Authentification of ruminant feeding by the analysis of the volatile compounds of their adipose tissues
Authentification de l'alimentation des ruminants par analyse des composés volatils de leur tissus adipeux
Résumé
There is an increasing consumer demand for robust analytical tools for objective authentication of the processing practices in food production chains, in particular for animal products. The aim of this work was to develop an authentication tool of grass feeding in lambs by analysing the volatile fraction of their adipose tissues. The animals were raised under experimental conditions allowing a strict control of feeding. The perirenal, caudal sub-cutaneous, an heart fat tissues were analysed by Dynamic Headspace - Gas Chromatography - Mass Spectrometry (DH-GC-MS). The analytical signal was stabilized and the drifts were corrected by using chemometrics tools. The purpose of the first step of the study was to identify the compounds discriminating the adipose tissues of lambs fed either pasture or concentrate. Using an improved analytical procedure, 126 pasture diet tracers were identified. This experiment also showed the interest of analyzing different types of adipose tissues in parallel for discriminating the two diets. The second step of the study aimed at assessing the relevance of the volatile fraction of lamb adipose tissues to authenticate alternate diets. These diets, widely used for the ruminant rearing, consist in switching from pasture to a concentrate based diet before slaughter, or vice versa. The variations in the amounts of pasture diet volatile tracers were monitored in different adipose tissues of lambs fed with such alternate diets. Volatile compounds enabled to discriminate lambs fed at pasture then finished on a concentrate diet for periods corresponding to 0, 4, 8, or 12 kg of the final weight gain. Likewise, the lambs fed concentrate and finished at pasture for periods corresponding to 0, 17, 51, 85 days were successfully discriminated. In addition to litterature data, all the experimental rearing systems used in this work allowed to reveal 19 particularely robust and generic volatile tracers of pasture diet. This work evidenced the feasibility of the authentication of feeding practices of lambs fed alternate diets. It also reinforces the ability of procedures of analytical signal treatment like instrumental drifts correction and ratios of variables to improved the discrimination power of authentication models.
Il existe une forte demande sociétale de moyens analytiques robustes permettant d'authentifier de manière objective les modes d'élaboration des produits alimentaires, notamment lorsqu'ils sont d'origine animale. L'objectif de cette thèse était de développer une méthode d'authentification de l'alimentation à l'herbe des agneaux, basée sur l'analyse de la fraction volatile de leurs tissus adipeux. Les animaux étudiés ont été élevés dans le cadre de dispositifs expérimentaux, où leur alimentation était étroitement contrôlée. Le tissus périnéal, sous-cutané caudal, et péricardiaque ont été analysés au moyen d'un système d'Espace de Tête Dynamique-Chromatographie en Phase Gazeuse- Spectrométrie de Masse (ETD-CPG-SM), dont le signal a été corrigé et stabilisé par différentes procédures chimiométriques. La première étape de ce travail de recherche visait à identifier les traceurs distinctifs de tissus adipeux d'agneaux nourris soit à l'herbe soit aux concentrés. Une fois les conditions d'analyse des composés volatils optimisés,126 traceurs de l'alimentation au pâturage ont été identifiés. Cette expérimentation a également permis de montrer l'intérêt de l'analyse parallèle de tissus de natures différentes pour la discrimination des deux alimentations. La deuxième étape avait pour objectif de montrer l'intérêt de l'analyse de la fraction volatile de tissus adipeux d'agneau pour l'authentification des régimes alternés. Ces régimes, couramment utilisés pour l'élevage des ruminants consistent à alterner une période d'alimentation au pâturage avec une finition aux concentrés, ou inversement. Les variations des abondances des traceurs volatils d'une alimentation au pâturage ont été suivies dans les tissus adipeux d'animaux nourris avec ces régimes alternés. Les résultats montrent que les composés volatils permettent de discriminer des tissus adipeux d'animaux nourris d'une part à l'herbe et finis aux concentrés pour un engraissement final de 0, 4, 8, ou 12 kg ; et d'autre part aux concentrés et finis au pâturage durant 0,17, 51, ou 85 jours. Couplés aux données de la littérature, l'ensemble des dispositifs d'élevage mis en oeuvre au cours de cette thèse ont permis de mettre en évidence 19 composés volatils traceurs de l'alimentation à l'herbe particulièrement robustes et génériques. Ces travaux démontrent aussi la faisabilité de l'authentification de l'alimentation d'animaux nourris au moyen de régimes contrastés ou alternés. Enfin, ils confirment aussi l'intérêt des procédures de traitement du signal, comme la correction des dérives instrumentales ou l'utilisation de ratios de variables, pour amplifier le pouvoir discriminant des modèles d'authentification.
Mots clés
Domaines
Alimentation et Nutrition
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