Brevet FR2926440A1 — publié le 20090724

ADDITIF ALIMENTAIRE A BASE DE CAPSICUM ET UTILISATIONS L'invention concerne un additif alimentaire comprenant de l'oléorésine de capsicum. Un tel additif alimentaire peut, en particulier, être ajouté à la nourriture de certains animaux, tels que des bovins, en vue, notamment, de répartir dans la journée leur prise de nourriture ou bien de prévenir des troubles digestifs. Arrière-plan de l'invention Les capsicum constituent un genre de plantes qui se différencient par la présence d'oélorésine contenant des alcaloïdes, la capsaïcine et la dihydrocapsaïcine, généralement dans leurs fruits. Ces alcaloïdes sont connus pour provoquer, lors de leur ingestion, une irritation et une sensation de chaleur. Exposé sommaire de l'invention, Les inventeurs ont découvert que malgré l'irritation et la sensation de chaleur qu'elle provoque, l'oléorésine de capsicum, qui contient un mélange de capsaïcine et dedihydrocapsaïcine, pouvait avoir des effets bénéfiques, lorsqu'elle est utilisée comme additif alimentaire. L'invention a donc pour objet un additif alimentaire comprenant de l'oléorésine de capsicum. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention vont maintenant être décrits en détail dans l'exposé qui suit et qui est donné en référence aux figures annexées qui représentent : - figure 1 : des courbes représentant la quantité de nourriture ingérée par des génisses en fonction du temps écoulé depuis la mise à disposition de la nourriture; et figure 2 : l'évolution du pH mesuré dans le rumen des génisses en fonction du temps écoulé depuis l'ingestion de la nourriture. Exposé détaillé de l'invention Par � oléorésine de capsicum �, il faut entendre l'oléorésine provenant généralement du fruit d'un capsicum tel que le Capsicum baccatum, Capsicum baccatum var. pendulum, Capsicum annuum, Capsicum chinense, Capsicum frutescens et Capsicum pubescens. 1 La quantité de mélange de capsaïcine et de dihydrocapsaïcine présente dans l'additif alimentaire selon l'invention contient généralement entre 4 et 15% en poids. L'additif alimentaire selon l'invention peut avantageusement contenir également du du cinnamaldéhyde (trans-cinnamaldéhyde de formule brute C9H80) et/ou de I'eugénol (4- allyl-2-méthoxyphénol, de formule brute C10H1202). A titre d'exemple, on peut citer l'additif alimentaire contenant, par rapport à son poids total : - environ 3,5% en poids d'oléorésine de capsicum, cette oléorésine contenant environ 6% en poids de capsaïcine-dihydrocapsaïcine par rapport à son poids total; environ 5, 5 % en poids de cinnamaldéhyde ; et - environ 9,5% en poids d'eugénol ; - le complément à 100% étant constitué d'huiles végétales hydrogénées. L'additif alimentaire se présente généralement sous la forme d'une poudre constituée généralement de particules ayant une dimension pouvant aller de 90 pm à 1000 pm. Les particules peuvent avantageusement être totalement encapsulées par une couche extérieure d'encapsulation. L'encapsulation limite ainsi l'effet irritant du capsicum. De plus, elle permet d'obtenir des microsphères pouvant libérer l'oléorésine sur des sites différents du tractus digestif, suivant l'objectif recherché, grâce à une adaptation appropriée des paramètres du procédé d'encapsulation. Un tel procédé d'encapsulation est décrit dans la demande de brevet français déposée sous le n° 06 55035 (FR20060055035). Lorsqu'il est utilisé pour nourrir des animaux, l'additif alimentaire selon l'invention peut être ajouté à un concentré alimentaire pour animaux. Un tel concentré alimentaire est bien connu de l'homme du métier et peut comprendre des coques de soja, des grains de maïs, des tourteaux, des sous-produits de l'éthanolerie du blé ou du maïs, etc. Dans le domaine de l'élevage d'animaux, tels que les bovins, caprins, ovins, porcs, canards, oies et lapins, l'additif alimentaire selon l'invention peut être ajouté au fourrage, tel que l'herbe, la luzerne, le foin, etc. L'additif alimentaire peut également servir à préparer un aliment pour animaux comprenant un concentré alimentaire pour animaux, du fourrage et l'additif alimentaire en question. Comme exemple d'aliments pour animaux, on peut citer celui constitué de : - 0 à 50 parties en poids de concentré alimentaire ; 0 à 50 parties en poids de fourrage ; et 5.10-5 à 2.104 partie en poids d'additif selon l'invention. L'aliment pour animaux peut être préparé suivant un procédé comprenant une étape de réalisation d'un mélange comprenant le concentré alimentaire, le fourrage et l'additif alimentaire. Le mélange de ces constituants peut être réalisé dans un ordre quelconque. 2 L'additif alimentaire selon l'invention peut être utilisé pour mieux étaler sur la journée l'ingestion de nourriture par des animaux. L'additif alimentaire selon l'invention peut également être utilisé pour augmenter la quantité d'eau bue par des animaux. Il peut aussi être utilisé pour préparer un aliment destiné au traitement préventif ou curatif des troubles digestifs animaux, en particulier l'acidose et la météorisation. L'additif alimentaire selon l'invention est particulièrement approprié pour des ruminants, spécialement des bovins et tout spécialement, des génisses. Exemples Animaux testés L'additif alimentaire selon l'invention a été testé sur quatre génisses de type Holstein ayant un poids vif initial moyen de 360 kg. Ces génisses ont été équipées avec une canule de 1 centimètre. Elles ont été employées dans un carré latin 4 x 4. Chacune des quatre périodes a duré 3 semaines, une semaine d'adaptation, une semaine d'enregistrement de consommation et d'une semaine d'échantillonnage du liquide ruminai. Les génisses ont été individuellement logées dans les stalles de lien. Régimes alimentaires Les animaux ont été nourris une fois par jour à 8 heures. La ration était constituée de 90% d'aliment concentré et de 10% de paille d'orge distribué ad libitum, à 110 % de la consommation du jour précédent. Si la consommation changeait, la quantité offerte était adaptée. La composition de concentré est détaillée dans le Tableau 1. 30 35 3 Tableau 1 ù Composition alimentaire du concentré (exprimée en parties en poids) Matière première Teneur Orge, grains 32,2 Maïs, grains 27,9 Soja, tourteaux 13,3 Soja, coques 8,1 Blé 7,5 Drêches de maïs 7,2 Tourteaux de tournesol 2,8 Matière grasse végétale 1,1 Carbonate de calcium 0,5 Phosphate bicalcique 0,5 Suppléments vitaminiques 0,4 La ration était constituée, sur base de matière sèche, de 16,1% de protéines brutes, 22,0% de parois végétales (NDF, � Neutral Detergent Fibre �), 54,3% de carbohydrates non structuraux (NSC, � Non Structural Carbohydrates �). Elle était formulée afin de satisfaire ou d'excéder les besoins recommandés par le NRC (2001) pour une génisse Holstein de 360 kg et présentant une croissance quotidienne de 1,15 kg/jour. Additifs alimentaires testés On a utilisé les additifs alimentaires suivants : - CAP : un additif alimentaire selon l'invention constitué de 2,75 g d'oléorésine de piment (de capsicum frutescens) contenant 6% en poids de capsaïcinedihydrocapsaïcine ; - CIE : un additif alimentaire servant d'additif alimentaire de comparaison et constitué de 3,24 g d'un mélange contenant 17% en poids de cinnamaldéhyde et 28% en poids d'eugénol, le complément à 100% étant constitué d'huiles végétales hydrogénées ; CAP + CIE : 5,99 g d'un additif alimentaire selon l'invention constitué d'un 20 mélange des CAP (2,75 g) et CIE (3,24 g) tels que définis ci-dessus. Les additifs alimentaires étaient ajoutés manuellement à la nourriture mise à la disposition quotidiennement. Mesures expérimentales 25 Les mesures ont été faites de la manière suivante : un premier groupe témoin de génisses (contrôle, abrégé par � CTR �) ne recevait pas d'additif alimentaire, un deuxième 4 groupe recevait l'additif alimentaire CAP, le troisième groupe, le CIE et le quatrième, le CAP+CIE. Le cinquième jour de la semaine, les animaux ont été déplacés de la stalle individuelle, à la grange expérimentale. Les consommations ont été enregistrées après 3 jours d'adaptation. Pour enregistrer la consommation de ration à partir du jour 9 au jour 14 de chaque période expérimentale, un système automatisé a été utilisé. Les auges d'une capacité de 120 L ont été montées sur une balance numérique étanche pour chaque stalle. Des tiges en fer ont été installées entre les génisses et la balance afin d'éviter que les animaux n'y posent les pieds ou la tête. Chaque balance a été programmée pour transmettre le poids de l'aliment chaque minute. Cette durée a été choisie car elle est considérée comme un indicateur satisfaisant du comportement alimentaire à court terme. Les renseignements ont été téléchargés dans un ordinateur. Chaque observation de poids d'aliment a été classifiée comme une observation "mangeante" quand la nourriture ingérée (le poids de nourriture réel moins le préalable) était supérieure à 10 grammes ou "instable" quand la mesure a été enregistrée alors que la tête de l'animal appuyait sur la balance en mangeant. Autrement, l'observation était classée � non mangeante �. Les données ont été corrigées des moments où les génisses appuyaient sur la balance. La consommation a été calculée en multipliant la disparition d'aliment de la balance avec la teneur en matière sèche de l'aliment. La teneur en matière sèche de l'aliment concentré et de la paille a été déterminée. Les résidus séparés de la paille et de l'aliment concentré ont été pesés et la teneur en matière sèche a été déterminée. Les résidus ont été séparés par un séparateur de fourrage (l'Université de PennState, Pennsylvanie, Etats-Unis) et les particules de moins de 8 millimètres ont été considérés comme étant du concentré. La teneur en matière sèche était déterminée par séchage à l'étuve à 105°C pendant 24 h. Le comportement alimentaire a été déterminé en calculant la consommation par intervalles de 2 heures. La consommation d'eau a été contrôlée en utilisant des abreuvoirs individuels. Le pH du rumen a été mesuré en échantillonnant le liquide rumina) à l'aide d'un trocart. Le pH du rumen a été mesuré immédiatement avec un pH mètre portatif. Le pH était 5 déterminé le matin, juste avant l'alimentation et à 3, 6 et 12 h après l'alimentation. II a été mesuré pendant les 3 premiers jours de la troisième semaine. Statistiques L'analyse statistique a employé le modèle linéaire généralisé en utilisant la procédure GLM du logiciel SAS. Pour déterminer l'effet des traitements sur les paramètres suivants : consommation 10 quotidienne d'eau, consommation quotidienne d'aliment, pH. Le modèle suivant a été employé : Y=p+Pi+Ji+Alk+TI+Eijkim Avec: 15 P = période expérimentale avec i = 1 à 4 A = génisse avec k= 1 à 4 J = jour de chaque période avec j=1 à 3 T = traitement expérimental avec I = 1 à 4 (avec CAP et CIE et CIE+CAP et CTR pour témoin). 20 Pour l'analyse de la courbe de consommation alimentaire, le modèle suivant a été employé : Y=p+Pi+l-2hm+Ak+Ti+Cijkim Avec: 25 I-2hm = l'ingestion de matière sèche au cours des 2h précédentes P = période expérimentale avec i = 1 à 4 A = génisse avec k= 1 à 4 J = jour de chaque période avec j=1 à 3 T = traitement expérimental avec I = 1 à 4 (avec CAP et CIE et CIE+CAP et CTR). 30 II était considéré que l'erreur résiduelle suivait une loi normale. L'analyse des différences entre les moyennes a été réalisée en employant le test Tukey. Résultats 35 a) Effets sur la consommation d'aliment et d'eau Les résultats sous indiqués dans le tableau 2 sous forme de quantités de matière sèche ingérée et d'eau bue. 6 L'ingestion quotidienne de matière sèche (9,3 kg) n'a pas différé entre les traitements expérimentaux. Les génisses recevant le traitement CAP ont numériquement consommé le moins (8,6 kg/jour contre 9,6kg/jour contre 9,7kg/jour contre 9,4kg/jour, respectivement pour les traitements CTR, CIE et CIE+CAP). Les consommations d'aliment concentré et de paille n'ont pas été influencées par les traitements. Tableau 2 ù Effets des traitements CAP et CIE, seul ou en combinaison sur la consommation d'aliment concentré, de paille et d'eau. Traitements Valeur statistique P (1) CTR CAP CIE CIE+CAP CAP CIE CIE+CAP CIE vs. vs. vs. vs. CTR CTR CTR CAP Matière Moyenne 9,6 8,6 9,7 9,4 NS NS NS NS sèche ingérée (kg/jour) Paille Moyenne 0,8 0,6 0,8 0,8 NS NS NS NS ingérée (kg/jour) Aliment Moyenne 8,8 8,0 8,9 8,7 NS NS NS NS concentré ingéré (kg/jour) Eau bue Moyenne 31,9 37,5 35,5 38,0 0,038 NS 0,013 NS (L/jour) (1) : � vs � = par rapport à (� versus � en latin) NS = la différence entre les deux moyennes n'est pas significative (la valeur statistique P est supérieure à 10%). 15 ** = la différence entre les deux moyennes est significative (la valeur statistique P est inférieure à 5%). Quand les génisses recevaient le mélange CIE, une légère augmentation de la consommation d'eau a été enregistrée (35,5 Ujour contre 31,9 L/jour). Quand les génisses 20 recevaient le capsicum seul ou en combinaison avec le mélange CIE, la consommation d'eau a été augmentée: 37,5 et 38,0 L/jour contre 31,9Ujour, respectivement pour le capsicum seul ou avec CIE. b) Effets sur le comportement alimentaire 25 30 Tableau 3 ù Effets des traitements CAP et CIE, seuls ou en combinaison, sur le comportement alimentaire. 7 Heures après Traitements Valeur statistique P le repas CTR CAP CIE vs. vs. CTR CAP CAP CIE CIE+CAP CIE CIE+CAP CIE+CAP vs. vs. vs. CTR CTR CIE De 1 à 2 3,23 2,03 3,17 2,09 ** NS 0,007 ** NS heures De 3 à 4 0,68 0,64 0,95 0,65 NS NS NS NS NS heures De 5 à 6 0,54 0,86 0,46 0,73 NS NS NS NS 0.04 heures De 7 à 8 0,58 0,82 0,57 1,01 NS NS *** *** NS heures De 9 à 10 0,89 1,33 0,67 1,06 NS NS NS NS *** heures De 11 à 12 0,71 0,79 0,61 0,77 NS NS NS NS NS heures Total en kg 6,63 6,47 6,43 6,31 (1) : � vs � = par rapport à (� versus � en latin) NS = la différence entre les deux moyennes n'est pas significative (la valeur statistique P est supérieure à 10%). ** = la différence entre les deux moyennes est hautement significative (la valeur statistique P est inférieure à 5%, mais supérieure à 1%). *** = la différence entre les deux moyennes est très hautement significative (la valeur statistique P est inférieure à 1%). Quand les génisses recevaient l'aliment CTR, la plus grande partie de l'ingestion avait lieu dans les 2 premières heures après le repas avec 3,23 kg d'aliment consommé sur un total de 6,63 kg consommés en tout. Ensuite, les génisses diminuent leur consommation jusqu'à 9-10 heures après le repas et réalisent une second pic de consommation avec un repas de 0,89 kg (sur 6,63 kg au total). Quand les génisses étaient alimentées avec un mélange CIE, elles ne modifiaient pas leur comportement alimentaire. Quand les génisses sont alimentées avec le traitement CAP, elles diminuent leur consommation d'aliment au cours des deux premières heures après le repas (2,03 kg contre 3,23 kg). Au cours des 4 heures suivantes, la consommation d'aliment est la même entre les groupes. Sept heures après le repas, les génisses recevant le traitement CAP augmentent progressivement leur consommation: 0,82 kg contre 0,58 kg de 7 à 8 heures, puis, 1,33 kg contre 0,89 kg de 9 à 10 heures après le repas. L'addition de capsicum à l'aliment contenant le mélange CIE (c'est à dire le traitement CIE+CAP) diminue la consommation d'aliment au cours des 2 premières heures après le repas (2,09 contre 3,23 kg). Puis, 7 heures après le repas, les génisses recevant le 8 capsicum et le mélange CIE simultanément augmentent leur consommation d'aliment à l'instar de celles ne recevant que le traitement CAP. Tableau 4 ù Effets des traitements CAP et CIE, seuls ou en combinaison, sur la vitesse de 5 consommation moyenne par 30 minutes, la consommation maximale par 30 minutes et le temps passé à consommer pour les différents traitements expérimentaux. CTR CAP CIE CIE+CAP CAP CIE CIE+CAP CIE+CAP vs. vs. vs. vs. CTR CTR CTR CIE Vitesse de Moyenne 1,8 1,4 2,0 1,8 NS NS NS NS consommation moyenne par 30 minutes Consommation Moyenne 4,8 2,8 4,7 2,6 maximale par 30 minutes Temps passé à Moyenne 8,7 12,4 7,2 10,1 * NS NS consommer (1) : � vs � = par rapport à (� versus � en latin) NS = la différence entre les deux moyennes n'est pas significative (la valeur 10 statistique P est supérieure à 10%). * = la différence entre les deux moyennes est significative (la valeur statistique P est inférieure à 10% mais supérieure à 5%). Comme indiqué dans le Tableau 4, la consommation moyenne pendant une durée de 30 15 minutes ne diffère pas entre les traitements. Le temps passé à la consommation d'aliment est modifié par les traitements. Il n'y a pas de différence lorsque le régime témoin ou CIE sont comparés alors que l'ajout de capsicum dans l'aliment augmente le temps passé à la consommation. Cet effet est enregistré lorsque le capsicum est consommé seul (12,4% contre 8,7%) ou lorsqu'il est ajouté au mélange CIE (10,1% contre 8,7%). 20 La consommation maximale par 30 minutes est aussi modifiée par les traitements. Le mélange CIE ne modifie pas ce critère (4,7 kg contre 4,8 kg, P) alors qu'il est diminué dans les deux traitements contenant de l'oléorésine de capsicum : 2,8 kg et 2,6 kg, respectivement pour CAP ou CAP+CIE. b) Effets sur le pH du rumen des animaux Le pH du rumen diminue à partir de 3 heures après le repas. Le déclin le plus fort se produit pour la CIE et tend à conduire à un pH inférieur à celui des autres traitements et du témoin, 30 au bout de 6 heures, le pH est inférieur à celui mesuré avec CAP et CIE + CAP, cf. Figure 2. Aucune différence significative n'est relevée entre les autres valeurs de pH. 25 9 c) Interprétation des résultats Les résultats montrent clairement que l'addition de capsicum à un régime de croissance de ruminants modifie le comportement alimentaire. Le capsicum diminue globalement fortement l'importance du premier repas. De plus, le capsicum augmente l'importance du repas pris vers 9-10 heures après la mise à disposition de la nourriture. En outre, le capsicum diminue de manière significative la quantité de nourriture ingérée pendant 30 minutes. L'addition de capsicum seul ou en mélange avec l'eugénol et la cinnamaldéhyde diminue l'importance du premier repas. (Tableau 3) II apparaît bien d'après la figure 1, que l'additif CAP seul ou en combinaison avec CIE, provoque une diminution du pic de départ et une meilleure répartition de la consommation de nourriture dans la journée (2ème pic 9-10 heures après le pic de départ). A titre de comparaison, on observe que le CIE ne présente pas de second pic. Ainsi, en limitant l'importance du premier repas, le capsicum diminue les troubles digestifs, en particulier, le risque d'acidose et/ou de météorisation. De plus, l'additif CAP, avec ou sans CIE, provoque une augmentation significative de la consommation d'eau (cf. Tableau 2). 10 10 Revendications 1.- Additif alimentaire, caractérisé en ce qu'il comprend de l'oléorésine de capsicum. 2.- Additif alimentaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'oléorésine de capsicum contient entre 4 et 15% en poids de capsaïcine-dihydrocapsaïcine. 3.- Additif alimentaire selon la revendication 1 ou 2, comprenant en outre du cinnamaldéhyde. 4.- Additif alimentaire selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant en outre de l'eugénol. 5.- Additif alimentaire selon la revendication 1, comprenant, par rapport à son poids total : 15 - environ 3,5% en poids d'oléorésine de capsicum contenant 6% en poids de capsaïcine-dihydrocapsaïcine; - environ 5,5% en poids de cinnamaldéhyde ; - environ 9,5% en poids d'eugénol ; et le complément à 100% étant constitué d'huiles végétales hydrogénées. 20 6.- Additif alimentaire selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il se présente sous la forme d'une poudre. 7.- Additif alimentaire selon la revendication 6, caractérisé en ce que les particules 25 constituant la poudre comportent une couche extérieure d'encapsulation. 8.- Concentré alimentaire pour animaux, contenant un additif alimentaire selon l'une des revendications 1 à 7. 30 9.- Fourrage, contenant un additif alimentaire selon l'une des revendications 1 à 7. 10.- Aliment pour animaux, caractérisé en ce qu'il comprend un concentré alimentaire pour animaux, du fourrage et un additif alimentaire selon l'une des revendications 1 à 7. 35 11.- Aliment pour animaux selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend : - 0 à 50 parties en poids de concentré alimentaire ; - 0 à 50 parties en poids de fourrage ; et 5.10-5 à 2.104 partie en poids d'additif alimentaire. 11 12.- Procédé de préparation d'un aliment pour animaux selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce qu'on mélange le concentré alimentaire, le fourrage et l'additif alimentaire dans un ordre quelconque. 13.- Utilisation d'un additif alimentaire selon l'une des revendications 1 à 7 pour améliorer la répartition de l'ingestion d'aliments par des animaux dans une journée. 14.- Utilisation d'un additif alimentaire selon l'une des revendications 1 à 7 pour augmenter la 10 quantité journalière d'eau bue par des animaux. 15.- Utilisation d'un additif alimentaire selon l'une des revendications 1 à 7 pour la préparation d'un aliment destiné au traitement préventif des troubles digestifs animaux. 15 16.- Utilisation d'un additif alimentaire selon l'une des revendications 1 à 7 pour la préparation d'un aliment destiné au traitement curatif des troubles digestifs animaux. 17. Utilisation selon la revendication 15 ou la revendication 16, caractérisé en ce que les troubles digestifs sont l'acidose. 18. Utilisation selon la revendication 15 ou la revendication 16, caractérisé en ce que les troubles digestifs sont la météorisation. 19.- Utilisation selon l'une des revendications 13 à 19, dans laquelle les animaux sont des 25 ruminants. 20.- Utilisation selon la revendication 19, caractérisé en ce que les ruminants sont des bovins. 20 30 12