从微生物生物质中获取含脂质组合物的方法技术

本发明专利技术提供了粒化微生物生物质、在超临界条件下从所述粒状生物质中提取精制的脂质组合物并在短程蒸馏条件下蒸馏所述精制的脂质组合物至少一次以获取含脂质级份的方法。本发明专利技术也公开了通过酯交换并富集含脂质级份制备含脂质的油浓缩物的方法。

Method for obtaining lipid containing compositions from microbial biomass

The present invention provides granular microbial biomass, extracted from the granular biomass in supercritical conditions is refined and distilled in lipid composition under the conditions of the distillation refining of the lipid composition of at least one method to obtain lipid containing fractions. A process for preparing lipid containing oil concentrates by transesterification and enrichment of lipid containing fractions is also disclosed.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从微生物生物质中获取含脂质组合物的方法本申请要求提交于2011年2月11日的美国临时申请61／441,836、提交于2011年2月11日的美国临时申请61／441,842、提交于2011年2月11日的美国临时申请61／441,849、提交于2011年2月11日的美国临时申请61／441,854、和提交于2011年5月17日的美国临时申请61／487,019的权益，它们全文以引用方式并入本文。
本专利技术涉及从微生物生物质中获取含脂质级份的方法。具体地，提供了粒化微生物生物质、从粒状生物质中提取提取油并在短程蒸馏条件下蒸馏提取油至少一次以获取含脂质级份的方法。可进一步富集这种含脂质级份。
技术介绍
微生物如丝状真菌、酵母和藻类产生多种脂质，包括脂肪酰、甘油脂、磷脂、鞘脂、糖脂、聚酮化合物、甾醇脂和孕烯醇酮脂类。从其中产生这些脂质、并且从而已经实施多种方法的微生物细胞中提取这些脂质中的一些是有利的。通常从微生物中提取的一类脂质是甘油脂，包括脂肪酸甘油酯(“三酰基甘油”或“TAG”)。TAG是主要的脂肪酸储存单元，并且从而可含有长链多不饱和脂肪酸(PUFA)，以及较短的饱和的和不饱和的脂肪酸与较长链的饱和脂肪酸。对在药物和膳食产品中包括PUFA如二十碳五烯酸[“EPA”；ω-3]和二十二碳六烯酸[“DHA”；ω-3]的兴趣一直在持续地增长。有效地并高性价比地提取、精制和纯化包含PUFA的脂质组合物的方法因此是尤其期望的。多种典型的脂质分离方法涉及破碎微生物细胞(例如经由机械、酶促或化学手段)，随后使用有机或绿色溶剂进行油提取。破碎方法从微生物细胞中释放细胞内脂质，这使得其在提取期间容易触及溶剂。在提取后，通常除去溶剂(例如通过蒸发如施加真空、温度或压力变化等除去)。所得的提取油富含亲脂组分，其在脂质体中积累。一般来讲，脂质体的主要组分由TAG、麦角固醇酯、其它甾醇酯、游离麦角固醇和磷脂组成。存在于脂质体中的PUFA主要是TAG、二酰基甘油、单酰基甘油、磷脂和游离脂肪酸组分。可随后精制提取油以产生高度纯化的富含PUFA的TAG级份。关于纯化的TAG级份的最终规格可为用途依赖性的，例如，根椐油是否用作化妆品或药物组合物等中的添加剂或补充剂(例如在食物组合物、婴儿代乳品、动物饲料等中)。可接受的污染物标准是自己制定的(其中特定污染物导致不可取的特性，例如模糊／浑浊、气味)或由外部营养委员会确定的(例如VoluntaryMonographOfTheCouncilforResponsibleNutrition[Washington，D.C.]，2006年3月，指定了ω-3EPA、ω-3DHA、以及它们的混合物的酸、过氧化物、茴香胺、TOTOX、多氯代二苯并-对-二氧杂环己烯和多氯代二苯并呋喃的最大值)。美国专利6,727,373公开了包含PUFA的微生物油，其具有高甘油三酯含量和高氧化稳定性。此外，描述了一种从来源于经巴氏消毒的发酵液的微生物生物质中回收此类油的方法，其中所述微生物生物质经挤出形成颗粒、干燥、然后使用合适溶剂从干燥颗粒中提取所述油。美国专利6,258,964公开了提取微生物细胞中包含的脂溶性组分的方法，其中该方法需要干燥包含脂溶性组分的微生物细胞，同时使用挤出机将干燥的微生物细胞破碎并模塑成粒料，并且使用有机溶剂提取包含的脂溶性组分。美国专利申请公布2009／0227678公开了从包含细胞和水的组合物中获取脂质的方法，该方法包括使组合物与干燥剂接触并且从细胞中回收脂质。美国专利4,675,132公开了浓缩鱼油中的PUFA部分的方法，所述鱼油包含相对低比例的饱和和单不饱和脂肪酸部分，其链长与拟浓缩的PUFA部分相同，包含具有低级链烷醇的酯交换鱼油甘油酯以形成低级烷基脂肪酸酯的混合物，并在超临界条件下用二氧化碳(CO2)提取所述酯。开发用于产生高浓度EPA的连续逆流超临界CO2分级方法的工艺流程图由V.J.Krukonis等人(Adv.SeafoodBiochem.，Pap.Am.Chem.Soc.Annu.Meet.(1992)，召开年份：1987，169-179)公开。该方法的原料是鲱油的尿素结晶乙酯，并且该设计的基础是在90％的产量下产物浓度为90％EPA(乙酯)。寻找其中可在包含PUFA的脂质组合物中调节TAG、二酰基甘油、单酰基甘油和游离脂肪酸的分配的方法。期望获得包含PUFA的脂质组合物的方法，所述组合物具有改善的氧化稳定性。也期望获得富含TAG的包含PUFA的脂质组合物的方法，该方法是用于获得此类组合物的经济型方法。美国专利6,166,230(GIST-Brocades)描述了用极性溶剂处理包含PUFA的微生物油(例如来自高山被孢霉(Mortierellaalpina)的微生物油)以提取至少一种溶解在溶剂中的甾醇(例如链甾醇)，并且随后从油中分离至少一些包含该甾醇的溶剂的方法，其中油具有小于1.5％的甾醇含量。美国专利7,695,626(Martek)描述了从微生物生物质(例如裂殖壶菌属(Schizochytrium))中回收包含PUFA的中性脂质的方法，所述方法包括下列步骤：在提取过程中使生物质与非极性溶剂接触以回收脂质，精制和／或漂白和／或除臭脂质组合物，将极性溶剂加到脂质组合物中，冷却混合物以选择性地沉淀至少一种其它化合物(例如饱和甘油三酯、含磷材料、蜡酯、包含甾醇酯的饱和脂肪酸、甾醇、角鲨烯、烃类)并且随后除去来自脂质组合物的这种不可取化合物。以前的方法尚未利用短程蒸馏技术作为有效手段以避免将PUFA(具体地，高度不饱和的脂肪酸)暴露于高温并除去来自微生物油的麦角固醇(麦角-5,7,22-三烯-3β-醇；CAS登录号57-87-4)污染物。国际专利申请公布WO2011／080503A2公开了用于从进料混合物中回收PUFA产物的色谱分离方法，该方法包括将进料混合物导入模拟的或实际的移动床色谱分离设备，该设备具有多个连接的色谱柱，它们包含作为洗脱液的醇水溶液，其中所述设备具有包括至少第一区域和第二区域的多个区域，每个区域具有提取物流和提余液流，从中可从所述多个连接色谱柱中收集液体，并且其中(a)包含PUFA产物连同极性较高组分的提余液流从第一区域内的柱中收集并被引入第二区域中的非邻近柱，和／或(b)包含PUFA产物连同极性较低组分的提取物流从第二区域内的柱中收集并被引入第一区域中的非邻近柱，所述PUFA产物与每个区域中的进料混合物的不同组分分离。纯化多种来源于鱼油的原料以制备85至大于98％的EPA乙酯。虽然国际专利申请公布WO2001／080503A2展示了从鱼油中回收高纯度EPA和DHA的方法，该公开也声明适用于分馏的进料混合物可获取自“合成来源，包括获取自经基因修饰的植物、动物和微生物(包括酵母)的油”。此外，“当期望的PUFA产物是EPA时，经基因修饰的酵母尤其适用”。
技术实现思路
在第一实施例中，本专利技术涉及方法，其包括：(a)粒化具有水分含量并包含含油微生物的微生物生物质；(b)提取步骤(a)的粒状微生物生物质以产生提取油；以及(c)在短程蒸馏条件下蒸馏步骤(b)的提取油至少一次，其中所述蒸馏产生馏出液级份和含脂质级份。在所述方法的第二实施例中，含油微生物选自酵母、藻类本文档来自技高网...

【技术保护点】
方法，包括：(a)粒化具有在1至10重量％的范围内的水分含量并包含含油微生物的微生物生物质，其中所述含油微生物包含至少一种在所述油中的多不饱和脂肪酸，并且其中粒化所述微生物生物质包括：(1)将所述微生物生物质和至少一种能够吸收油的研磨剂混合以提供破碎的生物质混合物，所述破碎的生物质混合物包含破碎的微生物生物质；(2)将所述破碎的生物质混合物与至少一种粘合剂共混以提供能够形成固体粒料的可固化混合物；以及(3)使所述可固化混合物形成固体粒料以提供粒状微生物生物质；其中所述破碎的微生物生物质在双螺杆挤出机中产生，所述双螺杆挤出机包括：(A)0.04至0.4KW/(kg/hr)的总比能量输入(SEI)；(B)使用具有逐渐缩短的节线长度的轴衬元件的压实区；和(C)使用流量限制的压缩区；其中在所述挤出机内，所述压实区在所述压缩区之前；(b)提取步骤(a)的粒状微生物生物质以产生提取油，其中所述提取油包含甾醇级份；以及(c)在短程蒸馏条件下蒸馏步骤(b)的提取油至少一次，其中所述蒸馏产生馏出液级份和含脂质级份；所述馏出液级份包含所述甾醇，所述含脂质级份在与尚未经受短程蒸馏的提取油中甾醇量进行比较时包含减少的甾醇量，并且其中所述蒸馏步骤包括使提取的微生物油在不超过30mTorr的真空水平和220至300℃下通过短程蒸馏至少一次。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.02.11 US 61/441854;2011.02.11 US 61/441849;201.方法，包括：(a)粒化具有在1至10重量％的范围内的水分含量并包含含油微生物的微生物生物质，其中所述含油微生物包含至少一种在所述油中的多不饱和脂肪酸，并且其中粒化所述微生物生物质包括：(1)将所述微生物生物质和至少一种能够吸收油的研磨剂混合以提供破碎的生物质混合物，所述破碎的生物质混合物包含破碎的微生物生物质；(2)将所述破碎的生物质混合物与至少一种粘合剂共混以提供能够形成固体粒料的可固化混合物；以及(3)使所述可固化混合物形成固体粒料以提供粒状微生物生物质；其中所述破碎的微生物生物质在双螺杆挤出机中产生，所述双螺杆挤出机包括：(A)0.04至0.4KW/(kg/hr)的总比能量输入(SEI)；(B)使用具有逐渐缩短的节线长度的轴衬元件的压实区；和(C)使用流量限制的压缩区；其中在所述挤出机内，所述压实区在所述压缩区之前；(b)提取步骤(a)的粒状微生物生物质以产生提取油，其中所述提取油包含甾醇级份；以及(c)在短程蒸馏条件下蒸馏步骤(b)的提取油至少一次，其中所述蒸馏产生馏出液级份和含脂质级份；所述馏出液级份包含所述甾醇，所述含脂质级份在与尚未经受短程蒸馏的提取油中甾醇量进行比较时包含减少的甾醇量，并且其中所述蒸馏步骤包括使提取的微生物油在不超过30mTorr的真空水平和220至300℃下通过短程蒸馏至少一次。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述含油微生物选自藻类、真菌、细菌、类眼虫和原生藻菌。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述含油微生物选自酵母和卵菌。4.根据权利要求1所述的方法，其中：(a)所述至少一种研磨剂具有选自下列的特性：(i)所述至少一种研磨剂为具有2.0至6.0的莫氏硬度和根据ASTM方法D1483-60测定的0.8或更高的吸油系数的颗粒；(ii)所述至少一种研磨剂选自二氧化硅和硅酸盐；并且(iii)所述至少一种研磨剂以所述固体粒料中的微生物生物质、研磨剂和粘合剂的总重量计1至20重量％存在；和/或(b)所述至少一种粘合剂具有选自下列的特性：(iv)所述至少一种粘合剂选自水和碳水化合物，所述碳水化合物选自蔗糖、乳糖、果糖、葡萄糖和可溶性淀粉；并且(v)所述至少一种粘合剂以所述固体粒料中的微生物生物质、研磨剂和粘合剂的总重量计0.5至10重量％存在。5.根据权利要求1所述的方法，其中：(a)步骤(1)和(2)同时进行；并且(b)步骤(3)包括选自下列的步骤：(i)通过模具挤出所述可固化混合物以形成股线；(ii)使所述股线干燥并破裂；以及(iii)将步骤(i)和步骤(ii)组合。6.根据权利要求1所述的方法，其中：(a)所述固体粒料具有0.5至1.5mm的平...

【专利技术属性】
技术研发人员：M阿维高斯蒂，TA贝尔，RE博克拉斯，OW古特斯彻，KW胡特臣森，SC梁，RD奥尔兰迪，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：美国,US