Brevet FR2419031A1 — publié le 19791005

La présente invention concerne un produit utilisable dans le traitement curatif et prophylactique des animaux consistant à lutter contre les bactéries pathogènes des intestins ou a conserver la microflore intestinale normale, et un procédé pour fabriquer ce produit. I1 est connu que le traitement par les antibiotiques des infections chez l'homme et l'animal peut conduire à la stérilisation des intestins, provoquant des troubles fonctionnels intestinaux tels que la diarrhée. I1 est également connu qu'une augmentation du nombre des bactéries pathogènes dans le canal intestinal provoque habituellement des maladies intestinales. I1 est très important en élevage que le fonctionnement intestinal des jeunes animaux soit normal. Si tel n'est pas le cas, il existe un risque de prise de poids médiocre et de mortalité élevée. Dans la thérapie connue par Lactobacillus, utilisée pour normaliser le fonctionnement intestinal des jeunes animaux, des bactéries non pathogènes produisant de l'acide lactique modifient l'environnement intestinal dans un sens défavorable aux bactéries pathogènes, inhibant leur croissance et la production de toxines. On utilise de plus en plus à cet effet des produits laitiers caillés, et plus récemment des souches bactériennes cultivées de la famille des Lactobacillacées. I1 a été indiqué également que Streptococcus faecium pouvait entrer en compétition avec des bactéries coli hémolytiques au pH intestinal faible établi par Streptococcus lui-même. La valeur curative de cette dernière souche est bien connue, et il serait très précieux de pouvoir disposer aussi de cette souche et d'autres présentant une activité similaire pour le traitement prophylactique en les incorporant aux aliments. Mais les exigences auxquelles doit répondre un concentré de bactéries destiné a cette application sont très strictes. I1 semble que la stabilité d'un concentrat bactérien, meme s'il est stable par lui-même, soit sérieusement réduite lorsqu'il est incorporé à certains prémélanges, en particulier s'il est en équilibre avec un air fortement humide, par exemple à 65 t d'humidité relative. Dans l'opération de granulation de l'aliment, celui-ci est exposé à de la vapeur d'eau et soumis à une compression, ce qui entraine une élévation de sa température, de sorte que dans les préparations d'aliments contenant des bactéries vivantes, le nombre des bactéries est réduit de façon catastrophique au cours de la granulation de l'aliment. Un des buts de l'invention est de préparer des concentrats bactériens qui soient assez stables pour supporter la granulation de l'aliment, et ce but est atteint en encapsulant les concentrats de bactéries vivantes avec des ingrédients auxiliaires tels, et de telle façon, que le produit revêtu puisse etre préalablement mélangé au taux d'humidité de l'air ambiant, sans en compromettre notablement la stabilité, de telle sorte qu'un aliment contenant un tel prémélange puisse être granulé, la destruction des bactéries du fait de la granulation étant maintenue à un niveau raisonnable. Plus précisément, les bactéries sont encapsulées dans une substance auxiliaire qui ne contient qu'une faible proportion d'eau en équilibre avec de l'air dont le taux d'humidité relative est élevé, le produit étant amené sous forme de particules de taille appropriée et ayant une résistance mécanique suffisante pour résister aux influences extérieures au cours de son mélangeage avec l'aliment et de sa granulation. De cette façon, la plupart des bactéries sont enveloppées de façon permanente dans la substance auxiliaire, et seul un petit nombre de celles-ci est en contact direct avec les autres ingrédients du prémélange. On obtient des résultats particulièrement favorables en ce qui concerne la survie au cours de l'encapsulation et de la fabrication des prémélanges lorsque les bactéries encapsulées sont des souches Streptococcus faecium, Streptococcus faecalis et Lactobacillus acidophilus. La substance auxiliaire devant être utilisée par l'encapsulation des bactéries est choisie parmi des substances non bactéricides et pratiquement non toxiques, elle doit être solide a la température ambiante et doit de préférence fondre au moins en partie au cours de l'opération de granulation, car la consommation de chaleur pendant la fusion va dans le sens d'une réduction de la température à laquelle les bactéries sont exposées au cours de l'opération. Dans le choix de substances auxiliaires, les propriétés d'isolation thermique doivent être prises en considération pour la même raison. Des substances auxiliaires préférées sont les poly éthyldne-glycols, les graisses solides, y compris les monoglycS- rides d'acides gras, les alcools gras, y compris les alcools gras éthoxylés, et les sucres répondant aux critères ci-dessus. Des substances auxiliaires particulièrement préférées sont les polyéthylène-glycols solides et semi-solides vendus sous la marque "Carbowax". En général, les substances auxiliaires utilisables -pour l'encapsulation présentent une certaine hydrophilie, et il faut prendre soin de choisir des substances ne contenant qu'une faible proportion d'eau, car une forte teneur en eau réduit la stabilité de la préparation bactérienne. Pour illustrer cet effet de la teneur en eau, on a préparé 4 produits présentant des teneurs en eau différentes, la teneur en eau de chacun d'eux étant celle correspondant a l'équilibre avec un air à 65 % HR. On a comparé la stabilité des quatre produits a celle du concentrat bactérien non traité. Toutes les expériences ont été effectuées a 65 t HR et dans un prémélange vitamines-substances minérales dont on a trouvé qu'il était agressif vis-à-vis des bactéries. Le tableau 1 donne les résultats obtenus, et la composition du prémélange vitaminessubstances minérales est donnée dans le tableau 2. TABLEAU 1 Teneur en eau à l'équi- Diminution moyenne libre avec de I'air a par semaine,9-12 se 65 8 de HR maines Produit 1 9,7 62 % Produit 2 3,8 24 % Produit 3 3,2 18 % Produit 4 0,9 5 % non traité 1 54 % TABLEAU 2 Vitamine A 500.000 UI/g 1,54 g Vitamine A 500.000 UI/g + Vitamine D3 167.000 UI/g 0,67 g Vitamine E, adsorbat à 50 % 12,00 g Vitamine B12 à 1000 mg/kg 4,00 g Niacine 3,00 g Pantothénate de calcium 3,00 g Pyridoxine-HCl 0,80 g Riboflavine 0,80 g Mononitrate de thiamine 0,40 g Lysine 48,00 g Méthionine 32,00 g Sulfate de cobalt 0,40 g Carbonate de zinc 14,60 g Oxyde de manganèse 12,40 g Sulfate de cuivre 40,00 g Sulfate ferreux 25,00 g Carbonate de calcium et de magnésium 400,00 g Farine de blé fourragère 399,00 g Lactiferm v (conceritré de Strept. faecium) 2,00 g 1000,00 g Les chiffres du tableau 1 montrent que la diminution du nombre des bactéries vivantes dans la préparation est inversement proportionnelle à la teneur en eau des substances auxiliaires, et que la teneur en eau doit de préférence rester inférieure à 4 %, et mieux encore à 1 %. Comme il a été indiqué ci-dessus, l'ingrédient auxiliaire doit etre une substance non bactéricide et non toxique ayant une faible teneur en eau à l'équilibre à 65 % d'humidité relative. I1 peut être utile, en outre, d'ajouter une faible proportion d'additifs inertes tels que des liants. Si l'ingrédient auxiliaire ne se solidifie pas immédiatement, on peut effectuer un saupoudrage avec du talc ou d'autres adjuvants. Le tableau 3 ci-dessous donne le pourcentage mensuel de diminution du nombre des bactéries vivantes, observé lorsqu'on utilise des substances encapsulantes, liants et poudres divers si les produits sont stockés en atmosphère normale. TABLEAU 3 Substance Diminution du d'encapsulation Liant Poudre nombre de bacté ries vivantes par mois Sucre Hydroxyéthyl- Talc 5 % cellulose Sucre Hydroxyéthyl- Amidon de 6 z cellulose mais hydro phile Sucre Agar-agar Lactose 9 z Sucre Gélatine Talc 6 % Monoglycéride 5 % de l'acide stéarique Acide palmi- 4 % tique Huile de palme 5 % hydrogénée Polyéthylène- 1% glycol 6000 non encapsulé 24 % On a effectué en outre des essais de détermination de la stabilité de produits contenant diverses bactéries encapsu lées dans le même ingrédient auxiliaire en même temps qu'un mélange de vitamines et de matières minérales comme il est indi qué dans le tableau 2, et stocké dans de l'air à 65 % HR. La matiere d'encapsulation était du sucre avec de l'hydroxyéthylcellulose comme liant et saupoudrée de talc. Les résultats des essais sont donnés dans le tableau 4 ci-dessous. TABLEAU 4 Bactéries Diminution du nombre de bactéries vivantes par mois Streptococcus faecium 19 z Lactobacillus acidophilus 34 % Streptococcus faecal is 39 % Streptococcus faecium mélangé a des vitamines et à des matières minérales, mais non encapsulé 70 z Les produits bactériens de l'invention peuvent être mélangés directement à des aliments pour animaux. En pratique, cependant, on préfère en général incorporer les bactéries vivantes encapsulées avec des vitamines et des matières minérales dans un prémélange avec une partie de l'aliment, le prémélange étant de préférence sous forme granulée.Les granulés peuvent alors être mélangés au reste de l'aliment, ce qui garantit une répartition pratiquement régulière des bactéries vivantes dans l'aliment, nécessaire pour que chaque animal reçoive une dose déterminée. La préparation des produits bactériens de l'invention s'effectue généralement comme suit. On disperse un concentré de bactéries vivantes dans une matière d'encapsulation fondue ou dissoute à une température ne dépassant pas 7O0C, cette matière présentant une faible teneur en eau à l'équilibre avec de l'air à un taux d'humidité relative élevé, après quoi on refroidit la dispersion en l'atomisant dans un courant d'air. Lorsqu'on utilise une matière d'encapsulation scluble dans l'eau telle que le sucre, avec un liant soluble, il peut être opportun de saupoudrer les particules contenant les bac té- ries vivantes avec une substance hydrophobe comme le talc, qui apporte une certaine protection contre les effets de la vapeur au cours de la granulation. Par exemple, le talc peut être contenu dans un courant d'air froid utilisé pour refroidir la dispersion atomisée. L'utilisation de matières d'encapsulation solides à la température ambiante, mais fondant au-dessous de ?O0C garantit d'une part que les bactéries ne sont pratiquement pas endommagées par leur dispersion dans la matière fondue, et d'autre part que de la chaleur est consommée par la fusion de la matière, si cette fusion se produit lors de la granulation, la matière d'encapsulation agissant ainsi comme tampon contre l'augmentation de la température au cours de la granulation. Les exemples non limitatifs suivants sont donnés à titre d'illustration de l'invention. EXEMPLE 1 On agite 2 kg du mélange indiqué dans le tableau 2, contenant 380 x 109 bactéries par , dans 3 1 d'eau à la température ambiante. Dans un autre récipient, on dissout 12 kg de sucre dans 7 l d'eau à 600C, et on ajoute une solution préparée à l'avance de 17 g d'agar-agar dans 0,5 1 d'eau bouillante. Puis on mélange la bouillie du mélange contenant des bactéries à la solution de sucre et d'agar-agar, la température du mélange obtenu étant de 52-530C. On atomise ensuite le mélange dans un atomiseur centrifuge, avec un débit de 0,7 1/ mn dans une chambre de pulvérisation, a contre-courant avec de l'air à la température ambiante contenant un agent de saupoudrage tel qu'un amidon de mais hydrophobe. La chambre de pulvérisation est associé à un élément de lit fluidisé dans lequel le produit est séché, et l'excès d'agent de saupoudrage est éliminé par soufflage. Le rendement est de 14,35 kg d'un produit contenant 40 x 109 9 bactéries par gramme. La teneur en agent de saupoudrage est d'environ 14 %. On obtient ainsi les produits du tableau 3, dans lesquels la matière d'encapsulation est du sucre. EXEMPLE 2 : On fond 150 g de Carbowax 20M et on les maintient à 600C tout en agitant dans la masse fondue 1,5 g d'un concentré 9 de Streptococcus faecium contenant 360 x 109 bactéries par g. On solidifie ensuite la masse fondue en la versant en couche mince sur une plaque froide, puis on broie le produit et on le tamise à travers un tamis de 0,42 mm d'ouverture de maille. On mélange 22,7 g du produit obtenu, contenant 9 2,2 x 109 bactéries par g, à 100 kg d'aliment pour animaux et on les soumet à une granulation industrielle. On fabrique de cette manière les produits du tableau 5 ci-dessous, encapsulés dans du Carbowax, avec ou sans talc. Le tableau montre que l'encapsulation améliore la stabilité du concentré bactérien au cours de la granulation. TABLEAU 5 Nombre de bactéries vivantes par g Concentré de bactéries . traité par le talc seul 500.000 29.000 le Carbowax 20 M seul 500.000 166.000 le talc et le Carbowax 500.000 120.000 non traité 500.000 13.000 EXEMPLE 3 De la manière décrite à l'exemple 1, on prépare à partir de 40 g de mélange du tableau 2 608 g de sucre 1,6 g d'hydroxyéthyl-cellulose, et 375 g d'eau, une dispersion que l'on atomise dans un courant d'air froid contenant du talc. On humidifie 450 g du produit obtenu avec une solution de 450 g de Carbowax 4000 dans 450 g d'acétone, on les mélange à 450 g de talc et on les sèche. Le produit obtenu contient 0,97 x 109 bactéries par gramme. On mélange 619 g du produit obtenu à 20 kg de blé. Ce prémélange est mélangé à 3000 kg d'un mélange d'aliment, et on prépare à partir de celui-ci des granulés alimentaires. Le tableau 6 ci-dessous montre la viabilité des bactéries contenues dans ces granulés par comparaison avec un produit correspondant dans lequel les bactéries n'ont pas été encap sulées. TABLEAU 6 Bactéries encapsulées Bactéries dans du Carbowax et non encap du talc sulées Nombre de bactéries vivante par g 200.000 200.000 Aussitôt après la granulation 62.000 3.900 Au bout de 5 semaines 36.000 1.400 Au bout de 10 semaines 40.000 1.300 Au bout de 15 semaines 26.000 1.500 On effectue en outre des essais en utilisant diverses formes d'encapsulation, en déterminant la perte en pourcentage de bactéries vivantes par encapsulation. Les essais ont porté sur le mélange du tableau 2, et les divers produits ont été encapsulés comme il a été décrit dans l'exemple 1. On mélange les produits obtenus à l'aliment, on les agite dans de l'eau bouillante dans les proportions de 1 g du produit contenant des bactéries pour 100 g d'aliment et 25 g d'eau bouillante et on granule le mélange chaud (360C). Au cours de la granulation, la température monte à 58,50C. Le tableau 7 ci-dessous indique les matières d'encapsulation utilisées et la perte de bactéries au cours de la granulation. TABLEAU 7 Matière d'encap- Perte de bactésulation Liant Poudre ries par granu lation Alcool cétylique 19 % Sucre avec 20 % de Talc O % polyéthylène glycol Sucre Agar-agar Polyéthylène- 26 % glycol et talc Alcool gras 37 % éthoxylé non encapsulé 62 % REVENDICATIONS 1.- Produit destiné à etre utilisé comme additif à des aliments pour animaux, ce produit contenant des bactéries vivantes influençant dans un sens favorable la microflore intestinale des animaux, produit caractérisé en ce que les bactéries sont encapsulées dans une matière à faible teneur en eau en équilibre avec de l'air ayant un taux d'humidité relative élevée, cette matière permettant aux bactéries d'être libérées dans l'appareil digestif des animaux. 2.- Produit suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il contient des bactéries encapsulées appartenant à l'une des espèces Streptococcus calcium, Streptococcus f2ecalis et Lactobacillus acidophilus. 3.- Produit suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la matière d'encapsulation est du polyéthylène-glycol, une graisse solide (y compris des monoglycérides d'acides gras), un acide gras libre, un alcool gras (y compris des acides gras éthoxylés) ou du sucre. 4.- Produit suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la teneur en eau de la matière d'encapsulation ne dépasse pas 4 %, et est de préférence inférieur à 1 %. 5.- Produit suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les bactéries encapsulées, associées à des vitamines, des matières minérales et des constituants alimentaires, sont sous la forme de granulés. 6.- Procédé de préparation d'un produit suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on disperse un concentré de bactéries vivantes suivant la revendication 1 dans une matière d'encapsulation fondue ou dissoute à une température ne dépassant pas 700C, après quoi on refroidit la dispersion en l'atomisant dans un courant d'air, contenant si on le désire du talc ou une autre matière de saupoudrage en grains fins.