JP5496920B2 - 脱気方法 - Google Patents
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Description
a)細胞を含んでなる水性液体を脱気するステップと、
b)油またはPUFAを細胞から得るステップとを含んでなる。
a)真空(または減圧)の適用、
b)機械的脱気/脱ガス(攪拌、振動、遠心分離機またはサイクロンにおけるなど加速または重力の使用)、
c)粘度変更(水もしくは他の液体での希釈、または温度変化のいずれかによる)、
d)発酵条件の変更、例えばエアリフト、空気散布、発酵中の酸素もしくは空気の供給の削減、もしくは攪拌速度の削減、
e)例えばpHまたは酸性化を低下させることによる(例えば、液体に溶ける時に炭酸を形成する二酸化炭素を使用することによる)pH変化、
f)例えば、(好ましくは、不活性)ポリマー、例えばPTFEなどのフィルタ、毛細管または膜を使用することによるろ過、
g)窒素などの不活性ガス、またはヘリウムなどの希ガスを用いるガス置換、
h)例えば脱酸素剤、例えば亜硫酸ナトリウムまたはヒドラジンを使用する化学的脱気、
i)水性液体が、酸素または空気が液体から拡散するような条件下に配置される時間、および/または
j)上記の方法の1つもしくはそれ以上の組合せ。
水性液体の表面上に真空をかけることができる。しかし、真の真空は必ずしもつねに必要というわけではなく、それどころか好ましい方法として、例えば、それが発酵容器などの容器中にある間、水性液体の表面上の圧力の削減が含まれる。好ましくは、水性液体上の圧力は常圧または室内圧力未満であり、または少なくとも発酵槽容器内部の圧力(または発酵中の圧力)と比べると圧力の削減を示す。したがって、脱気が開始することになっている場合、例えば発酵が終了すると、圧力の削減がありうる。
発酵中にはしばしば、酸素(より一般的には)空気が水性液体(培養培地または発酵ブロス)に供給される。これは微生物細胞の増殖および分裂を可能にし、かつPUFAの生合成を可能にすることである。
粘度の増加は水性液体を加熱することによって達成されうる。この加熱は、結果として脱気ももたらしうる。
水性液体はより酸性になりうる。これはその中の空気/酸素の溶解度を低下させうる。
水性液体は、空気などの小泡を除去することができうるフィルタまたは膜を通過されうる。これは比較的小規模で実行されうる。フィルタまたは膜は、好ましくは、ポリマーなどの不活性材料を含んでなる。材料(例えば)ポリマーは、PTFEなどのハロゲンアルキレンを含んでなりうる。
これは水性液体中の酸素または空気(溶解またはその他の場合)の置換または交換を含む。空気または酸素は、好ましくは、溶存酸素が溶液から強制的に外に出され、次いで水性液体を残しうる限り、多くの広範囲のガスによって交換されうる。不活性ガスは、好ましくは、例えば窒素、またはヘリウムなどの希ガスである。ガスは(発酵槽のヘッドスペースにおけるなど)水性液体より上に供給されうる。例えば、液体より上の、例えば、発酵槽などの容器におけるヘッドスペースに添加または供給されうる。あるいは、ガスは、例えば、気泡化によって、またはスパージャーの使用によって、水性液体に供給されうる。好ましいガスは窒素であるが、窒素を含んでなる(ただし、20%未満または10%もしくは15%未満など削減量の酸素を有し、したがって大気レベル未満である)ガスを使用することができる。
これは、空気、もしくはさらに重要なことには空気中の酸素と有利に反応しうる物質または化学薬品を使用することによって達成されうる。物質は脱酸素剤でありうる。この物質は水性液体と接触されうる。化学薬品は、例えば、発酵槽容器などの容器中にある間に水性液体に添加されうる。脱酸素剤を含む適切な酸素反応材料は当技術分野で周知であり、亜硫酸アルカリ金属(ナトリウムなど)およびヒドラジンを含んでなる化合物を含む。他の(非化学的)脱気方法が、PUFAまたは油が食料品に使用されることになっている場合には使用されうる。
静止させたままにした場合は、水性液体は、酸素および空気など、その溶解ガスをゆっくり放出(give up)する。溶解ガスは水性液体から拡散しうる。したがって、このガスは徐々に、時間とともに、溶液から出る。
これは当技術分野で標準の方法を使用することによって達成されうる。例えば、EGT(エントレイドガステスター)を使用することができる。空気の量は、水性液体(効果的には細胞の微生物懸濁液)におけるオンライン方法によって測定されうる。
低温殺菌は通常、脱気および/または発酵が終了した後に行われる。好ましい実施形態において、低温殺菌は、低温殺菌中の熱が細胞を殺すため発酵を終了させる。したがって、低温殺菌は発酵ブロス(または液体(水性)培地中の細胞)で実行されうるが、ブロスから得られる微生物バイオマスで実行されうる。前のケースの場合、低温殺菌は、微生物細胞が依然として発酵槽内にある間に行われうる。低温殺菌は、好ましくは、微生物細胞のさらなる処理、例えば、造粒(例えば、押出しによって)細片、または混練の前に行われる。
本発明は、(例えば、低温殺菌された)細胞からPUFAを抽出および/または単離するステップを含みうる。好ましくは、これは脱気後、また(場合により)低温殺菌後である。
PUFAは、単一のPUFAまたは2つもしくはそれ以上の異なるPUFAでありうる。または各PUFAはn−3またはn−6ファミリーでありうる。好ましくは、これはC18、C20、またはC22PUFAである。これは少なくとも18個の炭素原子および/または少なくとも3個もしくは4個の二重結合を有するPUFAでありうる。PUFAは、遊離脂肪酸、塩の形態で、脂肪酸エステル(例えば、メチルまたはエチルエステル)として、リン脂質として、かつ/またはモノ−、ジ−、もしくはトリグリセリドとして提供されうる。
(渦鞭毛虫)海産渦鞭毛藻(Crypthecodinium)または(真菌)ヤブレツボカビ属(Thraustochytrium)などの適切に藻類または菌類からの、ドコサヘキサエン酸(DHA、22:6 Ω3)、
γ−リノレン酸(GLA、18:3 Ω6)、
α−リノレン酸(ALA、18:3 Ω3)、
共役リロレン酸(オクタデカジエン酸、CLA)、
ジホモ−γ−リノレン酸(DGLA、20:3 Ω6)、
アラキドン酸(ARA、20:4 Ω6)、および
エイコサペンタエン酸(EPA、20:5 Ω3)が挙げられる。
次いで、PUFA(または通常、PUFAを含んでなる微生物油)は、(低温殺菌された)微生物細胞から抽出されうる。好ましくは、細胞を含有する(例えば、乾燥)顆粒(例えば、押出し物)から抽出される。抽出は溶媒を使用して実行されうる。好ましくは、非極性溶媒、例えば、C1−8、好ましくは、C2−6、アルカン、例えばヘキサンが使用される。
細胞は、油またはPUFAが獲得されうる細胞でありうる。好ましくは、細胞は微生物細胞である。本発明において使用される微生物細胞(または微生物)は、特にPUFAおよび微生物油に関する部で前述されたもののいずれかでありうる。それらは、PUFAまたは微生物油を含んでなり、または産生しうるとともに、適切には、PUFA油は細胞から抽出または単離されうる。それらは、線状体であり、菌類または細菌に似ており、または酵母、藻類、および細菌に似た単細胞でありうる。これらの細胞は、酵母、菌類、細菌、または藻類である微生物を含んでなりうる。好ましい菌類は、例えば、ケカビ目のものであり、真菌はモルティエレラ属(Mortierella)、ヒゲカビ属(Phycomyces)、ブラケスレア属(Blakeslea)、またはアスペルギルス属(Aspergillus)のものでありうる。好ましい種の菌類モルティエレラ・アルピナ(Mortierella alpina)、ブラケレア・トリスポラ(Blakeslea trispora)、アスペルギルス・テレウス(Aspergillus terreus)。
好ましくは、(微生物)油のPOVは3〜8または12である。しかし、本発明の方法を使用することにより低いPOV値を得ることができ、これらの値は10.0未満もしくは8.0未満でありうる。POVは、例えばAOCS Cd−8−53に記載されている当技術分野で周知の方法を使用することにより測定されうる。(POVの)単位は通常、meq/kgである。
この値は、アルデヒド含量の尺度を示しうる。好ましくは、(微生物)油のアニシジン価は、5、6、7または10〜15、20または25である。適切には、AnVは20以下、例えば、15以下である。これは10以下またはさらに5もしくは2以下でありうる。AnV値(好ましい実験において)は5〜15にわたり、最適には7〜12であった。好ましくは、AnVは2または5〜12または15である。AnVは、例えばAOCS Cd−18−90による当技術分野で周知の方法を使用することにより測定されうる。
本発明の別の態様は、油、必要に応じて、さらに(追加の)物質を含んでなる組成物に関する。この組成物は、動物またはヒト用の食料品および/または食品補助製品でありうる。油はヒト消費に適切に、必要に応じて、通常、微生物から得られる油の精製または浄化によって提供されうる。
脱気中、ガスの泡が水性液体中で形成しうる。これは脱ガスの工程中、ガスが溶液から出て(泡として)水性液体の表面に向けて上昇すると起こりうる。予想されるように、これは水性液体の上部に形成する気泡を引き起こしうる。気泡が望ましくない場合は、1つもしくはそれ以上の消泡剤を水性液体に添加することによって気泡形成を削減または阻止することができる。かかる消泡剤は当技術分野で周知であり、それから適切な消泡剤、例えばリン酸トリブチルが投入されうる。消泡剤は、好ましくは、疎水性のものであり、水中で不溶性でありうる。これは、例えば極性群で修飾された非極性炭化水素鎖を含んでなりうる。好ましい消泡剤としては、シリコーン油、パラフィン、脂肪アルコールアルコキシレート、および/またはポリグリコールが挙げられる。
本発明の第2の態様は、第1の態様の方法を実施するために適した装置に関する。したがって、第2の態様は、
(a)場合により結合される、微生物細胞を培養(または発酵)するための手段(例えば、発酵槽)と、
(b)微生物細胞を含んでなる水性液体を脱気するための手段と、
(c)場合により、微生物細胞から(結果として生じる)油を得るための手段とを含んでなりうる。
真菌バイオマス(モルティエレラ・アルピナ(Mortierella alpina)の低温殺菌を含んだ一部の実験中、一部の酸化が確認された。説明として、特に高温で化学的酸化が結果として生じる発酵ブロス中の空気の存在であることが疑われた。微生物細胞は生存し、PUFAを生合成するために空気を必要とするが、低温殺菌(熱ショック処理)前に、発酵槽内の発酵ブロスの脱気を使用することが決定された。
永続的脱気システムを500mbara未満の作動圧力で「アンブレラノズル」とともに設置した。発酵槽から脱気器への発酵ブロスの移動は、低剪断ポンプ(ムンフポンプ)を用いて行った。
Claims (24)
- 多価不飽和脂肪酸(PUFA)を含有する油または前記PUFAを製造するための方法であって、前記方法が、
(a)細胞を含んでなる水性液体を脱気するステップと、
(b)前記油またはPUFAを前記細胞から得るステップとを含み、
前記細胞が前記PUFA又は前記PUFAを含有する微生物油を含む細胞であるか、産生することができる細胞であり、
前記細胞が、(a)の脱気後であるがステップ(b)の前に加熱されるか、または低温殺菌され、
前記細胞が藻類であり、前記藻類がクリフテコディニウム属(Crypthecodinium)に属する、方法。 - 前記水性液体が発酵ブロスである、請求項1に記載の方法。
- (c)前記油または1つもしくはそれ以上のPUFAを抽出するか、精製するか、または単離するステップをさらに含んでなる、請求項1又は2に記載の方法。
- 脱気が、
a)真空または減圧の適用、
b)機械的脱気/脱ガス、
c)水もしくは他の液体での希釈、または温度の上昇のいずれかによる粘度変更、
d)発酵条件の変更、
e)pH変化、
f)ろ過、
g)不活性ガス、希ガス、または蒸気を用いたガス置換、
h)化学的脱気、
i)水性液体を、酸素または空気が液体から拡散するような条件下に置く時間、または(a)〜(i)における1つもしくはそれ以上の方法の組合せを含んでなる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。 - 前記脱気が、削減した攪拌および/またはガス置換によって達成される、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- ガス置換が、酸素を含まず、または大気を下回る濃度レベルで酸素を含んでなるガスを使用して実行される、請求項5に記載の方法。
- 前記ガスが、窒素であり、または窒素を含んでなる、請求項5又は6に記載の方法。
- 脱気が水性液体を減圧にかけるステップを含んでなる、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記減圧が、800mbara以下である、請求項8に記載の方法。
- 前記水性液体が、真空もしくは脱ガスポンプ、パラソル脱気器もしくはアンブレラノズルを使用して脱気される、請求項8又は9に記載の方法。
- 脱気が結果として10ppm未満の溶存酸素の濃度をもたらす、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 脱気が結果として5ppm未満の溶存酸素の濃度をもたらす、請求項11に記載の方法。
- 脱気が結果として2ppm未満の溶存酸素の濃度をもたらす、請求項12に記載の方法。
- 前記方法が、脱気水性液体を
(i)1bara超の圧力にかけるステップ、および/または
(ii)60℃超の温度にかけるステップとを含んでなる請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法。 - 前記細胞が、60℃超の温度で加熱または低温殺菌される、請求項1〜14のいずれか一項に記載の方法。
- 前記細胞が、80℃超の温度で加熱または低温殺菌される、請求項15に記載の方法。
- 前記細胞が、110℃超の温度で加熱または低温殺菌される、請求項16に記載の方法。
- 前記PUFAが、または油が、C20もしくはC22Ω−3またはΩ−6PUFAであるPUFAを含んでなる、請求項1〜17のいずれか一項に記載の方法。
- 前記油が微生物または単細胞油である、請求項1〜18のいずれか一項に記載の方法。
- (b)が、前記細胞からのPUFAを含んでなる油を得るステップを含んでなり、前記油が12未満のPOVおよび/または20未満のAnVを有する、請求項1〜19のいずれか一項に記載の方法。
- 前記PUFAがドコサヘキサエン酸である、請求項1〜20のいずれか一項に記載の方法。
- 前記油が少なくとも35%のPUFAを含む、請求項1〜21のいずれか一項に記載の方法。
- 前記油が少なくとも40%のPUFAを含む、請求項22に記載の方法。
- 前記藻類がクリプテコディニウム・コニー(Crypthecodinium cohnii)である、請求項1〜23のいずれか一項に記載の方法。
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