DEMANDE D’AGREMENT
(d'après le document national D.G.A.L.)

DOSSIER D’AGREMENT SANITAIRE POUR UNE FROMAGERIE FERMIERE

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INFOS SUPPLÉMENTAIREs SUR LA PRODUCTION ANIMALE ET LE LAIT

Extrait de la plus grande encyclopédie française

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ENCYCLOPAEDIA UNIVERSALIS

PRODUCTION ANIMALE

De tout temps, les hommes ont eu recours aux animaux notamment pour se nourrir et pour utiliser leur force. L’élevage s’est peu à peu industrialisé si bien qu’aujourd’hui les animaux sont produits massivement à des prix relativement bas pour satisfaire la demande. Dans les pays développés, les élevages sont techniquement sophistiqués. Les animaux, auxquels on apporte des soins intensifs, sont devenus plus que jamais des objets au centre d’une recherche systématique et parfois brutale de profit. Ils sont par ailleurs sollicités pour produire des éléments particulièrement précieux pour la santé humaine tels que des cellules, des organes ou des protéines recombinantes.

L’homme modifie ainsi progressivement son alimentation et la manière de la produire. La pêche se transforme en une activité de production importante: l’aquaculture. La diversité est également recherchée puisque, régulièrement, des espèces végétales et animales (autruche, bison...) font leur apparition dans l’assiette des consommateurs.

Ces productions massives s’accompagnent toutefois de pollution, du mal-être des animaux, et les produits ainsi obtenus sont parfois de qualité gustative médiocre. Le problème des farines alimentaires carnées – responsables à la fin des années 1980 de l’émergence de l’encéphalopathie spongiforme bovine (maladie dite de la "vache folle") – et la polémique franco-américaine autour de l’utilisation inconsidérée des hormones viennent rappeler les limites d’une trop grande industrialisation de l’élevage. Une meilleure connaissance du monde vivant ainsi que les progrès de la recherche, notamment dans le domaine du génie génétique, permettent d’aborder efficacement et de mieux maîtriser les problèmes rencontrés lors des différentes étapes de la production animale. Cela passe par l’amélioration des techniques d’élevage dans divers secteurs: la nutrition, la lutte contre les maladies, la reproduction et la sélection.

1. Le contrôle du métabolisme des animaux

La nourriture a longtemps été le souci essentiel de l’élevage. La constitution de réserves ou la transhumance permettait la survie du bétail mais pas toujours sans déficience alimentaire. Dans les pays industrialisés au climat tempéré, l’abondance de produits primaires permet de fournir aux animaux une nourriture quantitativement suffisante. De nombreux résidus provenant d’activités agro-alimentaires sont récupérés et utilisés pour la nourriture animale: pulpe des betteraves à sucre, tourteaux de colza et de tournesol, résidus de viande des abattoirs, poissons non consommables par l’homme, etc. Cela permet d’utiliser au mieux des sous-produits souvent riches en protéines et bon marché tout en évitant de devoir les traiter pour les éliminer. Toutefois, ces sous-produits doivent impérativement subir des traitements appropriés qui permettent d’éliminer ou d’inactiver les toxines, les agents pathogènes ou les molécules susceptibles de conférer un goût peu agréable à la viande ou aux œufs. Un traitement insuffisant des farines d’origine animale – consécutif à une modification des procédés industriels pour abaisser les coûts de production – a ainsi été directement responsable, à la fin des années 1980, d’une extension considérable de la maladie de la vache folle en Grande-Bretagne. Cet épisode particulièrement peu glorieux de l’histoire de l’élevage industriel ne remet pourtant pas en cause le bien-fondé de l’utilisation de sous-produits animaux pour l’alimentation animale. Des règles précises, qui ne sont par ailleurs ni véritablement contraignantes ni coûteuses, suffiraient à assurer une parfaite inocuité de ces produits.

Les rations quotidiennes fournies aux animaux sont sans cesse étudiées. Quelle que soit leur origine, les produits utilisés doivent permettre aux animaux de recevoir en quantité suffisante, et non excessive, les protéines, les aliments énergétiques, les acides gras essentiels, les minéraux (le calcium notamment) et les vitamines nécessaires à leur développement. Les quantités sont définies pour chaque type d’animal et pour chaque étape de sa vie. Une vache gestante puis allaitante recevra donc une ration alimentaire lui permettant de supporter ces chocs métaboliques sans accumuler de carences. Les hauts rendements attendus de ces animaux imposent ces pratiques.

Les additifs alimentaires

Une fois les besoins alimentaires globaux et quantitatifs satisfaits, les améliorations nutritionnelles ne peuvent provenir que d’interventions diverses ayant des effets plus ou moins intenses. Elles sont souvent justifiées par la recherche d’une meilleure rentabilité des élevages, ceux-ci, généralement, ne dégageant pas de profits considérables. Chacune d’entre elles, même si elle ne joue que sur quelques pour-cent de la production, est appliquée à un grand nombre d’animaux, ce qui lui concède un impact économique significatif. De façon générale, les éleveurs sont demandeurs de nouveautés dans ce domaine, même si certaines sont contestables.

Les acides aminés

Seuls certains tourteaux ou sous-produits d’origine animale contiennent des protéines ayant une composition en acides aminés qui réponde aux besoins nutritionnels des animaux. Pour éviter l’achat systématique de ces aliments onéreux, certains acides aminés essentiels (méthionine, lysine), fabriqués chimiquement, sont ajoutés à la ration alimentaire, en particulier pour les animaux monogastriques (porc) qui ne bénéficient pas des bactéries du rumen (ruminants). Deux autres acides aminés, l’arginine et l’acide aspartique, viennent aussi parfois compléter la nourriture quotidienne. Ces deux derniers composés sont non seulement des constituants essentiels des protéines, mais ils sont aussi capables de stimuler le métabolisme des animaux en induisant notamment la libération, dans la circulation sanguine, d’hormone de croissance qui favorise le développement des carcasses.

Une alternative à l’apport, dans la ration alimentaire, d’acides aminés obtenus par synthèse, peut consister à préparer des plantes transgéniques dont certaines protéines sont particulièrement riches en méthionine ou en lysine. De tels projets sont en cours. Une autre approche plus générale peut consister à obtenir des animaux transgéniques, notamment des monogastriques (porc, lapin, poulet, poisson), capables de synthétiser les acides aminés rares. Cette perspective soulève des problèmes complexes qui sont loin d’être résolus.

Les enzymes

Pour longtemps encore, la nourriture des animaux de ferme abonde en produits relativement grossiers et complexes qui peuvent contenir des toxines, des agents antinutritionnels (qui perturbent la digestion et ne permettent pas aux animaux de bien utiliser leur ration alimentaire), des composés non ou mal digérés (polysaccharides, fibres...). Celle-ci est donc prétraitée ou supplémentée avec des enzymes de digestion comme les glucanases, les xylanases, les amylases et les lipases. Dans certains cas, des enzymes comme la phytase sont ajoutées pour diminuer les déjections animales, qui sont une source de pollution. L’acide phytique (abondant chez certains végétaux), qui n’est pas digéré et s’accumule donc dans les rejets, renferme en effet du phosphate, élément qui favorise le développement d’algues dans les eaux douces ou marines. Le rôle de la phytase est donc de décomposer l’acide phytique, ce qui permet aux animaux (notamment les porcs) d’utiliser, pour leur propre métabolisme, le phosphate ainsi libéré.

Toutes ces enzymes utilisées sont le plus souvent extraites en masse de micro-organismes divers et à des coûts réduits. Elles ne sont que partiellement purifiées. La production naturelle de ces enzymes peut être améliorée soit en sélectionnant les micro-organismes en question, soit en leur transférant les gènes codant pour les enzymes et qui permettent leur synthèse à un niveau plus élevé et à un coût moindre.

Les prébiotiques

La flore intestinale des animaux est le résultat d’équilibres très complexes entre les différents micro-organismes de l’environnement qui peuvent s’implanter de manière durable dans le tube digestif. Celle-ci n’est pas forcément la meilleure pour assurer la croissance rapide des bêtes d’élevage. Des modifications de cette flore sont possibles, à l’aide essentiellement d’antibiotiques qui sont ajoutés régulièrement à la ration alimentaire des sujets monogastriques, afin d’accélérer, de manière très notable, leur croissance. Les antibiotiques ont pour rôle de modifier l’équilibre des micro-organismes du tube digestif sans appartenir eux-mêmes au règne du vivant. Ils sont pour cela appelés des prébiotiques. Cette pratique, bien qu’efficace, est contestable car elle utilise des quantités importantes d’antibiotiques. Les micro-organismes se trouvent dans une situation idéale pour acquérir des résistances aux antibiotiques. Ce phénomène peut avoir des conséquences néfastes pour la santé des animaux et des hommes. C’est pour cette raison que quatre antibiotiques ont été retirés de l’alimentation animale en 1998.

L’addition d’anticorps éliminant spécifiquement tel ou tel micro-organisme pourrait se substituer aux antibiotiques. Cette méthode, si elle s’avérait efficace, n’aurait pas les inconvénients des antibiotiques.

Les probiotiques

La flore intestinale des animaux peut être significativement modifiée en ajoutant directement à la ration alimentaire les micro-organismes que l’on souhaite voir se développer dans le système digestif. De tels micro-organismes exogènes constituent ce que l’on appelle les probiotiques.

Ceux-ci peuvent avoir été génétiquement modifiés afin de sécréter des enzymes de digestion, des facteurs de croissance, de la cystéine, etc. Les possibilités offertes dans ce domaine sont considérables dans la mesure où les micro-organismes sont faciles à modifier génétiquement et peuvent être préparés en masse. Leur implantation stable dans le système digestif des animaux n’est toutefois pas assurée, et leur addition régulière dans les rations alimentaires est le plus souvent nécessaire.

L’utilisation en masse et dans des espaces ouverts de micro-organismes génétiquement modifiés comporte des risques difficiles à évaluer. Ces micro-organismes ont en effet des chances non négligeables de proliférer dans l’environnement mais surtout de coloniser les intestins d’animaux divers et de l’homme. Les micro-organismes modifiés font l’objet d’une étude des biorisques qui doit précéder leur utilisation effective.

Les traitements hormonaux

Les fonctions biologiques sont naturellement contrôlées par divers facteurs dont les hormones. La plupart de ces dernières sont synthétisées par des organes spécialisés (hypophyse, glande surrénale, thyroïde, ovaire, testicule, etc.). Sécrétées dans le sang, elles atteignent ainsi leurs cellules cibles, qui possèdent des récepteurs sur leur membrane externe, dans leur cytoplasme ou dans leur noyau. Chaque hormone reconnaît le récepteur qui lui est spécifique. Celui-ci transmet le message hormonal à la cellule. La sécrétion des hormones est contrôlée par divers mécanismes y compris par d’autres hormones: par exemple, le cycle lumineux, la tétée, etc., pour la prolactine; la FSH (Folliculo Stimulating Hormone) et la LH (Luteinizing Hormone) pour les stéroïdes sexuels, etc. Ces régulations se font selon des boucles de rétroaction qui évitent les excès ou les manques d’hormones.

Les hormones sont des molécules dont la structure est variée. Certaines sont des protéines (insuline, hormone de croissance, érythropoïétine...), d’autres des stéroïdes (œstrogènes, testostérone, corticoïdes...), des dérivés d’acides aminés (thyroxine...) ou des lipides (prostaglandines). La synthèse chimique est possible à des coûts modérés pour les hormones qui sont de petite taille et dont la structure est relativement simple (stéroïdes, protéines simples telles que LHRH – Luteinizing Hormone Releasing Hormone –, ocytocine, GRF – Growth Hormone Releasing Factor –....). Les hormones naturelles sont le plus souvent inactives par voie orale car elles sont rapidement détruites par le système digestif. Des analogues chimiques, actifs par voie orale, sont disponibles pour la plupart des hormones ayant une structure simple.

Beaucoup d’hormones sont des protéines complexes comportant plusieurs dizaines ou centaines d’acides aminés. Elles doivent donc être biosynthétisées et extraites à partir d’organes naturellement producteurs ou d’organismes génétiquement modifiés. Dans ce dernier cas, les protéines, appelées alors recombinantes, sont récupérées à partir de milieux de culture des cellules (bactéries, levures, cellules animales) ayant reçu les gènes codant pour les protéines ou à partir de fluides biologiques d’animaux transgéniques (lait, sang, urine...) et de feuilles ou de graines de plantes transgéniques.

Le contrôle des fonctions biologiques par l’administration d’hormones est une pratique courante (contrôle de la reproduction, stimulation du muscle utérin lors de la parturition, etc.). La disponibilité de plus en plus grande d’hormones résultant des progrès du génie génétique ne fait qu’augmenter ces types de traitement. Il n’y a priori aucune raison de bannir la viande ou le lait aux hormones. Ces produits ne peuvent exister naturellement sans l’action d’une multitude d’hormones. Les traitements hormonaux peuvent toutefois avoir des effets secondaires indésirables divers. Ils doivent donc être examinés au cas par cas et non pas globalement.

La stimulation de la croissance par les hormones

Plusieurs hormones sont bien connues pour stimuler la croissance de certains animaux, bien que n’étant pas en tant que telles des hormones de croissance. Cinq hormones sont couramment utilisées dans l’élevage bovin: trois hormones sexuelles stéroïdiennes (œstradiol, progestérone et testostérone) et deux hormones anabolisantes (trenbolone et zeranol). Toutes ces hormones sont obtenues par synthèse chimique. Les trois hormones sexuelles ont une structure chimique strictement identique aux molécules naturelles. Elles sont inactives par voie orale et sont très instables in vivo. Elles n’ont donc aucune chance d’avoir une quelconque influence directe sur les consommateurs. Tout au plus ces hormones pourraient-elles provoquer l’accumulation de toxines. Rien de tel ne semble jamais avoir été observé. Les deux hormones anabolisantes quant à elles sont des analogues chimiques des substances naturelles. Elles peuvent donc être actives après avoir été absorbées oralement et être stockées à l’état de résidu dans la viande.

Ces cinq hormones ont un effet très bénéfique sur la croissance musculaire et donnent des produits alimentaires de qualité acceptable. Elles sont employées de manière systématique dans divers pays dont les États-Unis. Les pays de l’Union européenne en ont refusé l’usage et n’acceptent pas non plus l’importation de viande provenant d’animaux traités par ces hormones. Des querelles d’experts, qui ont pour but en grande partie de camoufler une attitude protectionniste, concluent périodiquement que l’on ignore quels sont les taux de résidus d’hormone ne présentant aucun risque. Il est vrai qu’il est toujours difficile d’affirmer qu’un produit n’a pas d’effet indésirable sur le long terme.

L’hormone de croissance est une protéine synthétisée par l’hypophyse. Sa principale fonction est d’assurer la croissance squelettique et musculaire. Chez l’adulte, elle a pour effet de puiser dans les réserves de l’organisme, notamment lipidiques, pour favoriser le développement musculaire, la sécrétion lactée chez les ruminants et plus généralement l’utilisation de l’énergie dont dispose l’individu. Le contenu de l’hypophyse en hormone de croissance est faible. Chez l’homme, des extraits hypophysaires humains ont été utilisés pendant des années pour soigner certaines formes de nanisme. Depuis le début des années 1980, cette hormone est exclusivement préparée à partir de bactéries recombinantes afin d’éviter les contaminations par les agents responsables de la maladie de Creutzfeldt-Jakob. Le fait de pouvoir disposer en abondance de cette hormone a permis de développer toute une série d’autres applications (régénération musculaire, effet antivieillissement, stimulation du système immunitaire...). Les hormones de croissance des animaux sont également préparées à partir de bactéries recombinantes. On les nomme le plus souvent BST, PST... pour bovine somatropine, porcine somatropine, etc.

L’administration d’hormone de croissance n’a pas d’effet bénéfique sur la croissance des ruminants et des volailles. En revanche, elle accroît le développement d’un certain nombre de poissons et notamment des salmonidés. Chez le porc, la PST n’augmente que très peu la croissance corporelle mais permet une meilleure utilisation de la ration alimentaire et un développement amplifié des muscles aux dépens des dépôts graisseux. Cette hormone n’est guère utilisable chez les poissons car, pour être efficace, elle doit être injectée tous les jours ou presque, ce qui n’est pas envisageable chez des milliers d’alevins. L’utilisation de formes retard actives, introduites sous forme d’implants qui libèrent progressivement l’hormone pendant plusieurs semaines, pourrait modifier cette situation.

L’hormone de croissance joue un rôle décisif pour assurer le passage du jeune saumon de l’eau douce à l’eau de mer. Cette migration s’accompagne d’un changement morphologique important, la smoltification. Des études ont montré qu’un plus grand nombre de jeunes saumons survivaient, après leur passage en eau de mer, si ceux-ci avaient été traités une seule fois par l’hormone de croissance juste avant d’aborder les eaux salées. Ce procédé n’est pas véritablement passé dans la pratique, en raison de l’opposition de certains groupes activistes. L’hormone n’est pourtant utilisée qu’une seule fois, elle est aussi très instable, inactive par voie orale et inactive chez l’homme.

L’augmentation de la sécrétion lactée par la BST (bovine somatropine)

Dans les années 1950, on a montré que la BST stimule très notablement (10 à 20 p. 100) la production laitière des ruminants. Cette propriété n’a pas pu être exploitée avant que l’on dispose de l’hormone recombinante. De nombreuses études, menées depuis la fin des années 1980, ont montré que la composition du lait n’est que très peu altérée par cette pratique et de manière non gênante pour l’industrie laitière. La santé des animaux est par ailleurs considérée comme non fondamentalement perturbée. Le lait ainsi produit ne contient pas plus de BST que le lait témoin. Cette hormone n’est pas active par voie orale et elle est sans effet chez l’homme. En raison de sa capacité à augmenter la production laitière de façon rapide et réversible, la BST a été recommandée par le comité éthique européen, qui y voit un avantage par rapport à la sélection des races, procédé difficilement réversible.

Le recours à la BST n’a pas pour but d’augmenter en tant que telle la production laitière, qui serait excédentaire si elle n’était pas réglementée. Elle permet de réduire le coût de production du lait tout en permettant une meilleure utilisation de la ration alimentaire des vaches laitières. La sélection, qui est très coûteuse, a essentiellement les mêmes objectifs.

L’utilisation de la BST s’accompagne cependant de quelques effets indésirables mais dont l’importance apparaît toute relative. De nombreux animaux passent en effet ainsi du statut de moyennes laitières à celui de bonnes laitières. La fréquence des mammites s’en trouve augmentée, ce qui implique une utilisation plus importante des antibiotiques et une réduction de la qualité du lait devenu plus riche en globules blancs en raison de l’infection. Certains travaux suggèrent même que la BST pourrait faciliter la propagation de rétrovirus. Il est possible que cette pratique tende aussi à augmenter le stockage dans la viande de résidus chimiques qui ne sont pas des dérivés de l’hormone. Le traitement par la BST peut, par ailleurs, si l’on n’y prend garde, fausser le schéma de sélection des bovins laitiers. En effet, une distinction doit être soigneusement faite entre les animaux très bons producteurs de lait pour des raisons génétiques, donc héritables, et ceux qui bénéficient du traitement hormonal.

Un rapport récent, préparé par l’Union européenne en 1999, a réévalué l’importance des effets secondaires dus à l’utilisation de la BST. Celle-ci est responsable de boiteries, qui sont une source de souffrance pour les animaux. La fréquence des infections mammaires et des interférences avec la reproduction des animaux pourrait par ailleurs avoir été minimisée par les études initiales. Depuis le 1er janvier 2000, l’usage de la BST est interdit dans l’Union européenne.

Les traitements par intervention sur le système immunitaire

Pour éviter certains traitements hormonaux, on peut, en théorie au moins, recourir au système immunitaire. Il est ainsi possible d’induire chez les animaux la formation d’anticorps dirigés contre la somatostatine, une hormone dont la fonction est de s’opposer à la sécrétion de l’hormone de croissance. Ces animaux présentent alors un taux d’hormone de croissance endogène élevé et bénéficient de ses effets. Cette approche, bien que séduisante, ne s’est pas imposée dans les élevages en raison de son manque de reproductibilité d’un animal à l’autre.

Certains anticorps bien spécifiques, dirigés contre l’hormone de croissance ou son récepteur, miment l’action de l’hormone en activant son récepteur. Contrairement à l’hormone de croissance, les anticorps sont des protéines relativement stables. Cette méthode permet donc en principe de se passer de l’hormone. Elle a pour cette raison la préférence de principe (non justifiée scientifiquement) de certains groupements de consommateurs opposés à la mise en œuvre de traitements hormonaux.

La formation provoquée d’anticorps dirigés contre le tissu adipeux des animaux peut, dans certains cas, détruire spécifiquement les cellules où sont stockées les graisses. Ce procédé expérimental ne paraît pas encore exploitable.

Les porcelets mâles doivent être castrés pour éviter que la testostérone n’induise la synthèse de substances naturelles qui donnent un très mauvais goût à la viande. La castration mécanique est efficace mais peu souhaitable car traumatisante pour les animaux. Une immunocastration, qui conduit à la destruction majeure du testicule, peut être obtenue par des injections d’anticorps dirigés contre l’hormone lutéinisante (LH) ou par une auto-immunisation contre le récepteur de cette hormone. Ce procédé est très prometteur dans la mesure où il diminue la souffrance des porcelets et simplifie la tâche des éleveurs.

La leptine, découverte dans les années 1990, est une hormone sécrétée par le tissu adipeux et qui contrôle les dépenses énergétiques des animaux, leur appétit et les dépôts de graisses. Une immunomodulation de la sécrétion de cette hormone pourrait contribuer à contrôler l’utilisation de la ration alimentaire des animaux et à améliorer la qualité des carcasses.

Ces quelques exemples montrent les multiples possibilités qui sont désormais offertes aux éleveurs.

Le transfert de gène chez les animaux

Face aux difficultés rencontrées par l’injection répétée d’hormone de croissance, la transgenèse a été envisagée.

Chez le porc, après avoir introduit le gène d’hormone de croissance au stade embryonnaire, on obtient depuis la fin des années 1990 des lignées ayant les mêmes caractéristiques que les animaux traités par l’hormone. Ces lignées expriment le gène à des niveaux modérés qui n’ont pas les effets secondaires observés chez les premiers animaux obtenus dans les années 1980.

Plusieurs espèces de poissons (saumon, truite, poisson-chat, carpe, Tilapia...) abritent le gène de l’hormone de croissance exogène. Certains de ces animaux, qui ont une croissance accélérée, ont été mis sur le marché en 1999. C’est le cas par exemple à Cuba du Tilapia. Il reste toutefois à définir les conditions qui empêchent le transgène de se disséminer chez les animaux sauvages de la même espèce.

Des porcs exprimant le gène de l’IGF-1 (le principal médiateur de l’hormone de croissance) spécifiquement dans le muscle présentent un développement de cet organe augmenté d’environ 5 p. 100 sans aucun effet secondaire. Ces porcs expérimentaux, obtenus aux États-Unis dans la fin des années 1990, sont de bons candidats pour être exploités par les élevages industriels.

Des truies exprimant le gène de l’a-lactalbumine bovine dans leur lait ont été obtenues en 1999. Les porcelets issus de ces animaux ont une meilleure survie, due probablement au supplément protéique apporté par le lait. L’impact économique de cette opération paraît très significatif.

Le caractère "culard" des bovins, qui se caractérise par un hyperdéveloppement des muscles squelettiques, est dû à une mutation du gène de la myostatine. Une modification de ce gène, ou de son expression, est susceptible de provoquer l’expression de ce caractère chez d’autres races bovines, voire chez d’autres espèces.

L’introduction du gène IGF-1 spécifiquement dans les cellules des follicules pileux des moutons augmente la croissance de la laine. Une étude de grande ampleur, menée en Australie, vise à améliorer la qualité de la laine. L’opération consiste à introduire chez les moutons des gènes mutés codant pour les différentes protéines qui composent la laine.

Les gènes bactériens du métabolisme du glyoxylate pourraient, chez les ruminants, augmenter la formation de glucose à partir de l’acétate provenant du rumen. Le métabolisme de ces animaux pourrait de cette manière être modifié, ce qui leur permettrait de mieux utiliser leur ration alimentaire.

Les gènes Glut 1 et 4, responsables de la captation du glucose circulant par les cellules, pourraient contribuer à développer préférentiellement les tissus (comme le muscle) qui les expriment.

Les enzymes ajoutés à la ration alimentaire pourraient être produits par les animaux eux-mêmes ayant reçu ces gènes. De tels animaux transgéniques pourraient très significativement améliorer l’utilisation des substances naturelles comme la cellulose, l’amidon, etc., qui composent leurs aliments.

Les possibilités dans ces domaines sont considérables et elles n’ont encore été que très peu abordées. Les améliorations récentes des techniques de transgenèse permettent d’intensifier les recherches. Toutefois, la transgenèse chez les animaux d’élevage restera moins aisément exploitable que chez les plantes.

2. La lutte contre les maladies

Dans les productions agronomiques, les pertes dues aux maladies tant chez les animaux que chez les végétaux sont considérables puisqu’elles concernent 10 à 50 p. 100 des individus selon les espèces. Ce phénomène est inhérent à la nature des organismes vivants. Les conditions actuelles de culture et d’élevage ne font que renforcer la gravité du problème. Diverses approches sont mises en œuvre pour réduire les méfaits des maladies.

L’éradication des animaux malades

Traditionnellement, les éleveurs éliminent dès que possible les animaux atteints de maladie. C’est la stratégie qui est employée pour les vaches folles dans la mesure où aucun traitement curatif n’est possible. Le choix des animaux à éradiquer est essentiel. Il est en effet important d’éliminer rapidement tous les animaux porteurs des agents pathogènes et, si possible, seulement ceux-là. La présence d’anticorps dirigés contre l’organisme pathogène signifie que l’animal est contaminé. Tous les animaux séropositifs peuvent être ainsi éliminés si cela s’avère pertinent. La technique d’amplification du gène (PCR pour Polymerase Chain Reaction) permet, à partir de petits échantillons de sang, de détecter avec fiabilité et précision la présence du génome de l’agent pathogène. Un animal infecté peut ainsi être identifié très tôt et éliminé.

Dans une population, quelques individus peuvent être spontanément résistants à une maladie et ne pas être contagieux. Cette résistance est souvent héréditaire. Dans le meilleur des cas, le caractère de résistance est monogénique et dominant. Les animaux peuvent alors être sélectionnés et multipliés sans même que le gène responsable de cette résistance ait été identifié.

L’utilisation d’agents assurant une protection immunitaire

Un animal infecté peut être transitoirement traité par des anticorps qui peuvent être soit injectés, soit ajoutés à la ration alimentaire si l’infection touche les voies digestives. Ces anticorps peuvent être extraits du sang d’autres animaux immunisés, être contenus dans le jaune d’œufs de poules immunisées, ou produits par transgenèse dans le lait d’animaux ou les feuilles de plantes. Ces traitements, s’ils se généralisaient, pourraient réduire notablement l’utilisation d’antibiotiques destinés à neutraliser les agents pathogènes.

Les b-glucanes (présents en abondance entre autres dans l’orge) peuvent être donnés oralement aux animaux pour stimuler leur système immunitaire de défense. Un facteur de croissance, l’EGF (Epidermal Growth Factor), a de même la capacité de réduire les effets immunosuppresseurs de la somatostatine intestinale.

L’administration transitoire d’interféron (ou d’autres cytokines) peut aider les animaux à lutter contre une infection virale.

La vaccination

La vaccination consiste à stimuler le système de défense de l’hôte pour qu’il neutralise spécifiquement l’agent pathogène à l’origine de la réaction immunitaire. Chez les mammifères, les mécanismes de défense sont particulièrement complexes. Ils font intervenir l’action d’anticorps qui sont spécifiquement synthétisés et dirigés contre les molécules étrangères, des cellules lymphocytaires tueuses et le système du complément.

En pratique, il est possible d’induire les mécanismes de défense en administrant aux animaux la totalité ou des parties seulement de l’agent pathogène. Les premières tentatives de vaccination effectuées par Jenner et Pasteur ont consisté à administrer des bactéries ou des virus dont les effets pathogènes étaient atténués à la suite de mutations spontanées. Une inactivation a ensuite été pratiquée de manière raisonnée en sélectionnant systématiquement les agents pathogènes spontanément atténués. Il est également possible de tuer une bactérie ou un virus pathogène par des agents chimiques comme le formol tout en lui conservant un pouvoir vaccinant. Ces approches traditionnelles et qui ont fait leurs preuves ne sonttoutefois pas toujours couronnées de succès.

Le génie génétique permet d’aborder ces problèmes avec des moyens beaucoup plus variés et puissants. Dans certains cas, il est possible d’atténuer très précisément les effets néfastes de bactéries ou de virus en retirant de leur génome certains gènes indispensables à leur propagation ou à leur pathogénicité. Le vaccin contre la myxomatose, mis au point dans les années 1990, repose sur ce principe.

Des antigènes recombinants peuvent être synthétisés en masse en utilisant des bactéries, des levures, des cellules animales recombinées ou des animaux ou des plantes transgéniques. Les protéines bactériennes ou virales ainsi obtenues sont en général administrées par injection. Dans certains cas, elles peuvent être absorbées oralement à l’état purifié, sous forme de lait ou de végétaux. Un vaccin recombinant purifié a ainsi été mis au point à la fin des années 1990 pour lutter contre la septicémie hémorragique du lapin.

Au lieu de se servir d’une protéine pour induire la réponse immunitaire, il est en principe possible d’utiliser le gène codant pour cette protéine. L’expression de ce gène conduit alors à la synthèse de la protéine puis à la vaccination. Pour que cette voie puisse être exploitable en pratique, il faut que le gène pénètre dans les cellules de l’animal. Ce but peut être atteint de deux manières:

– Le gène peut être inséré dans un virus modifié, totalement incapable de se propager mais qui peut encore infecter une fois les cellules animales. Un vecteur viral, le virus canaripox, est particulièrement prometteur puisqu’il ne se propage que dans les cellules de canaris tout en restant capable d’infecter les cellules de mammifères. Le virus de la myxomatose, atténué et utilisé aujourd’hui comme vaccin, peut lui-même devenir un vecteur pour la vaccination moyennant insertion des gènes qui codent pour des protéines vaccinantes provenant d’autres agents pathogènes.

– Le gène peut être introduit dans un fragment d’ADN pur. Une étude effectuée au début des années 1990 a en effet montré que cette forme d’ADN était capable de pénétrer, dans certaines conditions, dans les cellules du muscle ou de la peau après injection directe ou projection sous haute pression. Les gènes contenus dans ce fragment d’ADN peuvent alors s’exprimer et conduire à une vaccination très efficace.

La "vaccination" génétique

La transgenèse permet d’obtenir des lignées d’animaux devenus génétiquement résistants à certaines maladies. La protection ne fait pas intervenir, au sens strict, un processus vaccinal puisque le système immunitaire de l’hôte n’est pas sollicité. Le gène protecteur doit alors d’une manière ou d’une autre neutraliser une bactérie, un virus ou un parasite pathogène.

Les gènes susceptibles d’apporter un effet protecteur peuvent être:

– Des gènes naturels d’animaux spontanément résistants. En pratique, les effets de tels gènes de résistance ont été décrits, mais très peu ont encore été identifiés. Cette approche permet en principe de transférer les gènes de résistance isolés aux animaux de races voire d’espèces différentes.

– Des gènes pouvant coder pour des protéines capables d’inhiber les agents pathogènes. C’est le cas des chitinases, capables de digérer la paroi de certains parasites, et des bactériocines, petites protéines pouvant détruire spécifiquement des bactéries pathogènes indésirables.

– Des gènes appartenant au génome de l’agent pathogène. La surexpression de ces gènes peut perturber les mécanismes d’infection ou de replication du virus à l’intérieur des cellules infectées.

– Des gènes conçus expérimentalement. Ils peuvent ainsi diriger la synthèse d’ARN antisens qui s’associent d’une manière ou d’une autre avec l’ADN ou l’ARN viral et perturbent la replication du virus.

Peu de projets de ce type ont encore été menés à bien dans le monde animal, mais les succès remportés avec les plantes laissent penser que la vaccination génétique va aussi devenir une réalité pour les animaux. La lutte contre les maladies repose donc de plus en plus sur des techniques sophistiquées du génie génétique. Dans le même temps, la redéfinition de conditions d’élevage moins intensif vise à atténuer la fréquence des maladies dans les troupeaux.

3. La maîtrise des techniques de reproduction

La maîtrise de la reproduction est essentielle pour multiplier les animaux en grand nombre et pour procéder à la sélection des individus les plus performants. Pendant des siècles, elle s’est cantonnée à mettre en présence des mâles et des femelles pour qu’ils s’accouplent. La compréhension des mécanismes biologiques de la reproduction a permis d’intervenir de manière raisonnée et plus efficace.

L’insémination artificielle

L’insémination artificielle a été pratiquée à très petite échelle dès le début du XXe siècle. Cette technique a pris son essor dans les années 1950, lorsque l’ensemble des opérations a pu être suffisamment maîtrisé: collecte du sperme, dilution, conservation à courte durée et conservation par congélation dans l’azote liquide. Tout d’abord pratiquée essentiellement chez les bovins laitiers afin d’accélérer le progrès génétique, elle est maintenant étendue aux autres ruminants, aux lapins, aux volailles et aux porcs. Selon les espèces, le sperme frais ou congelé peut être utilisé. Cette technique, bien que relativement ancienne, est sans cesse améliorée et constitue un enjeu important dans les élevages.

La synchronisation des chaleurs et des mises bas

L’arrêt des cycles ovariens par la progestérone permet d’induire une reprise synchrone de ceux-ci chez tous les animaux d’un même élevage en arrêtant le traitement par l’hormone. Ce contrôle permet de grouper les accouplements et les inséminations ainsi que les mises bas, qui peuvent, par ailleurs, être induites par des injections de glucocorticoïdes et de prostaglandines. Ces pratiques réduisent les pertes car elles mobilisent les éleveurs pendant des périodes courtes. Elles les libèrent également, à période fixe, des contraintes de l’élevage.

La photopériode est un des éléments qui contrôlent les périodes de reproduction chez beaucoup d’espèces animales. Il est possible d’obtenir des gestations à contre-saison et ainsi d’augmenter le nombre d’animaux produits annuellement (les agneaux par exemple) en soumettant les reproducteurs à des cycles lumineux artificiels ou à des traitements par la mélatonine, médiateur chimique essentiel des variations annuelles du cycle lumineux.

L’obtention d’embryons in vitro

L’ovulation induite par l’injection d’hormones gonadotropes (superovulation) suivie de la fécondation in vivo, de la collecte des embryons, de leur conservation à l’état congelé et de leur transfert dans des femelles adoptives est une pratique courante chez les bovins depuis les années 1970.

Chez ces animaux, il est aussi possible d’obtenir couramment et entièrement in vitro des embryons au stade blastocyste. Pour cela, des ovocytes sont collectés à partir d’ovaires provenant des abattoirs ou prélevés sur des vaches en cycle ou gestantes (plusieurs collectes pouvant être réalisées chaque semaine sur une même femelle). La maturation de ces ovocytes (l’équivalent de l’ovulation in vivo) est achevée in vitro en présence d’hormones sexuelles. L’embryon issu de la fécondation in vitro peut ensuite être cultivé jusqu’au stade blastocyste avec un bon rendement.

Des embryons peuvent également être obtenus à partir d’ovaires d’animaux non matures sexuellement, ce qui permet d’évaluer les caractéristiques génétiques de l’animal avant même qu’il ait pu se reproduire normalement.

Des expériences réalisées à la fin des années 1990 ont montré que des spermatozoïdes lyophilisés conservés à 4 0C peuvent encore donner naissance à des animaux. Les spermatozoïdes réhydratés sont en fait morts; ils ne peuvent donc féconder que par la technique d’ICSI (Intracytoplasmic Sperm Injection), qui consiste à les injecter dans le cytoplasme des ovocytes.

Cet ensemble de techniques est indispensable pour améliorer directement l’efficacité des élevages, pour le sexage et les diagnostics génétiques, mais aussi pour réaliser la transgenèse et le clonage des animaux. Ces méthodes sont appliquées aux autres ruminants d’élevage (mouton et chèvre) et, depuis 1998, au porc. Les embryons obtenus entièrement in vitro restent toutefois de moins bonne qualité que ceux qui résultent du processus de fécondation in vivo.

La manipulation globale des génomes

Les méthodes qui consistent à perturber le nombre de chromosomes des animaux ne peuvent être appliquées qu’aux invertébrés ou aux vertébrés inférieurs car, chez les mammifères, elles se traduisent le plus souvent par des dérèglements biologiques profonds.

Un choc thermique ou hyperbar appliqué à des embryons de poissons ou de coquillages et associé à un traitement biochimique dérègle la première division. Les embryons se retrouvent alors avec quatre jeux de chromosomes au lieu de deux. Les animaux se développent normalement mais sont stériles. Cela permet d’éviter aux poissons d’arrêter périodiquement leur croissance pour fabriquer des gamètes et aux huîtres d’être laiteuses pendant la période estivale. Cette technique permet également de peupler des étangs avec des poissons stériles et d’éviter ainsi une surpopulation qui freine leur croissance.

Le traitement des jeunes salmonidés par des androgènes les rend tous biologiquement mâles (androgenèse) alors qu’ils sont génétiquement mâles ou femelles. De même, un traitement par les œstrogènes les rend presque tous biologiquement femelles (gynogenèse). Ces animaux sont normalement féconds. Leur croisement et l’autoreproduction de quelques animaux hermaphrodites obtenus lors de la gynogenèse permettent une accélération importante du progrès génétique.

La reproduction des animaux par clonage

La reproduction des organismes vivants à l’identique, par clonage, est caractéristique des micro-organismes et de plusieurs plantes qui bouturent spontanément. Avec certaines plantes, on est capable d’obtenir spontanément des embryons en partant de cellules totalement différenciées et en les cultivant dans des milieux appropriés. Cette technique est une pratique industrielle courante. Rien de tel n’est possible chez les animaux. Pour reproduire des animaux par clonage, le noyau de cellules embryonnaires fraîches est artificiellement introduit en faisant fusionner la cellule apportant le noyau et l’ovocyte préalablement énucléé. Cette technique a, pour l’essentiel, été mise au point chez les batraciens à la fin des années 1950. Depuis 1996, année de la naissance de la brebis Dolly, premier mammifère cloné, il est possible d’obtenir des moutons, des vaches, des chèvres, des porcs et des souris à partir non seulement de cellules embryonnaires, mais aussi à partir de cellules fœtales et adultes. Ce succès n’est dû, semble-t-il, à aucun progrès technique véritable mais plutôt à une levée d’inhibition collective des chercheurs. Les échecs répétés obtenus dans ce domaine avaient en effet laissé croire que le clonage à partir de cellules somatiques différenciées était impossible chez les animaux les plus évolués. Une expérimentation intense, soutenue par des projets industriels, a permis de débloquer la situation sans que l’on en comprenne véritablement les raisons techniques.

Cet ensemble de techniques est encore mal maîtrisé. Il est important de noter que des souris clonées ont été obtenues par micro-injection directe de noyaux isolés dans des ovocytes énucléés. Une proportion importante d’animaux obtenus par clonage présentent des anomalies de développement. Dans son état actuel, la technique de clonage permet d’obtenir plus aisément des animaux transgéniques, les gènes pouvant être ajoutés in vitro dans des cellules fœtales qui sont utilisées ensuite pour engendrer des animaux clonés transgéniques. Elle reste inutilisable pour obtenir une amélioration génétique significative.

Une fois maîtrisé, le clonage devrait permettre d’obtenir de petits groupes d’animaux génétiquement identiques et qui présentent des caractéristiques physiologiques intéressantes pour l’élevage. Les gènes de ces animaux pourraient alors être rapidement diffusés par la reproduction sexuée classique dans de petits troupeaux pour tenter d’évaluer les effets du gène supposé intéressant. Dans l’affirmative, les sélectionneurs pourraient procéder, avec un degré de certitude élevé, à une sélection par les méthodes classiques.

Le clonage pourrait aussi être utilisé pour reproduire en relativement grand nombre les animaux d’élite, tout en évitant les problèmes de consanguinité. En attendant, le clonage pourrait déjà être mis en œuvre chez les ruminants, le lapin et le porc pour multiplier en nombre limité des animaux précieux comme des individus appartenant à des races en voie d’extinction ou des animaux transgéniques.

4. La sélection des animaux

La sélection des animaux, aussi vieille que l’élevage, s’est pratiquée pendant des siècles de manière totalement empirique en permettant aux animaux les plus performants de se reproduire préférentiellement.

La découverte des lois de l’évolution des espèces puis de l’héritabilité des caractères génétiques a permis de définir des schémas de sélection très efficaces. Les performances des animaux d’élevage comme la diversité des animaux de compagnie ne cessent ainsi d’augmenter. La sélection repose sur quelques principes simples. À chaque cycle de reproduction, quelques gènes sont spontanément mutés à la suite d’erreurs de replication de l’ADN ou de l’action d’agents mutagènes extérieurs. La plupart de ces modifications génétiques ne sont pas révélées, faute d’une pression de sélection. Des vaches laissées à l’état sauvage en Normandie auraient de bonnes chances de se retrouver presque identiques après plusieurs siècles. En revanche, au Brésil, des vaches importées puis retournées à l’état sauvage ont été profondément modifiées en s’acclimatant à un climat semi-désertique en trois siècles seulement.

La sélection est basée sur la mesure des paramètres biologiques intéressants (croissance, prolificité, production laitière, adaptation au milieu, etc.). Elle peut être rapide et efficace si le caractère dépend essentiellement d’un seul gène (QTL: Quantitative Trait Loci) ou, au contraire, particulièrement complexe si le caractère est lié à plusieurs gènes qui sont dispersés sur plusieurs chromosomes. Leur ségrégation lors de la reproduction sexuée crée à chaque génération des combinaisons de gènes complexes dont les effets sont parfois masqués ou opposés.

Les techniques du génie génétique permettent, en principe, de réaliser le séquençage intégral de l’ADN d’un organisme. En raison de son coût, le séquençage n’est pas envisagé pour les animaux domestiques. Le génome des organismes supérieurs contient en grand nombre des séquences répétées de petites tailles, appelées mini et microsatellites, qui ne semblent pas avoir de fonction particulière. Elles sont en tout cas peu conservées d’une génération à l’autre. Elles sont donc héritables et polymorphes. C’est le cas notamment des microsatellites qui sont par exemple formés de séquences G-T (guanine et thymine) répétées 10 à 20 fois de suite. La position de plusieurs centaines ou milliers de microsatellites a été établie ainsi que les séquences qui encadrent chaque microsatellite. Cette opération consiste à établir la cartographie des génomes. Par la technique d’amplification de gène (PCR), utilisant des amorces prises dans les régions proches des microsatellites, suivie d’une électrophorèse, permettant de visualiser le matériel amplifié, il est possible de connaître la longueur de chaque microsatellite pour chaque individu. Cette méthode permet d’établir la filiation entre deux individus, à condition de comparer un nombre suffisant de microsatellites. Il est également possible de corréler, au sein d’une même famille, la longueur d’un certain nombre de microsatellites et tel ou tel caractère génétique. Cette corrélation signifie qu’un gène essentiel, responsable du caractère génétique en question, est situé au voisinage des microsatellites observés. La sélection peut dès lors se faire en examinant non plus les caractères physiologiques chez les animaux adultes mais plus simplement les microsatellites à n’importe quel moment de la vie de l’animal, y compris chez les embryons. Ce mode de sélection est plus rapide et plus précis. De proche en proche, il devient possible de localiser le gène en question de manière plus précise puis de l’identifier complètement. La sélection peut alors se faire sur la mutation du gène responsable du caractère génétique d’intérêt. Ce gène isolé peut même, en principe, ultérieurement être transféré à d’autres individus par transgenèse pour leur conférer le caractère génétique souhaité.

De vastes programmes sont en cours pour achever la cartographie des génomes intéressants et entreprendre des sélections basées sur les marqueurs génétiques. La sélection des animaux ayant une reproduction lente (les ruminants) se fait, pour une bonne part, via des coopératives d’éleveurs, qui profitent directement du progrès génétique en le réalisant. Ils sont conseillés en partie par des laboratoires de recherche publics qui définissent le schéma de sélection. La sélection des animaux qui ont des cycles de reproduction plus courts (porc, lapin, volaille...) est effectuée surtout par des entreprises privées qui commencent à utiliser la sélection par marqueurs génétiques.

5. Amélioration génétique par transgenèse

La transgenèse dans sa version la plus simple consiste à introduire, dans un organisme vivant, un fragment d’ADN qui lui est étranger. L’obtention d’organismes génétiquement modifiés (O.G.M.) est l’aboutissement logique de l’isolement des gènes et de la construction expérimentale de nouveaux gènes. La transgenèse comprend deux types distincts d’opération: l’addition d’un gène étranger à un génome et le remplacement d’un gène de l’organisme par un gène étranger (qui consiste le plus souvent à inactiver un gène de l’organisme). Dans les deux cas, les modifications génétiques sont transmissibles à la descendance.

La transgenèse constitue donc un outil irremplaçable pour étudier le rôle des gènes dans un organisme et les mécanismes moléculaires qui contrôlent leur expression. Dans le domaine agronomique et médical, la transgenèse conduit à l’obtention de modèles qui permettent d’étudier, avec une précision sans précédent, telle ou telle fonction biologique importante chez les animaux d’élevage ou telle maladie humaine.

La transgenèse est aussi un moyen radicalement nouveau de créer des mutations dans les organismes. Les gènes introduits peuvent provenir de n’importe quelle espèce. La transgenèse permet donc de franchir la barrière d’espèce. Elle apporte surtout une information génétique nouvelle que les processus naturels d’évolution n’ont que très peu de chance de réaliser rapidement. Les gènes introduits sont par ailleurs connus ainsi que leurs effets, jusqu’à un certain point au moins. La sélection par transgenèse est donc de ce point de vue moins aléatoire et comporte moins de biorisques que la sélection conventionnelle basée sur le repérage de mutations spontanées et inconnues. La transgenèse ne perturbe que relativement peu les génomes hôtes puisqu’elle consiste à insérer un gène actif ou à substituer à une région précise du génome un gène étranger. La sélection naturelle implique inévitablement que des parties entières de chromosomes soient cosélectionnées avec le gène d’intérêt. L’addition pure et simple d’un gène au cours de la transgenèse se fait toutefois au hasard; le gène étranger peut donc parfois perturber, voire inactiver, un gène endogène. Les effets de l’addition d’une information génétique supplémentaire ne peuvent pas tous être prévus, pas plus que ceux résultant de l’inactivation d’un gène endogène. La plupart des gènes ont en effet de multiples interactions avec une partie importante des 100 000 gènes que comporte un mammifère. L’addition ou la soustraction d’un gène revient en fait, dans la plupart des cas, à interférer avec le réseau d’informations que constituent une cellule et un organisme entier. Un O.G.M., comme un mutant naturel, est donc un être vivant en partie inconnu qu’il convient d’observer soigneusement avant de l’exploiter massivement.

La transgenèse animale est une opération laborieuse et les applications, notamment agronomiques, dépendent de manière décisive de la maîtrise de ces techniques. Les premiers animaux transgéniques, des souris, ont été obtenus en 1980 Les premières souris qui exprimaient un gène étranger, le gène de l’hormone de croissance, accompagné d’un effet phénotypique – une nette augmentation de la taille des animaux – ont été obtenus en 1982. Les premiers moutons, porcs et lapins transgéniques ont été obtenus en 1985 et les premières vaches en 1991.

Chez les mammifères, l’addition de gène se fait essentiellement par micro-injection dans l’un des deux pronoyaux des embryons au stade une cellule. Chez les vertébrés inférieurs et les invertébrés, la micro-injection ne peut être réalisée en général que dans le cytoplasme des embryons, les noyaux n’étant pas assez visibles. Ces opérations conduisent à l’obtention de 1 à 3 souris transgéniques pour 100 embryons manipulés. Ce taux de réussite diminue de plus en plus lorsqu’on s’adresse au rat, au lapin, au porc puis aux ruminants. Pour rester dans des limites de coûts raisonnables, il a été nécessaire chez la vache, animal naturellement peu prolifique et au cycle de reproduction long, de préparer les embryons par maturation des ovocytes et fécondation in vitro, de cultiver les embryons (après micro-injection du gène supplémentaire) jusqu’au stade blastocyste puis de tenter de trier ceux qui portent le gène étranger avant de procéder à leur transfert dans des femelles adoptives. Ces techniques peuvent être étendues en principe aux autres animaux de grande taille. La technique de clonage des embryons va probablement rendre rapidement cette approche obsolète dans la mesure où les gènes étrangers peuvent être ajoutés aux cellules en culture qui servent ensuite à régénérer des embryons.

Le remplacement de gène implique un processus naturel de recombinaison homologue. Pour que ce phénomène soit exploitable, il faut en pratique présenter à la cellule un fragment d’ADN qui comporte des parties strictement homologues à la région du génome ciblée. Ces dernières bordent la région mutée. Le fragment d’ADN ajouté prend exactement la place de la région correspondante du génome et remplace ainsi l’ADN de l’hôte. Cette opération est essentiellement utilisée pour inactiver très spécifiquement un gène et étudier les effets biologiques qui en résultent. Elle peut en principe tout aussi bien permettre de ne remplacer qu’une seule base et donc de procéder à une mutation ponctuelle parfaitement ciblée au milieu des trois milliards de bases que contient l’ADN d’un mammifère. Cette même opération peut également conduire à remplacer un gène actif par un autre gène actif, ayant ou non un rapport avec le gène d’origine.

Le processus de recombinaison homologue se produit chez les animaux dans un cas sur 1 000. Les autres recombinaisons, dites hétérologues, correspondent à une simple addition de gène. Un système permet de sélectionner les cellules dans lesquelles la recombinaison homologue a eu lieu. Il reste ensuite à régénérer un organisme entier à partir de ces cellules modifiées génétiquement. Jusqu’en 1997, la seule possibilité consistait à réaliser le remplacement d’un gène dans des cellules embryonnaires souches (ES) et à introduire celles-ci dans des embryons précoces pour engendrer des chimères dont certaines cellules donnent les cellules germinales portant la mutation. Cette opération délicate n’est possible que chez la souris, des cellules ES réellement exploitables n’ayant pas encore pu être obtenues chez les autres espèces.

L’extension de la technique du clonage permet désormais d’obtenir des animaux à partir de cellules embryonnaires ou adultes cultivées. Les gènes étrangers peuvent désormais être ajoutés aux cellules pendant la culture par les méthodes classiques de transfection (entrée forcée d’ADN par un procédé physico-chimique), avant de procéder au clonage à partir de ces cellules devenues génétiquement modifiées. Cette méthode permet de se dispenser de la technique laborieuse de micro-injection de gène. Il est possible de procéder de la même manière pour remplacer un gène. La transgenèse chez les animaux domestiques est ainsi devenue nettement plus abordable.

Les applications de la transgenèse animale sont multiples. L’étude fondamentale des phénomènes biologiques repose fréquemment sur l’utilisation de cet outil. La transgenèse permet d’étudier avec plus de précision des maladies humaines complexes, de préparer des protéines médicaments dans le lait de lapine, de truie, de chèvre, de brebis et de vache. Des programmes de recherche ont aussi été mis en œuvre pour obtenir des animaux (porc notamment) dont les organes seraient compatibles avec le système immunitaire humain, ce qui permettrait de les utiliser pour les transplantations (xénogreffes). Le domaine agronomique n’a encore qu’indirectement bénéficié de la transgenèse. Contrairement aux plantes, aucun animal transgénique n’est encore commercialisé du fait des difficultés techniques qu’il reste encore à résoudre. L’obtention de troupeaux d’animaux transgéniques, même en faisant intervenir le clonage, restera, pour les bovins surtout, très lente en comparaison avec ce qui se passe chez les plantes.

L’élevage des animaux transgéniques pose quelques problèmes de biosécurité mais de moindre importance que chez les végétaux. En effet, la plupart des animaux d’élevage n’échangent pas leurs gènes avec des espèces sauvages. Seuls certains animaux marins et aériens, les insectes notamment, posent de réels problèmes qui ne sont pas toujours insolubles. Il est en effet envisageable de rendre stériles les animaux transgéniques dont on veut contrôler la dissémination. Des études entreprises depuis 1995 visent ainsi à obtenir par transgenèse des lignées de salmonidés incapables de se reproduire sans injection d’hormones gonadotropes. Les transgènes, comme celui de l’hormone de croissance, n’ont, dans ces conditions, aucune chance de se propager.

La consommation d’animaux transgéniques ne devrait pas poser de problèmes très spécifiques. Les réglementations déjà appliquées pour les aliments nouveaux devraient suffire. Un étiquetage approprié doit permettre un suivi en cas de problème et laisser au consommateur la possibilité d’acheter les produits de son choix. Les problèmes seront en grande partie résolus par les mesures prises pour les plantes transgéniques.

La mise en œuvre des biotechnologies, et en particulier la transgenèse animale, pose des problèmes éthiques pour lesquels il n’est pas aisé de trouver des solutions car les hommes entretiennent avec les animaux des relations particulières. Les perturbations, voire les souffrances parfois causées aux animaux par la transgenèse, sont jugées acceptables, dans certaines limites toutefois, tant qu’il s’agit d’animaux expérimentaux. Il est impossible, en effet, de prévoir tous les effets engendrés par des situations nouvelles et en partie inconnues. Les buts visés sont par ailleurs dans ce cas non directement lucratifs. Le nombre d’animaux impliqués est par définition limité. La situation est totalement différente lorsqu’il s’agit d’animaux d’élevage. Ceux-ci ont en effet des propriétés biologiques connues, ils sont produits en grand nombre et dans un but lucratif. Aucun méfait de la transgenèse ne devrait donc être accepté pour les animaux d’élevage. Il est important de noter que les problèmes de bien-être animal n’ont en rien été créés par les biotechnologies. Certaines pratiques actuelles apparaissent insupportables, telles que la destruction systématique et brutale des poussins qui ne sont pas du sexe le plus favorable à la croissance ou encore l’abattage de veaux nouveau-nés dont la viande n’est pas consommée et dont la naissance n’a été programmée que pour permettre à leur mère d’avoir une production laitière maximale.

Ces problèmes éthiques sont de plus en plus pris en considération par des comités locaux qui examinent les protocoles expérimentaux, par le Comité d’éthique de l’Union européenne ainsi que par le Comité d’éthique de l’U.N.E.S.C.O.

6. Perspectives

Des progrès décisifs ont été effectués depuis les années 1980 pour mieux comprendre les mécanismes qui régissent les organismes vivants, notamment dans le domaine de la génétique moléculaire. Ces acquis constituent une véritable aventure pour l’espèce humaine. De multiples applications commencent à émerger massivement de cette nouvelle maîtrise conceptuelle et technique. L’exploitation de ces découvertes, notamment dans le domaine agronomique, ne dépend pas que des progrès techniques. Les communautés humaines veulent de plus en plus choisir les applications qui leur sont véritablement utiles. L’idée que l’homme doit à tout prix dominer la nature n’est plus aussi généralement acceptée. Beaucoup souhaitent désormais plutôt vivre en bonne harmonie avec elle. C’est sans doute ce qui explique, en partie, l’engouement actuel pour l’agriculture traditionnelle. L’agriculture durable, qui vise à respecter les équilibres environnementaux tout en étant productive, est souhaitée par une majorité de citoyens. Elle n’implique nullement un retour inévitable vers le passé mais suppose, en revanche, une exploitation raisonnée de toutes les techniques utiles, qu’elles soient traditionnelles ou basées sur les plus récentes découvertes de la biologie.

Les biotechnologies sont nées en même temps que cette mutation sociologique. Cela peut contribuer très significativement à limiter les exploitations excessives du vivant.

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LAIT

Nourriture exclusive du nouveau-né, produit physiologique, le lait constitue l’aliment type. Tout un symbolisme lui est attaché: il est synonyme de nourriture terrestre comme de nourriture spirituelle.

Récolté systématiquement, le lait animal devint rapidement une production agricole majeure (peuples pasteurs). Lait de chèvre, de brebis, de bufflesse, de chamelle, de yack, de lama, de renne ou d’ânesse, tous les peuples éleveurs produisaient et consommaient du lait.

Le lait était malheureusement de production saisonnière et de conservation précaire. L’homme s’efforça de le transformer en aliments agréables et conservables. Ainsi naquirent fromages et beurres, fruits de la simple observation et de l’application ménagée de phénomènes spontanés (caillage, montée de la crème).

Mais on notait déjà que certaines maladies, communes à l’homme et aux animaux, pouvaient être véhiculées par le lait et les produits laitiers.

À la fin du XIXe siècle, les travaux de N. Appert et ceux de Pasteur apportèrent, en Europe, une solution directe à ces inconvénients. Le traitement thermique permettait une plus longue conservation du lait tout en assurant la destruction des germes pathogènes.

De nos jours, la production progresse en quantité et en qualité. La consommation de lait en nature se stabilise dans les pays à haut pouvoir d’achat.

La production mondiale après avoir été en augmentation dans les années quatre-vingt est en légère diminution: en 1992, elle était évaluée à 457,6 millions de tonnes de lait de vache, lequel représentait 88 p. 100 du lait produit. La production des dérivés augmente aussi régulièrement. La consommation de lait par habitant dépend des habitudes et du contexte socio-économique. En Europe occidentale, elle est de l’ordre de 325 litres d’équivalent lait par habitant et par an, sauf dans les régions méditerranéennes où elle est sensiblement plus basse (par exemple en Italie, 207 litres par habitant).

De nouvelles présentations, fruits d’une technologie très active, assurent des débouchés étendus pour des produits laitiers de longue conservation et de haute qualité nutritive et hygiénique (fromages, yaourts aromatisés ou fruités, laits gélifiés ou emprésurés aromatisés, crèmes glacées, etc.), de plus en plus appréciés.

Plusieurs applications industrielles ont connu un succès temporaire (galalithe), mais ont été supplantées par des produits de synthèse; d’autres sous-produits occupent aujourd’hui des marchés restreints.

Le lait et les produits laitiers demeurent une source alimentaire capitale. Cependant, il est possible qu’ils soient concurrencés par des "laits" artificiels d’origine végétale (lait de soja).

1. Le lait, produit de sécrétion

Le lait est sécrété par les glandes mammaires des femelles de Mammifères. Il est convenu de réserver le mot "lait", sans spécification, à la sécrétion lactée de la vache. Dans tous les autres cas, on le fait suivre de la désignation de l’espèce: lait humain, lait de brebis, lait de chèvre, etc.

Sécrétion

La mamelle est une glande richement vascularisée et innervée, dont le développement et le fonctionnement sont placés sous contrôle neuro-hormonal .

Lors de la maturation sexuelle, diverses hormones (folliculine ovarienne, progestérone du corps jaune, hormone mammogène hypophysaire) déterminent la croissance mammaire. La folliculine (et elle seule, dans certaines espèces), associée à la progestérone dans la plupart des espèces, la portent à maturité sécrétoire lors de la gestation. Lors de la parturition, la folliculine placentaire disparaît avec l’expulsion du placenta: la prolactine hypophysaire, qu’elle inhibait, déclenche alors la sécrétion. Le lait s’accumule dans les sinus galactophores, vastes réceptacles et réservoirs qui débouchent dans le trayon (mamelon chez la femme). Toute succion, tout attouchement du trayon détermine, par voie nerveuse, la libération d’ocytocine hypophysaire qui provoque l’excrétion. Cette action est de très courte durée (de 5 à 15 min). Le tarissement est progressif, par diminution du taux de la folliculine et de la progestérone ou par arrêt des stimuli du trayon.

Le lait est élaboré par les cellules glandulaires acineuses qui puisent les principaux constituants dans le sang et la lymphe. Schématiquement, deux mécanismes interviennent: filtration sélective (excrétion) de l’eau, des sels, des albumines et globulines; synthèse (sécrétion) du lactose, de la caséine, des matières grasses, de l’acide citrique. Le lait est donc composé de deux types d’éléments. Les premiers sont communs au sang et au lait: seules les proportions diffèrent. Les seconds sont propres au lait: synthétisés par la cellule mammaire, ils sont libérés par "éclatement" ou décapitation de celle-ci. La sécrétion lactée est holomérocrine. Le lait, malgré la synthèse de ses principaux constituants, est isotonique avec le sang.

Caractères physiques

Blanc mat ou opalescent, le lait a une odeur très faible, une saveur douceâtre, faiblement sucrée. Les laits de femme, de jument, d’ânesse, albumineux, sont plus visqueux que ceux des autres espèces. La densité du lait de vache varie de 1,028 à 1,034 (densité moyenne, 1,032). Il bout entre 100,15 0C et 100,17 0C et se congèle vers _ 0,555 0C.

C’est un liquide de réaction légèrement acide chez la vache (pH 6,6 à 6,8), légèrement basique chez la femme (pH 7 à 7,5). L’acidité augmente avec le temps, par dégradation du lactose en acide lactique; on peut apprécier le degré de conservation d’un lait par la mesure de son acidité lactique, que l’on exprime le plus souvent en degrés Dornic (un degré Dornic ou 0D représente 0,1 g d’acide lactique par litre); un lait frais a une acidité de 18 0D.

Composition chimique

Les composants majeurs sont : l’eau, les lipides ou matières grasses (M.G.), les protides ou matières azotées, les glucides ou sucres et les sels minéraux.

Les quatre derniers constituent l’extrait sec total (E.S.T.); les trois derniers, l’extrait sec dégraissé (E.S.D.). Dans les industries de transformation, on définit la "valeur" d’un lait d’après ces derniers facteurs.

Pondéralement moins importants, d’autres constituants ont un rôle biologique fondamental: ce sont des matières azotées non protéiques, des vitamines, des enzymes, des pigments et des gaz dissous.

La composition moyenne varie très sensiblement avec la race, l’individu, la saison, l’alimentation, plus encore avec l’espèce : les laits sont riches en matériaux plastiques (protéines, sels minéraux) dans les espèces à croissance néo-natale rapide (renne, truie, lapine, carnivores); en matériaux énergétiques (matières grasses) chez les animaux marins ou vivant en climat froid (marsouin, renne); en lactose dans les espèces à développement cérébral important (femme, jument). Le lait le plus proche du lait humain est le lait d’ânesse. Les laits riches en caséine (vache, brebis, chèvre) ne coagulent pas à la chaleur (le lait "bout"), mais coagulent par acidification ou action enzymatique (fabrication des fromages). Les laits riches en albumine (femme, jument, carnivores) ne supportent pas la chaleur.

Constituants biologiques

Tout lait normal, au sortir de la glande mammaire, comporte des cellules et des microbes.

Les cellules (de 20 000 à 300 000 par ml) sont d’origine sanguine (leucocytes) et mammaire. Tout état pathologique modifie leur nombre et leur nature.

Les microbes (de 10 000 à 500 000 par ml) sont d’origine et de nature très variées. Certains sont endogènes, d’autres proviennent de l’environnement (contamination du lait par germes des poussières, fourrages, matériel de collecte ainsi que par ceux des animaux et même de l’homme). On rencontre des ferments lactiques, des bactéries saprophytes ou pathogènes, des levures et des moisissures. Le lait est un excellent milieu de culture: à température ambiante, les germes s’y multiplient très rapidement. Certaines espèces nuisent à une bonne conservation, mais sont utiles car elles conditionnent les transformations en yaourts, beurre ou fromages. D’autres sont essentiellement nuisibles, soit à cause de leur rôle dans la décomposition du lait, soit pour leur pouvoir pathogène.

État physico-chimique

Le lait est un mélange d’une très grande complexité. Le lactose, les sels minéraux et les albumines sont en solution vraie (non décelables au microscope), la caséine en dispersion colloïdale (visible au microscope électronique), les lipides sous forme de globules dont le diamètre varie avec l’espèce depuis 1,5 jusqu’à 10 micromètres (lait de vache: de 3 à 5 micromètres).

Le lait est un liquide instable. Les globules gras, de densité inférieure à celle de la suspension colloïdale, se rassemblent spontanément à la surface: c’est la montée de la crème. Par centrifugation, on sépare aisément la crème du lait. Le lactose est transformé en acide lactique par les enzymes de nombreuses bactéries, notamment les ferments lactiques.

La caséine est un complexe protéinique instable. À l’état natif, elle est combinée à des sels de calcium sous forme de phosphocaséinate acide de calcium. L’acidification libère le calcium; la caséine déminéralisée précipite en grumeaux: c’est la coagulation.

Diverses enzymes coagulent la caséine, sans acidification préalable. La présure, extraite de la caillette de veau, en est le type. L’enzyme sépare une fraction de la caséine (caséine K) qui jouait le rôle de colloïde protecteur: le reste de la caséine coagule, en présence de calcium, sous forme fortement minéralisée. En outre, la présure exerce une protéolyse lente et modérée.

Il existe donc deux modalités de coagulation. Par acidification (fermentation lactique), on obtient un caillot très pauvre en sels minéraux; par action enzymatique, un caillot riche en calcium et phosphore.

Ces instabilités sont mises à profit pour la préparation des produits laitiers: il en résulte des sous-produits variés .

Il est important de noter que le lactose se trouve dans les sous-produits mais pas dans les produits nobles (crème, beurre, fromage).

2. Laits traités

L’instabilité du lait, la présence éventuelle de germes pathogènes, la nécessité économique de proposer au consommateur des produits nouveaux et appétissants ont conduit à la mise au point de nombreux procédés technologiques. La plupart reposent sur l’emploi ménagé de la chaleur, du froid, de la dessiccation, de l’inhibition de la flore microbienne par additif chimique (sucre) ou action biologique (acidification par ferments lactiques sélectionnés).

Laits pasteurisés

La chaleur détruit les germes. Certains sont plus résistants que d’autres. On calcule avec précision la température et le temps de chauffage.

Les principales modalités de pasteurisation sont les suivantes:

– pasteurisation basse (L.T.L.T. = low temperature long time): 63 0C pendant 30 minutes. Elle est pratiquement abandonnée;

– pasteurisation haute (H.T.S.T. = high temperature short time): 75 0C pendant 15 secondes, 80-85 0C pendant 5 secondes.

Toutes les opérations s’effectuent à l’abri de l’air. Dès leur terme, le lait doit être rapidement réfrigéré.

La pasteurisation détruit tous les germes pathogènes et l’essentiel de la flore saprophyte. Elle modifie peu les caractères physico-chimiques, les caractères organoleptiques et la valeur nutritionnelle du lait.

Le lait pasteurisé est distribué en vrac (citernes-bidons) ou conditionné (bouteilles en verre ou matériau plastique; blocs "pavés" ou "berlingots" de carton paraffiné ou résinifié, aluminé ou non). Des normes bactériologiques très sévères ont été instaurées, et l’apposition d’une marque de salubrité est nécessaire lors du conditionnement; le numéro de l’établissement suivi du sigle C.E.E. est exigé si le produit doit être exporté. En France, le lait pasteurisé conditionné ne doit pas renfermer plus de trente mille germes banals et dix coliformes par millilitre au quatrième jour après son conditionnement.

La conservation du lait pasteurisé est limitée: la date de péremption est au maximum postérieure de sept jours à celle du conditionnement. Le lait pasteurisé doit être conservé au froid. Après ouverture du conditionnement, l’utilisation du reliquat doit être précédée d’une ébullition de quelques minutes.

La quasi-totalité des fabrications industrielles (crèmes, beurres, yaourts, fromages, etc.) sont préparées avec du lait pasteurisé.

Laits stérilisés

La stérilisation, par destruction des germes microbiens, des toxines et des enzymes, assure une qualité hygiénique parfaite et une longue conservation à l’abri de l’air, en récipients hermétiquement clos.

Elle est opérée sur le lait en vrac, ou après conditionnement en bouteilles. Dans les deux cas, le lait doit être préalablement homogénéisé.

L’homogénéisation vise à éviter la montée de la crème: par laminage ou passage sous forte pression sur un pointeau, on provoque l’éclatement des globules gras. Ils se résolvent en globules de plus faible diamètre incapables de déterminer des "bouchons" de crème.

Les opérations de préparation du lait stérilisé préalablement conditionné en bouteilles consistent, après homogénéisation, en préstérilisation de 130 à 140 0C pendant 3 à 4 secondes, embouteillage, suivis de la stérilisation proprement dite, dans un appareil à alimentation continue: une colonne de vapeur est entourée de deux colonnes d’eau qui en équilibrent la pression. Convoyées mécaniquement, les bouteilles sont préchauffées dans la première colonne d’eau, stérilisées à 115-120 0C pendant 15 à 20 minutes sous vapeur, puis progressivement refroidies dans la seconde colonne d’eau; ce procédé assure une qualité hygiénique parfaite et une longue conservation (150 j) à température ambiante; il modifie sensiblement les propriétés nutritionnelles (destruction des vitamines) et les caractères organoleptiques du lait.

La stérilisation en vrac est opérée soit directement dans des échangeurs de chaleur, soit indirectement par mélange du lait et de la vapeur surchauffée suivi d’une détente sous vide, par traitement thermique; elle applique le procédé à ultra haute température (U.H.T.): 140 à 150 0C pendant environ 1 à 2 secondes. Pour des raisons énergétiques, le traitement indirect est le plus fréquent, l’autre réclame une eau potable.

Le procédé U.H.T., perfectionné et très utilisé depuis 1977, permet de préparer des laits stérilisés en emballages appelés "briques" constitués de plusieurs couches successives: polyéthylène, carton, aluminium; les briques sont elles-mêmes regroupées par packs de 6 dans un film plastique, les packs placés sur des palettes et enveloppés sont mis dans un four de rétraction. Le produit est stérile, son stockage peut se faire à température ambiante. La brièveté du chauffage altère moins les constituants fragiles et les propriétés organoleptiques du lait. En outre, les industries peuvent utiliser un seul équipement pour réaliser soit des pasteurisations, soit des stérilisations.

Laits concentrés

Le lait concentré non sucré est pasteurisé à très haute température, puis concentré par ébullition sous vide partiel dans des évaporateurs ou vacuums. Homogénéisé, refroidi, il est distribué en boîtes métalliques serties (boîtes de conserves). La stérilisation est obtenue par autoclavage à 115 0C pendant 20 minutes. La conservation est théoriquement illimitée.

Le lait concentré sucré est, après pasteurisation à très haute température, additionné d’un sirop de sucre stérile à 70 p. 100 de saccharose. Le sucre inhibe la multiplication des micro-organismes: le traitement thermique peut donc être moins intense. Après concentration à 50 p. 100 environ, le lait est rapidement refroidi et réparti en boîtes ou tubes stériles.

Le lait concentré non sucré est stérile, de longue conservation. Dès l’ouverture de l’emballage, il doit être rapidement consommé. Le lait concentré sucré n’est pas stérile: c’est une semi-conserve, à conserver au froid et à consommer rapidement après l’ouverture du conditionnement.

Laits secs (laits en poudre ou granulés)

La dessiccation permet une longue conservation, les micro-organismes ne pouvant se multiplier en l’absence d’eau. Par réduction de poids et volume, elle facilite considérablement le stockage. On prépare des laits secs entiers, demi-écrémés ou écrémés. La même méthode est utilisée pour le lactosérum.

Il existe deux procédés industriels de dessiccation: par séchage en film sur cylindres chauffants ou par atomisation en atmosphère d’air surchauffé. Dans le procédé "Hatmaker", le lait s’écoule sur deux cylindres chauffés par circulation interne de vapeur à 140-150 0C et tournant en sens inverse. Il forme une fine pellicule sèche qui est collectée, broyée et tamisée. Dans le procédé "Spray", le lait est pulvérisé en brouillard sous haute pression au sommet d’une tour. À la base de celle-ci, l’air chaud à 150 0C est pulsé. Les gouttelettes sont instantanément desséchées: la poudre est recueillie à la base de la tour.

La qualité du lait "Hatmaker", du fait de l’insolubilisation des protéines, est très inférieure à celle du lait "Spray", dans lequel les propriétés physico-chimiques et organoleptiques sont peu modifiées. En outre, pour des motifs technologiques, la qualité bactériologique initiale doit être très bonne.

Les laits secs à dissolution instantanée sont soit des laits en poudre partiellement réhydratés et séchés à nouveau dans des chambres ou tubes à turbulence d’air, soit des laits en poudre préparés de telle sorte qu’il se produise une agrégation de particules.

Tous les laits secs doivent être conditionnés en récipients étanches à l’humidité.

Laits fermentés

Le type de laits fermentés le plus courant est le yaourt ou yoghourt, d’origine bulgare. Le koumis, originaire d’Asie centrale, le gioddu sarde, le képhyr ou kéfir du Caucase sont connus depuis très longtemps.

Seuls le yaourt et le kéfir sont largement consommés, le dernier en Europe orientale principalement.

Le yaourt est obtenu par légère concentration du lait (par addition de poudre de lait) plus ou moins écrémé, pasteurisé puis ensemencé avec un levain spécifique (en France: Lactobacillus bulgaricus et Streptococcus thermophilus). Après répartition en pots, le lait subit un étuvage à 45-50 0C durant deux heures. Les yaourts sont finalement refroidis. Pour la fabrication de yaourts brassés, la coagulation est réalisée en cuves et le conditionnement est effectué ultérieurement. On peut les aromatiser ou les additionner de jus ou de pulpe de fruits. La fermentation est purement lactique.

Le kéfir est une boisson acidulée et légèrement mousseuse; la fermentation est mixte: lactique, alcoolique et gazeuse.

Le lait au "bifidus" représente une innovation, apprécié pour son onctuosité due à la présence d’alginates et ses qualités diététiques.

Laits emprésurés et gélifiés

D’apparition plus récente, les laits emprésurés et gélifiés connaissent un succès certain. Les premiers sont des boissons ou entremets rafraîchissants faits de lait aromatisé, partiellement coagulé par un léger emprésurage et stérilisé. Les seconds sont très voisins d’aspect: la consistance et la stabilité sont obtenues par addition de gélifiants extraits d’algues (alginates, carraghénates).

Laits spéciaux

De nombreux procédés très délicats permettent de préparer des laits réservés à des usages médicaux particuliers (laits délactosés, laits "maternisés", etc.) ou plus simplement à des régimes alimentaires (laits déchlorurés, laits écrémés, laits "acides", mélanges lait-babeurre, etc.). Leur emploi dans l’alimentation des nourrissons est de plus en plus répandu, mais chaque type de lait diététique répond, en fait, à des besoins particuliers, ce qui veut dire qu’on ne doit pas les utiliser sans prescription médicale.

3. Produits laitiers

Les crèmes

Obtenues par écrémage, les crèmes contiennent au moins 30 grammes de matière grasse pour 100 grammes, ou de 12 à 30 grammes pour les crèmes dites légères. Après séparation, les crèmes sont pasteurisées, voire stérilisées. Elles sont ensuite ensemencées avec des ferments lactiques particuliers qui en assurent la maturation (acidification avec épaississement).

Les crèmes glacées (glaces à la crème, ice-creams) et glaces aux œufs

On ne doit pas confondre ces produits avec les sorbets, dépourvus de produits laitiers. Elles sont préparées avec des laits ou des crèmes sucrées, parfumées avec des fruits ou arômes naturels, additionnées ou non d’œufs ou d’ovoproduits. Le mélange est pasteurisé, homogénéisé puis refroidi. Après maturation à l’abri de l’air, le glaçage est opéré à _ 6 0C. Au cours de cette opération, la texture est obtenue par foisonnement (injection d’air filtré). La crème glacée est portée ensuite à très basse température (_ 25 0C à _ 40 0C), et on l’enrobe éventuellement de chocolat fondu. La conservation est assurée à _ 20 0C. La fabrication en est rigoureusement contrôlée.

Les beurres

Le beurre doit contenir plus de 82 p. 100 de matière grasse. On emploie la crème standardisée, désacidifiée par lavage puis pasteurisée et ensemencée avec des ferments lactiques sélectionnés (maturation).

L’opération principale est le barattage: par action mécanique, l’émulsion est inversée. La crème, émulsion de globules gras dans l’eau, est transformée en beurre, émulsion de gouttelettes d’eau dans la matière grasse. Le barattage est suivi d’un lavage à l’eau très pure (élimination du babeurre) et d’un malaxage (expulsion maximale de l’eau et homogénéisation). Le barattage fermier, discontinu, est maintenant remplacé par le barattage continu. La crème est transformée en beurre par agitation violente ou par refroidissement et léger travail mécanique après concentration ou bien encore par extraction de la matière grasse par centrifugation puis réémulsion. Le beurre est malaxé par passage dans une plaque perforée ou par laminage. L’empaquetage est immédiat et automatique.

Les fromages

Composés de la caséine, d’acide lactique, de sels minéraux, éventuellement de la matière grasse du lait, les fromages sont fabriqués à partir du lait, de la crème, de lait écrémé ou de leurs mélanges. On distingue des fromages fermentés (fermentation lactique) et non fermentés. Le lait est pasteurisé. La fabrication se déroule en trois étapes: caillage, égouttage, affinage .

Le caillage peut être:

– lactique, par ensemencement spontané ou par ferments lactiques sélectionnés (fromages frais);

– à la présure, par addition d’une quantité déterminée de présure (fromages à pâte ferme);

– mixte, par emprésurage suivi de fermentation lactique (fromages à pâte molle).

L’égouttage, spontané ou par action mécanique (brassage ou pressage) résulte d’une rétraction (synérèse) du caillé avec expulsion du lactosérum.

L’affinage, de durée variable (de quelques heures pour les fromages frais à plusieurs mois pour les pâtes fermes) est opéré dans des locaux spéciaux (hâloirs) à température, humidité et ventilation dirigées. Les diastases microbiennes dégradent les protéines et les matières grasses: leur action est permise et renforcée par l’ensemencement avec des moisissures de surface (camembert, brie) ou en profondeur (pâtes persillées, roquefort ). La texture, le goût et l’arôme en dépendent.

On connaît plusieurs centaines de variétés de fromages dont certaines (françaises, suisses, hollandaises, italiennes) sont définies et protégées par une appellation d’origine contrôlée.

4. Sous-produits laitiers

Le lait écrémé est utilisé frais pour l’alimentation animale (porcs). Produit riche en protéines et sels minéraux, il est stocké en poudre pour l’alimentation humaine (de nombreux usages dans l’industrie alimentaire: pâtisserie, biscuiterie, fromagerie, charcuterie, etc.) ou l’alimentation animale.

La caséine est préparée industriellement à partir du lait écrémé par coagulation à la présure ou par des acides forts. On obtient un caillé particulier appelé "caillebotte". Les caséines sont utilisées pour la fabrication de la galalithe, de certains matériaux plastiques, du papier couché ou de textiles artificiels ainsi que dans différentes industries alimentaires.

Le babeurre, de composition proche de celle du lait écrémé, sert à l’alimentation diététique ou à l’alimentation animale.

Le lactosérum est utilisé, en nature ou en poudre, pour l’alimentation animale. On en extrait aussi du lactose, de l’acide lactique et de la riboflavine (vitamine B 2). Il entre également dans la composition de divers produits diététiques ou de régime.

5. Hygiène des produits laitiers

Les maladies transmissibles

Le lait peut être pollué par l’animal (excrétion de germes par la mamelle), par l’homme ou par l’environnement (milieu ambiant, poussières, matériel). Les principales affections véhiculées par le lait sont:

– mammites;

– des maladies à virus: hépatite infectieuse, fièvre aphteuse enrayée par la vaccination, pharyngites et angines fébriles (adénovirus), diarrhées estivales des nourrissons (entérovirus);

– des maladies à rickettsies: fièvre Q;

– des maladies bactériennes: brucellose (fièvre de Malte), tuberculose, staphylococcie entérotoxique, colibacillose, dysenterie bacillaire, salmonelloses, etc.

Les fromages fermentés posent des problèmes particuliers (listériose, entre autres).

Prophylaxie

La prophylaxie repose sur l’hygiène du cheptel et de la traite, l’emploi immédiat du froid dès la traite. La livraison du lait cru à la consommation n’est autorisée que sous contrôles rigoureux des animaux, du personnel, des locaux et du matériel. En outre, pasteurisation et stérilisation assurent la destruction de la flore pathogène.

La plupart des accidents observés chez les consommateurs ont pour origine une contamination a posteriori (récipients ouverts, souillure par une personne porteuse de germes). L’ébullition du lait avant consommation, la surveillance de l’hygiène générale et du personnel des ateliers de fabrication ou des cuisines sont des précautions absolument indispensables.

Compte tenu de ces précautions, et pourvu qu’on l’utilise correctement, le lait est désormais dépourvu de potentialités épidémiologiques. Il n’en est pas de même des fromages crus et surtout des crèmes, qui restent les véhicules habituels de certaines toxi-infections alimentaires.

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