La présente invention concerne un procédé de protection de principes actifs utilisés dans le domaine de l'alimentation. Les principes actifs extraits de molécules naturelles sont associés à du glycérol et ses dérivés pour la préparation de produits finis stables permettant d'apporter différents bienfaits à leurs consommateurs.

Afin de pallier certaines carences chez l'homme ou dans le but d'améliorer les rendements de production chez l'animal, des compléments alimentaires sont couramment utilisés. Plusieurs types de molécules peuvent ainsi être ajoutées à l'alimentation pour obtenir des bénéfices de différente nature, que se soit sur le plan de la croissance, la production laitière, la stimulation des défenses naturelles, etc .. Par exemple, certaines huiles essentielles sont ajoutées à la ration des animaux afin de prévenir des troubles digestifs dus à la prolifération de bactéries pathogènes au niveau intestinal. Des extraits végétaux antioxydants peuvent être administrés à des mammifères en période peri-partum afin de prévenir les troubles sanitaires liés aux phénomènes radicalaires particulièrement importants pendant cette période.

L'effet attendu par ces compléments est en partie réduit par le fait qu'ils sont précocement dégradés de manière naturelle par la voie digestive avant d'atteindre les sites d'absorption réellement efficaces. Ces compléments actifs peuvent être aussi dégradés par les agressions ambiantes lors de leur stockage, manipulation et encore mise en œuvre (par exemple agression thermique et exposition à la lumière). Il en résulte une moins bonne assimilation par l'organisme et donc un moins bon résultat en matière de production.

Une solution à ce problème a été trouvée en protégeant les principes actifs de ces compléments de façon à ce qu'ils ne subissent pas ces phénomènes de dégradation indésirables.

Ainsi, des solutions d'enrobage ont essentiellement été envisagées. Celles-ci consistent à créer une couche protectrice enveloppant le produit fini par de l'huile de palme, des polymères synthétiques (méthyle cellulose) ou naturels (alginate). Des solutions d'inclusion dans un support absorbant inerte (dextrine, cyclodextrine, silice) ont également été développées. Les procédés de protection existants ne font intervenir qu'un seul système de protection.

Les systèmes de protection moléculaires connus pour le moment font généralement intervenir des complexes de molécules lipidiques amphiphiles agencées sous la forme de microémulsion, liposome allant de 5 à 20 nm ou bien alors à l'échelle un peu plus importante de nanoémulsion ou encore de nanoparticules biopolymérique comprises entre 10 et 1000 nm

(H. Chen et al. Foodtechnology 03/06 30-36 ; Gaysinsky, S. et al. J Food Protect. 2005, 68 :

1359-1366 ; Were, L.M., J. Agric. Food Chem., 2004, 51 : 8073-8079 ; Weiss J. et al. In « Encyclopedia of Surface and Colloid Science », 2002, 3123-3151. Marcel Dekker, New

York).

Des molécules bioactives peuvent être encapsulées à l'intérieur des particules de silice par polymérisation sol-gel ou chimie des émulsions (K. Kataoka et al. Adv. Drug Delivery Rev. 2001 ; I. GiIl, J.Am. Chem. Soc. 1998 ; J. Livage, J. Sol-Gel Sd. Technol. 1996 ; K . S. Finnie, J. Mater. Chem. 2000 ; S. Dire, Eur. Mater. Res. Soc. Monogr. 1992 ; S. Boninsegna, M. Rossi, J. Biotechnol. 2003 ; C. Barbé et al., Adv. Mat. 2004).

La chélation est un processus physico-chimique connu au cours duquel est formé un complexe (le chélate) entre un ligand (chélatant), et un cation (ou atome) métallique (chélaté).

Au cours de la réaction de chélation, des molécules amphiphiles (tensio-actif) sont dispersées dans un solvant polaire. Ces solvants sont généralement évaporés et récupérés après la chélation, ceci implique une demande énergétique importante et des installations de purification du solvant récupéré pour recyclage dans une autre synthèse. Par interactions hydrophobes, des auto-assemblages de phases stables de différentes formes se mettent en place (micelles, micelles inverse, bicouche, vésicule, phase lamellaire, phase hexagonale inverse ; phase éponge, phase cubique bicontinue).

Les solvants utilisés dans les procédés industriels de chélation de principe actif sont bien connus. Parmi eux, l'éthanol est utilisé.

De manière surprenante, le demandeur s'est intéressé à un autre type de composé pour jouer le rôle de solvant : la glycérine et ses dérivés. Ces composés sont largement disponibles car ils sont produits en fin de chaîne de nombreuses industries, notamment dans la production de biocarburant. Ils sont utilisés en tant qu'alternative naturelle du monopropylène glycol qui est un solvant issu de la pétrochimie. La glycérine est le sous-produit brut de la production de diester et contient un pourcentage variable de glycérol selon la qualité de sa purification. Parmi les dérivés du glycérol, et donc de la glycérine, le monolaurate de glycérol (MLG) est également utilisé dans le procédé objet de l'invention. Le MLG présente une action antimicrobienne et peut être utilisé comme émulsifîant.

Ces composés présentent en outre l'avantage d'être alimentaires. Ils peuvent donc à ce titre être conservés dans le produit final et être ingérés par les consommateurs sans aucun problème de toxicité.

Le développement d'un procédé permettant de valoriser la glycérine et ses dérivés constitue donc un aspect particulièrement avantageux. A ce jour, des tentatives de valorisation du glycérol ont été envisagées dans différentes applications telles que la cosmétique, la pharmaceutique ou encore l'écologie (remplacement de solvant pétrochimique souvent pollueur et faiblement biodégradable dans des formulations industrielles - peintures - colles - vernis - agent de traitement de surface etc .). La filière alimentaire a été explorée, notamment par l'utilisation du glycérol en tant qu'apport énergétique journalier à des animaux en déficit d'énergie. Mais le glycérol n'a pas été envisagé jusqu'à présent dans une double application permettant à la fois d'utiliser ses propriétés alimentaires et ses propriétés en tant que solvant.

La présente invention consiste donc en une nouvelle voie d'association moléculaire d'additifs, utilisant le glycérol et ses dérivés, destinés à être incorporés dans l'alimentation par le biais de la chélation et aboutissant à la formation d'un matériau se présentant sous la forme d'une poudre sèche organo-silicique. Le procédé objet de l'invention permet d'obtenir une synergie de plusieurs composés utilisés pour la protection et la vectorisation de principes actifs selon trois niveaux de protection : une protection moléculaire par le biais de la chélation, une protection contre les agressions extérieures par la solution miscellaire et enfin une protection par adsorption physique et chimique. Le procédé original développé permet d'obtenir un chélate de principe actif par voie de synthèse de manière beaucoup plus rapide et moins coûteuse que les voies classiques décrites dans la littérature. Les températures ainsi que les temps sont signifîcativement réduits.

A titre comparatif, la production classique d'un chélate cuivreux de curcumine se fait sous atmosphère contrôlée (azote) dans l'éthanol et dure 3 h ; le complexe est lavé à l'eau et à l'éthanol pour éliminer la curcumine libre puis séché sous vide pour obtenir une poudre (Barik et al, Free Radical Biology & Médecine 39 (2005) : 811-822). Dans le cas de l'invention le chélate est produit sous pression atmosphérique, le solvant est conservé, la curcumine non complexée n'est pas éliminée et peut être protégée par l'ascorbate de sodium. La forme poudre est obtenue non pas par séchage mais par adsorption ce qui est plus économe en énergie. L'étape de chélation dure une demi-heure.

Les avantages du procédé selon la présente invention consistent en outre dans sa faible consommation d'énergie, l'économie en atomes utilisés, l'aspect non-polluant, la sélection et l'activation dans le processus de libération du principe actif.

L'ingestion du complexe final d'actif protégé obtenu selon le procédé objet de l'invention se traduit par 1 - l'apport d'un antioxydant,

2 - l'apport d'un bactéricide,

3 - l'apport d'énergie,

4 - l'apport d'un améliorateur de l'activité enzymatique digestive.

Ces quatre apports se traduisent par une augmentation des performances zootechniques des animaux comme par exemple l'augmentation de la production laitière par les vaches ou encore une meilleure revalorisation de la ration alimentaire ou encore une inhibition du stress oxydatif se traduisant par un meilleur état de santé générale ou encore une amélioration des performances de reproduction. Chez l'homme les actifs protégés selon l'invention peuvent participer à la prévention des maladies associées aux espèces oxygénées réactives comme les cancers et les maladies cardiovasculaires et neurodégénératives.

Ces avantages sont obtenus grâce à l'invention qui consiste plus précisément en un procédé de protection de principes actifs utilisés dans l'alimentation animale et humaine caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes, réalisées à une température inférieure ou égale à 60 ⁰ C et sous atmosphère non contrôlée :

-mélanger un principe actif avec un cation métallique en présence d'eau et de glycérol au cours d'une réaction de chélation pour obtenir un premier complexe, -mélanger ledit premier complexe obtenu à l'étape précédente avec du monolaurate de glycérol présentant un degré de pureté supérieur à 30 % au cours d'une réaction d'émulsifïcation pour obtenir une émulsion,

-mélanger l' émulsion obtenue à l'étape précédente avec une source de silice amorphe au cours d'une réaction d'adsorption pour obtenir un complexe final d'actif protégé.

Les principes actifs utilisés dans le cadre de l'invention présentent une fonction béta dicétone stabilisée par une fonction énolique. Il s'agit plus particulièrement de la curcumine, la rutine, la quercétine, l'hespéritine, la naringénine, la myricétine, la lutéoline ou la génistéine ; de préférence, la curcumine.

La curcumine ou diféruloylméthane est le pigment principal du curcuma (Curcuma longa), l'espèce botanique de départ n'ayant aucune importance dans le cadre de la présente invention. Elle est utilisée dans l'alimentation pour ses qualités organoleptiques dont des propriétés de coloration, mais présente également des propriétés médicinales liées à un fort pouvoir antioxydant, ainsi qu'un effet anti-inflammatoire reconnu.

Cette molécule présente donc un grand intérêt en tant que telle sur le plan alimentaire et plus globalement des bénéfices santé. Cependant, elle n'est pas particulièrement bien assimilée par l'organisme, du fait de son instabilité sous forme libre. Ceci explique l'intérêt particulièrement avantageux du procédé mis au point selon l'invention concernant cette molécule précise.

Le principe actif forme un complexe par chélation en présence de cations métalliques qui peuvent être choisis parmi le magnésium, le cuivre, le zinc et le sélénium. Les rendements de complexation varient selon les cations et sont particulièrement avantageux avec le magnésium.

De manière alternative, la réaction de chélation peut être réalisée en présence d'un sel d'ascorbate tel que l'ascorbate de sodium. Dans le cas où le rendement de complexation est inférieur à 100 %, l'ascorbate de sodium complexe le principe actif libre ;Fascorbate achève l'étape de protection moléculaire.

Il a été observé qu'à un taux inférieur à 30 % de pureté du monolaurate de glycérol, l'étape de suivant l'émulsification ne conduisait pas à la formation d'un complexe structuré, permettant une protection optimale du principe actif. De préférence, le degré de pureté du monolaurate de glycérol sera compris entre 70 et 98 %, exprimé en pourcentage d'alpha monoglycérol. Il est à noter que plus la teneur en alpha monoglycérol du monolaurate de glycérol sera élevée, et plus l'émulsion sera facilement réalisable et stable.

Selon des caractéristiques avantageuses, conformément aux objectifs d'économie du procédé selon la présente invention, la réaction d'émulsifï cation sera réalisée entre 50 et 60 ⁰ C et la réaction d'adsorption entre 40 et 60 ⁰ C.

Le procédé ainsi décrit permet d'obtenir un complexe final actif protégé particulièrement adapté pour une utilisation en tant que complément alimentaire pour l'homme ou l'animal.

Les figures 1 et 2 permettent une comparaison entre la stabilité de la curcumine seule (figure 1) avant protection, et la stabilité de la curcumine protégée avec le procédé selon l'invention (figure 2). Le temps est exprimé en minutes sur la figure 1 tandis qu'il est exprimé en heures sur la figure 2.

La stabilité du produit final obtenu selon l'invention a été testée in vitro dans des conditions de pH proches des conditions physiologiques (pH autour de 2 pour l'estomac du monogastrique ou la caillette du polygastrique), pH voisin de la neutralité pour l'intestin grêle du monogastrique ou polygastrique ou le rumen du polygastrique). Une stabilité de l'ordre de 85 % après 30h a été obtenue pour la curcumine protégée selon l'invention (figure 2) contre 30-50 % de stabilité après 5 min. pour la curcumine seule (figure 1).

EXEMPLE

L'exemple qui suit est donné à titre d'illustration de l'invention, en aucun cas il ne saurait être interprété de manière limitative et restreindre la portée de la présente demande. 1) Chélation-prémélange n°l

Faire chauffer de l'eau (15,74%) et du glycérol de pureté 98 % (17,76%) entre 50 et 60 ⁰ C dans une cuve avec un mélange doux. Ajouter l'oligo élément (sulfate de zinc) 4,63 % au mélange eau /glycérol chauffé, maintenir à 50-60 ⁰ C sous agitation douce.

Mélanger avec un émulsionneur-disperseur pendant un temps dimensionné en fonction de la quantité à traiter et du matériel.

Ajouter la curcumine (5,92 %) au mélange eau /glycérol/sulfate de zinc Mélanger avec un émulsionneur-disperseur pendant un temps dimensionné en fonction de la quantité à traiter et du matériel.

Ajouter l'ascorbate de sodium (3,19%) au mélange eau /glycérol/sulfate de zinc /curcumine maintenu à 50-60 ⁰ C sous agitation douce.

Mélanger avec un émulsionneur-disperseur pendant un temps dimensionné en fonction de la quantité à traiter et du matériel.

Rendement de complexation >40%

2) Emulsion-prémélange n°2 Ajouter le dérivé du glycérol (monolaurate de glycérol de pureté 84 % exprimée en alpha monoglycéride) préalablement chauffé à 50-60 ⁰ C (17,76%) dans le prémélange n°l en une seule fois et maintenir la température à 55°C avec une agitation passive pendant l'introduction du monolaurate de glycérol. Mélanger avec un émulsionneur-disperseur pendant un temps dimensionné en fonction de la quantité à traiter et du matériel.

3) Adsorption

Mettre le prémélange n°2 (65%) à la température de 40-60 ⁰ C sur support acide silicique précipité séché (35%). Mélanger à l'aide d'un mélangeur approprié