BR112012008669B1 - Aditivo alimentar para a alimentação animal e processo de preparação de um aditivo alimentar para a alimentação animal - Google Patents

Aditivo alimentar para a alimentação animal e processo de preparação de um aditivo alimentar para a alimentação animal Download PDF

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Abstract

"aditivo alimentar e processo de preparação de um aditivo alimentar" a presente invenção se refere a uma nova composição de metionina, liquida ou cristalina, obtida por intermédio de biotransformação de biomassa por intermédio de micro-organismos que são adequados para a produção de metionina.

Description

(54) Título: ADITIVO ALIMENTAR PARA A ALIMENTAÇÃO ANIMAL E PROCESSO DE PREPARAÇÃO DE UM ADITIVO ALIMENTAR PARA A ALIMENTAÇÃO ANIMAL (51) lnt.CI.: A23K 1/16; C12P 13/12 (30) Prioridade Unionista: 14/10/2009 FR 0957183 (73) Titular(es): EVONIK DEGUSSA GMBH (72) Inventor(es): PATRICK FUERTES
ADITIVO ALIMENTAR E PROCESSO DE PREPARAÇÃO DE UM ADITIVO ALIMENTAR”
A presente invenção se refere a uma nova composição de metionina, liquida ou cristalina, obtida pela biotransformação de biomassa por intermédio de micro-organismos que são adequados para a produção de metionina.
A metionina, tal como outros ácidos aminados com enxofre, é indispensável para o metabolismo celular. No entanto, a metionina não é produzida pelos animais que devem, deste modo, absorver quantidades suficientes na sua alimentação. Ela é, deste modo, produzida de um modo industrial de modo a ser adicionada como complementos alimentares, em especial para a alimentação animal. A metionina pode ser também empregue como medicamento no tratamento ou na prevenção de doenças diversas como sejam as alergias ou as febres reumatoides.
As fontes habituais de metionina são ou as proteínas de origem animal ou a síntese química. De qualquer modo, a diminuição da utilização das proteínas animais a seguir ao desenvolvimento da BSE ou da gripe das aves conduziu a um aumento da procura de metionina de síntese.
A DL-metionina é geralmente produzida a partir de recursos fôsseis e de derivados da petroquímica, em especial da acroleína, do metil mercaptano e dos cianetos. A obtenção do L enantiômero mais ativo necessita de etapas suplementares de resolução racêmica que aumentam drasticamente os custos de produção.
Atualmente, a produção de metionina por biotransformação constitui uma alternativa vantajosa para a petroquímica devido à rarefação dos recursos de origem fóssil e ao aumento do custo das matérias-primas. A realização destes processos necessita, no entanto, de dispor de microorganismos adequados para produzir a metionina por biofermentação numa fonte de carbono.
As primeiras soluções eficazes industrialmente foram publicadas, estando notadamente descritas nos pedidos de patente WO 2005/111202, WO 2007/017710, WO 2007/077041 e WO 2009/043803. Outros micro-organismos produtores de metionina estão igualmente descritos nos pedidos de patente WO 2004/038 013 e WO 2006/001616, WO 2006/138689 e WO 2007/012078, notadamente.
A produção em grande escala da metionina biossintética tem, de todos os modos, problemas próprios da recuperação de moléculas químicas num fermentador, notadamente para a purificação dos produtos acabados. Neste caso, a qualidade da mistura bruta obtida, o teor das impurezas e as suas características revestem-se de uma grande importância.
A presente invenção se refere, desde modo, a uma nova composição líquida de metionina, resultante de um processo de fermentação, em que o teor de metionina e de outros componentes permite uma purificação mais fácil, em particular para a obtenção de um produto sólido que compreende um teor superior de metionina em relação aos resíduos secos da composição líquida.
A composição de metionina resulta de um processo de fermentação, ou seja, de transformação da biomassa, em que se cultiva um micro-organismo modificado para produzir a metionina num meio de cultura adequado que compreende uma fonte de carbono. As fontes de carbono são escolhidas de entre todas as fontes de carbono susceptíveis de serem metabolizadas por um micro-organismo, e em especial glucose, sucrose, os mono ou os oligossacarídeos, o amido e os seus derivados e as suas misturas.
Desde logo, a composição de acordo com a presente invenção se distingue das composições de metionina obtidas através de outros processos, notadamente químicos, pelo teor em isótopos de carbono das moléculas de metionina que são específicas dos produtos de fermentação por oposição dos produtos resultantes das matérias-primas de origem fóssil. A composição de acordo com a invenção pode, deste modo, se distinguir das composições de metionina obtidas por outros processos pela natureza e/ou pelo teor das impurezas presentes.
A composição de acordo com a invenção é uma composição de metionina resultante de um processo de fermentação que compreende de 50 a 95% em peso de metionina e que compreende menos de 10% em peso de isoleucina. De um modo preferencial, a composição compreende de 60 a 95% em peso de metionina.
Salvo indicação em contrário, as percentagens são aqui dadas em peso de resíduos secos da composição, quer se trate de uma composição líquida ou sólida.
Mais em particular, a composição de acordo com a invenção é um aditivo alimentar que compreende, ou seja que consiste por, uma composição de metionina resultante de um processo de fermentação, notadamente como o definido pela presente descrição.
De acordo com um dos seus aspectos, a presente invenção tem como objeto um aditivo alimentar para a alimentação animal que compreende, ou seja que consiste por, uma composição de metionina resultante de um processo de fermentação que compreende:
- entre 60 e 95%, notadamente de 70 a 95% em peso de metionina,
- entre 0,05 e 2,5%, notadamente de 0,1 a 2%, em particular de 0,3 a 2% em peso de N-acetil metionina, e
- entre 0,05 e 3,5%, notadamente de 0,2 a 3%, em particular de 0,3 a 3% em peso de isoleucina.
Mais em particular, o aditivo alimentar pode compreender, ou consistir por, uma composição que compreende ainda:
- de 1,0 a 6,0% em peso, notadamente de 2,0 a 5,0% em peso, de ácidos aminados que não sejam a metionina, a N-acetil metionina e a isoleucina
- de 0,1 a 2% em peso, notadamente de 0,2 a 1,5% em peso, de açúcares totais e
- de 0,05 a 2,5% em peso, notadamente de 0,1 a 2% em peso, em particular de 0,2 a 1,5% em peso de lipídios.
A composição ou o aditivo de acordo com a invenção podem ser uma composição líquida, aquosa, e no caso presente se trata mais em particular da composição obtida em fim de fermentação, após a eliminação da biomassa e de uma parte das impurezas orgânicas. Será designada como uma composição “em bruto”.
De acordo com uma variação, quando a composição, ou o aditivo, é líquido, ela está presente sob a forma de uma solução, em particular clara. Esta composição, ou aditivo, na forma líquida, pode estar desprovida ou desprovido de metionina sob a forma sólida e em particular cristalizada.
A composição, ou o aditivo, sob a forma líquida pode, de um modo adicional, se apresentar sob a forma de uma dispersão.
Mais em particular, o teor em metionina desta composição ou aditivo sob a forma líquida é inferior ou igual a 8 g/100 ml, notadamente de 4,8 g/100 ml, em particular de 4,5 g/100 ml, ou de 4 g/100 ml de composição líquida.
De um modo vantajoso, a composição, ou o aditivo, líquido de acordo com a invenção compreende entre 60 e 85% em peso de metionina, mais em concreto entre 70 e 85%.
A composição ou o aditivo líquido pode compreender um teor em metionina que vai de 60 a 80% em peso, notadamente de 65 a 75% em peso.
A composição ou o aditivo líquido pode compreender um teor em N-acetil metionina que vai de 0,5 a 2,0% em peso, notadamente de 0,75 a 1,75% em peso.
A composição ou o aditivo líquido pode compreender um teor de isoleucina que vai de 0,20 a 1,5% em peso, notadamente de 0,3 a 1,0% em peso.
A composição ou o aditivo líquido podem compreender um teor em ácidos aminados distintos da metionina, N-acetil metionina e isoleucina que vão de 2 a 6% em peso, notadamente de 3 a 5% em peso.
A composição ou o aditivo líquido podem compreender um teor em açúcares totais que vão de 0,5 a 2% em peso, notadamente de 0,75 a 1,5% em peso.
A composição ou o aditivo líquido podem compreender um teor em lipídios que vai de 0,05 a 2,5% em peso, notadamente de 0,075 a 1,5% em peso.
Deste modo, de acordo com uma primeira forma de realização, o aditivo alimentar sob a forma líquida compreende, ou consiste por, uma composição que compreende:
- de 60 a 80% em peso, notadamente de 65 a 75% em peso, de metionina,
- de 0,5 a 2,0% em peso, notadamente de 0,75 a 1,75% em peso, de N-acetil metionina, e
- de 0,20 a 1,5% em peso, notadamente de 0,3 a 1,0% em peso de isoleucina.
De um modo mais em particular, o aditivo alimentar sob a forma líquida compreende, ou consiste por, uma composição que compreende:
- de 2 a 6% em peso, notadamente de 3 a 5% em peso, de ácidos aminados diferentes de metionina, N-acetil metionina e isoleucina,
- de 0,5 a 2% em peso, notadamente de 0,75 a 1,5% em peso de açúcares totais e
- de 0,05 a 2,5% em peso, notadamente de 0,075 a 1,5% em peso, de lipídios.
A composição ou o aditivo líquido pode ainda compreender um teor em metionina que vai de 70 a 90% em peso, notadamente de 75 a 85% em peso.
A composição ou o aditivo líquido pode compreender um teor em N-actil metionina que vai de 0,05 a 2,5% em peso, notadamente de 0,075 a 2,0% em peso.
A composição ou o aditivo líquido pode compreender um teor de isoleucina que vai de 0,1 a 1,0% em peso, notadamente de 0,3 a 0,75% em peso.
A composição ou o aditivo líquido pode compreender um teor em ácidos aminados diferentes da metionina, da N-acetil metionina e da isoleucina que vai de 2 a 6% em peso, notadamente de 3 a 5% em peso.
A composição ou o aditivo líquido pode compreender um teor em açúcares total que vai de 0,25 a 2% em peso, notadamente de 0,5 a 1,5% em peso.
A composição ou o aditivo líquido pode compreender um teor em lipídios que vai de 0,05 a 2,5% em peso, notadamente de 0,075 a 2,0% em peso.
Deste modo, de acordo com uma segunda forma de realização, o aditivo alimentar sob a forma líquida compreende, ou consiste por, uma composição que compreende:
- de 70 a 90% em peso, notadamente de 75 a 85% em peso, de metionina,
- de 0,05 a 2,5% em peso, notadamente de 0,075 a 2,0% em peso, de N-acetil metionina, e
- de 0,1 a 1,0% em peso, notadamente de 0,3 a 0,75% em peso de isoleucina.
Ainda em particular, o aditivo alimentar sob a forma líquida compreende, ou consiste por, uma composição que compreende:
- de 2 a 6% em peso, notadamente de 3 a 5% em peso, de ácidos aminados diferentes da metionina, da N-acetil metionina e da isoleucina
- de 0,25 a 2% em peso, notadamente de 0,5 a 1,5% em peso, de açúcares totais e
- de 0,05 a 2,5% em peso, notadamente de 0,05 a 2,0% em peso, de lipídios.
A composição de acordo com a invenção pode se apresentar sob a forma sólida. Esta composição é mais em particular o produto de cristalização da metionina contida na composição líquida acima definida após um tratamento de purificação.
De um modo vantajoso, a composição sólida de acordo com a invenção compreende entre 75 e 95% em peso de metionina, mais em particular entre 85 e 95%.
De um modo adicional o aditivo alimentar pode se apresentar sob a forma sólida.
A composição ou o aditivo sólido pode compreender um teor de metionina que vai de 80 a 95% em peso, notadamente de 85 a 95% em peso.
A composição ou o aditivo sólido pode compreender um teor em N-acetil metionina que vai de 0,05 a 0,5% em peso, notadamente de 0,05 a 0,3% em peso.
A composição ou aditivo sólido pode compreender um teor em isoleucina que vai de 0,05 a 5,0% em peso, notadamente de 0,1 a 3,0% em peso.
A composição ou o aditivo sólido pode compreender um teor em ácidos aminados diferentes da metionina, da N-acetil metionina e da isoleucina que vai de 1,0 a 5,0% em peso, notadamente de 1,5 a 4,0% em peso.
A composição ou o aditivo sólido pode compreender um teor em açúcares totais que vai de 0,1 a 1,5% em peso, notadamente de 0,2 a 1,0% em peso.
A composição, ou o aditivo sólido, pode compreender um teor em lipídios inferior ou igual a 0,3% em peso.
De acordo com uma terceira forma de realização o aditivo alimentar, notadamente sólido, compreende, ou consiste por, uma composição que compreende:
- de 80 a 95% em peso, notadamente de 85 a 95% em peso, de metionina,
- de 0,05 a 0,5% em peso, notadamente de 0,05 a 0,3% em peso, de N-acetil metionina, e
- de 0,1 a 5,0% em peso, notadamente de 0,1 a 3,0% em peso, de isoleucina.
Ainda mais em particular, o aditivo alimentar em forma líquida compreende, ou consiste por, uma composição que compreende:
- de 1,0 a 5,0% em peso, notadamente de 1,5 a 4,0% em peso, de ácidos aminados diferentes da metionina, da N-acetil metionina e da isoleucina
- de 0,1 a 1,5% em peso, notadamente de 0,2 a 1,0% em peso, de açúcares totais e
- menos de 0,3% em peso de lipídios.
A composição de acordo com a invenção, resultante de um processo de fermentação, compreende de preferência menos de 10% em peso de isoleucina, mais em particular menos de 5% em peso.
A composição de acordo com a invenção é uma composição que compreende de um modo geral outros resíduos provenientes do processo de bioprodução de metionina e em particular de outros ácidos aminados. O teor em ácidos aminados diferentes da metionina e da isoleucina é de preferência inferior a 10% em peso. Muitos ácidos aminados estão presentes como resíduos na composição de acordo com a invenção e o teor de cada ácido aminado diferente da metionina e da isoleucina tomado de um modo individual é de preferência inferior a 2% em peso, mais preferencialmente inferior a 1% em peso.
A composição de acordo com a invenção compreende de preferência menos de 0,2% de cinzas, em particular de 0,01 a 0,2% de cinzas.
O teor de N-acetil metionina está de preferência compreendido entre 0 e 2% em peso. Ele vai depender notadamente do caráter líquido ou sólido da composição em bruto. O seu teor se aproxima de 0 na composição sólida.
A composição de acordo com a invenção compreende igualmente e de preferência menos de 2% em peso de lipídios e menos de 2% em peso de açúcares, de preferência menos de 1% em peso.
O processo de obtenção das composições é constituído por várias etapas;
A) clarificar o meio de fermentação e eliminar as impurezas orgânicas insolúveis e solúveis do referido meio de fermentação para a obtenção de uma composição bruta líquida, em caso disso
B) desmineralizar a solução bruta líquida a fim de eliminar os cátions e os ânions do referido meio de fermentação, para a obtenção de uma composição bruta líquida desmineralizada, e assegurar a obtenção de uma metionina sólida com um perfil higroscópico aproximado ao da metionina química, em caso disso
C) cristalizar a metionina bruta a partir da solução líquida desmineralizada, e
D) separação, eventualmente lavagem, e secagem e eventualmente moagem dos cristais de metionina para a obtenção de uma composição bruta sólida.
Entende-se que uma composição que compreenda a metionina cristalizada na solução de metionina faz igualmente parte da invenção.
Entende-se no sentido da invenção por “impurezas orgânicas insolúveis” a biomassa, as proteínas e as partículas insolúveis residuais.
Por “impurezas orgânicas solúveis” se entendem todas as partículas solúveis que contaminam o meio de fermentação, notadamente as macromoléculas do tipo das proteínas solúveis e os polissacarídeos.
A primeira etapa do processo consiste em clarificar o meio de fermentação e em eliminar as impurezas orgânicas. A clarificação do meio é realizada por qualquer método conhecido por um perito na técnica, método escolhido, por exemplo, de entre o grupo constituído pela floculação, pela decantação, pelas técnicas membranares (micro filtração, ultra filtração, nano filtração e osmose invertida) e pela centrifugação. A eliminação das. impurezas orgânicas solúveis é realizada por qualquer método conhecido de um perito na técnica para o efeito, método escolhido, por exemplo, do grupo constituído pela ultra filtração, pelo tratamento térmico, pelo tratamento com o auxílio de um adsorvente como seja o carbono ativo e a hidrólise enzimática. A eliminação destas impurezas solúveis permite assegurar o bom comportamento da massa cozida quando da cristalização. Com efeito, sem esta etapa, a massa cozida tem um aspecto homogêneo pastoso, gerando cristais muito finos e dificultando a sua separação bem como a sua lavagem. Deste modo, a pureza dos cristais diminui.
A segunda etapa consiste em eliminar os sais minerais da solução obtida deste modo. Esta etapa pode ser realizada por eletro diálise convencional (EURODIA®) e/ou por tratamento sobre resina de troca de cátions sob a forma H+ (PUROLITE® Cl20, PUROLITE® Cl50,
PUROLITE® Cl60 ... ) e/ou resina de troca de ânions (LEWATIT® S4228, LEWATIT® S4528, Rohm & Haas FPA91 ... ). O tratamento por resinas de troca de íons será preferido ao EDC por razões de custos e de eficácia do abatimento dos sais. Esta etapa permite, para além de outras coisas, reduzir o teor de sais na metionina sólida e assim assegurar uma assimilação mínima de água para uma boa estabilidade em armazenamento.
A terceira etapa consiste em cristalizar a metionina de modo a recuperar a metionina bruta sob uma forma sólida. Esta etapa de cristalização pode ser realizada por uma tecnologia escolhida de entre o grupo constituído pela cristalização por arrefecimento, a cristalização por evapocristalização e a cristalização adiabática. A sociedade requerente recomenda que se use a evapocristalização. Se for escolhida a evapocristalização, a sociedade requerente recomenda a concentração prévia da solução de metionina bruta através da evaporação em vácuo com o auxílio de um evaporador com uma película pendente de modo a se aproximar da sobressaturação. A solução previamente concentrada é então transferida num cristalizador do tipo de tubo Draft, por exemplo, para ser concentrado adicionalmente e cristalizar. A solubilidade da metionina a 35°C é de cerca de 70 g/L. Ao concentrar a solução a cerca de 250 g/L, sob vácuo assegurando uma temperatura de 35°C, o rendimento de recuperação em metionina é >70%. Nestas condições, e graças à eliminação das impurezas solúveis, a metionina sólida cristaliza sob a forma de esferas esponjosas, fáceis de separar das águas mães.
A quarta etapa consiste em separar a metionina bruta sólida obtida deste modo, em fazer a sua lavagem e a sua secagem. A recuperação da metionina bruta sólida é realizada por qualquer método conhecido como tal por um perito na técnica, método escolhido, por exemplo, de entre o grupo constituído pela centrifugação, pela secagem e pela filtração frontal (sobre um tambor, sobre um filtro prensado,...). Neste último caso, a metionina em bruto é então retida sobre uma tela de 40 Dm e de águas mães que passam através dela. O bolo de metionina bruta é então lavado com 1 a 10BV de água de preferência desmineralizada. A metionina bruta sólida é de seguida seca e eventualmente moída para classificar as partículas.
A composição bruta, liquida e sólida, obtida é descrita na 5 Tabela 1 que se segue:
Tabela 1
G/lOOg de resíduos secos Composição bruta líquida Composição bruta sólida
L-Metionina (L-MET) 50-85 75-95
N-acetil Metionina (NAM) <2 < 1
Isoleucina (ISO) <10 < 10
Derivados de AA desconhecido <2 <2
Valina <2 <2
Fenilalanina <2 <2
Leucina <2 <2
Ácido aspártico <2 <2
Treonina <2 <2
Alanina <2 <2
Lisina <2 <2
Arginina <2 <2
Cistina <2 <2
Glutamina <2 <2
Tirosina <2 <2
Ácido glutâmico <2 <2
Glicina <2 < 2
Citrulina <2 <2
AA Total menos L-MET, NAM e ISO <10 < 10
Açúcares totais <5 <2
Lipídios <2 <2
Ácidos orgânicos <3 <2
Tiossulfatos <7 <1
Sulfatos <1,5 <2
Fosfatos <0,2 < 1
Cloretos <0,2 <0,5
Amônio <3 <1,5
Sódio <1 <0,01
Potássio <1 <0,05
Magnésio <0,2 <0,01
Cálcio <0,1 <0,01
Outros < 10 <5
A linha “derivados de AA desconhecido” corresponde a espécies próximas dos AA e em curso de identificação.
A linha “Outros” corresponde a espécies não identificadas presentemente.
A composição bruta de acordo com a invenção pode de um modo vantajoso ser empregue de um modo direto, sob a forma sólida ou líquida, na alimentação animal como complemento ou como aditivo alimentar fornecido aos animais, misturado ao bolo alimentar fornecido a cada animal, previamente misturado, sob a forma de uma composição previamente misturada ou de um modo extemporâneo ou de um modo independente dos outros alimentos.
A invenção diz igualmente respeito a um aditivo alimentar que compreende a composição de metionina de acordo com a invenção.
De acordo com um outro dos seus aspectos, a invenção tem ainda como objeto um processo de preparação de um aditivo alimentar para a alimentação animal, notadamente como o definido mais acima, compreendendo, ou constituído por, pelo menos uma etapa seguinte que consiste, a partir de um meio de fermentação de um processo de preparação de metionina no qual se cultiva um micro-organismo modificado para produzir a metionina num meio de cultura apropriado que compreende uma fonte de carbono para:
A) clarificar o meio de fermentação e eliminar as impurezas orgânicas insolúveis e solúveis do referido meio de fermentação para a obtenção de uma composição bruta líquida que compreende:
- de 60 a 80% em peso, notadamente de 65 a 75% em peso, de metionina,
- de 0,5 a 2,0% em peso, notadamente de 0,75 a 1,75% em peso de N-acetil metionina, e
- de 0,20 a 1,5% em peso, notadamente de 0,3 a 1,0% em peso de isoleucina, e
E) recuperar o aditivo alimentar.
O processo de preparação pode conduzir a uma composição bruta líquida que compreende ainda:
- de 2 a 6% em peso, notadamente de 3 a 5% em peso, de ácidos aminados que não sejam a metionina, a N-acetil metionina e a isoleucina
- de 0,5 a 2% em peso, notadamente de 0,75 a 1,5% em peso, de açúcares totais e
- de 0,05 a 2,5% em peso, notadamente de 0,075 a 1,5% em peso, de lipídios.
O processo de preparação de um aditivo alimentar pode compreender ainda uma etapa que consiste em:
B) desmineralizar a solução bruta líquida a fim de eliminar os cátions e os ânions do referido meio de fermentação, notadamente para a obtenção de uma composição bruta líquida desmineralizada que compreende:
- de 70 a 90% em peso, notadamente de 75 a 85% em peso de metionina,
- de 0,05 a 2,5% em peso, notadamente de 0,075 a 2,0% em peso de N-acetil metionina, e
- de 0,1 a 1,0% em peso, notadamente de 0,3 a 0,75% em peso de isoleucina.
O processo de preparação de um aditivo alimentar pode permitir a obtenção de uma composição bruta líquida desmineralizada que compreende ainda:
- de 2 a 6% em peso, notadamente de 3 a 5% em peso, de ácidos aminados que não sejam a metionina, a N-acetil metionina e a isoleucina
- de 0,25 a 2% em peso, notadamente de 0,5 a 1,5% em peso de açucares totais, e
- de 0,05% a 2,5% em peso, notadamente de 0,075 a 2,0% em peso de lipídios.
Mais em particular, o processo de preparação de um aditivo alimentar permite obter um aditivo alimentar líquido e, notadamente, o referido processo não compreende uma etapa de cristalização.
O processo de preparação de um aditivo alimentar pode compreender de um modo adicional a etapa que consiste em:
C) cristalizar a metionina bruta sólida a partir da composição bruta líquida, eventualmente desmineralizada.
O processo de preparação de um aditivo alimentar pode ainda compreender a etapa que consiste em:
D) separar, eventualmente lavar, e eventualmente moer os cristais de metionina para a obtenção de uma composição bruta sólida.
Por fim, o processo de preparação de um aditivo alimentar pode permitir obter uma composição bruta sólida que compreende:
- de 80 a 95% em peso, notadamente de 85 a 95% em peso, de metionina,
- de 0,05 a 0,5% em peso, notadamente de 0,05 a 0,3% em peso, de N-acetil metionina, e
- de 0,05 a 5,0% em peso, notadamente de 0,1 a 3,0% em peso, de isoleucina.
O processo de preparação de um aditivo alimentar pode permitir que a composição de metionina bruta sólida ou que a composição bruta sólida compreendam ainda:
- de 1,0 a 5,0% em peso, notadamente de 1,5 a 4,0% em peso, de ácidos aminados que não sejam a metionina, a N-acetil metionina e a isoleucina,
- de 0,1 a 1,5% em peso, notadamente de 0,2 a 1,0% em peso, de açúcares totais e
- menos de 0,3% em peso de lipídios.
De um modo adicional, a invenção tem como objeto um processo de preparação de um alimento com um complemento de metionina que compreende pelo menos uma etapa de adição de uma composição ou de um aditivo alimentar de acordo com a invenção.
De acordo com uma variante esta adição é efetuada por adição de uma composição ou de um aditivo sob a forma líquida sobre um alimento sólido. Isto pode, em particular, ser efetuado de um modo extemporâneo. A adição pode deste modo ser efetuada por uma simples pulverização da composição ou do aditivo.
De acordo com uma outra variante esta adição é efetuada por adição de uma composição ou de um aditivo sob a forma líquida a um alimento líquido, como seja a água de beber. Isto pode ser também efetuado de um modo extemporâneo.
De acordo com um outro dos seus aspectos, a invenção tem por objeto a utilização de uma composição como a definida mais acima relativamente à preparação de um aditivo alimentar e/ou de um alimento com um complemento de metionina.
Um perito na técnica conhece bem as quantidades de metionina necessárias para a alimentação animal num regime alimentar apropriado para cada animal e sabe determinar como se emprega a composição de acordo com a invenção e em que quantidade. Em particular, a forma bruta líquida é particularmente adaptada devido ao seu contributo em oligoelementos e em água para facilitar a dosagem da mistura e a hidratação dos alimentos habituais do animal.
A composição de metionina bruta de acordo com a invenção pode ser proveniente de qualquer processo de bioprodução de metionina com a cultura de um micro-organismo otimizado para favorecer a síntese de metionina, quer se trate de uma bactéria, de leveduras ou de fungos (bolores). De um modo vantajoso o micro-organismo é escolhido entre as Enterobacteriaceae, bacillaceae, Streptomycetaceae e Corynebacteriaceae. Mais em concreto, o micro-organismo é uma espécie escolhida de entre as espécies Escherichia, Klebsiella, Pantoea, Salmonella ou Corynebacterium. Mais em particular, o micro-organismo é escolhido de entre as espécies Escherichia coli ou Corynebacterium glutamicum.
Numa forma de realização em particular da invenção, a composição de metionina bruta de acordo com a invenção é proveniente da cultura dos micro-organismos descritos no pedido internacional WO 2009/043803 cujo conteúdo se encontra aqui incorporado a título de referência, e mais em particular os micro-organismos descritos nos exemplos de realização.
A invenção se encontra mais em particular ilustrada no exemplo de realização exposto de seguida.
Uma estirpe de E. coli produtora de metionina com o genótipo MG 1655 metA*ll Ptrc-metH PtrcF-cysPUWAM PtrcF-cysJIH Ptrc09gcvTHP Ptrc36-ARNmstl7-metF-metJ ApykF ApykA ApurU (pMElOlthrA*l-cysE-PgapA-metA*ll) (pCCIBAC-serB-serA-serC) descrita no pedido internacional WO 2009/043803 é cultivada em condições de cultura de fermentação de acordo com o método descrito neste mesmo pedido internacional.
Exemplo 1: Preparação de Metionina Bruta
Um mosto de fermentação resultante da realização da estirpe previamente descrita e contendo L-metionina é purificado da forma seguinte.
A) Eliminação das impurezas orgânicas insolúveis: a biomassa
A eliminação é realizada por filtração tangencial sobre uma membrana apresentando poros com um diâmetro de 100 nm, entre 40 e 80°C (membrana do tipo de cerâmica com um canal com 3,5 mm de diâmetro).
A temperatura é de preferência mantida a 40°C com uma pressão transmembrânica de 1 bar e uma diafiltração com 20% de água desmineralizada.
Nestas condições o fluxo médio é de 30 L/h/m2 e o permeado obtido é límpido e brilhante. O permeado, livre da biomassa e das partículas insolúveis, contém ainda impurezas orgânicas solúveis, notadamente açúcares e proteínas solúveis que é conveniente eliminar antes da cristalização.
B) Eliminação das impurezas orgânicas solúveis: os açúcares e as macromoléculas solúveis
Esta etapa tem como objetivo eliminar os açúcares (polissacarídeos) e as macromoléculas contidas no mosto de fermentação. Com efeito, estas impurezas afetam negativamente o comportamento da massa cozida (aspecto ligado, homogêneo, cristais muito finos) e a recuperação da fase sólida no momento da etapa de cristalização da Lmetionina.
Esta eliminação pode ser realizada por ultrafiltração sobre uma membrana de cerâmica apresentando um limiar de corte de 5kDa. A 40°C o fluxo de filtração é em média de 25L/h/m e cerca de 70% das macromoléculas são retidas no concentrado.
O permeado, que corresponde à composição bruta líquida, tem a seguinte composição:
Tabela 2
g/100g de resíduos secos Composição bruta líquida
L-Metionina (L-MET) 72,6
N-acetil Metionina (NAM) 1,36
Isoleucina (ISO) 0,50
Derivados de AA desconhecido 1,2
Valina 0,61
Fenilalanina 0,58
Leucina 0,18
Ácido aspártico 0,25
Treonina 0,26
Alanina 0,39
Lísina 0,10
Arginina 0,04
Cistina 0,02
Glutamina 0,17
Tirosina 0,28
Ácido glutâmico 0,17
Glicina 0,10
Citrulina 0,15
AA menos MET, NAM e ISO 3,99
Açúcares totais 0,89
Lipídios 1,05
Ácidos orgânicos <3
Tiossulfatos 4,72
Sulfatos 1,04
Fosfatos 0,09
Cloretos 0,10
Amônio 2,26
Sódio 0,58
Potássio 0,42
Magnésio 0,10
Cálcio 0,02
Outros 8,47
Este permeado é então desmineralizado antes de ser cristalizado por conduzir à composição bruta sólida.
C) Desmineralização do permeado
Esta etapa de desmineralização tem como objetivo eliminar os ânions e os cátions minerais presentes no mosto de fermentação contendo a Lmetionina.
Ela pode ser conduzida por eletro diálise convencional e/ou por tratamento sobre resina de troca de cátions forte e sobre resina de troca de ânions.
Quando o tratamento é realizado sobre resinas de troca de íons, a percentagem de desmineralização é superior à que se obtém através de eletro diálise convencional. Deste modo, com uma resina de troca de íons forte (tipo PUROLITE® C120, Cl50) é possível eliminar mais de 85% dos cátions ao mesmo tempo que se garante um rendimento de metionina > 95% através do dimensionamento correto do volume de resina. Com efeito, a metionina sendo anfotérica, vai geralmente se fixar igualmente sobre a resina mas a afinidade dos cátions para a resina é mais importante que a da metionina: se verifica então a deslocação da metionina pelos cátions.
Através do mesmo mecanismo de afinidade, o permeado tratado sobre resina de troca de ânions (tipo Rohm & Haas FPA91, Bayer 4228,...) vê o seu teor em ânions descer mais de 95% com um rendimento de metionina > 80%.
Após o tratamento de desmineralização a solução tem a seguinte composição: Tabela 3
Compostos Teor (%/seco)
L-Metionina (-MET) 79,38
N-acetil Metionina (NAM) 1,49
Isoleucina (ISO) 0,54
AA menos MET, NAM e ISO 4,36
Açúcares totais 0,77
Lipídios 1,18
Acido succínico 1,10
Ácido cítrico 0,16
Tiossulfato 0,23
Compostos Teor (%/seco)
Sulfato 0,12
Fosfato 0,05
Cloreto 0,10
NH4 0,25
Na 0,08
K 0,11
Mg 0,10
Ca 0,02
Fe 0,01
Outros 9,55
Esta solução é de seguida concentrada de modo a cristalizar a
L-metionina.
D) Cristalização
A solução desmineralizada é previamente concentrada por evaporação de água a 50°C num evaporador sob vácuo de película pendente do tipo WIEGAND®. O fator de concentração é da ordem de 2 a 5 de acordo com a concentração inicial em L-metionina.
Aqui também é igual a 3 para se aproximar da saturação a
50°C (80g/L).
A solução previamente concentrada é então transferida para um evapocristalizador de circulação fechada para aí ser mais concentrada e cristalizada em vácuo (50mBar) a cerca de 35°C. O fator de concentração aplicado neste evapocristalizador é de aproximadamente 3, de modo a atingir 240g/L.
Após a separação sobre um filtro pressionado CHOQUENET® e lavagem com um volume de água desmineralizada por volume de bolo, os cristais são secos sobre uma cama fluida a 45°C (tipo AEROMATIC®).
Nestas condições o rendimento de recuperação de L-metionina é > 80% para uma pureza > 85% em seco.
A composição da L-metionina bruta sólida é apresentada na tabela que se segue: Tabela 4
g/I OOg de resíduos secos Composição bruta sólida
L-Metionina (L-MET) 89,49
N-acetil Metionina (NAM) 0,13
g/l OOg dc resíduos secos Composição bruta sólida
Isoleucina (ISO) 2,41
Derivado de AA desconhecido 0,50
V alina 0,69
Fenilalanina 0,44
Leucina 0,20
Acido aspártico 0,09
Treonina 0,19
Alanina 0,15
Lisina 0,05
Arginina 0,04
Cistina 0,02
Glutamina 0,13
Tiro sina 0,44
Acido glutâmico 0,19
Glicina 0,18
Citrulina 0,61
AA Total menos L-MET, NAM e ISO 2,37
Açúcares totais 0,31
Lipídios < 1
Ácidos orgânicos <1
Tiossulfatos 0,02
Sulfatos 0,02
Fosfatos 0,05
Cloretos 0,01
Amônio 0,04
Sódio 0,01
Potássio 0,03
Magnésio <0,01
Cálcio <0,01
Outros 3,95
O licor mãe contém então cerca de 40% em seco de metionina. De modo a otimizar o rendimento global é possível reciclar o licor mãe a montante do Processo, no seu todo ou em parte, sob a forma líquida ou após um segundo jacto de cristalização, antes ou depois de um tratamento apropriado.
A metionina bruta sólida obtida a partir do processo descrito no exemplo de acordo com a invenção tem uma estabilidade hidroscópica comparável à da metionina química.
Exemplo 2: Alimentação dos animais
A metionina bruta anteriormente obtida sob a forma sólida é adicionada a um alimento de base para frangos para consumo.
O alimento de base tem a seguinte composição:
Tabela 5
%
Trigo 61,93
Grãos de soja cozida 16,20
Óleo de palma 0,50
Bolo de soja 18,40
%
Fosfato bicálcico 0,94
Farinha de carbonato 0,86
Sal 0,24
Bicarbonato de sódio 0,20
Lisina 50% líquida 0,20
Cloreto de Colina 75% 0,06
Ferm. Teonina 25 0,03
Perm. Fitase 0,04
Mistura de Aves 0,40
Este alimento é suplementado com metionina bruta para obter composições com diferentes teores de metionina bruta, a 0,05%, 0,1%, 0,15%, 0,2% e 0,25% de metionina acrescida (correspondente a, respectivamente, cerca de 0,063%, 0,125%, 0,188%, 0,250% e 0,313% de metionina bruta sólida adicionada ao alimento).
Os animais são divididos por grupos e alimentados com o alimento de base enquanto controlo, ou com um alimento com um suplemento de metionina bruta de acordo com a invenção, depois são pesados nos 1°, 14° e 28° dias.
Verifica-se uma clara melhoria nos desempenhos para os alimentos com o suplemento de metionina de acordo com a invenção. Uma eficácia ótima está identificada a cerca de 0,4% de metionina no alimento final, ou seja, de cerca de 0,1 a 0,15% de metionina adicionada (o alimento de base tem um teor em metionina da ordem de 0,29%).
Ao efetuar-se a mesma experiência com a DL-metionina de origem química se observa um valor ótimo em tomo de cerca de 0,48% de metionina no alimento final, ou seja, cerca de 0,19% de metionina adicionada.
A metionina bruta de acordo com a invenção parece, assim, melhor usada pelo animal do que a DL-metionina de origem química.

Claims (11)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Aditivo alimentar para a alimentação animal caracterizado pelo fato de compreender, ou consistir por, uma composição de metionina resultante de um processo de fermentação que compreende:
    - de 60 a 95%, notadamente de 70 a 95% em peso de metionina,
    - de 0,05 a 2,5%, notadamente de 0,1 a 2% em peso de Nacetil metionina, e
    - de 0,05 a 3,5%, notadamente de 0,2 a 3% em peso de isoleucina.
  2. 2. Aditivo alimentar de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a composição de metionina compreender ainda:
    - de 1,0 a 6,0% em peso, notadamente de 2,0 a 5,0% em peso, de ácidos aminados diferentes da metionina, da N-acetil metionina e da isoleucina
    - de 0,1 a 2% em peso, notadamente de 0,2 a 1,5% em peso, de açúcares totais e
    - de 0,05 a 2,5% em peso, notadamente de 0,1 a 2% em peso, de lipídios.
  3. 3. Aditivo alimentar de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de se apresentar sob a forma líquida.
  4. 4. Aditivo alimentar de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de compreender, ou consistir por, uma composição que compreende:
    - de 60 a 80% em peso, notadamente de 65 a 75% em peso de metionina,
    - de 0,5 a 2,0% em peso, notadamente de 0,75 a 1,75% em peso de N-acetil metionina, e
    - de 0,20 a 1,5% em peso, notadamente de 0,3 a 1,0% em peso de isoleucina.
  5. 5. Aditivo alimentar de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3 ou 4, caracterizado pelo fato de compreender, ou consistir por, uma composição que compreende:
    - de 2 a 6% em peso, notadamente de 3 a 5% em peso, de ácidos aminados diferentes da metionina, da N-acetil metionina e da isoleucina
    - de 0,5 a 2% em peso, notadamente de 0,75 a 1,5% em peso, de açúcares totais e
    - de 0,05 a 2,5% em peso, notadamente de 0,75 a 1,5% em peso, de lipídios.
  6. 6. Aditivo alimentar de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de compreender, ou consistir por, uma composição que compreende:
    - de 70 a 90% em peso, notadamente de 75 a 85% em peso de metionina,
    - de 0,05 a 2,5% em peso, notadamente de 0,075 a 2,0% em peso de N-acetil metionina, e
    - de 0,10 a 1,0% em peso, notadamente de 0,3 a 0,75% em peso de isoleucina.
  7. 7. Aditivo alimentar de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3 e 6, caracterizado pelo fato de compreender, ou consistir por, uma composição que compreende:
    - de 2 a 6% em peso, notadamente de 3 a 5% em peso, de ácidos aminados diferentes da metionina, da N-acetil metionina e da isoleucina
    - de 0,25 a 2% em peso, notadamente de 0,5 a 1,5% em peso, de açúcares totais e
    - de 0,05 a 2,5% em peso, notadamente de 0,075 a 2,0% em peso, de lipídios.
  8. 8. Aditivo alimentar de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de se apresentar sob uma forma sólida.
  9. 9. Aditivo alimentar de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2 e 8, caracterizado pelo fato de compreender, ou consistir por, uma composição que compreende:
    - de 80 a 95% em peso, notadamente de 85 a 95% em peso de metionina,
    - de 0,05 a 0,5% em peso, notadamente de 0,05 a 0,3% em peso de N-acetil metionina, e
    - de 0,05 a 5,0% em peso, notadamente de 0,1 a 3,0% em peso de isoleucina.
  10. 10. Aditivo alimentar de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 8 e 9, caracterizado pelo fato de compreender, ou consistir por, uma composição que compreende:
    - de 1,0 a 5,0% em peso, notadamente de 1,5 a 4,0% em peso, de ácidos aminados diferentes da metionina, da N-acetil metionina e da isoleucina
    - de 0,1 a 1,5% em peso, notadamente de 0,2 a 1,0% em peso, de açúcares totais e
    - menos de 0,3% em peso de lipídios.
  11. 11. Processo de preparação de um aditivo alimentar para a alimentação animal, notadamente tal como o definido de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou 10, caracterizado pelo fato de compreender, ou consistir por, pelo menos a etapa seguinte que consiste, a partir de um meio de fermentação de um processo de preparação de metionina no qual se cultiva um micro-organismo modificado para produzir a metionina sobre um meio de cultura adequado que compreende uma fonte de carbono, para:
    4/4
    - de 0,10 a 1,0% em peso, notadamente de 0,3 a 0,75% em peso de isoleucina;
    C) cristalizar a metionina bruta sólida a partir da composição bruta líquida, eventualmente desmineralizada;
    D) separar, eventualmente lavar, e eventualmente moer os cristais de metionina para a obtenção de uma composição bruta sólida; e
    E) recuperar o aditivo alimentar.
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