CA2166602A1

CA2166602A1 - Process for preparing microorganism-containing biocatalysts; biocatalysts thus obtained

Info

Publication number: CA2166602A1
Application number: CA002166602A
Authority: CA
Inventors: Michel Petitjean; Jean-Pierre Remy
Original assignee: Individual
Current assignee: INSTITUT OENOLOGIQUE DE CHAMPAGNE
Priority date: 1993-07-06
Filing date: 1994-07-06
Publication date: 1995-01-19
Also published as: EP0707643A1; FR2708281A1; ZA944894B; HU9503844D0; AU7259394A; WO1995002047A1; FR2708281B1; BR9406920A

Abstract

The invention pertains to a process for coating particles of active microorganisms with a dry matter content higher than about 30 %, advantageously higher than 50 %, and for drying said particles to eliminate the moisture content so as to obtain biocatalysts with a dry matter content higher than about 90 % and even higher than 96 %.

Description

WO9S/02047 2 ~ 2 PCT/FR94/00834 .

PROCEDE D'OBTENTION DE BIOCATALYSEURS RENFERMANT
DES MICROORGANISMES ET BIOCATALYSEURS OBTENUS

L'invention concerne un procédé d'obtention de biocatalyseurs dans lesquels un noyau renfermant des microorganismes est revêtu d'un enrobage de composé
gélifiable et/ou réticulable.
On sait que des biocatalyseurs de ce type peuvent servir à l'élaboration de boissons fermentées telles que le vin et la bière. On a également proposé
leur utilisation pour la fabrication de yaourts et fromages.
De nombreux travaux ont ainsi porté sur des biocatalyseurs dans lesquels les microorganismes sont immobilisés dans un gel, le plus géneralement dans un alginate, avec ou sans enrobage extérieur.
Les techniques le plus généralement proposées conduisent à des taux élevés d'eau d'inclusion qu'il convient d'Pl~ m; ner pour assurer la conservation du produit.
Le séchage de ces biocatal~seurs s'avère toutefois complexe étant donné que l'eau incluse dans le polymère nécessite des températures élevées associées à
des temps de séchage importants, ce qui altere l'activité
des microorganismes.
Des produits dits secs ont également été
rapportés, mais leur conservation ne peut être assurée de manière satisfaisante au-delà de 4C. De plus certains doivent subir une étape de réhydratation et de r~acclimatation des microorganismes indispensable pour la mise en oeuvre de ces biocatalyseurs ce qui constitue une contrainte à leur utilisation.

W095/02047 PCTtFR94/00834 ~6~2 Les recherches des inventeurs dans ce domaine les ont amenés à développer un procédé permettant d'obtenir des biocatalyseurs ayant un taux de matières sèches supérieur à 9O % et même à 96 %, assurant une conservation sur une longue durée à température ambiante, avec maintien de l'activité des microorganismes qu'ils renferment.
L'invention a donc pour but de fournir un procéde de préparation de biocatalyseurs à teneur élevée en matières sèches actives, exploitable à l'~chelle industrielle.
Elle vise également à fournir des biocatalyseurs sous forme sèche pouvant etre conservés sur de longues périodes à température ambiante et utilisables sans réhydratation préalable.
Le procédé de fabrication de biocatalyseurs de l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend l'enrobage de particules dont la t~nellr en matières sèches est supérieure à 30 % environ, renfermant des microorganismes actifs, et leur séchage de manière à
obtenir un taux d'humidité résiduelle n'excédant pas environ lO ~, avantageusement 4 %.
On notera que le terme particule tel qu'utilisé
dans la description et les revendications désigne aussi bien des granulés, pellets, sphérules, billes, c'est-à-dire tout agglomérat de microorganismes.
La teneur élevée en matières sèches des particules mises en oeuvre dans l'étape d'enrobage, qui est avantageusement supérieure à 50 %, favorise le séchage ultérieur des particules enrobées et permet d'atteindre aisément des teneurs de l'ordre de 90 à 96 en matières sèches, tout en maintenant un taux de survie de pratiquement lOO ~ des microorganismes. Ce taux de survie est contralable après libération des microorganismes par comptage sur un milieu adapté en WO9S / 02047 2 ~ 2 PCT / FR94 / 00834 .

PROCESS FOR OBTAINING BIOCATALYSTS CONTAINING
MICROORGANISMS AND BIOCATALYSTS OBTAINED

The invention relates to a method for obtaining biocatalysts in which a nucleus containing microorganism is coated with a compound coating gelable and / or crosslinkable.
We know that biocatalysts of this type can be used to make fermented drinks such as wine and beer. We also proposed their use for making yogurts and cheeses.
Many works have thus focused on biocatalysts in which the microorganisms are immobilized in a gel, most generally in a alginate, with or without external coating.
The most generally proposed techniques lead to high inclusion water rates it agrees to Pl ~ m; ner to ensure the conservation of product.
The drying of these biocatalysts turns out however complex since the water included in the polymer requires high temperatures associated with significant drying times, which alters activity microorganisms.
So-called dry products have also been reported, but their conservation cannot be guaranteed satisfactorily beyond 4C. In addition some must undergo a rehydration and r ~ acclimatization of microorganisms essential for implementation of these biocatalysts which constitutes a constrained to their use.

W095 / 02047 PCTtFR94 / 00834 ~ 6 ~ 2 The inventors' research in this area led them to develop a process allowing to obtain biocatalysts with a material content dry over 90% and even 96%, ensuring long-term storage at room temperature, with maintenance of the activity of the microorganisms they contain.
The object of the invention is therefore to provide a high content biocatalyst preparation process in active dry matter, usable at scale industrial.
It also aims to provide biocatalysts in dry form which can be stored for long periods at room temperature and usable without prior rehydration.
The manufacturing process for biocatalysts the invention is characterized in that it comprises the coating of particles including t ~ nellr in materials dry is greater than about 30%, containing active microorganisms, and their drying so as to obtain a residual humidity level not exceeding about 10 ~, advantageously 4%.
Note that the term particle as used in the description and claims also means many granules, pellets, spherules, beads, that is say any agglomerate of microorganisms.
The high dry matter content of particles used in the coating step, which is advantageously greater than 50%, promotes subsequent drying of the coated particles and allows easily reach contents of the order of 90 to 96 dry matter, while maintaining a survival rate of practically 100 ~ of microorganisms. This rate of survival is controllable after release of microorganisms by counting on a suitable medium in

2 1 6 6 6 ~ 2 PCT/FRg4/00834 boîte de Pétri ou, pour les levures, par observation microscopique de la décoloration du bleu de méthylène.
Ce procédé est plus spécialement caractérisé en ce que les dites particules sont élaborées à partir de préparations de microorganismes dont la teneur en matières sèches est telle que ces préparations sont extrudables.
Il s'agit en particulier de préparations obtenues par concentration à partir de culture de ces microorganismes, par exemple par centrifugation et/ou filtration et/ou pressage.
Les particules utilisées dans l'étape d'enrobage renferment avantageusement, en plus des microorganismes, des composés capables d'augmenter la teneur en matières sèches du noyau destiné à être enrobé.
Compte tenu des applications visées, ces composés sont choisis plus spécialement parmi les produits acceptables dans l'industrie agro-alimentaire et en particulier dans les procédés de fermentation.
A titre d'exemple, on citera la bentonite, le kaolin, la silice, la cellulose ou encore des extraits cellulaires provenant de membranes et parois cellulaires.
D'autres additifs avantageux correspondent à
des liants ou lubrifiants.
Ces produits sont choisis de manière à
favoriser l'intégrité des microorganismes pendant l'extrusion. Parmi les produits acceptables dans l'industrie agro-alimentaire, on citera les carraghénates, la gélatine et l'ovalbumine.
La mise en oeuvre dans le procédé de l'invention de particules comportant les additifs mentionnés ci-dessus permet de porter leur taux de matières sèches au moins à 35 à 5~ ~ environ et de faciliter l'extrusion.
On notera que, de manière originale, dans ces particules, les microorganismes actifs sont en mélange à
-W095/02047 PCT/FRg4/00834 2 1 ~ 2 faible taux d'humidité, c~est-à-dire qu'à la différence de nombreux modes de réalisation de l'art antérieur, ils ne sont pas immobilisés dans un gel ou autre milieu à
teneur en eau élevée.
Selon une disposition préférée du procédé de l'invention, utilisée le cas échéant avec au moins l'une de celles qui précèdent, on utilise des particules telles qu'obtenues par extrusion.
L'étape d'extrusion est réalisée de manière à
obtenir des particules ayant une taille donnant une surface d'échange satisfaisante pour les applications envisagées.
Des dimensions de pellets appropriées correspondent à des diamètres de 0,5 à 3 mm.
En variante, les particules de microorganismes avec le cas ~ch~nt les additifs mentionnés plus haut sont obtenus par la techni~ue de rotor granulation.
Pour faciliter l'enrobage de ces particules, on a recours de préférence à une étape de sphéronisation au cours de laquelle il est également possible de soumettre les particules à une phase de pré-séchage.
On utilise par exemple un sphéronisateur comportant un plateau gaufré tournant, le séchage est réalisé après l'étape de sphéronisation. En variante, l'établissement d'un lit fluidisé dans le sphéronisateur permet de réaliser en même temps le séchage des particules.
Pour le séchage, on applique plus spécialement des températures de 40-50C afin de conférer une température d'environ 30C aux particules à la sortie, ce qui permet d'éviter toute altération des cellules.
Pour l'enrobage, on a recours à un produit gélifiable et/ou reticulable de faible viscosité, c'est-à-dire pulvérisable par buses de manière à créer une couche régulière autour de la particule renfermant les microorganismes et le cas échéant les additifs mentionnés WO9S/02047 ~16 ~ ~ 0 2 PCT/FR94/00834 plus haut. Des viscosités appropriées sont inférieures à
200 x 10-3 Pa.s environ et not~mm~nt de l'ordre de 5 à 10 10-3 Pa.s.
Comme produits de ce type, on citera les alginates, carrhagénates, pectates, agar.
L'enrobage des particules est réalisé, de manière préférée, par pulvérisation dudit produit, selon la technique appelée spray-coating, sur les particules avantageusement pré-s~h~s.
Les particules sont mises en suspension dans un courant d'air chaud alors que la solution d'enrobage est vaporisée. Le passage à plusieurs reprises dans le cycle d'enrobage permet de recouvrir uniformément la surface des particules.
La température et le débit de l'air, ainsi que le débit et la pression de pulvérisation sont choisis de manière à former une couche homogène et à éviter la formation d'écailles.
Si nécessaire, les produits pulvérisés sont soumis à un durcissement ou à une réticulation afin d'assurer l'intégrité mécanique des biocatalyseurs formés et d'éviter le relargage des microorganismes. On procède avantageusement selon les techniques habituelles, le plus généralement par voie physique ou par voie chimique.
Par exemple, dans le cas d'enrobage avec un cornposé réticulable, on plonge les sphérules de biocatalyseur dans un bain contenant l'agent réticulant.
Ces particules enrobées sont soumises à une étape de séchage. Cette étape est réalisée en lit fluidisé.
Elle permet d'obtenir des biocatalyseurs dont la teneur en matières sèches finales est supérieure à
environ 90 % et peut même dépasser 95 ~.
Dans le cas d'un enrobage avec un composé
gélifiable, les particules sont soumises à un séchage prealable jusqu'à l'obtention d'une humidité finale de 6 21~6~2 ` ~

à 4 % environ. Ces particules sont ensuite enrobées dans un courant d'air froid en lit fluidisé.
Le procédé de l'invention convient particu-lièrement pour l'enrobage de microorganismes tels que levures, bactéries, moisissures.
Comme levures, on citera le genre ~r~h~ro~yce~
et en particuler ~ h~ro~y~.~ c~r~.v; ~
Les bactéries utilisables pour l'élaboration des biocatalyseurs définis ci-dessus comprennent les genres r~rtoh~c;~ et ~trepto~n~rl~ et en particulier T~ctoh~ r.~; et ~treptoco~~ ;~, Les moisissures utilisables comprennent le genre A.~p~r~; 1 1 I~S
et, en particulier, ~perg;ll l~S n;ger.
La mise en oeuvre des dispositions de l'invention permet d'obtenir des biocatalyseurs dans les~uels les microorganismes conservent une exc~llente viabilité au cours du temps, à température ambiante, comme l'attestent les contrôles effectués selon les techniques évoquées plus haut.
Ces biocatalyseurs sont utilisables directement sans étape de réhydratation. En tant que nouveaux produits, ils font également partie de l'invention. Ils sont plus spécialement caractérisés en ce qu'ils comprennent un noyau de microorganismes actifs, le cas échéant additionnés de charges et/ou de liants comme indiqué ci-dessus, enrobés d'une couche externe de composé gélifiable et/ou réticulable, et que leur taux de matières sèches est supérieur à environ 9O %.
Ces biocatalyseurs se présentent sous forme de billes ou pellets de 0,5 à 3 mm de diamètre environ.
Afin d'illustrer l'invention, on rapporte ci-après des exemples de préparation de biocatalyseurs renfermant des levures recouvertes d'alginate.
~xe~ple 1 : Fabrication de biocatalyseur renfermant ~.cerev;~e enrobée d'un agent réticulant.

W095/02047 216 ~ ~ ~ 2 PCT/FR94/00834 .

Le procédé de fabrication mis en oeuvre comporte les étapes suivantes :
- la production et concentration des micro-organismes, - le mélange avec le liant et les charges de la pr~paration concentrée obtenue - l'extrusion du mélange pour former des particules, - la sphéronisation des particules, - le pré-séchage, - l'enrobage, - la gélification et le lavage des billes, - le séchage en lit fluidisé et le conditionnement.

1) Prép~rRt;on et concentr~t;on ~e l~ levllre oenolo~;qt~e On opère selon un procédé similaire à la préparation d'une levure de panification. On réalise une culture de levures dans un fermenteur régulé et contrôlé
par ordinateur selon le modèle feed batch avec apport contrôlé en azote et en phosphore. Le rendement est compris entre 30 et 40 g de matière sèche par litre, le taux d'azote est compris entre 6,5 et 7,5 % et le taux de phosphore de 2 à 3 ~. La levure est récupérée par filtration (filtre rotatif sous vide VELOR modèle FIV 1).
La teneur en matières sèches est de 24 à 30 ~.
2) Pr~,p~r~t;on ~e~ p~rt;cllle~ Ol~ h;ll~
On mélange la préparation de levure obtenue avec les produits de charges et le liant à très forte concentration, de manière à obtenir un mélange final de 40 à 50 % de matières sèches (formule de base).
Le mélange est réalisé dans un mélangeur malaxeur durant 20 à 30 min.
L'extrusion est ensuite réalisée à l'aide d'un extrudeur (ALEXANDER WERK S12 M70R) par passage à travers un cylindre couvert d'orifices de 1 mm de diamètre, la vitesse d'extrusion est fixée à 375 tr/min.

W095/02047 ~ PCT/FR94/00834 2 1 ~ 2 ~

Les pellets obtenus sont sphéronisés sur un plateau gaufré, par exemple par passage dans un sphéronisateur KALEVAR modèle 15 durant 2 à 20 min ~ 800 tr/min. 2 1 6 6 6 ~ 2 PCT / FRg4 / 00834 petri dish or, for yeast, by observation microscopic discoloration of methylene blue.
This process is more particularly characterized in what these so-called particles are made from preparations of microorganisms, the content of which dry matter is such that these preparations are extrudable.
These are in particular preparations obtained by concentration from culture of these microorganisms, for example by centrifugation and / or filtration and / or pressing.
The particles used in the step of coating advantageously contain, in addition to microorganisms, compounds capable of increasing the dry matter content of the core intended to be coated.
Given the intended applications, these compounds are chosen more especially from products acceptable in the food industry and especially in fermentation processes.
By way of example, mention may be made of bentonite, kaolin, silica, cellulose or extracts cells from cell membranes and walls.
Other advantageous additives correspond to binders or lubricants.
These products are chosen so as to promote the integrity of microorganisms during extrusion. Among the acceptable products in the food industry, we will mention carrageenans, gelatin and ovalbumin.
The implementation in the process of the invention of particles comprising the additives mentioned above allows to bring their rate of dry matter at least about 35 to 5 ~ ~ and facilitate extrusion.
Note that, in an original way, in these particles, the active microorganisms are mixed with -W095 / 02047 PCT / FRg4 / 00834 2 1 ~ 2 low humidity, that is to say unlike many embodiments of the prior art, they are not immobilized in a gel or other medium to high water content.
According to a preferred arrangement of the the invention, used where appropriate with at least one of the above, particles such as than obtained by extrusion.
The extrusion step is carried out so as to obtain particles having a size giving a satisfactory exchange surface for applications considered.
Appropriate pellet dimensions correspond to diameters from 0.5 to 3 mm.
Alternatively, the particles of microorganisms with the case ~ ch ~ nt the additives mentioned above are obtained by the techni ~ ue granulation rotor.
To facilitate the coating of these particles, we preferably uses a spheronization step at during which it is also possible to submit the particles in a pre-drying phase.
We use for example a spheronizer with a rotating embossed tray, drying is performed after the spheronization step. Alternatively, establishment of a fluidized bed in the spheroniser allows drying of particles.
For drying, we apply more specially temperatures of 40-50C to provide particle temperature of around 30C at the outlet, which helps prevent cell damage.
For the coating, a product is used gelable and / or crosslinkable of low viscosity, i.e. sprayable by nozzles so as to create a regular layer around the particle containing the microorganisms and where appropriate the additives mentioned WO9S / 02047 ~ 16 ~ ~ 0 2 PCT / FR94 / 00834 upper. Appropriate viscosities are less than 200 x 10-3 Pa.s approximately and not ~ mm ~ nt of the order of 5 to 10 10-3 Pa.s.
As products of this type, mention will be made of alginates, carrageenans, pectates, agar.
The particles are coated, preferably by spraying said product, according to the technique called spray-coating, on the particles advantageously pre-s ~ h ~ s.
The particles are suspended in a current of hot air while the coating solution is vaporized. The passage several times in the cycle coating allows to uniformly cover the surface particles.
Air temperature and flow, as well as spray rate and pressure are selected from so as to form a homogeneous layer and avoid formation of scales.
If necessary, the sprayed products are subjected to hardening or crosslinking so ensure the mechanical integrity of the biocatalysts trained and avoid the release of microorganisms. We proceed advantageously according to the usual techniques, the most usually physically or chemically.
For example, in the case of coating with a crosslinkable, the spherules of biocatalyst in a bath containing the crosslinking agent.
These coated particles are subjected to a drying step. This step is carried out in bed fluidized.
It makes it possible to obtain biocatalysts including the final dry matter content is greater than about 90% and can even exceed 95 ~.
In the case of coating with a compound gellable, the particles are subjected to drying prior to obtaining a final humidity of 6 21 ~ 6 ~ 2 `~

at around 4%. These particles are then coated in a stream of cold air in a fluidized bed.
The process of the invention is particularly suitable especially for coating microorganisms such as yeasts, bacteria, molds.
As yeasts, the genus ~ r ~ h ~ ro ~ yce ~
and in particular ~ h ~ ro ~ y ~. ~ c ~ r ~ .v; ~
Bacteria usable for processing biocatalysts defined above include the genres r ~ rtoh ~ c; ~ and ~ trepto ~ n ~ rl ~ and in particular T ~ ctoh ~ r. ~; and ~ treptoco ~~; ~, Les usable molds include the genus A. ~ p ~ r ~; 1 1 I ~ S
and, in particular, ~ perg; ll l ~ S n; ger.
The implementation of the provisions of the invention makes it possible to obtain biocatalysts in ~ uels microorganisms retain exc ~ llente viability over time, at room temperature, as evidenced by the controls carried out according to techniques mentioned above.
These biocatalysts can be used directly without rehydration step. As new products, they are also part of the invention. They are more particularly characterized in that they include a nucleus of active microorganisms, if where applicable, fillers and / or binders such as indicated above, coated with an outer layer of gelling and / or crosslinkable compound, and that their rate of dry matter is greater than about 9O%.
These biocatalysts are in the form of beads or pellets approximately 0.5 to 3 mm in diameter.
In order to illustrate the invention, the following is reported:
after examples of biocatalyst preparation containing yeasts coated with alginate.
~ xe ~ ple 1: Manufacturing of biocatalyst containing ~ .cerev; ~ e coated with a crosslinking agent.

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The manufacturing process implemented involves the following steps:
- production and concentration of microorganisms, - mixing with the binder and the fillers of the pr ~ concentrated preparation obtained - extruding the mixture to form particles, - spheronization of particles, - pre-drying, - the coating, - gelling and washing the beads, - drying in a fluidized bed and packaging.

1) Prép ~ rRt; on and concentr ~ t; on ~ el ~ levllre oenolo ~; qt ~ e We operate according to a process similar to the baking yeast preparation. We realize a culture of yeasts in a regulated and controlled fermenter by computer according to the feed batch model with input controlled in nitrogen and phosphorus. The yield is between 30 and 40 g of dry matter per liter, the nitrogen level is between 6.5 and 7.5% and the rate of phosphorus from 2 to 3 ~. The yeast is recovered by filtration (rotary VELOR vacuum filter model FIV 1).
The dry matter content is 24 to 30 ~.
2) Pr ~, p ~ r ~ t; on ~ e ~ p ~ rt; cllle ~ Ol ~ h; ll ~
The yeast preparation obtained is mixed with the charge products and the very strong binder concentration, so as to obtain a final mixture of 40 to 50% dry matter (basic formula).
The mixing is carried out in a mixer mixer for 20 to 30 min.
The extrusion is then carried out using a extruder (ALEXANDER WERK S12 M70R) by passage through a cylinder covered with orifices 1 mm in diameter, the extrusion speed is fixed at 375 rpm.

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The pellets obtained are spheronized on a embossed tray, for example by passing through a KALEVAR model 15 spheroniser for 2 to 20 min ~ 800 rpm

3) Pr~séch~ge Les granules obtenus sont pré-séchés sur un lit d'air fluidisé Niro aéromatic MplR équipé d'un dispositif de pulvérisation. 1 kg de produit granuleux est disposé
sur une plaque perforée, un courant d'air chaud traverse ce support de bas en haut avec un débit tel que le produit soit fluidisé.
La durée de ce pré-séchage est de 10 à 40 min.
Celui-ci est uniforme grâce à la grande surface de contact air/produit et à l'agitation intense.
Les températures de l'air ~ l'entrée les plus adéquates se situent entre 40 et 50C. Il est important que les levures soient maintenues à une température aussi basse que possible, à savoir de 25 à 33C.
Une teneur en eau résiduelle de 35 à 8 % peut être atteinte dans les granules de micro-organismes après un temps de séjour dans le lit fluidisé allant à 40 min.
Le taux de survie après séchage est proche de 100 %. 3) Pre-drying The granules obtained are pre-dried on a bed Niro aeromatic MplR fluidized air system spray. 1 kg of granular product is placed on a perforated plate, a current of hot air crosses this support from bottom to top with a flow such as the product is fluidized.
The duration of this pre-drying is 10 to 40 min.
This is uniform thanks to the large surface of air / product contact and intense agitation.
Air temperatures ~ most adequate are between 40 and 50C. It is important that the yeasts are kept at a temperature also as low as possible, i.e. 25 to 33C.
A residual water content of 35 to 8% can be reached in the granules of microorganisms after a residence time in the fluidized bed ranging to 40 min.
The survival rate after drying is close to 100%.

4) ~nroh~e On réalise une couche externe par enrobage en lit fluidisé des granules pré-séchés de microorga~icme~
ce qui permet d'augmenter la résistance mécanique des granules et éviter le relargage de micro-organismes pendant l'utilisation des granules.
L'enrobage en lit fluidisé est effectué par pulvérisation (spray coating) sur les granules mis en suspension dans un courant d'air chaud ascendant. Une solution d'enrobage est alors vaporisée par une buse.
Comme solution de polymère, on utilise par exemple un alginate de faible viscosité de 5 a 15 % de matières sèches.

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Les particules passent plusieurs fois par minute dans le cycle d'enrobage, ce qui permet selon l'invention une répartition uniforme de la solution d'enrobage à leur surface.

Les conditions d'enrobage sont les suivantes :

Température de l'air à l'entrée................. 25 à 45C
Température de l'air à la sortie................ 20 à 32C
Débit de pulvérisation....................... 8 à 15 g/min Pression de pulvérisation................. 0,5 à 2 x 105Pa Débit de l'air en mm d'eau.............. 70 à 200 mm d'eau Viscosité............................ 50 - 100 x 10-3 Pa.s Temps d'enrobage.................................. 1 à 2 h Les particules enrobées en lit fluidisé sont ensuite trempées dans une solution de CaCl2 à 30 g/l. La réticulation est amorcée i mm~.~; atement et après 60 minutes de contact, les particules incluant les cellules de micro-organismes sont rincées à l'eau courante. 4) ~ nroh ~ e An outer layer is made by coating in fluidized bed of pre-dried microorga granules ~ icme ~
which increases the mechanical resistance of granules and avoid the release of microorganisms while using the granules.
The fluidized bed coating is carried out by spray coating on the granules put in suspension in a rising hot air stream. A
coating solution is then sprayed through a nozzle.
As the polymer solution, example an alginate of low viscosity of 5 to 15% of dry matter.

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The particles pass several times through minute in the coating cycle, which allows according to the invention a uniform distribution of the solution coating on their surface.

The coating conditions are as follows:

Air temperature at the inlet ................. 25 to 45C
Air temperature at the outlet ................ 20 to 32C
Spray rate ....................... 8 to 15 g / min Spray pressure ................. 0.5 to 2 x 105Pa Air flow in mm of water .............. 70 to 200 mm of water Viscosity ............................ 50 - 100 x 10-3 Pa.s Coating time .................................. 1 to 2 h The particles coated in a fluidized bed are then soaked in a CaCl2 solution at 30 g / l. The crosslinking is initiated i mm ~. ~; atement and after 60 minutes of contact, particles including cells microorganisms are rinsed under running water.

5) ~r.~g~.
Les billes lavées sont égouttées, puis s~rhép~
dans un lit fluidisé type NIR0 aéromatic MPlR jusqu'à 40 à 50 % de matières sèches.
Le séchage est effectué à une température d'entrée d'air programmable de 30 à 50C et à un débit d'air qui correspond à une perte de charge de 150 mm d'eau.
L'humidité finale n'excède pas 3 à 8 % après 45 min de séchage.
Ces billes sèches actives peuvent être conservées sur de longues périodes de temps, à
température ambiante. Le contrôle de la viabilité des microorganismes montre un maintien de leur activité à
pratiquement 100 %.

WO9~/02047 ~1 6 66 ~2 PCT/FR94/00834 .

Ces billes sont utilisables telles quelles sans rehydratation et sans nécessité de réacclimater les microorganismes.
~X~nU~
On rapporte dans le tableau qui suit des formules de base de biocatalyseurs élaborés selon le procédé de l'invention.

E~ LeYures Cva~u Car~h Slll~ Caliu~ K~olin Pa~ Sph~n aJglnate 30fiMS rnlne enane caDuI~Isatlon enrobage 1 5%MS
q ~ a g a q q mn a 7ûO 450 ~ 4~0 t26 4 800 33,'0 MS
7~ 2_0 ~o 1~ 13 750 r~ 7G0 37~ 2~a 3 0 15 8~0 400 5~0 ~ 9 g40 28%M~q Les propriétés évoquées ci-dessus des biocatalyseurs les rendent particulièrement appropries pour l'éla~oration de boissons fermentées ou la fabrication de yaourts et de fromages.
Ils sont ainsi d'une grande utilité dans le procédé de prise de mousse selon la méthode champenoise.
Dans la méthode champenoise traditionnelle, la prise de mousse s'effectue dans la bouteille. Les levures qui assurent la seconde fermentation alcooli~ue sont ajoutées au vin de base sucré au moment du tirage à la concentration de 1-1,5 millions de cellules par millilitre.
Ces lewres ~orment un dépôt par sédimentation.
L'opératio~ de remuage qui consiste à
rassembler ce depot dans le col de la ~outeille nécessite un investissement important en matériel, place, temps e~
manipulation.
L'utilisation dès biocatalyseurs de l'invention permet de simplifier ces opérations.

21~'6'~

On utilise ces derniers, conservés à
température ambiante, en sachet, sous vide ou atmosphère contrôlée.
Un exemple d'application est donné ci-après.
~pl~ 3 :
Un gramme de biocatalyseurs préparés selon l'exemple 1 est introduit, sans réhydratation~préalable, dans une bouteille contenant un vin filtré sucré à 24 grammes par litre environ.
L'utilisation des billes sans réhydratation permet leur distribution dans la bouteille par une doseuse de type volumétrique adaptable sur la plupart des groupes d'embouteillage.
Après le tirage, la bouteille est placée sur lattes. La prise de mousse s'effectue dans des conditions de température et avec des cinétiques de fermentation équivalentes à un tirage en levure libre.
Pour le dégorgement, les billes de levures, plus denses que le vin, sont rassemblées dans le col, en moins d'une minute, en passant simplement la bouteille de la position horizontale à la position verticale, col en bas, dite "sur pointe".
D'une maniere avantageuse, la limpidité des vins est préservée, compte tenu des caractéristiques des billes de l'invention. 5) ~ r. ~ G ~.
The washed beads are drained, then s ~ rhép ~
in a NIR0 aeromatic MPlR fluidized bed up to 40 50% dry matter.
Drying is carried out at a temperature programmable air inlet from 30 to 50C and at a flow rate of air which corresponds to a pressure drop of 150 mm of water.
Final humidity does not exceed 3 to 8% after 45 min of drying.
These active dry beads can be kept for long periods of time, at ambient temperature. Checking the viability of microorganisms show maintenance of their activity at practically 100%.

WO9 ~ / 02047 ~ 1 6 66 ~ 2 PCT / FR94 / 00834 .

These balls can be used as is without rehydration and without the need to re-acclimatize microorganisms.
~ X ~ nU ~
The following table reports basic formulas of biocatalysts developed according to method of the invention.

E ~ LeYures Cva ~ u Car ~ h Slll ~ Caliu ~ K ~ olin Pa ~ Sph ~ n aJglnate 30fiMS rnlne enane caDuI ~ Isatlon coating 1 5% DM
q ~ agaqq mn a 7ûO 450 ~ 4 ~ 0 t26 4,800 33, '0 MS
7 ~ 2_0 ~ o 1 ~ 13,750 r ~ 7G0 37 ~ 2 ~ a 3 0 15 8 ~ 0 400 5 ~ 0 ~ 9 g40 28% M ~ q The properties mentioned above of biocatalysts make them particularly suitable for ela ~ oration of fermented drinks or manufacture of yogurts and cheeses.
They are thus very useful in the foam-making process according to the Champagne method.
In the traditional Champagne method, the foaming takes place in the bottle. Yeasts which ensure the second alcoholic fermentation ~ ue are added to the sweet base wine at the time of the concentration of 1-1.5 million cells per milliliter.
These lewres ~ form a sedimentation deposit.
The riddling operation which consists of collect this deposit in the neck of the tool requires a significant investment in equipment, place, time e ~
handling.
The use of biocatalysts of the invention allows to simplify these operations.

21 ~ '6' ~

We use these, kept at room temperature, in sachet, vacuum or atmosphere controlled.
An example of application is given below.
~ pl ~ 3:
One gram of biocatalysts prepared according to Example 1 is introduced, without prior rehydration, in a bottle containing a filtered sweet wine at 24 grams per liter approximately.
The use of beads without rehydration allows their distribution in the bottle by a volumetric type dosing machine adaptable to most bottling groups.
After the draw, the bottle is placed on slats. The foam is taken under conditions of temperature and with fermentation kinetics equivalent to a free yeast draft.
For disgorgement, the yeast balls, denser than wine, are gathered in the neck, in less than a minute, just passing the bottle of horizontal position to vertical position, collar low, called "sur pointe".
Advantageously, the clarity of wines is preserved, taking into account the characteristics of balls of the invention.

Claims

1. Process for the manufacture of biocatalysts in which a core containing microorganisms is coated with a compound coating gellable and/or crosslinkable, characterized in that the coating is carried out on particles whose content in dry matter is greater than approximately 30%, containing active microorganisms, the particles coated being dried so as to obtain a rate residual humidity not exceeding approximately 10%, advantageously 4%, while preserving the viability of the microorganisms.

2. Method according to claim 1 characterized in that the dry matter content of the particles is greater than 50%.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that said particles are produced from preparations of microorganisms whose dry matter content is such that these preparations are extrudable.

4. Method according to claim 3, characterized in that these preparations of microorganisms are obtained by concentration, for example by centrifugation and/or filtration and/or pressing from culture of microorganisms.

5. Method according to one of claims 3 or 4, characterized in that said particles contain, in addition to microorganisms, compounds capable to increase the dry matter content of the kernel intended to be coated, in particular acceptable products in the food industry such as bentonite, kaolin, cellulose, silica or extracts cellular.

6. Method according to one of claims 3 to 5, characterized in that said particles contain binders or lubricants, in particular of products acceptable in the food industry, such as carrageenans, gelatin or ovalbumin, or high viscosity products.

7. Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that said particles are obtained by extrusion and have a size of approximately 0.5 to 3 mm in diameter.

8. Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that said particles are subjected to a spheronization and drying treatment, the latter being carried out simultaneously or successively, advantageously in a fluidized bed.

9. Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the coating of the particles using a gellable product and/or crosslinkable, of low viscosity, i.e.
sprayable by nozzles so as to create a layer regular around the particles.

10. Method according to claim 9, characterized in that the gellable product and/or crosslinkable is chosen from alginates, carrageenans, pectates, agar.

11. Method according to one of claims 9 or 10, characterized in that the coating is carried out by spraying, on the particles preferably pre-dried. of said gellable and/or crosslinkable product, this product being then cured or cross-linked if necessary.

12. Method according to claim 11, characterized in that the particles are dried after their cross-linking in such a way as to practically eliminate totally inclusion water.

13. Method according to one of claims 9 to 11, characterized in that the particles are cooled after their coating with gellable products.

14. Method according to one of claims 1 to 13, characterized in that the microorganisms are yeasts, for example of the genus Saccharomyces such as S.
cerevisae, bacteria such as lactic acid bacteria, such as those of the genera Lactobacillus and Streptococcus, especially L. casei and S. lactis, or molds like those of the genus Aspergillus, like A. niger

15. Biocatalysts in which a core containing microorganisms is coated with a coating of gellable and/or crosslinkable compound, characterized in that they include a core of active microorganisms if necessary, with added fillers and/or binders, as defined in one of claims 5 or 6, coated with an outer layer of gellable compound and/or crosslinkable and that their dry matter content is greater than about 90%.