Brevet FR2957802A1 — publié le 20110930

EXTRACTION DES PRINCIPES ACTIFS DE L'EAU DE COCOS NUCIFERA PARFILTRATION FRONTALE CLARIFIANTE, SUPERCENTRIFUGATION, ULTRAFILTRATION TANGENTIELLE, CONCENTRATION ET LYOPHILISATION, LEURS DIFFERENTES UTILISATIONS. La présente invention concerne l'extraction des principes actifs de l'eau de Cocos nucifera par filtration frontale clarifiante, super centrifugation, ultra filtration tangentielle, concentration et lyophilisation et l'utilisation des principes actifs ainsi extraits dans différentes préparations. On sait que la noix de Cocos nucifera contient un liquide nutritif stérile et isotonique dont la saturation en macro- et micronutriments augmente et varie pendant les différents stades de sa maturation. C'est ainsi qu'au stade final de sa croissance la noix contient entre 400 et 800 ml d'eau selon les variétés. Au cours de sa maturation la composition de l'eau se modifie et les teneurs en macro- et micronutriments augmentent en proportion, de même que les protéines, les acides aminés libres, les lipides, produisant une solution saturée dont les éléments se déposent sur la paroi interne de la noix pour donner, au stade final de la maturation l'endocarpe du fruit. L'électrophorèse de l'eau de Cocos nucifera recueillie à 6 mois de maturation donne la répartition suivante: -eau 93% pour 100g de matière sèche: - hydrate de carbone 15,26 g dont sucre 6.26 g (levulose fructose, glycérol, sorbitol glucose, saccharose) - polysaccharides:fibres solubles (inuline) et insolubles 9 g - protéines dont acides aminés libres 4 g Vitamines groupe B: - thiamine 0.0066 mg - riboflavine 0.02 mg - nicotinamide 0.54 mg - acide pantothénique 0.300 mg - pyridoxine 0.054 mg - acide folique 26 mg - triglycérides 33.49 g Acides gras saturés: - acide laurique 16.74 g - acide myristique 6.69 g - acide palmitique 3.34 g - acides gras monoinsaturés 1.45 g - acides gras polyinsaturés 0.37 g - calcium 19 mg - magnesium 32 mg - potassium 356 mg - Cl 20 mg - zinc 1.1 mg - fer 2.43 mg - phosphore 113 mg - Vitamine C 3.3 mg - Cu traces - sélénium traces Compte tenu de la présence de tous ces nutriments naturels, l'eau de Cocos nucifera mature trouve son utilisation dans de nombreuses préparations pour des applications multiples. Il importe donc de recueillir l'eau de Cocos 10 nucifera à un stade de maturation où les teneurs sont à leur maximum, soit de 6 à 8 mois de maturation. Pour prélever cette eau et en extraire les principes actifs il fallait donc trouver un procédé qui permette de recueillir d'une part, l'eau stérile sans la 15 contaminer et d'autre part, d'extraire, sans les dénaturer, les molécules actives en isolant les fractions lipidiques dans le but de contrôler leurs teneurs. En effet, on sait que lors de la maturation de la noix et de la formation progressive de l'albumen, la 20 concentration en lipides est maximum et est composée à 90% d'acides gras saturés et à 1,43% d'acides gras monoinsaturés et à 0,37% d'acide gras polyinsaturés. On sait que la plupart des acides gras saturés sont des facteurs favorisant l'augmentation du 25 cholestérol LDL (Low Density Lipoproteins). Cependant, la moitié des acides gras saturés de l'eau de Cocos nucifera est sous forme d'acide laurique dont l'effet bénéfique sur le rapport cholestérol total/cholestérol HDL (High Density Lipoproteins) est connu. Ces lipides ont la particularité de figer dès 25°C. Dans la présente invention, les termes rétentat ou gâteau désignent les fractions de particules qui n'ont pas franchi les membranes d'un filtre. Les termes filtrat ou perméat désignent les fractions liquides qui ont traversé les membranes des filtres. Le terme concentrat désigne le produit d'une évaporation ou d'une concentration. Selon l'invention, le procédé se décrit de la manière suivante: Les noix sont lavées, pour ceci on les place dans un bac contenant un mélange de chlorexidine, d'alcool et d'ammonium quaternaire, pendant 24 heures, où elles sont brossées puis rincées et enfin séchées. L'eau est retirée de la noix. Pour cela, les pôles germinatifs, zone de moindre résistance de la coque sont mis à nu par une section transversale du sommet de la noix. Un trocart stérile est introduit dans la noix par l'un des pôles germinatifs, l'eau est aspirée à l'aide d'une pompe péristaltique et réservée dans une cuve de 100 litres à double paroi réfrigérée par un circuit d'eau glycolée. La totalité du liquide est soumise à une filtration frontale clarifiante par passage à travers une colonne munie d'un filtre dont le diamètre des pores est de 50 microns. Le filtre est lavé à l'eau déminéralisée qui est rejetée avec les effluents. Le rétentat ou gâteau 25 est recueilli et séché, par exemple à 40° C. Le filtrat est recueilli dans une cuve étanche à double paroi munie d'un circuit d'eau pouvant être chauffée à 50° C ou refroidie à 10° C. Dans le procédé selon l'invention le filtrat est chauffé puis brusquement refroidi, de façon à figer les lipides. Dans un mode de réalisation particulier, le filtrat est chauffé à 50°C sous agitation pendant 1 heure puis brutalement refroidi à 10°C toujours sous agitation pendant 2 heures. La réfrigération brutale de la solution fige les lipides sur les pales de l'agitateur et à la partie supérieure de la cuve. Le filtrat est recueilli par gravitation à la base de la cuve et acheminé vers une supercentrifugeuse. On peut utiliser une supercentrifugeuse comprenant un séparateur Wespalia de type disk stock, à axe vertical avec une puissance nominale de 25 Kw et une puissance installée de 45 Kw. La force gravitaire réglable pouvant atteindre 16 000 G à 8 000 t/mn. La machine dispose de gicleurs spéciaux type «Vortex Noozle» permettant une décharge en continu de la phase solide des principes actifs insolubles dans des proportions de 80% du poids total des molécules recueillies. La viscosité du filtrat est mesurée et se situe 25 entre 5 et 6 mPas. La supercentrifugation se déroule à une température comprise entre 5 et 10° C maximum grâce au système d'alimentation du filtrat provenant de la cuve à double paroi réfrigérée. Le dispositif comprend en outre, à l'entrée du séparateur centrifuge, une valve d'admission, un filtre, une pompe centrifuge, un débimètre massique à l'entrée et à la sortie, un turbidimètre à la sortie du perméat en fin de procédure, qui se déroule de la manière suivante: -le séparateur est mis en marche pendant 5 mn à 500 t/mn, dès l'ouverture de la vanne d'admission, la vitesse de rotation est augmentée progressivement jusqu'à la vitesse souhaitée, soit 8 000 t/mn. La variation de vitesse de rotation a pour but de permettre aux particules les plus importantes de tapisser les parois du séparateur afin de retenir les particules de taille inférieure. Le séparateur centrifuge étant alimenté en continu, le filtrat est recueilli, après contrôle au turbidimètre dans une cuve étanche à double paroi réfrigérée à 10°C afin d'être réacheminé dans le séparateur centrifuge pendant 3 cycles. A la fin du 3eme cycle, le filtrat est acheminé, par l'ouverture d'une vanne couplée à une pompe centrifuge, vers une cuve de rétention étanche à double paroi réfrigérée. Le rétentat de particules insolubles est acheminé par une vis sans fin dans des récipients de stockage afin d'être séché à 40°C et conditionné sous double emballage inerté à l'azote. Le perméat ou filtrat, issu de la supercentrifugation est stocké dans une cuve réfrigérée à double paroi et acheminé vers l'unité d'ultrafiltration tangentielle, à batch à recirculation. L'ultrafiltration tangentielle consiste à faire passer tangentiellement le liquide à filtrer, en l'occurrence le filtrat, à la surface de membranes organiques conditionnées en cassette de 1 m2 montées en série avec un seuil de coupure de 1 Kd. La pompe d'alimentation centrifuge sera réglable afin de permettre un flux allant de 1500 kg/h à 300 kg/h selon le degré de colmatage de la membrane; la pression différentielle atteignant 8 bars. La vitesse de circulation sera maintenue à 5 mètres seconde et peut être augmentée afin de compenser les pertes de charge. Un convertisseur de fréquence sera couplé à la pompe d'alimentation et à la pompe de circulation afin d'optimiser le process. La durée de circulation sera de 4 heures. Le système comprend également un échangeur/refroidisseur servant à évacuer les calories générées par la circulation afin de maintenir la température du filtrat entre 7 et 10°C. Après 6 passages sur les membranes et lorsque le rétentat ne représente que 10 litres, les cassettes sont lavées avec 10 litres de filtrat sous une pression de 9 bars, par écoulement pulsé afin d'éliminer le colmatage et récupérer les molécules solubles. Le rétentat est repris et réservé dans une cuve à double paroi réfrigérée et acheminé dans un concentrateur type «Rotavapor» de 20 litres et condensé à 37°C. Lorsque le condensat est réduit à 5 litres il est repris pour être lyophilisé. Le lyophilisat se présente sous la forme d'une poudre blanche soluble dans l'eau, il est conditionné sous vide et sous double emballage et stérilisé aux rayonnements UV. Le filtrat ou perméat résultant de l'ultrafiltration tangentielle qui est une solution stérile isotonique, est stocké dans une cuve à double paroi réfrigérée pour être conditionné dans des poches plastiques E.V.A. (éthylène, vynil, acétate) ou dans des flacons en verre, à l'abri de la lumière. Selon un mode de réalisation préférentielle et sans qu'il soit limitatif, les produits obtenus selon l'invention sont utilisés dans la préparation des mélanges destinés à la nutrition entérale. On sait que, à la suite d'interventions au niveau de la sphère oropharyngée, ou dans les cas de malnutrition, de défaut d'absorption, de chirurgie digestive haute, l'alimentation orale n'est plus possible, on a recours donc à une alimentation administrée directement dans le tube digestif par sonde nasogastrique, nasoduodénale, ou nasojéjunale. Les mélanges de nutriments en solution peuvent également être administrés directement par voie transcutanée dans l'estomac par gastrostomie ou dans lejéjunum par jujénostomie. En fonction des besoins du patient, ces mélanges de nutriments peuvent être isocaloriques, hypercaloriques, hypocaloriques, ou spécifiques, enrichis ou non en fibres. On voit donc que, compte tenu de la nature des nutriments caractérisés dans l'eau de Cocos nucifera, il devient possible de les utiliser seuls ou associés à d'autres nutriments d'origines différentes dans des préparations destinées à la nutrition entérale. Exemple 1: On prépare dans un flacon en verre stérile ou dans une 10 poche en plastique E.V.A. sous hotte à flux laminaire et rampe UV un mélange dont la composition est: - extraits solubles secs d'eau de Cocos nucifera, selon l'invention 30 grs extraits insolubles secs d'eau de Cocos nucifera, 15 obtenus selon le procédé décrit ci-dessus 30 g - extraits solubles de biopolymères marins 20 g - extraits insolubles de biopolymères marins 20 g - triglycérides extraits de l'eau de Cocos nucifera 6 g - chlorure de sodium 6 g 20 - filtrat d'eau de Cocos nucifera, obtenue selon le procédé décrit ci-dessus: qsp 1L Compte tenu de la présence, dans la formulation 25 du mélange pour la nutrition entérale, de la majorité des micro- et macronutriments d'une part, des protéines, des acides aminés libres, des glucides, des lipides extraits de l'eau de Cocos nucifera, d'autre part, l'impact sur l'équilibre nutritionnel et le métabolisme du patient recevant ce type de mélange, se situe à plusieurs niveaux. En effet, on connaît le rôle des vitamines dans le transfert d'énergie en tant que catalyseurs de nombreuses réactions biologiques en amorçant et activant les processus de dégradation et d'oxydation des nutriments ainsi que dans l'assimilation des protéines, des glucides et des lipides. Quant aux minéraux, tels que le calcium, le sodium, le potassium, le fer, le magnésium et le phosphore contenus dans les nutriments extraits de l'eau de Cocos nucifera, ils entrent dans la constitution des tissus de l'organisme, l'élaboration des hormones et jouent un rôle dans la régulation des fonctions organiques telles que la pression osmotique, l'excitabilité neuromusculaire, l'inhibition du stress oxydatif, la contraction musculaire. Les oligoéléments, bien qu'en très faible quantité agissent comme co-facteurs d'enzymes et jouent un rôle essentiel dans le métabolisme cellulaire. Les glucides constituent la source principale d'énergie de l'organisme et sont absolument indispensables au fonctionnement des muscles et du cerveau. Ils sont impliqués dans l'anabolisme des protéines et entrent dans la composition du cartilage, du mucus, des substances antigéniques et des acides nucléiques. Les protéines, sont constitutives des organismes vivants et composées essentiellement d'acides aminés qui ont un rôle nutritif mais ne sont pas synthétisables par l'organisme. En ce qui concerne les lipides, ils sont les constituants principaux des différents tissus du corps humain (membranes cellulaires, tissus adipeux protecteurs des différents organes) ils sont une réserve énergétique concentrée, précurseurs de nombreuses hormones et molécules. Ils entrent dans la composition des neurones et du cerveau et ont un rôle essentiel dans le processus immunitaire. Ils sont les véhicules de certaines molécules biologiques. En outre, dans le produit selon l'invention, les fibres insolubles et solubles (telle que l'Inuline) interviennent dans l'amélioration mécanique du transit intestinal, l'abaissement de la glycémie et du pH du colon, la diminution de la teneur en lipides dans le sang et la libération d'acides gras à chaînes courtes et moyennes, rééquilibrent la flore intestinale et inhibent le développement des bactéries pathogènes. La présence de protéines et d'acides aminés libres dans le produit selon l'invention, et notamment le rapport Lisine/Arginine en faveur de ce dernier serait responsable de la diminution du cholestrérol total et des triglycérides sanguins. Dans un autre mode de réalisation préférentielle et sans qu'il soit limitatif, les produits selon l'invention entrent dans la formulation de mélanges binaires ou ternaires pour la nutrition parentérale. La nutrition parentérale est nécessaire lorsque la dénutrition est sévère et l'alimentation orale ou la nutrition entérale impossible. Exemple 2: Selon l'invention, on prépare un mélange des principes actifs selon l'invention, pour la nutrition parentérale, formulé comme suit: extraits solubles d'eau de Cocos nucifera, selon l'invention 60 g - extraits solubles de biopolymères marins 40 g - triglycérides extraits de l'eau de Cocos nucifera 6 g - chlorure de sodium 6 g - filtrat stérile d'eau de Cocos nucifera qsp 1 litre Les deux préparations pour nutrition entérale et parentérale sont utilisées pour l'alimentation des blessés polytraumatisés, des grands brûlés, des opérés en chirurgie viscérale, en carcinologie et dans les cas d'anorexies sévères. Dans un autre mode de réalisation non limitatif, les produits obtenus selon l'invention entrent dans la formulation de substrats biodégradables, sur des supports en hydroxycellulose, hydroxyméthylcellulose, hydrogel, treillis de polyglactine, silicone ou tout autre support biocompatible, biodégradable ou non pour le traitement des grands brûlés. Exemple 3: Dans un récipient stérile on prépare un substrat dont la composition pour 100 grs est: - extraits solubles d'eau de Cocos nucifera, selon l'invention 2 g extraits insolubles d'eau de Cocos nucifera, selon l'invention 2 g - extraits solubles de biopolymères marins 20 mg - extraits insolubles de biopolymères marins 20 mg - triglycérides extraits de l'eau de Cocos nucifera 6 g - filtrat d'eau de Cocos nucifera, selon l'invention 10mL - Cérat de Galien qsp 100 g Le substrat se présente sous la forme de feuilles de dimensions variables de 5 à 50 cm2 réalisées en gel de hydroxycellulose, hydroxyméthylcellulose, hydrogel, de treillis de polyglactine, de silicone, de 1 mm d'épaisseur, conditionnées sous double emballage stérile. Dans un nouveau mode de réalisation non limitatif, les produits selon l'invention entrent dans la formulation de préparations à visée thérapeutique pour la cicatrisation des plaies, des escarres, des ulcères, sous forme de gel, de crème, d'émulsion, Exemple 4: On prépare une pommade dont la composition est la suivante pour 100 ml. extraits solubles d'eau de Cocos nucifera, selon l'invention 2 g extraits insolubles d'eau de Cocos nucifera, selon l'invention 2 g - extraits solubles de biopolymères marins 20 mg - extraits insolubles de biopolymères marins 20 mg - composite biogénique d'aragonite marine granulométrie 0.5 microns 2 g - allantoine 1 g - mel 5mL - huile essentielle Elychrisum italicum 0,15mL - huile de germe de blé 0,25mL - huile essentielle de Lavandula spica 0,15mL - filtrat d'eau de Cocos nucifera, selon l'invention 10mL - excipients qsp 100mL Dans un autre mode de réalisation non limitatif, les produits selon l'invention entrent dans la formulation de préparations à visée cosmétique sous forme de gel, de crème, d'émulsion Exemple 5: On prépare une crème dont la composition est pour 100 ml: - extraits solubles d'eau de Cocos nucifera, selon l'invention 2 g extraits insolubles d'eau de Cocos nucifera, selon l'invention 2 g - extraits solubles de biopolymères marins 10 mg - extraits insolubles de biopolymères marins 10 mg - composite biogénique d'aragonite marine granulométrie 0.5 microns 2 g - propiolis 10 mg - huile d'argan 2 mL - filtrat d'eau de Cocos nucifera selon l'invention 10mL - excipients qsp 100 mL les excipients sont la vaseline, la glycérine, le karité, la paraffine. Dans un autre mode de réalisation non limitatif, les produits selon l'invention entrent dans la formulation de préparations neutraceutiques, par exemple sous la forme de gélule. Exemple 6: On prépare des gélules d'une contenance de 300 mg dont la 15 composition est la suivante: - extraits solubles d'eau de Cocos nucifera, selon l'invention 75 g extraits insolubles d'eau de Cocos nucifera, selon l'invention 75 g 20 - protéines de soja 45 mg - extraits solubles de biopolymères marins 10 mg - extraits insolubles de biopolymères marins 10 mg - composite biogénique d'aragonite marine granulométrie 0.5 microns 2 g 25 - triglycérides selon l'invention 10 mg - Vitamine E 5 mg - acérola 100 mg REVENDICATIONS1. Procédé d'extraction des principes actifs contenus dans l'eau de Cocos nucifera mature caractérisé en ce que l'eau est prélevée de manière stérile par aspiration à l'aide d'un trocard relié à une pompe péristaltique, introduit dans l'un des pôles germinatifs de la noix préalablement décontaminée. 2. Procédé d'extraction des principes actifs contenus dans l'eau de Cocos nucifera mature selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'eau recueillie est soumise à une filtration frontale clarifiante dans une colonne munie d'un filtre dont le diamètre des pores est de 50 microns. 3. Procédé d'extraction des principes actifs contenus dans l'eau de Cocos nucifera mature selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le rétentat obtenu est lavé à l'eau déminéralisée, rejetée avec les l'effluents et que le gâteau est séché à 40°C. 4. Procédé d'extraction des principes actifs contenus dans l'eau de Cocos nucifera mature selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que le filtrat recueilli, est chauffé à 50°C pendant 1 heure sous agitation constante puis brutalement refroidi à 10°C pendant 2 heures. 5. Procédé d'extraction des principes actifs contenus dans l'eau de Cocos nucifera mature selon les revendications 1 à 30 4, caractérisé en ce que les lipides sont recueillis après réfrigération et le filtrat par gravitation. 6. Procédé d'extraction des principes actifs contenus dans l'eau de Cocos nucifera mature selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le filtrat est soumis à une supercentrifugation de 16 000 G à 8 000 t/mn et à une température comprise entre 5 et 10°C. 7. Procédé d'extraction des principes actifs contenus dans l'eau de Cocos nucifera mature selon les revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le séparateur centrifuge est mis en marche pendant 5 mn à 500 t/mn dès l'ouverture de la vanne d'admission du filtrat et la vitesse est augmentée progressivement jusqu'à 8 000 t/mn. 8. Procédé d'extraction des principes actifs contenus dans l'eau de Cocos nucifera mature selon les revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le filtrat est traité en continu pendant 3 cycles. 9. Procédé d'extraction des principes actifs contenus dans l'eau de Cocos nucifera mature selon les revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le rétentat des particules insolubles est séché à 40°C et conditionné sous double emballage stérile inerté à l'azote. 10. Procédé d'extraction des principes actifs contenus dans l'eau de Cocos nucifera mature selon les revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le filtrat est soumis à une ultra 30 filtration tangentielle avec recirculation sur cassettes de 1 m2 à membrane organique montées en série avec un seuil de coupure de 1 Kd, à une vitesse de 5 m/seconde, une pression de 8 bars pendant 4 heures et à une température comprise entre 7 et 10°C pendant 6 cycles. 11. Procédé d'extraction des principes actifs contenus dans l'eau de Cocos nucifera mature selon les revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les cassettes sont lavées à l'aide du filtrat sous une pression de 9 bars par écoulement pulsé lorsque le rétentat est réduit à 10 litres. 12. Procédé d'extraction des principes actifs contenus dans l'eau de Cocos nucifera mature selon les revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le rétentat est condensé à 37°C dans un concentrateur type «Rotavapor» jusqu'à une réduction de 5 litres. 13. Procédé d'extraction des principes actifs contenus dans l'eau de Cocos nucifera mature selon les revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le condensat est lyophilisé, conditionné sous vide et stérilisé aux rayonnements UV. 14. Procédé d'extraction des principes actifs contenus dans l'eau de Cocos nucifera mature selon les revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le filtrat est recueilli et réfrigéré pour être conditionné dans des poches plastiques E.V.A. ou des flacons en verre et stocké à l'abri de la lumière. 15. Utilisation des principes actifs contenus dans l'eau de Cocos nucifera mature et extraits selon les revendications 1 à 14, dans la formulation de mélanges pour la nutrition entérale et parentérale et de préparations nutraceutiques. 16. Utilisation des principes actifs contenus dans l'eau de Cocos nucifera mature et extraits selon les revendications 1 à 14, dans la formulation de substrat disposé sur des supports en hydroxycellulose, hydroxymétylcellulose, hydrogel, de treillis de polyglactine, de silicone ou tout autre support biocompatible pour le traitement des grands brûlés, de préparations à visée thérapeutique pour la cicatrisation des plaies, des escarres et des ulcères. 17. Utilisation des principes actifs contenus dans l'eau de Cocos nucifera mature et extraits selon les revendications 1 à 14, dans la formulation de préparations à visée cosmétique associés à d'autres nutriments d'origines différentes.20