Brevet FR2695006A1 — publié le 19940304

- PROCEDE DE PREPARATION D'ALIMENTS POUR ANIMAUX RUMINANTS La présente invention se rapporte à un procédé de pré- paration d'aliments pour animaux ruminants, et plus parti- culièrement d'aliments contenant des protéines d'origine végétale protégées contre leur dégradation par la micro- flore du pré-estomac ou rumen L'invention concerne égale- ment les aliments obtenus par ce procédé. On sait que la microflore des pré-estomacs des animaux ruminants est susceptible de désaminer les protéines ingé- rées par ces animaux, créant ainsi une diminution de l'a- zote protéique disponible Plusieurs procédés ont déjà été proposés pour protéger les protéines alimentaires contre leur dégradation microbienne ruminale Le document FR-A- 2.554 323 par exemple décrit des produits contenant des protéines tannées par traitement au formaldéhyde De plus, les documents EP-A-0 181 990 et EP-A-0 421 879 décrivent des méthodes pour protéger les protéines végétales par utilisation de sels de zinc, respectivement par un traite- ment thermique. Or, ces procédés connus présentent tous des inconvé- nients, par exemple dus à la présence de produits toxiques dont l'utilisation est soumise à des restrictions de plus en plus strictes (formaldéhyde et sels de zinc), ou bien à cause de la difficulté de mise en oeuvre et de la relati- vement faible efficacité du procédé lui-même (traitement thermique). Le but de la présente invention consiste donc à remé- dier aux inconvénients des procédés connus et à fournir un 2 - nouveau procédé visant à protéger efficacement les pro- téines contre leur dégradation dans le pré-estomac des ru- minants pour la préparation d'aliments non toxiques pour ces animaux Le procédé selon l'invention, qui vise à at- teindre le but précité, est caractérisé en ce qu'on traite les matières protéiques d'origine végétale avec de 0,1 à 0,5 % en poids d'un mélange de catalyseurs oxydants, en présence de 1 à 5 % en poids d'un oxyde ou d'un hydroxyde alcalino-terreux, puis qu'on conditionne le produit ainsi obtenu. De plus, l'invention a également pour objet les ali- ments pour animaux ruminants contenant des protéines d'o- rigine végétale protégées de leur dégradation au niveau du rumen par le procédé ci-dessus. On a en effet pu constater que des catalyseurs oxy- dants, notamment ceux à base de sels de cuivre, de fer, de manganèse, de cobalt, de chrome et/ou de nickel, ainsi que ceux à base de sulfate et/ou persulfate de sodium ou de potassium, sont capables de protéger les protéines végé- tales de leur dégradation par la microflore du rumen. De préférence, le traitement avec ledit mélange est effectué à une température d'environ 80 à 1000 C avant conditionnement, par exemple en injectant de la vapeur sèche dans la masse du produit au cours de son mélange De plus, l'action du mélange oxydant est améliorée par la présence d'un oxyde ou d'un hydroxyde alcalino-terreux, ajouté à raison de 1 à 5 % poids environ, par exemple de l'oxyde de calcium. Le traitement des protéines végétales a lieu de préfé- rence dans des conditions d'humidité normales pour les in- 3 - grédients employés en alimentation animale, c'est-à-dire entre environ 8 et 20 %, et le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre avec les équipements classiques d'une fabrique d'aliments pour bétail. L'invention sera maintenant illustrée en référence aux exemples qui suivent. Mélanqe de catalyseurs oxydants Il peut présenter la composition suivante: Fe 203 5 10 % poids Cu SO 4 5 H 20 5 20 K Mn O 4 10 40 K 2 Cr 207 5 20 Ni 203 0 4 Na 2 SO 4 30 50 Na 25208 2 6 Na 2 CO 3 20 40 Ca 3 (Po 4)2 10 20 Exemple 1 Dans une mélangeuse horizontale, on mélange intimement les matières protéiques d'origine végétale, préalablement finement broyées, le mélange de catalyseurs oxydants, ainsi que l'oxyde alcalino-terreux, selon les quantités suivantes: Tourteaux de colza 815 Kg " de tournesol Mat prot vég 50 " de soja 50 Mélange oxydant * 1,5 Oxyde de Ca 30 lEau (vapeur)l l 90 l 4 - *dont la composition peut être la suivante: % Fe 203, 5 % Cu SO 4 5 H 20, 12 % K Mn O 4, 8 % K 2 Cr 207, % Na 2 SO 4, 3 % Na 25208, 25 % Na 2 CO 3 et 12 % Ca 3 (Po 4)2 Durant l'opération de mélange, dont la durée est de 45 à 48 minutes environ, la température est maintenue à 90 C par injection de vapeur. Le mélange final est transféré dans un boisseau calo- rifugé et dans la chambre de conditionnement d'une presse à granuler à filière de 4 mm de diamètre et 60 mm d'épai- seur Le conditionnement comprend une injection de vapeur pour maintenir la température supérieure à 90 C Le mé- lange est ensuite granulé à travers la presse, refroidi et séché par un refroidisseur horizontal à air pour doser en- viron 10 % d'humidité. Les tourteaux ainsi traités sont soumis à une mesure in vitro de la "dégradabilité" de leurs protéines et de leurs taux de RDP et d'UDP suivant la technique de simula- tion de fermentation ruminale in vitro "Rusitec" décrite par CZERKOWSKI et BRECKENRIGE, 1977 Les mêmes tourteaux, mais non traités, servent de témoin. Les résultats de ces mesures figurent dans le tableau 1 ci-après: - TABLEAU 1- Taux de D gradabilitéRDP* U Dep** protéine des protéines(% MS)(% MS) (% S) (X) Tourteaux témoins 39,4 56,3 22,2 17,2 Tourteaux traités 37,0 22,9 8,5 28,5 MS = matière sèche * = Rumen Degradable Protein (selon "The nutrient requirements of ruminant livestock ARC) * = Undegraded Protein (idem) Exemple 2 On réalise les trois mélanges suivants selon la procé- dure décrite dans l'exemple 1, avec les proportions sui- vantes: Tourteau de soja, de colza ou de tournesol 3 850 Kg Mélange de catalyseurs 8 Kg Oxyde de calcium 142 Kg lEau (vapeur)l l 320 Kgl Les valeurs PDIA, PDIE, PDIN (PDI = Protéines Diges- tibles dans l'Intestin, selon "Alimentation des bovins, ovins et caprins, R Jarrige, 1988, I N R A France) me- surées sur les tourteaux respectivement de soja, colza et tournesol permettent de mettre en évidence les améliora- tions en % mentionnées dans le tableau 2 ci-après: TABLEAU 2 PDIA PDIE PDIN(*) Tourteau de soja + 52 + 32 + 4 Tourteau de colza + 126 + 63 + 9 Tourteau de tournesol+ 98 + 52 2 (*) PDIA = protéines digestibles dans l'intestion d'origine alimentaire, c'est-à-dire provenant directement des protéines non dégradées dans le rumen PDIN = valeur PDI pour un aliment inclus dans une ration déficitaire en azote dégradable PDIE = valeur PDI pour un aliment inclus dans une ration o l'énergie est le facteur limitant de la sythése microbienne avec PDIN = PDIA + PDIMN et PDIE = PDIA + PDIME (o PDIM = protéines digestibles dans l'intestin d'origine microbienne, synthétisées dans le rumen; chaque aliment est défini par deux valeurs, l'une reflétant la teneur en énergie fermentescible PDIME -, l'autre celle en azote dégradable PDIMN -). 7 - Les tourteaux ainsi traités, ainsi que les tourteaux témoins non traités, sont ensuite soumis à une étude in vivo sur vaches suivant la technique originale décrite ci- dessus. L'étude est réalisée "in situ" sur quatre vaches taries, de race Holstein de 600 Kg de poids vif moyen et canulées au niveau ruminai Les vaches reçoivent une ra- tion composée, sur la base de la matière sèche (MS), de % d'ensilage de maïs plante entière, de 10 % de foin de ray grass de 2 ème cycle et de 30 % de tourteau de soja. Cette ration est distribuée en deux repas égaux à raison de 10 Kg de MS/vache/jour. Des sachets nylon soudés (de 11 x 6 cm de 46 li de vide de maille) (BLUTEX T 50, TRIPETTE ET RENAUD, PARIS) sont remplis avec 3 g d'aliment afin de respecter un rapport poids/surface d'échange d'environ 25 mg/cm 2 Les sachets sont attachés à un anneau de plomb plastifié de 800 g et immergés dans le sac ventral du rumen, avant le repas du matin Pour chaque produit étudié, les cinétiques de dé- gradation sont établies à l'aide de 7 valeurs obtenues après 0, 2, 4, 7:, 17, 24 et 48 heures de séjour dans la panse Pour chaque point de cinétique et pour chaque aliment, 10 sachets sont préparés (soit au total 280 sa- chets) et répartis de façon homogène entre les quatre ani- maux Le temps 48 h est retenu comme correspondant à une dégradation complète des composés dégradables Après récu- pération, les sachets sont immédiatement rincés Ils sont ensuite congelés puis, après décongélation, lavés en ma- chine et séchés pendant 48 h à 60 C. 8- Les *teneurs en matières sèches (MS), organiques (MO) et azotées totales (MAT) sont déterminées sur chaque aliment et sur les MS résiduelles. La teneur en MS est déterminée après séchage des échantillons à l'étuve à 105 'C pendant 24 h Les matières minérales sont obtenues après calcination complète des échantillons secs à 5500 C pendant 12 h, la perte de poids observée représentant la teneur en MP (AOAC, 1984). L'azote total est déterminé selon la méthode de VER- DOUW et al ( 1977) adaptée au laboratoire La teneur en MAT est obtenue, par convention, en multipliant la teneur en azote total par le coefficient 6,25. Le pourcentage de disparition de la MS, de la MO et des MAT, pour chaque temps d'incubation dans le rumen, est calculé à partir des analyses des résidus secs obtenus après incubation dans la panse Les cinétiques de dégrada- tion "in situ" sont obtenues en utilisant le modèle d'ORS- KOV et Mc DONALD ( 1979). Dg (t) = a + b ( 1 e-ct) ( 1) o Dg (t) est la dégradabilité au temps t a est la fraction immédiatement dégradable b est la fraction insoluble potentiellement dégradable qui disparaît, par unité de temps, à la vitesse c. La dégradabilité théorique (DT) est estimée à partir de l'équation: DT = a + (bc) / (c + k) ( 2) o a, b et c sont les paramètres définis dans l'équation ( 1) et k est le taux de sortie des particules estimé à 9 - 6 %/h (VERITE et al, 1987). La teneur en PDI des matières protéiques étudiées est calculée à partir des équations proposées par VERITE et al ( 1987, 1989). Les résultats obtenus sont réunis dans le tableau 3: TABLEAU 3: MS TC témoin TC traité MO TC témoin TC traité MAT TC témoin TC traité Paramètres des équations de dégradabilité, co- efficient de détermination et dégradabilité théorique des tourteaux de colza (nombre de répétitions: 280) a b c r 2 DT (%) (%) () (%) 44,4 42,2 7,0 0,76 67,2 34,9 32,7 6,0 0,62 51,2 ,4 41,2 6,0 0,75 66,0 33,6 33,5 6,0 0,62 50,3 ,9 46,9 8,0 0,73 72,7 ,4 45,7 4,0 0,57 38,7 De plus les primées en g/kg 4 ci-dessous; valeurs PDI de ces tourteaux de colza, ex- MS, sont celles mentionnées sur le tableau - TABLEAU 4 PDIA PDIE PDIN Témoin 85 143 235 Traité 192 233 256 (+ 125,9 %) ( + 62,9 %) (+ 8,9 %) Enfin, la cinétique de la disparation des MAT des tourteaux de colza est représentée sur le graphique de la figure 1. Exemple 3 Un aliment complémentaire pour vaches laitières est préparé en mélangeant, dans une mélangeuse horizontale, les ingrédients suivants: Graine de colza 800 Kg Tourteaux de colza 1 '500 Kg Tourteaux de soja 124 Kg Tourteaux de tournesol 120 Kg Pois fourrager 300 Kg Huile de palme 60 Kg Oxyde de calcium 90 Kg Mélange de catalyseurs 6 Kg lEau (vapeur)l l 180 Kgl 1 il - La formulation ci-dessus de l'aliment lui confère les teneurs suivantes: Matières protéiques Matières grasses Cellulose brute Matières minérales 24,7 % 11,8 % 8,3 % 9,7 % Après mélange, l'aliment est granulé dans une presse munie d'une filière de 6 mm de diamètre et 100 mm d'épais- seur, en présence de vapeur d'eau à 95 C. L'aliment ainsi fabriqué, ainsi qu'un aliment témoin de même composition, mais ne contenant pas de mélanges de catalyseurs, sont soumis aux mêmes tests sur vaches fistu- lées déjà décrits dans l'exemple 2. Les résultats obtenus sont réunis dans le tableau 5. TABLEAU 5:Paramètres des équations de dégradabilité, co- efficient de détermination et dégradabilité théorique des aliments complémentaires (nombre de répétitions: 280) a b c (%) () () r 2 DT (%) 51,6 36,7 8,0 ,5 36,g 5,0 MO Témoi n Traité MAT Témoi n Traité ,3 37,4 7,0 ,7 36,0 6,0 52,1 40,9 11,0 38,8 40,9 4,0 0,65 70,3 0,62 65,3 0,70 78,6 0,62 55,1 MS Témoi n Traité 0,75 0,60 72,6 62,2 12 - De plus, les valeurs PDI des deux aliments exprimées en g/kg MS, sont celles mentionnées sur le tableau 6 ci- apres: TABLEAU 6 - PDIA PDIE PDIN Témoin 53 106 191 Traité 113 161 191 (+ 113,2 %) (+ 51,9 %) ( O %) Enfin, la cinétique de la disparition des MAT des ali- ments est rapportée sur le graphique de la figure 2. 13 - REVENDICATIONS 1 Procédé pour la protection des protéines alimentaires d'origine végétale de leur dégradation au niveau du rumen des animaux ruminants, caractérisé en ce qu'on traite les matières protéiques d'origine végétale avec de 0,1 à 0,5 % en poids d'un mélange de catalyseurs oxydants, en présence de 1 à 5 % en poids d'un oxyde ou d'un hydroxyde alcalino- terreux, puis qu'on conditionne le produit ainsi obtenu. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le mélange de catalyseurs oxydants est à base de sels de Cu, Fe, Mn, Co, Cr et/ou Ni. 3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le mélange de catalyseurs oxydants contient du sulfate et/ou du persulfate de Na ou K. 4 Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caracté- risé par le fait que le mélange de catalyseurs oxydants présente la composition pondérale suivante Fe 2 03 5 10 % poids Cu SO 4 5 H 20 5 20 K Mn O 4 10 40 K 2 Cr 2 07 5 20 Ni 2 03 0 4 Na 2 SO 4 30 50 14 - Na 25208 2 6 Na 2 CO 3 20 40 Ca 3 (Po 4)2 10 20 Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caracté- risé par le fait que l'on ajoute au mélange de catalyseurs de l'oxyde de calcium. 6 Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caracté- risé par le fait que le traitement est effectué à une tem- pérature d'environ 80 à 1000 C, avant conditionnement. 7 Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la température choisie est obtenue et maintenue par injection de vapeur d'eau sèche. 8 Aliments pour animaux ruminants contenant des protéines d'origine végétale protégées de leur dégradation au niveau du rumen par le procédé selon l'une des revendications 1 à 7.