WO2006097627A1 - Composition de spirulines riche en principes actifs, son procédé d'obtention et son utilisation. - Google Patents

Composition de spirulines riche en principes actifs, son procédé d'obtention et son utilisation. Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to compositions comprising spirulins of the Arthrospira sp. LONAR and Arthrospira sp. PARACAS, may have levels of some compounds, especially very high phycocyanin.
  • Spirulina are filamentous cyanobacteria that belong to the genus Arthrospira or Spirulina. They are microscopic photosynthetic algae that grow naturally in the alkaline waters of some lakes in the intertropical zone.
  • spirulina One of the strengths of spirulina is to grow in low to high saline water, and alkaline, that is to say in conditions where the growth of other microorganisms is limited. As a result, homogeneous, uncontaminated cultures can be fairly easily obtained over relatively short periods of time.
  • Spirulina Another advantage of Spirulina is related to the good yield of the crops. It can be expected, for example, to harvest after 50 days, 9 kg of dry matter from a gram of dry spirulina seed, under standard culture conditions, ie in a basin 15 cm deep, with water at 32 ° C, a pH of about 9 -10 and a sunshine of 16 hours. Since more than half of the dry mass of a spirulina is made up of proteins, the yield of proteins obtained, with a comparable surface area, is 20 times that of a soybean field [Jourdan JP, Grow your Spirulina].
  • Spirulina comes in the form of a dark green paste, which can be consumed fresh on site or dehydrated.
  • the resulting powder has a salty taste. It can then be preserved and incorporated into different foods as a dietary supplement.
  • Spirulina has been the subject of exhaustive toxicological studies in light of which it is possible to affirm its perfect safety.
  • Spirulina mixed with a basic diet, can overcome moderate to acute malnutrition.
  • a child suffering from Kwashiorkor disease (Vitamin B12 deficiency) can be re-established by giving him a spoon a day of spirulina for one month.
  • Particularly interesting contents include: iron particularly bio-available, so directly absorbable, vitamin B9, or folic acid, which participates in the fixation of iron and muscle anabolism, branched amino acids - BCAA's - Leucine, Isoleucine, Valine, particularly sought after for muscle mass gain, - vitamins B1, B6 and B12, whose role is essential for both preparation and exercise recovery, fat soluble vitamins D, E, A and especially provitamin A, the beta carotene that eliminates the risk of overdose, metals (in non-toxic proportions): Selenium, Copper, Magnesium, Manganese.
  • SOD Super Oxyde Dismutase
  • linolenic and di-homo-gamma linolenic acids intake is essential for the body
  • phycocyanin the main photosynthetic pigment of spirulins with antioxidant properties.
  • Phycocyanin is a 332 kd phycobiliprotein closely related in its structure to human bile pigments, which are known for their anti-inflammatory properties. Studies have shown that phycocyanin allows the animal to inhibit the formation of leukotrienes B4, which are highly inflammatory eicosanoid metabolites, as well as the activity of cyclooxygenase-2 (COX-2) and lipoxygenase, enzymes associated with inflammatory processes [Romay C. et al., Inflamm. Res., 1998, 47 (1): 36-41].
  • Phycocyanin is, moreover, used as a food colorant (peak of absorption in the visible at 620 nm) and as a molecular biology reagent for the detection of proteins and more particularly antibodies [Boussiba, S. and Richmond AE , C-Phycocyanins as a storage protein in the green-blue algae Spirulina platensis, 1980, Arch. Microbiol. 125: 143-147].
  • SOD super oxide dismutase
  • SOD is an enzyme that has the ability to inactivate superoxide ions generated by enzymes such as NADPH oxidase or cytochrome oxidase.
  • SOD binds superoxide ions to hydrogen ions to produce less toxic molecular oxygen and hydrogen peroxide.
  • SOD has a role of detoxification, but also a protective role vis-à-vis oxidation reactions that may occur in the context of infections or tumor formation.
  • Di-homo-gamma linolenic and gamma linolenic acids are polyunsaturated fatty acids from the omega-6 family. These polyunsaturated fatty acids are essential for the maintenance of membranes in all organs of the human body. As a result, they take an essential part in all the biological functions of the human body.
  • Nutritional supplementation studies show that spirulina improves in many ways the symptoms of many diseases [Belay, A., Ota, Y. et al. Current Knowledge on Potential Health Benefits of Spirulina, Journal of Applied Phycology, 1993, 5: 235-241]. In particular, it reduces anemia, cholesterol levels, the risk of hypertension, protect the body against free radicals and stimulates the immune system, especially in case of viral attacks.
  • a spirulina composition is of excellent quality when it comprises about 10% by dry weight of phycocyanin a superoxide dismutase activity of about 30 to 40,000 IU per 100g of dried spirulina, a gamma linoleic acid content of about 10%, and a di-homo-gamma linolenic acid of about 0.5%.
  • spirulina is obtained, for example, using the strain
  • Arthrospira pacifica in industrial production units located in the United States [Henrikson, R., Earth Food Spirulina, 1989, Ronore Enterprises Inc.].
  • the most commonly cultivated spirulina strains are Arthrospira platensis and Arthrospira maxima, which do not provide, in industrial mode, spirulina of equivalent quality.
  • Morphological differences may occur depending on the species of Spirulina cultivated.
  • the filaments of spirulines assume a more or less spiral appearance, reflecting differences in adaptation from one species to another, to the conditions of culture.
  • some strains are said to have a more or less typical morphology.
  • a strain such as Arthrospira sp. PARACAS, which is well spiraled and dark green in standard culture condition, does not suffer from suspicion of not being a true spirulina.
  • compositions obtained are useful for many applications, especially as a dietary supplement or drug, particularly to overcome the weaknesses of the immune system and support physical effort.
  • the subject of the present invention is therefore an association of spirulines consisting of at least two types of strains of the genus Arthrospira, characterized in that the average content of said phycocyanin strains is between 13 and 30%, preferably between 14 and 25%.
  • Spirulina means a blue-green alga belonging to the phyllum Cyanophyta, class: Cyanophyceae, order: Nostocales, family: Oscillatoriaceae, genus: Spirulina or Arthrospira.
  • spirulina association is meant the presence in the same culture of several species or subspecies (types) of spirulina. This association is reflected in the crop product, by the simultaneous presence of cells belonging to different types of spirulines, and this, in non-residual amounts.
  • the combination of spirulines consists of two types of strains whose weight ratio is generally between 80 and 20, preferably between 40 and 60.
  • An association according to the invention generally comprises SOD having an activity of between 60,000 and 300,000 LU, preferably between 160,000 and 250,000 IU per 100 g of said combination.
  • IU Units International Unit
  • the enzymatic activity of superoxide dismutase can be determined spectrophotometrically using, for example, the method described by Kuthan H. et al. [Spectrophotometric assay for superoxide dismutase activities in crude tissue fractions, 1986, Biochem J. 237 (1): 175-80].
  • an association according to the invention consists of the two types of Arthrospira sp. LONAR and Arthrospim sp. PARACAS.
  • strains Arthrospira sp. LONAR and Arthrospira sp. PARACAS are strains originally sourced from Lonar Lake in India and ancient water storage basins in Paracas, Peru.
  • Strains of this type that is to say having the same phenotypic and genetic characteristics, can be obtained from numerous research institutes around the world, particularly at the Institut Pasteur.
  • compositions comprising an association of spirulines as defined above, in particular a composition comprising:
  • Spirulina of another type is understood to mean any other strain of spirulina which proves to be compatible, and preferably complementary to the combination formed by Arthrospira sp. LONAR and Arthrospira sp. PARACAS.
  • the compositions according to the invention are characterized more particularly by a phycocyanin content of between 13 and 30%, preferably between 14 and 28% by total dry weight of said composition.
  • a composition according to the invention is also characterized in that it comprises di-homo-gamma linolenic acid, in general, in a content of between 0.05% and 2%, preferably between 0.1. and 1, 5%, and more preferably between 0.2 and 0.8%, by total dry weight of said composition. It may also comprise gamma linolenic acid in a content, which is generally between 0.5 and 5%, preferably between 1 and 3%, and more preferably between 1.5 and 2.5% by total dry weight of the composition.
  • composition according to the invention may comprise superoxide dismutase (SOD), or any other enzyme having the same activity.
  • SOD superoxide dismutase
  • the activity measured in 100 g by dry weight of said composition is preferably between 60,000 and 300,000 IU, more preferably between
  • composition here is meant both the harvest product of a spirulina combination as defined above, but also any composition resulting from the transformation of this crop product into a by-product comprising at least two types of spirulines and having a phycocyanin content greater than 13%, preferably greater than 14% and more preferably greater than 15%.
  • the compositions according to the invention may consist essentially of spirulina, but may also result from the mixing or treatment of spirulina with other products, such as additives, artificial or not, other active ingredients, or adjuvants such as for example, coating agents.
  • a composition according to the invention can be solid, liquid, in the form of powder, single or coated tablets, capsules, granules, caramels, suppositories, or syrups.
  • compositions according to the invention may comprise, in addition to the combinations described above, at least one active ingredient selected from the following: isoflavone, vitamin C, bamboo exudates and extracts of Pygeanum afecanum.
  • the isoflavone can act on aging, in that it stimulates the secretion of DHEA, which may eventually be lacking in the person elderly women, including menopausal women.
  • the combination of spirulina according to the invention is complementary to the action of the isoflavone, in that the active ingredients contained in spirulina protect and repair the damaged tissue by free radicals.
  • Vitamin C is virtually the only vitamin not found in spirulina. Also, it may be useful to add it to the compositions according to the invention in order to produce compositions that can satisfy all the needs of the organism in trace elements.
  • Another aspect of the invention consists of a method for obtaining a composition or an association of spirulina strains according to the invention.
  • This process comprises the following steps: a) a spirulina strain, preferably two or more, is cultured in the same culture medium; and b) the spirulina grown under a) are harvested.
  • a preferred process according to the invention is a process which makes it possible both to co-cultivate the strains, but also to obtain a high content of desired active ingredients.
  • Such a method comprises the following steps: i) at least one spirulina strain, preferably two or more, is cultured in a culture medium whose pH is between 8 and 12, preferably between 9 and 11; and ii) physicochemical stress is applied to the culture medium by varying the pH in the range of 1 to 3 points during a peak of brightness.
  • Physico-chemical stress is a step that combines a strong illumination with a drop in pH.
  • the inventors have observed that these conditions impose physiological adaptations to spirulina, resulting in a increased synthesis of pigment and other anti-oxidant active ingredients such as SOD.
  • the process according to the invention is particularly suitable for the co-cultivation of the two types of strains, Arthrospira sp. LONAR and Arthrospira sp. PARACAS alone or mixed with another type of strain.
  • This process makes it possible to obtain particularly high levels of the desired active ingredients, as indicated above, in particular as regards the content of phycocyanin, fatty acids and SOD.
  • This resting step is generally without stirring or stirring of the culture medium for at least one hour, preferably between 2 and 4 hours.
  • Spirulina once harvested, can be dried to obtain a dehydrated or partially dehydrated spirulina composition.
  • the drying is carried out at a temperature below 60 ° C., to avoid denaturing the active ingredients, in particular the vitamins, contained in the compositions.
  • Spirulina generally remain intact during these operations so that the desired active ingredients such as phycocyanin and SOD, remain inside the cells. They are thus physically better protected.
  • compositions according to the invention contain significant levels of phycocyanin, their assimilation by the body can stimulate the synthesis of erythrocytes in a natural way.
  • An association or composition according to the invention in that it also comprises a high content of proteins, polyunsaturated fatty acids, and vitamins, can form an appreciable dietary supplement.
  • the products of the invention being natural products that can be obtained entirely biologically - without resorting to the use of pesticides - they are therefore ideally suited to feeding young children and even infants.
  • spirulins contain neither gluten nor lactose, it may be advantageous to use a combination or a composition according to the invention in the context of strict diets for infants, as well as for adults. allergic to these ingredients, in order to provide them with a balanced diet rich in protein.
  • Another aspect of the invention consists of a medicament comprising a combination or composition according to the invention.
  • An association or composition according to the invention can thus be used for the manufacture of a drug or a food supplement intended to increase the oxygenation capacity of the blood or to increase the recovery capacity after exercise.
  • An association or composition according to the invention can also be used for the manufacture of a drug or a food supplement intended to overcome weaknesses of the immune system in a mammal.
  • compositions according to the invention being rich in anti-oxidant active ingredients, in particular in SOD and phycocyanin, their use in cosmetics, especially in dermatology, is advantageous, in particular for formulating healing or anti-aging compositions.
  • the medium is stirred continuously during a first phase called the ripening phase.
  • This maturation phase is carried out at 25 ° C. with an illumination phase in 12 hours per day in natural light.
  • the pH of the medium is maintained between 10 and 11.
  • the ripening phase lasts about 20 days.
  • a phase called "physicochemical stress” is applied by modifying the composition of the culture medium.
  • a new medium is used, the medium “Spiru-plus” N ° 2, whose The composition is given in Table 2.
  • a pH drop is made to reach a constant value between 8 and 10, at the moment when the light is at maximum variation during the day.
  • the culture of the LONAR and PARACAS type strains is continued in a culture medium designated "Spiru-Plus No. 3", the composition of which is given in Table 3. This medium allows cell growth and faster maturation of the strains. spirulina.
  • the culture is kept stirring at a pH of between 8 and 11.
  • spirulina can be enriched in active principles, it is preferable to let them one or more rest phases, during which the culture medium is not stirred.
  • Table 6 summarizes the levels of active ingredients of Arthrospira pacifia, which is considered to be a spirulina of excellent quality. The values listed here are those produced by the manufacturers of this spirulina.
  • Tables 5 and 6 show that the levels of phycocyanin, linoleic and di-homo-gamma linolenic fatty acids are significantly higher when Arthrospira sp. LONAR and Arthrospira sp. PARACAS, according to the method of the invention. It is the same for SOD activity, and to a lesser extent for other active ingredients such as, for example, vitamins A, D, E, K and B12. Table 5
  • Vitamin B8 / Biotin H 5

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Abstract

L'invention vise une association de spirulines constituée d'au moins deux types de souches distincts du genre Arthrospira, notamment Arthrospira LONAR et Arthrospira PARACAS, dont la teneur en phycocyanine est comprise entre 13 et 30 %, un procédé permettant d'obtenir une telle association, une composition renfermant cette association, et son utilisation en tant qu'agent thérapeutique et/ou cosmétique.

Description

Composition de spirulines riche en principes actifs, son procédé d'obtention et son utilisation.
La présente invention concerne des compositions comprenant des spirulines de type Arthrospira sp. LONAR et Arthrospira sp. PARACAS, pouvant présenter des teneurs en certains composés, notamment en phycocyanine très élevées.
Les spirulines sont des cyanobactéries filamenteuses qui appartiennent au genre Arthrospira ou Spirulina. II s'agit d'algues microscopiques photosynthétiques qui poussent naturellement dans les eaux alcalines de certains lacs de la zone intertropicale.
Déjà utilisée par les Aztèques de l'Ancien Mexique en tant que nourriture énergétique, la spiruline a été redécouverte dans les années 1960 à l'occasion d'épisodes de sécheresse en Afrique Sub-saharienne. Il s'est trouvé, dans ces circonstances de famine, que les Kanembous, une communauté des bords du Lac Tchad consommant traditionnellement des galettes de spiruline séchée (le dihé), ne présentaient aucun symptôme de dénutrition.
La spiruline a alors fait l'objet de recherches approfondies qui ont révélé que ce microorganisme présentait des propriétés nutritives exceptionnelles. Les travaux de recherche ont d'abord portés sur l'identification des différentes espèces de spiruline et les conditions dans lesquelles elles pouvaient être obtenues, puis différents projets pilotes ont été mis en place dans les pays subtropicaux dans le cadre de programme de développement et de lutte contre la malnutrition [Fox, R. D., Algoculture: Spirulina, hope for a hungry world. Pub. by Edisud, Aix-en Provence, France, 1986].
L'un des atouts de la spiruline est de croître dans des eaux faiblement à fortement salées, et alcalines, c'est-à-dire dans des conditions où la croissance des autres microorganismes est limitée. Il en résulte que l'on peut obtenir assez facilement des cultures homogènes non contaminées, sur des périodes relativement courtes.
Un autre avantage de la spiruline est lié au bon rendement des cultures. On peut escompter, à titre d'exemple, récolter au bout de 50 jours, 9 kg de matière sèche à partir d'un gramme de semence de spiruline sèche, dans des conditions classiques de culture, c'est à dire dans un bassin de 15 cm de profondeur, avec une eau à 32°C, un pH aux environ de 9-10 et un ensoleillement de 16 heures. Etant donné que plus de la moitié de la masse sèche d'une spiruline est constituée de protéines, le rendement en protéines obtenu, à surface comparable, est 20 fois celui d'un champ de soja [Jourdan J. P., Cultivez votre spiruline].
Après récolte et filtration, la spiruline se présente sous la forme d'une pâte vert sombre, qui peut être consommée fraîche sur place ou déshydratée. La poudre obtenue a un goût salé. Elle peut alors se conserver et être incorporé à différents aliments, en tant que complément alimentaire.
La spiruline a fait l'objet d'études toxicologiques exhaustives à la lumière desquelles il est possible d'affirmer sa parfaite innocuité.
La spiruline, mélangée à une alimentation de base, permet de surmonter une malnutrition modérée à aiguë. A titre d'exemple, un enfant souffrant de la maladie du Kwashiorkor (carence en Vitamine B12) peut être rétabli en lui donnant une cuillère par jour de spiruline pendant un mois.
Au delà de l'intérêt que présente les cultures de spiruline pour venir en aide aux populations touchées par la malnutrition, la spiruline connaît un succès croissant dans les pays industrialisés auprès des sportifs et des nutritionnistes qui trouvent dans ce produit naturel une source exceptionnelle de principes actifs.
On citera en particulier des teneurs intéressantes en : fer particulièrement bio-disponible, donc directement absorbable, vitamine B9, ou acide folique, qui participe à la fixation du fer et l'anabolisme musculaire, acide aminés branchés - les BCAA'S - Leucine, Isoleucine, Valine, particulièrement recherchés pour la prise de masse musculaire, - vitamines B1 , B6 et B12, dont le rôle est essentiel tant pour la préparation que pour la récupération à l'effort, vitamines liposolubles D, E, A et surtout provitamine A, le bêta carotène qui élimine les risques de surdosage, métaux (dans des proportions non toxiques): Sélénium, Cuivre, Magnésium, Manganèse. enzymes et co-enzymes qui interviennent dans les réactions métaboliques, dont la Super Oxyde Dismutase (SOD) qui est un puissant antioxydant, acides gras polyinsaturés oméga 3 et oméga 6, plus particulièrement les acides linolénique et di-homo-gamma linolénique, dont l'apport est essentiel pour l'organisme; et - phycocyanine, principal pigment photosynthétique des spirulines aux propriétés également anti-oxydantes.
Parmi ces principes actifs la phycocyanine, la SOD et les acides gras polyinsaturés di-homo-gamma linolénique et gamma linolénique, sont les plus recherchés. La phycocyanine est une phycobiliprotéine de 332 kd proche dans sa structure des pigments biliaires humains, qui sont connus pour leurs propriétés anti-inflammatoires. Des études ont souligné que la phycocyanine permettait chez l'animal, d'inhiber la formation des leucotriènes B4, qui sont des métabolites eicosanoïdes hautement inflammatoires, ainsi que l'activité de la cyclo-oxygénase-2 (COX-2) et de la lipoxygénase, des enzymes associée aux processus inflammatoires [Romay C. et al., Inflamm. Res., 1998, 47(1 ):36-41].
D'autres études ont montré que la phycocyanine extraite de spiruline, injectée dans le système sanguin, stimulait l'hématopoïèse [Zhang Cheng-Wu, et. al. Effects of polysaccharide and phycocyanin from spirulina on peripheral blood and hematopoietic System of bone marrow in mice. Second Asia-Pacific Conf.
April, 1994].
La phycocyanine est, par ailleurs, utilisé en tant que colorant alimentaire (pic d'absorption dans le visible à 620 nm) et comme réactif de biologie moléculaire pour la détection de protéines et plus particulièrement d'anticorps [Boussiba, S. and Richmond A.E., C-Phycocyanins as a storage protein in the blue-green algae Spirulina platensis, 1980, Arch. Microbiol. 125:143- 147] . La Super oxyde dismutase (SOD) est une enzyme qui a le pouvoir d'inactiver les ions superoxydes générés par des enzymes tels que la NADPH oxydase ou la cytochrome oxydase. Ces radicaux libres, de durée de vie très brève sont très toxiques pour les molécules biologiques, en particulier pour les acides gras polyinsaturés sur lesquels ils produisent des péroxydations en chaîne. La SOD lie les ions superoxydes à des ions hydrogènes pour produire de l'oxygène moléculaire et de l'eau oxygénée moins toxiques. La SOD a donc un rôle de détoxification, mais aussi un rôle de protection vis-à-vis des réactions d'oxydation pouvant survenir dans le cadre d'infections ou de formation de tumeurs.
Les acides di-homo-gamma linolénique et gamma linolénique sont des acides gras polyinsaturés de la famille des oméga-6. Ces acides gras polyinsaturés sont indispensables pour le maintien des membranes au niveau de l'ensemble des organes du corps humain. De ce fait ils prennent part de manière essentielle, à toutes les fonctions biologiques du corps humain.
Des études de supplémentations nutritionnelles montrent que la spiruline permet d'améliorer, à bien des égards, les symptômes de nombreuses maladies [Belay, A., Ota, Y. et al. Current knowledge on potential health benefits of spirulina, Journal of Applied Phycology, 1993, 5:235-241 ]. En particulier, elle permet de réduire l'anémie, le taux de cholestérol, les risques d'hypertension, de protéger l'organisme contre les agressions formées par les radicaux libres et de stimuler le système immunitaire, notamment en cas d'attaques virales.
Dans le cadre d'une utilisation de la spiruline dans le domaine de la santé ou du sport, on considère à l'heure actuelle qu'une composition de spiruline est d'excellente qualité lorsqu'elle comprend environ 10 % en poids sec de phycocyanine, une activité superoxyde dismutase d'environ 30 à 40 000 U. I. pour 100g de spiruline séchée, une teneur en acide gamma linoléique d'environ 10 %, et en acide di-homo-gamma linolénique d'environ 0,5 %. Une telle spiruline est obtenue, par exemple, à l'aide de la souche
Arthrospira pacifica dans des unités de production industrielles situées aux Etats- Unis [Henrikson, R., Earth Food Spirulina, 1989, Ronore Enterprises Inc.]. Les souches de spirulines cultivées le plus couramment sont cependant Arthrospira platensis et Arthrospira maxima, lesquelles ne permettent pas d'obtenir, en mode industriel, une spiruline de qualité équivalente.
Un exemple de cultures permettant d'obtenir, à l'aide de ces souches, une spiruline dont la teneur est améliorée en acides gras, est décrit dans la demande de brevet WO 9915688.
Des différences morphologiques peuvent apparaître en fonction de l'espèce de spiruline cultivée. Ainsi, les filaments des spirulines prennent un aspect plus ou moins spirale, reflétant des différences d'adaptation d'une espèce à l'autre, aux conditions de culture. Il en résulte que certaines souches sont réputée avoir une morphologie plus ou moins typique.
Dans les recommandations qui sont faites aux cultivateurs de spiruline, il est conseillé de n'utiliser qu'un seul type de souche, de préférence spiralée, afin de mieux contrôler les différents stades de culture et repérer plus facilement les contaminations. A titre d'exemple, une souche comme Arthrospira sp. PARACAS, qui est bien spiralée et de couleur vert sombre en condition de culture standard, ne souffre pas de suspicion de ne pas être une vraie spiruline. A l'inverse une souche de type Arthrospira sp. LONAR, plus pâle et d'aspect ondulé, se confond plus facilement avec des algues de type Oscillatoria, lesquelles ne procure pas les mêmes avantages que la spiruline. On notera également que de nombreuses espèces de cyanophycées toxiques peuvent croître dans les milieux de cultures lorsque les cultures de spiruline sont mal maîtrisées, ce qui explique une certaine méfiance de la part des cultivateurs vis-à-vis des espèces ayant un aspect moins typé. Cependant, contrairement à ce qui était admis, l'inventeur a constaté que le fait de cultiver différentes souches de spirulines de manière concomitante, en particulier les souches de type Arthrospira sp. LONAR et PARACAS, dans des conditions bien définies, permet d'améliorer significativement la qualité de la spiruline. En particulier, il a constaté que la co-culture des souches de spiruline permet d'obtenir des compositions dont la teneur en phycocyanines, et superoxyde dismutase est supérieure à ce qui était décrit antérieurement. Ces compositions présentent, par ailleurs, une teneur élevée en acide di-homo-gamma-linolénique et acide gamma-linolénique, leur conférant un très haut indice de qualité.
Les compositions obtenues sont utiles pour de nombreuses applications, notamment en tant que complément alimentaire ou médicament, notamment pour palier les faiblesses du système immunitaire et soutenir l'effort physique.
Elles sont également utiles en tant que produits cosmétiques, notamment dermatologiques.
La présente invention a donc pour objet une association de spirulines constituée d'au moins deux types de souches du genre Arthrospira, caractérisée en ce que la teneur moyenne desdites souches en phycocyanine est comprise entre 13 et 30 %, de préférence entre 14 et 25 %. Par spiruline, on désigne une algue bleue-verte appartenant au phyllum Cyanophyta, classe: Cyanophyceae, ordre : Nostocales, famille: Oscillatoriaceae, genre: Spirulina ou Arthrospira.
Par association de spirulines on désigne la présence dans une même culture de plusieurs espèces ou sous espèces (types) de spirulines. Cette association se traduit, dans le produit de récolte, par la présence simultanée de cellules appartenant à des types de spirulines différents, et ce, dans des quantités non résiduelles.
Pour la cohérence de l'exposé, les pourcentages et valeurs dans la présente demande sont exprimés en poids sec total des associations ou compositions considérées.
De préférence, l'association de spirulines consiste en deux types de souches dont le rapport pondéral est en général compris entre 80 et 20, de préférence compris entre 40 et 60.
Une association selon l'invention comprend généralement de la SOD ayant une activité comprise entre 60 000 et 300 000 LU., de préférence entre 160 000 et 250 000 U. I. pour 100 g de ladite association. Les unités U. I. (Unité Internationale) reflètent la quantité d'enzyme qui catalyse la transformation d'1 μmol de substrat par minute, c'est-à-dire dans le cas du SOD, la neutralisation d'1 μmol d'ions superoxyde. L'activité enzymatique de la superoxyde dismutase peut être déterminée par spectrophotométrie en utilisant par exemple la méthode décrite par Kuthan H. et al. [A spectrophotométrie assay for superoxide dismutase activities in crude tissue fractions, 1986, Biochem J. 237(1): 175-80].
Plus préférentiellement, une association selon l'invention consiste en les deux types de souches Arthrospira sp. LONAR et Arthrospim sp. PARACAS.
L'association de ces deux souches s'est révélée particulièrement avantageuse pour obtenir une teneur élevée en principes actifs recherchés, notamment lorsque ces souches sont cultivées selon le procédé décrit dans la présente demande. Les souches Arthrospira sp. LONAR et Arthrospira sp. PARACAS sont des souches provenant initialement, du lac Lonar en Inde et d'anciens bassins de stockage d'eau à Paracas au Pérou.
On peut se procurer des souches de ce type, c'est-à-dire ayant les mêmes caractéristiques phénotypiques et génétiques, auprès de nombreux instituts de recherche à travers le monde, en particulier à l'Institut Pasteur.
Un autre aspect de l'invention consiste en des compositions comprenant une association de spirulines telle que définie précédemment, notamment une composition comprenant :
10 -70 % de spiruline de type Arthrospira sp. LONAR; 10- 70 % de spiruline de type Arthrospira sp. PARACAS;
0-30 % de spiruline d'un autre type.
On entend par spiruline d'un autre type toute autre souche de spiruline se révélant compatibles, et de préférence complémentaire avec l'association formée par Arthrospira sp. LONAR et Arthrospira sp. PARACAS. Les compositions selon l'invention se caractérisent plus particulièrement par une teneur en phycocyanines comprise entre 13 et 30 %, de préférence entre 14 et 28 % en poids sec total de ladite composition. Une composition selon l'invention, se caractérise également en ce qu'elle comprend, de l'acide di-homo-gamma linolénique, en général, dans une teneur comprise entre 0,05 % et 2 %, de préférence entre 0,1 et 1 ,5 % , et plus préférentiellement entre 0,2 et 0,8 %, en poids sec total de ladite composition. Elle peut comprendre également de l'acide gamma linolénique dans une teneur, qui est généralement comprise entre 0,5 et 5 %, préférentiellement entre 1 et 3 %, et plus préférentiellement entre 1,5 et 2,5 % en poids sec total de la composition.
En outre, une composition selon l'invention, peut comprendre de la superoxyde dismutase (SOD), ou tout autre enzyme ayant la même activité.
L'activité mesurée dans 100 g en poids sec de ladite composition est de préférence comprise entre 60 000 et 300 000 U.I., plus préférentiellement entre
160 000 et 250 000 U. I.
Par composition, on désigne ici aussi bien le produit de récolte d'une association de spirulines telle que définie précédemment, mais encore toute composition issue de la transformation de ce produit de récolte en un produit dérivé comprenant au moins deux types de spirulines et présentant une teneur en phycocyanines supérieure à 13 %, préférentiellement supérieure à 14 % et plus préférentiellement supérieure à 15 %. Les compositions selon l'invention peuvent consister essentiellement en des spirulines, mais peuvent également résulter du mélange ou du traitement des spirulines avec d'autres produits, tels que des additifs, artificiels ou non, d'autres principes actifs, ou des adjuvants tels que, par exemple, des agents d'enrobage.
Une composition selon l'invention peut être solide, liquide, sous forme de poudre, de comprimés simples ou dragéifiés, de gélules, de granulés, de caramels, de suppositoires, ou de sirops.
Des compositions préférées selon l'invention peuvent comprendre, en plus des associations décrites ci-dessus, au moins un principe actif pris parmi les suivants : l'isoflavone, la vitamine C, les exsudats de bambou et les extraits de Pygeanum afήcanum.
L'isoflavone permet d'agir sur le vieillissement, en ce qu'elle stimule la sécrétion de DHEA, laquelle peut faire éventuellement défaut chez la personne âgée, notamment les femmes ménopausées. L'association de spiruline selon l'invention est complémentaire à l'action de l'isoflavone, en ce que les principes actifs contenus dans la spiruline protègent et réparent les tissus endommagés par les radicaux libres. La vitamine C est pratiquement la seule vitamine qu'on ne trouve pas dans la spiruline. Aussi, il peut être utile de l'ajouter dans les compositions selon l'invention afin de produire des compositions pouvant satisfaire à l'ensemble des besoins de l'organisme en oligoélements.
Les exsudats de bambou, qui sont riches en silicium, sont connus pour limiter la dégénérescence osseuse. Ils permettent de limiter avec la vitamine B9 contenue dans les associations de spirulines, le phénomène de déminéralisation qui conduit à l'ostéoporose.
Un autre aspect de l'invention consiste en un procédé permettant d'obtenir une composition ou une association de souches de spirulines selon l'invention.
Ce procédé comprend les étapes suivantes: a) on cultive une souche de spiruline, de préférence deux ou plus dans un même milieu de culture; et b) on récolte les spirulines cultivées sous a). Un procédé préféré selon l'invention, est un procédé permettant à la fois la co- culture des souches, mais encore l'obtention d'une teneur élevée en principes actifs recherchés. Un tel procédé comprend les étapes suivantes : i) on met en culture au moins une souche de spiruline, de préférence deux ou plus, dans un milieu de culture dont le pH est compris entre 8 et 12, de préférence entre 9 et 11 ; et ii) on applique au milieu de culture un stress physico-chimique consistant à faire varier le pH dans la plage de 1 à 3 points, lors d'un pic de luminosité.
Le stress physico-chimique est une étape qui conjugue un fort éclairement à une baisse du pH. Les inventeurs ont observé que ces conditions imposent des adaptations physiologiques à la spiruline, se traduisant par une synthèse accrue de pigment et d'autres principes actifs anti-oxydants tels que la SOD.
Dans leur milieu naturel, les souches d'Arthrospira sp. LONAR et PARACAS n'occupent pas la même niche écologique. Elles n'ont d'ailleurs pas les mêmes exigences, notamment en carbone et en azote. Les souches de spirulines de type PARACAS sont plutôt pélagique (elles flottent entre la surface et le fond), tandis que les souches de type LONAR occupent la surface des plans d'eau où elles ont tendance à former des agrégats.
Nonobstant ces différences, le procédé selon l'invention est particulièrement adapté pour la co-culture des deux types de souches, Arthrospira sp. LONAR et Arthrospira sp. PARACAS seules ou bien en mélange avec un autre type de souche.
Ce procédé permet d'obtenir des teneurs particulièrement élevées en principes actifs recherchés, comme indiqué précédemment, notamment en ce qui concerne la teneur en phycocyanine, acides gras et SOD.
Pour une plus grande efficacité du procédé, il est conseillé de laisser reposer le milieu de culture dans l'obscurité avant de récolter la spiruline.
Cette étape de repos se fait en général sans brassage ou agitation du milieu de culture pendant au moins une heure, de préférence entre 2 et 4 heures.
Les spirulines, une fois récoltées, peuvent être séchées pour obtenir une composition de spirulines déshydratées ou partiellement déshydratées.
De préférence, le séchage est effectué à une température inférieure à 6O0C, pour éviter de dénaturer les principes actifs, notamment les vitamines, contenues dans les compositions.
Les spirulines restent en général intactes au cours de ces opérations si bien que les principes actifs recherchés tels que la phycocyanine et la SOD, demeurent à l'intérieur des cellules. Ils sont ainsi physiquement mieux protégés.
Dans la mesure où les association et compositions selon l'invention contiennent des teneurs importantes en phycocyanine, leur assimilation par l'organisme permet de stimuler la synthèse des érythrocytes de manière naturelle.
A terme cela produit une meilleure oxygénation du sang, ce qui se traduit, notamment chez les sportifs par une plus grande endurance en cas d'effort physique et une plus grande capacité de récupération.
Une association ou composition selon l'invention, en ce qu'elle comprend également une teneur importante en protéines, en acides gras polyinsaturés, et en vitamines, peut former un complément alimentaire appréciable. Les produits de l'invention étant des produits naturels pouvant être obtenus de manière entièrement biologique - sans recourir à l'usage de pesticides - Ils conviennent donc parfaitement à l'alimentation des jeunes enfants et mêmes des nourrissons. De même, dans la mesure où les spirulines ne contiennent ni gluten, ni lactose, il peut être avantageux d'utiliser une association ou une composition selon l'invention dans le cadre de régimes alimentaires strictes destinés aux nourrissons, ainsi qu'aux personnes adultes allergiques à ces ingrédients, dans le but de leur procurer une alimentation équilibrée et riche en protéines. Un autre aspect de l'invention consiste en un médicament comprenant une association ou composition selon l'invention.
Une association ou composition selon l'invention peut être ainsi utilisée pour la fabrication d'un médicament ou d'un complément alimentaire destiné à augmenter les capacités d'oxygénation du sang ou bien pour augmenter les capacités de récupération après l'effort.
Une association ou composition selon l'invention peut être également utilisée pour la fabrication d'un médicament ou d'un complément alimentaire destiné à pallier des faiblesses du système immunitaire chez un mammifère.
Les associations ou compositions selon l'invention étant riches en principes actifs anti-oxydants, notamment en SOD et en phycocyanine, leur emploi en cosmétique, notamment en dermatologie, est avantageux, en particulier pour formuler des compositions cicatrisantes ou anti-âge. EXEMPLE:
1/ Phase d'ensemencement des cultures de spiruline des souches de type LONAR et PARACAS
On ensemence un volume d'1 m3 de milieu "Spiru-plus N°1" dont la composition est donnée dans le tableau 1 , à l'aide de 1000 ml des précultures respectives des souches d'Arthrospira de type LONAR et PARACAS. Il est préférable à cet égard de disposer de "cultures de garde" ou les souches sont cultivées séparément, ceci afin de rééquilibrer au besoin la culture en un des deux types de souches. Le milieu une fois ensemencé est brassé de manière continue durant une première phase dite phase de maturation. Cette phase de maturation s'effectue à 250C avec une phase d'éclairement en de 12 heures par jour en lumière naturelle. Le pH du milieu est maintenu entre 10 et 11. La phase de maturation dure environ 20 jours.
Tableau 1
FORMULE « SPIRU-PLUS » N° I
Figure imgf000013_0001
2/ Phase de stress Phvsico-chimiαue:
Au bout d'environ 20 jours de culture, une phase dite de "stress physico- chimique" est appliquée en modifiant la composition du milieu de culture. Un nouveau milieu est utilisé, le milieu "Spiru-plus" N°2, dont la composition est donnée dans le tableau 2. Une baisse du pH est réalisée pour atteindre une valeur constante comprise entre 8 et 10, au moment où la lumière connaît une variation maximale au cours de la journée.
Tableau 2
FORMULE « SPIRU-PLUS » N° II
Figure imgf000014_0001
3/Phase de structuration cellulaire et de maturation rapide
La culture des souches de type LONAR et PARACAS se poursuit dans un milieu de culture désigné "Spiru-Plus N°3", dont la composition est donnée dans le tableau 3. Ce milieu permet une croissance cellulaire et une maturation plus rapide des souches de spiruline. La culture est maintenue sous agitation à un pH compris entre 8 et 11.
Tableau 3
FORMULE « SPIRU-PLUS » N0 III
Figure imgf000014_0002
On notera que les milieux de culture "Spiru-plus I, II et III" dans les conditions exposées ci-dessus, sont des milieux synthétiques. Ces milieux présentent l'avantage de limiter les risques de contamination par les microorganismes et les parasites.
4/ Phase de repos
Afin que les spirulines puissent s'enrichir en principes actifs, il est préférable de leur laisser une ou plusieurs phases de repos, durant lesquelles le milieu de culture n'est pas brassé.
6/ Teneur en principes actifs des cultures mixtes d'Arthrospira sp. LONAR et Arthrospira sp. PARACAS (association selon l'invention) et comparaison avec le produit de cultures individuelles des mêmes souches.
Les souches de type Arthrospira sp. LONAR et Arthrospira sp. PARACAS ont été cultivées selon le protocole décrit ci-dessus.
Une fois les cultures récoltées et filtrées, le mélange de spirulines a été déshydraté dans une étuve maintenue à température inférieure à 6O0C. La poudre obtenue dite "HTPA" est finement broyée pour procéder aux analyses présentées dans le tableau 4 ci-après.
Les souches de spirulines de type Arthrospira sp. LONAR et
Arthrospira sp. PARACAS ont été, d'autre part, cultivées séparément en suivant le même protocole. Après récolte et déshydratation, les produits issus des deux cultures ont été mélangés puis analysés. Les résultats d'analyses figurent dans la partie droite du tableau suivant. Tableau 4
COMPOSITION SPIRULINE (culture mixte/ cultures séparées Arthrospira sp. LONAR + PARACAS)
Figure imgf000016_0001
On constate d'après ces résultats d'analyses, que, pour un profil en acides aminés équivalent, la teneur en phycocyanine et de SOD est nettement supérieur lorsque les spirulines Arthrospira sp. LONAR et Arthrospira sp. PARACAS sont cultivées simultanément. Le taux de phycocyanine dans la spiruline HTPA représente 16,8 % du poids sec total, contre 12,10 % dans le cas des cultures séparées. L'activité résultant de la présence de SOD (superoxyde dismutase) est, quant à elle, de 215 000 U. I. pour 100 g de composition sèche contre 160 000 U. I.
Ces résultats montrent que la culture simultanée des souches Arthrospira sp. LONAR et Arthrospira sp. PARACAS permet d'obtenir, de manière synergique, des teneurs en phycocyanine et en SOD supérieures.
7/ Teneurs en principes actifs d'une association selon l'invention et comparaison avec une spiruline de type Arthrospira pacifica
Le profil complet de la culture mixte de spiruline Arthrospira sp. LONAR et Arthrospira sp. PARACAS, a été réalisé. Les résultats obtenus figurent dans le tableau 5 ci-après.
Le tableau 6 récapitule les teneurs en principes actifs d'Arthrospira pacifia réputée être une spiruline d'excellente qualité. Les valeurs reprises ici sont celles produites par les fabricants de cette spiruline.
On constate en comparant les tableaux 5 et 6 que, que les teneurs en phycocyanine, en acides gras linoléique et di-homo-gamma linolénique sont nettement supérieurs quand on associe Arthrospira sp. LONAR et Arthrospira sp. PARACAS, selon le procédé de l'invention. Il en est de même pour l'activité SOD, et dans une moindre mesure pour d'autres principes actifs tels que, par exemple, les vitamines A, D, E, K et B12. Tableau 5
COMPOSITION SPIRULINE
(Association des souches Arthrospira sp. LONAR et PARACAS)
PIGMENTS % massique en poids sec
(dosage par spectrophotométrie)
Phycocyanine 16,85
Chlorophylle 1 ,2
Caroténoïdes 0,4
Dont bêta-carotène 0,18
ACIDES GRAS % massique en poids sec
(dosage par chromatographie CPG)
Acide palmitique 2,37
Acide palmitoléique 0,40
Acide stéarique 0,18
Acide oléique 0,22
Acides gras essentiels % massique en poids sec
Acide linoléique 1 ,10
Acide gamme linoléique 1 ,89
Acide di homo gamma linoléique 0,25
VITAMINES masse mg/10g
B1 Thiamine 0,35
Vitamine B3 1 ,6
Vitamine B9 acide folique 0,1
Vitamine E tocophérol 1 ,2
Vitamine PP Niacine 1 ,6
Vitamine B5 Acide pantothénique 10
Bêta Carotène 140
Vitamine C 0
Vitamine B2 Riboflavine 0,40
Vitamine B6 0,8
Vitamine B12 Cobalamine 0,29
Vitamine K Phylloquinone 0,2
Vitamine B8 / = H Biotine 5
Inositol 6,4 activité
Vitamine A 24 000 Ul
Vitamine D 1 200 Ul
ENZYMES (pour 100 g) activité
Superoxyde-dismutase (SOD) 215 000 Ul Tableau 5 (suite)
COMPOSITION SPIRULINE (Association des souches Arthrospira sp. LONAR et PARACAS)
Figure imgf000019_0001
Tableau 6
COMPOSITION SPIRULINE (Arthospira pacifica)
Figure imgf000019_0002
Tableau 6 (suite)
COMPOSITION SPIRULINE (Arthospira pacifica)
Figure imgf000020_0001

Claims

REVENDICATIONS
1. Association de spirulines caractérisée en ce qu'elle est constituée d'au moins deux types de souches distincts du genre Arthrospira, dont la teneur en phycocyanine est comprise entre 13 et 30 %, de préférence entre 14 % et 25 %.
2. Association de spirulines selon la revendication 1 , caractérisée en ce que lesdites souches comprennent, en outre, de la SOD présentant une activité comprise entre 60 000 et 300 000 U.I., de préférence entre 160 000 et 250 000 U. I. pour 100 g sec desdites souches.
3. Association selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle comprend, en outre, de l'acide di-homo-gamma linolénique en une teneur comprise entre 0,05 et 2 %, de préférence entre 0,1 et 1 ,5 %, plus préférentiellement comprise entre 0,2 et 0,8 % (% en poids sec).
4. Association selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comprend, en outre, de l'acide gamma linolénique en une teneur comprise entre 0,5 et 5 %, de préférence comprise entre 1 et 3 %, plus préférentiellement comprise entre 0,2 et 0,8 % (% en poids sec).
5. Association selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le rapport pondéral des deux types de souches est compris entre 80 et 20, de préférence compris entre 40 et 60 (en poids sec).
6. Association de spirulines selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les deux types de souches sont Arthrospira sp, LONAR et Arthrospira sp. PARACAS.
7. Composition comprenant une association de spirulines selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.
8. Composition selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comprend (% en poids sec):
10 - 70 % de spiruline de type Arthrospira sp. LONAR; 10 - 70 % de spiruline de type Arthrospira sp. PARACAS;
0 - 30 % de spiruline d'un autre type.
9. Composition selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisée en ce que la teneur en phycocyanine et, le cas échéant en SOD, est intracellulaire.
10. Composition selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisée en ce qu'elle comprend, en outre, au moins un principe actif pris parmi les suivants : l'isoflavone, la vitamine C, des exsudats de bambou ou des extraits de Pygeanum africanum.
11. Procédé de préparation d'une association ou d'une composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: a) on cultive au moins deux types de souches de spirulines dans un même milieu de culture; et b) on récolte les spirulines cultivées sous a).
12. Procédé de préparation d'une association ou d'une composition de spirulines, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : i) on met en culture au moins deux types de souches de spiruline dans un milieu de culture dont le pH est compris entre 8 et 12, de préférence entre 9 et 11 ; et ii) on applique au milieu de culture un stress physico-chimique consistant à faire varier le pH dans la plage de 1 à 3 points, lors d'un pic de luminosité.
13. Procédé selon l'une des revendications 11 et 12, caractérisé en ce qu'au moins les deux types de souches de spirulines cultivées sont Arthrospira sp. LONAR et Arthrospira sp. PARACAS.
14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape consistant à laisser reposer le milieu de culture avant de récolter la spiruline.
15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 14 , permettant d'obtenir une composition de spirulines déshydratées ou partiellement déshydratées, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape consistant à sécher les compositions de spirulines obtenues à une température inférieure à 6O0C.
16. Association ou composition de spirulines, caractérisée en ce qu'elle est susceptible d'être obtenue selon le procédé de l'une quelconque des revendications 11 à 15.
17. Complément alimentaire comprenant une association ou une composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 10.
18. Médicament comprenant une association ou une composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 10.
19. Utilisation d'une association ou d'une composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, pour la fabrication d'un médicament ou d'un complément alimentaire destiné à augmenter les capacités d'oxygénation du sang chez un mammifère.
20. Utilisation d'une association ou d'une composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, pour la fabrication d'un médicament ou d'un complément alimentaire destiné à augmenter les capacités de récupération d'un mammifère après l'effort.
21. Utilisation d'une association ou d'une composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, pour la fabrication d'un médicament ou d'un complément alimentaire destiné à pallier des faiblesses du système immunitaire chez un mammifère.
22. Utilisation d'une association ou d'une composition selon les revendications 1 à 10, pour la fabrication d'une composition cosmétique, notamment dermatologique.
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