Brevet FR3123652A1 — publié le 20221209

La présente invention concerne un procédé de modification d’amidon par traitement hydro-thermique, l’amidon modifié obtenu par ce procédé et ses utilisations. PROCEDE DE MODIFICATION D’AMIDON PAR TRAITEMENT HYDRO-THERMIQUE, AMIDON OBTENU PAR CE PROCEDE ET SES UTILISATIONS DOMAINE DE L’INVENTION La présente invention concerne un procédé de modification d’amidon par traitement hydro-thermique, l’amidon modifié obtenu par ce procédé et ses utilisations. ARRIERE-PLAN TECHNIQUE La forme galénique d’une composition pharmaceutique correspond à la forme donnée à cette dernière. Elle est judicieusement choisie en fonction de la voie d’administration, des propriétés physico-chimiques du principe actif qu’elle contient, de l’action attendue, et du souhait d’atteindre un site spécifique de l’organisme. D’autres critères tels que le confort et l’âge du patient peuvent également être pris en compte. Parmi les formes galéniques les plus répandues on peut citer la forme liquide et la forme gel. L’avantage des formes liquides c’est que le temps de digestion est plus court que pour les formes solides de sorte qu’elles se retrouvent plus rapidement absorbées par l’organisme, entraînant ainsi une libération rapide et efficace des principes actifs qu’elles contiennent. En fonction de leur composition et au regard de la rapidité de la vidange gastrique, elles peuvent produire un pic plasmique de forte amplitude parfois utilisé pour permettre aux molécules assimilées de jouer un rôle santé efficace. En revanche, les liquides sont peu rassasiants, ils interviennent peu dans le sentiment de satiété, et ils entraînent une réduction de la production de salive (le temps buccal étant très court) qui peut provoquer des dysfonctionnements hormonaux ainsi que des perturbations dans le tube digestif. L’avantage des formes gels est que leur temps de séjour en bouche est plus long que celui des liquides et donc que les enzymes de la salive ont plus de temps pour réaliser des interactions physico-chimiques. Cette phase de prédigestion est plus efficace. Le temps de digestion est rapide car la salive permet d’abaisser la viscosité en modifiant la rhéologie du gel. Son temps de séjour dans l’estomac est court du fait d’une vidange gastrique rapide. Les molécules d’intérêt sont, alors, rapidement libérées dans l’organisme et peuvent exercer leurs propriétés. Toutefois, pour bénéficier de ces avantages, il est nécessaire que la formulation du gel soit chimiquement compatible avec la salive, facilement solubilisable avec cette dernière et aisément dégradable par les enzymes salivaires notamment l’amylase. Ces conditions sont essentielles pour pouvoir bénéficier des avantages de la forme liquide et d’une pré-digestion buccale qui va améliorer la biodisponibilité des principes actifs et permettre de s’affranchir des inconvénients de la forme gel c’est-à-dire le faible écoulement le long de la trachée. Il existe donc un besoin de disposer d’une nouvelle forme galénique présentant les avantages des formes liquides et des formes gels sans toutefois présenter les inconvénients de ces dernières. De façon surprenante et inattendue, les inventeurs ont trouvé un procédé permettant d’obtenir une nouvelle forme galénique présentant les avantages des formes liquides (digestion plus courte, rapidement absorbée par l’organisme, libération des principes actifs rapide et efficace, pic plasmique de forte amplitude etc.) et des formes de gel (séjour en bouche plus long, interactions physico-chimiques avec la salive, prédigestion, etc.) sans présenter leurs défauts respectifs (réduction de la production de salive, risque de dysfonctionnements hormonaux, perturbations dans le tube digestif, faible écoulement le long de la trachée etc.). Le procédé de l’invention permet donc d’obtenir un nouveau mode de délivrance optimisé pour l’administration de principes actifs et/ou nutriments contenus dans les compositions pharmaceutiques et/ou les compléments alimentaires, mais aussi leur absorption, leur biodisponibilité, leur devenir métabolique et leur potentiel santé. Un premier objet de l’invention concerne un procédé de modification d’amidon par traitement hydro-thermique comprenant les étapes suivantes : (1) la préparation d’un mélange comprenant entre 55% et 96% en poids d’amidon, entre 1 et 35% en poids d’eau, et entre 3 et 10% en poids d’acide, (2) le chauffage du mélange obtenu à l’étape (1) à une température comprise entre 60°C et 120°C de préférence pendant une durée comprise entre 5 et 60 minutes sous agitation, (3) le refroidissement du mélange chauffé lors de l’étape (2) sous agitation de préférence jusqu’à température ambiante, et (4) l’obtention d’un amidon modifié, les pourcentages étant exprimés par rapport au poids total du mélange. Un second objet de l’invention concerne l’amidon modifié obtenu selon le procédé tel que défini précédemment sous forme de gel. Un troisième objet concerne une composition comprenant : - de l’amidon modifié obtenu selon le procédé tel que défini précédemment, de préférence en une quantité comprise entre 10 et 96% en poids, préférentiellement entre 15 et 85% en poids, plus préférentiellement entre 20 et 70% et encore plus préférentiellement entre 20 et 50% en poids par rapport au poids total de la composition, - au moins un principe actif, de préférence en une quantité comprise entre 0,01 et 90% en poids, plus préférentiellement entre 1 et 50% en poids et encore plus préférentiellement entre 5 et 30% en poids par rapport au poids total de la composition, - optionnellement au moins un additif, de préférence en une quantité comprise entre 0,01 et 50% en poids, plus préférentiellement entre 1 et 40% en poids et encore plus préférentiellement entre 5 et 30% en poids par rapport au poids total de la composition. L’invention concerne également le procédé de préparation de la composition telle que définie précédemment, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : (1) la préparation d’un pré-mélange comprenant le moins un principe actif et optionnellement le au moins un additif, (2) la préparation d’un mélange comprenant entre 55% et 96% en poids d’amidon, entre 1 et 35% en poids d’eau, et entre 3 et 10% en poids d’acide, les pourcentages étant exprimés par rapport au poids total du mélange, (3) le chauffage du mélange obtenu à l’étape (2) à une température comprise entre 60 et 120°C de préférence pendant une durée comprise entre 5 et 60 minutes sous agitation, (4) le refroidissement du mélange chauffé lors de l’étape (3) sous agitation de préférence jusqu’à température ambiante, et (5) l’ajout du pré-mélange obtenu à l’étape (1) lors de l’étape de refroidissement (4), de préférence lorsque le mélange atteint une température comprise entre 10°C et 50°C, préférentiellement entre 15°C et 40°C, plus préférentiellement entre 20°C et 35°C, et encore plus préférentiellement entre 25°C et 30°C, de façon à obtenir une composition, (6) optionnellement l’ajout d’au moins un agent gélifiant à la composition obtenue à l’étape (5). L’invention concerne également l’utilisation de l’amidon modifié obtenu selon le procédé tel que défini précédemment, pour la préparation de compositions pharmaceutiques, de compositions de compléments alimentaires et/ou de compositions alimentaires. DESCRIPTION DES FIGURES : Photographie du gel comparatif (gauche) et du gel obtenu selon le procédé de l’invention (droite) : Photographie des écoulements du gel comparatif (gauche) et du gel obtenu selon le procédé de l’invention (droite) avec un angle d'inclinaison de 45°. : Photographie du gel comparatif (gauche) et du gel obtenu selon le procédé de l’invention (droite) après avoir été mis en contact avec de la salive durant 2 minutes à 37°C. : Photographie des écoulements du gel comparatif (gauche) et du gel obtenu selon le procédé de l’invention (droite) avec un angle d'inclinaison de 45° après mise en contact avec de la salive durant 2 minutes à 37°C. : Photographie des écoulements du gel comparatif (gauche) et du gel obtenu selon le procédé de l’invention (droite) avec un angle d'inclinaison de 75° après mise en contact avec de la salive durant 2 minutes à 37°C. : Photographie d’un gel obtenu selon l’invention (à gauche) et d’un gel d’amidon obtenu sans agitation durant l’étape de refroidissement (comparatif à droite) EXEMPLES Exemple 1 : Procédé de préparation d’un gel d’amidon Un gel selon l’invention a été préparé de la façon suivante : Un mélange comprenant 60% en poids d’amidon, 35% en poids d’eau et 5% en poids d’acide citrique (les pourcentages étant exprimés par rapport au poids total de la composition) a été préparé. Le mélange a ensuite été chauffé à 120°C durant 10 minutes sous agitation vive à 2000 rpm en utilisant l’appareil IKA Ultra-Turrax®. Le mélange a ensuite été refroidit jusqu’à la température ambiante sous agitation très vive à 25 000 rpm en utilisant l’appareil IKA Ultra-Turrax® afin d’obtenir un gel. Les quantités des réactifs sont également présentées dans le tableau 1 ci-dessous. % en poids par rapport au poids total de la composition Amidon 60% Eau 35% Acide citrique 5% Résultats et conclusion : Un gel présentant un pH de 2,9 et une viscosité de 4400000 cp (mesurée avec un viscosimètre aiguille L4 vitesse 0,1 rpm) a été obtenu. Le gel ainsi obtenu : - présente une viscosité adéquate, - se dissout en quelques secondes dans la cavité buccale, de préférence en environ 5 secondes ou moins, - est sensible aux caractéristiques environnementales de la cavité buccale (chaleur, humidité, pression exercée entre la langue et le palais, salive etc.), et - est chimiquement compatible avec les composants de la salive et est sensible à l’action des enzymes salivaires. Une fois dégluti, le gel se comporte comme un liquide. Exemple 2 : Comparatif en bouche Matériel et méthode : - Gel d’amidon obtenu selon le procédé de l’invention : viscosité 12 235 cp (mesurée avec un viscosimètre aiguille L3 ; vitesse 5 rpm), pH = 3,24, densité 1,1, comprenant 28% en poids d’amidon modifié (obtenu selon le protocole de l’exemple 1 à partir de 80% en poids d’amidon, 15,38% en poids d’eau et 4,62% en poids d’acide), 12% d’extrait de spiruline et de l’eau (qsp) , - Gel comparatif : viscosité 12 240 cp (mesurée avec un viscosimètre aiguille L3 ; vitesse 5 rpm), pH=3,23, densité 1,1, obtenu par simple mélange des composés listés ci-dessus sans traitement supplémentaire, - Salive humaine : volume 8 mL mis en contact avec 8 mL de produits à l’étude. - Ratio produit à l’étude et salive humaine 1/1, - Temps de contact avant dépôt : 2 minutes, - Température : 37°C, - Pression : 100 pascals, - Support : plaque en verre, - Inclinaison : 0°, 45° et 75°, - Quantité de produit déposé : 1 mL, - Temps d’écoulement : 3 secondes après l’inclinaison. Résultats : 1- Préparation des échantillons 1 mL de chaque produit (gel comparatif et gel selon l’invention) a été déposé sur une plaque en verre sous forme de goutte. Une photographie des deux gouttes des gels est présentée en (gel comparatif à gauche et gel selon l’invention à droite). Le gel comparatif présente des propriétés physico-chimiques identiques au gel obtenu selon le procédé de l’invention (viscosité, pH, densité). 2- Caractéristiques des échantillons Au-delà des caractéristiques physico-chimiques, les deux produits présentent le même comportement : - même vitesse d’écoulement, et - même capacité d’accroche. Les gels ont été exposés à une inclinaison à 45° pendant 3 secondes. La photographie est présentée en (gel comparatif à gauche et gel selon l’invention à droite). Après une exposition à la même inclinaison durant le même temps, la vitesse d’écoulement des deux gels est identique et la déformation de la goutte est identique. 3- Mise en contact des gels avec la salive Les deux gels ont été chacun mis en contact avec de la salive pendant 2 minutes à 37°C. La photographie des deux gels après avoir été mis en contact avec de la salive pendant 2 minutes à 37°C est présentée en (gel comparatif à gauche et gel selon l’invention à droite). Bien que les deux gels présentent les mêmes caractéristiques physico-chimiques leur comportement diffère après contact avec de la salive pendant 2 minutes à 37°C. Le gel obtenu selon le procédé de l’invention présente une miscibilité parfaite et spontanée avec la salive alors que le gel comparatif ne parvient pas à se mélanger correctement à la salive malgré le temps et la chaleur et la pression appliquées. Ainsi, en ce qui concerne le gel comparatif (contrairement au gel selon l’invention) les enzymes salivaires auront du mal à amorcer les premières phases de digestibilité. 4- Mise en contact des gels avec la salive suivie d’une inclinaison à 45° Les deux gels ont été chacun mis en contact avec de la salive pendant 2 minutes à 37°C puis exposés à une inclinaison à 45° pendant 3 secondes. La photographie des deux gels après avoir été mis en contact avec de la salive pendant 2 minutes à 37°C suivi d’une inclinaison à 45° pendant 3 secondes est présentée en (gel comparatif à gauche et gel selon l’invention à droite). Le constat effectué lors du contact avec la salive se confirme quand on expose les gouttes de chaque mélange (gel selon l’invention et salive d’une part et gel comparatif et salive d’autre part) à l’inclinaison. Si le gel obtenu selon le procédé de l’invention s’écoule de façon rapide et homogène, le gel comparatif présente un écoulement quasiment nul sans aucune miscibilité avec la salive qui s’écoule séparément du gel comparatif. 5- Mise en contact des gels avec la salive suivie d’une inclinaison à 75° Les deux gels ont été chacun mis en contact avec de la salive pendant 2 minutes à 37°C puis exposés à une inclinaison à 75° pendant 3 secondes. La photographie des deux gels après avoir été mis en contact avec de la salive pendant 2 minutes à 37°C suivi d’une inclinaison à 75° pendant 3 secondes est présentée en (gel comparatif à gauche et gel selon l’invention à droite). Le comportement des gels observé précédemment se confirme et s’accentue lorsqu’on augmente l’inclinaison. A 75° le gel comparatif reste en bloc en partie haute, ne présente aucun écoulement et ne se solubilise pas, la salive se dissocie du gel et s’écoule indépendamment. Au contraire, le gel obtenu selon le procédé de l’invention s’écoule de façon homogène et à la même vitesse que la salive humaine. Conclusions : Bien que présentant des caractéristiques physico-chimiques équivalentes à d’autres gels, le gel obtenu selon le procédé de l’invention se dissout en quelques secondes au contact de la cavité buccale et de son environnement (chaleur, humidité, pression exercée entre la langue et le palais, salive etc.), est compatible avec les composants de la salive et est sensible à l’action des enzymes contenues dans cette dernière. Exemple 3 : Comparaison d’un gel d’amidon obtenu selon l’invention et d’un gel d’amidon obtenu sans agitation durant l’étape de refroidissement (comparatif) Un gel selon l’invention a été préparé selon le protocole de l’exemple 1. De la même manière, un gel d’amidon obtenu sans agitation durant l’étape de refroidissement a été obtenu. Les résultats sont présentés en . Ainsi, le gel obtenu selon le procédé de l’invention (à gauche) présente les propriétés physico-chimique recherchées tandis que le gel comparatif (à droite) est sous une forme presque solide (on obtient une pâte épaisse et grumeleuse) et ne présente pas les propriétés physico-chimique recherchées. Exemple 4 : Compositions comprenant le gel d’amidon obtenu selon l’invention Préparation des compositions : Les compositions présentées dans les tableaux 2 à 4 ont été préparées. % en poids par rapport au poids total de la composition Fonction Amidon 18,2 Agent de texture Eau 3,5 Acide citrique 1,05 Eau 22,75 Extrait de racines d'harpagophytum 6 Principe actifs Extrait aqueux de curcuma 15 Glucosamine 0,315 Vitamines b12, b9 et b6 (pyridoxamine) 0,01 Lactate de calcium 5,5 Arome de citron 0,03 Arome de menthe 0,05 Arome de cassis 0,145 Glutamate 0,8 Colorant vert 1,3 Colorant Sucre en poudre 5,2 Sucre Glycérine 20 Conservateurs Sorbate de potassium 0,05 Benzoate de sodium 0,1 % en poids par rapport au poids total de la composition Fonction Amidon 29,3 Agent de texture Eau 3,5 Acide citrique 1,05 Eau 33,85 Ashwagandha 0,5 Principe actifs Fruit de Schizandra 0,5 Chlorure de magnésium 2,85 Racine de rhodiola 1,26 Vitamine b9 et b6 (pyridoxamine) 0,01 Arome de caramel 0,013 Arome de thé blanc 0,05 Glutamate 0,8 Sucre en poudre 5,2 Sucre Glycérine 19,967 Conservateurs Sorbate de potassium 0,05 Benzoate de sodium 0,1 Xanthane 0,2 Gélifiants Alginate 0,8 % en poids par rapport au poids total de la composition Fonction Amidon 29,3 Agent de texture Eau 3,5 Acide citrique 1,05 Eau 33,85 Mélatonine 0,0038 Principe actifs Racine d’angélique 0,85 Plante passiflore 2 Feuille soluble de mélisse 4,68 Chlorure de magnésium 5,62 Vitamine b6 (pyridoxamine) 0,01 Arome de caramel 0,02 Arome d’anis et de réglisse 0,34 Glutamate 0,8 Sucre en poudre 5,2 Sucre Glycérine 12,2462 Conservateurs Sorbate de potassium 0,05 Benzoate de sodium 0,1 Xanthane 0,3 Gélifiants Alginate 0,08 Pour chacune de ces compositions, un mélange comprenant de l’amidon, de l’eau et de l’acide citrique a été chauffé à 120°C durant 10 minutes sous agitation vive à 2000 rpm en utilisant l’appareil IKA Ultra-Turrax®. Le mélange a ensuite été refroidit jusqu’à la température ambiante sous agitation très vive à 25000 rpm en utilisant l’appareil IKA Ultra-Turrax® afin d’obtenir un gel. Un pré-mélange comprenant les autres constituants (sauf les agents gélifiants si présents) a ensuite été ajouté au gel précédemment obtenu à 25°C sous agitation vive à 2000 rpm en utilisant l’appareil IKA Ultra-Turrax®. Les agents gélifiants optionnels tels que le xanthane et l’alginate ont ensuite été ajoutés à la composition précédente à 25°C sous agitation vive à 2000 rpm en utilisant l’appareil IKA Ultra-Turrax®. Conclusion : Au-delà de se dissoudre en quelques secondes au contact de la cavité buccale et de leur environnement (chaleur, humidité, pression exercée entre la langue et le palais, salive etc.), d’être compatible avec les composants de la salive, et d’être sensible à l’action des enzymes contenues dans la salive, le gel d’amidon obtenu selon le procédé de l’invention facilite la délivrance des substances actives contenues dans les compositions, participe au pic plasmatique nécessaire à l’activité des principes actifs, améliore le devenir métabolique et augmente significativement le potentiel santé des substances ingérées. Procédé de modification d’amidon par traitement hydro-thermique comprenant les étapes suivantes : (1) la préparation d’un mélange comprenant entre 55% et 96% en poids d’amidon, entre 1 et 35% en poids d’eau, et entre 3 et 10% en poids d’acide, (2) le chauffage du mélange obtenu à l’étape (1) à une température comprise entre 60°C et 120°C de préférence pendant une durée comprise entre 5 et 60 minutes sous agitation, (3) le refroidissement du mélange chauffé lors de l’étape (2) sous agitation de préférence jusqu’à température ambiante, et (4) l’obtention d’un amidon modifié, les pourcentages étant exprimés par rapport au poids total du mélange. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’amidon utilisé à l’étape (1) est un amidon natif. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l’amidon est choisi parmi le groupe consistant en l’amidon de maïs, l’amidon de maïs waxy, l’amidon de blé, l’amidon de pomme de terre, l’amidon de pois, l’amidon de manioc, l’amidon de riz, et leurs mélanges, de préférence l’amidon de maïs et l’amidon de maïs waxy et leurs mélanges. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’acide est choisi parmi le groupe consistant en l’acide citrique, l’acide lactique, l’acide salicylique, l’acide formique, l’acide acétique, l’acide hydrochlorique, l’acide sulfurique, l’acide phosphorique, l’acide nitrique, l’acide paratoluènesulfonique, l’acide acrylique, l'acide caprique, l'acide laurique, l'acide tridécylique, l'acide myristique, l'acide palmitique, l'acide stéarique, l'acide béhénique, l’acide férulique, l’acide oxalique, l’acide succinique, l’acide tartrique, l’acide malique, l’acide ascorbique, et leurs mélanges, de préférence l’acide citrique. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pH de la composition obtenue à l’étape (1) est compris entre 1 et 6, de préférence entre 2 et 5, et encore plus préférentiellement entre 2,5 et 3,5. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’agitation durant l’étape de refroidissement est une agitation dispersion. Amidon modifié obtenu selon le procédé tel que défini selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’il est sous forme de gel. Composition comprenant : - de l’amidon modifié obtenu selon le procédé tel que défini selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, de préférence en une quantité comprise entre 10 et 96% en poids, préférentiellement entre 15 et 85% en poids, plus préférentiellement entre 20 et 70% et encore plus préférentiellement entre 20 et 50% en poids par rapport au poids total de la composition, - au moins un principe actif, de préférence en une quantité comprise entre 0,01 et 90% en poids, plus préférentiellement entre 1 et 50% en poids et encore plus préférentiellement entre 5 et 30% en poids par rapport au poids total de la composition, - optionnellement au moins un additif, de préférence en une quantité comprise entre 0,01 et 50% en poids, plus préférentiellement entre 1 et 40% en poids et encore plus préférentiellement entre 5 et 30% en poids par rapport au poids total de la composition. Procédé de préparation de la composition telle que définie selon la revendication 8, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : (1) la préparation d’un pré-mélange comprenant le moins un principe actif et optionnellement le au moins un additif, (2) la préparation d’un mélange comprenant entre 55% et 96% en poids d’amidon, entre 1 et 35% en poids d’eau, et entre 3 et 10% en poids d’acide, les pourcentages étant exprimés par rapport au poids total du mélange, (3) le chauffage du mélange obtenu à l’étape (2) à une température comprise entre 60 et 120°C de préférence pendant une durée comprise entre 5 et 60 minutes sous agitation, (4) le refroidissement du mélange chauffé lors de l’étape (3) sous agitation de préférence jusqu’à température ambiante, et (5) l’ajout du pré-mélange obtenu à l’étape (1) lors de l’étape de refroidissement (4), de préférence lorsque le mélange atteint une température comprise entre 10°C et 50°C, préférentiellement entre 15°C et 40°C, plus préférentiellement entre 20°C et 35°C, et encore plus préférentiellement entre 25°C et 30°C, de façon à obtenir une composition, (6) optionnellement l’ajout d’au moins un agent gélifiant à la composition obtenue à l’étape (5). Utilisation de l’amidon modifié obtenu selon le procédé tel que défini selon l‘une quelconque des revendications 1 à 6, pour la préparation de compositions pharmaceutiques, de compositions de compléments alimentaires et/ou de compositions alimentaires.