CN105050413A - 微藻粉颗粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及微藻粉颗粒；它们在食物产品中的用途；以及用于制备微藻粉颗粒的方法。这些微藻粉颗粒具有特定粒度分布、流动能力和可润湿性性质。

Description

微藻粉颗粒及其制备方法
技术领域
本发明涉及微藻粉颗粒，并且任选地，涉及富含脂质的微藻粉。
背景技术
至少存在几个可用在食品中的藻类物种，大部分是“大型藻类”，例如海带、海白菜(石莼(Ulvalactuca))和紫菜属(在日本种植的)或红皮藻型(帕尔玛利亚掌叶(Palmariapalmata)红藻)食用红藻。
然而，除了这些大型藻类外，还存在由“微藻”代表的藻类来源，也就是经种植用于在生物燃料或食品中应用的海产或非海产光合作用类或非光合作用类单细胞微藻。
例如，螺旋藻(钝顶螺旋藻(Arthrospiraplatensis))是在开放泄湖中种植的(通过光合作用生长)，用作一种食品补充剂，或少量地掺于糖果或饮品中(一般不到0.5％w/w)。
其他富含脂质的微藻，包括小球藻(Chlorella)的某些物种，作为食品补充剂(提及隐甲藻(Crypthecodinium)或裂殖壶菌属(Schizochytriumgenus)微藻)也受亚洲国家的欢迎。微藻粉的生产和用途还披露在WO2010/120923和WO2010/045368中。
微藻粉的油部分可基本上由单不饱和油构成，与常见于常规食物产品中的饱和、氢化和多不饱和油相比，可提供营养及健康优势。
在从微藻生物质制造微藻粉的努力中，依然面临显著的困难。例如，当使用高油含量(例如，以干细胞重量计10％、25％、50％或甚至75％或更高)的微藻时，可获得不希望地粘稠的干粉末。这可需要添加助流剂(包括二氧化硅衍生产品)。
也可能遇到经干燥的生物质粉的水可分散性的问题，然后具有比较差的可润湿性。
因此，仍然存在对新形式的富含脂质的微藻生物质粉的未满足的需要，以便可以大规模地容易地将它们引入那些必须保持美味和营养的食物产品中。
发明内容
本发明涉及微藻粉颗粒，其特征在于它们具有以下特征中的至少一者：
-在一个粒度分析仪上测量的从2μm至400μm的一个单模态粒度分布，集中于5μm与15μm之间的一个粒子众数直径(D众数)，
-根据一个测试A确定的流动等级，
ο在2000μm下针对筛上物按重量计0.5％至60％，
ο在1400μm下针对筛上物按重量计0.5％至60％，
ο在800μm下针对筛上物按重量计0.5％至95％，
-根据一个测试B，以一个烧杯中沉降的产品的高度表示的一个可润湿性程度，其值为0cm至4.0cm，优选为0cm至2.0cm，更优选为0cm至0.5cm。
优选地，这些微藻粉颗粒的特征在于它们具有至少三种特征。替代地，这些微藻粉颗粒的特征在于它们具有上文所提及特征中的至少两种。
优选地，这些微藻粉颗粒含有按重量至少80％的微藻生物质。优选地，这些微藻类是小球藻属。
优选地，这些颗粒具有在一个粒度分析仪上测量的从2μm至200μm或2μm至100μm的一个单模态粒度分布，集中于5μm与15μm之间的粒子众数直径(D众数)。
优选地，这些颗粒具有根据测试A确定的流动等级：
ο在2000μm下针对筛上物按重量计0.5％至40％，优选地按重量计0.5％至20％，
ο在1400μm下针对筛上物按重量计20％至60％，优选地按重量计40％至60％，以及
ο在800μm下针对筛上物按重量计10％至95％，优选地按重量计10％至40％。
任选地，这些颗粒可具有0.30g/ml至0.50g/ml、优选地0.35g/ml至0.45g/ml、且特别地0.35g/ml至0.42g/ml的充气松密度。
任选地，这些颗粒可具有根据BET方法0.10m2/g至0.7m2/g、优选地0.3m2/g至0.6m2/g、且特别地0.4m2/g至0.6m2/g的比表面积。
在一个优选的实施例中，这些颗粒中脂质的百分比按干重计至少是25％。
在另一个优选的实施例中，这些颗粒中的完整细胞的百分比是5％至95％，优选地25％至75％。
本发明还涉及用于制备根据本发明的颗粒的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
1)在水中制备以干重量计干物质含量在15％至40％的一种微藻粉乳液，
2)将这种乳液引入至一个高压均质机中，
3)将这种乳液在一个其基部装有移动带并且在其上部装有高压喷嘴的垂直喷雾干燥器中进行喷雾，同时调整：
a)在喷嘴处施加的压力在大于100巴、优选地在100巴到200巴、更优选地在160巴至170巴的值下，
b)入口温度为200℃至250℃，优选地180℃至200℃，以及
c)这个喷雾干燥区中的出口温度是60℃至120℃，优选地60℃至110℃，更优选地60℃至80℃，
4)调整该移动带上的后干燥区的入口温度至40℃至90℃，优选地60℃至90℃，并且出口温度为40℃至80℃，并且调整冷却区的入口温度在10℃至40℃的温度，优选在10℃至25℃，并且出口温度为20℃至80℃，优选20℃至60℃，
5)收集如此获得的这些微藻粉颗粒。
本发明进一步涉及本发明的或根据本发明的方法获得的颗粒在食物产品中的用途。
最后，本发明涉及一种包含本发明的或根据本发明的方法获得的颗粒的食物产品。优选地，该产品选自由以下各项组成的组：汤、调味汁、调味品、冰淇淋、脱水蛋、面团、面包、蛋糕、饼干、或干烘焙食物混合物。
具体实施方式
为了本发明的目的，术语“微藻粉”是指包括微藻生物质的粒子的一种物质。这种微藻生物质来源于藻细胞，这些藻细胞可以是完整的、破裂的、或是完整或破裂细胞的组合。这些微藻细胞可能生长在黑暗中(例如，在一个固定的碳源上在黑暗中生长的小球藻)。然后，“微藻粉”不是旨在指一种用碱性成分(诸如蛋白、脂质和多糖)制备的混合物。它是指一种具有其复杂成分的微藻生物质。在一个优选的实施例中，这些微藻粉颗粒含有按重量计至少80％，更优选地按重量计至少90％、95％或99％的微藻生物质。
术语“筛上物”是指粒度分布中粒度大于一个给定阈值的粒子，该阈值可为数字形式或物理形式，以质量分数或由一个具有给定孔隙度的过滤器所滞留的粒子的其他测量。
本发明的实施例涉及适合人类消耗的微藻生物质，这些微藻生物质富含营养物质，如多种脂质或蛋白质。例如，该微藻可以富含多种脂质。例如，该微藻生物质可以包含按干重计至少10％的脂质，优选地按干重计至少25％至35％或更多的脂质。“富含脂质”意指按干重计至少10％的脂质，优选地按干重计至少25％至35％或更多的脂质。
在一个优选的实施例中，该生物质含有按干细胞重量计至少25％、至少50％、或至少75％的脂质。
在一个优选的实施例中，该等微藻是小球藻属的。例如，该小球藻属包含原壳小球藻(Chlorellaprotothecoides)、凯斯勒小球藻(Chlorellakessleri)、微小小球藻(Chlorellaminutissima)、小球藻(Chlorellasp.)、耐热性小球藻(Chlorellasorokiniama)、黄绿小球藻(Chlorellaluteoviridis)、普通小球藻(Chlorellavulgaris)、瑞氏小球藻(Chlorellareisiglii)、椭圆小球藻(Chlorellaellipsoidea)、嗜糖小球藻、凯斯勒类小球藻(Parachlorellakessleri)、拜氏类小球藻(Parachlorellabeijerinkii)、大型原藻(Protothecastagnora)和桑椹形原藻(Protothecamoriformis)。原壳小球藻就是这样一种适合并且优选用于制备微藻粉的微藻物种。
本发明的实施例涉及具有特定粒度分布、流动能力和可润湿性性质的微藻粉颗粒。
本发明的实施例还涉及具有特殊充气松密度和比表面积参数的微藻粉颗粒。
本发明的实施例涉及制备这些微藻粉颗粒的方法。
在该微藻粉中，微藻细胞壁或细胞碎片可任选地包封油，至少直到含有它的食物产品被烹饪，从而延长了该油的保质期。
该微藻粉也可以提供其他益处，如多种微量营养素、膳食纤维(可溶性和不溶性的碳水化合物)、磷脂、糖蛋白、植物甾醇、生育酚、生育三烯酚、和硒。
该微藻可以经过改良以具有减少量的色素。例如，原壳小球藻可经改良以降低或不含色素。这种改良可以通过紫外线(UV)和/或化学诱变来完成。
例如，使原壳小球藻暴露于一个周期的N-甲基-N'-硝基-N-亚硝基胍(NTG)化学诱变并筛选菌落中的颜色突变体。随后使没有表现出颜色的菌落经受一个周期的UV照射。
分离原壳小球藻的一个色素减少的菌株，并且对应于按照布达佩斯条约(TreatyofBudapest)，于2009年10月13日存放于美国典型培养物保藏中心(AmericanTypeCultureCollection)(弗吉尼亚州马纳萨斯大学大道10801号，20110-2209)的原壳小球藻33-55。
在另一实施例中，分离色素减少的原壳小球藻的菌株，并且对应于2009年10月13日存放于美国典型培养物保藏中心的原壳小球藻25-32。
根据本发明的实施例，将微藻在无光(异养条件)下种植在含有一个固定碳源以及一个氮源的一种培养基中。
固体和液体生长培养基在文献中通常都有，并且适合于许多微生物菌株的特定培养基的制备的推荐做法可见于例如网上http://www.utex.org/(由德克萨斯大学奥斯汀分校维护的一个网站，针对其藻类培养物保藏(UTEX))。
生物质的这种生产可以在生物反应器中进行。生物反应器、培养条件和异养性生长与繁殖方法的特定实例可以按任何适合的方式组合以改善微生物生长和脂质和/或蛋白质产生的效率。优选地，在一个固定碳源(例如，糖和/或甘油)存在下在黑暗中进行微藻的培养。
为了制备用于如食品组合物的生物质，从发酵培养基中收获在发酵结束时得到的生物质。在从该发酵培养基中收获微藻生物质时，该生物质包含主要悬浮在一种水性培养基中的完整细胞。
然后，为了浓缩该生物质，可以通过过滤或离心实施一个固-液分离步骤。
浓缩后，可加工该微藻生物质，以生产真空包装的糕点、藻片、藻匀浆、藻粉末、藻粉或藻油。
还可以干燥该微藻生物质，以利于该生物质在各种应用(特别是食品应用)中的后续加工或使用。
最终的食物产品具有各种质地和风味，取决于该藻类生物质是否经过干燥，且如果经过干燥，则按照所使用的干燥方法(参见，例如，US6,607,900、US6,372,460、及US6,255,505)。
然后，在一个喷雾干燥器中，将液体悬浮液以加热空气流中的细液滴分散体的形式喷出。将夹带的物质迅速干燥并形成干粉末。
这种微藻粉可以从浓缩的微藻生物质制备，该微藻生物质已采用机械方式裂解并均质化，然后，该均浆被喷雾干燥或闪蒸干燥。
在一个实施例中，细胞可被裂解。细胞壁和细胞内组分可以被研磨或以其他方式变小(例如，使用均质机)成粒子(非团聚的裂解细胞)。在具体的实施例中，得到的粒子可具有小于500μm、100μm、或甚至10μm或更小的平均粒度。
在本发明的一个实施例中，由此得到的裂解细胞被干燥。
例如，可以使用压力破碎器经由节流孔板抽吸含有细胞的悬浮液以裂解细胞。施加高压(高达1500巴)，随后穿过喷嘴瞬间膨胀。
细胞的破碎可以通过三种不同的机制发生：阀上遇阻堆积、孔中液体的高剪切、以及出口压力突降，导致细胞破裂。
这种方法释放胞内分子。
NIRO均质机(GEANIROSOAVI)(或任何其他高压均质机)可用于破碎细胞。
该藻类生物质的这种高压处理(例如，高达大约1500巴)可以裂解大于90％的细胞并且可以减小粒度(例如，减小至小于约5微米)。在一个实施例中，该压力为从约900巴至1200巴。优选地，该压力为约1100巴。
在另一实施例中，为增加裂解细胞的百分比，使藻类生物质经受两次或更多次的高压处理。在一个实施例中，使用双均质化将细胞裂解增加至50％之上、75％之上或90％之上。使用这种技术已观察到大约95％的裂解。
细胞的裂解是可任选的，但是在生产高脂质粉(例如，以干重计大于10％的脂质)时，裂解是优选的。在一个实施例中，生产高蛋白质粉(例如，以干重计小于10％的脂质)。该高蛋白质粉可以是非裂解的(完整细胞)形式。对于一些食品应用，希望的是部分裂解(例如，裂解25％至75％的细胞)。
替代地，使用了一种珠磨机。在珠磨机中，将细胞与小磨粒一起以悬浮状态搅拌。细胞的破碎是由珠间剪切力、碾磨以及与珠的碰撞引起的。这些珠破坏细胞以从中释放细胞内容物。例如，美国专利5,330,913描述了一款合适的珠磨机。
可以得到一种“水包油”乳液形式的粒子悬浮液，可任选地具有小于原细胞的粒度。然后，这种乳液可以经过喷雾干燥，留下含有细胞碎片和油的干燥粉末。干燥后，该粉末的水含量或水分含量可以小于10％、优选地小于5％、更优选地小于3％。
本发明的实施例通过提供具有特定性质的颗粒，如有利的风味、粒度分布、流动性、可润湿性、充气松密度和比表面积，解决了前文提到的与现有技术微藻粉相关联的问题。
根据本发明的实施例的特定微藻粉颗粒的特征在于，它们具有下列性质中的一个或更多个：
-2μm至400μm的单模态粒度分布(例如，如在LS激光粒度分析仪上测量的)，集中于5μm与15μm之间的粒子众数直径(D众数)，优选地2μm至200μm的单模态粒度分布，集中于5μm与15μm之间的粒子众数直径(D众数)，更优选地2μm至100μm的单模态粒度分布，集中于5μm与15μm之间的粒子众数直径(D众数)，
-根据测试A确定的流动等级，在2000μm下针对筛上物按重量计0.5％至60％，在1400μm下针对筛上物按重量计0.5％至60％以及在800μm下针对筛上物按重量计0.5％至95％；优选地在2000μm下针对筛上物按重量计0.5％至40％，在1400μm下针对筛上物按重量计20％至60％以及在800μm下针对筛上物按重量计10％至95％；更优选地在2000μm下针对筛上物按重量计0.5％至20％，在1400μm下针对筛上物按重量计40％至60％以及在800μm下针对筛上物按重量计10％至40％；
-根据测试B，以一个烧杯(600ml矮宽式125mm高烧杯，例如，飞世尔科技公司(FisherScientific)产品代码为FB33114的)中沉降的产品的高度表示的可润湿性程度，值为0cm至4.0cm，优选为0cm至2.0cm，更优选为0cm至0.5cm。
特别地，微藻粉颗粒可以具有一个、两个或三个如在本申请中所详述的关于粒度分布、流动等级和可润湿性程度的性质。更特别地，这些微藻粉颗粒可以存在关于粒度分布和流动等级；或粒度分布和可润湿性程度；或流动等级和可润湿性程度的性质。
根据本发明的微藻粉颗粒的特征可以在于它们的粒度分布和值得注意的它们的粒子众数直径(D众数)。这一测量可以在一台LS激光粒度分析仪上实施，该仪器配备有其小体积分散模块或SVM(125ml)，根据制造商提供的规程(例如，在“小体积模块操作说明书”中)实施。
这些微藻粉粒子在加工期间团聚。
根据测试A，尽管有团聚，根据本发明的微藻粉颗粒也具有相当令人满意的流动能力。所得到的流动性质在从微藻粉生产食品的过程中提供多种优点。例如，可以在食物产品的制造过程中更准确地测量粉的量，并且粉的等分试样分配可以更容易地自动化。
所述测试A包括测量根据本发明的微藻粉颗粒的凝聚程度。首先，将根据本发明的微藻粉颗粒以800μm筛孔尺寸过筛。然后，回收粒度小于800μm的粉颗粒并引入一个封闭的容器中，并经由外摆线运动混合，例如，使用一个TURBULA型T2C实验室混合器。凭借这种混合，根据本发明的微藻粉颗粒将可根据各自的特点表现团聚或相斥的倾向。
然后，将由此混合的颗粒在有3个(2000μm；1400μm；800μm)筛网的柱上沉积，用于进一步过筛。
一旦过筛结束，计量每个筛网上的筛上物，并且结果给出了对微藻粉颗粒的“凝聚”或“粘稠”特性的说明。
由此，颗粒的自由流动并且因此微弱凝聚的粉末将流过多个具有大筛孔尺寸的筛网，但随着所述筛网的目数变得更密，越来越多停下来。
根据测试A用于测量粒度的方案遵循：
-在800μm筛网上筛足够的产品以便回收50g粒度小于800μm的产品，
-将这些50g的粒度小于800μm的粉颗粒引入一个容积为1升的玻璃罐(参考：BVBLVerrerieVilleurbannaise-法国维勒班)并合上盖，
-将这个罐放在速度设为42rpm的TURBULA型号T2C混合器中(维利(Willy)A.巴霍芬有限责任公司(BachofenSarl)-索西姆(Sausheim)-法国)并混合5分钟，
-准备具有3个筛网(由SAULAS售出-直径200mm；佩西科斯东(PaisyCosdon)-法国)的柱，将其放置在弗里奇(Fritsch)振动筛，型号Pulverisette型00.502上；该部件从底部起始至顶部的细节：振动筛、筛底座、800μm筛网、1400μm筛网、2000μm筛网、振动筛盖，
-使混合得到的粉末沉积在该柱的最上部(2000μm筛网)上，合上振动筛盖并在FRITSCH振动筛上以连续位置振幅5过筛5分钟，
-称量每层筛网上的筛上物。
根据本发明的一个实施例的微藻粉颗粒然后展现：
-在2000μm下针对筛上物按重量计0.5％至60％，
-在1400μm下针对筛上物按重量计0.5％至60％，并且
-在800μm下针对筛上物按重量计0.5％至95％。
更优选地，根据本发明的一个实施例的微藻粉颗粒展现流动等级：
-在2000μm下针对筛上物按重量计0.5％至40％，
-在1400μm下针对筛上物按重量计20％至60％，并且
-在800μm下针对筛上物按重量计10％至95％。
仍更优选地，根据本发明的一个实施例的微藻粉颗粒展现流动等级：
-在2000μm下针对筛上物按重量计0.5％至20％，
-在1400μm下针对筛上物按重量计40％至60％，并且
-在800μm下针对筛上物按重量计10％至40％。
通过比较，如下文所示，通过常规干燥技术(单效喷雾干燥，如高型干燥器或箱式干燥器)制备的微藻粉粉末呈现低流动性的粘稠的样子，这是由根据测试A的表现反映出来的：
-在2000μm按重量计50％至90％的筛上物，
-在1400μm按重量计0.5％至30％的筛上物，
-在800μm按重量计5％至40％的筛上物。
换句话说，这种微藻粉末的大部分(该粉末的多于50％)无法跨过2000μm的阈值，尽管起初是在800μm过筛的。
这些结果表明，常规的干燥技术相当地得到的是非常有凝聚力的粉末，因为，混合后，在几乎不使用机械力时，小于800μm的粒子无法穿过2000μm的筛网，虽然该筛网的筛孔尺寸大了2.5倍。
由此可以很容易地推断，显示出这种表现的常规粉末在推荐将成份呈均质分布的制备中是不容易加工的。
相反地，根据本发明的实施例的微藻粉组合物是更容易处理的，因为它们是较不粘稠的。粘性的低水平从几个量度包括小颗粒尺寸、高可润湿性、以及改善了的流动性看是显而易见的。
根据本发明的实施例的微藻粉颗粒在2000μm对于细粒度颗粒家族仅展现少量筛上物(<50％)，并且对于大粒度颗粒家族来说非常低或实际上没有(例如，<5％)筛上物。可以认为，根据本文披露的方法生产的微藻粉粒子比通过现有方法制备的颗粒凝聚性小。
尽管如此，在本发明的某些实施例的粉之内，认为较小大小的粒子是比较大粒子更具凝聚性。因此，对于细粒子有一种更大的筛上物。
根据本发明的微藻粉颗粒的特征在于根据测试B的显著的可润湿性性质。
可润湿性是一种工艺性质，经常用于表征重悬浮于水中的粉末，例如在乳制品行业中。
可润湿性可以通过粉末在水表面沉积后变得浸入的能力来测量(豪格尔德索伦森(HaugaardSorensen)等人，《Méthodesd’analysedesproduitslaitiersdéshydratés》，NiroA/S(出版社)哥本哈根(Copenhagen)，丹麦(Denmark)，1978)，从而反映粉末在水表面吸附水的能力(卡约特(Cayot)和洛里昂(Lorient)，《Structuresettechnofonctionsdesprotéinesdulait》.巴黎：Airlait研究：Tec和Doc，拉瓦锡(Lavoisier)，1998)。
常规意义上，这个指标的测量由测量一定量的粉末穿过静止状态的水的自由表面渗透入水中所需的时间组成。根据豪格尔德索伦森等人(1978)，如果一种粉末渗透的时间少于20秒，即可说是“可润湿的”。
也有必要将粉末的膨胀能力与可润湿性相关联。确实，当粉末吸水时，它逐渐膨胀。然后，当各种组分被溶解或分散时，该粉末的结构消失。
在影响可润湿性的因素之中的是大的原生粒子的存在、精细粒子的存在、粉末的密度、粉末粒子的孔隙率和毛细管作用以及空气的存在、在粉末粒子表面脂肪的存在以及重构条件。
更具体地，测试B通过测量当置于水表面上时经过一段接触时间后粉末倾析的高度报道了与水接触的微藻粉末的行为。
用于测试B的方案如下：
-在20℃将500ml脱矿质(去离子)水引入一个600ml的矮宽式烧杯(FISHERBRANDFB33114)中，
-将25g微藻粉末均匀地放在水表面上，不混合，
-接触3小时后观察粉末的行为，
-测量已经渗透水面并在烧杯底部沉降的产品的高度。
低可润湿性的粉末将留在液体的表面上，而对更好可润湿性的粉末而言，将有更多物质沉降在烧杯底部。
然后，根据本发明的微藻粉颗粒具有如下的可润湿性程度，根据测试B其表示为烧杯中沉降的产品的高度，其值为0cm至4.0cm，优选地0cm至2.0cm，更优选地0cm至0.5cm。
通过比较，通过单效喷雾干燥常规干燥的微藻粉停留在水表面上至比上述粉更大的程度，并且不会变得充分水合以能够倾析到烧杯底部。
根据本发明的实施例的微藻粉颗粒的特征还在于：
-它们的充气松密度，以及
-它们的比表面积。
该充气松密度是使用测量充气松密度的常规方法确定的，即，通过测量一个已知容积的空容器(g)的质量，并测量填充有待测产品的相同容器的质量。
然后用填充容器的质量和空容器的质量之差除以容积(ml)得出充气松密度的值。
就本测试而言，该100ml容器、用于填充的勺子和所使用的刮刀是随细川(HOSOKAWA)公司以商标POWDERTESTERPTE型出售的装置一起提供。
为实施此测量，通过孔径为2000μm的筛网(SAULAS出售的)对产品过筛。密度是针对没有留在筛网上的产品测量的。
在这些条件下，根据本发明的实施例的微藻粉颗粒具有0.30g/ml至0.50g/ml、优选地0.35g/ml至0.45g/ml、且特别地0.35g/ml至0.42g/ml的充气松密度。
由于根据本发明的实施例的微藻粉颗粒具有比常规干燥的微藻粉更高的密度，这一充气松密度值更加突出。可以认为，如果一个产品是通过常规喷雾干燥制备的，它的密度会更低，例如，小于0.30g/ml。
根据本发明的实施例的微藻粉颗粒，其特征还可在于它们的比表面积。
在这些微藻粉颗粒的整个粒度分布上确定比表面积，例如，采用康塔公司(Quantachrome)比表面积分析仪基于对被分析的产品表面上的氮吸收测试，该测试是根据S.布鲁诺尔(BRUNAUER)等人(美国化学学会期刊，60，309，1938)的“通过氮吸收测定BET表面积(BETSurfaceAreabyNitrogenAbsorption)”一文中所描述的技术在来自贝克曼库尔公司(BeckmannCoulter)的SA3100装置上进行。
发现根据本发明的一个实施例的微藻粉颗粒在30℃在真空下脱气30分钟后具有比表面积为0.10m2/g至0.70m2/g，优选为0.3m2/g至0.6m2/g，且特别地0.4m2/g至0.6m2/g。
通过比较，发现通过常规喷雾干燥而干燥的微藻粉根据BET比表面积为0.65m2/g。
出人意料地，注意到微藻粉颗粒的尺寸越大，它们的比表面积越小，因为大颗粒倾向于由团聚的较小粒子构成。
根据本发明的上述实施例中的一个或多个的微藻粉颗粒能够通过颗粒喷雾干燥法获得，该喷雾干燥法在并流塔中采用高压喷嘴，该并流塔将粒子引向塔的底部的移动带。
然后，将所述材料作为多孔层穿过干燥和冷却后区域运送，这赋予其一个松脆结构，就像蛋糕的松脆结构，其在移动带的末端断开。然后，该材料被加工成希望的平均粒度。
为了遵循这一喷雾干燥原理将该藻粉颗粒化，例如，可使用基伊埃尼鲁(GEANIRO)公司出售的FILTERMATTM喷雾干燥器或TETRAPAK公司出售的TETRAMAGNAPROLACDRYERTM干燥系统。
出人意料地和意外地是，通过实施例如此种FiltermatTM方法进行微藻粉颗粒化，不仅使得能够以高产率制备根据本发明的一个产品(就粒度分布和流动性而言)，而且还能赋予其意外的可润湿性性质，而不必然需要制粒粘合剂或抗结块剂(尽管可任选地包括这些)。
根据本发明的一个实施例，用于制备根据本发明的微藻粉颗粒的方法因此包括下列步骤：
1)在水中制备以重量计干物质含量在15％至40％的一种微藻粉乳液，
2)将这种乳液引入至一个高压均质机中，
3)将这种乳液在一个其基部装有移动带并且在其上部装有高压喷嘴的垂直喷雾干燥器中进行喷雾，同时调整：
a)在喷嘴处施加的压力在大于100巴、优选地在100巴到200巴、更优选地在160巴至170巴的值下，
b)入口温度为150℃至250℃，优选地180℃至200℃，并且
c)这个喷雾干燥区中的出口温度是60℃至120℃，优选地60℃至110℃，更优选地60℃至80℃
4)调整该移动带上的后干燥区的入口温度至40℃至90℃，优选地60℃至90℃，并且出口温度为40℃至80℃，并且调整冷却区的入口温度在10℃至40℃的温度，优选在10℃至25℃，并且出口温度为20℃至80℃，优选20℃至60℃，
5)收集如此获得的这些微藻粉颗粒。
本发明的方法的第一步骤在于在水中制备按重量计干物质含量为15％至40％的微藻粉、优选富含脂质的微藻粉(例如，以干细胞重量计30％至70％、或40％至60％的脂质)的悬浮液。该微藻粉基本上由微藻生物质制成。
在发酵结束时，该生物质可以是在130g/l至250g/l浓度，具有大约50％的干重的脂质含量、10％至50％的干重的纤维含量、2％至15％的干重的蛋白质含量、以及小于10％的干重的糖含量。
如后文中要示例的，随后通过本领域技术人员已知的任何方法将来自该发酵培养基的提取的生物质：
-进行浓缩(例如，通过离心)，
-任选地通过添加标准防腐剂(例如，苯甲酸钠和山梨酸钾)保存。
-将细胞破裂。
然后，可以将该乳液均质化。这可以使用一个两级装置完成，例如，APV公司出售的GAULIN均质机，其中第一级的压力为100巴至250巴，而第二级的压力为10巴至60巴。
然后，将均质化的粉悬浮液在一个基部装有移动带、上部装有高压喷嘴的一个垂直喷雾干燥器中进行喷雾。
在喷嘴处施加的压力在大于100巴、优选地在100巴至200巴、更优选地在160巴至170巴的值下，入口温度是150℃至250℃、优选地180℃至200℃，且这个喷雾干燥区中的出口温度是60℃至120℃、优选地在60℃至110℃、更优选地60℃至80℃
该带将藻类物质移进一个干燥区域并且然后冷却区域。调整该移动带上的干燥区的入口温度至40℃至90℃，优选地60℃至90℃，并且出口温度为40℃至80℃，并且调整冷却区的入口温度在10℃至40℃的温度，优选在10℃至25℃，并且出口温度为20℃至80℃，优选20℃至60℃。
所施加的压力、以及后干燥区的入口温度据信是确定该带上饼块质地以及然后得到的粒度分布的重要参数。
根据本发明的方法的前述步骤的条件的微藻粉颗粒落在移动带上，其残留水分含量为2％至4％。
上述多个温度范围的使用可以使微藻粉颗粒的水分程度达小于4％的所希望的值，且更优选地小于2％。
可任选地，在干燥前加入一种抗氧化剂(例如，BHA、BHT、或本领域已知的其他抗氧化剂)用以保鲜。
最后，根据本发明的方法的最后一个步骤包括收集由此得到的微藻粉颗粒。
本发明涉及如在本发明中所定义的或如通过本发明中所披露的方法获得的微藻粉颗粒。
根据本发明的优选的微藻粉颗粒含有按干重计至少10％的脂质，优选地，按干重计至少25％至35％或更多的脂质。特别地，其可以含有按干重计至少25％、或至少55％的脂质。
如以上所详述的，该颗粒可以主要包含完整细胞、完整细胞和破裂细胞的混合物、或主要包含破裂细胞。在一个优选的实施例中，在本发明中的颗粒中完整细胞的百分比是25％至75％。替代地，细胞裂解的百分比可以是至少50％，优选至少75％或至少90％，更优选至少或大约95％。
根据在此描述的实施例生产的粉颗粒可被引入食物产品，如汤、调味汁、调味品、冰淇淋、脱水蛋、面团、面包、蛋糕、饼干、或干烘焙食物混合物。因此，本发明涉及根据本发明的微藻粉颗粒在食物产品中的用途，涉及用于制备一种食物产品的方法，该方法包括将根据本发明的微藻粉颗粒添加至该产物的其他成分，以及涉及一种包含根据本发明的微藻粉颗粒的食物产品。例如，该产品选自由以下各项组成的组：汤、调味汁、调味品、冰淇淋、脱水蛋、面团、面包、蛋糕、饼干、或干烘焙食物混合物。
本发明的其他特征特色和优点在阅读下面的实例时将显而易见。然而，在此给出这些实例仅用于说明而非限定。
具体实施方式
实例1.微藻粉的生产
在一个说明性的发酵中，将原壳小球藻的一种低色素变体菌株(通过化学和UV诱变得到)进行培养且得到的藻类生物质具有150g/l的细胞浓度。用于生产和培养低色素的原壳小球藻的方法披露于2010年11月25日公布的美国专利申请案号2010-0297292中。
将经洗涤的生物质使用珠磨机以95％裂解速率进行研磨。
将由此生成的生物质在用氢氧化钾将pH调节至7后，在一个高文(GAUVIN)两级均质机中在压力下(第一级250巴/第二级50巴)巴氏消毒并均质化。
实例2.微藻粉的经过均质化“水包油”乳液的干燥
将在实例1中得到的生物质：
-在FILTERMAT设备中干燥，以便获得微藻粉，
-在GEANIRO出售的单效喷雾干燥器(通过单程通过热流干燥液体，并且然后在塔底部旋风水平面处或在套筒过滤器底部回收)中干燥，以便根据商业上可获取的方式，得到对照微藻粉。
该单效喷雾干燥操作条件如下：
-入口温度为180℃
-出口温度为：85℃。
用单效喷雾干燥得到的产品具有细粒度分布，集中于40μm。
关于根据本发明的实施例的喷雾干燥方法，它包括在下列条件下，在高压下将经过均质化的悬浮液在一台由GEA/NIRO公司出售的配备有德拉万(DELAVAN)高压喷射喷嘴的FILTERMAT设备中进行喷雾：
-将压力调整在160巴至170巴，
-喷雾干燥入口温度：180℃至200℃
-出口温度：60℃至80℃
-后干燥区入口温度：60℃至90℃
-出口温度：65℃
-冷却区入口温度：10℃至20℃
然后该粉末伴随2％至4％的残留含水量到达带上。
离开该带时，这些微藻粉颗粒具有残留含水量为从1％至3％，大约2％。
实例3.根据本发明的实施例的3个批次的微藻粉颗粒的表征
以下这些表给出以下各项的参数值：
-粒度，
-流动性，
-可润湿性，
-充气松密度，
-比表面积，
这些参数是根据本发明的3个批次的微藻粉颗粒(“A”、“B”和“C”)的，与通过使用根据实例2中所描述的条件的简单喷雾干燥而干燥的微藻粉的相同参数相比较。
表I.粒度(COULTERLS)激光粒度分析仪
在FILTERMAT设备上的颗粒化使获得细粒度分布的颗粒的群体成为可能，集中于5μm与15μm之间的粒子众数直径(D众数)。
表II.可流动性(凝聚测试A)
多于70％的通过单效喷雾干燥而干燥的微藻粉不能成功地流过2000μm过滤器(虽然起初在800μm筛分)，传达组成所述粉的粒子的“粘性”性质，然而大约80％至90％的根据本发明的微藻粉颗粒却成功做到了。
表III.可润湿性(测试B)
应当指出以“凝聚”粒子为特征的常规微藻粉不能成功地充分水合以便沉降，然而通过本发明制备的微藻粉颗粒成功地这样做而没有困难。
表IV.密度和比表面积
如上述所指示的，应当指出，出人意料地，通过本发明的实施例制备的微藻粉颗粒比通过更多的常规方法干燥的微藻粉具有更高的充气松密度。
还应当指出，凭借它们的粒度分布，微藻粉颗粒与微藻粉相比具有更小的比表面积。

Claims (10)

1.一种微藻粉颗粒，其特征在于它们至少具有以下特征中的至少一者：
-在一个粒度分析仪上测量的从2μm至400μm的一个单模态粒度分布，集中于5μm与15μm之间的一个粒子众数直径(D众数)，
-根据一个测试A确定的流动等级，
ο在2000μm下针对筛上物按重量计0.5％至60％，
ο在1400μm下针对筛上物按重量计0.5％至60％，
ο在800μm下针对筛上物按重量计0.5％至95％，
-根据一个测试B，以一个烧杯中沉降的产品的高度表示的一个可润湿性程度，其值为0cm至4.0cm，优选为0cm至2.0cm，更优选为0cm至0.5cm。
2.根据权利要求1所述的颗粒，其特征在于它们具有权利要求1所述的至少三个特征。
3.根据权利要求1或2所述的颗粒，其特征在于它们具有0.30g/ml至0.50g/ml的一个充气松密度。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的颗粒，其特征在于他们具有根据BET方法0.10m2/g至0.70m2/g的一个比表面积。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的颗粒，其特征在于脂质的百分比按干重计是至少25％。
6.根据权利要求1到5中任一项所述的颗粒，其特征在于完整细胞的百分比是25％至75％。
7.一种制备根据权利要求1至6中任一项所述颗粒的方法，其特征在于，它包括下列步骤：
1)在水中制备以干重量计干物质含量在15％至40％的一种微藻粉乳液，
2)将这种乳液引入至一个高压均质机中，
3)将这种乳液在一个其基部装有移动带并且在其上部装有高压喷嘴的垂直喷雾干燥器中进行喷雾，同时调整：
a)在喷嘴处施加的压力在大于100巴、优选地在100巴到200巴、更优选地在160巴至170巴的值下，
b)入口温度为150℃至250℃，优选地180℃至200℃，并且
c)这个喷雾干燥区中的出口温度是60℃至120℃，优选地60℃至110℃，更优选地60℃至80℃，
4)调整该移动带上的后干燥区的入口温度至40℃至90℃，优选地60℃至90℃，并且出口温度为40℃至80℃，并且调整冷却区的入口温度在10℃至40℃的温度，优选在10℃至25℃，并且出口温度为20℃至80℃，优选20℃至60℃，
5)收集如此获得的这些微藻粉颗粒。
8.一种如权利要求1至6中任一项所述的颗粒或根据权利要求7所述的方法获得的颗粒在一种食物产品中的用途。
9.一种含有如权利要求1至6中任一项所述的颗粒或根据权利要求7所述的方法获得的颗粒的食物产品。
10.根据权利要求9所述的食物产品，其中该产品选自下组，该组由以下各项组成：汤、调味汁、调味品、冰淇淋、脱水蛋、面团、面包、蛋糕、饼干、或干烘焙食物混合物。
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