[发明专利]用于制备富含脂质的粉碎微藻的粉的方法

说明书

本发明涉及一种用于制备碾磨的微藻的富含脂质的粉的方法，该微藻属于小球藻属，更具体地是原壳小球藻，来自具有高固体含量的生物质。

本领域技术人员熟知，小球藻属的微藻是潜在的食物来源，因为它们富含蛋白质和其他必需营养素。

平均来说，它们含有45％蛋白质、20％脂肪、20％碳水化合物、5％纤维和10％矿物质和维生素。

小球藻生物质的油部分基本上由单不饱和油构成，因此与常见于常规食物产品中的饱和、氢化和多不饱和油相比提供营养和健康优势。

因此，小球藻在人类或动物营养中被开发利用：

-或者以全生物质的形式，

-或者以粉的形式，通过干燥其细胞壁已经特别地通过机械手段破碎的小球藻的生物质获得。

微藻粉还提供其他益处，例如微量营养素、膳食纤维(可溶性和不溶性的碳水化合物)、磷脂、糖蛋白、植物甾醇、生育酚、生育三烯酚和硒。

为制备将结合进食物组合物中的生物质，从培养基收获生物质(通过光自养在光生物反应器中培养，或以异养方式在黑暗中且在可由小球藻同化的碳源存在下培养)。小球藻的异养生长是优选的(称为发酵途径)。

在从发酵培养基收获微藻生物质时，该生物质包括主要悬浮于水性培养基中的完整细胞。

为了浓缩该生物质，然后通过正面或切向过滤、通过离心或通过另外为本领域技术人员已知的任一手段进行固-液分离步骤。

可以直接对如此分离的微藻生物质进行处理，以便产生真空包装的饼、藻薄片、藻匀浆、完整的藻粉、碾磨的藻粉或藻油。

还将完整的全微藻生物质干燥以便有助于该生物质的后续处理或在其不同应用(特别是食物应用)中使用。

微藻生物质主要以富含脂质的微藻粉的形式、以碾磨的干燥的细胞物质的形式提升。

通常，富含脂质的微藻粉由含有从约20％至25％固体的生物质按以下方式制备：

-收集从其生长培养基分离的微藻，

-破裂细胞以便从中释放感兴趣的分子，

-将pH调节至在6.5与7.5之间的值，

-巴氏杀菌和洗涤，

-干燥。

通过实施一个或多个固/液分离步骤来进行收集细胞的第一步骤。

该生物质通常是通过沉降、离心或过滤来收集，并且有时需要附加的絮凝步骤。

在细胞破裂的第二步骤中，若干个途径是可能的：机械的(均质器、珠磨机或超声破碎)或非机械的(碱途径、冷冻/解冻循环、有机溶剂或渗透冲击)。

该方法的选择尤其取决于要破裂的微藻的细胞壁的性质。

然后从常规具有不大于25％的固体含量的微藻生物质制备富含脂质的微藻粉，该微藻生物质已经被机械裂解和均化，然后将匀浆雾化或闪蒸干燥。

为了机械地获得这种微藻裂解物，例如，可使用压力破碎器来泵送包含微藻细胞的悬浮液通过节流孔板以便裂解这些细胞。

施加高压(高达1500巴)，随后穿过喷嘴瞬间膨胀。

细胞可通过三种不同的机制裂解(或碾磨)：进入阀、孔板中液体的高剪切以及出口处的压力突降，从而使得细胞爆破。

可使用尼罗(Niro)均化器(GEA尼罗索伊(Niro Soavi)或任一其他高压均化器)来处理具有主要在0.2微米与5微米之间的尺寸的细胞。

藻生物质在高压下的此处理(若干个处理，在大约1000巴下)通常裂解大于90％的细胞且将尺寸减小到小于5微米。

可替代地，反而使用珠磨机以获得微藻裂解物。

在珠磨机中，将细胞与小球形颗粒一起以悬浮液状态搅动。细胞的破裂是由剪切力、珠间碾磨以及与珠的碰撞引起的。

这些珠使细胞破裂以便从中释放细胞内容物。例如，专利US 5 330 913中给出了适当的珠磨机的描述。

然后获得更小尺寸(与起源细胞相比)的颗粒的悬浮液，所述悬浮液呈“水包油”乳液的形式。

然后喷雾干燥此乳液且消除水，留下含有细胞碎片、细胞内液体和油的干燥粉末。

在第三步骤中，然后进行pH调节以稳定所获得的细胞提取物。

第四步骤的巴氏杀菌由常规地在高温下进行持续短时间(HTST，或超高温，UHT)(例如在140℃下持续6秒)的热处理组成。

至于洗涤，其允许去除可溶性杂质。

下游处理的最后步骤在于使所述悬浮液(裂解细胞)脱水。若干种方法已经用于干燥小球藻属、栅藻属和螺旋藻属的微藻。最常规的是雾化、在干燥鼓上干燥和冻干，优选在抗氧化剂存在下。雾化是工业规模下最常用的方法。