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ITFI20090050A1 - Composizioni contenenti monogliceridi di acidi organici da c1 a c7 e glicerolo, loro preparazione ed uso come antibatterici in zootecnia. - Google Patents

Composizioni contenenti monogliceridi di acidi organici da c1 a c7 e glicerolo, loro preparazione ed uso come antibatterici in zootecnia. Download PDF

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ITFI20090050A1
ITFI20090050A1 IT000050A ITFI20090050A ITFI20090050A1 IT FI20090050 A1 ITFI20090050 A1 IT FI20090050A1 IT 000050 A IT000050 A IT 000050A IT FI20090050 A ITFI20090050 A IT FI20090050A IT FI20090050 A1 ITFI20090050 A1 IT FI20090050A1
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butyric acid
glycerol
ester
acid
organic acids
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Fernando Cantini
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Fernando Cantini
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Description

Composizioni contenenti monogliceridi di acidi organici da Ci a C7e glicerolo, loro preparazione ed uso come antibatterici in zootecnia.
CAMPO DELL’INVENZIONE
La presente invenzione si riferisce al campo degli additivi per alimenti.
STATO DELL’ARTE
Come à ̈ noto uno dei problemi più comuni cui vanno soggetti gli animali da allevamento e da compagnia sono le infezioni batteriche, in particolare le infezioni intestinali, che si manifestano spesso con gravi forme diarroiche che possono pregiudicare, anche seriamente, la salute dell’animale e quindi la redditività dell’allevamento nel suo insieme, in ambito zootecnico.
Normalmente si cerca di ovviare a questo inconveniente utilizzando acidi organici a corta catena, da soli o in miscela, quali: acido formico (C1 H 2Ο2), acido acetico (C2H4O2 ), acido propionico (C3H5O2 ), acido lattico (C3H6O2 ), acido fumarico (C4H4O4 ), acido butirrico (C4H 8O2 ), acido citrico (C6H8O7), acido benzoico (C7H6O2), i quali al PH acido dello stomaco sono presenti nella forma indissociata RCOOH . Tale forma indissociata RCOOH attraversa la parete cellulare del microrganismo e viene, all’interno, dissociata in funzione del PH intracellulare. Per mantenere il suo pH intracellulare il microrganismo espelle H<+>; aumenta così la quantità dissociata dell’acido organico che non uscendo dal microrganismo lo uccide.
Tale meccasimo funziona però solo se il pH à ̈ acido.
Nell’intestino il pH à ̈ leggermente basico (7,5) e quindi non si ha praticamente presenza della forma indissociata dell’acido organico che conseguentemente non ha alcuna funzione antibatterica.
DOMANDA DI BREVETTO PER INVENZIONE INDUSTRIALE DAL TITOLO:
Composizioni contenenti monogliceridi di acidi organici da Ci a C7 e glicerolo, loro preparazione ed uso come antibatterici in zootecnia.
CAMPO DELL’INVENZIONE
La presente invenzione si riferisce al campo degli additivi per alimenti.
STATO DELL’ARTE
Come à ̈ noto uno dei problemi più comuni cui vanno soggetti gli animali da allevamento e da compagnia sono le infezioni batteriche, in particolare le infezioni intestinali, che si manifestano spesso con gravi forme diarroiche che possono pregiudicare, anche seriamente, la salute dell’animale e quindi la redditività dell’allevamento nel suo insieme, in ambito zootecnico.
Normalmente si cerca di ovviare a questo inconveniente utilizzando acidi organici a corta catena, da soli o in miscela, quali: acido formico (C1 H2Ο2), acido acetico (C2H4O2), acido propionico (C3H5O2), acido lattico (C3H6O2), acido fumarico (C4H4O4), acido butirrico (C4H8O2 ), acido citrico (CeHsOy), acido benzoico (C7H6O2), i quali al PH acido dello stomaco sono presenti nella forma indissociata RCOOH. Tale forma indissociata RCOOH attraversa la parete cellulare del microrganismo e viene, all’interno, dissociata in funzione del PH intracellulare. Per mantenere il suo pH intracellulare il microrganismo espelle H<+>; aumenta così la quantità dissociata dell’acido organico che non uscendo dal microrganismo lo uccide.
Tale meccasimo funziona però solo se il pH à ̈ acido.
Nell’intestino il pH à ̈ leggermente basico (7,5) e quindi non si ha praticamente presenza della forma indissociata dell’acido organico che conseguentemente non ha alcuna funzione antibatterica.
Si à ̈ pertanto sviluppata la tecnologia della microincapsulazione degli acidi organici con sostanze lipidiche per tentare di veicolare l’acido organico a livello intestinale e lì abbassare il pH, ma i risultati così ottenuti sono abbastanza insoddisfacenti per l’azione tampone del bicarbonato di sòdio prodotto dal pancreas quale regolatore del pH intestinale. Inoltre, tale tecnologia oltre ad essere poco efficace à ̈ anche molto costosa.
SOMMARIO DELL’INVENZIONE
La presente invenzione si riferisce a composizioni antibatteriche per uso zootecnico contenenti elevate quantità di monogliceridi di acidi organici da Ci a C7e glicerolo.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE
Abbiamo recentemente trovato che le composizioni contenenti elevate quantità di esteri monogliceridi di acidi organici da C1 a C7hanno un forte potere antibatterico anche a pH = 7-7,5 (vedi Tabella 1).
TABELLA 1
PRODOTTO CONCENTR PH E. coli Salmonella Campylobacter (ufc/ml) typhimurium jejuni UTILIZZATA (ufc/ml) (ufc/ml) Controllo 7 108X105 120X105 431X105 positivo
Controllo 4.5 84X105 96X1 O<5>201X105 positivo
Acido 1:909 7 54X10<4>11X10<4>33X10<3>propionico
Acido 1:909 4.5 13X10<4>42X10<3>14X10<1>propionico
Acido 1:1000 7 106X10<4>65X10<4>18X10<3>Butirrico
Acido 1:1000 4.5 78X10<4>25X10<3>2X1 0<1>Butirrico
onopropioni 1:109 7 110X10<4>12X10<3>79X10<5>na 43
Monopropioni 1:109 4.5 34X104 37X10<2>45X103
na 43
Monobutirrina 1:100 7 75X104 35X10<3>48X104
43
Monobutirrina 1:100 4.5 47X104 8X10<2>87X103
43
Nota: Monopropionina 43 Ã ̈ composta da:
43% monogliceridi di acido propionico
6% digliceridi di acido propionico
1% trigliceridi di acido propionico
50% glicerolo
Nota: Monobutirrina 43 Ã ̈ composta da:
43% monogliceridi di acido butirrico
6% digliceridi di acido butirrico
1% trigliceridi di acido butirrico
50% glicerolo
Infatti gli esteri di acidi organici da C1 a C7, per la loro struttura chimica, non sono influenzati dal pH dello stomaco ed arrivano intatti nell'intestino.
Nell'intestino i monogliceridi degli acidi come sopra definiti (stabili a pH 7 - 7,5) svolgono un’efficace azione antibatterica finché, per l’intervento delle lipasi, viene rotto il legame fra glicerolo ed acido. Si ha allora la liberazione dell’acido che svolge ancora un’azione battericida.
Per elevate quantità si intendono, secondo l’invenzione almeno il 40% e fino al 90% in peso calcolato sul peso totale della composizione.
Per acidi organici da C1 a C7secondo l’invenzione si intendono gli acidi: formico, acetico, propionico, lattico, butirrico e benzoico.
Fra gli acidi organici da C1 a C7come sopra definiti particolarmente preferito à ̈ l’acido butirrico.
Secondo una particolare realizzazione dell’invenzione le miscele comprendono (espressi in peso):
estere monogliceride dell’acido butirrico 42 -47%
estere digliceride dell’acido butirrico 5 - 8%
estere trigliceride dell’acido butirrico 0,5 - 2%
glicerolo 45 - 50%
Particolarmente preferita secondo l’invenzione à ̈ una composizione comprendente:
estere monogliceride dell’acido butirrico 45%
estere digliceride dell’acido butirrico 6%
estere trigliceride dell’acido butirrico 1%
glicerolo 48%
Se preferito, le composizioni secondo l’invenzione potranno contenere anche altri acidi organici a corta catena da C1 a C7in percentuali comprese fra 1-25% (in peso) e/o oli essenziali in percentuali comprese fra 1-5% (in peso) per sfruttare l’effetto sinergico battericida di tali prodotti.
Le composizioni secondo l’invenzione possono essere preparate secondo i normali processi di esterificazione degli acidi grassi con l’avvertenza di lavorare con un forte eccesso di glicerolo in modo da ottenere un’elevata quantità di monogliceridi con un costo di produzione estremamente contenuto.
ESEMPIO 1
La reazione di esterificazione avviene in batch da 100 q.li.
Si immettono nel reattore 30 q.li di acido butirrico con 70 q.li di glicerolo a temperatura ambiente.
Si aumenta la temperatura fino a 140°C riciclando dentro il reattore, tramite un condensatore a ricadere, l’acido butirrico che evapora.
L’ulteriore innalzamento della temperatura da 140 a 170°C deve essere molto lento (circa 4 ore) e la temperatura del condensatore a ricadere deve essere mantenuta a 120°C in modo da fare evaporare l’acqua proveniente dalla reazione di esterificazione mentre l’acido butirrico continua a riciclare dentro il reattore.
A questo punto si può innalzare la temperatura fino a 180°C (lasciando la temperatura del condensatore a ricadere a 120°C) ed arrivati a tale temperatura si aspetta che l’acidità della miscela giunga ad un valore inferiore all’1%.
Si atacca allora il vuoto per distillare l'acido butirrico che non ha reagito fino ad un’acidità finale inferiore a 0,2%.
Si scarica la miscela in un refrigerante fino a portarla a temperatura ambiente. Si otiene così una miscela contenente estere monoglicerico 43%, diglicerico 6% e triglicerico 1% e glicerolo 50%.
Completata la reazione di esterificazione, se desiderato, si può, per distillazione, separare il glicerolo dagli esteri mono-di e trigliceridi così ottenuti fino ad arrivare ad una concentrazione in monogliceridi del 90% ma tale passaggio comporta un ulteriore costo ritenuto inutile dal momento che il glicerolo à ̈ un prodoto energetico nelle diete per gli animali e quindi può essere vantaggiosamente tenuto in miscela. Le composizioni secondo l'invenzione, possono essere addizionate agli alimenti e/o all'acqua di bevanda per animali in quantità comprese fra 0,1 e 0,8%, preferibilmente fra 0,3-0, 6%.
Le composizioni secondo l’invenzione sono particolarmente indicate come additivi nell’alimentazione di suini, polli, pesci, bovini, ovini, animali da compagnia.
ESEMPIO 2
Sessanta suineti di razza Danbread, a 5 setimane di età, sono stati assegnati a due gruppi A) - Controllo e B) tratato, di trenta suineti ciascuno, divisi in 6 box di dieci animali ciascuno. Dopo i primi 10 giorni di adattamento presso lo stabulario, tuti gli animali sono stati oralmente inoculati con Salmonella Typhimurium, isolata presso l’Istituto Zooprofilatico di Forlì da campioni di feci di suini infete, con una dose pari 7x10<7>ufc.
Il giorno successivo una parte dei soggeti di ogni box presentava diarrea. La sintomatologia si à ̈ aggravata colpendo la totalità dei soggeti nei tre giorni successivi all’infezione.
Sono stati prelevati campioni di feci al terzo giorno dopo l’infezione e la conta baterica à ̈ risultata essere pari a 165.000 ufc nel gruppo A) di controllo e 160.000 ufc nel gruppo tratato B). Il gruppo B) dal terzo giorno dopo l'infezione à ̈ stato trattato con una miscela composta da:
- Monogliceridi dell’acido butirrico = 45%
- Digliceridi dell’acido butirrico = 6%
- Trigliceridi dell’acido butirrico = 1%
- Glicerolo = 48%
somministrata nell'acqua di bevanda al dosaggio di 0,5%, per tre giorni. Al terzo giorno dopo il trattamento sono stati nuovamente prelevati campioni di feci per l'analisi della conta batterica. Il gruppo di controllo A) presentava una numero di cfu medio pari a 160.000, mentre nel gruppo trattato B) il numero di ufc à ̈ risultato essere pari a 900. L'utilizzo della miscela “esteri dell’acido butirrico e glicerolo’' nelle percentuali indicate ha determinato un abbattimento delle ufc di salmonella di 3 logaritmi in base 10, a fronte di una somministrazione di 3 giorni. Tale fatto conferma l’efficacia battericida della miscela.
ESEMPIO 3
La presente prova di campo à ̈ stata effettuata in un allevamento italiano con problemi sanitari quali l’ileite conclamata derivante da infezione da Lawsonia Intracellularis, enterite da Brachispira Spp ed enterite necrotica derivante da infezione da Treponema Hyodisenteriae. 1.027 suini di razza Danbread, del peso di circa 25 kg (71 giorni di vita), sono stati divisi in due gruppi: gruppo di controllo A) e gruppo trattato B), composti rispettivamente da 511 e 516 animali.
I due gruppi sono stati alimentati con mangime formulato in modo identico ad eccezione dei seguenti componenti: il mangime del gruppo di controllo à ̈ stato addizionato con Lincomicina, 200 ppm, e Doxiciclina, 250 ppm, per i primi 14 gg della prova, e con Lincomicina soltanto per il restante periodo. Il gruppo trattato B) non ha ricevuto antibiotici nel mangime, bensì una miscela di "esteri dell’acido butirrico e glicerolo†così composta:
- Monogliceridi dell’acido butirrico = 45%
- Digliceridi dell'acido butirrico = 6%
- Trigliceridi dell’acido butirrico =1%
- Glicerolo = 48%
somministrata nel mangime in ragione dello 0,5% in sostituzione dello 0,5% dell’olio di soia.
La prova à ̈ durata 63 giorni. I risultati di crescita ed efficienza alimentare sono sintetizzati nella tabella 2 qui di seguito riportata.
Tabella 2
Gruppo A) - Gruppo B) - Delta Controllo Esteri dell’acido
butirrico e
glicerolo
N. di animali 511 516
Età all’inizio della prova (gg) 71 71
Età alla fine della prova 134 134
(gg)
Peso medio all’inizio della 25 25
prova (kg)
Peso medio alla fine della 62,13 63,61
prova (kg)
N. animali morti 5 2 -3 N. scarti 3 2 -1 Incremento ponderale 0,59 0,61 0,02 giornaliero medio (kg)
Mangime consumato, totale 53.570 53.250 -320 in kg
Carne prodotta in kg 19.340 20.200 860 Indice di conversione 2,76 2,64 -0,12 alimentare
Mentre l’analisi delle feci del gruppo di controllo A) ha evidenziato la presenza di Lawsonia, nel gruppo trattato B) non à ̈ stata rilevata tale presenza. Anche gli episodi di diarrea sono stati assai più limitati nel gruppo trattato B). I parametri di crescita, l'indice di conversione alimentare del gruppo trattato B) sono comparabili, e tendenzialmente migliori, rispetto a quelli del gruppo di controllo A) la cui dieta conteneva gli antibiotici di cui sopra. La miscela di “esteri dell’acido butirrico e glicerolo†ha consentito un controllo delle patologie enteriche evidenziate, senza l’impiego di antibiotici. La prova ha dimostrato un effetto antibatterico della miscela di “esteri dell’acido butirrico e glicerolo†con conseguente miglioramento della salute intestinale.

Claims (9)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Composizioni per uso zootecnico comprendenti esteri monogliceridi di acidi organici C1-7, in quantità compresa fra il 40 - 90% in peso calcolato sul peso totale della composizione, e glicerolo.
  2. 2. Composizioni secondo la rivendicazione 1 in cui detti monogliceridi di acidi organici Ci-7sono monogliceridi dell'acido butirrico.
  3. 3. Composizioni secondo la rivendicazione 2 comprendenti: - estere monogliceride dell’acido butirrico 42 - 47% - estere digliceride dell’acido butirrico 5 - 8% - estere trigliceride dell’acido butirrico 0,5 - 2% - glicerolo 45 - 50%
  4. 4. Composizioni secondo la rivendicazione 3 comprendenti inoltre acidi organici da C1 a C7iin percentuali comprese fra 1-25%, calcolato in peso rispetto agli altri componenti, e/o oli essenziali in percentuali comprese fra 1-5%.
  5. 5. Composizione secondo la rivendicazione 3 costituita da: - estere monogliceride dell’acido butirrico 45% - estere digliceride dell’acido butirrico 6% - estere trigliceride dell’acido butirrico 1 % - glicerolo 48%
  6. 6. Processo per la preparazione di una composizione secondo le rivendicazioni 1 - 5 in cui: - si caricano in un reattore di acido butirrico e glicerolo a temperatura ambiente e si aumenta la temperatura fino a 140°C riciclando dentro il reattore, tramite un condensatore a ricadere, l’acido butirrico che evapora; - si innalza la temperatura in modo da fare evaporare l’acqua proveniente dalla reazione di esterificazione mentre l’acido butirrico continua a riciclare dentro il reattore; - si innalza la temperatura fino a 180°C e si aspetta che l’acidità della miscela giunga ad un valore inferiore all’1%; - si distilla, sotto vuoto, l’acido butirrico che non ha reagito fino ad un’acidità finale inferiore a 0,2%; - si scarica la miscela in un refrigerante fino a portarla a temperatura ambiente
  7. 7. Alimenti per animali, liquidi o solidi, addizionati con composizioni secondo le rivendicazioni 1 -5.
  8. 8. Alimenti secondo la rivendicazione 7 in cui le composizioni sono addizionate in quantità comprese fra 0,1 e 0,8%, preferibilmente fra 0,3-0, 6%.
  9. 9. Alimenti secondo le rivendicazioni 7 e 8 in cui detti alimenti sono per l’alimentazione di suini, polli, pesci, bovini, ovini, animali da compagnia.
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