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.Info
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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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
ción.
\vskip1.000000\baselineskip
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 |
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
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 |
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
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 |
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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