CINNAMALDÉHYDE ET UN EXTRAIT D'ALLIACÉE

L' invention concerne un additif alimentaire comprenant de l'eugénol, du cinnamaldéhyde et un extrait d'alliacée dans certaines proportions. Un tel additif peut être ajouté à la nourriture de certains animaux, en particulier les bovins, en vue de réduire leur production de méthane. Arrière-plan de l'invention

II est maintenant bien connu que les animaux d'élevage produisent plus de gaz à effet de serre que les transports.

On considère en particulier que les ruminants sont responsables de 18% des émissions de méthane dont l'effet de serre, d'après les experts du Giec (Groupe

Intergouvernemental d'experts sur l'Evolution du Climat), est 23 fois plus puissant que celui du dioxyde de carbone.

Selon des scientifiques argentins, une vache d'environ 550 kg rejette, essentiellement par le biais d'éructations, entre 800 et 1000 litres de gaz par jour, principalement du méthane.

Il s'ensuit que le respect de l'environnement devient une contrainte importante pour l'agriculture et certains états américains envisagent de taxer de plus en plus sévèrement la production de méthane par les vaches laitières .

Diverses tentatives ont déjà été menées pour réduire la production de méthane par les bovins.

On a par exemple déjà employé certains antibiotiques dans l'alimentation. Cette solution tend à être abandonnée, d'une part, parce que ces antibiotiques ont, en sus de leur coût, l'inconvénient d'être la plupart du temps soumis à des autorisations administratives et, d'autre part, parce qu'elle s'éloigne du souhait croissant du consommateur de consommer des produits « naturels », voire issus de l'agriculture biologique.

Plus récemment, la station expérimentale de l' INRA (Institut National pour la Recherche Agronomique) a montré, dans différents essais menés sur des vaches laitières, qu'un apport de 6% de lipides issus de la graine de lin diminue la production de méthane de ces animaux de 27 à 37%.

Cf. « Rumen methanogenesis of dairy cows in response to increasing levels of dietary extruded linseeds », 2 ^nd International Symposium on Energy and Protein Metabolism and Nutrition, 9-13 September 2007, Vichy, France, pp. 609-610.

Cf. également « Méthane output and diet digestibility in response to feeding dairy cows with crude linseed, extruded linseed or linseed oil », Journal of Animal Science, doi: 10.2527/j as/2007-0774.

La demande internationale de brevet n° WO 03/094628 divulgue l'utilisation d' eugénol pour réduire la production de méthane (cf. en particulier page 2, dernier paragraphe).

L'article de Macheboeuf & autres, paru dans la revue

Animal Feed Science and Technology, vol. 145, n°l à 4, août

2008, pages 335 à 350 (XP002575075) , fait état d'une réduction de la production de méthane due au cinnamaldéhyde

(voir notamment Fig. 2, bas de la page 342).

La demande internationale de brevet n ⁰ WO 2008/0377827 enseigne que l'utilisation de dérivés d'alliacées, en particulier de PTS/PTSO, entraîne une diminution de l'émission de gaz de fermentation, notamment le méthanol, chez les ruminants (cf. page 5, 3 ^ème paragraphe).

Pour réduire les émissions de méthane dues aux animaux et en partie aux bovins, il serait souhaitable de disposer d'une solution simple, peu onéreuse et que l'on puisse mettre en œuvre facilement. Une telle solution devrait en outre pouvoir être employée aussi bien dans les pays développés que dans des pays pauvres dont certains, comme l'Inde, le Brésil ou l'Argentine, ont un cheptel extrêmement important et jouent par conséquent un rôle non négligeable dans la production de gaz à effet de serre.

Exposé sommaire de l'invention

Les inventeurs de la présente invention ont mis au point un additif alimentaire qui a ceci de particulier qu' il comprend de l'eugénol, du cinnamaldéhyde et un extrait d'une plante appartenant à la famille des alliacées, ces ingrédients étant présents dans des proportions spécifiques.

Les inventeurs ont constaté que l'ajout, dans la ration alimentaire d'un ruminant, d'un tel additif, conduisait à une importante réduction de la production de méthane par ce ruminant, sans affecter notablement la production d'acides gras volatils dans le rumen, ces acides étant importants car ils servent de source d'énergie au métabolisme de l'animal.

Quant à la production de méthane, elle peut, dans certains cas, subir une réduction allant jusqu'à 25%.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention vont maintenant être décrits en détail dans l'exposé qui suit et qui est illustré par les figures annexées qui représentent :

- figure 1 : un graphique ternaire montrant les courbes de production de méthane en fonction des concentrations de l'additif alimentaire en eugénol, cinnamaldéhyde et extrait de plante appartenant au genre Allium ;

figure 2 : un graphique ternaire montrant les courbes de production d'acides gras volatils en fonction des concentrations de l'additif alimentaire en eugénol, cinnamaldéhyde et extrait de plante appartenant au genre Allium ; figure 3 : un diagramme indiquant la production moyenne de méthane par vache et par jour, en grammes, pour chaque traitement testé ;

figure 4 : un diagramme présentant la concentration en millimoles/1 du liquide ruminai en acides gras volatils, pour chaque traitement testé ; et

Figures 5 à 7 : diagrammes indiquant les pourcentages en acétate, propionate et butyrate parmi les acides gras volatils, pour chaque traitement testé.

Exposé détaillé de l'invention

L'eugénol utilisé dans l'additif alimentaire selon l'invention est le composé bien connu appelé 4-allyl-2- méthoxyphénol, de formule brute C1 ₀ H12O2.

Le cinnamaldéhyde (ou aldéhyde cinnamique) est également bien connu. Il s'agit du 3-phénylpropénal (trans- cinnamaldéhyde) de formule brute C ₉ H ₈ O.

Selon l'invention, l'additif alimentaire comprend au moins extrait de plante appartenant à la famille des alliacées (selon la classification phylogénétique APG) et en particulier au genre Allium, qui est un membre de cette famille .

Les plantes les plus connues appartenant au genre

Allium sont le poireau (Allium ampeloprasum) , l'oignon (Allium cepa L.) _r l'ail cultivé (Allium sativum L.), l'échalote (Allium ascalonicum) , la ciboule (Allium fistulosum L.) et la ciboulette (Allium schoenoprasum L.).

Selon l'invention, on utilise de préférence un extrait d'ail cultivé (Allium Sativum L.). Il s'agit en général d'un extrait de bulbe d'ail.

Cet extrait d'ail peut contenir un thiosulfinate de dialkyle et/ou au moins un thiosulfonate de dialkyle.

Ces composés répondent à la formule F suivante : R - SO _a - S - R' dans laquelle :

R et R' , identiques ou différents, représentent chacun un groupement alkyle ; et

a vaut 1 ou 2.

Les groupements alkyle R et R' comprennent de préférence 1 à 5 atomes de carbone.

De plus, on utilise plus particulièrement comme groupements R et R' , des groupements propyle, généralement n-propyle .

Au sein d'un même composé de formule F, les groupements R et R' sont de préférence identiques.

Pour un thiosulfinate de dialkyle, dans la formule F, a vaut 1.

Pour un thiosulfonate de dialkyle, a vaut 2.

Comme composé (s) de formule F, il est avantageux d'utiliser un thiosulfinate de di (n-propyle) (appelé par la suite PTS) et/ou un thiosulfonate de di (n-propyle) (appelé par la suite PTSO) .

Le PTSO peut être obtenu par décomposition (ou oxydation) du PTS.

L'obtention du PTS par extraction et du PTSO est notamment décrite dans la demande de brevet EP-Al-I 721 534, de la page 15, ligne 34, à la page 16, ligne 26.

Les thiosulfinates peuvent également être obtenus selon le procédé décrit dans la demande de brevet FR-A-2 813 884.

Cependant, le PTS et le PTSO ne sont pas nécessairement obtenus à partir d'alliacées. Ils peuvent bien entendu également être des produits de synthèse.

L' invention concerne donc également un additif alimentaire comprenant : - 30 à 45% d'eugénol,

30 à 45% de cinnamaldéhyde et

10 à 40% d'au moins un composé F ;

le complément à 100% pouvant, le cas échéant, être constitué d'autres composés, en particulier, des organo-soufrés .

Bien entendu, l'additif alimentaire selon l'invention peut comprendre des mélanges en toutes proportions de

au moins deux thiosulfinates de dialkyle ;

- au moins deux thiosulfonates de dialkyle ;

au moins un thiosulfinate de dialkyle et au moins un thiosulfonate de dialkyle.

Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le ou les composés de formule F peuvent être associés à au moins un autre composé, de préférence un composé soufré, en particulier un composé soufré provenant d'une plante appartenant au genre Allium. Cet autre composé soufré peut être par exemple, l'allicine, un sulfure ou un polysulfure, en particulier, un disulfure comme le disulfure d'allyle.

Ces composés peuvent être sous la forme d'une solution dans un solvant tel que la glycérine, le propylène glycol, ou sous la forme d'une émulsion aqueuse employant des polysorbates comme émulsifiants .

L'additif alimentaire selon l'invention peut en outre contenir d'autres composés bien connus de l'homme du métier, tels que des huiles végétales hydrogénées, de la maltodextrine D. E 6, 9, 18,5, de la lécithine de soja, de la gélatine, des cyclodextrines, de la pectine, de la gomme guar, du dextrose, du maltose, de la gomme arabique, du sepifilm , de l' hydroxypropylmethyl-cellulose, de la méthyl- cellulose, de l' éthyl-cellulose, de l' éthyl-methyl- cellulose, des extraits de quillaja, du monolaurate de sorbitan polyoxyéthylené (20) , du monooléate de sorbitan poyoxyéthyléné (20) , du monostéarate de sorbitan poyoxyéthyléné (20) , du monopalmitate de sorbitan poyoxyéthyléné (20) , du monolaurate de sorbitan, du monoléate de sorbitan, du monostéarate de sorbitan, des mono- et di- glycérides d'acides gras comestibles estérifiés avec les acides suivants : acétique, lactique, citrique, tartarique et mono/di-acétyltartarique.

Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, l'additif alimentaire est constitué :

- 30 à 45% d'eugénol,

30 à 45% de cinnamaldéhyde et

- 10 à 40% d'extrait d'ail ;

la somme de des pourcentages étant de 100%.

II est en outre préférable que la teneur en extrait d'ail soit comprise entre 15 et 35%, tout spécialement entre 24 et 26%.

L'additif alimentaire selon l'invention peut être préparé en mélangeant, dans un ordre quelconque, l'eugénol, le cinnamaldéhyde, l'extrait d'ail et les éventuels autres ingrédients dans les proportions souhaitées, jusqu'à obtention d'un mélange homogène.

On peut utiliser les techniques habituelles de galénique, telles que le refroidissement par atomisation (« spray cooling ») , la coacervation, la gélatinisation, le grelonage (« prilling ») et la pulvérisation, mise en suspension et granulation dans un lit d'air fluidisé.

L'additif alimentaire selon l'invention se présente globalement sous la forme d' une poudre constituée en général de particules ayant une dimension pouvant aller de 90 μm (microns) à 1000 μm, en particulier entre 200 μm et 500 μm.

Ces particules peuvent éventuellement être totalement enrobées par une couche extérieure d'enrobage destinée à masquer le goût de l'ail et/ou favoriser la prise alimentaire en stimulant l'appétit de l'animal. Un tel enrobage peut être celui décrit dans la demande de brevet français déposée sous le n° FR0804617.

Lors de son utilisation, 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 1' éthanolerie du blé ou du maïs, etc.

Pour l'alimentation des bovins, caprins, ovins, l'additif alimentaire selon l'invention peut être ajouté au fourrage tel que l'herbe, la luzerne, le foin, etc.

L'additif alimentaire selon l'invention peut également servir à préparer un aliment pour animaux comprenant un concentré alimentaire pour animaux, du fourrage et l'additif en question.

L'additif alimentaire selon l'invention peut être dosé de telle sorte que l'animal en ingère 100 mg à 1000 mg par jour. De préférence, on le dose à 500 mg/jour/animal .

L'additif alimentaire selon l'invention est particulièrement approprié pour les ruminants, en particulier les bovins. Exemples

a) Tests in vitro

On prélève du liquide ruminai sur une vache.

On prépare ensuite une solution 1 : 1 (en volume) de liquide ruminai et d'une solution tampon.

On introduit 50 ml de la solution dans un tube en polypropylène .

On prépare une ration (en base matière sèche) constituée de foin de luzerne (34,7%), foin d'ivraie (« ryegrass » en anglais) (14,8%), grain d'orge broyé

(11,4%), grain de maïs broyé (11,4%), tourteau de soja

(1,6%), graine de coton (7,9%), gluten de maïs (11,6%), mélasse (3,2%), sels de calcium d'acides gras (1,3%), et un prémélange minéral et vitaminique (2,1%).

On prépare un concentré alimentaire constitué de maïs, de tourteau de soja, de blé et éventuellement d'autres matières premières entrant habituellement dans la composition de concentrés alimentaires.

On introduit 300 mg de ration, 200 mg et de concentré alimentaire (ce qui équivaut à un mélange 60/40 de ration et d'aliment concentré) ainsi que 6,25 mg d'additif alimentaire dans le tube de polypropylène, soit 250 mg d'additif pour 1 1 de mélange 1/1 de liquide ruminai/solution tampon.

Plusieurs additifs alimentaires selon l'invention Al à A4 et d'autres servant d'éléments de comparaison ETl à ET6 sont testées. Leurs compositions et quantités rapportées à 1 litre du mélange liquide ruminai/solution tampon sont indiquées dans le tableau suivant :

L'extrait d'ail utilisé ici est le liquide dénommé « GARLICON 40% Liquid Feed Grade » commercialisé par la société espagnole Prebia Feed Extracts S. L. de Talavera de la Reina, Toledo, qui contient 400 ppm de composés organo- sulfurés caractéristiques de l'ail/oignon et 6,7% en poids de PTS et 34,3% en poids de PTSO.

Deux témoins sont également testés. Le premier Tl est une ration ne contenant que du fourrage.

Le second T2 est une solution aqueuse d'un aliment fournissant à la solution une concentration de 500 mg de monensine (composé actif produit à partir du mycélium de Streptomyces cinnamonensis) par litre de mélange liquide ruminai/solution tampon.

On maintient le tube bouché à 39°C pendant 24h, de façon à ce que l'incubation se produise.

On prélève des échantillons gazeux au-dessus du liquide.

On détermine les concentrations en acides gras volatils (AGV : acétate, propionate, butyrate, valérate) et en méthane .

Chaque essai est effectué deux fois et répété au cours de 2 périodes consécutives.

Les résultats des mesures des gaz sont indiqués dans le tableau suivant.

Le rapport intitulé C2 / C3 est le ratio entre l'acétate (C2) et le propionate (C3).

(*) : outre le propionate, l'acétate et le butyrate, d'autres composés comme le valérate, l' isovalérate ou l' isobutyrate assurent le complément à 100%.

Les analyses statistiques des résultats effectuées avec le logiciel SAS permettent de définir l'équation suivante de régression liant la concentration de méthane Y (en ml) aux concentrations des 3 constituants de l'additif alimentaire :

Y = 0,078 E + 0,0077 C + 0,096 G + 0,000356 x E x C - 0,000012 x E x C x G

avec :

E = concentration en eugénol (en %)

C = concentration en cinnamaldéhyde (en %)

G = concentration en extrait d'ail (en %)

La production de méthane peut être visualisée sur la figure 1.

La figure 2 permet de visualiser la production d'acides gras volatils en fonction des concentrations des 3 constituants E, C et G de l'additif alimentaire.

On constate que la production d'acides gras volatils est plus faible lorsque la teneur en extrait d'alliacée G augmente dans l'additif alimentaire.

Des mesures plus poussées montrent en outre que la proportion molaire d'acétate diminue sous l'effet de la combinaison de C et de G et de la combinaison de E, C et G ;

la proportion molaire de butyrate augmente sous l'effet de la combinaison de C et de G et de la combinaison de E, C et G ;

la proportion molaire de valérate diminue sous l'effet de la combinaison de C et de G et augmente sous l'effet de la combinaison de C et de G et de la combinaison de E, C et G ; et

la proportion molaire de propionate augmente sous l'effet de C, de E et de G seuls, et diminue avec la combinaison de C et de G.

On constate que la zone optimale, c'est-à-dire conduisant à la réduction maximale de la production de méthane et au meilleur maintien de la production d'acides gras volatils correspond aux proportions suivantes des constitutants, E, C et G dans l'additif alimentaire :

30 à 45% d'eugénol,

- 45 à 30% de cinnamaldéhyde,

environ 25% d'extrait d'ail.

En effet, un additif alimentaire selon l'invention ayant cette composition conduit à une réduction de la production de méthane chez le ruminant de 15 à 25% par rapport à un additif alimentaire similaire dépourvu d'extrait d'ail.

Ainsi, les résultats qui précèdent démontrent bien que les constituants eugénol, cinnamaldéhyde et l'extrait d'alliacée agissent de manière synergique et réduisent notablement la production de méthane, en particulier chez un ruminant comme la vache. Par conséquent, pour réduire les émissions de méthane dans l'atmosphère terrestre et donc contribuer à limiter le réchauffement climatique, on peut procéder comme suit :

on prépare un additif alimentaire selon l'invention ;

on ajoute cet additif alimentaire aux rations alimentaires de ruminants ; et

on donne les rations alimentaires obtenues à manger aux ruminants. b) Test in vivo

On a procédé à des tests in vivo pour confirmer les résultats obtenus précédemment in vivo. i) Animaux testés

II s'agissait de vaches Holstein. ii) Régime alimentaire

Leur ration journalière avait la composition suivante indiquée dans le tableau suivant :

A la ration journalière des vaches on a ajouté les additifs alimentaires suivants :

Le mélange ET7 selon l'invention est constitué, en pourcentages massiques, de 33% en poids d'eugénol, de 43% de cinnamaldéhyde et de 24% d'extrait d'ail dénommé « GARLICON 40% Liquid Feed Grade » (voir exemple in vitro) . iii) Appareillage et méthode expérimentale

Chaque vache était équipée d'un petit tuyau fixé au niveau du mufle, entre les narines.

On a effectué, sur 6 période de 25 jours chacune, des analyses des gaz prélevés en continu au moyen des tuyaux.

Parallèlement, des prélèvements de liquide ruminai ont été réalisés régulièrement pour mesurer la concentration totale en acides gras volatils et les pourcentages d'acétate, de propionate et de butyrate présents parmi ces acides gras volatils. iv) Résultats

1) Production de méthane

La figure 3 est un diagramme indiquant la production moyenne de méthane par vache et par jour, en grammes.

On constate que plus la ration journalière contient de mélange selon l' invention, plus la réduction de la production de méthane est importante. Un effet de synergie semble se produit pour l'essai 6, c'est-à-dire lorsqu'on associe le mélange ET7 selon l'invention avec la solution de monoensine. 2) Teneur totale en acides gras volatils

La figure 4 est un diagramme présentant la concentration en millimoles/1 du liquide ruminai en acides gras volatils.

On constate que la valeur obtenue pour l'essai 3 est proche de celle de l'essai 1, ce qui signifie que malgré l'importante réduction de la production de méthane (cf. figure 3) obtenue, la teneur en acides gras volatils est comparable à celle de l'essai 1 (témoin).

Dans l'essai 4, la teneur en acides gras volatils n'est que légèrement inférieure à celle de l'essai 1.

3) Pourcentages d'acétate, de propionate et de butyrate Les pourcentages d'acétate, propionate et butyrate sont indiqués respectivement sur les figures 5, 6 et 7, en fonction des essais.

On observe une absence de dégradation des paramètres de la fermentation ruminale, voire une amélioration de ces derniers : une réduction ou une constance de la teneur en acétate et une constance ou augmentation de la teneur en propionate et en butyrate. v) Conclusion

Les expériences menées in vivo confirment que l'ingestion de l'additif selon l'invention entraîne une diminution de la production de méthane tout en n'affectant pratiquement pas la production d'acides gras volatils.