用于制備有價(jià)值材料的微生物細(xì)胞的重要性是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的。此種有價(jià)值材料的實(shí)例有食品成分，特別是脂質(zhì)，如例如，多不飽和脂肪酸。在此種有價(jià)值材料的生產(chǎn)中發(fā)揮特別作用的不僅僅是細(xì)菌和酵母，還特別是其它真菌和藻類。
特定的有價(jià)值材料，特別是多不飽和脂肪酸(PUFA)，是人類和動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)的重要成分。原本使用的PUFA來源大多數(shù)是魚類。另外，已知特定的微生物是大量制備PUFA的異養(yǎng)生產(chǎn)者，可以通過選擇具體的反應(yīng)參數(shù)來以有利的方式影響脂肪酸的生產(chǎn)。繼而可以從所述細(xì)胞獲得PUFA，又或者所述細(xì)胞可直接以生物質(zhì)的形式用于飼料或食品。
為了加工生物質(zhì)以用于食品或飼料，必須要將其轉(zhuǎn)化為易于處理的、可流動(dòng)的形式。
然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行的加工經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致難以處理的、非可流動(dòng)的、通常吸濕的產(chǎn)物。如果生物質(zhì)包含高比例的脂質(zhì)(特別是甘油三酯)則尤其如此。
在生物質(zhì)噴霧干燥的過程中，常常會(huì)形成有粉塵狀的同樣也難以流動(dòng)的產(chǎn)物。
本發(fā)明的目的因此是提供方法，其使得可以將顆粒狀生物質(zhì)(Biomass)轉(zhuǎn)化為易于處理的、可流動(dòng)的明確的顆粒狀產(chǎn)物(盡可能無粉塵以及盡可能非吸濕)。
在加工的過程中，存在的有價(jià)值材料還特別應(yīng)盡可能保持完整。就此而言，加工還特別應(yīng)確保生物質(zhì)中存在細(xì)胞的細(xì)胞膜盡可能保持完整的形式，以便防止存在的有價(jià)值材料氧化降解。另外，優(yōu)選還應(yīng)盡可能防止任何釋放的有價(jià)值材料被破壞(例如，經(jīng)氧化降解破壞)。
根據(jù)本發(fā)明，已發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的目標(biāo)可以通過使用附聚輔助物(Agglomerationshilfsmittels)對(duì)顆粒狀初始生物質(zhì)進(jìn)行制粒來實(shí)現(xiàn)。
此過程導(dǎo)致清晰明確的、非常易于處理的、可流動(dòng)的、無粉塵的且非吸濕的產(chǎn)物(其非常適宜用于摻入至食品或飼料中。
因此本發(fā)明的第一個(gè)主題是用于制備包含氧化敏感性有價(jià)值材料的顆粒狀生物質(zhì)的方法，特征在于使用附聚輔助物對(duì)顆粒狀初始生物質(zhì)進(jìn)行制?；蛘呤诡w粒狀初始生物質(zhì)經(jīng)歷制粒方法。
根據(jù)本發(fā)明，“顆?；被颉爸屏！崩斫鉃槭侵笇⒕?xì)分化的顆粒狀粉末轉(zhuǎn)化為粗粒的顆粒狀粉末，其中可獲得的粗粒粉末優(yōu)選具有0.1-2.0mm的顆粒大小(d50)并且優(yōu)選具有良好的流動(dòng)性。
本發(fā)明因此還涉及可通過本發(fā)明的方法獲得的顆粒狀生物質(zhì)。
因此本發(fā)明的另外的主題也是包含氧化敏感性有價(jià)值材料的顆粒狀生物質(zhì)，特征在于所述顆粒狀生物質(zhì)包含附聚輔助物。
根據(jù)本發(fā)明要使用的附聚輔助物優(yōu)選選自任選經(jīng)修飾的碳水化合物、蛋白、其它有機(jī)聚合物、無機(jī)物質(zhì)、以及其混合物。
可以使用的任選經(jīng)修飾的碳水化合物例如有，單聚或寡聚糖類以及其混合物，特別是葡萄糖、蔗糖或麥芽糊精。優(yōu)選地，所述任選經(jīng)修飾的碳水化合物是任選經(jīng)修飾的多糖，所使用的附聚輔助物優(yōu)選是瓜爾膠(Guaran)、阿拉伯樹膠、瓜爾豆膠(Guar Gum)、刺槐豆膠、黃原膠、瓊脂、卡拉膠、淀粉、特別是玉米淀粉、木薯淀粉或馬鈴薯淀粉、纖維素或其衍生物、半纖維素或其衍生物、海藻酸或麥芽糊精、以及其混合物。
根據(jù)本發(fā)明，碳水化合物的“衍生物”和“經(jīng)修飾的”碳水化合物理解為特別是指經(jīng)烷基(特別是C1-6-烷基、尤其是C1-4-烷基)基團(tuán)修飾的、經(jīng)羧基烷基(特別是羧基-C1-6-烷基、尤其是羧基-C1-4-烷基)基團(tuán)修飾的、以及還有經(jīng)羥基烷基(特別是羥基-C1-6-烷基、尤其是羥基-C1-4-烷基)基團(tuán)修飾的碳水化合物。
作為附聚輔助物，特別優(yōu)選的是使用經(jīng)修飾的纖維素，特別是經(jīng)羧基基團(tuán)修飾的纖維素，特別是羧甲基纖維素和/或羥丙基甲基纖維素，更特別優(yōu)選羧甲基纖維素。優(yōu)選使用的羧甲基纖維素的鈉鹽，可以例如通過氯乙酸鈉與堿纖維素的反應(yīng)獲得，并且可以商品名Blanose(Ashland,USA)商業(yè)購(gòu)買。
可以根據(jù)本發(fā)明使用的經(jīng)修飾的纖維素(特別是羧甲基纖維素)，優(yōu)選具有80,000-800,000g/mol的平均分子量、特別是90,000-700,000g/mol、特別優(yōu)選100,000-600,000g/mol、特別是150,000-400,000g/mol、特別是200,000-300,000g/mol。
麥芽糊精同樣特別優(yōu)選被用作附聚輔助物。麥芽糊精是水可溶的碳水化合物混合物，其可通過淀粉的水解獲得。它們是葡萄糖的單聚體、二聚體、寡聚體和多聚體的混合物。百分比組成根據(jù)水解的程度而變化。水解的程度以葡萄糖當(dāng)量(DE)給出。淀粉具有1的DE值，葡萄糖具有100的DE值。麥芽糊精具有3-20的DE值。根據(jù)本發(fā)明，可以使用具有期望DE值的麥芽糊精，但優(yōu)選的是使用具有3-10的DE值的麥芽糊精。
另外，蛋白可以被用作附聚輔助物，特別是酪蛋白、明膠、膠原蛋白、小麥面筋、以及其混合物。
另外，有機(jī)聚合物可以被用作附聚輔助物，特別是木質(zhì)素磺酸鹽、聚羥甲基脲、聚丙烯酸、或聚乙烯醇、以及其混合物。
另外，無機(jī)物質(zhì)可以被用作附聚輔助物，特別是硅酸鹽,優(yōu)選膨潤(rùn)土、六偏磷酸鹽、以及其混合物。本文的硅酸鹽優(yōu)選中性硅酸鹽。
制粒根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選以40-60℃的產(chǎn)物溫度來進(jìn)行。制?？梢允褂脴?biāo)準(zhǔn)商業(yè)制粒機(jī)來進(jìn)行，例如使用移動(dòng)床制粒機(jī)，特別是使用噴動(dòng)床、篩板或流動(dòng)床制粒機(jī)。根據(jù)本發(fā)明可使用的制粒機(jī)例如由Glatt(Binzen,Germany)出售。作為舉例，可以提及的有制粒機(jī)ProCell-LabSystem(Glatt,Germany)。
噴霧干燥的顆粒的附聚優(yōu)選使用前述制粒機(jī)在流動(dòng)床方法中進(jìn)行。為此，將精細(xì)的、優(yōu)選噴霧干燥的粉末引入流化床中，以及將附聚輔助物(優(yōu)選為溶解的形式，例如作為水成溶液)噴霧進(jìn)去并因此精細(xì)分布在流化床中。優(yōu)選通過加熱流入的空氣來使溶劑蒸發(fā)。此處優(yōu)選對(duì)流入空氣的速率進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使得附聚的顆?？梢粤骰?。這通過調(diào)節(jié)流入空氣的量來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)附聚物達(dá)到期望的顆粒大小時(shí)，它們就會(huì)由于其重量而不再流化并且可以在流化床的下端和/或在連續(xù)流化床的側(cè)出口被移除(分選出來)和/或。顆粒在流化床中的停留時(shí)間因而是通過顆粒增長(zhǎng)的速率來確定的，因?yàn)轭w粒必須從精細(xì)的、噴霧干燥的顆粒增長(zhǎng)為相對(duì)較大的附聚物，以便離開流化床。所要應(yīng)用的條件對(duì)應(yīng)于熱制粒的標(biāo)準(zhǔn)條件。
在本發(fā)明的生物質(zhì)顆粒中，所述附聚輔助物優(yōu)選以0.05-6％重量、特別是0.1-5.0％重量、優(yōu)選0.2-4.5％重量、特別是0.3-4.0％重量、特別優(yōu)選0.4-3.5％重量、特別是0.5-3.2％重量、尤其是0.8-3.0％重量、特別是1.0-2.5％重量的量存在。
本發(fā)明特別優(yōu)選的生物質(zhì)顆粒包含0.05-6％重量、特別是0.1-5％重量、優(yōu)選0.2-4.5％重量、特別是0.3-4.0％重量、特別優(yōu)選0.4-3.5％重量、特別是0.5-3.2％重量、尤其是0.8-3.0％重量、特別是1.0-2.5％重量的量的羧甲基纖維素。
本發(fā)明特別優(yōu)選的另外的生物質(zhì)顆粒包含0.05-6％重量、特別是0.1-5％重量、優(yōu)選0.2-4.5％重量、特別是0.3-4.0％重量、特別優(yōu)選0.4-3.5％重量、特別是0.5-3.2％重量、尤其是0.8-3.0％重量、特別是1.0-2.5％重量的量的麥芽糊精。
在每種情形中，相應(yīng)地在本發(fā)明方法中將附聚輔助物計(jì)量為一定的量，從而在所形成的顆粒中產(chǎn)生所述％重量部分的附聚輔助物。
通過進(jìn)行制粒所獲得的生物質(zhì)顆粒優(yōu)選特征在于平均顆粒直徑(d50)為150-1000μm。
通過進(jìn)行制粒所獲得的生物質(zhì)顆粒還優(yōu)選特征在于至少80％重量、特別是至少90％重量、特別優(yōu)選至少95％重量、尤其是至少98％重量的顆粒具有100-2000μm、優(yōu)選100-1500μm、特別優(yōu)選100-1000μm的顆粒直徑(粒度)。
在本發(fā)明制粒方法中使用的顆粒狀生物質(zhì)，可以例如通過噴霧干燥或鼓式干燥從含有生物質(zhì)的發(fā)酵液起始來獲得。
然而，已經(jīng)證明了，如果在本發(fā)明的制粒方法中使用通過噴霧干燥獲得的顆粒狀生物質(zhì)，則是特別有利的。就此而言，優(yōu)選使用發(fā)酵液(任選在先進(jìn)行濃縮之后)，其在噴霧干燥中相應(yīng)地含有生物質(zhì)(包含氧化敏感性有價(jià)值材料)。噴霧干燥可以本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法來進(jìn)行，例如使用噴霧塔。特別可進(jìn)行射流噴霧干燥，特別是使用單一物質(zhì)噴嘴或雙物質(zhì)噴嘴，或者使用轉(zhuǎn)盤進(jìn)行干燥。作為實(shí)例，可以提到的是噴霧干燥器Production MinorTM Spray Dryer(GEA Niro,Müllheim,Germany)。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，在為獲得顆粒狀初始生物質(zhì)的目的而進(jìn)行生物質(zhì)噴霧干燥過程中，使用親水的或疏水的硅酸鹽。又或者或另外，親水的或疏水的硅酸鹽也可以在噴霧干燥之后(或者也在附聚之后)混合。
硅酸鹽(若使用)優(yōu)選以一定的量使用，從而在最終的制粒產(chǎn)物中實(shí)現(xiàn)0.05-5％重量、特別是0.1-4％重量、優(yōu)選0.15-3.5％重量、特別是0.2-3.0％重量、特別優(yōu)選0.25-2.5％重量、特別是0.3-2.0％重量、尤其是0.35-1.8％重量、特別是0.4-1.5％重量的濃度。
在本發(fā)明另外的優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明的生物質(zhì)顆粒因此特征在于，除了附聚輔助物之外，其還包含硅酸鹽，特別是疏水的和/或親水的硅酸鹽，優(yōu)選是以上文所述的量。
所述顆粒狀初始生物質(zhì)優(yōu)選根據(jù)本發(fā)明從含有生物質(zhì)的發(fā)酵液起始進(jìn)行制備。
在對(duì)含有生物質(zhì)的發(fā)酵液進(jìn)行噴霧干燥之前，也可以起始先對(duì)含有生物質(zhì)的發(fā)酵液進(jìn)行濃縮，以便在噴霧干燥前提高固體的含量。然而，先濃縮并不是絕對(duì)必須的。
如果在噴霧干燥期間使用親水的或疏水的硅酸鹽，則硅酸鹽優(yōu)選僅在干燥步驟中或者在干燥的過程中與發(fā)酵液或依然潮濕的生物質(zhì)混合。在后者的情形中，優(yōu)選使用噴嘴(優(yōu)選雙物質(zhì)噴嘴)將硅酸鹽計(jì)量進(jìn)入干燥區(qū)。在噴嘴噴霧干燥的情形中，干燥區(qū)是噴入噴嘴(發(fā)酵液通過其計(jì)量進(jìn)入)下方的區(qū)域。此處的硅酸鹽可以補(bǔ)充的形式加入，但是優(yōu)選以干燥的、特別是粉狀的形式計(jì)量。
親水硅石登記為CAS No.112926-00-8，并且例如可以商品名(Evonik Industries,Germany)而商業(yè)獲得。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選使用的親水硅石具有130-600m2/g、優(yōu)選優(yōu)選160-550m2/g的比表面積(ISO 9277)，并且優(yōu)選具有1.5-4.0ml/g、優(yōu)選2.0-3.2ml/g的己二酸二辛酯吸收值。它們優(yōu)選還具有80-300g/l、優(yōu)選100-270g/l的堆積密度(未經(jīng)篩選的；基于ISO 787-11)。親水硅石的顆粒大小(d50；激光衍射；基于ISO 13320-1)優(yōu)選為10-150μm、特別是15-130μm。親水硅石的干燥損耗(2小時(shí)于105℃；基于ISO 787-2)優(yōu)選為最多10％、特別優(yōu)選最多7％。疏水硅石的灼燒(2小時(shí)于1000℃；基于ISO 3262-1)優(yōu)選最多10％、特別優(yōu)選最多6％。親水硅石的二氧化硅含量?jī)?yōu)選為至少95％重量、特別優(yōu)選至少97％重量(基于ISO 3262-19)。親水硅石的pH(于水中5％；基于ISO 787-9)優(yōu)選為5.0-7.0、特別優(yōu)選6.0-6.5。
在本發(fā)明特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，親水硅石是具有160-220m2/g的比表面積、2.0-2.8ml/g的己二酸二辛酯吸收值、200-300g/l的堆積密度、和100-150μm的顆粒大小的產(chǎn)物。此種產(chǎn)物可以22S(Evonik Industries,Germany)的商品名商業(yè)獲得。
在本發(fā)明另外的特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，親水硅石是具有450-550m2/g的比表面積、2.5-3.5ml/g的己二酸二辛酯吸收值、80-130g/l的堆積密度、和10-40μm的顆粒大小的產(chǎn)物。此種產(chǎn)物可以50S(Evonik Industries,Germany)的商品名商業(yè)獲得。
疏水硅石登記為CAS No.68611-44-9，并且也可以例如以商品名(Evonik Industries,Germany)商業(yè)獲得。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選使用的疏水硅石具有至少40％、優(yōu)選至少45％、特別優(yōu)選至少50％、特別是40-65％、尤其是50-60％的甲醇可濕性。
它們優(yōu)選具有100-200g/l、優(yōu)選125-175g/l的堆積密度(未經(jīng)篩選的；基于ISO 787-11)。疏水硅石的顆粒大小(d50；激光衍射；基于ISO 13320-1)優(yōu)選為5-15μm、特別是8-12μm。疏水硅石的干燥損耗(2小時(shí)于105℃；基于ISO 787-2)優(yōu)選為最多10％、特別優(yōu)選最多6％。疏水硅石的灼燒損耗(2小時(shí)于1000℃；基于ISO 3262-1)優(yōu)選為最多10％、特別優(yōu)選最多6％。疏水硅石的二氧化硅含量?jī)?yōu)選為至少95％重量、特別優(yōu)選至少97％重量(基于ISO 3262-19)。疏水硅石的碳含量?jī)?yōu)選為最多3.5％重量、特別是最多2％重量(基于ISO 3262-19)。疏水硅石的pH(在水和甲醇1:1的混合物中5％；基于ISO 787-9)優(yōu)選為7-10.5、特別優(yōu)選7.5-9。
所述甲醇可濕性是硅石粉末疏水性的量度。為了確定此值，將一定量的硅石粉末稱重進(jìn)入水中。硅石粉末在此處保持在表面上。繼而確定用于濕潤(rùn)粉末所需的甲醇的量。"甲醇可濕性"在此處理解為是指其中50％的疏水硅石沉淀沉淀的甲醇-水混合物中的％體積甲醇含量。
根據(jù)本發(fā)明可以使用的疏水硅石，例如可以商品名D 10,D 15和D 17(Evonik Industries,Germany)商業(yè)獲得。
在開始噴霧干燥之前，噴霧干燥過程中所使用的發(fā)酵液優(yōu)選具有10-50％重量的固體含量，以及相應(yīng)的50-90％重量的水含量。如果需要的話，在真正干燥之前將發(fā)酵液調(diào)節(jié)至此水含量。這可以特別通過離心、浮選、過濾(特別是超濾或微濾)、傾倒和/或溶劑蒸發(fā)來進(jìn)行。在此情形中溶劑優(yōu)選使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器、薄膜蒸發(fā)器或降膜蒸發(fā)器在單一階段或多階段的方法中進(jìn)行蒸發(fā)?；蛘?，例如逆滲透也可用于濃縮發(fā)酵液。
在此第一個(gè)任選卻優(yōu)選的步驟中，優(yōu)選將發(fā)酵液濃縮至至少10或15％重量的、優(yōu)選至少20或25％重量的、特別是10-50或15-45％重量的、特別優(yōu)選15-40％重量的或20-40％重量的固體含量。
這意味著要進(jìn)行干燥以提供顆粒狀初始生物質(zhì)的生物質(zhì)，優(yōu)選在噴霧干燥之前以具有上文所述固體部分的懸液的形式存在，所述懸液優(yōu)選是發(fā)酵液或濃縮的發(fā)酵液。
在任選的發(fā)酵液濃縮之后，生物質(zhì)的干燥現(xiàn)在則優(yōu)選通過噴霧干燥來進(jìn)行，特別是通過噴嘴噴霧干燥或使用轉(zhuǎn)盤的噴霧干燥。
任選地，生物質(zhì)也可以在收獲之后直接進(jìn)行干燥而無事先的濃縮，特別是當(dāng)所獲得的發(fā)酵液已經(jīng)具有高固體含量(優(yōu)選上文所述的)的時(shí)候。
作為生物質(zhì)初級(jí)干燥(特別是噴霧干燥)的結(jié)果，優(yōu)選干燥至最多10％重量、特別是0-10％重量、特別優(yōu)選最多8％重量、特別是0.5-8％重量、尤其是最多6％或5％重量、特別是0.5-6％或0.5-5％重量的殘余水分含量。
在噴嘴噴霧干燥方法中，所引入的發(fā)酵液霧化成指定的小滴大小，并用持續(xù)流中所引入的空氣進(jìn)行干燥。由于在此方法中單個(gè)滴彼此分離，會(huì)有良好的熱和物質(zhì)傳導(dǎo)以及因而會(huì)有高效的干燥。另外，可以通過噴嘴中產(chǎn)生的小滴大小而以給定的方式來調(diào)節(jié)干燥終產(chǎn)物的顆粒大小。
如果在噴霧干燥中施用親水的或疏水的硅酸鹽，則優(yōu)選在干燥區(qū)進(jìn)行霧化，以便避免干燥顆粒粘在一起。硅酸鹽因而作為所謂的抗結(jié)塊劑，從而有助于設(shè)定指定的且可控的顆粒大小。
為了大大避免氧化敏感性有價(jià)值材料的氧化，噴霧干燥過程中的干燥氣體如果需要的話可以循環(huán)氣體的模式穿過生物質(zhì)。“循環(huán)氣體模式”是指用于干燥的氣體循環(huán)的方式穿過生物質(zhì)。干燥方法中使用的氣體優(yōu)選具有高于待蒸發(fā)溶劑飽和溫度的溫度。所使用的氣體優(yōu)選空氣、特別優(yōu)選具有減低氧含量的空氣。
進(jìn)行循環(huán)氣體模式的氣體優(yōu)選具有低于20％重量、優(yōu)選低于15％重量、特別是5-13％重量的氧含量。
氣體優(yōu)選通過使空氣經(jīng)過燃燒器并以此方式加熱而產(chǎn)生?？諝庵械难鹾坑纱硕瑫r(shí)降低至低于20％重量、優(yōu)選低于15％重量、特別是5-13％重量。該氣體始終以此方式重新調(diào)節(jié)，以便產(chǎn)生具有減低氧含量的持續(xù)氣流。
噴霧噴嘴塔中的干燥溫度可以設(shè)定為95℃(由于短的停留時(shí)間)。
根據(jù)本發(fā)明的"固體含量"理解為是指完全去除水分后余下的物質(zhì)。在懸浮物質(zhì)(若適用時(shí))如生物質(zhì)之外，此干物質(zhì)還包括僅在干燥時(shí)結(jié)晶或沉淀的溶解的物質(zhì)。據(jù)此而言的固體含量是與水或水分含量互補(bǔ)的。
包含干燥方法中所使用生物質(zhì)的組合物優(yōu)選是通過發(fā)酵的培養(yǎng)方法的產(chǎn)物，并且也相應(yīng)地稱為發(fā)酵液。要用于本發(fā)明的發(fā)酵液在待干燥生物質(zhì)之外優(yōu)選還包含發(fā)酵培養(yǎng)基的組分。這些組分可以采用特別是鹽、消泡劑和未反應(yīng)的碳源和/或氮源的形式。在干燥方法中，優(yōu)選形成具有至少60％重量、優(yōu)選至少65％重量、特別是至少70％或80％重量細(xì)胞含量的形式的產(chǎn)物，其中存在的其它組分是硅石以及任選存在的上文提到的發(fā)酵培養(yǎng)基的其它成分以及還有任選存在的部分從細(xì)胞釋放的成分。發(fā)酵液的其它組分可以任選在生物質(zhì)的干燥之前部分去除，例如通過固液分離方法，從而在干燥方法中形成優(yōu)選包含這些另外的發(fā)酵液成分(特別是鹽，優(yōu)選為最多20％重量、特別是最多15％、10％或5％重量的量)的產(chǎn)物。
生物質(zhì)中存在的細(xì)胞優(yōu)選是包含有價(jià)值材料(優(yōu)選氧化敏感性有價(jià)值材料)的細(xì)胞。其可特別采取已天然產(chǎn)生有價(jià)值材料(優(yōu)選脂質(zhì)、特別是PUFA(多不飽和脂肪酸))的細(xì)胞的形式，但是其也可以采取已通過適宜的遺傳工程方法而被制備為可產(chǎn)生脂質(zhì)(特別是PUFA)的細(xì)胞的形式。在此背景下，所述生產(chǎn)可以是自養(yǎng)的、混合營(yíng)養(yǎng)的、或異養(yǎng)的。
生物質(zhì)優(yōu)選包含異養(yǎng)產(chǎn)生脂質(zhì)(特別是PUFA)的細(xì)胞。本發(fā)明的細(xì)胞優(yōu)選采用藻類、真菌(特別是酵母)、或原生生物的形式。所述細(xì)胞特別優(yōu)選為微藻或真菌。
產(chǎn)油酵母的適宜細(xì)胞有,特別是耶羅維亞酵母(Yarrowia)、假絲酵母(Candida)、紅酵母(Rhodotorula)、紅冬孢酵母(Rhodosporidium)、隱球酵母(Cryptococcus)、絲孢酵母(Trichosporon)、和油脂酵母(Lipomyces)的株。
本發(fā)明的生物質(zhì)優(yōu)選包含來自以下分類單元的細(xì)胞：網(wǎng)粘菌綱(Labyrinthulomycetes(Labyrinthulea)，網(wǎng)粘菌(slime nets))，特別是破囊壺菌科(Thraustochytriaceae)的那些。破囊壺菌科包括以下屬：Althomia屬、不動(dòng)茶菌屬(Aplanochytrium)、Elnia屬、日本壺菌屬(Japonochytrium)、裂殖壺菌屬(Schizochytrium)、破囊壺菌屬(Thraustochytrium)、Aurantiochytrium屬、Oblongichytrium屬、和吾肯氏壺菌屬(Ulkenia)。特別優(yōu)選包含以下屬細(xì)胞的生物質(zhì)：破囊壺菌屬、裂殖壺菌屬、Aurantiochytrium屬或Oblongichytrium屬，特別是Aurantiochytrium屬。
在Aurantiochytrium屬中，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選物種Aurantiochytrium limacinum(此前也稱作Schizochytrium limacinum)。根據(jù)本發(fā)明，特別優(yōu)選使用Aurantiochytrium limacinum SR21(IFO 32693)株。
所述氧化敏感性有價(jià)值材料優(yōu)選是氧化敏感性脂質(zhì)、特別是不飽和脂肪酸、特別優(yōu)選多不飽和脂肪酸(PUFA)或高度不飽和脂肪酸(HUFA)。
生物質(zhì)中的細(xì)胞優(yōu)選區(qū)別在于，其在每種情況中基于細(xì)胞干物質(zhì)而含有至少20％重量的、優(yōu)選至少30％重量的、特別是至少40％重量的有價(jià)值材料，優(yōu)選脂質(zhì)、特別優(yōu)選PUFA。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，此情形中脂質(zhì)的大部分以甘油三酯的形式存在，且優(yōu)選至少50％重量的、特別是至少75％重量的、以及在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中至少90％重量的細(xì)胞中存在的脂質(zhì)是以甘油三酯的形式存在。
另外，細(xì)胞中存在的脂質(zhì)優(yōu)選包含多不飽和脂肪酸(PUFA)，且優(yōu)選至少10％重量的、特別是至少20％重量的、尤其優(yōu)選20-60％重量的、特別是20-40％重量的細(xì)胞中存在的脂肪酸是PUFA。
根據(jù)本發(fā)明，多不飽和脂肪酸(PUFA)理解為是指具有至少兩個(gè)(特別是至少三個(gè))C-C雙鍵的脂肪酸。根據(jù)本發(fā)明，在PUFA中優(yōu)選高度不飽和的脂肪酸(HUFA)。根據(jù)本發(fā)明，HUFA理解為是指具有至少四個(gè)C-C雙鍵的脂肪酸。
所述PUFA在細(xì)胞中可以游離的或者結(jié)合的形式存在。以結(jié)合的形式存在的實(shí)例為PUFA的磷脂和酯，特別是單?；?、二?；?、和三?；?甘油酯。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述PUFA的大部分是以甘油三酯的形式存在的，且優(yōu)選至少50％重量的、特別是至少75％重量的、在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中至少90％重量的細(xì)胞中存在的PUFA以甘油三酯的形式存在。
優(yōu)選的PUFA為ω-3脂肪酸和ω-6脂肪酸，且特別優(yōu)選ω-3脂肪酸。本文優(yōu)選的ω-3脂肪酸為二十碳五烯酸(EPA,20:5ω-3)、特別是(5Z,8Z,11Z,14Z,17Z)-二十碳-5,8,11,14,17-五烯酸，以及二十二碳六烯酸(DHA,22:6ω-3)、特別是(4Z,7Z,10Z,13Z,16Z,19Z)-二十二碳-4,7,10,13,16,19-六烯酸，且特別優(yōu)選二十二碳六烯酸。
用于制備生物質(zhì)(特別是包含含脂質(zhì)(特別是PUFA)細(xì)胞的生物質(zhì)，所述細(xì)胞特別是破囊壺菌目(Thraustochytriales)的細(xì)胞)的方法在現(xiàn)有技術(shù)中已有詳細(xì)描述(參見，例如WO91/07498,WO94/08467,WO97/37032,WO97/36996,WO01/54510)。一般來說，通過在碳源和氮源的存在下在發(fā)酵罐中培養(yǎng)細(xì)胞來進(jìn)行生產(chǎn)。在此背景下，可以獲得超過每升100克的生物質(zhì)密度以及超過每小時(shí)每升0.5克脂質(zhì)的生產(chǎn)率。該方法優(yōu)選以已知為分批補(bǔ)料的方法來進(jìn)行，也即碳和氮源在發(fā)酵期間進(jìn)行漸增補(bǔ)料。當(dāng)已經(jīng)獲得期望的生物質(zhì)時(shí)，則可以通過各種手段來誘導(dǎo)脂質(zhì)的產(chǎn)生，例如通過限制氮源、碳源或氧氣含量或者這些的組合。
優(yōu)選地，所述細(xì)胞在低鹽分的培養(yǎng)基中發(fā)酵，特別是以便避免腐蝕。這可以通過使用無氯鈉鹽替代氯化鈉作為鈉源來實(shí)現(xiàn)，如例如，硫酸鈉、磷酸鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉或蘇打灰。優(yōu)選地，在發(fā)酵中以低于3g/l、特別是低于500mg/l、尤其優(yōu)選低于100mg/l的量使用氯化物。
適宜的碳源有醇和非醇碳源。醇碳源的實(shí)例有甲醇、乙醇和異丙醇。非醇碳源的實(shí)例有果糖、葡萄糖、蔗糖、糖蜜、淀粉和玉米糖漿。
適宜的氮源有無機(jī)的和有機(jī)的氮源。無機(jī)氮源的實(shí)例有硝酸鹽和銨鹽，特別是硫酸銨和氫氧化銨。有機(jī)氮源地實(shí)例有氨基酸，特別是谷氨酸鹽，以及尿素。
另外，也可以將無機(jī)或有機(jī)磷化合物和/或已知的生長(zhǎng)刺激物質(zhì)(如例如，酵母提取物或玉米漿)添加至發(fā)酵培養(yǎng)基，從而對(duì)發(fā)酵產(chǎn)生積極效果。
細(xì)胞優(yōu)選在3-11(特別是4-10)的pH進(jìn)行發(fā)酵，以及優(yōu)選在至少20℃的溫度(特別是20-40℃、特別優(yōu)選至少30℃)。通常的發(fā)酵過程需要大約100小時(shí)。
在發(fā)酵結(jié)束后，收獲生物質(zhì)。在收獲生物質(zhì)之后(或者任選甚至是在收獲生物質(zhì)之前不久)，細(xì)胞優(yōu)選經(jīng)過巴氏消毒以便將細(xì)胞殺死并且使可促進(jìn)脂質(zhì)降解的酶失活。巴氏消毒優(yōu)選通過將生物質(zhì)加熱至50-121℃的溫度達(dá)到5-60分鐘的時(shí)間來完成。
同樣，在收獲生物質(zhì)之后(或者任選在收獲生物質(zhì)之前不久)，任選添加抗氧化劑以便保護(hù)生物質(zhì)中存在的有價(jià)值材料不被氧化降解。此背景下優(yōu)選的抗氧化劑有BHT、BHA、TBHA、乙氧喹、β-葫蘿卜素、維生素E和維生素C?？寡趸瘎?若使用的話)，優(yōu)選以0.01-2％重量的量添加。
根據(jù)本發(fā)明，特別優(yōu)選用于制備顆粒狀生物質(zhì)的方法，特征在于在附聚輔助物的存在下對(duì)顆粒狀初始生物質(zhì)進(jìn)行制粒，從而使所述附聚輔助物在最終產(chǎn)物中以0.1-6％重量、優(yōu)選0.2-5％重量、特別優(yōu)選0.5-4％重量、尤其是0.8-3％重量的濃度存在，并且其中生物質(zhì)含有來自以下分類單元的細(xì)胞：網(wǎng)粘菌綱，特別是破囊壺菌科的那些，特別是以下屬的那些：破囊壺菌屬、裂殖壺菌屬、Aurantiochytrium屬或Oblongichytrium屬。
本文特別優(yōu)選用于制備顆粒狀生物質(zhì)的方法。特征在于在作為附聚輔助物的任選經(jīng)修飾的多糖的存在下對(duì)顆粒狀初始生物質(zhì)進(jìn)行制粒，從而使所述任選經(jīng)修飾的多糖在最終產(chǎn)物中以0.1-6％重量、優(yōu)選0.2-5％重量、特別優(yōu)選0.5-4％重量、尤其是0.8-3％重量的濃度存在，并且其中生物質(zhì)含有來自以下分類單元的細(xì)胞：網(wǎng)粘菌綱，特別是破囊壺菌科的那些，尤其是以下屬的那些：破囊壺菌屬、裂殖壺菌屬、Aurantiochytrium屬或Oblongichytrium屬。
在非常特別的程度上，本文優(yōu)選用于使用顆粒狀生物質(zhì)的方法，特征在于在作為附聚輔助物的羧甲基纖維素的存在下對(duì)所述顆粒狀初始生物質(zhì)進(jìn)行制粒，從而使所述羧甲基纖維素在最終產(chǎn)物中以0.1-6％重量、優(yōu)選0.2-5％重量、特別優(yōu)選0.5-4％重量、尤其是0.8-3％重量的濃度存在，并且其中生物質(zhì)含有來自以下分類單元的細(xì)胞：網(wǎng)粘菌綱，特別是破囊壺菌科的那些，尤其是以下屬的那些：破囊壺菌屬、裂殖壺菌屬、Aurantiochytrium屬或Oblongichytrium屬，特別是Aurantiochytrium limacinum種，尤其是Aurantiochytrium limacinum SR21株。
在非常特別的程度上，同樣優(yōu)選用于制備顆粒狀生物質(zhì)的方法，特征在于在作為附聚輔助物的麥芽糊精(特別是具有3-10的DE值的麥芽糊精)的存在下對(duì)所述顆粒狀初始生物質(zhì)進(jìn)行制粒，從而使所述麥芽糊精在最終產(chǎn)物中以0.1-6％重量、優(yōu)選0.2-5％重量、特別優(yōu)選0.5-4％重量、尤其是0.8-3％重量的濃度存在，并且其中生物質(zhì)含有來自以下分類單元的細(xì)胞：網(wǎng)粘菌綱，特別是破囊壺菌科的那些，尤其是以下屬的那些：破囊壺菌屬、裂殖壺菌屬、Aurantiochytrium屬或Oblongichytrium屬，特別是Aurantiochytrium limacinum種，尤其是Aurantiochytrium limacinum SR21株。
本發(fā)明的制粒方法所制備的顆粒具有優(yōu)越的強(qiáng)度，并且由于其低結(jié)塊傾向性而具有非常好的堆積性質(zhì)和流動(dòng)特征。另外，顆粒具有低殘留水分并且優(yōu)選是低粉塵的。
由此通過制粒而獲得了自由流動(dòng)的顆粒狀產(chǎn)物。具有期望顆粒大小的產(chǎn)物可任選得自由篩選和粉塵分離而獲得的顆粒。
根據(jù)本發(fā)明，“自由流動(dòng)”理解為是指能夠從一系列具有不同大小流出開口的玻璃外流容器(至少?gòu)木哂?毫米開口的容器)不受阻滯地流出的粉末(Klein:Seifen,Fette,Wachse 94,12(1968))。
根據(jù)本發(fā)明，“細(xì)粒”理解為是指具有直徑20-100微米顆粒大小的主要部分(>50％)的粉末。
根據(jù)本發(fā)明，“粗粒”理解為是指具有直徑100-2500微米顆粒大小的主要部分(>50％)的粉末。
根據(jù)本發(fā)明，“無粉塵”理解為是指僅含有很少部分(<10％重量、優(yōu)選<5％重量、特別是<3％重量、尤其是<1％重量)小于100微米顆粒大小的粉末。
粒子或顆粒大小根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選通過激光衍射光譜測(cè)定方法來確定。可能的方法在R.H.Müller和R.Schuhmann的教科書"enmessung in der Laborpraxis"[實(shí)驗(yàn)室顆粒大小測(cè)量],Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft Stuttgart(1996)中以及在M.Rhodes的教科書"Introduction to Particle Technology",Wiley&Sons(1998)中有描述。由于可以使用各種方法，因此優(yōu)選使用R.H.Müller和R.Schuhmann的教科書中所引用的用于測(cè)量顆粒大小的第一個(gè)可用的方法。
通過本發(fā)明制粒方法獲得的產(chǎn)物優(yōu)選具有至少80％重量的、特別是至少90％重量的、特別優(yōu)選至少95％重量的、尤其是至少98％重量的顆粒部分，所述顆粒具有100-2000微米、優(yōu)選100-1500微米、特別是100-1000微米的顆粒大小。
優(yōu)選可通過噴霧干燥方法獲得的顆粒狀初始生物質(zhì)，相反優(yōu)選具有至少80％重量的、特別是至少90％重量的、特別優(yōu)選至少95％重量的顆粒部分，所述顆粒具有100-500微米、優(yōu)選100-400微米、尤其是100-300微米的顆粒大小。
由于制備方法，形成了可識(shí)別為較小顆粒的附聚物的結(jié)構(gòu)。優(yōu)選，至少50％或60％重量的、特別是至少70％或80％重量的、特別優(yōu)選至少90％或95％重量的、尤其是所有的顆粒都具有此附聚物結(jié)構(gòu)。
同時(shí)，本發(fā)明的顆粒具有很低的結(jié)塊傾向性。這可能是歸因于顆粒的表面積對(duì)體積的比例的降低(與附聚相關(guān)聯(lián))。就此而言，在優(yōu)選的實(shí)施方案中，可以完全免除為了保持自由流動(dòng)產(chǎn)物的目的而明確添加的抗結(jié)塊劑(如上文提到的硅酸鹽)。
粉塵部分(也即具有小于100微米顆粒大小的顆粒)，優(yōu)選為最多10％的重量、特別是最多8％或6％的重量、特別優(yōu)選最多4％的重量、特別是最多2％的重量。
本發(fā)明產(chǎn)物的堆積密度優(yōu)選為350-550kg/m3、特別優(yōu)選350-500kg/m3、特別是350-450kg/m3。
具有附聚物結(jié)構(gòu)的顆粒優(yōu)選具有非球形的形狀。因此在優(yōu)選的實(shí)施方案中至少50％或60％重量的、特別是至少70％或80％重量的、特別優(yōu)選至少90％或95％重量的、尤其是基本上所有的顆粒，都以非球形的形式存在。
“非球形”在本文優(yōu)選理解為是指從顆粒的重心開始的顆粒直徑并不是在所有的空間方向上都相同的。特別優(yōu)選地，從顆粒的重心開始的顆粒直徑的差異對(duì)于兩個(gè)空間方向來說至少是20％、優(yōu)選至少25％、特別優(yōu)選至少30％。
本發(fā)明特別優(yōu)選的主題是這樣的顆粒狀生物質(zhì)，其包含0.05-6％重量、特別是0.1-5％重量、優(yōu)選0.2-4.5％重量、特別是0.4-4.0％重量、特別優(yōu)選0.6-3.5％重量、特別是0.8-3.2％重量、尤其是1.0-3.0％重量、特別是1.5-2.5％重量的量的附聚輔助物，以及還包含來自以下分類單元的細(xì)胞：網(wǎng)粘菌綱，特別是破囊壺菌科的那些，尤其是以下屬的那些：破囊壺菌屬、裂殖壺菌屬、Aurantiochytrium屬或Oblongichytrium屬，特別是Aurantiochytrium limacinum種，尤其是Aurantiochytrium limacinum SR21株，其中至少80％重量、優(yōu)選至少90％重量、優(yōu)選至少95％重量的所存在的顆粒具有100-2000微米、優(yōu)選100-1500微米、尤其是100-1000微米的顆粒大小。
特別優(yōu)選的是這樣的顆粒狀生物，其包含0.05-6％重量、特別是0.1-5％重量、優(yōu)選0.2-4.5％重量、特別是0.4-4.0％重量、特別優(yōu)選0.6-3.5％重量、特別是0.8-3.2％重量、尤其是1.0-3.0％重量、特別是1.5-2.5％重量的量的任選經(jīng)修飾的多糖，以及還包含來自以下分類單元的細(xì)胞：網(wǎng)粘菌綱，特別是破囊壺菌科的那些，尤其是以下屬的那些：破囊壺菌屬、裂殖壺菌屬、Aurantiochytrium屬或Oblongichytrium屬，特別是Aurantiochytrium limacinum種，尤其是Aurantiochytrium limacinum SR21，其中至少80％重量、特別是至少90％重量、優(yōu)選至少95％重量的所存在的顆粒具有100-2000微米、優(yōu)選100-1500微米、尤其是100-1000微米的顆粒大小。
就此而言還特別優(yōu)選這樣的顆粒狀生物質(zhì)，其包含0.05-6％重量、特別是0.1-5％重量、優(yōu)選0.2-4.5％重量、特別是0.4-4.0％重量、特別優(yōu)選0.6-3.5％重量、特別是0.8-3.2％重量、尤其是1.0-3.0％重量、特別是1.5-2.5％重量的量的經(jīng)修飾的纖維素(特別是羧甲基纖維素)，以及還包含來自以下分類單元的細(xì)胞：網(wǎng)粘菌綱，特別是破囊壺菌科的那些，尤其是以下屬的那些：破囊壺菌屬、裂殖壺菌屬、Aurantiochytrium屬或Oblongichytrium屬，特別是Aurantiochytrium limacinum種，尤其是Aurantiochytrium limacinum SR21，其中至少80％重量、特別是至少90％重量、優(yōu)選至少95％重量的所存在的顆粒具有100-2000微米、優(yōu)選100-1500微米、尤其是100-1000微米的顆粒大小。
還特別優(yōu)選這樣的顆粒狀生物質(zhì)，其包含0.05-6％重量、特別是0.1-5％重量、優(yōu)選0.2-4.5％重量、特別是0.4-4.0％重量、特別優(yōu)選0.6-3.5％重量、特別是0.8-3.2％重量、尤其是1.0-3.0％重量、特別是1.5-2.5％重量的麥芽糊精(特別是具有3-10的DE值的麥芽糊精)，以及還包含來自以下分類單元的細(xì)胞：網(wǎng)粘菌綱，特別是破囊壺菌科的那些，尤其是以下屬的那些：破囊壺菌屬、裂殖壺菌屬、Aurantiochytrium屬或Oblongichytrium屬，特別是Aurantiochytrium limacinum種，尤其是Aurantiochytrium limacinum SR21，其中至少80％重量、特別是至少90％重量、優(yōu)選至少95％重量的所存在的顆粒具有100-2000微米、優(yōu)選100-1500微米、尤其是100-1000微米的顆粒大小。
本發(fā)明特別的主題這樣的顆粒狀生物質(zhì)，其包含0.05-6％重量、特別是0.1-5％重量、優(yōu)選0.2-4.5％重量、特別是0.4-4.0％重量、特別優(yōu)選0.6-3.5％重量、特別是0.8-3.2％重量、尤其是1.0-3.0％重量、特別是1.5-2.5％重量的量的任選經(jīng)修飾的多糖，以及還包含來自以下分類單元的細(xì)胞：網(wǎng)粘菌綱，特別是破囊壺菌科的那些，尤其是以下屬的那些：破囊壺菌屬、裂殖壺菌屬、Aurantiochytrium屬或Oblongichytrium屬，尤其是Aurantiochytrium limacinum種，尤其是Aurantiochytrium limacinum SR21株，其中至少80％重量、特別是至少90％重量、優(yōu)選至少95％重量的所存在的顆粒具有100-2000微米、優(yōu)選100-1500微米、尤其是100-1000微米的顆粒大小，其中該生物質(zhì)還包含0.05-6％重量、特別是0.1-5％重量、優(yōu)選0.2-4.5％重量、特別是0.4-4.0％重量、特別優(yōu)選0.6-3.5％重量、特別是0.8-3.2％重量、尤其是1.0-3.0％重量、特別是1.5-2.5％重量的量的親水的或疏水的硅酸鹽。
特別優(yōu)選這樣的顆粒狀生物質(zhì)，其包含0.05-6％重量、特別是0.1-5％重量、優(yōu)選0.2-4.5％重量、特別是0.4-4.0％重量、特別優(yōu)選0.6-3.5％重量、特別是0.8-3.2％重量、尤其是1.0-3.0％重量、特別是1.5-2.5％重量的量的經(jīng)修飾的纖維素(特別是羧甲基纖維素)，以及還包含來自以下屬的細(xì)胞：破囊壺菌屬、裂殖壺菌屬、Aurantiochytrium屬或Oblongichytrium屬，特別是Aurantiochytrium limacinum種，尤其是Aurantiochytrium limacinum SR21株，其中至少80％重量、特別是至少90％重量、優(yōu)選至少95％重量的所存在的顆粒具有100-2000微米、優(yōu)選100-1500微米、尤其是100-1000微米的顆粒大小，并且其還包含0.05-6％重量、特別是0.1-5％重量、優(yōu)選0.2-4.5％重量、特別是0.4-4.0％重量、特別優(yōu)選0.6-3.5％重量、特別是0.8-3.2％重量、尤其是1.0-3.0％重量、特別是1.5-2.5％重量的量的親水的或疏水的硅酸鹽。
特別優(yōu)選這樣的顆粒狀生物質(zhì)，其包含0.05-6％重量、特別是0.1-5％重量、優(yōu)選0.2-4.5％重量、特別是0.4-4.0％重量、特別優(yōu)選0.6-3.5％重量、特別是0.8-3.2％重量、尤其是1.0-3.0％重量、特別是1.5-2.5％重量的麥芽糊精(特別是具有3-10的DE值的麥芽糊精)，以及還包含來自以下屬的細(xì)胞：破囊壺菌屬、裂殖壺菌屬、Aurantiochytrium屬或Oblongichytrium屬，特別是Aurantiochytrium limacinum種，尤其是Aurantiochytrium limacinum SR21株，其中至少80％重量、特別是至少90％重量、優(yōu)選至少95％重量的所存在的顆粒具有100-2000微米、優(yōu)選100-1500微米、尤其是100-1000微米的顆粒大小，并且其還包含0.05-6％重量、特別是0.1-5％重量、優(yōu)選0.2-4.5％重量、特別是0.4-4.0％重量、特別優(yōu)選0.6-3.5％重量、特別是0.8-3.2％重量、尤其是1.0-3.0％重量、特別是1.5-2.5％重量的量的親水的或疏水的硅酸鹽。
本發(fā)明的顆粒狀生物質(zhì)可以各種方式使用。在本發(fā)明生物質(zhì)的干燥之后，優(yōu)選對(duì)期望的生物質(zhì)選進(jìn)行儲(chǔ)存或包裝。接著，所述生物質(zhì)可例如在現(xiàn)場(chǎng)使用以便制備食品或飼料。
包含本發(fā)明顆粒狀生物質(zhì)的飼料或食品因此是本發(fā)明的另外的主題。
因此本發(fā)明的另外的主題同樣是本發(fā)明的顆粒狀生物質(zhì)用于制備食品或飼料的用途。
因此本發(fā)明的另外的主題同樣是用于制備飼料或食品的方法，其中使用了本發(fā)明的顆粒狀生物質(zhì)，并且優(yōu)選與其它的飼料或食品組分混合。
為了提高要制備的飼料或食品中PUFA的生物可利用性，所述顆粒狀生物質(zhì)可以直接在制備飼料或食品前任選經(jīng)歷如申請(qǐng)WO2014/122087或WO2014/122092中所述的細(xì)胞破碎方法。
然而，或者，所述生物質(zhì)也可以未經(jīng)細(xì)胞破碎而直接與其它飼料或食品成分一起進(jìn)行加工來提供飼料或食品。
本發(fā)明的顆粒狀生物質(zhì)在本文中優(yōu)選以1-20％重量、特別是3-15％重量的量存在于本發(fā)明的食品或飼料中。
在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明的顆粒狀生物質(zhì)用于制備食品或飼料，其中所述生物質(zhì)優(yōu)選與其它食品或飼料組分混合并繼而經(jīng)加工而提供食品或飼料。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述生物質(zhì)與其它食品或飼料組分的混合物是通過擠壓方法進(jìn)行加工的，以便獲得準(zhǔn)備好用于銷售的食品或飼料的部分?；蛘?，可以例如使用制備粒料(pelleting)的方法。
在擠壓方法中優(yōu)選使用螺桿或雙螺桿擠壓機(jī)。擠壓方法優(yōu)選在80-220℃(特別是100-190℃)的溫度，10-40Bar的氣壓，以及100-1000rpm(特別是300-700rpm)的軸轉(zhuǎn)速下進(jìn)行。所引入的混合物的停留時(shí)間優(yōu)選為5-30秒、特別是10-20秒。
在本發(fā)明優(yōu)選的擠壓方法的模式中，該方法包括壓實(shí)步驟和壓縮步驟。
優(yōu)選初始在擠壓方法之前將成分彼此混合。這優(yōu)選在裝配有風(fēng)向標(biāo)的鼓中進(jìn)行。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，此混合步驟包括蒸汽的注入，特別是以便引起優(yōu)選的淀粉膨脹。
在與破碎的細(xì)胞混合之前，另外的食品或飼料組分優(yōu)選經(jīng)粉碎(若需要的話)，以便確保在混合步驟中獲得均質(zhì)的混合物。另外的食品或飼料組分的粉碎可以例如使用錘式粉碎機(jī)來進(jìn)行。
因此本發(fā)明優(yōu)選的用于制備食品或飼料的方法包括以下步驟：
a)提供顆粒狀的生物質(zhì)，其包含有價(jià)值材料、優(yōu)選脂質(zhì)、特別優(yōu)選ω-3-脂肪酸，優(yōu)選是通過發(fā)酵液的噴霧制粒；
b)通過添加附聚輔助物對(duì)所得的顆粒狀生物質(zhì)進(jìn)行制粒，其中所使用的制粒輔助物優(yōu)選為經(jīng)修飾的纖維素(特別是羧甲基纖維素)、或麥芽糊精(特別是具有3-10的DE值的麥芽糊精)，從而使制粒產(chǎn)物中存在0.1-6％重量、優(yōu)選0.2-5％重量、特別優(yōu)選0.5-4％重量的量的所述附聚輔助物；
c)將(b)的所述顆粒狀生物質(zhì)與其它的食品或飼料組分混合，任選在事先進(jìn)行細(xì)胞破碎方法之后；
d)通過壓實(shí)或擠壓方法產(chǎn)生最終產(chǎn)物。
在此情形中，本發(fā)明特別優(yōu)選的用于制備食品或飼料的方法包括以下步驟：
a)提供顆粒狀生物質(zhì)，其包含網(wǎng)粘菌，特別是來自破囊壺菌科的那些，尤其是以下屬的那些：破囊壺菌屬、裂殖壺菌屬、Aurantiochytrium屬或Oblongichytrium屬；
b)通過添加附聚輔助物對(duì)所得的顆粒狀生物質(zhì)進(jìn)行制粒，其中所存在的制粒輔助物優(yōu)選為經(jīng)修飾的纖維素(特別是羧甲基纖維素)、或麥芽糊精(特別是具有3-10的DE值的麥芽糊精)，從而使制粒產(chǎn)物中存在0.1-6％重量、優(yōu)選0.2-5％重量的量的所述附聚輔助物；
c)將(b)的所述顆粒狀生物質(zhì)與其它的食品或飼料組分混合，任選在事先進(jìn)行細(xì)胞破碎方法之后；
d)通過壓實(shí)或擠壓方法產(chǎn)生最終產(chǎn)物。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的用于制備食品或飼料的方法，優(yōu)選特征在于在任何方法步驟中對(duì)生物質(zhì)的能量輸入不高于每噸懸液50kWh。對(duì)生物質(zhì)的能量輸入優(yōu)選最多40％或35kWh、特別是最多30％或25kWh、特別優(yōu)選20％或15kWh(每種情形中都是每噸懸液)。這另外也確保了所存在的有價(jià)值材料盡可能少地受到不利影響。
經(jīng)破碎的細(xì)胞優(yōu)選占食品或飼料(或者用于制備食品或飼料的組合物)的0.5-20％重量、特別是1-10％重量、優(yōu)選2-8％重量。
所述食品或飼料優(yōu)選是在水產(chǎn)中或在用于家禽生產(chǎn)、豬生產(chǎn)、或牛生產(chǎn)的食品或飼料中使用的產(chǎn)物。所述飼料也可以采取用于飼養(yǎng)小生物體(其可在水產(chǎn)中用作飼料)的飼料的形式。所述小生物體可以采取這樣的形式：例如線蟲類(nematodes)、甲殼類或輪蟲類(rotifers)。所述飼料優(yōu)選以薄片、球狀或片劑的形式存在?？赏ㄟ^擠壓獲得的飼料優(yōu)選具有低于5％重量、尤其是優(yōu)選0.2-4％重量的水分含量。
其它食品或飼料組分優(yōu)選選自含蛋白的、含碳水化合物的、含核酸的、和脂可溶的成分，以及適宜的情形下，還有含脂肪的成分以及另外的其它添加劑如礦物質(zhì)、維生素、色素和氨基酸。此外，在營(yíng)養(yǎng)物之外還可以存在結(jié)構(gòu)劑(strukturgebende Substanzen)，例如以便改善飼料的質(zhì)地和外觀。另外，也可以使用例如粘合劑，以便影響飼料的一致性。優(yōu)選使用的且構(gòu)成營(yíng)養(yǎng)物和結(jié)構(gòu)劑的成分是淀粉。
以下的實(shí)例可用作還另外含有脂肪的含蛋白成分：魚粉、磷蝦粉、雙殼貝類粉、魷魚粉或蝦粉。作為替代，魚油也可以用作含脂肪成分。植物油也可以用作含脂肪成分，特別是大豆油、菜籽油、葵花籽油、和亞麻籽油?？墒褂玫暮妓衔锍煞值膶?shí)例有小麥粉、葵花粉、大豆粉或谷物面筋。
飼料中的總油含量(包括來自含油細(xì)胞的油)優(yōu)選占15-50％的重量。
用于水產(chǎn)的飼料優(yōu)選用于飼養(yǎng)要用于人類營(yíng)養(yǎng)的有鰭魚類或甲殼類。這些特別包括，鯉魚(carp)、羅非魚(tilapia)、鯰魚(catfish)、金槍魚、鮭魚、鱒魚(trout)、澳洲肺魚(barramundi)、鯛魚(bream)、鱸魚(perch)、鱈魚(cod)、蝦、龍蝦、蟹、對(duì)蝦和鰲蝦(crayfish)。尤其優(yōu)選用于養(yǎng)殖鮭魚的飼料。在此背景下鮭魚的優(yōu)選類型有大西洋鮭魚(Atlantic salmon)、紅鮭魚(red salmon)、櫻鮭魚(masu salmon)、大鱗鮭魚(king salmon)、大麻哈魚(keta salmon)、銀鮭魚(coho salmon)、哲羅鮭魚(Danube salmon)、太平洋鮭魚(Pacific salmon)和細(xì)鱗鮭魚(pink salmon)。
或者，也可以是用于養(yǎng)殖隨后被加工成魚粉或魚油的魚的飼料。這些魚優(yōu)選是青魚(herring)、青鱈魚(pollack)、鯡魚(menhaden)、鳳尾魚(anchovy)、香魚(capelin)或鱈魚。由此獲得的魚粉或魚油繼而可在水產(chǎn)中用于養(yǎng)殖食用魚類或甲殼類。
水產(chǎn)可以在池塘、水箱、盆又或者在海洋或湖泊中隔離的區(qū)域中進(jìn)行，特別是在此情形中于籠或網(wǎng)箱中進(jìn)行。水產(chǎn)可用于養(yǎng)殖最終食用的魚類，也可以用于養(yǎng)殖魚苗(其隨后被釋放從而補(bǔ)充野生魚類的存量)。
在鮭魚養(yǎng)殖中，優(yōu)選首先將該魚在清水箱或人工水道中培養(yǎng)成二齡鮭(smolt)，并繼而在漂浮于海中的籠或網(wǎng)箱(其優(yōu)選錨定在海灣和峽灣中)中培養(yǎng)。
因此，本發(fā)明另外的主題也是用于養(yǎng)殖動(dòng)物的方法，特別是用于養(yǎng)殖有鰭魚類或甲殼類，優(yōu)選鮭魚，其中使用了本發(fā)明的飼料。本發(fā)明另外的主題還是動(dòng)物，特別是用于養(yǎng)殖有鰭魚類或甲殼類，其可通過本發(fā)明的此類方法獲得。
實(shí)施例
實(shí)施例1:噴霧干燥的生物質(zhì)的制備
為了制備DHA，使用了Aurantiochytrium limacinum SR21株。其以編號(hào)FERM BP-5034保藏在NIBH，以及以編號(hào)IFO 32693保藏在IFO。所述A.limacinum SR21株原本是從海水中分離的，并稱作Schizochytrium limacinum SR21(Nakahara等人1996,JAOCS,73(10)；Honda Mycol.Res.1998)。由于新的分類方法，其被歸類至新的屬Aurantiochytrium并相應(yīng)更改了名稱。
株的發(fā)酵在培養(yǎng)基中進(jìn)行，所述培養(yǎng)基包含50％合成海水(Sigma Aldrich)以及另外還包含以下成分：60g/l葡萄糖、0.7g/l玉米浸泡液(Sigma Aldrich)、2g/l(NH4)2SO4和3g/l KH2PO4。
發(fā)酵在28℃、4.0的pH、0.5vvm的通氣速率和200rpm的攪拌機(jī)下進(jìn)行60小時(shí)。在發(fā)酵結(jié)束后，將抗氧化劑添加至發(fā)酵液并繼而將發(fā)酵液在60℃加熱至少20分鐘。
接著，進(jìn)行了兩個(gè)階段的生物質(zhì)的干燥：首先，通過蒸發(fā)將發(fā)酵液濃縮為大約20％重量的干物質(zhì)；接著，使用Production MinorTM噴霧干燥機(jī)(GEA NIRO)在340℃的干燥空氣入口溫度對(duì)濃縮的發(fā)酵液進(jìn)行噴霧干燥。噴霧干燥產(chǎn)生了具有超過95％重量的干物質(zhì)的粉末。
實(shí)施例2:使用羧甲基纖維素作為附聚輔助物的噴霧干燥生物質(zhì)的制粒
為了對(duì)實(shí)施例1噴霧干燥的顆粒進(jìn)行附聚，使用了制粒機(jī)ProCell-LabSystem(Glatt,Germany)來進(jìn)行流化床制粒。在此，使用了添加物GF3。將精細(xì)的、噴霧干燥的生物質(zhì)粉末注入流化床，并將羧甲基纖維素溶液(4％重量的Blanose，溶于水)噴霧進(jìn)去并因而精細(xì)分布于流化床中，從而建立了終濃度3％重量的羧甲基纖維素。通過將流入的空氣加熱至60℃來使溶劑蒸發(fā)。調(diào)整流入空氣的速率從而使附聚的顆?？梢粤骰?。這是通過將流入空氣的量調(diào)節(jié)至大約80m3/h來實(shí)現(xiàn)的。一旦附聚物已達(dá)到期望的顆粒大小，它們就會(huì)由于其重量而不再流化并可以在流化床的下端被移除。顆粒在流化床中的停留時(shí)間因而是通過顆粒增長(zhǎng)的速率來確定的，因?yàn)轭w粒必須從精細(xì)的、噴霧干燥的顆粒增長(zhǎng)為相對(duì)較大的附聚物，以便離開流化床。
預(yù)先給定的條件對(duì)應(yīng)于熱制粒的標(biāo)準(zhǔn)條件。
以此方式獲得的產(chǎn)物與初始生物質(zhì)相比，展現(xiàn)出有顯著改善的產(chǎn)物性質(zhì)，特別是有可觀改善的自由流動(dòng)性。
實(shí)施例3:使用麥芽糊精DE 3.5作為附聚輔助物的噴霧干燥生物質(zhì)的制粒
為了對(duì)實(shí)施例1噴霧干燥的顆粒進(jìn)行附聚，使用了制粒機(jī)ProCell-LabSystem(Glatt,Germany)來進(jìn)行流化床制粒。在此，使用了添加物GF3。將精細(xì)的、噴霧干燥的生物質(zhì)粉末注入流化床，并將麥芽糊精DE 3.5溶液(25％重量的麥芽糊精DE 3.5，溶于水)噴霧進(jìn)去并因而精細(xì)分布于流化床中，從而建立了終濃度3％重量的麥芽糊精DE 3.5。通過將流入的空氣加熱至60℃來使溶劑蒸發(fā)。調(diào)整流入空氣的速率從而使附聚的顆?？梢粤骰?。這是通過將流入空氣的量調(diào)節(jié)至大約80m3/h來實(shí)現(xiàn)的。一旦附聚物已達(dá)到期望的顆粒大小，它們就會(huì)由于其重量而不再流化并可以在流化床的下端被移除。顆粒在流化床中的停留時(shí)間因而是通過顆粒增長(zhǎng)的速率來確定的，因?yàn)轭w粒必須從精細(xì)的、噴霧干燥的顆粒增長(zhǎng)為相對(duì)較大的附聚物，以便離開流化床。
預(yù)先給定的條件對(duì)應(yīng)于熱制粒的標(biāo)準(zhǔn)條件。
以此方式獲得的產(chǎn)物與初始生物質(zhì)相比，展現(xiàn)出有可觀改善的產(chǎn)物性質(zhì)，特別是有可觀改善的自由流動(dòng)性。
實(shí)施例4:使用麥芽糊精18.9作為附聚輔助物的噴霧干燥生物質(zhì)的制粒
為了對(duì)實(shí)施例1噴霧干燥的顆粒進(jìn)行附聚，使用了制粒機(jī)ProCell-LabSystem(Glatt,Germany)來進(jìn)行流化床制粒。在此，使用了添加物GF3。將精細(xì)的、噴霧干燥的生物質(zhì)粉末注入流化床，并將麥芽糊精18.9溶液(40％重量的麥芽糊精18.9，溶于水)噴霧進(jìn)去并因而精細(xì)分布于流化床中，從而建立了終濃度3％重量的麥芽糊精DE 18.9。通過將流入的空氣加熱至60℃來使溶劑蒸發(fā)。調(diào)整流入空氣的速率從而使附聚的顆?？梢粤骰＿@是通過將流入空氣的量調(diào)節(jié)至大約80m3/h來實(shí)現(xiàn)的。一旦附聚物已達(dá)到期望的顆粒大小，它們就會(huì)由于其重量而不再流化并可以在流化床的下端被移除。顆粒在流化床中的停留時(shí)間因而是通過顆粒增長(zhǎng)的速率來確定的，因?yàn)轭w粒必須從精細(xì)的、噴霧干燥的顆粒增長(zhǎng)為相對(duì)較大的附聚物，以便離開流化床。
預(yù)先給定的條件對(duì)應(yīng)于熱制粒的標(biāo)準(zhǔn)條件。
以此方式獲得的產(chǎn)物與初始生物質(zhì)相比，展現(xiàn)出有可觀改善的產(chǎn)物性質(zhì)，特別是有可觀改善的自由流動(dòng)性。