Des composés végétaux bioactifs réduisent la production d’ammoniac dans une culture d’enrichissement de bactéries ruminales hyperproductrices d’ammoniac

Pourquoi cela compte pour les agriculteurs et l’environnement

Les aliments riches en protéines sont coûteux, et chez les bovins et les buffles une grande partie de ces protéines précieuses est dégradée dans l’estomac en produits résiduels qui finissent par polluer l’air et l’eau. Cette étude examine si des composés naturels issus de plantes et d’herbes communes peuvent aider les animaux à mieux utiliser leurs protéines tout en réduisant les déchets générateurs de pollution, offrant une solution potentiellement gagnant–gagnant pour les agriculteurs et l’environnement.

Trop de protéines transformées en déchets

Chez des animaux comme le buffle, la première chambre de l’estomac, appelée rumen, abrite des milliards de microbes qui participent à la dégradation des aliments fibreux. Certains de ces microbes sont des bactéries « hyper–productrices d’ammoniac » qui convertissent très rapidement les protéines alimentaires en ammoniac. L’animal ne peut pas utiliser tout cet ammoniac ; une grande partie est transformée en urée et excrétée, contribuant aux pertes d’azote à la ferme et à des gaz qui affectent la qualité de l’air et le climat. Les méthodes traditionnelles pour ralentir cette dégradation ont eu recours à des traitements thermiques ou à des antibiotiques, qui peuvent être coûteux ou réglementés. Cela a poussé les scientifiques à chercher des options plus douces à base de plantes susceptibles de cibler les microbes les plus gaspilleurs sans nuire à l’animal ni au reste de la communauté microbienne du rumen.

Tester des ingrédients végétaux naturels en laboratoire

Les chercheurs ont prélevé le contenu ruminal de buffles fistulés, c’est‑à‑dire des animaux dotés d’un petit accès chirurgical sécurisé permettant d’échantillonner le liquide stomacal. Ils ont ensuite développé une « culture d’enrichissement » riche en bactéries hyper–productrices d’ammoniac en conditions anaérobies similaires à celles du rumen. Dans ces tubes de test contrôlés, ils ont ajouté différents matériaux d’origine végétale à plusieurs niveaux de dose : huiles essentielles d’ail, d’origan (origanum), thymol (un composé du thym) et eugénol (du clou de girofle), ainsi qu’une saponine de l’écorce de quillaja et des extraits aqueux de goyave, cannabis et ciboulette. Sur 12 et 24 heures, ils ont mesuré la quantité d’ammoniac produite, l’activité des enzymes dégradant les protéines (protéases) et la croissance des bactéries ciblées.

Quels composés végétaux ont fait la plus grande différence

Plusieurs additifs d’origine végétale ont réduit la formation d’ammoniac dans ces cultures de laboratoire, mais ils n’agissaient pas tous avec la même efficacité ni de la même manière. L’huile d’ail et le thymol ont abaissé les niveaux d’ammoniac dès les premières 12 heures d’incubation, et tous les additifs testés dans la première expérience ont réduit l’ammoniac après 24 heures par rapport aux témoins non traités. Cependant, les variations de l’activité des protéases étaient modestes : seules des doses élevées de saponine de quillaja ont nettement diminué les niveaux de protéase après 24 heures, et de nombreux traitements ont eu peu ou pas d’effet sur cette activité enzymatique. Dans une seconde expérience, l’huile d’origan s’est clairement démarquée : à toutes les doses, elle a fortement réduit la production d’ammoniac aux deux temps de mesure et a aussi ralenti de manière marquée la croissance des bactéries hyper–productrices d’ammoniac. L’eugénol issu du clou de girofle a été utile seulement à la dose la plus élevée et principalement au premier point temporel. Les extraits aqueux de goyave, de cannabis et de ciboulette ont montré des effets limités et inconsistants, suggérant que leurs ingrédients actifs étaient soit trop dilués soit dégradés pendant l’incubation.

Comment les huiles végétales peuvent maîtriser les microbes gaspilleurs

Les résultats de l’étude s’alignent sur d’autres recherches montrant que certains composés végétaux peuvent perturber les membranes cellulaires bactériennes et le flux d’énergie. Des composants de l’huile d’origan, tels que le carvacrol, sont connus pour interférer avec la surface bactérienne, affaiblissant les microbes et réduisant leur capacité à générer de l’ammoniac à partir des acides aminés. L’huile d’ail contient des molécules riches en soufre qui peuvent aussi supprimer des microbes ruminaux spécifiques et ont été associées, dans d’autres travaux, à une meilleure utilisation des protéines voire à une réduction du méthane. Pourtant, dans cette expérience, les niveaux d’ammoniac ne correspondaient pas toujours à l’activité des protéases, probablement parce que le milieu de culture contenait déjà des acides aminés libres, permettant aux bactéries de produire de l’ammoniac sans devoir sécréter beaucoup de protéases supplémentaires. Cela explique pourquoi la formation d’ammoniac a pu diminuer sous certains traitements alors que les lectures de protéase changeaient peu.

Des résultats en laboratoire aux animaux vivants

Dans l’ensemble, le travail montre que certains composés d’origine végétale peuvent ralentir la dégradation gaspilleuse des protéines par les microbes du rumen, l’huile d’origan offrant la réduction la plus nette et la plus constante tant de la production d’ammoniac que de la croissance des bactéries clés. Pour un non‑spécialiste, le message principal est que des ingrédients d’herbes choisis avec soin ajoutés à l’alimentation des buffles pourraient aider les animaux à tirer plus de nutrition d’une même quantité de protéines tout en libérant moins d’azote dans l’environnement. Les auteurs soulignent toutefois que ces résultats prometteurs en laboratoire doivent maintenant être testés chez des animaux vivants, en suivant l’utilisation réelle des protéines et les pertes d’azote dans le fumier, avant que de tels additifs puissent être recommandés en routine à la ferme.

Citation: Chanu, Y.M., Paul, S.S., Dey, A. et al. Bioactive plant compounds reduce ammonia production in enrichment culture of ruminal hyper-ammonia producing bacteria. Sci Rep 16, 8210 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38231-1

Mots-clés: microbes du rumen, huiles essentielles, nutrition des buffles, émissions d’ammoniac, additifs végétaux pour l’alimentation