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Depuis les crises des années 90, la sécurité alimentaire, l’authentification et
la traçabilité des produits animaux constituent de plus en plus des
paramètres incontournables voire de survie de nos élevages.
Les chercheurs du Centre wallon de Recherches agronomiques et
ceux de la Faculté apportent leurs contributions à ces aspects de
l’élevage que ce soit au niveau de la production ou au niveau des
produits grâce à des recherches le plus souvent interdisciplinaires.
Sécurité alimentaire et traçabilité
P. Dardenne2, S. Vandeplas1, J.M. Romnee2, C. Boudry1, V. Baeten2, G. Berben2, R. Renaville3
1
2
. FUSAGx Unité de Zootechnie
. CRA-W Département Qualité des Productions agricoles
3
. FUSAGx Unité de Biologie animale et microbienne
La décennie 90 a été marquée par plusieurs crises : l’ESB, la présence d’hormones et la
crise de la dioxine. La communauté scientifique a réagi en recherchant une meilleure
sécurité alimentaire et une traçabilité efficace.
La contribution de plusieurs chercheurs de la Faculté des Sciences Agronomiques et du
Centre Wallon de Recherches agronomiques est exposée ci-après.
1. La salmonellose et ses solutions en production de volaille
La contamination des denrées alimentaires d’origine animale par des pathogènes
alimentaires reste un problème majeur de santé publique dans les pays industrialisés. En
Belgique, le principal agent pathogène responsable de toxi-infections alimentaires (TIA)
humaines est Salmonella. Selon l’Agence Fédérale pour la Sécurité de la Chaîne
Alimentaire, 31% des TIA entre 2000 et 2002 ont eu pour origine Salmonella ssp. en
Belgique (Working Group on Foodborne Infections and Intoxications, 2002). Dans notre
pays, le nombre de cas confirmés de salmonelloses à diminué ces dernières années mais
était encore de 9718 en 2002. Ce sont les produits avicoles tels que la viande, les œufs et
produits dérivés, qui constituent la première source d’infection par Salmonella, appelée
aussi salmonellose, pour l’homme. En effet, ce pathogène utilise les volailles comme
animal hôte, en colonisant leur tractus intestinal, et ce de manière asymptomatique pour les
oiseaux. Il en résulte un risque de contamination des produits alimentaires, notamment via
la chaîne d’abattage, pour la viande de volaille. Au moment de l’abattage, et plus
particulièrement lors de l’éviscération, un pourcentage des carcasses, de 20 à 40% environ
selon les années en Belgique, peut directement ou indirectement être contaminé par le
contenu du tractus gastro-intestinal des animaux infectés. Le taux de contamination des
filets de poulet était de 22,3% en 1999 et de 12,6% en 2002. De même, les analyses ont
montré une prévalence des salmonelles sur la peau de poules de 20,3% en 2002.
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Réduire la colonisation du tube digestif des oiseaux par Salmonella apparaît donc comme
la stratégie la plus appropriée au niveau des exploitations d’élevage, pour limiter
l’incidence de la salmonellose via la contamination des denrées alimentaires d’origine
avicole. Les antibiotiques utilisés en production de volaille comme facteurs de croissance
agissent de manière préventive en modifiant la microflore intestinale et en supprimant les
populations d’agents pathogènes tels que Salmonella chez les oiseaux. Néanmoins,
l’utilisation d’antibiotiques comme promoteurs de croissance en élevage d’animaux de
rente est actuellement au centre des préoccupations des instances internationales. Ainsi,
plusieurs pays européens ont mis en œuvre des programmes qui restreignent fortement
l’usage d’antibiotiques en production animale, principalement pour l’amélioration de la
croissance. Dans la foulée, la Commission Européenne a proposé une extension à ces
programmes de régulation qui prévoit l’élimination des antibiotiques alimentaires pour
2006 (Revington, 2002). Cependant, la suppression pure et simple de ces produits
générerait un manque à gagner dans le secteur de l’élevage. L’augmentation du coût de
production qui en résulterait ainsi que les frais liés à l’émergence de zoonoses telles que la
salmonellose devrait être prise en charge par le producteur et/ou le consommateur. A cet
égard, la recherche d’alternatives aux antibiotiques présente donc un intérêt indéniable.
Parmi les stratégies alternatives envisagées pour protéger les volailles des agents
pathogènes et pour remplacer les antibiotiques comme facteurs de croissance, les souches
bactériennes à activité probiotique (Gionchetti et al., 2000 ; Fritts et al., 2000 ; Jin et al.,
1997) et les enzymes de type hémicellulases (Remus, 2003) sont parmi les plus
fréquemment étudiées pour leur capacité à déplacer l’équilibre de la microflore intestinale
de manière favorable pour l’animal et pour leur effet antagoniste vis-à-vis des agents
pathogènes. S’est développée également la notion de symbiotique, qui combine un
probiotique et un prébiotique, ce dernier servant de substrat métabolisable pour soutenir la
croissance et l’implantation du probiotique dans le tube digestif. C’est de ce concept
qu’est née l’idée de fournir le prébiotique à la bactérie par hydrolyse de composants de la
ration alimentaire non digestible sous leur forme polymère tels que les arabinoxylanes du
froment. Ceux-ci sont des facteurs anti-nutritionnels pour les volailles qui peuvent être
hydrolysés en xylo-oligomères par des hémicellulases de type endo-xylanase (Bedford et
Partridge, 2001).
Des recherches au sein de l’Unité de Zootechnie envisagent d’associer, dans un additif
alimentaire économiquement soutenable, une souche probiotique et une préparation
d’hémicellulases de type endo-xylanase. La particularité de cette combinaison serait la
capacité de la souche bactérienne, en plus d’exercer un effet probiotique, à utiliser les
hydrolysats d’arabinoxylanes, produits par les enzymes au niveau intestinal, pour son
développement et son implantation dans le tractus digestif du poulet. La souche pourrait
alors exercer de manière optimale son effet antagoniste vis-à-vis de Salmonella, et
influencer de manière bénéfique l’état sanitaire des animaux ainsi que les performances
zootechniques.
2. Détection des antibiotiques et des mycotoxines
Les antibiotiques restent parmi les molécules les plus utilisées en élevage. Leur usage, tant
préventif que curatif, peut conduire à l’émergence de résistance bactérienne dans les
exploitations d’élevage intensif, rendant inefficaces certains traitements en médecine
humaine. Le CRA-W, par le biais du Département « Qualité des Productions agricoles »
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s’est positionné depuis plusieurs années déjà dans l’étude des méthodes de détection de ces
molécules, tant dans l’alimentation que dans les productions animales.
C’est ainsi qu’une collaboration avec des firmes commerciales et les instances officielles
permet l’étude approfondie et l’amélioration de tests disponibles pour la mise en évidence
des antibiotiques dans le lait. Les résultats obtenus lors de ces études garantissent la
fiabilité des tests mis en œuvre lors des contrôles officiels.
Cette problématique des résidus d’antibiotiques a été étendue à l’alimentation animale dans
le cadre d’un projet de recherche européen (SIMBAG-FEED) visant au développement de
méthodes de détection des antibiotiques et des promoteurs de croissance dans
l’alimentation. L’expertise acquise par le CRA-W dans le domaine lui a permis d’être
retenu pour participer aux études de validation de la méthode chromatographique
développée pour la détection du carbadox et de l’olaquidox.
Par ailleurs, la qualité sanitaire des matières premières utilisées dans l’alimentation
constitue un autre axe de recherche du CRA-W dans le domaines des résidus et
contaminants en alimentation animale. C’est ainsi que la présence de mycotoxines dans les
productions céréalières est étudiées par plusieurs équipes : contamination fongique,
contamination chimique, évaluation du risque de présence de mycotoxines (développement
de modèles). Les résultats obtenus par ces différents groupes sont globalisés, discutés et
répercutés vers la filière céréalière et les producteurs d’aliments.
3. Le colostrum bovin : une alternative efficace et rentable aux promoteurs
de croissance antibiotiques
Les antibiotiques sont non seulement utilisés en élevage dans un but thérapeutique, mais ils
sont également incorporés à faible dose dans l’alimentation dans un but strictement
zootechnique en vue d'améliorer les performances animales. Cette utilisation en tant que
promoteur de croissance date des années 50, aux Etats-Unis d’abord, en Europe ensuite
(Vanbelle, 2001). Cependant, depuis 1970, leur utilisation a été revue à la baisse à de
nombreuses reprises par la Commission Européenne suite à l’apparition de bactéries qui
leur sont résistantes et qui sont susceptibles de contaminer l’homme.
De ce fait, et sous la pression de l’opinion publique, les mesures prises récemment au
niveau communautaire vont dans le sens d’un usage de plus en plus restreint, voire d’une
interdiction totale des promoteurs de croissance antibiotiques, comme c’est le cas en Suède
depuis 1986 et au Danemark depuis 2000. A l’heure actuelle, dans le reste de la
Communauté, seuls 4 promoteurs de croissance antibiotiques subsistent en alimentation
animale, il s’agit du Monensin sodium, de l’Avilamycine, du Flavophospholipol et de la
Salinomycine (Gourmelen et al., 2002). Mais, leurs jours sont comptés. En effet, une
interdiction totale de l’utilisation des promoteurs de croissance antibiotiques dans l’Union
Européenne pourrait avoir lieu en janvier 2006 (Laval, 2003).
Dans cette perspective d'interdiction totale de l'emploi des antibiotiques en alimentation
animale, de nombreuses alternatives ont été proposées (probiotiques, prébiotiques,
enzymes, acides organiques, extraits de plantes,…), mais à l'heure actuelle aucune solution
étudiée ne permet d'atteindre le niveau de performances techniques obtenu avec les additifs
antibiotiques. De plus, les prix de ces produits alternatifs sont souvent plus élevés
(Gourmelen et al., 2001).
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Suite aux surplus de production de colostrum bovin, et surtout pour sa richesse en
nutriments essentiels et en peptides bio-actifs, des études ont été réalisées et sont toujours
en cours afin d'évaluer ses effets sur les performances de croissance, le système digestif et
le système immunitaire du porcelet au sevrage. A l'heure actuelle, au travers de nos
résultats, il apparaît que l'ajout de faibles quantités de colostrum bovin lyophilisé dans
l'alimentation du porcelet au sevrage (2 %) permet une amélioration de l'ingestion et des
performances de croissance durant les 7 premiers jours suivant le sevrage. Le mode
d'action du colostrum bovin n'est pas encore connu, mais nous avons observé une réduction
de la concentration en E. coli de la flore fécale et une augmentation du taux d'IgA sanguin
chez les porcelets recevant le colostrum. Il semblerait donc que les effets observés sur la
croissance des animaux seraient surtout liés à une amélioration de l'état sanitaire des
animaux. Des études complémentaires sont en cours afin de déterminer plus précisément
l'effet du colostrum sur les parois et les glandes du tube digestif ainsi que le système
immunitaire des porcelets au moment du sevrage.
4. Authentification et traçabilté des produits agro-alimentaires : détection
des farines animales dans les aliments pour animaux
En vue d'empêcher l'extension et d'éradiquer l'épidémie d'ESB, différentes législations
européennes ont été instaurées afin de prévenir l'introduction de protéines animales
contaminées. Dans un premier temps (1994), l'utilisation de tissus de mammifères dans la
production d'aliments à destination des ruminants a été interdite. Des conditions très
strictes de production des farines animales ont également été instaurées (1996). Suite à la
résurgence de l'épidémie, une nouvelle directive européenne a été introduite afin d'interdire
l'utilisation de l'ensemble des farines animales pour tous les animaux d'élevage à
destination de l'alimentation humaine. Cette interdiction totale ainsi que d'autres directives
ont été introduites au sein de l'Union Européenne suite aux manquements relevés lors du
contrôle de l'application de la première interdiction. La législation actuelle requiert le
développement et la validation d'outils analytiques permettant l'analyse rapide des
ingrédients et des aliments composés à destination animale. Ces outils doivent être utilisés
tant au niveau du laboratoire de contrôle qu'au niveau des unités de production et de
stockage qui ont la charge de mettre en place un auto-contrôle efficace.
A côté de la méthode de référence (la microscopie classique) mise en place pour le
contrôle de qualité en alimentation animale, on assiste depuis quelques années au
développement de nouveaux outils analytiques utilisant la biologie moléculaire, les
techniques de chromatographie ou la spectroscopie proche infrarouge. Depuis 1998, le
Centre Wallon de Recherches Agronomiques (CRA-W) a été à la base d'initiatives et
européennes visant à développer et à valider la méthode de référence et de nouvelles
méthodes alternatives pour la détection de farines animales dans les aliments composés. Le
CRA-W est particulièrement actif dans le développement de méthodes basées sur la
biologie moléculaire et la spectroscopie proche infrarouge (projet européen G6RD-2000CT00414, acronyme : STRATFEED, pour plus d'information veuillez consulter l'adresse
suivante http://stratfeed.cra.wallonie.be). Cette démarche s'inscrit dans le souci du CRA-W
de mettre à la disposition du secteur de la production animale des outils analytiques
permettant un contrôle rapide de la composition des aliments à destination animale afin de
détecter la présence de contaminations ou d'ingrédients illicites.
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5. Authentification et traçabilté des produits agro-alimentaires :
développement et validation de méthodes analytiques
Le CRA-W a développé depuis plusieurs années une expertise dans le développement et
de la validation de méthodes analytiques basées sur les techniques de biologie moléculaire,
de spectroscopie infrarouge et de chromatographie gazeuse. Ces méthodes ont pour but le
contrôle et le suivi de la qualité ainsi que l'authentification des produits agro-alimentaires.
L'expertise du CRA-W se traduit par la participation dans le cadre du cinquième
programme cadre européen à différents projets visant la mise au point de méthodes pour la
détection
d'huile
de
noisette
dans
l'huile
d'olive
(projet
MEDEO,
http://www.cica.es/aliens/igmedeo/) ou encore la détection de farines animales dans
les
aliments
composés
(projet
RTD
STRATFEED,
http://www.stratfeed.cra.wallonie.be). Un autre exemple est la participation du
CRA-W au projet TYPIC (http://www.typic.org) visant à étudier les produits alimentaires
à qualité différenciée (vin et jambon sec) afin de définir les préférences du consommateur
et d'établir des critères objectifs d'évaluation de ces produits. Le projet analyse le
comportement du consommateur et sa perception des produits à qualité différenciée en
utilisant des paramètres objectifs qui définissent la typicité de ces produits. Le projet
TYPIC concerne également le développement de méthodes analytiques afin de caractériser
et de garantir les qualités spécifiques de ces produits et leur traçabilité.
Dans le cadre du sixième programme cadre européen, le CRA-W est partenaire dans deux
nouveaux projets intégrés sur la période 2005-2009. (TRACE : http://www.trace.eu.com)
Le premier projet concerne le développement de méthodes et de systèmes de traçabilité
pour certifier tant l'origine géographique ou génétique que le mode de production des
produits alimentaires (céréales, eaux minérales, huiles d'olive, miels, vins, viandes). Le
second projet (CO-EXTRA) vise à étudier la co-existence et la traçabilité des organismes
génétiquement modifiés (OGM).
6. Détection des OGM ou de leurs dérivés en alimentation
Les capacités analytiques du CRA-W en matière de détection des OGM ont d’abord été
mises à profit des autorités de contrôle dès 1998 à leur demande. A l’époque, il n’était pas
encore question de seuils de teneurs et on se limitait donc à une détection qualitative par
PCR. Depuis lors la législation a fort évolué et le savoir-faire scientifique du CRA-W s’y
est adapté en intégrant les techniques de PCR en temps réel à des fins de quantification,
notamment grâce au support précieux de la politique scientifique fédérale, de la recherche
contractuelle subventionnée de l’ex-Ministère fédéral de l’Agriculture et ensuite du SPF
Santé publique et enfin aussi grâce à la Région wallonne (Berben et al., 2000 ; Janssen et
al., 2004). Les compétences du CRA-W en ce domaine sont d’ailleurs reconnues au niveau
européen dans la mesure où le centre est régulièrement sollicité par le laboratoire
communautaire de référence à participer à des essais de validation de méthodes
quantitatives (ex. pour 2004 : maïs NK603 et TC1507). De plus, le centre est l’un des trois
membres belges, le seul en Wallonie, du réseau européen des laboratoires d’analyse des
OGM (ENGL) coordonné par le Centre Commun de Recherche d’Ispra en Italie. Comme
plusieurs membres de ce réseau, le CRA-W est partenaire dans le nouveau projet européen
Co-Extra consacré aux problèmes de co-existence et de traçabilité des OGM.
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Les analyses de détection des OGM ou de leurs dérivés actuellement réalisées au CRA-W
viennent principalement en appui aux règlements européens sur l’étiquetage et la
traçabilité (règlements 1829/2003 et 1830/2003) des OGM et de leurs dérivés. En dehors
des autorités, les clients de ces analyses en rapport avec l’alimentation animale peuvent
également être des producteurs - dans le cadre de leurs autocontrôles - ou des organismes
certificateurs. Ce genre d’analyse est d’ailleurs requis lors de l’adhésion à certains
systèmes de bonnes pratiques de fabrication tel par exemple celui de l’APFACA qui
garantit des teneurs en OGM au-dessous des seuils légaux.
De l’ensemble des résultats analytiques obtenus au CRA-W, il ressort qu’actuellement
c’est toujours en alimentation animale que la plus grande fréquence de cas de dépassement
des seuils en OGM est observée mais quasi exclusivement pour le soja Roundup Ready qui
strictement parlant en tant que lignée autorisée n’affecte en rien la sécurité alimentaire par
sa présence. C’est évidemment différent lorsqu’il s’agit d’OGM non autorisés. Un tel cas a
été rencontré en août 2004 par la présence de maïs GA21 mais pour une denrée alimentaire
et non un aliment pour animaux.
7. Traçabilité dans la filière animale par la méthode du fingerprinting
Les techniques récentes de génétique moléculaire permettent de visualiser certains traits du
patrimoine héréditaire des individus et offrent des perspectives d’identification et de
traçabilité des individus et de leurs produits sous forme d’ « empreintes génétiques »
(« DNA fingerprinting »).
Une méthode basée sur l’analyse de l’ADN microsatellite permet d’obtenir une empreinte
génétique fournissant une information quasi infaillible quant à l’identité et la parenté des
individus. Cette information peut être obtenue à partir de très peu de matériel biologique.
Cette méthode s’avère être à l’heure actuelle une méthode fiable, pratique, de coût
raisonnable pour identifier, certifier et authentifier l’origine des produits alimentaires,
transformés ou non.
La mise en place d’une méthode de traçabilité moléculaire, en particulier dans la filière
bovine, nécessite dans une première étape, la réalisation d’une banque de référence au sein
de laquelle les échantillons pourront être conservés pendant de nombreuses années :
l’instauration d’une « pilothèque » en relation avec le système de contrôle SANITEL
semble être la voie adéquate pour rencontrer les impératifs économiques et sociétaux de la
filière. Le système mis en place constitue un complément indispensable à la validation
complète du système SANITEL et à l’étiquetage des viandes qui se met actuellement en
place.
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