[发明专利]生产干肉碱粉末或颗粒的喷雾干燥法

说明书

本发明涉及从含肉碱的液体原料制备干肉碱粉末或颗粒的新方法，具体是干燥L-肉碱粉末或颗粒，它们大体上为纯的和/或工业纯，还涉及这样生产的肉碱粉末或颗粒。

L-肉碱是自然界中广泛分布的维生素类物质，具有广范围的药物、食品和饲料用途。L-肉碱通过将脂肪酸从细胞溶质输送到线粒体基质进行β-氧化，而在脂肪酸代谢中起重要作用。在所有组织中，作为能源的长链脂肪酸氧化是具有肉碱依赖性的。通过施用L-肉碱可补偿体内不足的L-肉碱产生。L-肉碱不但直接对动物或人体的能量代谢，而且对心血管系统、循环和肌肉及神经系统有正面影响。此外，L-肉碱可用于其它目的，包括刺激酵母菌和细菌的生长。

在世界范围内，对L-肉碱需求的日益增长促使人们寻找合成光学纯的L-肉碱的方法。化学合成制得了外消旋混合物，该但方法的经济学因L-异构体分离必需经由昂贵的选择性沉淀而降低。同样地，产量很低，而且为了降低成本，必需回收和循环使用拆解剂。虽然今天生产某一部分的L-肉碱包括这些方法，但人们越来越趋向于通过廉价易得的底物的生物转化获得L-肉碱。与化学合成相比，生物转化的优点之一是生物技术方法更有利于环境。生物转化中废水、总有机碳、盐和焚烧废物的量都是相当低的。已知生物技术生产L-肉碱的几种方法。

EP0158194B1描述了基于巴豆甜菜碱和/或4-丁内铵盐作为起始化合物，微生物法生成L-肉碱的方法。在上方法中，微生物能从例如4-丁内铵盐生产L-肉碱，但在生长基质存在的情况下，用起始化合物巴豆甜菜碱(crotonobetaine)和/或丁内铵盐培养的微生物不能分解代谢L-肉碱。

EP0722500B1描述了生产L-肉碱的生物技术方法，其中通过含一个或多个编码参与L-肉碱生物合成的酶的基因的重组微生物，在合适的碳和氮源存在的情况下发酵前体巴束甜菜碱和/或γ-丁内铵盐。

WO02/061094描述了基于甜菜碱酯作为前体生产L-肉碱的微生物方法，其中在第一步中，甜菜碱酯通过分离的水解酶或含这种水解酶的微生物转化为4-丁内铵盐；在第二步中，通过能将此甜菜碱转化为L-肉碱的微生物，此甜菜碱转化为L-肉碱。

在这些全细胞生物催化方法中，产生的L-肉碱分泌入培养基中，即待分离和纯化的发酵液。因此，发酵后含L-肉碱的培养基进行几个纯化步骤以获得可进一步加工的纯L-肉碱。通常发酵液首先进行超滤步骤以分离生物物质，由此回收含L-肉碱的渗透液。然后得到的渗透液进行浓缩步骤，活性炭处理以进行脱色，脱盐步骤，再进行浓缩，得到浓缩的很纯的L-肉碱溶液。然后对具有高纯度的纯化的L-肉碱进行干燥步骤。

由于其吸水性高，固体L-肉碱物质及其简单的粉末混合物具有差的可贮藏性和稳定性，具体来说是色稳定性，这引起严重的问题，如在人食品、动物饲料或药品工业中，含肉碱的纯固体肉碱或粉状混合物的进一步加工期间不足的流动性。因此，为了减小干燥的L-肉碱产物的吸水性，在最后浓缩步骤后得到的高纯度L-肉碱通常进行结晶、重结晶和/或喷雾干燥过程。可继之以进一步的加工步骤，如压实等，这取决于得到的干L-肉碱产物的用途。

因此，在生物技术生产L-肉碱的常规方法中，总是对发酵液应用不同的纯化方法获得很纯的L-肉碱溶液，然后进行结晶或重结晶和/或喷雾干燥步骤以得到干燥、吸水性小或非吸水性的L-肉碱产物，之后该产物可贮存或根据预期用途进一步加工。然而，迄今为止这些常规方法未提供发酵后从得到的未纯化培养基或从进行预纯化(如应用仅一个或几个纯化步骤)的预纯化培养基中直接获得L-肉碱。这些不同的分离和纯化步骤在含L-肉碱的发酵液的常规下游过程中进行，由于进行各种纯化步骤必需不同技术设备，使整个生物技术方法不但费力和耗时，而且成本高。因此，从操作和经济观点来看，发酵液的常规下游过程有若干缺点。

因此，本发明处理的技术问题是提供从含肉碱的未纯化或预纯化的原料(具体是除含肉碱以外，还含有许多其它不同小分子物质的原料)简单、有效地纯化肉碱的方法，一方面提供从原料纯化肉碱的总效率和速度且显著降低成本；另一方面确保分离的肉碱的高产量和高纯度。

本发明通过提供从含肉碱的液体原料制备干肉碱粉末或颗粒的第一种方法解决了上述技术问题，该方法包括以下步骤：

a)将原料与载体混合

b)对a)中得到的混合物进行干燥过程和

c)回收稳定的干肉碱粉末或颗粒。

本发明还通过提供从含肉碱的液体原料制备干肉碱粉末或颗粒的第二种方法解决了此技术问题，所述方法包括以下步骤：

a)对原料进行干燥过程获得干燥产物