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DOCUMENTATION Méthodes de dosage et valeur nutritive Le Centre de Perfectionnement technique a organisé en avril et mai 195 6, une série de cours-conférences destinés à faire le point des méthodes actuelles de dosage des glucides, des lipides, des protides et des vitamines hydrosolubles, envisagées en vue de la détermination de la valeur nutritive des aliments. Bien que ces exposés aient un caractère un peu différent de celui des mises au point bibliographiques habituellement publiées dans les Annales de Zootech- nie, il a paru opportun, en plein accord avec le Centre, de les insérer dans la partie documentaire des Annales, dont elles sont susceptibles d’intéresser vive- ment les lecteurs. I,es trois premiers exposés, ceux de MM. RE RA T et C L E M E NT et FAUCONNEAU sont publiés dans le présent fascicule. L’exposé de M. A DR mN paraîtra dans le prochain fascicule. N. D. L. R. MÉTHODES DE DOSAGE DES GLUCIDES EN VUE DU CALCUL DE LEUR VALEUR ÉNERGÉTIQUE ( 1 ) Alain RERAT Assistant à l’ I. N. R. A. Laboratoire de Biochimie de la Nutrition PLAN DU MÉMOIRE I. - Rappels sur la classification des glucides. II. - Calcul théorique de la valeur énergétique des glucides. Définitions de diverses formes d’énergie des aliments. Unités employées Chaleur de combustion des aliments. Chaleur de combustion des déchets urinaires. Chaleur de combustion des fèces. III. - Rappels sur la digestibilité des glucides. i o Omnivores monogastriques. a) Glucides assimilables. b) Indigestible glucidique. 2 ° Herbivores monogastriques et polygastriques. (’) Cours Conférence donné à la Maison de la Chimie, le 9 avril 195 6, sous les auspices du Centre de Perfectionnement technique.

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  • DOCUMENTATION

    Mthodes de dosage et valeur nutritive

    Le Centre de Perfectionnement technique a organis en avril et mai 1956,une srie de cours-confrences destins faire le point des mthodes actuellesde dosage des glucides, des lipides, des protides et des vitamines hydrosolubles,envisages en vue de la dtermination de la valeur nutritive des aliments.

    Bien que ces exposs aient un caractre un peu diffrent de celui des misesau point bibliographiques habituellement publies dans les Annales de Zootech-nie, il a paru opportun, en plein accord avec le Centre, de les insrer dans lapartie documentaire des Annales, dont elles sont susceptibles dintresser vive-ment les lecteurs.

    I,es trois premiers exposs, ceux de MM. RERAT et CLEMENT et FAUCONNEAUsont publis dans le prsent fascicule. Lexpos de M. ADRmN paratra dansle prochain fascicule.

    N. D. L. R.

    MTHODES DE DOSAGE DES GLUCIDES EN VUEDU CALCUL DE LEUR VALEUR NERGTIQUE (1)

    Alain RERAT

    Assistant l I. N. R. A.Laboratoire de Biochimie de la Nutrition

    PLAN DU MMOIRE

    I. - Rappels sur la classification des glucides.

    II. - Calcul thorique de la valeur nergtique des glucides.Dfinitions de diverses formes dnergie des aliments.Units employesChaleur de combustion des aliments.Chaleur de combustion des dchets urinaires.Chaleur de combustion des fces.

    III. - Rappels sur la digestibilit des glucides.io Omnivores monogastriques.

    a) Glucides assimilables.b) Indigestible glucidique.

    2 Herbivores monogastriques et polygastriques.

    () Cours Confrence donn la Maison de la Chimie, le 9 avril 1956, sous les auspices du Centrede Perfectionnement technique.

  • IV. - Mthodes de dosage.Introduction.

    A) - Mthodes strictement chimiques.10 Glucides physiologiquement utilisables.

    - glucides rducteurs avant et aprs inversion.- amidon.- critique.

    2 Dosage des pentosanes.3 Dosage de la cellulose naturelle.4 Dosage des lments rattachs aux glucides.

    a) dosage de la lignine.b) dosage des composs pectiques.

    5 Conclusions.

    B) - Mthodes conventionnelles a application nutri-tionnelle.

    10 Mthode par diffrence.2 Extractif non azot et cellulose brute .

    Mthode de Weende.Critique :Difficults opratoires.Insuffisances dordre biochimique.Critiques dordre nutritionnel.

    3 Insoluble formique.Conditions du dosage.Critique.

    4 Mthode dAtwater.

    V. - Choig dune mthode. Application au calcul de la valeur nergtiquedes aliments.

    10 Monogastriques omnivores.2 Herbivores polygastriques et monogastriques.

    VI. Conclusions.

    - -----

    Nous ne pouvons commencer cet expos sans rappeler quelquesnotions lmentaires sur la constitution des glucides. Nous verrons ensuitecomment la valeur nergtique des aliments a t calcule initialementet corrige par la notion de digestibilit.

    A la lumire de ces donnes, les mthodes de dosage usuelles desglucides seront envisages sur le plan pratique : il nest videmment pasdans notre dessein de faire lanalyse de toutes ces mthodes qui sont extr-mement nombreuses.

    Nous conclurons par un essai de choix dune mthode.

    I. - RAPPELS SUR LA CLASSIFICATION

    DES GLUCIDES

    I,es glucides forment un groupe de substances naturelles et synth-tiques, composes de carbone, dhydrogne et doxygne. Ils ont tlongtemps dsigns sous le nom dhydrates de carbone : dans la plupart

  • dentre eux, en effet, lhydrogne et loxygne se trouvent dans les mmes

    proportions que dans leau : en (H20)m. Ils comprennent essentiel-lement :

    - des sucres simples rducteurs : les oses ;- des sucres complexes : les osides dont lhydrolyse libre un ou

    plusieurs oses.Les oses sont eux-mmes caractriss par la coexistence, dans la

    mme molcule, dune fonction rductrice, aldhydique ou ctonique, etde plusieurs fonctions alcools.

    A) I,es sucres simples ou oses portent le nom daldoses ou de ctosesselon que la fonction rductrice est situe en fin de chane ou sur un

    chanon intermdiaire. Ils sont par ailleurs classs daprs le nombredatomes de carbone contenus dans la molcule.

    B) Les osides sont subdiviss en : holosides et htrosides.- io Holosides, si tous les produits dhydrolyse sont des oses : ils

    sont classs suivant le nombre doses obtenus.- 2 Htrosides, si les oses ne sont pas les seuls produits dhydro-

    lyse. La fraction non glucidique est nomme aglycone.I,a classification du tableau I est la plus gnralement adopte

    bien quassez arbitraire.

  • B. - Htrosides.

    On les trouve surtout dans le monde vgtal. Ils sont sans intrt alimenta re.Substances quon peut rattacher aux glucides :

    - produits du mtabolisme des sucres : acides lactique, pyruvique, citrique, malique, etc.- lignine qui nest pas un polysaccharide, mais sans doute un produit de condensation de

    drivs saccharidiques allant de simples units des aggrgats complexes.

    En ce qui concerne les glucides vgtaux, une autre classification caractre plus pratique, peut tre employe.

    Daprs JARRIGE on peut distinguer : 1

    A) Les constituants de la membrane vgtale :io Complexe cellulosique form de cellulose vraie et dautres polyosides (mannanes, galactanes

    et surtout xylanes).2 Hmicelluloses polyuronides (pentoses et acides hexuroniques).3 Substances pectiques drives de lacide polygalacturonique.4 Lignine.

    B) Les glucides cytoplasmiques :r Sucres : glucose, fructose, surtout saccharose.2 Fructosanes.3 Certains glucosanes.

  • II. - CALCUL THORIQUE DE LA VALEURNERGTIQUE DES GLUCIDES

    JOULE en 1842 dcouvrit lquivalent mcanique de la chaleur etpeu aprs, MAYER et HE!,MHO!,TZ (1845) trouvrent la loi de conservationde lnergie. Cette loi est valable chez les animaux comme lont dmontr,aprs LAVOISIER et I,AP!,ac!, bien dautres auteurs. Par la suite, RUBNERdterminait in vitro la chaleur de combustion de diffrents aliments, etcomparait les rsultats avec la chaleur fournie par les mmes alimentslorsquils sont utiliss dans lorganisme. Il sest aperu que, notammenten ce qui concerne les protides, ces chaleurs de combustion ntaient pasles mmes. Il faut, en effet, tenir compte de ce que :

    W Les aliments ingrs ne sont pas absorbs en totalit dans linti-mit de lorganisme et lnergie rejete dans les fces nest pas ngliger.

    20 Pour certains composants de la ration (protides), le terme ultimede la dgradation mtabolique est form de corps plus ou moins complexesexcrts dans lurine et dont la chaleur de combustion est relativement

    importante.Cest pourquoi la valeur mtabolisable des aliments, cest--dire leur

    quantit dnergie physiologiquement utilisable doit tre calcule selonla formule :

    nergie mtabolisable = Chaleur de combustion de laliment -( chaleur de combustion des dchets urinaires !-- chaleur de combustiondes matires fcales).

    Mais lnergie mtabolisable elle-mme ne reprsente pas lnergieutilisable pour couvrir les besoins dentretien et de production : en effet,il y a des pertes au cours de lutilisation de cette nergie dont la moindre,en particulier chez les herbivores, nest pas lnergie dpense pour laconsommation du repas. On est ainsi conduit estimer la valeur ner-

    gtique des aliments selon quatre modalits :- lnergie brute dtermine la bombe calorimtrique,- lnergie digestible = nergie brute diminue de lnergie conte-

    nue dans les fces,- lnergie mtabolisable : nergie brute diminue de lnergie de

    lurine, des fces et des gaz combustibles,- lnergie nette ou utilisable : nergie mtabolisable diminue de

    laugmentation de production de chaleur provoque par lingestion denourriture.

    Les units employes sont :En alimentation humaine : la Calorie qui est la quantit de chaleur

    ncessaire pour lever dun degr la temprature dun kilogramme deau(de 14 150C).

    En alimentation animale : les units sont, tantt des units dnergie

  • mtabolisable (T. D. N. des Amricains) (1), tantt des units dnergienette : dans ce cas, on prend pour base de calcul la quantit dnergieutilisable pour tel ou tel type de production animale (engraissement,production laitire, etc.). I,unit amidon (K!r,r,rr!R) se rfre au kilo-gramme damidon ; lunit fourragre, au kilogramme dorge.

    -11 unit fourragre, valeur nergtique nette du kilogramme dorgecorrespond une quantit dnergie mtabolisable de 2 70o calories et une quantit dnergie nette valable pour lengraissement de i 65o calories.Elle reprsente o,7o de lunit amidon.

    Soulignons que la diffrence essentielle est la suivante : la calorie,telle quelle est utilise en alimentation humaine exprime lnergie mta-bolisable, alors que les quivalents alimentaires (unit amidon, unitfourragre) traduisent lnergie utilisable.

    Reprenons un peu plus en dtail en ce qui concerne les glucides lesnotions de chaleur de combustion des aliments, des dchets urinaires et desfces.

    Chaleur de combustion des aliments ou nergie brute.

    La chaleur de combustion des glucides peut tre mesure soit endterminant la bombe calorimtrique la quantit de chaleur produitepar une combustion complte, soit en valuant au moyen de loxycalo-rimtre la quantit doxygne ncessaire cette combustion.

    Voici, pour quelques glucides simples, les chaleurs de combustioncorrespondantes :

    Ces chiffres sont assez homognes pour quune valeur moyenne aitt adopte comme reprsentative du groupe glucide. Il en est de mmepour les autres principes nergtiques.

    On admet donc les chiffres suivants :

    Cependant, dans chaque catgorie, il existe dassez fortes diffrences(par exemple glucose-amidon) qui proviennent de la chaleur dhydrolyse.Quant aux acides organiques, le facteur moyen de 2,45 Cal par g estemploy pour valuer la valeur nergtique de la somme des acidescitrique et malique qui reprsentent, grosso modo, la totalit des acidesutilisables.

    (1) T. D. N. = Total Digestible Nutrients = Principes digestibles totaux.

  • Chaleur de combustion des dchets urinaires.

    En ce qui concerne les glucides, cette chaleur est nulle car ces corpssont entirement cataboliss au stade ultime : CO2 !-- H20.

    Chaleur de combustion des fces.

    La chaleur de combustion des fces correspond lnergie perdue parsuite dune digestion incomplte. Cest ainsi que nous allons tre amens parler de la digestibilit des glucides, car en conclusion de ce que nousvenons dexposer, lnergie mtabolisable des glucides peut se traduire par :

    Nous nentrerons pas dans les dtails de mesure dnergie utilisablecar cela nous entranerait trop loin.

    III. - RAPPELS SUR LA DIGESTIBILITDES GLUCIDES

    La notion de digestibilit des aliments intervient : en effet, certainessubstances doues dun potentiel nutritif ne sont pas alimentaires fautedtre digres.

    I/arsenal diastasique de lhomme et des mammifres en gnral nestpas illimit. Contrairement aux sucs digestifs de certains invertbrs(escargot par exemple), ceux de ltre suprieur ne renferment aucunenzyme capable de transformer la cellulose en glucose assimilable. Ce-pendant, chez les herbivores, un mcanisme de compensation intervient :les microorganismes htes du tube digestif sont capables doprer cettetransformation et den faire bnficier lanimal suprieur. Ija notionclassique de glucides assimilables et d indigestible glucidique variedonc avec les catgories animales envisages. Chez les animaux omnivoresmonogastriques, la disposition anatomique du tube digestif et la rapiditrelative du transit laisse une marge daction faible aux microorganismesdont lanimal est porteur. Chez les herbivores, au contraire, et en particulierchez les polygastriques, lnorme volume des rservoirs digestifs et la stagna-tion des aliments dans certains segments du tube digestif permettent uneaction trs dveloppe de la microflore (en particulier, celle du rumen qui,chez les polygastriques ralise la digestion de presque tous les composs cel-lulosiques) . Lindigestible glucidique ne sera pas le mme dans les deux cas.

    1. - Omnivores monogastriques.

    a) Glucides assimilables.

    Ils comprennent non seulement les sucres, mais galement les glu-cides facilement hydrolysables du type amidon, glycogne, inuline.

    Par extension, ce terme englobe galement les acides organiques

  • (lactique, citrique, malique, etc.) Tous ces corps sont intgralementdigrs et leur concentration dans le contenu de lintestin terminal nedpasse pas 5o mg par g de matire sche. Cest donc que leur utilisationavoisine ioo p. ioo. Seule, leur vitesse dabsorption varie, plus grandepour les sucres physiologiques (glucose, galactose) que pour les autres(pentoses). Cependant, il faut noter une attaque microbienne non ngli-geable des sucres ; en particulier, la transformation des sucres en acidelactique est importante chez le nourrisson et chez lanimal de lait. Chezles adultes, il y a galement transformation bactrienne au niveau delintestin, avec formation dacides organiques, alcool et gaz. Il se pourraitcependant quun excs dindigestible diminue lgrement lutilisation desglucides assimilables.

    b) Indigestible glucidique.

    Sous cette appellation, JACQuoz et GUILLEMET (33) runissent lespolysaccharides complexes qui constituent les tissus de soutien desvgtaux et qui renferment notamment la cellulose et la lignine.

    Faute de cellulase, ce ballast est thoriquement indigestible. Cepen-dant, une attaque est effectue par la microflore intestinale ; mais cettedgradation est minime. Le sige de la fermentation de la cellulose,chez les monogastriques omnivores, se trouve au niveau du ccecum et duclon. Il se produit alors des gaz et des acides gras infrieurs (ac. actique,propionique, butyrique). Lintensit de cette attaque demeure trs faible,cest ainsi que le Porc ne dtruit au cours du transit digestible que 2 p. 100de cellulose pure et 3,5 p. roo de cellulose complexe des balles davoine.Les carnivores rejettent le ballast en totalit. Chez tous les monogas-triques omnivores (homme, porc, volaille) le ballast cellulosique mritedonc bien le nom dindigestible glucidique. Il peut tre partiellementdgrad, mais disparition ne signifie pas forcment utilisation. Il est doncvraisemblable que lutilisation digestive de la cellulose est faible, sinonnulle.

    2. - Herbivores monogastriques et polygastriques.

    Chez ces animaux, lattaque microbienne est considrable. Cepen-dant, son sige nest pas le mme selon quil sagit de monogastriques(quins par ex.) ou de polygastriques (bovins par ex.). Chez les premiers,lattaque se situe surtout au niveau des vastes rservoirs terminaux :coecum et clon. Chez les seconds, o elle a t particulirement tudie,elle se produit surtout au niveau des rservoirs gastriques (rumen) et un moindre degr au niveau du coecum.

    De ce fait, chez les polygastriques, lattaque bactrienne lemportencessairement sur lattaque enzymatique parce quelle intervient en

  • premier. Chez les herbivores monogastriques, elle seffectue galement,mais aprs lattaque enzymatique.

    a) Les glucides facitement hydrolysables sont utiliss par les herbi-vores dans les mmes proportions que par les omnivores. Mais, il peut yavoir comptition entre lattaque de ces glucides et la cellulolyse de tellesorte que parfois lassimilation des glucides hydrolysables demeureincomplte. En outre, chez les ruminants, il ne sagit pas dune hydrolyse,mais dune fermentation bactrienne qui seffectue au niveau du rumen.Cette fermentation en acides gras infrieurs (propionique, actique, buty-rique) saccompagne dune perte dnergie sous forme de gaz (C02 et CH4).Ces acides organiques peuvent, soit servir directement de mtabolitesnergtiques lanimal, soit servir daliment la microflore qui synthtisedes polysaccharides qui, eux, seront passibles de laction des sucs digestifset transforms en nutriments glucidiques absorbables. Ces mcanismes,qui expriment bien la symbiose entre la microflore et lhte rendent encoreimpossible lvaluation nergtique directe des glucides chez le ruminant.On ne saurait, en effet, les doter indiffremment du coefficient 4 Caloriespar g sec.

    b) La symbiose se manifeste mieux encore si lon considre lindi-gestible glucidique dont certains constituants sont parfaitement utiliss des fins nergtiques, toujours par le mme processus dattaque fermen-taire. On peut donc dire que ches les herbivores, tous les glucides des sucressimples aux polysaccharides les plus complexes subissent des fermenta-tions les transformant partiellement ou totalement en composs labileset absorbables.

    En rsum et de faon schmatique, chez les omnivores monogas-triques et les carnivores, la fraction des glucides utilisables est formedoses et de polyholosides facilement hydrolysables, la fraction inutili-sable tant forme surtout de parois cellulaires vgtales. Par contre,celles-ci sont utilisables chez la majorit des herbivores monogastriqueset polygastriques, mais dans des proportions plus ou moins fortes selon lecomposant envisag.

    Il sagit donc, partir de ces donnes danalyser diffrentes mthodesde dosage des glucides utilises actuellement et dessayer de dterminerquelles sont celles rejeter et celles garder.

    IV. - MTHODES DE DOSAGE

    I,analyse chimique des aliments nest gnralement pas une fin ensoi, cest un moyen dvaluer rapidement la valeur alimentaire desproduits analyss. Nous sommes donc amens un double choix :

    Sur quoi portera cette analyse ?Quelle mthode devra-t-on employer ?

  • Le choix des constituants doser doit tenir compte, non seulementde leur valeur alimentaire propre, mais galement de leur rle danslutilisation de la ration. L/intrt du dosage des lments cellulosiquesrepose pour une bonne part sur la corrlation inverse qui existe entre ladigestibilit des matires organiques totales et lencombrement de laration en ballast. On choisira donc dune part, les constituants haute

    efficacit, dautre part ceux qui prsentent le caractre danti-aliment.Reste ladoption des mthodes.I,es mthodes modernes danalyse et notamment les techniques de

    chromatographie dabsorption ou de partage, ont permis de prciser lacomposition de certains tissus animaux ou vgtaux. Toutefois, ces m-thodes sont trop longues ou trop dlicates pour tre appliques dans lesanalyses de routine. Pour cette raison, les mthodes courantes danalysedes aliments se bornent gnralement sparer, au moyen de techniquesplus ou moins valables, un ensemble de substances prsentant en commundes caractres de solubilit ou dinsolubilit dans divers ractifs. En ce quiconcerne lanalyse des glucides, la cellulose brute est ainsi dfinie. Ilen rsulte que lanalyse perd en spcificit ce quelle gagne en simplicitet rapidit dexcution.

    Nous nexposerons ici que les mthodes facilement utilisables pourles analyses de routine. Cependant, il nous parat ncessaire de noter aupassage quelques mthodes sappliquant au dosage de certains composantsdans les cas danalyse fine.

    Nous pouvons grossirement diviser ces mthodes en :- mthodes strictement chimiques avec ventuellement des appli-

    cations nutritionnelles ;- mthodes conventionnelles fins nutritionnelles.

    A. - Mthodes strictement chimiques.

    i. - Glucides physiologiquement utilisables.

    En alimentation humaine, Me CANCE et WmDOwsoN (40) proposentde doser individuellement quelques constituants glucidiques : sucres,amidon, dextrines. Pour adapter cette mthode des fins nutritionnelles,ils tiennent compte de la digestibilit relle en comparant les teneurs delaliment aux teneurs des fces, ce qui permet de dfinir les glucides utili-sables.

    Sur le plan thorique, on peut reprocher cette technique de ne pasrendre compte de lensemble des glucides et de ngliger des corps voisinscomme les acides organiques. Sur le plan pratique, cest une mthodetrs laborieuse qui ne saurait convenir pour un travail de routine.

  • Dailleurs ses auteurs ne lont mise en oeuvre que dans le cas du tauxdextraction des farines panifiables. Elle constitue sur ce point la techniquede rfrence qui permet dprouver la validit du systme 4-9-4 dAT-WATER.

    Les mthodes conventionnelles utilises pour doser les glucides phy-siologiquement utilisables sont les suivantes :- glucides rducteurs et glucides rducteurs aprs hydrolyse.Aprs extraction leau ou lalcool et dfcation (ferrocyanure de

    potassium et actate de zinc), on dose dabord les sucres directementrducteurs avant inversion au moyen de la mthode de G. BERTRAND (5)par exemple (1). Les glucides rducteurs aprs inversion sont hydrolyssau moyen dacide chlorhydrique 1,2 p. ioo pendant 20 mn 70!-75!.I!a suite des oprations est la mme que prcdemment.- amidon.

    Deux types de mthodes sont prconiss avec des variations selon leslaboratoires et les pays.

    Dans la premire , on procde une hydrolyse acide. La modalitfranaise est le dosage des glucides hydrolysables lbullition quidonne un rsultat soit sous forme de rducteur total, soit sous forme amidon . En voici le mode opratoire : on hydrolyse laliment, de prf-rence aprs lavage par leau ou par lalcool, et on dose les sucres rduc-teurs obtenus par la mthode de BERTRAND (par exemple). Lhydrolyse sefait par SO,H, 2 p. ioo pendant 4 h lbullition ; elle est suivie dunedfcation.

    Dans la deuxime, on effectue une hydrolyse enzymatique par lamy-lase, lextrait de malt, ou encore la pancratine. Aprs une hydrolyseacide finale, les sucres rducteurs sont doss (BERTRAND) et exprims englucose. Le taux d amidon est obtenu en multipliant le rsultat prc-dent par 0,0.

    Ces mthodes conduisent aux commentaires suivants.

    Lexpression en amidon est conventionnelle. Celle de glucidesfacilement hydrolysables lbullition vaudrait mieux, mais elle nestpas parfaite puisque lextraction pralable par leau et lalcool soustraitcertains sucres qui, comme le saccharose, rentreraient dans les glucidesfacilement hydrolysables )). On peut surtout reprocher au rducteurtotal reprsentatif de ces glucides, de ne pas avoir une significationnutritionnelle trs prcise. Il comprend effectivement les polysaccharidesassimilables, comme lamidon ou linuline. Mais, il renferme aussi dautressubstances rductrices libres par lhydrolyse qui ont une efficacitnutritionnelle beaucoup plus douteuse. Cest le cas notamment pour les

    (1) La mthode de G. BERTRAND est trop classique pour que nous la dcrivions.Quand il sagit de doser des quantits faibles de sucres rducteurs, dautres mthodes plus sen-

    sibles doivent tre employes : par exemple, la mthode de Hagedorn et Jensen (17).

  • pentoses provenant des pentosanes, les acides uroniques provenant deshmicelluloses et des composs pectiques. En exprimant le rducteurtotal en glucose, on fait donc une double erreur : une erreur chimique,car lquivalence de loxydule de cuivre en permanganate change selonles sucres, une erreur nutritionnelle car on englobe sous le nom de glucidesassimilables des substances dintrt alimentaire trs diffrent. La mthode

    des glucides facilement hydrolysables lbullition na donc de significa-tion que si lon dose au moins les pentosanes, sans aller au dtail de chaquecomposant.

    2. - Dosage des Pentosanes.

    Les mthodes gnralement utilises diffrent trs peu de la mthodede TOLLENS et KRUGER (1). Les pentosanes sont doss globalement entraitant la substance lbullition par lacide chlorhydrique (d = 12 p. 100) ;il se forme du furfural recueilli par distillation. On le prcipite par unractif appropri qui est gnralement la phloroglucine. Le phloroglucideobtenu est recueilli, lav, sch, pes. Des tables (KROBER) donnent lacorrespondance entre le poids de phloroglucide et les pentoses et pento-sanes. Le rsultat est exprim en xylanes ou en pentosanes totaux.

    3. - Dosage de la cellulose vraie.

    Parmi les mthodes prconises par CHARLET I,!Ry, FRANOIS etLEROY (8) pour doser la cellulose vraie, la technique de KURSHNER (21)semble tre une des plus utilisables ; quoique non classique, elle est nonseulement prcise, mais relativement rapide.

    En voici les modalits :

    La matire premire sche ltuve io5o est dgraisse lbulli-tion successivement par lalcool thylique et lther sulfurique. Elle subitensuite une attaque par la soude lbullition, puis par un mlange dal-cool et dacide nitrique concentr. Linsoluble obtenu est lav plusieursreprises par de leau distille bouillante.

    Dautres mthodes sont galement satisfaisantes - celle de BER-TRAND (6), et surtout celle de NORMAN et JENKINS (28) : cette dernire estrecommande par JARRIGE. En voici les modalits qui reposent sur lutili-sation de lhypochlorite de soude. Le produit obtenu reprsente aussi bienque possible le tissu cellulosique du vgtal dbarrass des substancesincrustantes. Lunique prtraitement est une bullition avec une solutionde sulfate de soude. Deux traitements sont alors effectus avec de lhypo-chlorite neutre (solution commerciale), puis trois au moins avec delhypochlorite acidul, chaque traitement tant suivi dune bullitionavec du sulfite.

    (1) Modifications intressantes par JAYMF G. et SARTEN P. (20).

  • 4. - Dosage des autres constituants glucidiquesou substances rattaches.

    a) Dosage de La lignine.

    Il faudrait parler non de la lignine, mais des lignines, variables aveclespce vgtale, le stade de dveloppement de la plante, etc. Toutefoison dfinit comme lignine le constituant du ballast insoluble froid danslacide sulfurique. la plupart des mthodes de dosage sont bases surcette proprit. Dans les substances alimentaires, la prsence de protineset de polysaccharides peut provoquer la formation de produits de conden-sation. Pour viter cet inconvnient, les mthodes actuelles prvoient unehydrolyse enzymatique ( la pepsine) ou bien une hydrolyse au moyendun acide dilu.

    Voici les caractristiques du dosage dcrit par MAHOOD et CABLE (25)et prconis par FRANOIS : la matire premire sche et dgraisse estmise en contact avec lacide concentr (S04H2), pendant une vingtainedheures la glacire. Par dilution dans leau, le taux de lacide est ramen 3 p. Ioo. I,a solution ainsi obtenue est traite lbullition pendantdeux heures. Au cours de ce traitement, un certain nombre de groupements- O-CH3 de la lignine disparaissent, ce qui fait que le rsultat du dosageest lgrement infrieur la masse de lignine initiale. Daprs FranOIs,cette perte ne dpasserait pas 7 p. ioo pour la lignine de foin de luzerne et4 p. ioo pour la lignine provenant des matires fcales de ruminantsaliments au mme foin.

    JARRrG!, de son ct, prconise la mthode de ELLIS, MATRONE etVIayNeRn (II) qui indiquent les oprations suivantes :

    W Extraction lalcool et benzne pour liminer les graisses, cires,cutines, etc.

    20 Digestion par la pepsine en milieu chlorhydrique pour viter lacorrection due aux protines sur le rsidu.

    3 Reflux avec S04H2 5 p. ioo pendant i heure pour rduire lesinterfrences par les protines et les pentoses.

    q.o Digestion avec S04H2 72 p. roo pendant 2 heures 20C pourhydrolyser la cellulose et isoler la lignine.

    50 Dilution 3 p. ioo de lacide sulfurique et reflux de 2 heures pourcomplter lhydrolyse et la dissolution de la cellulose.

    6 Filtration et estimation de la lignine par perte au feu o du rsidu.

    b) Dosage des composs pectiques.

    FRANOIS (8) dcrit ainsi la technique du dosage des composs pec-tiques. Aprs extraction des lipides par lalcool et lther bouillants,lchantillon est trait par de leau lbullition. Il subit ensuite laction

  • dune solution faible dacide chlorhydrique, puis dune solution dilue decarbonate de sodium, afin de sparer au mieux pectine, pectose et acidepectique. Le filtrat provenant des deux premiers traitements est concen-tr, puis additionn de cinq fois son volume dalcool chlorhydrique afinde prcipiter la pectine. Celle-ci est ensuite purifie. Lextrait alcalin esttrait de son ct par une solution de chlorure de calcium afin dobtenirdu pectate de calcium, lequel est transform ultrieurement en acidepectique par lacide chlorhydrique . Ces dosages sont videmment trslongs et trs minutieux, et se prtent fort mal des analyses en srie.

    Nous pouvons faire lensemble de ces mthodes la mme critique :elles sont trop longues et minutieuses pour tre utilises dans lanalysecourante des aliments. Elles peuvent nanmoins tre poursuivies au labo-ratoire, lorsquil sagit danalyser les divers facteurs de digestibilit.

    B. - Mthodes conventionnelles a application nutritionnelle.

    i. - Mthode par diffrence.

    La mthode la plus ancienne calcule la quantit de glucides par ladiffrence entre la quantit totale de matire organique sche dune partet la somme des protides et des lipides dautre part.

    Cest une mthode trs critiquable car elle supporte toutes les erreursdu dosage des protides et des lipides : ces erreurs sont inhrentes auxchoix du coefficient de conversion pour les premiers, aux fautes de tech-nique opratoire pour les seconds. De plus, elle ntablit aucune distinc-tion entre glucides assimilables et indigestible glucidique.

    2. - Extractif non azot et cellulose brute .

    Les travailleurs de la Station Zootechnique de W!!rtD! ont cru per-fectionner la mthode par diffrence en la compliquant dun dosage de cellulose brute . Ils dfinissaient dj lextractif non azot commereprsentatif des glucides assimilables. I,extractif non azot est valupar la diffrence entre le poids total de substance organique sche dunepart, et la somme protides !-- lipides !- cellulose brute dautre part. Lamthode de rfrence pour le dosage de la cellulose brute est la mthodede WEENDE (i9). Cest lun des dosages les plus conventionnels. On con-vient en effet de dsigner sous le nom de cellulose brute le rsidu quisubsiste aprs une hydrolyse acide (acide sulfurique i,iS p. ioo -

    1/2 h lbullition), puis une hydrolyse alcaline de laliment (solution desoude i,iS p. ioo - 1/2 h lbullition). Aprs chaque hydrolyse, lessubstances non dissoutes sont spares et laves avec soin. Le rsidu de laseconde hydrolyse aprs dessiccation, pese et incinration pour permettrede dduire le poids des cendres, est la cellulose brute .

  • Critique.La mthode de WEENDE prsente des difficults dordre pratique,

    des insuffisances dordre biochimique et des insuffisances dordre nutri-tionnel.

    Difficults opratoires : cette mthode qui semble lmentaire dansson excution exige une standardisation absolue faute de laquelle les rsul-tats sont incohrents. Ainsi, le seul fait de sparer les rsidus par filtrationou par centrifugation donne des valeurs qui vont du simple au triple (etmme parfois beaucoup plus) pour certains aliments. En France, la spa-ration par centrifugation est impose dans la lgislation. Les conditionsdattaque acide et alcaline doivent tre galement suivies avec minutie(notamment en ce qui concerne la constance du volume).

    Insuffisances dordre biochimique : elles sont nombreuses. Du pointde vue qualitatif la cellulose brute ne correspond rien de bien dfini.I,a double hydrolyse solubilise non seulement la totalit des glucidescytoplasmiques, mais galement une fraction importante des constituantsmembranaires.

    Le tableau de NORMAN (1935) le montre bien (27).

    l,a cellulose brute contient donc la plus grande partie de la cellulosevraie, une partie des cellulosanes (pentosanes en particulier) et une frac-tion variable mais faible de la lignine. Cest somme toute, un rsidu enrichien cellulose.

    La critique fondamentale est que la proportion de ces constituantsvarie dun aliment lautre.

    I,es facteurs de variation, sur lesquels nous ne nous attarderons pas,sont en particulier la famille botanique et le stade de dveloppement.

    Bien mieux, il nest pas rare de trouver de la cellulose WEENDE dans des produits comme la farine de viande ou de poisson.

    Critiques dordre nutritionnel. - Comme le montre le tableau prc-dent, lextractif non azot ne reprsente absolument pas la teneur en

  • lments solubles facilement assimilables, puisquil contient la moiti dessubstances membranaires : il contient en particulier la majorit de lalignine qui est pratiquement indigestible.

    Contrairement au but de ses crateurs, la mthode de !VFENDE ne

    spare donc pas les substances glucidiques et apparentes en une fractionindigestible et une fraction digestible. En effet, la cellulose vraie, consti-tuant principal de la cellulose brute est un des lments les plus digestiblesde la membrane cellulaire chez les polygastriques.

    I,a lignine par contre, qui est la fraction la moins digestible des vg-taux passe en majeure partie dans lextractif non azot. En consquence,lextractif non azot est parfois moins digestible (chez les polygastriques)que la cellulose brute. Cest ce qui ressort du tableau suivant emprunt CRAMPTON et MAYNARD (1938) (9).

    ! 3. - Insoluble formique.

    Pour GUILLEMET et JACQUOT (16), le dosage du rducteur total, ex-prim en glucose total aprs hydrolyse mnage, permettrait lestimationdes glucides assimilables dans leur totalit. Lemploi dacide formiqueest prconis pour le dosage de lindigestible glucidique total. Cet acidedissout en effet les protides et les amidons et laisse un rsidu, linsolubleformique, qui correspond aux tissus de soutien des vgtaux et reprsente,en premire approximation, lensemble des glucides indigestibles pour lesmonogastriques.

    Voici les conditions du dosage :On part de 2 g daliment que lon soumet dabord une hydrolyse

    lbullition, pendant 1/2 h, sous laction dune solution dacide sulfurique2N. La fraction non dissoute est recueillie et lave par centrifugation.Elle est ensuite traite au bain-marie bouillant, par 60 ce dacide formique 80 p. roo.

  • I,e rsidu, aprs lavage pour le dbarrasser du ractif est entrandans une capsule de silice, sch, puis pes. Aprs dduction du poidsdes cendres rsultant de la calcination, on obtient linsoluble formique quelon exprime en grammes par kg de matire sche du produit initial.

    Cette mthode prsente des avantages tant au point de vue chimiquequau point de vue nutritionnel.

    En sa faveur, on doit rapporter les arguments exprimentaux deGUILLEMET et JACQUOT.

    Les premiers sont dordre analytique. Sur 26 aliments du btail, letotal des substances doses, cest--dire la somme cendres et protides -+- li-pides !- rducteur total + insoluble formique reprsentait 97 % du poidssec de lchantillon mis en oeuvre. Sur io autres, la somme avoisinait

    95 p. 100 ; sur quatre, seulement 93 p. Ioo. Lindtermin est donc faiblecontrairement ce qui se passe avec la cellulose W!!rrD! .

    Rcemment, CHARLET LERY, FRANOIS et I,!ROY ont montr quelinsoluble formique correspondait presque exactement la somme cellulose vraie + lignine . Cest ce qui ressort du tableau suivant.

    Ainsi loppos de la cellulose brute qui correspond un mlangevariable de substances mal identifies, linsoluble formique se rapporte des corps parfaitement dfinis.

    Sur le plan nutritionnel GUILLEMET et JACQUOT ont compar linso-luble formique des ingesta et des excreta chez les monogastriques. Ils onttrouv une trs bonne concordance.

    Les rsultats de GUILLEMET et HAMEL (33) ce sujet sont particu-lirement dmonstratifs.

  • Sauf pour le son, on retrouve 5 p. ioo prs dans les fces linsolubleformique des aliments. GUILLEMET, JACQUOT, TREMOLIRES et !RFMarrN!35) ont fait la mme constatation chez lhomme.

    Il semble donc bien dmontr que linsoluble formique est indiges-tible chez les Monogastriques.

    La comparaison entre la composition de linsoluble formique de lali-ment et des fces permet en outre dassurer quil sagit bien de la mmesubstance.

    Pour tre strictement objectif, on peut faire quelques critiques lamthode de JACQUOT et GUILLEMET. Dune part, elle ne sapplique pasaux fourrages, mais seulement aux concentrs : crales, tourteaux, etc.Elle ne peut donc servir quaux aliments de lhomme, du porc et de la vo-laille. Les auteurs prconisent une hydrolyse faible pour doser les glucidesassimilables ; nous avons dj dit quune telle estimation conduisait des erreurs par excs et quil fallait dduire du rducteur total le rduc-teur correspondant aux glucides en C5. Enfin, HEDIN et PHILLIPART (18),contrairement CHaR!,!T-I,!Ry et col., considrent que linsoluble for-

    mique ne renferme pas la totalit de la lignine bien quen contenant beau-coup plus que la cellulose WEENDE.

    Si lon tablit le bilan des avantages et des inconvnients, on voitcependant que linsoluble formique a beaucoup plus de validit chimiqueet de signification nutritionnelle que la cellulose brute.

    4. - Mthode dATWATER (30).

    Une mthode combinant la dtermination des glucides par diff-rence avec ltude de leur digestibilit et avec des mesures calorim-triques constitue la base du systme quATw!T!R a utilis pour tablirla valeur nergtique utile des glucides. Ainsi obtenue, celle-ci exprime la

  • fraction digre des principes nutritifs dans le mlange dnomm glu-cides par diffrence . La plupart des donnes prcises en alimentationhumaine que lon possde actuellement reposent sur ce procd des coeffi-cients spcifiques dATwAT!R.

    Lemploi des coefficients spcifiques montre que le systme 4-9-4appliqu des aliments riches en indigestible glucidique conduit suresti-mer leur valeur nergtique.

    V. - CHOIX DUNE MTHODE. APPLICATION AU CALCULDE LA VALEUR NERGTIQUE RELLE DES ALIMENTS

    Nous avons donc notre disposition un grand nombre de mthodesdanalyse des glucides alimentaires. Il est vident que dans lanalyse deroutine, beaucoup de ces mthodes sont inapplicables parce que troplongues et trop minutieuses. Il sagit donc sur le plan pratique, de choisirune mthode ou un complexe de mthodes permettant de serrer au plusprs la valeur nergtique relle des aliments. Ce choix est dlicat etlasolution idale demeure trouver, mais elle sera diffrente dans le cas des

    monogastriques et dans celui des polygastriques.

    1. - Monogastriques omnivores.

    Les conclusions suivantes dcoulent des donnes du chapitre prc-dent. Elles ne sont valables que dans ltat actuel des choses.

    a) Si lon dispose des coefficients dutilisation digestive permettantdappliquer les coefficients spcifiques de ATWATER, le calcul des glucidespar diffrence peut et doit tre utilis. Malheureusement les coefficients

    spcifiques nont t dtermins que pour quelques aliments de lhomme.b) Par contre, ce calcul ne saurait convenir pour lemploi du coeffi-

    cient arrondi 4 cal/g faisant partie par diffrence du systme 4-9-4 caron risquerait des erreurs considrables. Dans ce cas, la mthode linso-luble formique combine au dosage du rducteur total semble la meilleureapproximation dont nous disposons.

    Prenons par exemple le cas du bl.La mthode de GUILLEMET et JACQUOT donne un rsultat strictement

    identique au chiffre de rfrence, obtenu par ATWATER en utilisant sescoefficients spcifiques (337 cal). Le dosage des glucides par diffrence eten attribuant le coefficient 4 au chiffre obtenu conduit une surestimation

    de la valeur nergtique relle. Le calcul fond sur la cellulose brute etlextractif non azot fournit galement une valeur excessive. Nous esti-mons donc, que lorsquon ne dispose pas de coefficients spcifiques tenantcompte de la digestibilit, on ne saurait valuer les glucides par diffrence.A dfaut de la mthode de Me CANCE qui dtermine isolment les

  • membres du complexe glucides assimilables on pourra valuer dunepart les glucides hydrolysables exprims en glucose, dautre part linso-luble formique. Seuls, les premiers interviendront dans le calcul de lavaleur nergtique avec le coefficient q..

    Lexemple prcit du bl est dj dmonstratif. En choisissant cer-tains aliments lignifis utilisables en alimentation animale, on arrive deserreurs considrables si on utilise le dosage de la cellulose WEENDE et lecalcul de lextractif non azot. En effet, on assimile la cellulose brute

    lindigestible glucidique qui napparat pas au bilan nergtique (alorsquelle ne renferme quune partie de cet indigestible) et lon affecte lextractif non azot le coefficient calorique de 4 (alors quil renferme desprincipes indigestibles). Voici un exemple.

    Cet exemple reprsente videmment la limite extrme de ce quonpeut trouver dans les aliments, car il est rare quils soient aussi chargsen ballast cellulosique.

    2. - Herhivores polygastriyue, et nu!nogastriyue;.

    En ce qui concerne ces animaux, le problme est beaucoup plus com-plexe. En effet, par rapport aux monogastriques, il se complique du faitquil est trs difficile de calculer avec une certitude satisfaisante la valeurnergtique nette des diffrents aliments partir de leurs lments diges-

  • tibles (mme avec les amliorations rcentes telles que celles proposespar I,!ROy (39) en i955). En effet, si le coefficient de digestibilit estimecorrectement la quantit de glucose absorbe par le monogastrique, ilnindique chez le ruminant que la quantit de glucides disparus, mais nonla nature et les proportions des produits terminaux qui passent dans lesang : glucose et acide propionique (glycoformateur), acide actique etacide butyrique action dynamique spcifique trs leve. Or ces propor-tions sont trs variables avec le type de fourrages (FRANOIS, 1,ERoy etZEIqTER) (3z).

    Nous voyons donc que mme si lon connaissait trs exactement

    lnergie mtabolisable des glucides de la ration, il serait trs difficile dediscriminer ensuite lnergie nette.

    Or, les mthodes actuelles de dosage permettant le calcul de lner-gie mtabolisable prsentent elles-mmes des failles assez considrables.En effet, les critres dune bonne mthode de dosage des glucides doiventtre les suivants :

    a) un critre biochimique : sparer des constituants ou des groupes deconstituants bien dfinis (par leurs caractristiques chimiques ou leur loca-lisation) et les doser en totalit.

    b) un critre nutritionnel : sparer des constituants ou des groupes deconstituants dont la valeur nergtique pour lanimal est diffrente.

    Nous avons vu plus haut que la mthode de WEENDE ne satisfait aucune de ces deux conditions.

    La mthode linsoluble formique ne saurait tre utilise ici, sauf tou-tefois si on la combine avec dautres mthodes. Deux groupes de m-thodes sont actuellement ltude.

    I,un de ces groupes a t propos par CHARLET L!Ry, FRANOISet I,!ROY. Ces auteurs proposent de doser la cellulose vraie, la lignine,les glucides hydrolysables lbullition, les pentosanes, linsoluble for-mique et les composs pectiques. Cette nouvelle mthode danalyseprsente lavantage de sparer les matires analyses en groupes mieuxdfinis chimiquement que ceux de la mthode classique. I,es proportionsrelatives des diffrents glucides, des matires pectiques et de la ligninepermettent dapprcier avec une assez bonne approximation la diges-tibilit de laliment, ce qui prsente un progrs indniable par rapport lancien procd bas essentiellement sur le dosage de la cellulose W!!rrD!.Cependant ces mthodes sont longues et difficiles.

    Une autre mthode tudie par JARRIGE (12) qui la met actuellementau point Jouy-en-Josas, est trs sduisante : cest une mthode de frac-tionnement successif applicable aux fourrages. Ses lments caractris-tiques sont les suivants :- une extraction maximum des constituants cytoplasmiques par

    leau ou une solution saline.

  • - le dosage des glucides cytoplasmiques (sucres + fructosanes)sur cet extrait.

    - le dosage de la lignine parce quelle est le critre le plus fidle de ladigestibilit compare des diffrentes plantes aux diffrents stades dedveloppement.

    Les tapes successives de ce fractionnement sont donc :- une extraction par leau ou une solution saline sur laquelle sont

    doss les glucides solubles totaux ;- elle est suivie dune extraction complmentaire par les solvants

    organiques pour enlever le maximum de constituants cytoplasmiquesinsolubles. ventuellement, pour les lgumineuses, une extraction dessubstances pectiques par loxalate de NH4 ;- puis une hydrolyse des hmicelluloses par lacide sulfurique (con-

    centration et conditions dattaque dterminer) ;- une hydrolyse de la cellulose par lacide sulfurique 72 p. ioo avec

    dosage de la lignine rsiduelle.Il restera lorsque cette mthode qui nous semble trs judicieuse sera

    codifie et utilise dans la pratique, transcrire ces donnes en valeurnergtique, cest--dire dterminer le coefficient calorique de chacundes groupes glucidiques identifis.

    CONCLUSIONS i

    En fait, nous pourrions conclure en ce qui concerne le choix des m-thodes de dosage des glucides alimentaires destins aux polygastriquesen disant quil ny a pas une mthode standard valable pour tous les ali-ments glucidiques, mais quil faut envisager dans ltat actuel des choses,dutiliser une ou plusieurs mthodes danalyse spcifique rendant comptede la composition de laliment et de ses particularits de dgradation.

    En ce qui concerne les monogastriques, il semble que lusage de lamthode rducteur total -r-- insoluble formique soit le plus indiqu.

    Cet expos na pas eu lambition de dcrire toutes les mthodes dedosage des aliments glucidiques : ce point de vue, il est incomplet. Maisil espre donner nanmoins une ide de la complexit du problme pos,tout au moins en ce qui concerne les animaux polygastriques.

    REMERCIEMENTS

    A Monsieur R. JARRIGE, Charg de Recherches au C. N. R. Z. deJouy-en-Josas, pour une communication personnelle importante.

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