IT201700021852A1

IT201700021852A1 - Composizione a rilascio controllato di sostanze fisiologicamente attive e processo per la sua preparazione

Info

Publication number: IT201700021852A1
Application number: IT102017000021852A
Authority: IT
Inventors: Enrico Gaspari; Flavio Farnedi; Devis Ungheri; Arnaldo Valentini
Original assignee: Bioscreen Tech S R L
Priority date: 2017-02-27
Filing date: 2017-02-27
Publication date: 2018-08-27
Also published as: WO2018154531A1; US20220175684A2; MX2019010229A; US20200060978A1; JP2020508354A; CA3054772A1; CN110582273A; US20240165042A1; EP3585362A1; US20210077414A9; MX2022013576A; JP7273735B2; BR112019017823A2

Description

COMPOSIZIONE A RILASCIO CONTROLLATO DI SOSTANZE

FISIOLOGICAMENTE ATTIVE E PROCESSO PER LA SUA

PREPARAZIONE

La presente invenzione riguarda una composizione a rilascio controllato di sostanze fisiologicamente attive per uso zootecnico. In particolare, l’oggetto della presente invenzione è una composizione comprendente microgranuli in grado di rilasciare in modo controllato le sostanze fisiologicamente attive in esse contenute, un processo per la produzione di tali microgranuli ed il loro uso in zootecnia.

È noto che sostanze fisiologicamente attive possono essere utilizzate per integrare o aggiungere additivi alla dieta degli animali da allevamento, al fine di migliorare le loro condizioni di salute, aumentare la loro longevità produttiva e incrementare le loro performance zootecniche.

Le sostanze fisiologicamente attive così utilizzate comprendono per esempio aminoacidi, vitamine, enzimi, nutrienti come proteine e carboidrati, microrganismi probiotici, alimenti prebiotici, sali minerali, colina e suoi derivati.

Alcune delle sostanze fisiologicamente attive sopra menzionate sono già normalmente presenti negli alimenti utilizzati per l'alimentazione degli animali. Tuttavia, a volte l'apporto di dette sostanze attive, presenti nella dieta, può essere insufficiente o inadeguato a fronteggiare stati di deficienza o situazioni di elevata produttività.

Queste sostanze fisiologicamente attive, con proprietà nutritive, vengono somministrate agli animali per via orale attraverso prodotti formulati (premiscele o mangimi complementari) in cui dette sostanze attive sono "diluite" mediante la miscelazione con un mezzo; il prodotto che ne deriva viene poi aggiunto al mangime.

Tuttavia, i principi attivi e mangimi contenenti dette sostanze attive subiscono una degradazione chimica enzimatica nella prima sezione del tratto digestivo dell'animale. Nel caso dei ruminanti (nei quali, prima di raggiungere l’intestino, l’alimento deve passare attraverso tre prestomaci più lo stomaco ghiandolare) la degradazione può essere particolarmente intensa a causa di due principali fattori concomitanti: un lungo tempo di transito del cibo nei prestomaci (particolarmente nel rumine) e la presenza della flora microbica che esegue un'azione di degrado sulla maggior parte delle molecole che passano attraverso il rumine.

L'azione dei microrganismi ruminali altera chimicamente alcune sostanze attive, come ad esempio la colina, trasformandole in sostanze con un valore nutritivo inferiore o con una attività biologica significativamente ridotta rispetto al composto iniziale.

Inoltre, le suddette sostanze attive subiscono una degradazione anche durante la preparazione dei formulati, soprattutto nelle fasi di miscelazione, confezionamento e stoccaggio, nonché nei trattamenti di compattazione, a causa dell’applicazione di calore e/o pressione e/o vapore.

Nel tentativo di fornire soluzioni per rilasciare le sostanze fisiologicamente attive in forma rumino-protetta, ovvero protetta dalla degradazione nell’ambiente ruminale, permettendo il rilascio delle sostanze in un momento successivo al rumine, sono stati proposti numerosi prodotti.

US3959493 descrive un prodotto ad attraversamento ruminale per la somministrazione orale a ruminanti. Detto prodotto è in forma di particelle comprendenti una quantità inferiore al 40% di una sostanza biologicamente attiva e una sostanza protettiva resistente all’ambiente ruminale e presente in una quantità di almeno 60% in peso rispetto al peso della particella. Tale sostanza protettiva è digeribile nel tratto digestivo inferiore del ruminante ed è costituita da acidi grassi alifatici saturi ed insaturi, comprendenti da 14 a 22 atomi di carbonio.

US6797291 descrive un metodo per stabilizzare un ingrediente igroscopico in una composizione umida, comprendente l’incapsulamento di detto ingrediente igroscopico in un rivestimento lipidico costituito per esempio da cere, acidi grassi, alcool o esteri derivati da acidi grassi, steroli, fosfolipidi e oli idrogenati.

Tuttavia, i prodotti descritti in tali documenti sono caratterizzati da una scarsa stabilità di conservazione, basse concentrazioni delle sostanze attive e una ridotta digeribilità post-ruminale.

US2011/250286 descrive composizioni in forma di microparticelle o granuli per il rilascio controllato di sostanze fisiologicamente attive disposte in nuclei i quali sono rivestiti da uno strato di acidi grassi ed un secondo strato di acidi grassi e gliceridi EP2274990 descrive un metodo per produrre una composizione di mangime complementare per ruminanti comprendente la preparazione di una miscela di un agente protettivo scelto tra oli animali o vegetali aventi un punto di fusione compreso tra 50°C e 90°C; lecitina ed un amminoacido; ed il gocciolamento di tale miscela in acqua al fine di renderla solida.

US4876097 descrive una composizione comprendente un rivestimento a idrofilicità controllata e sensibile a variazioni del pH comprendente cellulose modificate chimicamente.

US8906407 descrive una composizione comprendente un rivestimento a base di etilcellulosa.

Tuttavia, le composizioni qui descritte sono scarsamente stabili alle condizioni di produzione dei mangimi o degli integratori in cui esse vengono miscelate con altri ingredienti i quali ne possono asportare lo strato di rivestimento rendendo così inefficace il prodotto. Un altro inconveniente di tali composizioni note è che la miscelazione con un ingrediente acido, ad esempio contenente insilato di mais, può provocare la reazione del rivestimento ancora prima che la composizione sia somministrata agli animali.

EP1791532 descrive una composizione in microgranuli adatta per il rilascio controllato di sostanze fisiologicamente attive nel tratto post-ruminale di ruminanti, comprendente un nucleo e due strati di rivestimento. Il primo strato di rivestimento comprende una prima sostanza idrofoba scelta tra grassi, acidi grassi, oli idrogenati, mono- e di-gliceridi di acidi grassi, esteri di acidi grassi, alcol grassi, con catene da 12 a 22 atomi di carbonio e un punto di fusione da 40°C a 74°C. Il secondo strato di rivestimento comprende una seconda sostanza idrofoba scelta tra cere microcristalline, paraffina, cere vegetali e sintetiche con un punto di fusione tra 80°C e 100°C.

La composizione descritta in tale documento garantisce un elevato grado di attraversamento ruminale (bypass), una buona efficacia in vivo, ottime proprietà di resistenza chimica, termica, meccanica ed elevate miscelabilità e pellettabilità.

Tuttavia, è desiderabile migliorare ulteriormente la digeribilità post-ruminale delle sostanze incluse in una composizione in microgranuli, migliorando la biodisponibilità totale di tali sostanze.

Scopo della presente invenzione è pertanto quello di fornire una composizione per uso zootecnico in grado di rilasciare le sostanze in essa contenute in modo controllato, nei tratti di assimilazione dell’animale ovvero dall’abomaso al piccolo intestino, che non presenti gli inconvenienti delle composizioni secondo lo stato della tecnica.

Detto scopo viene conseguito con una composizione rumino-resistente le cui caratteristiche principali sono specificate nella prima rivendicazione, un procedimento per la preparazione di tale composizione le cui caratteristiche sono specificate nella rivendicazione 9, una premiscela per mangimi comprendente tale composizione le cui caratteristiche sono specificate nella rivendicazione 10 ed un mangime composto comprendente tale premiscela le cui caratteristiche sono specificate nella rivendicazione 11. Altre caratteristiche della composizione secondo la presente invenzione sono specificate nelle restanti rivendicazioni.

Un vantaggio della composizione secondo la presente invenzione consiste nel fatto che essa rilascia le sostanze fisiologicamente attive in modo controllato nella zona post-ruminale, ottenendo una migliorata biodisponibilità totale di tali sostanze.

Nell’ambito della presente invenzione, con il termine “grado di by-pass ruminale” si intende indicare la quantità in peso percentuale di sostanza che raggiunge la zona post-ruminale dell’animale, ovvero lo stomaco e l’intestino, rispetto alla quantità totale in peso della sostanza somministrata oralmente.

Con il termine “digeribilità post-ruminale” di una sostanza si intende, invece, indicare la quantità in peso percentuale di sostanza che si libera dal rivestimento esclusivamente nel tratto post-ruminale, sciogliendosi e rendendosi così digeribile o assorbibile, rispetto alla quantità totale in peso della sostanza somministrata oralmente.

Con il termine “biodisponibilità totale” di una sostanza si intende indicare la quantità in peso percentuale di sostanza che raggiunge la circolazione sistemica dell’animale in forma biologicamente attiva, rispetto alla quantità totale in peso della sostanza somministrata oralmente.

Così, la biodisponibilità totale di una sostanza è data dalla combinazione dei due valori di bypass ruminale e digeribilità post-ruminale.

Utilizzando metodologie note nel settore farmaceutico, si è infatti verificato che le sostanze fisiologicamente attive somministrate mediante le composizioni secondo la presente invenzione sono biodisponibili, in una forma non degradata, in percentuali più elevate rispetto alle composizioni secondo lo stato della tecnica.

Inoltre, la composizione per uso zootecnico secondo la presente invenzione ha proprietà chimiche e fisiche controllate ed è resistente alla degradazione meccanicastrutturale.

Questi ed altri vantaggi della composizione rumino-resistente secondo la presente invenzione e del procedimento per la sua produzione risulteranno evidenti agli esperti del ramo dalla seguente descrizione dettagliata di alcune sue forme realizzative.

La composizione rumino-resistente secondo la presente invenzione è in forma di microgranuli, in cui ciascun microgranulo comprende un nucleo e uno o più strati di rivestimento.

Detto nucleo contiene uno o più ingredienti o sostanze fisiologicamente attive, generalmente in forma solida, ed una matrice.

Qualsiasi sostanza che si desideri somministrare agli animali in forma non degradata può essere in principio contenuta nel nucleo dei microgranuli della composizione secondo la presente invenzione. Come noto, le sostanze fisiologicamente attive contenute nel nucleo dei microgranuli possono essere scelte nel gruppo formato da aminoacidi, vitamine, enzimi, nutrienti come proteine e carboidrati, microrganismi probiotici, alimenti prebiotici, sali minerali, miscele di acidi quali ad esempio acido lattico, fumarico, sorbico, formico, citrico, malico, acetico, butirrico e propionico, colina e derivati della colina come ad esempio cloruro di colina, bitartrato di colina, citrato deidrogenato di colina, bicarbonato di colina, solfato di colina e idrossido di colina. Queste sostanze fisiologicamente attive possono essere usate da sole o miscelate tra loro in diversi rapporti ponderali.

In una forma di realizzazione preferita, la sostanza fisiologicamente attiva è scelta tra: metionina, colina, cloruro di colina, lisina, idro-cloruro di lisina, solfato di lisina, vitamina C e suoi derivati, vitamina A e suoi derivati, vitamina E e suoi derivati, vitamina D3 e suoi derivati, vitamina B1 e suoi derivati, vitamina B2 e suoi derivati, vitamina B6 e suoi derivati, vitamina B12, vitamina H, vitamina PP e suoi derivati e una miscela di acidi comprendente acido lattico, fumarico, sorbico, formico, citrico, malico, acetico, butirrico e propionico.

Detta matrice, miscelata con la sostanza fisiologicamente attiva per ottenere una miscela eterogenea uniforme, comprende almeno una sostanza scelta tra sostanze ad azione legante e sostanze inerti.

Le sostanze ad azione legante, utilizzate nella matrice, sono tipicamente sostanze non tossiche di origine vegetale o sintetica come gomma, cellulosa e suoi derivati, amidi e derivati, cere e derivati e grassi e derivati.

Vantaggiosamente, sono utilizzate cere vegetali come cera carnauba, cera di riso, cere microcristalline, grassi e loro derivati. In una realizzazione preferita, il legante è una combinazione di cera di riso e cera microcristallina in un rapporto in peso da 1: 3 a 3: 1; vantaggiosamente 1: 1.

In una forma di realizzazione alternativa, il legante è una combinazione di cera di riso e derivati di acidi grassi in un rapporto in peso da 1: 3 a 3: 1; vantaggiosamente 1: 1. Come derivati di acidi grassi possono essere utilizzati sali come ad esempio stearato di zinco, di magnesio o di calcio.

Gli ingredienti inerti, utilizzati nella formazione della matrice, sono sostanze scorrevoli e generalmente appartengono alla categoria dei silicati, in particolare silicati idrofobi quali ad esempio silice colloidale, silice amorfa sintetica, silice precipitata, silicati di alluminio di sodio, silicato di calcio, talco, caolino, zeoliti sintetiche idrofobe.

La quantità in peso totale di sostanze ad azione legante e sostanze inerti nel nucleo della composizione secondo la presente invenzione è compresa preferibilmente tra 1% a 70% rispetto al peso complessivo del nucleo. Più preferibilmente, la quantità totale di sostanze ad azione legante e inerti è compresa tra 10 e 30% in peso, ed ancora più preferibilmente essa è compresa tra 12% e 17% in peso rispetto al peso complessivo del nucleo.

Secondo l’invenzione, il nucleo comprende almeno un agente disgregante. Tale agente disgregante è presente nel nucleo della composizione secondo la presente invenzione in una quantità in peso compresa preferibilmente tra 1% e 20% rispetto al peso complessivo del nucleo. Più preferibilmente, la quantità in peso di sostanze disgreganti è compresa tra 2% e 5% rispetto al peso complessivo del nucleo.

Nel contesto della presente invenzione, con il termine agente disgregante si intende indicare una sostanza in grado di causare una rapida disgregazione del nucleo una volta che questo abbia interagito con un ambiente acquoso.

Si è infatti sorprendentemente trovato che detti agenti disgreganti migliorano il rilascio delle sostanze fisiologicamente attive una volta che la composizione viene a contatto con l’ambiente post-ruminale.

Sostanze disgreganti adatte a questo scopo sono i composti emulsionanti, gelificanti, miscele effervescenti, polisaccaridi e polimeri metacrilati.

Preferibilmente, i composti disgreganti utilizzabili nel nucleo delle composizioni secondo la presente invenzione sono amidi; lecitine vegetali; olii etossilati; mono- e digliceridi di acidi grassi; agar-agar; miscele effervescenti come quella formata da almeno un bicarbonato di un metallo alcalino o di ammonio ed almeno un acido policarbossilico come l’acido citrico o tartarico; cellulose; e polimeri metacrilati.

I microgranuli della composizione secondo la presente invenzione comprendono almeno uno strato di rivestimento del nucleo. Preferibilmente essi comprendono almeno due stati di rivestimento. Il rivestimento esterno comprende quindi almeno un primo strato composto da una sostanza che forma una pellicola idrorepellente che è stabile alle condizioni ambientali del rumine per almeno 8 ore ed almeno un secondo strato protettivo contro l’abrasione meccanica e agli urti , resistente a temperature comprese tra 75° e 90° C.

Secondo una forma realizzativa della presente invenzione, possono essere realizzati microgranuli della composizione in cui detto primo e secondo strato sono depositati ripetutamente in modo da formare un rivestimento comprendente tre, quattro o più strati di rivestimento.

Inoltre, i microgranuli della composizione secondo la presente invenzione possono comprendere ulteriori strati di rivestimento, aventi una composizione diversa da quella indicata per detti primo e secondo strato.

Si è infatti trovato che tale disposizione ripetuta ed alternata degli strati primo e secondo, e/o l’applicazione di ulteriori strati con formulazioni differenti, consente di modulare la permeabilità all’acqua del microgranulo in modo che esso resti impermeabile per un periodo di tempo necessario a fargli superare il tratto ruminale. Questo periodo di tempo può variare a seconda della dimensione dei microgranuli, del loro peso specifico e della galleggiabilità, ossia la loro collocazione all’interno degli strati in cui si suddivide il contenuto ruminale, ma è normalmente compreso nell’intervallo di 7-8 ore. Il tempo invece che i microgranuli trascorrono all’interno della zona dei tratti digestivi post-ruminali, può essere generalmente quantificato in ulteriori 24h.

I microgranuli della composizione secondo la presente invenzione sono vantaggiosamente impermeabili per le prime 10 – 12 h di immersione nell’ambiente digestivo dei ruminanti, e successivamente diventano sempre più permeabili dall’ambiente esterno.

Detto primo strato di rivestimento del nucleo è formato da una o più sostanze fisiologicamente accettabili con proprietà idrofobe.

Le sostanze idrofobe che formano detto primo strato sono scelte nel gruppo costituito da: grassi, acidi grassi, olii idrogenati, mono e digliceridi degli acidi grassi, sali degli acidi grassi come stearato di zinco, di magnesio o di calcio, esteri di acidi grassi e alcoli grassi e loro miscele.

Queste sostanze idrofobe sono preferibilmente scelte tra: acido laurico, acido stearico, acido palmitico, stearina, olio di soia idrogenato, olio di colza idrogenato, olio di cotone idrogenato, olio di palma idrogenato, olio di lino idrogenato, sodio gliceril mono-, di -, tri-stearato, stearato di calcio, stearato di magnesio, stearato di zinco, alcool stearilico, alcool cetilstearilico.

Vantaggiosamente, le sostanze idrofobe sono scelte tra olio di palma idrogenato e / o olio di colza idrogenato.

Un secondo strato, disposto esternamente a detto primo strato, comprende almeno una seconda sostanza fisiologicamente accettabile, o una miscela di sostanze, con proprietà idrofobe. Detta seconda sostanza idrofoba o miscela di sostanze è resistente alle sollecitazioni meccaniche e mantiene le sue proprietà chimico-fisiche invariate fino ad una temperatura di 80 °C.

Detta seconda sostanza idrofoba compresa in detto secondo strato è scelta nel gruppo costituito da cere microcristalline, cere paraffiniche, cere vegetali e cere sintetiche edibili. Vantaggiosamente detta seconda sostanza idrofoba viene scelta nel gruppo formato da cera di riso, cera carnauba e / o cere microcristalline.

Vantaggiosamente, secondo l’invenzione almeno uno strato di rivestimento comprende anche una sostanza emulsionante scelta nel gruppo formato dalle lecitine vegetali, olii etossilati e alginati. Come sostanze emulsionanti nello o negli strati di rivestimento possono vantaggiosamente essere utilizzate lecitina di soia o di girasole, olio di ricino etossilato, alginati di metalli alcalini e del magnesio.

Secondo una forma realizzativa preferita dell’invenzione, i microgranuli comprendono almeno due strati di rivestimento e ciascuno strato di rivestimento comprende una quantità di sostanza emulsionante compresa tra 0.01% e 15% in peso rispetto al peso dello strato di rivestimento. Più preferibilmente, ciascuno strato di rivestimento comprende una quantità di sostanza emulsionante compresa tra 1% e 6% in peso rispetto al peso dello strato di rivestimento.

In ciascun microgranulo il peso complessivo degli strati di rivestimento è compreso tra il 10% ed il 50% rispetto al peso del microgranulo, più preferibilmente il peso complessivo degli strati di rivestimento è compreso tra il 15% ed il 40% rispetto al peso del microgranulo.

La presente invenzione riguarda inoltre un processo per la preparazione della composizione in microgranuli sopra descritta.

Il processo comprende una fase di miscelazione delle sostanze che formano il nucleo, e cioè sostanze fisiologicamente attive, sostanze della matrice e sostanze disgreganti, che viene effettuata in un contenitore dotato di miscelazione, di taglio, di riscaldamento e di raffreddamento. La miscelazione viene effettuata fino ad ottenere una miscela omogenea.

Nel caso di una sostanza fisiologicamente attiva avente una microgranulometria elevata, può rendersi necessario un trattamento preliminare di micronizzazione. Come sopra evidenziato, il nucleo può comprendere una o più sostanze fisiologicamente attive e la miscela risultante deve essere abbastanza solida affinché i nuclei rimangano intatti durante le successive fasi di lavorazione, in particolare durante le operazioni di rivestimento.

Il processo per la preparazione della composizione in microgranuli secondo la presente invenzione comprende una fase successiva di estrusione della miscela così ottenuta.

La miscela ottenuta viene estrusa in un estrusore in modo da ottenere microgranuli di forma e dimensioni richieste.

L'estrusore, noto agli esperti del settore, è vantaggiosamente un estrusore bi-vite dotato di alimentazione e miscelazione, e settori provvisti di mezzi di riscaldamento e raffreddamento che consentono di applicare un gradiente di temperatura in base al trattamento effettuato. La testa dell'estrusore è dotata di una filiera riscaldabile e/o raffreddabile e provvista di una pluralità di fori di uscita con un diametro prestabilito.

All'uscita dalla filiera la composizione viene sottoposta al taglio con una taglierina a velocità variabile che permette di regolare la lunghezza del nucleo del microgranulo.

Il nucleo così ottenuto viene sottoposto a raffreddamento e setacciatura per allontanare le polveri e lo scarto di dimensioni indesiderate.

A questo punto i nuclei possono essere sottoposti alla fase di rivestimento.

In una forma di realizzazione alternativa della presente invenzione, prima della fase di rivestimento, il nucleo ottenuto dopo raffreddamento e setacciatura viene sottoposto ad una operazione di sferonizzazione o ad un altro trattamento volto a modificarne la forma. L’operazione di sferonizzazione può essere effettuata con uno sferonizzatore a disco rotante, insufflando aria ed agenti coadiuvanti come ammorbidenti, addensanti ed aggreganti.

La forma sferoidale presenta il vantaggio di una maggiore compattezza, scorrevolezza, rivestibilità e miscelabilità, rispetto alla forma cilindrica.

Secondo la presente invenzione, si è infatti trovato che la forma sferoidale permette di ottenere una migliore uniformità del rivestimento che consente una più efficace azione di protezione del rivestimento a parità di spessore degli strati protettivi applicati.

I nuclei della composizione ruminoresistente secondo la presente invenzione possono alternativamente essere ottenuti mediante tecniche di:

- granulazione a secco e/o ad umido, in cui le sostanze fisiologicamente attive sono miscelate con le sostanze della matrice fino a formare microgranuli irregolari;

- compressione insieme alle sostanze della matrice;

- gocciolamento: in cui le sostanze fisiologicamente attive sono disperse in cere o grassi fusi formando una miscela che viene gocciolata in un liquido di raffreddamento;

- spray-cooling: in cui le sostanze fisiologicamente attive sono disperse nella matrice fusa e spruzzate in una torre di raffreddamento.

- coacervazione: in cui le sostanze fisiologicamente attive sono sciolte in soluzione con la matrice e quindi iniettato in una soluzione di acqua e indurente (es: CaCl2). La sfera ottenuta viene asciugata e potenzialmente rivestita.

Secondo una forma realizzativa dell’invenzione, il nucleo dei microgranuli della composizione ruminoresistente ha una forma cilindrica con una altezza del cilindro compresa tra 0.5 mm e 2 mm. Secondo una forma realizzativa alternativa, il nucleo dei microgranuli della composizione ruminoresistente ha una forma sostanzialmente sferoidale con un diametro compreso tra 0.5 mm e 2 mm.

Successivamente, i nuclei così ottenuti sono sottoposti ad una fase di rivestimento. Gli strati di rivestimento possono essere applicati in una bassina, mediante una tecnica di rivestimento nota agli esperti del settore. Alternativamente, possono essere utilizzate tecniche di rivestimento a letto fluido, ad esempio top spray fluid bed, bottom spray fluid bed o tangential spray fluid bed; oppure tecniche a spruzzo con un singolo componente oppure una miscela di componenti, oppure la tecnica di dry-coating.

Ulteriori vantaggi e caratteristiche secondo la presente invenzione risulteranno evidenti agli esperti del ramo dalla seguente descrizione dettagliata e non limitativa di una sua forma realizzativa con riferimento ai seguenti esempi.

ESEMPI

Per la realizzazione degli esempi seguenti fu fatto uso dei seguenti strumenti analitici e di controllo:

• Setacci, disposti al termine di ogni singolo passaggio di lavorazione, per il controllo in linea delle dimensioni dei microgranuli;

• Microscopio per controlli visivi;

• Misuratore del punto di fusione per il controllo della resistenza termica

• Penetrometro per il controllo della durezza e resistenza meccanica

• Titolatore automatico od HPLC per la determinazione quantitativa dei principi attivi (concentrazione);

• Dissolutore farmaceutico per la determinazione del grado di bypass ruminale. Le condizioni sperimentali di utilizzo erano di 39°C, 15 rpm, 8h di permanenza nella soluzione a pH “ruminale” di circa 6.8.

• Daisy<II>ANKOM: rumine artificiale da laboratorio commercialmente disponibile, per la determinazione del grado di bypass ruminale. Le condizioni sperimentali di utilizzo erano di 39°C, 8h di permanenza nelle condizioni ruminali, soluzione tampone a pH “ruminale” con inserimento di “inoculo ruminale” e ricreazione dell’anaerobiosi ruminale secondo una procedura universitaria nota agli esperti del settore. Il pH abitualmente testato in fase di controllo qualità è 6.8. Dissolutore farmaceutico per la determinazione del grado di digeribilità post-ruminale. Le condizioni sperimentali di utilizzo seguivano la procedura nota agli esperti del settore come “Boisen Test” ed, in particolare, erano di:

- 39°C, 30 rpm, 2h, soluzione tampone a pH “gastrico” (2.0) inoculo di pepsina.

- 39°C, 30 rpm, 4h, soluzione tampone a pH “intestinale” (6.8) inoculo di pancreatina. - 39°C, 30 rpm, 18h, soluzione tampone a pH “intestinale” (6.8) inoculo di lipasi ed estratti di bile.

Esempio 1 – Preparazione di microgranuli contenenti cloruro di colina

Esempio 1.1

425 kg di colina cloruro al 99% di purezza furono miscelati con 10 kg di cera di riso spray, 15 kg di stearato di zinco, 10 kg di lecitina di soia e con 40 kg di silice. La miscela fu estrusa utilizzando un estrusore con settori a diversi gradienti di temperatura secondo il programma seguente:

Settore 1 Settore 2 Settore 3 Settore 4 Settore 5 Settore 6 85°C 85°C 50°C 50°C 45°C 65°C

I nuclei così ottenuti avevano una concentrazione dell’85% in colina cloruro. I nuclei furono successivamente sottoposti a rivestimento in una bassina.

Fu formato un primo strato di rivestimento, rivestendo 400 kg di microgranuli con 120 kg di una miscela di rivestimento comprendente:

-65% in peso di olio idrogenato di palma;

-32% in peso di acido palmitico;

- 3% in peso di lecitina di soia.

Fu poi formato un secondo strato di rivestimento, rivestendo i microgranuli rivestiti dal primo strato con 40 kg di una miscela di rivestimento comprendente:

- 50% in peso di olio idrogenato di palma;

-50% in peso di cera di riso.

Tutte le percentuali sopra indicate sono percentuali in peso sul peso totale dello strato di rivestimento.

I microgranuli così ottenuti avevano una concentrazione del 60% in peso di colina cloruro rispetto al totale del peso dei microgranuli.

I microgranuli furono quindi sottoposti ad una valutazione del grado di by-pass ruminale, della digeribilità post-ruminale e della biodisponibilità totale utilizzando il metodo Boisen. Per una descrizione completa del metodo Boisen si fa riferimento alla pubblicazione S. Boisen, J. A. Fernàndez “Prediction of total tract digestibility of energy feedstuffs and pig diets by in vitro analyses” Animal Feed Science Technology 68, 277-286, 1997.

I risultati in vitro sono evidenziati nella tab.1

Tabella 1

Campione Titolo (%) Grado di by-pass Digeribilità(**) Biodisponibilità(**) ruminale (*)

1 59.4 80.3 89.3 71.7

Esempio 1.2

425kg di colina cloruro al 99% di purezza furono miscelati con 10 kg di cera di riso spray, 15 kg di stearato di zinco, 10 kg di lecitina di soia, 5 kg di acido citrico, 5 kg di bicarbonato di sodio, 30 kg silice. La miscela fu estrusa utilizzando un estrusore con settori a diversi gradienti di temperatura secondo il programma seguente:

Settore 1 Settore 2 Settore 3 Settore 4 Settore 5 Settore 6 70°C 75°C 80°C 80°C 80°C 85°C

Fu formato un primo strato di rivestimento, rivestendo 400 kg di microgranuli con 100 kg di una miscela di rivestimento comprendente:

-75% in peso di olio idrogenato di palma;

-23% in peso di acido palmitico;

- 2% in peso di olio di ricino etossilato.

Fu poi formato un secondo strato di rivestimento, rivestendo i microgranuli rivestiti dal primo strato con 60 kg di una miscela di rivestimento comprendente:

- 50% in peso di olio idrogenato di colza;

-45% in peso di cera carnauba;

- 5% in peso di polimetilmetacrilato.

I risultati in vitro sono evidenziati nella tab.2

Tabella 2

2 59.7 78.2 92 71.9

Esempio 1.3

I nuclei estrusi ottenuti con la procedura dell’esempio 1.2 furono sferonizzati con l’utilizzo di una soluzione acquosa di colina cloruro al 75% in qualità di coadiuvante per la sferonizzazione e successivamente furono sottoposti a rivestimento in una bassina.

Fu formato un primo strato di rivestimento, rivestendo 400 kg di microgranuli sferoidali con 125 kg di una miscela di rivestimento comprendente:

-72% in peso di olio idrogenato di palma;

-25% in peso di acido palmitico;

- 3% in peso di olio di ricino etossilato.

Fu poi formato un secondo strato di rivestimento, rivestendo i microgranuli rivestiti dal primo strato con 20 kg di una miscela di rivestimento comprendente:

- 50% in peso di olio idrogenato di palma;

- 50% in peso di cera di riso.

Infine, fu formato un terzo strato di 20 kg di rivestimento contenente il 100% di polimetilmetacrilato.

I risultati in vitro sono evidenziati nella tab.3

Tabella 3

3 61.4 86.4 85.0 73.4

Esempio 2 – Preparazione di microgranuli contenenti Lisina HCl

Esempio 2.1

400 kg di cloridrato di lisina micronizzata furono miscelati con 60 kg di cera di riso in granuli, 48 kg di cerca in polvere, e 12 kg di lecitina di soia. La miscela fu estrusa utilizzando un estrusore con settori a diversi gradienti di temperatura secondo il programma seguente:

Settore 1 Settore 2 Settore 3 Settore 4 Settore 5 Settore 6 85°C 65°C 50°C 50°C 50°C 50°C

I nuclei così ottenuti avevano una concentrazione dell’75% in cloridrato di lisina. I nuclei furono successivamente sottoposti a rivestimento in una bassina.

Fu formato un primo strato di rivestimento, rivestendo 350 kg di microgranuli con 100 kg di una miscela di rivestimento comprendente:

- 95% in peso di olio idrogenato di palma;

- 5% in peso di lecitina di girasole.

Fu poi formato un secondo strato di rivestimento, rivestendo i microgranuli rivestiti dal primo strato con 75 kg di una miscela di rivestimento comprendente:

- 50% in peso di olio idrogenato di colza;

- 48% in peso di cera carnauba:

- 2% in peso di lecitina di girasole.

I microgranuli così ottenuti avevano una concentrazione del 50% in peso di cloridrato di lisina rispetto al totale del peso dei microgranuli.

I risultati in vitro sono evidenziati nella tabella 4

Tabella 4

4 50.2 73.4 86 63.1

Esempio 2.2

324 kg di cloridrato di lisina micronizzata furono miscelati con 64 kg di cera di riso spray, e 12 kg di lecitina di soia. La miscela fu estrusa utilizzando un estrusore con settori a diversi gradienti di temperatura secondo il programma seguente:

Settore 1 Settore 2 Settore 3 Settore 4 Settore 5 Settore 6 85°C 85°C 80°C 80°C 80°C 80°C

I nuclei così ottenuti avevano una concentrazione dell’80% in cloridrato di lisina. I nuclei furono sferonizzati, utilizzando una soluzione di cloridrato di lisina al 50% in acqua come coadiuvante di sferonizzazione, e successivamente sottoposti a rivestimento in una bassina.

Fu formato un primo strato di rivestimento, rivestendo 350 kg di microgranuli con 90 kg di una miscela di rivestimento comprendente:

-75% in peso di olio idrogenato di palma;

- 23% in peso di acido palmitico;

- 2% in peso di olio di ricino etossilato.

Fu poi formato un secondo strato di rivestimento, rivestendo i microgranuli rivestiti dal primo strato con 50 kg di una miscela di rivestimento comprendente:

- 48% in peso di olio idrogenato di colza;

-52% in peso di cera di riso;

- 2% in peso di lecitina di girasole.

Fu poi formato un terzo strato di rivestimento, rivestendo i microgranuli rivestiti dal secondo strato con 40 kg di una miscela di rivestimento uguale a quella del primo strato.

Fu poi formato un quarto strato di rivestimento, rivestendo i microgranuli rivestiti dal terzo strato con 30 kg di una miscela di rivestimento uguale a quella del secondo strato.

I risultati in vitro sono evidenziati nella tabella 5

Tabella 5

5 49.5 78 91 71

Esempio 3 - Preparazione di microgranuli contenenti DL-Metionina

Esempio 3.1

430 kg di DL-metionina furono miscelati con 30 kg di cera di riso spray, 25 kg di olio idrogenato di palma, 5 kg di silice, 5 kg di acido citrico e 5 kg di bicarbonato di sodio. La miscela fu estrusa utilizzando un estrusore con settori a diversi gradienti di temperatura secondo il programma seguente:

Settore 1 Settore 2 Settore 3 Settore 4 Settore 5 Settore 6 85°C 45°C 40°C 40°C 35°C 60°C

I nuclei così ottenuti avevano una concentrazione dell’85% di DL-metionina. I nuclei furono sottoposti a rivestimento in una bassina.

Fu formato un primo strato di rivestimento, rivestendo 400 kg di microgranuli con 40 kg di una miscela di rivestimento comprendente:

- 70% in peso di olio idrogenato di colza;

- 30% in peso di acido linolenico.

Fu poi formato un secondo strato di rivestimento, rivestendo i microgranuli rivestiti dal primo strato con 35 kg di una miscela di rivestimento comprendente:

- 35% in peso di olio idrogenato di palma;

- 65% in peso di cera carnauba.

Fu poi formato un terzo strato di rivestimento, rivestendo i microgranuli rivestiti dal secondo strato con 10 kg di una miscela di rivestimento uguale a quella del primo strato.

I microgranuli così ottenuti avevano una concentrazione del 70% in peso di DL-metionina rispetto al totale del peso dei microgranuli.

I microgranuli furono quindi sottoposti ad una valutazione del grado di by-pass ruminale, della digeribilità post-ruminale e della biodisponibilità totale utilizzando il metodo Boisen. I risultati in vitro sono evidenziati nella tabella 6

Tabella 6

6 69.3 82.3 75.0 61.7

Esempio 3.2

Ulteriori 400 kg di granuli estrusi ottenuti seguendo la medesima procedura descritta nella prima parte dell’esempio precedente furono in una bassina impiegando 3 strati di ricopertura.

Fu formato un primo strato di rivestimento, rivestendo 400 kg di microgranuli con 35 kg di una miscela di rivestimento comprendente:

- 82% in peso di olio idrogenato di palma;

- 18% in peso di acido linolenico.

- 52% in peso di olio idrogenato di colza;

- 45% in peso di cera carnauba;

- 3% in peso di lecitina di girasole.

Fu poi formato un terzo strato di rivestimento, rivestendo i microgranuli rivestiti dal secondo strato con 15 kg di una miscela di rivestimento comprendente:

- 50% in peso di olio idrogenato di palma;

- 49% in peso di cera di riso;

- 1% di olio di ricino etossilato.

I microgranuli furono quindi sottoposti ad una valutazione del grado di by-pass ruminale, della digeribilità post-ruminale e della biodisponibilità totale utilizzando il metodo Boisen. I risultati in vitro sono evidenziati nella tabella 7

Tabella 7

7 69.2 78.8 90 70.9

Esempio 4 - Preparazione di microgranuli contenenti L-lisina, acido nicotinico e DL-Metionina

Esempio 4.1

180 kg di cloruro di colina al 99% furono miscelati con 240 kg di cloridrato di L-lisina al 99% , 65 kg di acido nicotinico (vitamina PP) e 145 kg di D,L-metionina. Furono aggiunti 20 kg di acido citrico, 20 kg di bicarbonato di sodio, 5 kg di lecitina di girasole e 225 kg di cera di riso spray. La miscela fu estrusa.

I nuclei così ottenuti avevano una concentrazione del 20% di colina cloruro, 26,7% di cloridrato di L-lisina, 7,2% di acido nicotinico, 16,1% di D,L-metionina.

I nuclei furono sottoposti a rivestimento in una bassina.

Fu formato un primo strato di rivestimento, rivestendo 400 kg di microgranuli con 200 kg di una miscela di rivestimento comprendente:

- 66% in peso di olio idrogenato di colza;

- 34% in peso di acido palmitico.

Fu poi formato un secondo strato di rivestimento, rivestendo i microgranuli rivestiti dal primo strato con 100 kg di una miscela di rivestimento comprendente:

- 48% in peso di olio idrogenato di palma;

- 50% in peso di cera di riso;

- 2% in peso di lecitina di soia.

Esempio 5

Utilizzando le metodiche analitiche sopra indicate (dissolutore farmaceutico) furono eseguite delle prove in vitro per determinare il grado di by-pass e la biodisponibilità di colina cloruro di:

- un prodotto A costituito da colina cloruro pura al 99%;

- un prodotto B costituito da granuli di colina cloruro microincapsulata ottenuti mediante tecnologia spray cooling, contenenti 25% in peso di cloruro di colina rispetto al totale del peso del granulo;

- un prodotto C in microgranuli ottenuto secondo l’esempio 4 del brevetto EP1791532, contenenti 50% in peso di cloruro di colina rispetto al totale del peso del granulo ;

- un prodotto D in microgranuli ottenuto secondo l’esempio 1.3 sopra riportato. I risultati delle prove sono riportati nelle seguenti tabelle 8 e 9.

Nella Tabella 8 sono riportati i risultati ottenuti considerando una somministrazione teorica di 200g di prodotto.

Tabella 8

Colina Colina Cloruro Colina

Cloruro persa nel Colina Cloruro Cloruro Colina Cloruro Prodotto

somministrata rumine in 8h bypassata (g) Biodisponibile nelle feci (g) (g) (g) (g)

A 198 198 0 0 0

B 50 37.5 12.5 12.5 0

C 100 20 80 40 40

D 120 17 103 88 15

Nella Tabella 8 sono riportati i risultati ottenuti considerando una somministrazione teorica di 100g di colina cloruro.

Tabella 9

Colina Cloruro Colina

Prodotto da

persa nel Colina Cloruro Cloruro Colina Cloruro Prodotto somministrar

rumine in 8h bypassata (g) Biodisponibile nelle feci (g) e (g)

(g) (g)

A 101 101 0 0 0

B 400 75 25250

C 200 20 80 40 40

D 167 13,5 86.57313,5

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Composizione ruminoresistente in microgranuli, ciascun microgranulo comprendendo: i) un nucleo contenente: a) una o più sostanze fisiologicamente attive scelte nel gruppo formato da aminoacidi, vitamine, enzimi, proteine, carboidrati, microrganismi probiotici, alimenti prebiotici, sali minerali, colina, derivati della colina e acidi organici; e b) una matrice comprendente sostanze scelte nel gruppo formato da: sostanze leganti, sostanze inerti e coadiuvanti di estrusione; e ii) almeno uno strato di rivestimento del nucleo; caratterizzata dal fatto che detto nucleo comprende anche almeno un agente disgregante.
2. Composizione secondo la rivendicazione precedente, caratterizzata dal fatto che detto agente disgregante è scelto nel gruppo formato da composti emulsionanti, gelificanti, miscele effervescenti, polisaccaridi e copolimeri metacrilati.
3. Composizione secondo la rivendicazione precedente, caratterizzata dal fatto che detto agente disgregante è scelto nel gruppo formato da amidi, lecitine vegetali, olii etossilati, mono- e di-gliceridi di acidi grassi, agar agar, miscele effervescenti comprendenti bicarbonato di un metallo alcalino o bicarbonato di ammonio ed un acido policarbossilico, cellulose e copolimeri metacrilati.
4. Composizione secondo la rivendicazione precedente caratterizzata dal fatto che detti agenti disgreganti sono contenuti in quantità in peso compresa tra 1 e 20% rispetto al peso di detto nucleo.
5. Composizione secondo la rivendicazione precedente caratterizzata dal fatto che detti agenti disgreganti sono contenuti in quantità in peso compresa tra 2 e 5% rispetto al peso di detto nucleo.
6. Composizione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto nucleo ha una forma cilindrica con una altezza del cilindro compresa tra 0.5 mm e 2.0 mm oppure una forma sferoidale con un diametro compreso tra 0.5 mm e 2.0 mm.
7. Composizione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere almeno uno strato di rivestimento, in cui in ciascun microgranulo il peso complessivo degli strati di rivestimento è compreso tra il 10% ed il 70% rispetto al peso del microgranulo.
8. Composizione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti comprendente: - almeno uno strato di rivestimento comprendente una o più sostanze idrofobe scelte nel gruppo costituito da: grassi, acidi grassi, olii idrogenati, mono e digliceridi degli acidi grassi, esteri di acidi grassi e alcoli grassi; e - almeno uno strato di rivestimento comprendente una o più sostanze idrofobe scelte nel gruppo costituito da cere microcristalline, cere paraffiniche, cere vegetali e cere sintetiche edibili.
9. Procedimento per la preparazione di una composizione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di: - estrusione di una miscela comprendente una o più sostanze fisiologicamente attive scelte nel gruppo formato da aminoacidi, vitamine, enzimi, proteine, carboidrati, microrganismi probiotici, alimenti prebiotici, sali minerali, colina, derivati della colina e acidi organici; sostanze leganti; sostanze inerti; coadiuvanti di estrusione; ed agenti disgreganti; - eventuale sferonizzazione del microgranulo; - formazione di uno o più strati di rivestimento.
10. Una premiscela per mangimi animali comprendente una composizione secondo una delle composizioni da 1 a 8.
11. Un mangime composto comprendente la premiscela secondo la rivendicazione 10.