KR101358008B1 - 다중불포화된 지방산-함유 오일 생성물 및 그의 용도 및제조방법 - Google Patents

다중불포화된 지방산-함유 오일 생성물 및 그의 용도 및제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 포화된 지방을 갖는 오일 및 장쇄 다중불포화된 지방산을 갖는 미생물 오일 및 유화제를 포함하는 고체 지방 조성물을 포함한다. 특히, 고체 지방 조성물은 높은 수준의 장쇄 다중불포화된 지방산 및 소량의 유화제를 가질 수 있다. 바람직한 구체예에서, 다중불포화된 오일은 윈터링되지 않은 미생물 오일이다. 본 발명은 또한, 이러한 조성물을 제조하는 방법, 및 상기 조성물을 포함하는 식품, 영양적 및 약제학적 생성물에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 미생물 바이오매스로부터의 1종 이상의 LC-PUFA를 포함하는 오일-함유 분획을 추출하고, 이 분획을 진공 증발의 공정에 의해서 처리함으로써 제조되고, 용매 윈터링 단계, 부식성 정련공정, 냉여과 공정 또는 표백공정 중의 하나 또는 그 이상의 적용되지 않은 미생물 오일 생성물을 포함한다.
Figure R1020087002624
고체 지방 생성물, 미생물 오일 생성물, 장쇄 다중불포화된 지방산, 유화제, 올레인, 스테아린.

Description

다중불포화된 지방산-함유 오일 생성물 및 그의 용도 및 제조방법{POLYUNSATURATED FATTY ACID-CONTAINING OIL PRODUCT AND USES AND PRODUCTION THEREOF}
본 발명은 다중불포화된 지방산-함유 오일 생성물, 및 미생물적으로 유도된 장쇄 다중불포화된 지방산 및 증점제를 포함하는 고체 지방 조성물에서와 같은 그의 용도에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 이러한 생성물을 제조하는 방법, 및 상기의 조성물을 함유하는 식품, 영양적 및 약제학적 생성물에 관한 것이다.
다수의 유익한 영양소의 식이성 섭취를 증가시키는 것이 바람직하다. 특히 유익한 영양소에는 오메가-3 및 오메가-6 장쇄 다중불포화된 지방산 (LC-PUFA)과 같은 지방산이 포함된다. 오메가-3 PUFA는 동맥경화증 및 관상심장질환을 예방하고, 염증성 상태를 완화시키고, 종양세포의 성장을 지연시키는 중요한 식이성 화합물로 인정된다. 오메가-6 PUFA는 인체에서 구조적 지질로서 작용할 뿐만 아니라 프로스타글란딘 및 류코트리엔과 같은 다수의 염증 인자들에 대한 전구체로서 작용한다. 오메가-3 및 오메가-6 PUFA 둘 다의 중요한 부류는 장쇄 오메가-3 및 오메가-6 PUFA이다.
지방산은 탄소쇄의 길이 및 포화 특징을 기초로 하여 분류된다. 단쇄 지방 산은 2 내지 약 6 개의 탄소를 가지며, 일반적으로 포화된다. 중쇄 지방산은 약 6 내지 약 14 개의 탄소를 가지고, 또한 일반적으로 포화된다. 장쇄 지방산은 16 내지 24 개 또는 그 이상의 탄소를 가지며, 포화되거나 불포화될 수 있다. 더 장쇄의 지방산에는 하나 또는 그 이상의 불포화 점이 존재하여 각각 용어 "단일불포화" 및 "다중불포화"의 근원이 될 수 있다. 20 개 또는 그 이상의 탄소를 갖는 장쇄 PUFA (LC-PUFA)는 본 발명에서 특히 중요하다.
LC-PUFA는 잘 이해되고 있는 명명법에 따라 지방산 내의 이중결합의 수 및 위치에 따라서 분류된다. LC-PUFA에는 지방산의 메틸 말단에 가장 근접한 이중결합의 위치에 따라서 두 가지 주된 계열 또는 집단이 존재하는데, 오메가-3 계열은 세 번째 탄소에 이중결합을 함유하는 반면에, 오메가-6 계열은 여섯 번째 탄소까지 이중결합을 함유하지 않는다. 따라서, 도코사헥사엔산 ("DHA")은 메틸 말단으로부터 세 번째 탄소에서 시작하는 6 개의 이중결합을 갖는 22 개의 탄소의 쇄 길이를 가지며, "22:6 n-3"으로 명명된다. 다른 중요한 오메가-3 LC-PUFA는 "20:5 n-3"이라 칭하는 에이코사펜타엔산 ("EPA"), 및 "22:5 n-3"이라 칭하는 오메가-3 도코사펜타엔산 ("DPA")을 포함한다. 중요한 오메가-6 LC-PUFA에는 "20:4 n-6"이라 칭하는 아라키돈산 ("ARA") 및 "22:5 n-6"이라 칭하는 오메가-6 도코사펜타엔산 ("DPA")이 포함된다.
오메가-3 및 오메가-6 필수 지방산의 새로운 또는 "신규한 (new)" 합성은 인체에서는 일어나지 않지만, 신체는 이들 지방산이 식사에서 수득되는 경우에 이들을 비록 매우 낮은 효율이지만 DHA 및 ARA와 같은 LC-PUFA로 전환시킬 수 있다. 오메가-3 및 오메가-6 지방산은 둘 다 반드시 영양적 흡수의 일부분이어야 하는데, 이는 인체가 분자의 오메가 말단으로부터 세어서 일곱 번째 탄소 원자보다 오메가 말단에 더 가깝게 이중결합을 삽입할 수 없기 때문이다. 즉, 모든 대사적 전환은 오메가-3 및 오메가-6 이중결합을 함유하는 분자의 오메가 말단을 변화시키지 않으면서 일어난다. 따라서, 오메가-3 및 오메가-6 산은 인체에서 상호전환될 수 없기 때문에 이들은 별개의 두 가지 집단의 지방산이다.
지난 20 년에 걸쳐서, 보건 전문가들은 포화 지방은 더 적고, 다중불포화된 지방은 더 많은 식사를 추천하여 왔다. 다수의 소비자들이 이러한 충고를 따르고 있지만, 심장 질환, 암, 당뇨병 및 그 밖의 다른 쇠약성 질환은 끊임없이 증가를 계속하고 있다. 과학자들은 다중불포화된 지방의 유형 및 공급원은 지방의 총량만큼 결정적이라는 것에 동의한다. 가장 통상적인 다중불포화된 지방은 식물성 물질로부터 유도되고, 장쇄 지방산 (가장 특히는 오메가-3 LC-PUFA)가 결여되어 있다. 또한, 합성 지방을 생성시키는 다중불포화된 지방의 수소화는 특정의 건상상 장애의 발생에 원인이 되고, 일부의 필수 지방산의 결핍을 악화시킨다. 실제로, 다수의 의학적 상태들은 오메가-3 보충으로 인한 이점이 있는 것으로 확인되었다. 이들에는 여드름, 앨러지, 알츠하이머병, 관절염, 아테롬성경화증, 유방 낭포, 암, 낭포성 섬유증, 당뇨병, 습진, 고혈압, 활동항진, 장 장애, 신장 기능부전, 백혈병, 및 다발성 경화증이 포함된다. 중요한 것으로, 세계보건기구는 유아용 조제분유 (infant formula)에 오메가-3 지방산을 강화시키도록 추천하고 있다.
통상적으로 사용되는 다중불포화물은 상당량의 오메가-6 (C18:2 n-6)을 함유 하지만 오메가-3은 거의 또는 전혀 함유하지 않는 식물유로부터 유도되는 것이다. 오메가-6 및 오메가-3 지방산은 둘 다 좋은 건강상태에 필수적이지만, 이들은 약 4:1의 균형으로 소비되는 것이 추천된다. 오메가-3의 주된 공급원은 아마인유 및 어유이다. 지난 10년간 아마인유와 어유의 생산은 빠른 성장을 나타내었다. 두 가지 유형의 오일은 모두 오메가-3 다중불포화된 지방의 우수한 식이성 공급원인 것으로 생각된다. 아마인유는 EPA, DHA, DPA 또는 ARA를 함유하지 않지만, 오히려 신체가 EPA를 제조할 수 있게 하는 구성 블럭 (building block)인 리놀렌산 (C18:3 n-3)을 함유한다. 그러나, 특히 건강이 손상된 사람들 사이에서는 대사적 전환의 속도가 느려지고 불안정할 수 있다는 증거가 있다. 어유는 특정의 종 및 그들의 먹이에 따라서 지방산 조성의 유형 및 수준이 상당히 달라진다. 예를 들어, 수산물 양식에 의해서 양식된 어류는 야생의 어류보다 더 낮은 수준의 오메가-3 지방산을 갖는 경향이 있다. 또한, 어유는 어류에서 통상적으로 발견되는 환경적 오염물질을 함유할 위험을 수반한다. 이러한 오메가-3 및 오메가-6 LC-PUFA (쇄 길이 20 이상)의 건강상 이점에 비추어, 식품에 이러한 지방산을 보충하는 것이 바람직할 수 있다.
어유 및 특정의 미생물 오일과 같은 액체 오일은 높은 함량의 LC-PUFA를 함유하는 것으로 알려져 있다. 그러나, 그들의 다중불포화된 성질로 인하여, 이들 오일은 실온 (즉, 20℃)에서 고체가 아니고, 오히려 오일, 또는 액체 형태이다. 그러나, PUFA-풍부 오일의 고체 형태는 액체 오일을 적용할 수 없는 특정의 식품 적용분야에서 사용하기에 바람직하다. 고체 조성물을 형성시키기 위해서 다수의 접근방법이 시도되었다. 불포화된 오일을 고화시키기 위해서 사용된 통상적인 방법은 반-고체 오일을 수득하기 위한 이러한 오일의 부분적이거나 완전한 수소화로 구성된다. 그러나, 이러한 화학적 변형의 결과로 오일은 포화되어 그들의 건강에 좋은 특성을 상실하게 된다. 부분적인 수소화는 또한, 몇 가지의 불리한 특성을 갖는 것으로 나타나는 "트랜스"-지방산의 형성을 야기한다. 따라서, 수소화 방법을 사용하여 불포화된 오일을 고화시킴으로써 불포화된 오일의 유익한 특성은 불포화된 오일의 매우 바람직하지 않은 불리한 특성 및 "트랜스"-지방산의 형성에 의해서 대체된다. 그 밖의 다른 방법에는 불포화된 오일을 "경질" 또는 포화된 지방과 혼합시켜 혼합물이 반-고체 오일이 되도록 하는 것이 포함된다. 또한, "건강에 좋은" 불포화된 오일의 이점은 경화되거나 포화된 지방에 의해서 적어도 부분적으로 상쇄된다. 높은 수준의 다중불포화된 지방을 포함하는 전연가능한 (spreadable) 반고체 지방 조성물을 형성시키는 다른 방법은 높은 수준의 특정한 유화제 유형, 또는 지방 알콜과 같은 다른 증점제를 사용하는 것을 포함한다. 본 발명에 이르기까지 본 기술분야에서, 외부적으로 첨가된 포화된 지방, 높은 수준의 외부적으로 첨가된 유화제 및/또는 다른 유형의 증점제가 없이 높은 수준의 PUFA를 함유하는 고체 또는 반고체 지방 또는 지방 생성물을 포함하는 조성물은 없었다. 이러한 조성물 및 이러한 조성물을 형성하는 방법이 매우 바람직할 것이다. 무해한 물질, 최소의 공정 단계 및 최소의 원료물질 목록의 사용을 포함하여, 이러한 조성물을 제조하는 저비용의 방법을 제공하는 것이 더 바람직할 것이다.
높은 함량의 LC-PUFA를 함유하는 것으로 공지된 미생물 오일과 같은 액체 오 일은 일반적으로 인간 또는 다른 동물들에 의한 소비를 위해서 전처리, 탈용매 (desolventization) 또는 탈취, 윈터링 (winterization), 부식성 정련 (caustic refining) (또한, 화학적 정련으로도 공지됨), 냉여과 (chill filtration) 및 표백을 포함하는 다수의 단계에 의해서 가공된다. 이러한 방법들은 생성물의 제조에 시간 및 경비를 부가하며, 천연 및 유기 생성물 시장에 허용되지 않는 정련공정에 화학물질을 도입시킬 수 있다. 따라서, 단순화되고, 비용이 적게 들며, 광범한 시장에 허용되면서도, 감각수용성으로 허용되는 특성을 갖는 생성물을 생산하는데 효과적인 오일을 생산하는 개선된 방법이 필요하다.
발명의 요약
본 발명은 포화된 지방을 포함하는 오일, 및 1종 이상의 LC-PUFA를 포함하는 미생물 오일을 1종 이상의 유화제와 혼합시켜 혼합물을 형성하는 단계; 및 상기 혼합물을 고화시켜 고체 지방 조성물을 형성하는 단계를 포함하는, 고체 지방 조성물을 제조하는 방법을 제공한다. 본 발명은 또한, LC-PUFA를 포함하는 윈터링되지 않은 미생물 오일 및 유화제의 혼합물을 고체 지방 조성물을 제공하며, 여기에서 혼합물은 실온에서 고체 조성물이다.
이 방법의 일부 구체예에서, 오일은 약 5 중량％ 내지 약 70 중량％의 LC-PUFA 및 약 20 중량％ 내지 약 60 중량％의 포화된 지방을 포함한다.
일부의 구체예에서, 고체 지방 조성물은 포화된 지방을 포함한다.
일부의 구체예에서, 포화된 지방은 외부적으로 첨가되지 않으며, 다른 구체예에서는, 포화된 지방이 외부적으로 첨가된다. 추가의 구체예에서, 미생물 오일 은 윈터링되지 않거나, 수소화되지 않는다.
일부의 구체예에서, 미생물 오일은 트라우스토키트리움 (Traustochy -trium) 속의 미생물, 스키조키트리움 (Schizochytrium) 속의 미생물, 알토르니아 (Althornia) 속의 미생물, 아플라노키트리움 (Aplanochytrium) 속의 미생물, 야포노키트리움 (Japonochytrium) 속의 미생물, 라비린툴라 (Labyrinthu -la) 속의 미생물, 라비린툴로이데스 (Labyrinthuloides) 속의 미생물, 크립테코디늄 (Crypthecodinium) 속의 미생물, 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된 미생물로부터 유도된다. 추가의 구체예에서, 미생물은 트라우스토키트리움 속의 미생물, 스키조키트리움 속의 미생물, 크립테코디늄 속의 미생물, 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된다.
일부의 구체예에서, 미생물 오일은 20 이상, 또는 22 이상의 탄소쇄 길이를 갖는 LC-PUFA를 포함하거나, 3 개 이상의 이중결합을 갖거나, 4 개 이상의 이중결합을 갖는다. 일부의 구체예에서, LC-PUFA는 도코사헥사엔산, 또는 도코사펜타엔산, 또는 아라키돈산 또는 에이코사펜타엔산을 포함한다. 다른 구체예에서, 오일은 약 50 중량％ 이상의 도코사헥사엔산, 또는 약 60 중량％ 이상의 도코사헥사엔산을 포함한다.
일부의 구체예에서, 고체 지방 조성물은 균질한 조직을 갖거나, 쇼트닝 (shortening)이다.
일부의 구체예에서, 유화제는 모노글리세라이드, 디글리세라이드, 모노/디글리세라이드 배합물, 레시틴, 락틸화된 모노-디글리세라이드, 폴리글리세롤 에스테 르, 슈크로즈 지방산 에스테르, 나트륨 스테로일 락틸레이트, 칼슘 스테로일 락틸레이트, 또는 이들의 배합물이다. 추가의 구체예에서, 유화제는 약 0.01 중량％ 내지 약 2.0 중량％, 추가의 구체예에서는 약 0.05 중량％ 내지 약 0.2 중량％의 양으로 존재한다.
이 방법의 일부의 구체예에서, 고체 지방 조성물은 약 20℃ 이상, 약 30℃ 이상, 또는 약 35℃ 이상의 융점을 갖는다.
이 방법의 일부의 구체예에서, 혼합물을 고화시키는 단계는 고체 지방 조성물에서 결정의 형성을 조절한다. 고체 지방 조성물의 구체예에서, 조성물은 결정을 포함하며, 일부의 구체예에서 결정은 β-프라임 결정을 포함한다. 방법 또는 고체 지방 조성물의 추가의 구체예에서, 결정은 β-프라임 결정을 포함하거나, 고체 지방 조성물 내의 지방 및/또는 오일의 약 50 중량％ 이상은 β-프라임 결정형으로 존재하거나, 고체 지방 조성물 내의 지방 및/또는 오일의 약 80 중량％ 이상은 β-프라임 결정형으로 존재한다.
방법의 일부의 구체예에서, 오일 및/또는 유화제는 가열되거나, 혼합단계 전에 가열되거나, 약 40℃ 이상으로 가열된다.
방법의 일부의 구체예에서, 혼합단계는 혼합물을 교반하는 것을 포함하며, 추가의 구체예에서, 교반하는 단계는 연속상 혼합물을 형성한다.
방법의 일부의 구체예에서, 혼합물을 고화시키는 단계는 혼합물을 냉각시키는 것을 포함하며, 추가의 구체예에서 냉각단계는 혼합물을 약 0℃ 내지 약 3℃의 온도로 냉각시키는 것을 포함하거나, 고화단계가 혼합물을 냉각단계 도중에 혼합시 키는 것을 추가로 포함하거나, 혼합물은 약 1℃/분 내지 약 20℃/분의 속도로 냉각시킨다.
방법의 일부의 구체예에서, 고화단계는 질소를 혼합물에 도입시키는 것을 포함하며, 질소를 혼합물을 통해서 버블링 (bubbling)시키는 것을 포함할 수 있다.
이 방법은 추가로 물을 포함하는 수용성 액체를 포함한 하나 이상의 추가의 성분을 혼합물에 첨가하는 것을 포함할 수 있다. 수용성 액체는 약 1 중량％ 내지 약 10 중량％의 양으로 첨가될 수 있다.
조성물은 추가로 물을 포함하는 수용성 액체를 포함한 하나 이상의 추가의 성분을 포함할 수 있다. 수용성 액체는 약 1 중량％ 내지 약 10 중량％의 양으로 존재할 수 있다.
추가의 성분은 또한 항산화제, 향료, 향미 증진제, 감미제, 안료, 비타민, 무기질, 프리바이오틱 (pre-biotic) 화합물, 프로바이오틱 (pro-biotic) 화합물, 치료학적 성분, 의약적 성분, 기능적 식품 성분, 가공 성분 또는 이들의 배합물일 수 있다.
일부의 구체예에서, 추가의 성분은 아스코르빈산 또는 아스코르빈산의 염이며, 일부의 구체예에서는 약 0.5 중량％ 내지 약 5 중량％의 양으로 첨가된다.
일부의 구체예에서, 추가의 성분은 항산화제이며, 일부의 구체예에서는 아스코르빌 팔미테이트, 토코페롤, 시트르산, 아스코르빈산, 3급 부틸 하이드로퀴논, 로즈마리 추출물, 레시틴, 또는 이들의 혼합물이다.
일부의 구체예에서, 고체 지방 조성물은 약 20 이상, 약 40 이상, 또는 약 60 이상의 OSI 값을 갖는다.
방법의 일부의 구체예에서, 고체 지방 조성물은 식품 생성물, 영양적 생성물 및 약제학적 생성물로 구성된 군으로부터 선택된다.
방법의 일부의 구체예에서, 이 방법은 추가로 식품 생성물, 영양적 생성물 및 약제학적 생성물로 구성된 군으로부터 선택된 생성물에 고체 지방 조성물을 첨가하는 것을 포함한다.
본 발명은 또한, 약 5 중량％ 내지 약 70 중량％의 LC-PUFA 및 약 20 중량％ 내지 약 60 중량％의 포화된 지방을 포함하는 윈터링되지 않은 미생물 오일, 및 약 0.01 중량％ 내지 약 2.0 중량％의 유화제를 포함하는 지방 조성물을 제공하며, 여기에서 조성물은 약 10 중량％ 미만의 물을 포함하고, 조성물은 실온에서 고체 조성물이다.
추가의 구체예에서, 본 발명은 미생물 바이오매스 (biomass)로부터의 1종 이상의 LC-PUFA, 및 오일-함유 분획에 시각적으로 영향을 미치기에 적어도 충분한 포화된 지방산을 포함하는 오일-함유 분획을 추출하는 단계; 및 오일-함유 분획을 진공 증발에 의해서 처리하여, 윈터링 단계에 적용되지 않은 1종 이상의 LC-PUFA를 포함하는 오일 생성물을 생성하는 단계를 포함하는, 소비를 위해서 사용되는 오일 생성물을 제조하는 방법을 제공한다. 본 발명은 또한, 이 방법에 의해서 생성된 오일 생성물을 제공한다.
본 발명은 또한, 미생물 바이오매스로부터의 1종 이상의 LC-PUFA 및 오일-함유 분획에 시각적으로 영향을 미치기에 적어도 충분한 포화된 지방산을 포함하는 오일-함유 분획을 추출하고, 이 분획을 진공 증발방법에 의해서 처리함으로써 제조되며, 윈터링 단계에 적용되지 않고 소비를 위해서 사용되는 미생물 오일 생성물을 제공한다.
방법의 일부의 구체예에서, 오일 생성물은 부식성 정련공정에 적용되지 않는다. 다른 구체예에서, 오일 생성물은 냉여과 공정에 적용되지 않으며, 다른 구체예에서 오일 생성물은 표백공정에 적용되지 않는다.
방법의 일부 구체예에서, 오일-함유 분획은 20 이상, 22 이상의 탄소쇄 길이를 가지며, 3 개 이상의 이중결합 또는 4 개 이상의 이중결합을 갖는 LC-PUFA를 포함할 수 있다. 일부의 구체예에서, LC-PUFA는 도코사헥사엔산, 도코사펜타엔산, 아라키돈산 또는 에이코사펜타엔산을 포함할 수 있다.
방법의 일부의 구체예에서, 오일-함유 분획을 처리하는 단계는 탈용매화를 포함한다. 추가의 구체예에서, 탈용매화는 추출된 오일-함유 분획을 약 50℃ 내지 약 70℃의 온도를 포함하는 (단, 이들로 제한되지는 않는다) 고온에서 진공 조건에 적용하는 것을 포함할 수 있다. 탈용매화는 또한, 추출된 오일-함유 분획을 약 100 ㎜Hg의 진공을 초과하는 진공에 적용하거나, 추출된 오일-함유 분획을 약 70 ㎜Hg의 진공을 초과하는 진공에 적용하거나, 추출된 오일-함유 분획을 약 50 ㎜Hg의 진공을 초과하는 진공에 적용하는 것을 포함할 수 있다.
방법의 일부의 구체예에서, 오일-함유 분획을 처리하는 단계는 탈취를 포함한다. 추가의 구체예에서, 탈취는 추출된 오일-함유 분획을 고온에서 진공 조건에 적용하면서 추출된 오일-함유 분획을 스팀으로 살포 (sparging)하는 것을 포함한 다. 한가지 관점에서, 고온은 약 190℃ 내지 약 220℃이다. 이 구체예에서, 탈용매화는 추출된 오일-함유 분획을 약 25 ㎜Hg의 진공을 초과하는 진공에 적용하거나, 추출된 오일-함유 분획을 약 12 ㎜Hg의 진공을 초과하는 진공에 적용하거나, 추출된 오일-함유 분획을 약 6 ㎜Hg의 진공을 초과하는 진공에 적용하는 것을 포함할 수 있다.
방법의 일부의 구체예에서, 오일 생성물은 처리단계의 전 또는 후에 표백단계에 적용된다. 다른 구체예에서, 이 방법은 추가로 오일을 올레인 분획과 스테아린 분획으로 분획화시키는 것을 더 포함한다. 다른 구체예에서, 오일 생성물은 인간 소비를 위해서 사용된다.
일부의 구체예에서, 오일 생성물은 부식성 정련공정, 냉여과 공정 또는 표백공정에 적용되지 않는다.
일부의 구체예에서, 미생물 바이오매스는 트라우스토키트리움 속의 미생물, 스키조키트리움 속의 미생물, 알토르니아 속의 미생물, 아플라노키트리움 속의 미생물, 야포노키트리움 속의 미생물, 라비린툴라 속의 미생물, 라비린툴로이데스 속의 미생물, 크립테코디늄 속의 미생물, 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된 미생물로부터 유도된다. 다른 구체예에서, 미생물 바이오매스는 스키조키트리움 속의 미생물, 크립테코디늄 속의 미생물, 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된 미생물로부터 유도된다.
일부의 구체예에서, 오일 생성물은 약 0.5 중량％ 미만의 유리 지방산 함량을 가지며, 다른 구체예에서는 약 0.3 중량％ 미만의 유리 지방산 함량을 갖는다.
일부의 구체예에서, 오일 생성물은 약 10 ppm 미만의 인 값 (phosphorous value)을 가지며, 다른 구체예에서는 약 5 ppm 미만의 인 값을 갖는다.
일부의 구체예에서, 오일 생성물은 약 2 meq/㎏ 미만의 퍼옥사이드 값을 가지며, 다른 구체예에서는 약 1 meq/㎏ 미만의 퍼옥사이드 값을 갖는다.
일부의 구체예에서, 오일 생성물은 약 5 미만의 아니시딘 값을 가지며, 다른 구체예에서는 약 3 미만의 아니시딘 값을 갖는다.
일부의 구체예에서, 오일 생성물은 약 5 중량％ 미만의 비누 함량을 가지며, 다른 구체예에서는 약 2.5 중량％ 미만의 비누 함량을 갖는다.
일부의 구체예에서, 오일 생성물은 약 1 ppm 미만의 Fe 농도를 가지며, 다른 구체예에서는 약 0.5 ppm의 Fe 농도를 갖는다.
일부의 구체예에서, 오일 생성물은 약 1 ppm 미만의 Pb 농도를 가지며, 다른 구체예에서는 약 0.2 ppm의 Pb 농도를 갖는다.
일부의 구체예에서, 오일 생성물은 약 0.1 ppm 미만의 Hg 농도를 가지며, 다른 구체예에서는 약 0.04 ppm의 Hg 농도를 갖는다.
일부의 구체예에서, 오일 생성물은 약 0.1 ppm 미만의 Ni 농도를 가지며, 다른 구체예에서 오일 생성물은 약 0.01 ppm의 Ni 농도를 갖는다.
일부의 구체예에서, 오일 생성물은 약 1 ppm 미만의 Cu 농도를 가지며, 다른 구체예에서는 약 0.2 ppm의 Cu 농도를 갖는다.
본 발명은 또한, 미생물 오일 생성물을 포함하는 영양적 생성물, 미생물 오일 생성물을 포함하는 약제학적 생성물, 및 미생물 오일 생성물 및 식품 또는 액체 성분을 포함하는 식품 생성물을 제공한다. 일부의 구체예에서, 약제학적 생성물은 약제학적으로 허용되는 부형제를 더 포함한다. 다른 구체예에서, 약제학적 생성물은 스타틴, 항고혈압제, 항당뇨병제, 항치매제, 항우울제, 항비만제, 식욕억제제, 및 기억력 및/또는 인지기능을 증진시키는 약제로 구성된 군으로부터 선택된 약제학적 활성 약제를 더 포함한다.
일부의 구체예에서, 식품 생성물은 도우 (dough), 배터 (batter), 구운 식품, 액체 식품 생성물, 반고체 식품 생성물, 식품 바 (food bar), 가공된 육류, 아이스크림, 동결된 디저트, 동결된 요구르트, 와플 믹스 (waffle mix), 샐러드 드레싱 (salad dressing), 대용 에그 믹스 (replacement egg mix), 가염 스낵, 전문 스낵, 건조된 과일 스낵, 육류 스낵, 돼지고기 껍질, 건강식품 바, 쌀/옥수수 케이크, 및 제과 스낵으로 구성된 군으로부터 선택된다.
일부의 구체예에서, 미생물 오일 생성물은 인간 소비를 위해서 사용된다.
본 발명은 또한, 미생물 바이오매스로부터의 1종 이상의 LC-PUFA를 포함하는 오일-함유 분획을 추출하는 단계; 및 이 분획을 진공 증발의 방법에 의해서 처리하는 단계를 포함하는 방법에 의해서 제조된 것으로 소비를 위해서 사용되는 미생물 오일 생성물을 제공하며, 여기에서 오일 생성물은 윈터링 단계, 부식성 정련단계, 냉여과 단계 또는 표백단계에 적용되지 않으며; 오일 생성물은 약 0.5 중량％ 미만의 유리 지방산 함량, 약 10 ppm 미만의 인 값, 약 2 meq/㎏ 미만의 퍼옥사이드 값, 약 5 미만의 아니시딘 값, 약 5 중량％ 미만의 비누 함량, 약 1 ppm 미만의 Fe 농도, 약 1 ppm 미만의 Pb 농도, 약 0.1 ppm 미만의 Hg 농도, 약 0.1 ppm 미만의 Ni 농도, 및 약 1 ppm 미만의 Cu 농도로 구성된 군으로부터 선택된 특징을 갖는다.
또한, 미생물 오일 생성물 및 식품 또는 액체 성분을 포함하는 식품 생성물, 미생물 오일 생성물을 포함하는 영양적 생성물, 및 미생물 오일 생성물을 포함하는 약제학적 생성물을 제공한다.
일부의 구체예에서, 미생물 오일 생성물은 인간 소비를 위해서 사용된다.
본 발명은 또한, 미생물 바이오매스로부터의 1종 이상의 LC-PUFA를 포함하는 오일-함유 분획을 추출하는 단계; 및 오일-함유 분획을 진공 증발에 의해서 처리하여 부식성 정련단계에 적용되지 않은 1종 이상의 LC-PUFA를 포함하는 오일 생성물을 생성시키는 단계를 포함하는, 소비를 위해서 사용되는 오일 생성물을 제조하는 방법을 제공한다. 본 발명은 또한, 이 방법에 의해서 생성된 오일 생성물을 제공한다.
일부의 구체예에서, 미생물은 모르티에렐라 (Mortierella) 속의 미생물이다.
일부의 구체예에서, 오일-함유 분획은 아라키돈산을 포함한다.
본 발명은 또한, 미생물 바이오매스로부터의 1종 이상의 LC-PUFA 및 오일-함유 분획에 시각적으로 영향을 미치기에 적어도 충분한 포화된 지방산을 포함하는 오일-함유 분획을 추출하고, 오일-함유 분획을 진공 증발에 의해서 처리하여 윈터링 단계에 적용되지 않은 1종 이상의 LC-PUFA를 포함하는 오일 생성물을 생성시키는 것을 포함하는 방법에 의해서 생성된 오일 생성물; 및 미생물 바이오매스로부터의 1종 이상의 LC-PUFA를 포함하는 오일-함유 분획을 추출하고, 오일-함유 분획을 진공 증발에 의해서 처리하여 부식성 정련단계에 적용되지 않은 1종 이상의 LC- PUFA를 포함하는 오일 생성물을 생성시키는 것을 포함하는 방법에 의해서 생성된 오일 생성물을 포함하는 블렌딩된 오일 생성물을 제공한다.
일부의 구체예에서, 전자의 오일 생성물이 생성되는 미생물 바이오매스는 트라우스토키트리움 속의 미생물, 스키조키트리움 속의 미생물, 알토르니아 속의 미생물, 아플라노키트리움 속의 미생물, 야포노키트리움 속의 미생물, 라비린툴라 속의 미생물, 라비린툴로이데스 속의 미생물, 크립테코디늄 속의 미생물, 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된 미생물로부터 유도된다. 추가의 구체예에서, 미생물은 스키조키트리움 속의 미생물, 크립테코디늄 속의 미생물, 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된다.
블렌딩된 오일 생성물의 추가의 구체예에서, 후자의 오일 생성물이 생성되는 미생물 바이오매스는 모르티에렐라 속의 미생물로부터 유도된다.
추가의 구체예에서, 블렌딩된 오일 생성물은 도코사헥사엔산 및 아라키돈산을 포함한다.
본 발명의 구체예 중의 어떤 것에서도 한가지 관점에서 본 발명의 공정 또는 방법에 의해서 생성된 오일 생성물은 20℃에서 고체이다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명의 PUFA-함유 오일을 생산하기 위한 본 발명의 다양한 대용 구체예를 예시한 것이다.
도 2는 본 발명의 PUFA-함유 오일을 생산하기 위한 본 발명의 다양한 대용 구체예를 예시한 것이다.
도 3은 고체 지방 조성물, 아스코르빈산이 첨가된 고체 지방 조성물, 및 아스코르빈산 및 엽산이 첨가된 고체 지방 조성물의 산화적 안정성 지수의 비교를 예시한 것이다.
본 발명에 의해서 교시된 바와 같은 식품, 영양적 및 약제학적 생성물 조성물 및 이들을 제조하는 방법은 이러한 생성물을 소비하는 사람에게 건강상의 이익을 제공할 수 있는 영양소, 특히 LC-PUFA, 특히 오메가-3 및 오메가-6 LC-PUFA의 증가된 섭취를 허용한다. 본 발명은 부분적으로, 최소의 공정에 의해서 제조되는 것으로 개선된 기능성, 개선된 안정성을 가지며, 천연 및/또는 유기 시장 부문을 포함하는 광범한 적용분야에 상화적인 고품질의 PUFA-함유 오일 생성물에 관한 것이다. 이러한 오일 생성물의 한가지 특히 바람직한 용도는 영양적 생성물, 식품 생성물, 및/또는 약제학적 생성물 (의약 및/또는 치료제)로서, 또는 이들 생성물에서 사용될 수 있는 LC-PUFA를 포함하는 고체 지방 조성물의 생산에 관한 것이다. 본 발명의 생성물을 제조하기 위한 오일은 미생물 바이오매스로부터 유도된 LC-PUFA를 함유하는 미생물 오일이다.
본 발명의 첫 번째 구체예는 고품질의 PUFA-함유 오일 생성물인 최소로 가공된 미생물 오일을 생산하는 방법이다. 이 방법은 미생물 바이오매스로부터의 1종 이상의 LC-PUFA를 포함하는 오일-함유 분획을 추출하여 미생물 오일을 생산하는 것을 포함한다. 미생물 공급원, 및 미생물 오일로 회수하기 위한 영양소 및/또는 LC-PUFA를 포함하는 미생물을 성장시키는 방법은 본 기술분야에서 공지되어 있다 (Industrial Microbiology and Biotechnology, 2nd edition, 1999, American Society for Microbiology). 바람직하게는, 미생물은 발효기 내의 발효배지 중에서 배양한다. 본 발명의 방법 및 조성물은 LC-PUFA를 생산하는 어떤 산업용 미생물에도 적용가능하다.
미생물 공급원에는 조류, 세균, 진균 (효모를 포함) 및/또는 원생동물과 같은 미생물이 포함될 수 있다. 바람직한 유기체에는 황갈조류 (예를 들어, 스트라메노파일 (Stramenopiles) 계의 미생물), 녹조류, 규조류, 쌍편모충류 (예를 들어, 크립테코디늄 코니 (Crypthecodinium cohnii)와 같은 크립테코디늄 (Crypthecodinium) 속의 구성원을 포함한 디노피세아에 (Dinophyceae) 목의 미생물), 효모 및 모르티에렐라 알피나 (Mortierella alpina) 및 모르티에렐라 섹트. 쉬무케리 (Mortierella sect. schmuckeri)를 포함한 (단, 이들로 제한되지는 않는다) 무코르 (Mucor) 및 모르티에렐라 (Mortierella) 속의 진균으로 구성된 군으로부터 선택된 것이 포함된다. 미생물군 스트라메노파일의 구성원에는 다음의 미생물의 군을 포함하는 미세조류 및 조류-양 미생물이 포함된다: 하마토레 (Hamatores), 프로테로모나드 (Proteromonads), 오팔라인 (Opalines), 데벨파옐라 (Develpayella), 디플로프리스 (Diplophrys), 라브린툴리드 (Labrinthulids), 트라우스토키트리드 (Thraustochytrids), 바이오세시드 (Biosecids), 오오마이세테스 (Oomycetes), 하이포키트리디오마이세테스 (Hypochytridiomycetes), 컴메이션 (Commation), 레티큘로스파에라 (Reticulo-sphaera), 펠라고모나스 (Pelagomonas), 펠라고코커스 (Pelagococcus), 올리콜라 (Ollicola), 아우레오코커스 (Aureococcus), 파르말레스 (Parmales), 다이아톰 (Diatoms), 크산토파이트 (Xanthophytes), 파에오파이트 (Phaeophytes; 갈조류), 유스티그마토파이트 (Eustigmatophytes), 라피도파이트 (Raphidophytes), 시누리드 (Synurids), 액소다인 (Axodines) (라이조크로물리날레스 (Rhizochromulinaales), 페디넬라레스 (Pedinellales), 딕티오칼레스 (Dictyochales)를 포함), 크리소메리달레스 (Chrysomeridales), 사르시노크리시달레스 (Sarcinochrsidales), 하이드루랄레스 (Hydrurales), 히버디알레스 (Hibberdiales) 및 크로뮬리날레스 (Chromulinales). 트라우스토키트리드에는 스키조키트리움 (Schizochytrium) 속 (종에는 아그레가툼 (aggregatum), 림나세움 (limnaceum), 망그로베이 (mangrovei), 미누툼 (minutum), 옥토스포룸 (octosporum)이 포함된다), 트라우스토키트리움 속 (종에는 아루디멘탈레 (arudimentale), 아루레움 (aureum), 벤티콜라 (benthicola), 글로보섬 (globosum), 킨네이 (kinnei), 모티붐 (motivum), 멀티루디멘탈레 (multirudi -mentale), 파키데르뭄 (pachydermum), 프롤리페룸 (proliferum), 로세움 (roseum), 스트리아툼 (striatum)이 포함된다), 울케니아 (Ulkenia) 속 (종에는 아메보이데아 (amoeboidea), 케르구엘렌시스 (kerguelensis), 미누타 (minuta), 프로푼다 (profunda), 라디아테 (radiate), 사일렌스 (sailens), 사르카리아나 (sarkariana), 스키조키트롭스 (schizochytrops), 비스우르겐시스 (visurgensis), 요르켄시스 (yorkensis)가 포함된다), 아플라노키트리움 속 (종에는 할리오티디스 (haliotidis), 케르구엘렌시스 (kerguelensis), 프로푼다 (profunda), 스토키노이 (stocchinoi)가 포함된다), 야포노키트리움 속 (종에는 마리눔 (marinum)이 포함된다), 알토르니아 속 (종에는 크로우치 (crouchii)가 포함된다), 및 엘리나 (Elina) 속 (종에는 마리살바 (marisalba), 시노리피카 (sinorifica)가 포함된다)이 포함된다. 라브린툴리드에는 라비린툴라 속 (종에는 알게리엔시스 (algeriensis), 코에노시스티스 (coenocystis), 캐토니이 (chattonii), 마크로시스티스 (macrocystis), 마크로시스티스 아틀란티카 (macrocystis atlantica), 마크로시스티스 마크로시스티스 (macrocystis macrocystis), 마리나 (marina), 미누타 (minuta), 로스코펜시스 (roscoffensis), 발카노비 (valkanovii), 비텔리나 (vitellina), 비텔리나 패시피카 (vitellina pacifica), 비텔리나 비텔리나 (vitellina vitellina), 좁피 (zopfi)가 포함된다), 라비린토믹사 (Labyrinthomyxa) 속 (종에는 마리나 (marina)가 포함된다), 라비린툴로이데스 속 (종에는 할리오티디스 (haliotidis), 요르켄시스 (yorkensis)가 포함된다), 디플로프리스 (Diplophrys) 속 (종에는 아르케리 (archeri)가 포함된다), 피르호소루스* (Pyrrhosorus*) 속 (종에는 마리누스 (marinus)가 포함된다), 소로디플로프리스* (Sorodiplophrys*) 속 (종에는 스테르코레아 (stercorea)가 포함된다), 클라미도믹사* (Chlamydomyxa*) 속 (종에는 라비린툴로이데스 (labyrinthuloi -des), 몬타나 (montana)가 포함된다)이 포함된다 (* = 이들 속의 정확한 분류학적 위치에서 현재 일반적으로 일치하는 것은 없다). 본 발명의 방법을 사용하여 광범한 종류의 미생물에서 생산될 수 있는 영양소의 형태를 생산할 있지만, 간결함, 편의성 및 설명을 위해서 본 발명의 상세한 설명은 오메가-3 및/또는 오메가-6 다중불포화된 지방산을 포함하는 지질을 생산할 수 있는 미생물, 특히 DHA, DPA n-3, DPA n-6, EPA 또는 ARA를 생산할 수 있는 미생물을 성장시키는 방법을 검토할 것이다. 추가의 바람직한 미생물은 트라우스토키트리움 (울케니아 (Ulkenia)를 포함) 및 스키조키트리움을 포함하고, 통상적으로 양도된 미국 특허 제 5,340,594 및 5,340,742 호 (둘 다 Barclay에게 허여됨; 이들은 모두 온전히 본 명세서에 참고로 포함된다)에 기술된 트라우스토키트리알레스 (Thraustochytriales)를 포함한 트라우스토키트리알레스 목의 트라우스토키드리드와 같은 조류이다. 더욱 바람직하게는, 미생물은 ATCC 번호 20888, ATCC 번호 20889, ATCC 번호 20890, ATCC 번호 20891, 및 ATCC 번호 20892의 동정 특징을 갖는 미생물로 구성된 군으로부터 선택된다. 울케니아가 트라우스토키트리움 속과는 별개의 속인지 여부에 대해서 전문가들 사이에서 약간의 의견 차이가 있기 때문에, 본 출원의 목적에 따라 트라우스토키트리움 속은 울케니아를 포함할 것이다. 또한, 바람직한 것은 모르티에렐라 섹트. 쉬무케리 (예를 들어, ATCC 74371의 동정 특징을 갖는 미생물을 포함) 및 모르티에렐라 알피나 (예를 들어, ATCC 42430의 동정 특징을 갖는 미생물을 포함)의 스트레인이다. 또한, 바람직한 것은 ATCC 번호 30021, 30334-30348, 30541-30543, 30555-30557, 30571, 30572, 30772-30775, 30812, 40750, 50050-50060 및 50297-50300의 동정 특징을 갖는 미생물을 포함한 크립테코디늄 코니의 스트레인이다. 또한 바람직한 것은 전술한 것들 중의 어떤 것으로부터 유도된 돌연변이체 스트레인, 및 이들의 혼합물이다. 유성 미생물이 또한 바람직하다. 본 명세서에서 사용된 것으로, "유성 (oleaginous) 미생물"은 그들의 세포의 중량의 20％ 이상을 지질의 형태로 축적할 수 있는 미생물로 정의된다. LC-PUFA를 생산하는 유전적으로 변형된 미생물도 또한 본 발명에 적합하다. 이들은 유전적으로 변형된 천연적으로 LC-PUFA-생산성인 미생물뿐만 아니라 천연적으로는 LC-PUFA를 생산하지 않지만 그렇게 하도록 유전적으로 조작된 미생물을 포함할 수 있다.
적합한 유기체는 천연 환경으로부터의 수집물에 의한 것을 포함한 다수의 이용가능한 공급원으로부터 수득될 수 있다. 아메리칸 타입 컬쳐 콜렉션 (American Type Culture Collection)은 현재 상기 명시된 미생물의 이용가능한 스트레인이 열거하고 있다. 본 명세서에서 사용된 것으로, 모든 미생물 또는 모든 특정한 유형의 유기체에는 야생형 스트레인, 돌연변이체 또는 재조합체 유형이 포함된다. 이들 유기체를 배양하는 성장조건은 본 기술분야에서 공지되어 있으며, 이들 유기체 중의 적어도 일부에 대해 적절한 성장조건은 예를 들어, 미국 특허 제 5,130,242 호, 미국 특허 제 5,407,957 호, 미국 특허 제 5,397,591 호, 미국 특허 제 5,492,938 호, 미국 특허 제 5,711,983 호, 미국 특허 제 5,882,703 호, 미국 특허 제 6,245,365 호 및 미국 특허 제 6,607,900 호 (이들은 모두 본 명세서에 온전히 참고로 포함된다)에 기술되어 있다.
본 발명에서 유용한 미생물 오일은 본 기술분야의 전문가에게 공지된 어떤 적합한 수단에 의해서도 미생물 공급원으로부터 회수될 수 있다. 예를 들어, 오일은 클로로포름, 헥산, 메틸렌 클로라이드, 메탄올 등과 같은 용매에 의한 추출에 의해서, 또는 초임계 유체 추출에 의해서 회수될 수 있다. 대신으로, 오일은 미국 특허 제 6,750,048 호 및 PCT 특허출원 제 US01/01806 호 (둘 다 2001년 1월 19일에 출원되고, 발명의 명칭을 "Solventless Extraction Process"로 함; 둘 다 온전히 본 명세서에 참고로 포함된다)에 기술된 것과 같은 추출기술을 사용하여 추출될 수 있다. 추가의 추출 및/또는 정제기술은 2001년 4월 12일자로 출원된 PCT 특허출원 PCT/IB01/00841 (발명의 명칭: "Method for the Fractionation of Oil and Polar Lipid-Containing Native Raw Materials"); 2001년 4월 12일에 출원된 PCT 특허출원 PCT/IB01/00963 (발명의 명칭 "Method for the Fractionation of Oil and Polar Lipid-Containing Native Raw Materials Using Water-Soluble Organic Solvent and Centrifugation"); 2001년 5월 14일에 출원된 미국 가특허출원 제 60/291,484 호 (발명의 명칭: "Production and Use of a Polar Lipid-Rich Fraction Containing Stearidonic Acid and Gamma Linolenic Acid from Plant Seeds and Microbes"); 2001년 5월 14일에 출원된 미국 가특허출원 제 60/290,899 호 (발명의 명칭: "Production and Use of a Polar-Lipid Fraction Containing Omega-3 and/or Omega-6 Highly Unsaturated Fatty Acids from Microbes, Genetically Modified Plant Seeds and Marine Organisms"); 2000년 2월 17일에 출원되고 2002년 6월 4일에 허여된 미국 특허 제 6,399,803 호 (발명의 명칭: "Process for Separating a Triglyceride Comprising a Docosahexaenoic Acid Residue from a Mixture of Triglycerides"); 및 2001년 1월 11일에 출원된 PCT 특허출원 US01/01010 (발명의 명칭: "Process for Making an Enriched Mixture of Polyunsaturated Fatty Acid Esters") (이들은 모두 온전히 본 명세서에 참고로 포함된다)에 교시되어 있다. 추출된 오일은 감압하에서 증발시켜 농축된 오일 물질의 샘플을 생성시킬 수 있다. 지질의 회수를 위한 바이오매스의 효소 처리방법은 2002년 5월 3일에 출원된 미국 가특허출원 제 60/377,550 호 (발명의 명칭: "HIGH-QUALITY LIPIDS AND METHODS FOR PRODUCING BY ENZYMATIC LIBERATION FROM BIOMASS"); 2003년 5월 5일에 출원된 PCT 특허출원 PCT/US03/14177 (발명의 명칭: "HIGH-QUALITY LIPIDS AND METHODS FOR PRODUCING BY ENZYMATIC LIBERATION FROM BIOMASS"); 2004년 10월 22일에 출원된 공동계류중인 미국 특허출원 제 10/971,723 호 (발명의 명칭: "HIGH-QUALITY LIPIDS AND METHODS FOR PRODUCING BY LIBERATION FROM BIOMASS"); EP 특허공고 제 0 776 356 호 및 미국 특허 제 5,928,696 호 (둘 다의 발명의 명칭: "Process for extracting native products which are not water-soluble from native substance mixtures by centrifugal force") (이들의 기술내용은 온전히 본 명세서에 참고로 포함된다)에 기술되어 있다.
바람직한 구체예에서, 본 발명의 미생물 조오일 (crude oil)은 상술한 바와 같은 방법에 의해서 제조된 고품질의 미생물 조오일이다. 본 발명의 이러한 오일은, 예를 들어, 어류 바이오매스로부터의 회수가 일반적으로 쿠킹 (cooking) 및 헥산 추출을 수반하기 때문에, 그리고 오일이 오염물질 및/또는 다른 바람직하지 않은 성분 및/또는 바람직하지 않은 지방산 프로필을 함유할 수 있기 때문에 일반적으로 열등한 품질의 조오일을 제공하는 어유에 비해서 상당한 이점을 갖는다.
상술한 바와 같이 미생물 바이오매스로부터 추출된 1종 이상의 LC-PUFA를 포함하는 미생물 오일-함유 분획은 1종 이상의 LC-PUFA (즉, 20 개 또는 그 이상의 탄소를 갖는 PUFA)를 포함한다. 본 발명의 바람직한 PUFA는 C20, C22, 또는 C24 오메가-3 또는 오메가-6 PUFA를 포함한다. 바람직하게는, PUFA는 C20 또는 C22 오메가-3, 또는 C20 또는 C22 오메가-6 다중불포화된 지방산을 포함하는 장쇄 PUFA (LC-PUFA)이다. 본 발명의 LC-PUFA는 2 개 이상의 이중결합, 바람직하게는 3 개의 이중결합, 더 더욱 바람직하게는 4 개 이상의 이중결합을 함유한다. 4 개 또는 그 이상의 불포화된 탄소-탄소 결합을 갖는 PUFA는 또한, 통상적으로 고도로 불포화된 지방산 또는 HUFAs로 칭한다. 특히, LC-PUFA는 도코사헥사엔산 (총 지방산의 약 10, 약 20, 약 30, 약 40, 약 50, 약 60, 약 70 또는 약 80 중량％ 이상), 도코사펜타엔산 n-3 (총 지방산의 약 10, 약 20, 약 30, 약 40, 약 50, 약 60, 약 70 또는 약 80 중량％ 이상), 도코사펜타엔산 n-6 (총 지방산의 약 10, 약 20, 약 30, 약 40, 약 50, 약 60, 약 70 또는 약 80 중량％ 이상), 아라키돈산 (총 지방산의 약 10, 약 20, 약 30, 약 40, 약 50, 약 60, 약 70 또는 약 80 중량％ 이상) 및/또는 에이코사펜타엔산 (총 지방산의 약 10, 약 20, 약 30, 약 40, 약 50, 약 60, 약 70 또는 약 80 중량％ 이상)을 포함할 수 있다. PUFA는 트리아실글리세롤, 디아실글리세롤, 모노아실글리세롤, 포스포리피드, 유리 지방산, 에스테르화된 지방산을 포함하여 (단, 이들로 제한되지는 않는다) 천연 지질 내에 존재하는 통상적인 형태 중의 어떤 것이거나, 또는 이들 지방산의 천연 또는 합성 유도체 형태 (예를 들어, 지방산의 칼슘염, 에틸 에스테르 등)일 수 있다. 바람직한 구체예에서, 미생물 오일-함유 분획은 분획 내에 약 70 중량％ 이상, 약 80 중량％ 이상, 약 90 중량％ 이상, 및 약 95 중량％ 이상의 PUFA를 트리글리세라이드 형태로 포함한다. 본 발명에서 사용된 것으로서, 용어 LC-PUFA는 DHA와 같은 단일 오메가-3 LC-PUFA를 포함하는 오일, ARA 또는 DPA n-6와 같은 단일 오메가-6 LC-PUFA를 포함하는 오일, 또는 DHA, DPA n-6, ARA 및 EPA와 같은 두 개 또는 그 이상의 LC-PUFA의 혼합물을 포함하는 오일을 나타낼 수 있다. 바람직한 구체예에서, 생성물은 1종 이상의 다른 영양소와 함께 LC-PUFA를 포함한다.
오일의 추출을 위한 미생물 바이오매스의 사용 이외에도, 본 발명은 또한 LC-PUFA의 추출 또는 회수를 위한 바이오매스로서 오일 종자의 사용을 포함한다. 오일 종자 바이오매스로부터 추출된 이러한 오일은 본 명세서에 기술된 바와 같이 가공 및 처리되어 오일 생성물을 생성시킬 수 있다. 예를 들어, 오일 종자는 더 고등식물, 특히 농작물 및 그들의 오일을 위해서 사용된 식물을 포함한 소모성 식물로부터 유도된다. 이러한 식물에는 예를 들어, 캐놀라 (canola), 대두 (soybean), 평지씨 (rapeseed), 아마인, 옥수수, 잇꽃, 해바라기 및 담배가 포함될 수 있다. 그 밖의 다른 바람직한 식물에는 약제, 방향제, 건강식품, 기능성 식품성분 또는 화장용 활성성분으로 사용되는 화합물을 생성하는 것으로 공지된 식물 및 이들 화합물/성분을 생성하도록 유전적으로 조작된 식물이 포함된다. 특히 바람직한 식물에는 폴리케타이드 신타제 시스템을 위한 유전자가 도입된 식물과 같이 LC-PUFA를 생성하도록 유전적으로 변형된 식물이 포함된다. 예를 들어, 이러한 유전자 및 식물 형질전환방법은 PCT 공개 WO 02/083870 A2, PCT 공개 WO 2004/087879 A2, PCT 공개 WO 2000/42195 A2, 미국 특허공개 제 US-2005-0100995-A1 호, 2005년 4월 15일에 출원된 미국 가특허출원 제 60/671,656 호, 및 미국 특허공개 제 US-2005-0014231-A1 호 (이들은 모두 본 명세서에 참고로 포함된다)에 기술되어 있다.
이러한 종자는 세정, 탈피 및 분쇄에 의한 것과 같은 오일을 회수하는 통상적인 방법에 의해서 처리된다. 그 후, 종자를 압착하여 오일을 생성시키거나, 플레이킹 (flaking) 이후와 같이 용매와 접촉시켜 오일을 추출할 수 있다. 적합한 용매에는 유기용매, 수혼화성 용매 및 물이 포함될 수 있다. 바람직한 용매는 헥산이다.
본 발명의 다양한 구체예에서 PUFA-함유 오일 생성물의 추가의 특징은 이들이 오일-함유 분획에 시각적으로 영향을 미치기에 적어도 충분한 포화된 지방산을 함유한다는 것이다. 다수의 PUFA-함유 오일 생성물은 오일에서 혼탁을 야기하는 것과 같이 실온 (즉, 20℃)에서 오일에 시각적으로 영향을 미치는 형태로 충분한 양의 포화된 지방산을 함유한다. 이러한 생성물의 일부는 포화된 지방산의 존재로 인하여, 예를 들어, 이들이 트리글리세라이드 형태의 충분한 포화된 지방산을 함유하기 때문에 평활한 페이스트 (paste)와 유사하다. 통상적인 가공시에 이러한 오일 생성물은 윈터링되어 포화된 지방산이 제거되지만, 본 발명은 상업적으로 유용한 생성물이 이하에 더 상세히 언급되는 바와 같이 윈터링이 없이 이러한 오일 생성물로부터 제조될 수 있음을 인식한다.
본 발명의 바람직한 구체예에서, 오일은 LC PUFA를 포함하는 고체 또는 반고체 조성물을 생산하는데 특히 적합한 지질 프로필을 갖는다. 더욱 특히, 이러한 오일은 상대적으로 고도로 불포화된 화합물 (예를 들어, 4, 5 또는 더 다수의 불포화점)로 농축되거나, 상대적으로 포화된 화합물로 농축되고/되거나, 상대적으로 모노-, 디- 및 트리-포화된 화합물로 비농축된다. 이러한 조성물은 포화의 관점에서 이봉 분포를 갖는 것으로, 즉 중간량의 불포화를 갖는 소량의 화합물과 함께 대량의 포화된 화합물 및 대량의 고도로 불포화된 화합물을 갖는 것으로 특정화될 수 있다. 예를 들어, 이러한 오일은 약 20 중량％ 이상, 약 25 중량％ 이상, 약 30 중량％ 이상, 약 35 중량％ 이상, 약 40 중량％ 이상, 약 45 중량％ 이상, 또는 약 50 중량％ 이상의, 4 개 또는 그 이상의 불포화점을 갖는 고도로 불포화된 화합물을 가질 수 있다. 다른 구체예에서, 이러한 오일은 약 20 중량％ 이상, 약 25 중량％ 이상, 약 30 중량％ 이상, 약 35 중량％ 이상, 약 40 중량％ 이상, 약 45 중량％ 이상, 또는 약 50 중량％ 이상의, 5 개 또는 그 이상의 불포화점을 갖는 고도로 불포화된 화합물을 가질 수 있다. 대신으로 또는 추가로, 이러한 오일은 약 30 중량％ 이상, 약 35 중량％ 이상, 약 40 중량％ 이상, 약 45 중량％ 이상, 또는 약 50 중량％ 이상의 포화된 화합물을 가질 수 있다. 대신으로 또는 추가로, 이러한 오일은 약 25 중량％ 미만, 약 20 중량％ 미만, 약 15 중량％ 미만, 약 10 중량％ 미만, 또는 약 5 중량％ 미만의 모노-, 디- 또는 트리-포화된 화합물을 가질 수 있다.
1종 이상의 LC-PUFA를 포함하는 최소로 가공된 고품질의 PUFA-함유 오일 생성물을 생산하는 본 발명의 방법은 추가로 상술한 바와 같이 생산된 추출된 오일-함유 분획을 처리하는 것을 포함한다. 이러한 추가의 처리에는 진공 증발시켜 1종 이상의 LC-PUFA를 포함하는 오일 생성물을 생성시키는 방법을 포함한다.
고진공 증발에 의한 탈용매화 또는 건조의 방법은 일반적으로 본 기술분야에서 공지되어 있으며, 추출된 오일을 바람직하게는 고온 (예를 들어, 약 50℃ 내지 약 70℃)에서 진공 조건에 적용시키는 것을 포함한다. 예를 들어, 오일은 약 100 ㎜Hg의 진공 이상, 약 70 ㎜Hg의 진공 이상, 및 약 50 ㎜Hg의 진공 이상의 진공에 적용시킬 수 있다. 본 명세서에서 사용된 것으로서, 예를 들어, 약 100 ㎜Hg의 진공 이상의 진공"에 대한 언급은 예를 들어, 90 ㎜Hg 또는 80 ㎜Hg의 진공과 같은 더 강력한 진공을 의미한다. 이들 조건 하에서, 오일보다 낮은 비점을 갖는, 추출된 오일 중의 용매, 물 또는 다른 성분들은 어떤 것이라도 구축될 것이다.
탈취방법은 일반적으로 본 기술분야에서 공지되어 있으며, 추출된 오일을 진공 조건에 적용하여 존재할 수 있는 어떤 저분자량 성분이라도 제거하는 것을 포함한다. 일반적으로, 이들 성분은 고진공 하에 고온에서 살포함으로써 제거된다. 예를 들어, 오일은 일반적으로 탈용매화에 대해서 상기 언급된 것보다 더 큰 진공에 적용시킨다. 구체적으로, 진공은 약 50 ㎜Hg의 진공 이상, 약 25 ㎜Hg의 진공 이상, 약 12 ㎜Hg의 진공 이상, 약 6 ㎜Hg의 진공 이상의 진공일 수 있으며, 일반적으로는 약 12 ㎜Hg의 진공 내지 약 6 ㎜Hg의 진공일 수 있거나, 약 6 ㎜Hg의 진공 내지 약 1 ㎜Hg의 진공일 수 있다. 이 방법은 또한, 존재할 수 있는 다수의 퍼옥사이드 결합을 파괴시키며, 냄새를 감소시키거나 제거하고, 오일의 안정성을 개선시키는 것을 돕는다. 또한, 이들 조건 하에서, 오일보다 낮은 비점을 갖는, 추출된 오일 중의 용매, 물 또는 다른 성분들은 구축될 것이다. 탈취는 일반적으로 약 190℃ 내지 약 220℃의 온도와 같은 고온에서 수행된다.
이 방법으로부터 제공되는 오일 생성물은 인간 및 비-인간 동물에 의한 소비를 위해서 사용되거나 그에 적합한 고품질의 PUFA-함유 오일이다. 즉, 오일의 감각수용성 특성은 생성물의 소비가 인간 및 비-인간 동물에게 허용되도록 하는 것이다. 특히, 오일 생성물은 저농도의 유리 지방산, 인, 퍼옥사이드 값, 아니시딘 값, 비누 및 중금속을 함유할 수 있다. 본 발명에 의한 이러한 오일의 생산은 미생물 오일을 허용가능한 상업적 조건으로 만드는데 필요한 하류 처리의 양을 최소화한다. 특정한 변형에는 용매 윈터링 단계의 제거, 부식성 정련단계의 제거, 냉여과 단계의 제거, 및 표백공정의 가능한 제거가 포함된다. 또한, 고진공 증발공정이 탈취공정에 대신할 수 있다. 전술한 공정 설명은 충분한 포화된 화합물을 유지시켜 조성물이 실온 (즉, 약 20℃)에서 액체가 되는 것을 방지함으로써 고체 또는 반고체 생성물의 생성을 촉진시킨다. 본 발명은 천연 및/또는 유기물 시장부문과 상화적인 예외적으로 높은 회수율 (95-100％)로 조 미생물 오일로부터 식용 오일의 생산을 허용한다.
다양한 구체예에서, 용매 윈터링, 부식성 정련공정, 냉여과 공정 및 표백공정의 통상적인 처리단계 중의 하나 또는 그 이상에 적용되지 않고 생성된 오일과 같은 본 발명의 오일 생성물은 저농도의 유리 지방산을 갖는다. 오일의 유리 지방산의 농도의 측정은 본 기술분야에서 잘 알려져 있다. 더욱 특히, 본 발명의 오일은 약 0.5 중량％ 미만, 약 0.1 중량％ 미만, 및 약 0.05 중량％ 미만의 유리 지방산 함량을 가질 수 있다.
다양한 구체예에서, 용매 윈터링, 부식성 정련공정, 냉여과 공정 및 표백공정의 통상적인 처리단계 중의 하나 또는 그 이상에 적용되지 않고 생성된 오일과 같은 본 발명의 오일 생성물은 낮은 인 값을 갖는다. 오일의 인 값의 측정은 본 기술분야에서 잘 알려져 있다. 더욱 특히, 본 발명의 오일은 약 10 ppm 미만, 약 5 ppm 미만, 및 약 0 ppm의 인 값을 가질 수 있다.
다양한 구체예에서, 용매 윈터링, 부식성 정련공정, 냉여과 공정 및 표백공정의 통상적인 처리단계 중의 하나 또는 그 이상에 적용되지 않고 생성된 오일과 같은 본 발명의 오일 생성물은 낮은 퍼옥사이드 값을 갖는다. 오일의 퍼옥사이드 값의 측정은 본 기술분야에서 잘 알려져 있다. 더욱 특히, 본 발명의 오일은 약 2 meq/㎏ 미만, 약 1 meq/㎏ 미만, 및 약 0 meq/㎏의 퍼옥사이드 값을 가질 수 있다.
다양한 구체예에서, 용매 윈터링, 부식성 정련공정, 냉여과 공정 및 표백공정의 통상적인 처리단계 중의 하나 또는 그 이상에 적용되지 않고 생성된 오일과 같은 본 발명의 오일 생성물은 낮은 아니시딘 값을 갖는다. 오일의 아니시딘 값의 측정은 본 기술분야에서 잘 알려져 있다. 더욱 특히, 본 발명의 오일은 약 5 미만, 약 3 미만, 약 2 미만, 약 1 미만, 약 0.5 미만, 약 0.3 미만, 약 0.1 미만, 및 검출 농도 이하의 아니시딘 값을 가질 수 있다.
다양한 구체예에서, 용매 윈터링, 부식성 정련공정, 냉여과 공정 및 표백공정의 통상적인 처리단계 중의 하나 또는 그 이상에 적용되지 않고 생성된 오일과 같은 본 발명의 오일 생성물은 낮은 비누 농도를 갖는다. 오일의 비누 농도의 측정은 본 기술분야에서 잘 알려져 있다. 더욱 특히, 본 발명의 오일은 약 5 중량％ 미만, 약 2.5 중량％ 미만, 및 0 중량％의 비누 함량을 가질 수 있다.
다양한 구체예에서, 용매 윈터링, 부식성 정련공정, 냉여과 공정 및 표백공정의 통상적인 처리단계 중의 하나 또는 그 이상에 적용되지 않고 생성된 오일과 같은 본 발명의 오일 생성물은 낮은 중금속 값을 갖는다. 오일의 중금속 값의 측정은 본 기술분야에서 잘 알려져 있다. 더욱 특히, 본 발명의 오일은 약 1 ppm 미만, 약 0.5 ppm 미만, 바람직하게는 약 0 ppm의 Fe 농도; 약 1 ppm 미만, 약 0.2 ppm 미만, 바람직하게는 약 0 ppm의 Pb 농도; 약 0.1 ppm 미만, 약 0.04 ppm 미만, 바람직하게는 약 0 ppm의 Hg 농도; 약 0.1 ppm 미만, 약 0.01 ppm 미만, 바람직하게는 약 0 ppm의 Ni 농도; 약 1 ppm 미만, 약 0.2 ppm 미만, 바람직하게는 약 0 ppm의 Cu 농도를 가질 수 있다.
1종 이상의 LC-PUFA를 갖는, 최소로 처리된 고품질의 PUFA-함유 오일 생성물을 생산하는 본 발명의 방법은 탈취단계 또는 고진공 분획화의 단계 전 또는 후에 오일 생성물을 표백하는 단계를 임의로 포함할 수 있지만, 이것은 더 통상적으로는 탈취단계의 전에 수행된다. 오일의 표백은 본 기술분야에서 잘 알려져 있으며, 통상적인 방법으로 성취될 수 있다. 구체적으로, 예를 들어, 나머지 비누를 제거하기 위한 실리카 흡착제 (예를 들어, 트리실 (Trysil) 600 (Grace Chemicals)) 및 표백성 점토를 오일에 도입시킨 다음에, 여과할 수 있다. 일반적으로, 실리카 흡착제는 표백성 점토에 앞서서 첨가된다.
1종 이상의 LC-PUFA를 갖는 고품질의 PUFA-함유 오일 생성물을 생산하는 본 발명의 방법은 액체 LC PUFA-함유 오일 분획 및 LC PUFA-함유 고체 지방 생성물을 생성시키는 방법을 포함할 수 있다. 이러한 방법은 본 명세서에 기술된 바와 같은 고품질의 미생물 조오일을 오일 생성물 및 관련된 고체 지방 생성물로 분획화시키는 단계를 포함한다. 이러한 조오일 생성물은 1종 이상의 LC-PUFA 및 포화된 지방산을 함유하는 오일-함유 분획을 미생물 바이오매스로부터 추출함으로써 제조될 수 있다. 오일-함유 분획은 윈터링, 냉여과, 진공 증발 및/또는 1종 이상의 LC-PUFA를 포함하는 액체 오일 생성물 및 1종 이상의 LC-PUFA를 포함하는 고체 생성물을 생성시키는 그 밖의 다른 수단에 의해서 처리될 수 있다. 이러한 다른 수단에는 고체 조성물로부터 액체 오일 분획을 분리시키는 여과가 포함될 수 있다.
고체 분획 성분 (아마도 흡착제를 포함할 것이다)은 고체/액체 분리기술에 의해서 회수될 수 있다. 흡착제 및 고체 지방물질을 가열하여 고체 지방물질을 용융시킴으로써 어떤 흡착제라도 고체 분획으로부터 분리시킬 수 있다. 흡착제는 그 후에 예를 들어, 여과에 의해서 용융된 고체로부터 분리될 수 있으며, 그 후에 용융된 고체는 냉각시킴으로써 재고화시킬 수 있다.
회수된 고체 분획은 높은 수준의 LC PUFA를 함유할 수 있다. 바람직한 구체예에서, 고체 분획은 약 20 중량％ 이상, 약 25 중량％ 이상, 약 30 중량％ 이상의 LC PUFA, 특히 DHA를 포함할 수 있다. 투명한 오일 및 고체는 각각 예를 들어, 식품 또는 식품 첨가물로 사용될 수 있다.
본 발명에 따라서 생산된 오일 생성물은 고체 또는 반고체 물질일 수 있다. 본 명세서에서 사용된 것으로, 용어 "오일"은 실온에서 고체 또는 반고체인 물질뿐만 아니라 실온에서 액체인 물질을 포함할 수 있다.
1종 이상의 LC-PUFA를 갖는, 최소로 처리된 고품질의 PUFA-함유 오일 생성물을 생산하는 본 발명의 방법은 임의로, 탈취단계 또는 고진공 분획화 단계의 후에 오일을 올레인 분획 및 스테아린 분획으로 분획화시키는 단계를 포함할 수 있다. 오일을 올레인 및 스테아린 분획으로 분획화시키는 단계는 어떤 조오일, 표백된 오일 또는 탈취된 오일에라도 적용하여 투명한 올레인 분획 및 경질의 스테아린 분획을 생성시킬 수 있다. 그들의 물리적 특성에 있어서의 차이로 인하여, 올레인 및 스테아린은 상이한 식품 적용분야에서 사용될 수 있다. 통상적인 방법에서, 스테아린은 미셀라 (miscella) 윈터링 및 냉여과의 부산물이며, 제거되어 ~30％의 손실을 야기한다. 분획화는 판매가능한 스테아린 분획의 생산을 허용한다. 이러한 분획화의 예는 이하의 실시예 5에 나타내었다.
도 1을 참고로 하여, 본 발명의 다양한 대용 구체예가 설명된다. 스프레이 건조된 바이오매스 등의 바이오매스와 같은 출발물질은 조오일의 추출을 위한 용매에 의한 처리에 적용될 수 있다. 이러한 조오일은 장쇄 다중불포화된 지방산을 포함할 수 있다. 조오일은 목적하는 오일 성분보다 더 낮은 비점을 갖는 조오일 내의 추출용매, 물 및 다른 성분을 제거할 수 있는 고진공 증발에 적용할 수 있다. 대신으로, 조오일은 카로티노이드를 제거하는 것과 같은 임의의 표백단계에 적용할 수 있다. 임의로 처리된 조오일은 그 후에 오일을 고진공 하에 고온에서 스팀으로 살포함으로써 탈취에 적용된다. 고진공 증발 또는 탈취에 의해서 생성된 최종 오일 생성물은 그 후에 임의로, 올레인 분획 및 스테아린 분획으로의 분획화에 의해서 처리될 수 있다.
도 2를 참고로 하여, 본 발명의 다양한 대용 구체예가 작업공정도에 의해서 설명된다. 그의 가장 기본적인 형태로, 이 방법은 반드시 미생물 바이오매스를 함유하는 저온살균된 발효 육즙으로 시작하는 단계를 포함하여야 한다. 육즙은 효소적 처리 또는 기계적 붕괴에 의한 것과 같이 용해시킴으로써 전처리하여 세포로부터 오일을 방출시킨다. 전처리된 발효 육즙은 그 후에 추출단계에 적용하여 미생물 오일을 생성시킨다. 최소한도로, 이 방법은 그 다음에 본 명세서에 기술된 바와 같은 탈취단계를 포함한다. 한가지 대용 구체예에서, 이 방법은 표백단계를 포함하며, 이에 의해서 추출된 미생물 오일은 탈취단계 전에 표백에 적용한다. 추가의 대용 구체예에서, 윈터링 단계 (즉, 냉여과)는 추출된 미생물 오일에 대하여 표백단계 전에 및/또는 표백단계와 탈취단계 사이에 수행될 수 있다.
본 발명의 최소로 처리된 오일을 생산하는 방법 및 생성된 생성물은 다수의 상당한 이점을 갖는다. PUFA-함유 오일 생성물을 생산하는 통상적인 방법에 비해서, 본 발명은 더 낮은 원가, 감소된 처리 필요조건, 증가된 제조 원료처리량, 처리단계의 증가된 안전성을 가지며, 폐기물/부산물 스트림을 제거한다. 또한, 본 발명의 방법은 천연 및/또는 유기 시장부문과 부합된다. 오일 처리의 통상적인 방법은 일반적으로 화학적 정련을 포함하는 하류 처리의 모든 면을 이용한다. 물리적 정련방법 (즉, 부식성 정련을 수반하지 않는 방법)은 어유 및 유사한 PUFA-함유 오일에 대해서 확장되지 않는데, 이는 아마도 이러한 오일의 처리에 있어서의 공지된 곤란성 때문일 것이다. 또한, 다수의 공지된 물리적 처리방법 또는 덜 정련된 생성물은 냄새 및 맛의 한계로 인하여 제한된다. 놀랍게도, 본 발명의 방법은 물리적 방법 및 최소의 단계를 사용하여 더 우수한 맛의 오일을 생산한다.
이하에 더 상세히 기술되는 바와 같이, 본 발명의 고품질의 PUFA-함유 오일 생성물은 다양한 식품 생성물 및 적용분야에서 사용될 수 있다. 오일 생성물은 영양적, 식이성, 의약적 또는 약제학적 생성물로서 인간에 의해 직접 소비될 수 있다. 또한, 오일 생성물은 영양을 개선하기 위해서 인간에 의해 소비되는 어떤 공지된 인간용 식품 또는 액체와도 배합될 수 있다. 오일 생성물은 또한, 사료로서 또는 동물 사료에 대한 보충물로서 동물에게 직접 공급될 수도 있다. 이러한 방식으로, 어떤 동물성 식품 생성물이라도 인간에 의해서 소비되는 경우에 증진된 품질을 가질 수 있다.
한가지 구체예에서, 본 발명의 오일 생성물은 조제분유를 보충하기 위해서 사용될 수 있다. 조제분유는 예를 들어, 모르티에렐라 알피나 (Mortie -rella alpina) 또는 모르티에렐라 섹트. 쉬무케리 (Mortierella sect. schmuckeri)와 같은 ARA-생성 미생물로부터 유도된 물리적으로 정련된 오일을 단독으로, 또는 어유, 또는 DHA-S™ 및 DHA-T™ 오일 (Martek Biosciences, Columbia, MD)을 포함한 미생물 오일과 같이 DHA가 풍부한 추가의 오일과 함께 사용하여 보충할 수 있다. 이러한 물리적으로 정련된 ARA-함유 오일은 화학적으로 정련되지 않을 수 있다. 대신으로, 조제분유는 예를 들어, 크립테코디늄 코니 (Crypthecodinium cohnii)와 같은 DHA-생성 미생물로부터 유도된 최소로 처리된 오일을 단독으로, 아라스코 (ARASCO®; Martek Biosciences, Columbia, MD)를 포함한 ARA가 풍부한 다른 오일과 함께 사용하여 보충할 수 있다. 추가의 구체예에서, 조제분유는 예를 들어, DHA를 함유하는 최소로 처리된 오일 (예를 들어, 크립테코디늄 코니로부터 유도됨) 및 ARA를 함유하는 물리적으로 정련된 오일 (예를 들어, 모르티에렐라 알피나로부터 유도됨)과 같은 하나 이상의 공급원으로부터 유도된 본 발명의 다수의 오일에 의해서 보충될 수 있다.
다른 구체예에서, 본 발명의 오일 생성물은 배합하여 블렌드 (blend)를 생성시킬 수 있다. 예를 들어, 크립테코디늄 코니로부터 유도된 최소로 처리된 오일을 모르티에렐라 알피나로부터 유도된 물리적으로 정련된 오일과 블렌딩하고, 생성된 블렌드를 사용하여 조제분유를 보충할 수 있다. 본 발명의 오일을 사용한 ARA-함유 오일과 DHA-함유 오일의 블렌드는 ARA 대 DHA의 다양한 상이한 비로 생성될 수 있다. 이러한 블렌드는 약 1:1 내지 약 2:1의 ARA:DHA의 비를 포함할 수 있다. 더욱 특히, 블렌드는 약 1:1, 1.25:1, 1.5:1, 1.75:1 또는 2:1의 ARA:DHA 비를 갖도록 생산될 수 있다.
특히 바람직한 구체예에서, 본 발명의 고품질 PUFA-함유 오일 생성물은 이하에 상세하게 기술되는 고체 지방 조성물을 위한 출발물질로 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명의 최소로 처리된 오일 생성물의 사용은 본 명세서에 기술된 고체 지방 조성물을 위한 출발물질로 제한되지 않는다는 것을 이해하여야 한다.
본 발명자들은 놀랍게도, 본 발명의 고체 지방 조성물의 바람직한 구체예에서 윈터링되지 않고 미생물적으로-유도된 도코사헥사엔산-함유 오일 (DHA 오일)을 포함한 LC-PUFA 풍부 오일의 윈터링되지 않은 형태가 본 발명의 고체 지방 조성물을 위한 출발물질로 사용될 수 있음을 발견하였다. 이에 의해서 이러한 조성물을 제조하는 방법은 오일의 수소화, 이들 오일과 경질 또는 포화된 지방의 혼합, 또는 다른 증점제-유형의 성분의 필요성을 피할 수 있다. 일반적으로, 정련된 오일, 즉 액체 어유 또는 미생물 오일이 초기 조유로 생산되며, 이것은 그 후에 정련 (포스포리피드 및 유리 지방산을 제거) 및 표백 (색소를 제거) 단계에 적용시킨다. 그 후, 오일은 일반적으로 윈터링하여 포화된 지방을 제거한다.
본 발명자들은 놀랍게도, 예를 들어, 윈터링되지 않은 미생물 오일, 즉 윈터링 단계가 수행되지 않은 오일이 고체 조성물을 형성시키기 위하여 선행기술에서 교시된 처리를 필요로 하지 않는 출발물질을 제공한다는 것을 발견하였다. 또한, 상술한 바와 같은 윈터링되지 않은 오일 종자유가 이하에 기술하는 바와 같이 미생물 오일에 대한 대용물로 사용될 수 있다. 이론적으로 제한되지는 않지만, 본 발명자들은 윈터링되지 않은 오일에 존재하는 포화된 지방이 (윈터링된 액체 오일에 비해서) 오일에 더욱 고형의 점조성 (consistency)을 제공하는 것으로 믿는다. 고체 지방 조성물을 생산하는 본 발명의 방법은 또한, 윈터링되지 않은 오일이 (트리글리세라이드의 결정화에 기인하여) 이러한 윈터링되지 않은 오일이 입자를 갖는 농조한 액체 오일처럼 보이도록 야기하는 그레인 모양을 나타내는 경향을 극복한다. 실온에서 정치시키면, 윈터링되지 않은 오일은 분리하여 그 안에 고체를 갖는 농조한 액체 오일로 나타나는 생성물을 제공한다. 본 발명은 윈터링되지 않은 오일의 이러한 특징을 극복할 수 있다. 본 발명의 방법은 실온에서 정치시켰을 때에 안정한 (명백한 분리가 없는) 균일한 외관의 매끄러운 생성물을 생산한다. 생성된 생성물은 쇼트닝의 점조성을 가질 수 있다.
추가의 구체예에서, 본 발명은 고체 지방 조성물을 생산하는 방법을 포함한다. 이 방법은 포화된 지방을 포함하는 오일 및 1종 이상의 LC-PUFA를 갖는 미생물 오일을 1종 이상의 유화제와 혼합시켜 혼합물을 형성하는 단계를 포함한다. 이 혼합물은 그 후에 고화시켜 고체 지방 조성물을 형성시킨다.
"고체 지방 조성물"은 실온 (즉, 20℃)에서 고체 또는 반고체인 조성물을 의미한다. 지방 및 오일의 물리화학적 특성은 그들의 점도 및 융점을 포함한다. 바람직하게는, 고체 지방 조성물은 약 20℃ 이상, 약 25℃ 이상, 약 30℃ 이상, 바람직하게는 약 35℃ 이상의 융점을 가질 수 있다. 융점은 존재하는 다수의 상이한 화학적 실체에 따라 그들의 예리함 (sharpness)이 달라질 수 있다. 일반적으로, 몇 가지 트리글리세라이드의 혼합물은 각각의 트리글리세라이드의 융점을 기초로 하여 예상될 수 있는 것보다 낮은 융점을 갖는다. 혼합물은 또한, 그의 각각의 성분들의 융점보다 더 넓은 융점 범위를 가질 수 있다. 모노글리세라이드 및 디글리세라이드는 유사한 지방산 조성물의 트리글리세라이드보다 더 높은 융점을 갖는다. 바람직한 구체예에서, 고체 지방 조성물은 식품 생성물 상에 전연시키기에 충분히 부드럽게 유지될 수 있다. 바람직하게는, 실온에서 조성물은 점성이 있고, 지연된 유동특성을 갖고/갖거나, 생성물이 만들어지는 출발물질보다 표면에 더 부착성일 수 있다.
고체 지방 조성물을 생성시키기 위해서 본 발명의 방법에서 사용된 오일은 1종 이상의 LC-PUFA를 갖는 미생물 오일을 포함한다. 미생물 공급원, 및 미생물 오일에서 회수하기 위한 영양소 및/또는 LC-PUFA를 포함하는 미생물을 성장시키는 방법은 본 발명의 최소로 처리된 오일의 설명에서 상기에 상세히 기술된 바와 같이 본 기술분야에서 공지되어 있다. 이러한 미생물 공급원 및 방법은 본 발명의 고체 지방 조성물을 위한 출발물질로서 미생물 오일을 생산하는데 에도 마찬가지로 적합하다. 실제로, 상술한 바와 같은 최소로 처리된 오일은 고체 지방 조성물의 생산을 위한 바람직한 출발물질이다. 그러나, 이하에 기술하는 바와 같은 광범한 종류의 다른 미생물 오일 출발물질이 본 발명의 고체 지방 조성물을 위한 출발물질로 사용될 수 있음을 이해하여야 한다. 한가지 특히 바람직한 구체예에서, 미생물 오일은 2001년 4월 12일에 출원되고 WO 01/76715로 공개된 PCT 특허출원 PCT/IB01/00841 (발명의 명칭: "Method for the Fractionation of Oil and Polar Lipid-Containing Native Raw Materials") 및 2001년 4월 12일에 출원되고 WO 01/76385로 공개된 PCT 특허출원 PCT/IB01/00963 (발명의 명칭: "Method for the Fractionation of Oil and Polar Lipid-Containing Native Raw Materials Using Water-Soluble Organic Solvent and Centrifugation")에 기술된 바에 따라 생산된 오일이다. 이들 두 가지 PCT 출원의 기술내용은 일반적으로 프리오렉스 방법 (Friolex process)으로 불리는 미생물 오일 회수방법을 기술한 것이다.
본 발명의 미생물 오일은 1종 이상의 LC-PUFA (즉, 20 개 또는 그 이상의 탄소를 갖는 PUFA)를 포함한다. 본 발명의 바람직한 PUFA는 C20, C22, 또는 C24 오메가-3 또는 오메가-6 PUFA를 포함한다. 바람직하게는, PUFA는 C20 또는 C22 오메가-3, 또는 C20 또는 C22 오메가-6 다중불포화된 지방산을 포함하는 장쇄 PUFA (LC-PUFA)이다. 본 발명의 LC-PUFA는 2 개 이상의 이중결합, 바람직하게는 3 개 이상의 이중결합, 더 더욱 바람직하게는 4 개 이상의 이중결합을 함유한다. 4 개 또는 그 이상의 불포화된 탄소-탄소결합을 갖는 PUFA도 또한 통상적으로, 고도로 불포화된 지방산 또는 HUFAs라 불린다. 특히, LC-PUFA는 도코사헥사엔산 (총지방산의 약 10, 약 20, 약 30, 약 40, 약 50, 약 60, 약 70 또는 약 80 중량％ 이상), 도코사펜타엔산 n-3 (총지방산의 약 10, 약 20, 약 30, 약 40, 약 50, 약 60, 약 70 또는 약 80 중량％ 이상), 도코사펜타엔산 n-6 (총지방산의 약 10, 약 20, 약 30, 약 40, 약 50, 약 60, 약 70 또는 약 80 중량％ 이상), 아라키돈산 (총지방산의 약 10, 약 20, 약 30, 약 40, 약 50, 약 60, 약 70 또는 약 80 중량％ 이상) 및/또는 에이코사펜타엔산 (총지방산의 약 10, 약 20, 약 30, 약 40, 약 50, 약 60, 약 70 또는 약 80 중량％ 이상)을 포함할 수 있다. PUFA는 트리아실글리세롤, 디아실글리세롤, 모노아실글리세롤, 포스포리피드, 유리 지방산, 에스테르화된 지방산을 포함하여 (단, 이들로 제한되지는 않는다) 천연 지질 내에 존재하는 통상적인 형태 중의 어떤 것이거나, 또는 이들 지방산의 천연 또는 합성 유도체 형태 (예를 들어, 지방산의 칼슘염, 에틸 에스테르 등)일 수 있다. 바람직한 구체예에서, 미생물 오일은 오일 내에 약 70 중량％ 이상, 약 80 중량％ 이상, 약 90 중량％ 이상, 및 약 95 중량％ 이상의 PUFA를 트리글리세라이드 형태로 포함한다. 본 발명에서 사용된 것으로서, 용어 LC-PUFA는 DHA와 같은 단일 오메가-3 LC-PUFA를 포함하는 오일, ARA 또는 DPA n-6와 같은 단일 오메가-6 LC-PUFA를 포함하는 오일, 또는 DHA, DPA n-6, ARA 및 EPA와 같은 두 개 또는 그 이상의 LC-PUFA의 혼합물을 포함하는 오일을 나타낼 수 있다. 바람직한 구체예에서, 생성물은 1종 이상의 다른 영양소와 함께 LC-PUFA를 포함한다.
본 발명의 바람직한 구체예에서, 고체 지방 조성물을 생성시키기 위해서 본 발명의 방법에서 사용된 오일은 약 5 중량％ 이상, 약 10 중량％ 이상, 약 15 중량％ 이상, 약 20 중량％ 이상의 LC-PUFA, 약 25 중량％ 이상, 약 30 중량％ 이상, 약 35 중량％ 이상의 LC-PUFA, 약 40 중량％ 이상, 약 45 중량％ 이상, 및 약 50 중량％ 이상의 LC-PUFA를 포함할 수 있다. 이러한 구체예는 또한 약 30 중량％ 미만, 약 35 중량％ 미만, 약 40 중량％ 미만, 약 45 중량％ 미만의 LC-PUFA, 약 50 중량％ 미만, 약 55 중량％ 미만, 약 60 중량％ 미만, 약 65 중량％ 미만의 LC-PUFA, 및 약 70 중량％ 미만의 LC-PUFA를 가질 수도 있다.
1종 이상의 LC-PUFA를 갖는 미생물 오일 이외에도 고체 지방 조성물을 생성시키기 위해서 본 발명의 방법에서 사용된 오일은 포화된 지방을 포함한다. 포화된 지방은 일반적으로 LC-PUFA 또는 LC-PUFA의 혼합물보다 더 높은 융점을 가질 수 있다. 이러한 포화된 지방은 외부적으로 오일에 첨가될 수 있다. 첨가하기에 바람직한 외부적으로 첨가된 포화된 지방에는 부분적으로 수소화된 식물유, 완전히 수소화된 오일, 부분적으로 수소화된 라드 (lard), 및 비-트랜스 트로피칼 오일 (tropical oil)과 같은 "경질" 지방이 포함된다. 예를 들어, 팜유 및 팜핵유 및 이들의 분획 (팜 및 팜핵 올레인 및 팜 및 팜핵 스테아린)이 사용될 수 있다. 조성물이 외부적으로 첨가된 지방을 포함하는 경우에, LC-PUFA 오일은 윈터링되거나 되지 않을 수 있다. 외부적으로 첨가된 지방의 바람직한 양은 출발물질의 고형성 (solidity) 및/또는 점도 및 조성물에서 목적하는 정도의 고형성 및/또는 점도 및/또는 목적하는 전연 점조성 (spread consistency)에 따라 본 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해서 결정될 수 있다. 외부적으로 첨가된 지방은 약 20 중량％ 내지 약 60 중량％, 약 30 중량％ 내지 약 50 중량％, 및 약 35 중량％ 내지 약 45 중량％의 양으로 첨가될 수 있다.
바람직한 구체예에서, 포화된 지방은 외부적으로 첨가되지 않지만, 미생물 오일에 천연적으로 존재한다. 예를 들어, LC-PUFA를 포함하는 미생물 오일은 본 기술분야에서 공지된 어떤 수단에 의해서도 처리되지 않은 오일일 수 있다. 이러한 오일에서, 미생물 오일 내의 포화된 지방의 양은 약 20 중량％ 내지 약 60 중량％, 약 30 중량％ 내지 약 50 중량％, 및 약 35 중량％ 내지 약 45 중량％일 수 있다.
본 발명의 바람직한 구체예에서, 미생물 오일은 윈터링되지 않으며 (즉, 분획화되지 않으며), 따라서 포화된 지방을 함유할 것이다. 윈터링은 가장 일반적으로 냉장고 온도에서 액체 분획의 혼탁을 피하기 위하여 여과에 의해 결정화된 물질의 양을 제거하는 것을 포함하여, 실온에서 식물유를 포함하는 다수의 오일에 나타나는 침강물 (일반적으로, 고융점의 고체 포화된 지방)을 제거하는 공정을 의미한다. 이러한 기술에는 오일을 상이한 융점을 갖는 두 개 또는 그 이상의 분획으로 분리시키는 것이 포함된다. 분리된 액체 및 고체 분획은 물리적 및 화학적 특성에서 상당한 차이를 나타낸다. 적합한 기술은 본 기술분야에서 공지되어 있으며, 일반적으로 다음의 3 단계를 포함한다: (i) 액체 오일을 과포화하도록 냉각시켜 결정화를 위한 핵의 형성을 야기하고, (ii) 점진적으로 냉각시킴으로써 결정의 성장을 진행시키고, (iii) 액체 및 결정성 상을 분리시킨다. 이들 기술에는 예를 들어, 통상적인 윈터링, 세제 분획화 및 용매 윈터링이 포함될 수 있다. 통상적인 윈터링에는 최고의 융점을 갖는 트리글리세라이드가 냉각 중에 순수한 액체 또는 용융된 지방으로부터 우선적으로 결정화하는 건식 분별결정화 (dry fractional crystallization)가 포함된다. 건식 분별결정화의 원리는 화학물질의 첨가가 없이 조절된 조건 하에서 오일을 냉각시키는 것을 기초로 한다. 액체 및 고체상은 기계적 수단에 의해서 분리된다. 세제 분획화의 원리는 용매의 첨가가 없이 조절된 조건 하에서 오일을 냉각시키는 것을 기초로 하는 건식 분획화와 유사하다. 이어서, 액체 및 고체상은 세제 수용액을 첨가한 후에 원심분리에 의해서 분리시킨다. 용매 (일반적으로 아세톤) 윈터링을 사용하여 트리글리세라이드 결정 형성을 촉진시키는데, 이는 트리글리세라이드가 저온에서 일반적으로 용매가 없는 것보다는 용매에 의해서 더 안정한 결정을 형성하기 때문이다. 용매-보조된 분획화에서는, 극성 또는 비극성 용매를 사용하여 여과 중에 시스템의 점도를 감소시킬 수 있다. 그 후, 수득된 분획은 증류시켜 용매를 제거한다. 따라서, 윈터링되지 않은 미생물 오일은 윈터링 또는 분획화 공정에 적용되지 않은 것이다.
추가의 바람직한 구체예에서, 미생물 오일은 수소화되지도 부분적으로 수소화되지도 않는다. 수소화는 본 기술분야에서 공지되어 있으며, 촉매의 존재 하에서 액체 지방에 수소 가스를 화학적으로 첨가하는 공정을 포함한다. 이 공정은 지방 분자 내의 불포화된 지방산의 이중결합 중의 적어도 일부분을 단일결합으로 전환시킴으로써 지방의 포화도를 증가시킨다. 수소화의 정도, 즉 전환된 이중결합의 총수는 수소화된 지방의 물리적 및 화학적 특성을 결정한다. 부분적으로 수소화된 오일은 종종 그의 지방산 내에 상당한 정도의 불포화를 유지한다. 수소화는 또한, 일부의 시스 이중결합의 트랜스 배열로의 전환을 야기하는데, 여기에서는 하나 또는 그 이상의 이중결합이 지방산 쇄 내의 새로운 위치로 이동한다. 본 시험은 트랜스-지방산이 포화된 지방산과 대략 동일한 정도로 총 콜레스테롤 및 심장병 위험을 증가시킬 수 있으며, 따라서 식이에서 바람직하지 않음을 시사한다. 본 발명은 수소화 또는 부분적 수소화에 대한 필요성이 없이 고체 또는 반고체 생성물의 형성을 허용한다. 본 발명의 방법은 1종 이상의 유화제를 1종 이상의 LC-PUFA를 갖는 미생물 오일을 포함한 오일과 혼합시키는 것을 포함한다. 본 발명에 의해서 사용하기에 바람직한 유화제는 모노글리세라이드, 디글리세라이드, 모노/디글리세라이드 배합물, 레시틴, 락틸화된 모노-디글리세라이드, 폴리글리세롤 에스테르, 슈크로즈 지방산 에스테르, 나트륨 스테로일 락틸레이트, 칼슘 스테로일 락틸레이트 및 이들의 배합물이다. 바람직한 구체예에서, 유화제는 모노/디글리세라이드 배합물이다. 바람직한 구체예에서, 유화제는 혼합물 내에 약 0.01 중량％ 내지 약 2.0 중량％ 사이의 양으로, 약 0.025 중량％ 내지 약 1.0 중량％ 사이의 양으로, 및 약 0.05 중량％ 내지 약 0.2 중량％ 사이의 양으로 존재한다. 이론적으로 제한하고자 하는 것은 아니지만, 유화제는 혼합물 내에서 다양한 성분들 사이에서 안정성을 제공하여 균질한 조성물을 유지시키는 작용을 할 수 있는 것으로 생각된다. 안정성의 결여는 오일의 분리 또는 오일과 수성상의 분리를 제공할 수 있다. 유화제는 또한, 유화작용 이외에도 폭기, 전분 및 단백질 컴플렉스화, 수화, 결정 변형, 가용화 및 분산을 포함한 기능적 특성을 제공할 수 있다.
유화제를 오일과 혼합시키는 물리적 단계는 본 기술분야에서 공지된 어떤 통상적인 혼합의 방식으로도 수행된다. 조성물은 균질한 액체 용액을 수득하는 것과 같은 혼합이 달성되도록 혼합된다. 예를 들어, 미생물 오일 및/또는 유화제는 조성물이 완전히 액체이며 서로 혼화성이 되도록, 예를 들어, 약 40℃ 이상으로 가열하는 것이 필요할 수 있다. 바람직한 구체예에서, 오일은 윈터링되지 않은 LC-PUFA 풍부 오일이고, 약 40℃ 이상으로 가열하여 오일의 모든 성분을 가용화시킨다. 유화제는 바람직한 구체예에서 모노 및 디글리세라이드 유화제의 혼합물이며, 이것은 가열하여 별도의 용기 내에서 오일로부터 액체를 형성한다. 그 후, 용융된 오일 및 유화제는 공지된 어떤 방법에 의해서도, 바람직하게는 교반에 의해서 함께 혼합시켜 연속상 혼합물을 형성시킨다.
본 발명의 방법은 또한, 오일과 유화제의 혼합물을 고화시켜 고체 지방 조성물을 형성시키는 것을 포함한다. 예를 들어, 혼합물이 실온 이상에 있는 바람직한 구체예에서는 혼합물을 실온으로 냉각시키도록 할 수 있다. 대신으로, 혼합물은 실온 또는 예를 들어, 실온 이하로 적극적으로 냉각시킬 수 있다. 예를 들어, 조성물은 약 0℃ 내지 약 3℃ 사이로 냉각시켜 고화시킬 수 있다. 냉각의 단계 중에, 능동적이든 수동적이든 혼합물은 혼합되거나 교반될 수 있다. 이러한 방식으로, 냉각은 층화된 조성물이 발생하지 않으면서 균일한 냉각이 달성되도록 조절될 수 있다. 바람직하게는, 이러한 냉각조건은 지방의 결정구조 (즉, 분자들이 스스로 고체 단계로 배열되는 방식)가 원하는 생성물 가소성, 기능성 및 안정성을 제공하는 목적하는 수준에 도달하도록 하기 위하여 조정된다. 일반적으로, β-프라임 결정은 매끄러운 크림상의 점조성을 제공한다. β 결정은 일반적으로 β-프라임 결정보다 더 크고, 더 거칠며 더 과립상이고, 따라서 일반적으로 덜 바람직하다. 따라서, 바람직한 구체예에서, 냉각공정은 혼합물 내의 트리글리세라이드가 안정한 β-프라임 배열을 달성하여 매끄러운 점조성을 갖는 생성물을 생산하도록 조절된다. 이러한 바람직한 결정이 형성되도록 허용하는 냉각방법에는 혼합물을 약 1℃/분 내지 약 20℃/분, 약 5℃/분 내지 약 15℃/분, 및 약 10℃/분의 속도로 냉각시키는 것이 포함된다. 이론적으로 제한하고자 하는 것은 아니지만, 본 발명자들은 모노 및 디글리세라이드와 같이 본 발명에 의해서 사용하기에 적합한 일부의 유화제는 조성물 내에서의 트리글리세라이드 결정화에 적어도 부분적으로 영향을 미치고/미치거나 결정화를 조절하여 β-프라임 결정을 제공하는 작용을 하는 것으로 믿는다. 바람직하게는, 고체 지방 조성물 내의 약 50 중량％ 이상, 약 55 중량％ 이상, 약 60 중량％ 이상, 약 65 중량％ 이상, 약 70 중량％ 이상, 약 75 중량％ 이상, 약 80 중량％ 이상, 약 85 중량％ 이상, 약 90 중량％ 이상, 약 95 중량％ 이상, 또는 약 100 중량％ 이상의 지방 및/또는 오일은 β-프라임 결정 배열로 존재한다.
추가의 구체예에서, 오일과 유화제의 혼합물을 고화시켜 고체 지방 조성물을 형성시키는 단계는 혼합물을 통해서 질소를 도입시키는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 질소를 조성물 내로 버블링시킬 수 있다. 대신으로, 질소를 에멀젼과 함께 저온 결정화기 내에 도입시킬 수 있다.
고화단계 중에 질소의 도입은 생성물의 산화적 안정성을 증진시킬 수 있으며, 광택이 있는 외관을 제공함으로써 생성물 외관을 개선시킬 수 있다.
바람직한 구체예에서, 본 발명의 고체 지방 조성물은 균질한 조직을 가지며, 따라서 균일한 외관 및 점조성을 갖는다. 이들 구체예의 또 다른 특징은 조성물이 안정하고, 바람직하게는 연장된 기간 동안 정치시에 분리되지 않거나, 다른 경우라도 그의 균질한 조직을 상실하지 않는다는 것이다. 따라서, 조성물은 정치시키면 불균질한 외관 또는 점조성을 발생시키지 않는다. 바람직한 구체예에서, 본 발명의 조성물은 분리시키거나 다른 식으로 그의 균질한 조직을 상실하지 않으면서 실온에서 약 1일 이상, 약 1 주일 이상, 약 2 주일 이상, 약 3 주일 이상, 및 약 4 주일 이상 동안 정치시킬 수 있다.
본 발명의 조성물은 또한, 다수의 추가의 기능적 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 조성물은 예를 들어, 단백질, 단순 및 복합 탄수화물, 고체 및 미립자를 포함하는 마이크로캅셀화제 (microencapsulant)를 더 포함할 수 있다. 바람직한 마이크로캅셀화제에는 세포 미립자, 아카시아 고무, 말토덱스트린, 소수성으로 변형된 전분, 알지네이트, 카복시메틸셀룰로즈 및 구아 고무를 포함한 폴리사카라이드, 옥틸-치환된 전분과 같은 소수성으로 변형된 폴리사카라이드, 유장 단백질 분리물, 대두 단백질 및 나트륨 카제이네이트를 포함하는 단백질, 및 이들의 배합물이 포함된다. 또한, 본 발명의 조성물은 예를 들어, 음이온성 성분, 양이온성 성분, 비이온성 성분 및 양쪽성 성분을 포함하는 계면활성제, 수-불용성 유화제, 미분된 입자 및 천연적으로 존재하는 물질을 포함할 수 있다. 음이온성 성분에는 카복실산, 황산 에스테르, 알칸 설폰산, 알킬 방향족 설폰산, 다양한 음이온성 친수성기가 포함되며; 양이온성 성분에는 아민 염, 암모늄 화합물, 그 밖의 다른 질소 염기, 비-질소 염기가 포함되고; 비이온성 성분은 가용화기에 대한 에테르 결합, 에스테르 결합, 아미드 결합, 다양한 결합, 다중 결합을 포함하며; 양쪽성 성분에는 아미노 및 카복시, 아미노 및 황산 에스테르, 아미노 및 알칸 설폰산, 아미노 및 방향족 설폰산, 염기성 및 산성 기의 다양한 조합이 포함되고; 수-불용성 유화제에는 이온성 친수성기, 비이온성 친수성기가 포함되며; 미분된 입자에는 점토 및 탄소를 포함한 어떤 미분된 비-가용화된 입자라도 포함되고; 천연적으로 존재하는 물질에는 알지네이트, 셀룰로즈 유도체, 수용성 고무, 지질 및 스테롤, 포스포리피드, 지방산, 알콜, 단백질, 아미노산, 세제, 및 친수성 콜로이드가 포함된다. 그 밖의 다른 임의의 성분에는 폴리사카라이드를 포함하는 증점제가 포함된다. 증점제는 조성물의 점도를 상승시키기 위해서 사용되는 성분이다. 이러한 구체예에서, 추가의 기능적 성분(들)은 일반적으로 혼합단계 중에 첨가된다.
한가지 구체예에서, 고체 지방 조성물은 쇼트닝이다. 쇼트닝은 일반적으로 첨가된 물 또는 수성 성분을 거의 또는 전혀 갖지 않으며, 높은 수준의 지방을 포함한다. 대신으로, 고체 지방 조성물은 마가린, 스프레드 (spread), 마요네즈 또는 샐러드 드레싱과 같은 생성물일 수 있다. 이러한 생성물은 지방 및/또는 오일을 물 및/또는 밀크 생성물, 적합한 식용 단백질, 염류, 방향성 및 착색성 물질 및 비타민 A 및 D와 같은 다른 성분들과 블렌딩함으로써 제조된다. 마가린은 일반적으로 80％ 이상의 지방을 함유한다. 마요네즈 및 샐러드 드레싱은 일반적으로, 각각 65％ 및 30％ 이상의 식물유, 및 건조된 전체 난 또는 난황을 함유하는 반고체 지방 식품이다. 염류, 당, 향신료, 조미료, 식초, 레몬 쥬스 및 그 밖의 다른 성분들이 이들 생성물을 완성한다.
따라서, 본 발명의 조성물은 혼합물에 대한 수용성 액체의 첨가 또는 그의 존재를 더 포함할 수 있다. 바람직하게는, 수용성 액체는 물이며, 약 10 중량％ 미만, 약 1 중량％ 내지 약 10 중량％, 약 2 중량％ 내지 약 8 중량％, 및 약 4 중량％ 내지 약 6 중량％의 양으로 첨가된다. 수용성 액체의 존재는 하나 또는 그 이상의 추가의 수용성 성분의 첨가를 고려한다. 어떤 수용성 성분이라도 본 발명에 적합하다. 바람직한 추가의 성분에는 항산화제, 향료, 향미 증진제, 감미제, 안료, 비타민, 무기질, 프리바이오틱 화합물, 프로바이오틱 화합물, 치료학적 성분, 의약적 성분, 기능적 식품 성분, 가공 성분 또는 이들의 배합물이 포함된다.
특히 바람직한 구체예에서, 추가의 성분의 항산화제이다. 항산화제는 본 기술분야에서 공지되어 있으며, 발효 또는 액체 처리에 의한 미생물 오일의 생산시, 또는 본 발명의 방법 중의 어떤 시점에서라도 첨가될 수 있다. 항산화제는 산화적 품질저하로부터 수득된 생성물을 보존하는 것을 도와줄 수 있다. 적합한 항산화제는 숙련된 전문가에 의해서 선택될 수 있다. 바람직한 항산화제에는 아스코르빌 팔미테이트, 토코페롤, 시트르산, 아스코르빈산, 3급 부틸 하이드로퀴논 (TBHQ), 로즈마리 추출물, 레시틴 및 이들의 혼합물이 포함된다. 항산화제는 생성물 중에 본 기술분야에서 통상적인 양으로 포함될 수 있다. 특히 바람직한 항산화제는 아스코르빈산 또는 아스코르빈산의 염을 포함한다. 바람직한 구체예에서, 항산화제가 아스코르빈산 또는 아스코르빈산의 염인 경우에, 이것은 약 0.5 중량％ 내지 약 5 중량％, 약 1.5 중량％ 내지 약 5 중량％, 및 약 3 중량％ 내지 약 5 중량％ 범위의 양을 포함한 약 5 중량％ 이하의 양으로 첨가될 수 있다. 아스코르빈산, 시트르산 또는 그의 염과 같은 수용성 항산화제가 첨가되는 경우에, 이것은 조성물에 잘 분산되도록 물과 함께 첨가되어야 함을 주목하여야 한다. 놀랍게도, 본 발명의 생성물의 산화적 안정성의 증가 수준은, 특히 항산화제가 아스코르빈산 또는 아스코르빈산의 염인 경우에, 사용된 항산화제의 양에 대해서 예상되는 것보다 더 큰 것으로 나타났다. 예를 들어, 약 5 중량％의 아스코르빈산 또는 그의 염의 첨가는 본 발명의 조성물의 OSI (산화적 안정성 지수)를 3-배 증가시킨다.
지질을 포함하는 조성물의 산화적 상태 및 안정성은 본 기술분야에서 공지된 다수의 방법으로 측정될 수 있으며, 이들 기술의 대부분에 대한 설명은 미국유지화학자협회 (American Oil Chemist's Society)뿐만 아니라 다른 공급원으로부터 이용할 수 있다. 생성물의 산화적 안정성을 정량화하는 한가지 방법은 샘플을 열분해에 적용함에 따라서 샘플로부터 방출되는 전도성 종 (휘발성 분해생성물)의 양을 측정하는 란시매트 계기 (Rancimat instrument)를 사용하는 것과 같이 산화적 안정성 지수 (OSI)를 측정함에 의한 것이다. 바람직한 구체예에서, 본 발명의 조성물은 약 10 이상, 약 20 이상, 30 이상, 약 40 이상, 약 50 이상, 및 약 60 이상의 OSI 값을 갖는다.
바람직한 구체예에서, 본 발명의 생성물 (고품질 PUFA-함유 오일 생성물 및 고체 지방 조성물을 포함)은 산화적 분해를 최소화시키는 적절한 조건 하에서 저장한다. 이러한 저장조건을 제공하는 다수의 방법은 본 기술분야에서 공지되어 있으며, 예를 들어, 주위 공기를 불활성 가스 대기로 치환시키는 것과 같은 방법이 본 발명에 의해서 사용하는데 적합하다. 산화적 분해를 감소시키거나 최소화시키는 바람직한 방법은 생성물을 질소 (N2) 대기 또는 혼합된 질소 및 이산화탄소 대기 하에서 저장하는 것이다. 바람직하게는, 포장된 생성물은 질소 하에서 포장된다. 질소가스 대기를 생성물을 포함하는 용기 내에서 생성시키는 방법은 본 기술분야에서 공지되어 있다. 다른 바람직한 구체예에서, 이 생성물의 산화적 및/또는 화학적 안정성은 또한, 혼합물에 질소를 버블링시켜 이것이 냉각함에 따라 산화반응에 대한 여분의 보호를 제공하도록 함으로써 증가시킬 수 있다.
또 다른 바람직한 구체예에서, 본 발명의 생성물은 약제학적으로 허용되는 부형제 및/또는 첨가된 약제학적 활성제 (즉, 치료학적 또는 의약적 활성성분 또는 이들의 배합물)를 포함할 수 있다. 이 구체예는 물에서 낮은 용해도를 갖는 약제학적 활성제의 경우에 특히 유리하다. 이러한 약제학적 생성물은 LC-PUFA와 같은 유익한 영양소와 함께 치료학적 활성성분을 제공하는 이점을 갖는다. 약제학적으로 허용되는 부형제의 예로는 물, 포스페이트 완충된 식염수, 링거 용액 (Ringer's solution), 덱스트로즈 용액, 혈청-함유 용액, 행크 용액 (Hank's solution), 그 밖의 다른 수성의 생리적으로 평형화된 용액, 오일, 에스테르, 및 글리콜이 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다. 본 발명의 약제학적 활성제에는 스타틴, 항고혈압제, 항당뇨병제, 항치매제, 항우울제, 항비만제, 식욕억제제 및 기억력 및/또는 인지기능을 증진시키는 약제가 포함되나, 이들로 제한되지는 않는다. 또 다른 바람직한 구체예에서, 본 발명의 생성물은 기능성 식품 성분, 식품 첨가제 또는 그 밖의 다른 성분과 같은 식품 성분을 포함할 수 있다.
본 발명의 생성물은 단독으로 식품 생성물, 영양적 생성물, 또는 약제학적 생성물로서 사용될 수 있거나, 식품, 영양적 또는 약제학적 생성물에 혼입되거나 첨가될 수 있다. 첫 번째 구체예에서, 본 발명의 생성물은 본 발명의 오일 생성물 및 식품 성분을 포함하는 식품 생성물이다. 생성물은 오일 및/또는 쇼트닝 및/또는 스프레드 및/또는 음료, 소스, 유제품 (예를 들어, 밀크, 요구르트, 치즈 및 아이스크림) 및 구운 제품 내의 다른 지방성분과 같은 식품 성분으로 직접 사용될 수 있거나; 또는 대신으로 영양적 생성물로서, 예를 들어, 영양적 보충물 (캅셀 또는 정제 형태); 그의 고기와 생성물이 인간에 의해서 소비되는 동물을 위한 사료 또는 사료 보충물; 개, 고양이 및 말을 포함하는 (단, 이들로 제한되지는 않는다) 반려동물을 위한 사료 또는 사료 보충물; 이유식 및 조제분유를 포함한 식품 보충물로서 사용될 수 있다. 용어 "동물"은 동물계에 속하는 모든 유기체를 의미하며, 가금의 고기, 해산물, 소고기, 돼지고기 또는 양고기가 유래하는 어떤 동물이라도 포함되나, 제한되지는 않는다. 해산물은 어류, 새우 및 조개로부터 유래하나, 이들로 제한되지는 않는다. 용어 "생성물"은 난, 밀크, 또는 그 밖의 다른 생성물을 포함하여 (단, 이들로 제한되지는 않는다) 이러한 동물로부터 유래하는 고기 이외의 모든 생성물을 포함한다. 이러한 동물에게 공급되는 경우에, LC-PUFA와 같은 영양소는 이러한 동물의 고기, 밀크, 난 또는 다른 생성물에 혼입되어 그들에서 이들 영양소의 함량을 증가시킬 수 있다. 또한, 이러한 동물에게 공급되는 경우에, LC-PUFA와 같은 영양소는 동물의 전반적인 건강을 개선시킬 수 있다.
본 발명의 조성물은 구운 식품, 비타민 보충물, 식이 보충물, 분말상 드링크 등과 같은 광범한 생성물에 다양한 생산단계에서 첨가될 수 있다. 다수의 가공 또는 반가공된 분말상 식품 생성물이 본 발명의 조성물을 사용하여 생산될 수 있다.
본 발명의 생성물을 포함하는 식품 생성물의 부분적 리스트에는 도우, 배터, 예를 들어, 케이크, 치즈케이크, 파이, 컵케이크, 쿠키, 바아 (bar), 빵, 롤, 비스킷, 머핀, 패스트리, 스콘 (scone) 및 크루통 (crouton)과 같은 제품을 포함하는 구운 식품; 액체 식품 생성물, 예를 들어, 음료, 에너지 드링크, 조제분유, 액체 식사 (liquid meal), 과일 쥬스, 멀티비타민 시럽, 대용식 (meal replacer), 의약 식품, 및 시럽; 이유식, 요구르트, 치즈, 시리얼, 팬케이크 믹스와 같은 반고체 식품 생성물; 에너지 바를 포함하는 식품 바; 가공된 육류; 아이스크림; 동결된 디저트; 동결된 요구르트; 와플 믹스; 샐러드 드레싱; 및 대용 에그 믹스가 포함된다. 또한, 쿠키, 크래커, 단과자빵 (sweet good), 스낵 케이크, 파이, 그라놀라 (granola)/스낵 바 및 토스터 패스트리와 같은 구운 제품; 감자 칩, 옥수수 칩, 토르티야 (tortilla) 칩, 압출된 스낵, 팝콘, 프레즐 (pretzel), 감자 크리스프 (crisp) 및 넛트 (nut)와 같은 가염 스낵; 딥 (dip), 건조된 과일 스낵, 육류 스낵, 돼지고기 껍질, 건강식품 바, 쌀/옥수수 케이크와 같은 전문 스낵; 및 캔디와 같은 제과 스낵도 포함된다.
본 발명의 또 다른 생성물 구체예는 의료용 식품이다. 의료용 식품은 의사의 감독하에서 소비되거나 외부적으로 투여되는 제제 형태이며, 인정된 과학적 원리를 기초로 하여 명백한 영양적 필요성이 의학적 평가에 의해서 정립된 질병 또는 상태의 특이적인 식이적 관리를 목적으로 하는 식품이다.
미국 가특허출원 제 60/695,996 호 및 미국 가특허출원 제 60/738,304 호 각각의 전체 기술내용은 온전히 본 명세서에 참고로 포함된다.
본 발명은 특정한 방법, 생성물 및 유기체에 관하여 기술되어 있지만, 본 기술분야에서 통상적으로 숙련된 전문가가 이용가능할 수 있는 이러한 치환, 변형 및 최적화 모두를 포함한 본 명세서에 기술된 교시내용에 따라 수득될 수 있고 유용한 이러한 방법, 생성물 및 유기체 모두를 포함시키고자 한다. 이하의 실시예 및 시험결과는 설명을 목적으로 제공된 것이며, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예 1: 고품질의 조오일의 제조
DHA 오일-풍부 스키조키트리움 (Schizochytrium) 미생물을 발효기 내에서 성장시켜 발효육즙을 생성시켰다. 발효육즙을 수확하여 스키조키트리움 세포를 용해시키는 프로테아제인 알칼라제 (Alcalase®) 2.4와 접촉시켰다. 생성된 용해된 세포 혼합물은 에멀젼이었으며, 물 중의 이소프로판올의 27％ 용액과 접촉시켰다. 이 혼합물을 교반에 의해서 혼합시킨 다음에, 원심분리에 적용시켜 두 개의 상을 갖는 실질적으로 비-유화된 생성물을 생성시켰다. 무거운 상은 사용된 발효육즙의 성분을 함유하였으며, 가벼운 상은 약간의 이소프로판올 및 물과 함께 DHA-풍부 오일을 함유하였다. 가벼운 상을 건조시켜 고품질의 조오일을 생성시켰다.
실시예 2: 조류 오일 ( Algal oil )의 최소 처리
본 실시예는 본 발명에 따라 최소로 처리된 오일의 생산을 설명하는 것이다.
최소로 처리된 오일은 대규모로 생산되었다. DHA를 함유하는 스키조키트리움 미생물에 의해서 생성된 200 ㎏의 고품질의 조오일 (실시예 1에 기술된 바와 같이 생성됨)을 65℃ 내지 70℃로 가열하였다. 그 후, 약 0.2％ (오일의 w/w)의 50％ 시트르산 용액을 오일에 첨가하고, 질소 하에서 30 내지 45 분 동안 혼합시켰다. 이어서, 0.2 내지 0.5％ (오일의 w/w)의 여과 조제 (filter aid)를 오일에 첨가하고, 오일 내에 잔류하는 어떤 불순물이라도 제거하기 위해서 여과하였다. 그 후, 오일을 180 ㎏/시간의 공급속도로 210℃에서 탈취시켰다. 그 후, 탈취된 오일에 토코페롤, 아스코르빌 팔미테이트 및 로즈마리 추출물을 보충하였다. 각각의 공정 단계에서의 오일의 특징은 표 1에 제시하였다. 용어 "PV"는 퍼옥사이드 값을 의미하고; 용어 "FFA"는 유리 지방산을 의미하며; "p-AV"는 p-아니시딘 값을 의미한다. 이 공정에서의 회수율은 98％ 이상이었다.
공정 단계 PV
(meq/㎏)		 FFA
(％)		 p-AV 인
(ppm)		 DHA
(％ w/w)
조 0.15 0.22 3.7 3.32 34.0
시트르산-처리 0.26 0.21 3.6 검출 이하 분석되지 않음
항산화제 없이 탈취 0.28 0.13 4.9 검출 이하 분석되지 않음
항산화제에 의한 탈취 0.0 0.15 4.0 검출 이하 33.2
실시예 3a: 물리적 정련
본 실시예는 본 발명에 따르는 최소로 처리된 오일의 생산을 설명하는 것이다.
약 600 ㎏의 고품질의 조오일 (실시예 1에서 기술된 바와 같이 생성됨) (FFA < 0.3％, 인 < 10 ppm, PV < 2 meq/㎏)을 취하여 질소 및/또는 진공 하에서 50-55℃로 가열하였다. 약 0.2％ (w/w)의 50％ 시트르산을 첨가하고, 오일을 질소 및/또는 진공 하에 50-55℃에서 15 분 동안 유지시켰다. 트리실 600 (0.1％-3％ w/w, 통상적으로 0.25％)을 첨가하고, 온도를 질소 및/또는 진공 하에서 15 분 동안 50-55℃로 유지시켰다. 톤실 슈프림 (Tonsil Supreme) FF 표백점토 (0.1％-4％ w/w, 통상적으로 0.5％ 미만)를 첨가하고, 오일을 90-95℃로 가열하고, 진공 (> 24 Hg) 하에서 30 분 동안 유지시켰다. 그 후, 셀라이트 (0.1-0.5％ w/w, 통상적으로 0.2％)를 첨가하고, 오일을 스파클러 필터 (Sparkler filter)를 통해서 여과하였다. 그 후, 오일을 210-225℃ 및 180-225 ㎏/hr의 유속으로 탈취시켰다. 탈취시킨 후에, 항산화제를 첨가하였다. 이 공정에서는 실온에서 반고체인 오일을 수득하였다.
이 공정으로부터의 오일 수율은 ~92-97％의 범위였다. 항산화제를 사용한 이들 조작에 대한 품질 데이타는 표 2에 나타내었다.
실험 번호 초기 FFA
(％)		 최종 FFA
(％)		 초기 PV
(meq/㎏)		 최종 PV
(meq/㎏)		 초기 인
(ppm)		 최종 인
(ppm)
실험 #1 < 0.1 0.11 1.15 0 9.2 1.9
실험 #2 < 0.1 0.09 0.15 0 5.6 0
실험 #3 0.28 0.19 0.25 < 0.1 2.6 3.4
실험 #4 0.23 0.21 0.26 0 3.3 0
탈취된 오일의 FFAs는 항산화제를 첨가하기 전 및 후에 측정되었다. FFAs의 상당한 증가 (약 2×)가 항산화제를 첨가한 후에 관찰되었다.
실시예 3b: 물리적 정련 (투명한 오일)
본 실시예는 본 발명에 따르는 최소로 처리된 액체 오일 및 관련된 고체 지방 조성물의 생산을 설명하는 것이다.
약 1200 ㎏의 고품질의 조오일 (실시예 1에서 기술된 바와 같이 생성됨) (FFA < 0.3％, 인 < 12 ppm, PV < 2 meq/㎏)을 취하여 질소 및/또는 진공 하에서 50-55℃로 가열하였다. 약 0.2％ (w/w)의 50 중량％ 시트르산을 첨가하고, 오일을 질소 및/또는 진공 하에 50-55℃에서 15 분 동안 유지시켰다. 그 후, 오일을 다양한 유지시간 (hold time) (0-12 시간) 및 교반기 속도 (4-16 rpm)를 사용하여 질소 및/또는 진공 하에서 ~55℃로부터 ~35℃로 냉각시켰다. 이 시점에서, 셀라이트 (0.1-0.5％ w/w, 통상적으로 0.2％)를 첨가하고, 오일을 스파클러 필터를 통해서 여과하였다. 냉여과 단계를 반복하는데, 여기에서 오일은 질소 및/또는 진공 하에서 가열하고 다양한 유지시간 (0-12 시간) 및 교반기 속도 (4-16 rpm)를 사용하여 ~50℃로부터 ~30℃로 냉각시켰다. 셀라이트 (0.1-0.5％ w/w, 통상적으로 0.2％)를 다시 첨가하고, 오일을 스파클러 필터를 통해서 여과하였다. 다음에, 트리실 600 (0.1％-3％ w/w, 통상적으로 0.25％)을 첨가하고, 온도를 질소 및/또는 진공 하에서 15 분 동안 50-55℃ 사이로 유지시켰다. 톤실 슈프림 FF 표백점토 (0.1％-4％ w/w, 통상적으로 0.5％ 또는 그 미만)를 첨가하고, 오일을 90-95℃로 가열하고, 진공 (> 24" Hg) 하에서 30 분 동안 유지시켰다. 셀라이트 (0.1-0.5％ w/w, 통상적으로 0.2％)를 첨가하고, 오일을 스파클러 필터를 통해서 여과하였다. 그 후, 오일을 다시 다양한 유지시간 (0-12 시간) 및 교반기 속도 (4-16 rpm)를 사용하여 질소 및/또는 진공 하에서 ~40℃로부터 ~20℃로 냉각시켰다. 셀라이트 (0.1-0.5％ w/w, 통상적으로 0.2％)를 첨가하고, 오일을 스파클러 필터를 통해서 여과하였다. 그 후, 오일을 210-225℃ 및 180-225 ㎏/hr의 유속으로 탈취시켰다. 탈취시킨 후에, 항산화제를 첨가하였다. 이 공정에서는 실온에서 투명한 오일을 수득하였다. 이 공정으로부터의 오일 수율은 ~55-60％의 범위였다. 항산화제를 사용한 이들 조작에 대한 품질 데이타는 표 3에 나타내었다.
실험 번호 초기 FFA
(％)		 최종 FFA
(％)		 초기 PV
(meq/㎏)		 최종 PV
(meq/㎏)		 초기 인
(ppm)		 최종 인
(ppm)
실험 #1 0.21 0.1 0.32 0.5 < 5 2.6
실험 #2 0.19 0.17 < 0.1 0.07 11 3.1
실험 #3 0.12 0.17 0.53 0.07 3 6.5
실험 #4 0.18 0.08 0.26 0 3.3 0.5
필터에 의해서 보존되는 물질은 예를 들어, 가열 및 여과에 의해서 처리하여 표백점토로부터 고체 물질을 분리시켰다. 필터에 의해서 보존된 물질을 가열하여 고체를 용융시킬 수 있다. 그 후, 용융된 고체를 예를 들어, 여과에 의해서 점토로부터 분리시킨 다음에, 냉각시켜 재고화시킬 수 있다. 회수된 고체는 약 20-30％ PUFA를 함유할 것이며, 이들 중의 대부분은 DHA이다. 투명한 오일 및 고체는 예를 들어, 식품 또는 식품 첨가물로 사용될 수 있다.
실시예 3c: 물리적 정련/실리카 정련
본 실시예는 본 발명에 따르는 최소로 처리된 오일의 생산을 설명하는 것이다.
약 100 g의 고품질의 조오일 (실시예 1에서 기술된 바와 같이 생성됨) (FFA < 0.8％, 인 < 10 ppm, PV < 2 meq/㎏)을 취하여 질소 하에서 50-55℃로 가열하였다. 약 0.2％ (w/w)의 50 중량％ 시트르산을 첨가하고, 오일을 질소 및/또는 진공 하에 50-55℃에서 15 분 동안 유지시켰다. 이어서, 0.5％-1.25％ w/w의 실리카 (Brightsorb F100)를 첨가하고, 오일을 진공 하에서 85℃로 가열하였다. 30 분의 유지시간 후에, 톤실 슈프림 FF 표백점토 (0.5％ w/w)를 첨가하고, 오일을 90-95℃로 가열하고, 진공 (> 24" Hg) 하에서 30 분 동안 유지시켰다. 그 후, 셀라이트 (0.1-0.5％ w/w, 통상적으로 0.2％)를 첨가하고, 오일을 60-65℃로 냉각시킨 후에 부흐너 깔때기 (Buchner funnel)를 사용하여 진공 여과하였다. 이들 시험에 대한 수율은 95-96％ 사이였다. 이들 시험에 대한 품질 결과는 표 4에 나타내었다. 최종 생성물은 반고체 오일이었다. 이 생성물은 또한 탈취 및/또는 표백될 수도 있으며, 반고체 오일을 유지할 수 있다.
실험 번호 실리카
％		 초기 FFA
(％)		 최종 FFA
(％)		 초기 PV
(meq/㎏)		 최종 PV
(meq/㎏)		 초기 인
(ppm)		 최종 인
(ppm)
실험 #1 0.5％ 0.64 0.43 1.51 1.40 6.1 n/a
실험 #2 0.8％ 0.64 0.34 1.51 1.33 6.1 n/a
실험 #3 1.2％ 0.64 0.17 1.51 1.33 6.1 6.3
실시예 3d: 변형된 부식성 정련
본 실시예는 본 발명에 따르는 최소로 처리된 오일의 생산을 설명하는 것이다.
0.8％ 이하의 FFA를 갖는 약 600 ㎏의 고품질의 조오일 (실시예 1에서 기술된 바와 같이 생성됨) (인 < 12 ppm, PV < 2 meq/㎏)을 취하여 질소 및/또는 진공 하에서 50-55℃로 가열하였다. 약 0.2％ (w/w)의 50 중량％ 시트르산을 첨가하고, 오일을 질소 및/또는 진공 하에 50-55℃에서 15 분 동안 유지시켰다. 이 시점에서, 0.1％-0.5％ w/w의 50％ 부식제를 오일에 첨가하고, 60-65℃에서 15-30 분 동안 유지시켰다 (이것은 사용된 표준량보다 ~2-10 배 더 적은 부식제이다). 그 후, 오일을 원심분리하여 오일로부터 비누를 제거하였다. 트리실 600 (0.1％-3％ w/w, 통상적으로 0.25％)을 첨가하고, 온도를 질소 및/또는 진공 하에서 15 분 동안 50-55℃ 사이로 유지시켰다. 톤실 슈프림 FF 표백점토 (0.1％-4％ w/w, 통상적으로 0.5％ 또는 그 미만)를 첨가하고, 오일을 90-95℃로 가열하고, 진공 (> 24" Hg) 하에서 30 분 동안 유지시켰다. 셀라이트 (0.1-0.5％ w/w, 통상적으로 0.2％)를 첨가하고, 오일을 스파클러 필터를 통해서 여과하였다. 그 후, 오일을 210-225℃ 및 180-225 ㎏/hr의 유속으로 탈취시켰다. 탈취시킨 후에, 항산화제를 첨가하였다. 이 공정에서는 반고체 액체를 수득하였다.
이 공정으로부터의 오일 수율은 ~81-91％의 범위였다. 항산화제를 사용한 이들 조작에 대한 품질 데이타는 표 5에 나타내었다.
실험 번호 초기 FFA
(％)		 최종 FFA
(％)		 초기 PV
(meq/㎏)		 최종 PV
(meq/㎏)		 초기 인
(ppm)		 최종 인
(ppm)
실험 #1 0.26 < 0.1 1.37 0 11.6 4.0
실험 #2 0.54 < 0.1 1.84 0 9.8 4.5
실험 #3 0.75 0.1 0.17 < 0.1 8.0 5.0
실험 #4 0.40 0.13 0 < 0.1 7.0 0.6
실험 #5 0.23 0.08 0.31 0 3.3 0.9
실시예 3e: 변형된 부식성 정련/원심분리 없음
본 실시예는 본 발명에 따르는 최소로 처리된 오일의 생산을 설명하는 것이다.
약 100 g의 고품질의 조오일 (실시예 1에서 기술된 바와 같이 생성됨) (FFA < 0.3％, 인 < 12 ppm, PV < 2 meq/㎏)을 취하여 질소 및/또는 진공 하에서 50-55℃로 가열하였다. 약 0.2％ (w/w)의 50 중량％ 시트르산을 첨가하고, 오일을 질소 및/또는 진공 하에 50-55℃에서 15 분 동안 유지시켰다. 이 시점에서, 0.4％ w/w의 50％ 부식제를 오일에 첨가하고, 60-65℃에서 15-30 분 동안 유지시켰다 (이것은 사용된 표준량보다 ~2-10 배 더 적은 부식제이다). 그 다음에, 트리실 600 (1.5％ w/w)을 첨가하고, 온도를 질소 및/또는 진공 하에서 15 분 동안 50-55℃ 사이로 유지시켰다. 셀라이트 (0.2％ w/w)를 오일에 첨가하고, 이것을 부흐너 깔때기를 사용하여 진공 여과하였다. 톤실 슈프림 FF 표백점토 (1.0％ w/w)를 여과된 오일에 첨가하고, 이것을 90-95℃로 가열하여, 진공 (> 24" Hg) 하에서 30 분 동안 유지시켰다. 셀라이트 (0.2％ w/w)를 첨가하고, 오일을 부흐너 깔때기를 사용하여 진공 여과하였다. 이 시험에 대한 품질 결과는 표 6에 나타내었다. 최종 생성물은 반고체 오일이었다. 이 생성물은 또한 탈취 및/또는 표백될 수도 있으며, 반고체 오일을 유지할 수 있다.
실험 번호 초기 FFA
(％)		 최종 FFA
(％)		 초기 PV
(meq/㎏)		 최종 PV
(meq/㎏)		 초기 AV 최종 AV
실험 #1 0.64 0.14 1.51 1.21 6.1 5.6
실시예 4: 조 조류 오일의 분획화
본 실시예는 DHA를 함유하는 스키조키트리움 미생물에 의해서 생성된 조 조류 오일을 본 발명에 따라 올레인 및 스테아린으로 건식 분획화시키는 것을 설명한다.
350 ㎏의 조오일을 액체 올레인 및 고체 스테아린 분획을 생성시키기 위하여 본 발명에 따르는 건식 분획화 공정에 적용시켰다. 조 조류 오일 내의 모든 결정성 상의 용융은 이들을 용기 내에서 교반하면서 60-70℃로 가열함으로써 보장하였다. 그 후, 물질을 분당 40 회전으로 상승시킨 교반기의 속도로 전-냉각상 중에 빠르게 20-30℃로 냉각시켰다. 이 상에서 최고로 가능한 열전달계수를 수득하기 위하여 액체 냉각제를 사용하였으며, 본 실시예에서는 물이었다. 냉각제의 온도는 핵형성 온도 이하로 크게 저하하도록 허용되지 않았다.
후속 핵형성상은 교반용기 내에서 수행되었으며, 교반기 속도를 분당 20 회전으로 감소시킴으로써 개시되었다. 오일의 추가의 냉각은 냉각제와 오일 사이에 존재하는 온도 차이를 20-30℃의 초기 오일 온도로부터 약 12-14℃의 결정화 온도로 저하하도록 조절함으로써 수행되었다. 일단 결정화 온도에 도달하면, 교반기 속도를 분당 15 회전으로 감소시켰다. 결정화의 종결은 나머지 오일, 즉 결정들 사이에 여전히 존재할 수 있는 소위 올레인 분획에 대한 목적하는 운점에 도달한 직후에 현탁액을 여과 유니트에 옮김으로써 이루어졌다. 올레핀 분획의 운점을 모니터하기 위하여, 결정화상 중에 현탁액 샘플의 시험 여과를 수행하였다.
결정 현탁액을 여과 유니트에 옮긴 후에, 액체상을 여과포 (filter cloth)를 통해서 압착시켰다. 여과 챔버를 여과 챔버의 용적을 기계적으로 감소시킴으로써 발생되고, 서서히 증가된 서서히 증가하는 압축 압력에 의해서 충진시켰다. 최종 여과 압력은 10 바아에 도달하였다. 여과한 후에, 분리된 분획을 평량하였다. 올레인 수율은 여과액의 중량이다. 스테아린 수율은 필터 상에 잔류하는 결정 매스의 중량이다. 측정된 올레인 및 스테아린 분획의 수율은 표 7에 제시되어 있다. 공급물질, 올레인 및 스테아린 분획의 조성은 표 8에 제시되었다.
파라메터 결과
냉각 곡선 (h) 13
슬러리의 최종 온도 (℃) 14.2
슬러리의 고체 지방 함량 (％) 7.3
스테아린의 고체 지방 함량 (％) 39.6
올레인 수율 (％) 83.4
스테아린 수율 (％) 14.4
파라메터 공급물 올레인 스테아린
수분 함량 (ppm) 564-660 - -
운점 (℃) 11.5-17.4 -4.8 내지 -5.5 -
요오드가 235.8-265 260.4-278.7 184.2-210.8
지방산 조성 (％ w/w):
12:0
14:0
14:1
16:0
16:1
18:1n-9
22:1
20:5n-3
22:5n-6
22:6n-3
0.2-0.4
10.0-12.6
0.4-0.5
25.3-27.1
0.7-0.8
0.3-1.9
0.9-1.0
1.4-1.6
14.6-17.1
39.8-43.4
0.3-0.4
8.6-8.8
0.0-0.4
22.5-23.1
0.0
0.3-0.5
1.0-1.1
1.7-1.8
18.0-18.3
45.8-46.0
0.3-0.6
14.9-16.1
0.5-0.6
36.1-39.1
0.0
0.0-0.4
0.7-0.8
1.0-1.5
11.9-12.9
29.1-31.8
고체 지방 함량 (％):
0℃
10℃
15℃
20℃
25℃
30℃
35℃
40℃
45℃
50℃
55℃
8.7
7.5
6.8
6.1
5.4
3.1
2.4
0.8
0.0
0.0
0.0
0.0
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
36.3-44.1
34.8-41.2
33.2-38.5
30.5-35.9
28.9-34.0
26.3-31.1
21.0-25.4
12.9-17.2
4.5-5.2
1.5-2.0
0.0
올레핀 (액체) 및 스테아린 (고체 또는 반고체) 분획을 본 명세서에 기술되고, 상기 실시예에 설명된 최소의 처리방법 중의 어떤 것이나에 의해서, 또는 선행기술에서 공지된 어떤 방법에 의해서나 더 처리하여 탈취된 오일을 생성시킬 수 있었다.
실시예 5
이하의 실시예는 본 발명의 고체 지방 생성물을 형성시키기 위한 벤치-스케일 (bench-scale) 방법을 나타낸다.
스키조키트리움 미생물의 바이오매스로부터 헥산에 의해서 추출된 윈터링되지 않은 오일을, 모든 고체 물질이 용해하여 균질한 액체가 형성될 때까지 40℃로 가열하였다. 별도의 용기에서, 모노글리세라이드 및 디글리세라이드 유화제 (DIMODAN PTK A, DANISCO로부터 입수할 수 있음)를 완전히 액체가 될 때까지 동일한 온도 (40℃)에서 용융시켰다. 그 후, 용융된 유화제를 용융된 오일에 첨가하고, 함께 혼합시켰다. 그 후, 오일/유화제 혼합물을 빙욕으로 옮기고, 냉각시키면서 계속해서 혼합시켰다. 냉각된 생성물은 쇼트닝의 점조성을 갖는 고체였다. 그 후, 생성물을 용기에 옮기고 저장하였다.
실시예 6
이하의 실시예는 생성물을 고화시키는 단계 중에 질소를 도입시켜 고체 지방 생성물을 형성시키는 벤치-스케일 방법을 나타낸다.
질소를 조성물이 냉각함에 따라서 조성물 내에 약 10 내지 약 50 ㎖/분의 속도로 버블링시켜 생성물에 여분의 안정성을 제공하고, 생성물의 색상/물리적 특징을 뚜렷하지 않은 외관으로부터 광택이 있는 황색 외관으로 변화시키는 것을 제외하고는, 공정의 과정은 실시예 5에 언급된 바와 동일하였다. 냉각된 생성물은 쇼트닝의 점조성을 갖는 고체였다. 냉각시킨 후에, 생성물을 용기에 옮기고 저장하였다.
실시예 7
이하의 실시예는 고체 지방 생성물을 형성하는 파일롯 (pilot) 또는 대규모 방법을 나타낸다.
스키조키트리움 미생물의 바이오매스로부터 헥산에 의해서 추출된 윈터링되지 않은 오일을, 모든 고체 물질이 용해하여 균질한 액체가 형성될 때까지 40℃로 가열하였다. 별도의 용기에서, 실시예 5에서와 같은 유화제를 완전히 액체가 될 때까지 동일한 온도 (40℃)에서 용융시켰다. 그 후, 용융된 유화제를 용융된 오일 (HM)에 첨가하고, 함께 혼합시켰다. 뜨거운 액체 에멀젼을 교반하면서 얼음 중의 비이커에 도입시켜 스크레이프 표면열교환기 (scrape surface heat exchanger)를 모방하여 냉각시켰다. 조성물은 약 4 분에 걸쳐서 약 40℃로부터 약 0℃로 냉각시켰다. 이 공정 중에, 질소를 약 10 내지 약 50 ㎖/분의 속도로 조성물에 도입시켰다. 냉각시킨 후에, 생성된 결정화된 지방은 이어서 용기에 옮기고 저장하였다.
실시예 8
이하의 실시예는 오일 및 영양소가 첨가된 고체 지방 생성물을 형성하는 파일롯 또는 대규모 방법을 나타낸다.
유화제 및 오일의 혼합물은 실시예 7에 기술된 바와 같이 제조하였다. 혼합물이 냉각함에 따라서 이것을 지속적으로 혼합시키고, 5 중량％의 물을 첨가하여 약간 상이한 점조성을 갖는 생성물을 수득하였다. 그 후, 유리산으로서 아스코르빈산을 약 5 중량％로 혼합물에 첨가하였다. 그 후, 엽산을 약 0.0008 중량％로 혼합물에 첨가하였다. 그 후, 생성된 결정화된 지방은 용기에 옮기고 저장하였다.
실시예 9
이하의 실시예는 아스코르빈산을 함유하고, 아스코르빈산 및 엽산을 함유하는 본 발명의 조성물에 대한 산화정 안정성의 증가를 나타내는 것이다.
본 발명의 고체 지방 조성물은 실시예 5에 따라서 제조되었다. 추가로 아스코르빈산 (5 중량％) 및 물 (5 중량％)을 함유하고, 아스코르빈산 (5 중량％), 엽산 (0.0008 중량％) 및 물 (5 중량％)을 함유하는 고체 지방 조성물은 냉각단계 중에 추가의 성분들을 도입시킴으로써 실시예 1에 따라 제조되었다. 생성된 조성물은 산화적 안정성에 대하여 평가하였으며, 결과는 도 3에 나타내었다. 여기에서 볼 수 있는 바와 같이, 아스코르빈산 및 물의 첨가는 기본 조성물의 OSI 값을 3 배 이상으로 하였다. 또한, 아스코르빈산 및 물을 갖는 조성물에 대한 엽산의 첨가는 조성물의 산화적 안정성을 증가시켰다.
실시예 10: 최소로 처리된 오일을 함유하는 블렌딩된 조성물
상기 실시예 3a 및 3d로부터의 DHA-풍부 오일을 아라스코 (ARASCO®; Martek Biosciences, Columbia, MD)와 2:1의 비로 배합시켜 ARA- and DHA-함유 오일 블렌드를 생성시켰다.
최소로 처리된 DHA 및 아라스코 ( ARASCO ®)로부터 제조된 블렌딩된 조성물의 품질 특성
파라메터 아라스코 / DHA 오일 ( Ex . 2a),
2:1 		아라스코 / DHA 오일 ( Ex . 2d),
2:1
물리적 설명:
색상 (시각)
색상 (Lovibond)
25℃에서 오일 투명도
40℃에서 오일 투명도
밝은 황색
1.9 R / 70.0 Y
점성의 불투명한 액체
투명한 액체
오렌지색
3.2 R / 70.0 Y
점성의 불투명한 액체
투명한 액체
화학적 분석:
DHA (㎎/g)
DHA (면적％)
ARA (㎎/g)
ARA (면적％)
PV (meq/㎏)
p-AV
FFA (％)
수분 및 휘발성물질 (％)
불비누화물질 (％)
트랜스 지방산 (％)
123
12.9
247.3
27.3
0.45
5.9
0.07
검출 이하
1.9
검출 이하
127
13.3
255.6
28.1
0.45
7.2
0.07
검출 이하
1.9
검출 이하
원소분석:
As
Cu
Fe
Pb
Hg
검출 이하
검출 이하
검출 이하
검출 이하
검출 이하
검출 이하
검출 이하
검출 이하
검출 이하
검출 이하
지방산 프로필 (주요 지방산):
14:0
16:0
18:0
18:1n-9
18:2n-6
18:3n-6
22:0
20:3n-6
20:4n-6
24:0
22:5n-6
22:6n-3
5.2
17.4
5.7
10.9
4.6
1.9
1.0
2.3
27.3
1.1
4.8
12.9
4.0
16.7
5.8
10.9
4.8
2.0
1.0
2.3
28.1
1.1
5.0
13.3
실시예 11
이하의 실시예는 스키조키트리움으로부터 유래하는 오일 및 팜 스테아린에 의해 고체 지방 생성물을 형성시키는 벤치-스케일 방법을 나타낸 것이다.
스키조키트리움 미생물의 바이오매스로부터 생성된, 윈터링되지 않고 완전히 정련된 오일을, 모든 고체 물질이 용융하고 균질한 액체가 형성될 때까지 질소 하에서 40-50℃로 가열하였다. 별도의 용기에서, 팜 스테아린 (Ciranda Inc., Hudson, WI로부터 입수할 수 있음)을 완전히 액체가 될 때까지 동일 온도 (40-50℃)에서 용융시켰다. 사용된 팜 스테아린에 대한 윈터링되지 않은 오일의 비는 75 대 25 (％, w/w)였다. 이어서, 용융된 팜 스테아린을 스키조키트리움으로부터 유래하는 윈터링되지 않은 오일과 혼합시켰다. 또 다른 용기에서 모노글리세라이드 및 디글리세라이드 유화제 (디모단 (Dimodan) 930-KA 또는 그린드스테드 (Grindsted) PS 219/B K-A; Danisco, Denmark로부터 입수할 수 있음)를 균질한 액체가 형성될 때까지 70-75℃로 가열하였다. 그 후, 용융된 오일 블렌드 (윈터링되지 않은 오일과 팜 스테아린)를 용융된 유화제에 첨가하고, 함께 혼합시켰다. 뜨거운 액체 제제를 질소 하에 교반하면서 냉각기 배취 (chiller batch)에서 15℃로 냉각시켰다. 일단 결정화 온도에 도달하면, 제제를 교반하면서 15℃에서 1 시간 동안 유지시켰다. 그 후, 생성된 결정화된 지방 제제를 용기에 옮기고 저장하였다. 결과는 이하의 표 9에 나타내었다.
물리적 및 화학적 특성 결과
퍼옥사이드 값 (meq/㎏) 4.1-8.6
유리 지방산 (％) 0.15-0.17
p-아니시딘 값 검출 이하
란시매트 (시간) 10.9-13.5
DHA 함량 (㎎/g) 215.4-239.2
고체 지방 함량 (％):
10.0℃ 24.4-26.9
21.1℃ 18.3-19.8
26.7℃ 14.6-16.6
33.3℃ 9.2-10.6
37.8℃ 7.8-8.1
실시예 12
이하의 실시예는 스키조키트리움으로부터 유래하는 오일 및 팜핵 스테아린에 의해 고체 지방 생성물을 형성시키는 벤치-스케일 방법을 나타낸 것이다.
스키조키트리움 미생물의 바이오매스로부터 생성된, 윈터링되지 않고 완전히 정련된 오일을, 모든 고체 물질이 용융하고 균질한 액체가 형성될 때까지 질소 하에서 40-50℃로 가열하였다. 별도의 용기에서, 팜핵 스테아린 (Ciranda Inc., Hudson, WI로부터 입수할 수 있음)을 완전히 액체가 될 때까지 동일 온도 (40-50℃)에서 용융시켰다. 팜핵 스테아린에 대한 윈터링되지 않은 오일의 비는 75:25 내지 80:20 (％, w/w)이었다. 이어서, 용융된 팜핵 스테아린을 스키조키트리움으로부터 유래하는 윈터링되지 않은 오일과 혼합시켰다. 또 다른 용기에서 모노글리세라이드 및 디글리세라이드 유화제 (디모단 930-KA 또는 그린드스테드 PS 219/B K-A; Danisco, Denmark로부터 입수할 수 있음)를 균질한 액체가 형성될 때까지 70-75℃로 가열하였다. 그 후, 용융된 오일 블렌드 (윈터링되지 않은 오일과 팜핵 스테아린)를 용융된 유화제에 첨가하고, 함께 혼합시켰다. 뜨거운 액체 제제를 질소 하에 교반하면서 냉각기 배취에서 15℃로 냉각시켰다. 일단 결정화 온도에 도달하면, 제제를 교반하면서 15℃에서 1 시간 동안 유지시켰다. 그 후, 생성된 결정화된 지방 제제를 용기에 옮기고 저장하였다. 결과는 이하의 표 10에 나타내었다.
물리적 및 화학적 특성 결과
퍼옥사이드 값 (meq/㎏) 1.1
유리 지방산 (％) 0.11
p-아니시딘 값 검출 이하
란시매트 (시간) 7.3
DHA 함량 (㎎/g) 225.8
고체 지방 함량 (％):
10.0℃ 32.6
21.1℃ 18.3
26.7℃ 11.2
33.3℃ 4.1
37.8℃ 2.0
실시예 13
이하의 실시예는 첨가된 항산화제와 함께 스키조키트리움 오일 및 팜핵 스테아린을 함유하는 고체 지방 생성물을 형성시키는 벤치-스케일 방법을 나타낸 것이다.
스키조키트리움 미생물의 바이오매스로부터 생성된, 윈터링되지 않고 완전히 정련된 오일을 0.2％ (w/w) 항산화제 (10％ 토코페롤 및 10％ 아스코르빌 팔미테이트를 함유)와 혼합시키고, 모든 고체 물질이 용융하고 균질한 액체가 형성될 때까지 질소 하에서 40-50℃로 가열하였다. 별도의 용기에서, 팜핵 스테아린 (Ciranda Inc., Hudson, WI로부터 입수할 수 있음)을 완전히 액체가 될 때까지 동일 온도 (40-50℃)에서 용융시켰다. 팜핵 스테아린에 대한 윈터링되지 않은 오일의 비는 75:25 (％, w/w)로 사용되었다. 이어서, 용융된 팜핵 스테아린을 스키조키트리움으로부터 유래하는 윈터링되지 않은 오일과 혼합시켰다. 또 다른 용기에서 모노글리세라이드 및 디글리세라이드 유화제 (디모단 930-KA 또는 그린드스테드 PS 219/B K-A; Danisco, Denmark로부터 입수할 수 있음)를 균질한 액체가 형성될 때까지 70-75℃로 가열하였다. 그 후, 용융된 오일 블렌드 (윈터링되지 않은 오일과 팜핵 스테아린)를 용융된 유화제에 첨가하고, 함께 혼합시켰다. 뜨거운 액체 제제를 질소 하에 교반하면서 냉각기 배취에서 15℃로 냉각시켰다. 일단 결정화 온도에 도달하면, 제제를 교반하면서 15℃에서 1 시간 동안 유지시켰다. 그 후, 생성된 결정화된 지방 제제를 용기에 옮기고 저장하였다. 결과는 이하의 표 11에 나타내었다.
물리적 및 화학적 특성 결과
퍼옥사이드 값 (meq/㎏) 0.3-0.5
유리 지방산 (％) 0.15-0.20
p-아니시딘 값 검출 이하
란시매트 (시간) 18.9-25.0
DHA 함량 (㎎/g) 232-243
고체 지방 함량 (％):
10.0℃ 30.6-35.6
21.1℃ 16.6-21.9
26.7℃ 9.7-15.2
33.3℃ 2.3-4.2
37.8℃ 1.5-3.2
실시예 14
이하의 실시예는 10-20％ (w/w) DHA를 함유하는 팜핵 스테아린과 스키조키트리움 오일에 의한 고체 지방 생성물을 형성시키는 벤치-스케일 방법을 나타낸 것이다.
스키조키트리움 미생물의 바이오매스로부터 생성된, 윈터링되지 않고 완전히 정련된 오일을 0.2％ (w/w) 항산화제 (10％ 토코페롤 및 10％ 아스코르빌 팔미테이트를 함유)와 혼합시키고, 모든 고체 물질이 용융하고 균질한 액체가 형성될 때까지 질소 하에서 40-50℃로 가열하였다. 별도의 용기에서, 팜핵 스테아린 (Ciranda Inc., Hudson, WI로부터 입수할 수 있음)을 완전히 액체가 될 때까지 동일 온도 (40-50℃)에서 용융시켰다. 팜핵 스테아린에 대한 윈터링되지 않은 오일의 비는 60:40 (％, w/w)으로 사용되었다. 이어서, 용융된 팜핵 스테아린을 스키조키트리움으로부터 유래하는 윈터링되지 않은 오일과 혼합시켰다. 또 다른 용기에서 모노글리세라이드 및 디글리세라이드 유화제 (디모단 930-KA 또는 그린드스테드 PS 219/B K-A; Danisco, Denmark로부터 입수할 수 있음)를 균질한 액체가 형성될 때까지 70-75℃로 가열하였다. 그 후, 용융된 오일 블렌드 (윈터링되지 않은 오일과 팜핵 스테아린)를 용융된 유화제에 첨가하고, 함께 혼합시켰다. 뜨거운 액체 제제를 질소 하에 교반하면서 냉각기 배취에서 15℃로 냉각시켰다. 일단 결정화 온도에 도달하면, 제제를 교반하면서 15℃에서 1 시간 동안 유지시켰다. 그 후, 생성된 결정화된 지방 제제를 용기에 옮기고 저장하였다. 결과는 이하의 표 12에 나타내었다.
물리적 및 화학적 특성 결과
퍼옥사이드 값 (meq/㎏) 0.5-0.7
유리 지방산 (％) 0.23-0.25
p-아니시딘 값 검출 이하
란시매트 (시간) 20-26
DHA 함량 (㎎/g) 192-199
고체 지방 함량 (％):
10.0℃ 39.8-42.6
21.1℃ 25.0-27.1
26.7℃ 13.6-12.2
33.3℃ 2.8-2.9
37.8℃ 2.5-3.0
실시예 15
이하의 실시예는 20-30％ (w/w) DHA를 함유하는 팜핵 스테아린과 스키조키트리움 오일에 의한 고체 지방 생성물을 형성시키는 벤치-스케일 방법을 나타낸 것이다.
스키조키트리움 미생물의 바이오매스로부터 생성된, 윈터링되지 않고 완전히 정련된 오일을 0.2％ (w/w) 항산화제 (10％ 토코페롤 및 10％ 아스코르빌 팔미테이트를 함유)와 혼합시키고, 모든 고체 물질이 용융하고 균질한 액체가 형성될 때까지 질소 하에서 40-50℃로 가열하였다. 별도의 용기에서, 팜핵 스테아린 (Ciranda Inc., Hudson, WI로부터 입수할 수 있음)을 완전히 액체가 될 때까지 동일 온도 (40-50℃)에서 용융시켰다. 팜핵 스테아린에 대한 윈터링되지 않은 오일의 비는 75:25 내지 85:15 (％, w/w)의 범위였다. 이어서, 용융된 팜핵 스테아린을 스키조키트리움으로부터 유래하는 윈터링되지 않은 오일과 혼합시켰다. 또 다른 용기에서 모노글리세라이드 및 디글리세라이드 유화제 (디모단 930-KA 또는 그린드스테드 PS 219/B K-A; Danisco, Denmark로부터 입수할 수 있음)를 균질한 액체가 형성될 때까지 70-75℃로 가열하였다. 그 후, 용융된 오일 블렌드 (윈터링되지 않은 오일과 팜핵 스테아린)를 용융된 유화제에 첨가하고, 함께 혼합시켰다. 뜨거운 액체 제제를 질소 하에 교반하면서 냉각기 배취에서 15℃로 냉각시켰다. 일단 결정화 온도에 도달하면, 제제를 교반하면서 15℃에서 1 시간 동안 유지시켰다. 그 후, 생성된 결정화된 지방 제제를 용기에 옮기고 저장하였다. 결과는 이하의 표 13에 나타내었다.
물리적 및 화학적 특성 결과
퍼옥사이드 값 (meq/㎏) 0.0-0.6
유리 지방산 (％) 0.16-0.24
p-아니시딘 값 0.0-5.0
란시매트 (시간) 19.6-22.4
DHA 함량 (㎎/g) 236-283
고체 지방 함량 (％):
10.0℃ 27.7-32.1
21.1℃ 15.2-18.1
26.7℃ 9.8-11.6
33.3℃ 4.5-4.9
37.8℃ 2.7-2.9
실시예 16
이하의 실시예는 > 30％ (w/w) DHA를 갖는 팜핵 스테아린과 스키조키트리움 오일을 함유하는 고체 지방 생성물을 형성시키는 벤치-스케일 방법을 나타낸 것이다.
스키조키트리움 미생물의 바이오매스로부터 생성된, 윈터링되지 않고 완전히 정련된 오일을 0.2％ (w/w) 항산화제 (10％ 토코페롤 및 10％ 아스코르빌 팔미테이트를 함유)와 혼합시키고, 모든 고체 물질이 용융하고 균질한 액체가 형성될 때까지 질소 하에서 40-50℃로 가열하였다. 별도의 용기에서, 팜핵 스테아린 (Ciranda Inc., Hudson, WI로부터 입수할 수 있음)을 완전히 액체가 될 때까지 동일 온도 (40-50℃)에서 용융시켰다. 사용된 팜핵 스테아린에 대한 윈터링되지 않은 오일의 비는 80:20 (％, w/w)이었다. 이어서, 용융된 팜핵 스테아린을 스키조키트리움으로부터 유래하는 윈터링되지 않은 오일과 혼합시켰다. 또 다른 용기에서 모노글리세라이드 및 디글리세라이드 유화제 (디모단 930-KA 또는 그린드스테드 PS 219/B K-A; Danisco, Denmark로부터 입수할 수 있음)를 균질한 액체가 형성될 때까지 70-75℃로 가열하였다. 그 후, 용융된 오일 블렌드 (윈터링되지 않은 오일과 팜핵 스테아린)를 용융된 유화제에 첨가하고, 함께 혼합시켰다. 뜨거운 액체 제제를 질소 하에 교반하면서 냉각기 배취에서 15℃로 냉각시켰다. 일단 결정화 온도에 도달하면, 제제를 교반하면서 15℃에서 1 시간 동안 유지시켰다. 그 후, 생성된 결정화된 지방 제제를 용기에 옮기고 저장하였다. 결과는 이하의 표 14에 나타내었다.
물리적 및 화학적 특성 결과
퍼옥사이드 값 (meq/㎏) 0.2-0.4
유리 지방산 (％) 0.12-0.17
p-아니시딘 값 검출 이하
란시매트 (시간) 18.9-19.9
DHA 함량 (㎎/g) 310-319
고체 지방 함량 (％):
10.0℃ 23.1-28.5
21.1℃ 11.4-16.5
26.7℃ 6.3-10.7
33.3℃ 4.3-5.0
37.8℃ 2.9-3.1
실시예 17
이하의 실시예는 첨가된 천연 버터향 및 고미 차폐제 (bitterness masker)를 갖는 팜핵 스테아린과 스키조키트리움 오일을 함유하는 고체 지방 생성물을 형성시키는 벤치-스케일 방법을 나타낸 것이다.
스키조키트리움 미생물의 바이오매스로부터 생성된, 윈터링되지 않고 완전히 정련된 오일을 0.2％ (w/w) 항산화제 (10％ 토코페롤 및 10％ 아스코르빌 팔미테이트를 함유), 0.1-0.15％ (w/w) 천연 버터향 (Danisco로부터 입수할 수 있음) 및 0.03-0.05％ (w/w) 천연 고미 차폐제 (Firmenich Inc.로부터 입수할 수 있음)와 혼합시켰다. 그 후, 이것을 모든 고체 물질이 용융하고 균질한 액체가 형성될 때까지 질소 하에서 40-50℃로 가열하였다. 별도의 용기에서, 팜핵 스테아린 (Ciranda Inc., Hudson, WI로부터 입수할 수 있음)을 완전히 액체가 될 때까지 동일 온도 (40-50℃)에서 용융시켰다. 사용된 팜핵 스테아린에 대한 윈터링되지 않은 오일의 비는 80:20 (％, w/w)이었다. 이어서, 용융된 팜핵 스테아린을 스키조키트리움으로부터 유래하는 윈터링되지 않은 오일과 혼합시켰다. 또 다른 용기에서 모노글리세라이드 및 디글리세라이드 유화제 (디모단 930-KA; Danisco, Denmark로부터 입수할 수 있음)를 균질한 액체가 형성될 때까지 70-75℃로 가열하였다. 그 후, 용융된 오일 블렌드 (윈터링되지 않은 오일과 팜핵 스테아린)를 용융된 유화제에 첨가하고, 함께 혼합시켰다. 뜨거운 액체 제제를 질소 하에 교반하면서 냉각기 배취에서 15℃로 냉각시켰다. 일단 결정화 온도에 도달하면, 제제를 교반하면서 15℃에서 1 시간 동안 유지시켰다. 그 후, 생성된 결정화된 지방 제제를 용기에 옮기고 저장하였다. 결과는 이하의 표 15에 나타내었다.
물리적 및 화학적 특성 결과
퍼옥사이드 값 (meq/㎏) 검출 이하
유리 지방산 (％) 0.19-0.2
p-아니시딘 값 검출 이하
란시매트 (시간) 28.3-28.5
DHA 함량 (㎎/g) 230-283
고체 지방 함량 (％):
10.0℃ 21.8-27.9
21.1℃ 14.0-14.8
26.7℃ 7.2-8.6
33.3℃ 2.6-4.0
37.8℃ 1.9-2.2
본 발명의 원리, 바람직한 구체예 및 조작 모드는 전술한 명세세에 기술되었다. 그러나, 이들은 제한적이 아닌 설명적인 것으로 간주되기 때문에, 본 명세서에서 보호받고자 하는 발명은 기술된 특정한 형태로 제한되는 것으로 이해되지는 않아야 한다. 변형 및 변화는 본 발명의 의의를 벗어나지 않으면서 본 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해서 만들어질 수 있다. 따라서, 본 발명을 수행하는 전술한 최상의 모드는 성질상 예시적인 것으로 생각되어야 하며, 첨부된 특허청구범위에 기술된 바와 같은 발명의 범주 및 의의를 제한하는 것으로 이해되지는 않아야 한다.

Claims (208)

  1. a) 포화된 지방을 포함하는 오일, 및 1종 이상의 장쇄 다중불포화된 지방산 (LC-PUFA)을 포함하는 미생물 오일을 1종 이상의 유화제와 혼합시켜 혼합물을 형성하는 단계; 및
    b) 상기 혼합물을 고화시켜 고체 지방 조성물을 형성하는 단계를 포함하는, 고체 지방 조성물을 제조하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 미생물 오일이 5 중량％ 내지 70 중량％의 LC-PUFA 및 20 중량％ 내지 60 중량％의 포화된 지방을 포함하는 것인 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 미생물 오일이 윈터링 (wintering)되지 않는 것인 방법.
  6. 제1항에 있어서, 미생물 오일이 수소화되지 않는 것인 방법.
  7. 제1항에 있어서, 미생물 오일이 트라우스토키트리움 (Traustochytrium) 속의 미생물, 스키조키트리움 (Schizochytrium) 속의 미생물, 알토르니아 (Althornia) 속의 미생물, 아플라노키트리움 (Aplanochytrium) 속의 미생물, 야포노키트리움 (Japonochytrium) 속의 미생물, 엘리나 (Elina) 속의 미생물, 크립테코디늄 (Crypthecodinium) 속의 미생물, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 미생물로부터 유도되는 것인 방법.
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  14. 제1항에 있어서, LC-PUFA가 도코사헥사엔산이며, 미생물 오일이 50 중량％ 이상의 도코사헥사엔산을 포함하는 것인 방법.
  15. 제1항에 있어서, LC-PUFA가 도코사헥사엔산이며, 미생물 오일이 60 중량％ 이상의 도코사헥사엔산을 포함하는 것인 방법.
  16. 제1항에 있어서, 하나 이상의 LC-PUFA가 도코사헥사엔산, 도코사펜타엔산, 아라키돈산 및 에이코사펜타엔산으로 이루어진 군으로부터 선택된 지방산을 포함하는 것인 방법.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 제1항에 있어서, 고체 지방 조성물이 균질한 조직을 갖는 것인 방법.
  20. 제1항에 있어서, 고체 지방 조성물이 쇼트닝인 방법.
  21. 제1항에 있어서, 유화제가 모노글리세라이드, 디글리세라이드, 모노/디글리세라이드 배합물, 레시틴, 락틸화된 모노-디글리세라이드, 폴리글리세롤 에스테르, 슈크로즈 지방산 에스테르, 나트륨 스테로일 락틸레이트, 칼슘 스테로일 락틸레이트, 및 이들의 배합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  22. 삭제
  23. 제1항에 있어서, 유화제가 0.01 중량％ 내지 2.0 중량％의 양으로 존재하는 것인 방법.
  24. 제1항에 있어서, 유화제가 0.05 중량％ 내지 0.2 중량％의 양으로 존재하는 것인 방법.
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 제1항에 있어서, 고체 지방 조성물이 20℃ 이상, 30℃ 이상, 및 35℃ 이상으로부터 선택된 융점을 갖는 것인 방법.
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  29. 제1항에 있어서, 고체 지방 조성물이 β-프라임 결정을 포함하는 것인 방법.
  30. 제29항에 있어서, 고체 지방 조성물 내의 지방 및/또는 오일의 50 중량％ 이상이 β-프라임 결정형으로 존재하는 것인 방법.
  31. 제29항에 있어서, 고체 지방 조성물 내의 지방 및/또는 오일의 80 중량％ 이상이 β-프라임 결정형으로 존재하는 것인 방법.
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  40. 제1항에 있어서, 혼합물을 고화시키는 것이 혼합물을 1℃/분 내지 20℃/분의 속도로 냉각시키는 것을 포함하는 것인 방법.
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  55. 제1항에 있어서, 고체 지방 조성물이 20 이상, 40 이상, 및 60 이상으로부터 선택된 OSI 값을 갖는 것인 방법.
  56. 삭제
  57. 삭제
  58. 제1항에 있어서, 고체 지방 조성물이 식품 생성물, 영양적 생성물 및 약제학적 생성물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  59. 제1항에 있어서, 식품 생성물, 영양적 생성물 및 약제학적 생성물로 이루어진 군으로부터 선택된 생성물에 고체 지방 조성물을 첨가하는 것을 추가로 포함하는 방법.
  60. LC-PUFA를 포함하는 윈터링되지 않은 미생물 오일, 및 유화제의 혼합물을 포함하며, 상기 혼합물은 실온에서 고체 조성물인 고체 지방 조성물.
  61. 제60항에 있어서, 미생물 오일이 포화된 지방을 포함하는 것인 고체 지방 조성물.
  62. 삭제
  63. 삭제
  64. 제60항에 있어서, 미생물 오일이 수소화되지 않은 것인 고체 지방 조성물.
  65. 제60항에 있어서, 미생물 오일이 트라우스토키트리움 속의 미생물, 스키조키트리움 속의 미생물, 알토르니아 속의 미생물, 아플라노키트리움 속의 미생물, 야포노키트리움 속의 미생물, 엘리나 속의 미생물, 크립테코디늄 속의 미생물, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 미생물로부터 유도되는 것인 고체 지방 조성물.
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  72. 제60항에 있어서, LC-PUFA가 도코사헥사엔산이며, 오일이 50 중량％ 이상의 도코사헥사엔산을 포함하는 것인 고체 지방 조성물.
  73. 삭제
  74. 제60항에 있어서, LC-PUFA가 도코사헥사엔산, 도코사펜타엔산, 아라키돈산 및 에이코사펜타엔산, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 지방산을 포함하는 것인 고체 지방 조성물.
  75. 삭제
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  77. 제60항에 있어서, 쇼트닝인 고체 지방 조성물.
  78. 제60항에 있어서, 유화제가 모노글리세라이드, 디글리세라이드, 모노/디글리세라이드 배합물, 레시틴, 락틸화된 모노-디글리세라이드, 폴리글리세롤 에스테르, 슈크로즈 지방산 에스테르, 나트륨 스테로일 락틸레이트, 칼슘 스테로일 락틸레이트, 및 이들의 배합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 고체 지방 조성물.
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  80. 제60항에 있어서, 유화제가 0.01 중량％ 내지 2.0 중량％의 양으로 존재하는 것인 고체 지방 조성물.
  81. 제60항에 있어서, 유화제가 0.05 중량％ 내지 0.2 중량％의 양으로 존재하는 것인 고체 지방 조성물.
  82. 삭제
  83. 제60항에 있어서, β-프라임 결정을 포함하는 결정을 포함하는 고체 지방 조성물.
  84. 제83항에 있어서, 고체 지방 조성물 내의 지방 및/또는 오일의 50 중량％ 이상이 β-프라임 결정형으로 존재하는 것인 고체 지방 조성물.
  85. 제83항에 있어서, 고체 지방 조성물 내의 지방 및/또는 오일의 80 중량％ 이상이 β-프라임 결정형으로 존재하는 것인 고체 지방 조성물.
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  95. 제60항에 있어서, 20 이상, 40 이상 및 60 이상으로부터 선택된 OSI 값을 갖는 고체 지방 조성물.
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  98. a) 5 중량％ 내지 70 중량％의 LC-PUFA 및 20 중량％ 내지 60 중량％의 포화된 지방을 포함하는 윈터링되지 않은 미생물 오일; 및
    b) 0.01 중량％ 내지 2.0 중량％의 유화제를 포함하며,
    10 중량％ 미만의 물을 포함하고, 실온에서 고체 조성물인 지방 조성물.
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  202. 제60항에 있어서, 균질한 조직을 갖는 고체 지방 조성물.
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  204. 제60항에 있어서, 20℃ 이상 및 35℃ 이상으로부터 선택된 융점을 갖는 고체 지방 조성물.
  205. 제60항에 있어서, 식품 생성물, 영양적 생성물 및 약제학적 생성물로 이루어진 군으로부터 선택되는 고체 지방 조성물.
  206. 제60항에 있어서, 식품 생성물, 영양적 생성물 및 약제학적 생성물로 이루어진 군으로부터 선택된 생성물에 첨가되는 고체 지방 조성물.
  207. 제1항, 제2항, 제5항 내지 제7항, 제14항 내지 제16항, 제19항 내지 제21항, 제23항, 제24항, 제27항, 제29항 내지 제31항, 제40항, 제55항, 제58항 및 제59항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조되는 고체 지방 조성물.
  208. a) LC-PUFA를 포함하는 윈터링되지 않은 미생물 오일 및 유화제를 혼합하는 단계; 및
    b) 상기 혼합물을 고화시켜 고체 지방 조성물을 형성하는 단계를 포함하는, 제60항, 제61항, 제64항, 제65항, 제72항, 제74항, 제77항, 제78항, 제80항, 제81항, 제83항 내지 제85항, 제95항, 제202항 및 제204항 내지 제206항 중 어느 한 항에 따른 고체 지방 조성물을 제조하는 방법.
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