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Bull. Fr. Piscic. 289. 112-127 112 SUMMARY The feed fortification in synthetic carotenoids is utilized in intensive salmoniculture to enhance the skin and the flesh pigmentation of fishes. After a review of physical and chemical properties of canthaxanthin, the effects of this pigment are presented on color, muscular fixation and retention of rainbow trout. SOMMAIRE 1 - Introduction 2 - Propriétés physico-chimiques de la canthaxanthine 3 - Stabilité de la canthaxanthine 4 - Effets de la canthaxanthine sur la couleur des truites 4.1. Relation entre la concentration en canthaxanthine et la longueur d'onde domi- nante. 4.2. Relation entre la concentration en canthaxanthine et la pureté d'excitation. 4.3. Relation entre la concentration en canthaxanthine et la luminosité. 5 - Effets de la canthaxanthine sur la fixation musculaire. 6 - Effets de la canthaxanthine sur la rétention musculaire 7 - Digestibilité de la canthaxanthine 8 - Conclusion 9 - Bibliographie I. INTRODUCTION La pigmentation de la robe et de la chair des truites et des saumons est recherchée par les pêcheurs, les gastronomes et les pisciculteurs qui valorisent ainsi mieux leurs produits. Les pigments caroténoïdes, base de la pigmentation des salmonidés, remplissent en plus de leur activité colorante proprement dite certaines fonctions biologiques encore méconnues. Les caroténoïdes augmenteraient le taux de fécondité (DEUFEL, 1965) et même pourraient jouer un rôle dans la fécondation en tant qu'hormones (HARTMAN et al., 1947). Par ailleurs, CZECZUGA(1974) a rapporté la présence de caroténoïdes dans la laitance de la truite arc-en-ciel (Salmogairdneri R.). Cependant, s'ils n'interviennent pas EFFETS D'UN PIGMENT CAROTÉNOIDE, LA CANTHAXANTHINE, SUR LA PIGMENTATION DE LA TRUITE ARC-EN-CIEL SALMO GAIRDNERI RICH. G. CHOUBERT Laboratoire de nutrition et d'élevage des poissons I.N.R.A. Centre de recherches hydrobiologiques Saint-Pée-Sur-Nivelle, 64310 ASCAIN, France RÉSUMÉ La supplementation en caroténoïdes de synthèse, répliques exactes de ceux existant.dans la nature, des aliments de pisciculture a pour but immédiat de rehausser la pigmentation de la robe et de la chair des poissons. Après présentation des propriétés physico-chimiques de la canthaxanthine, les effets de ce pigment sont étudiés sur la couleur, la fixation et la rétention musculaire chez la truite arc-en-ciel. Article available at http://www.kmae-journal.org or http://dx.doi.org/10.1051/kmae:1983011

EFFETS D'UN PIGMENT CAROTÉNOIDE, LA CANTHAXANTHINE, …

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Page 1: EFFETS D'UN PIGMENT CAROTÉNOIDE, LA CANTHAXANTHINE, …

Bull. Fr. Piscic. 289. 112-127

• 112 —

S U M M A R Y

T h e f e e d f o r t i f i c a t i o n in s y n t h e t i c c a r o t e n o i d s is u t i l i z e d in i n t e n s i v e sa lmonicu l ture to e n h a n c e the skin and the f lesh p igmentat ion of f ishes.

After a rev iew of physical and chemical properties of can thaxanth in , the effects of th is p igment a re presented on color, muscular f ixation and retent ion of ra inbow trout.

S O M M A I R E

1 - Introduction

2 - Propriétés phys ico-ch imiques de la can thaxanth ine

3 - Stabi l i té de la c a n t h a x a n t h i n e

4 - Effets de la c a n t h a x a n t h i n e sur la couleur des trui tes

4 . 1 . Relat ion en t re la concentrat ion e n canthaxanth ine et la longueur d'onde domi ­

n a n t e .

4 . 2 . Relat ion en t re la concentrat ion en canthaxanth ine et la pureté d'excitat ion.

4 . 3 . Relat ion en t re la concentrat ion e n canthaxanth ine et la luminosi té .

5 - Effets de la c a n t h a x a n t h i n e sur la f ixation muscula i re .

6 - Effets de la c a n t h a x a n t h i n e sur la rétent ion muscula i re

7 - Digestibi l i té de la c a n t h a x a n t h i n e

8 - Conclusion

9 - Bibl iographie

I . I N T R O D U C T I O N

La p igmentat ion de la robe et de la chair des trui tes et des s a u m o n s est recherchée par les pêcheurs , les gas t ronomes et les pisciculteurs qui valorisent ainsi mieux leurs produits.

Les pigments caroténoïdes , base de la p igmentat ion des sa lmonidés , rempl issent e n plus de leur act ivi té colorante proprement dite cer ta ines fonctions biologiques encore m é c o n n u e s . Les caroténoïdes augmentera ien t le taux de fécondité (DEUFEL, 1 9 6 5 ) et m ê m e pourra ient jouer un rôle d a n s la fécondat ion en tant q u ' h o r m o n e s ( H A R T M A N et al., 1 9 4 7 ) . Par a i l leurs, C Z E C Z U G A ( 1 9 7 4 ) a rapporté la présence de caroténoïdes dans la la i tance de la t ru i te a rc -en-c ie l (Salmogairdneri R.). Cependant , s'ils n ' in terv iennent pas

EFFETS D'UN PIGMENT CAROTÉNOIDE, LA CANTHAXANTHINE, SUR LA PIGMENTATION DE

LA TRUITE ARC-EN-CIEL SALMO GAIRDNERI RICH.

G . C H O U B E R T

L a b o r a t o i r e d e n u t r i t i o n e t d ' é l e v a g e d e s p o i s s o n s I . N . R . A . C e n t r e d e r e c h e r c h e s h y d r o b i o l o g i q u e s S a i n t - P é e - S u r - N i v e l l e , 6 4 3 1 0 A S C A I N , F r a n c e

R É S U M É

La supp lementa t ion en caroténoïdes de synthèse, répl iques exactes de ceux existant .dans la na ture , des a l iments de pisciculture a pour but imméd ia t de rehausser la p igmenta t ion de la robe et de la chair des poissons.

Après présenta t ion des propriétés physico-chimiques de la can thaxan th ine , les ef fe ts de ce p igment sont étudiés sur la couleur, la f ixation et la rétent ion muscula i re chez la t ru i te arc-en-c ie l .

Article available at http://www.kmae-journal.org or http://dx.doi.org/10.1051/kmae:1983011

Page 2: EFFETS D'UN PIGMENT CAROTÉNOIDE, LA CANTHAXANTHINE, …

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au cours du déve loppement larvaire ( S T E V E N , 1 9 4 9 ; G O O D W I N , 1 9 5 1 ) , ils ont u n effet bénéf ique sur le gain de poids des poissons (DEUFEL, 1 9 6 5 ) . Leur mode d ' intervent ion n'est pas connu : est-i l dû à un effet direct des p igments ou à un ef fet secondaire lié au caractère prov i tamin ique de certa ins d 'entre eux ( G R A N G A U D et M A S S O N E T , 1 9 5 8 ) ?.

Les poissons sont incapables de synthét iser cette classe de p igments de novo et, de ce fait , doivent les trouver dans leur a l imenta t ion ( A N D R É , 1 9 2 6 ; G O O D W I N , 1 9 5 1 ). En mi l ieu nature l , la couleur rouge des trui tes et s a u m o n s provient d 'une nourr i ture où abondent les crustacés dont le p igment d o m i n a n t est l 'astaxanthine ( T H O M M E N et W A C K E R N A G E L , 1 9 6 4 , C Z Y G A N , 1 9 6 6 , C Z E C Z U G A , 1 9 7 0 ) . En s a l m o n i c u l t u r e intensive, les poissons ne peuvent trouver ces crustacés en grande quant i té . Auss i , convient- i l de c o m p l e m e n t e r ou de supp lémente r les rég imes a l imenta i res en mat iè res premières r iches en p igments nature ls ou de synthèse . D i f férentes sources de p igments c a r o t é n o ï d e s d 'o r ig ine n a t u r e l l e on t é té e x a m i n é e s : des e x t r a i t s de c a r a p a c e s d'écrevisses (PETERSON et al., 1 9 6 6 ) ou de homards (BESSE, 1 9 5 1 ), des déchets f rais de crevette (SAITO et RÉGIER, 1 9 7 1 ) , de la fa r ine de déchets de crevet te (UGLETVEIT, 1 9 7 4 ; C H O U B E R T , 1 9 7 7 , 1 9 8 3 ; ELLIS, 1 9 7 9 ) , des végé taux ( T U N I S S O N et al., 1 9 4 4 ; B I T Z E R , 1 9 6 3 ; C H O U B E R T , 1 9 7 9 ; S I M P S O N et K A M A T A , 1 9 7 9 ) e t e n f i n d e s l e v u r e s ( S A V O L A I N E N et G Y L L E N B E R G , 1 9 7 0 ; J O H N S O N et al.. 1 9 7 7 ) . Pourtant , si les résultats obtenus dans des condit ions expér imenta les bien précises ont é té sat isfaisants, leur ut i l isat ion n'a pas pu être t ransposée à l 'échelle industr iel le. En effet, ces sources nature l les de caroténoïdes ne sont pas constantes , car sujet tes à des écarts importants quant à la qual i té ou la quant i té de p igments mais é g a l e m e n t quant à leur état d ' isomérisat ion ou leur possibilité d'oxydation. Il peut en résulter, dans ces condit ions, une p igmenta t ion insuff isante des poissons.

L'uti l isation de p igments de synthèse permet de pallier cet inconvénient et d 'assurer u n e p igmenta t ion constante . Depuis les p remiers t ravaux de DEUFEL ( 1 9 6 5 ) , la supp lementa t ion en caroténoïdes de synthèse, te l le q u e la canthaxanth ine , qui existe n a t u r e l l e m e n t chez la t ru i te sauvage ( T H O M M E N et G L O O R , 1 9 6 5 ) , des a l iments util isés en sa lmonicu l tu re intensive est m a i n t e n a n t prat ique courante .

2 . P R O P R I É T É S P H Y S I C O - C H I M I Q U E S D E L A C A N T H A X A N T H I N E

La c a n t h a x a n t h i n e a été mise en év idence et isolée par H A X O ( 1 9 5 0 ) d 'une espèce comest ib le de chantere l le . Ce p igment caroténoïde de cou leur rouge a pour fo rmu le brute C„o H 6 2 0 2 ( P E T R A C E K et Z E C H M E I S T E R , 1 9 5 6 ) ; sa f o r m u l e d é v e l o p p é e es t schémat isée par la f igure 1 . Les groupes cétoniques s i tués sur les noyaux/3- ionones sont

F i g u r e 1 : F o r m u l e d é v e l o p p é e d e la c a n t h a x a n t h i n e

conjugués avec les doubles l iaisons de la c h a î n e carbonée , provoquant ainsi un g l issement du m a x i m u m d'absorption vers les plus fortes longueurs d'onde ( C R A M et H A M M O N D , 1 9 6 5 ) . C e t t e r e p r é s e n t a t i o n r é v è l e les n o m b r e u s e s p o s s i b i l i t é s d ' isomérisat ion. Cel le-ci se fait s p o n t a n é m e n t sous l'action de la t e m p é r a t u r e , des rayons ul tra-violets ou en présence d'iode. Dans la na ture on rencontre les deux formes isomères de la c a n t h a x a n t h i n e (cis et trans); le p igment de synthèse est u n i q u e m e n t trans et se t rouve protégé de l 'oxydation par u n e f ine dispersion dans un support de gé la t ine ( M U E L L E R et T A M M , 1 9 6 3 ) . Les propriétés phys ico-ch imiques de ce p igment sont rapportées dans le tab leau 1 .

Page 3: EFFETS D'UN PIGMENT CAROTÉNOIDE, LA CANTHAXANTHINE, …

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T a b l e a u 1 : P r o p r i é t é s p h y s i c o - c h i m i q u e s d e la c a n t h a x a n t h i n e ( B U N N E L e t B O R E N S T E I N , 1 9 6 7 ; F O P P E I M , 1 9 7 1 )

A s p e c t : c r i s t a u x b r u n v i o l e t

O d e u r : f a i b l e m e n t a r o m a t i q u e

S p e c t r e d ' a b s o r p t i o n d a n s l e v i s i b l e :

S o l v a n t M a x i m a ( n m ) H e x a n e 4 6 7 B e n z è n e 4 8 5 S u l f u r e d e c a r b o n e 5 0 0 C h l o r o f o r m e 4 8 2 E t h a n o l 4 7 7

1 % E = 2 2 0 0 d a n s l ' h e x a n e

1 c m

S p e c t r e d ' a b s o r p t i o n d a n s l ' i n f r a r o u g e : M é t h o d e K B r M a x i m u m 1 6 6 0 c m - 1

S p e c t r o m é t r i e d e m a s s e : m / e 5 6 4 , 5 4 9 , 5 0 8 , 4 8 5 , 4 7 2 , 4 5 8 , 4 2 8 , 4 1 3 , 4 0 6 , 4 0 2 . 3 6 1

P o i n t d e f u s i o n : 2 1 6 - 2 1 8 ° C c r i s t . é t h e r d e p é t r o l e - a c é t o n e

C o e f f i c i e n t d e p a r t a g e :

H e x a n e - 9 5 % m e t h a n o l 5 0 : 5 0 H e x a n e - 8 5 % m e t h a n o l 9 2 : 8

A c t i v i t é b i o l o g i q u e : c e n ' e s t p a s u n e p r o v i t a m i n e A

S o l u b i l i t é à 2 5 ° C :

h u i l e s v é g é t a l e s 0 , 0 2 % a c é t o n e 0 , 0 3 % é t h a n o l i n s o l u b l e p r o p y l e n e g l y c o l t r a c e s b e n z è n e 0 , 2 % c h l o r o f o r m e 1 0 %

3 . S T A B I L I T É D E L A C A N T H A X A N T H I N E

L'instabil ité des p igments caroténoïdes pose le problème de leur conservat ion tant d a n s les mat iè res p remiè res q u e dans les a l iments fabr iqués. Les condit ions et la durée d e conservat ion peuvent apporter des modif icat ions sensibles, d i f f ic i lement prévisibles, é t a n t d o n n é la var ié té des formules a l imenta i res , les condit ions de fabricat ion et de distr ibut ion dans la prat ique industriel le (CABELL et ELLIS, 1 9 5 5 ; POPE e t a l . , 1 9 5 7 ; F X S S L E R et al.. 1 9 6 2 ; T I E W S et ZUCKER, 1963 ) .

La pr incipale cause d'al térat ion des p igments caroténoïdes est leur oxydat ion. Le m o d e de p r é s e n t a t i o n e n r o b é de la c a n t h a x a n t h i n e la p ro tège e f f i c a c e m e n t de l 'oxydation c o m m e l'ont mont ré BUNNEL et BORENSTEIN ( 1 9 6 7 ) ; C H O U B E R T et L U Q U E T ( 1 9 7 9 ) . Ces résul tats montrent bien la concordance existant ent re le taux de c a n t h a x a n t h i n e a n n o n c é par le fabricant et le taux de canthaxanth ine rée l lement t rouvé d a n s les concentra is .

Par contre , le processus d'élaborat ion des granulés et le stockage des a l iments e n t r a î n e n t u n e perte impor tante de pigments (CHOUBERT et LUQUET, 1 9 7 9 ) c o m m e le m o n t r e le t ab leau 2. En effet , deux facteurs au moins interv iennent au cours du p r e s s a g e : u n e é lévat ion t h e r m i q u e et u n e forte pression qui en t ra înent l 'abrasion des n u t r i m e n t s lors du passage de l 'al iment à travers la f i l ière. L'effet t h e r m i q u e ne peut expl iquer , à lui seul , les pertes notées car la tempéra ture des granu lés à la sortie de la presse est basse ( 4 2 - 4 5 ° C), t empéra tures auxquel les la can thaxanth ine est stable. L 'abrasion, davantage q u e la pression, sera i t responsable des pertes enregist rées car l 'agglomérat ion exerce un rôle de fragil isation de l 'enrobage par laminage des part icules cont re la f i l ière plutôt q u ' u n effet de destruction proprement dit. A ins i , les détér iorat ions subies par les g ranu lés hâ tera ient la destruct ion de la canthaxanth ine par suite de la considérab le surface ainsi exposée à l'air lors du stockage.

Page 4: EFFETS D'UN PIGMENT CAROTÉNOIDE, LA CANTHAXANTHINE, …

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T a b l e a u 2 : C o n c e n t r a t i o n e n c a n t h a x a n t h i n e , r a p p o r t é e à l a m a t i è r e s a c h e , d e l ' a l i m e n t a v a n t e t a p r è s g r a n u l a t i o n e t d e l ' a l i m e n t s t o c k é p e n d a n t d e u x m o i s ( C H O U B E R T e t L U Q U E T , 1 9 7 9 )

Aliment avant Aliment après Aliment stocké Essai granulation granulation pendant 2 mois

;ug/g >»g/g A»g/g

— ï TVÏ T T 8 r*T2

2 282 289 170

3 276 198 205

4 264 242 165

5 262 221 201

6 324 223 211

7 240 173 171

8 318 267 218

9 234 216 173

10 306 212 176

11 317 212 180

12 240 188 154

13 299 216 178

moyenne 277 + 32 221 + 32 180 + 22

4 . E F F E T S D E L A C A N T H A X A N T H I N E S U R L A C O U L E U R D E S T R U I T E S

A p r è s inges t ion de la c a n t h a x a n t h i n e , la c o u l e u r de la t r u i t e se modif ie . Paradoxalement , ce cr i tère n'a pas été étudié . Certes, les méthodes d 'analyses, d iscutées par ai l leurs, (CHOUBERT, 1 9 8 2 ) , p e r m e t t e n t de dé te rminer ind i rectement la couleur mais les résultats obtenus ne sont in terprétables q u ' a u moyen d 'une g a m m e arbitraire de ré fé rence et à la condit ion que la couleur relat ive de chaque p igment soit constante . En fait, ces mesures ne sont ut i l isables q u e dans des condit ions r igoureusement semblables et connues , peu compat ib les avec la prat ique. De plus, les va leurs ainsi ob tenues ne sont qu' indicat ives ( F E R R A N D O e t al., 1 9 6 6 ) .

Cependant , on util ise, pour décr ire la couleur , u n e terminologie g é n é r a l e m e n t confuse et imprécise car on expr ime par un mot u n e sensat ion d é t e r m i n é e qui est la résul tante de plusieurs p h é n o m è n e s physiques perçus s i m u l t a n é m e n t ( tableau 3).

T a b l e a u 3 : La c o u l e u r e t s a m e s u r e

Attribut perceptif Mesure psychophysique

luminosité luminance (Y)

teinte longueur d'onde dominante (Ad)

saturation pureté d'excitation (Pe)

Préciser u n e couleur revient à uti l iser plusieurs qual i f icat i fs p e r m e t t a n t de parfa i re l ' information que l'on désire d o n n e r ( M A I N G U Y e t R O U Q U E S , 1 9 6 5 ) . L 'analyse de cette informat ion montre que l'on est toujours a m e n é à d ist inguer:

— la te inte permet tan t d'opérer un choix é l é m e n t a i r e dans la g a m m e des couleurs tel les q u e le rouge, le vert, le b leu.

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— la saturat ion qui expr ime la proportion du m é l a n g e de cette te inte avec le blanc. La te inte et la saturat ion définissent la chromat ic i té .

— la luminos i té p e r m e t t a n t de distinguer u n e couleur claire d 'une couleur sombre. C'est u n e caractér is t ique d' intensité.

Pour apprécier l 'effet de la canthaxanth ine sur la couleur du muscle de trui tes, nous avons e x a m i n é les relat ions qui existent ent re la teneur en canthaxanth ine de la m u s c u l a t u r e et les caractérist iques de chromat ic i té telles que la longueur d'onde d o m i n a n t e ( ! \d)et la pureté d'excitation ( P e ) e t d e luminosi té (Y). A cette f in , les va leurs de réf lectance obtenues à l 'aide d 'une sphère intégratr ice équipant un spectrophotomètre Beckman DB ont é té t ra i tées selon les normes CIE 1 9 3 1 (WYSZECKI et STILES, 1 9 6 7 ) . Le dosage de la c a n t h a x a n t h i n e a été effectué selon la méthode décrite par O S A D C A et al. ( 1 9 7 2 ) .

4 . 1 . R e l a t i o n e n t r e l a c o n c e n t r a t i o n e n c a n t h a x a n t h i n e e t l a l o n g u e u r d ' o n d e d o m i n a n t e

O n r e m a r q u e une augmentat ion rapide de la longueur d'onde dominante dans les j a u n e s ( 5 7 7 n m <*\d < 5 8 0 nm) lorsque la quant i té de canthaxanth ine de la masse

t , , 1 2 3 4 5 6

C a n t h a x a n t h i n e (}*g/g)

F i g u r e 2 : R e l a t i o n e n t r e l a c o n c e n t r a t i o n e n c a n t h a x a n t h i n e d u m u s c l e d e s t r u i t e s e t l a l o n g u e u r d ' o n d e d o m i n a n t e ( C H O U B E R T , 1 9 8 2 )

muscula i re croît pour a t te indre 0 ,5 / / g / 9 Lorsque cette quant i té est dépassée, le d é p l a c e m e n t de la te in te du muscle vers le j a u n e orangé, puis l 'orangé, est beaucoup plus lent e t at te int un n iveau au-delà duquel toute augmenta t ion de la f ixation muscula i re de c a n t h a x a n t h i n e semble n e plus produire d'effet (f igure 2).

Lo

ng

eur

d'o

nd

e d

om

ina

nte

(n

m)

Y : 5 8 1 . 4 4 9 • 1 . 0 0 5 log X t 0 . 1 4 2

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Ainsi , l 'addition de c a n t h a x a n t h i n e renforce soit la te in te , soit la concentra t ion m u s c u l a i r e . Il e s t i m p o r t a n t de n o t e r q u e l 'un d e c e s e f f e t s n ' i m p l i q u e pas nécessa i rement l 'autre.

4 . 2 . R e l a t i o n e n t r e l a c o n c e n t r a t i o n e n c a n t h a x a n t h i n e e t l a p u r e t é d ' e x c i t a t i o n

O n note que la satura t ion a u g m e n t e avec la concentra t ion e n c a n t h a x a n t h i n e du muscle . En fait , dans la zone o rangée , cette saturat ion ne varie q u e fa ib lement (f igure 3) .

Pu

reté

d

'ex

cit

ati

on

C a n t h a x a n t h i n e () ig/g)

F i g u r e 3 : R e l a t i o n e n t r e l a c o n c e n t r a t i o n e n c a n t h a x a n t h i n e d u m u s c l e d e s t r u i t e s e t l a p u r e t é d ' e x c i t a t i o n ( C H O U B E R T , 1 9 8 2 )

4 . 3 . R e l a t i o n e n t r e l a c o n c e n t r a t i o n e n c a n t h a x a n t h i n e e t l a l u m i n o s i t é

La luminosi té d i m i n u e à m e s u r e q u e la concentra t ion du m u s c l e e n c a n t h a x a n ­th ine a u g m e n t e ; la couleur du muscle devient plus foncée (f igure 4).

Sur le plan méthodologique, les di f férentes corré lat ions existantes en t re la concentrat ion e n c a n t h a x a n t h i n e du muscle et les caractér ist iques co lor imétr iques sont h a u t e m e n t s i g n i f i c a t i v e s . D a n s c e s c o n d i t i o n s , les m é t h o d e s d e d o s a g e s par spectrophotométr ie après extract ion de la can thaxan th ine ou par m e s u r e color imétr ique sur un broyât de musc le permet ten t d'obtenir des résultats qui sont p ra t iquement équivalents. Ce sont donc des commodi tés ou des objectifs part icul iers qui p e r m e t t e n t de préférer l 'une des méthodes à l 'autre.

Y . 0 . 2 8 8 • 0 . 0 1 5 X J 0 . 0 O 3

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C a n t h a x a n t h i n e (}ig/g)

F i g u r e 4 : R e l a t i o n e n t r e la c o n c e n t r a t i o n e n c a n t h a x a n t h i n e d u m u s c l e d e s t r u i t e s e t l a l u m i n o s i t é ( C H O U B E R T , 1 9 8 2 ) .

En fait , sur le plan prat ique, ces études ont permis de définir la cou leurde la truite de la façon la plus objective. Elles donnent aussi la possibilité de met t re au point avec exact i tude u n e g a m m e de ré férence usuelle dont chaque couleur sera définie par des coordonnées précises et vér i f iables. Cette g a m m e devrait permet t re une appréciat ion plus rapide et p lus précise de la couleur des trui tes à condition de répondre à deux impérat i fs ( L E G R A S , 1980) :

— avoir une correspondance max imum avec la te inte des classes de couleurs de la chair des truites,

— avoir une concordance opt imale quant à l'aspect physique visible (épaisseur, t ranslucidi té , s t ructure de surface), point important pour le j u g e m e n t comparatif v isuel de la couleur.

Cette classif ication permet t ra i t d'offrir au consommateur un choix; la sélection au n iveau commerc ia l et les incidences psycho-sensoriel les et économiques sur les c o n s o m m a t e u r s sera ient à préciser u l tér ieurement à partir de ces l imites de perceptions v isue l les bien repérées par la colorimétrie.

5 . E F F E T S D E L A C A N T H A X A N T H I N E S U R L A F I X A T I O N M U S C U L A I R E

J u s q u ' a l o r s , la f i x a t i o n des p i g m e n t s c a r o t é n o ï d e s e n g é n é r a l et de la c a n t h a x a n t h i n e en part icul ier , a été étudiée plus sous l'aspect des causes de sa variation q u e sous son aspect d y n a m i q u e . La majori té des au teurs se sont at tachés à définir

Luminosité

(%)

Y i 3 0 . 4 0 1 - 1 . 2 9 0 X î 0 . 3 7 8

— 118 —

Page 8: EFFETS D'UN PIGMENT CAROTÉNOIDE, LA CANTHAXANTHINE, …

— 119 —

l ' inf luence de la na ture de ces p igments ou celle de leur concentra t ions dans l 'a l iment (PETERSON et al., 1 9 6 6 ; S C H M I D T et BAKER, 1 9 6 9 ; S A V O L A I N E N et G Y L L E N B E R G , 1 9 7 0 ; S A I T O et REGIER, 1 9 7 1 ; UGLETVEIT , 1 9 7 4 ; A B D U L M A L A K et al., 1 9 7 5 ; C H O U B E R T et L U Q U E T , 1 9 7 5 , K U O et al.. 1 9 7 6 ; C H O U B E R T , 1 9 7 7 , 1 9 7 9 ) .

Or, l 'étude de la f ixat ion et de la rétent ion de la c a n t h a x a n t h i n e , en fonct ion de sa consommat ion , apporte des indicat ions précieuses non s e u l e m e n t sur l 'aptitude des an imaux à se p igmenter , ma is aussi sur l 'efficacité des d i f férentes mat iè res premières ou sur les concentrat ions opt ima les de p igments à incorporer dans les a l i m e n t s en relat ion avec la durée de distr ibut ion ( C H O U B E R T et LUQUET, 1 9 8 2 ) .

L'évolution de la quant i té de can thaxanth ine f ixée dans la m u s c u l a t u r e tota le du poisson en fonct ion de la quant i té ingérée peut être représentée par u n e courbe à al lure parabol ique (fig. 5). O n r e m a r q u e que la quant i té de can thaxan th ine f ixée par la t ru i te est d ' a u t a n t p lus é l e v é e q u e la q u a n t i t é de c a n t h a x a n t h i n e i n g é r é e est i m p o r t a n t e . Toutefois, cette quant i té a t te int un niveau au-de là duquel toute a u g m e n t a t i o n de l ' ingestion de p igment ne produit plus d'effet. Cet te l imite de 100 /ug de can thaxanth ine f i xée par le po isson est e n c o r e i n e x p l i q u é e m a i s p e u t c o r r e s p o n d r e soit à u n e impossibil i té de la part du poisson à absorber plus de c a n t h a x a n t h i n e , soit à une saturat ion des sites de l iaisons l ipoprotéiques c o m m e cela a é té noté pour le /J -carotène par M A T H E W S - R O T H et G U L B R A N D S E N ( 1 9 7 4 ) . Ces résul tats sont à rapprocher , dans u n e cer ta ine m e s u r e , de ceux obtenus chez la volail le ( T A G W E R K E R et al., 1 9 6 2 ) .

5 10 [5 canthaxanth ine consommée ( m g )

F i g u r e 5 : R e l a t i o n e n t r e l a q u a n t i t é d e c a n t h a x a n t h i n e c o n s o m m é e p a r le p o i s s o n e t l a q u a n t i t é d e c a n t h a x a n t h i n e f i x é e d a n s le m u s c l e ( C H O U B E R T e t L U Q U E T , 1 9 8 2 )

cant

haxa

nthi

ne

fixé

e da

ns

le

mus

cle

( ju

g )

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— 120 —

Sur la f i g u r e 5, on r e m a r q u e q u e le c h a n g e m e n t de p e n t e de la courbe représentant l 'évolution de la canthaxanth ine f ixée dans la total i té de la masse muscu la i re du poisson n'a l ieu qu 'à partir du m o m e n t où le poisson a c o n s o m m é 4 à 5 mg de can thaxanth ine . Pour un a l iment contenant 2 0 0 p g / g de can thaxan th ine et un indice de consommat ion m o y e n de 1,38, cela se traduit par une durée de distribution du p igment d 'environ une s e m a i n e . Chez la poule pondeuse, M A R U S I C H et al. ( 1 9 6 2 ) rapportent un p h é n o m è n e analogue tan t pour la canthaxanth ine q u e pour l ' isozéaxan-t h i n e et le /3 -apo-8 ' -caroténa l .

En fai t , la quant i té tota le de canthaxanth ine ingérée apparaît plus importante à considérer que le t e m p s pendant lequel les p igments sont consommés . Dans ce contexte, on doit se d e m a n d e r ce qui se passerait si l 'administrat ion de la can thaxanth ine , en vue d'obtenir u n e f ixat ion de p igments sur u n e période de temps plus courte , était e f fectuée de façon a m é n a g é e : u n e rat ion dite d e démarrage à forte t e n e u r en canthaxanth ine précédant une ration di te de f init ion à teneur moindre en can thaxanth ine .

6 . E F F E T S D E L A C A N T H A X A N T H I N E S U R L A R É T E N T I O N M U S C U L A I R E

La ré tent ion muscu la i re totale d e la canthaxanth ine est calculée à partir des var iat ions e n concentat ions de la canthaxanth ine dans les muscles latéro-dorsaux selon la relation :

[ (P) (C) ] final — [(P) (C)] initial Rétent ion muscu la i re = -. :

consommat ion en p igment

où P représente le poids des muscles latéro-dorsaux, C représente la concentrat ion en c a n t h a x a n t h i n e des muscles .

Les résul tats obtenus pour les muscles latéro-dorsaux ont é té ensui te extrapolés à l 'ensemble de la m u s c u l a t u r e du poisson selon L U Q U E T ( 1 9 7 1 ) et A U G E R ( (1973 ) .

Par l 'analyse factor ie l le (SNEDECOR et C O C H R A N , 1 9 6 7 ) , on peut établir une r e l a t i o n e n t r e la r é t e n t i o n m u s c u l a i r e de la c a n t h a x a n t h i n e e t la q u a n t i t é de c a n t h a x a n t h i n e ingérée représentée par la f igure 6 ( C H O U B E R T et LUQUET, 1 9 8 2 ) .

Cette courbe présente une valeur max imale au-delà de laquel le les va leurs de ré tent ion d i m i n u e n t alors q u e la quant i té de canthaxanth ine ingérée a u g m e n t e . Cette va leur max ima le de 0 , 9 0 6 % est basse e t ne représente envi ron q u e le d ix ième de celle qui est c lass iquement observée chez la volaille ( M A I N G U Y et R O U Q U E S , 1 9 6 5 ; F E R R A N D O et al., 1 9 6 6 ; CHEMILLIER, 1977 ) .

Sur la courbe de ré tent ion , l ' intervalle de conf iance (95 %) a é té reporté de part et d 'aut re . Deux points X i et Xo ont éga lement été ment ionnés , selon Z E I T O U N et al. ( 1 9 7 6 ) . X I représente la quant i té de canthaxanth ine ingérée correspondant à une rétent ion égale à la l imite in fér ieure de Y max. Xo représente la quant i té de can thaxan th ine ingérée correspondant à u n e ré tent ion muscula i re égale à la l imite in fér ieure de Y max. sur la courbe représentant la l imite supérieure de la rétent ion muscula i re . Ces valeurs Xo et X i correspondent respect ivement à 4 , 7 et 7 , 2 mg de can thaxanth ine ingérée par le poisson.

Dès lors, la réponse à u n e quant i té de canthaxanth ine ingérée X, soit Y, comprise e n t r e Xo et la quant i té de canthaxanth ine ingérée correspondant à la valeur max ima le de la rétent ion (X max.) , n'est pas stat ist iquement di f férente de la va leur max ima le observée (Y max. ) , parce q u e la distr ibution Y max. — Y n'est pas c o n n u e avec exact i tude. C'est pourquoi dans le cas d 'un rég ime a l imenta i re contenant 2 0 0 / L / g / g de canthaxanth ine , a n a l o g u e à celui employé ici, on peut, pour des raisons économiques évidentes, réduire la quant i té de c a n t h a x a n t h i n e ingérée par le poisson, c 'est -à-dire ramener la durée d 'administ rat ion de la canthaxanth ine de trois s e m a i n e s ( m a x i m u m de rétent ion muscula i re ) à une pér iode d'environ deux semaines .

O n peut considérer , en outre , qu 'à chaque niveau d' ingest ion de la can thaxan­t h i n e , la rétent ion muscu la i re aurait u n e al lure parabol ique dont la va leur m a x i m u m serai t d 'autant plus é levée et a t te inte d 'autant plus rap idement q u e le n iveau d'i ngestion sera i t l u i - m ê m e plus é levé.

Il importe toutefo is de b ien souligner qu'i l s'agit là de conclusions t i rées d 'une é t u d e de qua t re s e m a i n e s fa i tes sur de j eunes t ru i tes e n croissance.

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F i g u r e 6 : R e l a t i o n e n t r e l a q u a n t i t é d e c a n t h a x a n t h i n e c o n s o m m é e p a r l e p o i s s o n e t l a r é t e n t i o n m u s c u l a i r e ( C H O U B E R T e t L U Q U E T , 1 9 8 2 )

7 . D I G E S T I B I L I T É D E L A C A N T H A X A N T H I N E

La quant i té de can thaxan th ine f ixée par la t ru i te a rc -en -c ie l , dépend de la quant i té de p igment rée l l ement absorbée. Cel le-ci ne peut s 'évaluer q u ' e n connaissant la digestibi l i té de ce p igment . C lass iquement , la digestibi l i té s 'es t ime par d i f férence en m e s u r a n t la f ract ion é l im inée dans les fèces. Cependant , pour les caroténoïdes, cet te digestibi l i té a insi m e s u r é e n'est en fait q u ' u n e digestibi l i té apparen te , car le calcul des C.U.D. (Coeff icient d 'Ut i l isat ion Digestive) ( M A Y N A R D et L O O S L I , 1 9 6 9 ) ne t ient pas compte de l ' instabil i té de ces composés. En effet, les p igments caroténoïdes peuvent ê t re détrui ts au cours du transit digestif ( B O O T H , 1 9 5 6 ; 1 9 5 7 ) d a n s l 'estomac ou l ' intestin en raison des pH excessifs. De plus, l 'existence d 'une f lore bac tér ienne aérobie stricte dans le tube digestif de la trui te arc -en-c ie l a é té rapportée par T R U S T et S P A R R O W ( 1 9 7 4 ) .

te

ntio

n

mu

sc

ula

ire (

%

)

c a n t h a x a n t h i n e c o n s o m m é e ( m g )

— 121 —

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— 122 —

La récolte des fèces e n vue de la déterminat ion des coeff icients d'uti l isation d iges t ive chez le po isson se heur te à des p r o b l è m e s s p é c i f i q u e s aux a n i m a u x a q u a t i q u e s : récolte quant i ta t ive et p h é n o m è n e de dissolution. Aussi , la méthode indirecte qui ne nécessi te pas la récolte quant i tat ive des fèces est -e l le c o u r a m m e n t ut i l isée. Jusqu 'à l 'heure , la méthode c lass iquement uti l isée était la pression abdomina le ( I N A B A et al., 1 9 6 2 ; N O S E , 1 9 6 7 ; P O S S O M P E S , 1 9 7 3 ) . Elle consiste, après anesthés ie du poisson, à appl iquer une légère pression sur l 'abdomen du poisson pour en collecter les fèces. Les va leurs de C .U .D . pour la canthaxanth ine obtenues dans ces condit ions sont rapportées d a n s le t ab leau 4 . On r e m a r q u e une très grande dispersion des résultats pour les deux sér ies de m e s u r e s . De plus, nos résultats font apparaî t re en m o y e n n e une fa ib le digestibi l i té de la can thaxanth ine de l'ordre de 2 0 à 3 0 % .

T a b l e a u 4 : C o e f f i c i e n t d ' u t i l i s a t i o n d i g e s t i v e d e la c a n t h a x a n t h i n e ( p . 1 0 0 M . S . ) ( C H O U B E R T e t L U Q U E T , 1 9 7 9 )

Essai C.U.D.

1 7 ,8

2 4 1 , 4

3 4 , 8

4 3 4 , 1

5 2 7 , 2

6 1 4 , 6

7 1 4 , 5

8 4 9 , 4

9 1 9 , 3

10 8 , 6

11 6 , 6

12 1 1 , 1

13 7 , 7

moyenne 19 +

Il est cependant permis de faire des réserves sur la valeur des pré lèvements des fèces ef fectués par pression adbominale (De La N O U E et al., 1 9 8 0 ) . En effet , il convient q u e l 'échanti l lon de fèces pré levé soit e f fect ivement représentat i f et e n premier l ieu que leur composit ion soit la plus proche possible de cel le qu'e l les ava ient lors de leur émiss ion . Or les fèces , récol tées par pression abdomina le , ne sont q u e des contenus digest i fs et non r é e l l e m e n t des fèces. D'autre part, on peut reprocher à cette techn ique de ne prélever que des échant i l lons ponctuels non représentat i fs de l 'ensemble des fèces p e n d a n t tout un n y c t h é m è r e . Or , P O S S O M P E S ( 1 9 7 3 ) et F U R U K A W A ( 1 9 7 3 ) ont mont ré qu' i l existe des var iat ions dans la composit ion des fèces au cours de la journée .

U n p r é l è v e m e n t en cont inu tout au long du nycthémère des fèces émises n a t u r e l l e m e n t par le poisson m a i s avec u n t e m p s d ' immers ion t rès court pour éviter tout p h é n o m è n e de dissolut ion est donc préférable. C'est ce q u e nous nous s o m m e s efforcés de réal iser en met tan t e n oeuvre une méthode de collecte en cont inu des fèces ( C H O U B E R T et al., 1 9 7 9 , 1 9 8 2 ) .

Page 12: EFFETS D'UN PIGMENT CAROTÉNOIDE, LA CANTHAXANTHINE, …

— 123 —

L'évolution tempore l le des C U D de la c a n t h a x a n t h i n e est représentée sur la f igure 7. O n r e m a r q u e que son tracé est très irrégul ier mais oscille autour d 'une valeur

0 • • 1 1 i i i 1 i i

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

JOURS

F i g u r e 7 : E v o l u t i o n t e m p o r e l l e d u C . U . D . d e la c a n t h a x a n t h i n e ( D e La N O U E et al., 1 9 8 0 ) .

m o y e n n e d e l 'ordre de 6 0 % . La variat ion des va leurs des coeff icients d'ut i l isat ion digestive pendant les deux premiers jours de p ré lèvement s 'expl ique par le mé lange dans le t ractus digestif et par conséquent dans les fèces de l 'a l iment an técédent et de l 'a l iment expér imenta l contenant de la can thaxanth ine . A la t e m p é r a t u r e d 'accl imatat ion re tenue pour nos condit ions expér imenta les ( 14 ± 1 0 C), le seul t e m p s de v idange gastr ique est de 3 6 heures . Les va leurs moyennes quot id iennes des C U D de la can thaxan th ine at te ignent u n e relat ive stabil i té dès le t ro is ième jour a p r è s le c h a n g e m e n t de rég ime.

La décomposi t ion de la var iance, en fonct ion des d i f férentes sources de variat ion dont on peut est imer les effets (bacs, jours et er reur résiduel le) , a été e f fectuée à partir des analyses des jours 3 à 2 0 . Les résultats sont présentés dans le tab leau 5 avec les

T a b l e a u 5 : E s t i m a t i o n d e s c o m p o s a n t e s d e l a v a r i a n c e d e s C U D , j o u r 3 à 2 0 . L e s é c a r t s - t y p e s a p p r o x i m a t i f s d e s e s t i m a t e u r s s o n t i n d i q u é s e n t r e p a r e n t h è s e s ( D e La N O U E et al, 1 9 8 0 )

Sources de variations M.S. Canthaxanthine

Bacs 0 , 9 5 9 , 8

( 0 , 7 ) ( 3 9 , 9 )

Jours 4 , 4 0

( 1 , 7 ) ( 6 , 8 )

Erreur résiduelle 4 , 0 8 1 , 8

( 0 , 7 ) ( 1 9 , 9 )

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écarts type d 'erreur correspondants. Ceux-ci ne permettent pas de déterminer des i n t e r v a l l e s d e c o n f i a n c e , la d is t r ibut ion d ' u n e v a r i a n c e n 'é tant pas s y m é t r i q u e (SNEDECOR et C O C H R A N , 1967 ) , ma is ils donnent une idée de l ' imprécision des résultats d u e à un échant i l lonnage limité en jours et en bacs. On observe néanmoins que la c o n t r i b u t i o n de " l ' e f f e t b a c ' ' à la v a r i a t i o n t o t a l e est i m p o r t a n t e p o u r la can thaxan th ine et représente plus de 5 0 % de la var iance totale. Par contre, la contr ibut ion " j o u r " est nul le .

Bien qu ' impréc ises les est imat ions des composantes de la var iance des C U D permet ten t d'apprécier les f luctuations susceptibles d'affecter les p h é n o m è n e s digestifs d a n s le t e m p s et d 'un lot expér imenta l à l 'autre. Les f luctuat ions dans le t e m p s présentent un caractère assez général et mér i tera ient une analyse plus approfondie de leurs causes réel les e n fonct ion notamment du mode de nourrissage. De plus, des d i f férences en t re bacs peuvent refléter, en part ie, une hétérogénéi té de matér ie l biologique qu'i l conviendrai t de vérifier.

8 . C O N C L U S I O N

•Le rôle de la c a n t h a x a n t h i n e dans la p igmentat ion de la truite n'est qu 'un aspect part iculier de sa fonct ion car son intervention a é té soupçonnée d a n s de nombreux p h é n o m è n e s tels que la croissance ou la reproduction (DEUFEL, 1 9 6 5 ) .

Jusque là, seule la pigmentat ion a été analysée mais il est certain que les aut res aspects du rôle de la can thaxanth ine chez le poisson gagneraient à être étudiés.

9 . B I B L I O G R A P H I E

A B D U L M A L A K N., 1 9 7 5 . In f luence de certa ins facteurs nutr i t ionnels et écologiques sur le métabol isme d 'un p igment caroténoïde : la canthaxanth ine , chez la trui te (Sal­mo gairdneri R.). Thèse Doct. 3e cycle. Lyon, 1 0 6 pp.

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C H O U B E R T G. , LUQUET P., 1 9 7 9 . In f luence de l 'agglomérat ion et du stockage des a l i ­ments composés sur leur teneur en can thaxan th ine . Conséquences sur la digest i -bilité et la f ixation de ce p igment chez la t ru i te arc -en-c ie l . Ann. Zootech., 2 8 , (2), 1 4 5 - 1 5 7 .

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