Brevet FR2214750A1 — publié le 19740819

La présente invention concerne un procédé pour la transformation de l'urée en protéines protoplasmiques alimentaires. L'élaboration de corps protidiques aptes à fournir aux mammifères monogastriques le moyen d'assurer leur croissance constitue un besoin actuel et primordial qui a conduit à rechercher un procédé permettant d'obtenir, par voie de synthèse, des matières protéiques appropriées. Le but de l'invention est précisément de fournir un tel procédé. Plus précisément, l'invention a pour objet un procédé permettant de fournir à l'organisme, à partir d'urée notamment, un aliment équilibré autant å sa teneur en protéines protoplasmiques et en gluc-ides réducteurs aisément assimilables par l'organisme. Dans son principe, ce procédé consiste en une transformation de l'urée, par actions physiques, chimiques et biochimiques avec, éventuellement, une déshydratation de l'aliment obtenu, par action thermique, jusqu'au stade de la pulvérulence. Le procédé de l'invention est un procédé qui comprend un premier stade dans lequel on centrifuge, après fermentation, un milieu de culture approprié ensemencé, pour obtenir un surnageant que l'on tamponne à pH 6,5-7,0 et que l'on conserve ensuite jusqu'à cristallisation de l'uréase, un second stade dans lequel on fait agir ledit surnageant sur l'urée à transformer pour obtenir un mélange contenant l'urée hydrolysée par action uréasique, un troisième stade dans lequel on ensemence le mélange obtenu dans le dèu$ième stade pour obtenir une prolifération microorganique et un quatrième stade dans lequel on mélange la prolifération microorganique obtenue dans le troisième stade avec une composition contenant des matières protéiques d'origine naturelle I1 est à noter que dans l'esprit de l'invention, on ne se contente pas d'ajouter de l'urée a la ration végétale comme on le fait actuellement chez un ruminant, mais, qu'en conséquence de sa transformation par action hydrolytique puis fermentaire, l'urée devient, grâce au procédé de l'invention, un constituant protéique normalement acceptable par la caillette des préruminants (veaux de boucherie) ou par liestomac tout aussi délicat des autres mammifères0 Le milieu de culture utilisé dans le premier stade comprend, de préférence, comme constituant essentiel, de la farine, de la peptone trypsique et de l'urée, en solution aqueuse, Le choix de la farine de soya conduit au meilleur rendement, c'est-à-dire que cette farine permet d'obtenir davantage d'uréase que la quantité obtenue avec une autre farine0 Les proportions pondérales de la farine de soya, de la peptone trypsique et de l'urée sont entre elles comme a, b et c, a étant un nombre de la gamme 5-30, de préférence 8-15 et encore mieux voisin de 10, b étant un nombre de la gamme 0,2-2, de préférence 0,3-0,7, et encore mieux voisin de 0,4 et c étant un nombre de la gamme 0,5-,9, de préférence voisin de 1. Il est précanisé d'enrichir le milieu de culture en lui incorporant du saccharose, notamment entre 0,3 et 1,8 %, de préférence entre 0,8 et 1,2 % et, encore mieux, 1 ffi environ (en poids) de-saccharose par rapport au poids total du milieu de culture, Il est également indiqué d'incorporer au milieu de culture du chlorure de sodium, de préférence entre 0,3 et 0,8 % (en poids) ou mieux entre 0,4 et 0,7 % et, encore mieux, au voi-sinage de 0,5 % par rapport au poids total du milieu de culture. Il est encore indiqué de tamponner le milieu de culture avec un agent tampon habituel, comme le phosphate monopotassique, jusqufà régler le pH à une valeur comprise entre 6,6-7,0, de préférence voisine de 6,8. Pour ensemencer-le milieu de culture, on utilise, selon la présente invention, des souches de Protéus et de Klebsielle. Dans le second stade, il est préconisé, selon l'invention, d'ajouter la solution contenant de l'uréase à un liquide à pH 6,6-6,8 avant de lui incorporer l'urée à transformer. Dans le troisième stade, on utilise pour l'ensemencement un inocuum important de levures alimentaires ou autres microorganismes spécifiquement destinés à l'alimentation, la quantité d'inoculum étant choisie pour que la phase de latence du développement du processus fermentaire soit aussi réduite que possible. Certains des stades du procédé qui a été décrit sont déjà connus dans d'autres procédés de transformation mais l'invention réside essentiellement dans la combinaison nouvelle de ces stades et, spécialement, dans la réalisation particulière préférée.selon laquelle dans le premier stade on utilise un milieu de culture à base de farine de soya enrichi avec du saccharose et on ensemence avec des souches de Protéus et de Klebsielle On décrira ci-après un exemple de mise en oeuvre du procédé de l'inventiont I - Préparation des enzymes uréasiques par synthèse microorganique naturelle, Dans une topette thermoréglable contenant de l'eau stérile maintenue à +450C, on verse les constituants suivants avec les pourcentages indiqués (en poids) - Farine de soya cru (micronisé si possible .....................10 % - Peptone trypsique ..............0,4% - Chlorure de sodium .............0,5% - Phosphate monopotassique .......0,2% - Saccharose .....................1 % On ajuste au besoin le mélange à pH 6,6-7,0 et non le maintient a la température de +37 C. On agite lentement mais constamment et, lorsque le mélange est devenu homogène, on verse l'urée à raison de I % (en poids). Après dissolution de l'urée, on réalise les opérations suivantes: - on ensemence avec des souches de Protéus et de Klebsielle ; - on sépare ensuite les corps en suspension par centrifugation - on tamponne le "surnageant" à pH 6,57,0, avec la quantité suffisante de la solution suivante - Solution aqueuse (à 30 %) 0. q,s. - Pyrophosphate neutre de NaG ........ 10 % - Citrate de Na...................... 10 % (Les pourcentages sont indiqués en poids). On conserve le "surnageant" ainsi traité, en armoire frigorifique, à +40C, jusqu'à cristallisation de l'uréaseO II - Synthèse protéique à partir d'urée hydrolysée par action enzmo-uréasique. On prépare dans une cuve à fermentation le mélange suivant et on le porte à ±370C : à sept parts de liquide (minéral ou organique) naturel ou de synthèse, on ajoute trois parts du "surnageant" décrit plus haut-(réaction ionique souhaitable : pH 6,6-6,8). On incorpore l'urée nécessaire sachant que 2,14 d'urée donnent 1 d'azote urémique. On favorise l'intervention de l'uréase apportée par le "surnageant" : l'action de 1 'uréase peut se vérifier "in vitro" au virage net et constant du rouge de phénol qui se produit, en général, en moins de trois heures dans ces conditions technolo gigues On ajuste le pH du mélange ainsi hydrolysé à 5,5-6,0 avec un acide organique alimentaire, et on enrichit les conditions biotopiques du milieu en lui incorporant sous agitation - Glucides q.s. - Sulfate de Mg................ 0,3 % - Sulfate ferreux ............. 0,01 % On ensemence avec un inoculum important de levures alimentaires ou autres microorganismes d'utilité spécifique. On agite, sous forte oxygénation, pendant toute la durée du processus fermentaire, en conduisant la prolifération microorganique jusqu'à obtention d'un plateau (cf. courbe de croissance) constant, III. - Préparation de la phase finale, On verse la prolifération microorganique décrite ci-dessus dans une cuve contenant le mélange suivant - Matières protéiques d'origine naturelle ........................9% - Matières minérales..............4% - Extractif non azoté.............35 % - Matières lipidiques ........0 à 0,5 % - Eau .................. q.s pour 100. (Les pourcentages sont indiqués en poids). On peut appliquer à partir de ce stade et sur le mélange obtenu, le processus fermentaire et enzymatique décrit dans le brevet français n 70 32755, demandé le 9 septembre 1970 par la Société ALZO sous le titre "Procédés de préparation de céréales prédigérées utilisées pour l'alimentation des vertébrés et nouveaux produits ainsi obtenue, Pour mémoire, il est rappelé que ce processus comporte l'incorporation de microorganismes à un mélange porté à une température appropriée favorisant les proliférations microbiologiques et mycologiques et, après action fermentaire suffisante, l'addition au mélange de matières enzymatiques et la déshydratation. La température de réaction est imposée par les besoins thermiques des souches et des enzymes. Sn général, on peut employer toute température permettant le développement microbiologique, rr.ycologique et enzymatique0 De préférence, ell-es sont comprises entre environ d5QC et environ JO"C pour les macérations et entre environ 300C et environ 370G pour les fermentations et les hydrolyses enzymatiques0 Les microorganismes utilisables sont formés par toutes les souches glucidolytiques et les levures pouvant proliférer dans le milieu afin d1 en améliorer la teneur des protéines et leur nature dans le produit fini.On préfère spécialement les streptocoques lactiques, les lactobacilles et les levures alimen taies, Les enzymes utilisables sont toutes celles exerçant une action spécifique sur les polyholosides et les protéides libres ou dans leur assise. On préfère spécialement celle ayant une action double sur l'amidon et la cellulose, compte tenu du fait que l'action fermentaire permet, par sa complexité enzymatique, d'agir sur les constituants protidiques du milieu0 On peut ainsi obtenir, après séchage, par pulvérisation de préférence, une poudre constituant une matière première aux valeurs chimiques bien adaptées à la fabrication des aliments complets - Humidité Q.o 5 'la - Matières protéiques.(environ) 30 ffi - Matières minéralesOO(environ) 8 % - Matières lipidiquesO 2 i0 - Extractif non azoté (1) , 55 % (Les pourcentages sont indiqués en poids) (1) Riche en glucides assimilables. L'application du procédé de la présente invention a un jus de macération correspondant aux caractéristiques chimiques suivantes (dosées sur 100 ml) - Corps volatils OOO 55 à 60 % - Azote protéique (digestible)... 1,5 fui - Azote uréique (non digestible). 1 % - Extractif non azoté (pauvre en glucides réducteurs).o 33 à 38 % - Matières minérales 4 % - Matières lipidiques....traces à 0,5 ffi (Les pourcentages sont indiqués en poids) donc à un milieu de toute évidence pauvre en matières protéiques digestibles, relativement aux besoins du mammifère, donne à partir de ce même milieu et sur un même volume, la modification suivante - Corps volatils *.O 55 à 60 % - Azote protéique et protoplasmique (digestible).... 2,5 k - Extractif non azoté triche en glucides réducteurs).............. 30 à 35 % - Matières min-érales ............ 4 % - Matières lipidiques............. 0,5 à 1,5 % (Les pourcentages sont indiqués en poids) On constate par simple application du coefficient 6,25 à l'azote protéique et protoplasmique que ce nouveau procédé augmente considérablement la richesse en matières protéiques digestibles, celle-ci passant de 9 % à 15 % environ, augmentation due à la synthèse protoplasmique des microorganismes à partir de l'azote ammoniacal libéré par l'action enzymatique décrite ci-dessusO En résumé, par rapport à la macération de base décrite dans l'exemple, le produit obtenu par la mise en oeuvre du procédé de l'invention présente les avantages suivants - augmentation de la teneur en azote protéique et protoplasmique, donc de la teneur en protéines digestibles ; ; - augmentation concomitante de le teneur en sucres réducteurs assimilables - acceptation d'ordre métabolique et physiologique par les mammifères monogastriques et préruminants de la poudrealiment qui en résulte - obtention de bilans avantageux après incorporation adéquate dans les régimes alimentaires0 REVENDICATIONS 1. Procédé pour transformer de l'urée en protéines protoplasmiques alimentaires, comprenant un premier stade dans lequel on centrifuge, après fermentation, un milieu de culture approprié ensemence, pour obtenir un surnageant que l'on tamponne à pH 6,5-7,0 et que l'on conserve ensuite jusqu'à cristallisation de l'uréase, un second stade dans lequel on fait agir ledit surnageant sur l'urée à transformer pour obtenir un mélange contenant l'urée hydrolysée par action uréasique, un troisième stade dans lequel on ensemence le mélange obtenu dans le deuxième stade pour obtenir une prolifération microorganique et un quatrième stade dans lequel on mélange la prolifération microorganique obtenue dans le troisième stade avec une composition contenant des matières protéiques d'origine naturelle. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le milieu de culture utilisé dans le premier stade contient de ia farine, de la peptone trypsique et de l'urée, -en solution aqueuse. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le milieu de culture contient de la farine de soya0 40 Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les proportions pondérales de la farine de soya, de la peptone trypsique et de l'urée sont entre elles comme a, b et c, a étant un nombre de la gamme 5-30, de préférence 8-15 et encore mieux voisin de 10, b étant un nombre de la gamme 0,2-2, de préférence 0,3-0,7 et encore mieux voisin de 0,4 et -c étant un nombre de la gamme 0,5-1,9, de préférence voisin de 1. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on utilise dans le premier stade un milieu de culture enrichi par du saccharose0 6o Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la proportion pondérale du saccharose dans le milieu de culture est comprise entre 0,3 et 1,8 %, de préférence entre 0,8 et 1,2 ffi et encore mieux voisin de 1 %0 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on utilise dans le premier-stade un milieu de culture contenant, en outre, du chlorure de sodium. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la proportion pondérale du chlorure de sodium dans le milieu de culture est comprise entre 0,3 et 0,8 *, de préférence entre G,4 et 0,7 % et encore mieux au voisinage de O,5o 9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le milieu de culture contient du phosphate monopotassique en proportion adéquate pour conférer au milieu un pH de la gamme 6,6-7,0, de préférence voisin de 6,8. 100 Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que dans le premier stade, on ensemence ledit milieu de culture avec des souches de Protéus et de KlebsielleO îîo Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que dans le second stade, on ajoute la solution contenant de l'uréase à un liquide à pH 6,6-6,8 avant d'incorporer l'urée à transformer0 12. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que dans le troisième stade on ensemence avec des levures alimentaires ou autres microorganismes spécifiquement destinés à l'alimentation, l'ensemencement étant tel que la phase de latence du développement du processus fermentaire est aussi réduite que possible. 13o Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on applique au mélange obtenu dans le quatrième stade un processus fermentaire et enzymatique pour obtenir un produit alimentaire.