CAPSICUM MICROENCAPSULE, PROCEDE POUR SA PREPARATION, ET UTILISATION

DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention concerne de façon générale les compositions pour l'alimentation des animaux, les additifs alimentaires pour les animaux, et les procédés pour augmenter les performances zootechniques des animaux.

En élevage, on caractérise généralement les performances de l'alimentation animale par le Gain Moyen Quotidien (GMQ) et/ou par l'Indice de Consommation (IC). On peut considérer également l'efficacité de la reproduction des animaux.

A l'heure actuelle, dans un élevage intensif, il est difficile de maintenir des conditions propices à une croissance optimale. De nombreux paramètres interagissent entre l'animal et son environnement, provoquant dans certains cas des troubles dont les conséquences sont une diminution des performances attendues dans les élevages, et des retards de croissance.

Les perturbations digestives constituent une des principales causes de dysfonctionnement de la croissance des animaux.

Contre de telles perturbations, les antibiotiques sont couramment employés à titre préventif dans l'alimentation des animaux. Cette utilisation les définit dès lors comme « additifs facteurs de croissance en alimentation ».

Toutefois, les répercussions de cette pratique sur la santé du consommateur sont actuellement en débat. L'accent est plus particulièrement porté sur une possible transmission de résistance bactérienne de l'animal à l'homme via la chaîne alimentaire.

Une seconde cause importante de perturbation est liée au phénomène de stress à la chaleur.

En effet, la production mondiale augmente, parallèlement à la consommation, et cet accroissement concerne surtout des pays en développement. Dans ces pays, les conditions climatiques ne sont pas toujours favorables pour de nombreux élevages. Les températures ambiantes élevées ont des effets directs principalement sur les fonctions de reproduction du mâle ou de la femelle, ou des effets indirects via une réduction de l'ingestion alimentaire sur les performances de lactation et de croissance. Face aux perturbations digestives, l'utilisation d'extraits de plantes naturelles peut être envisagée afin de maintenir les performances zootechniques.

Parmi les extraits de plantes, on peut songer à utiliser les capsaïcinoïdes tels que la capsaïcine (trans 8-methyl-N-vanillyl-6-nonanamide) et la dihydrocapsaïcine (8-Methyl-N-vanillylnonanamide), substances actives des piments. Différentes propriétés des capsaïcinoïdes peuvent être exploitées en alimentation animale. De nombreuses études ont montré que les capsaïcinoïdes 1) possèdent une activité antimicrobienne (Cichewicz and Thorpe, 1996), 2), stimulent les sécrétions des enzymes digestifs et de la bile (Platel et Srinivasan, 2000) (Platel et Srinivasan, 1996 ; Platel et Srinivasan, 2004), 3) augmentent la prise alimentaire (Curtis and Stricker, 1997), et 4) induisent une vasodilatation des muscles lisses (Chen et al., 1992; Lefebvre et al., 1991) via les récepteurs vanilloides de type 1 (VR1). L'utilisation des capsaïcinoïdes dans l'alimentation animale peut notamment favoriser le maintien d'un flux sanguin approprié vers les tissus de reproduction.

Ces différentes propriétés des capsaïcinoïdes sont dépendantes de sites d'action différents dans le tractus digestif. Une disponibilité immédiate des capsaïcinoïdes dans la bouche favorisera par exemple une augmentation de la prise alimentaire, tandis qu'une disponibilité dans la partie distale de l'intestin (iléon ou côlon) favorisera une activité antimicrobienne.

Le contrôle biopharmaceutique de ces molécules est donc impératif afin de s'assurer qu'elles arrivent au site d'action désiré et à la concentration nécessaire pour assurer une activité optimale.

La capsaïcine est le composé chimique présent dans les piments, qui produit le caractère pimenté. Le mot « capsicum », tel qu'utilisé dans la présente description, comprend un extrait de n'importe quelle plante du groupe capsicum, qui comprend des piments tels que, de façon non limitative, capsicum anuum, capsicum frutescens, capsicum baccatum, capsicum pubescens, et capsicum chinense.

Les capsaïcinoïdes peuvent être disponibles sous forme d'une résine extraite du capsicum, appelée oléorésine de capsicum, qui se définit comme « un exsudât principalement constitué de composés résineux et de composés volatils ».

L'oléorésine de capsicum est un liquide plus ou moins visqueux, de nature hydrophobique, extrêmement irritant.

L'oléorésine de capsicum contient généralement 0,1 % à 20% en poids de capsaïcine naturelle et de capsaïcinoïdes. On peut obtenir des plus grandes concentrations avec une capsaïcine synthétique.

Le terme « capsaïcinoïdes » tel qu'utilisé dans la présente description peut recouvrir un ou plusieurs des éléments suivants : la capsaïcine, la

dihydrocapsaïcine, les capsaïcinoïdes, les vanilloides, le capsicum, les piments macérés, les piments moulus, les extraits de piments, d'autres plantes contenant du capsicum, et leur combinaison.

La capsaïcine ne peut pas être utilisée directement par les industriels de l'alimentation animale. C'est un produit hautement toxique, qui requiert des conditions de manipulation extrêmement strictes, et qu'il faut donc isoler.

L'oléorésine de capsicum est plus facilement utilisable, bien qu'il s'agisse d'un produit toujours hautement irritant, ce qui limite son usage direct comme additif pour l'alimentation animale. Etant liquide, l'oléorésine est difficile à disperser de façon homogène dans un aliment aux concentrations classiquement utilisées pour les additifs (de quelques ppm à quelques centaines de ppm).

La mise en forme galénique de l'oléorésine de capsicum s'avère donc nécessaire pour i) faciliter son incorporation de façon homogène dans l'aliment (solide ou liquide), H) limiter les risques d'irritation qu'elle peut occasionner, iii) contrôler sa cinétique et son lieu de libération dans le tractus digestif.

Toutefois, les contraintes économiques et législatives imposées à l'industrie de l'alimentation animale limitent fortement les techniques et les excipients pouvant être utilisés pour un tel développement.

L'atomisation à chaud, qui est la technique la plus couramment utilisée pour microencapsuler des extraits de plantes, ne peut pas être utilisée pour répondre aux différents objectifs fixés. En effet, les microsphères produites sont généralement trop pulvérisantes et donc nocives, ce qui oblige à limiter fortement les concentrations en oléorésine de capsicum pouvant être microencapsulées.

De plus, il est très difficile d'obtenir une formulation pouvant avoir un effet retard par l'emploi de cette technique d'atomisation à chaud.

Le document GB 1 350 704 A décrit l'encapsulation d'une poudre de paprika dans une matrice de suif. Le paprika sous forme de poudre solide est dispersé dans une solution d'éthanol et de suif chauffée à 50°C. Le mélange est ensuite refroidi dans de l'eau froide sous forte agitation. Outre la présence de solvant organique, qui n'est pas souhaitable, ce procédé n'est pas approprié dans le cas de concentrations élevées de capsaïcinoïdes irritants, notamment dans le cas d'une oléorésine de capsicum dont le caractère irritant peut être accentué en présence d'eau.

EXPOSE DE L'INVENTION Le problème proposé par la présente invention est de concevoir une technique de préparation d'additifs alimentaires ou de rations alimentaires d'animaux permettant d'augmenter sensiblement la concentration en

capsaïcinoïdes dans l'additif alimentaire et/ou la ration alimentaire, tout en limitant l'effet irritant de la molécule active.

Un autre objet de l'invention est de concevoir une telle technique qui permette de contrôler la libération des capsaïcinoïdes à des sites différents du tractus digestif, suivant l'objectif recherché.

Un autre objet de l'invention est de favoriser l'efficacité des capsaïcinoïdes en fonction des différents animaux que l'on veut alimenter.

De façon générale, l'invention vise à améliorer les performances zootechniques de l'alimentation animale tant pour des animaux ayant des transits rapides tels que les volailles, que pour des animaux ayant des transits plus lents tels que les porcins, ovins ou bovins.

Pour atteindre ces buts ainsi que d'autres, l'invention propose un procédé pour préparer un additif alimentaire ou une ration alimentaire d'animal contenant un agent actif ayant au moins un capsaïcinoïde, comprenant une étape d'atomisation à froid en atmosphère gazeuse, ou de granulation en atmosphère gazeuse à lit d'air fluidisé, d'un mélange liquide d'une matière grasse d'encapsulation et de l'agent actif contenant au moins un capsaïcinoïde, produisant ainsi des particules solides dudit mélange.

On constate que l'étape d'atomisation à froid ou de granulation permet d'encapsuler des concentrations en oléorésines de capsicum pouvant aller jusqu'à 40% tout en limitant son effet irritant. De plus, ces techniques utilisées permettent d'obtenir des microsphères pouvant libérer les capsaïcinoïdes à des sites différents du tractus digestif suivant l'objectif recherché, par une adaptation des paramètres du processus d'atomisation à froid. Dans le procédé d'atomisation à froid en atmosphère gazeuse, et dans le procédé de granulation en atmosphère gazeuse à lit d'air fluidisé, le mélange de matière grasse d'encapsulation et d'agent actif est initialement mis à l'état liquide par échauffement, puis forcé dans un moyen de pulvérisation qui le pulvérise dans une enceinte à atmosphère gazeuse refroidie où l'on recueille le mélange sous forme de poudre.

Dans le processus de fabrication selon l'invention, l'agent actif contenant les capsaïcinoïdes peut avantageusement être une oléorésine de capsicum extraite à partir d'une plante.

Afin d'obtenir une concentration importante en capsaïcinoïdes dans les microsphères, il sera préférable d'utiliser une oléorésine de capsicum ayant une concentration en capsaïcinoïdes au moins égale à 0,1 % en poids.

Différentes sources de plantes peuvent être utilisées pour obtenir l'oléorésine de capsicum. Celle-ci peut être obtenue à partir du capsicum frutescens ou du capsicum anuum, par exemple.

Par le procédé selon l'invention, on peut obtenir que l'oléorésine de capsicum soit présente dans les particules solides selon une proportion en poids d'au moins 2,5%, avantageusement d'au moins 5%, plus avantageusement d'au moins 20%. Les effets du produit actif sont ainsi considérablement augmentés lors de son utilisation pour l'alimentation animale.

Pour adapter l'additif alimentaire ou la ration alimentaire en fonction de l'usage prévu, c'est-à-dire notamment en fonction de l'animal à nourrir et/ou de l'effet que l'on veut obtenir, on agit sur les paramètres de l'étape d'atomisation à froid en atmosphère gazeuse ou de granulation en atmosphère gazeuse à lit d'air fluidisé. Pour cela, au cours de l'étape d'atomisation à froid en atmosphère gazeuse ou de granulation en atmosphère gazeuse à lit d'air fluidisé, on sélectionne l'état de l'un au moins des paramètres : a) la nature de la matière grasse d'encapsulation, b) la taille des particules, c) la température de l'étape d'atomisation à froid ou de granulation.

Les inventeurs ont en effet mis en évidence que ces paramètres permettent d'agir, seuls ou en combinaison, sur les propriétés de l'additif alimentaire ainsi réalisé.

Par exemple, pour retarder la libération des capsaïcinoïdes dans le tractus digestif, on choisit comme matière grasse d'encapsulation le glycérol palmitostearate ou Ie glycérol behenate. En alternative ou en complément, pour retarder la libération des capsaïcinoïdes dans le tractus digestif, on peut augmenter la taille des particules en choisissant avantageusement une taille de particules supérieure à 350 μm, de préférence supérieure à 600 μm.

En alternative ou en complément, pour retarder la libération des capsaïcinoïdes dans le tractus digestif, on peut réduire la température d'atomisation à froid ou de granulation, en choisissant avantageusement une température inférieure à - 10 ^c C, pouvant avantageusement être de l'ordre de

- 3O ⁰ C à - 40 °C. Cette réduction de température concerne plus spécialement le procédé d'atomisation à froid. A l'inverse, pour accélérer la libération des capsaïcinoïdes dans le tractus digestif, on peut choisir comme matière grasse d'encapsulation l'huile de colza hydrogénée.

En alternative ou en complément, pour accélérer la libération des capsaïcinoïdes dans le tractus digestif, on peut réduire la taille des particules, en choisissant avantageusement une taille de particules inférieure à 350 μm, de préférence une taille comprise entre 90 μm et 250 μm. Dans le cas de particules de petite taille, on augmente le risque de produire un effet irritant. Pour réduire ce risque, on peut avantageusement ajouter, dans le mélange liquide, un liant hydrosoluble. Le liant hydrosoluble peut être un dérivé de cellulose, une gomme, un dérivé d'amidon. On utilisera avantageusement rhydroxypropylméthylcellulose (HPMC). En alternative ou en complément, pour accélérer la libération des capsaïcinoïdes dans le tractus digestif, on peut, lorsque l'on utilise l'atomisation à froid ou la granulation, réaliser l'étape d'atomisation ou de granulation à une température supérieure à - 1O ⁰ C, avantageusement comprise entre + 5 ⁰ C et - 5°C. Une augmentation de la température d'atomisation au-delà de cette fourchette risque de conduire à un ralentissement sensible du processus de solidification des particules lors de l'atomisation, et n'est donc pas souhaitable.

Selon l'invention, on peut améliorer les performances zootechniques de l'alimentation animale par un procédé selon lequel on administre aux animaux, dans la ration alimentaire, des capsaïcinoïdes mis en forme galénique par le procédé de préparation tel que défini ci-dessus.

Dans le cas des animaux à transit digestif rapide tels que les volailles, les capsaïcinoïdes seront mis en forme galénique par un procédé de préparation tel que ci-dessus en choisissant des paramètres visant à augmenter la rapidité de libération des capsaïcinoïdes dans le tractus digestif. Par contre, pour améliorer les performances zootechniques de l'alimentation chez les animaux à transit digestif lent tels que les porcins, ovins ou bovins par l'amélioration de l'appétence ou la stimulation des enzymes digestifs, on préférera administrer aux animaux, dans la ration alimentaire, des capsaïcinoïdes mis en forme galénique par un procédé de préparation tel que ci-dessus en choisissant des paramètres visant à augmenter la rapidité de libération des capsaïcinoïdes dans le tractus digestif.

Par ailleurs, pour améliorer les performances zootechniques de l'alimentation animale chez les animaux à transit digestif lent tels que les porcins, ovins ou bovins par la favorisation d'une action antimicrobienne, on administrera aux animaux, dans la ration alimentaire, des capsaïcinoïdes mis en forme galénique par un procédé de préparation tel que défini ci-dessus en choisissant

des paramètres visant à retarder la libération des capsaïcinoïdes dans le tractus digestif.

Grâce au procédé de préparation ci-dessus, - l'invention permet de concevoir un aliment pour animal contenant des particules solides à base de capsaïcinoïdes encapsulés dans une matière grasse, dans lequel une oléorésine de capsicum est présente dans les particules solides en proportion en poids d'au moins 2,5%, avantageusement d'au moins 5%, plus avantageusement d'environ 20%.

Dans un tel aliment, on utilisera de préférence une oléorésine de capsicum ayant une concentration en capsaïcinoïdes au moins égale à 0,1% en poids.

. DESCRIPTION SOMMAIRE DES DESSINS

D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles :

- la figure 1 illustre le rôle joué par la nature de la matière grasse d'encapsulation sur la cinétique de libération des capsaïcinoïdes dans le tractus digestif ;

- la figure 2 illustre le rôle joué par la taille des microsphères sur la libération des capsaïcinoïdes dans le tractus digestif ; - la figure 3 illustre le rôle de la température d'atomisation sur la vitesse de libération des capsaïcinoïdes dans le tractus digestif ;

- la figure 4 illustre schématiquement en coupe un dispositif d'atomisation à froid ;

- la figure 5 illustre schématiquement en coupe un dispositif de granulation ; et

- la figure 6 illustre la constitution de granules lors d'un procédé de granulation. DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES

On considère tout d'abord la technologie d'atomisation à froid en atmosphère gazeuse, illustrée par le dispositif d'atomisation de la figure 4.

Le dispositif d'atomisation à froid comprend une tour d'atomisation 4 de forme cylindro-conique, un moyen de pulvérisation 3 tel qu'une buse de pulvérisation ou une turbine en partie supérieure de la tour d'atomisation 4, un système de séparation air/poudre en partie inférieure de la tour d'atomisation 4, et un collecteur 6 pour recueillir la poudre. La séparation air/poudre peut être effectuée par un système de cyclone, dans lequel la poudre tombe dans un collecteur situé à la base du cyclone tandis que l'air est évacué par le haut au moyen d'un ventilateur. Un conteneur 1 comprend des moyens chauffants 13 tels que des résistances électriques pilotées par un capteur 14, pour mettre à l'état liquide un mélange 2 introduit dans le conteneur 1. Une canalisation 17, avec des

moyens de contrôle de fluide tels qu'une vanne 17a et une pompe 17b, force le liquide 2 vers le moyen de pulvérisation 3. Un système de ventilation 8, à canalisation d'entrée 8a, canalisation de sortie 8b, turbine de propulsion ou d'aspiration 8c, et dispositif de réfrigération 8d, produit dans la tour d'atomisation 4 un flux d'air réfrigéré 7 dont la température est contrôlée par un capteur 12. Ainsi, la cavité intérieure de la tour d'atomisation 4 contient une atmosphère d'air réfrigéré.

On chauffe dans le conteneur 1 une matière grasse d'encapsulation afin d'obtenir un liquide dans lequel est mélangé l'agent actif tel que l'oléorésine de capsicum. Les moyens chauffants 13 tels que des résistances électriques pilotées par le capteur 14 maintiennent le mélange liquide 2 à température de fusion appropriée pour la pulvérisation. La température du mélange liquide 2 avant atomisation est maintenue à une valeur permettant la fusion de la matière grasse, et peut avantageusement être d'environ 8O ⁰ C. A cette température, les matières grasses d'encapsulation sont des huiles liquides, et l'oléorésine de capsicum est également liquide.

Le mélange liquide 2 ainsi obtenu est ensuite pulvérisé par le moyen de pulvérisation 3 dans la tour d'atomisation 4 dans laquelle est maintenue une atmosphère d'air réfrigéré à une température permettant de solidifier rapidement la matière grasse d'encapsulation afin d'obtenir des particules solides 5 homogènes qui se déposent en bas de la tour d'atomisation 4 et sont évacuées vers le collecteur 6. Le moyen de pulvérisation 3 reçoit le mélange liquide 2 par la canalisation 17.

Comme moyen de pulvérisation 3, on peut utiliser une turbine dont le rotor en forme de disque crée une force centrifuge qui expulse le liquide en fines gouttelettes 10. La taille des gouttelettes 10 est contrôlée par la vitesse de la turbine. En alternative, on peut utiliser une buse à pression, dans laquelle l'énergie de dispersion est apportée par Ia pression du liquide poussé par la pompe 17b, ou une buse pneumatique à deux voies, l'une (17) pour le liquide, l'autre (18) pour de l'air comprimé, qui pulvérise le liquide par cisaillement du jet liquide par l'air sous pression.

Dans la tour d'atomisation 4, l'atmosphère gazeuse à flux d'air réfrigéré 7 circule en pénétrant par la conduite d'entrée 8a et en sortant par la conduite de sortie 8b, formant un lit d'air fluidisé, tandis que les gouttelettes de mélange 10 sortant du moyen de pulvérisation 3 se déplacent vers le bas et sont figées en forme solide par l'air réfrigéré 7. Dans les systèmes les plus courants, l'air réfrigéré 7 et les gouttelettes de mélange 10 se déplacent vers le bas. En alternative l'air

réfrigéré 7 peut se déplacer à contre-courant vers le haut, comme illustré sur la figure. Le dispositif de réfrigération 8d régule la température du flux d'air réfrigéré 7, qui détermine la température de la tour d'atomisation 4. Le capteur de température 12 fournit au dispositif de réfrigération 8d l'information sur la température dans la tour d'atomisation 4.

En fonction de la taille des particules que l'on veut obtenir, on choisit différents types de moyens de pulvérisation 3.

Pour des tailles petites à moyennes (de 0,01 mm à 0,1 mm de diamètre), on utilisera un système de buse avec un diamètre intérieur faible, ou une turbine dont le rotor tourne à une vitesse relativement rapide.

Pour des tailles de particules plus grandes, on utilisera un système de buse avec un diamètre intérieur important ou un rotor tournant à une vitesse relativement lente.

On comprend donc que cette technique permet de choisir la taille des particules et la température à l'intérieur de la tour d'atomisation 4.

On considère ensuite la technique de granulation en atmosphère gazeuse à lit d'air fluidisé, illustrée par les figures 5 et 6. Cette technique reprend certains moyens de la technique ci-dessus d'atomisation à froid en atmosphère gazeuse, moyens qui sont repérés par les mêmes références numériques. On chauffe dans un conteneur 1 une matière grasse d'encapsulation afin d'obtenir un liquide dans lequel est mélangée l'oléorésine de capsicum. Le mélange liquide 2 ainsi obtenu est ensuite pulvérisé par un moyen de pulvérisation 3 dans une enceinte 4 à lit d'air fluidisé dans laquelle est maintenue une atmosphère gazeuse à une température permettant de granuler en couches successives la matière grasse d'encapsulation sur des grains de poudre amorce tels que des grains de silice, afin d'obtenir des particules solides 5. Dans le lit d'air fluidisé, un flux d'air réfrigéré 7 circule de bas en haut, pénétrant par une conduite inférieure 8a et sortant par une conduite supérieure 8b à moyen d'aspiration 8c, permettant de maintenir les particules 5 en suspension. Un dispositif de réfrigération 8d régule la température du flux d'air réfrigéré 7, qui détermine la température de granulation dans le lit d'air fluidisé de l'enceinte 4. Un capteur de température 12 fournit au dispositif de réfrigération 8d l'information sur la température dans le lit d'air fluidisé. Des moyens chauffants 13 tels que des résistances électriques pilotées par un capteur 14 maintiennent le mélange liquide 2 à température de fusion appropriée pour la pulvérisation. Une vanne 17a commande le débit de mélange liquide pulvérisé. Une vanne 16 commande le débit d'air réfrigéré. Le moyen de pulvérisation 3 reçoit d'une part le mélange liquide 2

par une canalisation 17, et d'autre part un gaz de pulvérisation par une canalisation 18. Un filtre 20, interposé dans l'enceinte 4 en amont de l'aspiration 8c, retient les particules dans l'enceinte 4. Une grille 22, interposée dans l'enceinte 4 en amont du moyen de pulvérisation 3, est traversée par le flux d'air réfrigéré 7 et soutient les particules 5. La pulvérisation peut être effectuée de bas en haut, comme représenté sur la figure. En alternative, on peut prévoir une pulvérisation de haut en bas, ou une pulvérisation transversale. Dans le lit d'air fluidisé, les particules 5 sont mises en déplacement selon un mouvement dit « en fontaine » illustré par les flèches 21, se déplaçant vers le haut en zone centrale de l'enceinte 4 et redescendant ensuite vers la périphérie. Les particules obtenues sont sous une forme appelée oignon (figure .6), à structure hétérogène. Lorsque la taille des particules désirée est obtenue, les particules 5 sont évacuées du lit d'air fluidisé vers un collecteur 6.

On a illustré, sur la figure 6, les étapes de granulation : les micro-gouttes 5a de matière grasse d'encapsulation pulvérisée sont projetées sur des grains de poudre amorce 5b, et y adhèrent en 5c. Les micro-gouttes se répartissent et se solidifient en formant une première couche 5d sur le grain de poudre amorce 5b. Puis d'autres micro-gouttes s'ajoutent, résultant en une structure 5e multicouche de type oignon. Les inventeurs ont mis en évidence que la cinétique de libération des capsaïcinoïdes dans Ie tractus digestif des animaux dépend de façon importante de la nature de la matière grasse d'encapsulation, de la taille des particules, et de la température de l'étape d'atomisation ou de granulation.

Cette mise en évidence a été réalisée par l'utilisation des techniques de dissolution décrites dans la pharmacopée européenne (2005) et dans la pharmacopée américaine (USP26), et plus particulièrement par l'utilisation de cellules à flux continu. La nature des matières grasses d'encapsulation

Les matières grasses d'encapsulation pouvant être utilisées sont celles à base de graisses (huile végétale hydrogénée, huile animale hydrogénée, cire ...) qui sont solides à température ambiante.

La présente invention met en évidence le rôle joué par la nature de la matière grasse d'encapsulation sur la cinétique de libération des capsaïcinoïdes. On a réalisé des premiers essais pour mettre en évidence ce rôle. Dans ces premiers essais, deux lots F1 et F2 de microsphères ont été produits par atomisation dans un lit d'air fluidisé « Aeromatic-Fielder MP1 », en utilisant comme matrice d'enrobage pour le lot F1 de l'huile de colza hydrogénée et

20% d'oléorésine de capsicum (à 6% de capsaïcinoïdes) (taille de particules entre 90-250 μm), et en utilisant pour le lot F2 du glycérol palmitostearate (Precirol® ato 5) et 20% d'oléorésine de capsicum (à 6% de capsaïcinoïdes) (taille de particules entre 90-250 μm). La température d'atomisation a été fixée à +2 ⁰ C. Après production, les microsphères ont été tamisées afin d'obtenir des lots de même granulométrie.

Pour chaque lot produit, 1 gramme de microsphère a été étudié sur l'appareil de dissolution Sotax CE 6 (cellules de 12 mm). Un milieu de dissolution a été mis au point suivant les recommandations décrites par la pharmacopée européenne (2005) avec l'utilisation d'un surfactant (le Sodium Lauryl Sulfate ou SDS) afin de permettre la dissolution de la capsaïcine. Le milieu de dissolution avait la composition suivante : NaCI (5.0 g/L), KCI (0.6 g/1), CaCI2 (0.3 g/L) et SDS (10.0 g/L), le pH a été fixé à 5. Lors de l'expérience, le flux du milieu de dissolution à travers l'appareil de dissolution a été fixé à 20 ml/min ± 0.5. Un échantillon a été collecté à 5, 10, 15, 20, 30, 40, 60, 90, 120, 135,

150, 165, 180, 240, 300 min et analysé par chromatographie liquide (HPLC). La dissolution de l'oléorésine a été suivie en dosant la capsaïcine. La méthode d'analyse a été mise au point sur un appareil de chromatographie liquide (HPLC) Merck Hitachi Elite Lachrom, avec une colonne UP5HDO-25Qs (C18 5 μ - 250 x 4,6 mm, Interchrom, France) et une phase mobile composée d'eau, d'acétonitrile et d'acide acétique (55/44.5/0.5, vol/vol/vol) avec un flux de 1 ml/min. La détection a été effectuée à 280 nm.

Les résultats de ces premiers essais sont rassemblés sur la figure 1. Ils représentent la moyenne sur six expériences (± l'écart type). On constate que la dissolution des capsaïcinoïdes est plus rapide pour le lot F1 dans lequel la matière grasse d'encapsulation est l'huile de colza hydrogénée, que dans le lot F2 pour lequel la matière grasse d'encapsulation est le glycérol palmitostearate.

Ainsi le glycérol palmitostearate (Precirol® ato 5) ou le glycérol behenate (Compritol ® 888 ATO) sont des graisses dont la structure permet d'accentuer l'effet retard de la libération des capsaïcinoïdes.

Des résultats similaires peuvent être obtenus avec des particules réalisées par granulation. La taille des particules Les inventeurs ont mis en évidence le rôle joué par la taille des particules sur la cinétique de libération des capsaïcinoïdes dans le tractus digestif.

Ils ont pour cela procédé à des seconds essais, dans lesquels les microsphères ont été produites par atomisation dans un lit d'air fluidisé « Aeromatic-Fielder MP11 » en utilisant comme matrice d'enrobage de l'huile de colza hydrogénée et 20% d'oléorésine de capsicum (à 6% de capsaïcinoïdes). La température d'atomisation a été fixée à +2°C. Après production, les microsphères ont été tamisées afin d'obtenir 4 lots différents Lot F3 avec une taille de [90-250] μm, Lot F4 avec une taille de [250-500] μm, Lot F5 avec une taille de [500-710] μm, Lot F6 avec une taille de [710-1000] μm

Les études de cinétique de dissolution ont été réalisées sous les mêmes conditions que pour l'exemple 1.

Les résultats de ces seconds essais sont rassemblés sur la figure 2. On constate que, plus la taille des particules est petite, plus la vitesse de libération des capsaïcinoïdes est grande.

On peut comprendre cet effet en considérant que la libération de l'oléorésine de capsicum à partir des microsphères obtenues par atomisation à froid se fait principalement par diffusion passive à travers la matrice de matières grasses d'encapsulation. Un paramètre clé permettant de contrôler cette libération est la taille des microsphères utilisées. Une augmentation de la taille des microsphères diminue en effet la surface totale de contact, et donc Ia vitesse de libération de l'oléorésine de capsicum.

Les essais mettent en évidence que des tailles de particules inférieures à 350 μm conduisent à une libération rapide des capsaïcinoïdes. Les particules dont la taille est supérieure à 350 μm conduisent à un effet retard de la libération des capsaïcinoïdes.

Il faut noter que les particules d'une taille inférieure à 350 μm peuvent conduire à un produit irritant lorsque la concentration en oléorésine de capsicum est supérieure à 5%. Afin de limiter cet inconvénient, on peut ajouter au mélange devant être atomisé un liant hydrosoluble tel qu'un dérivé de cellulose, une gomme, un dérivé d'amidon. La présence du liant hydrosoluble provoque l'agglomération des microsphères, par la création de particules plus grosses, sans toutefois modifier la taille des microsphères elles-mêmes, et sans modifier la cinétique de libération dans le tractus digestif car le liant utilisé est hydrosoluble et disparaît rapidement.

Des résultats similaires peuvent être obtenus avec des particules réalisées par granulation.

La température d'atomisation

Les inventeurs ont mis en évidence le rôle joué par la température d'atomisation sur la cinétique de libération des capsaïcinoïdes dans le tractus digestif. Ils ont pour cela procédé à des troisièmes essais, dans lesquels deux lots F7 et F8 de microsphères de taille identique [500-710] μm ont été produits par atomisation en utilisant comme matrice d'enrobage de l'huile de colza hydrogénée et 20% d'oléorésine de capsicum (à 6% de capsaïcinoïdes). Le premier lot F7 a été réalisé en un lit d'air fluidisé « Aeromatic Fielder MP11 » à- une température d'atomisation fixé à + 2°C. Le deuxième lot F8 a été réalisé en utilisant un système de buse vibrante (Brace GmbH) à une température d'atomisation fixée à - 4O ⁰ C.

Les études de cinétique de dissolution ont été réalisées sous les mêmes conditions que pour l'exemple 1.

Les résultats de ces essais sont rassemblés sur la figure 3. On constate que le deuxième lot F8 atomisé à - 40°C produit une libération de capsaïcinoïdes beaucoup plus lente que le premier lot F7 qui a été atomisé à + 2 ⁰ C.

On pense que l'abaissement de la température d'atomisation a pour conséquence une modification de la structure de la matrice lipidique, ce qui conduit à retarder la diffusion des capsaïcinoïdes à travers cette matrice. Ainsi, appliquer une température d'atomisation de - 40 °C conduira à accentuer le retard de la libération des capsaïcinoïdes pour une microsphère de même taille et de même composition, vis à vis d'une microsphère obtenue par une atomisation à une température de + 2 ⁰ C. Des résultats similaires peuvent être obtenus avec des microsphères réalisées par un procédé de granulation.

Les particules à libération rapide peuvent être utilisées pour la nutrition d'animaux ayant des transits digestifs rapides, par exemple les volailles. Dans ce cas, on a l'assurance que les principes actifs seront libérés avant leur excrétion par l'animal.

Ces particules à libération rapide peuvent également être utilisées pour une action sur l'appétence ou la stimulation des enzymes digestifs chez les animaux au transit digestif plus lent, par exemple les porcins, les ovins, les bovins.

Dans ce cas, on a l'assurance que les principes actifs seront libérés dans la première partie du tractus digestif (bouche ou estomac).

Les particules à libération lente pourront être utilisées afin, par exemple, de favoriser une action anti-microbienne chez les animaux au transit digestif lent.

Ainsi, les techniques utilisées permettent d'obtenir des microsphères pouvant libérer les capsaïcinoïdes à des sites différents du tractus digestif suivant l'objectif recherché en jouant sur seulement trois paramètres (nature de la matrice d'enrobage, taille des particules, et température appliquée pour leur fabrication lors de l'atomisation ou de la granulation).

La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après.