KR20190029644A - 용해된 지질을 함유하는 바이오매스로부터 지질을 분리하는 방법 - Google Patents
용해된 지질을 함유하는 바이오매스로부터 지질을 분리하는 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 지질 함유 바이오매스로부터 폴리불포화 지방산 함유 지질을 분리하는 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 지질 함유 바이오매스로부터 폴리불포화 지방산 함유 지질을 분리하는 방법에 관한 것이다.
PUFA (폴리불포화 지방산) 함유 지질은 영양물, 식품 및 약품 산업에서 관심이 높다. 남획으로 인해, 어류 오일 이외의 PUFA 함유 지질에 대한 대안의 공급원에 대한 높은 요구가 존재한다. 특정한 효모 및 조류 균주 이외에 특히 미세조류 세포, 예컨대 목 트라우스토키트리알레스 (Thraustochytriales) 의 미세조류 세포가 PUFA 함유 지질에 대한 매우 양호한 공급원이라는 것이 밝혀졌다.
그러나, PUFA 함유 지질을 제조하는 미생물, 특히 목 트라우스토키트리알레스의 세포에 관해, 세포로부터 오일을 단리하는 것이 특정 문제점인 것으로 밝혀졌다. 오일을 단리시키는 가장 효율적인 방식은 헥산과 같은 유기 용매를 사용하는 것이었다. 그러나, 유기 용매의 사용은 위험한 작동 조건을 유도하고, 값비싼 폭발-방지 장치의 사용을 요구하며, 환경 오염을 회피하기 위해 값비싼 용매 회수 공정의 실행을 요구한다.
유기 용매의 사용을 회피하기 위한 시도에서, 오일 단리를 위한 효과적인 대안의 방식으로서 다량의 소듐 클로라이드를 이용하는 오일의 염석이 밝혀졌다. 그러나, 다량의 소듐 클로라이드의 사용은 높은 염 함량이 공급물 성분으로서 이용될 수 없기 때문에 탈지질화 (delipidate) 바이오매스 부산물을 야기하며, 이에 따라 방법은 매우 지속불가능하다. 추가로, 높은 염 농도는 사용된 강철 장치의 빠른 부식을 야기한다.
따라서, 본 발명의 목적은 특히 목 트라우스토키트리알레스의 지질 함유 세포로부터, 지질, 특히 PUFA 함유 지질을 단리하고, 동시에 세포로부터 오일의 효과적인 단리를 실행하기 위해 유기 용매의 요구뿐 아니라 추가로 다량의 염의 요구를 회피하는 효과적인 방법을 제공하는 것이었다.
본 발명의 추가의 목적은 특히 목 트라우스토키트리알레스의 지질 함유 세포로부터, 지질, 특히 PUFA 함유 지질을 단리하고, 동시에 상업적 방식, 바람직하게는 농업 분야에서 이용될 수 있는 탈지질화 바이오매스를 제공하는 방법을 제공하는 것이었다.
용해된 세포 혼합물이 낮은 알칼리성 pH 및 100℃ 이하의 온도에서 적어도 10 시간의 기간 동안 인큐베이팅되는 경우, 세포 파편 함유 수성 상으로부터의 지질의 효과적인 분리가 실행될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 온도를 100℃ 미만으로 유지시킴으로써, 적어도 본질적으로 지방산 에스테르의 비누화를 저해할 수 있었다.
따라서, 본 발명의 제 1 주제는 하기 단계를 포함하는, 바이오매스의 파편으로부터의 폴리불포화 지방산 (PUFA) 함유 지질의 분리 방법이다:
a)
PUFA 함유 지질을 함유하는 세포를 포함하는 바이오매스의 현탁액을 제공하는 단계;
b)
바이오매스의 세포를 용해하는 단계;
c)
단계 (b) 에서 수득된 현탁액을, 80℃ 내지 100℃, 바람직하게는 85℃ 내지 95℃, 보다 바람직하게는 약 90℃ 의 온도로 가열하면서, pH 를 9.5 내지 11.5, 바람직하게는 10.0 내지 11.0, 보다 바람직하게는 10.3 내지 10.7 의 값으로 조절하는 단계;
d)
온도 및 pH 값을, (c) 에 나타난 범위에서 적어도 10 시간, 바람직하게는 15 내지 40 시간, 보다 바람직하게는 20 내지 36 시간 동안 유지하는 단계.
단계 (c) 및 (d) 는 바이오매스의 세포의 용해에 의해 수득되는, 오일 함유 경질 상 및 물, 세포 파편, 염 및 잔류 오일 함유 중질 상의 분리를 유도한다. 이러한 경질 및 중질 상의 분리는 또한 본 출원의 맥락에서 "유제 파괴 (de-emulsification)" 또는 "해유화 (demulsification)" 로 지칭된다.
단계 (d) 의 측정치의 순서는 중요하지 않다. 온도의 조절은 pH 값의 조절 전 또는 후에 수행될 수 있다.
바람직하게는, 방법의 단계 (b), (c) 및 (d) 에서, 현탁액은 교반기 및/또는 진탕기를 사용하여 연속 혼합된다. 방법 단계 (c) 및/또는 (d) 에서, 바람직하게는 저 전단 진탕 및/또는 축류 (axial-flow) 진탕이 적용되고, 이는 특히 WO 2015/095694 에 개시되어 있다. 단계 (c) 및/또는 (d) 전 및 도중의 진탕에 적합한 임펠러 (impeller) 는 특히 스트레이트 블레이드 임펠러 (straight blade impeller), 러시톤 블레이드 임펠러 (Rushton blade impeller), 축류 임펠러, 방사류 임펠러, 오목 블레이드 디스크 임펠러 (concave blade disc impeller), 고효율 임펠러, 프로펠러, 패들, 터빈 및 이의 조합을 포함한다.
바이오매스의 세포의 용해는 당업자에게 알려진 방법에 의해, 특히 효소로, 기계적으로, 물리적으로, 또는 화학적으로, 또는 이의 조합을 적용함으로써 수행될 수 있다.
적용된 힘의 정도 및/또는 노출 시간에 따라, 단지 용해된 세포를 포함하는 조성물 또는 세포 파편 및 손상되지 않은 세포의 혼합물을 포함하는 조성물이 수득될 수 있다. 용어 "용해된 지질 함유 바이오매스" 는 물, 세포 파편 및 오일 (이는 바이오매스의 세포에 의해 유리됨) 을 함유하고, 이에 더불어 또한 추가의 성분, 특히 염, 손상되지 않은 세포, 용해된 세포의 추가의 내용물뿐 아니라 발효 배지의 성분, 특히 영양분을 포함할 수 있는 현탁액에 관한 것이다. 본 발명의 바람직한 구현예에서, 단지 소량의 손상되지 않은 세포, 특히 20 % 미만, 바람직하게는 10 % 미만, 보다 바람직하게는 5 % 미만 (바이오매스의 세포의 용해 전 존재하는 손상되지 않은 세포의 전체 수에 대하여) 이 세포의 용해 단계 후 용해된 바이오매스에 존재한다.
세포의 용해는 예를 들어 프렌치 세포 프레스 (French cell press), 초음파분쇄기, 균질화기, 미세유동화기, 볼 밀 (ball mill), 로드 밀 (rod mill), 페블 밀 (pebble mill), 비드 밀 (bead mill), 고압 그라인딩 롤, 수직 샤프트 임팩터 (shaft impactor), 산업용 블렌더, 고 전단 혼합기, 패들 혼합기 및/또는 폴리트론 (polytron) 균질화기를 이용함으로써 실행될 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 세포의 용해는 세포에 높은 기계적 응력을 가하지 않으면서 수행된다. 본 발명에 있어서, 용해 단계에서 세포로의 에너지 주입은 바람직하게는 현탁액 1 톤 당 50 kWh 이하, 특히 현탁액 1 톤 당 40, 30 또는 20 kWh 이하, 특히 바람직하게는 현탁액 1 톤 당 15, 10 또는 5 kWh 이하를 차지한다.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 세포의 용해는 세포-벽 분해 효소를 적용시키는 것에 의한 세포의 효소적 처리를 포함한다.
본 발명에 있어서, 세포-벽 분해 효소는 바람직하게는 프로테아제, 셀룰라아제 (예를 들어, Cellustar CL (Dyadic), Fibrezyme G2000 (Dyadic), Celluclast (Novozymes), Fungamyl (Novozymes), Viscozyme L (Novozymes)), 헤미셀룰라아제, 키티나아제, 펙티나아제 (예를 들어, Pectinex (Novozymes)), 수크라아제, 말타아제, 락타아제, 알파-글루코시다아제, 베타-글루코시다아제, 아밀라아제 (예를 들어, Alphastar Plus (Dyadic); Termamyl (Novozymes)), 리소자임, 뉴라미니다아제, 갈락토시다아제, 알파-만노시다아제, 글루쿠로니다아제, 히알루로니다아제, 풀루라나아제, 글루코세레브로시다아제, 갈락토실세라미다아제, 아세틸갈락토사미니다아제, 푸코시다아제, 헥소사미니다아제, 이두로니다아제, 말타아제-글루코아밀라아제, 자일라나아제 (예를 들어, Xylanase Plus (Dyadic), Pentopan (Novozymes)), 베타-글루카나아제 (예를 들어, Vinoflow Max (Novozymes), Brewzyme LP (Dyadic)), 만나나아제, 및 이의 조합으로부터 선택된다. 프로테아제는 세린 프로테아제, 트레오닌 프로테아제, 시스테인 프로테아제, 아스파르테이트 프로테아제, 메탈로프로테아제, 글루탐산 프로테아제, 알칼라아제 (서브틸리신), 및 이의 조합으로부터 선택될 수 있다. 키티나아제는 키토트리오시다아제일 수 있다. 펙티나아제는 펙토라이아제, 펙토자임, 폴리갈락투로나아제, 및 이의 조합으로부터 선택될 수 있다.
효소를 이용하기에 적절한 pH 는 효소의 최적의 pH 에 의존한다. 효소의 최적의 pH 는 당업자에게 알려져 있거나 아니면 쉽게 결정될 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 최적 pH 가 6.5 내지 8.5, 바람직하게는 7.0 내지 8.0, 특히 약 7.5 인 효소가 사용되고, 이에 따라 이러한 단계에서 적용된 pH 는 6.5 내지 8.5, 특히 7.0 내지 8.0, 바람직하게는 7.3 내지 7.7 이다. 이러한 pH 범위에서 사용될 수 있는 바람직한 효소는 알칼라아제이다.
효소는 바람직하게는 농축 효소 용액으로서 첨가되고, 바람직하게는 농축 효소 용액의 첨가 후 현탁액의 총량에 대해 첨가된 농축 효소 용액의 양에 대하여, 0.01 내지 1.5 wt%, 보다 바람직하게는 0.03 내지 1.0 wt%, 특히 0.05 내지 0.5 wt% 의 양으로 첨가된다.
본 발명의 매우 바람직한 구현예에서, 세포의 용해는 하기와 같이 수행된다:
a)
(a) 의 현탁액을, 50℃ 내지 70℃ 의 온도, 바람직하게는 55℃ 내지 65℃ 의 온도로 가열하고, 세포 벽-분해 효소를 발효 브로쓰에 첨가하고, 필요한 경우, 효소가 적절하게 작동하는 적절한 pH 값을 조절하는 단계;
b)
온도 및 pH 를, (b) 에 나타난 범위에서 적어도 1 시간, 바람직하게는 적어도 2 시간, 보다 바람직하게는 2 내지 4 시간 동안 유지하는 단계.
단계 (a) 에서, 효소는 현탁액을 가열하기 전 또는 후에 및/또는 pH 를 조절하기 전 또는 후에 첨가될 수 있다. 동일한 방식으로, 현탁액의 가열은 pH 의 조절 전 또는 후에 수행될 수 있다. - 그러나, 바람직한 구현예에서, 효소는 아예현탁액의 가열 후 및 pH 의 조절 후 (pH 의 조절이 요구되는 경우에) 첨가된다. - 매우 바람직한 구현예에서, 모든 측정은 대략 동시에 수행된다.
바람직하게는, 단계 (a) 및 (b) 에서, 현탁액은 교반기 및/또는 진탕기를 사용하여 연속 혼합된다.
본 발명의 추가의 바람직한 구현예에서, 바이오매스의 세포의 용해 후 및 해유화 단계 전에, 현탁액은 30 내지 60 wt%, 보다 바람직하게는 35 내지 55 wt%, 특히 40 내지 50 wt% 의 총 건조 물질 함량으로 농축된다.
현탁액의 농축은 바람직하게는 30 내지 60 wt%, 보다 바람직하게는 35 내지 55 wt%, 특히 40 내지 50 wt% 의 총 건조 물질 함량이 도달될 때까지, 100℃ 이하, 바람직하게는 70℃ 내지 100℃, 보다 바람직하게는 80℃ 내지 90℃ 의 온도에서 물의 증발에 의해 수행된다.
현탁액의 농축은 바람직하게는 신속한 물의 제거를 허용하기 위해 강제 순환 증발기 (예를 들어, GEA, Germany 에서 시판됨) 에서 수행된다.
일반적으로, pH 값의 조절은 당업자에게 알려진 염기 또는 산을 사용하여 본 발명에 따라 수행될 수 있다. pH 의 감소는 특히 유기 또는 무기 산, 예컨대 황산, 질산, 인산, 붕산, 염산, 히드로브롬산, 과염소산, 차아염소산, 아염소산, 플루오로황산, 헥사플루오로인산, 아세트산, 시트르산, 포름산, 또는 이의 조합을 사용하여 수행될 수 있다. 높은 함량의 클로라이드가 바람직하게는 회피됨에 따라, 본 발명의 바람직한 구현예에서 본 발명의 방법에는 단지 소량의 염산이 사용되거나 염산은 사용되지 않는다. 본 발명에 있어서, 황산이 pH 값을 감소시키기에 바람직한 물질이다. - pH 의 증가는 특히 유기 또는 무기 염기, 예컨대 히드록시드, 특히 소듐 히드록시드, 리튬 히드록시드, 포타슘 히드록시드, 및/또는 칼슘 히드록시드, 카르보네이트, 특히 소듐 카르보네이트, 포타슘 카르보네이트, 또는 마그네슘 카르보네이트, 및/또는 바이카르보네이트, 특히 리튬 바이카르보네이트, 소듐 바이카르보네이트, 및/또는 포타슘 바이카르보네이트를 사용하여 수행될 수 있다. - 조작의 용이성으로 인해, 산 및 염기는 바람직하게는 액체 형태, 특히 농축된 용액으로서 사용된다. 따라서, 가성 소다가 pH 값을 증가시키기에 바람직한 물질이다.
본 발명에 따른 방법은 바람직하게는 추가의 단계로서 단계 (d) 에서 수득된 해유화 조성물로부터 PUFA 함유 지질을 채취하는 단계를 포함한다.
PUFA 함유 지질의 채취는 바람직하게는 해유화 현탁액의 중화 및 이에 따라 수득된 오일 함유 경질 상의 물, 염, 세포 파편 및 잔류 오일 함유 중질 상으로부터의 후속 분리를 포함한다.
해유화 조성물의 중화는 pH 값을 5.5 내지 8.5, 특히 6.5 내지 8.5, 바람직하게는 7.0 내지 8.0 으로 조절하기 위해, 바람직하게는 산, 바람직하게는 황산을 첨가함으로써 실행된다. 중질 상으로부터 경질 상의 분리를 개시하기 전, 이에 따라 수득된 중화 조성물은 수 분에서 수 시간까지 상기 pH 값에서 교반될 수 있다.
물, 염 및 세포 파편 함유 중질 상으로부터 오일 함유 경질 상을 분리하는 것은 바람직하게는 기계적 수단에 의해, 바람직하게는 60-90℃, 보다 바람직하게는 70-80℃ 의 온도, 및 바람직하게는 6-9, 보다 바람직하게는 7-8.5 의 pH 값에서 실행된다. "기계적 수단" 은 특히 당업자에게 알려져 있는 여과 및 원심분리 방법을 의미한다.
오일 함유 경질 상의 분리 후, 이에 따라 수득된 PUFA 함유 오일은 당업자에게 알려져 있는 방법, 특히 정제 (refining), 표백, 악취제거 및/또는 동결방지 (winterizing) 를 적용함으로써 추가로 후처리될 수 있다.
본 발명의 방법의 특정 이점은 임의의 유기 용매, 특히 임의의 극성 또는 비극성 유기 용매의 사용 없이 수행될 수 있다는 점이다. 따라서, 본 발명의 바람직한 구현예에서, 단지 소량의 유기 용매, 특히 극성 또는 비극성 유기 용매가 바이오매스로부터 PUFA 함유 오일을 단리하기 위해 사용되거나, 유기 용매, 특히 극성 또는 비극성 유기 용매는 이에 사용되지 않는다. 전형적인 유기 용매는 헥산 및 에탄올이다.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 2 wt% 미만, 보다 바람직하게는 1, 0.5 또는 0.1 wt% 미만의 비극성 유기 용매가 사용된다. 본 발명의 특히 바람직한 구현예에서, 비극성 유기 용매는 아예 사용되지 않는다. 본 발명의 매우 바람직한 구현예에서, 일반적으로 2 wt% 미만, 특히 바람직하게는 1, 0.5 또는 0.1 wt% 미만의 유기 용매가 사용된다. 본 발명의 매우 특히 바람직한 구현예에서, 바이오매스로부터 PUFA 함유 오일을 단리하기 위해 유기 용매는 아예 사용되지 않는다. - 이는 특히 이러한 구현예의 경우, 본 발명에 따른 방법에서 이용된 현탁액뿐 아니라 상기 단일 방법 단계에 의해 수득된 모든 조성물이 바람직하게는 2 wt% 미만, 보다 바람직하게는 1 wt% 미만, 특히 0.5 또는 0.3 wt% 미만, 특히 0.1 또는 0.05 wt% 미만의 양의 비극성 유기 용매, 바람직하게는 유기 용매를 일반적으로 함유한다는 것을 의미한다.
본 발명의 방법의 추가의 이점은 잔류 바이오매스로부터의 오일의 매우 효과적인 분리가, 전형적으로 바이오매스로부터 오일의 염석에 사용되는 소듐 클로라이드를 첨가하지 않고 실행될 수 있다는 점이다. 바람직하게는, 방법은 아예 클로라이드 염을 첨가하지 않고, 특히 오일의 염석을 위한 임의의 염을 첨가하지 않으면서 수행될 수 있다. 그러나, 소량의 클로라이드 염, 특히 소듐 클로라이드는 바이오매스의 성장에 사용된 발효 배지로 인해 현탁액에 존재할 수 있다.
따라서, 본 발명의 바람직한 구현예에서, 단지 소량의 소듐 클로라이드가 오일 단리를 개선하기 위해 사용되거나, 소듐 클로라이드는 사용되지 않는다. 본 발명의 바람직한 구현예에서, 1 wt% 미만, 보다 바람직하게는 0.5 또는 0.2 wt% 미만, 특히 0.1 또는 0.05 wt% 미만의 소듐 클로라이드가 바이오매스로부터 오일을 단리시키기 위해 사용되고, 여기서 wt% 는 소듐 클로라이드의 첨가 후 조성물의 총 중량에 대한 것이다. - 이는 특히 이러한 구현예의 경우, 본 발명에 따른 방법에서 이용된 현탁액뿐 아니라 상기 단일 방법 단계에 의해 수득된 모든 조성물이 바람직하게는 2 wt% 미만, 보다 바람직하게는 1 wt% 미만, 특히 0.5 또는 0.3 wt% 미만, 특히 0.1 또는 0.05 wt% 미만의 양으로 소듐 클로라이드를 함유한다는 것을 의미한다.
본 발명의 특히 바람직한 구현예에서, 단지 소량의 클로라이드 염이 오일 단리를 개선하기 위해 사용되거나, 클로라이드 염은 아예 사용되지 않는다. 이러한 구현예에서, 바이오매스로부터 오일을 단리하기 위해 바람직하게는 1 wt% 미만, 보다 바람직하게는 0.5 또는 0.2 wt% 미만, 특히 0.1 또는 0.05 wt% 미만의 클로라이드 염이 사용되고, 여기서 wt% 는 클로라이드 염의 첨가 후 조성물의 총 중량에 대한 것이다. - 이는 특히 이러한 구현예의 경우, 본 발명에 따른 방법에서 이용된 현탁액뿐 아니라 상기 단일 방법 단계에 의해 수득된 모든 조성물이 바람직하게는 2 wt% 미만, 보다 바람직하게는 1 wt% 미만, 특히 0.5 또는 0.3 wt% 미만, 특히 0.1 또는 0.05 wt% 미만의 양으로 클로라이드, 특히 클로라이드 염을 함유한다는 것을 의미한다.
본 발명의 매우 바람직한 구현예에서, 일반적으로 오일 단리를 개선하기 위해 단지 소량의 염이 사용되거나, 염은 사용되지 않는다. 이러한 구현예에서, 바이오매스로부터 오일을 단리하기 위해 바람직하게는 1 wt% 미만의 염, 보다 바람직하게는 0.5 또는 0.2 wt% 미만의 염, 특히 0.1 또는 0.05 wt% 미만의 염이 사용되고, 여기서 wt% 는 염의 첨가 후 조성물의 총 중량에 대한 것이다. - 이는 특히 이러한 구현예의 경우 본 발명에 따른 방법에서 이용된 현탁액뿐 아니라 상기 단일 방법 단계에 의해 수득된 모든 조성물이 바람직하게는 일반적으로 2 wt% 미만, 보다 바람직하게는 1 wt% 미만, 특히 0.5 또는 0.3 wt% 미만, 특히 0.1 또는 0.05 wt% 미만의 양의 염을 함유한다는 것을 의미한다.
본 발명의 방법은 발효 브로쓰에 함유된 다른 물질 및 세포-파편으로부터의 바이오매스에 함유된 오일의 매우 효과적인 분리를 허용한다. 본 발명의 방법을 사용함으로써, 바람직하게는 80 wt% 초과, 특히 90 wt% 초과의 바이오매스에 함유된 오일이 바이오매스로부터 분리될 수 있고, 단리될 수 있다.
현재까지 본 발명의 방법을 적용하여 수득된 오일이 선행 기술에 개시된 PUFA 함유 오일에 비해 몇몇의 유리한 특징을 갖는다는 것이 밝혀졌다. 특히 이는 매우 낮은 산화 값, 유리 지방산 및 불순물의 낮은 함량, 매우 낮은 점도 및 매우 높은 인화점을 나타낸다.
따라서, 본 발명의 추가의 주제는 본 발명에 따른 방법에 의해 수득되거나 수득가능한 오일이다.
따라서, 본 발명의 추가의 주제는 또한 하기 특징을 나타내는 PUFA 함유 오일이다: a) 0.5 미만, 바람직하게는 0.3 미만, 특히 0.15 미만의 퍼옥시드 값; b) 15 미만, 바람직하게는 10 미만의 아니시딘 값; c) 바람직하게는 1 wt% 미만의 유리 지방산 함량; d) 바람직하게는 1 wt% 미만, 바람직하게는 0.5 wt% 미만의 수분 및 불순물 함량; e) 바람직하게는 250 cps 미만, 보다 바람직하게는 200 cps 미만, 특히 160 cps 미만의 점도; e) 바람직하게는 적어도 350℃, 보다 바람직하게는 적어도 400℃, 특히 적어도 450℃ 의 인화점; f) 바람직하게는 적어도 35 wt%, 바람직하게는 적어도 40 또는 45 wt%, 특히 적어도 50 wt% 의 오메가-3 지방산, 특히 DHA 및 EPA 함량; g) 바람직하게는 적어도 8 wt%, 바람직하게는 적어도 10 wt%, 특히 적어도 15 wt% 의 양의 각각 DHA 및 EPA; h) 바람직하게는 0.5 wt% 미만, 보다 바람직하게는 0.1 wt% 미만, 특히 0.05 wt% 미만, 특히 0.01 wt% 미만의 유기 용매의 양; i) 바람직하게는 0.1 wt% 미만, 보다 바람직하게는 0.05 wt% 미만, 특히 0.01 wt% 미만의 클로라이드의 양; j) 바람직하게는 90 wt% 초과의 미정제 지방의 함량.
아니시딘 값 (AV) 은 AOCS 공식 방법 Cd 18-90 에 따라 측정된다. AV 는 오일의 산화 중 발생하는 지방산, 예컨대 알데히드 및 케톤의 2차 반응 생성물에 대한 측정치이다.
퍼옥시드 값 (PV) 은 AOCS 공식 방법 CD 8-53 에 따라 측정된다. PV 는 오일의 산화 중 발생하는 1차 반응 생성물, 예컨대 퍼옥시드 및 히드로퍼옥시드에 대한 측정치이다. - 본 발명에 있어서, PV 는 meq/kg 로 측정된다.
유리 지방산 함량은 AOCS 공식 방법 AOCS Ca 5a-40 에 따라 측정된다. 수분 함량은 AOCS 공식 방법 AOAC 930.15, 935.29 에 따라 측정된다. 불용성 불순물 함량은 AOCS 공식 방법 AOCS 3a-46 에 따라 측정된다. DHA 및 EPA 의 양은 AOCS 공식 방법 AOCS Ce 1b-89 에 따라 측정된다. 총 지방의 양은 AOCS 공식 방법 AOCS 996.06 에 따라 측정된다. 미정제 지방의 양은 AOCS 공식 방법 AOAC 920.39, 954.02 에 따라 측정된다.
오일의 단리가 단지 소량의 용매를 사용하거나 용매를 사용하지 않고 수행되고, 또한 단지 소량의 소듐 클로라이드를 사용하거나 소듐 클로라이드를 사용하지 않고 수행됨에 따라, 부산물로서 수득된 수성 상은 바람직하게는 실질적으로 또한 유기 용매 및 소듐 클로라이드를 갖지 않는다. 따라서, 수성 상은 상이한 방식으로, 오일 상의 분리 직후 또는 농축 및/또는 건조와 같은 추가의 후처리 직후 이용될 수 있다.
따라서, 본 발명의 추가의 주제는 본 발명에 따른 방법에 의해 수득되거나 수득가능한 PUFA 함유 수성 현탁액, PUFA 함유 바이오매스, 바람직하게는 탈지질화 바이오매스이다. 따라서, 본 발명의 추가의 주제는 또한 이러한 수성 현탁액을 농축 및/또는 건조시킴으로써 수득되거나 수득가능한 농축물 또는 건조 생성물이다. 수성 현탁액을 농축시키는 경우, 이는 바람직하게는 20 내지 60 wt% 의 총 건조 물질 (TDM) 함량이 달성될 때까지 건조된다. - 하기에서, 표현 "본 발명에 따른 수성 현탁액" 은 이러한 수성 상을 농축시킴으로써 수득된 이러한 수성 상의 임의의 농축된 현탁액뿐 아니라 오일 상의 분리 후 수득된 수성 상을 지칭한다. 건조는 바람직하게는 하기 추가로 기재된 용매 증발에 의해 수행된다.
따라서, 본 발명의 추가의 주제는 또한 1 wt% 미만, 바람직하게는 0.5 또는 0.2 wt% 미만, 보다 바람직하게는 0.1 또는 0.05 wt% 미만, 특히 0.01 wt% 미만의 비극성 유기 용매의 함량을 특징으로 하고, 추가로 1 wt% 미만, 바람직하게는 0.5 또는 0.2 wt% 미만, 보다 바람직하게는 0.1 또는 0.05 wt% 미만의 클로라이드 이온의 함량을 특징으로 하는, PUFA 함유 수성 현탁액, PUFA 함유 바이오매스, 특히 탈지질화 바이오매스의 세포 파편이다.
따라서, 본 발명의 추가의 주제는 특히 또한 1 wt% 미만, 바람직하게는 0.5 또는 0.2 wt% 미만, 보다 바람직하게는 0.1 또는 0.05 wt% 미만, 특히 0.01 wt% 미만의 유기 용매의 함량을 특징으로 하고, 추가로 1 wt% 미만, 바람직하게는 0.5 또는 0.2 wt% 미만, 보다 바람직하게는 0.1 또는 0.05 wt% 미만의 클로라이드 이온의 함량을 특징으로 하는, PUFA 함유 수성 현탁액, PUFA 함유 바이오매스, 특히 탈지질화 바이오매스의 세포 파편이다.
따라서, 본 발명의 바람직한 주제는 또한 1 wt% 미만, 바람직하게는 0.5 또는 0.2 wt% 미만, 보다 바람직하게는 0.1 또는 0.05 wt% 미만, 특히 0.01 wt% 미만의 비극성 유기 용매의 함량을 특징으로 하고, 추가로 1 wt% 미만, 바람직하게는 0.5 또는 0.2 wt% 미만, 보다 바람직하게는 0.1 또는 0.05 wt% 미만의 클로라이드 이온의 함량을 특징으로 하는, PUFA 함유 수성 현탁액, PUFA 함유 트라우스토키트리드 (Thraustochytrid) 바이오매스, 특히 탈지질화 트라우스토키트리드 바이오매스의 세포 파편이다.
따라서, 본 발명의 특히 바람직한 주제는 또한 1 wt% 미만, 바람직하게는 0.5 또는 0.2 wt% 미만, 보다 바람직하게는 0.1 또는 0.05 wt% 미만, 특히 0.01 wt% 미만의 유기 용매의 함량을 특징으로 하고, 추가로 1 wt% 미만, 바람직하게는 0.5 또는 0.2 wt% 미만, 보다 바람직하게는 0.1 또는 0.05 wt% 미만의 클로라이드 이온의 함량을 특징으로 하는, PUFA 함유 수성 현탁액, PUFA 함유 트라우스토키트리드 바이오매스, 특히 탈지질화 트라우스토키트리드 바이오매스의 세포 파편이다.
상기 기재된 본 발명의 수성 현탁액은 바람직하게는, 상기 농축된 현탁액이 하기 기재된 본 발명의 출원에 특히 적합한 것으로 밝혀짐에 따라, 20 내지 60 wt%, 특히 25 내지 55 wt%, 보다 바람직하게는 30 내지 50 wt% 의 총 건조 물질 (TDM) 함량을 나타낸다.
본 발명에 따른 "클로라이드" 는 검출가능한 염소의 양을 의미한다. 존재하는 염소의 양은 예를 들어 DIN EN ISO 11885 에 따른 원소 분석에 의해 측정될 수 있다. 염소는 "클로라이드" 로 지칭되는 염의 형태로 존재한다. 본 발명에 따라 언급된 클로라이드 - 또한 "클로라이드 이온" 으로 지칭됨 - 의 함량은 단지 검출가능한 염소의 양을 나타내며, 클로라이드 이온 이외에 또한 양이온성 반대이온을 포함하는 완전한 클로라이드 염의 양은 나타내지 않는다.
본 발명의 특히 바람직한 구현예에서, 상기 기재된 오일 채취 단계에서 부산물로서 수득되는 물, 염, 잔류 오일 및 세포 파편 함유 수성 상은, 90 wt% 초과의 총 건조 물질 함량으로 바이오매스를 건조시킴으로써 건조 바이오매스로 전환된다.
따라서, 본 발명의 추가의 주제는 또한 2 wt% 미만, 바람직하게는 1, 0.5 또는 0.2 wt% 미만, 보다 바람직하게는 0.1, 0.05 또는 0.02 wt% 미만의 비극성 유기 용매 함량을 특징으로 하고, 추가로 2 wt% 미만, 바람직하게는 1, 0.5 또는 0.2 wt% 미만, 보다 바람직하게는 0.1 또는 0.05 wt% 미만의 클로라이드 이온의 함량을 특징으로 하는 PUFA 함유 바이오매스, 특히 탈지질화 PUFA 함유 바이오매스이다.
따라서, 본 발명의 추가의 주제는 또한 2 wt% 미만, 바람직하게는 1, 0.5 또는 0.2 wt% 미만, 보다 바람직하게는 0.1, 0.05 또는 0.02 wt% 미만의 유기 용매 함량을 특징으로 하고, 추가로 2 wt% 미만, 바람직하게는 1, 0.5 또는 0.2 wt% 미만, 보다 바람직하게는 0.1 또는 0.05 wt% 미만의 클로라이드 이온의 함량을 특징으로 하는 PUFA 함유 바이오매스, 특히 탈지질화 PUFA 함유 바이오매스이다.
따라서, 본 발명의 바람직한 주제는 또한 2 wt% 미만, 바람직하게는 1, 0.5 또는 0.2 wt% 미만, 보다 바람직하게는 0.1, 0.05 또는 0.02 wt% 미만의 비극성 유기 용매의 함량을 특징으로 하고, 추가로 2 wt% 미만, 바람직하게는 1, 0.5 또는 0.2 wt% 미만, 보다 바람직하게는 0.1 또는 0.05 wt% 미만의 클로라이드 이온의 함량을 특징으로 하는, PUFA 함유 트라우스토키트리드 바이오매스, 특히 탈지질화 트라우스토키트리드 바이오매스이다.
따라서, 본 발명의 특히 바람직한 주제는 또한 2 wt% 미만, 바람직하게는 1, 0.5 또는 0.2 wt% 미만, 보다 바람직하게는 0.1, 0.05 또는 0.02 wt% 미만의 유기 용매의 함량을 특징으로 하고, 추가로 2 wt% 미만, 바람직하게는 1, 0.5 또는 0.2 wt% 미만, 보다 바람직하게는 0.1 또는 0.05 wt% 미만의 클로라이드 이온의 함량을 특징으로 하는, PUFA 함유 트라우스토키트리드 바이오매스, 특히 탈지질화 트라우스토키트리드 바이오매스이다.
바람직하게는, 제조가 비극성 유기 용매를 사용하지 않고, 바람직하게는 임의의 유기 용매를 아예 사용하지 않고, 소듐 클로라이드를 사용하지 않고, 바람직하게는 클로라이드 염을 아예 사용하지 않고 수행됨에 따라, 수득한 바이오매스는 일반적으로 바람직하게는 임의의 비극성 유기 용매를 갖지 않고, 바람직하게는 임의의 유기 용매를 갖지 않고, 추가로 본질적으로 임의의 클로라이드 이온을 아예 갖지 않고, 여기서 "본질적으로 갖지 않음" 은 클로라이드 이온을 0.1 wt% 미만, 특히 0.05 wt% 미만의 양으로 함유한다는 것을 의미한다.
본 발명에 따른 바이오매스는 바람직하게는 10 wt% 이하, 바람직하게는 5 wt% 이하의 수분 함량을 나타낸다.
이에 따라 수득된 바이오매스는 바람직하게는 지질 (미정제 지방) 을 약 3 내지 14 wt%, 특히 약 4 내지 약 14 wt%, 바람직하게는 약 4.5 내지 약 12 wt%, 보다 바람직하게는 약 5 내지 약 10 wt% 의 양으로 포함한다. 추가로, 지질은 바람직하게는 DHA 및 EPA, 보다 바람직하게는 DHA 및 EPA 의 혼합물로부터 선택된 적어도 하나의 PUFA 를 포함하고, 여기서 EPA 에 대한 DHA 의 비는 바람직하게는 3:2 내지 4:1 이고, DHA 의 양은 바람직하게는 함유된 지질의 총량의 30 내지 50 wt% 이고, EPA 의 양은 바람직하게는 함유된 지질의 총량의 10 내지 20 wt% 이다. 따라서, 또한 상기 기재된 바와 같은 수성 현탁액은 바람직하게는 10 wt% 이하, 바람직하게는 5 wt% 이하의 수분 함량으로 수성 현탁액을 건조시킴으로써, 이와 같은 미정제 지방 함량 및/또는 EPA 함량 및/또는 DHA 함량을 갖는 바이오매스로 건조시킴으로써 전환가능한 것을 특징으로 한다.
바이오매스는 바람직하게는 15 내지 25 wt%, 보다 바람직하게는 17 내지 23 wt% 의 양의 아미노산을 추가로 포함하고, 바람직하게는 25 내지 35 wt% 의 미정제 단백질 함량을 나타낸다. 따라서, 또한 상기 기재된 바와 같은 수성 현탁액은 바람직하게는 10 wt% 이하, 바람직하게는 5 wt% 이하의 수분 함량으로 수성 현탁액을 건조시킴으로써, 이와 같은 아미노산 및/또는 미정제 단백질 함량을 갖는 바이오매스로 건조시킴으로써 전환가능한 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 바이오매스는 5 wt% 미만, 바람직하게는 2 wt% 미만, 보다 바람직하게는 약 0 wt% 의 미정제 섬유 함량을 추가로 나타낸다. 따라서, 바람직하게는 또한 상기 기재된 바와 같은 수성 현탁액은 10 wt% 이하, 바람직하게는 5 wt% 이하의 수분 함량으로 수성 현탁액을 건조시킴으로써, 이와 같은 미정제 섬유 함량을 갖는 바이오매스로 건조시킴으로써 전환가능한 것을 특징으로 한다.
건조 바이오매스는 바람직하게는 탈지질화 바이오매스이고, 이는 바람직하게는 본 출원에 개시된 방법에 의해 지질의 주요 부분이 제거된 바이오매스를 의미한다. 바이오매스로부터의 오일의 분리가 매우 효과적임에 따라, 바이오매스 중 잔류 오일은 바이오매스에 원래 함유된 오일의 바람직하게는 20 wt% 미만, 바람직하게는 15 wt% 미만, 보다 바람직하게는 10 wt% 미만이다. 그러나, 오일이 이와 같은 방법에 의해 완전히 제거될 수 없음에 따라, 상당한 양의 오일은 여전히 또한 본 발명에 따른 탈지질화 바이오매스에 함유되어 있다. 이는 본 발명에 따른 용어 "탈지질화 바이오매스" 가, 바람직하게는 본 출원에 개시된 공정 또는 방법에 의해 오일의 주요 부분이 제거되었지만 여전히 상당한 부분의 지질, 특히 PUFA 함유 지질을 함유하는 용해된 바이오매스를 지칭한다는 것을 의미하고, 여기서 건조 탈지질화 바이오매스 중 지질의 양은 바람직하게는 3-14 wt%, 특히 4-14 wt%, 바람직하게는 4.5-12 wt%, 보다 바람직하게는 5-10 wt% 이다. 따라서, 본 발명에 따른 "탈지질화 바이오매스" 는 또한 "부분 탈지질화 바이오매스" 또는 "실질적으로 탈지질화된 바이오매스" 로 지칭될 수 있다.
따라서, 본 발명의 추가의 주제는, 상기 언급된 방법 단계를 포함하는, 일반적으로 실질적으로 비극성 유기 용매를 갖지 않고, 바람직하게는 유기 용매를 갖지 않고, 일반적으로 추가로 실질적으로 소듐 클로라이드를 갖지 않고, 바람직하게는 클로라이드 염을 갖지 않는 바이오매스를 수득하는 방법이다.
90 wt% 초과의 총 건조 물질 함량으로 바이오매스를 건조시킴으로써, 물, 염, 잔류 오일 및 세포 파편 함유 중질 상 (이는 오일 채취 단계에서 부산물로서 수득됨) 의 건조 바이오매스로의 전환은 상이한 방식으로 수행될 수 있다.
매우 바람직한 방식으로, 변형은 30-50 wt%, 바람직하게는 35-45 wt% 의 건조 물질 함량으로 중질 상을 농축시키고, 유동층 과립화를 이용하는 바이오매스의 후속 분무 과립화에 의해 수행된다. 이에 의해, 매우 효율적인 방식으로, 유리한 특징을 갖는 바이오매스가 수득될 수 있다. 유동층 과립화를 이용하는 분무 과립화는 EP13176661.0 에 보다 상세하게 개시되어 있다.
이러한 방식으로 수득된 바이오매스는 하기와 같은 일부 추가의 유리한 특징을 갖는다: 양호한 유동성 (바람직하게는 적어도 등급 4), 낮은 더스트 (dust) 값 (바람직하게는 더스트가 없음), 바람직하게는 500 kg/㎥ 초과의 높은 벌크 밀도, 및/또는 적어도 3500 kcal/kg, 바람직하게는 약 3800 내지 4200 kcal/kg 의 높은 에너지 값.
30-50 wt% 의 건조 물질 함량으로의 중질 상의 농축은 바람직하게는 용매 증발, 특히 진공 증발에 의해, 및/또는 회전 농축기, 박막 증발기 또는 강하-막 증발기를 사용함으로써 수행된다. 용매 증발에 대한 유용한 대안은 역 삼투이다.
과립 바이오매스의 유동성을 측정하기 위해, 상이한 크기의 유출 오프닝을 갖는 원추형 유리 유출 용기를 사용한다 (Klein: Seifen, Oele, Fette, Wachse 94, 12 (1968)). 유리 용기는 높이가 70 ㎜ 이고, 최대 내부 직경이 36 ㎜ 이고, 최대 외부 직경이 40 ㎜ 이고, 유리 용기의 원추형 단부의 원형 어퍼쳐 (aperture) 의 직경은 하기와 같다: 2.5; 5; 8; 12; 18 ㎜. 유리 용기는 과립 바이오매스로 완전히 채워지고, 이후 어퍼쳐가 아래쪽을 향하도록 랙 (rack) 에 고정된다. 바람직하게는, 유리 용기의 어퍼쳐는 랙에 유리 용기를 고정한 후 어퍼쳐 상에 위치하는 덮개를 제거함으로써 개방된다.
유동성은 하기와 같이 측정된다: 과립 물질이 정체 없이 가장 작은 직경 (2.5 ㎜) 의 용기로부터 유출될 수 있는 경우, 유동성은 1 로서 측정되고; 과립 물질이 정체 없이 직경이 5 ㎜ 인 용기로부터 유출될 수 있는 경우, 유동성은 2 로서 측정됨; 등등. 유동성이 6 이라는 것은, 과립 물질이 가장 넓은 직경 (18 ㎜) 을 갖는 용기로부터 아예 유출될 수 없거나, 과립 물질이 정체되면서 이러한 용기로부터 유출될 수 있다는 것을 의미한다. - 따라서, 유동성이 4 라는 것은 과립 물질이 정체 없이 12 ㎜ 의 직경을 갖는 용기로부터 유출될 수 있음을 의미한다.
본 발명에 따라 "더스트가 없음 (Dust-free)" 은, 단지 100 마이크로미터 미만의 입자 크기의 낮은 분획 (< 10 중량%, 바람직하게는 < 5 중량%, 특히 < 3 중량%, 특히 < 1 중량%) 만을 함유하는 분말을 의미하는 것으로 이해된다 .
본 발명의 바람직한 구현예에서, 바이오매스 입자의 적어도 80 중량%, 특히 적어도 90 중량%, 특히 바람직하게는 적어도 95 중량%, 특히 적어도 98 중량% 의 분획은 입자 크기가 100 내지 2500 마이크로미터, 바람직하게는 300 내지 2500 마이크로미터, 특히 500 내지 2200 마이크로미터, 보다 바람직하게는 1000 내지 2000 마이크로미터이다.
바이오매스 입자의 평균 입자 직경 d50 은 바람직하게는 500 내지 2200 마이크로미터 범위, 보다 바람직하게는 1000 내지 2000 마이크로미터 범위, 특히 1300 내지 1900 마이크로미터 범위이다.
그레인 (grain) 또는 입자 크기는 바람직하게는 레이저 회절 분광법에 의해 본 발명에 따라 측정된다. 가능한 방법은 R. H. Mueller 및 R. Schuhmann, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft Stuttgart (1996) 의 텍스트북 "Teilchengroeßenmessung in der Laborpraxis" [Particle size measurement in the laboratory] 및 M. Rhodes, Wiley & Sons (1998) 의 텍스트북 "Introduction to Particle Technology" 에 기재되어 있다. 다양한 방법이 사용될 수 있다는 점에서, 입자 크기 측정을 위해 R.H. Mueller and R. Schuhmann 의 텍스트북에서 처음 인용된 사용가능한 방법이 바람직하게는 사용된다.
본 발명에 따른 바이오매스의 벌크 밀도는 바람직하게는 400 내지 800 kg/㎥, 특히 바람직하게는 450 내지 750 kg/㎥, 특히 500 내지 750 kg/㎥ 이다.
분무-과립화에 대한 대안으로서, 농축 중질 상의 기타 건조 방법, 특히 기타 대류 건조 방법, 예컨대 터널 건조 또는 분무 건조, 특히 노즐 분무 건조, 또는 접촉 건조 방법, 예컨대 드럼 건조, 또는 방사 건조 방법, 예컨대 적외선 건조가 적용가능한 대안일 수 있고, 여기서 이러한 방법을 사용하여 일반적으로 보다 작거나 보다 큰 직경을 갖는 입자가 수득된다.
본 발명에 있어서, 건조 방법 중, 케이킹 방지제 (anti-caking agent), 특히 실리카, 바람직하게는 소수성 또는 친수성 실리카가 케이킹을 방지하기 위해 바이오매스에 임의 첨가될 수 있다. 이를 위해, 바이오매스뿐 아니라 실리카를 포함하는 발효 브로쓰가 바람직하게는 특정 건조 영역으로 분무된다. 대안적으로 또는 부가적으로, 바이오매스는 건조 방법 후 케이킹 방지제와 혼합될 수 있다. 케이킹 방지제로서 실리카의 사용에 관해, 특히 특허 출원 EP13187631.0 이 참조된다.
특정 구현예에서, 본 발명에 따른 바이오매스는 0.2 내지 10 중량%, 특히 0.5 내지 7 중량%, 특히 0.5 내지 5 중량% 의 농도의 케이킹 방지제, 특히 실리카, 바람직하게는 친수성 또는 소수성 실리카를 갖는다.
미세-그레인 분말의 굵은-그레인의 더스트가 없는 생성물로의 전환은 과립화 방법에 의해 실행될 수 있다. 종래의 유기 또는 무기 보조제 또는 지지체, 예컨대 전분, 젤라틴, 셀룰로오스 유도체 또는 유사 물질 (이는 전형적으로 결합제, 겔화제 또는 증점제로서 식품 가공 또는 영양물 가공에서 사용됨) 은 이러한 후속 과립화 방법에서 임의로 사용될 수 있다. 본 발명에 따라 바람직하게는 사용되는 추가의 보조제는 WO 2016/050560 에 개시되어 있고, 카르복시메틸셀룰로오스가 특히 바람직한 결합제이다.
따라서, 본 발명의 특정 구현예에서, 바이오매스는 응집 보조제, 특히 개질된 다당류, 바람직하게는 카르복시메틸셀룰로오스를, 0.05 내지 10 wt%, 바람직하게는 0.1 내지 5 wt% 의 양으로 함유한다.
목적하는 입자 크기 및/또는 입자 크기 분포를 갖는 생성물은 후속 체질 또는 더스트 분리에 의한 과립화 및/또는 건조에 의해 수득된 과립물로부터 임의 수득될 수 있다.
바이오매스의 건조 및 임의 과립화 및/또는 체질 후, 건조 바이오매스는 바람직하게는 저장 또는 포장된다.
본 발명의 미립자 바이오매스뿐 아니라 본 발명의 수성 현탁액은 상이한 방식으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 바이오매스 및 수성 현탁액이 놀랍게도 동물, 특히 식용 소에 의해 영양물 성분으로서 잘 수용되는 것으로 밝혀짐에 따라, 이는 식품 또는 사료를 제조하기 위해 사용될 수 있다. 대안적으로, 이는 직접 식품 또는 사료로서 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 미립자 바이오매스 또는 수성 현탁액을 포함하는 사료 또는 식품은 본 발명의 추가의 주제이다. 사료는 예를 들어 가금류, 돼지, 밍크, 반추동물, 특히 식용 소 또는 송아지, 양, 염소, 반려 동물 또는 수산 양식되는 동물의 영양 공급을 위해 사용될 수 있다. 본 발명의 매우 바람직한 구현예에서, 사료는 식용 소의 영양 공급을 위해 사용될 수 있다. 사료 또는 식품은 바람직하게는 바이오매스를 2 내지 60 wt%, 바람직하게는 5 내지 50 wt%, 보다 바람직하게는 10 내지 30 wt% 의 양으로 포함한다.
따라서, 본 발명의 추가의 주제는 마찬가지로 식품 또는 사료의 제조를 위한 본 발명에 따른 미립자 바이오매스 및/또는 수성 현탁액의 용도이다.
따라서, 본 발명의 추가의 주제는 마찬가지로 본 발명에 따른 미립자 바이오매스 및/또는 수성 현탁액이 사용되고, 바람직하게는 추가의 사료 또는 식품 성분과 혼합되는 사료 또는 식품의 제조 방법이다.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 미립자 바이오매스 및/또는 수성 현탁액은 식품 또는 사료의 제조를 위해 사용되고, 여기서 바이오매스 및/또는 수성 현탁액은 바람직하게는 다른 식품 또는 사료 성분과 혼합된 다음, 식품 또는 사료를 제공하기 위해 가공된다.
바이오매스 및/또는 수성 현탁액 및 다른 식품 또는 사료 성분의 혼합물은, 압출 방법에 의해 바람직한 구현예에서 가공되어, 판매용 식품 또는 사료의 일부를 수득한다. 대안적으로, 펠렛화 방법이 또한 사용될 수 있다.
스크류 또는 2축-스크류 압출기가 바람직하게는 압출 방법에서 이용된다. 압출 방법은 바람직하게는 80 - 220℃, 특히 100 - 190℃ 의 온도, 10 - 40 Bar 의 압력 및 100 - 1000 rpm, 특히 300 - 700 rpm 의 샤프트 회전 속도에서 수행된다. 도입된 혼합물의 체류 시간은 바람직하게는 5 - 30 초, 특히 10 - 20 초이다.
본 발명에 따라 바람직한 압출 방법의 방식에서, 방법은 컴팩팅 (compacting) 단계 및 압축 단계를 포함한다.
바람직한 것은 압출 방법을 수행하기 전 성분을 서로 밀접하게 혼합하는 것이다. 이는 바람직하게는 베인 (vane) 이 구비된 드럼 (drum) 에서 수행된다. 이러한 혼합 단계에서, 바람직한 구현예는 특히 바람직하게는 존재하는 전분의 팽윤을 유도하기 위한 증기의 주입을 포함한다.
바이오매스 및/또는 수성 현탁액과 혼합되기 전, 추가의 식품 또는 사료 성분은 균질한 혼합물이 혼합 단계에서 수득되는 것을 보장하기 위해 - 요구되는 경우 - 바람직하게는 분쇄된다. 추가의 식품 또는 사료 성분의 분쇄는 예를 들어 해머 밀 (hammer mill) 을 사용하여 수행될 수 있다.
따라서, 본 발명의 추가의 주제는 동물의 영양 공급 방법이고, 여기서 본 발명에 따른 미립자 바이오매스 및/또는 수성 현탁액은, 바람직하게는 미립자 바이오매스 및/또는 수성 현탁액과 추가의 사료 성분의 혼합 후에 동물에 제공되고, 여기서 동물은 바람직하게는 가금류, 돼지, 밍크, 반추동물, 특히 송아지 및 식용 소, 양, 염소, 반려 동물 또는 수산 양식되는 동물로부터 선택된다.
대안적으로, 본 발명에 따른 바이오매스 및/또는 수성 현탁액은 토양 적용, 특히 (유기) 비료, NPC (질소/인/포타슘 공급원), 토양 증강제, 식물 증강제 및/또는 퇴비화 보조제로서, 바이오가스의 제조, 폐수 처리를 위해 또는 특히 시멘트 가마용 대안 연료로서 사용될 수 있다. 이는 추가로 미생물, 특히 추가의 PUFA 함유 바이오매스의 제조를 위한 발효 배지의 일부로서 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명의 추가의 주제는 토양 증강 방법으로서, 여기서 본 발명에 따른 미립자 바이오매스 및/또는 수성 현탁액은 땅, 특히 농지 토양 또는 정원 토양과 가능하게는 혼합되고, 이에 흩뿌려진다.
따라서, 본 발명의 추가의 주제는 또한 땅, 특히 농지 또는 정원의 퇴비화 및/또는 비료 공급 방법이고, 여기서 본 발명에 따른 미립자 바이오매스 및/또는 수성 현탁액은 땅, 특히 농지 토양 또는 정원 토양과 가능하게는 혼합되고, 이에 흩뿌려진다.
따라서, 본 발명의 추가의 주제는 또한 바이오가스의 제조 방법이고, 여기서 본 발명에 따른 미립자 바이오매스 및/또는 수성 현탁액은 혐기성 조건 하에서, 특히 메탄생성 박테리아를 사용하여 미생물 분해에 적용된다.
따라서, 본 발명의 추가의 주제는 또한 폐수 처리 방법이고, 여기서 폐수는본 발명에 따른 미립자 바이오매스 및/또는 수성 현탁액과 혼합된다.
따라서, 본 발명의 추가의 주제는 또한 미생물의 제조, 특히 PUFA 함유 바이오매스의 제조 방법이고, 여기서 본 발명에 따른 미립자 바이오매스 및/또는 수성 현탁액은 발효 배지의 일부로서 사용된다.
본 발명에 따른 방법은 세포의 용해가 수행되기 전 바이오매스의 현탁액의 저온 살균을 사전처리 단계로서 추가로 포함할 수 있다. 저온 살균은 바람직하게는 5 내지 80 분, 특히 20 내지 60 분 동안, 50 내지 121℃, 특히 50 내지 70℃ 의 온도에서 수행된다.
바이오매스의 PUFA 함유 세포는 바람직하게는 미생물 세포 또는 식물 세포이다. 바람직하게는, 세포는 폴리케티드 신타아제 시스템으로 인해 PUFA 를 제조할 수 있다. 폴리케티드 신타아제 시스템은 내인성일 수 있거나, 유전 공학으로 인해 외인성일 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 "탈지질화 바이오매스" 는 특히 상기 추가로 개시된 오일 단리 방법에 적용된 후의, 특히 하기 추가로 개시된 바와 같은 PUFA 함유 세포를 포함하는 이와 같은 바이오매스의 잔류물을 특히 지칭한다.
식물 세포는 특히 과 브라시카세아에 (Brassicaceae), 엘라에아그나세아에 (Elaeagnaceae) 및 파바세아에 (Fabaceae) 의 세포로부터 선택될 수 있다. 과 브라시카세아에의 세포는 속 브라시카 (Brassica), 특히 유채, 순무 평지 및 인디언 겨자로부터 선택될 수 있고; 과 엘라에아그나세아에의 세포는 속 엘라에아그너스 (Elaeagnus), 특히 종 올레아에 유로파에아 (Oleae europaea) 로부터 선택될 수 있고; 과 파바세아에의 세포는 속 글리신 (Glycine), 특히 종 글리신 맥스 (Glycine max) 로부터 선택될 수 있다.
PUFA 함유 지질을 함유하는 미생물 유기체는 선행 기술에 광범위하게 기재되어 있다. 본 맥락에서, 사용된 세포는 특히 이미 자연적으로 PUFA (폴리불포화 지방산) 를 제조하는 세포일 수 있고; 그러나, 이는 또한 적합한 유전 공학 방법의 결과로서 또는 무작위 돌연변이유발로 인해, 개선된 PUFA 제조를 보이거나 아예 PUFA 를 제조할 수 있게 만들어진 세포일 수 있다. PUFA 의 제조는 영양요구성, 혼성영양성 또는 종속영양성일 수 있다.
바이오매스는 바람직하게는 종속영양적으로 PUFA 를 제조하는 세포를 포함한다. 본 발명에 따른 세포는 바람직하게는 조류, 진균, 특히 효모, 박테리아, 또는 원생생물로부터 선택된다. 세포는 보다 바람직하게는 미생물 조류 또는 진균이다.
오일-제조 효모의 적합한 세포는 특히 야로위아 (Yarrowia), 칸디다 (Candida), 로도토룰라 (Rhodotorula), 로도스포리디움 (Rhodosporidium), 크립토코쿠스 (Cryptococcus), 트리코스포론 (Trichosporon) 및 리포마이세스 (Lipomyces) 의 균주이다.
오일-제조 미세조류 및 조류-유사 미생물의 적합한 세포는 특히 필룸 스트라메노필레스 (phylum Stramenopiles) (또한 헤테로콘타 (Heterokonta) 로 지칭됨) 로부터 선택되는 미생물이다. 필룸 스트라메노필레스의 미생물은 특히 하기 미생물의 군으로부터 선택될 수 있다: 하마토레스 (Hamatores), 프로테로모나드 (Proteromonads), 오팔린 (Opalines), 디벨로파엘라 (Developayella), 디플로프리스 (Diplophrys), 라브린툴리드 (Labrinthulids), 트라우스토키트리드 (Traustochytrids), 바이오세시드 (Biosecids), 오마이세테스 (Oomycetes), 하이포키트리디오마이세테스 (Hypochytridiomycetes), 코마티온 (Commation), 레티쿨로스파에라 (Reticulosphaera), 펠라고모나스 (Pelagomonas), 펠라고코쿠스 (Pelagococcus), 올리콜라 (Ollicola), 아우레오코쿠스 (Aureococcus), 파르말레스 (Parmales), 디아톰스 (Diatoms), 잔토파이테스 (Xanthophytes), 파에오파이테스 (Phaeophytes) (갈색 조류), 유스티그마토파이테스 (Eustigmatophytes), 라피도파이테스 (Raphidophytes), 시누리드 (Synurids), 악소딘 (Axodines) (리조크로뮤리날레스 (Rhizochromulinales), 페디넬랄레스 (Pedinellales), 딕티오칼레스 (Dictyochales) 포함), 크리소메리달레스 (Chrysomeridales), 사르시노크리시달레스 (Sarcinochrysidales), 히드루랄레스 (Hydrurales), 히베르디알레스 (Hibberdiales), 및 크로뮤리날레스 (Chromulinales). 미세조류의 기타 바람직한 군은 녹색 조류 및 와편모조류 (dinoflagellate) (속 크립트헤코디우른 (Crypthecodiurn) 의 구성원 포함) 의 구성원을 포함한다.
본 발명에 따른 바이오매스는 바람직하게는 세포를 포함하고, 바람직하게는 특히 트라우스토키트리아세아에의 과로부터의 분류군 라비린툴로마이세테스 (Labyrinthulomycetes) (라비린툴레아 (Labyrinthulea), 네트 점액 (net slime) 진균, 점액 네트 (slime net)) 의 상기 세포로 본질적으로 이루어진다. 트라우스토키트리아세아에의 과 (트라우스토키트리드) 는 속 알토미아 (Althomia), 아플라노키트리움 (Aplanochytrium), 아우란티오키트리움 (Aurantiochytrium), 보트리오키트리움 (Botryochytrium), 엘니아 (Elnia), 자포노키트리움 (Japonochytrium), 오브론기키트리움 (Oblongichytrium), 파리에티키트리움 (Parietichytrium), 스키조키트리움 (Schizochytrium), 시사이오이도키트리움 (Sicyoidochytrium), 트라우스토키트리움 (Thraustochytrium), 및 울케니아 (Ulkenia) 를 포함한다. 바이오매스는 특히 바람직하게는 속 아우란티오키트리움, 오브론기키트리움, 스키조키트리움, 또는 트라우스토키트리움, 특히 속 스키조키트리움으로부터의 세포를 포함한다.
본 발명에 있어서, 폴리불포화 지방산 (PUFA) 은 바람직하게는 고-불포화 지방산 (HUFA) 이다.
바이오매스에 존재하는 세포는 바람직하게는 각각의 경우 세포 건조 물질을 기준으로 적어도 20 중량%, 바람직하게는 적어도 30 중량%, 특히 적어도 35 중량% 의 PUFA 를 함유한다는 사실에 의해 구별된다.
본 발명에 있어서, 용어 "지질" 은 인지질; 유리 지방산; 지방산의 에스테르; 트리아실글리세롤; 스테롤 및 스테롤 에스테르; 카로테노이드; 잔토필 (예를 들어, 옥시카로테노이드); 탄화수소; 이소프레노이드-유래 화합물 및 당업자에게 알려져 있는 기타 지질을 포함한다. - 용어 "지질" 및 "오일" 은 본 발명에 있어서 상호교환적으로 사용된다.
바람직한 구현예에서, 이러한 경우 다수의 지질은 바람직하게는 적어도 50 중량%, 특히 적어도 75 중량% 이 트리글리세리드 형태로 존재하고, 특히 바람직한 구현예에서, 세포에 존재하는 지질의 적어도 90 중량% 는 트리글리세리드의 형태로 존재한다.
본 발명에 있어서, 폴리불포화 지방산 (PUFA) 은 적어도 2 개, 특히 적어도 3 개의 C-C 이중 결합을 갖는 지방산을 의미하는 것으로 이해된다. 본 발명에 있어서, 고-불포화 지방산 (HUFA) 은 PUFA 중에서 바람직하다. 본 발명에 있어서, HUFA 는 적어도 4 개의 C-C 이중 결합을 갖는 지방산을 의미하는 것으로 이해된다.
PUFA 는 유리 형태 또는 결합 형태로 세포에 존재할 수 있다. 결합 형태의 존재의 예는 인지질 및 PUFA 의 에스테르, 특히 모노아실-, 디아실- 및 트리아실글리세리드이다. 바람직한 구현예에서, 다수의 PUFA 는 바람직하게는 적어도 50 중량%, 특히 적어도 75 중량% 의 트리글리세리드 형태로 존재하고, 특히 바람직한 구현예에서, 적어도 90 중량% 의 세포에 존재하는 PUFA 는 트리글리세리드 형태로 존재한다.
바람직한 PUFA 는 오메가-3 지방산 및 오메가-6 지방산이고, 오메가-3 지방산이 특히 바람직하다. 바람직한 오메가-3 지방산은 여기서 에이코사펜타엔산 (EPA, 20:5ω-3), 특히 (5Z,8Z,11Z,14Z,17Z)-에이코사-5,8,11,14,17-펜타엔산, 및 도코사헥사엔산 (DHA, 22:6ω-3), 특히 (4Z,7Z,10Z,13Z,16Z,19Z)-도코사-4,7,10,13,16,19-헥사엔산이다.
본 발명의 매우 바람직한 구현예에서, 동시에 유의한 양의 EPA 및 DHA 를 제조하는 세포, 특히 스키조키트리움 균주가 이용되고, DHA 는 바람직하게는 적어도 20 wt% 의 양, 바람직하게는 적어도 30 wt% 의 양, 특히 30 내지 50 wt% 의 양으로 제조되고, EPA 는 적어도 5 wt% 의 양, 바람직하게는 적어도 10 wt% 의 양, 특히 10 내지 20 wt% 의 양 (각각 세포에 함유된 지질의 총량에 대하여) 으로 제조된다. DHA 및 EPA 제조 스키조키트리움 균주는 연속적인 돌연변이유발 이후 우수한 EPA 및 DHA 제조와 특정 EPA:DHA 비를 입증하는 돌연변이 균주의 적합한 선택에 의해 수득될 수 있다. 효모 세포에 대한 유전적 변화를 유도할 수 있는 임의의 화학적 또는 비(非)화학적 (예를 들어, 자외선 (UV) 방사) 작용제가 돌연변이원으로서 사용될 수 있다. 이러한 작용제는 단독으로 또는 서로 조합으로 사용될 수 있고, 화학적 작용제는 니트 (neat) 로 또는 용매와 사용될 수 있다.
상기 언급된 바와 같이 EPA 및 DHA 를 동시에 유의한 양으로 제조하는 속 스키조키트리움의 미생물의 바람직한 종은 ATCC 수탁 No. PTA-10208, PTA-10209, PTA-10210, 또는 PTA-10211, PTA-10212, PTA-10213, PTA-10214, PTA-10215 로 수탁된다.
PUFA 함유 지질을 수득할 수 있는 본 발명에 따른 바이오매스의 현탁액은 바람직하게는 발효 브로쓰, 특히 적어도 80 또는 100 g/l, 바람직하게는 적어도 120 또는 140 g/l, 보다 바람직하게는 적어도 160 또는 180 g/l (건조-물질 함량으로 산출됨) 의 바이오매스 밀도를 갖는 발효 브로쓰이다. 따라서, 현탁액은 PUFA 가 미생물에 의해 제조되는 조건 하에서 발효 배지 중 적합한 세포를 배양 및 성장시킴으로써 수득될 수 있다.
바이오매스, 특히 지질 함유 세포, 특히 PUFA, 특히 트라우스토키트리알레스의 목을 포함하는 바이오매스의 제조 방법은 선행 기술에 상세히 기재되어 있다 (예를 들어, WO91/07498, WO94/08467, WO97/37032, WO97/36996, WO01/54510 참조). 일반적으로, 제조는 세포가 미생물의 성장을 허용하고, PUFA 의 제조를 허용하는 미네랄과 같은 다수의 부가적인 물질과 함께, 탄소 공급원 및 질소 공급원의 존재 하에서 발효기에서 배양됨으로써 수행된다. 이러한 맥락에서, 100 g/L 초과의 바이오매스 밀도 및 0.5 g 의 지질/L/시간 초과의 제조 속도가 달성될 수 있다. 방법은 바람직하게는 피드-배치 (fed-batch) 방법으로 알려져 있는 방법, 즉 탄소 및 질소 공급원이 발효 중 증가하여 공급되는 방법에서 수행된다. 목적하는 바이오매스가 달성된 경우, 지질 제조는 예를 들어 질소 공급원, 탄소 공급원 또는 산소 함량 또는 이들의 조합을 제한함으로써 다양한 측정치에 의해 유도될 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 세포는 바이오매스 밀도가 적어도 80 또는 100 g/l, 보다 바람직하게는 적어도 120 또는 140 g/l, 특히 적어도 160 또는 180 g/l (건조-물질 함량으로 산출됨) 가 될 때까지 성장한다. 상기 방법은 예를 들어 US 7,732,170 에 개시되어 있다.
바람직하게는, 세포는 염분이 낮은 배지에서 특히 부식을 회피하기 위해 발효된다. 이는 소듐 클로라이드 대신의 소듐 공급원으로서, 예를 들어 소듐 술페이트, 소듐 카르보네이트, 소듐 히드로겐 카르보네이트 또는 소다 회와 같은 염소가 없는 소듐 염을 사용함으로써 달성될 수 있다. 바람직하게는, 클로라이드는 3 g/l 미만, 특히 500 mg/l 미만, 특히 바람직하게는 100 mg/l 미만의 양으로 발효에서 사용된다.
적합한 탄소 공급원은 모두 알코올성 및 비알코올성 탄소 공급원이다. 알코올성 탄소 공급원의 예는 메탄올, 에탄올 및 이소프로판올이다. 비알코올성 탄소 공급원의 예는 프룩토오스, 글루코오스, 수크로오스, 당밀, 전분 및 옥수수 시럽이다.
적합한 질소 공급원은 모두 무기 및 유기 질소 공급원이다. 무기 질소 공급원의 예는 니트레이트 및 암모늄 염, 특히 암모늄 술페이트 및 암모늄 히드록시드이다. 유기 질소 공급원의 예는 아미노산, 특히 글루타메이트 및 우레아이다.
또한, 무기 또는 유기 인 화합물 및/또는 알려진 성장-자극 물질, 예컨대 효모 추출물 또는 옥수수 스팁 리큐어 (steep liquor) 가 또한 발효에 긍정적인 효과를 주기 위해 첨가될 수 있다.
세포는 바람직하게는 3 내지 11, 특히 4 내지 10 의 pH 에서, 바람직하게는적어도 20℃, 특히 20 내지 40℃, 특히 바람직하게는 적어도 30℃ 의 온도에서 발효된다. 전형적인 발효 방법은 대략 100 시간 이하 소요된다.
발효가 종료된 후, 세포는 세포를 사멸시키고 지질 분해를 촉진할 수 있는 효소를 불활성화시키기 위해 저온 살균될 수 있다. 저온 살균은 바람직하게는 5 내지 80 분, 특히 20 내지 60 분의 기간 동안, 50 내지 121℃, 바람직하게는 50 내지 70℃ 의 온도로 바이오매스를 가열함으로써 실시된다.
마찬가지로, 발효가 종료된 후, 산화적 분해로부터 바이오매스에 존재하는 PUFA 를 보호하기 위해 산화방지제가 첨가될 수 있다. 이러한 맥락에서, 바람직한 산화방지제는 BHT, BHA, TBHA, 에톡시퀸, 베타-카로텐, 비타민 E, 특히 토코페롤, 및 비타민 C 이다. 사용된 경우, 산화방지제는 바람직하게는 산화방지제의 첨가 후 발효 브로쓰의 총량에 대하여, 0.001 내지 0.1 wt%, 바람직하게는 0.002 내지 0.05 wt% 의 양으로 첨가된다.
작업예
실시예 1
100 g/l 초과의 바이오매스 밀도에서 세척되지 않은 세포 브로쓰 함유 미생물 세포 (스키조키트리움 sp.) 를 진탕 용기에서 60℃ 로 가열하였다. 현탁액을 가열한 후, 가성 소다 (50 wt% NaOH 용액) 를 사용하여 pH 를 7.5 로 조정한 후, 알칼라아제 (Alcalase® 2.4 FG (Novozymes)) 를 0.5 wt% (브로쓰의 중량) 의 양의 액체 형태로 첨가하였다. 교반을 60℃ 에서 3 시간 동안 지속하였다. 이후, 용해된 세포 혼합물을 강제 순환 증발기 (GEA, Germany 에서 수득됨) 로 이동시키고, 85℃ 의 온도로 가열하였다. 혼합물을 강제 순환 증발기에서 약 30 wt% 의 총 건조 물질 함량이 도달될 때까지 농축시켰다. 농축되고 용해된 세포 혼합물을 새로운 용기로 이동시키고, 낮은 전단 진탕 하에서 90℃ 이하로 가열하면서, 가성 소다를 첨가함으로써 pH 를 10.5 로 조절하였다. 낮은 전단 진탕을 약 30 시간 동안 지속하면서, 90℃ 에서 온도를 유지하고, 가성 소다를 첨가함으로써 pH 를 9.0 초과로 유지하였다.
이후, 황산을 첨가하여 pH 를 7.5 로 조절함으로써 수득된 해유화 혼합물을 중화시켰다. 오일 함유 경질 상, 및 물, 세포-파편, 잔류 오일 및 염 함유 중질 상으로의 상 분리를 디스크 스택 분리기 (Alfa Laval 디스크 스택 원심분리기, LAPX 404/Clara 20) 를 사용하여 기계적으로 수행하였다.
미정제 오일의 분리 후, 잔류 세포 파편을 수성 상에 재현탁시키고, 농축시키고, 분무 과립화에 의해 건조시켰다.
효율적인 해유화로 인해, 90 wt% 초과의 오일이 유기 용매 또는 소듐 클로라이드의 첨가 없이 바이오매스로부터 분리될 수 있다.
약 90℃ 의 온도에서 45 wt% 의 총 건조 물질로의 증발을 통한 농축 및 유동층 분무 과립기에서 분무 과립화를 통한 후속 건조에 의해, 잔류 중질 상을 고체 바이오매스로 전환하였다. 수득된 바이오매스는 530 kg/㎥ 초과의 높은 벌크 밀도, 약 4000 kcal/kg 의 고 에너지 값, 및 매우 양호한 조작 특성 (특히 유동성 4) 을 나타낸다. 시판되는 스키조키트리아로부터 유래된 유사 바이오매스는 훨씬 더 악화된 유동성 (유동성 6) 및 325 내지 500 kg/㎥ 의 훨씬 더 낮은 벌크 밀도를 나타낸다.
Claims (16)
- 하기 단계를 포함하는, 바이오매스의 파편으로부터의 폴리불포화 지방산 (PUFA) 함유 지질의 분리 방법:
a) PUFA 함유 지질을 함유하는 세포를 포함하는 바이오매스의 현탁액을 제공하는 단계;
b) 바이오매스의 세포를 용해하는 단계;
c) 단계 (b) 에서 수득된 현탁액을, 80℃ 내지 100℃, 바람직하게는 85℃ 내지 95℃, 보다 바람직하게는 약 90℃ 의 온도로 가열하면서, pH 를 9.0 내지 11.5, 바람직하게는 9.0 내지 11.0, 보다 바람직하게는 9.0 내지 10.5 의 값으로 조절하는 단계;
d) 온도 및 pH 값을, (c) 에 나타난 범위에서 적어도 10 시간, 바람직하게는 15 내지 40 시간, 보다 바람직하게는 20 내지 36 시간 동안 유지하는 단계. - 제 1 항에 있어서, 바이오매스의 세포의 용해가 효소로, 기계적으로, 화학적으로 및/또는 물리적으로 수행되는 분리 방법.
- 제 2 항에 있어서, 바이오매스의 세포의 용해가 하기와 같이 수행되는 분리 방법:
a) 바이오매스의 현탁액을, 50℃ 내지 70℃ 의 온도, 바람직하게는 55℃ 내지 65℃ 의 온도로 가열하고, 세포 벽-분해 효소를 발효 브로쓰에 첨가하고, 필요한 경우, 효소가 적절하게 작동하는 적절한 pH 값을 조절하는 단계;
b) 온도 및 pH 를, (a) 에 나타난 범위에서 적어도 1 시간, 바람직하게는 적어도 2 시간, 보다 바람직하게는 2 내지 4 시간 동안 유지하는 단계. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 항에 있어서, 1 wt% 미만, 바람직하게는 0.5 wt% 미만, 특히 0.1 wt% 미만의 유기 용매 및/또는 1 wt% 미만, 바람직하게는 0.5 wt% 미만, 특히 0.1 wt% 미만의 클로라이드가 방법에서 사용되는 분리 방법.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 항에 있어서, 세포의 용해 후, 현탁액이 100℃ 이하, 보다 바람직하게는 70℃ 내지 100℃, 특히 80℃ 내지 90℃ 의 온도에서, 바람직하게는 물의 증발에 의해, 30 내지 60 wt%, 보다 바람직하게는 35 내지 55 wt% 의 총 건조 물질 함량으로 농축되는 분리 방법.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 항에 있어서, 추가의 단계로서, PUFA 함유 오일의 채취 단계를 포함하고, PUFA 함유 오일의 채취 단계가 바람직하게는 해유화 (demulsified) 현탁액의 중화 및 이에 따라 수득된 오일 함유 경질 상의 물, 염, 잔류 오일 및 세포 파편 함유 중질 상으로부터의 후속 분리를 포함하고, 오일 함유 경질 상의 물, 염, 잔류 오일 및 세포 파편 함유 중질 상으로부터의 분리가 특히 60-90℃, 보다 바람직하게는 70-80℃ 의 온도, 및 바람직하게는 6-9, 보다 바람직하게는 7-8.5 의 pH 값에서, 바람직하게는 기계적 수단에 의해 실행되는 분리 방법.
- 제 6 항에 있어서, 추가의 단계로서, 바이오매스를 90 wt% 초과의 총 건조 물질 함량으로 건조시킴에 의한, 물, 염, 잔류 오일 및 세포 파편 함유 중질 상의 건조 바이오매스로의 전환 단계를 포함하고, 건조 바이오매스로의 전환 단계가 바람직하게는 30-50 wt% 의 건조 물질 함량으로의 중질 상의 농축 및 유동층 과립기를 사용하는 바이오매스의 후속 분무 과립화에 의해 수행되는 분리 방법.
- 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 항에 있어서, 현탁액이 바람직하게는 적어도 80, 100, 120 또는 140 g/l 의 바이오매스 밀도를 갖는 발효 브로쓰로서 제공되는 분리 방법.
- 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 항에 있어서, PUFA 함유 지질을 함유하는 세포가 조류, 진균, 원생생물, 박테리아, 미세조류, 식물 세포, 및 이의 혼합물로부터 선택되고, 미세조류가 바람직하게는 필루스 스트라마노필레스 (phylus Stramanopiles), 특히 트라우스토키트리드 (Thraustochytrid) 의 과, 보다 바람직하게는 속 스키조키트리움 (Schizochytrium) 의 필루스 스트라마노필레스로부터 선택되는 분리 방법.
- 제 3 항 내지 제 9 항 중 어느 항에 있어서, 세포-벽 분해 효소가 프로테아제, 셀룰라아제, 헤미셀룰라아제, 키티나아제, 펙티나아제, 수크라아제, 말타아제, 락타아제, 알파-글루코시다아제, 베타-글루코시다아제, 아밀라아제, 리소자임, 뉴라미니다아제, 갈락토시다아제, 알파-만노시다아제, 글루쿠로니다아제, 히알루로니다아제, 풀루라나아제, 글루코세레브로시다아제, 갈락토실세라미다아제, 아세틸갈락토사미니다아제, 푸코시다아제, 헥소사미니다아제, 이두로니다아제, 말타아제-글루코아밀라아제, 베타-글루카나아제, 만나나아제, 및 이의 조합으로부터 선택되는 분리 방법.
- 2 wt% 미만, 바람직하게는 0.5 wt% 미만, 특히 0.1 wt% 미만의 비극성 유기 용매 및 2 wt% 미만, 바람직하게는 0.5 wt% 미만, 특히 0.1 wt% 미만의 클로라이드를 포함하는 PUFA 함유 바이오매스로서, 바이오매스가 바람직하게는 필루스 스트라마노필레스, 특히 트라우스토키트리드의 과, 바람직하게는 속 스키조키트리움의 필루스 스트라마노필레스의 세포 및/또는 세포 파편을 함유하는 PUFA 함유 바이오매스.
- 제 11 항에 있어서, 바람직하게는 약 3:2 내지 약 4:1 의 비의 DHA 및 EPA 의 혼합물을 포함하는 바이오매스로서, DHA 의 함량이 적어도 10 wt% (함유된 지질의 총량에 대하여) 인 PUFA 함유 바이오매스.
- 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 바이오매스가 탈지질화 (delipidate) 바이오매스인 PUFA 함유 바이오매스.
- PUFA 함유 수성 현탁액, PUFA 함유 바이오매스로서, 비극성 유기 용매 함량이 1 wt% 미만, 바람직하게는 0.1 wt% 미만이고, 클로라이드의 함량이 1 wt% 미만, 바람직하게는 0.1 wt% 미만인 것을 특징으로 하고, 바이오매스가 바람직하게는 필루스 스트라마노필레스, 특히 트라우스토키트리드의 과, 보다 바람직하게는 속 스키조키트리움의 필루스 스트라마노필레스의 세포 및/또는 세포 파편을 함유하고, 수성 현탁액이 바람직하게는 20 내지 60 wt% 의 총 건조 물질 함량을 특징으로 하는 PUFA 함유 수성 현탁액, PUFA 함유 바이오매스.
- 동물, 특히 식용 소의 영양 공급 방법으로서, 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 항에 따른 바이오매스 및/또는 제 14 항에 따른 수성 현탁액이 바람직하게는 추가의 사료 성분과 미립자 바이오매스 및/또는 수성 현탁액의 혼합 후 동물에 제공되는 동물, 특히 식용 소의 영양 공급 방법.
- 하기 특징을 나타내는 PUFA 함유 지질: a) 0.5 meq/kg 미만, 바람직하게는 0.3 meq/kg 미만, 특히 0.15 meq/kg 미만의 퍼옥시드 값; b) 15 미만, 바람직하게는 10 미만의 아니시딘 값; c) 바람직하게는 1 wt% 미만의 유리 지방산 함량; d) 바람직하게는 1 wt% 미만, 바람직하게는 0.5 wt% 미만의 수분 및 불순물 함량; e) 바람직하게는 250 cps 미만, 보다 바람직하게는 200 cps 미만, 특히 160 cps 미만의 점도; e) 바람직하게는 적어도 300℃, 보다 바람직하게는 적어도 350℃, 특히 적어도 400℃, 특히 적어도 450℃ 의 인화점; f) 바람직하게는 적어도 35 wt%, 바
람직하게는 적어도 40 또는 45 wt%, 특히 적어도 50 wt% 의 오메가-3 지방산, 특히 DHA 및 EPA 함량; g) 바람직하게는 적어도 8 wt%, 바람직하게는 적어도 10 wt%, 특히 적어도 15 wt% 의 양의 각각 DHA 및 EPA; h) 바람직하게는 0.5 wt% 미만, 보다 바람직하게는 0.1 wt% 미만, 특히 0.05 wt% 미만, 특히 0.01 wt% 미만의 유기 용매의 양; i) 바람직하게는 0.1 wt% 미만, 보다 바람직하게는 0.05 wt% 미만, 특히 0.01 wt% 미만의 클로라이드의 양; j) 바람직하게는 90 wt% 초과의 미정제 지방의 함량.
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