Brevet FR2940014A1 — publié le 20100625

DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION L'invention a trait à la nutrition des animaux d'élevage. Elle concerne une composition distribuée en complément de la ration, destinée à améliorer le s statut antioxydant dans les périodes difficiles du cycle de production. La composition est caractérisée par des micronutriments et additifs agissant de façon complémentaire et capables d'améliorer le statut antioxydant de l'animal. Elle améliore la résistance et l'immunité de l'animal.. Chez les ruminants, la composition peut contribuer à réduire les cellules somatiques to du lait, les problèmes au vêlage, la qualité du colostrum, prolonge la longévité des animaux et optimise la reproduction. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE FAISANT RESSORTIR LE 15 PROBLEME La nutrition des ruminants s'est considérablement simplifiée depuis plusieurs décennies. Traditionnellement, les ruminants recevaient une alimentation à base de fourrages verts ou conservés (foin) et diversifiée 20 (prairies naturelles, trèfle, luzerne, betteraves, choux, avoine, orge). Le pâturage de prairies naturelles apporte une alimentation relativement équilibrée à base de graminées et de légumineuses. Ces fourrages et aliments consommés par les ruminants permettent une fourniture naturelle d'antioxydants à savoir, entre autres, de la vitamine E, du béta-carotène, du zinc, du cuivre et du sélénium. La teneur en vitamines des fourrages verts est plus élevée que celle des foins et des ensilages. Les légumineuses contiennent plus de sélénium que les graminées : 0,25 mg/kg de matières sèche pour une luzerne contre 0,05 pour du ray grass anglais (INRA 2007). De 1970 à 2000, la surface en prairies naturelles s'est considérablement réduite de 16,3 à 11,6 millions d'hectares (Recensement agricole) au profit des graminées cultivées, et de la culture du maïs qui a augmenté de +82% en surface sur la même période. Il en résulte que les rations io apportées aux ruminants se sont simplifiées avec la recherche d'une forte concentration en énergie et protéines. Afin de répondre aux exigences d'une meilleure productivité, le recours aux fourrages conservés (ensilages), céréales et aliments concentrés s'est généralisé . Il en résulte que les rations offertes aux animaux se sont appauvries en oligo-éléments 15 et vitamines (Béguin et Dagorne 2003). Ces micronutriments qui constituent des antioxydants naturels (Weiss 2001) se retrouvent en quantité insuffisante dans les rations actuelles. De plus, l'évolution des contraintes environnementales, et la recherche d'une amélioration des conditions de travail, a conduit les éleveurs a 20 investir dans des installations et des bâtiments adaptés et fonctionnels mais qui représentent une charge élevée qui ne peut s'amortir qu'avec des animaux très productifs. Par conséquent, la production laitière et de viande a fortement évoluée avec une sélection des races les plus productives et les mieux adaptées au système de production intensif. Par exemple, la production laitière est passée de 3500 à 7400 kg/vache laitière/an en 30 ans (Gatinel 2004). Ces animaux reçoivent une alimentation adaptée à l'obtention de hautes performances laitières. Au pic de lactation, une vache laitière peut produire plus de 50kg de lait, ce qui représente des besoins alimentaires multipliés par 6 par rapport à un animal à l'entretien. Alors que l'animal privilégie sa production, il doit en même temps assurer sa fonction de reproduction et rester en bonne santé. Les différents travaux de recherche ont montré que les animaux sont fragilisés à to certaines périodes de leur cycle de production. C'est le cas du péripartum chez les ruminants laitiers, où l'on observe une diminution de la concentration sanguine en anti-oxydants sanguin qui se traduit par une dépression immunitaire (Weiss 1998.). Ce phénomène est associé à une production accrue de Radicaux Libres Oxygénés (Miller et al 1993, Gabai 15 et al 2004, Aurousseau et al 2004) et de métabolites réactifs de l'oxygène (Weiss 2005). Il en résulte une baisse des défenses immunitaire avec une augmentation de la fréquence des désordres au peripartum (Cai et al 1994, Leblanc et al 2004) et des mammites d'environnement (Drackley, 1999) . 20 La ration constitue une source d'apport d'antioxydants. En effet, les oligo-éléments et vitamines exercent un rôle d'antioxydant dans l'organisme animal : - le zinc, le manganèse et le cuivre entrent dans la composition des enzymes superoxydes dismutases qui accélèrent l'élimination des peroxydes à forte action oxydante. - Le sélénium intervient dans la synthèse de la glutathion 5 peroxydase qui élimine les radicaux libres en particulier le peroxyde d'hydrogène. - la vitamine E protège les membranes cellulaires en captant l'électron célibataire des radicaux libres pour les inactiver. ~o Dans la pratique, la ration des animaux d'élevage et des ruminants en particulier ne contient pas suffisamment de micronutriments à action antioxydante et il est nécessaire d'apporter une complémentation. La supplémentation de la ration en zinc est réalisée à partir de sources minérales oxydes ou sulfate qui permettent d'atteindre dans la ration le 15 niveau de recommandation de 50mg/kg MS (INRA 1988). Le niveau d'absorption du zinc est estimé en moyenne à 12,5% (NRC 2001) et varie en fonction de la teneur des autres oligo-éléments, qui peuvent interférer négativement (ex : fer) et diminuer l'absorption. Il en résulte une couverture insuffisante des besoins avec certaines rations. Dans ce cas, il 20 faudrait augmenter les apports mais cela entraîne une augmentation des rejets dans l'environnement et de plus le législateur a prévu un seuil maximum de 150mg/kg d' aliment. Le sélénium est apporté sous forme de sélénite de sodium. Le niveau d'absorption du sélénium varie de 11 à 50% chez la vache laitière (Koening et al 1991). Il est diminué fortement en présence d'un excès de soufre (Ivancic et al 2001) de calcium, de cuivre et de zinc. La flore ruminale peut réduire le sélénium en formes insolubles non absorbables, qui vont être rejetées dans les fécès. Aussi, dans certaines conditions de rations, l'apport peut être insuffisant pour assurer toutes les fonctions du sélénium. De plus, le seuil maximum d'apport de sélénium dans la ration est de 0,5mg/kg d'aliment soit un niveau proche de la recommandation du NRC 2001 (0,3mg/kg MS). Ceci limite la complémentation totale en sélénium. lo La vitamine E constitue une source d'apport efficace d'antioxydants. La recommandation d'apport a doublée en 2001 (NRC 2001) pour atteindre 22mg/kg de MS, ce qui représente une supplémentation de l'ordre de 500 mg/jr pour une vache laitière en lactation. Pendant le tarissement, l'apport des fourrages étant plus faible et les besoins importants, une 15 supplémentation quotidienne minimum de 1000mg est recommandée et des travaux récents ont montré le bénéfice d'apports plus importants de 2000mg (Weiss 2005) Cependant les conditions économiques du marché de la vitamine E ont entraîné des fluctuations de prix importantes avec un triplement du prix 20 de cet additif en 2008, qui rendent son utilisation difficile pour certaines productions (vaches allaitantes). Or, d'autres formes d'apport de ces micronutriments et autres additifs agissent sur le système antioxydant des animaux et pourraient compléter efficacement cette action. C'est le cas de polyphénols d'extraits végétaux qui augmentent la production de superoxyde dismutase en début de lactation ( Colliti et al 2006) EXPOSE DE L'INVENTION Ainsi, l'invention se propose de résoudre ou de réduire les inconvénients précités : couverture incomplète des besoins en micronutriments io antioxydant, efficacité insuffisante. Elle concerne une composition pour animaux faisant appel à des micro-nutriments à action complémentaire : du zinc sous forme de chélate d'acides aminés hydraté, du sélénium organique, du sélénium ruminoprotégé, de la vitamine E adsorbée, des extraits végétaux (fruits ou 15 plantes) spécifiques avec un niveau d'ORAC défini, qui améliorent le statut antioxydant des ruminants et un arôme spécifique. L' ORAC (Oxygen Absorbance Radical Capacity) est déterminé par un test (Cao et aI, 1993) qui évalue le pouvoir antioxydant in vitro des aliments, 20 des produits dérivés et des fluides biologiques. Cette méthode consiste à mesurer la destruction de la béta-phycoérythrine, protéine fluorescente en conditions particulières. Lorsque cette molécule est attaquée par des radicaux libres, sa fluorescence diminue. La présence d'un antioxydant5 dans le milieu de réaction va donc limiter l'oxydation de la protéine et ainsi limiter la perte de fluorescence. L'effet protecteur est mesuré en estimant l'aire sous la courbe de dégradation de fluorescence de l'échantillon contenant l'antioxydant à tester, comparée à celle de l'échantillon sans antioxydant. Un antioxydant de référence, le Trolox (vitamine E hydrosoluble) est utilisé pour établir une gamme. A partir de cette gamme, on détermine le pouvoir antioxydant de la io molécule ou de l'extrait testé en équivalent Trolox par gamme de molécule ou d'extrait testé. L'efficacité de la composition sur le statut antioxydant est directement liée aux ingrédients (nature et taux d'incorporation), à action synergique. 1s La composition est caractérisée selon l'invention par les éléments décrits ci-après. 20 COMPOSITION La composition est destinée particulièrement à l'alimentation des ruminants. Elle optimise le fonctionnement du système antioxydant de l'animal et peut contribuer à réduire les cellules somatiques du lait, les problèmes au vêlage, la qualité du colostrum, prolonge la longévité des animaux et optimise la reproduction. io Distribuée à des animaux à potentiel de croissance élevé, elle permet d'exprimer, de façon optimale, le potentiel génétique de la race. La composition est distribuée en complément de la ration alimentaire. Elle est incorporée à raison de 0.5 à 6% dans un aliment complémentaire, un supplément nutritionnel ou un aliment minéral spécifique. 15 Elle est caractérisée par une distribution ponctuelle dans les périodes difficiles du cycle de l'animal (peripartum) ou en continu sur la lactation lorsque le métabolisme de l'animal est fortement sollicité . Chez tous les types d'animaux, la composition s'emploie avec des rations à base de fourrages conservés, riches en concentrés qui sont naturellement 20 pauvres en micronutriments antioxydants. Chez les femelles laitières, la composition est distribuée plus particulièrement en fin de gestation ou en début de lactation. En effet, durant cette période, le niveau d'antioxydants est naturellement réduit chez l'animal. Ceci, conjugué à des apports faibles par la ration et les concentrés, implique une complémentation importante. L'efficacité de la composition est liée à une distribution sur plusieurs jours consécutifs. Elle met en oeuvre des micronutriments et additifs spécifiques, apportés à des concentrations élevées et agissant de façon complémentaire sur le 5 statut antioxydant de l'animal. Les pourcentages, exprimés en poids, des micronutriments et additifs de la composition varient et sont optimisés suivant leur disponibilité et leur intérêt économique, en fonction des conditions du marché. La composition contient les pourcentages suivant de micronutriments et Io additifs : du chélate, de zinc et d'acide aminés, hydraté qui peut rentrer pour 15 à 60% de la composition, du sélénium rumino-protégé qui peut rentrer pour 2 à 10% de la composition, du sélénium organique (sélénométhionine produite par saccharomyces cerevisiae : levure séléniée inactivée) qui peut rentrer pour 3 à 15% de la composition, de la 15 vitamine E adsorbée sur support de silice (Acétate DL a tocophérol) qui peut rentrer pour 0 à 40% de la composition, un extrait de mélisse (Me/Issa ofcinalls) qui peut rentrer pour 5 à 60% de la composition, un extrait de myrtille ( Vaccinium myrti//us) qui peut rentrer pour 0 à 30% de la composition, un extrait de grenade (Punica granatum) qui peut rentrer 20 pour 0 à 30% de la composition, un extrait de pomme (Malus pumila et/ou Malus domestica) qui peut rentrer pour 0 à 30% de la composition, un extrait de raisins ( titis labrusca) qui peut rentrer pour 0 à 30% de la composition, un extrait d'oignons (Al/lm cepa) qui peut rentrer pour 0 à i0 30% de la composition et d'un arôme fruit spécifique qui peut rentrer pour 0,1 à 1% de la composition. Le chélate, de zinc et d'acide aminés, hydraté présente un poids moléculaire inférieur à 1500 daltons. Il est obtenu à partir d'hydrolysats de 5 soja. Il possède une meilleure absorption intestinale que les formes inorganiques et favorise la réduction des cellules somatiques du lait (Weiss 2001) Le sélénium sous forme de sélénite de sodium rumino-protégé permet io d'obtenir un niveau enzymatique de glutathion peroxydase, dans le sérum sanguin, plus élevé que le sélénite de sodium chez le ruminant. Le sélénium organique (sélénométhionine produite par saccharomyces cerevisiae : levure séléniée inactivée) contient de la sélénométhionine et de la sélénocystine. La teneur en sélénium est de 0,2%. L'apport de is sélénium organique permet d'enrichir le lait et le colostrum en sélénium et assure une meilleure nutrition du jeune veau en sélénium et en antioxydants (Pehrson et al 1999). Ces deux sources de sélénium présentent une action complémentaire pour la production d'enzyme antioxydante. 20 La vitamine E adsorbée sur support de silice (Acétate DL � tocophérol) permet de réduire les non-délivrances au vêlage (Miller et al 1997) ainsi que la fréquence et la durée des infections de la mamelle (Smith et al 1984, Weiss 1998). Le niveau d'incorporation de la vitamine E est optimisé 2940014 Il en fonction du prix d'équivalence avec l'action antioxydante des extraits végétaux. La composition est caractérisée par des extraits végétaux choisis pour leur teneur en polyphénols qui sont des antioxydants : L' extrait de mélisse (Melissa ofcinalis) apporte des polyphénols dont des tanins. Il possède un indice ORAC minimum de 6000 pmol TE/g. L' extrait de myrtille ( Vaccinium myrti//us) est une source de polyphénols : les anthocyanes L' extrait de grenade (Punica granatum) contient de l'acide ellagique. lo L' extrait de pomme (Malus pumila et/ou Malus domestica) avec de la quercetine et cathechine. L' extrait de raisins ( Vitis /abrusca) riche en catéchines et anthocyanes. L' extrait d'oignons (A//ium cepa) source de polyphénols dont la quercetine qui a une activité antioxydante supérieure aux isoflavones. 15 Les extraits végétaux sont obtenu par broyage du substrat végétal suivi d'une extraction par solvant organique (eau/éthanol), centrifugation ou filtration de plantes, puis évaporation par concentration sous-vide à basse température et séchage à basse température afin d'obtenir au final une 20 poudre de granulométrie inférieure à 2001. Pour optimiser l'appétence de la composition, un arôme, choisi sur ce critère, est additionné. Sur le plan technologique, la composition est obtenue par dosage, puis mélange homogène et stable des matières premières présentées sous forme de poudre : du zinc sous forme de chélate d'acides aminés hydraté, du sélénium organique, du sélénium rumino-protégé, de la vitamine E adsorbée, des extraits végétaux spécifiques et un arôme. La composition ainsi obtenue présente des micronutriments et additifs à action synergique sur l'apport d'antioxydants, optimisant le statut antioxydant de l'animal dans les périodes difficiles du cycle de production. Io 15 20 40 13 Références bibliographiques Aurousseau, B. Contrôle des phénomènes oxydatifs pendant la gestation chez les monogastriques et les ruminants. INRA Prod. Anima., 2004 , 17 5 (5), 339-354 Béguin, J.M., Dagorne, R.P. 2003. Evolution et variations de la teneur en minéraux du maïs ensilage et conséquences sur la complémentation minérale des vaches laitières. Renc. Rech. Ruminants, 10 : 390. 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Antioxidant nutrients cow health and milk quality. Penn State Dairy Cattle Nutrition Workshop 11-18 35 REVENDICATIONS1 . Composition pour animaux d'élevage destinée à apporter des antioxydants, en particulier aux ruminants , contenant des s micronutriments et additifs spécifiques, apportés à forte concentration, agissant de façon synergique sur le statut antIoxydant de l'animal et caractérisée en ce que la composition contient les pourcentages, exprimés en poids, des matières premières suivantes : du chélate, de zinc et d'acide aminés, hydraté pour 15 à 60%, du sélénium rumino-protégé pour 2 à io 10%, du sélénium organique pour 3 à 15%, de la vitamine E adsorbée pour 0 à 40%, et au moins un des extraits végétaux suivants : extrait de mélisse pour 5 à 60%, extrait de myrtille pour 0 à 30%, extrait de grenade pour 0 à 30%, extrait de pomme pour 0 à 30%, extrait de raisins (Vitis labrusca) pour 0 à 30%, des extraits d'oignons pour 0 à 30% et d'un 15 arôme spécifique pour 0.1 à 1%. 2 . Composition selon revendication 1 caractérisée en ce qu'elle est distribuée en complément de la ration alimentaire. Elle est incorporée à raison de 0.5 à 6% dans un aliment complémentaire, un supplément 20 nutritionnel ou un aliment minéral spécifique. 3 . Composition selon revendication 1 caractérisée par l'utilisation de zinc et de sélénium rumino-protégé avec une meilleure disponibilité intestinale. 15 4 . Composition selon revendication 1 caractérisée en ce qu'elle contient deux sources de sélénium ayant une action complémentaire pour la production d'enzyme antioxydante. . Composition selon revendication 4 caractérisée en ce que la levure au sélénium contient de la sélénométhionine et de la sélénocystine 6 . Composition selon revendication 4 caractérisée en ce que la levure au w sélénium contient 0,2% de sélénium 7 . Composition selon revendication 3 caractérisée en ce que chélate, de zinc et d'acide aminés, hydraté présente un poids moléculaire inférieur à 1500 daltons. 8 . Composition selon revendication 3 caractérisée en ce que chélate, de zinc et d'acide aminés, hydraté est obtenu à partir d'hydrolysats de soja. 9 . Composition selon revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comporte 20 de la vitamine E adsorbée dont le niveau d'incorporation est optimisé en fonction du prix d'équivalence avec l'action antioxydante des extraits végétaux. 5. Composition selon revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un extrait végétal (plante ou fruit) choisi dans le groupe : extrait de mélisse (Mel/ssa officines), extrait de myrtille ( Vaccinium myrtil/us), extrait de grenade (Punica granatum), extrait de pomme (Malus pumila et/ou Malus domestica), extrait de raisins (Vitis labrusca), extrait de oignons (A/l/um cepa). 11 . Composition selon revendication 1 caractérisée en ce que l'extrait de mélisse est obtenu par broyage du substrat végétal suivi d'une extraction io par solvant organique (eau/éthanol), centrifugation ou filtration de plantes, puis évaporation par concentration sous-vide à basse température et séchage à basse température afin d'obtenir au final une poudre de granulométrie inférieure à 200p. 15 12 . Composition selon revendication 1 caractérisée en ce que l'extrait de mélisse possède un indice ORAC minimum de 6000 pmol TE/g 20