Procedimiento para la preparación de una biomasa microbiana granular y aislamiento de compuestos valiosos contenidos en ella.

SE PRESENTA UN PROCESO PARA EL AISLAMIENTO DE LOS COMPUESTOS DESEADOS DE UNA BIOMASA MICROBIANA, SEGUN EL CUAL LA BIOMASA MICROBIANA

(QUE EN CASO NECESARIO SE PRETRATA PARA OBTENER UN CONTENIDO DE MATERIA DESHIDRATADA DE UN 25 A UN 80 %) SE GRANULA (EJ. POR EXTRUSION) Y A CONTINUACION SE DESHIDRATA HASTA OBTENER UN CONTENIDO DE MATERIA DESHIDRATADA DE UN 80 % POR LO MENOS. LA GRANULACION DE LA BIOMASA EN GRANULOS FACILITA DE MANERA SIGNIFICATIVA LA DESHIDRATACION SUBSIGUIENTE DE LA BIOMASA (QUE SE PUEDE GUARDAR A MODO DE GRANULOS DESHIDRATADOS) Y PERMITE UN MAYOR RENDIMIENTO EN LA EXTRACCION DE LOS COMPUESTOS.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP1997/001446.

Solicitante: DSM IP ASSETS B.V..

Nacionalidad solicitante: Países Bajos.

Dirección: HET OVERLOON 1 6411 TE HEERLEN PAISES BAJOS.

Inventor/es: BIJL, HENDRIK, LOUIS, SCHAAP, ALBERT, VISSER, JOHANNES, MARTINUS, JACOBUS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE;... > MICROORGANISMOS O ENZIMAS; COMPOSICIONES QUE LOS... > C12N1/00 (Microorganismos, p.ej. protozoos; Composiciones que los contienen (preparaciones de uso médico que contienen material de protozoos, bacterias o virus A61K 35/66, de algas A61K 36/02, de hongos A61K 36/06; preparación de composiciones de uso médico que contienen antígenos o anticuerpos bacterianos, p. ej. vacunas bacterianas, A61K 39/00 ); Procesos de cultivo o conservación de microorganismos, o de composiciones que los contienen; Procesos de preparación o aislamiento de una composición que contiene un microorganismo; Sus medios de cultivo)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE;... > MICROORGANISMOS O ENZIMAS; COMPOSICIONES QUE LOS... > Microorganismos, p.ej. protozoos; Composiciones que... > C12N1/12 (Algas unicelulares; Sus medios de cultivo (como novedades vegetales A01H 13/00))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE;... > PROCESOS DE FERMENTACION O PROCESOS QUE UTILIZAN... > Preparación de compuestos orgánicos que contienen... > C12P7/64 (Grasas; Aceites; Ceras de tipo éster; Acidos grasos superiores, es decir, con una cadena lineal de al menos siete átomos de carbono unida a un grupo carboxilo; Aceites o grasas oxidadas)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE;... > MICROORGANISMOS O ENZIMAS; COMPOSICIONES QUE LOS... > Microorganismos, p.ej. protozoos; Composiciones que... > C12N1/14 (Microorganismos fúngicos (cultivo de setas A01G 1/04; como novedades vegetales A01H 15/00 ); Sus medios de cultivo)

PDF original: ES-2205202_T3.pdf

 

google+ twitter facebookPin it
Ilustración 1 de Procedimiento para la preparación de una biomasa microbiana granular y aislamiento de compuestos valiosos contenidos en ella.
Ilustración 2 de Procedimiento para la preparación de una biomasa microbiana granular y aislamiento de compuestos valiosos contenidos en ella.
Ilustración 3 de Procedimiento para la preparación de una biomasa microbiana granular y aislamiento de compuestos valiosos contenidos en ella.
Ilustración 4 de Procedimiento para la preparación de una biomasa microbiana granular y aislamiento de compuestos valiosos contenidos en ella.
Ilustración 5 de Procedimiento para la preparación de una biomasa microbiana granular y aislamiento de compuestos valiosos contenidos en ella.
Procedimiento para la preparación de una biomasa microbiana granular y aislamiento de compuestos valiosos contenidos en ella.

Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la preparación de una biomasa microbiana granular y aislamiento de compuestos valiosos contenidos en ella.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un procedimiento para tratar biomasa microbiana (generalmente un producto que contiene microorganismos resultante de la fermentación) que puede permitir el aislamiento de un compuesto o compuestos útiles o valiosos de la biomasa resultante que ha de mejorarse. El procedimiento puede implicar granular la biomasa (por ejemplo mediante extrusión) antes de la recuperación del compuesto o los compuestos.

Antecedentes de la invención

Durante algún tiempo se han conocido nuevos microorganismos como fuentes valiosas para una gama variada de productos. Varios de estos productos microbianos están situados dentro de, o están asociados con, la célula microbiana. Para recuperar tales productos en una forma relativamente pura, es necesario separar el producto de la biomasa microbiana. Por ejemplo, para aislar compuestos lipófilos de biomasa microbiana, habitualmente se realiza una etapa de extracción (lixiviación) con un disolvente orgánico o un fluido supercrítico (por ejemplo, CO2 líquido) .

La biomasa resulta de la fermentación y puede usarse para la extracción de productos. Habitualmente es una torta celular mojada pero diversos pretratamientos provocan una ruptura significativa de las células. La ruptura de las células puede producirse mediante tratamiento físico (por ejemplo, secado, tal como secado por pulverización o liofilización) y/o desintegración mecánica (tal como mediante homogeneización o molienda) , mediante tratamiento químico (ácido o álcali) o enzimático. El secado de la biomasa es deseable para reducir la cantidad de disolventes y, en el caso de la extracción de compuestos lipófilos, para evitar emulsiones engorrosas.

Habitualmente, se usa el secado por pulverización para obtener biomasa que a continuación está lista para la extracción. El secado mediante secadores de pulverización requiere las siguientes condiciones: para alimentar el secador, la biomasa debe ser un líquido (concentrado) o una suspensión con partículas pequeñas (para permitir la pulverización mediante un disco o una tobera) . Esto significa que para una biomasa microbiana el contenido de materia seca máximo de la suspensión está limitado a aproximadamente 20-30%, dando como resultado una etapa de secado posterior, para alcanzar un contenido de materia seca de 90-95%, lo que será relativamente costoso.

El procedimiento de secado por pulverización es relativamente corto en términos de tiempo. Sin embargo, la temperatura del producto en la mayoría de los casos es (relativamente) alta. Esto significa que existe un alto riesgo de oxidación y degradación posterior para compuestos sensibles a la oxidación. En el caso de una biomasa con cantidades altas de material lipídico intracelular, el secado es a veces engorroso debido a la exudación del lípido desde la biomasa a temperaturas superiores. En este caso, se producirá el ensuciamiento del secador.

Otro inconveniente del secado por pulverización es que este limita significativamente el tipo de procedimiento de extracción que puede usarse posteriormente para aislar un compuesto deseado. Habitualmente, es imposible aplicar, por ejemplo, técnicas de extracción por percolación sobre productos de polvo fino tales como biomasa secada por pulverización. La ruptura mecánica de la biomasa microbiana, tal como mediante molienda, también tiene el mismo inconveniente de producir un gran cantidad de finos (o polvo fino) .

La Patente del Reino Unido Nº GB 1 566 853 se refiere a un procedimiento para aislar aceite de polvo de levadura secado por pulverización. El polvo de levadura se moja y se calienta mediante vapor de agua a 180ºC en un horno. El polvo mojado se alimentó a continuación a una máquina de formación de pelets, se convirtió en pelets, se convirtió en escamas y se secó de nuevo para reducir el contenido de humedad hasta 5-10% en peso. Las escamas resultantes se filtraron a continuación mediante un tamiz y a continuación se reciclaron al formador de pelets. Este material era adecuado para extracción por percolación. Sin embargo, el método tiene la desventaja de que el polvo, una vez que se ha secado por pulverización, necesita rehidratarse, tratarse a altas temperaturas y a continuación secarse de nuevo. Para compuestos termosensibles y/o sensibles a la oxidación, tales etapas de tratamiento adversas dan como resultado la degradación y de ahí rendimientos escasos.

La solicitud de Patente Internacional WO-A-93/25644 (equivalente al documento US 5.539.133) se refiere a un método para el aislamiento de lípidos con un alto contenido de ácidos grasos poliinsaturados (PUFAs) a partir de macro- y/o micro-algas (un tipo de planta marina) , donde a veces las macroalgas pueden ser residuos de extracción con alginato o carragenano. El material derivado de algas tiene tamaños de las partículas de menos de 50 mm y un contenido de materia seca de más de 50%. Con material de algas que tiene un tamaño de las partículas mayor y/o un contenido de materia seca menor que los valores indicados, el material necesita pretratarse mediante molienda y/o secado. Sin embargo, como se indica previamente, la molienda es poco ventajosa para un procedimiento de extracción y refinado eficaz.

El documento DD-A-150627 se refiere a preparar una biomasa que contiene levaduras (o bacterias) , que se seca y a continuación se elabora como gránulos grandes (8-12 mm, aparentemente esféricos) . Estos tienen un contenido de agua de 20% y a continuación se muelen. La extracción se realiza usando éter de petróleo para regenerar gasoil (o hidrocarburos) no deseado que se usó como una fuente de carbono para los microorganismos. El residuo restante se usa como un pienso para animales.

El documento DE-A-1923529 se refiere a una biomasa que se somete a evaporación antes de secarse sobre un lecho fluido para producir gránulos. Estos se muelen o se desmenuzan a continuación. El aceite residual (como un contaminante) se extrae a continuación. En común con el documento previo, la sustancia que se extrae es una impureza y no es producida por los microorganismos contenidos en la biomasa.

El documento EP-A-0322227 se refiere a un procedimiento para la producción de ácido araquidónico (ARA) y ácido gamma-linoleico (GLA) al alimentar a un microorganismo con aceite de sésamo.

La Patente de EE.UU. Nº 5.340.594 se refiere a la producción de ácidos grasos altamente insaturados a partir de hongos. La biomasa puede mezclarse con maíz triturado y el producto resultante usarse como un pienso para animales.

El documento WO-A-92/12711 se refiere a combinaciones de aceites microbianos, particularmente como complementos para fórmulas infantiles, donde la biomasa se filtra y se escurre sobre un filtro para producir una torta filtrante, que a continuación se seca por congelación.

La presente invención busca proporcionar un procedimiento de extracción de compuestos deseados a partir de una biomasa, que pueda solucionar algunos o todos los problemas presentes en la técnica anterior.

Descripción de la invención

De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un procedimiento para el aislamiento de uno o más compuestos a partir de una biomasa microbiana que comprende un microorganismo que ha producido uno del compuesto o los compuestos, comprendiendo el procedimiento:

a) proporcionar, u obtener, una biomasa con un contenido de materia seca de 25% a 80%;

b) granular la biomasa en partículas granulares que tienen un contenido de materia seca medio de... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento para el aislamiento de uno o más compuestos de una biomasa microbiana que comprende un microorganismo que ha producido tal compuesto, comprendiendo el procedimiento:

a) proporcionar, u obtener, una biomasa con un contenido de materia seca de 25 a 80%;

b) extruir la biomasa en partículas granulares que tienen un contenido de materia seca medio de 25 a 80%;

c) secar las partículas granulares para dar gránulos secados que tienen un contenido de materia seca medio de al menos 80%; y

d) purificar, extraer o aislar el o cada compuesto de los gránulos secados resultantes de (c) .

2. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la biomasa se somete a desmenuzamiento o amasado antes de la granulación.

3. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que la biomasa en (a) se obtiene mediante separación sólido/líquido realizada sobre un caldo de fermentación y opcionalmente la separación sólido/líquido se combina con deshidratación mecánica.

4. Un procedimiento de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que en (a) la biomasa con un contenido de materia seca de 25 a 80% se obtiene mediante:

i) la adición de un material sólido a la biomasa; o

ii) deshidratación de la biomasa.

5. Un procedimiento de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que el secado de la biomasa granulada en (c) hasta un contenido de materia seca de al menos 80% se realiza mediante secado en lecho fluidizado o lecho subfluidizado o secado a vacío.

6. Un procedimiento de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que la biomasa comprende, o se origina a partir de, un hongo o un alga.

7. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el hongo pertenece al orden Mucorales y/o el alga es un dinoflagelado y/o pertenece al género Cr y pthecodinium.

8. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el hongo pertenece al género Mortierella, Phycomyces, Blakeslea o Aspergillus.

9. Un procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 7, en el que el hongo es Mortierella alpina y/o el alga es Cr y pthecodinium cohnii.

10. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación precedente, en el que el compuesto es un ácido graso poliinsaturado (PUFA) , opcionalmente contenido en un lípido.

11. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, en el que el ácido graso poliinsaturado es un ácido graso poliinsaturado ω-3 C18, C20 o C22 u ω-6 C18, C20 o C22.

12. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11, en el que el compuesto es un ácido graso poliinsaturado ω-3 C20 o C22 u ω-6 C20 o C22.

13. Un procedimiento de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que el compuesto es ácido araquidónico (ARA) , ácido eicosapentaenoico (EPA) y/o ácido docosahexaenoico (DHA) .

14. Un procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el compuesto es un carotenoide o un inhibidor de HMG-CoA reductasa (por ejemplo, lovastatina, pravastatina o compactina) .

15. Un procedimiento de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que el microorganismo es una levadura y/o el compuesto es tetra-acetil-fito-esfingosina (TAPS) .

16. Un procedimiento de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que el microorganismo es una bacteria y/o el compuesto es una vitamina.

17. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación precedente, en el que la biomasa se obtiene a partir de un caldo de fermentación después de la acidificación (tal como hasta un pH <5) .

18. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 17, en el que la acidificación (por ejemplo hasta un pH de aproximadamente 2) da como resultado la precipitación del compuesto.

19. Un producto extruido microbiano poroso que comprende, o se obtiene a partir de, un hongo.

20. Un producto extruido de acuerdo con la reivindicación 19, en el que el hongo es del género Mortierella.

21. Una composición que comprende partículas granulares porosas de biomasa, teniendo las partículas un contenido de materia seca medio de al menos 30% pero menor que 70% y habiéndose obtenido al extruir biomasa.

22. Una composición que comprende gránulos secados porosos, derivándose los gránulos de una biomasa microbiana extruida y secada, y teniendo un contenido de materia seca medio de al menos 80%.

23. Una composición de acuerdo con la reivindicación 21 ó 22, en el que las partículas granulares o los gránulos secados se forman mediante extrusión y/o la biomasa comprende un hongo.

24. Una composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 21 a 23, en la que las partículas granulares tienen un diámetro de 0, 3 a 10 mm y su longitud es, de media, 2 a 6 veces la del diámetro del gránulo.

25. Un procedimiento para el aislamiento de uno o más compuestos de gránulos de biomasa, comprendiendo el procedimiento

a) proporcionar gránulos secados porosos que tienen un contenido de materia seca de al menos 80%, habiéndose derivado los gránulos de una biomasa microbiana extruida que comprende microorganismos que han producido tal compuesto; y

b) extraer o aislar el o cada compuesto de los gránulos secados mediante extracción con disolvente.