Brevet FR2538680A1 — publié le 19840706

L'invention concerne des produits à base de com- plexes d'urée et de matières à lactose hydrolysé, leur pré- paration et leur utilisation pour l'alimentation de ruminants. Il est bien connu d'incorporer de l'urée-dans des aliments pour ruminants; la quantité d'urée incorporable est toutefois limitée à quelques pourcents car l'urée se décompo- se dans le rumen de l'animal en donnant de l'ammoniac qui est toxique pour ce dernier. Afin de pallier cet inconvénient, on a proposé de remplacer l'urée libre par certains complexes sucres-urées appelés, de manière générale, glycosyl urées, afin, notamment, d'éviter une décomposition notable de l'urée en ammoniac dans le rumen On a ainsi proposé, notamment, des lactosyls urées (complexes de lactose et d'urée) (voir le brevet des E U A. N O 4 267 314) Ces produits n'ont pas, toutefois, été utilisés en pratique pour des raisons économiques. L'invention vise à fournir de nouveaux produits à base de complexes d'urée convenant à l'alimentation de rumi- nants qui présentent les avantages d'une haute teneur possible en urée et de ne laisser subsister qu'une faible proportion d'urée libre. L'invention concerne de nouveaux produits complexes formés à partir d'urée et d'une matière lactosée dont le lac- tose est au moins partiellement hydrolysé en glucose et ga- lactose. Comme matières à lactose au moins partiellement hydrolysé, on peut utiliser des perméats de lactosérunsou des jus lactosés (obtenus par déprotéinisation des lactosérums) dont le lactose a été au moins partiellement hydrolysé, ainsi que les lactosérums dont le lactose a été au moins partielle- ment hydrolysé Pour des raisons économiques on préfère à ce -Les jour les perméats ou/jus lactoses à lactose au moins partiel- lement hydrolysé Les matières à lactose hydrolysé peuvent 8 tre déminéralisées ou non A ce jour, on préfère utiliser îes matières non déminéralisées pour des raisons économiques. L'hydrolyse du lactose est, de préférence, réalisée par voie enzymatique, comme connu en soi, de préférence à l'aide d'en- zymes immobilisées (lactase on p-galactosidase) Ceci garantit la qualité des sucres obtenus et minimise-donc les réactions de Maillard et la formation de sous-produits réactionnels. De préférence, ces nouveaux complexes contiennent 5 à 40 % en poids d'urée, en particulier 15 à 30 %. De préférence, les nouveaux produits de l'invention sont utilisés sous forme de produits liquides concentrés Ces produits sont homogènes, stables (absence de cristallisation) et faciles à manipuler La forme liquide préférée permet de réaliser des économie de séchage et done de minimiser les codts Toutefois, si désirés, on peut sécher lesdits produits jusqu'à siccit 6. Les produits de l'invention se E arent facilement par dissolution de l'urée dmx lamatière/à lactose au moins partiellement hydrolysé, de préférence à une température de 50-90 00, spécialement de 6080 C, sous agitation; si néces- saire, ajustement du p H dans la gamme de 2,5 à 4,5, de préfé- rence au dessous de 3, par addition d'acide à la solution ob- tenue; et chauffage de la solution acide résultante à une température de 50-90 0, de préférence 60-8000 C, pendant un temps suffisant pour que la teneur du produit résultant en urée libre n'excède pas 2 % en poids,- de préférence 1,5 % en poids La facilité de préparation semble être attribuable à une réactivité élevée du glucose et du galactose. Selon un mode de réalisation préféré, on utilise de l'acide phosphorique H 3 PO 4 pour effectuer le réglage du p H, lequel H 3 P 04 constitue un adjuvant avantageux fréquemment in- corporé dans les aliments pour ruminants I quantité de H 3 P 04 incorporée sera usuellement comprise entre 2 et 7 % en poids par rapport au total du produit selon l'invention L'acide phosphorique peut être incorporé sous forme d'une solution aqueuse à 85 % en poids de H 3 P 04. Les produits selon l'invention sont des additifs alimentaires utiles pour la préparation d'aliments pour rumi- nants, en particulier sous forme de granulés ou de liquides. Ils permettent, en effet, l'incorporation de matières azotées non protéiques dans les rations pour ruminants. Par rapport au lactosyl-urée, ils présentent une plus grande teneur possible en urée, une plus grande facilité de préparation, l'absence de toute cristallisation et, surtout, une teneur extrêmement réduite en urée libre. Les exemples non limitatifs suivants sont donnés en vue d'illustrer l'invention. Exemple 1 et exemples comparatifs A B et O: Cet exemple illustre la préparation d'un produit selon l'invention à partir de 20 % en poids d'urée et d'un per- méat de lactosérum dont le lactose a été hydrolysé à 88,5 % par le moyen de P-galactosidase immobilisé La composition et les propriétés de ce perméat à lactose partiellement hydrolysé étaient les suivantes: p H 3,86 couleur 490 IU teneur en extrait sec 59 % glucose 21,57 % galactose 21,57 % lactose résiduel 5,62 % matières azotées totales 2,00 % (N x 6,38) protéines vraies résiduelles 0,18 % cendres (sels minéraux) 5,10 % On a dissous 60 g d'urée dans 300 g de perméat hy- drolysé chauffé à 8000 en agitant pendant 5 minutes Après refroidissement à la température ambiante, on a réglé le p H à 2,5 par addition de 16,8 g d'une solution aqueuse de H 3 P 04 à 85 % en poids, puis on a chauffé le tout à 80 C pendant 2 heu- res On a mesuré la teneur en urée libre du produit initiale- ment, après 15 minutes et après 2 heures de chauffage,par la méthode enzymatique à l'uréase. A titre comparatif, on a également préparé (i) un produit A (complexe urée-HP 04) en dissolvant à 800 C, en agi- tant,24 g d'urée dans 120 g d'eau, puis en ajustant le p H de la solution résultante à 2,5 par addition de 14,5 g de solu- tion de H 3 P 04 à 85 %; (ii) un produit B en dissolvant à 8000, en agitant, 40 g d'urée dans 239,5 g d'une solution aqueuse de lactose à 60 % en poids, puis en ajustant le p H de la solution résultante à 2,5 par ajout de 17 g de solution de H 3 P 04 à 85 %; et (iii) un produit C en dissolvant à 80 C, en agitant, 60 g d'urée dans 300 g d'un jus lactosé non hydrolysé puis en ajus- tant le p H à 2,5 par ajout de 39,1 g de solution de HP 04 à %. Ensuite, on a chauffé les produits A, B et C à 80 c 00 pendant 2 heures en mesurant la teneur en urée libre initiale- ment, après 15 mn et après 2 h de chauffage, comme pour le produit de l'invention. Les résultats obtenus sont résumés dans le Tableau I ci-dessous: TABILEAU I A B a Exemple 1 Teneur en urée t = O 15,14 13,54 15,04 15,92 libre, % en t = 15 mn 9,03 1-0,76 10,37 1,37 poids t = 2 h 10,80 12,13 7,3 1,55 Urée libre au bout de - 2 h/urée libre initia 60-71 79-89 69-49 8,6-10 le, % Cristallisation au abondante stockage 2/3 en volume non Ces résultats montrent la supériorité flagrante du produit de l'invention des points de vue de la teneur réduite en urée libre et de l'absence de cristallisation (par rapport aux produits B et C) On voit également que la fixation de l'urée s'opère rapidement puisqu'il reste moins de 2 % en poids d'urée libre au bout de 15 mn de réaction. Exemyle 2: Cet exemple illustre la préparation de produits de l'invention contenant, respectivement, 10, 20, 30 et 40 % en poids d'urée Ces produits sont préparés par un mode opératoire similaire à celui suivi dans l'Exemple 1 La quantité de per- méat hydrolysé était de 300 g On a utilisé 30, 60, 90 et 120 g d'urée, respectivement, et 12,94, 16,80, 21,67 et 27,22 g de solution de H 3 P 04 à 85 % respectivement. On a mesuré les teneurs en glucose et urée libre initialement et au bout de 15, 30, 45, 60 et 120 minutes de réaction à 8000, p H:2,5. Les résultats sont récapitulés dans le Tableau II ci-après. On voit que la proportion d'urée libre résiduelle demeure relativement constante lorsque la proportion d'urée incorporée passe de 10 à 40 %o en poids Dans tous les cas, elle demeure inférieure à 2 % en poids, voire inférieure à 1,5 % en poids. Exem Dle 3: Cet exemple illustre l'influence du p H sur la solu- bilité des sucres On prépare deux produits selon l'invention contenant 20 %Fo en poids d'urée, en suivant le mode opératoire général de l'Exemple 1 S si ce n'est qu'on opère la réaction à 600 C et qu'on ajoute 16,8 g de solution de H 3 PO 04 à 85 % pour le premier produit et qu'on n'ajoute pas de H 3 PO 4 pour le se- cond produit Les p H de départ sont de 2,5 et 4,4 respective- ment. les résultats sont résumés dans le Tableau III ci- après. On voit que la solubilité des sucres dépend du p H. Elle augmente avec le degré d'acidification On opérera donc, de préférence, dans la zone de p H inférieure de la gamme indi- quée, c'est-à-dire au dessous de 3. Il va de soi que les modes de réalisation décrits ne sont que des exemples et qu'il serait possible de les modi- fier, notamment par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. TABLBAU Il % gla % urée % glu % Ur'e x X 9 Y-u X 9 e u libre libre 0 18#90 O 8975 O 17916 O 15, o,92 O 9164 OP 49 1934 0#85 3,,81 0,78 lo,37 OP 91 91,90 Ot 48 lo,39 0984 4 VO 4 OP 76 1945 00,91 8986 0953 ll,26 Og, 86 401 O 76 1943 00,91 1 h 8 t 5 0,55 1013 0,987 4914 0#76 IP 07 op 93 (est 2 h 89,13 0,37 it 09 ot 88 3 g, 72 O j,78 lo,55 0 " 90 Xg S taux de consommation du glucose (So-St)/so s taux d'urée non libre = U-libre U libre t U libre O R (ME/EMOSES: Op 23) MEU 1 O % (MOEE/EEXOSES: 0,46) URBE 1 O % 01 % hi t A- ta Co 0 % oe C> TABLEAU II (suite) UREE 30 %/, (UR E/BEXOSBS: 0,70) li UREE 40 % (URBE/HEXOSES: 09,93) t % glu XI 1 ourée vo %glu Xg % urée xu 0 15,71 O 21,,84 O 14 j,48 O 261, 85 O 2,08 0,87 19,41 09,94 0,95 0,p 93 1,23 0,95 1 h 2,30 0,85 1,#23 0,, 94 0,68 0,95 1 l,22 O i,95 2 h 2,13 0,86 1,39 01,94 00,64 0,96 1,905 0,96 X: taux de consommation du glucose: (So-St)/So g X: taux d'urée non libre =UT libre O U libre t a U libre o Co T ABL E AU III ___________ p H: 2, 5 il___J______ p H: 494 9 a 8 T ________ Glucose en poids x g Urée li- bre, % en poids xti Gluicose %,en poids x g Urée li- bre, % en poids x t = 0 17,,16 0 15,92 0 17,98 O 16,,67 O 4,971 0,73 1,39 0,91 15,,96 09,22 1,t 52 0,91 4,08 O o,76 1,36 00,91 14,84 0,Pl 7 1,43 0, 91 4,22 0,76 1 o,46 0,91 15,07 0,16 1,50 0,91 1 h 4,,63 0,73 19,42 0,91 13,84 0,23 1,50 0,91 2 h 3,,64 0,79 1,,41 0,91 14 o,34 0,201 1,56 0,91 Homogène liquide présence d'un précipité/dosage sur sur- _____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ nageant liquide. r'I Co 1 1 REVENDICATIONS 1 Produits pour l'alimentation de ruminants, ca- ractérisés en ce qu'ils sont formés par réaction d'urée et d'une matière lactosée dont le lactose a été préalablement au moins partiellement hydrolysé en glucose et galactose. 2 Produits selon la revendication 1, caractérisés en ce qu'ils contiennent 5 à 40 % en poids d'urée. 3 Produits selon la revendication 2, caractérisés en ce qu'ils contiennent 15 à 30 % en poids d'urée. 4 Produits selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisés en ce que la matière lactosée est un perméat de lactosérum ou un jus lactosé,dont le lactose a été préalablement au moins partiellement hydrolysé en glucose et galactose. 5 Produits selon l'une quelconque des revendica- tions I à 4, caractérisésen ce que la matière lactosée a été au moins partiellement hydrolysée à l'aide de lactase ou '-ga- lactosidase immobilisée. 6 Produits selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5, caractérisés en ce qu'ils contiennent moins de 2 % en poids d'urée libre. 7 Produits selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 6, caractérisés en ce qu'ils contiennent, en outre, de l'acide phosphorique. 8 Produits selon la revendication 7, caractérisés en ce que la proportion de 3 P 04 est comprise entre 2 et 7 % en poids par rapport au poids total du produit. 9 Procédé de préparation d'un produit selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: dissolution de l'urée dans la matre: e éactose au moins partiellement hydrolysé, à une température de 50-90 oo, sous agitation; si nécessaire, ajustement du p H dans la gamme de 2,5 à 4,5 par addition d'acide à la solution obtenue; et chauffage de la solution acide résultante à une températu- re de 50-90 o, pendant un temps suffisant pour que la teneur du produit résultant en urée libre n'excède pas 2 % en poids, Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'ajustement du p H est effectué par addition d'acide phosphorique.