Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2009-2010 / L'ajout de certains acides linoléiques conjugués (ALC) dans l'alimentation diminue la synthèse du gras du lait chez la vache. Les ALC alimentaires peuvent cependant être hydrogénés par les microorganismes du rumen. La formation de sels de calcium est considérée comme une méthode pour prévenir l'hydrogénation des ALC au cours de leur passage dans le rumen. Afin de déterminer les effets des ALC sous forme inerte sur la production et la composition du lait et sur le profil métabolique sanguin en conditions commerciales, 240 vaches laitières provenant de 8 troupeaux québécois ont été réparties selon un dispositif en blocs, selon la date de vêlage. Les traitements consistaient en quatre différentes doses d'ALC (0, 8, 16 et 32 g/j) distribuées de façon aléatoire à l'intérieur de chaque bloc. La production de gras a été diminuée de 11, 20 et 28 %, et la teneur en gras diminuée de 13, 22 et 28 % par rapport au témoin lorsque les animaux ont reçu 8, 16 et 32 g/j d'ALC (effet linéaire : P < 0,001). La production laitière, la production et la teneur en protéine du lait et le profil métabolique des animaux n'ont pas été affectés. Les sels de calcium d'ALC pourraient être utilisés en conditions commerciales pour contrôler efficacement la teneur en gras du lait. Il a été démontré que l'isomère d'ALC 18:2 trans-10, cis-12 réduit l'expression de plusieurs gènes codant pour des enzymes lipogéniques et inhibe la désaturation des acides gras dans le tissu mammaire. De récentes études suggèrent aussi que le 18:2 trans-10, cis-12 stimule l'activité d'enzymes proinflammatoires, qui elles entraînent une diminution de l'adipogenèse et une résistance du tissu adipeux à l'insuline. L'obectif du deuxième volet de ce programme de recherche consistait à vérifier si les effets du 18:2 trans-10, cis-12, qui sont rapportés dans la littérature pour le tissu adipeux, peuvent être partiellement responsables de l'inhibition de la synthèse de la matière grasse laitière chez la vache en lactation. Quatre vaches Holstein ont été réparties selon un dispositif en chassé-croisé. Les animaux recevaient une perfusion intraveineuse de 18:2 ds-9, cis-12 (témoin) ou de 18:2 trans-10, cis-12, à raison de 10 g/j, sur une période de 5 jours. Au dernier jour de perfusion, des biopsies du tissu mammaire étaient prélevées et soumises à une analyse de l'abondance de l'ARNm codant pour différentes enzymes associées au métabolisme lipidique des tissus mammaires et adipeux. Suite à la perfusion intraveineuse de 18:2 trans-10, cis-12, la teneur et la production de gras du lait ont diminué respectivement de 46 et 38 % (P < 0,05). Aucun effet de traitement n'a été observé sur la consommation volontaire de matière sèche, la production laitière ou la teneur en protéines du lait La perfusion intraveineuse de 18:2 trans-10, cis-12 a respectivement diminué l'ARNm de l'acétyl-coenzyme A carboxylase et de l'acide gras synthase de 46 et 57 % (P < 0,05). Une tendance était observée pour une diminution de l'ARNm codant pour les enzymes stéaroyl-coenzyme A désaturase-1 (P = 0,06) et lipoprotéine lipase (P ? 0,14). L'abondance de l'ARNm de la sterol response element-binding protein-1 (SREBP 1) était diminuée de 59 % pour le groupe recevant les perfusions de 18:2 trans-10, cis-12 (P< 0,05). Cependant, la perfusion de 18:2 trans-10, cis-12 n'a pas affecté l'abondance de l'ARNm des protéines Tumor necrosis factor a. (TNFa), interleukine-6 et interleukine-8 (P > 0,15). Ces résultats démontrent que les mécanismes expliquant les effets inhibiteurs du 18:2 trans-10, cis-12 sur la lipogenèse du tissu mammaire sont différents de ceux rencontrés dans les autres tissus de l'organisme. Dans plusieurs situations où une chute de gras du lait est observée, celle-ci est beaucoup plus importante que celle prédite par la concentration en 18:2 trans-10, cis-12 du lait. Ces observations suggèrent que d'autres acides gras intermédiaires de la biohydrogénation puissent être impliqués dans le syndrome de chute de gras du lait. L'objectif du troisième volet de cette étude était d'évaluer les effets d'une perfusion intraveineuse de deux isomères de 18:3 diènes conjugués (DC; 18:3 cis-9, trans-11, cis-15 et 18:3 cis-9, trans-13, cis-15), lesquels constituent deux intermédiaires de la biohydrogénation ruminale de l'acide a-linolénique (AAL), sur la synthèse de la matière grasse laitière. Trois vaches Holstein multipares ont été réparties dans un dispositif en carré latin 3x3. Au cours des 5 premiers jours de chaque période, les vaches recevaient, via une perfusion intraveineuse, une emulsion lipidique 15 %, fournissant : 1) 18:3 cis-9, trans-11, cis-15 + 18:3 cis-9, trans-13, cis-15 + 18:2 trans-10, cis-12 (18:3 DC + JALC); 2) 18:3 cis-9, cis-12, cis-15 + 18:2 cis-9, cis-12 comme témoin (AAL + AL); ou 3) 18:3 cis-9, cis-12, cis-15 + 18:2 trans-10, cis-12, comme témoin positif (AAL + ALC). La consommation volontaire de matière sèche, la production laitière et la teneur en protéines n'ont pas été affectées par les traitements (P > 0,10). À la fin de la période expérimentale, la teneur en gras du lait était diminuée de 7 % pour les vaches recevant les traitements AAL + ALC ou 18:3 DC + ALC comparativement à celles recevant le traitement témoin (AAL + AL; P < 0,05). L'effet du traitement 18:3 DC + ALC sur la teneur en matières grasses du lait n'était attribuable qu'au contenu en 18:2 trans-10, às-12 du supplément perfusé. Les résultats de cette étude n'offre donc aucun support quant à une possible implication des isomères de 18:3 cis-9, trans-11, cis-15 et 18:3 cis-9, trans-13, cis-15 dans le syndrome de chute de gras du lait. Finalement, la forme des lipides influence leur absorption à travers la paroi intestinale. L'objectif de cette dernière étude était d'évaluer le coefficient de bioaccessibilité des acides gras d'un lait enrichi en 18:2 cis-9, trans-11 à l'aide du modèle gastro-intestinal dynamique in vitro TIM-1 (TNO, Zeist, The Netherlands). Le lait enrichi en 18:2 cis-9, trans-11 a été recueilli d'une vache Holstein recevant 4 % d'huile de carthame dans sa ration. Les autres traitements étaient constitués de 18:2 cis-9, trans-11 synthétiques sous forme d'acides gras libres ou de triacylglycérols, incorporés sous forme d'émulsion à un lait à faible teneur en 18:2 cis-9, trans-11. Le chyme excrété du compartiment iléal a été analysé pour sa composition en acides gras ainsi que la distribution des différentes classes de lipides. Les résultats ont révélé que la bioaccessibilité des acides gras s'élevait à 81,8 ± 3,1 % (P = 0,97). Le degré d'absorption des acides gras saturés était inversement proportionnel à la longueur de leur chaîne carbonée (effets linéaire et quadratique : P < 0,01). La bioaccessibilité était plus grande pour les acides gras insaturés que pour leurs équivalents saturés (P < 0,01). Enfin, la bioaccessibilité du 18:2 cis-9, trans-11 était la même pour tous les traitements et s'élevait à 87,0 ± 3,4 % (P = 0,99). Les résultats suggèrent que la distribution régiospécifique du 18:2 cis-9, trans-11 sur la structure du triacylglycérol n'influence pas sa disponibilité pour une absorption ultérieure à travers la membrane intestinale. De plus, cette étude aura permis de déterminer que le modèle gastrointestinal dynamique in vitro utilisé constitue un moyen efficace d'obtenir de l'information utile sur la digestibilité des acides gras chez l'humain.

L’objectif du projet présenté dans ce mémoire était d’évaluer l’effet des acides gras alimentaires sur la teneur en gras du lait dans des conditions pratiques d’élevage. Pour ce faire, les profils en acides gras (16:0, 16:1, 18:0, 18:1 cis, 18:1 trans, 18:2 et 18:3) des ingrédients ont été combinés aux données d’alimentation et de lactation de vaches Holstein de la banque de données de Valacta. Les résultats ont confirmé que les effets rapportés en essais contrôlés sont également observables en pratique avec des rations composées d’aliments simples. Les apports en acides gras insaturés sont associés négativement alors que les apports en acide palmitique sont reliés positivement à la teneur en matière grasse du lait. Le concept « charge ruminale en acides gras insaturés » ne s’est pas montré meilleur que les apports en acide linoléique seul pour prédire la teneur en matière grasse du lait.

Le lait est un aliment complexe sujet à de nombreuses' réactions d'oxydoréduction, dont l'oxydation de la matière grasse, la dénaturation des protéines et la dégradation des vitamines. Une technique électrochimique a été récemment-proposée pour. contrôler et/ou prévenir les phénomènes d'oxydation dans le lait. Cette procédure vise la réduction, par électrolyse avec membrane, d'espèces électrochimiquement actives présentes dans le lait, ce qui entraîne un abaissement de son potentiel d'oxydoréduction (POR). Le but de cette étude était d'évaluer l'impact du traitement d'électroréduction sur la stabilité des lipides du lait, au cours de leur entreposage à l'obscurité ou sous une lumière fluorescente. Dans cette recherche, une chute significative du POR et une baisse en oxygène dissous (OD) ont été observées pendant le traitement. Pendant l'entreposage des échantillons de lait, l'OD diminue alors que le POR a remonté graduellement, ce qui démontre une instabilité ou une réversibilité des équilibres réactionnels mis en place lors de l'électroréduction. Pendant l'entreposage à l'obscurité aucun changement significatif n'a été observé dans la composition en acides gras, ce qui montre que la baisse en OD n'est pas causée par une oxydation des acides gras. L'entreposage sous une lumière fluorescente entraîne une dégradation des acides gras, alors que l' électroréduction ralentit leur dégradation oxydative comparativement au lait non traité Il est envisageable qu'un traitement électrochimique de réduction du lait permettrait d'augmenter son temps de conservation ainsi que son aptitude à la transformation, en limitant l'oxydation des acides gras.

Cette expérience avait pour but d'évaluer l'effet de la fraction grain de l'ensilage de maïs sur la fermentation ruminale, ainsi que sur la production et la composition du lait. De l'ensilage de maïs sans épis (EMSÉ) a été récolté après avoir enlevé manuellement les épis des plants de maïs. De l'ensilage de maïs entier (EME) a été récolté dans le même champ et la même journée. Huit (quatre avec une fistule ruminale) vaches multipares Holstein (84 jours en lait) ont été utilisées selon un dispositif en carré latin double 4x4 avec des périodes de 21 jours. Les traitements ont été (base matière sèche) 1) 23,0% EME; 2) 12,4% EMSÉ avec 10,6% de maïs grain humide pour obtenir de l'ensilage de maïs reconstitué (EMR); 3) 23,0% EMSÉ; et 4) 23,0% d'ensilage de fléole (EF). Les rations ont été formulées pour apporter le même niveau d'azote et ont été servies sous forme de ration totale mélangée une fois par jour. La consommation de matière sèche, la production de lait, de lait corrigé à 4,0% de matières grasses et de protéine, ainsi que la teneur en protéine dans le lait ont été plus élevées avec l'EME qu'avec l'EMSÉ. Les vaches ont eu tendance à moins consommer avec l'EMR, et produire moins de lait et de protéine que lorsqu'elles recevaient l'EME. Cependant, la production de lait corrigé à 4% de matières grasses a été similaire entre l'EME et l'EMR. Peu importe le traitement, la production et la teneur en matières grasses ainsi que le rapport 18:1 trans-\\ sur 18:1 trans-10 du gras du lait n'ont pas différé. L'urée du lait a eu tendance à être plus élevée avec l'EMSÉ qu'avec l'EME et l'EF, alors que l'azote ammoniacal dans le rumen a aussi été plus élevé avec l'EMSÉ qu'avec l'EF. Le pH ruminai a diminué linéairement dans le temps après les repas, mais n'a cependant pas été différent entre les traitements. Une concentration plus élevée en acétate et plus faible en propionate a conduit à un rapport acétate:propionate plus grand avec l'EMSÉ qu'avec l'EME. En conclusion, le fait d'enlever la fraction grain de l'ensilage de maïs a réduit la production de lait et a modifié la fermentation ruminale, sans toutefois affecter la teneur et la production de matières grasses du lait. De plus, malgré les différences observées dans la consommation de matière sèche et la concentration en acides gras volatils dans le rumen entre l'EME et l'EMR, le recouvrement de la production de lait corrigé pour les matières grasses à un niveau similaire à l'EME en utilisant du maïs grain humide dans l'EMR a mis en évidence l'importance de l'énergie et des nutriments contenus dans la fraction grain de l'ensilage de maïs pour supporter la production de lait.

L’objectif général des travaux présentes dans cette thèse de doctorat était d’établir la relation entre l’alimentation et la composition du lait des vaches laitières, en mettant l’emphase sur les teneurs en matières grasses (TMG), sur l’urée du lait et sur l’efficience d’utilisation de l’azote. Pour la TMG, c’est principalement la relation entre cette teneur et la différence alimentaire cations-anions (DACA) qui a été investiguée. Une base de données de 2 142 troupeaux québécois a été utilisée et la relation entre la composition de la ration, incluant la DACA, et la TMG du lait a été déterminée à l’aide de régressions multiples. Il a été possible de prédire entre 32 et 66 % de la variation de la TMG du lait en fonction du stade de lactation. Malgré plusieurs interactions trouvées, une augmentation de la DACA, une supplémentation avec de l’acide palmitique et une distribution des aliments en ration totale mélangée ont eu une relation positive avec la TMG du lait, tandis qu’une augmentation de la proportion de concentrés dans la ration a eu un effet négatif. Les modèles développés ont montré l’importance de la gestion de l’alimentation sur la TMG du lait. En plus, ils ont démontré l’intérêt de considérer la DACA dans la formulation de rations chez la vache laitière. Dans une deuxième étude, la même base des données a été utilisée pour identifier les facteurs nutritionnels qui peuvent faire varier la teneur en urée du lait. Contrairement à ce qui est mentionné dans la littérature, tant des corrélations positives et que négatives entre les teneurs en urée du lait et en protéines des rations à l’intérieur des troupeaux sur une période de 36 mois ont été obtenues. Pour mieux comprendre ces relations, les résultats de performances et d’alimentation de 100 troupeaux avec des corrélations positives (r > 0,69) et de 100 troupeaux avec des corrélations négatives (r &lt; -0,44) entre la teneur en urée du lait et en protéine brute de la ration ont été comparés. Les résultats n’ont pas montré de différences entre les deux groupes ni pour la composition de la ration, ni pour l’urée du lait. Ces résultats ne permettent pas d’identifier le meilleur contexte pour l’utilisation de la teneur en urée du lait comme un outil de gestion de l’alimentation. Ces observations soulèvent des questions sur la validité de l’utilisation des statistiques d’alimentation provenant de la base de données utilisée pour des évaluations nutritionnelles plus spécifiques. Considérant les résultats du projet précédent, le dernier projet visait à mieux comprendre les caractéristiques des fermes avec différentes efficiences d’utilisation de l’azote en utilisant des données plus fiables. Ainsi, 100 fermes laitières au Québec ont été visitées pour recueillir les données de production, de consommation d’aliments et de gestion de leur troupeau. Ces fermes ont été divisées en quatre groupes par une analyse en grappes selon leur efficience d’utilisation de l’azote. La comparaison entre les groupes a montré que les fermes dans les groupes avec une plus haute efficience d’utilisation d’azote ont une production laitière moyenne par vache plus élevée. Pour les stratégies d’alimentation, les fermes plus efficientes donnent plus d’énergie, mais moins de protéines brutes que les fermes des groupes moins efficients. Les résultats ont également montré l’importance de la prise alimentaire des vaches sur l’efficience d’utilisation de l’azote puisque les fermes des groupes avec la plus grande efficience étaient également celles avec la plus faible prise alimentaire. Aussi, les résultats n’ont pas permis d’établir clairement la relation entre la teneur en urée du lait et l’efficience de l’utilisation de l’azote. En effet, des valeurs différentes pour l’urée du lait étaient obtenues entre le groupe plus efficient et le moins efficient, mais la faible ampleur de variation de l’efficience d’utilisation de l’azote des groupes intermédiaires n’a pas permis d’observer de différences pour l’urée du lait. Finalement, outre une réduction des risques de pollution, les fermes des groupes plus efficaces pour l’utilisation de l’azote étaient également celles avec la marge sur les coûts d’alimentation par les vaches plus élevées. Par conséquent, il y a aussi un intérêt économique à améliorer l’efficience de l’utilisation de l’azote sur les fermes. / The objective of this thesis was to establish the relationship between diet and milk composition, focusing on the milk fat concentration (MFC), milk urea nitrogen (MUN) and nitrogen use efficiency. For the MFC, mainly, the relationship between this component and the dietary cation-anion difference (DCAD) was studied. A database including 2 142 dairy herds from Québec was used to carry out multiple regression analysis to determine the relationship between the diet composition, including DCAD, and the MFC. With the model built, it was possible to predict between 32 and 66% of the variation of MFC depending on the stage of lactation. Despite several interactions found, an increase in the DCAD, palmitic acid supplementation and distribution in total mixed ration had a positive relationship with MFC. Whereas an increase in the proportion of concentrate had a negative effect on the MFC. The models built showed the importance of feeding management and diet composition on MFC. In addition, it showed that DCAD should be taken into account for diet formulation. In a second study, the same database was used to identify nutritional factors that may affect MUN. Contrary to what is reported in the literature, positive but also negative correlations between MUN and dietary crude protein concentration within herds on a 36-month period were obtained. To better understand these relationships, results of diet composition and performance of 100 herds with positive correlations (r > 0.69) and 100 herds with negative correlations (r &lt; -0.44) between MUN and crude protein concentration of the diet were compared. Results showed no differences between the groups for diet composition and for performance.Which suggested that there are other than nutritional factors that can affect MUN. Results from this study did not allow to pinpoint a better context of utilization for MUN as a tool for feeding management. These results raise questions on the validity of this type of dataset for specific nutritional evaluation. Considering the results of the previous study, the last project was to better understand the characteristics of the herds with different nitrogen use efficiency by using more reliable data. Thus, 100 Québec dairy herds were visited to collect data of production, feed intake and management practices. Herds were then divided in four groups by a cluster analysis according to their nitrogen use efficiency. The comparison between these groups showed that herds with greater nitrogen use efficiency had higher average milk yield per cow. Regarding feeding strategies, more efficient herds had more energy but less crude protein in their diets than the herds of the less efficient groups. The result of the analysis also showed the importance of the dry matter intake in the nitrogen use efficiency, because herds in the greater efficiency groups had a lower intake. Although, MUN was different between the group with the high efficiency and the low efficiency, the lack of a perfect concordance between MUN and the nitrogen efficiency and between MUN and dietary crude protein may have been due in part to the small difference in the nitrogen efficiency between the two intermediate groups. Finally, in addition of reducing the risk of nitrogen pollution, herds in the higher efficiency groups had the higher incomes over feed costs. There is therefore also an economic incentive to improve nitrogen use efficiency on farms.

L'objectif de cette étude était de déterminer l'effet d'une supplémentation de soya extrude dans la ration de vaches de boucherie allaitantes au pâturage sur la concentration en acides linoléiques conjugués (ALC) du gras du lait des vaches et du tissu adipeux sous-cutané des veaux. Trente-deux couples vache-veau ont été séparés en deux groupes de manière à retrouver huit veaux de chaque sexe par groupe. À partir de l'entrée des animaux au pâturage en juin, les vaches ont reçu 2 kg/j de soya (fève entière); cru et moulu (SC) pour le groupe témoin, et extrudé (SE) pour l'autre. Au sevrage, en octobre, la teneur en ALC du gras du lait a atteint 15,4 et 24,2 mg/g d'acides gras chez les vaches recevant respectivement du SC et du SE (P = 0,02). Les teneurs en ALC du tissu adipeux sous-cutané ont été de 16,9 et de 25,0 mg/g d'acides gras pour les veaux dont les mères recevaient respectivement du SC ou du SE (P < 0,01).