ES2249839T3 - Composiciones nutritivas que contienen acido docasahexanoico y sus procedimientos de produccion. - Google Patents

Composiciones nutritivas que contienen acido docasahexanoico y sus procedimientos de produccion.

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ES2249839T3 ES98937288T ES98937288T ES2249839T3 ES 2249839 T3 ES2249839 T3 ES 2249839T3 ES 98937288 T ES98937288 T ES 98937288T ES 98937288 T ES98937288 T ES 98937288T ES 2249839 T3 ES2249839 T3 ES 2249839T3
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Abstract

Esta invención proporciona un material de partículas conveniente para usar como suplemento nutricional, particularmente como una alimento de acuicultura. El material de partículas tiene una alta proporción de residuos DHA en la fracción del lípido, que podría ser de hasta el 35% del material, o incluso más. Preferiblemente, el material tiene un tamaño de partícula medio de entre 5 micrones hasta 10 micrones. Esta invención también proporciona un procedimiento para preparar el material de partículas conveniente para usar como alimento de acuicultura de biomasa microbiana, preferiblemente de células de algas que tiene un alto contenido de residuos DHA, para obtener una fracción de lípido de la biomasa, preferiblemente por extracción de disolvente de células rotas, seguido por la separación de una fracción que contiene fosfolípidos y proteínas de la fracción de lípido, y eliminar el agua de la fracción de proteínas/fosfolípidos para formar unas partículas de baja humedad, preferiblemente mediante secado de chorro de la fracción de proteínas/fosfolípidos.

Description

Composiciones nutritivas que contienen ácido docasahexanoico y sus procedimientos de producción.
Antecedentes de la invención
La pasada década a sido testigo de un descenso de los recursos de las reservas de peces naturales que ha alcanzado actualmente un nivel de crisis mediambiental global. Trece de las diecisiete reservas de pesca principales del mundo están clasificadas por la Agencia de Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO) como en peligro o en una decadencia constante. Incluso en el mejor de los casos en el que se mantenga la captura pesquera en un récord de 100 millones de toneladas métricas y un crecimiento de la población conservativo, existirá una escasez en el suministro de alimento marino global para el final de esta década por primera vez en la historia de la humanidad. Por otra parte, se predice un aumento del consumo de alimento marino global por cápita a medida que la población del mundo cambie a lo largo de las próximas dos décadas de los países industrializados a las economías emergentes y sin desarrollar, tradicionalmente grandes consumidores de alimento marino. La única forma de satisfacer la demanda global de alimento marino para el año 2000 consiste en sustituir las reservas de pesca naturales insuficientes por acuacultivos.
La expansión de la industria de la acuacultura exige que se aborden varios problemas importantes, y uno de los escollos más significativos para establecer y mantener un funcionamiento de acuacultivo económicamente viable es la dificultad de suministrar alimentos nutritivamente equilibrados. Los peces larvales, bivalvos y crustáceos criados en estado salvaje consumen una población mixta de organismos de alimento que proporcionan colectivamente una nutrición equilibrada. Por otra parte, las larvas de peces, bivalvos y crustáceos criados en granjas de acuacultura pueden resultar difíciles de criar y requieren alimentos vivos (algas o artemias y rotíferos que se alimentan con algas) para su nutrición. Estos alimentos vivos son difíciles de mantener y producir, requieren un gran esfuerzo laboral e instalaciones especializadas, y como resultado los alimentos larvales implican un significativo coste para la industria de la acuacultura.
Es importante que los alimentos de acuacultura estén nutritivamente equilibrados para que las larvas reciban una nutrición apropiada. Se ha identificado el DHA (ácido docosahexanoico) como un importante nutriente que contribuye significativamente al crecimiento y supervivencia larval (Fulks, W and KL Main (eds). 1991. "Rotifer and Microalgae Culture Systems. Proceedings of a US-Asia Workshop." Honolulu, HI. The Oceanic Institute. Tamaru. CS, CS Lee and H Ako, 1991. "Improving the larval rearing of striped mullet (Mugil cephalus) manipulating quantity and quality of the rotifer, Brachionus plicatilis". En: W. Fulks and KL Main (eds), 1991). Las larvas adquieren finalmente estos ácidos grasos de las algas, ya sea alimentándose directamente de las algas que tienen altos niveles de ácidos grasos poliinsaturados o alimentándose de rotíferos y Artemia que han sido criados con algas que tienen un alto contenido en ácidos grasos poliinsaturados. Desgraciadamente, las algas, artemias y rotíferos, utilizados en las granjas de acuacultura tienen un bajo contenido en DHA, lo que reduce los índices de supervivencia de las larvas por debajo de su índice máximo y aumenta el coste del producto final para granja de acuacultura. Si se pudiera proporcionar suficiente DHA a las larvas sería de esperar que aumentaría el índice de supervivencia de las larvas, reduciendo así el coste del alimento marino producido en granja.
Compendio de la invención
De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención se proporciona un material en partículas deshidratado que consiste sustancialmente en un extracto de lípidos polares derivado de células microbianas, comprendiendo el extracto fosfolípidos que tienen ácido docosahexanoico (DHA) en forma de al menos un 10% de radicales de ácido graso.
De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un método para preparar el material en partículas que consiste sustancialmente en un extracto de lípidos polares derivado de células microbianas, comprendiendo el extracto fosfolípidos que tienen ácido docosahexanoico (DHA) en forma de al menos un 10% de radicales de ácido graso, que consiste en la deshidratación de una suspensión espesa que incluye lípidos polares extraídos del microbio fuente que contiene DHA.
En un modo de realización, la presente invención proporciona un material en partículas que es adecuado para su uso como alimento de acuacultura. El material en partículas tiene una alta proporción de radicales de DHA en la fracción de lípidos, que puede constituir hasta un 35% del material. Preferiblemente, el material tiene un tamaño de partícula medio de aproximadamente 5 micrómetros a aproximadamente 10 micrómetros.
En otro modo de realización, la presente invención proporciona un método para preparar un material en partículas adecuado para su uso como alimento de acuacultura derivado de biomasa microbiana, preferiblemente de células de algas que tienen un alto contenido en radicales de DHA, que consiste en obtener una fracción de lípidos de la biomasa, preferiblemente por extracción en disolvente de células fracturadas, separar después una fracción que contiene fosfolípidos y proteínas de la fracción de lípido y eliminar el agua de la fracción de proteína/fosfolípido para formar una partícula con bajo contenido en humedad, preferiblemente, por deshidratación por aspersión de la fracción proteína/fosfolípido.
En otro modo de realización más, la presente invención proporciona un material en partículas que contiene fosfolípidos que tienen radicales de ácido docosahexanoico (DHA), preparándose el material en partículas por deshidratación de una suspensión espesa que comprende un extracto de lípidos polares derivado de microbios que contienen DHA, pudiéndose preparar el material en partículas deshidratado a partir de una suspensión espesa que está sustancialmente libre de material no derivado de microbios con contenido en DHA, en particular por deshidratación por aspersión de la suspensión espesa. Típicamente, al menos dos tercios de la materia deshidratada en el extracto de lípidos polares de los microbios que contienen DHA es material derivado de las células microbianas; preferiblemente menos de un 25% de la materia deshidratada es no-microbiana, más preferiblemente menos de 20%, siendo incluso más preferible 15% o menos. Típicamente, las partículas deshidratadas por aspersión tienen un tamaño de partícula de número medio comprendido entre 5 micrómetros y 10 micrómetros.
En otro modo de realización más, la presente invención proporciona un método para preparar un material en partículas que contiene DHA que comprende (a) lisis de células microbianas que contienen DHA; (b) extracción de células lisadas con disolvente; (c) separación de una fracción de lípidos polares del extracto; y (d) deshidratación de la fracción de lípidos polares, con o sin la adición de otros nutrientes, para formar un material en partículas. Preferiblemente, la fracción de lípidos polares es una suspensión espesa acuosa que se seca por deshidratación por aspersión.
En un modo de realización en particular, la presente invención proporciona un método para preparar un material en partículas que contiene DHA que comprende la deshidratación de una suspensión espesa que contiene lípidos polares extraídos de dinoflagelatos, estando el material deshidratado en forma de partículas que tienen un diámetro de partícula medio comprendido entre 5 y 10 micrómetros.
En otro modo de realización más, la presente invención proporciona una emulsión o suspensión acuosa que contiene fosfolípidos con radicales DHA obtenidos de un extracto de lípidos polares derivado de microbios que contienen DHA. Al menos un 10% de los radicales de ácido graso en los lípidos de los microbios que contienen DHA son radicales DHA. Al menos un 10% de los radicales de ácido graso en los lípidos polares de los microbios que contienen DHA son radicales DHA.
En otro modo de realización más, la invención proporciona una composición que consiste en un material en partículas que contiene fosfolípidos con DHA preparado por deshidratación de una suspensión espesa que comprende (a) un extracto de lípidos polares derivado de microbios que contienen DHA y (b) un alimento que contiene proteína y/o hidratos de carbono. Preferiblemente, el alimento comprende células microbianas o fragmentos de células que pueden ser células o fragmentos de células que han sido extraídos para separar parte de los lípidos, o incluso la mayor parte de los lípidos. Entre las células microbianas o fragmentos celulares preferibles se incluyen Chlorella, Crypthecodinium, o una levadura como Saccharomyces, o un hongo como Morteriella, Schizochytrium o Thraustochytrium.
Descripción detallada de los modos de realización preferibles
La producción de aceite con alto contenido en DHA desde la biomasa requiere diferentes etapas de tratamiento y de destilación. Cada etapa de destilación produce fracciones residuales como subproducto de la purificación del aceite. Estos subproductos contienen importantes niveles de DHA y otros nutrientes que pueden tener un uso potencial como alimentos de acuacultura para larvas de peces, bivalvos y crustáceos.
Un subproducto en concreto contiene un nivel muy alto de DHA así como otros nutrientes (hidratos de carbono, proteínas, etc.) que son útiles y valiosos para la nutrición de las larvas. Dicho subproducto, en adelante denominado "fosfolípidos de DHA" también contiene significativos niveles de todos los aminoácidos y se considera esencial para las larvas. Los diez aminoácidos que se reconocen generalmente como esenciales para la mayoría de las especies piscícolas son histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptofano y valina, véase por ejemplo Shepherd, Jonathan and Niall Bromage, Intensive Fish Farming, capítulo 5, Nutrition and Growth, Backwell Scientific Publications, Boston, 1992, pp. 154-197. El material de fosfolípidos DHA contiene todos estos aminoácidos a niveles comparables con los niveles encontrados en otros alimentos de acuacultura. El material de fosfolípidos DHA contiene fosfolípidos que tienen una alta proporción de radicales DHA, así como otros componentes de lípidos como triglicéridos, ácidos grasos libres, esteroles, glucolípidos, etc. En la tabla 1 se indica la composición bioquímica de los fosfolípidos de DHA que se obtienen en forma de partículas deshidratadas por aspersión. En la tabla 2 se muestra la composición de ácidos grasos del material en partículas.
Fuente de material con contenido en DHA
La principal fuente de DHA en la bioesfera son las algas. Hay muchas especies de algas que producen DHA. Se ha manipulado una especie en particular (Crypthecodinium cohnii) para producir niveles muy altos de DHA. Se ha cultivado a gran escala este organismo y se ha utilizado la biomasa para producir aceite con alto contenido en DHA. En las patentes EE.UU. Nº 5.397.591; 5.407.457; 5.492.938 y 5.711.983 se describen procesos adecuados para la producción de biomasa con contenido en DHA a partir de C. cohnii.
Se puede obtener un material de fosfolípidos DHA similar a partir de un organismo de una sola célula que contiene una cantidad significativa de DHA. Esto incluiría diversos hongos oleaginosos, diversas algas (especialmente miembros de la clase Dinoficeas, bacilarioficeas, cloroficeas, primnesioficeas y euglenoficeas), así como organismos de estado taxonímico incierto como Thraustochytrium o Schizochytrium. En la patente EE.UU. Nº 5.130.242 se proporcionan procesos adecuados para producir biomasa que contiene DHA a partir de Thraustochytrium o Schizochytrium.
Típicamente, los microbios que sirven como fuente de fosfolípidos de DHA según la invención tendrán al menos un 10% de ácidos grasos y radicales de ácido graso en el microbio en forma de DHA, preferiblemente al menos un 20%. Al menos un 10% de los radicales de ácido graso en los lípidos polares del microbio fuente será DHA, más preferiblemente, al menos un 20% de los radicales será DHA.
Métodos de preparación
Los fosfolípidos de DHA se pueden obtener a partir de una fracción de lípidos de la biomasa que contiene DHA. Un método preferible para obtener una fracción de lípidos adecuada es la extracción en disolvente de células lisadas. En un modo de realización preferible, se puede deshidratar por aspersión la biomasa, en virtud de lo cual se producirá la lisis de la mayor parte de las células, y extraer el material deshidratado por aspersión con un disolvente como hexano. El triturado u homogenización de la mezcla de disolvente-biomasa puede facilitar la extracción de la fracción de lípidos (aceite) y también puede promover la recuperación de componentes que no son lípidos que son deseables para el alimento de acuacultura. El material de fosfolípidos de DHA se separa del aceite como un precipitado con contenido en agua y sal. Los procedimientos adecuados para dicha separación se pueden adaptar fácilmente de procesos análogos para la destilación de aceite vegetal.
Aunque el subproducto de fosfolípidos de DHA contiene niveles útiles de DHA y otros nutrientes, es necesario encontrar un método adecuado para proporcionar este material a las larvas. Las larvas de muchos peces requieren un alimento vivo, y los bivalvos y crustáceos requieren además o bien organismos vivos de alimento o bien partículas de un intervalo de tamaño limitado. Así pues, es preferible un posterior tratamiento simplemente para proporcionar este material directamente a las larvas de los peces, bivalvos y crustáceos.
Para los organismos que requieren un alimento vivo, se puede alimentar a artemias y/o rotíferos (ambos organismos constituyen un alimento natural de las larvas) con fosfolípidos de DHA, con el objetivo de elevar el nivel de DHA de los artemias/rotíferos y elevar en consecuencia el nivel de DHA de las larvas. Para estos organismos filtradores, el material puede suministrarse en partículas pequeñas y proporcionar así un enriquecimiento directo de DHA a la dieta.
Para preparar partículas del tamaño adecuado para que las ingieran las artemias, los rotíferos y los organismos filtradores, se deshidrata el material de fosfolípidos de DHA a través de un proceso adecuado, como por ejemplo deshidratación por aspersión, granulado, encapsulado o similar. Cuando se liofilizó el material de fosfolípidos de DHA, las partículas resultantes fueron demasiado grandes como para ser útiles. El alto contenido en grasa del material liofilizado no permitió la reducción del tamaño de partícula por triturado. La deshidratación por aspersión produjo una masa migosa que consistía en partículas que tenían un intervalo de tamaño apropiado para que las consumieran las artemias, rotíferos y organismos filtradores. Se determinó el tamaño de partícula medio en aproximadamente 5-10 micrómetros de diámetro, la distribución de los tamaños de partículas en torno a la media fue bastante amplio (al menos de >30 micrómetros a <1 micrómetros). Aunque se sometió el material a calor durante el proceso de deshidratación, no se redujo apreciablemente el nivel de DHA por la temperatura de la secadora. Según esto, la deshidratación por aspersión dio lugar a un producto con un alto contenido en DHA y un tamaño de partícula apropiado.
Preferiblemente, el nivel de DHA del material deshidratado por aspersión deberá aumentarse al máximo, convirtiendo así al material en una fuente de DHA más valiosa aún para las larvas. Típicamente, se deberá elevar el nivel de DHA aumentando la cantidad de aceite con contenido en DHA en el material de fosfolípidos de DHA, lo que puede llevarse a cabo por adición de aceite de triglicérido refinado, triglicéridos parcialmente purificados o extracto de lípidos en bruto de un microorganismo que tiene un alto contenido en DHA. El autor de la invención ha advertido que cuando el nivel de triglicéridos (medido como nivel de ácido graso esterificado) excedía aproximadamente un 30% del peso en seco total del fosfolípido de DHA, el material no se deshidratada por aspersión igual de bien y aparentemente formaba partículas muy grandes que eran menos adecuadas para esta aplicación. Con un contenido de triglicéridos por encima de 40%, el producto deshidratado por aspersión final es muy pegajoso debido al alto contenido en grasa, lo que puede explicar el aparente tamaño de partícula alto. Este material no es tan fácil de manejar como el material con un contenido en triglicéridos más bajos, pero se puede utilizar como producto de enriquecimiento para artemias y rotíferos. Naturalmente, el DHA de suplemento puede suministrarse también a partir de fuentes no microbianas, incluyendo ésteres de alcanol-DHA purificados, si bien estas fuentes pueden resultar menos económicas.
Si bien el fosfolípido de DHA se puede deshidratar por aspersión directamente, la deshidratación por aspersión puede facilitarse si la suspensión espesa contiene agentes de deshidratación por aspersión típicos cuando se introduce en la secadora por aspersión. Entre los vehículos para la deshidratación por aspersión adecuados se incluyen maltodextrinas, almidón, gelatina, azúcares y melazas. Entre los vehículos preferibles se incluyen alginato sódico y goma arábiga. Por otra parte, se pueden añadir a la suspensión espesa otros aditivos cuya presencia en las partículas finales es deseables por motivos nutricionales, antes de la deshidratación, como por ejemplo proteínas, hidratos de carbono, ácidos grasos y lípidos o fuentes de vitamina, incluyendo aditivos como extractos de levadura, almidón, gelatina, gluten, etc. Por otra parte, se pueden añadir aminoácidos a la suspensión espesa, como metionina, un aminoácido particularmente importante en la nutrición de los peces. Alternativamente, se puede añadir biomasa de algas a la suspensión espesa como auxiliar de deshidratación por aspersión, preferiblemente, utilizando algas que son el alimento natural de rotíferos o larvas de peces.
En un modo de realización, se puede preparar el material en partículas formulando y deshidratando por aspersión los fosfolípidos de DHA con biomasa microbiana, que puede consistir en células enteras o lisadas o material celular tras la extracción de lípidos. Los fosfolípidos de DHA pueden mezclarse con la biomasa en cualquier proporción, incluyendo 1:100 a 100:1, preferiblemente en relaciones de 1:10 a 10:1. Típicamente, se deshidrata por aspersión la mezcla desde la suspensión espesa acuosa para formar un material con el aspecto o la consistencia de harina de maíz. Típicamente, la biomasa se derivará de microbios que tienen usos nutricionales conocidos, como Chlorella. Chlorella se consume como producto alimenticio para seres humanos, y DHA es un importante nutriente para el ser humano, de manera que el material en partículas también es útil en la nutrición del ser humano. Naturalmente, el material en partículas producido con arreglo a esta invención se puede usar para suministrar DHA en la nutrición humana ya contengan o no las partículas Chlorella, siempre y cuando las condiciones del tratamiento y los aditivos que se incluyan en la suspensión espesa sean adecuados para el consumo humano.
Si bien el fosfolípido de DHA es particularmente adecuado para la deshidratación por aspersión, el material en partículas que contiene altos niveles de DHA también puede prepararse con arreglo a la presente invención por granulado o encapsulado. Las condiciones para el granulado o encapsulado de fosfolípidos de DHA podrán ser seleccionadas fácilmente por las personas especializadas en este campo, típicamente, utilizando uno o más de los aditivos antes citados para su uso en la deshidratación por aspersión, como alginato o goma de acacia. Naturalmente, es posible utilizar los fosfolípidos de DHA para recubrir la harina de semillas oleosas (v.g., harina de soja, harina de semillas de algodón, germen de maíz, etc.). Por otra parte, las mezclas de fosfolípidos de DHA con biomasa de algas extraídas con disolvente ("bioalimento") también son adecuadas para el liofilizado. Si bien la presente invención es particularmente adecuada para la obtención de productos deshidratados enriquecidos con DHA, los fosfolípidos de DHA obtenidos a partir de microbios según la invención pueden formularse en una suspensión o emulsión para su uso posterior, en particular como suplemento nutricional. Dichas emulsiones o suspensiones que contienen lípidos polares pueden prepararse de manera rutinaria, tal como se conoce en este campo.
La distribución del tamaño de partícula en el material deshidratado se puede ajustar por fraccionamiento, v.g., en ciclones o bolsas de filtro, para eliminar las partículas que son demasiado grandes, si bien, preferiblemente, el proceso de deshidratación producirá un material en partículas con un tamaño en partículas medio de 5 micrómetros a 10 micrómetros. Típicamente, los fosfolípidos de DHA deshidratados se mezclarán con el agua marina antes de alimentar a las larvas, rotíferos o artemias. El hecho de variar el grado de agitación en esta etapa de mezclado permitirá el ajuste post-secado del tamaño de partícula.
Otro ácido graso importante tanto en acuacultura como en la nutrición humana y animal es ácido araquidónico (AA). Se puede obtener también ácido araquidónico en extractos lípidos de microbios, si bien las fuentes preferibles de AA son diferentes especies de las fuentes de DHA preferibles. Las fuentes microbianas de AA adecuadas y los métodos para su desarrollo se explican por ejemplo en la patente EE.UU. Nº 5.658.767. La extracción de lípidos en bruto desde microbios que contienen AA deja un radical que contiene proteína e hidratos de carbono que puede tener también todavía cantidades apreciables de AA como ácidos grasos y/o radicales de ácido graso. Este material se puede denominar bioalimento de AA.
Durante el tratamiento y la destilación del extracto de lípidos en bruto con contenido en AA, se producen varias fracciones, incluyendo fosfolipidos de AA. Los fosfolipidos de AA se pueden mezclar también con los fosfolípidos de DHA para producir un material que contiene ambos ácidos grasos en una proporción que propicia una nutrición óptima. Dicha mezcla se puede preparar como un material deshidratado o como una emulsión o suspensión. Los fosfolípidos AA se pueden mezclar también con el bioalimento DHA y deshidratarse o emulsionarse para producir un material que tiene un alto contenido en ácido araquidónico. A través del uso de diferentes proporciones de fosfolípidos de DHA, bioalimento de DHA, bioalimento de AA y/o fosfolípidos de AA, se puede producir un material que tiene la proporción adecuada de DHA y AA para una nutrición óptima.
Ejemplos
Para facilitar una compresión más completa de la invención, a continuación, se expone una serie de ejemplos. No obstante, el alcance de la invención no queda limitado con estos modos de realización específicos descritos en estos ejemplos, cuyo fin es únicamente ilustrativo.
Ejemplo 1 Proceso para producir fosfolípidos de DHA
Se cultiva Crypthecodimium cohnii por fermentación heterotrófica tal como se describe en la patente EE.UU. Nº 5.407.957. Una vez concluida la fermentación, se concentra la biomasa rica en DHA por centrifugado hasta alcanzar un un 18% en sólidos (el intervalo es de 5 a 35% en sólidos). Se mantiene la biomasa concentrada en un tanque de enfriado (10ºC-15,5ºC, 50-60ºF) antes de la deshidratación por aspersión. Se bombea el material a alta presión a través de una secadora por aspersión con una temperatura de entrada comprendida entre 148,8ºC y 204,4ºC (300 y 400ºF), pero típicamente de 176,6ºC a 193,3ºC (350 a 380ºF). Se ajusta la velocidad de flujo en la secadora por aspersión según lo necesario para conseguir una temperatura de salida de 82,2ºC-115,5ºC (180 a 240ºF), pero típicamente de 96,1-101,6ºC (205 a 215ºF). La biomasa deshidratada recuperada de la secadora por aspersión tiene un contenido en humedad comprendido entre 1 y 15% (típicamente 6%).
Se forma una suspensión espesa con la biomasa deshidratada con hexano en una relación de aproximadamente 2 litros de hexano por kilogramo de biomasa deshidratada. Se puede triturar la mezcla de hexano/biomasa en un molino de coloide para asegurar que todas las células se rompen y que se puede extraer el máximo de aceite. Alternativamente, se puede homogenizar la mezcla de biomasa/hexano (v.g., forzada a través de un orificio con una caída de la presión de aproximadamente 7-800 atmósferas). Se separa la fracción de hexano (que contiene el aceite enriquecido con DHA) de los sólidos utilizando un extractor a contracorriente. El hexano que sale del extractor tiene un contenido en aceite de aproximadamente 5% (v:v).
Se centrifuga la mezcla de aceite/hexano para eliminar todas las partículas finas que no fueron eliminadas previamente en el extractor. Se elimina parcialmente el hexano por evaporación para producir una mezcla de aproximadamente 65% de aceite en hexano. Se enfría esta mezcla de aceite/hexano a aproximadamente 4,4ºC (40ºF) y se mantiene a esta temperatura durante aproximadamente 12 horas. Se elimina el material que precipita en condiciones de baja temperatura por centrifugado. Se elimina el resto del hexano asociado con el aceite por evaporación para producir un aceite sin hexano.
Se transfiere el aceite a un tanque de destilación en el que se introducen en el aceite en bruto un 50% de sosa cáustica (0,74% p/p en función del aceite), 85% de ácido fosfórico (0,2% p/p en función del aceite) y ácido oleico (para llevar el nivel de ácido graso libre final a un 5% en el aceite). Se agita la mezcla y se calienta a aproximadamente 21,1ºC (70ºF) durante 15-30 minutos. La combinación de calor y sustancias químicas causa la precipitación de los fosfolípidos de DHA desde el aceite. Se recogen los fosfolípidos de DHA por centrifugado.
Se homogeniza la fracción de fosfolípidos de DHA para asegurar una mezcla uniforme. En este punto, se puede utilizar el material "como tal" para su deshidratación por aspersión o se puede mezclar con diversos nutrientes y otros compuestos (es decir, vitaminas, proteínas, alginatos, antiespumantes, etc.) antes de proseguir con la deshidratación por aspersión. El contenido en sólidos de los fosfolípidos de DHA puede oscilar entre 10% y hasta 80%. Típicamente, se diluye el contenido en sólidos hasta aproximadamente 25-35% para formar una suspensión espesa que se pueda bombear, si bien el contenido en sólidos en la suspensión espesa puede oscilar entre 10 y 50%. Se hidrata por aspersión el material utilizando o bien una tobera de inyección a alta presión o bien un atomizador rotatorio. Las temperaturas de entrada adecuadas oscilan entre 76,6ºC a 115,5ºC (170 y 240ºF), pero típicamente son en torno a los 93,3ºC (200ºF), introduciéndose el material en la secadora por aspersión a una velocidad suficiente para mantener una temperatura de salida en la secadora por aspersión de 65,5ºC-93,3ºC (150 a 200ºF), pero típicamente entre 65,5º-87,7ºC (180-190ºF). En un modo alternativo, se hidrata por aspersión la suspensión espesa con una temperatura de entrada de aproximadamente 300ºC (540ºF) y una temperatura de salida de aproximadamente 110ºC (230ºF). Se contempla para la presente invención la optimización de rutina de las condiciones de secado ajustando la temperatura de entrada y la velocidad de flujo teniendo en cuenta las instrucciones aquí indicadas.
El material de fosfolípidos de DHA recogido de la secadora por aspersión tiene un contenido en humedad de aproximadamente 4%; en la tabla 1 se indica la composición bioquímica de los tres lotes representativos; en la tabla 2 se indica la composición de ácido graso de los mismos 3 lotes, además de un cuarto lote más. Estos lotes fueron todos adecuados para la deshidratación por aspersión. Cuando los niveles de ácido graso esterificado excedieron aproximadamente 30-35%, el material no se deshidrató por aspersión bien. Más que formar partículas separadas, tiende a formar grandes terrones, supuestamente debido al mayor contenido en aceite del material.
Ejemplo 2 Mezclas de partículas con contenido en DHA
Es posible formular los fosfolípidos de DHA con otros materiales y nutrientes. En la tabla 3 se comparan los fosfolípidos de DHA deshidratados por aspersión con la composición de fosfolípidos de DHA + bioalimento y fosfolípidos de DHA + Chlorella que se prepara del siguiente modo:
a. Se mezclaron fosfolípidos de DHA con bioalimento que consistía en la biomasa deshidratada del ejemplo 1 tras la extracción con disolvente y después se deshidrató por aspersión tal como se describe en el ejemplo 1. El propósito de este mezclado consistió en reducir el contenido total en ácido graso del material deshidratado por aspersión para que no estuviera tan pegajoso. Esta mezcla resultó realmente menos pegajosa, con lo cual se la puede considerar como una mejora con respecto al material básico, a pesar incluso de que el mezclado en la bioalimento redujo el contenido total en grasa en comparación con los fosfolípidos de DHA.
b. Se mezclaron los fosfolípidos de DHA con las algas Chlorella y se deshidrató por aspersión esta mezcla tal como se ha descrito en el ejemplo 1. Chlorella es una fuente de alimento natural para rotíferos y posee un alto contenido en proteínas. Al mezclar con Chlorella fue posible reducir la pegajosidad de los fosfolípidos de DHA deshidratados por aspersión finales, al mismo tiempo que se proporcionaban los nutrientes de la fuente de alimento natural. La prueba inicial consistió en mezclar 3:1 (p:p) de fosfolipidos de DHA : Chlorella, y esto produjo un material que se podía manejar perfectamente. Es posible un gran abanico de proporciones de mezcla. Una variación consiste en tener una alta proporción de Chlorella con respecto a los fosfolípidos de DHA. Esto proporcionaría básicamente la fuente de alimento marino natural con una cantidad extra de DHA, de manera que el material podría utilizarse como alimento de rutina regular y no simplemente como un enriquecimiento para aumentar el contenido en DHA de los rotíferos antes de alimentarlos con larvas de peces.
c. Los fosfolípidos de DHA llevan mezclado también una fuente de proteína para mejorar el contenido en proteínas (y en consecuencia el contenido nutricional) del material deshidratado por aspersión. Específicamente, se mezcló el fosfolípido de DHA con hidrolizado de proteína de soja en una proporción de 3:1 (p:p) de fosfolípido de DHA: hidrolizado de proteína de soja. Esto demuestra que los fosfolípidos de DHA se pueden mezclar con otros nutrientes para obtener una partícula.
Ejemplo 3 Mezclas de DHA y materiales de ácido araquidónico
Se pueden formular los fosfolípidos de DHA con ácido araquidónico para producir un material que proporciona estos dos ácidos grasos en un solo producto nutritivo. La biomasa que contiene ácido araquidónico se produce a partir de Morteriella tal como se señala en la patente EE.UU. Nº 5.658.767. Se recoge la biomasa de Morteriella por centrifugado y se deshidrata al vacío. Se extrae la biomasa deshidratada con hexano para separar los lípidos que contienen ácido araquidónico y se procesa la fracción de lípidos en bruto de un modo similar al empleado en el ejemplo 1. La masa que queda tras la separación por extracción de los lípidos (denominada bioalimento AA) contiene un alto nivel de proteína pero también cantidades significativas de ácido araquidónico. Este bioalimento de AA se puede mezclar con los fosfolípidos de DHA para producir un material de proteína superior que contiene también cantidades significativas tanto de ácido araquidónico como DHA.
Para una comprensión más clara, se ha descrito hasta aquí la invención en detalle como ejemplo a modo ilustrativo en conjunción con modos de realización específicos, si bien las personas especializadas en el campo al que pertenece la invención serán conscientes de las ventajas y modificaciones posibles. La descripción anterior y los ejemplos tienen como único propósito un fin ilustrativo, sin limitar el alcance de la invención. Se pretende que las modificaciones posibles de los modos que se han descrito hasta aquí para llevar a cabo la invención, que son evidentes para las personas especializadas en la extracción y tratamiento de aceites comestibles, fermentación microbiana, nutrición, medicina, farmacología y/o campos relacionados, entren dentro del marco de la invención, que queda únicamente limitado por las reivindicaciones adjuntas.
Todas las publicaciones y solicitudes de patente que se han mencionado en la presente memoria descriptiva son indicativas del nivel de especialización de las personas expertas en el campo en el que se encuadra la inven-
ción.
\vskip1.000000\baselineskip
TABLA 1 Composición bioquímica de fosfolípidos de DHA deshidratados por aspersión
Componente Preparado 1 Preparado 2 Preparado 3
Total ácido graso (% peso total) 57,4 61,3 55,6
Ácido graso esterificado (% del peso total) 25,6 (48% DHA) 24,4 (47,7% DHA) 22,3 (47,9% DHA)
Ácido graso libre (% peso total) 31,8 (19% DHA) 36,9 (22,5% DHA) 33,3 (25,0% DHA)
Esterol (% peso total)
Total carbohidratos (% p total) 8,0 7,2 8,3
Glucosa 6,1 4,7 6,2
Galactosa 1,9 2,5 2,1
Fucosa 0,0 0,0 0,0
Proteínas (% del p total) 13,2 9,7 11,7
Aminoácido (% de proteína)
metionina 2,0 4,3 2,23
cisteína 0,8 1,1 0,75
lisina 4,3 3,7 4,92
fenilalanina 5,0 5,0 1,73
leucina 8,3 8,2 7,54
isoleucina 4,0 4,2 4,65
treonina 5,9 5,4 5,89
valina 7,2 5,4 6,99
histidina 2,5 2,2 2,56
TABLA 1 (continuación)
Componente Preparado 1 Preparado 2 Preparado 3
arginina 4,8 4,3 4,74
glicina 6,2 6,2 7,05
ácido aspártico 10,4 10,3 10,66
serina 5,5 6,0 6,26
ácido glutámico 13,7 13,8 14,06
prolina 6,2 4,7 6,77
hidroxiprolina 0,5 1,7 0,00
alanina 7,6 8,0 8,81
tirosina 3,8 4,3 2,94
triptofano 1,4 1,2 1,46
Humedad (% del peso total) 4,4 4,00 6,0
Fibra (% de peso total) 0,7 1,0 0,6
Cenizas (% del peso total) 10,4 10,1 10,6
socio (% peso total) 2,6 no analizado 3,38
Total 94,1 93,3 92,7 
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
TABLA 2 Composición de ácido graso de fosfolípidos de DHA deshidratados por aspersión (% total de ácidos grasos)
Ácido graso prep. 1 Prep.. 1 no prep. 2 prep.2 no prep. 3 prep. 3 preparado prep. 4
esterif. esterif. esterif. esterif. esterif. no esterif. 4 esterf. no esterif.
08:00 0,06 0,25 0,23
10:00 0,67 1,22 0,83 1.11 0,45 0,76 1,39 0,5
11:00
12:00 4:34 2,69 4,36 2,65 3,34 3,14 5,71 2,71
13:00
14:00 15:94 5,81 15,52 7,7 14,83 9,68 16,71 8
14:01 0,13 0,12 0,11
16:00 17,2 11,77 16,21 13,61 16,45 15,26 20,8 16,34
16:01 1,7 0,47 1,63 0,6 1,4 0,53 1,16 0,46
16:02
16:03
17:00 0,13
18:00 0,88 1,89 0,94 1,91 0,96 1,82 1,11 1,68
18:1n-9 10,21 46,29 12,82 40,61 13,29 36,1 9,22 36,97
18:1n-7 0,62 0,63 0,46 0,56
18:02 0,1 8,56 7,47 0,4 6,06 0,1 7,3
18:3n-6 0,27
18:3n-3 0,12 0,11
18:04
20:00 0,09 0,32 0,26 0,09
20:01 0,15 0,13
20:02
TABLA 2 (continuación)
Ácido graso prep. 1 Prep.. 1 no prep. 2 prep.2 no prep. 3 prep. 3 preparado prep. 4
esterif. esterif. esterif. esterif. esterif. no esterif. 4 esterf. no esterif.
20:3n-9
20:3n-6 0,3 0,2
20:3n-3 0,61
20:4
20:05
22:00
22:01
22:04 0,46 0,42
22:5n-6 0,64
22:5n-3 0,53 0,28 0,28
22:06 48,05 19,62 47,68 22,52 46,96 25,01 42,85 22,78
% ácido graso 25,64 31,83 24,4 36,9 22,34 33,26 31,2 45,63
en muestra
% desconocido 0,23 0,41 0 0,26 0,23 0,71 1,09 
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
TABLA 3A Comparación de productos de acuacultura
Categoría Fosfolípidos Fosf.DHA- Fosf. DHA-
DHA +C.cohnii +Chlorella
Total ácido graso (%) 76,8 57,3 56,7
DHA (% de grasa) 30,9 32,91 30,4
DHA (% DW) 23,7 18,9 17,3
EPA (% de grasa) 0,11 0 0
Carbohidratos 2,1 18,1 9,7
Proteínas (%) 11,7 10,2
Humedad (%) 1,5 2,4
Cenizas (%) 9,3 10,8
Fibra (%) 1 0,8
Total 102,4 97,2
TABLA 3B Análisis de ácido graso
Fosfolípidos DHA Fosf.DHA-+ Ccohnii Fosf.DHA-+Chlorella
Ácido graso (% total de ácido graso)
08:00 0,24 0,17 0,06
10:00 0,86 0,64 1,06
11:00 0,06
12:00 3,93 3,41 3,23
13:00 0,00
14:00 11,54 12,05 8,61
14:01 0,04 0,06 0,05
16:00 18,15 16,58 12,49
16:01 0,74 0,96 1,18
16:02 0,12
16:03 0,08
17:00
18:00 1,45 1,42 1,87
18:1n-9 25,7 26,93 33,88
18:1n-7 0,33 0,32 0,46
18:02 4,38 4,58 7,46
18:3n-6
18:3n-3 0,07 0,30
18:04
20:00 0,05
20:01 0,08
20:02
20:3n-9
20:3n-6
20:3n-3 0,36
20:04
20:05
22:00
22:01
22:04 0,25
22:5n-6
22:5n-3 0,11
22:06 30,93 32,91 28,85
Total (% grasa en ácidos grasos) 99,22 100,03 99,76
% ácidos grasos en muestra 76,8 57,30 56,70
% desconocido

Claims (21)

1. Un material en partículas deshidratado que consiste sustancialmente en un extracto de lípidos polares derivados de células microbianas, comprendiendo el extracto fosfolipidos que tienen ácido docosahexanoico (DHA) en forma de la menos un 10% de radicales de ácido graso.
2. El material en partículas de la reivindicación 1, en el que el tamaño de partícula medio está comprendido entre 5 micrómetros y 10 micrómetros.
3. El material en partículas de cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en el que el microbio fuente es dinoflagelato.
4. El material en partículas de la reivindicación 3, en el que el microbio fuente es Crypthecodinium cohnii.
5. El método de preparación del material en partículas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende la deshidratación de una suspensión espesa que comprende lípidos polares extraídos del microbio fuente que contiene DHA.
6. El método de la reivindicación 5, en el que se seca la suspensión espesa por deshidratación por aspersión.
7. El método de la reivindicación 5 ó 6, en el que la suspensión espesa está sustancialmente libre de material que no se originó en los microbios fuente.
8. El método de cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en el que el material seco se encuentra en forma de partículas que tienen un diámetro en partículas medio comprendido entre 5 micrómetros y 10 micrómetros.
9. El método de cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, en el que el microbio fuente es un dinoflagelato.
10. El método de la reivindicación 9, en el que el microbio fuente es Chypthecodinium cohnii.
11. El método de cualquiera de las reivindicaciones 5 a 10, que comprende la lisis de células microbianas con contenido en DHA; extracción de las células lisadas con disolvente; separación de la fracción de lípidos polares desde el extracto; y secado de la fracción de lípidos polares, con o sin la adición de otros nutrientes para formar un material en partículas.
12. El método de la reivindicación 11, en el que la fracción de lípidos polares es una suspensión espesa acuosa que se seca por deshidratación por aspersión.
13. Una emulsión o suspensión acuosa que comprende el material en partículas de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.
14. La emulsión o suspensión de la reivindicación 13, preparándose dicha emulsión o suspensión por homogenización del material en partículas con agua.
15. Una composición que comprende el material en partículas con contenido en DHA de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 y al menos uno entre: bioalimento con contenido en DHA, bioalimento con contenido en AA y material de fosfolípidos de AA.
16. La composición de la reivindicación 15, en la que el bioalimento que contiene DHA- o AA comprende proteínas, hidratos de carbono o ambos.
17. La composición de la reivindicación 15 ó 16, en la que el bioalimento con contenido en DHA o AA- comprende células microbianas o fragmentos de células.
18. La composición de la reivindicación 17, en la que las células microbianas o fragmentos de células se derivan de Chlorella.
19. La composición de la reivindicación 17, en la que las células microbianas o fragmentos de células se derivan de Crypthecodinium.
20. La composición de la reivindicación 17, en la que las células microbianas o fragmentos de células se derivan de una levadura.
21. Una composición que comprende el material en partículas con contenido en DHA de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 y fosfolípidos de AA.
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