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L’IMPORTANCE DES MICROALGUES POUR L’INDUSTRIE DE L’AQUACULTURE

L’aquaculture est un secteur en pleine croissance et sa production ne cesse d’augmenter. Cette étude a été réalisée afin d’établir l’importance positive et négative des microalgues pour l’aquaculture en raison de l’importance croissante de ce secteur. La revue est divisée en quatre sections : les microalgues – un additif précieux dans l’alimentation en aquaculture, les composés colorants et biologiquement actifs, la purification de l’eau, les toxines algales.

  1. Introduction

Les algues sont des organismes photosynthétiques et elles sont la source ultime de carbone cellulaire et d’énergie chimique pour d’autres organismes. Elles sont donc souvent appelées producteurs primaires et sont généralement classées en deux catégories : les macroalgues (algues marines) et les microalgues (unicellulaires). Pour leur croissance, les microalgues ont besoin de lumière, de dioxyde de carbone et de nutriments. Les microalgues sont cultivées et utilisées pour l’alimentation, pour la production de composés utiles, comme biofiltres pour éliminer les nutriments et autres polluants des eaux usées, dans l’industrie cosmétique et pharmaceutique et dans l’aquaculture. Les microalgues sont également de bonnes sources potentielles pour la production de biocarburants en raison de leur forte teneur en huile et de la production rapide de biomasse. L’aquaculture est un secteur en pleine croissance et sa production augmente constamment. Les genres de microalgues les plus fréquemment utilisés en aquaculture sont la chlorelle, la tétrasélis, le scenedesmus, la pavlova, le phaeodactyle, le chaétocère, la nannochloropsis, le squeletteema et la thalassiosie. Ils ont des taux de croissance rapides et sont stables en culture face aux éventuelles variations de température, de lumière et de nutriments comme cela peut se produire dans les systèmes d’écloserie. Les microalgues doivent avoir une bonne composition en nutriments, y compris une absence de toxines qui pourraient être transférées vers le haut de la chaîne alimentaire. La principale application des microalgues en aquaculture est liée à leur utilisation pour l’alimentation animale. Actuellement, 30 % de la production mondiale d’algues est utilisée pour l’alimentation animale, mais l’utilisation en aquaculture concerne principalement les larves de poissons, de mollusques et de crustacés. Les eaux usées des piscicultures intensives sont enrichies de particules solides et de nutriments dissous, principalement sous forme d’azote et de phosphore inorganiques. L’utilisation de microalgues vivantes pour éliminer l’excès de nutriments dissous des effluents aquacoles est une méthode de traitement des eaux usées efficace et rentable. Les microalgues contiennent de nombreux composés bioactifs qui peuvent être exploités à des fins commerciales. Le pigment responsable de la couleur rose du saumon et de la truite est l’astaxanthine, un caroténoïde, et l’une des sources naturelles d’astaxanthine est l’algue verte d’eau douce Haematococcus pluvialis]. D’autre part, bien qu’un petit nombre de certaines microalgues libèrent des toxines qui peuvent causer des problèmes dans l’aquaculture en eau douce de vertébrés (poissons) et d’invertébrés (mollusques et crustacés). De graves efflorescences d’algues, même non toxiques, peuvent être désastreuses pour les hydrobiontes cultivés, car elles épuisent l’oxygène des eaux peu profondes de nombreux systèmes d’aquaculture.

Cette étude a été réalisée afin d’établir l’importance positive et négative des microalgues pour l’aquaculture en raison de l’importance croissante de ce secteur.

  1. Les microalgues – un précieux additif dans l’alimentation en aquaculture

L’augmentation des besoins en protéines et le coût élevé des farines de poisson au cours des dernières années ont conduit à la nécessité de rechercher de nouvelles alternatives, en tant que sources de protéines animales et végétales pour les besoins de l’aquaculture. Les algues constituent l’un de ces composants alimentaires accessibles et relativement peu coûteux qui pourraient répondre avec succès à la question du défi posé par l’aquaculture.

En ce qui concerne l’utilisation de farine d’algues (Spirulina sp.) pour remplacer la farine de poisson dans l’alimentation des hydrobiontes, des expériences ont été menées avec les espèces suivantes : poissons des genres Oreochromis , Siganus canaliculatus , Oncorhynchus mykiss .

Les microalgues sont utilisées en aquaculture comme aliments vivants pour tous les stades de croissance des mollusques bivalves (huîtres, coquilles Saint-Jacques, palourdes et moules, par exemple), pour les stades juvéniles de l’ormeau, des crustacés et de certaines espèces de poissons, et pour le zooplancton utilisé dans les chaînes alimentaires aquacoles. La valeur nutritionnelle des espèces de microalgues peut varier considérablement, et cela peut également changer dans différentes conditions de culture. Les microalgues ont de bonnes propriétés nutritionnelles en tant qu’espèces uniques ou dans le cadre d’un régime mixte comprenant C. calcitrans, C. muelleri, P. lutheri, Isochrysis sp., T. suecica, S. costatum et Thalassiosira pseudonana.

Les genres de microalgues pour l’alimentation des larves comprennent Chaetoceros, Thalassiosira, Tetraselmis, Isochrysis et Nannochloropsis. Ces organismes sont donnés directement ou indirectement à l’organisme larvaire cultivé. Les moyens indirects de fournir les algues sont les artémias, les rotifères et les daphnies, qui sont à leur tour nourris aux larves cibles. La combinaison de différentes espèces d’algues permet une nutrition plus équilibrée et améliore la croissance des poissons mieux qu’un régime composé d’une seule espèce d’algue. Pour être utilisée en aquaculture, une souche de microalgue doit être facile à cultiver, peu toxique, avoir une valeur nutritive élevée avec une taille et une forme de cellule correcte et une paroi cellulaire digestible pour rendre les nutriments disponibles. La teneur en protéines et en vitamines est un facteur majeur qui détermine la valeur nutritionnelle des microalgues, ainsi que les acides gras polyinsaturés. Différentes méthodes sont pratiquées pour améliorer la teneur en acides gras polyinsaturés des microalgues : la manipulation de conditions telles que l’intensité lumineuse, l’état nutritionnel ou la température permet de moduler la composition lipidique et d’optimiser ainsi leur rendement et leur productivité globaux.

L’utilisation des algues comme additif en aquaculture a fait l’objet d’une grande attention en raison de son effet positif sur la prise de poids, l’augmentation du dépôt de triglycérides et de protéines dans les muscles, l’amélioration de la résistance aux maladies, la diminution de la production d’azote dans l’environnement, l’augmentation de la digestibilité des poissons, l’activité physiologique, la tolérance à la famine et la qualité des carcasses.

  1. Coloration et composés biologiquement actifs

Les microalgues telles que Dunaliella salina, Haematococcus pluvialis et Spirulina sp. sont également utilisées comme source de pigments naturels pour la culture des crevettes, des salmonidés et des poissons d’ornement. Dunaliella sp., Chlorella sp. et Spirulina sp. sont trois types principaux qui ont été utilisés avec succès pour produire des concentrations élevées de composés précieux tels que des lipides, des protéines et des pigments. Chlorella sp. et Les Spirulines sp. sont couramment incluses dans les aliments pour poissons d’ornement, où la coloration et l’apparence saine sont les principaux critères du marché. Certaines microalgues sont des organismes qui vivent dans des habitats complexes dont les conditions de salinité, de température, de nutriments et d’irradiation UVVis changent. Par conséquent, elles doivent s’adapter rapidement aux nouvelles conditions environnementales pour survivre, produisant une grande variété de métabolites secondaires (biologiquement actifs), qui ne peuvent être trouvés dans d’autres organismes. Rønnestad et al. ont démontré que les pigments des microalgues transférés au zooplancton peuvent contribuer à la valeur nutritionnelle. Le pigment lutéine est commun dans les microalgues « vertes » (Tetraselmis spp.) qui pourraient être utilisées pour améliorer la valeur nutritionnelle de l’Artemia. La lutéine pourrait être convertie en vitamine A des larves de flétan lorsque les crustacés aquatiques étaient utilisés comme aliments. La Dunaliella salina est cultivée pour obtenir une source de pigment photosynthétique, le bêta-carotène. Le bêta-carotène est utilisé comme colorant orange et comme supplément de vitamine C. Selon Li et al. certains bioproduits de grande valeur extraits de microalgues sont : l’astaxanthine et la leutine produisent Haematococcus pluvialis, la phycocyanine – Spirulina platensis, acides gras polyinsaturés – Chlorella sp., Schizochytrium sp., biotine et vitamine E – Euglena gracilis. Le potentiel des micro-algues comme source de colorant alimentaire est limité. Les colorants alimentaires dérivés d’algues ne sont pas photostables et la couleur a tendance à blanchir à la cuisson.

  1. Purification de l’eau

La culture des microalgues est généralement effectuée dans un milieu nutritif approprié pour agréger une biomasse utilisée pour la production de denrées alimentaires ou de biocarburants. Sauf dans un milieu nutritif pour la culture des microalgues sont utilisées et les eaux usées des systèmes de recirculation en aquaculture, car elles sont riches en substances inorganiques et organiques. Ainsi, il est établi que certains types d’algues ont un potentiel d’utilisation intégrée – dans la purification de l’eau provenant de l’aquaculture et la production de biomasse. Ces espèces sont C. vulgaris, N. oculata, T. chuii qui présentent un potentiel d’accumulation élevé en termes de composés d’azote et de phosphore contenus dans les eaux usées provenant de l’aquaculture et qui pourraient être utilisées pour leur traitement. Les systèmes de biorémédiation des microalgues en termes de traitement et de recyclage des eaux usées de l’aquaculture ont reçu une impulsion ces dernières années. Ils sont conçus pour répondre à des spécifications spécifiques en matière de traitement et d’eaux usées, et peuvent résoudre simultanément des problèmes environnementaux et sanitaires tout en étant économiquement viables. Les genres de microalgues qui jouent un rôle de station d’épuration dans les eaux usées de l’aquaculture sont la chlorelle, l’ankistrodesmus, le scenedesmus, l’euglena, le chlamydomonas, l’oscillatoria, le micractinium et la golenkinia , où les nutriments issus des eaux usées sont convertis en protéines de la biomasse. Leur morphologie de microorganismes unicellulaires pourrait permettre une absorption des nutriments plus efficace que celle des plantes terrestres.

Au Chili, par exemple, on a une certaine expérience de l’élevage du saumon avec un type spécifique d’algues qui éliminent les déchets de phosphore et d’azote et enrichissent l’eau en oxygène, ce qui pourrait également servir de complément dans le régime alimentaire des poissons. Aujourd’hui, on crée une aquaculture complexe composée de microalgues, qui pourrait être utilisée pour le traitement de l’eau dans la pisciculture. L’assainissement des eaux usées par les microalgues est un processus écologique sans aucune pollution secondaire et la biomasse produite est réutilisée. Elles sont considérées comme l’une des alternatives de traitement des eaux usées les plus efficaces, les plus écologiques, les plus simples et les moins coûteuses par rapport aux techniques classiques de traitement des eaux usées.

  1. Toxines algales

Les toxines algales sont des molécules organiques produites par une variété d’algues dans les eaux marines, saumâtres et douces. Elles posent un problème en aquaculture lorsqu’elles sont produites en quantité suffisante, avec une puissance suffisante, pour tuer les organismes d’élevage, diminuer l’alimentation et les taux de croissance. La production de toxines d’algues est normalement associée à la prolifération d’algues. Certaines algues bleues, en particulier Anabaena et Microcystis, produisent des toxines (cyanotoxines) toxiques pour les poissons. Les neurotoxines, par exemple, sont des molécules organiques qui peuvent attaquer le système nerveux des vertébrés et des invertébrés. Les neurotoxines sont produites par plusieurs genres de cyanobactéries, dont Anabaena, Aphanizomenon, Microcystis, Planktothrix, Raphidiopsis, Arthrospira, Cylindrospermum, Phormidium et Oscillatoria. Les neurotoxines produites par les espèces Anabaena, Oscillatoria et Aphanizomenon flos-aquae ont été responsables d’empoisonnements d’animaux dans le monde entier. Les hépatotoxines sont produites par de nombreux genres de cyanobactéries et ont été impliquées dans la mort de poissons, d’oiseaux, d’animaux sauvages, de bétail et d’humains dans le monde entier. Les symptômes d’empoisonnement chez les poissons comprennent des branchies dilatées parce que de difficultés respiratoires et de faiblesse ou d’incapacité à nager. Les proliférations de Prymnesium parvum ont été responsables de la mort de poissons et de pertes économiques importantes en Europe, en Amérique du Nord et sur d’autres continents. L’ichtyotoxine P. parvum affecte les animaux aquatiques à respiration branchiale tels que les poissons, les têtards brachiaux et les mollusques . Des recherches relativement récentes ont confirmé que les espèces d’Euglena produisent une ichtyotoxine dans l’aquaculture en eau douce. Comme E. sanguinea – cette espèce tuée par le rougissement des tissus branchiaux – le poisson-chat de rivière élevé en laboratoire, le tilapia (Oreochromis niloticus) et le bar rayé.

  1. Conclusion

Cette étude montre l’importance pratique des microalgues pour l’aquaculture, mais parmi celles-ci, il y avait des aspects négatifs du développement excessif. La possibilité de combiner l’utilisation d’une microalgue pour le traitement des eaux usées et son utilisation ultérieure pour l’alimentation est une direction très perspective dans laquelle l’orientation que les études doivent poursuivre.

Source : http://www.fisheriesjournal.com/archives/2015/vol2issue4/PartB/2-4-31.pdf

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