BR112019017258B1

BR112019017258B1 - Composição de ração ou aditivo de ração, seu uso e método para reduzir a produção de metano proveniente das atividades digestivas de ruminantes

Info

Publication number: BR112019017258B1
Application number: BR112019017258-0A
Authority: BR
Inventors: Stephane Duval; Maik Kindermann
Original assignee: Dsm Ip Assets B.V
Priority date: 2017-02-21
Filing date: 2018-02-09
Publication date: 2023-10-03
Also published as: CN110312436A; DK3585182T3; CA3053865A1; US20200229465A1; AU2018226085A1; MX2019009894A; PL3585182T3; JP7019925B2; NZ756537A; EP3585182B1; CN110312436B; EP3585182A1; US11191288B2; AU2018226085B2; KR20190112329A; BR112019017258A2; ES2882287T3; JP2020508656A

Abstract

a presente invenção se refere ao campo de redução de emissão de metano em ruminantes. particularmente, o mesmo se refere ao uso de uma composição de ração ou um aditivo de ração que compreende pelo menos um ácido graxo que contém pelo menos 5 átomos de carbono e pelo menos uma molécula orgânica substituída em qualquer posição por pelo menos um grupo nitróxi, para reduzir a produção de metano proveniente das atividades digestivas de ruminantes e/ou para melhorar o desempenho de ruminante.

Description

[0001] A presente invenção se refere ao campo de redução de emissão de metano em ruminantes. Particularmente, o mesmo se refere ao uso de uma composição de ração ou um aditivo de ração que compreende pelo menos um ácido graxo que contém pelo menos 5 átomos de carbono e pelo menos uma molécula orgânica substituída em qualquer posição por pelo menos um grupo nitróxi, para reduzir a produção de metano proveniente das atividades digestivas de ruminantes e/ou para melhorar o desempenho de ruminante.

[0002] A presente invenção se refere adicionalmente à ração animal ou às composições de ração animal e aditivos de ração que compreendem as moléculas mencionadas acima. O termo ração ou composição de ração significa qualquer composto, preparação, mistura, ou composição adequada para, ou destinada à ingestão por um animal.

[0003] No presente contexto, um ruminante é um mamífero da ordem Artiodactyla que digere alimento à base de planta amaciando inicialmente os mesmo dentro do primeiro estômago do animal, conhecido como o rúmen, regurgitando, então, a massa semidigerida, agora conhecida como alimento ruminado, e mastigando a mesma novamente. O processo de mastigar novamente o alimento ruminado para decompor ainda mais a matéria vegetal e estimular a digestão é chamado de "ruminação".

[0004] A fermentação de rúmen causa algumas desvantagens. O metano é produzido como uma consequência natural da fermentação anaeróbica, que representa uma perda de energia para o animal hospedeiro. O carboidrato constitui 70 a 80 % da matéria seca em uma ração diária típica de gado leiteiro e apesar dessa absorção de carboidratos a partir do trato gastrointestinal ser normalmente muito limitada. A razão para isso ser a extensa fermentação de carboidratos no rúmen que resulta na produção de acetato, propionato e butirato como os produtos principais. Esses produtos são parte dos assim denominados ácidos graxos voláteis, (VFAs).

[0005] Apesar da perda de energia, o metano também é um gás de efeito estufa, que é muitas vezes mais potente que o CO2. Sua concentração na atmosfera duplicou no último século e continua a aumentar de modo alarmante. Os ruminantes são os maiores contribuidores para a formação de metano biogênico, e estimou-se que a prevenção de formação de metano a partir dos ruminantes quase estabilizaria as concentrações de metano atmosférico.

[0006] Além disso, a avaliação do protocolo de Kyoto seguido pela Conferência das Nações Unidas sobre Mudanças Climáticas de 2009 coloca maior prioridade na diminuição de emissões de metano como parte de uma estratégia de múltiplos gases.

[0007] Os antibióticos e, mais particularmente, ionóforos foram mostrados para reduzir ligeiramente a produção de metano em ruminantes (Guan et al. 2006. Journal of Animal Science; 84: 1896-1906). No entanto, o efeito dos antibióticos na formação de metano tem algumas desvantagens devido à rápida adaptação da microflora e/ou desenvolvimento de resistência que leva a uma perda completa do efeito pretendido em um curto período de tempo (2 a 3 semanas), e devido ao uso de antibióticos ser banido na Europa para uso não terapêutico.

[0008] Os produtos não antibióticos (derivado de ácido biliar) que levam à redução de emissão de metano, quando testados usando um modelo de estímulo de rúmen in vitro, foram recentemente publicados (documento WO 2010/072584). No entanto, a quantidade exigida para produzir uma redução moderada de emissão de metano não é compatível com a restrições de custo de indústria de ração de ruminante.

[0009] Além disso, um número de extratos de planta natural (Alho: documento WO 2009/150264, iúca, canela, ruibarbo) foi descrito na leitura científica como soluções potentes para reduzir a emissão de metano em ruminantes à base de experimentos in vitro. No entanto, nenhuma dessas soluções se tornou um produto comercial devido os efeitos colaterais (resíduos em leite), ou devido à quantidade muito grande de aditivo que precisa ser suprimido para o animal para gerar uma redução de metano significativa.

[0010] Sob essas circunstâncias, ainda há uma necessidade de desenvolver novas soluções para reduzir significativamente a formação de metano produzida por ruminantes. Além de reduzir a emissão de metano, tais composições também devem contribuir favoravelmente para melhorar o desempenho de ruminante diminuindo-se a razão de acetato/propionato.

[0011] Os presentes inventores constataram agora surpreendentemente que a composição especificada doravante no presente documento tem um maior potencial para uso em ração animal a fim de reduzir essencialmente a formação de metano sem afetar a fermentação microbiana de modo que seria prejudicial para o animal hospedeiro. Ademais, as composições da presente invenção também têm um maior benefício referente ao desempenho animal geral como medido pela razão ruminante de acetato/propionato. As ditas composições também são mais estáveis que aquelas descritas na técnica anterior, mais seguras para o animal e humano e são ativas em concentrações muito baixas no rúmen.

[0012] Portanto, a presente invenção fornece o uso de uma composição de ração ou aditivo de ração que compreende pelo menos um ácido graxo que contém pelo menos 5 átomos de carbono e pelo menos uma molécula orgânica substituída em qualquer posição por pelo menos um grupo nitróxi, ou um sal da mesma como definido pela fórmula (I) para reduzir a formação de metano proveniente das atividades digestivas de ruminantes e/ou para melhorar o desempenho de ruminante.

[0013] A invenção fornece adicionalmente um método para reduzir a produção de metano proveniente das atividades digestivas de ruminantes e/ou para melhorar o desempenho animal de ruminante, compreender administrar por via oral ao animal uma quantidade suficiente de uma composição de ração ou aditivo de ração que compreende pelo menos um ácido graxo que contém pelo menos 5 átomos de carbono, e pelo menos uma molécula orgânica substituída em qualquer posição por pelo menos um grupo nitróxi, ou um sal da mesma como definido pela fórmula (I) para o animal. Deve ser entendido por administração oral, uma alimentação simples ou administração manual de um bolo alimentar.

[0014] Em todas as modalidades da presente invenção, as moléculas orgânicas substituídas em qualquer posição com pelo menos um grupo nitróxi, ou sais das mesmas são definidas pela seguinte fórmula (I):em que Y é uma molécula orgânica da seguinte composição: CaHbOdNeSg, em que a é compreendido entre 1 e 25, de preferência, entre 1 e 10 b é compreendido entre 2 e 51, de preferência, entre 2 e 21 d é compreendido entre 0 e 8, de preferência, entre 0 e 6 e é compreendido entre 0 e 5, de preferência, entre 0 e 3 g é compreendido entre 0 e 3, de preferência, entre 0 e 1.

[0015] Com mais preferência, em todas as modalidades da presente invenção, a molécula orgânica de fórmula (I) é da seguinte composição CaHbOdNeSg, em que a é compreendido entre 1 e 10 b é compreendido entre 2 e 21 d é compreendido entre 0 e 6 e é compreendido entre 0 e 3 g é compreendido entre 0 e 1,

[0016] Em uma outra modalidade, os compostos preferenciais da fórmula (I) de acordo com a presente invenção são compostos, em que b é compreendido entre 3 e 51, de preferência, b é compreendido entre 3 e 21.

[0017] Em uma outra modalidade, os compostos preferenciais de fórmula (I) de acordo com a presente invenção são compostos de fórmula (II), em que n é compreendido entre 0 e 12, de preferência, compreendido entre 0 e 6 e, em que, se n / 0, a cadeia de carbono é uma cadeia de carbono alifática linear, cíclica ou ramificada que pode ser não substituída ou substituída por até 3 grupos hidroxila, alcóxi, amino, alquilamino, dialquilamino ou nitróxi, ou uma cadeia de carbono de alquenila ou uma cadeia de carbono de alquinila mono ou poli-insaturada e em qualquer forma isomérica, R4 é independentemente, hidrogênio ou uma cadeia saturada linear, cíclica ou ramificada de um grupo alquila ou alquenila que contém 1 a 12, de preferência, 1 a 6 átomos de carbono, X é hidrogênio, R5, R5=N, -OR5, -OCOR5, -NR5R6, -ONO2, - COOR5, -CONR5R6, -NHSO2R5, ou -SO2NHR5, R5 e R6 são independentemente, hidrogênio, cadeia de alquila linear, ramificada ou cíclica C1-C12, não substituídos ou substituídos por até 3 grupos hidroxila, alcóxi, amino, alquilamino, dialquilamino ou nitróxi, a cadeia de carbono de alquenila ou alquinila que pode ser mono ou poli-insaturada, e em qualquer forma isomérica.

[0018] Para todas as modalidades da presente invenção, deve ser entendido que os compostos de fórmula (I) e os compostos de fórmula (II) podem estar em qualquer forma isomérica.

[0019] Deve ser entendido na definição acima dos compostos de fórmula (II) que quando n > 2, a cadeia de carbono pode ser linear ou ramificada em qualquer posição ao longo da cadeia de carbono. Além disso, a cadeia de carbono pode ser ramificada por múltiplas ramificações em diferentes posições ao longo da cadeia de carbono. Ademais, quando n > 3, a cadeia de carbono alifática pode formar uma fração cíclica. Essa fração cíclica pode portar a fração nitróxi em qualquer posição (2, 3, 4), e também pode ser ramificada em múltiplas posições por quaisquer grupos alifáticos. Os grupos alifáticos ramificados são, de preferência, metila, etila ou propila. Ademais, a cadeia de carbono pode ser adicionalmente substituída por até 3 grupos hidroxila, alcóxi, amino, alquilamino, dialquilamino ou nitróxi.

[0020] Na definição acima dos derivados da fórmula (II), um grupo alquila preferencial é metila, etila, propila, isopropila, butila, butila secundária, isobutila, pentila, neopentila, hexila, ciclo-hexila, e 2-etil-hexila e octila. Além disso, qualquer grupo alquila ou alquenila que contém três ou mais átomos de carbono pode ser de cadeia linear, ramificado ou cíclico. Além do grupo C2-C10-alquenileno ramificado ou de cadeia linear, isso é entendido para abranger os grupos alquenileno com uma ou (a partir de C4) mais ligações duplas; os exemplos de tais grupos alquenileno são aqueles das fórmulas -CH=CH-, -CH=CH-CH2-, -CH=CH-(CH2)3- e -(CH=CH)2-.

[0021] Em uma outra modalidade, mais compostos preferenciais de fórmula (I) de acordo com a presente invenção são selecionados a partir da lista de compostos, e sais da mesma como listado com sua fórmula química na Tabela 1. Tabela 1: Compostos preferenciais da fórmula (I) de acordo com a presente invenção

[0022] Em uma outra modalidade, ainda mais compostos preferenciais de fórmula (I) são selecionados a partir da lista de compostos, e sais dos mesmos que compreendem 3- nitroxipropanol, etil-3-nitroxipropionato, metil-3- nitroxipropionato e ácido 3-nitroxipropiônico. Com máxima preferência, em todas as modalidades da presente invenção há o uso de 3-nitroxipropanol.

[0023] Os compostos de fórmula (I) da presente invenção também compreendem sais da molécula orgânica de nitróxi. Os cátions preferenciais para a preparação de sal podem ser selecionados a partir do grupo que consiste em sódio (Na+), potássio (K+), lítio (Li+), magnésio (Mg2+), cálcio (Ca2+), bário (Ba2+), estrôncio (Sr2+) e amônio (NH4+). Os sais também podem ser preparados a partir de um metal alcalino ou um metal alcalino terroso.

[0024] Os compostos de fórmula (I) de acordo com a presente invenção podem ser fabricados em princípio de acordo com os métodos sintéticos conhecidos per se para moléculas orgânicas de nitróxi e/ou com base nos métodos como descrito no documento PCT/EP2010/069338, e no pedido de patente europeia n° 10 195 857.7.

[0025] O termo ácido graxo que contém pelo menos 5 átomos de carbono como usado no presente documento se refere aos ácidos monocarboxílicos saturados ou insaturados de pelo menos 5 átomos de carbono, como, de preferência, aos ácidos monocarboxílicos saturados ou insaturados de 5 átomos de carbono a 28 átomos de carbono, com mais preferência, de 7 átomos de carbono a 21 átomos de carbono, com máxima preferência, de 9 átomos de carbono a 16 átomos de carbono. Os exemplos de tal ácido graxo incluem, porém sem limitação, ácido láurico, ácido oleico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido mirisoleico, ácido palmitoleico, ácido linoleico e ácidos linolênicos. Em todas as modalidades da presente invenção, o ácido graxo é, de preferência, um ácido monocarboxílico saturado que tem a fórmula geral CnH2n+1COOH, em que n é um número inteiro selecionado na faixa de 4 a 27, de preferência, na faixa de 6 a 20, com mais preferência, na faixa de 8 a 15, com máxima preferência, na faixa de 9 a 13. Com máxima preferência, em todas as modalidades da presente invenção há o uso de ácido láurico, com máxima preferência, como o único ácido graxo (isto é, na ausência de ácido graxos adicionais).

[0026] Os ácidos graxos podem ser usados como ou na forma de um sal adequado da mesma. Os cátions preferenciais para a preparação de sal podem ser selecionados a partir do grupo que consiste em sódio (Na+), potássio (K+), lítio (Li+), magnésio (Mg2+), cálcio (Ca2+), bário (Ba2+), estrôncio (Sr2+) e amônio (NH4+) como, em particular, o respectivo sal alcalino ou sal alcalino terroso. Com máxima preferência, os respectivos sais de sódio-potássio ou cálcio.

[0027] A emissão de metano por ruminantes pode ser facilmente medida em animais individuais em câmaras metabólicas por métodos conhecidos na técnica (Grainger et al., 2007 J. Dairy Science; 90: 2755-2766). Ademais, a mesma também pode ser avaliada em níveis de celeiro por uma tecnologia emergente usando feixe a laser (McGinn et al., 2009, Journal of Environmental Quality; 38: 1796-1802). Alternativamente, o metano produzido por um ruminante leiteiro também pode ser avaliado pela medição de perfis de ácido graxo no leite de acordo com o documento WO 2009/156453.

[0028] O desempenho de ruminante pode ser avaliado por métodos bem conhecidos na técnica, e é frequentemente ilustrado pela razão de acetato e propionato (razão molar).

[0029] A presente invenção também se refere ao uso de uma composição de ração ou aditivo de ração que compreende pelo menos um ácido graxo que contém pelo menos 5 átomos de carbono, e pelo menos uma molécula orgânica substituída em qualquer posição por pelo menos um grupo nitróxi, ou um sal da mesma como definido pela fórmula (I) em composição com pelo menos uma substância ativa adicional que mostra efeitos similares em relação à formação de metano no rúmen e que é selecionado a partir do grupo que consiste em dissulfeto de dialila, óleo gárlico, isotiocianato de alila, ácido desoxicólico, ácido quenodesoxicólico e derivados dos mesmos.

[0030] Os compostos adicionais que poderiam ser obtidos juntamente com o composto de acordo com a presente invenção são, por exemplo, leveduras, extratos de orégano e óleos essenciais, por exemplo, timol, 3-metilfenol, vanilina, guaiacol e eugenol.

[0031] Contempla-se presentemente que dissulfeto de dialila, óleo gárlico, isotiocianato de alila ácido desoxicólico, ácido quenodesoxicólico e derivados dos mesmos são independentemente administrados em faixas de dosagem de, por exemplo, 0,01-500 mg de substância ativa por kg de ração (ppm). Esses compostos são comercialmente disponíveis ou podem ser facilmente preparados por uma pessoa versada usando os processos e métodos bem conhecidos na técnica anterior.

[0032] Os mamíferos ruminantes de acordo com a presente invenção incluem gado, cabras, ovelha, girafa, bisão americano, bisão europeu, iaques, búfalo d'água, cervo, camelos, alpacas, lhamas, gnu, antílope, antilocapra, e nilgó.

[0033] Para todas as modalidades da presente invenção, gado doméstico, ovelha e cabra são as espécies mais preferenciais. Para os presentes propósitos, as espécies mais preferenciais são gado doméstico. O termo inclui todas as raças de gado doméstico e todos os tipos de produção de gado, em particular, vacas leiteiras e gado bovino.

[0034] A presente invenção também se refere ao uso de uma composição de ração ou aditivo de ração que compreende pelo menos um ácido graxo que contém pelo menos 5 átomos de carbono, e pelo menos uma molécula orgânica substituída em qualquer posição por pelo menos um grupo nitróxi, ou um sal da mesma como definido pela fórmula (I), em que a produção de metano em ruminantes é reduzida por pelo menos 10 % quando medida em câmaras metabólicas e à base do tratamento com a pelo menos uma molécula orgânica substituída em qualquer posição. De preferência, a redução de metano é de pelo menos 15 %, com mais preferência, pelo menos 20 %, ainda com mais preferência, pelo menos 25 %, com máxima preferência, pelo menos 30 %. As medições de emissão de metano alternativas também podem ser usadas de modo semelhante ao uso de um feixe a laser ou para ruminante leiteiro, correlacionando a produção de metano com o perfil de VFA em leite.

[0035] A presente invenção também se refere ao uso de uma composição de ração ou aditivo de ração que compreende pelo menos um ácido graxo que contém pelo menos 5 átomos de carbono, e pelo menos uma molécula orgânica substituída em qualquer posição por pelo menos um grupo nitróxi, ou um sal da mesma como definido pela fórmula (I), em que a razão de ácido graxo volátil entre acetato e propionato é reduzida por pelo menos 10 % com base no tratamento com a pelo menos uma molécula orgânica substituída em qualquer posição por pelo menos um grupo nitróxi. De preferência, a razão de ácido graxo volátil é reduzida em pelo menos 15 %, com mais preferência, em pelo menos 20 %.

[0036] A presente invenção também se refere ao uso de uma composição de ração ou aditivo de ração que compreende pelo menos um ácido graxo que contém pelo menos 5 átomos de carbono e pelo menos uma molécula orgânica substituída em qualquer posição por pelo menos um grupo nitróxi, ou um sal da mesma como definido pela fórmula (I), em que a quantidade da molécula orgânica como definido na fórmula (I) administrada ao animal ruminante é de 1 mg a 10 g por kg de ração, de preferência, de 10 mg a 1 g por kg de ração, com mais preferência, de 50 mg a 500 mg por kg de ração, e a quantidade do pelo menos um ácido graxo que contém pelo menos 5 átomos de carbono administrados ao animal ruminante é de 0,1 a 20 g por kg de ração, de preferência, de 1 a 15 g por kg de ração, com máxima preferência, de 1 a 10 g por kg de ração. Para o uso em ração animal, no entanto, as moléculas orgânicas substituídas em qualquer posição por pelo menos um grupo nitróxi, ou seus sais das mesmas como definido pela fórmula (I) não precisam ser tão puras; as mesmas podem, por exemplo, incluir outros compostos e derivados.

[0037] A presente invenção se refere adicionalmente ao uso de uma composição de ração ou aditivo de ração que compreende pelo menos um ácido graxo que contém pelo menos 5 átomos de carbono, e pelo menos uma molécula orgânica substituída em qualquer posição por pelo menos um grupo nitróxi, ou um sal da mesma como definido pela fórmula (I), em que a razão molar entre a molécula orgânica como definido na fórmula (I) e o pelo menos um ácido graxo que contém pelo menos 5 átomos de carbono na composição de ração ou aditivo de ração é compreendida entre 0,00001 e 1, de preferência, entre 0,0001 e 0,5, com mais preferência, entre 0,0025 e 0,1, com máxima preferência, na faixa de 0,004 a 0,05. Faixas adicionalmente preferenciais abrangem 0,003 a 0,05 ou 0,004 a 0,01.

[0038] A ração de ruminante ou aditivos de ração podem ser preparados pelos métodos conhecidos per se na técnica de processamento e formulação de ração.

[0039] Os aspectos adicionais da presente invenção são, portanto, formulações, isto é, aditivos de ração e composições de ração animal que contêm composições como definido acima no presente documento.

[0040] Portanto, a presente invenção também se refere a uma composição de ração ou um aditivo de ração que compreende pelo menos um ácido graxo que contém pelo menos 5 átomos de carbono e pelo menos um composto de fórmula (I) ou um sal da mesma. Em uma modalidade preferencial, a composição é uma pré-mistura de mineral, uma pré-mistura de vitamina que inclui vitaminas e minerais ou um bolo alimentar.

[0041] A dosagem diária normal de uma composição de acordo com a invenção fornecida para um animal por ingestão de ração depende do tipo de animal e sua condição. Normalmente, essa dosagem deve estar na faixa de cerca de 1 mg a cerca de 100 g, de preferência, de cerca de 1 g a cerca de 50 g, com mais preferência, 5 g a 10 g de composto por kg de ração.

[0042] A composição que compreende pelo menos um ácido graxo que contém pelo menos 5 átomos de carbono e pelo menos uma molécula orgânica substituída em qualquer posição por pelo menos um grupo nitróxi ou um sal da mesma como definido pela fórmula (I) pode ser usada em combinação com ingredientes convencionais presentes em uma composição de ração animal (dieta) como carbonatos de cálcio, eletrólitos, como cloreto de amônio, proteínas, como farinha de feijão-soja, trigo, amido, farelo de girassol, milho, farinha de carne e ossos, aminoácidos, gordura animal, vitaminas e minerais-traço.

[0043] Os exemplos particulares das composições da invenção são os seguintes: - um aditivo de ração animal que compreende (a) pelo menos um composto selecionado a partir da tabela 1 e (b) pelo menos um ácido graxo que contém pelo menos 5 átomos de carbono, (c) pelo menos uma vitamina solúvel em gordura-, (d) pelo menos uma vitamina solúvel em água-, (e) pelo menos um mineral-traço e/ou (f) pelo menos um macromineral; - uma composição de ração animal que compreende pelo menos um ácido graxo que contém pelo menos 5 átomos de carbono e pelo menos um composto selecionado a partir da tabela 1 e um teor de proteína bruta de 50 a 800 g/kg de ração.

[0044] As denominadas pré-misturas são exemplos de aditivos de ração animal da invenção. Uma pré-mistura designa uma mistura preferencialmente uniforme de um ou mais microingredientes com diluentes e/ou carreador. As pré-misturas são usadas para facilitar a dispersão uniforme de microingredientes em uma mistura maior.

[0045] Apesar dos ingredientes ativos da invenção, a pré-mistura da invenção contém pelo menos uma vitamina solúvel em gordura e/ou pelo menos uma vitamina solúvel em água e/ou pelo menos um mineral-traço e/ou pelo menos um macromineral. Em outras palavras, a pré-mistura da invenção compreende o pelo menos um composto de acordo com a invenção juntamente com pelo menos um componente adicional selecionado a partir do grupo que consiste em vitaminas solúveis em gordura, vitaminas solúveis em água, minerais- traço e macrominerais.

[0046] Os macrominerais podem ser separadamente adicionados à ração. Portanto, em uma modalidade particular, a pré-mistura compreende os ingredientes ativos da invenção juntamente com pelo menos um componente adicional selecionado a partir do grupo que consiste em vitaminas solúveis em gordura, vitaminas solúveis em água e minerais-traço.

[0047] As seguintes são listas não exclusivas de exemplos desses componentes: - Exemplos de vitaminas-solúveis em gordura são vitamina A, vitamina D3, vitamina E e vitamina K, por exemplo, vitamina K3. - Exemplos de vitaminas solúveis em água -são vitamina B12, biotina e colina, vitamina B1, vitamina B2, vitamina B6, niacina, ácido fólico e pantotenato, por exemplo, Ca-D-pantotenato. - Exemplos de minerais-traço são manganês, zinco, ferro, cobre, iodo, selênio e cobalto. - Exemplos de macrominerais são cálcio, fósforo e sódio.

[0048] No que diz respeito às composições de ração para ruminantes, como vacas, bem como ingredientes das mesmas, a dieta de ruminante é usualmente composta de uma fração facilmente digerível (nomeada concentrado) e uma fração menos prontamente degradável rica em fibra (nomeada feno, forragem ou fibras).

[0049] O feno é chamado de grama seca, leguminosa ou cereais integrais. A grama inclui, dentre outros, erva-dos- prados, azevém, festucas. Os legumes incluem, dentre outros, trevo, luzerna ou alfalfa, grãos, feijões e ervilhacas. Os cereais integrais incluem, dentre outros, cevada, maís (milho), aveia, sorgo. Outras culturas de forragem incluem cana-de-açúcar, couves, colzas e repolhos. Além disso, as culturas de raiz, como nabos, nabo-sueco, mangues, beterraba forrageira e beterraba (incluindo polpa de beterraba e melaço de beterraba) são usadas para alimentar os ruminantes. Outras culturas adicionais são tubérculos como batatas, mandioca e batata-doce. A silagem é uma versão ensilada da fração rica em fibra (por exemplo, de gramas, legumes ou cereais integrais) através do que o material com um alto teor de água é tratado com um processo de fermentação anaeróbica controlada (naturalmente fermentado ou tratado com aditivo).

[0050] O concentrado é amplamente constituído de cereais (como cevada incluindo grão de fabricação de cerveja e grão de destilados, maís, trigo, sorgo), mas também muitas vezes contém ingredientes de ração ricos em proteína como feijão- soja, semente de colza, caroço de palma, semente de algodão e girassol.

[0051] As vacas também podem ser alimentadas com rações misturadas totais (TMR), onde todos os componentes da dieta, por exemplo, forragem, silagem e concentrado, são misturados antes de servir.

[0052] Como mencionado acima, uma pré-mistura é um exemplo de um aditivo de ração que pode compreender os compostos ativos de acordo com a invenção. Entende-se que os compostos podem ser administrados ao animal em outras formas diferentes. Por exemplo, os compostos também podem ser incluídos em um bolo que seria colocado no rúmen e que liberaria uma quantidade definida dos compostos ativos continuamente em dosagens bem definidas por um período de tempo específico.

[0053] A presente invenção se refere adicionalmente a um método para reduzir a produção de metano proveniente das atividades digestivas de ruminantes e/ou para melhorar desempenho animal de ruminante, que compreende administrar oralmente uma quantidade suficiente de uma composição de ração ou aditivo de ração que compreende pelo menos um ácido graxo que contém pelo menos 5 átomos de carbono, e pelo menos uma molécula orgânica substituída em qualquer posição por pelo menos um grupo nitróxi, ou um sal da mesma como definido pela fórmula (I) com as modalidades preferenciais descritas acima.

[0054] Além disso, a invenção se refere adicionalmente a um método como descrito acima, em que a composição de ração ou aditivo de ração de acordo com a presente invenção é administrada ao animal em combinação com pelo menos uma substância ativa adicional selecionada a partir do grupo que consiste em dissulfeto de dialila, óleo gárlico, isotiocianato de alila, ácido desoxicólico, ácido quenodesoxicólico e derivados dos mesmos.

[0055] A invenção também se refere a um método como descrito acima, em que o animal ruminante é selecionado a partir do grupo que consiste em: gado, cabras, ovelha, girafa, bisão americano, bisão europeu, iaques, búfalo d'água, cervo, camelos, alpacas, lhamas, gnu, antílope, antilocapra, e nilgó, e com mais preferência a partir do grupo que consiste em: gado, cabras e ovelha.

[0056] A invenção também se refere a um método como descrito acima, em que a quantidade de pelo menos uma molécula orgânica como definido em fórmula (I) administrada ao animal ruminante é de cerca de 1 mg a cerca de 10 g por kg de ração, de preferência, de cerca de 10 mg a cerca de 1 g, com mais preferência de 50 mg a 500 mg composto por kg de ração, e a quantidade do pelo menos um ácido graxo que contém pelo menos 5 átomos de carbono administrada ao animal ruminante é de 0,1 a 52 g por kg de ração, de preferência, de 1 a 15 g por kg de ração, com máxima preferência de 1 a 10 g por kg de ração.

[0057] A invenção também se refere a um método como descrito acima, em que a produção de metano em ruminantes é reduzida em pelo menos 10 % quando medida em câmaras metabólicas e com base no tratamento com a pelo menos uma molécula orgânica substituída em qualquer posição. De preferência, a redução de metano é de pelo menos 15 %, com mais preferência, pelo menos 20 %, ainda com mais preferência, pelo menos 25 %, com máxima preferência, pelo menos 30 %. As medições de emissão de metano alternativas também podem ser usadas de modo semelhante ao uso de um feixe a laser ou para ruminante leiteiro, correlacionando a produção de metano com o perfil de VFA em leite.

[0058] A invenção também se refere a um método como descrito acima, em que a razão de ácido graxo volátil de acetato para propionato (razão molar) é reduzida em pelo menos 10 % com base no tratamento com a pelo menos uma molécula orgânica substituída em qualquer posição por pelo menos um grupo nitróxi. De preferência, a razão de ácido graxo volátil é reduzida em pelo menos 15 %, com mais preferência, em pelo menos 20 %.

[0059] A invenção também se refere a um método como descrito acima, em que a razão molar de molécula orgânica como definido em fórmula (I) para pelo menos um ácido graxo que contém pelo menos 5 átomos de carbono na composição de ração ou aditivo de ração é compreendida entre 0,00001 e 1, de preferência, entre 0,0001 e 0,5, com mais preferência, entre 0,0025 e 0,1, com máxima preferência na faixa de 0,004 a 0,01. Faixas adicionalmente preferenciais abrangem 0,003 a 0,05 ou 0,004 a 0,01.

[0060] Em uma modalidade particular, a presente invenção se refere ao uso de uma mistura de 3-nitroxipropanol e ácido láurico para reduzir a formação de metano em ruminantes e/ou para diminuir a razão de acetato/propionato (razão molar) em ruminantes. Em uma modalidade preferencial, a razão molar de 3-nitroxipropanol para ácido láurico na mistura é selecionada na faixa de 0,00001 a 1, de preferência, na faixa de 0,0001 a 0,5, com mais preferência na faixa de 0,0025 a 0,1, com máxima preferência na faixa de 0,004 a 0,01. Faixas adicionalmente preferenciais abrangem 0,003 a 0,05 ou 0,004 a 0,01. Em uma modalidade adicionalmente preferencial, a redução de metano é de pelo menos 15 %, com mais preferência, pelo menos 20 %, ainda com mais preferência, pelo menos 25 %, com máxima preferência, pelo menos 30 % com base na administração de 3-nitroxipropanol em separado (medida em câmaras metabólicas) e/ou a diminuição na razão de acetato e propionato é de pelo menos 3 %, com mais preferência pelo menos 4 % com base na administração de 3-nitroxipropanol em separado.

[0061] Em uma outra modalidade, a invenção se refere a uma redução da formação de metano e/ou à diminuição na razão de acetato/propionato (razão molar) em ruminantes, em que o dito método abrange a etapa de administrar a um ruminante uma mistura de 3-nitroxipropanol e ácido láurico. Em uma modalidade preferencial, a razão molar de 3- nitroxipropanol para ácido láurico na mistura é selecionada na faixa de 0,00001 a 1, de preferência, na faixa de 0,0001 a 0,5, com mais preferência na faixa de 0,0025 a 0,1, com máxima preferência na faixa de 0,004 a 0,01. Faixas adicionalmente preferenciais abrangem 0,003 a 0,05 ou 0,004 a 0,01. Em uma modalidade adicionalmente preferencial, a redução de metano é de pelo menos 15 %, com mais preferência, pelo menos 20 %, ainda com mais preferência, pelo menos 25 %, com máxima preferência, pelo menos 30 % com base na administração de 3-nitroxipropanol em separado (medida em câmaras metabólicas) e/ou a diminuição na razão de acetato e propionato é de pelo menos 3 %, com mais preferência pelo menos 4 % com base na administração de 3- nitroxipropanol em separado.

[0062] A presente invenção é adicionalmente descrita pelos seguintes exemplos que não devem ser interpretados como limitantes do escopo da invenção.

Exemplos

[0063] Teste in vitro para produção de metano: Uma versão modificada do “Teste de valor de Forragem de Hohenheim (HFT)” foi usada para testar o efeito de compostos específicos nas funções de rúmen imitadas por esse sistema in-vitro.

[0064] Princípio: A ração é adicionada em uma seringa com uma composição de licor de rúmen e uma mistura apropriada de tampões. A solução é incubada a 39 °C. Após 8 horas, a quantidade (e composição) de fase gasosa produzida é medida e colocada em uma fórmula para conversão. Reagentes: Solução de elemento de massa: - 6,2 g de fosfato di-hidrogenado de potássio (KH2PO4) - 0,6 g de hepta-hidrato de magnésio e sulfato (MgSO4 * 7H2O) - 9 ml de ácido fosfórico concentrado (1 mol/l) - dissolvido em água destilada a 1 l (pH cerca de 1,6) Solução de tampão: - 35,0 g de hidrogenocarbonato de sódio (NaHCO3) - 4,0 g de hidrogenocarbonato de amônio ((NH4)HCO3) - dissolvido em água destilada para 1 l Solução de elemento-traço: - 13,2 g de di-hidrato de cloreto de cálcio (CaCl2 * 2H2O) - 10,0 g de tetra-hidrato de cloreto de manganês(II) (MnCl2 * 4H2O) - 1,0 g de hexa-hidrato de cloreto de cobalto(II) (CoCl2 * 6H2O) - 8,0 g de cloreto de ferro(III) (FeCl3 * 6H2O) - dissolvido em água destilada para 100 ml Solução de sal de sódio: - 100 mg de sal de sódio - dissolvido em água destilada para 100 ml Solução de redução: - primeiro 3 ml de hidróxido de sódio (c = 1 mol/l), então, 427,5 mg de hidrato de sulfeto de sódio (Na2S * H2O) são adicionados a 71,25 ml de H2O - a solução precisa ser preparada logo antes de ser adicionada à solução de meio

Procedimento:

[0065] Pesagem de amostra: O item de ração é peneirado em 1 mm - usualmente TMR (44 % de concentrado, 6 % de feno, 37 % de silagem de maís e 13 % de silagem de grama) - e pesado exatamente em 64 seringas. 4 dessas seringas são os controles de substrato, que exibem a produção de gás sem o efeito dos compostos testados. 4 outras seringas são controle positivo, nas quais sulfonato de bromoetano foi adicionado a 0,1 mM. Quando necessário, 4 seringas contêm um controle de carreador (se os compostos de teste precisarem de um carreador). As seringas restantes contêm as substâncias de teste, em grupos de 4 seringas.

Preparação da solução de meio:

[0066] Os componentes são misturados em uma garrafa de Woulff na seguinte ordem: - 711 ml de água - 0,18 ml de solução de elemento-traço - 355,5 ml de solução de tampão - 355,5 ml de solução de elemento de massa A solução completa é aquecida até 39 °C seguido pela adição de 1,83 ml solução de sal de sódio e pela adição de solução de redução a 36 °C. O licor de rúmen é adicionado, quando o indicador se torna incolor.

[0067] Extração do licor de rúmen: 750 ml de licor de rúmen são adicionados a aproximadamente 1.400 ml de solução de meio sob agitação continuada e gaseificação de CO2.

[0068] Preenchimento das seringas, incubação e determinação de volumes de gás e valores de VFA: O fluido de rúmen diluído (24 ml) é adicionado à seringa de vidro. As seringas são, então, incubadas por 8 horas a 39 °C sob agitação branda. Após 8 horas, o volume de gás produzido é medido, e a porcentagem de metano na fase gasosa é determinada por cromatografia gasosa.

Resultados

[0069] O alimento fermentado foi TMR artificial (44 % de concentrado, 6 % de feno, 37 % de silagem de maís e 13 % de silagem de grama). Ácido láurico da Sigma Aldrich foi usado a uma concentração de 1000 μM. 3-Nitro-oxi-propanol (3-NOP) foi usado em duas concentrações diferentes, 2,5 μM e 5 μM.

[0070] Os resultados são apresentados nas seguintes Tabelas 2 e 3. Efeitos sinérgicos claros foram obtidos para a combinação de 3-NOP e ácido láurico em vista da redução de metano assim como na razão de acetato/propionato, que se transforma em benefício de desempenho adicional para o animal. Os resultados retratados abaixo resultam da média de três experimentos com ácido láurico, 3-NOP ou uma combinação de ambos. Ace. = acetato; Prop. = propionate Tabela 2: Efeito na produção de metano*Redução esperada com base em um efeito aditivo vs. controle °(Valor encontrado - valor esperado)/valor esperado 100 % Tabela 2: Efeito em perfil de ácidos graxos voláteis (VFA) isto é, razão de acetato/propionate*Redução esperada com base em um efeito aditivo vs. Controle °(Valor encontrado - valor esperado)/valor esperado * 100 %

Claims

1. Uso de uma composição de ração ou aditivo de ração caracterizado por compreender ácido láurico, 3- nitroxipropanol para reduzir a formação de metano proveniente das atividades digestivas de ruminantes e/ou para melhorar desempenho de ruminante, em que a razão molar de 3-nitroxipropanol para ácido láurico está compreendida entre 0,0025 e 0,1.

2. Uso, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o animal ruminante é selecionado a partir do grupo que consiste em: gado, cabras, ovelhas, girafas, bisão americano, bisão europeu, iaques, búfalos d'água, cervo, camelos, alpacas, lhamas, gnus, antílopes, antilocapras e nilgós.

3. Uso, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a produção de metano em ruminantes é reduzida em pelo menos 10 % quando medida em câmaras metabólicas e com base no tratamento com 3- nitroxipropanol.

4. Uso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a quantidade de 3- nitroxipropanol administrada ao animal ruminante é de 1 mg a 10 g por kg de ração, e a quantidade de ácido láurico administrada ao animal ruminante é de 0,1 a 20 g por kg de ração.

5. Uso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a quantidade de 3- nitroxipropanol administrada ao animal ruminante é de 10 mg a 1 g por Kg de ração, e a quantidade de ácido láurico administrado ao animal ruminante é de 1 a 15 g por Kg de ração.

6. Uso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a quantidade de 3- nitroxipropanol administrada ao animal ruminante é de 50 mg a 500 mg por Kg de ração, e a quantidade de ácido láurico administrado ao animal ruminante é de 1 a 10 g por Kg de ração.

7. Uso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a razão molar de 3-nitroxipropanol para o ácido láurico é compreendida entre 0,0004 e 0,01.

8. Composição de ração ou aditivo de ração compreendendo ácido láurico e 3-nitroxipropanol caracterizada pelo fato de que a razão molar de 3- nitroxipropanol para o ácido láurico é compreendida entre 0,0025 e 0,1.

9. Composição de ração ou aditivo de ração, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que a razão molar 3-nitroxipropanol para o ácido láurico é compreendida entre 0,004 a 0,01.

10. Composição de ração ou aditivo de ração, de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizada pelo fato de que a quantidade de 3-nitroxipropanol administrada ao animal ruminante é de 1 mg a 10 g por Kg de ração, preferencialmente de 10 mg a 1 g por Kg de ração, mais preferencialmente de 50 mg a 500 mg por kg de ração, e a quantidade de ácido láurico administrada ao animal ruminante é de 0,1 a 20 g por kg de ração, preferencialmente de 1 a 15 g por kg de ração, mais preferencialmente de 1 a 10 g por Kg de ração.

11. Método para reduzir a produção de metano proveniente das atividades digestivas de ruminantes caracterizado por compreender uma composição de ração ou aditivo de ração que compreende pelo menos um ácido láurico, e pelo menos 3-nitroxipropanol, em que a razão molar de 3-nitroxipropanol para o ácido láurico é compreendida entre 0,0025 e 0,1.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a quantidade de 3- nitroxipropanol administrada ao animal ruminante é de 1 mg a 10 g por Kg de ração, preferencialmente de 10 mg a 1 g por Kg de ração, mais preferencialmente de 50 mg a 500 mg por Kg de ração, e a quantidade de ácido láurico administrada ao animal ruminante é de 0,1 a 20 g por Kg de ração, preferencialmente de 1 a 15 g por Kg de ração, mais preferencialmente de 1 a 10 g por Kg de ração.

13. Método, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que o animal ruminante é selecionado a partir do grupo que consiste em: gado, cabras, ovelhas, girafas, bisão americano, bisão europeu, iaques, búfalos d'água, cervos, camelos, alpacas, lhamas, gnus, antílopes, antilocapras e nilgós.