Caractérisation biochimique des produits d'abattage en vue de leur valorisation économique
- Date de publication
- Écrit par Valérie Scislowski, Florent Massoulier, Antoine Giboulet, Laurent Picgirard
Analyse de la composition biochimique et calcul des rendements d’extraction des protéines et des lipides des sous-produits d’abattage des animaux de boucherie en vue de leur valorisation économique sur des marchés à haute valeur ajoutée.
Cette étude met à disposition une première base de données françaises de la composition biochimique de 48 sous-produits de gros bovins, de veaux et d’ovins, ainsi que de leurs rendements d’extraction sous forme de protéines et de graisses par traitement dit de fonte. Ces données sont discutées sous l’angle de la valorisation marchande des coproduits et de l’accessibilité à des nouveaux marchés de valorisation.
INTRODUCTION
Depuis la crise de l’ESB, la valorisation des coproduits est un réel problème économique pour les abattoirs de toutes espèces. Si quelques sites spécialisés de grosse taille ont opté pour une valorisation in situ, la plupart des abattoirs français sont tributaires des prix d’achat ou des coûts d’enlèvement que leur proposent les sociétés de collecte (fondeurs, équarrisseurs), sans avoir réellement connaissance de leurs valeurs, indépendamment de leur catégorie (C1, C2 ou C3) définies par le règlement européen 1069/2009 du 21 octobre 2009 (cf. Figure 1 sur les définitions des co-produits et des sous-produits animaux produits au stade de l’abattoir).
Avec l’éradication progressive de la maladie ESB, la réglementation relative au traitement des coproduits évolue. A titre d’exemple, le règlement européen (CE) 2015/728 du 7/05/2015 a allégé la liste des parties devant être retirées à l’abattoir. Le statut sanitaire de la France est au stade de « risque ESB maîtrisé » (Office Internationale des Epizootie, 2017), et de nouvelles perspectives s’ouvrent pour mieux valoriser les coproduits par les abattoirs ou auprès de leurs prestataires.
Avec l’éradication progressive de la maladie ESB, la réglementation relative au traitement des coproduits évolue. A titre d’exemple, le règlement européen (CE) 2015/728 du 7/05/2015 a allégé la liste des parties devant être retirées à l’abattoir. Le statut sanitaire de la France est au stade de « risque ESB maîtrisé » (Office Internationale des Epizootie, 2017), et de nouvelles perspectives s’ouvrent pour mieux valoriser les coproduits par les abattoirs ou auprès de leurs prestataires.
Actuellement, les coproduits animaux, qui représentent près de la moitié du poids vif d’un bovin, est constitué de plusieurs catégories de produits dont les Sous-Produits Animaux (SPA). Ceux-ci sont non destinés à la consommation humaine et sont ainsi utilisés dans plusieurs branches industrielles. Pour cela, ils sont transformés dans des unités de production dédiées, en fonction de leur catégorie C1/C2/C3 et selon leur potentiel de valorisation sous forme de Protéines Animales Transformées (PAT, lorsqu’il s’agit de SPA C3), ou farine (lorsqu’il s’agit de SPA C1 ou C2) et sous forme de graisses. Cette transformation des SPA suit un procédé de concassage, puis de cuisson des matières crues, de pressage du produit cuit afin d’en extraire les matières grasses, lesquelles sont par la suite purifiées par décantation, centrifugation ou filtration pour ne récupérer que les graisses. Le « gâteau protéique » est quant à lui broyé et tamisé pour en extraire les PAT. D’après les données publiées par le SIFCO (www.sifco.fr), à partir des 2 millions de tonnes de sous-produits C3 collectés par an en France, 456 000 tonnes de PAT et 371 000 tonnes de graisses sont produits (SIFCO.fr). Les sous-produits de ruminants contribuent à hauteur de 33% de ces tonnages.
Il s’agit désormais d’envisager la valorisation des coproduits de manière éclairée, c’est-à-dire en connaissant leurs qualités intrinsèques qui déterminent leur potentiel économique sur les marchés actuellement accessibles (aliments pour animaux domestiques et oléochimie) et sur les marchés de demain (énergie, pharmacie, cosmétique voire nutraceutique lorsque des composés actifs ayant un effet bénéfique sur la santé de l’Homme peuvent être extraits de ces coproduits).
Ce projet vise à fournir aux abattoirs les outils leurs permettant de négocier les prix d’achats et les coûts d’enlèvement de leurs coproduits en tenant compte de leur valeur marchande réelle, celle-ci étant à indexer au prix du cours des farines, des PAT et des graisses (Célene, 2016). L’étude a établi pour 48 SPA de gros bovins, de veaux et d’ovins échantillonnés dans quatre abattoirs français la composition biochimique, les rendements d’extraction en graisses et en farines suite à un traitement de fonte (cuisson/pressage/centrifugation). Ces données serviront également à évaluer l’intérêt des filières nouvelles de valorisation des SPA.
Figure 1. Classification réglementaire des co-produits animaux générés au stade de l’abattoir dont les sous-produits animaux classés en catégorie C1, C2 ou C3.
I. MATERIELS ET METHODES
(*) SPA ayant subi un traitement de type équarrissage (broyage/stérilisation sous pression/centrifugation) pour la transformation en PAT et en graisses.
N.B. : La variabilité des compositions biochimiques de certains SPA (écart-type>10%) est liée soit au stade physiologique des animaux (ex : stade de la lactation de la mamelle), soit liée aux pratiques des abattoirs (ex : gros intestin retiré avec ou sans rectum).
Gras de gros bovins constitué par regroupement de 40% de suifs d'émoussage, 40% de gras abdominal, 10% de gras de rognon et 10% de gras mésentérique.
Gras de veaux constitué par regroupement de 70% de gras abdominal, 20% de gras de rognon et 10% de gras mésentérique.
(1) Gras d’ovins constitué par regroupement de 70% de gras abdominal, 20% de gras de rognon et 10% de gras mésentérique.
Références :
Volet 1 : Collecte, traitement d’équarrissage et analyses biochimiques des coproduits d’abattage
Collecte de 48 SPA dans quatre abattoirs français
L’échantillonnage avait pour objectif de prélever des SPA dans les abattoirs français en vue de réaliser les analyses biochimiques et les traitements d’équarrissage à l’échelle pilote pour acquérir des données originales de compositions et de rendement d’extraction en PAT et en graisse. Il n’avait toutefois pas pour objectif de documenter la variabilité des compositions biochimiques des SPA.
Sa mise en œuvre a suivi les lignes directrices de la FAO/INFOOD en matière d’échantillonnage (2007) et a tenu compte des contraintes techniques et budgétaires de l’étude, notamment pour le choix du nombre et de la taille des échantillons collectés, analysés et traités. Il faut ainsi souligner ici les limites de l’étude puisque la collecte auprès de 4 abattoirs ne peut être représentative de l’ensemble des abattoirs de France. La variabilité des compositions biochimiques des sous-produits est probablement sous-estimée puisque les abattoirs collectés sont situés sur deux régions, Nouvelle Aquitaine et Auvergne-Rhônes-Alpes, limitant la variabilité liée aux animaux.
Le plan d’échantillonnage a ainsi été conduit pour étudier 48 SPA dont 20 issus de gros bovins, 13 issus de veaux et 15 issus d’ovins. Le Tableau 1 répartit ces 48 SPA par espèces et par catégories : gras et suifs, appareils génitaux, abats rouges, abats blancs, autres SPA. Les SPA C2 correspondant aux matières saisies pour des raisons sanitaires ont été exclues de l’échantillonnage.
Pour chaque SPA, 4 échantillons dit « primaires » ont été collectés directement dans les abattoirs, soit 192 prélèvements de SPA au total. Chaque échantillon primaire d’un poids de 16 kg provient d’un lot définit comme étant la production journalière du SPA dans un abattoir français. Les 4 lots proviennent ainsi de deux à quatre abattoirs et dans la limite de deux lots issus d’un même abattoir.
Chaque échantillon a été individuellement broyé à l’aide d’un hachoir et à l’aide du marteau pour les os et de la scie pour les pieds, puis fractionné en 2 aliquotes. Le premier aliquote de 1 kg a été mis en réserve pour analyse biochimique. Le second aliquote (environ 4 kg) a été regroupé avec les 3 autres aliquotes du SPA considéré pour constituer un pool unique (16 kg) représentatif de chaque SPA. Ces pools ont été utilisés pour la transformation en PAT et en graisses.
Sa mise en œuvre a suivi les lignes directrices de la FAO/INFOOD en matière d’échantillonnage (2007) et a tenu compte des contraintes techniques et budgétaires de l’étude, notamment pour le choix du nombre et de la taille des échantillons collectés, analysés et traités. Il faut ainsi souligner ici les limites de l’étude puisque la collecte auprès de 4 abattoirs ne peut être représentative de l’ensemble des abattoirs de France. La variabilité des compositions biochimiques des sous-produits est probablement sous-estimée puisque les abattoirs collectés sont situés sur deux régions, Nouvelle Aquitaine et Auvergne-Rhônes-Alpes, limitant la variabilité liée aux animaux.
Le plan d’échantillonnage a ainsi été conduit pour étudier 48 SPA dont 20 issus de gros bovins, 13 issus de veaux et 15 issus d’ovins. Le Tableau 1 répartit ces 48 SPA par espèces et par catégories : gras et suifs, appareils génitaux, abats rouges, abats blancs, autres SPA. Les SPA C2 correspondant aux matières saisies pour des raisons sanitaires ont été exclues de l’échantillonnage.
Pour chaque SPA, 4 échantillons dit « primaires » ont été collectés directement dans les abattoirs, soit 192 prélèvements de SPA au total. Chaque échantillon primaire d’un poids de 16 kg provient d’un lot définit comme étant la production journalière du SPA dans un abattoir français. Les 4 lots proviennent ainsi de deux à quatre abattoirs et dans la limite de deux lots issus d’un même abattoir.
Chaque échantillon a été individuellement broyé à l’aide d’un hachoir et à l’aide du marteau pour les os et de la scie pour les pieds, puis fractionné en 2 aliquotes. Le premier aliquote de 1 kg a été mis en réserve pour analyse biochimique. Le second aliquote (environ 4 kg) a été regroupé avec les 3 autres aliquotes du SPA considéré pour constituer un pool unique (16 kg) représentatif de chaque SPA. Ces pools ont été utilisés pour la transformation en PAT et en graisses.
Analyses biochimiques des SPA
Chaque aliquote de 1 kg de SPA a subi un broyage supplémentaire à l’aide d’un robot-coupe afin d’assurer l’homogénéité pour l’analyse biochimique et par cryobroyage pour les os de colonne, les os de découpe et les pieds.
Les 192 échantillons de SPA ont été analysés pour quantifier leurs teneurs en matières sèches (dosage de l’humidité selon la norme NF V 04-401), en protéines (dosage de l’azote total par méthode Kjeldahl selon la norme NF V 04-407) et en lipides totaux (dosage par dessiccation puis RMN basse résolution d’après Keeton et al., 2003). Pour certains échantillons trop gras ou trop hétérogènes tels que le fouet (présence de poils), le gras abdominal, le gras mésentérique, la mamelle et le gras de rognon, les analyses ont été confirmées par d’autres méthodes.
Chaque aliquote de 1 kg de SPA a subi un broyage supplémentaire à l’aide d’un robot-coupe afin d’assurer l’homogénéité pour l’analyse biochimique et par cryobroyage pour les os de colonne, les os de découpe et les pieds.
Les 192 échantillons de SPA ont été analysés pour quantifier leurs teneurs en matières sèches (dosage de l’humidité selon la norme NF V 04-401), en protéines (dosage de l’azote total par méthode Kjeldahl selon la norme NF V 04-407) et en lipides totaux (dosage par dessiccation puis RMN basse résolution d’après Keeton et al., 2003). Pour certains échantillons trop gras ou trop hétérogènes tels que le fouet (présence de poils), le gras abdominal, le gras mésentérique, la mamelle et le gras de rognon, les analyses ont été confirmées par d’autres méthodes.
Traitements d’équarrissage des SPA
Pour 33 des SPA (Tableau 1), un traitement a été mis au point à l’échelle pilote pour simuler les opérations industrielles d’équarrissage et spécifiquement le barème temps/ température/pression à l’origine de la séparation des constituants des SPA. Chaque pool représentant un SPA a ainsi été répartit dans 3 boîtes de conserve métalliques de 850 ml. Une cuisson/stérilisation sous pression des SPA en boîtes a été réalisée à l’autoclave selon un palier de température à 133°C à une pression de 3 bars pendant au moins 20 minutes telle que définie par la réglementation (CE 1069/2009). Un suivi des conditions de température à l’aide d’une sonde à cœur du produit et d’une sonde d’ambiance a permis de valider chaque conduite de stérilisation sous pression. Le jus de cuisson a été séparé du SPA cuit par pressage hydraulique. Le jus a été centrifugé pendant 15 minutes à 3 552 g à 45°C afin de séparer les graisses, la phase aqueuse et un culot de résidus de protéines. Des pesées ont été effectuées à chaque étape pour calculer les rendements d’extraction en PAT et en graisse.
Pour 33 des SPA (Tableau 1), un traitement a été mis au point à l’échelle pilote pour simuler les opérations industrielles d’équarrissage et spécifiquement le barème temps/ température/pression à l’origine de la séparation des constituants des SPA. Chaque pool représentant un SPA a ainsi été répartit dans 3 boîtes de conserve métalliques de 850 ml. Une cuisson/stérilisation sous pression des SPA en boîtes a été réalisée à l’autoclave selon un palier de température à 133°C à une pression de 3 bars pendant au moins 20 minutes telle que définie par la réglementation (CE 1069/2009). Un suivi des conditions de température à l’aide d’une sonde à cœur du produit et d’une sonde d’ambiance a permis de valider chaque conduite de stérilisation sous pression. Le jus de cuisson a été séparé du SPA cuit par pressage hydraulique. Le jus a été centrifugé pendant 15 minutes à 3 552 g à 45°C afin de séparer les graisses, la phase aqueuse et un culot de résidus de protéines. Des pesées ont été effectuées à chaque étape pour calculer les rendements d’extraction en PAT et en graisse.
Calculs des rendements d’extraction des protéines dans les farines et des lipides dans les graisses
Par la méthode des calculs des bilans matières, les teneurs en protéines et en lipides des PAT et des graisses ont été calculées par l’ADIV, en tenant compte des teneurs analysées dans chaque SPA frais et en fonction des poids de chaque fraction isolée de PAT, de jus de cuisson et de graisses, de phase aqueuse et de culot protéique. Une validation de ces résultats a été apportée par analyses biochimiques de la composition de cinq farines représentatives des profils biochimiques des SPA. Ces données consolidées ont permis de calculer les rendements d’extraction des protéines dans les PAT et les rendements d’extraction des lipides dans les graisses.
Par la méthode des calculs des bilans matières, les teneurs en protéines et en lipides des PAT et des graisses ont été calculées par l’ADIV, en tenant compte des teneurs analysées dans chaque SPA frais et en fonction des poids de chaque fraction isolée de PAT, de jus de cuisson et de graisses, de phase aqueuse et de culot protéique. Une validation de ces résultats a été apportée par analyses biochimiques de la composition de cinq farines représentatives des profils biochimiques des SPA. Ces données consolidées ont permis de calculer les rendements d’extraction des protéines dans les PAT et les rendements d’extraction des lipides dans les graisses.
Tableau 1 : Liste des 48 SPA de gros bovins, de veaux et d’ovins collectés dans quatre abattoirs français.
(*) SPA ayant subi un traitement de type équarrissage (broyage/stérilisation sous pression/centrifugation) pour la transformation en PAT et en graisses.II. RESULTATS
Deux profils biochimiques extrêmes se distinguent : celui des SPA riches en lipides (52% minimum de lipides) et pauvres en protéines (6% maximum) dont les SPA de la catégorie des gras et suifs des 3 espèces étudiées. A l’opposé, les SPA riches en protéines (25% minimum de protéines) et pauvres en lipides (2% maximum) sont le fouet (la partie terminale de la queue) et le masque (partie de la peau sur la face avant de la tête) des gros bovins et des veaux. L’ensemble des autres SPA présentent une composition biochimique moins extrême, mais permet de distinguer 3 profils intermédiaires : les SPA contenant moins de 15% de protéines et moins de 15% de lipides (cœur de veau ; moelle épinière et rognons d’ovins ; testicules des 3 espèces GB, veaux et ovins), les SPA contenant moins de 15% de protéines et plus de 15% de lipides (mamelle de GB et d’ovin, moelle épinière de GB, poumons avec trachée de GB, abats blancs de gros bovins, de veaux et d’ovins, verge de veau), les SPA contenant plus de 15% de protéines et moins de 15% lipides (masque et pieds d’ovins ; verge et oreilles de GB et d’ovins, poumon avec trachée de veau et d’ovin ; herbière et rate des 3 espèces).
Après traitement de fonte par cuisson / pressage / centrifugation, chaque SPA donne lieu à une quantité propre de PAT et de graisses (Tableaux 5, 6 et 7 pour les GB, les veaux et les ovins, respectivement). En toute logique, la quantité de graisse extraite est directement liée à la teneur en lipides du SPA frais. Les rendements d’extraction des lipides par la fraction des graisses sont ainsi supérieurs à 90% en moyenne. Les 10% de lipides non extraits dans les graisses sont retrouvés pour partie dans les PAT et éliminés par la solution aqueuse lors de la centrifugation du jus de cuisson. Lorsque la teneur en lipides du SPA est extrêmement faible (testicules de GB et d’ovins, fouet, masque et foie de GB), l’isolement des graisses devient quasi-nul.
Les PAT obtenues immédiatement en sortie de pressage sont plus ou moins humides selon le SPA. Dans nos conditions expérimentales à l’échelle pilote, la teneur en eau varie pour les gros bovins de 31% pour l’os de colonne à 78% pour la rate, de 57% pour le gras à 87% pour le gros intestin avec rectum chez le veau et pour les ovins de 34% pour les pieds à 83% pour la rate (données de l’étude non présentées). Dans les pratiques, une standardisation de la teneur en eau des PAT est réalisée pour une utilisation dans le petfood, avec une teneur maximale fixée à 8% d’humidité par la réglementation n°575/2011. Le pourcentage en poids de PAT standardisée extraite est lié à la teneur en protéine du SPA frais. Il existe des différences importantes de teneur en protéines dans ces PAT standardisées en fonction du SPA. Les rendements d’extraction des protéines varient ainsi entre 34% (testicules) à 88% (os de découpe) pour le GB, entre 43% (gros intestin) et 72% (intestin grêle) pour les veaux, et entre 24% (gros intestin) et 77% (poumons) pour les ovins.
Les résultats d’analyses des SPA collectés sur les 4 sites d’abattage français sont présentés dans les tableaux 2, 3 et 4 pour les gros bovins (GB), les veaux et les ovins, respectivement. Ces données constituent une première table de référence française de compositions biochimiques des SPA. Il faut souligner ici les limites de l’étude puisque la collecte auprès de 4 abattoirs ne peut être représentative de l’ensemble des abattoirs de France. La variabilité des compositions biochimiques des sous-produits est probablement sous-estimée puisque les abattoirs collectés sont situés sur deux régions Nouvelle Aquitaine et Auvergne-Rhône-Alpes.
Deux profils biochimiques extrêmes se distinguent : celui des SPA riches en lipides (52% minimum de lipides) et pauvres en protéines (6% maximum) dont les SPA de la catégorie des gras et suifs des 3 espèces étudiées. A l’opposé, les SPA riches en protéines (25% minimum de protéines) et pauvres en lipides (2% maximum) sont le fouet (la partie terminale de la queue) et le masque (partie de la peau sur la face avant de la tête) des gros bovins et des veaux. L’ensemble des autres SPA présentent une composition biochimique moins extrême, mais permet de distinguer 3 profils intermédiaires : les SPA contenant moins de 15% de protéines et moins de 15% de lipides (cœur de veau ; moelle épinière et rognons d’ovins ; testicules des 3 espèces GB, veaux et ovins), les SPA contenant moins de 15% de protéines et plus de 15% de lipides (mamelle de GB et d’ovin, moelle épinière de GB, poumons avec trachée de GB, abats blancs de gros bovins, de veaux et d’ovins, verge de veau), les SPA contenant plus de 15% de protéines et moins de 15% lipides (masque et pieds d’ovins ; verge et oreilles de GB et d’ovins, poumon avec trachée de veau et d’ovin ; herbière et rate des 3 espèces).
Après traitement de fonte par cuisson / pressage / centrifugation, chaque SPA donne lieu à une quantité propre de PAT et de graisses (Tableaux 5, 6 et 7 pour les GB, les veaux et les ovins, respectivement). En toute logique, la quantité de graisse extraite est directement liée à la teneur en lipides du SPA frais. Les rendements d’extraction des lipides par la fraction des graisses sont ainsi supérieurs à 90% en moyenne. Les 10% de lipides non extraits dans les graisses sont retrouvés pour partie dans les PAT et éliminés par la solution aqueuse lors de la centrifugation du jus de cuisson. Lorsque la teneur en lipides du SPA est extrêmement faible (testicules de GB et d’ovins, fouet, masque et foie de GB), l’isolement des graisses devient quasi-nul.
Les PAT obtenues immédiatement en sortie de pressage sont plus ou moins humides selon le SPA. Dans nos conditions expérimentales à l’échelle pilote, la teneur en eau varie pour les gros bovins de 31% pour l’os de colonne à 78% pour la rate, de 57% pour le gras à 87% pour le gros intestin avec rectum chez le veau et pour les ovins de 34% pour les pieds à 83% pour la rate (données de l’étude non présentées). Dans les pratiques, une standardisation de la teneur en eau des PAT est réalisée pour une utilisation dans le petfood, avec une teneur maximale fixée à 8% d’humidité par la réglementation n°575/2011. Le pourcentage en poids de PAT standardisée extraite est lié à la teneur en protéine du SPA frais. Il existe des différences importantes de teneur en protéines dans ces PAT standardisées en fonction du SPA. Les rendements d’extraction des protéines varient ainsi entre 34% (testicules) à 88% (os de découpe) pour le GB, entre 43% (gros intestin) et 72% (intestin grêle) pour les veaux, et entre 24% (gros intestin) et 77% (poumons) pour les ovins.
Tableau 2 : Table de référence française de composition biochimique des SPA de gros bovins
N.B. : La variabilité des compositions biochimiques de certains SPA (écart-type>10%) est liée soit au stade physiologique des animaux (ex : stade de la lactation), soit liée aux pratiques des abattoirs (ex : gros intestin retiré avec ou sans la vessie ; gras mésentérique séparé ou non de l’intestin…).
Tableau 3 : Table de référence française de composition biochimique des SPA de veaux
N.B. : La variabilité des compositions biochimiques de certains SPA (écart-type>10%) est liée aux pratiques des abattoirs (ex : gras mésentérique séparé ou non de l’intestin…).
Tableau 4 : Table de référence française de composition biochimique des SPA d’ovins
N.B. : La variabilité des compositions biochimiques de certains SPA (écart-type>10%) est liée soit au stade physiologique des animaux (ex : stade de la lactation de la mamelle), soit liée aux pratiques des abattoirs (ex : gros intestin retiré avec ou sans rectum). Tableau 5 : Quantités de PAT et de graisses (en kg/100kg frais) issues de chaque SPA de gros bovins après traitement de fonte et standardisation du taux d’humidité de la PAT à hauteur de 8% ; teneur en protéines de la PAT standardisée (%) et rendements d’extraction des protéines et des lipides des SPA frais dans la PAT et les graisses, respectivement.
Gras de gros bovins constitué par regroupement de 40% de suifs d'émoussage, 40% de gras abdominal, 10% de gras de rognon et 10% de gras mésentérique. Tableau 6 : Quantités de PAT et de graisses (en kg/100 kg frais) issues de chaque SPA de veaux après traitement d’équarrissage et standardisation du taux d’humidité de la PAT à hauteur de 8% ; teneur en protéines de la PAT standardisée (%) et rendements d’extraction des protéines et des lipides des SPA frais dans la PAT et les graisses, respectivement.
Gras de veaux constitué par regroupement de 70% de gras abdominal, 20% de gras de rognon et 10% de gras mésentérique.Tableau 7 : Quantités de farines et de graisses (en kg/100 kg frais) issues de chaque SPA d’ovins après traitement d’équarrissage et standardisation du taux d’humidité de la farine à hauteur de 8% ; teneur en protéines de la farine standardisée (en %) et rendements d’extraction des protéines et des lipides des SPA frais dans la farine et les graisses, respectivement.
(1) Gras d’ovins constitué par regroupement de 70% de gras abdominal, 20% de gras de rognon et 10% de gras mésentérique.III. DISCUSSION
Cette étude a permis de construire une table de référence de composition biochimique en protéines, lipides et matières sèches de 48 SPA de gros bovins, d’ovins et de veau représentatifs des abattoirs de France. La simulation d’un traitement de broyage / cuisson / centrifugation a permis de quantifier les rendements d’extraction en PAT et en graisse pour 33 coproduits et de quantifier les rendements d’extraction des protéines et des lipides. Le constat est une différenciation biochimique importante des coproduits animaux qui impacte directement leur valeur marchande potentielle au prorata des prix des PAT et des graisses. Une perspective immédiate est d’établir une cartographie plus précise des poids de chaque coproduit pour des animaux de profils distincts par leur poids moyen, leur âge et leur sexe. Ceci permettra de consolider le calcul de la valeur marchande des SPA par profil de carcasse. Les compositions des coproduits pourront également être exploitées à des fins environnementales, pour corriger le bilan carbone des animaux de boucherie. En effet, les méthodes actuelles affectent l’ensemble des intrants énergétiques nécessaires à la croissance d’un animal à la viande alors que cette dernière représente moins de 50% de l’animal vif. Affecter à terme une partie des intrants aux coproduits sur la base de leur composition chimique permettrait d’alléger l’empreinte environnementale des viandes dans les calculs.
Une perspective vise à explorer les voies d’innovations permettant de générer des produits à plus-haute valeur ajoutée à partir des PAT et des graisses. Dans la filière des coproduits d’abattage, les PAT et les graisses sont aujourd’hui valorisées majoritairement en petfood sec (78% du tonnage ; SIFCO, 2015) et les graisses trouvent leurs débouchées principalement en oléochimie et en alimentation animale (46% et 20% du tonnage, respectivement (SIFCO, 2015).
Dans la filière poisson, plusieurs voies de valorisation sont recensées dans la littérature telles que, par ordre croissant de valeur ajoutée, l’agriculture, l’alimentation animale, l’alimentation humaine, la diététique, les nutraceutiques, la cosmétique et enfin la médecine, pharmacie et biotechnologie (Bergé, 2008).
La filière petfood valorise les PAT et les graisses pour leur rôle nutritionnel de par leurs contenus en protéines et en acides gras respectivement. Les hydrolysats protéiques de poisson obtenus par hydrolyse enzymatique et atomisation sont plus concentrés en protéines solubles de bonne digestibilité que la farine classique, et cet atout nutritionnel est valorisé en petfood (IFREMER, 2010). Une valorisation en alimentation animale est également possible. Les travaux réalisés par l’ITERG dans le cadre du projet VALOCOGRASA (Bernhard, 2013) ont mis en évidence l’intérêt nutritionnel des graisses de porcs et de volaille par la qualité des acides gras mais aussi leur fiabilité liée à l’absence de composés indésirables. Les huiles extraites des têtes de poissons sont également riches en acides gras oméga 3 dont l’EPA et le DHA (Guillotin et Pirot, 2016). Les plumes de volailles sont valorisées sous forme d’acides aminés d’intérêt purifiés (tyrosine, cystéine) pour la pharmaceutique, la nutrition humaine et animale (Guillotin et Pirot, 2016).
Les coproduits de ruminants peuvent constituer une source importante d’acides aminés essentiels, de minéraux et de vitamines (Rahman et al., 2014 ; Toldra et al., 2012 et 2016). Une caractérisation du contenu des coproduits d’abattage en ces nutriments et de leur profil en acides gras permettrait davantage d’envisager leur valorisation nutritionnelle (sous condition de l’acceptabilité sociale de ces processus).
Les applications sont larges mais cela nécessite d’investir pour être en capacité de trier les coproduits, d’extraire les molécules d’intérêt et de répondre à la réglementation en vigueur, notamment le règlement n°1069/2009 pour les SPA non destinés à l’alimentation humaine et les règlements européens n°852/2004 et 853/2004 pour les matières propres à la consommation humaine.
Certains composés contenus dans les coproduits animaux peuvent aussi être valorisés pour leur rôle technologique car ils ont une fonction d’exhausteur de couleur ou de flaveur, d’agent texturant, d’agent de charge, d’agent antioxydant et d’agent antimicrobien dans les produits élaborés (Toldra et al., 2012 et 2016 ; Guillotin et Pirot, 2016). Les protéines du sang sont déjà valorisées pour leurs propriétés fonctionnelles (charge en protéines, capacité de rétention d’eau, capacité émulsifiante) en alimentation animale et humaine. La fabrication d’extraits et de concentrés aromatiques telle que pratiquée en filière poisson met en jeu des procédés complexes d’hydrolyse enzymatique, filtration, concentration, cuisson puis séchage, qui permettent une valorisation organoleptique dans les plats cuisinés et les soupes (IFREMER, 2010). La valorisation peut atteindre des marchés plus rémunérateurs comme le cas de la gélatine extraite utilisée pour la micro-encapsulation dans les secteurs de la pharmacie et du médical (Guillotin et Pirot, 2016 ; Toldra et al., 2016).
La maîtrise des technologies d’extraction et de cracking des coproduits est nécessaire pour produire des produits à plus forte valeur ajoutée. La capacité à extraire des composés d’intérêt « santé », désignés parsous les termes de « peptides bioactifs » (Toldra et al., 2012, 2016) et l’utilisation des hormones des glandes endocrines pour les hormones qu’elles contiennent qui peuvent être prescrit dans des traitements opothérapiques (Rahman et al., 2014) constituent une voie de valorisation sérieuse. Un grand nombre de peptides peuvent être obtenus industriellement à partir des coproduits par hydrolyse avec différentes protéases commerciales telles que la protéase de l’Aspergillus oryzae, la pepsine, la chymotrypsine, la pancréatine, la papaïne, la bromélaïne, la thermolysine, la pronase ou la protéinase K (Toldra et al., 2012). Cela implique des technologies de fractionnement, de filtration et de chromatographie pour isoler ces peptides. Tous ces peptides ne sont pas bioactifs ce qui implique aussi des travaux de recherche pour caractériser leurs bénéfices « santé » chez l’Homme. Les peptides inhibiteurs de l’ACE sont probablement les plus intéressants pour développer des thérapies pour prévenir de l’hypertension. Une telle activité a été observée avec des peptides générés à partir d’hydrolysats de gélatine bovine (Herregods et al., 2011). Les peptides issus de l’hydrolyse de l’hémoglobine bovine montrent un fort potentiel d’activité antimicrobienne, mais aussi une activité opioïde, ou encore des effets hypocholestérolémiants (Toldra et al., 2012). Les extraits peptidiques d’aorte de porc montrent une activité antiathérogène (Chernukha et al., 2015). Les glycosaminoglycanes sont des composés recherchés dans les secteurs pharmaceutique, cosmétique et nutraceutique. A titre d’exemples, l’anticoagulant héparine est extrait du mucus d’intestin de porc (Guillotin et Pirot, 2016), la chondroïtine sulfate et l’acide hyaluronique bénéfique pour le fonctionnement des articulations sont extraits des hydrolysats de collagène (Toldra et al., 2016) et des cartilages de poissons (IFREMER, 2010).
Les coproduits sont utilisables comme combustibles, aujourd’hui dans les chaufferies ou dans les cimenteries et les usines d’incinération (pour les farines) en tant que biocarburant (pour les graisses) et dans les cimenteries et les usines d’incinération (pour les farines). La valorisation des graisses animales pour la production de biodiesel est effective industriellement depuis 2016 en France après avoir été considérée comme uneest une piste prometteuse en 2012 (Toldra et al., 2012) en raison de sa biodégradabilité et son profil d’émission de combustion favorable (réduction du dioxyde de carbone, monoxyde de carbone) (Toldra et al., 2016). Les innovations de procédés de traitement des coproduits se poursuivent avec la nouvelle génération des biogaz. Des nouvelles applications sont également envisageables dans l’industrie chimique avec la production de polyhydroyalkanoate, un polymère obtenu à partir des graisses qui représente une alternative biodégradable au plastique (Toldra et al., 2016).
Dans la filière poisson, plusieurs voies de valorisation sont recensées dans la littérature telles que, par ordre croissant de valeur ajoutée, l’agriculture, l’alimentation animale, l’alimentation humaine, la diététique, les nutraceutiques, la cosmétique et enfin la médecine, pharmacie et biotechnologie (Bergé, 2008).
La filière petfood valorise les PAT et les graisses pour leur rôle nutritionnel de par leurs contenus en protéines et en acides gras respectivement. Les hydrolysats protéiques de poisson obtenus par hydrolyse enzymatique et atomisation sont plus concentrés en protéines solubles de bonne digestibilité que la farine classique, et cet atout nutritionnel est valorisé en petfood (IFREMER, 2010). Une valorisation en alimentation animale est également possible. Les travaux réalisés par l’ITERG dans le cadre du projet VALOCOGRASA (Bernhard, 2013) ont mis en évidence l’intérêt nutritionnel des graisses de porcs et de volaille par la qualité des acides gras mais aussi leur fiabilité liée à l’absence de composés indésirables. Les huiles extraites des têtes de poissons sont également riches en acides gras oméga 3 dont l’EPA et le DHA (Guillotin et Pirot, 2016). Les plumes de volailles sont valorisées sous forme d’acides aminés d’intérêt purifiés (tyrosine, cystéine) pour la pharmaceutique, la nutrition humaine et animale (Guillotin et Pirot, 2016).
Les coproduits de ruminants peuvent constituer une source importante d’acides aminés essentiels, de minéraux et de vitamines (Rahman et al., 2014 ; Toldra et al., 2012 et 2016). Une caractérisation du contenu des coproduits d’abattage en ces nutriments et de leur profil en acides gras permettrait davantage d’envisager leur valorisation nutritionnelle (sous condition de l’acceptabilité sociale de ces processus).
Les applications sont larges mais cela nécessite d’investir pour être en capacité de trier les coproduits, d’extraire les molécules d’intérêt et de répondre à la réglementation en vigueur, notamment le règlement n°1069/2009 pour les SPA non destinés à l’alimentation humaine et les règlements européens n°852/2004 et 853/2004 pour les matières propres à la consommation humaine.
Certains composés contenus dans les coproduits animaux peuvent aussi être valorisés pour leur rôle technologique car ils ont une fonction d’exhausteur de couleur ou de flaveur, d’agent texturant, d’agent de charge, d’agent antioxydant et d’agent antimicrobien dans les produits élaborés (Toldra et al., 2012 et 2016 ; Guillotin et Pirot, 2016). Les protéines du sang sont déjà valorisées pour leurs propriétés fonctionnelles (charge en protéines, capacité de rétention d’eau, capacité émulsifiante) en alimentation animale et humaine. La fabrication d’extraits et de concentrés aromatiques telle que pratiquée en filière poisson met en jeu des procédés complexes d’hydrolyse enzymatique, filtration, concentration, cuisson puis séchage, qui permettent une valorisation organoleptique dans les plats cuisinés et les soupes (IFREMER, 2010). La valorisation peut atteindre des marchés plus rémunérateurs comme le cas de la gélatine extraite utilisée pour la micro-encapsulation dans les secteurs de la pharmacie et du médical (Guillotin et Pirot, 2016 ; Toldra et al., 2016).
La maîtrise des technologies d’extraction et de cracking des coproduits est nécessaire pour produire des produits à plus forte valeur ajoutée. La capacité à extraire des composés d’intérêt « santé », désignés parsous les termes de « peptides bioactifs » (Toldra et al., 2012, 2016) et l’utilisation des hormones des glandes endocrines pour les hormones qu’elles contiennent qui peuvent être prescrit dans des traitements opothérapiques (Rahman et al., 2014) constituent une voie de valorisation sérieuse. Un grand nombre de peptides peuvent être obtenus industriellement à partir des coproduits par hydrolyse avec différentes protéases commerciales telles que la protéase de l’Aspergillus oryzae, la pepsine, la chymotrypsine, la pancréatine, la papaïne, la bromélaïne, la thermolysine, la pronase ou la protéinase K (Toldra et al., 2012). Cela implique des technologies de fractionnement, de filtration et de chromatographie pour isoler ces peptides. Tous ces peptides ne sont pas bioactifs ce qui implique aussi des travaux de recherche pour caractériser leurs bénéfices « santé » chez l’Homme. Les peptides inhibiteurs de l’ACE sont probablement les plus intéressants pour développer des thérapies pour prévenir de l’hypertension. Une telle activité a été observée avec des peptides générés à partir d’hydrolysats de gélatine bovine (Herregods et al., 2011). Les peptides issus de l’hydrolyse de l’hémoglobine bovine montrent un fort potentiel d’activité antimicrobienne, mais aussi une activité opioïde, ou encore des effets hypocholestérolémiants (Toldra et al., 2012). Les extraits peptidiques d’aorte de porc montrent une activité antiathérogène (Chernukha et al., 2015). Les glycosaminoglycanes sont des composés recherchés dans les secteurs pharmaceutique, cosmétique et nutraceutique. A titre d’exemples, l’anticoagulant héparine est extrait du mucus d’intestin de porc (Guillotin et Pirot, 2016), la chondroïtine sulfate et l’acide hyaluronique bénéfique pour le fonctionnement des articulations sont extraits des hydrolysats de collagène (Toldra et al., 2016) et des cartilages de poissons (IFREMER, 2010).
Les coproduits sont utilisables comme combustibles, aujourd’hui dans les chaufferies ou dans les cimenteries et les usines d’incinération (pour les farines) en tant que biocarburant (pour les graisses) et dans les cimenteries et les usines d’incinération (pour les farines). La valorisation des graisses animales pour la production de biodiesel est effective industriellement depuis 2016 en France après avoir été considérée comme uneest une piste prometteuse en 2012 (Toldra et al., 2012) en raison de sa biodégradabilité et son profil d’émission de combustion favorable (réduction du dioxyde de carbone, monoxyde de carbone) (Toldra et al., 2016). Les innovations de procédés de traitement des coproduits se poursuivent avec la nouvelle génération des biogaz. Des nouvelles applications sont également envisageables dans l’industrie chimique avec la production de polyhydroyalkanoate, un polymère obtenu à partir des graisses qui représente une alternative biodégradable au plastique (Toldra et al., 2016).
CONCLUSION
En conclusion, cette étude apporte pour la première fois des données de compositions biochimiques et de rendements d’extraction des PAT et des graisses de 48 sous-produits animaux de gros bovins, de veau et d’ovins collectés dans quatre abattoirs français. Afin de consolider cette base pour qu’elle devienne à terme une table de référence française, il conviendra de réaliser d’autres plans d’échantillonnage dans un plus grand nombre d’abattoirs répartis sur l’ensemble des régions françaises afin de tenir compte de la variabilité géographique qui détermine pour partie la variabilité des animaux (race, âge, sexe, …). Cette table de référence permet d’envisager des travaux de recherche plus spécifiques à chaque coproduit en vue de leur valorisation. Une caractérisation fine des caractéristiques fonctionnelles, nutritionnelles et santé des coproduits d’abattage et de leurs dérivés doit être explorée pour envisager la valorisation économique de ces coproduits sur des marchés rémunérateurs. La valorisation des SPA devra également tenir compte de la gestion de l’ensemble des fractions générées lors de leur transformation et/ou de l’extraction des substances bioactives. Ces investigations permettront aux abattoirs de mieux négocier avec leurs prestataires le coût d’enlèvement ou le prix d’achat de leurs coproduits aux regards des potentiels de valorisation.
En conclusion, cette étude apporte pour la première fois des données de compositions biochimiques et de rendements d’extraction des PAT et des graisses de 48 sous-produits animaux de gros bovins, de veau et d’ovins collectés dans quatre abattoirs français. Afin de consolider cette base pour qu’elle devienne à terme une table de référence française, il conviendra de réaliser d’autres plans d’échantillonnage dans un plus grand nombre d’abattoirs répartis sur l’ensemble des régions françaises afin de tenir compte de la variabilité géographique qui détermine pour partie la variabilité des animaux (race, âge, sexe, …). Cette table de référence permet d’envisager des travaux de recherche plus spécifiques à chaque coproduit en vue de leur valorisation. Une caractérisation fine des caractéristiques fonctionnelles, nutritionnelles et santé des coproduits d’abattage et de leurs dérivés doit être explorée pour envisager la valorisation économique de ces coproduits sur des marchés rémunérateurs. La valorisation des SPA devra également tenir compte de la gestion de l’ensemble des fractions générées lors de leur transformation et/ou de l’extraction des substances bioactives. Ces investigations permettront aux abattoirs de mieux négocier avec leurs prestataires le coût d’enlèvement ou le prix d’achat de leurs coproduits aux regards des potentiels de valorisation.
Références :
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Célène (2016). Observatoire du cours des produits animaux transformés non destinés à la consommation humaine. Rapport interne au Comité coproduit piloté par FranceAgrimer, 10 p.
Chernukha I., Fedulovaa I., Kotenkovaa E. (2015). Meat by-product is a source of tissue-specific bioactive proteins and peptides against cardio-vascular diseases. Procedia Food Science, 5, 50-53.
DGAL (2016). Liste des Matériels à Risque Spécifiés (MRS). Instruction technique SDSSA/2016-246 24/03/2016, pages 1-6.
FranceAgriMer (2016). Données et Bilans/ Les filières animales terrestres et aquatiques - Bilan 2015 - Perspectives 2016. 135 p.
Guillotin S. et Pirot D. (2016). Valorisation des coproduits des IAA : la bioraffinerie en perspective. La revue de l’observation des IAA de Bretagne, 123, 13-22.
Herregods G., Van Camp J., Morel N., Ghesquière B., Gevaert K., Vercruysse L., Dierckx S., Quanten E., Smagghe G. (2011). Angiotensin-I converting enzyme inhibitory activity of gelatin hydrolysates and identification of bioactive peptides. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 59, 552-558.
IFREMER (2010). La valorisation des co-produits. Fiches téléchargeables sur http://www.bibliomer.com.
Keeton J., Hafley, B., Eddy S., Moser C., McManus B., Leffler T. (2003). Rapid Determination of Moisture and Fat in Meats by Microwave and Nuclear Magnetic Resonance Analysis. Journal of AOAC International, 86, 1193-1202.
Office Internationale des Epizootie (2017). Reconnaissance du statut des pays membres en matière de risque d’encéphalopathie spongiforme bovine. Résolution n° 26 de la 85éme Assemblée mondiale des Délégués de l’OIE adoptée le 23 mai 2017.
Rahman U., Sahar A., Khan M. (2014). Recovery and utilization of effluents from meat processing industries. Food Research International, 65, 322-328.
Règlement n°999/2001 du Parlement européen et du Conseil fixant les règles pour la prévention et l’éradication de certaines encéphalopathies spongiformes transmissibles. JOCE n° L 147 du 31/5/2001.
Règlement (CE) n° 1774/2002 du Parlement européen et du Conseil du 3 octobre 2002 établissant des règles sanitaires applicables aux sous-produits animaux non destinés à la consommation humaine. JOUE n° L 273 du 10/10/2002, p. 1-95.
Règlement (CE) n°1069/2009 du Parlement européen et du Conseil du 21 octobre 2009 établissant des règles sanitaires applicables aux sous-produits animaux et produits dérivés non destinés à la consommation humaine et abrogeant le règlement (CE) n° 1774/2002 (règlement relatif aux sous-produits animaux). J.O.U.E. n° L 301 du 14/11/2009, p. 1-33.
Règlement (CE) n° 852/2004 du Parlement européen et du Conseil du 29 avril 2004 relatif à l'hygiène des denrées alimentaires. J.O.U.E. n° L139 du 29/04/2004, p. 1-54.
Règlement (CE) n° 853/2004 du Parlement européen et du Conseil du 29 avril 2004 fixant des règles spécifiques d'hygiène applicables aux denrées alimentaires d'origine animale. J.O.U.E. n° L139 du 29/04/2004, p. 55-206.
Règlement (UE) n° 575/2011 de la Commission du 16 juin 2011 relatif au catalogue des matières premières pour aliments des animaux. JOUE n° L 159 du 16/06/2011, p. 25-65.
Règlement (UE) 2015/728 de la Commission du 6 mai 2015 modifiant la définition des matériels à risque spécifiés énoncée à l'annexe V du règlement (CE) no 999/2001 du Parlement européen et du Conseil fixant les règles pour la prévention, le contrôle et l'éradication de certaines encéphalopathies spongiformes transmissibles. JOUE n° L116 du 7/05/2015, p. 1-2.
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Toldra F., Aristoy M.-C., Mora L., Reig M (2012). Innovations in value-addition of edible meat by-products. Meat Science, 92, 290-296.
Toldra F., Mora L., Reig M. (2016). New insights into meat by-product utilization. Meat Science, 120, 54-59.
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Edito : De l’intérêt de publier ses travaux
Il y a un peu plus de 10 ans, la revue VPC accomplissait sa révolution numérique. L’antique magazine papier bicolore créé dans les années 1970 disparaissait au profit d’un site internet et d’une lettre d’information envoyée chaque trimestre par courriel. Le bilan de cette transformation est très positif. Le nombre d’abonnés n’a cessé de croitre en une décennie, frôlant aujourd’hui les 6000, sans aucune campagne promotionnelle. Les articles scientifiques publiés sous l’autorité des comités de relecture sont lus et téléchargés à chaque numéro plusieurs centaines de fois, pour certains repris dans d’autres articles de la communauté scientifique, pour d’autres cités dans la presse professionnelle.
En dépit de ces résultats, nous avons constaté ces derniers mois une baisse substantielle du nombre d’articles proposés à Viandes&Produits Carnés, et ce quelle que soit leur provenance, académique et géographique ou la catégorie éligible : process et technologie, nutrition, hygiène et sécurité sanitaire, environnement, économie et consommation, bien-être animal. Cet éditorial n’est pas le lieu pour explorer les raisons de ce reflux sans doute largement lié à la conjoncture actuelle. Il constitue cependant l’occasion de rappeler tout l’intérêt de publier les résultats d’études expérimentales, d’évaluations ou de points de vue sur l’élevage et la viande. La publication permet de valider les acquis de ses travaux par la communauté scientifique et participe à la reconnaissance des recherches par les donneurs d’ordre publics, interprofessionnels, et privés. Elle contribue également à une large diffusion des travaux auprès des professionnels du secteur dont la curiosité pour les questions scientifiques, les chiffres en témoignent, n’a jamais été aussi grande.
La publication de travaux scientifiquement étayés prend d’autant plus d’importance dans une période au cours de laquelle l’élevage et la production de viande sont exposés à des remises en cause radicales, sur la base d’arguments parfois fallacieux. "Les systèmes d'élevage doivent progresser sur la base des connaissances scientifiques les plus récentes et non à partir de simplifications, de raccourcis ou de parti-pris", estime ainsi une "Déclaration de Dublin" publiée au lendemain du "Sommet international sur le rôle de la viande dans la société" et d’ores et déjà signée par plus de 540 scientifiques du monde entier.
Cette déclaration, nous vous en proposons, dans cette nouvelle édition de Viandes&Produits Carnés, une traduction en français, ainsi que le texte original. Dans ce même numéro, nous vous proposons également un article sur la production de viande bovine en Algérie, un autre sur l’évolution de la consommation de viande en France en 2021, un point de vue sur le bien-fondé des critiques à l’égard de la viande bovine ou encore une évaluation de l’impact de la baisse de consommation de viande chez les enfants et adolescents par Patrick Tounian, professeur de pédiatrie à la faculté de médecine Sorbonne Université et praticien hospitalier à l'hôpital Trousseau.
A vos contributions, donc !
Jean-François HOCQUETTE et Bruno CARLHIAN
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Process et Technologies Caractérisation biochimique des produits d'abattage en vue de leur valorisation économique
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