[发明专利]粒状微生物生物量的制备及其有价值的化合物的分离方法

说明书

发明所属技术领域

本发明涉及用于处理微生物生物量(一般为由发酵产生的包含微生物的产物)的方法，该方法可以使有用的或者有价值的化合物与所产生的待改进的生物量得到分离。本方法可以包括在化合物回收之前使生物量成为粒状(例如通过挤压)。

发明背景

至今的一段时间以来人们已经把微生物当作各种产物的有价值来源。几种这样的微生物产物存在于微生物细胞的内部，或者与微生物细胞有关。为了回收比较纯的形式的这样产物，把产物与微生物生物量分离是必要的。例如，为了把亲脂化合物与微生物生物量分离，通常需要用有机溶剂或者超临界流体(例如液态CO₂)实施抽提(浸提)步骤。

生物量得自发酵并且可以用于产物抽提。它通常是湿细胞饼，而各种预处理造成了细胞的严重破裂。物理处理(例如干燥，如喷雾干燥或者冻干，和/或机械粉碎，如均化或者研磨)、化学处理(酸或者碱)或者酶促处理都可以使细胞发生破裂。需要进行生物量的干燥以便减少溶剂含量，以及在亲脂化合物的抽提的情况下需要防止麻烦的乳状液产生。

喷雾干燥通常用来获得准备抽提的生物量。喷雾干燥器的干燥要求下列条件：为了给干燥器供料，生物量应该是(浓缩的)液体或者具有小微粒(使之能够进行圆盘或者喷嘴喷雾)的浆液。这意味着对于微生物生物量来说浆液的最大干物质含量是限于大约20-30％，尔后的干燥步骤将达到90-95％的干物质含量，但这将是比较昂贵的。

就时间上来说喷雾干燥方法是比较短的。然而，在大多数情况下产物温度(相对)较高。这意味着对于氧化敏感的化合物来说有氧化和尔后的降解的高风险。在生物量含有高含量的胞内脂质物质的情况下，由于在高温下自生物量中产生的脂质的“出汗”，干燥有时是麻烦的。在这种情况下，将发生干燥器的淤积。

喷雾干燥的另一个弊端是其限制了抽提方法的类型，抽提方法可以用来在其后分离所需的化合物。它通常不可能把例如渗滤抽提技术运用于细磨成粉末的产物(如喷雾干燥的生物量)上。微生物生物量的机械破裂(如通过研磨)也有产生大量的细粉(或者粉末)的同样弊端。

英国专利号GB 1 466 853涉及把油与喷雾干燥的酵母粉分离的方法。在炊具中用80℃的蒸汽湿润和加热酵母粉。然后将湿粉加料于码垛机中，使之转化成为小球、成为片状并再一次干燥以便减少5-10％(重量)的含水量。然后由筛过滤所产生的薄片并在码垛机中再循环。这一物质适合于渗滤抽提。然而，该方法有弊端，即粉末一旦得到喷雾干燥就需要再水合以及在高温下处理然后再干燥。对于热敏感和/或氧化敏感的化合物，这样的不利处理步骤导致降解并因而使产量减少。

国际专利申请WO-A-93/25644(等同于US 5,539,133)涉及用于把具有高含量多不饱和脂肪酸(PUFAs)的类脂类与大型和/或微型藻类(一种海草)分离的方法，其中大型藻类可以反复是得自藻酸盐或者角叉菜胶抽提物的残渣。得自藻类的物质具有少于50mm的颗粒大小以及大于50％的干物质含量。当藻类材料具有比所表明的值大的颗粒大小和/或比所表明的值小的干物质含量时，就需要通过研磨和/或干燥预处理该材料。然而，正如以上所指出的，研磨对于有效的抽提和精炼方法是不利的。

DD-A-150627涉及制备包含生物量的酵母(或者细菌)，其中该生物量得到干燥，然后变成大颗粒(8-12mm，表面上为球形的)。这些颗粒有20％的含水量，然后得到研磨。利用石油醚进行抽提以便回收不需要的柴油(或者烃)，该柴油可用作为微生物的碳源。余下的残渣用作为动物饲料。

DE-A-1923529涉及在用流化床干燥以便产生颗粒之前使之蒸发的生物量。然后研磨或者粉碎这些材料。然后抽提剩余油(作为污染物)。与以前的文件相同，所提取的物质是杂质并且不能由包含在生物量中的微生物产生。

EP-A-0322227涉及用于通过以芝麻油喂养微生物来产生花生四烯酸(ARA)和γ-亚油酸(GLA)的方法。

美国专利5,340,594涉及从真菌产生高度不饱和脂肪酸。可以将生物量与磨过的玉米混合，所产生的产物用作为动物饲料。

WO-A-92/12711涉及微生物油的混和，特别是作为婴儿配方的添加物时，其中生物量在滤器上得到过滤和挤压从而产生滤饼，然后冻干该滤饼。

本发明寻求提供从生物量中抽提所需化合物的方法，该方法可以解决现有技术中存在的一些或者所有问题。

发明描述