Le GMP est un macropeptide phosphoryle et partiellement sialyle qui est forme par l'action d'une protéase, par exemple la présure sur la kappa-caséine du lait des mammiferes. Il représente environ 20 % en poids des protéines du lactosérum doux obtenu après séparation de la caséine lors de la fabrication de fromages.

On connait un procédé de fabrication de GMP au niveau du laboratoire consistant à traiter une matière première d'origine lactique, telle que par exemple une caséine acide ou un casemate, hydrolyses par la présure ou encore un lactosérum doux de fromagerie déminéralisé et lactose, par 1'acide trichloracétique de manière à précipiter les protéines, puis à recueillir le surnageant, à le dialyser et enfin a sécher le dialysat. Un tel procédé n'est pas industriel.

Un procédé de production de GMP à l'échelle industrielle, décrit dans EP-A-0488589 consiste à traiter un produit lactosérique par échange d'ions, à recueillir la fraction n'ayant pas été adsorbée, à la concentrer et à la déminéraliser par ultrafiltration, diafiltration et le cas échéant osmose inverse et à recueillir le GMP.

Un procédé de production d'une fraction protéique de lactosérum est decrit dans UK- A-2188526. Celui-ci consiste à traiter un produit laitier par une resine anionique forte, dans des conditions telles que les protéines et certains peptides de la matière traitée sont adsorbes sur la résine de manière non-sélective sous forme de complexes. De tels complexes sont difficiles à eluer ensuite de la resine. L'eluat se caractérise par la formation d'un gel ferme à pH inférieur à 4,5 et à la température ambiante une fois mis en suspension dans 1'eau. La fraction protéique peut tre utilisée dans des boissons du genre des"milk-shake"et dans des mousses-desserts.

Dans JP-A-07132049, on propose d'utiliser une résine d'échange d'ions anionique faible dont la matrice est hydrophile pour séparer les peptides sialylés du lactosérum.

La méthode employée consiste à faire passer la matière première dont le pH a été préalablement réglé de manière précise, à une valeur de 4 à 6, sur un support macomoléculaire hydrophile consistant en un polysaccharide naturel ou un polyvinyle

synthétique, greffe avec des groupes échangeurs basiques. Les supports utilises comme matrice ne sont pas aisément applicables industriellement.

Le but de l'invention est la séparation sélective du GMP des autres composants des matières lactiques en une simple opération à l'échelle industrielle avec un rendement eleve.

L'invention concerne donc un procédé de traitement par échange d'ions d'une matière première lactique liquide contenant du GMP, dans le but de recueillir d'une part un produit utilisable directement comme source de protéine et d'autre part le GMP sous forme purifiee, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes suivantes: i) Décationisation de la matière première liquide, de sorte que le pH ait une valeur de 1 a 4,5, ii) Mise en contact du dit liquide avec une résine anionique faible de matrice hydrophobe, de maniere prédominante sous forme alcaline jusqu'à un pH stabilise, iii) Séparation de la résine et du produit liquide que 1'on recueille et iv) Désorption du GMP de la résine.

Comme matière première lactique, on peut utiliser dans le procédé selon 1'invention tout produit ou sous-produit contenant le GMP. On peut citer à titre indicatif : -le lactosérum doux obtenu après séparation de la caséine coagulée par la présure, -un lactosérum doux ou un tel lactosérum plus ou moins déminéralisé par exemple par électrodialyse, échange d'ions, osmose inverse, electrodeionisation ou une combinaison de ces procédés, -un concentrat de lactosérum doux, -un concentrat de lactoserum doux plus ou moins déminéralisé par exemple par électrodialyse, échange d'ions, osmose inverse, electrodeionisation ou une combinaison de ces procédés, -un concentrat de protéines de lactosérum doux fortement lactose obtenu par exemple par ultrafiltration, puis diafiltration (ultrafiltration avec lavage), -les eaux-meres de cristallisation du lactose à partir d'un lactosérum doux, -un permeat d'ultrafiltration d'un lactosérum doux, -le produit de l'hydrolyse par une protéase d'une caséine native obtenue par précipitation acide du lait écrémé par un acide minéral ou par acidification biologique, le cas échéant avec addition d'ions calcium ou encore d'une caséine micellaire, obtenue par exemple par microfiltration d'un lait écrémé, -le produit de 1'hydrolyse d'un casemate par une protéase.

Une matière première preferee est un lactosérum doux de fromagerie préconcentré, de préférence à 10-23 % en poids et décationisé ou complétement déionisé, c'est à dire décationé et désanioné.

Une autre matière de choix de choix est un concentrat de protéines de lactosérum doux lactose et décationé.

Ces matières premières peuvent se presenter sous forme liquide ou sous forme de poudre et dans ce dernier cas on les met en dispersion dans 1'eau, de préférence déminéralisée en vue de leur traitement ultérieur.

Ces matières premières peuvent provenir de lait de ruminant tel que vache chèvre, brebis ou bufflesse.

Selon un premier mode de réalisation du procédé, on met la matière première liquide en présence de résine anionique faible dans un réacteur sous agitation modérée a une température < 50° C, de préférence comprise entre 0 et 15'C. L'agitation doit tre juste nécessaire à la fluidisation du lit de résine. Celle-ci peut tre produite par exemple par un agitateur ou, de préférence par l'introduction d'un courant de fluide, par exemple d'air ou d'azote sous pression par le bas du réacteur.

On peut utiliser toute résine échangeuse d'anions dont la matrice est hydrophobe et dont les groupes d'échange sont faiblement basiques sous forme de gel, macroporeuse ou macroréticulée, de préférence polystyrenique ou polyacrylique, particulièrement à base de copolymère polystyrène divinylbenzène et de préférence macroréticulée pour des raisons de résistance aux chocs osmotiques. Les groupes actifs sont généralement des amines de primaire à tertiaire. Une telle résine doit etre de façon prédominante sous forme alcaline (qualifiee ci-après de forme OH-) et donc ses sites actifs doivent avoir été régénérés de préférence en grande partie sous cette forme.

Pendant cette mise en contact, les sites actifs de la résine sont échangés contre des molécules de GMP, ce qui produit une augmentation progressive du pH du liquide traite, jusqu'a une valeur finale stabilisée, par exemple de 4,5 à 5,5 selon la matière première mise en oeuvre. La durée de l'opération et les quantités respectives de résine et de liquide traite sont choisies en fonction de la composition du produit de départ et de la quantité de GMP désirée. Cette opération dure de 1 a 10 h, par exemple environ 4 h. Les proportions respectives de résine et de liquide à traiter peuvent varier

grandement et sont, en volume de 1: 1 à 1: 30 et de préférence de 1: 1 à 1: 10, selon le degré souhaite de séparation du GMP.

Selon un autre mode de réalisation, on peut percoler le liquide dans une colonne remplie de la résine, en recueillir le liquide traite et récupérer le GMP adsorbe sur la résine par elution. On peut pour ce faire procéder en continu ou en semi-continu, par exemple en extrayant la résine saturée de la colonne à contre-courant et en la remplaçant par de la résine fraichement régénérée.

On peut combiner les modes de réalisation précédents, en réacteur et en colonne, par exemple en utilisant un dispositif mixte dont la partie supérieure est un réacteur muni de moyens d'agitation ou de production d'un lit fluidisé contenant la résine, séparé par une grille ou un filtre d'une partie inférieure constituée d'une colonne où l'on peut réaliser en fin de traitement la récupération de la résine, par exemple par décantation, le soutirage du liquide traite.

Le liquide ainsi traite peut tre concentre, par exemple par évaporation, puis seche, par exemple par pulvérisation dans une tour de séchage.

La poudre ainsi obtenue sert avantageusement de matière première protéique dans la préparation des produits infantiles et est remarquable du fait de son profil en acides amines souhaites, son aminogramme montrant un appauvrissement en thréonine et un enrichissement en acides amines aromatiques, tels que le tryptophane.

Pour en séparer le GMP, on traite d'abord la resine par lavage, par exemple avec de 1'eau déminéralisée, puis le cas échéant avec une solution saline diluée ou une solution acide diluée et on la rince à 1'eau déminéralisée. La désorption proprement dite du GMP a lieu avec une solution aqueuse d'acide, de base ou de sel, de préférence avec une solution aqueuse basique, par exemple de NaOH, de KOH ou de Ca (OH) 2, avantageusement de concentration < 8 % en poids, de préférence de 0,5 à 3 %, suivie d'un lavage à 1'eau déminéralisée. De cette manière, la résine est regeneree par la mme occasion. On joint ensuite l'élut et les eaux de lavage, puis on les déminéralise, par exemple par ultrafiltration ou nanofiltration sur membrane de zone de coupure moyenne environ 3000 dalton et on seche le retentat, par exemple par lyophilisation.

Le GMP ainsi obtenu est sensiblement exempt de matière grasse et de lactose et pauvre en protéines de lactosérum.

Il contient de préférence, en poids:

< 1 % de matière grasse, < 0, 2 % de lactose et < 3 % de protéines vraies de lactosérum.

Le GMP peut tre utilise dans ses applications connues, par exemple pour ses propriétés biologiques dans des compositions pharmaceutiques orales, parentérales ou sous-cutanées comme agent anti-thrombotique, anti-diarrhéique ou anti-bacterien ou de préférence comme agent anti-plaque et anti-carie dans des compositions d'hygiène dentaire, ou encore dans des aliments, par exemple des produits de confiserie pour ses propriétés anti-plaque et anti-carie, pour ses propriétés fonctionnelles d'agent émulsifiant, gélifiant ou moussant ou pour ses propriétés diététiques, par exemple dans des compositions infantiles anti-phenylcetonurie du fait qu'il ne contient pas de phénylalanine.

Un avantage non négligeable du procédé selon l'invention est qu'il n'y a pas de diminution de la performance de la résine ni d'encrassement de celle-ci, mme après jusqu'a 150 cycles de traitement.

Les exemples ci-après illustrent l'invention, ainsi que la figure 1 du dessin, montrant, de manière schématique et à titre non-limitatif, un dispositif préféré de mise en oeuvre.

Dans les exemples, les parties et pourcentages sont pondéraux sauf indication contraire.

Exemple 1 Pour le traitement, on utilise le réacteur 1 constitue dans sa partie supérieure d'une cuve principale 2 communiquant dans sa partie inférieure avec un compartiment 3 de diamètre plus faible que celui de la cuve 2. La cuve 2 est pourvue d'un conduit d'amenee de liquide de rinçage 4, d'une amenée de gaz sous pression 5, d'une soupape de sécurité 6 permettant de réguler la pression de gaz dans le réacteur 1. A un niveau voisin de sa base la cuve 2 est pourvue d'une crépine 7 et d'un conduit de soutirage de liquide 8.

Au niveau du compartiment 3, le réacteur est muni d'un pH-metre 9, d'une amenée de gaz 10 et communique par une vanne à trois voies 11 avec un conduit 12 d'amenee de liquide à traiter et un conduit d'évacuation 13 pour le liquide traite. A la base le compartiment 3 est pourvu d'une grille ou d'une plaque perforée 14 dont le rôle est de recueillir les billes de résine 15. En dessous de la grille 14, un conduit 16 de soutirage

amène le liquide par l'intermédiaire de la pompe 17 vers la cuve tampon 18 munie d'un dispositif de contrôle de niveau 19 et delà vers le conduit 20 par l'intermédiaire de la pompe 21. Le conduit 20 est relié soit au conduit 12, soit au trop-plein d'évacuation 22.

On disperse un concentrat de protéines de lactosérum doux bovin, traite de manière classique par électrodialyse et décationé sur résine cationique forte, dans de 1'eau déionisée de sorte que la solution ait une teneur en matière seche de 6,5 %.

Le concentrat a la composition ci-apres: % Protéines (GMP inclus) 76 Lactose 4,8 Cendres 2,5 Lipides 8 Eau complément à 100 Par le conduit 12, on transfere 127 kg de la dispersion, de pH initial 4,25, a la température de 12° C dans le réacteur 1 par la base duquel on introduit de l'air en barbottage au niveau du compartiment 3, par l'amenée 10 par l'intermédiaire d'une vanne de non retour 23, de maniere à créer un lit fluidisé de billes de résine 15 comprenant 23 kg de résine anionique faible de matrice hydrophobe à base de polystyrène (IMAC HP 661 (R), Rohm & Haas, régénérée sous forme OH-). Les billes de résine 15 sont agitées pendant 4 h au contact de la dispersion du fait de la turbulence créée par la fluidisation. On contrôle constamment le pH au moyen du pH- mètre 9. La stabilisation du pH à 5,08 indique la fin de la reaction. On coupe alors l'arrivée d'air en 10 et on introduit de 1'air par le haut du réacteur en 5 au dessus du niveau 24 de liquide, ce qui a pour effet de pousser le liquide et de décanter les billes de résine dans la partie inférieure 3 du réacteur 2 ou elles sont retenues par la grille 14.

On soutire le liquide traite par gravite par le conduit 8 et par le conduit 16 par l'intermédiaire de la pompe 17 vers la cuve tampon 18 et on l'évacue par le conduit 20 au moyen de la pompe 21 et delà vers la sortie par les conduits 12 et 13.

Après concentration du liquide à 28 % de matières seches par évaporation, on seche le concentrat par pulvérisation dans une tour de séchage (ces opérations n'etant pas représentées).

Une analyse du concentrat par chromatographie liquide à haute performance (HPLC) montre que la réaction a enlevé 91 % du GMP de départ. Par ailleurs, la poudre contient 95 % des protéines de lactosérum de départ.

Pour recueillir le GMP, on lave le réacteur et la résine avec de 1'eau déionisée depuis le conduit 25 et la vanne 26, puis le conduit 4 à travers le réacteur jusqu'à la sortie par les conduits 12 et 13. Par le mme circuit, on élue le GMP avec deux fois 40 1 de solution aqueuse à 2 % de NaOH distribuée par le conduit 27 et la vanne 28 et on rince avec 30 1 d'eau deionisee. Après avoir joint les volumes d'eluat et de rinçage, on concentre l'ensemble à un volume de 25 1 par ultrafiltration ou nanofiltration avec une membrane de coupure nominale de 3.000 dalton, puis l'on seche le retentant par lyophilisation (ces opérations n'étant pas représentées) et l'on obtient 750 g de GMP, ce qui correspond à un rendement de 82 % par rapport au GMP de départ.

Périodiquement, la résine subit une régénération acide après la régénération alcaline une fois que l'on a traite l'équivalent de 10 volumes de lit de resine. Pour ce faire, après l'élution du GMP par la solution alcaline tel que décrit précédemment, on amène une solution aqueuse concentrée de HCl par le conduit 29 et la vanne 30, respectivement 25 pour 1'eau. La résine est ensuite mise sous forme OH-par passage d'une solution aqueuse concentrée de NaOH depuis les conduits 27, respectivement 25 pour 1'eau, puis 4, et sort ensuite du réacteur 1 par le conduit 16, est repris par la pompe 17 vers la cuve tampon 18, puis par la pompe 21 et évacué par le conduit 20 et le trop-plein 22 vers le traitement des effluents. A la suite de cette opération, la résine est prte pour un autre cycle de traitement.

Exemple 2 On utilise un lactosérum doux bovin, préalablement concentre a 17 % de matière seche, puis déminéralisé par électrodialyse, décationé sur colonne de résine cationique forte, désanioné sur colonne de résine anionique faible et seche par pulvérisation en tour de séchage, de composition indiquée ci-apres: % Protéines (GMP inclus) 11,7 Lactose 81,7 Cendres 1 Lipides 1 Eau complément à 100

On solubilise cette poudre de lactosérum déminéralisée dans de 1'eau deionisee. Après décationation, la solution a un pH initial de 3,8. Dans l'installation précédente, on traite 392 kg de cette solution à la température de 8° C en 1'agitant dans le réacteur en présence de 23 kg de résine anionique faible de matrice hydrophobe à base de polystyrene (IMAC HP 66 1 (RI, Rohm & Haas, régénérée sous forme OH-) pendant 4 h.

La stabilisation du pH à 4,89 indique la fin de la réaction. On soutire alors le liquide et on recueille la résine comme précédemment. Après concentration du liquide à 45 % de matières seches par évaporation, on seche le concentrat par pulvérisation dans une tour de séchage.

Une analyse du concentrat par HPLC montre que la réaction a enlevé 89 % du GMP de départ. Par ailleurs, la poudre contient 9,1 % de protéines de lactosérum, ce qui correspond à un rendement de 90 % des protéines de lactosérum.

Pour recueillir le GMP, on lave la résine successivement avec de 1'eau déionisée, avec 30 1 d'une solution aqueuse à 0,5 % de HCl et avec 30 1 d'eau deionisee, puis on élue le GMP avec deux fois 40 1 de solution aqueuse à 2 % de Ca (OH) z et on rince avec 30 1 d'eau desionisee. Après avoir joint les volumes d'eluat et de rinçage, on concentre l'ensemble à un volume de 25 1 par ultrafiltration avec une membrane de coupure nominale de 3.000 dalton, puis l'on seche le retentant par lyophilisation et l'on obtient 900 g de GMP, ce qui correspond à un rendement de 80 % par rapport au GMP de départ.

Exemple 3 On part d'un lactosérum doux, préconcentré a 18 % de matière seche, décationé par traitement sur une colonne de résine cationique forte, dont le pH initial est 1,09.

Dans l'installation précédente, on traite 70 kg de ce lactosérum à la température de 25° C en l'agitant dans le réacteur en présence, de 14 kg de résine anionique faible de

matrice hydrophobe à base de polystyrène (IRA 96 (R), Rohm & Haas, régénérée sous forme OH-) pendant 4 h. L'agitation se fait par création d'un lit fluidisé de billes de résine avec barbottage d'azote. La stabilisation du pH a 4,79 indique la fin de la réaction. On sépare alors le liquide de la résine comme précédemment. Après concentration du liquide à 45 % de matières seches par évaporation, on seche le concentrat par pulvérisation dans une tour de séchage.

Une analyse de la poudre par HPLC montre que la réaction a enlevé 85 % du GMP de départ. Par ailleurs, la poudre contient 9,2 % des protéines de lactosérum, ce qui correspond a un rendement de 90 % des protéines de lactosérum.

L'analyse de 1'aminogramme du concentrat montre un profil se caractérisant par une diminution de 28 % de la thréonine, par une augmentation de 18 % de 1'arginine et par une augmentation de 20 % du tryptophane.

Pour recueillir le GMP, on lave la résine successivement avec de l'eau déionisée, avec 50 1 d'une solution aqueuse à 0,05 % de NaCl et deux fois 50 1 d'eau déionisée, puis on élue le GMP avec deux fois 25 1 de solution aqueuse a 0,6 % de KOH et on rince avec 10 1 d'eau deionisee. Après avoir joint les volumes d'eluat et de rinçage, on concentre l'ensemble à un volume de 25 1 par ultrafiltration avec une membrane de coupure nominale de 3.000 dalton, puis 1'on seche le retentant par lyophilisation et l'on obtient 175 g de GMP, ce qui correspond à un rendement de 80 % par rapport au GMP de départ.

Exemple 4 On part d'une poudre de permeat d'ultrafiltration de lactosérum doux débarrassée de la plupart de ses sels dont la composition est la suivante: % Protéines (GMP inclus) 2,75 Lactose > 90 Cendres 1,5 Eau complément à 100 On dissout la poudre précédente dans 1'eau déminéralisée, de sorte que la solution ait une teneur en matières seches de 19,35 %. On décationne cette solution par passage sur

une colonne de résine cationique forte IR 120 (R) (Rohm & Haas), ce qui conduit à une solution contenant 18,73 % de matières seches dont le pH est 2,77.

On agite 565 g de cette solution et 56,5 g de résine anionique faible de matrice hydrophobe à base de polystyrene (IMAC HP 661 (R), Rohm & Haas, régénérée sous forme OH-) pendant 3 h à 10° C jusqu'a stabilisation du pH à la valeur finale 4,53. On sépare ensuite le permet ainsi traite des billes de résine par filtration et on le seche par lyophilisation.

Le permet de protéines de lactosérum ainsi traite contient 1,75 % de protéines.

L'analyse de son aminogramme montre un profil se caractérisant par une diminution de 20 % de la thréonine et par une augmentation de 50 % du tryptophane.

Pour recueillir le GMP, on lave la résine avec I I d'eau déionisée, puis on élue le GMP avec 50 ml de solution aqueuse à 0,6 % de NaOH, puis on rince avec 20 ml d'eau deionisee. Après avoir joint les volumes d'eluat et de rinçage, on concentre 1'ensemble par ultrafiltration avec une membrane de coupure nominale de 3.000 dalton, puis 1'on seche le retentant par lyophilisation et l'on obtient 870 mg de GMP.

Exemple 5 On percole 3,5 1 de lactosérum doux préconcentré à 20 % de matière seche, décationé sur colonne de résine cationique forte et de pH 1,09 a travers une colonne contenant 450 ml de résine anionique faible de matrice hydrophobe à base de polystyrène (IMAC HP 661 (R), Rohm & Haas), à raison de 2 volumes de lit/h.

On recueille l'équivalent de 4 volumes de lit, constituant 4 fractions égales de pH allant de 6 à 3 et dont la quantité de GMP enlevé va de 50 à 9 % (evalue par HPLC).

Après réunion des 4 fractions, on obtient une solution de pH 4,5 dans laquelle 25 % du GPM a été enlevé (par rapport à la matière lactosérique de depart).

Pour recueillir le GMP, on procède comme à 1'exemple 1 et on obtient des résultats équivalents quant à la pureté du GMP.