EP0707643A1 - Procede d'obtention de biocatalyseurs renfermant des microorganismes et biocatalyseurs obtenus - Google Patents

Procede d'obtention de biocatalyseurs renfermant des microorganismes et biocatalyseurs obtenus

Info

Publication number
EP0707643A1
EP0707643A1 EP94921692A EP94921692A EP0707643A1 EP 0707643 A1 EP0707643 A1 EP 0707643A1 EP 94921692 A EP94921692 A EP 94921692A EP 94921692 A EP94921692 A EP 94921692A EP 0707643 A1 EP0707643 A1 EP 0707643A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
particles
microorganisms
coating
biocatalysts
dry matter
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.)
Withdrawn
Application number
EP94921692A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Michel Petitjean
Jean-Pierre Remy
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.)
INSTITUT OENOLOGIQUE DE CHAMPAGNE
Original Assignee
INSTITUT OENOLOGIQUE DE CHAMPAGNE
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
Application filed by INSTITUT OENOLOGIQUE DE CHAMPAGNE filed Critical INSTITUT OENOLOGIQUE DE CHAMPAGNE
Publication of EP0707643A1 publication Critical patent/EP0707643A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12G—WINE; PREPARATION THEREOF; ALCOHOLIC BEVERAGES; PREPARATION OF ALCOHOLIC BEVERAGES NOT PROVIDED FOR IN SUBCLASSES C12C OR C12H
    • C12G1/00—Preparation of wine or sparkling wine
    • C12G1/06—Preparation of sparkling wine; Impregnation of wine with carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N11/00—Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
    • C12N11/02—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier
    • C12N11/10—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier the carrier being a carbohydrate

Definitions

  • the invention relates to a process for obtaining biocatalysts in which a core containing microorganisms is coated with a coating of gelable and / or crosslinkable compound.
  • biocatalysts of this type can be used for the preparation of fermented drinks such as wine and beer. Their use has also been proposed for the manufacture of yogurts and cheeses.
  • the object of the invention is therefore to provide a process for the preparation of biocatalysts with a high content of active dry matter, which can be used on an industrial scale.
  • biocatalysts in dry form which can be stored for long periods at room temperature and which can be used without prior rehydration.
  • the process for manufacturing biocatalysts of the invention is characterized in that it comprises the coating of particles whose dry matter content is greater than approximately 30%, containing active microorganisms, and their drying so as to obtain a rate residual moisture not exceeding about 10%, preferably 4%.
  • particle denotes granules, pellets, spherules, beads, that is to say any agglomerate of microorganisms.
  • the high dry matter content of the particles used in the coating step which is advantageously greater than 50%, promotes the subsequent drying of the coated particles and makes it possible to easily reach contents of the order of 90 to 96 % dry matter, while maintaining a survival rate of almost 100% of microorganisms.
  • This survival rate is controllable after release of the microorganisms by counting on a suitable medium in Petri dish or, for yeasts, by microscopic observation of the discoloration of methylene blue.
  • This process is more particularly characterized in that the said particles are produced from preparations of microorganisms whose dry matter content is such that these preparations are extrudable.
  • preparations obtained by concentration from the culture of these microorganisms for example by centrifugation and / or filtration and / or pressing.
  • the particles used in the coating step advantageously contain, in addition to the microorganisms, compounds capable of increasing the dry matter content of the core intended to be coated.
  • these compounds are chosen more especially from products acceptable in the food industry and in particular in fermentation processes.
  • binders or lubricants are chosen so as to promote the integrity of the microorganisms during extrusion.
  • products acceptable in the food industry there will be mentioned carrageenans, gelatin and ovalbumin.
  • the use in the process of the invention of particles comprising the additives mentioned above makes it possible to bring their level of dry matter to at least 35 to 50% approximately and to facilitate the extrusion.
  • the active microorganisms are mixed with low humidity, that is to say that unlike many embodiments of the prior art, they are not immobilized in a gel or other medium with high water content.
  • particles are used as obtained by extrusion.
  • the extrusion step is carried out so as to obtain particles having a size giving a satisfactory exchange surface for the applications envisaged.
  • Appropriate pellet dimensions correspond to diameters of 0.5 to 3 mm.
  • the particles of microorganisms with, where appropriate, the additives mentioned above are obtained by the rotor granulation technique.
  • a spheronization step during which it is also possible to subject the particles to a pre-drying phase.
  • a spheronizer comprising a rotating embossed tray, drying is carried out after the spheronization step.
  • the establishment of a fluidized bed in the spheronizer allows drying of the particles at the same time.
  • temperatures of 40-50 ° C are more specifically applied in order to impart a temperature of approximately 30 ° C to the particles at the outlet, which makes it possible to avoid any deterioration of the cells.
  • a gelable and / or crosslinkable product of low viscosity that is to say sprayable by nozzles so as to create a regular layer around the particle containing the microorganisms and where appropriate the additives. mentioned upper.
  • Appropriate viscosities are less than approximately 200 ⁇ 10 ⁇ 3 Pa.s and in particular of the order of 5 to 10 10 ⁇ 3 Pa.s.
  • the coating of the particles is preferably carried out by spraying said product, according to the technique called spray-coating, onto the particles which are advantageously pre-dried.
  • the particles are suspended in a stream of hot air while the coating solution is vaporized. Passing through the coating cycle several times makes it possible to uniformly cover the surface of the particles.
  • the temperature and the flow rate of the air, as well as the flow rate and the spray pressure, are chosen so as to form a homogeneous layer and to avoid the formation of flakes.
  • the sprayed products are subjected to hardening or crosslinking in order to ensure the mechanical integrity of the biocatalysts formed and to prevent the release of microorganisms.
  • the usual techniques are followed, most generally by physical or chemical means.
  • the biocatalyst spherules are immersed in a bath containing the crosslinking agent.
  • coated particles are subjected to a drying step. This step is carried out in a fluidized bed.
  • the particles are subjected to a preliminary drying until a final humidity of 6 is obtained. 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 for coating microorganisms such as yeasts, bacteria, molds.
  • yeasts there will be mentioned the genus Saccharomyces and in particular Saccharomyces cerevisae.
  • the bacteria which can be used for the preparation of the biocatalysts defined above include the genera Lactobacillus and Streptococcus and in particular Lactobacillus casei and Streptococcus lactis.
  • Usable molds include the genus Af-pp.rgillus and, in particular, Aspergillus niger.
  • biocatalysts in which the microorganisms retain excellent viability over time, at room temperature, as evidenced by the controls carried out according to the techniques mentioned above.
  • These biocatalysts can be used directly without a rehydration step.
  • new products they are also part of the invention. They are more particularly characterized in that they comprise a core of active microorganisms, optionally added with fillers and / or binders as indicated above, coated with an external layer of gelable and / or crosslinkable compound, and that their dry matter content is more than around 90%.
  • biocatalysts are in the form of beads or pellets of approximately 0.5 to 3 mm in diameter.
  • Example 1 Manufacture of biocatalyst containing S.cerevisae coated with a crosslinking agent.
  • the manufacturing process used includes the following steps:
  • the yeast preparation obtained is mixed with the filler products and the binder at a very high concentration, so as to obtain a final mixture of 40 to 50% of dry matter (basic formula).
  • the mixing is carried out in. a mixer for 20 to 30 min.
  • the extrusion is then carried out using an 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.
  • the pellets obtained are spheronized on an embossed tray, for example by passing through a KALEVAR model 15 spheronizer for 2 to 20 min at 800 rpm. 3) Pre-drying
  • the granules obtained are pre-dried on a Niro aeromatic MPlR fluidized air bed equipped with a spraying device. 1 kg of granular product is placed on a perforated plate, a current of hot air passes through this support from bottom to top with a flow such that the product is fluidized.
  • the duration of this pre-drying is 10 to 40 min. This is uniform thanks to the large air / product contact surface and intense agitation.
  • the most suitable inlet air temperatures are between 40 and 50 ⁇ C. It is important that the yeasts are kept as low as possible, namely 25 to 33 ° C.
  • a residual water content of 35 to 8% can be reached in the microorganism granules after a residence time in the fluidized bed of 40 min.
  • the survival rate after drying is close to 100%.
  • An outer layer is produced by coating in a fluidized bed the pre-dried granules of microorganisms, which makes it possible to increase the mechanical resistance of the granules and to prevent the release of microorganisms during the use of the granules.
  • the coating in a fluidized bed is carried out by spraying (spray coating) on the granules suspended in an upward current of hot air. A coating solution is then sprayed through a nozzle.
  • the polymer solution used is, for example, a low viscosity alginate of 5 to 15% dry matter.
  • the particles pass several times per minute in the coating cycle, which allows according to the invention a uniform distribution of the coating solution on their surface.
  • the coating conditions are as follows:
  • the particles coated in a fluidized bed are then soaked in a CaCl 2 solution at 30 g / l.
  • Crosslinking is initiated immediately and after 60 minutes of contact, the particles including the cells of microorganisms are rinsed with running water.
  • the washed beads are drained, then dried in a fluidized bed type NIRO aeromatic MP1 R up to 40 to 50% of dry matter. Drying is carried out at a programmable air inlet temperature of 30 to 50 ° C and at an air flow rate which corresponds to a pressure drop of 150 mm of water.
  • the final humidity does not exceed 3 to 8% after 45 min of drying.
  • These beads can be used as such without rehydration and without the need to re-acclimatize the microorganisms.
  • biocatalysts make them particularly suitable for the preparation of fermented drinks or the manufacture of yogurts and cheeses.
  • the foam is taken in the bottle.
  • the yeasts which ensure the second alcoholic fermentation are added to the sweet base wine when the wine is drawn at a concentration of 1-1.5 million cells per milliliter.
  • yeasts form a sedimentation deposit.
  • the riddling operation which consists in gathering this deposit in the neck of the bottle requires a significant investment in material, place, time and handling.
  • biocatalysts of the invention makes it possible to simplify these operations. These are used, stored at room temperature, in a sachet, under vacuum or in a controlled atmosphere.
  • Example 3 An example of application is given below.
  • Example 3 An example of application is given below.
  • biocatalysts prepared according to Example 1 is introduced, without prior rehydration, into a bottle containing a filtered wine sweetened to approximately 24 grams per liter.
  • the use of the beads without rehydration allows their distribution in the bottle by a volumetric type doser adaptable on most bottling groups.
  • the bottle After the draw, the bottle is placed on slats.
  • the foaming takes place under temperature conditions and with fermentation kinetics equivalent to a free yeast draft.
  • the yeast balls denser than wine, are collected in the neck, in less than a minute, by simply passing the bottle from the horizontal position to the vertical position, neck down, called “on point ".
  • the clarity of the wines is preserved, taking into account the characteristics of the beads of the invention.

Landscapes

  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)

Abstract

Le procédé de l'invention comprend l'enrobage de particules à base de microorganismes actifs ayant une teneur en matières sèches supérieure à environ 30 %, avantageusement à 50 % et leur séchage pour éliminer l'eau d'inclusion ce qui conduit à des biocatalyseurs ayant un taux de matières sèches supérieur à environ 90 % et même à 96 %.

Description

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 fermentees 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 généralement 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'éliminer pour assurer la conservation du produit.
Le séchage de ces biocatalyseurs 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 altère 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 4°C. De plus certains doivent subir une étape de réhydratation et de réacclimatation des microorganismes indispensable pour la mise en oeuvre de ces biocatalyseurs ce qui constitue une contrainte à leur utilisation. 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 90 % et même à 96 %, assurant une conservation sur une longue durée à température ambiante, avec maintien de 1'activité des microorganismes qu'ils renferment.
L'invention a donc pour but de fournir un procédé de préparation de biocatalyseurs à teneur élevée en matières sèches actives, exploitable à l'échelle industrielle.
Elle vise également à fournir des biocatalyseurs sous forme sèche pouvant être conservés sur de longues périodes à température ambiante et utilisables sans réhydratation préalable.
Le procédé de fabrication de biocatalyseurs de 1'invention est caractérisé en ce qu'il comprend 1'enrobage de particules dont la teneur 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 10 %, 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 100 % des microorganismes. Ce taux de survie est contrôlable après libération des microorganisn.es par comptage sur un milieu adapté en 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 1'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 1'intégrité des microorganismes pendant l'extrusion. Parmi les produits acceptables dans l'industrie agro-alimentaire, on citera les carraghénates, la gélatine et 1'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 50 % environ et de faciliter 1'extrusion. On notera que, de manière originale, dans ces particules, les microorganismes actifs sont en mélange à 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 échéant les additifs mentionnés plus haut sont obtenus par la technique 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 40-50°C afin de conférer une température d'environ 30°C 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 réticulable 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 plus haut. Des viscosités appropriées sont inférieures à 200 x 10-3 Pa.s environ et notamment 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-séchées. 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'écaillés.
Si nécessaire, les produits pulvérisés sont soumis à un durcissement ou à une réticulation afin d'assurer 1'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 composé 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 préalable jusqu'à l'obtention d'une humidité finale de 6 à 4 % environ. Ces particules sont ensuite enrobées dans un courant d'air froid en lit fluidisé.
Le procédé de 1'invention convient particu¬ lièrement pour l'enrobage de microorganismes tels que levures, bactéries, moisissures.
Comme levures, on citera le genre Saccharomyces et en particuler Saccharomyces cerevisae.
Les bactéries utilisables pour 1'élaboration des biocatalyseurs définis ci-dessus comprennent les genres Lactobacillus et Streptococcus et en particulier Lactobacillus casei et Streptococcus lactis. Les moisissures utilisables comprennent le genre Af-pp.rgillus et, en particulier, Aspergillus niger.
La mise en oeuvre des dispositions de l'invention permet d'obtenir des biocatalyseurs dans lesquels les microorganismes conservent une excellente viabilité au cours du temps, à température ambiante, comme 1'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 90 %.
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.
Exemple 1 : Fabrication de biocatalyseur renfermant S.cerevisae enrobée d'un agent réticulant. 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 préparation concentrée obtenue
- 1'extrusion du mélange pour former des particules,
- la sphéronisation des particules,
- le pré-séchage,
- 1'enrobage, - la gélification et le lavage des billes,
- le séchage en lit fluidisé et le conditionnement.
1) Préparation et concentration de la levure oenologique 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 VELO^ modèle FIV 1). La teneur en matières sèches est de 24 à 30 %. 2) Préparation des particules ou billes
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. Les pellets obtenus sont sphéronisés sur un plateau gaufré, par exemple par passage dans un sphéronisateur KALEVAR modèle 15 durant 2 à 20 min à 800 tr/min. 3) Préséchage
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 à l'entrée les plus adéquates se situent entre 40 et 50βC. Il est important que les levures soient maintenues à une température aussi basse que possible, à savoir de 25 à 33°C.
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 %. 4) Enrobage
On réalise une couche externe par enrobage en lit fluidisé des granules pré-séchés de microorganismes, ce qui permet d'augmenter la résistance mécanique des granules et éviter le relargage de micro-organismes pendant 1'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 à 15 % de matières sèches. Les particules passent plusieurs fois par minute dans le cycle d'enrobage, ce qui permet selon 1'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 45°C
Température de l'air à la sortie 20 à 32°C 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/1. La réticulation est amorcée immédiatement et après 60 minutes de contact, les particules incluant les cellules de micro-organismes sont rincées à l'eau courante.
5) Séchage
Les billes lavées sont égouttées, puis séchées dans un lit fluidisé type NIRO aéromatic MP1R jusqu'à 40 à 50 % de matières sèches. Le séchage est effectué à une température d'entrée d'air programmable de 30 à 50°C 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 %. 10
Ces billes sont utilisables telles quelles sans réhydratation et sans nécessité de réacclimater les microorganismes.
Exemple ?, :
On rapporte dans le tableau qui suit des formules de base de biocatalyseurs élaborés selon le procédé de l'invention.
Les propriétés évoquées ci-dessus des biocatalyseurs les rendent particulièrement appropriés pour l'élaboration de boissons fermentees 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 alcoolique sont ajoutées au vin de base sucré au moment du tirage à la concentration de 1-1,5 millions de cellules par millilitre.
Ces levures forment un dépôt par sédimentation.
L'opération de remuage qui consiste à rassembler ce dépôt dans le col de la bouteille nécessite un investissement important en matériel, place, temps et manipulation.
L'utilisation des biocatalyseurs de l'invention permet de simplifier ces opérations. On utilise ces derniers, conservés à température ambiante, en sachet, sous vide ou atmosphère contrôlée.
Un exemple d'application est donné ci-après. Exemple 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 manière avantageuse, la limpidité des vins est préservée, compte tenu des caractéristiques des billes de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé pour la fabrication de biocatalyseurs dans lesquels un noyau renfermant des microorganismes est revêtu d'un enrobage de composé gélifiable et/ou réticulable, caractérisé en ce que l'enrobage est réalisé sur des particules dont la teneur en matières sèches est supérieure à environ 30 %, renfermant des microorganismes actifs, les particules enrobées étant séchées de manière à obtenir un taux d'humidité résiduelle n'excédant pas environ 10 %, avantageusement 4 %, tout en préservant la viabilité des microorganismes.
2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la teneur en matières sèches des particules est supérieure à 50 %.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdites particules sont élaborées à partir de préparations de microorganismes dont la teneur en matières sèches est telle que ces préparations sont extrudables.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ces préparations de microorganismes sont obtenues par concentration, par exemple par centrifugation et/ou filtration et/ou pressage à partir de culture des microorganismes.
5. Procédé selon 1'une des revendications 3 ou
4, caractérisé en ce que lesdites particules renferment, en plus des microorganismes, des composés capables d'augmenter la teneur en matières sèches du noyau destiné à être enrobé, en particulier des produits acceptables dans l'industrie agro-alimentaire tel que la bentonite, le kaolin, la cellulose, la silice ou des extraits cellulaires.
6. Procédé selon 1'une des revendications 3 à
5, caractérisé en ce que les dites particules renferment des liants ou lubrifiants, en particulier de produits acceptables dans l'industrie agro-alimentaire, tels que les carraghénates, la gélatine ou l'ovalbumine, ou des produits à forte viscosité.
7. Procédé selon 1'une des revendications 1 à
6, caractérisé en ce que lesdites particules sont obtenues par extrusion et présentent une taille d'environ 0,5 à 3 mm de diamètre.
8. Procédé selon 1'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les dites particules sont soumises à un traitement de sphéronisation et de séchage, ce dernier étant réalisé simultanément ou successivement, avantageusement en lit fluidisé.
9. Procédé selon 1' ne des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on réalise l'enrobage des particules à l'aide d'un produit gélifiable et/ou réticulable, de faible viscosité c'est-à-dire pulvérisable par buses de manière à créer une couche régulière autour des particules.
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le produit gélifiable et/ou réticulable est choisi parmi les alginates, carrhagénates, pectates, agar.
11. Procédé selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que l'enrobage est réalisé par pulvérisation, sur les particules de préférence pré- séchées, dudit produit gélifiable et/ou réticulable, ce produit étant ensuite durci ou réticulé si nécessaire.
12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que les particules sont séchées après leur réticulation de manière à éliminer pratiquement totalement 1'eau d'inclusion.
13. Procédé selon 1'une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que les particules sont refroidies après leur enrobage par des produits gélifiables.
14. Procédé selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que les microorganismes sont des levures par exemple du genre Saccharomyces comme S---. cerevisae, des bactéries comme les bactéries lactiques, comme celles des genres Lactobacillus et Streptococcusr en particulier L.casei et S.lactis, ou des moisissures comme celles du genre Aspergillus, comme A.niger
15. Biocatalyseurs dans lesquels un noyau renfermant des microorganismes est revêtu d'un enrobage de composé gélifiable et/ou réticulable, caractérisé en ce qu'ils comprennent un noyau de microorgahismes actifs le cas échéant additionnés de charges et/ou de liants, tel que défini dans l'une des revendications 5 ou 6, enrobé d'une couche externe de composé gélifiable et/ou réticulable et que leur taux de matières sèches est supérieur à 90 % environ.
EP94921692A 1993-07-06 1994-07-06 Procede d'obtention de biocatalyseurs renfermant des microorganismes et biocatalyseurs obtenus Withdrawn EP0707643A1 (fr)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9308285A FR2708281B1 (fr) 1993-07-06 1993-07-06 Procédé d'obtention de biocatalyseurs renfermant des microorganismes et biocatalyseurs obtenus.
FR9308285 1993-07-06
PCT/FR1994/000834 WO1995002047A1 (fr) 1993-07-06 1994-07-06 Procede d'obtention de biocatalyseurs renfermant des microorganismes et biocatalyseurs obtenus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP0707643A1 true EP0707643A1 (fr) 1996-04-24

Family

ID=9448975

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP94921692A Withdrawn EP0707643A1 (fr) 1993-07-06 1994-07-06 Procede d'obtention de biocatalyseurs renfermant des microorganismes et biocatalyseurs obtenus

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP0707643A1 (fr)
AU (1) AU7259394A (fr)
BR (1) BR9406920A (fr)
CA (1) CA2166602A1 (fr)
FR (1) FR2708281B1 (fr)
HU (1) HU9503844D0 (fr)
WO (1) WO1995002047A1 (fr)
ZA (1) ZA944894B (fr)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2432045A1 (fr) * 1978-07-26 1980-02-22 Agronomique Inst Nat Rech Procede perfectionne de preparation de vins mousseux
FR2586256B1 (fr) * 1985-06-21 1987-08-21 Durand Muriel Procede de preparation de cellules vivantes enrobees pour leur exploitation biotechnologique
JPH03164188A (ja) * 1988-09-30 1991-07-16 Sanou Techno Insuteichiyuuto Kk 凝集性酵母を用い遊離細胞及び固定化細胞によるエタノールの製造法
JPH03195489A (ja) * 1989-12-22 1991-08-27 Kuraray Co Ltd 球状の生体触媒固定化成形物の製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO9502047A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO1995002047A1 (fr) 1995-01-19
ZA944894B (en) 1995-02-20
HU9503844D0 (en) 1996-02-28
AU7259394A (en) 1995-02-06
FR2708281A1 (fr) 1995-02-03
BR9406920A (pt) 1996-01-30
FR2708281B1 (fr) 1995-12-08
CA2166602A1 (fr) 1995-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kosseva et al. Use of immobilised biocatalysts in the processing of cheese whey
Nedovic et al. An overview of encapsulation technologies for food applications
Bilal et al. Delignification and fruit juice clarification properties of alginate-chitosan-immobilized ligninolytic cocktail
RU2415601C2 (ru) Добавки для комбикорма, основанные на ферментационном бульоне, и способ их производства посредством грануляции
FI68078B (fi) Foerfarande foer framstaellning av biologiskt aktiva mikroorganismmyceliepellets
JP6433789B2 (ja) 包埋微生物培養のための組成物
WO2007104268A1 (fr) Procede de production industrielle de biocatalyseurs avec un materiel bioactif sous forme d'enzymes immobilisees, ou de microorganismes immobilises dans un gel d'alcool polyvinylique, et leur utilisation, et dispositifs pour leur production
JP6441680B2 (ja) グラム陽性菌の微生物培養のためのマトリックス及び組成物
EP1234019B1 (fr) Procede de sechage des bacteries
Kourkoutas et al. Immobilization of microbial cells for alcoholic and malolactic fermentation of wine and cider
WO1995002047A1 (fr) Procede d'obtention de biocatalyseurs renfermant des microorganismes et biocatalyseurs obtenus
JPH0622761A (ja) 固定化酵素
WO2001044440A1 (fr) Procede pour l'obtention d'une poudre contenant des micro-organismes viables, poudre obtenue selon ce procede et dispositif pour sa mise en oeuvre
FR2582544A1 (fr) Procede de preparation de supports spheriques de catalyseurs et matieres ainsi produites
Nussinovitch et al. Bead formation, strengthening, and modification
BE1011099A3 (fr) Aide de filtration regenerable, procede de production d'une telle aide et son utilisation.
FR2583059A1 (fr) Procede de production de spores de champignons filamenteux et dispositif utilise
FR2586256A1 (fr) Procede de preparation de cellules vivantes enrobees pour leur exploitation biotechnologique
Chantawongvuti et al. Immobilization of Lactobacillus salivarius ATCC 11741 on loofa sponge coated with chitosan for lactic acid fermentation
CN214571882U (zh) 一种生物柴油中保护固化酶加工装置
Sillu et al. Advances in industrial biocatalysis through immobilized extremozymes
EP3357593B1 (fr) Bioepuration d'emballages menagers usages
FR2578448A1 (fr) Procede de production de supports de catalyseurs et produits obtenus
JPH02190187A (ja) 生物触媒及びその製造方法
Lević et al. Immobilised Yeast in Winemaking

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 19951212

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE

AX Request for extension of the european patent

Free format text: LT PAYMENT 951212;SI PAYMENT 951212

RAX Requested extension states of the european patent have changed

Free format text: LT PAYMENT 951212;SI PAYMENT 951212

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 19970204