La méthionine : des enjeux au-delà de nos productions animales - Le Point Vétérinaire expert rural n° 383 du 01/03/2018
Le Point Vétérinaire expert rural n° 383 du 01/03/2018

INGRÉDIENTS DE LA RATION

Veille scientifique

Auteur(s) : Béatrice Bouquet

Fonctions : BP 20008
80230 Saint-Valery-sur-Somme

La méthionine n’est peut-être pas le “carburant” principal de la ration, mais c’est l’additif au carburant qui semble faire toute la différence…

La méthionine est un acide aminé limitant de la ration de nombreux animaux de production. Maillon essentiel de chaînes protéiques insuffisamment représenté dans les protéines de maïs ou de blé, elle est essentielle aux monogastriques et fort utile aux ruminants, dont les besoins sont élevés pour les protéines de lait et dont la flore ruminale est (trop) friande. Ces derniers mois, des médicaments à base de méthionine étaient indisponibles sur les étagères de nos pharmacies vétérinaires. Cet acide aminé a donc fait parler de lui, à notre petite échelle de prescripteur. Sur la grande échelle du marché mondial des matières premières pour les rations des animaux de production, la méthionine occupe une place à part. Le marché est tendu à la hausse par une demande exponentielle des pays à forte croissance démographique. Il existe un savoir-faire de la chimie française pour la synthèse de ce produit délicat. Les producteurs français sont présents dans la danse mondiale des flux de cette matière première et conquièrent allègrement des parts de marché, désormais sous pavillon chinois. Les producteurs tentent de répondre aux attentes technologiques des fabricants d’aliments et, de l’autre côté de la planète, les usines fleurissent. Dans un contexte d’explosion démographique et de demandes sociétales croissantes (pour la sécurité des produits et de l’environnement), commenter les données macroéconomiques de ce petit acide aminé si essentiel à nos rations de production permet d’aborder quelques enjeux pour la planète. Le sujet est clairement traité dans cet article du point de vue d’un producteur de méthionine implanté de longue date sur le territoire français.

LA MÉTHIONINE : UN PRODUIT DE SYNTHÈSE QUI S’EXPORTE

La méthionine est un acide aminé de synthèse qui ne représente que 0,1 % du volume de ventes de l’industrie des aliments pour animaux (1 à 2 % en valeur), arrivant donc loin derrière le blé ou encore le soja. Historiquement, la France est extrêmement présente sur ce marché. Adisseo, spécialiste en additifs pour la nutrition animale, dispose d’une unité de production en France dans la lignée d’une ancienne filiale de Rhône-Poulenc, rachetée avec des capitaux chinois. Ses clients sont des distributeurs et fabricants d’aliments, ou de prémélanges (“prémixeurs”), mais aussi des intégrateurs (firmes qui contrôlent la production animale de l’amont vers l’aval, typiquement en volaille ou en production porcine). Spécialiste de renommée mondiale dans la production de méthionine (donc du soufre car les deux sont liés), la firme ne produit pas d’autres acides aminés susceptibles d’être ajoutés à la ration. Elle a toutefois une petite activité concernant le sélénium, les probiotiques, les vitamines et la vente de services. La méthionine « n’est pas qu’une commodité alimentaire, elle aide à la formulation », explique Éric Paillard, d’Adisseo, qui présente les chiffres d’une réussite indéniable à l’export, pour un produit fabriqué en France, « sous pavillon chinois ». Avec 1 800 collaborateurs, Adisseo travaille à l’échelle de la planète (le marché français ne représente que 5 % de ses ventes). L’entreprise est présente dans 160 pays, avec un chiffre d’affaires avoisinant les 2 milliards d’eurodollars. Elle se développe particulièrement en Asie.

ESSENTIELLE POUR MOINS DE GASPILLAGE PROTÉIQUE

La méthionine est « essentielle pour répondre aux besoins des animaux et pour formuler un aliment », en particulier en volaille, où elle est le premier acide aminé limitant, devant la lysine, présente dans presque 80 % des rations. En production de porcs, la proportion est un peu moindre, le premier acide aminé limitant de la ration étant la lysine. Même chose pour les ruminants, mais pour protéger la méthionine des attaques des microorganismes du rumen, des formes adaptées sont alors requises (encadré 1). Les fermes d’élevage de poisson et de crevettes constituent un marché récent à fort potentiel (photo 1). L’industrie du pet food recourt également à cet ingrédient.

Cet acide aminé facilite l’équilibration des apports protéiques. En l’absence des acides aminés adéquats (exportés dans la production de muscles, de lait, etc.), l’animal risque de gaspiller les apports protéiques de la ration : en consommer trop (augmentation des indices de consommation), en excréter beaucoup (pollution aux nitrates). Les enjeux d’une supplémentation de méthionine dans la ration sont donc multiples : il s’agit de baisser le coût de l’aliment, mais aussi de diminuer l’excrétion d’azote à l’origine de la pollution environnementale. Avec une ration à base de soja, de blé et de maïs sans acides aminés de synthèse, 30 % de protéines dans une ration de volaille sont nécessaires, tandis qu’avec la méthionine 22 % suffisent. En ajoutant d’autres acides aminés limitants de la ration, il est possible de descendre à 20 % de protéines (tableau 1). Lysine, thréonine, mais aussi valine et tryptophane sont d’autres enjeux pour l’avenir. Au final, en incorporant des acides aminés limitants en bonne proportion, des rations avec plus d’un tiers de protéines en moins dans la ration d’un poulet (la méthionine intervient à 80 % dans cette baisse) ont pu être conçues. Le coût de production du poulet se trouve diminué de presque un quart (23 %), via une baisse du coût de l’aliment, des indices de consommation améliorés, des cycles de production plus rapides, etc.

POUDRE OU LIQUIDE

Deux formes commerciales de méthionine représentent 95 % des ventes pour l’alimentation des animaux : le mélange d’isomères D et L méthionine en poudre, et l’hydroxy analogue de ce même mélange, sous forme liquide (un radical azoté N y est remplacé par un hydroxy OH). La méthionine est toujours vendue liée au soufre. Il existe une troisième “sorte de méthionine” sur le marché (seulement 5 % des ventes mondiales) où seul l’isomère L de la méthionine est présent, obtenu par fermentation (non par synthèse chimique, mais le soufre “final” du produit est lui apporté chimiquement).

Chez Adisseo, l’efficacité biologique identique des deux produits phares du marché (DL poudre ou DL liquide) est tenue pour acquise. Les produits se distinguent par leur mise en œuvre en production. Par exemple, concernant Rhodimet® NP99 DLM poudre, il n’existe pas de limite technologique quantitative pour son incorporation dans les prémix (ou dans les minéraux). À l’inverse, il améliore la “coulabilité” et la stabilité des mélanges. La poudre présente aussi l’avantage d’être compatible avec les vitamines, sensibles aux pH bas. Inconvénient : le dosage de petites quantités de poudre est relativement difficile (des dispositifs de microdosage s’imposent). La version liquide (chez Adisseo, c’est Rhodimet® AT88 HTMPA) est vendue surtout auprès des intégrateurs, qui l’incorporent directement dans la ration finale. Ils apprécient l’absence de poussières dégagées, le peu de manipulations et la praticité du dosage sous cette forme. Autres avantages : le pH acide et le meilleur potentiel antioxydant.

Le liquide, forme récente, tend dès lors à gagner des parts de marché (40 %), mais les ventes sont freinées par la faible disponibilité du produit. Cette nouveauté liquide pénètre davantage les marchés très intégrés et en forte progression. Dans certains endroits du globe, elle représente déjà 65 % des ventes. La Thaïlande, le Brésil et, plus près de nous, l’Italie en sont friands. À l’inverse, les marchés “atomisés” anciens restent majoritairement positionnés sur la poudre (Japon, Russie), les palettes étant plus faciles à déplacer que les tanks (de liquide).

DES POULETS ET DES HOMMES

Avec une population mondiale de 7 milliards d’habitants, et prochainement de 9 milliards, la consommation de viande ne pourra qu’augmenter dans les prochaines années.

Certes, dans les pays développés, avec déjà plus de 100 kg de viande par habitant et par an, la tendance est plutôt à une légère baisse, mais cela ne représente qu’une petite part de la population mondiale. Dans les pays en voie de développement, la consommation est loin de la saturation, avec seulement 30 kg par an et par habitant (5 milliards de personnes concernées). La volaille sort grande gagnante dans les prédictions à 2025 (par rapport à 2015). Représentant actuellement un tiers des protéines animales consommées, elle pourrait progresser de 50 millions de tonnes (Mt) au détriment des autres, pour atteindre presque la moitié de la consommation (photo 3). Cette viande reste la moins chère à produire et la plus facile à industrialiser. Peu de contraintes éthiques pèsent sur elle (interdits religieux, moraux, etc.). Pareille vitesse de croissance pourrait tirer le marché de la méthionine à la hausse (il s’agit de booster la production sur une quantité de terres arables qui a ses limites). Signe des temps, aux États-Unis, plus gros consommateur de viande de bœuf au monde, la part de volaille consommée est passée devant le bœuf en 2014… En Asie, la volaille est globalement loin devant les autres viandes, sauf en Chine où le porc, très consommé, progresse encore.

LE MARCHÉ MONDIAL DE LA MÉTHIONINE

Le marché mondial des aliments pour animaux de production (bétail) était d’environ 1 000 Mt par an en 2015, auxquels il faut ajouter 300 Mt d’aliments produits à la ferme (ingrédients cultivés sur place, auxquels l’éleveur ajoute des éléments essentiels juste avant la distribution). En 2015, environ 1,1 Mt de méthionine s’est vendu. Contrairement aux marchés des matières premières fondamentales de la ration, celui de la méthionine n’est pas cyclique : il est en croissance linéaire et régulière, d’environ 6 % par an (figure 1).

Les producteurs sont en quête d’innovation pour répondre à la demande. Tous les deux ans, une nouvelle usine se construit quelque part sur la planète.

L’Europe au sens large représente le premier marché global. L’Amérique du Nord et centrale arrive en deuxième position avec une croissance à 4 %, ce marché américain étant considéré comme “mature”. La Russie atteint des niveaux de croissance plus importants qu’en Europe. La Chine affiche une croissance conséquente à 7 %, mais qui ralentit, la consommation étant tirée par le porc (espèce pour qui la méthionine est moins cruciale). L’Amérique du Sud progresse davantage (8 %), emmenée par la demande brésilienne (intégration très forte). En Asie-Pacifique, la croissance est tirée par la demande du consommateur : c’est le cas pour l’Indonésie, le Vietnam, mais aussi l’Inde (explosion démographique) (encadré 2).

Le trio de tête des dix principaux producteurs de méthionine est stable : la Chine, les États-Unis et le Brésil mènent la danse. Pour l’Europe, la situation évolue. La France est passée de la quatrième place à la neuvième, derrière l’Espagne (où Adisseo fabrique en Europe sa DL-méthionine liquide). Avec l’Allemagne, ces trois importants producteurs européens risquent de sortir du top 10, cédant la place à l’Indonésie, entre autres. Leurs marchés intérieurs continuent pourtant de croître, mais moins vite que ceux de l’Asie (du Sud-Est) (tableau 2).

Fin 2013, le marché était saturé par une production insuffisante (retard de capacité). Des usines asiatiques ont arrêté leur production, les prix se sont envolés et le marché s’est asséché. Les stocks étaient quasi nuls début 2015. Même au plus fort de cet “accident de volatilité”, alors que l’ingrédient atteignait des prix records, la demande n’a pas fléchi, tant les économies de production attendues en incorporant la méthionine dans les rations sont fortes ! Avec l’arrivée de nouvelles unités de production, le marché s’est fortement déplacé en Asie et la pression macroéconomique a diminué. Les producteurs anticipent d’ores et déjà une saturation potentielle à l’horizon 2020 !

MAÎTRISER SA CHIMIE

Le procédé de fabrication de la DL-méthionine est lié à l’industrie du pétrole : il nécessite du propylène et du gaz (figure 2). Il s’agit d’une industrie complexe, contrairement à celle de la lysine, qui s’obtient par fermentation. Non seulement la synthèse chimique demande une maîtrise forte, mais elle comporte des risques pour les employés et l’environnement. Il est donc possible de parler de barrière technologique à la fabrication. Les investissements requis sont importants, mais les grands acteurs du marché ont levé cette barrière financière à la production. Reste “la barrière sécuritaire”. Le danger de la production pour les employés et l’environnement a justifié la fermeture d’un site en Asie. En France, les opérateurs communiquent sur leur politique du “zéro accident”, avec priorité donnée au développement durable. Des circuits fermés de production conduisent à valoriser les coproduits, avec contrôle des émissions. En France, Adisseo explique ne pas recourir aux solvants et, si de grands volumes d’eau sont alors nécessaires, un système de recyclage a été mis en place.

De l’ammoniaque est nécessaire à la production, mais il s’agit d’un produit dangereux à stocker et à manier. Pour éviter les explosions de sphères de stockage (grave incident aux États-Unis en 2013, avec plusieurs dizaines de morts au Texas), la firme a décidé d’investir dans un système de sarcophage enterré, l’usine de Lyon étant proche d’un bassin de population.

LA MÉTHIONINE, UN PRODUIT CAPITALISTIQUE

Le prix de la méthionine affiche une grande volatilité, qui n’est pas due au coût de production, mais liée à l’équilibre entre l’offre et la demande. Il est passé d’environ 2 € à 4 € le kilo en 10 ans (2007-2017).

Après le phénomène de sous-capacité évoqué plus haut, qui a provoqué l’envolée des prix en 2014, l’arrivée des usines asiatiques en production a permis de reconstituer les stocks, avec pour conséquence une baisse de prix depuis 2015. Les négociateurs chinois surprennent encore le marché, mais la tendance est à la stabilisation (niveau de prix le plus bas en 2017, en tenant compte du cours du dollar). En raison du procédé de fabrication qui demande du pétrole, la remontée du prix du baril pourrait influer à la hausse sur celui de la méthionine, mais pas démesurément.

Conclusion

Même si le marché de la méthionine affiche des tendances stables, des incertitudes persistent, dont certaines sont sanitaires. Le marché reste en surcapacité, mais quelles marges de manœuvre les récentes usines (asiatiques) de production ont-elles ? Quelle est la fiabilité de ces nouveaux producteurs (ne serait-ce qu’en France un aléa climatique peut affecter la production) ? D’autres aléas bien connus des vétérinaires, à l’échelle mondiale, pourraient infléchir la demande, donc déséquilibrer le marché. Ainsi, une pandémie mondiale d’influenza aviaire hautement pathogène peut faire s’écrouler la production de viande de volaille, donc le marché, en quelques semaines. À l’heure où les opérateurs se multiplient (de 4 à 7), où le marché se déplace vers l’Asie, où la demande en méthionine liquide s’accroît, où la filière de la crevette tire la demande à la hausse, un simple virus pourrait enrayer la mécanique bien huilée de la production mondiale de méthionine (photo 4).

Conflit d’intérêts

L’article a été rédigé d’après une conférence d’Éric Paillard, à la journée Matières premières 2017 de l’Association française des techniciens de l’alimentation animale (AFTAA) à Paris. Éric Paillard est responsable des ventes, basé en France pour Adisseo.

Points forts

→ La méthionine est le premier acide aminé limitant pour les rations de volaille, présent dans 80 % d’entre elles. En production porcine, la proportion est un peu moindre.

→ Pour les ruminants, une variante chimique (isopropyl d’analogue hydroxy de méthionine) s’est révélée à 50 % aussi efficace que les formes encapsulées coûteuses (copolymères lipidiques).

→ L’hydroxy analogue de DL-méthionine est vendu (aux intégrateurs surtout) sous forme liquide.

→ Les trois principaux producteurs de méthionine restent la Chine, les États-Unis et le Brésil. La France est dans une position rétrograde et la poussée est-asiatique est manifeste.

ENCADRÉ 1
La supplémentation en méthionine chez les ruminants

→ Lysine et méthionine se disputent la place de “limitant” dans la ration des ruminants. Les concentrations suggérées par le National Research Council (NRC) américain dans la ration des vaches laitières sont de 7,2 % pour la lysine et de 2,4 % pour la méthionine. Ces valeurs semblent difficiles à atteindre et les formulateurs les ramènent souvent à 6,6 et 2,2 %. Pour parvenir à ces taux et au rapport de 3/1 entre les deux acides aminés, le recours à divers ingrédients s’impose : farines de sang, de poisson ou encore de soja, en limitant les protéines non dégradables dans le rumen. Pour la méthionine, un supplément de synthèse est incontournable, protégé des dégradations ruminales. Ces produits sont disponibles depuis une cinquantaine d’années. Au début, des formes recouvertes de lipides ont été imaginées, mais la difficulté était de garantir un bon relargage intestinal en plus de la protection ruminale (exemple de produit : Met-Plus® de la firme américaine Nisso). Des formes avec un meilleur relargage ont été mises au point : elles sont recouvertes en surface d’un (co) polymère résistant aux enzymes et à certaines valeurs de pH, insolubles dans un environnement ruminal neutre (si toutefois le pH du rumen est bien neutre).

→ La firme Adisseo détient historiquement en France les brevets pour ces polymères à très bon relargage intestinal. Smartamine® M combine ainsi une protection par l’éthylcellulose et une couche lipidique d’acide stéarique. Une firme allemande, Degussa, propose un produit sur le même principe (Mepron® M85), qui nécessite des frictions-abrasions pour que la méthionine (Met) soit “libérée” de sa protection (donc pas d’atonie ruminale). Avec ces surfaçages, l’absorption s’effectue dans la caillette (pH acide). Des dérivés (esters alcaloïdes de DL-méthionine) ont ensuite été imaginés, pour résister aux dégradations ruminales (variablement selon la longueur de la chaîne) sans nécessiter de procédé de surfaçage.

→ Les analogues récents dans le même ordre d’idée comportent un radical hydroxy OH (abrégé HMB, d’après son nom chimique). Cet analogue de méthionine résiste aux dégradations et peut être absorbé dans le rumen et le feuillet par transfert passif. Les ruminants disposent des enzymes adéquates pour le retransformer en Met. Cette forme novatrice a causé quelques déceptions expérimentales au départ (pas d’amélioration de production laitière observée), mais la combinaison des deux formes de “protection” évoquées ci-dessus a fini par donner satisfaction dans les années 2000 : un ester alcaloïde d’analogue hydroxy de méthionine répond au cahier des charges. Il s’agit d’un isopropyl (d’où l’abréviation iHMB). Il parvient à être un peu plus de 50 % aussi efficace (pour augmenter la production de lait) que les formes encapsulées élaborées au début (copolymères lipidiques). C’est sur ce principe qu’ont été conçues la forme liquide Rhodimet® AT88 d’Adisseo, mais aussi Alimet® du concurrent américain (Novus), produits très utilisés en productions de porcs et de volaille, même si Novus a un brevet pour les vaches laitières.

→ La détermination de la biodisponibilité de ces analogues ou dérivés de méthionine dans une “vraie ration” reste un enjeu pour évaluer et comparer les bénéfices attendus. Les méthodes divergent et certaines techniques d’évaluation ne conviennent pas pour tel ou tel dérivé. Sont distinguées :

- les approches dites factorielles, invasives, qui requièrent des animaux canulés à différents niveaux digestifs (ne convient pas pour les hydroxy), ou la technique moins invasive des sacs de nylon (discutable pour les produits qui se délitent par abrasion, comme Mepron®) ;

- les analyses de la réponse sanguine, plus faciles à mettre en œuvre et assez proches des approches pharmacocinétiques pharmacodynamiques (PKPD) avec la détermination d’AUC (area under the curve) ;

- l’étude des variations de la production de lait ou, mieux, de son taux protéique (plus sensible aux changements subtils de concentrations en méthionine ou analogues) (photo 2).

→ D’après Schwab, les produits encapsulés arrivent systématiquement au-dessus des analogues chimiques chez les ruminants, malgré le phénomène intéressant d’absorption ruminale passive.

ENCADRÉ 2
Facteurs de croissance du marché de la méthionine

→ Une population croissante.

→ Un phénomène d’urbanisation (développement de la restauration rapide, en particulier à base de poulet).

→ Le recours à des pratiques modernes d’élevage (intégration).

→ La recherche de pratiques spécifiques de formulation (baisse de taux protéique, recours à des matières premières exotiques).

→ Un développement des acides aminés protégés pour les ruminants.

→ Une aquaculture en développement rapide.

EN SAVOIR PLUS

Schwab CG et Ordway RS. Methionine supplementation options. Cours de l’université du New Hampshire, États-Unis.

https://formulate2corecomponents.com/files/schwab_ methionine.pdf

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