CN105392374A - 富脂质微藻粉及其制备方法 - Google Patents

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CN105392374A CN201480040810.8A CN201480040810A CN105392374A CN 105392374 A CN105392374 A CN 105392374A CN 201480040810 A CN201480040810 A CN 201480040810A CN 105392374 A CN105392374 A CN 105392374A
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Abstract

本发明涉及具有介于30μm与150μm之间的粒径且借助细川粉末测试仪测量的介于45％与55％之间的可压缩性的微藻粉，其特征在于它具有根据测试A针对2,000μm的残余物测定的介于55重量％与60重量％之间的流动值；根据测试B通过在烧杯中所倾析产物的介于0mm与2mm之间的高度以及大于总粉末的70％和优选地大于80％的湿化度值表示的可分散性和可润湿性。

Description

富脂质微藻粉及其制备方法
本发明涉及富脂质微藻粉，这些微藻为小球藻属、优选地原壳小球藻(Chlorellaprotothecoide)。
更特定地，本发明涉及对于给定粒径分布和压缩值具有极其显著的流动、可润湿性和水可分散性性质的富脂质微藻粉。
背景技术
存在若干可用在食物中的藻类物种，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，与这些大型藻类一起的还有若干由“微藻”代表的藻类源(也就是微小单细胞藻类)，其可为光合生长或非光合生长的，具有经种植以用于生物柴油、食物、化妆品或营养健康中的海洋或非海洋来源。
举例来说，螺旋藻(spirulina)(钝顶螺旋藻(Arthrospiraplatensis))是在开放泄湖中种植的(在光养条件下)，其用作食物补充剂，或少量地掺于糖果产品或饮品中(通常小于0.5％w/w)。
其他富脂质微藻(包含小球藻的某些物种)作为食物补充剂(可提及隐甲藻(Crypthecodinium)或裂殖壶菌(Schizochytriumgenus)属微藻)也极受亚洲国家的欢迎。
小球藻生物质的油部分基本上由单不饱和油构成，因此与常见于常规食物产品中的饱和、氢化和多不饱和油相比提供营养和健康优势。
小球藻由此以全生物质形式或以粉形式(通过干燥小球藻生物质获得，其细胞壁已通过特定机械方式破裂)用于人类或动物消费的食物中。
微藻粉也提供其他益处，例如微量营养素、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。
为制备将纳入食物组合物中的生物质，从培养基浓缩或收获生物质(通过光自养在光生物反应器中培养，或以异养方式在黑暗中且在可由小球藻同化的碳源存在下培养)。
在本发明所涉及的技术领域中，小球藻的异养生长是优选的(其称为发酵途径)。
在从发酵培养基收获微藻生物质时，该生物质包括主要悬浮于水性培养基中的完整细胞。
为浓缩生物质，然后通过正面或切向过滤或通过另外为所属领域技术人员已知的任一方式离心实施固-液分离步骤。
在浓缩之后，可直接处理微藻生物质以生产真空包装的糕点、藻片、藻匀浆、完整藻粉末、经研磨藻粉或藻油。
还将微藻生物质干燥以促进生物质在各种应用(特别是食物应用)中的后续处理或应用。
根据藻类生物质是否经干燥且如果经干燥根据所用干燥方法，可赋予食物产品各种质地和风味。
举例来说，专利US6607900描述使用鼓式干燥器在并无任何先前离心下来干燥微藻生物质以制备微藻片。
可从已浓缩的微藻生物质使用气流干燥器或通过喷雾干燥来制备微藻粉末，如专利US6372460中所描述。
然后，在喷雾干燥器中，将液体悬浮液以细液滴分散液的形式喷雾于加热空气流中。将夹带材料迅速干燥并形成干燥粉末。
在其他情况下，使用喷雾干燥、随后使用流化床干燥器的组合来实现用于获得干燥微藻生物质的改良条件(例如参见专利US6255505)。
在本发明所涉及的技术领域中，更特定地寻求制备通过发酵途径产生的藻类粉。
本发明背景内的此微藻粉是从已机械裂解且均质化(均质物然后经喷雾干燥或急骤干燥)的浓缩微藻生物质制得。
藻类粉的产生需要裂解细胞以释放其油。
举例来说，可使用压力破碎器通过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。
细胞可通过三种不同的机制破裂：进入阀、孔板中液体的高剪切以及出口处压力突降，从而使得细胞爆破。
该方法释放细胞内分子。
可使用尼罗(Niro)均质器(GEA尼罗索伊(NiroSoavi)或任一其他高压均质器)来处理大小主要介于0.2微米与5微米之间的细胞。
藻类生物质在高压(大约1000巴)下的此处理通常裂解大于90％的细胞且将大小减小到小于5微米。
另一选择为，代之以使用球磨机。
在球磨机中，将细胞与小球形颗粒一起以悬浮状态搅动。细胞的破裂是由剪切力、球间研磨以及与球的碰撞所引起。
这些球使细胞破裂以从中释放细胞内容物。适当球磨机的描述在(例如)专利US5330913中给出。
以“水包油”乳液形式获得粒径小于起源细胞的悬浮液。
然后喷雾干燥此乳液且消除水，从而留下含有细胞碎片、细胞内液体和油的干燥粉末。
然而，极不希望产生粘性、聚集在一起且难以流动的干燥粉末，这是因为其含有干燥粉末的10重量％、25重量％或甚至50重量％含量的油。
甚至认为高脂质内容物(大于60％)更难以或甚至不可能有效干燥。
还极不希望干燥生物质粉的可润湿性和水可分散性的问题，其然后具有比较差的可润湿性。
为解决干燥这些富脂质乳液的固有困难，所属领域技术人员通常遵循以下两种主要途径：
-使用特定实施方案选择适用于富含脂肪的粉末的干燥装置；
-使用各种流动剂(例如基于二氧化硅的产品)或喷雾干燥载体，
-调配(通过囊封)
这两种途径并不相互排斥。
喷雾干燥装置
在先前技术中存在若干用于喷雾干燥富脂质化合物的装置。可易于在文献中发现关于所提出技术和装备的说明：例如，喷雾干燥手册(SprayDryingHandbook)，K.马斯特(K.Masters)，尤其在其第5版中，于1991年出版且于1994年再版，朗文科技(LongmanScientific&Technical)(可在大英图书馆(BritishLibrary)或国会图书馆(LibraryofCongress)处在ISBN0-470-21743-X下获得)；或喷雾干燥指南(SprayDryManual)，2005(访问网站www.bete.com)
因此看起开，在阅读这些文件后，所提出解决方案并不能完全令人满意，例如：
-对于干燥富含脂肪(20％-30％)的乳产品来说，通常将配备有喷雾喷嘴的顺流喷雾干燥塔用于两阶段装置中(第二阶段指派为用于调节和冷却在第一阶段中获得的粉末)。
然而，易于形成沉积物且增加通过自氧化机制起火的风险，此使得需要添加多种灭火系统。
-对于经干燥处理的乳酪来说，将乳酪研磨且与水混合以形成平滑乳膏，然后喷雾干燥。然后在锥形底喷雾干燥器中实施喷雾干燥。
然而，同样因高脂肪含量，形成沉积物。
所提出解决方案为使用配备有安装于喷雾干燥器室基座的流化床或移动带的喷雾干燥器。
然而，仍存在气动传输由此获得的干燥粉末的问题。
-对于干燥非乳冰淇淋来说(其中植物脂肪代替奶油，且酪蛋白酸钠代替非脂肪乳固体)，由于糖含量较高(通常大于30％)而难以喷雾干燥。
因此需要在一部分糖存在下实施喷雾干燥，且通过向干燥混合物中添加超细糖来补充调配物。
另外，为克服高糖含量的问题，需要能够控制粉尘的产生，管控粉末的气动传输，限制其团聚且避免喷雾干燥室内部的沉积物。
然而，仅提出用于在配备有流化床的喷雾干燥室中进行干燥的解决方案。
-对于具有35％到80％脂肪的干燥产品来说，必须避免的问题为脂质小球(尤其蛋白质)的保护膜发生破裂，破裂使得在干燥期间释放所述脂肪。
所推荐解决方案为增加脂质熔点，在喷雾干燥室的基座处形成或整合冷却床系统的喷雾干燥器。
另一选择为，可通过二级空气冷却在所述喷雾干燥室的基座处引入的空气以防止室中的粉末熔化，且用以在任一机械操作之前固化颗粒表面。
同样，另一选择为，如果提供旋风分离器以用于收集粉末，则需要在任一收集之前引入冷空气以防止在旋风分离器内部熔化。
最后，优选实施组合包括喷嘴的喷雾干燥塔与整合流化床或移动带的复杂配置。
-对于干燥藻类，
尤其在如上文所描述的文献中描述整个微藻的干燥，这些微藻为小球藻和螺旋藻属。
其粉末形式然后打算用于制造用于制备营养学中的食物补充物的片剂。
然后在配备有开放循环顺流喷雾干燥室的涡轮喷雾干燥器中对具有低固体含量(10％-15％)的生物质实施喷雾干燥。
由于此低固体含量，然后仅产生具有精细粒径的粉末。
干燥添加剂
在咖啡/茶漂白剂的领域中，这些是组合酪蛋白酸钠、玉米糖浆、植物脂肪与乳化剂、磷酸钾和硅酸钠铝的组合物。
在配备有振动式外部流化床的两阶段顺流喷雾干燥器中实施喷雾干燥。
产生具有精细粒径的颗粒。
为获得团聚颗粒，选择整合流化床和移动带的干燥器。
在植物油领域中，干燥油橄榄另外需要使用喷雾干燥载体(例如麦芽糊精)。
发明内容
因此，仍然存在对新颖稳定化形式的富脂质微藻生物质粉的未满足的需要，以便可大规模容易地将其引入必须保持美味和营养的食物产品中。
申请公司由此发现，此需要可通过提出对于给定粒径分布和给定压缩值具有极其显著的流动、可润湿性和水可分散性性质的富脂质微藻粉来满足。
换句话说，本发明的富脂质微藻粉具有等效于标准富脂质微藻粉但与显著流动、可润湿性和水分散性性质有关的粒径和压缩性质。
因此，本发明微藻粉(粉颗粒的大小为直径介于30μm与150μm之间且所述粉具有介于45％与55％之间的可压缩性，在细川(HOSOKAWA)粉末测试仪上测量)的特征在于其具有以下特征：
-根据测试A针对2000μm的筛上物测定的流动值，所述流动值介于55重量％与60重量％之间，
-根据测试B通过以下项表示的可分散性和可润湿性：
■在烧杯中所倾析产物的高度，所述高度的值介于0mm与2mm之间；
■润湿度，所述润湿度的值大于总粉末的70％、优选地大于80％。
优选地，微藻为小球藻属、优选地为原壳小球藻。
另外，微藻粉且尤其微藻生物质包括至少10干重％、20干重％、30干重％、40干重％、50干重％或60干重％的脂质。
另外，本发明微藻粉能够通过使用耦联到用于使用低压空气吹扫喷雾干燥室的气帚的平底喷雾干燥器技术的工艺制得。
如下文将显示，此干燥是关于以下方面尤其谨慎地执行以获得本发明的粉：
-来自平底喷雾干燥器的主要干燥空气的流速对来自气帚的空气的流速的比率，
-来自气帚的空气的温度。
因此，本发明涉及制备本发明微藻粉的工艺，其特征在于其包括：
1)制备富脂质微藻粉在水中的乳液，其固体含量介于15％干重与50干重％之间，
2)将此乳液引入高压均质器中，
3)在平底喷雾干燥器(在其下部配备有用于使用低压空气吹扫喷雾干燥室的气帚)中喷雾此乳液，同时进行调节以确保：
a)主要干燥空气的温度介于160℃与240℃之间，
b)气帚部分中的空气温度为最高70℃、优选地最高65℃、更优选地介于50℃与60℃之间，
c)来自气帚的空气的流速与主要干燥空气的流速的比率大于1/3、优选地介于1/3与1/2之间，
d)冷却空气的温度介于25℃与35℃之间，使得离开喷雾干燥器的粉具有介于60℃与90℃之间的温度。
4)收集由此获得的微藻粉。
优选地，微藻为小球藻属、优选地原壳小球藻。另外，微藻且尤其微藻生物质包括至少10干重％、20干重％、30干重％、40干重％、50干重％或60干重％的脂质。
本发明还涉及通过本发明工艺获得的微藻粉。
本发明还涉及本发明的粉或通过本发明工艺获得的粉在食物领域中的用途。特定地，其涉及制备食物组合物的方法，其包括将所述微藻粉添加到食物组合物的成份中。
具体实施方式
本发明由此涉及适用于人类消费的富含营养物、尤其脂质的微藻生物质。
更特定地，本发明涉及可纳入食物产品中的微藻粉，其中微藻粉的油含量可使得能够完全或部分地代替油存在于常规食物中的产品和/或脂肪。
出于本发明目的，术语“微藻粉”意指尤其通过机械方式破裂微藻生物质的细胞壁的干燥产物。
出于本发明目的，所考虑微藻为产生适当甘油三酯油和/或总脂质的物种。
微藻生物质包括至少10干重％的油或脂质、优选地至少25干重％到35干重％或更高油或脂质。
更优选地，生物质含有至少40干重％、至少50干重％、至少75干重％的油或脂质。
本发明的优选微藻可在异养条件中(以糖作为碳源且在不存在光下)生长。
申请公司推荐选择小球藻属的富脂质微藻。
所用微藻可非穷举性地选自原壳小球藻、凯斯勒小球藻(Chlorellakessleri)、微小小球藻(Chlorellaminutissima)、小球藻属(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(Chlorellasaccarophila)、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)。优选地，本发明所用的微藻属于原壳小球藻物种。
在液体培养基中培养微藻以由此产生生物质。
根据本发明，在含有碳源和氮源的培养基中在不存在光下(异养条件)培养微藻。
固体和液体生长培养基在文献中通常都有，并且制备适用于许多微生物菌株的特定培养基的推荐做法可见于网上(例如)www.utex.org/(由德克萨斯大学奥斯汀分校维护的网站，针对其藻类培养物保藏(UTEX))。
在发酵器(或生物反应器)中产生生物质。
可以任一适当方式组合生物反应器、培养条件和异养生长与繁殖方法的具体实例以改良微藻生长和脂质的效率。
在本发明所涉及的技术领域中，寻求制备藻类粉。
本发明背景内的此微藻粉是从已机械裂解且均质化(然后干燥均质物)的浓缩微藻生物质制得。
本发明微藻粉(粒径介于30μm与150μm之间且在细川粉末测试仪上测量的可压缩性介于45％与55％之间)的特征在于其具有以下特征：
-根据测试A针对2000μm的筛上物测定的流动值，所述流动值介于55重量％与60重量％之间，
-根据测试B通过以下项表示的可分散性和可润湿性：
■在烧杯中所倾析产物的高度，所述高度的值介于0mm与2mm之间；
■润湿度，所述润湿度的值大于总粉末的70％、优选地大于80％。
在本发明所涉及的技术领域中，微藻粉具有通常发现于通过常规途径(单效喷雾干燥)干燥的小球藻微藻粉中的粒径和压缩参数：
-本发明微藻粉具有介于30μm与150μm之间的粒径。
此测量是根据制造商规程(在“小体积模块操作说明书(SmallVolumeModuleOperatinginstruction)”中)在LS激光粒径分析仪上实施，该仪器配备有其小体积分散模块或SVM(125ml)。
-本发明微藻粉在细川粉末测试仪上测量的可压缩性介于45％与55％之间。
压缩或可压缩性值C是根据下列方程式通过计算充气松密度值(＝A)对堆积密度值(＝B)(其本身是使用由细川公司以商品名粉末测试仪类型PTE出售的设备通过应用在操作说明书中所推荐用于测量充气松密度和堆积密度的方法来测定)的比率来获得：
C = 100 ( B - A ) B
通过对比，通过单效喷雾干燥进行干燥的微藻粉的压缩值约为47％。
然而，令人吃惊且出人意料地，本发明微藻粉的特征在于其显著流动、可润湿性和可分散性性质。
-本发明微藻粉的流动性质(根据测试A测量)优于那些针对通过常规途径干燥的微藻粉所测量者。
测试A包括测量微藻粉的凝聚程度。
此凝聚测试是受由细川公司出售的粉末特性测试仪类型PTE的操作说明书中所描述的凝聚测试的启发。
测试A主要包括在网目开口为800μm的筛上筛分本发明微藻粉。
然后回收大小小于800μm的粉部分且置于密闭容器中，并使用特布拉(Turbula)实验室混合器类型T2C通过外摆线运动进行混合。
通过此混合，根据其自身特性，本发明微藻粉将表现团聚或排斥的倾向。
然后将以此方式混合的粉沉积于2000μm筛上用于另一筛分操作。
一旦筛分结束，则量化此筛上的筛上物，并且结果给出了对微藻粉的“凝聚”或“粘稠”性质的说明。
因此，自由流动性粉末(由此并不极具凝聚性)实际上不会被具有宽开口的此筛阻止。
该方案如下所述：
o在800μm筛上筛分所需量的产物以回收50g大小小于800μm的产物，
o将这些50g的大小小于800μm的粉置于体积为1升的玻璃罐(参照BVBL维莱丽-维勒班塞公司(VerrerieVilleurbannaise)-法国维勒班(Villeurbanne))并合上盖，
o将此罐置于速度调节到42rpm的混合器中(特布拉，T2C型，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，
o准备置于筛分器(弗里奇(Fritsch)，型号普尔维斯特(Pulverisette)00.502型)上的筛(萨拉斯(Saulas)品牌-直径200mm；佩西科斯东(PaisyCosdon)-法国)；该组合件从底部开始到顶部的细节：筛分器、筛底部、800μm筛、2000μm筛、筛分器盖。
o使混合得到的粉末沉积于该柱的顶部(2000μm筛)上，合上筛分器盖并在(弗里奇)筛分器上以固定位置振幅5筛分5分钟，
o称量此筛上的筛上物。
微藻粉由此具有介于55重量％与60重量％之间的2000μm筛上物。
与之相比，常规微藻粉的流动值约为71％。
-本发明微藻粉具有极其显著的可分散性和可润湿性性质。
此可分散性和此可润湿性是根据测试B通过以下各项来表示：
o在烧杯中所倾析产物的具有介于0mm与2mm之间的值的高度；
o具有大于总粉末的70％、优选地大于80％的值的润湿度。
此令人吃惊且出人意料的特征是基于以下事实：可压缩性和流动测量显示，本发明微藻粉如同常规微藻粉一般保持极具凝聚性，这是因为在混合(其并不使用大量机械能(筛分时间仅为5min))之后，55％到60％小于800μm的颗粒仍不能通过2000μm筛(尽管其开口大2到4倍)。
由此易于推断出，展现所述行为的所述粉的分散性应较差且由此难以用于推荐成份均匀分布的制备中。
同样，其可润湿性应较低。
可润湿性是一种工艺性质，其经常用于表征再悬浮于水中的粉末，例如在乳制品工业中。
其反映了粉末在水表面沉积后变得浸渍的能力(豪格尔德索伦森(HaugaardSorensen)等人，分析脱水乳产物的方法(“Méthodesd'analysedesproduitslaitiersdéshydratés”[“Methodsforanalyzingdehydratedmilkproducts”])，尼罗A/S(出版社)哥本哈根(Copenhagen)，丹麦(Denmark)，1978)，且由此反映粉末在水表面吸收水的能力(卡约特(Cayot)和洛里昂(Lorient)，乳蛋白的结构和技术功能(“Structuresettechnofonctionsdesprotéinesdulait”[“Structuresandtechnofunctionsofmilkproteins”])巴黎：埃拉特研究公司(AirlaitRecherches)：Tec和Doc，拉瓦锡(Lavoisier)，1998)。
通常，此指数的测量包括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。
根据豪格尔德索伦森等人(1978)：
-如果粉末的“可润湿性指数”小于20秒，则其可视为“可润湿”。
-粉末的溶胀能力还应与可润湿性有关。这是因为在粉末吸水时，它逐渐溶胀。然后，在各种组份被溶解或分散时，该粉末的结构消失。
此溶胀能力表示为润湿产物％。
影响可润湿性的因素尤其为大初级颗粒的存在、精细物的再引入、粉末密度、粉末颗粒的孔隙率和毛细管作用以及空气的存在、在粉末颗粒表面脂肪的存在以及重构条件。
由申请公司研发的测试B在本文中包括更特定地考虑以下因素：
-通过测量在将粉末置于水表面上时经过一段接触时间后粉末倾析的高度所获得微藻粉粉末在与水接触时的行为。
-其吸收水的能力(以％表示)。
用于此测试的方案如下所述：
o将500ml20℃脱矿物质水置于600ml低型烧杯(飞世尔品牌(Fischerbrand)FB33114烧杯)中，
o将25g微藻粉粉末均匀地置于水表面上，不混合，
o观察粉末随时间而变化的行为，
o测量烧杯底部的倾析产物的高度。
具有低可润湿性的极具凝聚性粉末将保留于液体表面处，而具有较好可润湿性的粉末将更容易地倾析。
本发明微藻粉具有根据测试B通过以下方式表示的可分散性和可润湿性：
o在烧杯中所倾析产物的具有介于0mm与2mm之间的值的高度；
o具有大于总粉末的70％、优选地大于80％的值的润湿度。
然而，与之相比，通常通过单效喷雾干燥进行干燥的微藻粉保留于水表面处，且不能充分水合以能够倾析到烧杯底部。
本发明微藻粉能够通过以下特定方式获得：使用耦联到用于使用低压空气吹扫喷雾干燥室的气帚(或AB)的平底喷雾干燥器(或FBSD)实施喷雾干燥工艺。
平底喷雾干燥器通常用于干燥富脂肪材料或吸湿性产物或在更实际意义上用于缺乏空间之处等。然而，据申请公司所知，其从未与用于使用低压空气吹扫喷雾干燥室的气帚一起用于干燥通常微藻且尤其小球藻的经裂解生物质。
就耦联FBSD和AB的装置来说，尤其推荐用于干燥果实、植物浆料和果汁或甚至肉类提取物。
为干燥经裂解微藻生物质，遵循此喷雾干燥原理，可使用(例如)由公司CE罗杰斯(Rogers)、马锐特-沃克尔(MarriottWalker)、亨宁森食品或食品工程公司(HenningsenFoodsorFoodsEngineeringCo.)和汉斯莱公司(HenszeyCo.)出售的配备有AB的FBSD。
令人吃惊且出人意料地，申请公司由此观察到，通过使用(例如)此FBSD/AB工艺来干燥微藻粉使得不仅可以高产量制备具有标准可压缩性、粒径特征和可流动性的产物，且尤其意外的赋予其流动、可润湿性和水可分散性性质，且无需使用造粒粘合剂或抗结块剂。
实际上，上述工艺(例如通常用于干燥生物质或微藻粉的单效喷雾干燥)不能获得所有所需特性。
制备本发明微藻粉的工艺由此包括下列步骤：
1)制备富脂质微藻粉在水中的乳液，其固体含量介于15％干重与50干重％之间，
2)将此乳液引入高压均质器中，
3)在下部配备有AB装置的FBSD中对其喷雾，使得：
a)主要干燥空气的温度介于160℃与240℃之间，
b)气帚部分中的空气温度为最高70℃、优选地最高65℃、更优选地介于50℃与60℃之间，
c)来自AB的空气的流速与主要干燥空气的流速的比率大于1/3、优选地介于1/3与1/2之间，
d)冷却空气的温度介于25℃与35℃之间，从而离开喷雾干燥器的粉具有介于60℃与90℃之间的温度。
4)收集由此获得的微藻粉。
本发明工艺的第一步骤包括制备固体含量介于15干重％与50干重％之间的富脂质微藻粉在水中的乳液。特定地，固体含量可介于25％与45％之间、优选地介于35％与45％之间。此外，微藻粉或微藻生物质的脂质含量优选地为最小至少10干重％、20干重％、30干重％、40干重％、50干重％或60干重％，例如介于20干重％与80干重％之间或介于30干重％与70干重％之间。任选地，微藻生物质的研磨程度可至少为裂解细胞的25％到75％，例如裂解细胞的50％、85％或95％和优选地85％或95％。
如下文将例示，在发酵结束时获得的生物质通常具有大约50％脂质内容物、10％到50％纤维、2％到15％蛋白质、30％糖和10％淀粉。
然后对生物质实施以下步骤：
-通过快速热处理(HTST处理)进行钝化，
-通过使用水溶液稀释且使用离心浓缩来进行洗涤，
-在球磨机中研磨，由此产生“水包油”乳液。
本发明工艺的第二步骤包括将此乳液引入高压均质器中。
申请公司推荐在两阶段装置(例如由APV公司出售的高林(Gaulin)均质器)中实施此乳液均质化，其中第一阶段的压力为160巴，且第二阶段的压力为40巴。
本发明工艺的第三步骤包括在下部配备有AB装置的FBSD中对此溶液喷雾，使得：
a)主要干燥空气的温度介于160℃与240℃之间，
b)AB部分中的空气温度为最高70℃、优选地最高65℃、更优选地介于50℃与60℃之间，
c)来自AB的空气的流速与主要干燥空气的流速的比率大于1/3、优选地介于1/3与1/2之间
d)冷却空气的温度介于25℃与35℃之间，从而离开喷雾干燥器的粉具有介于60℃与90℃之间的温度。
以此方式，如下文将例示，对于主要干燥空气固定于2200kg/h的流速来说，来自AB的空气的流速大于750kg/h、优选地介于800kg/h与900kg/h之间。
如下文还将例示，这些操作条件使得可限制沉积物在喷雾干燥室壁上的形成且由此最优化干燥产率大于90％、优选地大于95％、更优选地99％。
另外，除在FBSD中的喷雾干燥作用外，存在可控制AB的这些参数，此使得可获得具有所述可润湿性和水可分散性性质的产物。
本发明工艺的最后步骤包括最终收集由此获得的微藻粉。
此微藻粉将用于食物领域中。因此，本发明涉及本发明的粉或借助本发明工艺获得的粉在食物领域中的用途。特定地，其涉及制备食物组合物的方法，其包括将所述微藻粉添加到食物组合物的成份或食物组合物中。所述用途(例如)描述于专利申请案WO2010/045368、WO2010/120923或US2010/0297296中。
从下列实例将更明了地理解本发明，所述实例打算具有阐释性和非限制性。
实例
实例1.通过发酵获得原壳小球藻微藻生物质
发酵方案是大致完全描述于专利申请案WO2010/120923中者改变而来。
使用原壳小球藻的预培养物接种生产发酵器。在接种之后的体积达到9000l。
所用碳源为通过应用时间/温度方案来灭菌的55％w/w葡萄糖糖浆。
发酵为进料-分批发酵，在此期间调节葡萄糖流速以维持残余葡萄糖浓度为3g/l到10g/l。
生产发酵器时间为4到5天。
在发酵结束时，细胞浓度达到185g/l。
在葡萄糖进料期期间，限制培养基中的氮含量以容许脂质以50％的量发生累积。
将发酵温度维持于28℃。
将在接种之前的发酵pH调节到6.8且然后在发酵期间调控于此相同值。
通过控制通气量、反压和发酵器搅拌来将溶解氧维持于最小30％处。
在HTST区中使用1min及75℃的方案热处理发酵汁且冷却到6℃。
然后使用脱碳酸饮用水利用6:1的稀释比率(水/汁)洗涤生物质且通过使用阿尔法-拉瓦尔-菲克斯(AlfaLavalFeux)510进行离心来浓缩到250g/l(25％DCW“干细胞重量”)。
通过在75℃下于HTST区中热处理1分钟来洗涤细胞。
对于剩余操作来说，将温度维持于8℃-10℃下。
通过使用稀释(3:1(V水/V生物质))洗涤生物质且使用离心(圆片喷嘴式离心机)浓缩来减小间质可溶性材料的浓度。
在此步骤之后，在分离出口处生物质的固体含量大约为25％，然后通过蒸发浓缩到45％。
使用珠磨机型球磨机研磨所洗涤生物质，其中研磨程度为95％。
在使用氢氧化钾将pH调节到7之后，将以此方式产生的粗糙“水包油”型乳液在压力下于两阶段高林均质器(在第一阶段中为160巴/在第二阶段中为40巴)中均质化。
在发酵结束时获得的生物质通常具有大约50％脂质内容物、10％到50％纤维、2％到15％蛋白质、30％糖和10％淀粉，所述百分比是以总生物质的干重来表示。
实例2.干燥微藻粉的经均质化“水包油”乳液
在以下设备中干燥在实例1中获得的经均质化乳液：
-由GEA尼罗公司出售的单效喷雾干燥器(通过单效喷雾干燥器干燥的液体通过热流，然后回收于旋风分离器或套管式过滤器的塔底)，从而获得市售对照微藻粉。
或
-配备有用于使用低压空气吹扫喷雾干燥室的内部气帚的平底喷雾干燥器，从而获得本发明微藻粉，
对照单效喷雾干燥操作条件如下所述：
-输入温度为160℃，
-干燥区段的温度为60℃，
-空气冷却温度为：21℃
-输出温度：60℃。
对于本发明的喷雾干燥工艺来说，其包括在配备有气帚的平底喷雾干燥器中以下列方式对高压均质化悬浮液进行喷雾：
-进料系统：具有螺旋混合器和加热套的进料罐；单螺杆泵；复式过滤器
-喷雾干燥器：离心机，直径为160mm，
-粉末排放器：用于避免在室底部团聚的旋转装置，
-输出空气：载有颗粒的空气在底部离开室；干燥粉末与空气在套管式过滤器中分离。
用于在平底喷雾干燥器中执行喷雾干燥的参数如下所述：
-进料：具有20％固体且温度为50℃-65℃的乳液
-涡轮，16400rpm
-乳液流速：60kg/h-160kg/h
-主要空气：
o流速：2200kg/h
o温度：165℃-220℃。
产生用于使用空气(气帚)执行吹扫的两种配置：
1.标准执行，
2.最佳化执行，用以产生本发明微藻粉
用于使用空气(气帚)吹扫(根据制造商说明书)的标准执行如下所述(用于1个测试)：
-空气流速：700kg/h，温度为70℃
-室底部的输出温度：95℃
-冷却空气：600kg/h，温度为30℃
-在套管式过滤器之前的空气温度：81℃
此处的生产效率为<90％且观察到在喷雾干燥室的壁上形成沉积物。
由申请公司最优化以得到本发明微藻粉的空气(气帚)吹扫的执行如下所述(一式三份实施测试)：
-空气流速：850kg/h，温度为650℃
-冷却空气：800kg/h，温度为30℃。
此处的生产效率为99％且并未观察到在喷雾干燥室的壁上形成沉积物。
实例3.本发明微藻粉的表征
在下表中，呈现下列参数值：
-粒径，
-可压缩性，
-可流动性，通过凝聚测试(2000μm)
-可润湿性，
-水可分散性
针对“单效喷雾干燥”对照、针对非优化“气帚”对照和针对三批本发明微藻粉。
完全在逻辑上，据观察，特征在于“凝聚性”颗粒的常规微藻粉(“单效喷雾干燥”对照)不会变得充分水合以发生倾析，而本发明微藻粉易于实现此情形，不管其凝聚特征如何。因此，常规微藻粉沉积于水表面上而不会渗透到水中。与之相反，本发明微藻粉充分水合且并不倾析于烧杯底部。
对于标准“气帚”测试来说，据观察，所获得粉末并不具有任何可润湿性或水可分散性。

Claims (8)

1.一种微藻粉，该粉颗粒的大小为直径介于30μm与150μm之间且所述粉在细川粉末测试仪上测量的可压缩性介于45％与55％之间，该微藻粉的特征在于其具有以下特征：
-根据测试A针对2000μm的筛上物所测定的流动值，所述流动值介于55重量％与60重量％之间，
-根据测试B通过以下项表示的可分散性和可润湿性：
■在烧杯中所倾析产物的高度，所述高度的值介于0mm与2mm之间；
■润湿度，所述润湿度的值大于总粉末的70％、优选地大于80％。
2.如权利要求1所要求的微藻粉，该微藻粉的特征在于这些微藻为小球藻属(Chlorella)、优选原壳小球藻(Chlorellaprotothecoides)。
3.如权利要求1或2所要求的微藻粉，该微藻粉的特征在于其包括至少10干重％的脂质。
4.一种制备如权利要求1到3中任一项所要求的微藻粉的方法，该方法的特征在于其包括：
1)制备富脂质微藻粉在水中的乳液，其具有介于15％干重与50干重％之间的固体含量，
2)将此乳液引入高压均质器中，
3)在下部配备有用于使用低压空气吹扫喷雾干燥室的气帚的平底喷雾干燥器中喷雾此乳液，同时进行调节以确保：
a)主要干燥空气的温度介于160℃与240℃之间，
b)该气帚部分中的空气温度为最高70℃、优选地最高65℃、更优选地介于50℃与60℃之间，
c)来自该气帚的空气的流速与主要干燥空气的流速的比率大于1/3、优选地介于1/3与1/2之间，
d)冷却空气的温度介于25℃与35℃之间，使得离开该喷雾干燥器的粉具有介于60℃与90℃之间的温度，
4)收集由此获得的微藻粉。
5.如权利要求4所要求的方法，该方法的特征在于该富脂质微藻粉包括至少10干重％的脂质。
6.一种微藻粉，该微藻粉是通过如权利要求4或5所述的方法获得。
7.一种如权利要求1到3或6中任一项所述的粉或根据权利要求4或5所述的方法获得的粉在食物领域中的用途。
8.一种制备食物组合物的方法，该方法包括将如权利要求1到3或6中任一项所要求的微藻粉或根据权利要求4或5所述的方法获得的微藻粉添加到食物组合物的成份中。
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