EP2788322A1 - Composition en Méthionine destinée à l'Alimentation animale - Google Patents

Composition en Méthionine destinée à l'Alimentation animale

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EP2788322A1
EP2788322A1 EP12810376.9A EP12810376A EP2788322A1 EP 2788322 A1 EP2788322 A1 EP 2788322A1 EP 12810376 A EP12810376 A EP 12810376A EP 2788322 A1 EP2788322 A1 EP 2788322A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
methionine
weight
composition according
crystallization
composition
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12810376.9A
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German (de)
English (en)
Inventor
Guillaume Fiey
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Metabolic Explorer SA
Original Assignee
Roquette Freres SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Roquette Freres SA filed Critical Roquette Freres SA
Publication of EP2788322A1 publication Critical patent/EP2788322A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C319/00—Preparation of thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides
    • C07C319/26—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C319/28—Separation; Purification
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K20/00—Accessory food factors for animal feeding-stuffs
    • A23K20/10—Organic substances
    • A23K20/142—Amino acids; Derivatives thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K50/00—Feeding-stuffs specially adapted for particular animals
    • A23K50/10—Feeding-stuffs specially adapted for particular animals for ruminants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C323/00—Thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides substituted by halogen, oxygen or nitrogen atoms, or by sulfur atoms not being part of thio groups
    • C07C323/50—Thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides substituted by halogen, oxygen or nitrogen atoms, or by sulfur atoms not being part of thio groups containing thio groups and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton
    • C07C323/51—Thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides substituted by halogen, oxygen or nitrogen atoms, or by sulfur atoms not being part of thio groups containing thio groups and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton having the sulfur atoms of the thio groups bound to acyclic carbon atoms of the carbon skeleton
    • C07C323/57—Thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides substituted by halogen, oxygen or nitrogen atoms, or by sulfur atoms not being part of thio groups containing thio groups and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton having the sulfur atoms of the thio groups bound to acyclic carbon atoms of the carbon skeleton the carbon skeleton being further substituted by nitrogen atoms, not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C323/58—Thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides substituted by halogen, oxygen or nitrogen atoms, or by sulfur atoms not being part of thio groups containing thio groups and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton having the sulfur atoms of the thio groups bound to acyclic carbon atoms of the carbon skeleton the carbon skeleton being further substituted by nitrogen atoms, not being part of nitro or nitroso groups with amino groups bound to the carbon skeleton
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2002/00—Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2250/00—Food ingredients
    • A23V2250/02—Acid
    • A23V2250/06—Amino acid
    • A23V2250/0632—Methionine

Definitions

  • the present invention relates to a novel liquid methionine composition derived from mother liquors of crystallization of methionine produced by fermentation.
  • Methionine like other sulfur amino acids, is essential for cell metabolism. However, methionine is not produced by animals, which must find enough in their diet.
  • Methionine can also be used as a medicine in the treatment or prevention of various diseases such as allergies or rheumatoid fevers.
  • L-methionine is generally produced from fossil resources and petrochemical derivatives, in particular from acrolein, methyl mercaptan and cyanides. Obtaining the more active L enantiomer requires additional racemic resolution steps which drastically increase production costs.
  • the present invention therefore relates to a new liquid methionine composition whose methionine content makes it directly usable in animal feed.
  • the methionine composition according to the invention is derived from mother liquors of crystallization of methionine produced by fermentation.
  • This fermentation is carried out conventionally by microorganisms grown on a suitable culture medium comprising a carbon source.
  • the carbon sources are chosen from all the carbon sources likely to be metabolized by a microorganism, and in particular glucose, sucrose, monosaccharides or oligosaccharides, starch and its derivatives and their mixtures.
  • composition according to the invention can be distinguished from the methionine compositions obtained by other processes by the nature and / or the content of the impurities present.
  • the methionine composition according to the invention derived from mother liquors of crystallization of methionine produced by fermentation, comprises from 30% to 50% by weight of methionine and has a solids content of between 20% and 75% by weight.
  • composition has a solids content of between 20% and 75% by weight
  • a composition has a solids content of between 20% and 75% by weight relative to the total weight of said composition.
  • a composition comprises from 30% to 50% by weight of methionine means that said composition comprises a methionine content of 30% to 50% by weight relative to the total weight of dry residues (that is to say in dry matter) of said composition. Unless otherwise indicated, the percentages are given herein by weight relative to the total weight of dry residues of the composition. In particular, the percentages of isoleucine, methionine, amino acids other than methionine and isoleucine, or N-acetyl-methionine are expressed by weight relative to the total weight of dry residues of the composition.
  • the composition according to the invention is a composition which generally comprises other residues resulting from the fermentation process of methionine and in particular other amino acids.
  • composition of the invention thus comprises less than 0.5% by weight of isoleucine.
  • the amino acid content other than methionine and isoleucine is advantageously between 7 and 10% by weight.
  • the content of N-acetyl-methionine is between 0.9 and 1.3% by weight.
  • composition according to the invention also comprises and advantageously less than 5% by weight of sugar.
  • the methionine composition according to the invention can be prepared by a process comprising the following steps from the fermentation medium of a methionine-producing microorganism:
  • the first step of the process for preparing the methionine composition according to the invention thus consists in clarifying the fermentation medium and in removing insoluble and soluble organic impurities from said fermentation medium.
  • insoluble organic impurities means biomass, proteins and residual insoluble particles.
  • soluble organic impurities is meant all soluble particles contaminating the fermentation medium, including macromolecules soluble proteins and polysaccharides type.
  • the methionine composition according to the invention may be derived from any method of methionine fermentation with culture of a microorganism optimized to promote the synthesis of methionine, whether it be a bacterium, yeasts or fungi (molds ).
  • the microorganism is chosen from Entewbacteriaceae, Bacillaceae, Streptomycetaceae and Corynebacteriaceae.
  • the microorganism is a species chosen from among the species
  • Escherichia Klebsiella, Pantoea, Salmonella or Corynebacterium.
  • the microorganism is selected from the species Escherichia coli or Corynebacterium glutamicum.
  • the methionine composition according to the invention comes from the culture of the microorganisms described in the patent application WO 2009/043803, the content of which is incorporated herein by reference, and more particularly the microorganisms described. in the exemplary embodiments.
  • the invention can be carried out using the strain of Escherichia coli of the genotype MG1655 with a Ptrc-metU PircF-cysPUWAM PtrcF-cysJJR Ptrc09-gcvTUP Ptrc36-RNAmstl7-m ⁇ ? IF Ameû ApykF ApykA ApurU (pMEIO) -thr A * 1-cysE-PgapA-met A * 11) (pCCIBAC-serB-serA-serC)
  • the clarification of the medium is then carried out by any method known as such by one skilled in the art, a method chosen for example from the group consisting of flocculation, decantation, membrane techniques (microfiltration, ultrafiltration, nanofiltration and reverse osmosis ) and centrifugation.
  • a method chosen for example from the group consisting of flocculation, decantation, membrane techniques (microfiltration, ultrafiltration, nanofiltration and reverse osmosis ) and centrifugation.
  • soluble organic impurities is carried out by any method known as such by a person skilled in the art, a method chosen, for example, from the group consisting of ultrafiltration, heat treatment and treatment using an adsorbent. activated carbon type and enzymatic hydrolysis.
  • the second step of the process for preparing the methionine composition according to the invention which can be implemented here optionally, then consists in demineralizing said clarified fermentation medium in order to eliminate the cations and anions of said medium. fermentation.
  • This step can in this case be carried out by conventional electrodialysis or EDC (EURODIA ®) and / or by treatment on a cation exchange resin in H + form (Purolite ® C120, Purolite ® C150, Purolite C160 ® ...) and / or anion exchange resin (LEWATIT ® S4228, LEWATIT ® S4528, Rohm & Haas FPA91 ).
  • the third step of the process for preparing the methionine composition in accordance with the invention finally consists in crystallizing methionine so as to recover the methionine in solid form, but above all, within the meaning of the invention, in order to recover and recover the waters mothers of crystallization.
  • This crystallization step may be carried out by a technology selected from the group consisting of cooling crystallization, evapocrystallization crystallization and adiabatic crystallization.
  • the applicant company recommends using evapocrystallization.
  • the Applicant Company recommends preconcentrating the methionine solution by evaporation under vacuum using a falling film evaporator in order to approach the supersaturation.
  • the pre-concentrated solution is then transferred to a draft tube crystallizer, for example, to be further concentrated and crystallized.
  • the solubility of methionine at 35 ° C is about 70 g / l. Concentrating the solution at about 250 g / l, under a vacuum ensuring a temperature of 35 ° C, the recovery yield of methionine is> 70%.
  • the mother liquors themselves are concentrated and recycled at the head of said crystallization process, in order to increase the crystallization yield.
  • the process for preparing the methionine composition according to the invention therefore consists in adding to the process the last three subsequent complementary steps.
  • the fourth step is to adjust the pH of the mother liquors of crystallization so as to be placed at a pH value ⁇ pKal of the methionine or a pH value> pKa2 of the methionine.
  • This acidification operation is carried out by any method known to those skilled in the art.
  • the Applicant Company recommends acidifying with 37% hydrochloric acid to a pH value of less than 2.2 (pKa of the acidic function of methionine).
  • the pH of the mother liquors of crystallization is adjusted so as to set a pH value> pKa2 of the methionine by alkalinization of the mother liquors.
  • the applicant company recommends alkalinizing with 50% sodium hydroxide to a pH value greater than 9.3 (pKa of the amino function of methionine).
  • the fifth step may consist in filtering the solution in order to remove a precipitate consisting in particular of xanthine, and then concentrate mother liquors thus treated.
  • the acidified solution is then filtered on a porosity membrane of 5 ⁇ , and concentrated until a dry matter percentage of between 20% and 75% by weight is obtained.
  • the alkalized solution is filtered and concentrated until a dry matter percentage of between 20% and 75% by weight is obtained.
  • the sixth step consists of recovering the liquid methionine composition according to the invention.
  • composition according to the invention may advantageously be used directly in animal feed as a supplement or feed additive supplied to the animals, mixed with the feed bolus supplied to each animal, in premix, under the form of a premixed composition or extemporaneously, or independently of other foods.
  • the invention therefore also relates to a food additive comprising the methionine composition according to the invention, preferably intended for animal feed.
  • composition according to the invention is particularly suitable for its intake of trace elements and water to facilitate the dosing, mixing and hydration of the usual foods of the animal.
  • a strain of methionine-producing Escherichia coli of genotype MG1655 contains a Pircc-metR-CysPUWAM PtrcF-cysRU Ptrc09-gcvTUP pirc36-mRmst17-metF Apytk apykA apurU (pMF101-thrA * l -cysF-PgapA-metA * ll). ) (pCClBac-serB-serA-serC), described in the patent application WO 2009/043803, is cultivated under fermentation culture conditions according to the method described in this same patent application.
  • the fermentation must resulting from the implementation of said strain is purified as follows.
  • the removal is carried out by tangential membrane filtration having a pore diameter of 100 nm, between 40 and 80 ° C (ceramic membrane of 3.5 mm diameter channel).
  • the temperature is preferably maintained at 40 ° C. with a transmembrane pressure of 1 bar and diafiltration with 20% demineralized water.
  • the average flow is 30 l / h / m 2 and the resulting permeate is clear and bright.
  • This step aims to eliminate the sugars (polysaccharides) and macromolecules contained in the fermentation must.
  • This elimination is carried out by ultrafiltration on a ceramic membrane having a cutoff threshold of 5 kDa.
  • the filtration flow is on average 25 l / h / m 2 and about 70% of the macromolecules are retained in the retentate.
  • the previous solution is pre-concentrated by evaporation of the water at 50 ° C on a WIEGAND ® type falling film vacuum evaporator.
  • the concentration factor is of the order of 2 to 5 depending on the initial concentration of L-methionine.
  • the pre-concentrated solution is then transferred to a forced circulation evapocrystallizer to be further concentrated and crystallized under vacuum (50 mbar) at about 35 ° C.
  • the concentration factor applied in this evapocristallizer is about 3, so as to reach 240 g / l.
  • the mother liquor here still contains more than 30% by dry weight of methionine. It is then chosen to acidify, filter and concentrate the mother liquors:
  • a mother liquor composition according to the invention is then obtained with a solids content of 60, as shown in Table 2 below.
  • This methionine composition despite its relative richness in chlorides is quite usable in animal feed, to supplement foods with methionine to obtain compositions typically comprising up to 0.5% added methionine.

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Abstract

La présente invention concerne une nouvelle composition de méthionine liquide, issue des eaux mères de la cristallisation de la méthionine produite par fermentation, comprenant de 30 à 50 % en poids de méthionine et présentant une matière sèche comprise entre 20 % et 75 % en poids et caractérisée en ce qu'elle comprend également moins de 0,5 % en poids d'isoleucine et entre 0,9 % et 1,3 % de N-acétyl-méthionine.

Description

COMPOSITION EN METHIONINE DESTINEE
A L'ALIMENTATION ANIMALE La présente invention concerne une nouvelle composition de méthionine liquide issue des eaux mères de cristallisation de la méthionine produite par fermentation.
La méthionine, comme d'autres acides aminés soufrés, est indispensable au métabolisme cellulaire. La méthionine n'est toutefois pas produite par les animaux, qui doivent alors en trouver en quantités suffisantes dans leur alimentation.
Elle est produite de manière industrielle pour être ajoutée comme complément alimentaire, en particulier en alimentation animale. La méthionine peut aussi être employée comme médicament dans le traitement ou la prévention de maladies diverses comme les allergies ou les fièvres rhumatoïdes.
Les sources usuelles de méthionine sont soit les protéines d'origine animale, soit la synthèse chimique. Toutefois, la diminution de l'utilisation des protéines animales suite au développement de l'encéphalopathie spongiforme bovine (ESB), ou de la grippe aviaire, a conduit à une augmentation de la demande en méthionine de synthèse.
La D,L-méthionine est généralement produite à partir de ressources fossiles et de dérivés de la pétrochimie, en particulier à partir d'acroléine, de méthyle mercaptan et de cyanures. L'obtention de l'énantiomère L plus actif, nécessite des étapes supplémentaires de résolution de racémique qui en augmentent drastiquement les coûts de production.
Aujourd'hui, la production de méthionine par biotransformation constitue une alternative avantageuse à la pétrochimie du fait de la raréfaction des ressources fossiles et de l'augmentation du coût des matières premières.
La mise en œuvre de ces procédés nécessite toutefois de disposer de microorganismes appropriés pour produire de la méthionine par fermentation sur une source de carbone.
Les premières solutions efficaces industriellement ont été publiées, et notamment décrites dans les demandes de brevet WO 2005/111202, WO 2007/017710, WO 2007/077041 et WO 2009/043803.
D'autres microorganismes produisant de la méthionine sont également décrits dans les demandes de brevet WO 2004/038013, WO 2006/001616, WO 2006/138689 et WO 2007/012078, notamment. La production à grande échelle de méthionine biosynthétique rencontre toutefois des problèmes propres à la récupération des molécules chimiques dans un fermenteur, notamment pour la purification des produits finis. Dans ce cas, la qualité du mélange brut obtenu, la teneur en impuretés et leur nature revêtent une grande importance.
La présente invention concerne donc une nouvelle composition liquide de méthionine dont la teneur en méthionine la rend directement utilisable en alimentation animale.
La composition de méthionine selon l'invention est issue des eaux mères de cristallisation de la méthionine produite par fermentation.
Cette fermentation est réalisée classiquement par des microorganismes cultivés sur un milieu de culture approprié comprenant une source de carbone.
Les sources de carbone sont choisies parmi toutes les sources de carbone susceptibles d'être métabolisées par un microorganisme, et en particulier le glucose, le sucrose, les monosaccharides ou oligosaccharides, l'amidon et ses dérivés et leurs mélanges.
La composition selon l'invention peut se distinguer des compositions de méthionine obtenues par d'autres procédés par la nature et/ou la teneur des impuretés présentes.
La composition de méthionine selon l'invention, issue des eaux mères de cristallisation de la méthionine produite par fermentation, comprend de 30 % à 50 % en poids de méthionine et présente une matière sèche comprise entre 20 % et 75 % en poids.
Au sens de l'invention, « une composition présente une matière sèche comprise entre 20 % et 75 % en poids » signifie que ladite composition a un pourcentage en matière sèche compris entre 20 % et 75 % en poids par rapport au poids total de ladite composition.
Une composition comprend de 30 % à 50 % en poids de méthionine signifie que ladite composition comprend une teneur en méthionine de 30 % à 50 % en poids par rapport au poids total en résidus secs (c'est-à-dire en matière sèche) de ladite composition. Sauf indication contraire, les pourcentages sont donnés ici en poids par rapport au poids total en résidus secs de la composition. En particulier, les pourcentages d'isoleucine, de méthionine, d'acides aminés autres que la méthionine et l'isoleucine, ou de N-acétyl- méthionine sont exprimés en poids par rapport au poids total en résidus secs de la composition. La composition selon l'invention est une composition qui comprend généralement d'autres résidus issus du procédé de fermentation de la méthionine et en particulier d'autres acides aminés.
La composition de l'invention comprend ainsi moins de 0,5 % en poids d'isoleucine.
La teneur en acides aminés autres que la méthionine et l'isoleucine, est avantageusement comprise entre 7 et 10 % en poids.
La teneur en N-acétyl-méthionine est comprise entre 0,9 et 1,3 % en poids.
La composition selon l'invention comprend également et avantageusement moins de 5 % en poids de sucre.
La composition en méthionine selon l'invention est susceptible d'être préparée par un procédé comprenant les étapes suivantes à partir du milieu de fermentation d'un microorganisme producteur de méthionine :
1) clarification du milieu de fermentation et élimination des impuretés organiques insolubles et solubles dudit milieu de fermentation
2) de manière optionnelle, déminéralisation du milieu de fermentation clarifié afin d'éliminer les cations et anions dudit milieu de fermentation,
3) cristallisation de la méthionine à partir de la solution liquide ainsi obtenue, et récupération des eaux mères de cristallisation,
4) ajustement du pH des eaux mères de cristallisations de manière à se placer à une valeur de pH < pKal de la méthionine ou à une valeur de pH > pKa2 de la méthionine,
5) filtration, de manière optionnelle, et concentration des eaux mères ainsi traitées,
6) récupération de la composition en méthionine obtenue.
La société Demanderesse tient à préciser ici que les trois premières étapes de ce procédé sont communes à celles qu'elle a déjà décrites dans sa demande de brevet internationale WO 2011/045377, dont le contenu est incorporé ici par référence.
La première étape du procédé de préparation de la composition de méthionine conforme à l'invention consiste ainsi à clarifier le milieu de fermentation et à éliminer les impuretés organiques insolubles et solubles dudit milieu de fermentation.
On entend au sens de l'invention par « impuretés organiques insolubles » la biomasse, les protéines et les particules insolubles résiduelles. Par « impuretés organiques solubles », on entend toutes les particules solubles contaminant le milieu de fermentation, notamment les macromolécules du type protéines solubles et des polysaccharides.
La composition de méthionine selon l'invention peut être issue de tout procédé de fermentation de méthionine avec culture d'un microorganisme optimisé pour favoriser la synthèse de méthionine, qu'il s'agisse d'une bactérie, de levures ou de champignons (moisissures).
Avantageusement, le microorganisme est choisi parmi les Entewbacteriaceae, Bacillaceae, Streptomycetaceae et Corynebacteriaceae .
Plus particulièrement, le microorganisme est une espèce choisie parmi les espèces
Escherichia, Klebsiella, Pantoea, Salmonella ou Corynebacterium.
Plus particulièrement encore, le microorganisme est choisi parmi les espèces Escherichia coli ou Corynebacterium glutamicum.
Dans un mode préféré de réalisation de l'invention, la composition de méthionine selon l'invention provient de la culture des microorganismes décrits dans la demande de brevet WO 2009/043803 dont le contenu est incorporé ici par référence, et plus particulièrement les microorganismes décrits dans les exemples de réalisation. On peut par exemple mettre en œuvre l'invention en utilisant la souche de Escherichia coli de génotype MG1655 met A* 11 Ptrc-metU PircF-cysPUWAM PtrcF-cysJJR Ptrc09-gcvTUP Ptrc36- ARNmstl7-m<?iF Ameû ApykF ApykA ApurU (pMEÏOÏ-thr A* 1-cysE-PgapA-met A* 11) (pCCIBAC-serB-serA-serC)
La clarification du milieu est ensuite réalisée par toute méthode connue en tant que telle par l'Homme du métier, méthode choisie par exemple dans le groupe constitué de la floculation, de la décantation, des techniques membranaires (microfiltration, ultrafiltration, nanofiltration et osmose inverse) et de la centrifugation.
L'élimination des impuretés organiques solubles est réalisée par toute méthode connue en tant que telle par l'Homme du métier, méthode choisie par exemple dans le groupe constitué de Γ ultrafiltration, du traitement thermique, du traitement à l'aide d'un adsorbant de type charbon actif et de l'hydrolyse enzymatique.
La deuxième étape du procédé de préparation de la composition de méthionine conforme à l'invention, que l'on peut mettre en œuvre ici de manière optionnelle, consiste ensuite à déminéraliser ledit milieu de fermentation clarifié afin d'éliminer les cations et anions dudit milieu de fermentation. Cette étape peut en ce cas être réalisée par électrodialyse conventionnelle ou EDC (EURODIA®) et/ou par traitement sur résine échangeuse de cations sous forme H+ (PUROLITE® C120, PUROLITE® C150, PUROLITE® C160 ...) et/ou résine échangeuse d'anions (LEWATIT® S4228, LEWATIT® S4528, Rohm & Haas FPA91 ...).
Le traitement par résines échangeuses d'ions sera préféré à l'EDC pour des raisons de coût et d'efficacité d'abattement des sels.
La troisième étape du procédé de préparation de la composition de méthionine conforme à l'invention consiste enfin à cristalliser la méthionine de manière à récupérer la méthionine sous forme solide, mais surtout, au sens de l'invention, afin de récupérer et valoriser les eaux mères de cristallisation.
Cette étape de cristallisation peut être réalisée par une technologie choisie dans le groupe constitué de la cristallisation par refroidissement, de la cristallisation par évapocristallisation et de la cristallisation adiabatique.
La société demanderesse recommande d'utiliser évapocristallisation.
Si évapocristallisation est choisie, la société Demanderesse recommande de préconcentrer la solution de méthionine par évaporation sous vide à l'aide d'un évaporateur à film tombant afin de s'approcher de la sursaturation.
La solution pré-concentrée est alors transférée dans un cristallisoir de type Draft tube, par exemple, pour y être concentrée davantage et pour cristalliser.
La solubilité de la méthionine à 35°C est d'environ 70 g/1. En concentrant la solution à environ 250 g/1, sous un vide assurant une température de 35°C, le rendement de récupération en méthionine est > 70%.
Classiquement, dans les procédés de cristallisation, les eaux mères proprement dites sont concentrées et recyclées en tête dudit procédé de cristallisation, afin d'augmenter le rendement en cristallisation.
C'est ainsi qu'elle-même dans sa propre demande de brevet internationale WO 2011/045377, la société Demanderesse, constatant que les eaux mères de cristallisation contenaient encore près de 40 % en poids de méthionine par rapport au poids total en résidus secs, conseillait alors d'optimiser le rendement global en méthionine cristallisé, en recyclant les eaux mères en amont du procédé, en totalité ou en partie, sous forme liquide ou après un second jet de cristallisation, avant ou après un traitement approprié.
La société Demanderesse va donc à l'encontre de ce préjugé technique en choisissant dorénavant de valoriser lesdites eaux mères, non pas comme coproduit à recycler, mais bien comme la source directe d'une composition de méthionine à valeur ajoutée.
Le procédé de préparation de la composition de méthionine conforme à l'invention consiste donc à ajouter au procédé les trois dernières étapes complémentaires suivantes.
La quatrième étape consiste à ajuster le pH des eaux mères de cristallisation de manière à se placer à une valeur de pH < pKal de la méthionine ou à une valeur de pH > pKa2 de la méthionine.
Dans un premier mode préférentiel de réalisation du procédé conforme à l'invention, on ajuste le pH des eaux mères de cristallisation de manière à se placer à une valeur de pH < pKal (pKal = 2,2) de la méthionine par acidification des eaux mères.
Cette opération d'acidification est réalisée par toute méthode connue par ailleurs de l'homme du métier.
La société Demanderesse recommande d'acidifier avec de l'acide chlorhydrique 37 % jusqu'à une valeur de pH inférieure à 2,2 (pKa de la fonction acide de la méthionine).
Dans un second mode préférentiel de réalisation du procédé conforme à l'invention, on ajuste le pH des eaux mères de cristallisation de manière à se placer à une valeur de pH > pKa2 de la méthionine par alcalinisation des eaux mères.
La société Demanderesse recommande d'alcaliniser avec de la soude 50% jusqu'à une valeur de pH supérieure à 9,3 (pKa de la fonction aminé de la méthionine).
La cinquième étape peut consister à filtrer la solution, afin de retirer un précipité composé notamment de xanthine, pour ensuite concentrer des eaux mères ainsi traitées.
Suivant le premier mode préférentiel de réalisation, la solution acidifiée est ensuite filtrée sur membrane de porosité 5 μιη, et concentrée jusqu'à obtenir un pourcentage en matière sèche compris entre 20% et 75 % en poids.
Suivant le second mode préférentiel de réalisation, la solution alcalinisée est filtrée et concentrée jusqu'à obtenir un pourcentage en matière sèche compris entre 20% et 75% en poids.
La sixième étape consiste quant à elle à récupérer la composition de méthionine liquide conforme à l'invention.
La composition selon l'invention peut avantageusement être employée directement dans l'alimentation animale comme complément ou additif alimentaire fourni aux animaux, mélangé au bol alimentaire fourni à chaque animal, en prémélange, sous la forme d'une composition prémélangée ou de manière extemporanée, ou de manière indépendante des autres aliments.
L'invention concerne donc également un additif alimentaire comprenant la composition de méthionine selon l'invention, de préférence destiné à l'alimentation animale.
L'homme du métier connaît bien les quantités en méthionine nécessaires à l'alimentation animale dans un régime alimentaire approprié à chaque animal et saura donc déterminer comment employer la composition selon l'invention et en quelle quantité.
En particulier, la composition selon l'invention est particulièrement adaptée pour son apport en oligoéléments et en eau pour faciliter le dosage, le mélange et l'hydratation des aliments habituels de l'animal.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture des exemples qui suivent. Ils ne sont toutefois donnés ici qu'à titre illustratif et non limitatif. Exemple
Une souche de Escherichia coli productrice de méthionine de génotype MG1655 met A* 11 Ptrc-metU PircF-cysPUWAM PtrcF-cysRU Ptrc09-gcvTUP Pirc36-ARNmstl7- metF Ameû ApykF ApykA ApurU (pMFlOl-thrA*l-cysF-PgapA-metA* l l) (pCClBAC- serB-serA-serC), décrite dans la demande de brevet WO 2009/043803, est cultivée dans des conditions de culture de fermentation selon la méthode décrite dans cette même demande de brevet.
Le moût de fermentation issu de la mise en œuvre de ladite souche est purifié comme suit.
A) Elimination des impuretés organiques insolubles (biomasse)
L'élimination est réalisée par filtration tangentielle sur membrane présentant un diamètre de pore de 100 nm, entre 40 et 80°C (membrane de type céramique de 3,5 mm de diamètre de canal).
La température est maintenue préférentiellement à 40°C avec une pression transmembranaire de 1 bar et une diafiltration avec 20 % d'eau déminéralisée.
Dans ces conditions, le flux moyen est de 30 1/h/m2 et le perméat obtenu est limpide et brillant. Le perméat, débarrassé de la biomasse et des particules insolubles, contient encore des impuretés organiques solubles, notamment des sucres et protéines solubles qu'il convient d'éliminer avant cristallisation.
B) Elimination des impuretés organiques solubles (sucres et macromolécules solubles)
Cette étape a pour objectif d'éliminer les sucres (polysaccharides) et les macromolécules contenues dans le moût de fermentation.
Cette élimination est réalisée par ultrafiltration sur membrane céramique présentant un seuil de coupure de 5 kDa.
A 40°C, le flux de filtration est en moyenne de 25 1/h/m2 et environ 70 % des macromolécules sont retenus dans le rétentat.
D) Cristallisation
La solution précédente est pré-concentrée par évaporation de l'eau à 50°C sur un évaporateur sous vide à film tombant de type WIEGAND®.
Le facteur de concentration est de l'ordre de 2 à 5 selon la concentration initiale en L-méthionine.
Il est ici égal à 3 pour se rapprocher de la sursaturation à 50°C (80 g/1).
La solution pré-concentrée est alors transférée dans un évapocristallisoir à circulation forcée pour y être concentrée davantage et cristalliser sous vide (50 mbars) à environ 35°C.
Le facteur de concentration appliqué dans cet évapocristallisoir est d'environ 3, de façon à atteindre 240 g/1.
Après séparation sur essoreuse ROUSSELET® avec une toile polypropylène (120 m /m2/h) et lavage avec un volume d'eau déminéralisée par volume de gâteau, les cristaux sont séchés sur un lit fluidisé à 45°C (type AEROMATIC®).
Dans ces conditions le rendement de récupération de L-méthionine est > 80 % pour une pureté > 85 /sec.
Les eaux mères de cristallisation, quant à elles présentent une composition décrite dans le Tableau 1 ci-dessous : Tableau 1
La liqueur mère contient ici encore plus de 30 % en poids sec de méthionine. Il est alors choisi d'acidifier, de filtrer et de concentrer les eaux mères :
1) acidification par ajout d'acide chlorhydrique à 37 % jusqu'à obtention d'un pH voisin de 1,6,
2) filtration sur membrane de 5 μιη de porosité,
3) concentration en Rotavapor de laboratoire (Bain marie à 80°C, sous vide de 50 mbars et à température de vapeurs de 35°C).
On obtient alors une composition d'eaux mères selon l'invention d'une matière sèche de 60 , telle que présentée dans le tableau 2 suivant.
Tableau 2
Cette composition en méthionine, malgré sa richesse toute relative en chlorures est tout à fait utilisable en alimentation animale, permettant de supplémenter les aliments en méthionine pour obtenir des compositions comprenant classiquement jusqu'à 0,5 % de méthionine ajoutée.

Claims

REVENDICATIONS
1. Composition de méthionine liquide, issue des eaux mères de la cristallisation de la méthionine produite par fermentation caractérisée, en ce qu'elle comprend de 30 % à 50 % en poids de méthionine, et qu'elle présente une matière sèche comprise entre 20 % et 75 % en poids.
2. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend moins de 0,5 % en poids d' isoleucine et entre 0,9 % et 1,3 % de N-acétyl-méthionine.
3. Composition selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la teneur en acides aminés autres que la méthionine et isoleucine, est comprise entre 7 % et 10 % en poids.
4. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la teneur en sucre est inférieure à 5%
5. Procédé de préparation d'une composition selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes à partir du milieu de fermentation d'un microorganisme producteur de méthionine :
a. clarification du milieu de fermentation et élimination des impuretés organiques insolubles et solubles dudit milieu de fermentation,
b. de manière optionnelle, déminéralisation du milieu de fermentation clarifié afin d'éliminer les cations et anions dudit milieu de fermentation,
c. cristallisation de la méthionine à partir de la solution liquide ainsi obtenue, et récupération des eaux mères de cristallisation,
d. ajustement du pH des eaux mères de cristallisation de manière à se placer à une valeur de pH < pKal de la méthionine ou à une valeur de pH > pKa2 de la méthionine, e. filtration, de manière optionnelle, et concentration de ladite solution, et f. récupération de la composition en méthionine ainsi obtenue.
6. Utilisation d'une composition selon l'une des revendications 1 à 4, ou susceptible d'être préparée selon le procédé de la revendication 5, comme complément ou additif alimentaire pour l'alimentation animale.
7. Additif alimentaire pour l'alimentation animale, caractérisé en ce qu'il comprend une composition selon l'une des revendications 1 à 4 ou susceptible d'être préparée selon le procédé de la revendication 5.
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