Livestock Research for Rural Development 20 (11) 2008 Guide for preparation of papers LRRD News

Citation of this paper

Etude physicochimique(pH) et composition microbienne du jus de rumen du dromadaire dans son milieu naturel

A Chehma, M D Ould El Hadj* et C Raachi** 

Laboratoire Bio-ressources sahariennes, Protection et Valorisation, Université Kasdi Merbah-Ouargla, (Algérie)
madjidchehma@yahoo.fr,

*Laboratoire Protection des Ecosystèmes en zones Arides et Semi-Arides, Université Kasdi Merbah-Ouargla, (Algérie)

**Departementd’ Agronomie, Université Kasdi Merbah-Ouargla, (Algérie)

Résumé  

Le dromadaire est connu comme un animal qui digère mieux les aliments ligno-cellulosiques que les autres ruminants classiques. Cela est assuré principalement par une population microbienne particulière.

 

L'étude physico-chimique (pH) et la qualification de la population microbienne du rumen révèlent qu’il se caractérise par un pH neutre à basique allant de 6,9 à 8,7; favorisant l'activité ligno-cellulosique. La population microbienne se compose essentiellement de bactéries avec 2,2.106 de germes/ml de jus de rumen, de protozoaires avec 2,6.104 de germes/ml de jus de rumen et de 1,3.103 germes/ml de jus de rumen pour les champignons. Les bactéries avec un taux moyen de 98,8% de la flore microbienne totale, demeurent les plus représentées, viennent ensuite les protozoaires avec 1,2% et les champignons avec 0,1%.

Mots clés: Algérie, camélin, digestion, flore microbienne, Sahara



Physicochemical (pH) study and microbial composition of the rumen fluid of the one-humped camel in his natural habitat

Summary  

The dromedary is known as an animal which digests lignocellulosic food better than the other traditional ruminants. That is assured mainly by a particular microbial population.

 

The physicochemical study (pH) and the qualification of the microbial population of the rumen reveal that it is characterized by a neutral pH with basic going from 6,9 to 8,7; supporting the lignocellulosic activity. The microbial population is composed primarily of bacteria with 2,2.106 of germes/ml of rumen juice, of protozoa with 2,6.104 of germes/ml of rumen juice and 1,3.103 germes/ml of rumen juice for mushrooms. The bacteria with an average rate of 98,8% of the total microbial flora, remain the most represented, then come the protozoa with 1,2% and the mushrooms with 0,1%.

Key words: Algeria, cameline, digestion, microbial flora, the Sahara


Introduction 

Le dromadaire est l'animal domestique le mieux adapté aux conditions de vie dans les régions désertiques qui se caractérisent par la rareté de l'eau et du pâturage. Sa capacité remarquable à transformer les maigres ressources fourragères en lait (base de la diète du chamelier et des siens), en viande de qualité appréciable (Faye 1997, Ould El Hadj et al 2002 et Yagil 1985), en peau, en poils et en travail fait de lui, le pourvoyeur de la plupart des produits nécessaires à la vie au désert (Richard et Gérard 1989  et Chehma 2002) Les études faites sur les quantités ingérées et l'utilisation digestive des aliments chez cet animal, en Algérie et ailleurs, ont fait l’objet de plusieurs travaux, notamment ceux de Cross (1918), Gauthier Pilters (1969 et 1977), Gordon (1975), Khorchani et al (1992), Jouany (2000), Chehma et Seddi (2001), Chehma et al (2002), Chehma et al  (2003) et Chehma et Longo (2004). Ils ont montré que le dromadaire présente des facultés digestives très performantes, il digère des aliments médiocres inutilisables par les autres ruminants. Cette faculté digestive est principalement assurée par une microflore naturellement implantée dans son rumen (Jouany et Kayouli 1988). Néanmoins aucune donnée précise n'est disponible sur la microflore digestive du dromadaire, mises à part quelques investigations sur sa composition en protozoaires. Il semble que pour Mihoubi (1994) le profil de sa microflore digestive pourrait se rapprocher de celui des ruminants, et pour Fahmy (1999), le nombre et la nature de ces  micro-organismes sont extrêmement variables selon le régime alimentaire. Face à ce constat, une étude qualitative et quantitative de la population microbienne ruminale du dromadaire, est menée.

 

L’objectif s’articule autour de deux points; une étude du pH du rumen et une connaissance globale de la population microbienne ruminale du dromadaire en pâturage libre dans la région de Ouargla.

 

Matériel et méthodes 

Echantillonnage

 

Animaux

 

Un lot de douze dromadaires adultes sans distinction de sexe provenant de  parcours sahariens limitrophe à la ville de Ouargla (pâturage saharien à  dominance de Stipagrostis pungens), est choisi au hasard. Les animaux  sont reconnus sains par le contrôle vétérinaire. Ils sont abattus à l'abattoir de Ouargla.

 

Mode de prélèvement

 

Le contenu ruminal est prélevé immédiatement après abattage des animaux dans des bocaux stériles fermés et ensuite étiquetés. Ils sont transportés au laboratoire dans des isothermes à une température environ de 4°C. Au laboratoire, avant d’entamer les différentes analyses, le jus du rumen est filtré sur deux couches de bandes à gaze stériles pour éliminer les débris végétaux.

 

Analyses

 

Analyses physico-chimiques 

 

Les analyses physico-chimiques portent sur la détermination du pH l'aide d'un pH-mètre portable à électrode en verre, permettant une mesure directe sur place.

 

Analyses de la microflore

 

Après une seconde filtration, du filtrat ainsi obtenu, est prélevé 20 ml de jus pur dilué à l'aide d'une solution de TSE, à raison de 90 ml pour 10 ml de l'échantillon à analyser (Merk-Clevenot 1980). Cette dilution sert pour la recherche de la flore bactérienne. Pour les protozoaires le jus brut est utilisé.

 

Les bactéries aéro-anaérobies facultatives sont dénombrées sur milieu gélosé VRBG. Pour Escherichia coli, le dénombrement est effectué sur milieu liquide selon la technique du nombre le plus probable (NPP). Après test présomptif sur milieu lactose broth (Merk-Clevenot 1980), un test confirmatif est réalisé sur milieu eau peptonée exempte d'indol après incubation à 44°C (Biomerieux  1980), en ajoutant quelques gouttes de réactifs de kovacs. Le dénombrement des streptocoques est basé aussi sur la technique du nombre le plus probable (NPP). Après test présomptif sur milieu de Rothe (Biomerieux 1980). Les résultats sont déterminés par rapport à la table de Mac Grady et exprimés en NPP/ml de contenu (Marchal et al 1985). Les lactobacilles sont dénombrés sur milieu gélosé sélectif MRS (Kunstyr  1974).

 

Les champignons sont recherchés sur milieu gélosé OGA (Merk-Clevenot 1980) après incubations à 30°C pendant 5 jours.

 

Pour les protozoaires, le dénombrement se fait directement sur cellule Nageotte sur du jus de rumen brut non dilué.

 

Après culture sur milieu VRBG (Merk-Clevenot 1980), est sélectionné au niveau des dilutions les plus élevées, les colonies bactériennes présentant des aspects macroscopiques différents. Les colonies sont repiquées plusieurs fois sur le même milieu, jusqu'à purification. Ensuite, les différents types de colonies bactériennes sont repiqués sur milieu Hektoen afin d'isoler chaque colonie. Elles sont soumises à une analyse préliminaire de Gram à l'identification biochimique sur la galerie type entérobactérie. Pour cela, l'incubation est préparée dans du TSE et ensemencée avec quelques gouttes, de l'inoculum des différents milieux (TSI-Urée-Indol-citrate Simmons). La quantité restante sert à la recherche de B-galactosidase (disque ONPG) incubation à 37°C pendant 24 heures.

 

Après lecture des résultats, l’identification des germes correspondants se fait sur la table d'identification API 20 E (Biomerieux 1980).

 

Résultats et discussion 

Caractéristiques physiques (pH)

 

Le pH du jus de rumen des différents échantillons collectés varie entre 6,9 et 8,7 avec une moyenne de 7,7 ± 0,7 (Figure 1).



Figure 1.  Fluctuations du pH du jus de rumen des différents échantillons


Arhab (1999) travaillant sur des dromadaires adultes alimentés à base d'un régime libre non défini, note des valeurs du pH comprises entre 6,2 et 7,7. Ces valeurs de pH élevées obtenues, montrent une stabilité due à un fort pouvoir tampon du dromadaire. Hungate (1966) et Jouany (1994) signalent que les valeurs élevées de pH du rumen chez le dromadaire traduisent des conditions d'activité cellulolytique.  

 

Pour Kayouli et al (1991), Kayouli et al (1992) et Jouany et al (1995) comparativement au mouton, le niveau et la stabilité du pH des jus de rumen des dromadaires sont plus marqués, bien que les concentrations en acides gras volatils soient comparables, voir supérieures chez les dromadaires. Cette meilleure stabilité des conditions physico-chimiques favorables à une bonne digestion ruminale chez les camélidés semble s’expliquer par plusieurs facteurs dont les effets peuvent être synergiques à savoir: un pouvoir tampon élevé dû essentiellement à la production de solution similaire à la salive par les sacs acquières du rumen renforçant ainsi l’activité tampon à l’intérieur des pré estomacs (Schmidt-Nielsen 1964),  un temps de séjour des aliments dans les pré estomacs plus long (Engelhardt et al 1988), facilité par la rétention et la filtration des particules alimentaires dans les sacs acquières (Heller et al 1986), une absorption plus rapide des acides gras volatils (Farid et al 1979) et une ingestion des aliments plus étalée dans le temps (Newman 1979).

 

Les valeurs du pH enregistrées qui s'orientent vers l'alcalinité, atteignant une moyenne de 7,7 ± 0,7 sont similaires à celles rapportées par Ly et al (1997) soit 7,1 et celles de Engelhardt et Holler (1987) se situant entre 7,2 et 8,3. Cependant, elles restent plus élevées que celles obtenues par Engelhardt  et al (1988) allant de 6,5 à 6,6 et  Khazaal et al (1995) se situant entre 6,7 et 6,8.

 

Fonty et al (1994) et Orskov et Ryle (1990) signalent la présence de substrats fermentescibles dans la ration des ruminants entraîne des fermentations intenses et une production excessive d'acides gras volatils dont l'effet direct peut entraîner une acidose. Kayouli et al (1991 et 1992) et Jouany et al (1995) notent que le dromadaire se distingue par rapport aux autres ruminants par son pouvoir tampon élevé à l'égard des conditions d’acidité du rumen. La salivation très abondante et continue chez le dromadaire assure au contenu du rumen un pouvoir tampon par l'apport d'une grande quantité d'ions bicarbonates et phosphates (Hungate  1966).

 

Caractéristiques microbiologiques

 

L'analyse qualitative de la flore bactérienne totale aéro-anaérobie facultative montre que le niveau de la population varie de 5,6.104 à 1,1.107 germes/ml de rumen avec une moyenne de 2,2.106 germes/ml de jus de rumen (Tableau 1).


Tableau 1.  Flore microbienne du jus de rumen des différents échantillons (m = moyenne)

Paramètres

Flore microbienne, unité/ml

Echantillons

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

m

Bactéries

1,4.106

1,1.107

2,3.105

9,4.105

2,7.106

7,5.105

3,5.105

5,6.104

3,3.105

6,6.106

9,0.105

1,7.106

2,2.106

Entérobactéries

6,5.105

6,5.105

2,1.105

1,9.105

1,4.106

3,2.104

1,5.105

7,2.104

1,0.105

3,7.106

3,2.105

8,6.105

1,9.106

Escherichia coli

1,4.105

1,4.105

1,4.105

1,4.105

1,5.105

1,3.105

1,2.105

1,6.105

1,1.105

1,6.105

1,6.105

1,4.105

1,4.105

Streptocoques

/

/

/

/

3,0.104

3,0.104

1,1.105

1,4.105

1,4.105

1,4.105

1,1.105

1,1.105

1,1.105

lactobacilles

1,2.105

9,5.105

1,0.105

9,0.105

1,4.104

6,8.104

/

3,0.104

6,0.104

2,4.105

1,6.105

2,9.105

1,2.105

Protozoaires

/

/

/

/

/

/

/

1,0.104

7,0.104

2,0.104

1,0.104

2,0.104

2,6.104

Champignons

2,1.103

0,9.103

2,5.103

/

2,3.103

0,7.103

1,9.103

0.5.103

0,7.103

0,5.103

/

1,0.103

1,3.103


Ces valeurs sont relativement plus faibles que celles rapportées par Jarrige (1986) soit 109 bactéries /ml de jus de rumen. De même Jouany et Kayouli (1988),  Besle et Jouany (1990) notent 1012 bactéries /ml de jus de rumen chez le dromadaire. Toutefois, les résultats de la présente étude sont proches ceux rapportés par Djezzar et al (1994) qui sont de l'ordre de 105 et 108 unité / ml de jus de rumen.

 

Cette grande variabilité des résultats signalés par certains auteurs explique la complexité et la délicatesse de la manipulation des populations microbiennes d'une part par les différences entre les protocoles expérimentaux et d'autre part par le régime alimentaire et les conditions de prélèvement des échantillons. Les conditions naturelles du milieu de vie du dromadaire et essentiellement l'alimentation peuvent influencer la flore microbienne. Le régime alimentaire, particulièrement la transition d'un régime vers un autre semble être un facteur expliquant les différences notables entre les valeurs notées par différents auteurs. La fréquence des repas et les quantités ingérées peuvent aussi modifier le pH d’où une modification de la flore. En effet,  Jouany et Kayouli (1988) et Stewart (1991) considèrent que la microflore est affectée par le biotope, le contact avec d’autres animaux et l’alimentation.

 

Le niveau de la population des entérobactéries chez le dromadaire est de l'ordre de 3,2.104 à 3,9.106 avec une moyenne de 1,9.106 germes /ml de jus de rumen (Tableau 1). Cette moyenne est plus élevée que celle trouvée par Djezzar et al (1994) soit 4,67.105 germes /g de M.S. chez des dromadaires adultes sous un régime alimentaire mixte non défini. En comparant avec les résultats obtenus chez des jeunes dromadaires par Mihoubi (1994), la différence est remarquable où le taux s'élève et se situe entre 104 et 108 germes /g de M.S.

 

Escherichia coli est l'espèce la plus dominante dans le rumen chez le dromadaire (Tableau 1). La présence de cette espèce plus intestinale que ruminale, peut provenir des eaux d'abreuvement contaminées par les eaux usées en provenance des réseaux d'assainissement.

 

Dans la flore de rumen des échantillons étudiés, les streptocoques ont un niveau qui se situe entre 3.104 et 1,4.105 germes /ml avec une moyenne de 1,1.105 germes/ml (Tableau 1). Cette valeur moyenne est plus faible que celle rapportée par Djezzar et al  (1994) qui est de l'ordre de 5,93.105 germes /ml. Les streptocoques composent la flore qui s'implante dès la naissance dans la tube digestif des mammifères (Rieu et al 1989). Elles mettent en jeu un métabolisme fermentatif des glucides avec formation avec formation de composés secondaires tels que l’acide lactique, l’acide acétique, l’acide formique, l’éthanol ou le gaz carbonique (Leminor et Veron 1982). Elles tolèrent des aliments contenant des glucides solubles donc facilement fermentescibles (concentrés). Au vu de la densité faible de cette population bactérienne par rapport aux autres ruminants, les échantillons de jus de rumen étudiés semblent contenir peu ou pas de concentré.

 

Le taux des lactobacilles se situe entre 1,4.104 et 9,5.105 germes /ml avec une moyenne de 1,2.105 germes /ml de jus de rumen (Tableau 1).

 

Djezzar et al (1994) signalent chez des dromadaires adultes des taux de l’ordre de 5,54.105 germes /g. Cette flore est plus développée chez le jeune non sevré (Mihoubi 1994) car elle fermente le lait. Ce sont des acidophiles.

 

Le nombre de protozoaire est relativement bas chez le camelin par rapport aux autres ruminants. Le nombre total de protozoaires obtenu varie entre 1,1.104 et 7.104 avec une moyenne de 2,6.104 protozoaires /ml de jus de rumen. En effet, Kayouli et al (1991 et 1992) ; Jouany et al (1995) indiquent que les concentrations en protozoaires sont plus faibles chez les dromadaires et les lamas que chez les ruminants. Kayouli et al (1991) enregistrent une moyenne de 3,3.105 protozoaires /ml de jus de rumen pour le dromadaire, et chez les moutons 4,4.105 protozoaires /ml de jus de rumen. Pour des dromadaires soumis a un régime à base de protéine, Farid et al (1979) rapportent une densité de protozoaires de 1.23 106 unités /ml de jus de rumen. Pour Bhatia et al (1988) le nombre de protozoaires chute à 10.37 104 unités/ ml de jus de rumen chez le dromadaire à jeun. Mais les mêmes auteurs signalent que la population des protozoaires chez les camélidés est réduite de 30 à 40% après filtration du contenu ruminal.

 

Les résultats d'analyses laissent apparaître le niveau de la population des champignons est compris entre 0,5.103 et 2,5.103 champignons/ml avec une moyenne de 1,3.103 champignons/ml de jus de rumen (Tableau 1). Cette moyenne est similaire à celle trouvée par Jouany (1994) qui est de 103 champignons/ml. La population fongique est très réduite par rapport à la flore bactérienne totale. Le développement des champignons est tributaire de la nature de la composition alimentaire. L'accroissement de cette population est observé lors de l'ingestion d'une alimentation très fibreuse (Fonty et Joblin 1991).

 

Les résultats de la figure 2 laissent remarquer qu’au niveau du rumen chez le dromadaire la flore bactérienne représente 98,77% de la microflore.



Figure 2.  Population microbienne ruminale du dromadaire


Cette flore rassemble les groupes bactériens les plus importants dont les bactéries cellulolytiques, les bactéries amylolytiques, les bactéries hémicellulolytiques, etc. Elles sont indispensables à la dégradation des substances pariétales qui constituent la paroi végétale, régime essentiel du dromadaire. La microflore du dromadaire représentée par les protozoaires jouant un rôle tampon dans le rumen en limitant la disponibilité des substrats par les bactéries d'une part et en contrôlant la densité microbienne d'autre part, vient en second position avec 1,2% de la population microbienne totale. Mais les champignons avec 0,06% de la flore microbienne du dromadaire sont moins importants en nombre. Ils interviennent dans la fermentation et la destruction des tissus végétaux. Selon l'importance en nombre de la flore bactérienne, il ressort qu'il y a une dominance des entérobactéries (86,4%) suivie des lactobacilles (5,5%) et enfin les streptocoques (4,5%) (Figure 3).



Figure 3.   Microflore bactérienne ruminale du dromadaire


D'une façon générale, il apparaît que quantitativement, la microflore totale aérobie et anaérobie facultative du dromadaire est comparable à celle des autres ruminants (Yokoyama et Johnson 1987), ainsi qu'à celle des monogastriques, dont l'homme (Leclerc et al 1989).

 

L'identification biochimique des entérobactéries montre Escherichia coli est largement majoritaire dans le rumen du dromadaire (Figure 4). La présence d'autres espèces comme Shigella sp., Klebsiella pneumoniae, etc. ne peut être que transitoire. Ces espèces ne sont présentes que chez une partie restreinte des animaux.



Figure 4.  Dominance d'Escherichia coli par rapport aux autres espèces

Conclusion 

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Received 13 June 2008; Accepted 1 September 2008; Published 6 November 2008

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