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Yucca Schidigera · Ruminants

Le Yucca schidigera chez le ruminant

Chez le ruminant, les saponines stéroïdiennes du yucca agissent sur trois leviers de l'écosystème ruminal : l'azote ammoniacal, la synthèse de protéine microbienne et la méthanogenèse. Trois enjeux au cœur de l'efficacité et de la durabilité de l'élevage.

Cette page rassemble ce que la littérature scientifique a mesuré : essais in vitro sur jus de rumen, essai chez la chèvre et synthèse de l'INRA. Chaque chiffre est rattaché à sa publication.

Vaches et leur veau au pâturage
Fig. 1 · Les fermentations ruminales conditionnent l'efficience azotée de la ration et l'empreinte méthane de l'élevage.
−60 %1 de méthane au plus, à 3,2 g/L de sarsaponine In vitro · 6 h
−30 %2 d’ammoniac ruminal avec les saponines de yucca In vitro · 24 h
+28 %2 d’efficacité de synthèse protéique microbienne In vitro · foin
84 %3 de l’azote uréique fixé au fourrage, contre 52 % sans yucca Chèvre · in vivo
Contexte

Le rumen, un enjeu azote et méthane

Chez le ruminant, l'écosystème du rumen conditionne à la fois l'efficience protéique de la ration et l'empreinte environnementale de l'élevage. La digestion microbienne ne pouvant être totale, elle entraîne des pertes azotées dans l'urine ou le lait, et une perte d'énergie sous forme de méthane, gaz à effet de serre4.

L'objectif des nutritionnistes est donc de piloter l'activité de l'écosystème ruminal pour optimiser son fonctionnement et réduire les rejets d'azote et de méthane. Les extraits de plantes, alternatives naturelles aux antibiotiques facteurs de croissance, sont de bons candidats pour réguler le fonctionnement du rumen4.

Les saponines sont des tensioactifs naturels, composés d'une ou plusieurs chaînes hydrophiles (glycone) et d'un noyau lipophile (aglycone). Celui-ci est de nature stéroïde ou triterpénoïde ; le Yucca schidigera est la source la plus connue de saponines stéroïdiennes4.

Modes d'action

Quatre mécanismes documentés dans le rumen

Protozoaires

Défaunation partielle[2][4]

Par leur action détergente, les saponines lysent les protozoaires ciliés, dont la membrane contient du cholestérol, contrairement aux bactéries. Moins de protozoaires signifie moins de prédation des bactéries et moins de méthanogènes associés.

Azote

Tampon de l’ammoniac ruminal[2][4]

L’ammoniac serait lié quand sa concentration est élevée, puis relargué quand elle baisse. Les fluctuations journalières sont ainsi lissées et la flore reçoit un apport régulier ; le foie économise l’énergie de conversion de l’excès d’ammoniac en urée.

Protéine

Plus de protéine microbienne[2]

Une plus grande part du substrat digéré est orientée vers la synthèse de masse microbienne, et une moindre part vers les acides gras volatils et les gaz. La protéine microbienne qui quitte le rumen augmente.

Fermentation

Réorientation vers le propionate[1]

L’acétate recule, le propionate progresse et la production d’hydrogène baisse. Moins de H₂ disponible, c’est moins de substrat pour les méthanogènes : l’énergie fermentaire est mieux orientée vers la production.

Fig. 2 · Méthane, données in vitro

Une réduction du méthane dose-dépendante

Jus de rumen de vache laitière incubé 6 h ou 24 h avec 1,2 à 3,2 g/L de sarsaponine (extrait de Yucca schidigera), selon trois substrats1. Choisissez un substrat et une durée.

Réduction de CH₄ vs témoin · Foin + concentré · 6 h
Sarsaponine 1,2 g/L −23 %
Sarsaponine 3,2 g/L −53 %
0 %−35 %−70 %
Paramètres fermentaires associés
↓ Ammoniac (N-NH₃)Baisse dose-dépendante
↓ ProtozoairesBaisse dose-dépendante
↑ Acides gras volatils totaux et gaz totalFermentation stimulée
↓ Rapport acétate / propionateAcétate en baisse, propionate en hausse
↓ HydrogèneMoins de substrat pour les méthanogènes

Les auteurs observent aussi, au-delà de 1,2 g/L, une baisse de la disparition in vitro de la matière sèche du foin + concentré après 24 h. Ces concentrations in vitro sont supérieures aux doses pratiques en élevage ; elles servent à décrire le mécanisme, pas à fixer une dose.

Fig. 3 · Protozoaires et ammoniac, données in vitro

Moins de protozoaires, moins d'ammoniac, plus de protéine microbienne

Fractions de saponines de yucca et de quillaja (1,2 mg/mL) incubées 24 h en système de fermentation ruminale in vitro2.

Protozoaires

Réduction vs témoin
Saponines de yucca −49,1 %
Extrait aqueux de yucca −8,8 %
Saponines de quillaja −54,4 %

Effet plus marqué sur la ration avec concentré.

Ammoniac

Réduction vs témoin
Saponines de yucca −30,0 %
Extrait aqueux de yucca −22,8 %
Saponines de quillaja −12,1 %

Les saponines purifiées de yucca donnent la plus forte baisse, environ 30 %.

Synthèse protéique microbienne

mg de masse microbienne / 100 mg de substrat dégradé · foin, 0,6 mg/mL
Témoin 30,0
Saponines de yucca 38,3
Extrait aqueux de yucca 33,0
Saponines de quillaja 36,9

Confirmé par l’incorporation de ¹⁵N et le dosage des purines microbiennes.

D'après les auteurs, les saponines répartissent les nutriments digérés vers la masse microbienne plutôt que vers les acides gras volatils et les gaz : la dégradabilité vraie du foin est maintenue ou améliorée, la production de gaz réduite. Leur incorporation dans les rations, en particulier à base de fourrages, pourrait ainsi augmenter le rendement microbien et réduire les émissions de CO₂ et de CH₄2.

Fig. 4 · Essai in vivo chez la chèvre

Mieux valoriser un fourrage pauvre traité à l'urée

Des tiges de maïs traitées à l'urée (72 g/kg) ont été additionnées de poudre de Yucca schidigera à 0, 90, 120 ou 160 mg/kg, puis distribuées avec des feuilles de légumineuse (Calliandra calothyrsus) à des chèvres, selon un carré latin 4 × 43.

Avec la dose de yucca, la part de l'azote uréique retenue sous forme d'ammoniac fixé au fourrage augmente, comme la teneur en protéine. Ingestion, gain de poids et digestibilité de la MS, des MAT, de la cellulose brute, de la MO et de l'énergie sont significativement supérieurs aux rations témoins (P < 0,05). L'auteur conclut au potentiel du yucca pour piéger l'azote ammoniacal et améliorer la valeur alimentaire des fourrages pauvres3.

Yucca (mg/kg) 090120160
Azote uréique fixé au fourrage% de l’N apporté 51,860,666,384,0
MAT du fourrage traité% MS 15,416,617,620,7
MAT digestiblesg/kg MS 10,1611,0611,5414,24
Énergie métabolisableMJ/kg MS 6,458,098,518,64

Chèvres Anglo-Nubian × locales de Fidji, 26,9 ± 3,4 kg. EM : énergie métabolisable ; MAT : matières azotées totales.

Fig. 5 · Synthèse de 29 essais in vivo

Ce que dit l'analyse des essais in vivo

L'INRA a réanalysé 29 essais in vivo issus de la synthèse de Patra et Saxena, en tenant compte de la dose de saponines et du rapport fourrage / concentré de la ration4.

< 0,13
Pas d’effet mesurable
Sur des rations à moins de 50 % de fourrages.
0,2 – 8
Ammoniac ↓, AGV totaux ↑
Plage où les fermentations sont stimulées et l’azote ammoniacal réduit.
> 10
AGV totaux ↓
Sur des rations à 50-70 % de fourrages : excès défavorable.
Dose de saponines, en g/kg de matière sèche de la ration →

Pourquoi l'ammoniac baisse

Quatre explications coexistent : inhibition des uréases, liaison de la fraction glycone à l'ammoniac, moindre lyse bactérienne, inhibition des activités protéolytique et de désamination4.

Pourquoi le méthane baisse

Une partie des archées méthanogènes vit associée aux protozoaires : leur suppression explique en partie la baisse de CH₄, un résultat très souvent observé in vitro et in vivo, avec un effet dose-dépendant4.

Pourquoi les réponses varient

Certaines bactéries déglycosylent et inactivent les saponines de yucca ; d'autres s'adaptent lors d'un apport prolongé. Les effets in vivo sont donc moins nets qu'in vitro, et des essais de long terme restent nécessaires4.

Sur la qualité des produits, une dose de 60 g/j de saponines de yucca chez la vache laitière n'induit qu'une modification mineure du profil en acides gras du lait4.

Forme et incorporation

Notre gamme Yucca schidigera, poudre ou liquide

Chez le ruminant, la forme poudre s'intègre au concentré ou au minéral ; la forme liquide s'applique en ration mélangée. Le choix dépend de l'outil de distribution et de la conduite du troupeau. Les doses recommandées figurent dans la fiche technique.

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Questions fréquentes

Yucca et ruminants : vos questions

Les saponines du yucca réduisent-elles vraiment le méthane ?

In vitro, oui : avec de la sarsaponine, Lila et al. (2003) mesurent jusqu’à 60 % de méthane en moins, de façon dose-dépendante. In vivo, la baisse est fréquemment observée, mais son ampleur varie avec la dose, la ration et l’adaptation de la flore. Elle doit donc être validée dans chaque contexte d’élevage.

Le yucca inhibe-t-il l’uréase ?

L’inhibition des uréases fait partie des mécanismes avancés. Makkar et al. (1998) rappellent toutefois qu’elle paraît peu probable in vivo. La liaison de l’ammoniac aux saponines et à leurs composés glycosylés, ainsi que la défaunation partielle, sont les explications les mieux étayées.

L’effet persiste-t-il dans le temps ?

Certaines bactéries ruminales peuvent dégrader les saponines de yucca, d’autres s’adapter lors d’un apport prolongé. La synthèse de l’INRA (2014) recommande des essais in vivo de long terme. Le suivi et la stratégie d’apport relèvent de l’accompagnement technique.

À quelle dose incorporer le yucca ?

Les doses étudiées in vitro dépassent les doses pratiques. Dans la synthèse in vivo de l’INRA, les effets apparaissent au-delà de 0,13 g/kg MS de saponines, avec une plage favorable entre 0,2 et 8 g/kg MS. Nos recommandations pour la gamme Yucca Schidigera, poudre et liquide, figurent dans la fiche technique.

Références

Littérature scientifique

  1. Lila Z.A., Mohammed N., Kanda S., Kamada T., Itabashi H. (2003). Effect of sarsaponin on ruminal fermentation with particular reference to methane production in vitro. Journal of Dairy Science, 86, 3330-3336.
  2. Makkar H.P.S., Sen S., Blümmel M., Becker K. (1998). Effects of fractions containing saponins from Yucca schidigera, Quillaja saponaria, and Acacia auriculoformis on rumen fermentation. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 46(10), 4324-4328.
  3. Aregheore E.M. Effect of Yucca schidigera saponin on the nutritive value of urea-ammoniated maize stover and its feeding value when supplemented with forage legume (Calliandra calothyrsus) for goats. University of the South Pacific ; publié en ligne le 9 juin 2004 (revue et pagination à compléter).
  4. Bayourthe C., Ali-Haimoud-Lekhal D. (2014). Les extraits de plantes chez le ruminant : effets sur les fermentations dans le rumen et la qualité lipidique des produits animaux. INRA Productions Animales, 27(4), 317-327.
  5. Wallace R.J., Arthaud L., Newbold C.J. (1994). Influence of Yucca schidigera extract on ruminal ammonia concentrations and ruminal microorganisms. Applied and Environmental Microbiology, 60(6), 1762-1767.
  6. Cheeke P.R. (2000). Actual and potential applications of Yucca schidigera and Quillaja saponaria saponins in human and animal nutrition. Journal of Animal Science, 77(E-Suppl.), 1-10.
  7. Francis G., Kerem Z., Makkar H.P.S., Becker K. (2002). The biological action of saponins in animal systems: a review. British Journal of Nutrition, 88(6), 587-605.

Données issues de publications scientifiques (essais in vitro et essai sur petits ruminants), présentées à titre d'information technique. Elles ne constituent pas des résultats d'essais Actifeed ni des allégations produit.

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