BR112020012584A2 - grânulos fundidos a quente contendo enzima que compreendem um dessecante termotolerante - Google Patents

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BR112020012584A2
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Abstract

A presente invenção refere-se a composições e métodos relacionados a grânulos preparados por fusão a quente contendo enzima produzidos a partir de um material de partida que contém uma quantidade de água suficiente para desnaturar a enzima sob condições de processamento por fusão a quente. Os grânulos resultantes são particularmente úteis em produtos de consumo e industriais, tais como detergente, ração para animal, alimento, composições para cuidados pessoais e agrícolas.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "GRÂ- NULOS FUNDIDOS A QUENTE CONTENDO ENZIMA QUE COM- PREENDEM UM DESSECANTE TERMOTOLERANTE".
CAMPO DA TÉCNICA
[001] As presentes composições e métodos referem-se a grânu- los que contêm enzima preparados por fusão a quente produzidos a partir de um material de partida que contém uma quantidade de água que, caso estivesse livre, seria suficiente para desnaturar uma enzima sob condições de processamento por fusão a quente. Os grânulos são particularmente úteis em produtos de consumo e industriais, como composições detergentes, de alimentação para animais, alimentícias, de cuidados pessoais e agrícolas.
ANTECEDENTES
[002] A formulação de composições de agentes bioativos sensí- veis ao calor sob condições estressantes de granulação, particular- mente aquelas encontradas em condições de granulação por fusão a quente, é muitas vezes complicada por perda substancial de bioativi- dade devido à presença de água livre ou móvel residual nos pós de proteína ativos e ou excipientes inativos empregados no processo de granulação. Mais específica ao campo de enzimas industriais e à pre- sente invenção, é a granulação de composições de enzimas em pro- cessos de fusão a quente, como atomização por disco giratório de fu- são a quente (também chamado de atomização de disco ou copo gira- tório), extrusão por fusão a quente e arrefecimento por pulverização (também chamado de resfriamento por pulverização, congelamento por pulverização e prilling) a temperaturas elevadas. A atomização em disco giratório de agentes farmacologicamente ativos é descrita na Pa- tente no U.S. 7.261.529 e 7.758.778. A extrusão por fusão a quente de formulações farmacêuticas é descrita na Patente no U.S. 9.192.578 e
9.730.894. O arrefecimento por pulverização de grânulos de enzima é descrito na Patente no U.S. 4.016.040.
[003] A necessidade existe por composições e métodos que permitem o uso de métodos de granulação por fusão a quente, particu- larmente já que se aplicam a enzimas relativamente delicadas.
SUMÁRIO
[004] As presentes composições e métodos referem-se a grânu- los que contêm enzima preparados por fusão a quente produzidos a partir de um material de partida que contém uma quantidade de água que, caso estivesse livre, seria suficiente para desnaturar uma enzima sob condições de processamento por fusão a quente. Aspectos e mo- dalidades das composições e métodos são descritos nos parágrafos independentemente numerados a seguir.
1. Em um aspecto, um grânulo de enzima preparado por fusão a quente com baixa atividade de água é fornecido, que compre- ende uma mistura de uma enzima particulada em pó e um dessecante que não libera substancialmente água ligada a uma temperatura acima de 50 °C.
2. Em algumas modalidades do grânulo, de acordo com o parágrafo 1, a mistura da enzima particulada em pó e do dessecante mantém uma atividade de água menor que 0,15, opcionalmente menor que 0,10, opcionalmente menor que 0,08, opcionalmente menor que 0,05, opcionalmente menor que 0,01 e, até mesmo, opcionalmente, menor que 0,005, por um período de tempo pré-selecionado.
3. Em outro aspecto, um grânulo de enzima preparado por fusão a quente com baixa atividade de água é fornecido, que compre- ende uma mistura de uma enzima particulada em pó e um dessecante que mantém uma atividade de água menor que 0,15, opcionalmente menor que 0,10, opcionalmente menor que 0,08, opcionalmente menor que 0,05, opcionalmente menor que 0,01 e, até mesmo, opcionalmen- te, menor que 0,005, por um período de tempo pré-selecionado.
4. Em outro aspecto, uma composição de enzima prepara- da por fusão a quente é fornecida, que compreende uma mistura de uma enzima particulada em pó e um dessecante que mantém uma ati- vidade de água menor que 0,15, opcionalmente menor que 0,10, opci- onalmente menor que 0,08, opcionalmente menor que 0,05, opcional- mente menor que 0,01, e até mesmo opcionalmente menor que 0,005 durante processo de granulação por fusão e, opcionalmente, por um período de tempo pré-selecionado pós-granulação.
5. Em algumas modalidades do grânulo, de acordo com qualquer um dos parágrafos precedentes, o dessecante não libera substancialmente água ligada a uma temperatura menor que 180 °C.
6. Em algumas modalidades do grânulo, de acordo com qualquer um dos parágrafos precedentes, a razão de enzima em pó para dessecante está entre 0,1:10 (p/p) a 10:0,1 (p/p), opcionalmente entre 0,1:5 (p/p) a 5:0,1 (p/p) e opcionalmente entre 0,1:1 (p/p) to 1:0,1 (p/p).
7. Em algumas modalidades do grânulo, de acordo com qualquer um dos parágrafos 1 a 5, a razão de enzima em pó para des- secante está entre cerca de 2:1 (p/p) a 4:1 (p/p).
8. Em algumas modalidades do grânulo, de acordo com qualquer um dos parágrafos precedentes, o dessecante é um zeólito.
9. Em algumas modalidades do grânulo, de acordo com qualquer um dos parágrafos precedentes, o dessecante é um zeólito que tem uma razão de SiO2/Al2O3 menor que 20.
10. Em algumas modalidades do grânulo, de acordo com qualquer um dos parágrafos precedentes, o dessecante é um zeólito com baixa sílica que tem uma razão de SiO2/Al2O3 menor que 4.
11. Em algumas modalidades do grânulo, de acordo com qualquer um dos parágrafos 1 a 9, o dessecante é um zeólito com síli- ca baixa-para-intermediária que tem uma razão de SiO2/Al2O3 entre 4 e 10.
12. Em algumas modalidades do grânulo, de acordo com qualquer um dos parágrafos 1 a 9, o dessecante é um zeólito com síli- ca intermediária para alto, que tem uma razão de SiO2/Al2O3 entre 10 e
20.
13. Em algumas modalidades do grânulo, de acordo com qualquer um dos parágrafos precedentes, o dessecante é um zeólito com poros menores que 1,0 nm, opcionalmente menores que 0,75 nm, opcionalmente menores que 0,60 nm e opcionalmente menores que 0,40 nm.
14. Em algumas modalidades do grânulo, de acordo com qualquer um dos parágrafos precedentes, o dessecante é um zeólito ativado, em que o mesmo é desidratado para pelo menos 5% de seu teor de água original, opcionalmente pelo menos 50% de seu teor de água original, e opcionalmente pelo menos 95% de seu teor de água original.
15. Em algumas modalidades do grânulo, de acordo com qualquer um dos parágrafos 1 a 7, o dessecante é uma terra diatomá- cea (DE).
16. Em algumas modalidades do grânulo, de acordo com o parágrafo 15, o dessecante é uma terra diatomácea (DE) com uma capacidade de absorção de água de pelo menos 140 g de água por 100 g de DE à temperatura ambiente, opcionalmente pelo menos 180 g de água por 100 g de DE à temperatura ambiente, e opcionalmente pelo menos 200 g de água por 100 g de DE à temperatura ambiente
17. Em algumas modalidades do grânulo, de acordo com os parágrafos 15 ou 16, o dessecante tem uma capacidade de absorção de água de pelo menos 20 g de água por 100 g de dessecante a 50oC.
18. Em algumas modalidades, o grânulo, de acordo com qualquer um dos parágrafos precedentes, compreende ainda um indi-
cador de saturação colorido.
19. Em algumas modalidades do grânulo, de acordo com qualquer um dos parágrafos precedentes, o período de tempo pré- selecionado é pelo menos 5 minutos, pelo menos 15 minutos, pelo menos 1 hora, pelo menos 12 horas, pelo menos 24 horas, pelo me- nos 48 horas ou mais.
20. Em outro aspecto, uma composição de detergente, ali- mentação para animais, alimentícia, cuidados pessoais ou agrícola que compreende o grânulo de acordo com qualquer um dos parágra- fos 1 a 19 é fornecida.
21. Em outro aspecto, um método para reduzir a degrada- ção mediada pela água e/ou desativação de uma enzima em grânulo preparado por fusão a quente que compreende um pó particulado que contém enzima é fornecido, sendo que o método compreende adicio- nar ao enzima em pó antes de granulação um dessecante selecionado para não liberar substancialmente água ligada a uma temperatura acima de 50 °C para produzir uma mistura particulada de enzimas que tem, antes da granulação, uma atividade de água menor que 0,3.
22. Em algumas modalidades do método, de acordo com o parágrafo 21, a atividade de água da mistura particulada de enzimas antes de granulação é menor que 0,15, opcionalmente menor que 0,10, opcionalmente menor que 0,08, opcionalmente menor que 0,05, opcionalmente menor que 0,01 e, até mesmo, opcionalmente, menor que 0,005.
23. Em algumas modalidades do método, de acordo com o parágrafo 21 ou 22, o dessecante não libera substancialmente água ligada a uma temperatura menor que 180 °C.
24. Em algumas modalidades do método, de acordo com qualquer um dos parágrafos 21 a 23, o dessecante é um zeólito.
25. Em algumas modalidades do método, de acordo com qualquer um dos parágrafos 21 a 23, o dessecante é uma terra diato- mácea.
26. Em algumas modalidades do método, de acordo com qualquer um dos parágrafos 21 a 25, os recursos de acordo com qual- quer um dos parágrafos 1 a 20 são adicionalmente incorporados.
[005] Estes e outros aspectos e modalidades das presentes composições e métodos serão evidentes a partir da descrição, incluin- do a Figura anexa.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[006] A Figura 1 é um gráfico de barras que mostra a atividade de água e teor de umidificação residual de um fitase em grânulos produ- zidos pelo uso de atomização por disco giratório de fusão a quente.
DESCRIÇÃO DETALHADA I. Introdução
[007] As presentes composições e métodos referem-se a grânu- los de fusão a quente que contêm enzimas estáveis que compreen- dem um dessecante termotolerante. Um dessecante é uma substância higroscópica que induz rapidamente ou sustenta um estado de secura (isto é, dessecação) em seu meio circundante. Os grânulos são prepa- rados pelo uso deenzimas particuladas em pó que têm atividade de água muito baixa (aw) como um resultado da seleção de um dessecan- te que liga água livre no material de partida pela duração do proces- samento de temperatura elevada dos grânulos; impedindo, desse mo- do, degradação da enzima e/ou desativação que ocorre na presença de, até mesmo, quantidades pequenas de água residual livre sob as condições de estresse do processamento e manuseio em temperatu- ras elevadas.
[008] Embora o uso de dessecante em várias aplicações seja bem conhecido, dessecante, particularmente dessecante termotoleran- te, não precedentemente adicionado a pós particulados que contêm enzimas. Isso é, provavelmente, devido ao fato de que secagem por pulverização é geralmente suficiente para produzir uma enzima parti- culada em pó que tem uma atividade de água (aw) de cerca de 0,3, ou menos, que é suficiente para minimizar degradação da enzima ou de- sativação mediada por água sob condições típicas de armazenamento e uso. No entanto, o uso de granulação por fusão a quente de enzimas impõe estresses significativos em formulações de enzimas particula- das causando degradação e/ou desativação significativa. Constatou-se surpreendentemente que tal degradação e/ou desativação não é devi- do a temperaturas elevadas per se (isto é, o resultado de desnatura- ção térmica de proteínas), mas, em vez disso, devido ao efeito da temperatura elevada na degradação mediada pela água e/ou desati- vação que resulta de quantidades pequenas de água livre ou móvel que estão presentes em pós de enzima ou seu ambiente circundante. Foi, portanto, surpreendente constatar que a seleção cuidadosa de um dessecante para combinação com enzima em pó, pode converter água presente as umidificação residual livre para água ligada até mesmo a temperaturas elevadas e, portanto, reduzir ou eliminar degradação e/ou desativação no que acreditou-se, precedentemente, ser pelo me- nos primariamente um processo de desnaturação térmica, cujo pro- cesso de desnaturação a pessoa versada não pensaria em impedir ou melhorar pelo uso de um dessecante, e, portanto, não incentivaria o uso de um dessecante como solução para o problema. II. Definições e abreviações
[009] Antes da descrição de modalidades de presente composi- ções e métodos, os termos seguintes são definidos.
[0010] Salvo definido de outra forma no presente documento, to- dos os termos técnicos e científicos no presente documento usados têm o mesmo significado daquele comumente atribuído pelas pessoas de habilidade comum na técnica à qual esta invenção pertence. Embo-
ra quaisquer métodos e materiais similares ou equivalentes àqueles descritos no presente documento encontram uso na prática da presen- te invenção, os métodos e materiais preferenciais são descritos no presente documento. Consequentemente, os termos definidos imedia- tamente abaixo são descritos mais detalhadamente por referência ao relatório descritivo como um todo. Além disso, como usado no presen- te documento, os termos singulares "um", "uma", "o" e "a" incluem a referência plural a menos que o contexto indique claramente de outra forma. É entendido que esta invenção não se limita à metodologia, protocolos e reagentes particulares descritos, uma vez que esses po- dem variar, dependendo do contexto em que são usados pelas pesso- as versadas na técnica.
[0011] Entende-se que todas as limitações numéricas máximas dadas ao longo deste relatório descritivo incluam todas as limitações numéricas inferiores, como se tais limitações numéricas inferiores fos- sem escritas expressamente no presente documento. Todas as limita- ções numéricas máximas dadas ao longo deste relatório descritivo in- cluirão todas as limitações numéricas superiores, como se tais limita- ções numéricas superiores fossem expressamente escritas no presen- te documento. Todas as faixas numéricas dadas ao longo deste relató- rio descritivo incluirão todas as faixas numéricas mais estreitas que residam dentro de tal faixa numérica mais ampla, como se tais faixas numéricas mais estreitas fossem todas expressamente escritas no presente documento.
[0012] Como usado no presente documento, uma "enzima particu- lada em pó" é um composição substancialmente sólida que inclui uma enzima e até cerca de 6% de água (p/p).
[0013] Como usado no presente documento, uma "enzima estabili- zada por dessecante" inclui uma enzima particulada em pó misturada por adição com um dessecante termotolerante.
[0014] Como usado no presente documento, um "dessecante" é uma substância higroscópica que liga moléculas de água de modo a converter pelo menos um pouco de água livre ou móvel para água li- gada, em que a água ligada toma a forma de água quimicamente liga- da ou fisiossorvida, ou águas de cristalização.
[0015] Como usado no presente documento um "dessecante ter- motolerante" é um dessecante que liga água e não libera substancial- mente a água ligada" a uma temperatura especificada de pelo menos 50 oC. O "dessecante termotolerante" preferido libera menos que 10% de sua água ligada à temperatura especificada após 5 minutos a tal temperatura dentro da composição de fusão a quente particular.
[0016] Como usado no presente documento, um dessecante "liga água" a uma temperatura especificada se liberar menos que 10% de água ligada à temperatura especificada após 5 minutos à temperatura dentro da formulação de fusão a quente particular.
[0017] Como usado no presente documento, "temperatura ambien- te" é 25 °C.
[0018] Como usado no presente documento, "temperatura eleva- da" é uma temperatura de pelo menos 50 °C.
[0019] Como usado no presente documento, o termo "que entra em contato com," significa colocar em contato físico, tal como por mis- tura por adição de produtos químicos secos, soluções, suspensões e similares.
[0020] Como usado no presente documento, uma forma "sólida" de um componente químico se refere a um pó, cristais, grânulos, aglomerados, agregados, pasta ou cera do mesmo.
[0021] Como usado no presente documento, uma forma "líquida" de um componente químico inclui soluções, suspensões, pastas flui- das e géis.
[0022] Como usado no presente documento, o termo "secagem por pulverização" refere-se a um método para produzir um pó seco a partir de um líquido ou pasta fluida por meio de secagem rápida com um gás quente, como conhecido na técnica e discutido, por exemplo, na U.S. Patente no 5.423.997 e WO 2008/088751A2.
[0023] Como usado no presente documento, o termo "sólidos de UFC" refere-se a um concentrado ultrafiltrado produzido a partir de um fermentado/biorreator, e é sinônimo com sólidos concentrados de en- zima. Os sólidos de UFC podem incluir tanto sólidos solúveis em água quanto insolúveis em água.
[0024] Como usado no presente documento, "composições de lim- peza" e "formulações de limpeza" se referem a composições que po- dem ser usadas para a remoção de compostos indesejados de itens a serem limpos, tais como pano, louça, lentes de contato, outros subs- tratos sólidos, cabelo (xampus), pele (sabonetes e cremes), dentes (colutórios, pastas de dentes) etc. O termo abrange quaisquer materi- ais/compostos selecionados para o tipo particular de limpeza composi- ção desejada. A seleção específica de materiais de composição de limpeza é prontamente feita considerando-se a superfície, item ou pa- no a ser limpo, e a forma desejada da composição para as condições de limpeza durante o uso.
[0025] Como usado no presente documento, os termos "composi- ção de detergente" e "formulação de detergente" são usados em refe- rência a misturas que são destinadas a uso em um meio de lavagem para a limpeza de objetos sujos. Em algumas modalidades preferenci- ais, o termo é usado em referência a panos e/ou vestuários para lava- gem (por exemplo, "detergentes para roupa"). Em modalidades alter- nativas, o termo se refere a outros detergentes, tais como aqueles usados para lavar louças, talheres, etc. (por exemplo, "detergentes pa- ra lavar louça").
[0026] Como usado no presente documento, "produtos para cui-
dados pessoais" significa produtos usados na limpeza, branqueamento e/ou desinfecção de cabelo, pele, couro cabeludo e dentes, incluindo, entre outros, xampus, loções para o corpo, géis para banho, hidratan- tes tópicos, pasta de dentes, e/ou outros produtos de limpeza tópicos. Em algumas modalidades particularmente preferenciais, esses produ- tos são utilizados em seres humanos, enquanto em outras modalida- des, esses produtos encontram uso com animais não humanos (por exemplo, em aplicações veterinárias).
[0027] Uma "suspensão" ou "dispersão" como usado no presente documento se refere a um sistema de duas fases em que uma fase sólida descontínua é dispersa dentro de uma fase líquida contínua. A fase sólida pode consistir em partículas muito finas ou grânulos maio- res, e as partículas ou grânulos podem ter uma ampla variedade de formatos, morfologias e estruturas. Por exemplo, os sólidos podem ser partículas secas por pulverização tão pequenas quanto 1 mícron de diâmetro ou grânulos de revestimento de núcleo maiores entre 100 e
1.000 mícron de diâmetro.
[0028] As seguintes abreviações podem ser usadas na descrição. Definições são também fornecidas como necessário em toda a descri- ção. °C graus Centígrados Tm temperatura de fusão H2O água aw atividade de água Min minuto H hora p/p peso/peso % em peso percentual em peso g ou gm gramas mM milimolar Mg miligramas
Μg microgramas ml mililitros µl microlitros III. Grânulos fundidos a quente que contêm enzimas que compre- endem dessecante
[0029] Em geral, pós de enzima secados por pulverização produ- zidos pelo uso de secagem por pulverização convencional têm uma atividade de água (aw) de cerca de 0,3, ou menos, que corresponde a um teor de umidificação de cerca de 6% ou menos. Tais pós de enzi- ma secados por pulverização são frequentemente suficientemente es- táveis sob condição de armazenamento enzima típico e rendem uma alta quantidade de atividade recuperada/residual quando usados em aplicações comerciais finais. Tais pós de enzima secados por pulveri- zação também podem ser suficientes para inclusão em muitas formu- lações, incluindo formulações de grânulos preparadas por métodos que exigem temperaturas relativamente baixas, por exemplo, menor que cerca de 50 °C. Um exemplo não limitativo de tal método é granu- lação de leito fluido.
[0030] Para os fins de granulação por fusão a quente, onde as temperaturas ultrapassam cerca de 50 °C, as presentes composições e métodos fornecem pós de enzima que têm um aw de não mais que 0,3 ou menos, opcionalmente não mais que 0,2 ou menos, opcional- mente não mais que 0,15 ou menos, opcionalmente não mais que 0,10 ou menos, opcionalmente não mais que 0,08 ou menos, opcionalmen- te não mais que 0,05 ou menos, opcionalmente não mais que 0,01, e até mesmo opcionalmente menos que 0,005, ou menos, por um perío- do de tempo pré-selecionado, conforme medido à temperatura ambi- ente. Em algumas modalidades, o período de tempo pré-selecionado é pelo menos 5 minutos, pelo menos 15 minutos, pelo menos 1 hora, pelo menos 12 horas, pelo menos 24 horas, pelo menos 48 horas ou mais (incluindo semanas, meses, anos ou, essencialmente, indefini-
damente).
[0031] Tal atividade de água baixa é alcançada pela adição de um dessecante termotolerante que é compatível com o uso comercial final do grânulo preparado por fusão a quente e que contêm enzimas. Pre- ferencialmente, o dessecante termotolerante é eficaz na redução da aw dos pós de enzima relativamente com rapidez para facilitar preparação de produtos eficientes, por exemplo, dentro de cerca de 60 min, dentro de cerca de 45 min, dentro de cerca de 30 min, dentro de cerca de 15 min, ou até mesmo dentro de cerca de 10 min em seguida à adição do dessecante à enzima em pó, isto é, que entra em contato com a enzi- ma em pó com o dessecante. Além disso, o dessecante termotolerante tem capacidade para manter a baixa atividade de água a temperaturas elevadas de processamento, manuseio ou uso, isto é, temperaturas de pelo menos 50 °C.
[0032] Em algumas modalidades, a razão de enzima em pó para dessecante é entre 0,1:10 (p/p) a 10:0,1 (p/p), entre 0,1:5 (p/p) a 5:0,1 (p/p) ou até mesmo entre 0,1:1 (p/p) a 1:0,1 (p/p). Em algumas moda- lidades, a razão de enzima em pó para dessecante é cerca de 2:1 (p/p) a cerca de 4:1 (p/p). A. Seleção de dessecante
[0033] Um recurso importante das composições e métodos é a se- leção de um dessecante termotolerante que não libera substancial- mente água ligada a uma temperatura que é significativamente maior que as temperaturas encontradas no processamento, manuseio, ar- mazenamento ou uso, incluindo a temperatura ou temperatura de apli- cação comercial final dos grânulos produzidos por fusão a quente e que contêm enzimas. Em vez disso, o dessecante é selecionado para ligar água firmemente às temperaturas de fusão a quente usadas para preparar os grânulos, que são geralmente maiores que cerca de 50 °C, em muitos casos, significativamente maiores. O dessecante termotole-
rante pode ser descrito em relação à temperatura ou faixa de tempera- turas na o mesmo liga água, por exemplo, um dessecante preferido deve ligar água a uma temperatura maior que 50 °C, e/ou em uma fai- xa de temperatura de 50 a 180 °C. Alternativa ou adicionalmente, o dessecante termotolerante é selecionado de modo que não libere substancialmente água ligada acima de cerca de 50 °C, abaixo de cer- ca de 60 °C, abaixo de cerca de 70 °C, abaixo de cerca de 80 °C, abaixo de cerca de 90 °C, abaixo de cerca de 100 °C, abaixo de cerca de 110 °C, abaixo de cerca de 120 °C, abaixo de cerca de 130 °C, abaixo de cerca de 140 °C, abaixo de cerca de 150 °C, abaixo de cer- ca de 152 °C, abaixo de cerca de 160 °C, abaixo de cerca de 170 °C, abaixo de cerca de 180 °C, ou até mesmo maior.
[0034] A seleção de um dessecante termotolerante para uma par- ticular aplicação de fusão a quente depende da temperatura que se espera encontrar durante a produção de grânulos, o uso final comerci- al pretendido dos grânulos, a exigência ambiental e de toxicidade e o custo. Mais geralmente, o dessecante termotolerante não deve liberar o quantidades significativas de água ligada acima de cerca de 50 C, mas em alguns casos o dessecante deve ser capaz de ligar água sem liberar a mesma em temperaturas ainda mais altas, por exemplo acima de 50 oC, 60 oC, 70 oC, 80 oC, 90 oC, 100 oC, 110 oC, 120 oC, 130 oC, 140 oC, 150 oC, 152 oC, 160 oC, 170 oC, 180 oC, e até mesmo acima de 180 oC. Os dessecantes exemplificativos incluem alumina ativada, aluminossilicatos, aerogel, benzofenona, argila bentonita, cloreto de cálcio, óxido de cálcio, sulfato de cálcio, cloreto de cobalto, sulfato de cobre, terra diatomácea, cloreto de lítio, brometo de lítio, sulfato de magnésio, perclorato de magnésio, carbonato de potássio, hidróxido de potássio, sílica gel, sódio, clorato de sódio, cloreto de sódio, hidró- xido de sódio, sulfato de sódio e sacarose.
[0035] Uma categoria particular de dessecante termotolerante para uso nas presentes composições e métodos são zeólitos naturais e sin- téticos. Revisão extensiva de zeólitos, suas propriedades físicas e químicas e aplicação industrial é fornecida na Enciclopédia Kirk- Othmer de Tecnologia Química (Čejka e Kubička, 2010) e na Enciclo- pédia de Química Industrial de Ullmann (Broach et al., 2012).
[0036] Os zeólitos são geralmente descritos como aluminossilica- tos cristalinos e hidratados com uma estrutura tridimensional construí- da com tetraedros de SiO4 e AlO4 ligados através de pontes de oxigê- nio. O tetraedro de SiO4 e AlO4 são os principais blocos de construção; cuja combinação leva às chamadas unidades de construção secundá- rias, como 4, 5 e 6 anéis, duplo 4, 5 e 6 anéis e assim por diante. De- pendendo do tipo de estrutura, os zeólitos contêm canais regulares ou vazios interligados cujos diâmetros de abertura estão na faixa micropo- rosa, isto é, abaixo de 2 nm. Esses poros contêm moléculas de água e os cátions necessários para equilibrar a carga negativa do framework. Os cátions, que são móveis e podem ser permutados, são principal- mente íons de metais alcalinos ou de metais alcalino-terrosos.
[0037] A União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC) forneceu diretrizes para especificar a fórmula química dos zeólitos (consulte, por exemplo, McCusker, L.B. et al. (2003) ‘‘Nomenclature of structural and compositional characteristics of ordered microporous and mesoporous materials with inorganic hosts (recomendações IUPAC 2001)'' MicroporousMesoporousMater. 58:3.). Na forma mais simples, uma fórmula geral pode ser dada como: |Mx/n(H2O)y | [Alx Si(t-x)O2t] – LTA, em que as espécies convidadas são listadas entre os barras, isto é, "| |," e a estrutura do hospedeiro é listada entre os colchetes, isto é, "[ ]," M representa um cátion equilibrador de carga, tal como Na, K, Ca ou Mg, x é o número de átomos Al do framework na unidade celular,
n é a carga do cátion, y é o número de moléculas de água adsorvidas, t é o número total de átomos tetraédricos de framework na unidade celular (Al + Si), e LTA, inserido no presente documento como um exemplo, é o código ou o tipo do framework.
[0038] Em general, aumentar a composição de framework Si/Al ou SiO2/Al2O3 muda a seletividade de superfície de hidrofílica para hidro- fóbica. Uma distinção pode ser feita entre zeólitos de baixa sílica (SiO2/Al2O3 < 4), de sílica baixa para intermediária (4 < SiO2/Al2O3 < 10), de sílica intermediária para alta (10 < SiO2/Al2O3 < 20) e de alta sílica (20 < SiO2/Al2O3 < 200).
[0039] Os zeólitos preferidos das presentes composições em rela- ção à razão de SiO2/Al2O3 são Erionita (SiO2/Al2O3 2,1-3,8), Zeólito A (SiO2/Al2O3 2,0-6,8), Zeólito P (SiO2/Al2O3 2,0-5,0), Zeólito X (SiO2/Al2O3 2,0-3,0), Zeólito Y (SiO2/Al2O3 3,0-6,0) e Mordenita (SiO2/Al2O3 9,0-20). Esses zeólitos são usados como dessecante em sistemas fechados ou abertos, isto é, para a adsorção estática ou di- nâmica de água.
[0040] A presença de alumínio no framework de aluminossilicato introduz uma carga negativa do framework. Cátions ou prótons orgâni- cos ou inorgânicos localizados no volume interno de zeólitos compen- sam essa carga negativa. Adicionalmente, as moléculas de água estão presentes em canais de zeólito, principalmente coordenadas por cá- tions ou prótons. Existe uma relação direta entre o tamanho e o forma- to das janelas de entrada de zeólito no sistema de canais e o diâmetro cinético das moléculas de água (0,26 nm), que tem importantes con- sequências para a aplicação de zeólitos na dessecação. Em geral, os zeólitos com anéis pares são divididos nas quatro categorias a seguir: (1) zeólitos de poro pequeno (8 anéis com dimensões de poros de até
0,40 nm) como Erionita, Zeólito A e Zeólito P; (2) zeólitos de poro mé- dio (10 anéis com tamanhos de poros de até 0,50 a 0,60 nm) como o Zeólito ZSM-5 e ZSM-22; (3) zeólitos de poros grandes (12 anéis até 0,75 nm) como Mordenita, Zeólito L, Zeólito X e Zeólito Y; e (4) zeóli- tos de poros extra grandes (pelo menos 14 anéis com tamanhos de poros de cerca de 1,0 nm) como o Zeólito CIT-5, UTD-1 e ECR-34.
[0041] Os zeólitos preferidos da presente invenção em relação a dimensões de poros são Zeólito A (0,41 nm x 0,41 nm), Zeólito P (0,31 nm x 0,45 nm), Zeólito X (0,74 nm), Zeólito Y (0,74 nm) e Mordenita (0,65 x 0,70 nm).
[0042] Em uma modalidade preferida, os zeólitos das presentes composições são desidratados, ou "ativados", pelo menos parcialmen- te, para aprimorar a capacidade de adsorção de água como dessecan- te em sistemas fechados ou abertos, isto é, para a adsorção estática ou dinâmica de água. Os tipos exemplificativos de zeólitos desidrata- dos incluem Zeólito A e Zeólito X.
[0043] Em uma modalidade, os zeólitos das presentes composi- ções são desidratados em pelo menos 5%, pelo menos 15%, pelo me- nos 25%, pelo menos 35%, pelo menos 45%, pelo menos 55%, pelo menos 65%, pelo menos 75%, pelo menos 85% ou pelo menos 95% a partir de seu teor de água original.
[0044] Em uma modalidade, os zeólitos das presentes composi- ções não são desidratados, e são usados como estão em seu estado nativo.
[0045] Outra categoria particular preferida de dessecante poroso para uso nas presentes composições e métodos é a terra diatomácea ou diatomita.
[0046] A terra diatomácea (DE) é uma composição mineral de ocorrência natural de origem biogênica. São os restos microscópicos de diatomáceas esqueléticas de plantas unicelulares, depositadas nos leitos de terra e nos oceanos ao longo de eras. A DE é complexamen- te estruturada, altamente absorvente e quimicamente inerte, composto por sílica quase pura. É processado termicamente para produzir uma ampla gama de absorventes em pó e granulados e aditivos funcionais. O DE possui uma morfologia natural complexa característica com bai- xa densidade aparente típica de 100-430 g / L, porosidade de 85% e alta área superficial (BET) de 15-70 m2/gram.
[0047] Os aditivos de DE de interesse para uso nas composições da presente invenção têm uma capacidade de absorção de água de pelo menos 140 kg/100 kg de DE. Os aditivos de DE incluem os co- mercializados por EP MINERALS™ (Reno, Nevada, USA) sob o nome comercial CELATOM®, incluindo CELATOM® MN-2, MN-4, MN-23, MN-47, MN-51, MN-53, MN-84, MP-77, MP-78, MP-79 e MP-94.
[0048] Os aditivos de DE preferidos das presentes composições têm uma capacidade de absorção de água de pelo menos 180 kg/100 kg de DE como CELATOM® MN-2 (200 kg/100 kg) e CELATOM® MN-4 (180 kg/100 kg).
[0049] É do conhecimento das pessoas versadas na técnica que existem vários mecanismos de adsorção pelos quais zeólitos, terra diatomácea e outros dessecantes podem ser utilizados na prática. Es- ses mecanismos dependem do framework químico e físico (por exem- plo, razão Si/Al em zeólitos), distribuição do tamanho dos poros, cá- tions permutados e teor de água.
[0050] Claramente, nem todos os dessecantes precedentes aten- derão a todos os critérios de uma aplicação específica, mas devem, no mínimo, ser suficientemente termotolerantes para não liberar mais de 10% da água encanada a temperaturas de pelo menos 50 oC. Além deste requisito mínimo, a pessoa versada na técnica pode selecionar um dessecante apropriado com base nas necessidades particulares das composições e métodos, nos presentes ensinamentos e no co-
nhecimento geral da técnica. B. Pós de proteína que contêm enzimas
[0051] As presentes composições e métodos são relevantes para proteínas em pó não aquosas que incluem pelo menos 1%, pelo me- nos 2%, pelo menos 3%, pelo menos 4%, pelo menos 5% ou, até mesmo, pelo menos 6% de água. A proteína em pó pode ser seca por pulverização ou processada de outro modo. Em algumas modalidades, a proteína em pó é a massa celular parcialmente seca a partir de um fermentador no qual células microbianas que produzem enzimas co- mercialmente relevantes são cultivadas. Tais micróbios são tipicamen- te bacterianos ou fúngicos, mas também podem ser mamíferos ou ve- getais. Em algumas modalidades, a proteína em pó é preparada a par- tir de concentrado ultrafiltrado (UFC) ou precipitado ou de massa celu- lar a granel. Em outras modalidades, a proteína em pó é preparada a partir de proteína purificada ou parcialmente purificada. C. Enzimas que se beneficiam do uso de dessecante
[0052] As presentes composições e métodos são aplicáveis a mui- tas enzimas diferentes. As enzimas exemplificativas incluem acil trans- ferases, α-amilases, β-amilases, arabinosidases, aril esterases, carra- genases, catalases, celobiohidrolases, celulases, condroitinases, cuti- nases, endo-β-1,4-glucanases, endo-beta-mananases, esterases, exo- mananases, galactanases, α-galactosidases, β-galactosidases, β- glucanases, glucoamilases, hemicelulases, hialuronidases, queratina- ses, lacases, lactases, ligninases, lipases, lipoxigenases, mananases, oxidases, oxidoreductases, pectato liases, pectina acetil esterases, pectinases, pentosanases, per-hidrolases, peroxidases, peroxigena- ses, fenoloxidases, fosfatases, fosfolipases, fitases, poligalacturona- ses, proteases, pululanases, reductases, ramnogalacturonases, tana- ses, transglutaminases, xilan acetil-esterases, xilanases, xiloglucana- ses, xilosidases, metaloproteases, serina-proteases adicionais e suas combinações.
[0053] Exemplos de proteases incluem, porém sem limitação, sub- tilisinas, tais como aquelas derivadas de Bacillus (por exemplo, subtili- sina, lentus, amiloliquefaciens, subtilisina Carlsberg, subtilisina 309, subtilisina 147 e subtilisina 168), incluindo variantes tal como descrito em, por exemplo, nas Patentes nos U.S. RE 34.606, 5.955.340,
5.700.676, 6.312.936, e 6.482.628, todas as quais são incorporadas ao presente documento a título de referência. Proteases adicionais in- cluem tripsina (por exemplo, de origem suína ou bovina) e a protease Fusarium descrita no documento WO 89/06270. Em algumas modali- dades, a protease é um ou mais dentre MAXATASE®, MAXACAL™, MAXAPEM™, OPTICLEAN®, OPTIMASE®, PROPERASE®, PURA- FECT®, PURAFECT® OXP, PURAMAX™, EXCELLASE™, e PURA- FAST™ (DuPont Industrial Biosciences); ALCALASE®, SAVINASE®, PRIMASE®, DURAZYM™, POLARZYME®, OVOZYME®, KAN- NASE®, LIQUANASE®, NEUTRASE®, RELASE® e ESPERASE® (Novozymes); variantes BLAP™ e BLAP™ (Henkel Komman- ditgesellschaft auf Aktien, Duesseldorf, Alemanha), e KAP (B. alka- lophilus subtilisin; Kao Corp., Tóquio, Japão). Proteases adicionais são descritas nos documentos WO95/23221, WO 92/21760, WO 09/149200, WO 09/149144, WO 09/149145, WO 11/072099, WO 10/056640, WO 10/056653, WO 11/140364, WO 12/151534, Publica- ção de Patente no U.S. 2008/0090747, e Patentes nos U.S. 5.801.039,
5.340.735, 5.500.364, 5.855.625, US RE 34.606, 5.955.340,
5.700.676, 6.312.936 e 6.482.628.
[0054] As proteases incluem metaloproteases neutras, incluindo as descritas nos documentos nos WO 07/044993 e WO 09/058661. Outras metaloproteases exemplificativas incluem nprE, a forma recombinante de metaloprotease neutra expressa em Bacillus subtilis (consultar, por exemplo, documento WO 07/044993), e PMN, a metaloprotease neu-
tra purificada de Bacillus amyloliquefacients.
[0055] Lipases incluem, porém sem limitação lipase Humicola la- nuginosa (consulte por exemplo, EP 258 068, e EP 305 216), lipase Rhizomucor miehei (Consulte por exemplo, EP 238 023), Candida li- pase, como lipase C. antarctica (por exemplo, a lipase A ou B C. an- tarctica; Consulte por exemplo, EP 214 761), Pseudomonas lipases como lipase P. alcaligenes e lipase P. pseudoalcaligenes (consulte por exemplo, EP 218 272), lipase P. cepacia (Consulte por exemplo, EP 331 376), lipase P. stutzeri (Consulte por exemplo, GB 1,372,034), lipase P. fluorescens lipase, Bacillus (por exemplo, lipase B. subtilis (Dartois et al. (1993) Biochem. Biophys. Acta 1131:253-260); lipase B. stearothermophilus (consulte por exemplo, JP 64/744992); e lipase B. pumilus (consulte por exemplo, WO 91/16422)).
[0056] As lipases adicionais incluem lipase Penicillium camembertii (Yamaguchi et al. (1991) Gene 103:61-67), lipase Geotricum candidum (Consulte, Schimada et al. (1989) J. Biochem. 106:383-388), e várias lipases Rhizopus como lipase R. delemar (Hass et al. (1991) Gene 109:117-113), uma lipase R. niveus (Kugimiya et al. (1992) Biosci. Bio- tech. Biochem. 56:716 a 719) e lipase R. oryzae. Lipases adicionais são a cutinase derivada de Pseudomonas mendocina (consultar, do- cumento WO 88/09367), e a cutinase derivada de Fusarium solani pisi (documento WO 90/09446). Várias lipases são descritas nos docu- mentos WO 11/111143, WO 10/065455, WO 11/084412, WO 10/107560, WO 11/084417, WO 11/084599, WO 11/150157 e WO 13/033318. Em algumas modalidades, a lipase é um ou mais de M1 LIPASE™, LUMA FAST™, e LIPOMAX™ (DuPont Industrial Bioscien- ces); LIPEX®, LIPOLASE® e LIPOLASE® ULTRA (Novozymes); e LI- PASE P™ "Amano" (Amano Pharmaceutical Co. Ltd., Japão).
[0057] As amilases incluem, porém sem limitação, as de origem bacteriana fúngica, ou até mesmo de origem mamífera. Inúmeras ade-
quadas são descritas nos documentos W09510603, WO9526397, WO9623874, WO9623873, WO9741213, WO9919467, WO0060060, WO0029560, WO9923211, WO9946399, WO0060058, WO0060059, WO9942567, WO0114532, WO02092797, WO0166712, WO0188107, WO0196537, WO0210355, WO9402597, WO0231124, WO9943793, WO9943794, WO2004113551, WO2005001064, WO2005003311, WO0164852, WO2006063594, WO2006066594, WO2006066596, WO2006012899, WO2008092919, WO2008000825, WO2005018336, WO2005066338, WO2009140504, WO2005019443, WO2010091221, WO2010088447, WO0134784, WO2006012902, WO2006031554, WO2006136161, WO2008101894, WO2010059413, WO2011098531, WO2011080352, WO2011080353, WO2011080354, WO2011082425, WO2011082429, WO2011076123, WO2011087836, WO2011076897, WO94183314, WO9535382, WO9909183, WO9826078, WO9902702, WO9743424, WO9929876, WO9100353, WO9605295, WO9630481, WO9710342, WO2008088493, WO2009149419, WO2009061381, WO2009100102, WO2010104675, WO2010117511, WO2010115021, WO2013184577, WO9418314, WO2008112459, WO2013063460, WO10115028, WO2009061380, WO2009100102, WO2014099523, WO2015077126A1, WO2013184577, WO2014164777, PCT/US12/70334, PCT/US13/74282, PCT/CN2013/077294, PCT/CN2013/077134, PCT/CN2013/077137, PCT/CN2013/077142, PCT/CN2012/087135, PCT/US12/62209, PCT/CN2013/084808, PCT/CN2013/084809 e PCT/US14/23458. Amilases comercialmente disponíveis incluem, porém sem limitação, uma ou mais de DU- RAMYL®, TERMAMYL®, FUNGAMYL®, STAINZYME®, STAINZYME PLUS®, STAINZYME ULTRA®, e BAN™ (Novozymes), bem como POWERASE™, RAPIDASE® e MAXAMYL® P, PREFERENZ® S100, PREFERENZ® S110, e PREFERENZ® S1000 (DuPont Industrial Biosciences).
[0058] Celulases incluem, porém sem limitação, aquelas que tem benefícios no cuidado da cor (consulte por exemplo, EP 0 495 257). Exemplos incluem celulases Humicola insolens (consultar, por exem- plo, Patente no 4.435.307) e celulases comercialmente disponíveis como CELLUZYME®, CAREZYME® (Novozymes) e KAC-500(B)™ (Kao Corporation), e PRIMAFAST® GOLD (DuPont). Em algumas mo- dalidades, as celulases são incorporadas como porções ou fragmentos de celulases de tipo selvagem ou variantes, maduras, em que uma porção do terminal N é excluída (consultar, por exemplo, Patente no U.S. 5.874.276). Celulases adequadas adicionais incluem aquelas en- contradas no documento WO2005054475, WO2005056787, Patente no U.S. 7.449.318 e Patente 7.833.773.
[0059] Mananases são descritas na Patente no U.S. nos U.S.
6.566.114, 6.602.842, 5.476, e 775, 6.440.991 e Pedido de Patente no U.S. 61/739267, todos os quais são incorporados ao presente docu- mento a título de referência. Disponíveis comercialmente incluem, po- rém sem limitação, MANNASTAR®, PURABRITE™ e MANNAWAY®.
[0060] Em algumas modalidades, peroxidases são usadas em combinação com peróxido de hidrogênio ou uma fonte do mesmo (por exemplo, um percarbonato, perborato ou persulfato) nas composições dos presentes ensinamentos, na medida do possível. Em algumas modalidades alternativas, oxidases são usadas em combinação com oxigênio. Ambos os tipos de enzimas são usados para "branqueamen- to da solução" (isto é, para impedir transferência de um corante têxtil de um pano tingido para outro pano quando os panos são lavados jun- tos em um licor de lavagem), preferencialmente junto com um agente melhorador (consultar, por exemplo, documentos WO 94/12621 e WO 95/01426). Peroxidases/oxidases adequadas incluem, porém, sem li- mitação, aquelas de origem vegetal, bacteriana ou fúngica. Mutantes química ou geneticamente modificados são incluídos em algumas mo-
dalidades.
[0061] Per-hidrolases incluem a enzima a partir de Mycobacterium smegmatis. Essa enzima, suas propriedades enzimáticas, sua estrutu- ra e inúmeras variantes e homólogos da mesma, são descritos em de- talhes nas Publicações de Pedido de Patente Internacionais WO 05/056782A e WO 08/063400A, e Publicações de Patente nos US2008145353 e US2007167344, as quais são incorporadas a título de referência. Em algumas modalidades, a per-hidrolase Mycobacte- rium smegmatis, ou homólogo, inclui a substituição S54V.
[0062] Outras per-hidrolases adequadas incluem membros da fa- mília de estearase de família de carboidratos 7 (família CE-7) descritos em, por exemplo, documentos WO2007/070609 e Publicações de Pe- dido de Patente nos U.S. 2008/0176299, 2008/176783 e 2009/0005590. Os membros da família CE-7 incluem cefalosporina C desacetilases (CAHs; EC 3.1.1,41) e acetil xilano esterases (AXEs; E.C. 3.1.1.72). Os membros da família de esterase CE-7 compartilham um motivo de assinatura conservado (Vincent et al., J. Mol. Biol., 330:593 a 606 (2003)).
[0063] Outras enzimas per-hidrolase incluem aquelas de Sinorhi- zobium meliloti, Mesorhizobium loti, Moraxella bovis, Agrobacterium tumefaciens, ou Prosthecobacter dejongeii (WO2005056782), Pseu- domonas mendocina (Patente no U.S. 5.389.536), ou Pseudomonas putida (Patentes nos U.S. 5.030.240 e 5.108.457). IV. Métodos de fusão a quente para preparação de partículas
[0064] Partículas fundidas a quente podem ser preparadas em uma variedade de maneiras, por exemplo, atomização por disco girató- rio de fusão a quente (também conhecido como atomização de copo de disco giratório), extrusão por fusão a quente, e arrefecimento por pulverização (também chamado de resfriamento por pulverização, congelamento por pulverização e prilling) a temperaturas elevadas.
(Consulte, por exemplo, Kiran L. Kadam, ed., Granulation Technology for Bioproducts, Boca Raton, CRC Press, 1991). Os grânulos podem ser, adicionalmente, revestidos pelo uso de, por exemplo, revestimento de leito fluido. V. Usos dos presentes grânulos preparados por fusão a quente e métodos para produzir os mesmos
[0065] As presentes composições e métodos oferecem aborda- gens comercialmente viáveis para estabilização de enzimas em pro- cessos de granulação por fusão a quente em que as enzimas particu- ladas são mescladas em uma composição fundida a temperaturas tão altas quanto 150 °C, ou até mesmo tão altas quanto 180 °C. Aplica- ções das partículas de fusão a quente resultante são numerosas e in- cluem uso em composições detergentes, alimentação para animais, composições alimentícias, de cuidados pessoais e agrícolas.
EXEMPLOS Exemplo 1: A estabilização de fitase na atomização por disco girató- rio de fusão a quente por meio de redução da atividade de água do ingrediente da enzima em pó por meio de pré-secagem do pó
[0066] O objetivo principal desse experimento foi investigar o efeito da atividade de água do pó de fitase, que é uma medição de água livre ou não ligada em equilíbrio com a água residual total, na estabilidade de calor de enzima na granulação com atomização por disco giratório de fusão a quente. A atividade de água inicial (aw) de pó de fitase se- cado por pulverização foi 0,147.
[0067] Os grânulos de enzimas foram produzidos pelo método de atomização por disco giratório de fusão a quente pelo uso de um disco giratório de 10 cm em uma câmara retangular. O disco foi instalado em uma altura de 4,6 m a partir da superfície de coleta. O processo de granulação envolveu misturar pó de enzimas secado por pulverização (isto é, fitase BP17; WO 2008/097619) em uma preparação fundida homogeneizada de cera de polietileno que contém carbonato de cálcio a 152 oC; e dispensar a preparação de enzima fundida sobre o disco, enquanto gira a 6.000 rpm. A duração do tempo de processamento de enzima a partir do ponto de adição para a preparação fundida até a dispensação completa sobre o disco foi menor que 2 minutos. Gotas de fusão atomizadas solidificaram em grânulos à medida que se proje- tavam para longe do disco à temperatura ambiente e foram coletadas para análise. Antes de misturar, a aw da enzima em pó original (Formu- lação B) foi ajustada ou por secagem com calor sob vácuo (Formula- ção A), umidificar em uma câmara de umidade (Formulações C e D) para valores finais de aw de 0,068, 0,147 (valor original), 0,215 ou 0,42. As misturas finais continham 20% (p/p) de enzima, 60% (p/p) de cera de polietileno catalisada com metaloceno de baixa viscosidade e não polar (LICOCENE® PE 4201; Clariant Corp.), 20% (p/p) de cera de polietileno catalisada com metaloceno de alto ponto de fusão e baixa viscosidade (LICOCENE® PE 5301; Clariant Corp.) e 20% (p/p) de carbonato de cálcio (GLC-1012; Great Lakes Calcium) em lotes de 400 g de tamanho.
[0068] A atividade de enzima dos grânulos de enzima resultantes, peneirados para selecionar por uma faixa de tamanho de 212 a 300 um, foi medida pelo uso de ensaio de Malachite-Green para medir fos- fato inorgânico (consulte, por exemplo, Hwang et al. (2015) Delivery of Formulated Industrial Enzymes with Acoustic Technology, Journal of Laboratory J Lab Automation, 1-13). O rendimento da atividade de granulação, isto é, a razão da atividade de enzima ‘medida' para a ati- vidade de enzima ‘esperada', de fitase nos grânulos é mostrado na Tabela 1 abaixo. A aw de pó de fitase foi ad
Tabela 1. Rendimento da atividade de granulação de grânulos de fi- tase Formulação aw de pó de aw de grânu- Rendimento da atividade fitase los de fitase de granulação (%) A 0,068 0,118 81,4% B 0,147 0,207 73,1% C 0,215 0,267 71,7% D 0,420 0,418 53,5%
[0069] O rendimento da atividade de granulação aumentou com a diminuição de aw do ingrediente de enzima em pó. A aw de grânulos de enzima se correlacionou bem com a aw de ingrediente de enzima em pó. Os resultados desse experimento sugerem que reduzir a atividade de água do ingrediente de enzima em pó pode ser uma abordagem viável para estabilizar a enzima em atomização por disco giratório de fusão a quente a temperaturas operacionais tão altas quanto 152 oC.
[0070] A Figura 1 mostra a correlação entre valores de aw e teor de umidificação residual (método de perda em secagem) de grânulos de fitase. Baixa aw (< 0,3) e teor de umidificação (<5%, perda em seca- gem a 105 oC) são preferidos para aplicações de peletização de ali- mentação para animais. Exemplo 2: A estabilização de fitase em atomização por disco girató- rio de fusão a quente por meio de redução da atividade de água do ingrediente de enzima ativa por pré-secagem e pré mesclagem com um dessecante
[0071] O objetivo principal desse experimento foi investigar a pré mesclagem de enzima em pó com diferentes composto baseados em aluminossilicato, incluindo zeólitos e terra diatomácea, como um méto- do preferido para reduzir a atividade de água da composição de enzi- mas para melhorar o rendimento de atividade enzimática em granula- ção com atomização por disco giratório de fusão a quente. A fórmula química dos zeólitos empregados nesse experimento, são listados na
Tabela 2. Tabela 2. Fórmula química de zeólitos testados no experimento do Exemplo 2 Nome Fórmula Química Fornecedor Zeólito (número do 0,6K2O.4Na2O.Al2O3.2SiO2.xH2O Sigma-Aldrich produto 96096) ZEOMAX® (Ca, Mg, Na2, ZeoTech Corp. K2)O.Al2O3.10SiO2.8H2O Zeólito KMI 3Na2O.3Al2O3.30SiO2.24H2O KMI Zeolite Inc.
[0072] Os grânulos de enzima foram produzidos com atomização por disco giratório de fusão a quente, como descrito no Exemplo 1. A atividade de água (aw) de pó de fitase foi 0,078-0,092 antes de mesclar com um dessecante do tipo aluminossilicato. A mescla de enzima em pó foi, em seguida, misturada em uma preparação fundida homoge- neizada de estearato de zinco que contém 10% de carbonato de cálcio (20% no caso da Formulação E) a 150 a 152 oC e dispensada sobre o disco enquanto gira a 5.800 a 6.200 rpm. Todas as misturas continham 20% (p/p) de enzima e 60% (p/p) de estearato de zinco COAD® 33 (Norac). Os componentes variáveis presentes nos 20% (p/p) restantes das misturas são mostrados na Tabela 3 abaixo. Tabela 3. Composição de grânulos de enzima produzida com atomi- zação por disco giratório de fusão a quente Formu- Dessecante % em Aditivo % em lação peso alvo peso alvo E - - - - F Zeólito da Sigma-Aldrich 10% - - (P/N 96096) G Zeotech Corp. 10% - - ZEOMAX® < 90 um H KMI Zeolite Inc. 10% - - Zeólito KMI < 90 um
Formu- Dessecante % em Aditivo % em lação peso alvo peso alvo I Minerais EP CELATOM® 10% - - MN-2 J Minerais EP 5% Minerais EP 5% CELATOM® MN-2 PRE-CO- FLOC® PB- 300M K Zeólito da Sigma-Aldrich 5% Minerais EP 5% (P/N 96096) PRE-CO- FLOC® PB- 300M L Zeólito da Sigma-Aldrich 5% Minerais EP 5% (P/N 96096) PRE-CO- FLOC® PB- 200M
[0073] A atividade enzimática dos grânulos de enzima resultantes (212 a 300 um de faixa de tamanho) foi medida como no Exemplo 1 com ensaio de Malachite-Green e o rendimento da atividade de granu- lação é mostrado na Tabela 3. Tabela 3. Rendimento da atividade de granulação dos grânulos de en- zima produzidos com atomização por disco giratório de fusão a quente Formulação aw pó de fi- aw grânulos Rendimento da atividade de tase* de fitase granulação (%) E 0,086 0,150 84,1% F 0,078 0,001 90,4% G 0,078 0,239 95,5% H 0,078 0,203 88,8% I 0,078 0,241 84,9% J 0,092 0,239 88,3% K 0,092 0,106 89,5% L 0,092 0,062 90,8% *antes de mesclar com dessecante
[0074] Composições que contêm Zeólito da Sigma-Aldrich (Tipo
3A) mostraram rendimento da atividade de granulação maior em com- paração com os preparados com Zeólito KMI ou CELATOM® MN-2 como dessecante.
Deve-se notar que aw de grânulos de enzima que contêm Zeólito de Sigma-Aldrich (Tipo 3A) foi consideravelmente infe- rior às outras composições.
Nosso experimento com mesclas secas físicas de pó de fitase e Zeólito 3A em pó mostrou uma queda rápida de aw e teor de umidificação do pó de fitase para, respectivamente, menos que 0,005 e menos que 0,3% após mesclar duas partes de en- zima com 1 parte de zeólito.
Esses valores de aw e umidificação foram mantidos quando a mescla de enzima/zeólito (2:1 p/p) foi mantida em um recipiente fechado a temperatura ambiente normal por até 7 dias (duração do experimento). Os resultados do experimento de granula- ção por fusão a quente indicaram que a redução da atividade de água do ingrediente de enzima em pó por meio de pré mesclagem do pó com um dessecante de aluminossilicato pode ser uma abordagem viá- vel para estabilizar a enzima em atomização por disco giratório de fu- são a quente em temperaturas operacionais tão altas quanto 152 oC.

Claims (26)

REIVINDICAÇÕES
1. Grânulo de enzima preparado por fusão a quente com baixa atividade de água, caracterizado pelo fato de que compreende uma mistura de uma enzima particulada em pó e um dessecante que não libera substancialmente água ligada a uma temperatura acima de 50 °C.
2. Grânulo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a mistura da enzima particulada em pó e o dessecan- te mantém uma atividade de água menor que 0,15, opcionalmente, menor que 0,10, opcionalmente menor que 0,08, opcionalmente, me- nor que 0,05, opcionalmente menor que 0,01 e, ainda opcionalmente, menor que 0,005, por um período de tempo pré-selecionado.
3. Grânulo de enzima preparado por fusão a quente com baixa atividade de água, caracterizado pelo fato de que compreende uma mistura de uma enzima particulada em pó e um dessecante que mantém uma atividade de água menor que 0,15, opcionalmente, me- nor que 0,10, opcionalmente menor que 0,08, opcionalmente, menor que 0,05, opcionalmente menor que 0,01 e, ainda opcionalmente, me- nor que 0,005, por um período de tempo pré-selecionado.
4. Composição de enzima fundida a quente, caracterizada pelo fato de que compreende uma mistura de uma enzima particulada em pó e um dessecante que mantém uma atividade de água menor que 0,15, opcionalmente, menor que 0,10, opcionalmente, menor que 0,08, opcionalmente, menor que 0,05, opcionalmente, menor que 0,01 e, ainda opcionalmente, menor que 0,005 durante um processo de granulação por fusão e, opcionalmente, por um período de tempo pós- granulação pré-selecionado.
5. Grânulo, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções precedentes, caracterizado pelo fato de que o dessecante não libera substancialmente água ligada a uma temperatura menor que
180 °C.
6. Grânulo, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções precedentes, caracterizado pelo fato de que a razão entre enzima em pó e dessecante está entre 0,1:10 (p/p) a 10:0,1 (p/p), opcional- mente, entre 0,1:5 (p/p) a 5:0,1 (p/p) e, opcionalmente, entre 0,1:1 (p/p) a 1:0,1 (p/p).
7. Grânulo, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a razão entre enzima em pó e dessecante está entre cerca de 2:1 (p/p) a 4:1 (p/p).
8. Grânulo, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções precedentes, caracterizado pelo fato de que o dessecante é uma zeólita.
9. Grânulo, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções precedentes, caracterizado pelo fato de que o dessecante é uma zeólita que tem uma razão de SiO2/Al2O3 menor que 20.
10. Grânulo, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções precedentes, caracterizado pelo fato de que o dessecante é uma zeólita com baixo teor de sílica que tem uma razão de SiO2/Al2O3 me- nor que 4.
11. Grânulo, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o dessecante é uma zeólita com teor de sílica de baixo a intermediário que tem uma razão de SiO2/Al2O3 entre 4 e 10.
12. Grânulo, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o dessecante é uma zeólita com teor de sílica intermediário a alto que tem uma razão de SiO2/Al2O3 entre 10 e 20.
13. Grânulo, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções precedentes, caracterizado pelo fato de que o dessecante é uma zeólita com poros menores que 1,0 nm, opcionalmente, menor que
0,75 nm, opcionalmente, menor que 0,60 nm e, opcionalmente, menor que 0,40 nm.
14. Grânulo, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções precedentes, caracterizado pelo fato de que o dessecante é uma zeólita ativada, que é desidratado em até pelo menos 5% de seu teor de água original, opcionalmente, pelo menos 50% de seu teor de água original e, opcionalmente, pelo menos 95% de seu teor de água origi- nal.
15. Grânulo, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o dessecante é uma terra diatomácea (DE).
16. Grânulo, de acordo com a reivindicação 15, caracteri- zado pelo fato de que o dessecante é uma terra diatomácea (DE) com uma capacidade de absorção de água de pelo menos 140 g de água por 100 g de DE à temperatura ambiente, opcionalmente, pelo menos 180 g de água por 100 g de DE à temperatura ambiente e, opcional- mente, pelo menos 200 g de água por 100 g de DE à temperatura am- biente.
17. Grânulo, de acordo com a reivindicação 15 ou 16, ca- racterizado pelo fato de que o dessecante tem uma capacidade de ab- sorção de água de pelo menos 20 g de água por 100 g de dessecante a 50 °C.
18. Grânulo, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende, ainda, um indicador de saturação colorido.
19. Grânulo, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções precedentes, caracterizado pelo fato de que o período de tempo pré-selecionado é de pelo menos 5 minutos, pelo menos 15 minutos, pelo menos 1 hora, pelo menos 12 horas, pelo menos 24 horas, pelo menos 48 horas ou mais.
20. Detergente, ração para animal, alimento, composição para cuidados pessoais ou agrícola, caracterizado pelo fato de que compreende o grânulo, como definido em qualquer uma das reivindi- cações 1 a 19.
21. Método para reduzir a degradação e/ou desativação mediada por água de uma enzima em grânulo preparado por fusão a quente que compreende um pó contendo enzima particulado, caracte- rizado pelo fato de que o método compreende adicionar, à enzima em pó antes da granulação, um dessecante selecionado para não liberar substancialmente água ligada a uma temperatura acima de 50 °C para produzir uma mistura de enzima particulada que tem, antes da granu- lação, uma atividade de água menor que 0,3.
22. Método, de acordo com a reivindicação 21, caracteriza- do pelo fato de que a atividade de água da mistura de enzima particu- lada antes da granulação é menor que 0,15, opcionalmente, menor que 0,10, opcionalmente, menor que 0,08, opcionalmente, menor que 0,05, opcionalmente, menor que 0,01 e, ainda opcionalmente, menor que 0,005.
23. Método, de acordo com a reivindicação 21 ou 22, carac- terizado pelo fato de que o dessecante não libera substancialmente água ligada a uma temperatura menor que 180 °C.
24. Método, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 21 a 23, caracterizado pelo fato de que o dessecante é uma zeó- lita.
25. Método, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 21 a 23, caracterizado pelo fato de que o dessecante é uma terra diatomácea.
26. Método, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 21 a 25, caracterizado pelo fato de que ainda incorpora os recur- sos, como definidos em qualquer uma das reivindicações 1 a 20.
BR112020012584-9A 2017-12-21 2018-11-19 grânulos fundidos a quente contendo enzima que compreendem um dessecante termotolerante BR112020012584A2 (pt)

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