Maïs à haute teneur en huile

L’huile de maïs est maintenant un coproduit abondant résultant de la croissance de l’industrie de la mouture humide du maïs suivie plus récemment d’une augmentation de la production d’éthanol pour les biocarburants. La production totale d’huile de maïs aux États-Unis a atteint de nouveaux sommets dépassant 2,5 milliards de kg ou 5,5 milliards de livres en 2016/17 (USDA-ERS). L’huile de maïs a été utilisée principalement pour l’huile comestible directement par les consommateurs, mais elle entre également dans le flux de matières premières du biodiesel. La technologie hybride à haute teneur en huile présente néanmoins un intérêt pour la production de matières premières animales à haute énergie ou pour la production directe de produits à base d’huile de maïs, en particulier dans les régions qui peuvent ne pas produire de grandes quantités d’huile de maïs en tant que coproduit ou sous-produit.

Selon la Corn Refiners Association (2006), le maïs à grains dentés de la ceinture de maïs de base affiche une fourchette de 3,1 % à 5,7 % (en poids sec). Watson (1987) a noté que la teneur moyenne en huile des usines de mouture humide de l’Illinois avait diminué de 4,9 % à 4,3 % sur plusieurs décennies au milieu du 20e siècle. Plus récemment, la teneur globale en huile de maïs des États-Unis semble avoir chuté à une valeur moyenne légèrement inférieure à 4,0 % au cours des cinq dernières années de production (U.S. Grain Council, 2018).

La teneur en huile de noyau répond bien à la reproduction, comme l’a démontré le programme de sélection à long terme de l’Illinois (examiné dans Dudley et Lambert, 2004), qui a produit des populations dont la teneur en huile atteint 22 %. Des gènes contrôlant la teneur en huile ont été caractérisés et un gène appelé diacylglycérol acyltransférase s’est avéré important pour contrôler la teneur en huile totale (Zheng et al., 2008). Des variétés commerciales de maïs à haute teneur en huile dont la teneur en huile se situe entre 6 % et 8 % (en poids sec) sont commercialisées depuis les années 1950 (Lambert, 2000). Les introductions précoces ont montré une performance de rendement réduite par rapport aux hybrides normaux (« traînée de rendement”) ainsi qu’une plus grande gîte et une plus grande sensibilité aux stress biotiques et abiotiques. Leur production est restée limitée.

Le système TopCross a été introduit par DuPont Specialty Grains au début des années 1990 et il a entraîné une augmentation considérable de la superficie de production de maïs à haute teneur en huile au cours des années 1990 (Davis et Gray, 2002). Le système consistait en un mélange d’un hybride mâle stérile femelle contenant des niveaux normaux d’huile et d’un pollinisateur à haute teneur en huile (environ 8% des graines) qui conférait à la femelle une plus grande taille de germe et, par la suite, une teneur en huile plus élevée. Les mélanges TopCross les plus performants se rapprochaient des variétés de contrôle et produisaient une teneur en huile d’environ 7 % à 8 % (Lauer, 1995; Thomison et al., 2003) avec moins de problèmes agronomiques que les hybrides antérieurs (Thomison et al., 2002). Plusieurs sociétés semencières ont utilisé la technologie TopCross pour créer des versions à haute teneur en huile de leurs hybrides propriétaires. Le lecteur est renvoyé à un examen complet des progrès de la sélection pour l’augmentation de la teneur en huile au cours du 20e siècle par Lambert (2000). Les efforts déployés pour coordonner la chaîne d’approvisionnement de ce grain de spécialité ont donné lieu à des alliances stratégiques entre DuPont et Consolidated Grain and Barge, ConAgra Trade Group et Archer Daniels Midland Company afin de mettre au point un système de passation de marchés pour la production et le transport du grain à travers les silos de campagne jusqu’aux utilisateurs finaux (Davis et Gray, 2002).

La chaîne d’approvisionnement du maïs à haute teneur en huile est dictée par la demande des utilisateurs finaux et leur volonté de fournir des primes aux producteurs qui encourent des risques et des coûts supplémentaires pour la production de céréales IP. Les producteurs de bétail ont besoin de formulations d’aliments cohérentes. S’ils ont des réserves ou s’ils rencontrent une variabilité de la quantité d’énergie dans le maïs à haute teneur en huile, ils peuvent utiliser d’autres ingrédients tels que la graisse blanche de choix, ce qui réduit la demande de maïs à haute teneur en huile. Les variétés à haute teneur en huile actuellement disponibles atteindraient des niveaux aussi élevés que 9.0% -10% et cela peut aider à assurer une demande plus cohérente. Les entreprises semencières ont maintenant délaissé les hybrides de maïs à haute teneur en huile en soi pour se tourner vers des technologies alternatives et des hybrides présentant des combinaisons de caractères présentant une valeur accrue pour les producteurs de volailles et de porcs. Par exemple, les cors spécialisés de nouvelle génération sont commercialisés en tant qu’hybrides à haute énergie disponible (AOH) (DuPont-Pioneer, 2018) et hybrides à valeur alimentaire améliorée (EFV) (hybrides de Wyffel) ou  » hybrides de caractères ” (Brown Seed Genetics, Inc). Ces hybrides peuvent également présenter une teneur élevée en huile et / ou d’autres caractéristiques telles qu’une composition en acides aminés améliorée de valeur pour les producteurs de bétail. Pour une liste plus complète des entreprises commercialisant des produits à valeur ajoutée, veuillez consulter le Rapport sur la valeur accrue du maïs du Centre de ressources en marketing agricole américain (Context Network et Novecta, 2006).

Les essais d’alimentation du bétail ont généralement montré un avantage de l’alimentation de matières premières de maïs riches en huile. Une production laitière plus élevée peut se produire dans les troupeaux laitiers (Lauer, 1995) et des proportions plus élevées de bouvillons nous ont permis de choisir. Le maïs à haute teneur en huile nourri de bouvillons (82% de l’alimentation) a montré un dépôt lipidique intramusculaire accru et une insaturation accrue des acides gras du longissime (Andrae et al., 2001). Le maïs riche en huile a également été considéré comme un moyen économiquement réalisable d’augmenter la densité énergétique des régimes alimentaires des porcs et des truies (Adams et Jensen, 1987). L’alimentation du maïs avec des niveaux d’huile supérieurs à 8 % peut entraîner une « viande de porc molle” de mauvaise qualité (Lambert, 2000). Les essais d’alimentation des volailles ont démontré des performances comparables des poulets de chair (Benitez et al., 1999) et les couches (Lee et al., 2001) lorsque le maïs conventionnel est remplacé par du maïs riche en huile dans les régimes isocaloriques. Résultats de ces études et d’autres (Han et al., 1987) ont également indiqué que l’utilisation de maïs à haute teneur en huile peut améliorer le rendement si les aliments pour animaux sont formulés de manière à tirer parti de la teneur énergétique plus élevée disponible du maïs à haute teneur en huile. La nécessité de compléter les rations alimentaires avec des huiles ou des graisses alternatives pourrait également être réduite, répondant ainsi aux besoins énergétiques à un coût éventuellement moindre. Le remplacement du maïs conventionnel par du maïs à haute teneur en huile n’a pas affecté la qualité physique des œufs et la teneur en acides gras polyinsaturés du jaune était plus élevée, reflétant la teneur en acide linoléique plus élevée du maïs à haute teneur en huile (Lee et al., 2001).

L’acceptation de l’huile de maïs comme aliment est due à sa saveur relativement fade et stable pendant le stockage et la cuisson, et à son point de fumée élevé (Watson, 1988). Il est également devenu de plus en plus populaire en raison de sa teneur élevée en acides gras insaturés bénéfiques pour la santé (acide linoléique de l’ordre de 54% à 60% et acide linolénique d’environ 1%) (Corn Refiners Association, 2006). Il a été démontré que la qualité de l’huile peut être facilement manipulable par la reproduction, ce qui permet de produire un jour des huiles de spécialité dans le maïs. Des variétés expérimentales produisant de l’huile de maïs dont la composition en acides gras est altérée ont été mises au point par sélection (Duvick et al., 2003; Duvick et coll., 2006). L’huile de ces variétés contient jusqu’à 60% d’acide oléique, ce qui peut en faire un produit bénéfique pour la santé vasculaire. Une étude de cartographie génétique du caractère à haute teneur en acide oléique dans le matériel génétique commercial d’élite a révélé que le caractère est en grande partie contrôlé par le locus fad2 (Beló et al., 2008), bien que des études sur le matériel génétique public suggèrent que d’autres gènes sont également impliqués (Mikkilineni et Rocheford, 2003).