BR112020012615A2 - uso de uma fração de lignina como ingrediente de suplemento alimentar humano e animal - Google Patents

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BR112020012615-2A
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Giuliano Leonardi
Suvi Pietarinen
Christian Hübsch
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Green Innovation Gmbh
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Abstract

Divulga-se o uso de uma fração de lignina como ingrediente de suplemento alimentar humano e animal, bem como suplementos alimentares compreendendo este.

Description

USO DE UMA FRAÇÃO DE LIGNINA COMO INGREDIENTE DE SUPLEMENTO ALIMENTAR HUMANO E ANIMAL DESCRIÇÃO CAMPO DA INVENÇÃO
[0001] A presente invenção refere-se ao uso de uma fração de lignina como ingrediente de suplemento alimentar humano e animal, bem como suplementos alimentares compreendendo este.
ESTADO DA TÉCNICA
[0002] Em algumas indústrias, por exemplo, na indústria de alimentos, é necessário evitar a proliferação de bactérias, a fim de manter condições higiênicas nos produtos processados na indústria, por exemplo, um produto alimentício. Nas fazendas e nos matadouros, a proliferação de bactérias é, por um lado, muito comum e, por outro lado, é muito importante limitar e evitar essas proliferações.
[0003] Os produtos conhecidos são, muitas vezes, ineficazes em relação a muitos micro-organismos; portanto, muitos produtos diferentes devem ser utilizados e, além disso, produtos conhecidos estão, muitas vezes, poluindo o meio ambiente ou o produto para o qual são usados.
[0004] O produto normalmente usado nesses casos são antibióticos. No entanto, o uso excessivo e indevido desses medicamentos, bem como a falta de desenvolvimento de novas drogas pela indústria farmacêutica devido à redução de incentivos econômicos e exigências regulatórias desafiadoras, é considerado subjacente à crise de resistência a antibióticos.
[0005] A resistência antimicrobiana (Antimicrobial Resistance - AMR) é a capacidade de um micróbio resistir aos efeitos do medicamento usado anteriormente para tratá-lo. O termo inclui a "resistência a antibióticos" mais específica, que se aplica apenas a bactérias que se tornam resistentes a antibióticos. Micróbios resistentes são mais difíceis de tratar, exigindo medicamentos alternativos ou doses mais altas, os quais podem ser mais caros ou mais tóxicos.
[0006] A Organização Mundial da Saúde afirmou que o uso inadequado de antibióticos na pecuária é um contribuinte subjacente ao surgimento e propagação de germes resistentes a antibióticos, e que o uso de antibióticos como promotores de crescimento em rações animais deve ser restrito. A Organização Mundial de Saúde Animal acrescentou ao Código Sanitário de Animais Terrestres uma série de diretrizes com recomendações para seus membros para a criação e harmonização de programas nacionais de vigilância e monitoramento de resistência antimicrobiana, monitoramento das quantidades de antibióticos usados na pecuária e recomendações para assegurar o uso adequado e prudente de substâncias antibióticas. Outra orientação é implementar metodologias que ajudem a estabelecer fatores de risco associados e avaliar o risco de resistência a antibióticos.
[0007] Portanto, há necessidade de combater com eficácia esses micro-organismos ruins, evitando o uso de antibióticos, preservando ao mesmo tempo a saúde humana e animal.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[0008] O objetivo acima foi alcançado pelo uso de uma fração de lignina como agente antipatogênico no suplemento alimentar humano e animal, conforme reivindicado na reivindicação 1.
[0009] A este respeito, a presente invenção também se refere a um suplemento alimentar compreendendo a referida fração de lignina e carreadores alimentares adequados.
[0010] Em outro aspecto, a presente invenção refere-se ao suplemento alimentar para uso na alimentação do gado, em que o referido suplemento alimentar é administrado em uma quantidade eficaz para melhorar a qualidade e o prazo de validade da carne obtida do gado.
[0011] Em um aspecto adicional, a presente invenção refere-se ao suplemento alimentar para uso na alimentação de gado fêmea, em que o referido suplemento alimentar é administrado em uma quantidade eficaz para melhorar a produção e a qualidade do leite obtido de gado fêmea.
[0012] Em um aspecto adicional, a presente invenção refere-se ao suplemento alimentar para uso na alimentação de gado, em que o referido suplemento alimentar é administrado em uma quantidade eficaz para melhorar a fertilidade do gado.
[0013] Em um aspecto adicional, a presente invenção refere-se ao suplemento alimentar para uso na alimentação de gado, em que o referido suplemento alimentar é administrado em uma quantidade eficaz para reduzir as emissões de metano, sem prejudicar a eficiência digestiva ou a ruminação.
BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
[0014] As características e as vantagens da presente invenção ficarão evidentes a partir da descrição detalhada a seguir, dos exemplos de trabalho fornecidos para fins ilustrativos e das figuras anexas, em que: − a Figura 1 mostra o perfil de vermelhidão na carne dos grupos controle e experimental durante 14 dias de envelhecimento, conforme Exemplo 6; − a Figura 2 mostra o perfil de amarelecimento na carne dos grupos controle e experimental durante 14 dias de envelhecimento, conforme Exemplo 6; e − a Figura 3 mostra a produção total de gás durante 24 horas de digestão in vitro de fluido ruminal, conforme o Exemplo 6.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[0015] O objeto da invenção é, portanto, o uso de uma fração de lignina como agente antipatogênico no suplemento alimentar humano e animal na prevenção e tratamento de infecções atribuíveis a patógenos alimentares, em que a referida fração de lignina compreende fragmentos com um peso molecular médio ponderado superior a 2.500 Daltons, conforme medido por Cromatografia por Exclusão de Tamanho, os referidos fragmentos compreendendo até 13 unidades de fenilpropano em média de peso.
[0016] A lignina é uma classe de polímeros orgânicos complexos que formam materiais estruturais importantes nos tecidos de suporte de algumas algas, plantas vasculares, incluindo casca, e plantas herbáceas, como madeira (isto é, madeira branda e madeira dura), palha de todos os cereais, bagaço de cana, grama, linho, juta, cânhamo ou algodão. A lignina também pode ter fonte mineral, como turfa, leonardita e carvão.
[0017] Quimicamente, a lignina é um polímero de unidades de fenilpropano reticulado aleatoriamente muito irregular, unido por várias ligações diferentes, com um peso molecular médio ponderado de 20.000 Daltons ou mais. Um fragmento de lignina representativo e ilustrativo (I) contendo os padrões de ligação mais importantes é mostrado abaixo: (I)
[0018] O referido polímero é o resultado de uma polimerização desidrogenativa mediada por enzima de três precursores de monômeros fenilpropanoides:
álcool cumarílico álcool coniferílico álcool sinapílico que resultam nas seguintes frações, respectivamente: hidroxifenil (H) guaiacil (G) siringil (S)
[0019] O álcool coniferílico ocorre em todas as espécies e é o monômero dominante nas coníferas (madeiras macias). As espécies decíduas (madeira dura) contêm até 40% de unidades de álcool sinapílico, enquanto as gramíneas e as culturas agrícolas também podem conter unidades de álcool cumarílico.
[0020] A lignina pode ser categorizada em ligninas de madeira macia e madeira dura de acordo com suas fontes de biomassa bruta.
[0021] Fontes de biomassa bruta que podem ser materiais primários adequados para a obtenção da fração de lignina relevante são qualquer lignina, incluindo lignina essencialmente pura, bem como lignina kraft, lignina originária de biomassa, lignina proveniente do processo de polpação alcalina, lignina proveniente do processo de soda, lignina proveniente da polpação organosolv e qualquer combinação destas.
[0022] Pela expressão "lignina essencialmente pura", entende-se pelo menos 90% de lignina pura em uma base de biomassa bruta seca, preferencialmente pelo menos 95% de lignina pura, o restante sendo extrativos e carboidratos, como hemiceluloses, bem como matéria inorgânica.
[0023] Pela expressão "lignina kraft", entende-se lignina originária do licor negro kraft. O licor negro é uma solução aquosa alcalina de resíduos de lignina, hemicelulose e produtos químicos inorgânicos usados em um processo de polpação kraft. O licor negro proveniente do processo de polpação compreende componentes originários de diferentes espécies de madeira macia e madeira dura em várias proporções. A lignina pode ser separada do licor negro por diferentes técnicas, incluindo, por exemplo, precipitação e filtração. Geralmente, a lignina começa a precipitar em valores de pH inferiores a 11 - 12. Diferentes valores de pH podem ser usados para precipitar frações de lignina com propriedades diferentes. Essas frações de lignina podem diferir uma da outra pela distribuição do peso molecular, por exemplo, Mw and Mn, polidispersidade, hemicelulose e teor de extrativo, teor de material inorgânico. A lignina precipitada pode ser purificada a partir de impurezas inorgânicas, hemicelulose e extrativos de madeira usando etapas de lavagem ácida. Uma purificação adicional pode ser obtida por filtração.
[0024] Alternativamente, a lignina é separada da biomassa pura. O processo de separação pode começar com a liquidificação da biomassa com álcalis fortes, seguido de um processo de neutralização. Após o tratamento de álcalis, a lignina pode ser precipitada de maneira semelhante à apresentada acima.
[0025] Alternativamente, a separação da lignina da biomassa compreende uma etapa do tratamento enzimático. O tratamento enzimático modifica a lignina a ser extraída da biomassa. A lignina separada da biomassa pura é essencialmente livre de enxofre (teor de enxofre inferior a 3%) e, portanto, valiosa em processamento adicional.
[0026] Preferencialmente, a lignina então separada é submetida também a um processo de despolimerização, a fim de reduzir ainda mais o peso molecular médio ponderado dos fragmentos.
[0027] Preferencialmente, a lignina então separada é submetida também a um processo de despolimerização, a fim de reduzir ainda mais o peso e o os pesos moleculares médios numéricos dos fragmentos.
[0028] Os processos de despolimerização adequados incluem despolimerização catalisada por base, despolimerização catalisada por ácido, despolimerização catalisada por metal, despolimerização assistida por líquidos iônicos e despolimerização de lignina assistida por fluidos supercríticos.
[0029] Em modalidades preferenciais, a referida fração de lignina é obtida por despolimerização catalisada por base.
[0030] Preferencialmente, a referida fração de lignina é obtida submetendo a lignina separada a uma despolimerização catalisada por base a uma temperatura inferior a 300°C e a uma pressão inferior a 30 MPa.
[0031] O pH é definido entre 11 e 14, adicionando uma base como NaOH, KOH, Ca(OH)2, LiOH, K2CO3 ou uma mistura destes.
[0032] Para efeitos da presente invenção, o peso molecular médio ponderado (Mw) dos fragmentos na fração lignina é medido por Cromatografia por Exclusão de Tamanho (ou "SEC"). A SEC emprega um líquido estagnado presente nos poros das esferas como fase estacionária e um líquido fluente como fase móvel. Portanto, fase móvel pode fluir entre as esferas e também dentro e fora dos poros das esferas. O mecanismo de separação se baseia no tamanho das moléculas de polímero em solução. As moléculas maiores serão eluídas primeiro. As moléculas pequenas que podem entrar em muitos poros nas esferas levam muito tempo para passar pela coluna e, portanto, saem lentamente da coluna. Para determinar os pesos moleculares dos componentes de uma amostra de polímero, uma calibração com polímeros padrão de peso conhecido deve ser realizada. Os valores da amostra desconhecida são então comparados com o gráfico de calibração. Os tempos de retenção dependem do material da coluna usado, do eluente e do quão similares os padrões usados são em comparação com as amostras. Na presente invenção, o eluente é, preferencialmente, NaOH
0,1 M.
[0033] De maneira inesperada e surpreendente, a fração de lignina da invenção provou ser muito seletiva e eficaz contra patógenos alimentares, sem afetar negativamente os micro-organismos probióticos, conforme mostrado nos Exemplos fornecidos abaixo.
[0034] Os patógenos alimentares são bactérias e fungos Gram- positivos e Gram-negativos, como Escherichia coli, Candida albicans, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Salmonella enterditis, Campylobacter jejuni, Listeria monocytogenes.
[0035] Exemplos de micro-organismos probióticos são Lactobacillus plantarum, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus acidophilus, Enterococcus faecium, Saccharomyces boulardii, Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium infantis, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium breve, Bifidobacterium lactis, Lactobacillus reuteri, Lactobacillus brevis, Lactobacillus fermentum, Lactobacillus paracasei, Streptococcus thermophilus.
[0036] Isto significa que a fracção de lignina da invenção permite substituir vantajosamente o tratamento com antibióticos. A resistência a antibióticos, definida como o surgimento (e propagação) de fatores de resistência bacteriana aos antibióticos, é desencadeada pela pressão seletiva exercida nas populações de micróbios pelo uso excessivo e/ou inadequado de antibióticos. A fração de lignina, como descrita neste documento, provou ser uma alternativa eficaz aos antibióticos para a prevenção e tratamento de infecções resistentes a antibióticos.
[0037] Como será visto nos Exemplos abaixo, a fração de lignina da presente invenção permite, de maneira vantajosa e surpreendente, aumentar a saúde geral e o bem-estar de humanos e animais, especialmente gado, ao mesmo tempo em que aumenta o desempenho econômico destes, bem como a qualidade do leite e da carne obtidos deles.
[0038] Preferencialmente, a referida fração de lignina compreende fragmentos com um peso molecular médio ponderado de até 2.000 Daltons.
[0039] Em modalidades preferenciais, a referida fração de lignina compreende fragmentos com um peso molecular médio ponderado de até
1.500 Daltons.
[0040] Em algumas modalidades, a referida fração de lignina compreende fragmentos com um peso molecular médio ponderado de até 150 Daltons.
[0041] Em modalidades preferenciais, a referida fração de lignina compreende fragmentos com um peso molecular médio ponderado de 150 Daltons a 2.500 Daltons, preferencialmente com um peso molecular médio ponderado de 250 Daltons a 2.000 Daltons, mais preferencialmente com um peso molecular médio ponderado de 500 Daltons a 1.800 Daltons.
[0042] Preferencialmente nestas modalidades, os referidos fragmentos compreendem até 12 unidades de fenilpropano em média ponderada, mais preferencialmente, até 11 unidades de fenilpropano em média ponderada.
[0043] O peso molecular dos três precursores do monômero fenilpropanoide varia entre 150 Da de álcool cumarílico, 180 Da de álcool coniferílico e 210 Da de álcool sinapílico. O peso ponderado é, portanto, 180 Da e esse valor foi usado como "unidade de fenilpropano". Os valores de Mw foram divididos por 180 Da, obtendo, assim, os números das unidades de fenilpropano em média ponderada.
[0044] As modalidades particularmente preferenciais são aquelas em que a referida fração de lignina compreende fragmentos com um peso molecular médio ponderado de 250 Daltons a 2.000 Daltons e 2 a 11 unidades de fenilpropano em média ponderada.
[0045] Em outras modalidades, a fração de lignina compreende fragmentos com um peso molecular médio numérico (Mn) de até 2.000 Daltons.
[0046] Para efeitos da presente invenção, o peso molecular médio numérico (Mn) dos fragmentos na fração lignina é medido por Cromatografia por Exclusão de Tamanho. Preferencialmente, a fração de lignina compreende fragmentos com um peso molecular médio numérico (M n) de até 1.500 Daltons.
[0047] Em modalidades preferenciais, a referida fração de lignina compreende fragmentos com um peso molecular médio numérico de 150 Daltons a 1.000 Daltons.
[0048] Sem desejar estar vinculado por qualquer teoria, acredita-se que pesos moleculares médios numéricos menores signifiquem moléculas mais ativas. Isto é apresentado considerando que pesos moleculares mais baixos significam fragmentos menores, e fragmentos menores significam fragmentos menos reticulados/menores e fragmentos menos reticulados/menores significam um número maior de grupos funcionais livres neles, portanto, fragmentos mais reativos.
[0049] Além disso, acredita-se que moléculas menores possam passar facilmente pela membrana celular de patógenos e difundir-se nela e, assim, aumentando significativamente a eficácia geral da fração de lignina.
[0050] Preferencialmente nestas modalidades, os referidos fragmentos compreendem até 11 unidades de fenilpropano em média numérica, mais preferencialmente, até 8 unidades de fenilpropano em média numérica.
[0051] O peso molecular dos três precursores do monômero fenilpropanoide varia entre 150 Da de álcool cumarílico, 180 Da de álcool coniferílico e 210 Da de álcool sinapílico. O peso ponderado é, portanto, 180 Da e esse valor foi usado como "unidade de fenilpropano". Os valores de Mnforam divididos por 180 Da, obtendo assim os números das unidades de fenilpropano em média numérica.
[0052] Em modalidades preferenciais, a referida fração de lignina compreende fragmentos com um peso molecular médio ponderado (M w) de 150 Daltons a 2.500 Daltons e fragmentos com um peso molecular médio numérico (Mn) de até 2.000 Daltons.
[0053] Mais preferencialmente, a referida fração de lignina compreende fragmentos com um peso molecular médio ponderado (M w) de 150 Daltons a 2.500 Daltons e 2 a 13 unidades de fenilpropano em média ponderada e fragmentos com um peso molecular médio numérico (M n) de até 2.000 Daltons e até 11 unidades de fenilpropano em média numérica.
[0054] Em outras modalidades, a fração de lignina tem um índice de polidispersividade (Polydispersity Index - PDI) de 1,25 a 6.
[0055] O índice de polidispersividade (PDI) ou índice de heterogeneidade, ou simplesmente dispersividade, é uma medida da distribuição da massa molecular em uma determinada amostra de polímero. O PDI é o peso molecular médio ponderado (Mw) dividido pelo peso molecular médio numérico (Mn). Indica a distribuição de massas moleculares individuais em um lote de polímeros.
[0056] Modalidades particularmente preferenciais são aquelas em que a referida fração de lignina compreende fragmentos com um peso molecular médio ponderado (Mw) de 150 Daltons a 2.500 Daltons e 2 a 13 unidades de fenilpropano em média ponderada e em que a referida fração lignina tem um índice de polidispersividade de 1,25 a 6.
[0057] Modalidades particularmente preferenciais são também aquelas em que a referida fração de lignina compreende fragmentos com um peso molecular médio numérico (Mn) de até 2.000 Daltons e até 11 unidades de fenilpropano em média numérica, e em que a referida fração de lignina tem um índice de polidispersividade de 1,25 a 6.
[0058] As modalidades mais preferenciais são aquelas em que a referida fração de lignina compreende fragmentos com um peso molecular médio ponderado (Mw) de 150 Daltons a 2.500 Daltons e 2 a 13 unidades de fenilpropano em média ponderada, um peso molecular médio numérico (Mn) de até 2.000 Daltons e até 11 unidades de fenilpropano em média numérica, e em que a referida fração de lignina tem um índice de polidispersividade de
1,25 a 6.
[0059] Em modalidades particularmente preferenciais da presente invenção, a referida fração de lignina compreende fragmentos com um peso molecular médio ponderado (Mw) de 800 Daltons a 1.500 Daltons e 4-8 unidades de fenilpropano em média ponderada, um peso molecular médio numérico (Mn) de 300 a 700 Daltons e 2-4 unidades de fenilpropano em média numérica. Nestas modalidades particularmente preferenciais, na referida fração de lignina, as unidades de fenilpropano mais abundantes são as dw álcool coniferílico, enquanto as unidades de fenilpropano menos abundantes são as de álcool sinapílico.
[0060] A fração de lignina pode estar na forma sólida ou líquida.
[0061] Quando a fração de lignina está na forma sólida, a referida forma sólida pode ser comprimido, minicomprimido, microcomprimido, grânulo, microgrânulo, pélete, multiparticulado, particulado micronizado ou pó.
[0062] Quando a fração de lignina está na forma líquida, a referida forma líquida é uma solução solvente.
[0063] Os solventes adequados são água, glicóis, álcoois, poliálcoois, ácidos orgânicos e combinações destes.
[0064] Os solventes preferenciais são água, metanol, etanol, n- propanol, iso-propanol, n-butanol, isobutanol, álcool alílico, 1,2- propilenoglicol, 1,3-propilenoglicol, 1,2-etilenoglicol, polietilenoglicol (PEG), glicerol, ácido lático, ácido polilático e misturas destes.
[0065] Os solventes mais preferenciais são água, 1,2-propilenoglicol, 1,3-propilenoglicol, 1,2-etilenoglicol, polietilenoglicol (PEG) e misturas destes.
[0066] Nas modalidades mais preferenciais, o solvente é a água.
[0067] Preferencialmente, quando a fração de lignina está na forma líquida, a referida forma líquida tem um pH de 8-11, mais preferencialmente 9,5-10,5.
[0068] Em modalidades preferenciais, a fração de lignina é usada em uma quantidade de até 10 kg por tonelada de ração animal, mais preferencialmente 1-5 kg por tonelada de ração animal.
[0069] Em um aspecto adicional, a presente invenção também se refere a um suplemento alimentar compreendendo a fração de lignina para uso conforme descrito acima, e carreadores alimentares adequados.
[0070] O referido suplemento alimentar pode estar na forma sólida ou líquida.
[0071] Quando o suplemento alimentar está na forma sólida, a referida forma sólida pode ser comprimido, minicomprimido, microcomprimido, grânulo, microgrânulo, pélete, multiparticulado, particulado micronizado ou pó.
[0072] Quando o suplemento alimentar está na forma sólida, a referida forma sólida compreende até 99% em peso da fração de lignina, preferencialmente 5-90% em peso da fração de lignina.
[0073] Quando o suplemento alimentar está na forma líquida, a referida forma líquida pode ser solução, emulsão, dispersão, suspensão, gel, gotas ou spray.
[0074] Quando o suplemento alimentar está na forma líquida, a referida forma líquida compreende até 50% em peso da fração de lignina, preferencialmente 0,1-25% em peso da fração de lignina. Isto significa que a composição é um concentrado que pode ser diluído adequadamente em água ou misturado diretamente com ração animal antes do uso, se desejado.
[0075] Os carreadores adequados são agentes acidificantes, corretores de acidez, anti-aglomerantes, antioxidantes, agentes de preenchimento, agentes de resistência, agentes gelificantes, agentes de revestimento, amidos modificados, agentes sequestradores, espessantes, adoçantes, diluentes, solventes, agentes desagregadores, deslizantes, corantes, aglutinantes, lubrificantes, estabilizadores, adsorventes, conservantes, agentes molhantes, aromatizantes, substâncias formadoras de película, emulsificantes, agentes molhantes, retardantes de liberação e misturas destes.
[0076] Em modalidades preferenciais, o suplemento alimentar compreende ainda uma fração de lignina compreendendo fragmentos com um peso molecular médio ponderado de 3.500-5.500 Daltons, conforme medido por Cromatografia por Exclusão de Tamanho, os referidos fragmentos compreendendo até 40 unidades de fenilpropano em média ponderada. Preferencialmente, o suplemento alimentar compreende ainda uma fração de lignina compreendendo fragmentos com um peso molecular médio ponderado de 4.000-5.000 Daltons, conforme medido por Cromatografia por Exclusão de Tamanho, os referidos fragmentos compreendendo até 35 unidades de fenilpropano em média ponderada.
[0077] Em outras modalidades preferenciais, o suplemento alimentar compreende ainda pelo menos um ácido de resina. Preferencialmente, o referido ácido de resina é ácido abiético, ácido desidroabiético, ácido palústrico, ácido neoabiético, ácido pimárico, ácido isopimárico, ácido sandaropimárico ou um éster deste, ou um éter deste ou um sal alcalino ou alcalino-terroso ou uma mistura destes.
[0078] Preferencialmente, o suplemento alimentar compreende até 10% em peso de pelo menos do referido ácido de resina, mais preferencialmente até 7% em peso, sobre o peso do suplemento alimentar.
[0079] Os ácidos da resina estão presentes nas árvores coníferas e existem três espécies principais de produtos de ácido de resina, a saber, Colofônia de Tall Oil (Tall Oil Rosin - TOR), Colofônia de Madeira e Colofônia de Goma. O TOR é a fração de ácido de resina separada por destilação a vácuo do Tall Oil Bruto (Crude Tall Oil - CTO), que é produzida pela preparação da polpa. O CTO é obtido via acidulação de Sabão de Tall Oil Bruto ou Sabão de Sulfato Bruto (Crude Sulphate Soap - TOS). O TOS é separado do líquido de cozimento no moinho de celulose, geralmente chamado de licor negro durante o processo de polpação. A Colofônia de
Madeira é a fração separada por destilação a vapor ou outros meios de árvores mortas, tocos de árvores, galhos etc. e a Colofônia de Goma é a fração de resina que foi destilada a vapor ou separada por outros meios da resina colhida, geralmente chamada de batida de uma árvore viva. As substâncias que contêm ácidos de resina e são obtidas por destilação a vácuo de tall oil bruto incluem Tall Oil Destilado (Distilled Tall Oil - DTO), Ácido Graxo de Tall Oil (Tall Oil Fatty Acid - TOFA) e Pitch de Tall Oil (Tall Oil Pitch - TOP). DTO contém 10-40% de ácidos de resina. Normalmente, o CTO contém 15-70% de ácidos de resina, e o menor teor de ácido de resina é geralmente fornecido pelo cozimento de polpa de madeira mista.
[0080] O termo "Colofônia de Tall Oil" ou "TOR" deve ser entendido como uma referência a uma composição obtida pela destilação de tall oil bruto e pelo refinamento adicional de tall oil destilado. Normalmente, o TOR compreende 60-99% (p/p) de ácidos de resina.
[0081] O termo "Colofônia de Madeira" deve ser entendido como uma referência a uma composição obtida por destilação ou outros meios de árvores mortas, tocos de árvores, galhos etc. Normalmente, a Colofônia de Madeira compreende 50-99% (p/p) de ácidos de resina.
[0082] O termo "Colofônia de Goma" deve ser entendido como uma referência a uma composição obtida pela destilação ou separada por outros meios da resina colhida de uma árvore viva. Normalmente, a Colofônia de Goma compreende 50-99% (p/p) de ácidos de resina.
[0083] O termo "Tall Oil Destilado" ou "DTO" deve ser entendido como uma referência a uma composição obtida pela destilação de tall oil bruto e pelo refinamento adicional de tall oil destilado. Normalmente, o DTO compreende 10-60% (p/p) de ácidos de resina.
[0084] A composição à base de ácido de resina TOR, Colofônia de Madeira, Colofônia de Goma, CTO, TOS e DTO também podem ser produzidas pela mistura de uma ou mais composições de ácido de resina e uma ou mais composições de ácido graxo na forma de óleos ou gorduras. Os derivados ácidos de resina produzidos são, por exemplo, ésteres, éteres ou sais de metais alcalinos.
[0085] Sabe-se que os ácidos de resina apresentam muitas propriedades, como propriedades antibacterianas, anti-inflamatórias, antioxidantes e de biofilme antibacteriano. No entanto, os ácidos de resina são pouco estáveis ao longo do tempo, especialmente em formas sólidas, pois são submetidos à oxidação, ignição espontânea e empacotamento.
[0086] Verificou-se surpreendentemente que quando pelo menos um do referido ácido de resina é misturado com a fração de lignina da invenção, a mistura resultante, sólida ou líquida, é muito estável ao longo do tempo e sem oxidação, de modo que é possível tirar pleno proveito das propriedades dos ácidos de resina. Isto significa que no suplemento alimentar resultante compreendendo a fração de lignina da invenção, não apenas os ácidos de resina são preservados da degradação, mas também é observado um efeito anti-inflamatório sinérgico entre a fração de lignina e os ácidos de resina.
[0087] O suplemento alimentar também pode compreender ainda pelo menos um sal alcalino ou alcalino-terroso do ácido graxo C12-C24, pelo menos um óleo graxo ou uma mistura destes. Esse óleo graxo ou sal permite uma melhor solubilização dos ácidos de resina quando a forma líquida do suplemento alimentar é preferencial.
[0088] Preferencialmente, o referido sal alcalino ou alcalino-terroso é um sal de lítio, sódio, potássio, magnésio, cálcio ou uma mistura destes.
[0089] Preferencialmente, o referido ácido graxo C 12-C24 é ácido láurico (C12), ácido tridecílico (C13), ácido mirístico (C14), ácido pentadecílico (C15), ácido palmítico (C16), ácido margárico (C17), ácido esteárico (C18), ácido oleico (C18:1), ácido linoleico (C18:2), ácido α- linolênico (C18:3), ácido γ-linolênico (C18:3), ácido ninadecílico (C19), ácido araquídico (C20), ácido heneicosanoico (C21), ácido beênico (C22), ácido tricosílico (C23), ácido lignocérico (C24), ácido estearidônico (C18:4), ácido eicosapentaenoico (C20:5), ácido docosa-hexaenoico (C22:6), ácido di- homo-γ-linolênico (C20:3), ácido araquidônico (C20: 4), ácido adrênico (C22:4), ácido palmitoleico (C16:1), ácido vacênico (C18:1), ácido paulínico (C20:1), ácido elaídico (Ctrans-18:1), ácido gondoico (C20:1), ácido erúcico (C22:1), ácido nervônico (C24:1), ácido hidromel (20:3) ou uma mistura destes.
[0090] Em modalidades preferenciais, pelo menos um do referido sal alcalino ou alcalino-terroso do ácido graxo C12-C24 é palmitato de cálcio, laurato de cálcio, oleato de cálcio, sabão de cálcio de óleo de palma ou uma mistura destes.
[0091] Preferencialmente, pelo menos um do referido óleo graxo é óleo de cânhamo, óleo de canola, óleo de girassol, azeite, óleo de milho, óleo de palma, óleo de coco, óleo de pinho, óleo de semente de algodão, óleo de gérmen de trigo, óleo de soja, óleo de cártamo, óleo de linhaça, óleo de tungue, óleo de mamona, óleo de soja, óleo de amendoim, óleo de colza, óleo de semente de gergelim, óleo de gérmen de arroz, óleo de peixe, óleo de baleia, óleo marinho ou uma mistura destes.
[0092] Preferencialmente, o suplemento alimentar compreende pelo menos um do referido sal alcalino ou alcalino-terroso do ácido graxo C12-C24, pelo menos um óleo graxo ou uma mistura destes em uma concentração de 1-100 kg por tonelada de suplemento alimentar.
[0093] Em outro aspecto, a presente invenção refere-se ao suplemento alimentar para uso na alimentação do gado, para melhorar a qualidade e o prazo de validade da carne obtida do gado. Particularmente, a presente invenção refere-se ao suplemento alimentar para uso na alimentação do gado, em que o referido suplemento alimentar é administrado em uma quantidade eficaz para melhorar a qualidade e o prazo de validade da carne obtida do gado.
[0094] Com o termo "gado" na presente invenção, pretende-se incluir animais ruminantes e não ruminantes. Os ruminantes são mamíferos herbívoros com estômago de quatro câmaras, que digerem matéria vegetal indigesta fermentando-a neste estômago complexo e que mastigam a ruminação (eles tossem bolas de matéria vegetal semidigerida e a mastigam para quebrá-la) antes de engolir novamente). Eles incluem gado, ovelhas, cabras, veados, antílopes, girafas e camelos e seus parentes próximos, como bisões, bois-almiscarados, ocapi e lhamas. Os animais não ruminantes, incluindo os pseudo-ruminantes, podem ser suínos, cavalos, galinhas, coelhos, perus, patos, gansos, codornas, faisões, perdizes, além de peixes e mariscos. Isto significa que o suplemento alimentar da invenção também pode ser usado, vantajosamente, na alimentação de peixes e moluscos, isto é, na aquicultura.
[0095] Foi surpreendentemente observado que o gado alimentado com o suplemento alimentar da invenção gerou carne de qualidade superior, pois a tendência natural da carne de perder vermelhidão e amarelecimento ao longo do tempo foi inesperada e significativamente reduzida, ao mesmo tempo que aumentou drasticamente a vida útil e o frescor da carne, ou seja, até 7 dias e mais. Sem desejar estar vinculado a qualquer teoria, acredita-se que as propriedades antioxidantes altamente eficazes da fração de lignina da invenção permitam impedir o processo de oxidação na superfície da carne, neutralizando, assim, as mudanças de cor e preservando o frescor e a comestibilidade da carne por períodos mais longos, além das propriedades antipatogênicas acima relatadas.
[0096] A cor é um fator importante que é comumente usado como um índice de qualidade para a indústria da carne e para a pesquisa em ciências da carne. Relatou-se que a cor é um dos atributos mais importantes da qualidade da carne e influencia significativamente as decisões de compra, porque os consumidores usam a descoloração como uma indicação de falta de frescor e salubridade. Embora a qualidade percebida pelos consumidores não coincida necessariamente com a qualidade objetiva, ela pode causar perdas econômicas significativas no mercado de carnes frescas. A cor também é importante do ponto de vista econômico, denotando qualidade aos consumidores que preferem comprar carne vermelha em vez de marrom, pois a indústria perde dinheiro devido a cores indesejadas. Conforme demonstrado nos Exemplos abaixo, o suplemento alimentar da invenção permite manter níveis muito satisfatórios de vermelhidão e amarelecimento da carne fresca por períodos prolongados.
[0097] Em um aspecto adicional, a presente invenção refere-se ao suplemento alimentar para uso na alimentação de gado fêmea, para melhorar a produção e a qualidade do leite obtido de gado fêmea. Particularmente, a presente invenção refere-se ao suplemento alimentar para uso na alimentação de gado fêmea, em que o referido suplemento alimentar é administrado em uma quantidade eficaz para melhorar a produção e a qualidade do leite obtido de gado fêmea.
[0098] Foi surpreendentemente observado que o gado fêmea alimentado com o suplemento alimentar da invenção deu leite de qualidade superior e em uma quantidade maior por dia, conforme mostrado nos exemplos a seguir. De fato, é evidente o efeito da administração do suplemento alimentar em vacas lactantes, com vários eventos e cronogramas, com base nas seguintes observações sobre quantidade e qualidade do leite produzido: − aumento da concentração de polifenóis totais no leite; − aumento da produção diária de leite por animal; − redução, na fase aguda, do número de células somáticas; − aumento da capacidade de absorção de radicais livres (TEAC).
[0099] Os resultados acima são muito significativos, com um pico na concentração de polifenóis totais de cerca de 250%, um aumento de +20,8% na produção geral de leite, uma redução de -31% no número de células somáticas e um aumento de +33% em TEAC.
[0100] Deve-se observar também que esses desempenham denotam uma sincronização específica, concentrando os pontos de máximo próximos a 15 a 17 dias de tratamento.
[0101] Observou-se também que a suplementação de acordo com a invenção criou as condições para estender seus benefícios por pelo menos 2 semanas após a interrupção. O efeito benéfico começou a diminuir após cerca de 20 dias e é comprovado pelo aumento das células somáticas no leite.
[0102] O leite de vaca típico contém apenas vestígios de polifenóis, portanto, deve ser muito apreciado que inesperadamente o leite obtido de vacas alimentadas com o suplemento alimentar da invenção contém até 460 mg/l de polifenóis. Considerando que a necessidade humana de polifenóis é 820 mg/dia e a ingestão humana de leite é de 250 ml/dia em média, a contribuição em polifenóis dada pelo leite da invenção é de 114 mg, quando, normalmente, ela é próxima a zero, conforme mencionado.
[0103] Em um aspecto adicional, a presente invenção refere-se ao suplemento alimentar para uso na alimentação de gado, para melhorar a fertilidade do gado. Particularmente, a presente invenção refere-se ao suplemento alimentar para uso na alimentação de gado, em que o referido suplemento alimentar é administrado em uma quantidade eficaz para melhorar a fertilidade do gado.
[0104] Surpreendentemente, observou-se que o gado alimentado com o suplemento alimentar da invenção mostrou um aumento significativo na taxa de fertilidade tanto para gado macho quanto para fêmea.
[0105] Particularmente, para gado fêmea, como as vacas, a fertilidade resulta como aumento em termos de taxa de concepção após a inseminação (pelo menos + 15%) e no tempo de vida reprodutiva, enquanto no gado macho, como touros e búfalos, a fertilidade resulta no aumento em termos de qualidade do sêmen, parâmetros reprodutivos e duração da vida reprodutiva.
[0106] Em um aspecto adicional, a presente invenção refere-se ao suplemento alimentar para uso na alimentação de gado, para reduzir as emissões de metano, sem prejudicar a eficiência digestiva ou a ruminação. Particularmente, a presente invenção refere-se ao suplemento alimentar para uso na alimentação de gado, em que o referido suplemento alimentar é administrado em uma quantidade eficaz para reduzir as emissões de metano, sem prejudicar a eficiência digestiva ou a ruminação.
[0107] As emissões do gases de efeito estufa metano pelo gado são maiores do que se pensava anteriormente, representando um desafio adicional na luta para conter o aquecimento global. Os cálculos revisados de metano produzido por cabeça de gado mostram que as emissões globais de gado em 2011 foram 11% superiores às estimativas com base em dados do Painel Intergovernamental das Nações Unidas para Mudanças Climáticas (UN’s Intergovernmental Panel for Climate Change - IPCC). Além de fontes naturais como turfeiras, pântanos e cupins, o metano proveniente da atividade humana - aproximadamente dois terços do total - é produzido de duas maneiras: o gás inodoro e incolor vaza durante a produção e o transporte de carvão, petróleo e, especialmente, gás natural; e, em uma medida aproximadamente igual, da eructação ou arroto de ruminantes, como gado e ovelha, bem como da deterioração de resíduos orgânicos, principalmente em aterros sanitários. O metano foi responsável por cerca de 16% das emissões globais de gases de efeito estufa em 2015, segundo o IPCC. O metano é muito mais potente que o CO2 como gás de efeito estufa, capturando mais da força radiativa do sol, mas persiste por menos tempo na atmosfera. Levando isso em consideração, os cientistas calculam que, durante um período de 100 anos, o "potencial de aquecimento global" do gás é 28 vezes maior do que o do dióxido de carbono. Observou-se que as emissões de metano do gado aumentaram mais acentuadamente nas regiões de rápido desenvolvimento da Ásia, América Latina e África. Por outro lado, o aumento diminuiu bastante nos EUA e no Canadá.
[0108] Portanto, apreciou-se a possibilidade de reduzir a produção geral de metano a partir de animais ruminantes e, ao mesmo tempo, foi muito inesperado o fato de que a fração de lignina da invenção permite alcançar esse objetivo sem prejudicar a eficiência digestiva ou a ruminação, conforme demonstrado nos exemplos abaixo.
[0109] Preferencialmente, o suplemento alimentar é administrado em ruminantes numa dosagem diária compreendendo até 100 g de fração de lignina da invenção, mais preferencialmente 20-80 g de fração de lignina.
[0110] Deve ser entendido também que todas as combinações de aspectos preferenciais do uso da fração de lignina da invenção, bem como do suplemento alimentar, e seus usos, conforme relatado acima, devem ser considerados conforme divulgados por este documento.
[0111] Todas as combinações dos aspectos preferenciais do uso da fração de lignina da invenção, do suplemento alimentar e os respectivos usos divulgados acima devem ser entendidos conforme descrito neste instrumento.
[0112] Abaixo estão exemplos de trabalho da presente invenção fornecidos para fins ilustrativos.
EXEMPLOS
[0113] Mw e Mn nestes exemplos foram medidos por Cromatografia por Exclusão de Tamanho de acordo com o procedimento a seguir. Reagentes e materiais − Eluente: NaOH 0,1 M, fluxo 0,5 ml/min − Calibração para detector RI: padrões Pullulan, Mp: 100.000 - 1.080 (seis padrões), onde Mp é o peso molecular máximo de pico − Calibração para detector UV (280 nm): padrões PSS, sal de sódio de poliestirrenossulfonato, Mp 65.400 - 891 (seis padrões). Os padrões são dissolvidos em água ultrapura, a concentração deve ser de aproximadamente 5 mg/ml. O volume de injeção é 20 µl. − Amostras de controle de qualidade: é usada lignina com distribuição conhecida de Mw. Equipamentos e instrumentos
− Amostrador automático Dionex Ultimate 3000, compartimento de coluna e bomba − Detector de Arranjo de Diodos Dionex Ultimate 3000 − Detector de índice refletivo: Shodex RI-101 − Colunas: colunas PSS MCX: pré-coluna e duas colunas analíticas: 1000 Å e 100 000 Å, o material da coluna é a matriz de copolímero de divinilbenzeno sulfonado. − Filtros de seringa de 0,45 µm e frascos de amostra de vidro para amostras de STD. Filtração da amostra: − Dispositivo de filtro sem seringa Mini-Uniprep PTFE ou Nylon, 0,45 µm. Para pré-filtração, filtro de seringa de 5 µm, se necessário. − Frascos de medição Procedimento − Preparação do eluente
[0114] Idealmente, a água usada para preparar os eluentes deve ser água desionizada de alta qualidade, com baixa resistividade (18 MΩ cm ou superior) que contenha o mínimo possível de dióxido de carbono dissolvido. A água deve estar livre de contaminação biológica (por exemplo, bactérias e fungos) e matéria particulada. − Lavagem da agulha com MeOH-água 10% − Amostras líquidas
[0115] As amostras de licor alcalino forte são diluídas 1:100 e filtradas com filtros de seringa de PTFE (0,45 µm) para os frascos. As amostras de lignina sólida são diluídas e dissolvidas em NaOH 0,1 M e filtradas com PTFE, filtros de seringa de 0,45 µm. As amostras prontas são carregadas no amostrador automático. O volume de injeção é 20 µl. Após as amostras, injeta-se NaOH 1 M como amostra para limpar a coluna. Parâmetros do instrumento: − Vazão 0,5 ml/min − Eluente NaOH 0,1 M
− Temperatura do forno da coluna 30°C − Execução isocrática − Tempo de execução 48 minutos Amostras Sólidas
[0116] As amostras sólidas (lignina) são secas durante a noite em um forno a 60°C, se necessário. São pesados aproximadamente 10 mg em um frasco de 10 ml. A amostra é dissolvida e diluída em solução de NaOH 0,1 M e é preenchida até uma marca. A amostra é filtrada com filtros de PTFE, 0,45 µm. Se a amostra não dissolver adequadamente, ela pode ser colocada em banho-maria por ultrassom ou a amostra pode ser filtrada por um filtro de seringa de 5 µm. − Amostras padrão para calibração
[0117] Aproximadamente 50 mg de cada padrão são pesados em um frasco de medição de 10 ml e a água ultrapura é adicionada e preenchida até uma marca. Os padrões são filtrados com filtros de seringa de PTFE de 0,45 µm. Após executar as amostras de calibração, os resultados da calibração são integrados e processados no método de processamento e salvos. A calibração é uma calibração linear de 1ª ordem. − Amostras de controle de qualidade
[0118] Para amostras de lignina, a lignina com distribuição conhecida de Mw é usada como amostra de controle de qualidade. A lignina é dissolvida em NaOH 0,1 M e a concentração é de aproximadamente 1 mg/ml. EXEMPLO 1.
[0119] A lignina organosolv obtida da madeira de faia (Fagus sylvatica) foi submetida a uma despolimerização catalisada por base (Base-Catalysed Depolymerization - BCD). O processo de BCD é executado a 280°C e 250 bar por 8 minutos em pH 12-14. O produto de lignina resultante consistiu em uma fração líquida e uma fração sólida.
[0120] Essas frações foram então separadas.
[0121] A fração líquida de lignina era um óleo e apresentava as seguintes características: Espécie única: Fagus sylvatica Mw 100-300 Da (1-2 unidades de fenilpropano) fenóis 0% guaiacóis 15-20% siringóis 50-60% catecóis e metoxicatecóis 5-10% oligômeros/desconhecido 15-30%
[0122] A fração de lignina sólida apresentou as seguintes características: Espécie única: Fagus sylvatica Mw 800-1.500 Da (4-8 unidades de fenilpropano) Mn 300-700 Da (2-4 unidades de fenilpropano) Estruturas dos grupos OH: alifático 0,2-0,4 mmol/g carboxílico 0,3-0,5 mmol/g condensado e siringil 1,0-2,0 mmol/g guaiacil 0,4 mmol/g catecólico e p-OH-fenil 1,0-1,8 mmol/g Exemplo 1a.
[0123] 50 g da fração de lignina oleosa (5% p/p) acima foram misturados com 950 g de 1,3-propilenoglicol e aquecidos a 40-50°C.
[0124] A mistura foi resfriada até temperatura ambiente, obtendo assim uma solução viscosa (resumidamente denominada "LMW12"). Exemplo 1b.
[0125] 100 g da fração de lignina sólida (10% p/p) acima foram misturados a quente com 800 g de 1,3-propilenoglicol e 100 g de NH4OH (solução a 30%).
[0126] A mistura foi resfriada até temperatura ambiente e depois filtrada, obtendo, assim, uma solução negra (resumidamente denominada "LMW11"). Exemplo 1c.
[0127] 100 g da fração de lignina sólida (10% p/p) acima foram misturados a quente com 835 g de 1,3-propilenoglicol e 65 g de KOH
(solução a 20%).
[0128] A mistura foi resfriada até temperatura ambiente e depois filtrada, obtendo, assim, uma solução negra (resumidamente denominada "LMW10"). EXEMPLO 2.
[0129] A fração de lignina a seguir foi extraída do licor negro Kraft, com a fração de lignina com as seguintes características: > 95% do de sólidos totais Espécie única: Pinho do Sul Mw 4400-5000 Da (24-28 unidades de fenilpropano) Mn 1200-1300 Da (6-7 unidades de fenilpropano) Estruturas dos grupos OH: alifático 2,1 mmol/g carboxílico 0,5 mmol/g condensado e siringil 1,7 mmol/g guaiacil 2,0 mmol/ catecólico e p-OH-fenil 4,0 mmol/g Exemplo 2a.
[0130] 100 g da fração de lignina sólida (10% p/p) acima foram misturados a quente com 840 g de 1,3-propilenoglicol e 60 g de NH4OH (solução a 30%).
[0131] A mistura foi resfriada até temperatura ambiente e depois filtrada, obtendo, assim, uma solução negra (resumidamente denominada "OX11"). Exemplo 2b.
[0132] 100 g da fração de lignina (10% p/p) acima foram misturados a quente com 840 g de 1,3-propilenoglicol e 60 g de NaOH (solução a 30%).
[0133] A mistura foi resfriada até temperatura ambiente e depois filtrada, obtendo, assim, uma solução negra (resumidamente denominada "OX10"). EXEMPLO 3.
[0134] A atividade antimicrobiana dos produtos do Exemplo 1 foi avaliada por meio de teste in vitro de suscetibilidade antimicrobiana pelo método de microdiluição em caldo (protocolo do Clinical and Laboratory Standards Institute - CLSI). As Concentrações Inibitórias Mínimas (MICs) de 4 produtos (Branco, LMW 12, LMW 11, LMW 10) foram determinadas em placas de múltiplos poços, onde Branco é apenas 1,3-propilenoglicol.
[0135] A atividade antimicrobiana dos produtos foi testada nos micro- organismos (bactérias e fungos) listados abaixo: Biocontrole de triagem específica Bactérias Fungos − Escherichia coli − Candida albicans − Pseudomonas aeruginosa − Staphylococcus aureus − Salmonella enterditis − Campylobacter jejuni Resultados
[0136] Os compostos foram testados como tal e após o ajuste do pH para 7 e 8.
[0137] Todos os testes foram realizados em triplicado, obtendo resultados de inibição muito semelhantes.
[0138] Os resultados estão resumidos nas tabelas abaixo. A concentração mínima (µg/ml) da fração de lignina para cada produto na qual a bactéria é inibida E. coli S. enterditis S. aureus P. aeruginosa C. jejuni Branco 6,25 6,25 12,5 3,12 n.a. Branco pH 7 18,7 18,7 6,25 18,7 n.a. Branco pH 8 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5 LMW12 0,19 2,34 0,29 0,29 25 LMW12 pH 7 2,34 1,17 0,09 0,78 25 LMW12 pH 8 0,78 0,78 0,09 0,19 12,5 LMW11 0,19 0,048 0,09 0,19 0,39 LMW11 pH 7 2,34 2,34 1,56 0,09 0,39 LMW11 pH 8 3,12 1,56 0,39 0,19 0,78 LMW10 0,59 0,19 0,15 0,19 0,19 LMW10 pH 7 0,59 0,19 0,15 0,19 0,19 LMW10 pH 8 0,78 1,56 0,09 0,09 0,78
A concentração mínima (µg/ml) da fração de lignina para cada produto na qual o fungo é inibido C. albicans Branco 12,5 Branco pH 7 18,7 Branco pH 8 12,5 LMW12 1,56 LMW12 pH 7 2,34 LMW12 pH 8 1,56 LMW11 1,56 LMW11 pH 7 2,34 LMW11 pH 8 1,56 LMW10 4,69 LMW10 pH 7 4,69 LMW10 pH 8 1,56 EXEMPLO 4. Determinação da Concentração Inibitória Mínima
[0139] A Concentração Inibitória Mínima (MIC) da fração de lignina do Exemplo 1b foi avaliada em relação a 5 micro-organismos probióticos por meio de um teste in vitro de suscetibilidade antimicrobiana com método de microdiluição em caldo (protocolo do Clinical and Laboratory Standards Institute - CLSI).
[0140] Os micro-organismos usados foram Lactobacillus plantarum, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus acidophilus, Enterococcus faeciume Saccaromyces boulardii.
[0141] Um controle positivo da atividade antimicrobiana usando Ceftriaxona (para bactérias) ou Fluconazol (para levedura) foi preparado para todos os testes.
[0142] Os resultados estão resumidos nas tabelas abaixo. As amostras foram diluídas e o crescimento (+) e a inibição do crescimento (-) foram avaliados nas diferentes diluições. O quadrado cinza representa a concentração mínima em que a inibição do crescimento é observada (MIC). Lactobacillus plantarum:
onde 0,78 v/v corresponde a 780 µg/ml Lactobacillus rhamnosus: onde 0,78 v/v corresponde a 780 µg/ml Lactobacillus acidophilus: onde 0,78 v/v corresponde a 780 µg/ml Enterococcus faecium: onde 6,25 v/v corresponde a 6.250 µg/ml Saccaromyces boulardii: onde 25 v/v corresponde a 25.000 µg/ml
[0143] Como pode ser observado acima, fica claro que a fração de lignina da invenção não afeta negativamente os micro-organismos probióticos. EXEMPLO 5. Determinação da atividade prebiótica
[0144] A fração de lignina do Exemplo 1b também apresentou atividade prebiótica em E. faecium.
[0145] A atividade prebiótica da fração de lignina do Exemplo 1b foi testada em concentrações abaixo da MIC relacionada obtida versus as bactérias probióticas E. faecium. Fração de lignina das concentrações usadas para teste prebiótico: fração de lignina do Exemplo 1b (g/L) - E. faecium 3,7 2,5 1,9 1,25 0,9 0,62
[0146] A atividade prebiótica foi avaliada por meio de uma equação quantitativa (índice prebiótico) no qual o crescimento de bactérias probióticas e entéricas (E. coli, S. thyphimurium) foi comparado na presença da fração de lignina do Exemplo 1b.
[0147] O índice prebiótico foi calculado conforme relatado abaixo: 𝑐𝑓𝑢 𝑐𝑓𝑢 log10 probiótico 𝑚𝑙 sobre prebiótico em 24h – log10 𝑚𝑙 probiótico sobre prebiótico em 0h 𝑐𝑓𝑢 𝑐𝑓𝑢 log10 probiótico sobre glicose em 24h – log10 probiótico sobre glicose em 0h 𝑚𝑙 𝑚𝑙 𝑐𝑓𝑢 𝑐𝑓𝑢 log10 entérico sobre prebiótico em 24h – log10 entérico sobre prebiótico em 0h 𝑚𝑙 𝑚𝑙 𝑐𝑓𝑢 𝑐𝑓𝑢 log10 entérico sobre glicose em 24h – log10 entérico sobre glicose em 0h 𝑚𝑙 𝑚𝑙 em que o primeiro termo denota o crescimento de probiótico, enquanto o segundo termo denota o crescimento de bactérias entéricas.
[0148] O composto prebiótico é capaz de potencializar seletivamente o crescimento de bactérias probióticas específicas inversamente para bactérias entéricas que não usam o composto para melhorar o crescimento, portanto, o índice prebiótico > 0 indica uma atividade prebiótica.
[0149] Resultados da atividade prebiótica (S. thyphimurium foi usada como bactéria entérica): E. faecium fração de lignina do Exemplo 1b (g/L) 1,9 1,25 0,9 Índice prebiótico 2,2 0,4 0,3 EXEMPLO 6. Uso da fração de lignina na alimentação de bovinos Desenho experimental, manejo animal, amostragem e análise de carne
[0150] O estudo foi conduzido em 40 bovinos machos, subdivididos aleatoriamente em 2 grupos, um como grupo controle e outro como grupo experimental. Ambos os grupos apresentaram a mesma razão de alimentação, composta por ração comercial (calculada com base em 2% do peso vivo) e feno misto ad libitum. Antes do início, todos os animais foram pesados e, consequentemente, seu peso vivo, foram subdivididos em dois grupos para obter o mesmo peso vivo médio no início do teste. O teste durou 120 dias, os 120 dias antes do abate dos animais. O grupo experimental, diferentemente do grupo controle, assumiu diariamente a fração de lignina do Exemplo 1b para uma quantidade de 35g por animal nos primeiros 90 dias e 70g por animal nos outros 30 dias.
[0151] Todos os animais foram pesados mensalmente para avaliar o peso vivo final, o ganho de peso mensal e o índice de conversão alimentar. Além disso, durante o teste, também foram coletadas amostras de sangue para avaliar a contagem de células sanguíneas e o perfil bioquímico.
[0152] Os animais foram transportados e abatidos em um matadouro aprovado pela Comunidade Europeia, em conformidade com as leis da Comunidade Européia sobre Bem-Estar Animal nos transportes (1/2005EC) e regulamento da Comunidade Europeia sobre Bem-estar Animal para abate de animais comerciais (1099/2009EC). Imediatamente após o abate, as carcaças foram armazenadas a 4°C por 24 h. Posteriormente, foram colhidas amostras do músculo Longissimus Longuíssimo do tórax e lombar (LTL) entre a 13ª e a 18ª vértebra torácica (cerca de 4 kg de cada amostra) para análise.
[0153] A carne de cada animal foi conservada a 4°C e, durante a maturação, nos dias 3, 6, 9 e 14, foram medidos parâmetros colorimétricos. A cor da superfície da carne foi determinada de acordo com o sistema de cores CIE L*, a*, b* (CIE, 1976) usando um colorímetro Minolta CR-300 (fonte de luz D65; Minolta Camera Co. Ltd., Osaka, Japão). As medições de refletância foram coletadas a partir de um ângulo de visão de 0° com uma lâmpada de arco de xenônio pulsada A com uma superfície de leitura de 8 mm de diâmetro. Para cada amostra de carne, foram realizadas três medições em três pontos diferentes. Foram obtidas três medições em cada ponto, realizadas pela rotação do sistema detector em 90° em relação ao anterior, resultando em um total de nove medições por amostra. O colorímetro foi calibrado no sistema de espaço de cores da Hunter-lab usando um título branco (L* = 99,2, a* = 1,0, b* = 1,9). Os valores a* e b* foram usados para determinar croma = (a2+b2)1/2 e matiz (°)= tan-1(b/a) de acordo com De Palo et al. (“Colour changes in meat of foals as affected by slaughtering age and post-thawing time”, 2012, Asian-Australasian Journal of Animal Sciences, 25, 1775–1779).
[0154] Além disso, foram medidos parâmetros reológicos. O pH foi registrado usando um medidor de pH portátil com eletrodo de vidro moldado para penetrar facilmente na carne (Carlo Erba pH 710; Carlo Erba Reagenti, Milão, Itália). Antes de cada medição, o medidor de pH era calibrado automaticamente para a temperatura muscular e usando soluções com valores de pH 4 e 7 (Crison, Lainate, Itália). A capacidade de retenção de água (Water Holding Capacity - WHC), as perdas de cozimento e a força de cisalhamento Warner-Bratzler (Warner-Bratzler Shear Force - WBSF) foram medidas conforme descrito por De Palo et al. (“Effect of nutritive level on carcass traits and meat quality of IHDH foals”, 2014 Animal Science Journal, 85, 780–786).
[0155] Ademais, a digestão in vitro foi realizada para avaliar a produção total de gás em 24 horas.
RESULTADOS
[0156] São relatados neste instrumento os resultados mais interessantes sobre a qualidade da carne, em particular o perfil colorimétrico e a produção de gás da digestão in vitro.
[0157] Em particular, conforme relatado na Figura 1, a vermelhidão mostrou-se diferente entre os dois grupos. A carne obtida por bovinos alimentados com fração de lignina adicionada apresentou maior vermelhidão durante todo o tempo de maturação, até o 14º dia. O trabalho recente atribuiu os efeitos da dieta à cor dos músculos ao armazenamento alterado de glicogênio, à taxa de refrigeração ou ao acúmulo de antioxidantes, os quais podem finalmente se relacionar aos traços intrínsecos fundamentais das cores dos músculos. Geralmente, durante o envelhecimento, a vermelhidão tende a diminuir, mostrando uma tendência de queda. Este não é o caso nas amostras de carne do grupo experimental. A diminuição da vermelhidão na superfície da carne se deve aos fenômenos bioquímicos que ocorreram com a exposição do pigmento da mioglobina ao ar. A oxidação da mioglobina causa processos de escurecimento na carne. No caso do grupo experimental, a suposição de antioxidantes na alimentação dos animais proporciona uma maior vermelhidão da carne, que também é avaliada positivamente pelos consumidores.
[0158] A Figura 2 relatou a tendência de amarelecimento. Os animais do grupo controle apresentaram tendência de queda desse índice, diferentemente, os animais que assumiram o antioxidante apresentaram estabilidade de amarelecimento, sem alterações em seus valores durante o envelhecimento. O amarelecimento está intimamente ligado à quantidade e qualidade da gordura intramuscular. Considerando o mesmo alimento assumido e o ganho de peso similar e o peso vivo no abate, e considerando a composição química similar da carne, não foram observadas diferenças no teor de gordura intramuscular entre os dois grupos. De outro modo, essas diferenças podem ser devidas a uma qualidade diferente da gordura intramuscular, com diferentes perfis de ácidos graxos. De fato, as diferenças na estabilidade do amarelecimento podem ser devidas ao desenvolvimento de processos de oxidação lipídica após a liberação de enzimas lipolíticas nos interstícios intercelulares e com atividades de redução de óxido nas fibras.
[0159] A Figura 3 relatou a produção de gás total (ml) em 24 horas de digestão in vitro do fluido ruminal. Os animais do grupo experimental apresentaram, em todos os momentos, uma menor produção de gás, com uma produção de 2864 ml em comparação com 3545 ml do grupo controle, portanto, com uma redução de gás surpreendente de cerca de 20%. Diferentes estudos mostraram como alguns antioxidantes usados na alimentação de vacas tiveram a atividade de reduzir a replicação microbiana, reduzindo também a atividade de digestão. Esse aspecto resulta em menores produções de leite e carne, devido à menor atividade de digestão no rúmen. No caso do grupo experimental, a menor produção de gás não resultou, inesperadamente, em menor produção de carne, considerando que o peso vivo no abate, o ganho de peso mensal e o rendimento de carcaça não variaram entre os grupos. Por esse motivo, acredita-se que o menor gás produzido possa ser o gás metano, considerando que uma redução nos ácidos graxos voláteis deve proporcionar uma menor conversão na carne e, portanto, no peso vivo. EXEMPLO 7. Avaliação da fertilidade do gado e avaliação da qualidade do leite obtido de vacas alimentadas com a fração de lignina da invenção
[0160] O objetivo deste teste foi usar a fração de lignina do Exemplo 1b para aumentar a saúde do rebanho de vacas, aumentar o desempenho econômico e a qualidade do leite.
[0161] Duração do teste: 28 dias, dosagem de 30 gramas por dia por vaca. Descrição da amostra de teste:
[0162] O rebanho Frísio era composto por uma média de 85 vacas em ordenha, 20 vacas secas e retorno corporativo relacionado.
[0163] As vacas leiteiras estavam em condições de estabulação em uma estrutura confortável, composta por beliches de palha na parte interna e na parte externa coberta por uma estrutura de dossel.
[0164] As vacas secas criadas em instalações permanentes adjacentes a camas de palha na área de descanso e parto, um piquete central para caminhadas e abrigo coberto para a zona de alimentação.
[0165] Todas as áreas oferecem muito espaço para movimento, descanso e acesso à manjedoura.
[0166] Empresa atenta à genética, resultando em escolhas sólidas voltadas para a longevidade das peças de vestuário e à melhoria da qualidade do leite.
[0167] Uso do unifeed em um único grupo: − Silagem de milho, − Feno de Luzerna (comprado)
− Farinha de milho, − No feno do pasto permanente, − Soja, núcleo, − Suplemento e tampões.
[0168] Produção em 2014: 114 toneladas de leite por vaca (fonte de dados da AIA). Estado de saúde do rebanho no início do teste:
[0169] O rebanho vem de um verão bastante crítico, caracterizado por um período de calor muito longo, cerca de 50 a 60 dias sem chuva, com temperaturas muito altas e, principalmente, umidade alta. Embora sejam implementados todos os sistemas de condicionamento ambiental possíveis, as vacas acusaram vários declínios de deglutição, resultando em: − diminuição da produção total de leite, − diminuição da caseína e gordura no leite, − maior presença de claudicação; − aumento progressivo da contagem de células, que atingiu um pico de 577.000 células. − Fertilidade da vaca: impacto negativo com dificuldade no realce de calores e baixas taxas de concepção. Observações:
[0170] Tentativa: integrou todo o rebanho bovino na lactação com atendimento médio de 77 cabeças.
[0171] A duração média de todos os dias do período de lactação flutuou de 180 para 185.
[0172] No início do teste, o estado de saúde do rebanho não era ideal: − Alguns bovinos tinham acabado de passar por uma gripe, caracterizada por diarreia e diminuição do apetite; − São 7 vacas com claudicação de gravidade média.
[0173] Não há problema para a introdução gradual da fração de lignina em unifeed misto, a ingestão aumentou gradualmente para estabilizar após a 1ª semana.
[0174] Consequências: recuperação rápida dos animais que haviam acusado o mal-estar devido à gripe e apresentavam claudicação, conforme certificado pelo médico especializado em podologia.
[0175] Maior ingestão, imediatamente aumenta a produção de leite e o tônus físico dos animais.
[0176] A contagem de células somáticas (SCC), constantemente monitorada na empresa, pelo fazendeiro que a fazenda de gado leiteiro, por meio da cobrança de dados de qualidade, as 240/250 mil células iniciais caíram para 120 mil, na 2ª semana, e atingiram constância de 140/150 mil células até o final do teste.
[0177] Rapidez: o reajuste da gordura e caseína no leite trouxe retorno de valores mais adequados para a empresa.
[0178] Melhora do estado de saúde geral do rebanho.
[0179] Aumento da fertilidade geral. Desempenho da produção de leite: − A produção de leite começa no dia 0 em um valor de 27,83 l/cabeça, atingindo no dia 35 o valor máximo de 33,41 l/cabeça. − O aumento da produção diária per capita registrada no dia 35 desde o início da administração da fração de lignina foi de + 20,08% em comparação com a produção per capita inicial. − No geral, a taxa de aumento da produção foi de +138 g/cabeça por dia.
[0180] O aumento diário máximo em termos absolutos foi registrado a partir do dia 16-17 (+2,43 l/cabeça). Desempenho da qualidade do leite: − aumento da concentração de polifenóis totais no leite; − aumento da produção diária de leite por animal; − redução, na fase aguda, do número de células somáticas; − aumento da capacidade de absorção de radicais livres (TEAC).
[0181] Os resultados acima são muito significativos, com um pico na concentração de polifenóis totais de cerca de 250%, um aumento de +20,8% na produção geral de leite, uma redução de -31% no número de células somáticas e um aumento de +33% em TEAC.
[0182] Deve-se observar também que esses desempenham denotam uma sincronização específica, concentrando os pontos de máximo próximos a 15 a 17 dias de tratamento.
[0183] Observou-se também que a suplementação de acordo com a invenção criou as condições para estender seus benefícios por pelo menos 2 semanas após a interrupção. O efeito benéfico começou a diminuir após cerca de 20 dias e é comprovado pelo aumento das células somáticas no leite.
[0184] O leite de vaca típico contém apenas vestígios de polifenóis, portanto, deve ser muito apreciado que inesperadamente o leite obtido de vacas alimentadas com o suplemento alimentar da invenção contém até 457 mg/l de polifenóis. Considerando que a necessidade humana de polifenóis é 820 mg/dia e a ingestão humana de leite é de 250 ml/dia em média, a contribuição em polifenóis dada pelo leite da invenção é de 114 mg, quando, normalmente, ela é próxima a zero, conforme mencionado.

Claims (15)

REIVINDICAÇÕES
1. Fração de lignina para uso como agente antipatogênico no suplemento alimentar humano e animal na prevenção e tratamento de infecções atribuíveis a patógenos alimentares, caracterizada pelo fato de que a referida fração de lignina compreende fragmentos com um peso molecular médio ponderado superior a 2.500 Daltons, conforme medido por Cromatografia por Exclusão de Tamanho, os referidos fragmentos compreendendo até 13 unidades de fenilpropano em média de peso.
2. Fração de lignina para uso, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a fração de lignina é um agente antipatogênico contra patógenos alimentares que incluem Escherichia coli, Candida albicans, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Salmonellaenterditis, Campylobacter jejuni, Listeria monocytogenes, sem afetar negativamente o micro-organismos probióticos.
3. Fração de lignina para uso, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a fração de lignina compreende fragmentos com um peso molecular médio ponderado de 150 Daltons a 2.500 Daltons, os referidos fragmentos compreendendo até 12 unidades de fenilpropano em média ponderada.
4. Fração de lignina para uso, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a fração de lignina compreende fragmentos com um peso molecular médio numérico de até
2.000 Dalton, conforme medido por Cromatografia por Exclusão de Tamanho, os referidos fragmentos compreendendo até 11 unidades de fenilpropano em média numérica.
5. Fração de lignina para uso, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que a referida fração de lignina compreende fragmentos com um peso molecular médio numérico de 150 Daltons a 1.000 Daltons.
6. Fração de lignina para uso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que a fração de lignina é usada em uma quantidade de até 10 kg por tonelada de ração animal, mais preferencialmente 1-5 kg por tonelada de ração animal.
7. Suplemento alimentar caracterizado pelo fato de que compreende a fração de lignina para uso, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, e carreadores alimentares adequados.
8. Suplemento alimentar, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma fração de lignina compreendendo fragmentos com um peso molecular médio ponderado de
3.500-5.500 Daltons, conforme medido por Cromatografia por Exclusão de Tamanho, os referidos fragmentos compreendendo até 40 unidades de fenilpropano em média ponderada.
9. Suplemento alimentar, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que compreende ainda pelo menos um ácido de resina, em que o referido ácido de resina é ácido abiético, ácido desidroabiético, ácido palústrico, ácido neoabiético, ácido pimárico, ácido isopimárico , ácido sandaropimárico ou um éster destes, ou um éter destes ou um sal alcalino ou alcalino-terroso destes ou uma mistura destes.
10. Suplemento alimentar, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 7 a 9, caracterizado pelo fato de que compreende ainda pelo menos um sal alcalino ou alcalino-terroso do ácido graxo C12-C24, pelo menos um óleo graxo ou uma mistura destes.
11. Suplemento alimentar, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 7 a 10, para uso na alimentação do gado, caracterizado pelo fato de que o referido suplemento alimentar é administrado em uma quantidade eficaz para melhorar a qualidade e o prazo de validade da carne obtida do gado.
12. Suplemento alimentar, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 7 a 10, para uso na alimentação de gado fêmea, caracterizado pelo fato de que o referido suplemento alimentar é administrado em uma quantidade eficaz para melhorar a produção e a qualidade do leite obtido de gado fêmea.
13. Suplemento alimentar, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 7 a 10, para uso na alimentação do gado, caracterizado pelo fato de que o referido suplemento alimentar é administrado em uma quantidade eficaz para melhorar a fertilidade do gado.
14. Suplemento alimentar, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 7 a 10, para uso na alimentação de gado, caracterizado pelo fato de que o referido suplemento alimentar é administrado em uma quantidade eficaz para reduzir as emissões de metano, sem prejudicar a eficiência digestiva ou a ruminação.
15. Suplemento alimentar para uso de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 a 14, caracterizado pelo fato de que o referido suplemento alimentar é administrado em ruminantes em uma dosagem diária compreendendo até 100 g de fração de lignina, preferencialmente 20-80 g de fração de lignina.
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