CN114615896A - 从包含人乳寡糖和相关组合物的溶液中去除消泡剂的方法 - Google Patents

从包含人乳寡糖和相关组合物的溶液中去除消泡剂的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114615896A
CN114615896A CN202080074850.XA CN202080074850A CN114615896A CN 114615896 A CN114615896 A CN 114615896A CN 202080074850 A CN202080074850 A CN 202080074850A CN 114615896 A CN114615896 A CN 114615896A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hmo
solution
defoamer
temperature
fermentation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202080074850.XA
Other languages
English (en)
Inventor
J·贾维宁
H·科伊维科
A·科波宁
J·库西斯托
J·莱万多夫斯基
T·门图宁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Inbiose NV
Original Assignee
DuPont Nutrition Biosciences ApS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from EP19209714.5A external-priority patent/EP3822282A1/en
Application filed by DuPont Nutrition Biosciences ApS filed Critical DuPont Nutrition Biosciences ApS
Publication of CN114615896A publication Critical patent/CN114615896A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L5/00—Preparation or treatment of foods or foodstuffs, in general; Food or foodstuffs obtained thereby; Materials therefor
    • A23L5/20—Removal of unwanted matter, e.g. deodorisation or detoxification
    • A23L5/27—Removal of unwanted matter, e.g. deodorisation or detoxification by chemical treatment, by adsorption or by absorption
    • A23L5/273—Removal of unwanted matter, e.g. deodorisation or detoxification by chemical treatment, by adsorption or by absorption using adsorption or absorption agents, resins, synthetic polymers, or ion exchangers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L33/00—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
    • A23L33/10—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof using additives
    • A23L33/125—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof using additives containing carbohydrate syrups; containing sugars; containing sugar alcohols; containing starch hydrolysates
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L33/00—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
    • A23L33/10—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof using additives
    • A23L33/135—Bacteria or derivatives thereof, e.g. probiotics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H1/00—Processes for the preparation of sugar derivatives
    • C07H1/06—Separation; Purification
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H3/00—Compounds containing only hydrogen atoms and saccharide radicals having only carbon, hydrogen, and oxygen atoms
    • C07H3/06—Oligosaccharides, i.e. having three to five saccharide radicals attached to each other by glycosidic linkages

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)

Abstract

本说明书涉及用于通过包括去除消泡剂的方法从含有人乳寡糖(“HMO”)的溶液(例如，发酵液)制备纯化的HMO的方法，以及此方法的产物。

Description

从包含人乳寡糖和相关组合物的溶液中去除消泡剂的方法
相关专利申请的交叉引用
本说明书要求美国临时专利申请号62/895,605(提交于2019年9月4日)和欧洲专利申请号EP 19209714.5(提交于2019年11月18日)的优先权。上述引用的专利申请中的每一个的全文通过引用并入本说明书中。
技术领域
本说明书涉及通过包括去除消泡剂的方法从含有人乳寡糖(“HMO”)的溶液(例如，发酵液)制备纯化的HMO的方法，以及此方法的产物。
背景技术
人乳寡糖对营养和治疗是重要的。HMO包括例如2’-岩藻糖基乳糖(“2’-FL”)、3-岩藻糖基乳糖(“3-FL”)、乳糖-N-四糖(“LNT”)、6’-唾液酸基乳糖(“6’-SL”)、3’-唾液酸基乳糖(“3’-SL”)、二岩藻糖基乳糖(“DiFL”和“LDFT”)、乳糖-N-新四糖(“LNnT”)、乳糖-N-岩藻戊糖、乳糖-N-二岩藻己糖、乳糖-N-新二岩藻己糖、乳糖-N-新八糖、乳糖-N-岩藻戊糖、乳糖-N-新岩藻戊糖、3’唾液酸基-3-岩藻糖基乳糖、唾液酸基-乳糖-N-四糖、LS-四糖、乳糖-N-三糖、乳糖-N-新岩藻戊糖、乳糖-N-新岩藻戊糖、乳糖-N-二岩藻己糖、6'-半乳糖基乳糖、3'-半乳糖基乳糖、乳糖-N-己糖和乳糖-N-新己糖。人母乳中许多HMO是岩藻糖基化的，不同于由例如乳畜产生的寡糖。人母乳中最丰富的HMO是2’-FL。
许多最近的合成HMO的方法涉及微生物发酵工艺，其从乳糖产生HMO(如2’-FL、3-FL、LNT、3’-SL和6’-SL)。在此方法中，给定的HMO是由培养的微生物(如重组大肠杆菌(E.coli))合成的。然后将HMO通过一系列纯化工艺从培养物产生的生物分子液分离。虽然使用此方法已经取得了成功，但是发酵工艺通常产生复杂的产物混合物，该混合物除了包含所需的一种或多种HMO之外，还包含其他成分，如一价和二价盐、乳糖、寡糖、单糖、氨基酸、多肽、蛋白质、有机酸、核酸、加工助剂等。因此，仍然需要有效、可靠且经济上可行的提供可使用的纯化的HMO产品的下游纯化方法。
需氧深层发酵通常依靠通气来供应微生物生长和产生目的产物所需的氧气。将空气引入发酵液为微生物提供氧气通常会产生泡沫。将发酵液混合也会产生泡沫。此类泡沫的存在可能对性能产生负面影响，包括导致发酵罐工作容积减小或生产率下降、以及出现与“泡沫溢出”(即，在液体发酵液上方产生泡沫柱(foam column)或泡沫头(foam head)，其高度足以通过通风口、管道等离开发酵容器)相关的污染风险。
添加剂(如消泡剂(antifoam或defoamer))常用于缓解发酵期间的泡沫形成。但是，这些添加剂反过来会对回收所需HMO产物的后续工艺产生负面影响。例如，由于结垢和由此导致的工艺减缓，此类添加剂可能对膜基分离工艺和离子交换操作产生负面影响。因此，取决于所回收的HMO产物的最终用途应用，可能需要去除在生产工艺期间采用的添加剂(例如，消泡剂)。
HMO可以掺入食品(例如，人或宠物食品)、膳食补充剂或药物中。HMO在例如婴儿配方制品中特别有用。因此，需要基本上纯的HMO。
在目前用于制造HMO的方法中，去除消泡剂需要加热和冷却步骤，这需要消耗时间、能源和水等资源。虽然可以降低沉淀的消泡剂的浓度，但溶解的消泡剂会保留并最终出现在最终产物中。因此，仍然需要可靠且在经济上和环境上可行的方法来去除消泡剂，以提供高质量和纯度的HMO产物。
发明内容
简言之，本说明书总体而言部分地提供了用于制备衍生自发酵工艺的纯化的人乳寡糖(“HMO”)的方法。该方法包括通过将包含HMO和消泡剂的溶液加热至40℃至65℃的沉淀温度使消泡剂在该溶液中沉淀、以及在该沉淀温度将沉淀的消泡剂从HMO溶液中过滤掉。在此，沉淀温度在HMO溶液表现出最大浊度的温度的5℃之内。
本说明书还部分地提供了通过上述引用的方法获得的纯化的HMO(或HMO的混合物)。
本说明书还部分地提供了一种用于制备食品、膳食补充剂或药物的方法。该方法包括根据上述方法制备纯化的HMO(或HMO的混合物)，以及将该纯化的HMO(或HMO的混合物)与适用于食品、膳食补充剂或药物的成分混合。本说明书还部分地提供了通过此方法制备的食品、膳食补充剂或药物。
本说明书还部分地提供了用于制备婴儿配方制品的方法。该方法包括根据上述方法制备纯化的HMO(或HMO的混合物)，以及将该纯化的HMO(或HMO的混合物)与婴儿配方制品成分混合。本说明书还部分地提供了通过此方法制备的婴儿配方制品。
通过阅读本说明书，本说明书的传授内容的其他益处对于本领域技术人员而言将是明显的。
附图说明
图1是根据实例8的各种消泡剂的浊度曲线的图形展示。
具体实施方式
此具体实施方式旨在使本领域的其他技术人员熟悉申请人的发明、其原理以及其实际应用，以使得本领域的其他技术人员能以其多种形式来改编和应用申请人的发明，因为它们可能最适合于特定用途的要求。此具体实施方式及其具体实例在指示某些实施例的同时仅旨在出于说明的目的。因此，本说明书不限于所描述的实施例，并且可进行各种修改。
定义
术语“面积％”是指使用HPLC获得的归一化的峰面积纯度或浓度。这是峰面积相对于总的峰面积的百分比。
术语“浊点温度”或“浊点”是指消泡剂的浊点温度。
术语“DiFL”或“LDFT”是指二岩藻糖基乳糖(也称为“乳糖二岩藻四糖”)。
术语“DS”是指以重量百分比表示的干物质含量。
术语“2’-FL”是指2’-岩藻糖基乳糖(也称为“2’-O-岩藻糖基乳糖”)。
术语“3-FL”是指3-岩藻糖基乳糖(也称为“3-O-岩藻糖基乳糖”)。
术语“HMO”是指人乳寡糖。
术语“HPLC”是指高效液相色谱法。
术语“ICUMSA”是指“糖分析统一方法国际委员会(International Commissionfor Uniform Process of Sugar Analysis)”糖颜色分级系统。
术语“LNnT”是指乳糖-N-新四糖。
术语“LNT”是指乳糖-N-四糖。
术语“NTU”是指比浊法浊度单位。这是使用白光测量与入射光束成90度角的散射光的浊度单位。
术语“3’-SL”是指3’-唾液酸基乳糖(也称为“N-乙酰神经氨酰-2-3-吡喃半乳糖基-1-4-吡喃葡萄糖”)。
术语“6’-SL”是指6’-唾液酸基乳糖。
人乳寡糖
在人母乳中一般存在超过150种已知的人乳寡糖。本说明书中描述的方法可以用于制备单一纯化的HMO或两种或更多种HMO的纯化的混合物。
在一些实施例中，本说明书的方法包括制备纯化的HMO，该纯化的HMO选自岩藻糖基乳糖(如2’-岩藻糖基乳糖(“2’-FL”)、3-岩藻糖基乳糖(“3-FL”)或二岩藻糖基乳糖(“DiFL”或“LDFT”))、唾液酸基乳糖(如3’-唾液酸基乳糖(“3’-SL”)或6’-唾液酸基乳糖(“6’-SL”))、乳糖-N-四糖(“LNT”)、乳糖-N-新四糖(“LNnT”)、乳糖-N-岩藻戊糖、乳糖-N-二岩藻己糖、乳糖-N-新二岩藻己糖、乳糖-N-新八糖、乳糖-N-岩藻戊糖、乳糖-N-新岩藻戊糖、3’唾液酸基-3-岩藻糖基乳糖、唾液酸基-乳糖-N-四糖、LS-四糖、乳糖-N-三糖、乳糖-N-新岩藻戊糖、乳糖-N-新岩藻戊糖、乳糖-N-二岩藻己糖、6'-半乳糖基乳糖、3'-半乳糖基乳糖、乳糖-N-己糖或乳糖-N-新己糖。在一些实施例中，本说明书的方法包括制备包含以上列出的HMO中的一种或多种的纯化的HMO混合物。在一些实施例中，本说明书的方法包括制备包含以上列出的HMO中的至少两种的纯化的HMO混合物。
在一些实施例中，本说明书的方法用于制备纯化的HMO，该纯化的HMO选自岩藻糖基乳糖(例如，2’-FL、3-FL或DiFL)、唾液酸基乳糖(例如，3’-SL或6’-SL)、LNT或LNnT。
在一些实施例中，本说明书的方法用于制备纯化的岩藻糖基乳糖(也称为“FL”)。在室温和压力下，岩藻糖基乳糖通常是白色至象牙色固体并且可溶于水中。在一些实施例中，纯化的岩藻糖基乳糖是2’-FL。在一些实施例中，纯化的岩藻糖基乳糖是3-FL。在一些实施例中，本说明书的方法用于制备包含岩藻糖基乳糖的纯化的HMO混合物。在一些实施例中，本说明书的方法用于制备包含2’-FL、3-FL或DiFL的纯化的HMO混合物。在一些实施例中，本说明书的方法用于制备包含至少两种岩藻糖基乳糖的纯化的HMO混合物。在一些实施例中，本说明书的方法用于制备包含2’-FL和DiFL的纯化的HMO混合物。
在一些实施例中，本说明书的方法包括制备纯化的唾液酸基乳糖(也称为“SL”)。在一些实施例中，纯化的唾液酸基乳糖是3’-SL。在一些实施例中，纯化的唾液酸基乳糖是6’-SL”。在一些实施例中，本说明书的方法用于制备包含唾液酸基乳糖的纯化的HMO混合物。在一些实施例中，本说明书的方法用于制备包含3’-SL或6’-SL的纯化的HMO混合物。在一些实施例中，本说明书的方法用于制备包含至少两种唾液酸基乳糖的纯化的HMO混合物。在一些实施例中，本说明书的方法用于制备包含3’-SL和6’-SL的纯化的HMO混合物。
在一些实施例中，本说明书的方法包括制备纯化的乳糖-N-四糖(“LNT”)。在一些实施例中，本说明书的方法用于制备包含LNT的纯化的HMO混合物。
在一些实施例中，本说明书的方法包括制备纯化的乳糖-N-新四糖(“LNnT”)。在一些实施例中，本说明书的方法用于制备包含LNnT的纯化的HMO混合物。
HMO溶液
根据本说明书从其中纯化HMO的“HMO溶液”通常包含水性介质。水性介质包含HMO和其他成分，例如，一价和二价盐、乳糖、寡糖、单糖、氨基酸、多肽、蛋白质、有机酸、核酸、和消泡剂。
在一些实施例中，水性介质是水。
在一些实施例中，HMO选自2’-FL、3-FL、LNT、6’-SL、3’-SL、DiFL、LNnT、乳糖-N-岩藻戊糖、乳糖-N-二岩藻己糖、乳糖-N-新二岩藻己糖、乳糖-N-新八糖、乳糖-N-岩藻戊糖、乳糖-N-新岩藻戊糖、3’唾液酸基-3-岩藻糖基乳糖、唾液酸基-乳糖-N-四糖、LS-四糖、乳糖-N-三糖、乳糖-N-新岩藻戊糖、乳糖-N-新岩藻戊糖、乳糖-N-二岩藻己糖、6'-半乳糖基乳糖、3'-半乳糖基乳糖、乳糖-N-己糖、和乳糖-N-新己糖。
在一些实施例中，HMO是岩藻糖基乳糖。
在一些实施例中，HMO是2’-FL。
在一些实施例中，HMO是3-FL。
在一些实施例中，HMO是DiFL。
在一些实施例中，HMO是唾液酸基乳糖。
在一些实施例中，HMO是3’-SL。
在一些实施例中，HMO是6’-SL。
在一些实施例中，HMO是LNnT。
在一些实施例中，HMO是LNT。
在一些实施例中，HMO溶液包含至少两种HMO。在一些实施例中，HMO溶液包含至少三种HMO。在一些实施例中，HMO溶液包含至少四种HMO。在一些实施例中，HMO溶液包含至少五种HMO。
在一些实施例中，HMO溶液包含选自岩藻糖基乳糖、唾液酸基乳糖、LNnT和LNT的两种或更多种HMO。在一些此类实施例中，岩藻糖基乳糖选自2’-FL、DiFL和3-FL；并且唾液酸基乳糖选自3’-SL和6’-SL。
在一些实施例中，HMO溶液包含2’-FL和3-FL。
在一些实施例中，HMO溶液包含2’-FL和DiFL。
在一些实施例中，HMO溶液包含3’-SL和6’-SL。
典型地，除了待纯化的一种或多种HMO之外，HMO溶液进一步包含一种或多种成分。此类其他成分可以包括，例如，一价和二价盐、乳糖、寡糖、单糖、氨基酸、多肽、蛋白质、有机酸、核酸等。
在一些实施例中，HMO溶液包含(除了待纯化的一种或多种HMO之外)一种或多种另外的HMO和/或一种或多种其他类型的碳水化合物。
在一些实施例中，HMO溶液包含(除了待纯化的一种或多种HMO之外)一种或多种寡糖。
在一些实施例中，HMO溶液包含(除了待纯化的一种或多种HMO之外)一种或多种另外的HMO。
在一些实施例中，HMO溶液包含(除了待纯化的一种或多种HMO之外)一种或多种另外的HMO，该一种或多种另外的HMO选自2’-FL、3-FL、LNT、6’-SL、3’-SL、DiFL、LNnT、乳糖-N-岩藻戊糖、乳糖-N-二岩藻己糖、乳糖-N-新二岩藻己糖、乳糖-N-新八糖、乳糖-N-岩藻戊糖、乳糖-N-新岩藻戊糖、3’唾液酸基-3-岩藻糖基乳糖、唾液酸基-乳糖-N-四糖、LS-四糖、乳糖-N-三糖、乳糖-N-新岩藻戊糖、乳糖-N-新岩藻戊糖、乳糖-N-二岩藻己糖、6'-半乳糖基乳糖、3'-半乳糖基乳糖、乳糖-N-己糖、和乳糖-N-新己糖。
在一些实施例中，HMO溶液包含(除了待纯化的一种或多种HMO之外)2’-O-岩藻糖基乳果糖。
在一些实施例中，HMO溶液包含(除了待纯化的一种或多种HMO之外)DiFL。
在一些实施例中，HMO溶液包含(除了待纯化的一种或多种HMO之外)乳糖。
在一些实施例中，HMO溶液包含(除了待纯化的一种或多种HMO之外)乳果糖。
在一些实施例中，HMO溶液包含(除了待纯化的一种或多种HMO之外)一种或多种单糖。
在一些实施例中，HMO溶液包含(除了待纯化的一种或多种HMO之外)岩藻糖。
在一些实施例中，HMO溶液包含(除了待纯化的一种或多种HMO和第二碳水化合物之外)葡萄糖。
在一些实施例中，HMO溶液包含(除了待纯化的一种或多种HMO之外)半乳糖。
在一些实施例中，HMO溶液包含(除了待纯化的一种或多种HMO之外)一种或多种一价盐。
在一些实施例中，HMO溶液包含(除了待纯化的一种或多种HMO之外)一种或多种二价盐。
在一些实施例中，HMO溶液包含(除了待纯化的一种或多种HMO之外)一种或多种氨基酸。
在一些实施例中，HMO溶液包含(除了待纯化的一种或多种HMO之外)一种或多种蛋白质。
在一些实施例中，HMO溶液包含(除了待纯化的一种或多种HMO之外)一种或多种有机酸。
在一些实施例中，HMO溶液包含(除了待纯化的一种或多种HMO之外)一种或多种核酸。
在一些实施例中，HMO溶液包含(或者全部或部分地衍生自)发酵产物。在一些此类实施例中，HMO溶液是(或者全部或部分衍生自)用于制备待纯化的一种或多种HMO的发酵产物。在一些此类实施例中，该溶液中的其他一种或多种碳水化合物来自发酵中所用、并且/或者是在发酵期间和/或之后形成的培养基。在一些实施例中，该发酵包括在包含碳水化合物(如乳糖和/或岩藻糖)的水性培养基中培养重组微生物，该重组微生物包含编码能够产生HMO的酶的至少一个重组多核苷酸序列。发酵工艺的产物可以称为发酵“产物”或发酵“液”。该产物除了待纯化的一种或多种HMO之外典型地还包含许多成分，包括例如，一价和二价盐、乳糖、寡糖、单糖、氨基酸、多肽、蛋白质、有机酸、核酸等。
在一些实施例中，待纯化的一种或多种HMO是岩藻糖基乳糖，并且HMO溶液包含(或者全部或部分地衍生自)发酵工艺的产物，其中该发酵工艺包括在包含碳水化合物(如乳糖和/或岩藻糖)的水性培养基中培养重组微生物，该重组微生物包含编码α-1,2-岩藻糖基转移酶(EC2.4.1.69)或α-1,3-岩藻糖基转移酶(EC 2.4.1.214)的重组多核苷酸序列。
通常，当HMO溶液包含(或者全部或部分地衍生自)发酵工艺的产物时，本说明书的方法包括一步或多步方法步骤，其中将发酵中所用的微生物的细胞生物质从发酵产物分离。
可以将细胞生物质从发酵产物分离，例如，通过使用过滤、离心、沉降和/或适用于去除细胞生物质的其他方法进行。
在一些实施例中，从发酵产物分离微生物包含超滤(也称为“UF”)。超滤还可以特别有益于例如去除大生物分子，如内毒素、蛋白质、核酸和脂多糖。
在一些实施例中，使用错流过滤进行超滤。使用的聚合膜构型可以是例如螺旋卷式、中空纤维或板和框架单元。还可以用管状或陶瓷盘膜进行超滤。典型地，超滤膜孔径可以选自从约0.1至约0.001μm，或从约200kD至约1kD。
在一些实施例中，从发酵产物分离微生物包括错流微滤(也称为“MF”)。典型地，MF膜孔径是从约0.1μm至约3μm。使用的聚合膜构型可以是例如螺旋卷式、中空纤维或板和框架单元。还可以用陶瓷管状或陶瓷盘膜进行错流微滤。此外，可以使用钢制的MF膜。
在一些实施例中，从发酵产物分离微生物包括离心。典型地，使用达到从约3000至约20000离心力(G-force)的盘叠式分离器(disc stackseparator)进行此离心。可以利用例如过滤技术对澄清溶液进行进一步纯化以获得基本上没有微生物的液体。
在一些实施例中，在不高于18℃的温度进行细胞生物质去除。在一些实施例中，在不高于16℃的温度进行细胞生物质去除。在一些实施例中，在低于16℃的温度进行细胞生物质去除。在一些实施例中，在不高于15℃的温度进行细胞生物质去除。在一些实施例中，在低于15℃的温度进行细胞生物质去除。在一些实施例中，在不高于10℃的温度进行细胞生物质去除。在一些实施例中，在低于10℃的温度进行细胞生物质去除。在一些实施例中，在不高于9℃的温度进行细胞生物质去除。在一些实施例中，在低于9℃的温度进行细胞生物质去除。在一些实施例中，在不高于8℃的温度进行细胞生物质去除。在一些实施例中，在低于8℃的温度进行细胞生物质去除。在一些实施例中，在不高于7℃的温度进行细胞生物质去除。在一些实施例中，在低于7℃的温度进行细胞生物质去除。在一些实施例中，在不高于6℃的温度进行细胞生物质去除。在一些实施例中，在低于6℃的温度进行细胞生物质去除。在一些实施例中，在不高于5℃的温度进行细胞生物质去除。在一些实施例中，在低于5℃的温度进行细胞生物质去除。
消泡剂
消泡剂是减少或阻碍泡沫形成或者将已形成的泡沫分解的化学添加剂。通常，消泡剂是表面活性剂。消泡剂广泛应用于深层发酵工艺中以控制发酵罐中泡沫的积聚。消泡剂可以是天然的或合成的。消泡剂可以是例如硅酮基的、聚醚、天然油或多元醇。在一些实施例中，消泡剂显示出浊点。此类消泡剂包括例如聚(亚烷基二醇)(“PAG”)基消泡剂，如环氧乙烷/环氧丙烷(“EO/PO”)嵌段共聚物；基于EO/PO嵌段共聚物的多元醇、以及环氧乙烷和环氧丙烷的聚醚；以及脂肪酸酯(“FE”)基消泡剂，如烷氧基化脂肪酸酯。
在一些实施例中，消泡剂基于脂肪酸酯。在一些实施例中，消泡剂包含基于植物的一种或多种烷氧基化脂肪酸酯，例如像STRUKTOL J673或STRUKTOL J673A(希纶赛勒赫“斯特鲁克托尔”有限公司(Scill+Seilacher“Struktol”GmbH)，德国汉堡)或非矿物油，例如像FOAM BLAST 882(称德司达新加坡贸易私人有限公司(DyStar Singapore Pte Ltd)，新加坡)。消泡剂可以单独使用或作为与其他消泡剂的混合物使用。
在一些实施例中，消泡剂是非离子的。
可以在发酵之前或在发酵起始时将消泡剂添加至发酵容器以预防泡沫形成。替代性地或另外地，在发酵期间添加消泡剂以预防泡沫形成和/或破坏已经形成的泡沫。在一些情况下，将发酵期间添加至发酵容器的消泡剂称为消泡剂(defoamer)。在一些情况下，可以将消泡剂表征为“泡沫抑制剂”和/或“破泡剂”。实际上，多数泡沫分散化学品可以起到其中任一种作用。
消泡剂通常必须对于发酵中使用的微生物是安全的。消泡剂通常还必须不能与所需的HMO产物反应或不影响HMO产物的产物颜色或气味。在一些实施例中，消泡剂可在某些条件下通过高压蒸汽灭菌或干热进行灭菌。
在一些实施例中，HMO溶液中的消泡剂浓度是从约1至约100g/kg(DS)。在一些实施例中，HMO溶液中的消泡剂浓度是从约1至约50g/kg(DS)。在一些实施例中，HMO溶液中的消泡剂浓度是从3至45g/kg(DS)。
可以使用例如适用于测量可溶性消泡剂的可商购的测试试剂盒，例如LCK 433非离子表面活性剂比色皿测试(哈希兰格有限公司(Hach Lange GmbH)，德国杜塞尔多夫(Düsseldorf,Germany))来确定工艺溶液中消泡剂的浓度。
浊点
随着包含消泡剂(特别是非离子表面活性剂消泡剂)的水性溶液的温度上升，会达到溶液出现浑浊的温度。将水性消泡剂溶液变得浑浊(cloudy或turbid)的最低温度称为“浊点”。消泡剂浊点典型地在从0℃至100℃的范围内，并且通常受水的冰点和沸点的限制。溶液中其他组分(如盐)的存在可能降低或提高消泡剂的浊点。
可以用浊度计测量消泡剂的浊点。表现出浊点的消泡剂溶液通常在高于浊点温度的温度时明显地浑浊。可以测量浊度并将其用作指示消泡剂和其他沉淀组分的存在。
每个不同的HMO溶液中每种消泡剂的浊点温度是分开确定的。这是通过测量含有消泡剂的HMO溶液在不同温度时的浊度来完成的。
通常，本说明书所述的方法中使用的消泡剂包含表现出浊点的消泡剂。在发酵期间的发酵罐温度可能高于或低于消泡剂的浊点。通常，基于待生产的产物和发酵中使用的微生物的要求来选择发酵温度。在一些实施例中，在HMO发酵(例如，2’-FL发酵或3-FL发酵)期间的发酵罐温度是从约35℃至约39℃。通常，将HMO发酵维持在低于50℃。在一些实施例中，发酵温度是用于选择适合的消泡剂的因素。
在一些实施例中，所选择的消泡剂的浊点温度高于发酵温度(或高于在至少一部分发酵期间使用的温度)。在一些实施例中，使用低于消泡剂的浊点温度的发酵温度使得消泡剂在发酵期间更有效。
在一些实施例中，所选择的消泡剂的浊点温度低于发酵温度(或低于在至少一部分发酵期间使用的温度)。在一些实施例中，使用高于消泡剂的浊点温度的发酵温度使得消泡剂在发酵期间更有效。
消泡剂去除
发酵后，通常需要从HMO产物中基本上去除消泡剂。在一些实施例中，将HMO发酵产物溶液中存在的至少约80％的消泡剂去除。在一些实施例中，将HMO发酵产物溶液中存在的至少96％的消泡剂去除。在一些实施例中，将HMO发酵产物溶液中存在的至少97％的消泡剂去除。在一些实施例中，将HMO发酵产物溶液中存在的至少98％的消泡剂去除。在一些实施例中，将HMO发酵产物溶液中存在的至少99％的消泡剂去除。
可以使用例如超滤和/或离心来将细胞生物质从发酵液中去除。在一些实施例中，在细胞去除之后进行一种或多种纯化和/或浓缩步骤。此类纯化和/或浓缩步骤可以包括例如纳米过滤、阴离子交换、阳离子交换、活性炭处理、凝胶过滤色谱法、电渗析、蒸发、结晶或喷雾干燥。
在一些实施例中，该方法包括在细胞生物质去除之前(例如，在超滤之前)的消泡剂去除步骤。在一些实施例中，该方法包括在细胞生物质去除之后(例如，在超滤之后)的消泡剂去除步骤。
在一些实施例中，该方法包括在纳米过滤步骤之前的消泡剂去除步骤。在一些实施例中，该方法包括在纳米过滤步骤之后的消泡剂去除步骤。在一些实施例中，该方法包括在纳米过滤步骤之前和之后的消泡剂去除步骤。
在一些实施例中，在消泡剂去除步骤期间，消泡剂在至少是消泡剂浊点温度的温度时沉淀。在一些实施例中，在消泡剂去除步骤期间，消泡剂在比消泡剂浊点温度高从0℃至10℃的温度时沉淀。在一些实施例中，在消泡剂去除步骤期间，消泡剂在比消泡剂浊点温度高从0℃至5℃的温度时沉淀。在一些实施例中，在消泡剂去除步骤期间，消泡剂在比消泡剂浊点温度高从0℃至2℃的温度时沉淀。在一些实施例中，在消泡剂去除步骤期间，消泡剂在比消泡剂浊点温度高从0℃至1℃的温度时沉淀。在一些实施例中，在消泡剂去除步骤期间，消泡剂在大约等于消泡剂浊点温度的温度时沉淀。
在一些实施例中，进行消泡剂去除的温度在HMO溶液表现出最大浊度的温度的约5℃之内。在一些实施例中，进行消泡剂去除的温度在HMO溶液表现出最大浊度的温度的4℃之内。在一些实施例中，进行消泡剂去除的温度在HMO溶液表现出最大浊度的温度的3℃之内。在一些实施例中，进行消泡剂去除的温度在HMO溶液表现出最大浊度的温度的2℃之内。在一些实施例中，进行消泡剂去除的温度在HMO溶液表现出最大浊度的温度的1℃之内。在一些实施例中，进行消泡剂去除的温度约是HMO溶液表现出最大浊度的温度。
在一些实施例中，在从36℃至65℃的温度进行消泡剂去除。在一些实施例中，在从40℃至65℃的温度进行消泡剂去除。在一些实施例中，在从36℃至60℃的温度进行消泡剂去除。在一些实施例中，在从43℃至55℃的温度进行消泡剂去除。在一些实施例中，在从50℃至55℃的温度进行消泡剂去除。在一些实施例中，在约50℃的温度进行消泡剂去除。在一些实施例中，在一些实施例中，在约55℃的温度进行消泡剂去除。
在一些实施例中，在多数的消泡剂已经沉淀之后，使用例如过滤和/或离心将沉淀的消泡剂从HMO溶液中分离。在一些实施例中，使用助滤剂以进一步实现分离。此助滤剂可以包括例如纤维素、活性炭、硅藻土或任何前述的组合。在一些实施例中，使用纤维素作为助滤剂。在一些实施例中，使用硅藻土作为助滤剂。在一些实施例中，使用活性炭作为助滤剂。在一些实施例中，使用活性炭粉末作为助滤剂。
可以在过滤溶液之前将助滤剂混合在含有消泡剂的HMO溶液中。在一些实施例中，所用助滤剂的量占进料液体的从0.5％至3％(重量百分比)。在一些实施例中，所用助滤剂的量占进料液体的从0.5％至2％(重量百分比)。在一些实施例中，所用助滤剂的量占进料液体的从0.5％至1％(重量百分比)。在一些实施例中，所用助滤剂的量占进料液体的约0.5％(重量百分比)。在一些实施例中，所用助滤剂的量占进料液体的约1％(重量百分比)。在一些实施例中，所用助滤剂的量占进料液体的约2％(重量百分比)。
在一些实施例中，还将助滤剂应用为过滤器上的预涂层。在一些实施例中，将从1至2kg/m2的助滤剂应用为过滤器上的预涂层。在一些实施例中，将从1至1.5kg/m2的助滤剂应用为过滤器上的预涂层。在一些实施例中，将从1.5至2kg/m2的助滤剂应用为过滤器上的预涂层。在一些实施例中，将约1kg/m2的助滤剂应用为过滤器上的预涂层。在一些实施例中，将约1.5kg/m2的助滤剂应用为过滤器上的预涂层。在一些实施例中，将约2kg/m2的助滤剂应用为过滤器上的预涂层。
过滤设备可以选自例如深层过滤器、板框式过滤器或烛式过滤器。还可以使用离心分离器。
在一些实施例中，使用活性炭粉末来去除剩余的可溶性消泡剂。
在一些实施例中，将消泡剂去除步骤重复两次或更多次，特别是在当溶液含有大量的消泡剂时。在一些实施例中，在第一消泡剂去除步骤和随后的消泡剂去除步骤中使用相同的助滤剂。在一些实施例中，在第一消泡剂去除步骤中使用一种助滤剂，并且在随后的消泡剂去除步骤中使用另一种助滤剂。
在一些实施例中，在HMO纯化工艺期间去除消泡剂的一个或多个点是基于环境上和经济上的考虑(例如，避免另外的加热和/或冷却步骤)而选择的。
在一些实施例中，将消泡剂从中间工艺液(如从膜过滤的渗透物、膜过滤的浓缩物、离子交换的溶液、结晶母液等)中去除。在另外的或替代性的实施例中，将消泡剂从最终产物中去除。最终HMO产物可以是例如糖浆、喷雾干燥粉末或结晶产物。在一些情况下，当从结晶或喷雾干燥产物中去除消泡剂时，将该产物溶解，并然后将所得溶液加热至高于消泡剂的浊点的温度以形成沉淀物，进而任选地使用助滤剂(例如像硅藻土、活性炭或纤维素)通过过滤将该沉淀物去除。
在一些实施例中，将消泡剂在离子交换步骤之前去除以减少离子交换树脂结垢。如果使用活性炭来去除消泡剂，那么所得的工艺溶液将典型地含有较少颜色，这在后续的离子交换步骤期间是有帮助的。
在一些实施例中，将消泡剂在纳米过滤步骤之后去除。在此情况下，工艺液的盐含量将典型地低于纳米过滤步骤之前的盐含量，并且干物质含量将典型地更高。较低的盐含量使得在消泡剂去除期间更好、更容易地过滤消泡剂。浓缩的经纳米过滤的工艺溶液具有较小的体积，这反过来通常转化为去除消泡剂的较低的过滤成本。
在一些实施例中，如本文所讨论的将消泡剂沉淀并将其从HMO溶液中去除，并然后对HMO溶液进行蒸发步骤，该蒸发步骤也包括再次加热至高于消泡剂浊点温度的温度。
在HMO制造和纯化工艺期间，通常可以通过在低于消泡剂浊点温度的温度下加工HMO溶液来最小化不想要的消泡剂的过早沉淀。在一些实施例中，将在去除消泡剂之前的各种工艺步骤中的工艺温度维持在从约1℃至约25℃。在一些实施例中，将在去除消泡剂之前的各种工艺步骤的工艺温度维持在从5℃至20℃。在一些实施例中，将在去除消泡剂之前的各种工艺步骤的工艺温度维持在从5℃至15℃。在一些实施例中，将在去除消泡剂之前的各种工艺步骤的工艺温度维持在从5℃至10℃。在一些实施例中，将在去除消泡剂之前的各种工艺步骤的工艺温度维持在从5℃至8℃。在一些实施例中，将在去除消泡剂之前的各种工艺步骤的工艺温度维持在小于10℃。在一些实施例中，将在去除消泡剂之前的各种工艺步骤的工艺温度维持在小于8℃。在一些实施例中，将在去除消泡剂之前的各种工艺步骤的工艺温度维持在小于7℃。在一些实施例中，将在去除消泡剂之前的各种工艺步骤的工艺温度维持在小于6℃。在一些实施例中，将在去除消泡剂之前的各种工艺步骤的工艺温度维持在小于5℃。
在一些实施例中，当将溶液注入本文所述的消泡剂去除步骤时，含有消泡剂的HMO溶液中的干物质浓度是从3至30g/100g。在一些实施例中，当将溶液注入本文所述的消泡剂去除步骤时，含有消泡剂的HMO溶液中的干物质浓度是从3至20g/100g。在一些实施例中，当将溶液注入本文所述的消泡剂去除步骤时，含有消泡剂的HMO溶液中的干物质浓度是从10至30g/100g。在一些实施例中，当将溶液注入本文所述的消泡剂去除步骤时，含有消泡剂的HMO溶液中的干物质浓度是从14至30g/100g。
在一些实施例中，去除HMO溶液中至少80％的消泡剂。在一些实施例中，去除HMO溶液中至少90％的消泡剂。在一些实施例中，去除HMO溶液中至少96％的消泡剂。在一些实施例中，去除HMO溶液中至少98％的消泡剂。在一些实施例中，去除HMO溶液中至少99％的消泡剂。
在一些实施例中，在消泡剂去除步骤之后的HMO溶液中的消泡剂浓度是从约5至约12,500mg/kg(DS)。在一些实施例中，在消泡剂去除步骤之后的HMO溶液中的消泡剂浓度是从6至12,200mg/kg(DS)。在一些实施例中，在消泡剂去除步骤之后的HMO溶液中的消泡剂浓度小于12,500mg/kg(DS)。在一些实施例中，在消泡剂去除步骤之后的HMO溶液中的消泡剂浓度小于12,200mg/kg(DS)。在一些实施例中，在消泡剂去除步骤之后的HMO溶液中的消泡剂浓度小于12,000mg/kg(DS)。在一些实施例中，在消泡剂去除步骤之后的HMO溶液中的消泡剂浓度小于10,000mg/kg(DS)。在一些实施例中，在消泡剂去除步骤之后的HMO溶液中的消泡剂浓度小于7,000mg/kg(DS)。在一些实施例中，在消泡剂去除步骤之后的HMO溶液中的消泡剂浓度小于6,000mg/kg(DS)。在一些实施例中，在消泡剂去除步骤之后的HMO溶液中的消泡剂浓度小于5,000mg/kg(DS)。在一些实施例中，在消泡剂去除步骤之后的HMO溶液中的消泡剂浓度小于4,000mg/kg(DS)。在一些实施例中，在消泡剂去除步骤之后的HMO溶液中的消泡剂浓度小于3,000mg/kg(DS)。在一些实施例中，在消泡剂去除步骤之后的HMO溶液中的消泡剂浓度小于2,000mg/kg(DS)。在一些实施例中，在消泡剂去除步骤之后的HMO溶液中的消泡剂浓度小于1,000mg/kg(DS)。在一些实施例中，在消泡剂去除步骤之后的HMO溶液中的消泡剂浓度小于900mg/kg(DS)。在一些实施例中，在消泡剂去除步骤之后的HMO溶液中的消泡剂浓度小于800mg/kg(DS)。在一些实施例中，在消泡剂去除步骤之后的HMO溶液中的消泡剂浓度小于600mg/kg(DS)。
在一些实施例中，在消泡剂去除步骤之后的HMO溶液中的消泡剂浓度小于400mg/kg(DS)。在一些实施例中，在消泡剂去除步骤之后的HMO溶液中的消泡剂浓度小于200mg/kg(DS)。在一些实施例中，在消泡剂去除步骤之后的HMO溶液中的消泡剂浓度小于100mg/kg(DS)。
在一些实施例中，在消泡剂去除步骤之后的HMO溶液中的消泡剂浓度小于50mg/kg(DS)。在一些实施例中，在消泡剂去除步骤之后的HMO溶液中的消泡剂浓度小于10mg/kg(DS)。
在一些实施例中，在如本文所公开的去除消泡剂之后，将HMO溶液冷却至低于20℃的温度。在一些实施例中，在如本文所公开的去除消泡剂之后，将HMO溶液冷却至低于15℃的温度。在一些实施例中，在如本文所公开的去除消泡剂之后，将HMO溶液冷却至低于10℃的温度。在一些实施例中，在如本文所公开的去除消泡剂之后，将HMO溶液冷却至低于5℃的温度。
在一些实施例中，如本说明书所公开的从HMO溶液中去除消泡剂的步骤基本上不影响(例如，改变大于约1％)HMO溶液的碳水化合物(例如，糖)的面积％。
附加处理
在一些实施例中，该方法包括对HMO溶液进行一种或多种以下处理：酶处理(例如，乳糖的酶水解)、纳米过滤、电渗析、色谱法、离子交换(例如，阳离子交换、阴离子交换或两者)、蒸发、活性炭、结晶、蒸发和/或喷雾干燥。
附加处理可以典型地以各种顺序进行，并且在该方法的不同点重复进行。在一些实施例中，该方法包括上述附加处理中的至少三种的组合。在一些实施例中，该方法包括上述附加处理中的至少四种的组合。
在一些实施例中，该方法包括至少一个阳离子交换步骤。在一些实施例中，该方法包括至少一个阴离子交换步骤。在一些实施例中，该方法包括阳离子交换步骤和阴离子交换步骤两者。
在一些实施例中，对HMO溶液进行蒸发。这可以有助于例如通过去除溶剂(例如，水)来浓缩HMO。在一些实施例中，蒸发是所需HMO的最终纯化步骤。
在一些实施例中，对HMO溶液进行喷雾干燥。在一些实施例中，在WO 2019/160922(通过引用并入本说明书中)中讨论的条件下进行喷雾干燥。在一些实施例中，进入喷雾干燥器中的HMO进料具有从约8％至约75％白利糖度的白利糖度值。在一些实施例中，该白利糖度值是约30％至约65％白利糖度。在一些实施例中，该白利糖度值是约50％至约60％白利糖度。在一些实施例中，进入喷雾干燥器中的进料处在约2℃至约70℃的温度，立即随后在喷雾干燥器中被分散成微滴。在一些实施例中，进入喷雾干燥器中的进料处在约30℃至约60℃的温度，立即随后在喷雾干燥器中被分散成微滴。在一些实施例中，进入喷雾干燥器中的进料处在约2℃至约30℃的温度，立即随后在喷雾干燥器中被分散成微滴。在一些实施例中，在从约20℃至约90℃的温度进行喷雾干燥。在一些实施例中，喷雾干燥是所需HMO的最终纯化步骤。
在一些实施例中，该方法包括结晶。在一些实施例中，在结晶期间未使用有机溶剂。在一些实施例中，该结晶包括WO 2018/164937(通过引用并入本说明书中)中公开的结晶工艺。在一些实施例中，结晶是所需HMO的最终纯化步骤。在一些实施例中，该方法包括结晶和蒸发两者。在一些实施例中，该方法包括结晶和喷雾干燥两者。
实例
以下实例仅是说明性的，并且不以任何方式限制本说明书的其余部分。
在室温下测量HMO溶液的浊度。
在室温下测量HMO溶液的消泡剂浓度。
实例1
2-FL溶液的消泡剂去除
使用2’-FL溶液(其含有STRUKTOL J673作为消泡剂)作为进料。使用ARBOCEL B-800粉末状纤维素(JRS制药有限两合公司(JRS Pharma GmbH&Co.KG)，德国罗森堡(Rosenberg,Germany))和NORIT DX1活性炭(卡博特瑞士有限公司(Cabot SwitzerlandGmbH)，瑞士沙夫豪森(Schaffhausen,Switzerland))作为用于消泡剂去除的助滤剂。在搅拌的同时将进料材料在夹套式反应器容器中加热至55℃。将助滤剂(占进料液体重量的1％)添加至反应器中。在搅拌的同时将所得混合物在55℃孵育约1hr。将SEITZ深层过滤器(颇尔公司(Pall Corp.)，英国汉普郡(Hampshire,United Kingdom))用助滤剂(1.5kg/m2)进行预涂层之后，使混合物循环通过深层过滤器持续0.5hr，并然后收集所得滤液。用HACHLCK 433测量所有样品的消泡剂浓度。
在消泡剂去除之前的2’-FL溶液的特性示于表1-1中。
表1-1
在消泡剂去除之前的2’-FL溶液的特性
干物质，g/100g 29.1
pH 6.35
电导率，mS/cm 8.0
颜色，ICUMSA 65,500
消泡剂浓度，mg/kg(DS) 26,000
浊度，NTU >800
2’-FL，面积-％ 83.0
LDFT，面积-％ 7.7
其他碳水化合物，面积-％ 9.3
并且在消泡剂去除之后的2’-FL溶液的特性示于表1-2中。
表1-2
在消泡剂去除之后的2’-FL溶液的特性
Figure BDA0003614464120000201
Figure BDA0003614464120000211
可以看出，当使用ARBOCEL B-800粉末状纤维素处理时，去除了82.3％的消泡剂。并且当使用NORIT DX1活性炭处理时，去除了98.8％的消泡剂。NORIT DX1处理还减少了颜色。在这两种情况下，消泡剂去除基本上不影响HMO的HPLC面积百分比。
实例2
2-FL溶液的消泡剂去除
使用2’-FL溶液(其含有STRUKTOL J673作为消泡剂)作为进料。将NORIT DX1活性炭用作用于消泡剂去除的助滤剂。在搅拌的同时将进料材料加热至50℃-55℃。将助滤剂(占进料液体重量的1％)添加至反应器中。在搅拌的同时将所得混合物在50℃-55℃孵育约1hr。然后在55℃使混合物循环通过SEITZ深层过滤器持续约0.5hr，并然后收集所得滤液。用HACH LCK 433测量进料样品的消泡剂浓度，并用HACH LCK 333测量产物的消泡剂浓度。
在消泡剂去除之前的2’-FL溶液的特性示于表2-1中。
表2-1
在消泡剂去除之前的2’-FL溶液的特性
Figure BDA0003614464120000212
Figure BDA0003614464120000221
并且在消泡剂去除之后的2’-FL溶液的特性示于表2-2中。
表2-2
在消泡剂去除之后的2’-FL溶液的特性
干物质，g/100g 13.3
pH 3.75
电导率，mS/cm 2.2
颜色，ICUMSA 3,500
消泡剂浓度，mg/kg(DS) 800
用NORIT DX1活性炭处理时，去除了98.0％的消泡剂。此外，去除了92.2％的颜色。
实例3
2-FL溶液的浊度去除
使用含有STRUKTOL J673作为消泡剂的2’-FL溶液作为进料。使用KENITE 300硅藻土(英格瓷公司(Imerys)，法国巴黎)、NORIT DX1活性炭和ARBOCEL B-800粉末状纤维素作为助滤剂。在搅拌的同时将进料材料加热至50℃。通过以下测试每种助滤剂的效果：将其作为主体进料添加至2’-FL溶液中并然后在搅拌的同时将混合物在50℃孵育约1hr。在每种情况下，使用预涂有正在测试的助滤剂的SEITZ深层过滤器进行过滤。
在消泡剂去除之前的2’-FL溶液的特性示于表3-1中。
表3-1
在消泡剂去除之前的2’-FL溶液的特性
Figure BDA0003614464120000222
Figure BDA0003614464120000231
在每种消泡剂去除处理之后的2’-FL溶液的特性示于表3-2中。
表3-2
在消泡剂去除之后的2’-FL溶液的特性
Figure BDA0003614464120000232
实例4
2-FL溶液的消泡剂去除
使用2’-FL溶液(其含有STRUKTOL J673A作为消泡剂)作为进料。使用NORIT DX1活性炭和CLARCEL CBR3硅藻土(切姆维隆公司(Chemviron)，比利时费卢伊(Feluy,Belgium))作为助滤剂。在搅拌的同时将进料材料加热至50℃。通过以下测试每种助滤剂的效果：将其作为主体进料添加至进料材料中并然后在搅拌的同时将混合物在50℃孵育约1hr。使用预涂有正在使用的助滤剂的SEITZ深层过滤器进行过滤。使材料循环通过过滤器，持续约0.5hr，并然后收集所得滤液。用HACH LCK 433测量所有样品的消泡剂浓度。
在消泡剂去除之前的2’-FL溶液的特性示于表4-1中。
表4-1
在消泡剂去除之前的2’-FL溶液的特性
干物质，g/100g 3.96
pH 3.5
电导率，mS/cm 0.12
消泡剂浓度，mg/kg(DS) 16,300
浊度，NTU 313
在每种处理之后的2’-FL溶液的特性示于表4-2中。
表4-2
在消泡剂去除之后的2’-FL溶液的特性
助滤剂 NORIT DX1 CLARCEL CBR3
主体进料，％/lw 1 0.5
预涂层，kg/m<sup>2</sup> 2 2
干物质，g/100g 2.17 2.50
pH 5.5 4.2
电导率，mS/cm 0.03 0.05
消泡剂浓度，mg/kg(DS) 500 12,200
浊度，NTU 1 9
使用NORIT DX1活性炭作为助滤剂时，去除了96.9％的消泡剂和99.7％的浊度。使用CLARCEL CBR3硅藻土作为助滤剂时，去除了25.2％的消泡剂和97.1％的浊度。据信，使用CLARCEL CBR3的过滤基本上仅去除了不可溶消泡剂，这导致滤液中仍有大量的剩余消泡剂。相比之下，据信使用NORIT DX1的过滤去除了不可溶消泡剂和可溶消泡剂两者，这使得滤液中含有少得多的剩余消泡剂。
实例5
2-FL溶液的消泡剂去除
使用2’-FL溶液(其含有STRUKTOL J673作为消泡剂)作为进料。使用NORIT DX1和GBSP活性炭作为用于消泡剂去除的助滤剂。在搅拌的同时将进料材料在夹套式反应器容器中加热至55℃。将助滤剂(占进料液体重量的1％)添加至反应器中。然后在搅拌的同时将所得混合物在55℃孵育约1hr。随后使溶液循环通过FUNDABAC烛式过滤器(DrM公司(DrM)，瑞士门内多夫(Maennedorf,Switzerland))持续1hr，并然后收集所得滤液。将滤液导回进料容器中。在每种情况下，未用助滤剂预涂过滤器。
在消泡剂去除之前的2’-FL溶液的特性示于表5-1中。
表5-1
在消泡剂去除之前的2’-FL溶液的特性
干物质，g/100g 22.3
pH 5.8
电导率，mS/cm 5.2
颜色，ICUMSA 27,800
消泡剂浓度，mg/kg(DS) 41,500
2’-FL纯度，面积-％ 91.60
LDFT纯度，面积-％ 4.6
乳糖纯度，面积-％ 3.3
其他碳水化合物，纯度，面积-％ 0.5
在消泡剂去除之后的2’-FL溶液的特性示于表5-2中。
表5-2
在消泡剂去除之后的2’-FL溶液的特性
Figure BDA0003614464120000251
可以看出，用NORIT GBSP活性炭助滤剂时，去除了84.7％的消泡剂。并且用NORITDX1活性炭助滤剂时，去除了98.1％的消泡剂。使用NORIT DX1活性炭助滤剂还减少了较多颜色。
为更进一步减少消泡剂和颜色，再次使用NORIT DX1和GBSP作为助滤剂进行第二消泡剂去除。使用与第一过滤相同的参数进行处理。结果示于表5-3中。
表5-3
在两个消泡剂去除步骤之后的2’-FL溶液的特性
Figure BDA0003614464120000261
通过使用NORIT DX1活性炭作为助滤剂的两个消泡剂去除步骤，去除了99.7％的消泡剂。并且通过使用NORIT GBSP作为助滤剂的两个消泡剂去除步骤，去除了99.8％的消泡剂。
实例6
2-FL溶液的消泡剂去除
使用2’-FL溶液(其含有STRUKTOL J673作为消泡剂)作为进料。使用NORIT DX1活性炭作为用于消泡剂去除的助滤剂。在搅拌的同时将进料材料在夹套式反应器容器中加热至50℃。将助滤剂(占进料液体重量的1.15％)添加至反应器中。在搅拌的同时将所得混合物在50℃孵育约1hr。然后使混合物循环通过板框式过滤器(SEITZ深层过滤器，未用助滤剂进行任何预涂)40min，并然后收集所得滤液。将滤液导回进料容器中，并然后重复活性炭处理。
2’-FL溶液的特性示于表6-1中。
表6-1
Figure BDA0003614464120000262
Figure BDA0003614464120000271
用第一NORIT DX1活性炭处理时，去除了95％的消泡剂。用第二NORIT DX1处理时，去除了99％的消泡剂。进料中的浊度大于测量范围(>1,000NTU)。第一NORIT DX1活性炭处理将浊度降低至241NTU，并且第二处理将浊度降低至10NTU。第一NORIT DX1活性炭处理将颜色含量从49,200ICUMSA降低至23,400ICUMSA并且第二处理将颜色含量降低至8,500ICUMSA。这些处理基本上不影响HMO面积％曲线、pH或电导率。
实例7
3-FL溶液的消泡剂去除
使用3-FL溶液(其含有STRUKTOL J673A作为消泡剂)作为进料。使用NORIT DX1活性炭作为用于消泡剂减少的助滤剂。将以下消泡剂减少程序进行两次。在搅拌的同时将进料材料在夹套式反应器容器中加热至55℃。然后将助滤剂(占进料液体重量的2％)添加至反应器中。在搅拌的同时将所得混合物在55℃孵育约1hr。在孵育之后，使混合物循环通过SEITZ深层过滤器约0.5hr，并然后收集所得滤液。用HACH LCK 433测量进料的消泡剂浓度，并用HACH LCK 333测量产物的消泡剂浓度。
在消泡剂去除之前的3-FL溶液的特性示于表7-1中。
表7-1
在消泡剂去除之前的3-FL溶液的特性
Figure BDA0003614464120000272
Figure BDA0003614464120000281
在消泡剂减少之后的3-FL纳米过滤浓缩物的特性示于表7-2中。
表7-2
在消泡剂去除之后的3-FL纳米过滤浓缩物的特性
干物质，g/100g 13.0
pH 6.61
电导率，mS/cm 26.4
颜色，ICUMSA 9,000
消泡剂浓度，mg/kg(DS) 6
3-FL，面积-％ 95.9
其他碳水化合物，面积-％ 4.1
可以看出，去除了99.8％的消泡剂。此外，去除了93.6％的颜色。
实例8
不同消泡剂的浊度曲线
使用STRUKTOL J673、FOAM BLAST 882或STRUKTOL J673A测量的来自HMO发酵的不同HMO溶液的浊度(NTU)示于表8-1和图1中。
表8-1
Figure BDA0003614464120000282
Figure BDA0003614464120000291

Claims (64)

1.一种用于制备衍生自发酵工艺的纯化的人乳寡糖(HMO)的方法，其中所述方法包括：
(a)通过将包含所述HMO和消泡剂的溶液加热至36℃至65℃的沉淀温度使消泡剂在所述溶液中沉淀，其中所述沉淀温度在所述HMO溶液表现出最大浊度的温度的5℃之内；和
(b)在所述沉淀温度将沉淀的消泡剂从所述HMO溶液中过滤掉以形成包含所述HMO的滤液。
2.根据权利要求1所述的方法，其中从完成发酵工艺到步骤(a)，所述HMO溶液维持在低于所述消泡剂的浊点温度的温度。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中从完成发酵工艺到步骤(a)，所述HMO溶液维持在从1℃至25℃。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中从完成发酵工艺到步骤(a)，所述HMO溶液维持在从5℃至20℃。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中从完成发酵工艺到步骤(a)，所述HMO溶液维持在从5℃至15℃。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中从完成发酵工艺到步骤(a)，所述HMO溶液维持在从5℃至10℃。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤(a)期间，所述消泡剂在所述消泡剂的浊点温度的5℃之内沉淀。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤(a)期间，所述消泡剂的部分在从40℃至65℃的温度沉淀。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤(a)期间，所述消泡剂的部分在从36℃至60℃的温度沉淀。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤(a)期间，所述消泡剂的部分在从43℃至55℃的温度沉淀。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤(a)期间，所述消泡剂的部分在从50℃至55℃的温度沉淀。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：
步骤(a)的加热的HMO溶液当经过滤时进一步包含助滤剂，并且
所述助滤剂选自活性炭、纤维素和硅藻土。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所用助滤剂的量占所述HMO溶液的从0.5％至3％(重量百分比)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在完成发酵时，将所述HMO溶液中大于90％的消泡剂从所述HMO溶液中去除。
15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在完成发酵时，将所述HMO溶液中大于96％的消泡剂从所述HMO溶液中去除。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在完成发酵时，将所述HMO溶液中大于98％的消泡剂从所述HMO溶液中去除。
17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在完成发酵时，将所述HMO溶液中大于99％的消泡剂从所述HMO溶液中去除。
18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中使用至少两个过滤步骤去除所述消泡剂。
19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中使用包含使用助滤剂的至少两个过滤步骤去除所述消泡剂。
20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中通过测量所述HMO溶液在不同温度的浊度来确定所述浊点温度。
21.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述HMO是岩藻糖基乳糖。
22.根据权利要求1-20中任一项所述的方法，其中所述HMO是2’-岩藻糖基乳糖。
23.根据权利要求1-20中任一项所述的方法，其中所述HMO是3-岩藻糖基乳糖。
24.根据权利要求1-20中任一项所述的方法，其中所述HMO是二岩藻糖基乳糖。
25.根据权利要求1-20中任一项所述的方法，其中所述HMO是唾液酸基乳糖。
26.根据权利要求1-20中任一项所述的方法，其中所述HMO是3’-唾液酸基乳糖。
27.根据权利要求1-20中任一项所述的方法，其中所述HMO是6’-唾液酸基乳糖。
28.根据权利要求1-20中任一项所述的方法，其中所述HMO是乳糖-N-四糖。
29.根据权利要求1-20中任一项所述的方法，其中所述HMO是乳糖-N-新四糖。
30.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述HMO溶液包含多于一种HMO。
31.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述HMO溶液是通过包括从发酵产物中分离微生物的方法形成的。
32.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法进一步包括超滤。
33.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法进一步包括离子交换。
34.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法进一步包括阳离子交换。
35.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法进一步包括阴离子交换。
36.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法进一步包括纳米过滤。
37.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法进一步包括蒸发。
38.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法进一步包括真空蒸发。
39.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法进一步包括结晶。
40.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法进一步包括喷雾干燥。
41.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法进一步包括将结晶产物或喷雾干燥产物溶解。
42.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在纳米过滤步骤之前进行所述过滤。
43.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在纳米过滤步骤之后进行所述过滤。
44.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在离子交换步骤之前进行所述过滤。
45.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在离子交换步骤之后进行所述过滤。
46.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在蒸发步骤之前进行所述过滤。
47.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述HMO经如下处理之后进行所述过滤：(1)结晶或喷雾干燥，和(2)溶解在水性介质中。
48.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中待过滤的所述溶液中所述消泡剂的浓度是从约1g/kg至约100g/kg(DS)。
49.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中待过滤的所述溶液中所述HMO的浓度是从约3g/100g至约30g/100g(DS)。
50.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤(b)的过滤之后，通过使所述HMO溶液与活性炭接触，将另外的消泡剂从所述HMO溶液中去除。
51.根据权利要求50所述的方法，其中在与所述活性炭接触之后，将所述HMO溶液冷却至低于20℃。
52.根据权利要求50所述的方法，其中在与所述活性炭接触之后，将所述HMO溶液冷却至低于10℃。
53.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述过滤步骤(b)之后，将所述HMO溶液冷却至低于20℃的温度。
54.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述过滤步骤(b)之后，将所述HMO溶液冷却至低于10℃的温度。
55.一种通过前述权利要求中任一项所述的方法获得的纯化的HMO。
56.一种通过前述权利要求中任一项所述的方法获得的纯化的HMO混合物。
57.一种用于制备食品、膳食补充剂或药物的方法，其中所述方法包括：
根据前述权利要求中任一项所述的方法制备纯化的HMO，以及
将所述纯化的HMO与适用于所述食品、膳食补充剂或药物的成分混合。
58.根据权利要求57所述的方法，其中所述HMO是干燥的HMO。
59.一种通过根据权利要求57或权利要求58所述的方法制备的食品、膳食补充剂或药物。
60.一种用于制备婴儿配方制品的方法，其中所述方法包括：
根据前述权利要求中任一项所述的方法制备纯化的HMO，以及
将所述纯化的HMO与婴儿配方制品成分混合。
61.根据权利要求60所述的方法，其中所述婴儿配方制品成分选自无脂乳、碳水化合物来源、蛋白质来源、脂肪来源、维生素、矿物质及其他人乳寡糖。
62.根据权利要求61所述的方法，其中所述婴儿配方制品成分选自乳糖、乳清蛋白浓缩物和高油酸红花籽油。
63.根据权利要求60至62中任一项所述的方法，其中所述HMO是干燥的HMO。
64.一种通过根据权利要求60-63中任一项所述的方法制备的婴儿配方制品。
CN202080074850.XA 2019-09-04 2020-08-28 从包含人乳寡糖和相关组合物的溶液中去除消泡剂的方法 Pending CN114615896A (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962895605P 2019-09-04 2019-09-04
US62/895,605 2019-09-04
EP19209714.5A EP3822282A1 (en) 2019-11-18 2019-11-18 Process for removing an antifoam agent from a solution comprising a human milk oligosaccharide and related compositions
EP19209714.5 2019-11-18
PCT/US2020/048379 WO2021045968A1 (en) 2019-09-04 2020-08-28 Process for removing an antifoam agent from a solution comprising a human milk oligosaccharide and related compositions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114615896A true CN114615896A (zh) 2022-06-10

Family

ID=74852706

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080074850.XA Pending CN114615896A (zh) 2019-09-04 2020-08-28 从包含人乳寡糖和相关组合物的溶液中去除消泡剂的方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220330584A1 (zh)
EP (1) EP4025072A4 (zh)
CN (1) CN114615896A (zh)
WO (1) WO2021045968A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20240251837A1 (en) * 2021-06-02 2024-08-01 N.V. Nutricia Lactation stage specific infant nutrition

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN86106687A (zh) * 1985-09-24 1987-03-18 迈尔斯实验室公司 在微生物发酵过程中清除消泡剂的方法
US20100291630A1 (en) * 2007-10-18 2010-11-18 Andrew Richard Cox Method for producing a foaming agent
WO2019110801A1 (en) * 2017-12-08 2019-06-13 Jennewein Biotechnologie Gmbh Spray-dried 3-fucosyllactose

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2845905B8 (en) 2013-09-10 2021-07-14 Chr. Hansen HMO GmbH Production of oligosaccharides
EP2896628B1 (en) 2014-01-20 2018-09-19 Jennewein Biotechnologie GmbH Process for efficient purification of neutral human milk oligosaccharides (HMOs) from microbial fermentation
WO2017086443A1 (ja) 2015-11-18 2017-05-26 協和発酵バイオ株式会社 ６'－シアリルラクトースナトリウム塩の結晶およびその製造方法
WO2018164937A1 (en) 2017-03-06 2018-09-13 Dupont Nutrition Biosciences Aps Process for crystallizing 2'-fucosyllactose and related compositions
EP3450443A1 (en) 2017-08-29 2019-03-06 Jennewein Biotechnologie GmbH Process for purifying sialylated oligosaccharides
BR112020004892A2 (pt) * 2017-09-29 2020-09-15 Frieslandcampina Nederland B.V. processo para a purificação de um oligossacarídeo de leite humano neutro, e, método para produzir um oligossacarídeo de leite humano neutro.
WO2019160922A1 (en) 2018-02-19 2019-08-22 Dupont Nutrition Biosciences Aps Process for spray drying fucosyllactose solutions and related product compositions

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN86106687A (zh) * 1985-09-24 1987-03-18 迈尔斯实验室公司 在微生物发酵过程中清除消泡剂的方法
US4931397A (en) * 1985-09-24 1990-06-05 Miles Inc. Method for removing antifoaming agents during processing of microbial fermentations
US20100291630A1 (en) * 2007-10-18 2010-11-18 Andrew Richard Cox Method for producing a foaming agent
WO2019110801A1 (en) * 2017-12-08 2019-06-13 Jennewein Biotechnologie Gmbh Spray-dried 3-fucosyllactose

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021045968A1 (en) 2021-03-11
US20220330584A1 (en) 2022-10-20
EP4025072A4 (en) 2023-12-20
EP4025072A1 (en) 2022-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1255445B1 (en) Method of filtration of a dairy stream
CN111447844A (zh) 喷雾干燥的四糖
CN102976923A (zh) 从乳酸发酵液中提取乳酸的新工艺
CN103194545B (zh) 一种甘蔗混合清汁处理方法
EP0404425B1 (en) Method for the preparation of a substance capable of proliferating bifidobacteria growth
CN114615896A (zh) 从包含人乳寡糖和相关组合物的溶液中去除消泡剂的方法
CN112646847A (zh) 一种半乳糖葡萄糖混合物的制备方法
EP3899005A1 (en) Method for separating biomass from a solution comprising biomass and at least one oligosaccaride
CN116075517A (zh) 改进的发酵液的脱矿化与诸如寡糖的精细化学品的纯化
EP0249368A2 (en) One step lactose process
KR20220053609A (ko) 물 용매 결정화를 사용하여 수용액으로부터 메발론산 또는 이의 염 또는 락톤을 회수하는 방법 및 이의 조성물
KR101134502B1 (ko) 피틴산의 제조방법
CN108640816B (zh) 肌醇滤液高温快速离交的精制工艺
EP3822282A1 (en) Process for removing an antifoam agent from a solution comprising a human milk oligosaccharide and related compositions
CN103641766A (zh) 从发酵液中连续提取l-色氨酸的方法
WO2022072323A1 (en) Process for purifying a human milk oligosaccharide and related compositions
EP4222156A1 (en) Process for purifying a human milk oligosaccharide and related compositions
KR20190126350A (ko) 2&#39;-푸코실락토스 결정화 방법 및 관련 조성물
WO2000024918A1 (en) Method for purifying a polyol product stream
CN114573644A (zh) 一种唾液酸制备方法
US2685579A (en) Fractionation of dextrans with alkaline earth hydroxides
CN105637095A (zh) 精制大豆寡糖液的制造方法
WO2006070483A1 (ja) ジフラクトース ジアンヒドリドｉｉｉ結晶の製造方法
JPH0584068A (ja) ビフイズス菌増殖物質の製造方法
EP2735573A1 (en) Method for producing inulin

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20220928

Address after: Belgium Weiner de

Applicant after: INBIOSE N.V.

Address before: Copenhagen, Denmark

Applicant before: DUPONT NUTRITION BIOSCIENCES APS

TA01 Transfer of patent application right