UNIVERSIT MONTPELLIER II SCIENCES ET TECHNOLOGIES DU LANGUEDOC

THSEPour obtenir le grade de

DOCTEUR DE LUNIVERSIT MONTPELLIER IIFormation Doctorale : Sciences des Aliments cole Doctorale : Sciences des Procds Biologique et Industriels

Prsente et soutenue publiquement Par

Mlle Gaukhar KONUSPAYEVA22 mars 2007 Titre :

Variabilit physico-chimique et biochimique du lait des grands camlids (Camelus bactrianus, Camelus dromedarius et hybrides) au Kazakhstan.

JURYMme Eliane DUMAY M Bernard FAYE M Anatoly IVACHSHENKO M Grard LOISEAU M Frdric GAUCHERON M Jean-Paul RAMET M Zakaria Farah Universit Montpellier II CIRAD, Montpellier KazSU Al Farabi, Almaty SupAgro Montpellier INRA, Rennes ENSAIA, Nancy ETH, Zurich Prsident Directeur de these Codirecteurs de thse Codirecteurs de thse Rapporteur Rapporteur Rapporteur

UNIVERSIT MONTPELLIER II SCIENCES ET TECHNOLOGIES DU LANGUEDOC

THSE Pour obtenir le grade de DOCTEUR DE LUNIVERSIT MONTPELLIER II Formation Doctorale : Sciences des Aliments cole Doctorale : Sciences des Procds Biologique et Industriels

Prsente et soutenue publiquement Par Mlle Gaukhar KONUSPAYEVA 22 mars 2007 Titre :

Variabilit physico-chimique et biochimique du lait des grands camlids (Camelus bactrianus, Camelus dromedarius et hybrides) au Kazakhstan.

JURYMme Eliane DUMAY M Bernard FAYE M Anatoly IVACHSHENKO M Grard LOISEAU M Frdric GAUCHERON M Jean-Paul RAMET M Zakaria Farah Universit Montpellier II CIRAD, Montpellier KazSU Al Farabi, Almaty SupAgro Montpellier INRA, Rennes ENSAIA, Nancy ETH, Zurich Prsident Directeur de these Codirecteurs de thse Codirecteurs de thse Rapporteur Rapporteur Rapporteur

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RemerciementsJe tiens remercier particulirement, Bernard FAYE, qui a t le moteur de cette aventure, qui ma fait venir en France, et ma aid faire mon chemin ici. Il donne travers le monde un vrai cours dhumanisme et aime tellement les chameaux Je souhaite aussi remercier particulirement Grard LOISEAU, toujours de bonne humeur et positif, toujours avec beaucoup dides et toujours aussi avec ses blagues Vous resterez mes yeux comme des personnes entires et pleines de talents aussi bien dans la recherche que dans les relations humaines. Des fois, les mots ne suffisent pas pour exprimer tout le bien quon ressent ! Juste MERCI vous !!! Je voudrais galement remercier mon directeur kazakhe Anatolii Ivachshenko, mme sil semble trs rserv, il a toujours t trs lcoute et trs attentif. Mes remerciements sadressent lambassade de France dAlmaty au Kazakhstan, Mr Claude Crouaille, Mr Franois-Olivier Seys ainsi que le personnel du service de coopration et daction culturelle pour leur appui, leur accueil, leur disponibilit. Je souhaite aussi remercier ma collgue, Mlle Mirash Narmuratova qui est devenue une grande amie, sans qui je naurais pas pu raliser tous ces prlvements dchantillons de lait, et avec qui jai travers le Kazakhstan dun bout lautre. Je voudrais galement remercier Mr Didier LEVIEUX et Mme Annie LEVIEUX, qui mont donne le plus beau

cours de travaux pratiques de biochimie, que javais seulement lu et jamais os penser faire moi-mme. Je remercie tous les fermiers du Kazakhstan qui mont accueillie et rendu service en me permettant de raliser cette recherche. Je noublie pas de remercier les chercheurs du CIRAD, qui narrtent pas de changer les noms de leurs quipes, mais pour moi ils restent ceux de Lavalette et de Baillarguet. Je noublie pas non plus de remercier les chercheurs de luniversit Al-Farabi et de luniversit Agraire, notamment Mme Assiya Serikbayeva, pour son aide et sa disponibilit. Je remercie aussi Isabelle Mobche, pour son soutien moral. Je veux remercier aussi lensemble des ex-thsards, thsards et stagiaires du CIRAD : Thavarit, Sandra, Ratanaporn, Tuyi, Mahmadou, Chehma, Rabiya, Tuan, Sallam, David, Zelalem, Duy, Roger etc pour lambiance qui a contribu des moments dchanges culturels et personnels trs forts. Enfin GRAND merci tous les chameaux du Kazakhstan, tellement disperss quils mont fait parcourir au total plus de 50 000 km !!!

TABLE DES MATIRESINTRODUCTION.................................................................................................................... 2 REVUE BIBLIOGRAPHIQUE .............................................................................................. 5I. - REGARDS SUR LE KAZAKHSTAN ET LA PLACE DE LLEVAGE ........................................................................ 5 II - PLACE DE LA PRODUCTION ET DE LA CONSOMMATION DU LAIT AU KAZAKHSTAN (CHAMELLE/JUMENT/VACHE) ...................................................................................................................... 12 III - CARACTRISTIQUES ZOOTECHNIQUES DES CHAMEAUX AU KAZAKHSTAN.................................................. 14 IV - LE LAIT DE CHAMELLE ET LES PRODUITS LAITIERS DRIVS....................................................................... 27

IV.1. - Fabrication du shubat ........................................................................................... 29 IV.2. - Fabrication du Chal et de lAgaran ................................................................ 32 IV.3. - Fabrication du doran ........................................................................................... 33 IV.4. - Fabrication de kourt partir du shubat ......................................................... 33 IV.5. - Fabrication de balkaimak ............................................................................... 34V - PROPRITS DU LAIT DE CHAMELLE POUR LINDUSTRIALISATION ............................................................... 35 VI - UTILISATION MDICINALE ET THRAPEUTIQUE DU LAIT DE CHAMELLE ..................................................... 37

VI.1. - Proprits anti-infectieuses................................................................................... 37 VI.2. - Cancer et maladies auto-immunes ........................................................................ 38 VI.3. - Diabte .................................................................................................................. 38 VI.4. - Reconstituant......................................................................................................... 39 VI.5. - Allergie.................................................................................................................. 39VII - COMPOSANTS DU LAIT DE CHAMELLE ET PROPRITS MDICINALES ........................................................ 40

VII.1. - Les facteurs antimicrobiens ................................................................................. 40 VII.2. - Le facteur anticancreux ..................................................................................... 46 VII.3. - Le facteur antidiabtique : linsuline................................................................... 47 VII.4. - Les facteurs stimulants : la vitamine C................................................................ 47 VII.5. - Les proprits du shubat...................................................................................... 49 MATRIELS ET MTHODES ........................................................................................... 51I - ZONE DES PRLVEMENTS DU KAZAKHSTAN ................................................................................................ 51 II - ECHANTILLONNAGE DU LAIT, DU COLOSTRUM ET DU SHUBAT ..................................................................... 55 III - CHOIX DES PARAMTRES ET DES MTHODES DANALYSE PHYSICO-CHIMIQUE ........................................... 57

III.1 - Analyse des matires azotes ................................................................................. 57III.1.1 - Matires azotes totales (MAT) ISO 8968 1 : 2001 ................................................................................. 57 III.1.2 - Matires protiques titrables..................................................................................................................... 59 III.1.3 - Analyse de lazote non protique ................................................................................................................ 60

III.2 - Analyse des matires grasses................................................................................. 62III.2.1 - Matires grasses (MG) ................................................................................................................................ 62 III.2.2 - Mthode rapide............................................................................................................................................ 63 III.2.3 - Lindice diode par mthode de Margoshes. ............................................................................................... 63

III.3 - Analyse des vitamines et glucides .......................................................................... 64III.3.1 - Vitamine C .................................................................................................................................................. 64 III.3.2 - Lactose ........................................................................................................................................................ 65

III.4 - Analyses physico-chimiques................................................................................... 69 III.5 - Analyse des minraux ............................................................................................ 70IV - ANALYSES BIOCHIMIQUES SPCIFIQUES ..................................................................................................... 71

IV.1 - Analyse des lactoprotines : Lactoferrine et Immunoglobulines........................... 71 IV.2 - Analyse des matires lipidiques ............................................................................. 74 IV.3 - Analyses statistiques sur R et WinStat-CIRAD .............................................. 78IV.3.1 - Analyses descriptives univaries................................................................................................................. 79 IV.3.2 - Analyses infrentielles ................................................................................................................................ 79 IV.3.3 - Analyses exploratoires multivaries............................................................................................................ 79 IV.3.4 - Analyses confirmatoires multivaries ......................................................................................................... 79

RSULTATS .......................................................................................................................... 82I - LAIT CRU ...................................................................................................................................................... 82

I.1 - Analyses univaries .................................................................................................. 82I.1.1 - Description univarie des paramtres ............................................................................................................ 82 I.1.2. - Facteurs de variation ..................................................................................................................................... 83 I.1.3. - Rsultat de lanalyse ANOVA (effet des facteurs et des interactions) .......................................................... 90

I.2. - Analyses multi-varies........................................................................................... 110I.2.1. - Typologie des laits globaux ........................................................................................................................ 110 I.2.2. - Lanalyse de leffet espce .................................................................................................................... 114 I.2.3. - Typologie et discrimination par rgion ................................................................................................. 121 I.2.4. - Lanalyse de leffet saison .................................................................................................................... 126

I.3. - Effet du stade physiologique.................................................................................. 130II - COLOSTRUM .............................................................................................................................................. 132

II.1. - Description univarie des paramtres physico-chimiques................................... 132 II.2. - Analyses multivaries de la composition du colostrum ....................................... 135II.2.1. - Analyse de la matrice de corrlation.......................................................................................................... 135 II.2.2. - Variation de la composition du colostrum aprs la mise bas ..................................................................... 136

III - SHUBAT.................................................................................................................................................... 137

III.1. - Analyses univaries............................................................................................. 137III.1.1. - Description univarie des paramtres physico-chimiques ........................................................................ 137 III.1.2. - Facteurs de variation ................................................................................................................................ 138

III.2. - Analyses multivaries.......................................................................................... 146

III.2.1. - Analyse de matrice de corrlation ............................................................................................................ 147 III.2.2. - Typologie du shubat ................................................................................................................................. 151

LACTOFERRIN AND IMMUNOGLOBULIN CONTENTS IN CAMELS MILK (CAMELUS.......................................... 156BACTRIANUS, CAMELUS DROMEDARIUS, AND HYBRIDS) FROM KAZAKHSTAN .............................................. 156

FATTY ACIDS COMPOSITION OF DROMEDARY AND BACTRIAN CAMEL MILK IN KAZAKHSTAN .................................................................................................................................................................. 165

DISCUSSION ....................................................................................................................... 172 I - Dispositif dchantillonnage...................................................................................... 172 II - Mthodes de laboratoire .......................................................................................... 172 III - Composition du lait de chamelle............................................................................. 174III.1. - Comparaison globale avec les donnes de la littrature .............................................................................. 174 III.1.2. - Mta-analyse des rfrences bibliographiques sur la composition du lait de chamelle dans le monde .... 176 III.3. - Classification des rfrences bibliographiques............................................................................................ 181

IV - Mthodes danalyses physico-chimiques du lait utilises dans la littrature ......... 186 V - Effets des facteurs..................................................................................................... 187 VI - Considrations pratiques sur la typologie des laits................................................ 190 VII - Particularits du colostrum de chamelle ............................................................... 190 VIII - Composition du shubat ......................................................................................... 191 CONCLUSION GNRALE ET PERSPECTIVES........................................................ 192 RFRENCES BIBLIOGRAPHIQUES........................................................................... 197 ANNEXES............................................................................................................................. 208

Introduction

Introduction

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Introduction

IntroductionEn Asie centrale et au Kazakhstan en particulier, la consommation de lait despces non conventionnelles (jument, chamelle) est culturellement importante. Depuis toujours les consommateurs de ces produits leurs attribuent des proprits mdicinales. Dans les nombreux sanatoriums du Kazakhstan ou bien en famille, des rgimes trs riches en ces laits sont suivis raison de plusieurs litres par jour. La plupart des tudes relatives aux bienfaits de ces produits ont t ralises par les scientifiques sovitiques confortant lavis empirique des consommateurs. Cest ainsi qu lpoque de lURSS, ces filires laitires ont connu une expansion trs importante. De grandes fermes collectives rassemblant des centaines de juments et de chamelles produisaient du lait qui tait transform dans des laiteries industrielles et distribu dans les centres urbains. En parallle existait une production familiale ou artisanale, source de revenus pour les habitants de la steppe. Leffondrement de lURSS et lavnement des nouveaux tats indpendants (New Independent States), comme la rpublique du Kazakhstan se sont accompagns de la dstructuration de ces filires avec larrive sur les marchs de produits laitiers trangers. Malgr lengouement persistant pour les produits traditionnels, les volumes de production et de consommation ont fortement chut. Il y a donc urgence revaloriser ces productions locales face la concurrence des produits imports et redynamiser ces filires sinistres en assurant : dune part, une meilleure caractrisation des produits locaux en vue de leur standardisation pour intgrer le march international, dautre part, une matrise de la qualit globale de ces laits tout au long de la filire. Compte tenu de ce diagnostic, un projet de collaboration scientifique sest constitu visant : 1. travailler sur les laits traditionnels car seuls ces produits sont originaux et peuvent faire lobjet dune valorisation lexportation, les autres produits tant trop concurrentiels sur le march international, 2. identifier les facteurs de variabilit de la composition des laits traditionnels afin de proposer des standards sur des bases solides et internationalement reconnues,

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Introduction

3. moderniser les mthodologies et les techniques danalyse des produits laitiers pour une meilleure connaissance de ces produits, 4. mettre en place des comptences sur la gestion de la qualit tout au long de la filire. Notre travail de thse sinscrit dans le second point de ce projet de collaboration. Les objectifs de notre travail sont donc : Dabord caractriser la variabilit optimale de la composition du lait de chamelle. Par hypothse, cette variabilit peut se dcliner en variabilit saisonnire, gographique et gntique. Aussi, avons-nous pris en compte la composition du lait de chamelle pendant toutes les saisons de lanne des rgions traditionnelles dlevage des chameaux, et sur les deux espces de camlids qui cohabitent au Kazakhstan : chameau de Bactriane, dromadaire ainsi que leurs hybrides. Il y a en effet trs peu dinformations concernant le lait de ces animaux en Asie Centrale, sur linfluence de la saison, de lorigine gographique et gntique, et encore moins de leurs interactions. Pour cela nous avons donc analys les diffrents paramtres physico-chimiques du lait cru, ainsi que ceux du colostrum et du lait ferment (appel shubat) en tenant compte des facteurs de variation retenus. Ensuite, afin de quantifier certains composants biochimiques pouvant expliquer les proprits mdicinales attribues au lait de chamelle, nous avons dos la lactoferrine (et dans le mme temps les immunoglobulines G). En effet, cette protine est rpute pour ses proprits antibactriennes, antivirales et anticancreuses, et serait prsente selon quelques rfrences en plus grande quantit que dans le lait de vache. Enfin, nous avons analys la composition en acides gras de la matire grasse du lait, qui joue un rle reconnu sur le plan dittique. Ce travail de caractrisation du lait de chamelle reprsente une tape indispensable pour contribuer sa valorisation conomique lheure o le Kazakhstan souvre au march mondial.

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Revue bibliographique

Revue bibliographique

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Revue bibliographique

Revue bibliographiqueI. - Regards sur le Kazakhstan et la place de llevage Le Kazakhstan, avec ses 2 717 300 km de superficie totale (9me place mondiale), ses 12 012 kms de frontire avec la Russie, la Chine, le Kirghizstan, lOuzbkistan et le Turkmnistan est situ au cur de lAsie Centrale (Figure 1). Peupl de seulement, 16 741 519 habitants au 1er janvier 2006, il apparat comme un pays de faible densit humaine. Et on comprend par ces seuls chiffres que lactivit agricole ne se situe pas ou peu dans une perspective dintensification.

Figure 1. Le Kazakhstan sur la carte du monde.

- Une gographie de grands espaces Pays peupl autrefois de cavaliers nomades, plus que 80% du territoire est compos de dserts et de steppes (Figure 2). La partie centrale est un plateau sablonneux avec des petites collines appeles en Kazakh Melkosopochnik . Ce plateau est entour au nord et nord-est par les plaines de la Sibrie occidentale, au sud par la plaine Touran, louest par la plaine de la Caspienne. A lest et au sud-est du pays, plusieurs chanes de montagnes (Altay, Djungar Alatau, Tien Shan) alternent avec des dpressions (Zaisan, Balkhach, Alakl, Ili et Chu, Talas) qui comprennent des dserts sablonneux (SaryIshikotrau et Moyoumkum). Le point culminant (Khan-Tengri) dans la chane Alatau slve 6 995 m (ou selon certaines donnes 7010 m) au-dessus du niveau de la mer.

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Revue bibliographique

Figure 2. Carte gographique du Kazakhstan. Tableau 1. Types de terrains au Kazakhstan[In: Kazakhstan. Rangelands in transition: the resources, the users and sustainable use . Tjaart W.Schillborn Van Veen, Ilya I.Alimaev, Bulat Itkelov, World Bank Technical Paper.] Aire de pturage ha x % 1000 20% 3 250

Zones Ecologique Rgionale Steppe humide nord Steppe Steppe Steppe sche Steppe est Demi-dsert

Superficie (ha x 1000)

Difficults techniques Gnralement terre agricole et forts, exploitation dlevage intensif. Pluviomtrie 200-400 mm Manque deau, conversion de terre, loin des marchs. Pluviomtrie 200-300 mm Manque deau, conversion de terre, loin des marchs. Manque deau, rosion Manque deau, limite de libre accs et mobilit. Pluviomtrie < 200 mm Manque deau, conversion de terre, loin des marchs, limite de libre accs et mobilit. Manque deau, rosion Manque deau, conversion de terre, loin des marchs. Manque deau, rosion Limite daccs saisonnier. Pluviomtrie 250-600 mm Limite daccs saisonnier.

Producteurs viables

de

15 670

50%

20 590 45 970 4 780 36 250

30% 30% 30% 30%

6 170 13 790 1 430 12 080

40% 30%