Brevet FR2785772A1 — publié le 20000519

UTILISATION D'ESTERS DE METHIONINE EN NUTRITION ANIMALE La présente invention concerne une nouvelle utilisation des esters de la méthionine ou des esters de l'hydroxyanalogue de la méthionine. Elle concerne plus particulièrement une nouvelle utilisation chez les bovins des dits esters. Il est connu par exemple selon l'article de J. A. Patterson et L. Kung paru dans le Journal of dairy Sciences, 71:3292-3301 ayant pour titre Metabolism of DL-Methionine and Methionin Analogs by Rumen Microorganisms que les esters de méthyle ou d'éthyle de I'hydroxy analogue de la méthionine étaient dégradées plus rapidement dans le rumen que la méthionine sous sa forme acide ou que l'hydroxy analogue de la méthionine sous sa forme acide. En effet après six heures d'incubation dans un jus de rumen il ne subsiste respectivement que 1.8 % et 3 % d'ester méthylique ou éthylique de l'hydroxy analogue de la méthionine. par contre il subsiste respectivement environ 34 % et 85 % de méthionine et d'hydroxy analogue de la méthionine. Il est aussi mentionné dans cet article que les esters de I'hydroxy analogue de la méthionine sont rapidement dégradés en hydroxy analogue de la méthionine qui lui même permettrait une augmentation du taux plasmatique en méthionine et une augmentation de la pousse de la laine. Il est apparu de façon tout à fait surprenante et contraire à I'enseignement de l'article du Journal of Dairy Science que les esters de méthionine ou de I'hydroxy analogue de la méthionine avaient un effet favorable chez les bovins, les ovins et les caprins. En effet il est apparu que les esters de la méthionine ou de l'hydroxy analogue de la méthionine permettaient d'augmenter un ou plusieurs des critères suivants: - le volume laitier particulièrement chez la vache laitière, la chèvre et la brebis - le taux protéique du lait produit - le taux de matière grasse du lait - le fonctionnement du foie - le taux de fécondité - diminuait le coût de l'alimentation en permettant une augmentation journalière du poids de l'animal, en améliorant le taux de conversion et en reduisant la morbidité, - épargnait les protéines. - améliorait l'efficacité alimentaire et le rendement de transformation des protéines alimentaires. - diminuait les rejets azotés dans l'environnement. L'augmentation du taux protéique peut se chiffrer entre 0.5 et 4g/l de proteines par litre de lait. Les protéines qui sont principalement augmentées sont les caséines alpha, béta, kappa et surtout les caséine béta et kappa qui ont un effet favorable sur les propriétés fromagères du lait produit. On peut distinguer deux effets lors de cette augmentation du taux protéique; lorsque'il s'agit d'une augmentation du taux en début de lactation cet effet se présente sous deux aspects: augmentation du volume laitier et augmentation de la teneur en protéine par litre de lait; en milieu de lactation l'effet se manifeste essentiellement sur la teneur en protéine par litre de lait. De toute façon dans les deux cas la quantité totale de protéines produite par la vache, la chèvre ou la brebis est augmentée par l'addition d'esters de la méthionine ou de l'hydroxy analogue de la méthionine à sa ration alimentaire. L'effet sur le fonctionnement du foie est aussi très important. Cet effet se caractérise par une diminution des problèmes métaboliques, une diminution de la cétose sanguine et une limitation de la stéatose hépatique. L'administration des ces esters de la méthionine ou de I'hydroxy analogue de la méthionine présente aussi un effet bénéfique sur la reproduction. Ainsi l'intervalle entre le vélage et la reproduction est raccourci. Cet effet se caractérise aussi par une augmentation du pourcentage de fécondation lors d'insémination. Il est apparu aussi que ces esters permettaient une augmentation du volume gazeux du rumen, gaz qui passent à travers le rumen et qui donnent de l'énergie à l'animal. Les esters de la méthionine ou de l'hydroxy analogue de la méthionine sont choisis parmi les esters d'alkyle dont la chaîne alkyle contient i à 12 atomes de carbone. La chaîne alkyle peut être linéaire, ramifiée ou cyclique. Pour un meilleur résultat la chaïne alkyle contient de préférence 1 à 6 atomes de carbone. On peut citer parmi ces esters à titre non limitatif les esters suivants: - ester isopropylique de la méthionine ou de l'hydroxy analogue de la méthionine - ester méthylique de la méthionine ou de l'hydroxy analogue de la méthionine - ester éthylique de la méthionine ou de l'hydroxy analogue de la méthionine - ester propylique de la méthionine ou de l'hydroxy analogue de la méthionine - ester hexylique de la méthionine ou de l'hydroxy analogue de la méthionine ester butylique de la méthionine ou de l'hydroxy analogue de la méthionine. Parmi les esters de la méthionine on inclut aussi les esters des amides de la méthionine. Parmi ces amides on peut citer les ester d'alkyle des N acyl méthioninate tel que les N acétyl méthioninates d'alkyle. On préfère parmi l'ensemble des esters de la méthionine utiliser les esters méthylique, éthylique, propylique et isopropylique de la méthionine et encore plus préférentiellement l'ester isopropylique de la méthionine. Selon une meilleure manière d'administrer les esters de la méthionine ou de l'hydroxy analogue de la méthionine, on préfère administrer à l'animal une dose calculée en équivalent méthionine inférieure à 75 g par animal et par jour. Calculée en ester isopropylique de la méthionine cette dose est comprise, de préférence, entre 2 et 100 g par jour et par animal. De façon pratique l'ester de la méthionine ou de l'hydroxy analogue de la méthionine est de préférence mélangé aux concentrés alimentaires. Il peut ainsi sans dégradation subir une "pelletization" ou granulation en mélange avec ces concentrés. Cette formulation présente un avantage par rapport aux formulations dans lesquelles la méthionine était protégée vis à vis du rumen par un enrobage car ces formulations ne pouvaient subir d'étape de pelletization classique sans dommage. L'invention sera plus complètement décrite à l'aide des exemples suivants qui ne doivent pas être considérés comme limitatifs de l'invention. SYNTHESE DES ESTERS DE LA METHIONINE Dans un alcool correspondant à la nature de la chine alkyle on introduit la méthionine ainsi que 1.2 eq d'acide sulfurique par rapport à la méthionine à estérifier. On porte au reflux du solvant en éliminant l'eau pour dépalcer l'équilibre. Pour isoler l'ester on neutralise à l'ammoniac puis on distille l'alcool. On extrait l'ester avec du dichlorométhane, on lave à l'eau puis on évapore le dichorométhane. L'ensemble des esters testés ci-après ont été préparés selon ce mode opératoire. EXEMPLE 1 - Test de cinétique sanguine sur deux dérivés chimiques de la méthionine OBJECTIF: Mesurer la biodisponibilité de la méthionine de deux dérivés chimiques par la méthode du test sanguin cinétique. ANIMAUX: 2 vaches PRODUITS DERIVES CHIMIQUES (DC) 1/ Méthioninate de méthyle 2/ Méthioninate de n-propyle: les deux produits sont sous forme liquide. APPORT DES PRODUITS Les produits sont donnés en une dose spot directement dans le rumen sous la couche fibreuse à 7 h 45 juste avant le repas du matin. Les quantités apportées sont équivalentes à 50 9 de DL méthionine. En fonction des équivalences méthionines des deux produits, les quantités à apporter sont respectivement pour les dérivés méthyle et propyle de 56 g et 72 g. RATION: La ration journalière, distribuée en deux repas égaux à 8 h et 16 h, est constituée de 7- kg de foin et de 2 kg de concentré INRA. SCHEMA EXPERIMENTAL L'essai est réalisé en périodes successives avec: Semaine 1: méthioninate de méthyle (Pi) et méthioninate de propyle (P2) sont appliqués respectivement sur les animaux A et B. Semaine 2: rien Semaine 3: P1 et P2 sont appliqués respectivement sur les animaux B et A. Semaine 4: rien PRISE DE SANG: Le sang est prélevé par ponction à la veine jugulaire aux temps suivants:9-10-11-13-15 h le jour de l'apport des produits et à 9-12- 1 5h le jour avant et les deux jours après. P1 et P2: semaine 1 et 3: Préparation du plasma selon la méthode habituelle ( centrifugation 10 mn à 3000 tours/mn) - conservation au congélateur. Dosage de la méthionine libre sur les échantillons de plasma en individuel (Moore et Stein). AUTRES CONTROLES: Quantités d'aliments refusés, consommation journalière d'eau, poids vif entrée et fin d'essai, pH du rumen. COMPARAISONS: Evolution des concentrations sanguines pour chaque produit. Détermination des AUC/Témoin. Comparaison des aires. Calcul des biodisponibilités de la méthionine des différents produits. EXEMPLE 2: Evaluation comparée, par un test de cinétique sanguine, de la biodisponibilité de la "méthionine" apportée par quatre dérivés chimiques de la méthionine - méthioninate de n-hexyle - méthioninate de n-butyle méthioninate de n-octadécyle - N-acétyle méthioninate d'éthyle OBJECTIF: Evaluer et comparer les performances de protection dans le rumen et de libération après le rumen de 4 dérivés chimiques de la méthionine - méthioninate de n-hexyle - méthioninate de n-butyle - méthioninate de n- octadécyle et N-acétyle méthioninate d'éthyle. L'évaluation et la comparaison sont faites par la méthode des AUC sur le critère évolution cinétique des concentrations sanguines en méthionine libre après ingestion d'une dose spot de produit. ANIMAUX: 2 vaches fistulées du rumen RATION: Les animaux reçoivent: - une ration foin + CPrp - mise à disposition d'une pierre de sel supplémentée en minéraux METHODE: Supplémentation en méthioninate de n-hexyle - méthioninate de n-butyle - méthioninate de n-octadécyle - N-acétyle méthioninate d'éthyle. Dose spot du produit testé à raison de x g apportant 50 g de méthionine ou son équivalent* à 7 h 45 le matin à J1 en une prise par vache juste avant le repas du matin soit x g = butyl,86; octadecyle,227;ethyl(N acetyl),75;hexyl,79. La quantité de produit est introduite par la canule du rumen sous la couche fibreuse suivant la procédure habituelle. SCHEMA EXPERIMENTAL: Vache No. 1 Vache No. 2 Semaine 3 Butyle Octadécyle Semaine 5 Octadécyle Hexyle Semaine 7 Ethyle (N-acétyl) Butyle Semaine 10 Hexyle Ethyle (N-acétyl) Butyle: titre 3, 897 mole/kg. PM 205.32 mole-1, pureté 80 % Octadécyle: titre 1,455 mole/kg. PM 401,69 mole', pureté 31,5 % de méthioninate de n- octadécyle Hexyle: titre 4,203 mole/kg. PM 233,14 mole-1, pureté 98 % Ethyle (N acetyl)titre 4,514 mole/kg. PM 219,30 mole-1, pureté98 % CONTROLES -dosages des concentrations en méthionine libre dans le plasma COMPOSITION DU CONCENTRE CP.rp Matières premières % d'inclusion Orge 41,0 Pulpe de betteraves déshydratées 37,0 Mélasse 5,0 Urée 2,0 Soja 48 15,0 RATIONNEMENT Vache 1 2 Heures de repas Foin (kg brut) 7,0 7,0 8 h /16h CP.rp (kg brut) 2,0 2,0 8 h / 15 h 30 mise à disposition d'un bloc de sel à lécher supplémenté en minéraux, type "SODIBLOC" PLAN Vache 124 5050 No. essai Semaine 3 Butyle Octadécyle Rts.73 (S3) Semaine 5) Octadécyle Hexyle Rts.73 (S5) Semaine 7 Ethyl(Nacetyl) Butyle Rts. 73 (S7) Semaine 10 Hexyle Ethyl(N acetyl) Rts.73 (S10) EXEMPLE 3: Test de cinetique sanguine sur le derivé ester ethylique methionine Mesure de la biodisponibilité de la méthionine du dérivé chimique: ester ethylIque de la méthionine (chlorhydrate) - Animaux: 2 vaches - Produit: Dérivé chimique: chlorhydrate de l'ester éthylique de la méthionine Titre: 69,4 % ([MTNeq) (PM: 213,45) - (pureté: 99,4 %) Le produit est sous forme de poudre blanchâtre. - Apport du produit: Le produit est donné en une dose spot directement dans le rumen sous la couche fibreuse à 7 h 45. Les quantités apportées sont équivalentes à 50 g de DL Méthionine soit 72 g d'ester ethylique de méthionine. La ration journalière est la même qu'à l'exemple 2 Schéma expérimental Semaine 1: ester ethylique de méthionine appliquée respectivement aux animaux Semaine 2: rien Prises de sang Le sang est prélevé par ponction à la veine jugulaire aux temps suivants: 8h-9h-10h30-12h-13h30-15h-16h3018h-19h30-21h -22h30 le jour de I'administration des produits aux animaux et à 7-9-12 et 15 h le jour précedent et les deux jours suivant l'administration des produits. Comparaisons Evolution des concentrations sanguines pour chaque produit. Détermination des AUC/Témoin. Comparaison des aires. EXEMPLE 4 Evaluation comparee par un test de cinetique sanguine de la biodisponibilité de la methionine apportee par 2 derives chimiques de la methionine: methioninate de dodecyle et methioninate d'isopropyle Objectif Evaluer et comparer les performances de protection dans le rumen et de libération après le rumen de 2 dérivés chimiques de la méthionine méthioninate de Dodecyle et méthioninate d'isopropyle L'évaluation et la comparaison sont faites par la méthode des AUC. 2 vaches taries fistulées du rumen Ration Les animaux reçoivent: - une ration composee de 7kg de foin et 2 kg de concentre CP.rp /animal/jour distribués en 2 repas egaux à 8 h et 16 h. Les animaux disposent d'une pierre de sel supplémentée en minéraux. Méthode Supplémentation en Méthioninate de dodecyle et Méthioninate d'isopropyle. Dose spot du produit testé à raison de x g apportant 50 g de méthionine ou son équivalent à 7 h 45 le matin à J1 en 1 prise par vache juste avant le repas du matin. Les quantités de produits utilisees sont de 64.1 g et 106.5 g respectivement pour les derives Isopropyle et Dodecyle. La quantité de produit est introduite par la canule du rumen sous la couche fibreuse suivant la procédure habituelle. Schéma expérimental Vache n 1 Vache n 2 Semaine 3 Isopropyle Isopropyle Semaine 5 Isopropyle Isopropyle Semaine 7 Dodecyle Dodecyle Prélèvements de sang: Pour chaque semaine J0 9h-12h-15h. JI (jourde l'administration du produit) 9 h - 10 h - 11 h - 13 h - 15 h- 18h et 21h J2 9h-12h-15h. J3 9 h -12 h -15 h. Préparation du plasma selon la méthode habituelle ( centrifugation 10mn à 3000 tours/mn) - conservation au congélateur Dosage de la méthionine libre sur les échantillons de plasma en individuel (Moore et Stein). Contrôles - Quantités ingérées et refusées. - Consommation journalière d'eau: 8 h - 15 h pendant la durée des tests (JO à J3). - Poids vif entrée essai et fin essai. - Dosages des concentrations en méthionine libre plasma. - Comparaisons: Evolution des concentrations sanguines pour chaque produit. Détermination des AUC/témoin. Comparaison des aires. Calcul des " biodisponibilités " de la méthionine des différents produits. RESULTATS DES TESTS SANGUINS SUR VACHES Vache 1 Vache 2 Moyenne Méthioninate de n-octadécyle 1 % 0 % 1 % Methioninate de dodecyle 4% 2% 3% Méthioninate de n-butyle 7 % 10 % 8 % Méthioninate de n-hexyle 18 % 16 % 17 % Méthioninate de n-propyle 21 % 24 % 22 % N- acétyle méthioninate d'éthyle 19 % 22 % 20 % Cl de l'ester éthylique de la méthionine 38 % 22 % 30 % Méthioninate de méthyle Méthioninate d'isopropyle 48% 54 % 51 % 44% 44% 44% REVENDICATIONS - 1 - Utilisation chez les bovins des esters de la méthionine ou de l'hydroxyanalogue de la méthionine ainsi que des amides de ces esters. - 2 - Utilisation selon la revendication 1 caractérisé en ce que les esters sont des esters d'alkyle dont la chaîne alkyle contient 1 à 12 atomes de carbone. - 3 - Utilisation des esters selon la revendication 2 caractérisé en ce que les esters sont des esters d'alkyle de la méthionine ou de l'hydroxy analogue de la méthionine dont la chaîne alkyle contient 1 à 6 atomes de carbone. - 4 - Utilisation des esters selon la revendication 3 caractérisé en ce que les esters sont des esters d'alkyle de la méthionine dont la chaîne alkyle contient I à 6 atomes de carbone. - 5 - Utilisation des esters selon la revendication 4 caractérisé en ce que les esters sont choisi parmi les esters méthylique, éthylique, propylique ou isopropylique de la méthionine. - 6 - Utilisation selon la revendication 5 caractérisé en de que l'ester est l'ester isopropylique de la méthionine. - 7 - Utilisation des esters selon l'une quelconque des revendications précédentes chez la vache laitière. - 8 - Utilisation des esters selon l'une quelconque des revendications précédentes chez la vache laitière, la chèvre ou la brebis pour augmenter le volume laitier. - 9 - Utilisation des esters selon l'une quelconque des revendications précédentes chez la vache laitière, la chèvre ou la brebis pour augmenter le taux protéique du lait. - 10 - Utilisation des esters selon l'une quelconque des revendications précédentes chez le bovin pour améliorer le fonctionnement du foie. - 11 - Utilisation des esters selon l'une quelconque des revendications précédentes chez la vache laitière pour augmenter le taux de fécondité. - 12 - Utilisation des esters selon l'une quelconque des revendications précédentes pour diminuer le coût de la ration alimentaire. - 13 - Utilisation des esters selon l'une quelconque des revendications précédentes pour épargner les protéines. - 14 - Utilisation des esters selon l'une quelconque des revendications précédentes pour améliorer l'efficacité alimentaire et le rendement de transformation des protéines alimentaires. - 15 - Utilisation des esters selon l'une quelconque des revendications précédentes pour diminuer les rejets azotés dans l'environnement.