Les processus biochimiques et microbiologiques au cours de l’ensilage

Les bactéries jouent un rôle important dans le procédé de l’ensilage. Il y a beaucoup de bactéries qui ne peuvent vivre dans les conditions du silo; d’autres, au contraire, y trouvent un milieu idéal; la sève avec sa haute teneur en sucres, en protéines et en sels, fournit une nourriture excellente pour le développement des bactéries. Les bactéries provoquent de nombreux changements dans le fourrage ensilé, dont le principal est le développement d’acides organiques (Hopkins et Ripley ,1951). L’ensilage est le résultat d’une fermentation des plantes fourragères par les bactéries lactiques (LAB), constituant une partie du patrimoine naturel de la microflore associée avec du matériel végétal (Ma¨kimattila et al., 2011).

Les bactéries lactiques vont convertir les sucres solubles présents dans les cellules végétales en acides organiques. Cette production d’acides organiques entraîne une baisse de pH, ce qui permet la conservation des plantes fourragères tout en préservant leur valeur nutritive.

Pour obtenir un ensilage, il faut :
➤ Utiliser des silos hermétiques (anaérobiose totale) ; plusieurs types de silos sont utilisés:
• Le silo-tunnel, le silo-fosse, le silo-couloir, le silo-tour, etc.,
• Prendre le fourrage qui n’a pas été souillé par le sol, le hacher et le tasser,
• Employer si nécessaire des techniques supplémentaires telles que le pré-fanage pour le fourrage à forte teneur en eau ou utiliser des conservateurs (produits sucrés, acide formique, antifongiques,…etc.) pour améliorer la conservation (FAO, 2004). Lorsque l’on entasse un fourrage vert fraîchement coupé, on observe naturellement deux phénomènes plus ou moins marqués : Une élévation de la température, un écoulement de jus (Hopkins et Ripley ,1951). Ces modifications traduisent l’évolution biochimique et bactérienne du fourrage qui est issues à l’activité enzymatique des cellules végétales et celle des bactéries.

Phase aérobie 

Activité enzymatique
Le tissu végétal vert que il ‘on met en silo ou dans un contenant fermé continue à vivre quelque temps. Elles continuent à développer leur activité métabolique et à respirer aussi longtemps qu’elles disposent de l’oxygène retenu dans la masse du fourrage et que la teneur en eau est suffisante.

Les réactions d’hydrolyse constituent l’étape première de l’évolution du fourrage. Elles concernent principalement les glucides de réserve, mais épargnent l’essentiel de l’amidon. Les glucides simples disponibles (glucose et fructose) vont constituer un combustible de choix pour les réactions de respiration selon le modèle classique : (C6 H12 O6) n + n O2 ➞ n CO2 + n H2O +chaleur

Lorsque l’oxygène est épuisé dans le silo le taux de protéolyse est beaucoup plus rapide et la dégradation est importante. Cette réaction va transformer les protéines en peptides, puis en acides aminés eux-mêmes susceptibles de subir une désamination (libération d’ammoniac) sont plus actifs entre pH 6 et 7, mais l’activité ne se poursuit pas par la même vitesse à des valeurs inférieures à pH=4. (Hopkins et Ripley ,1951 ; Henderson, 1993).

Les exigences pour la réussite de ensilage comportent des mesures adéquates en matière sèche (MS) et le contenu glucide soluble doit être entre 300 et 400 g kg-1 et au moins 30-50 g kg -1 MS, respectivement (Weinberg, 2008).

En présence d’air et tant que l’acidification du fourrage n’est pas suffisante pour bloquer les processus fermentaires, la microflore aérobie présente sur le fourrage se développe. Ces réactions présentent peu d’intérêt pour la conservation car elles gaspillent de la matière sèche mais, elles s’arrêtent avec la raréfaction de l’oxygène. Cette phase aérobie peut intervenir également chaque fois que de l’air peut pénétrer dans le tas de fourrage, en cours de conservation et lors de la reprise de l’ensilage (Paragon et al., 2004).

✯ Début d’acidification
➤ Entérobactéries : fermentation acétique : 

Les entérobactéries sont les premières à prendre le relais car elles sont aérobies facultatives. Leur activité fermentaire, qui s’exerce au détriment des glucides solubles, génère avec une faible production de l’acide acétique (qui induit un début d’acidification), des alcools et du gaz carbonique . Au bout de 24-48 heures, les streptocoques et les leuconostocs prennent le relais, mais la disparition totale de l’oxygène et la baisse du pH, induite par l’accumulation d’acide acétique réduise leur activité. Les entérobactéries dégradent aussi la matière azotée en ammoniac.

➤ Levures
Toutes les levures se développent bien en présence d’oxygène, et leur rôle important dans la dégradation anaérobie de fourrage est bien établi. Dans l’ensilage un sous-groupe se développe qui peut rivaliser avec succès pour les glucides fermentescibles en anaérobie. Ce sont remplacées par un sous-groupe en mesure d’utiliser acides organiques (Henderson, 1993). Les genres de levures les plus importants associés à l’ensilage sont : Candida, Hansenula, Pichia et Saccharomyces (Weinberg, 2008).

➤ Moisissures
La plupart des moisissures sont dépendants de l’oxygène pour leur croissance et leur propagation mais même d’infimes quantités d’oxygène sont suffisantes pour maintenir le métabolisme de certains membres du groupe (Pahlow, 2003) cité par Henderson, 1993. Certaines moisissures peuvent produire des mycotoxines dans les ensilages qui sont dangereuses pour les animaux et les humains. Les genres de moisissure associé avec de l’ensilage sont : Penicillium, Fusarium, Aspergillus, Geotrichum et Mucor (Weinberge, 2008). Ces fermentations sont responsables d’une part de pertes d’éléments nutritifs, et d’autre part d’un ralentissement de l’acidification du fourrage, en diminuant la quantité des sucres utilisables par les bactéries lactiques. Tant que le pH de stabilité n’est pas atteint, les flores indésirables comme les germes butyriques ou les Listeria peuvent se développer.