PROCESO DE DESAIREACIÓN.

Un proceso para producir un aceite o un ácido graso poliinsaturado (AGPI),

comprendiendo el proceso: a) desairear un líquido acuoso que comprende células, lo cual da como resultado una concentración de oxígeno disuelto menor de 10 ppm; y b) obtener el aceite o el AGPI de las células

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2004/014884.

Solicitante: DSM IP ASSETS B.V..

Nacionalidad solicitante: Países Bajos.

Dirección: HET OVERLOON 1 6411 TE HEERLEN PAISES BAJOS.

Inventor/es: SCHAAP, ALBERT, VERKOEIJEN,DANIEL.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 28 de Diciembre de 2004.

Fecha Concesión Europea: 8 de Septiembre de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C11B1/10 QUIMICA; METALURGIA.C11 ACEITES, GRASAS, MATERIAS GRASAS O CERAS ANIMALES O VEGETALES; SUS ACIDOS GRASOS; DETERGENTES; VELAS.C11B PRODUCCION, ej. POR PRENSADO DE MATERIAS PRIMAS O POR EXTRACCION DE MATERIAS RESIDUALES, REFINO O CONSERVACION DE GRASAS, SUSTANCIAS GRASAS, p. ej. LANOLINA, ACEITES GRASOS O CERAS; ACEITES ESENCIALES; PERFUMES (aceites secantes C09F). › C11B 1/00 Producción de grasas o aceites grasos a partir de materias primas. › por extracción.
  • C12P7/64 C […] › C12 BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE; MICROBIOLOGIA; ENZIMOLOGIA; TECNICAS DE MUTACION O DE GENETICA.C12P PROCESOS DE FERMENTACION O PROCESOS QUE UTILIZAN ENZIMAS PARA LA SINTESIS DE UN COMPUESTO QUIMICO DADO O DE UNA COMPOSICION DADA, O PARA LA SEPARACION DE ISOMEROS OPTICOS A PARTIR DE UNA MEZCLA RACEMICA.C12P 7/00 Preparación de compuestos orgánicos que contienen oxígeno. › 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.

Clasificación PCT:

  • C11B1/10 C11B 1/00 […] › por extracción.
  • C12P7/64 C12P 7/00 […] › 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.

Clasificación antigua:

  • C12M1/00 C12 […] › C12M EQUIPOS PARA ENZIMOLOGIA O MICROBIOLOGIA (instalaciones para la fermentación de estiércoles A01C 3/02; conservación de partes vivas de cuerpos humanos o animales A01N 1/02; aparatos de cervecería C12C; equipos para la fermentación del vino C12G; aparatos para preparar el vinagre C12J 1/10). › Equipos para enzimología o microbiología.
  • C12M1/04 C12M […] › C12M 1/00 Equipos para enzimología o microbiología. › con medios de introducción de gas.
  • C12P7/64 C12P 7/00 […] › 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.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania.


Fragmento de la descripción:

Proceso de desaireación.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un proceso para producir un aceite o un ácido graso poliinsaturado (AGPI). El proceso implica desairear un líquido acuoso que comprende células de las cuales se obtiene (posteriormente) el aceite o el AGPI. Tras la desaireación, las células se pueden pasteurizar. Posteriormente, el aceite o el AGPI se puede extraer, purificar o aislar de las células.

Fundamentos de la invención

Los ácidos grasos poliinsaturados o AGPI, son de origen natural y una gran variedad de AGPI diferentes son producidos por diferentes organismos unicelulares (algas, hongos, etc). Un AGPI particularmente importante es el ácido araquidónico (ARA) que es uno de los numerosos ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga (AGPI-CL). Químicamente, el ácido araquidónico es el ácido cis-5,8,11,14 eicosatetraenoico (20:4) y pertenece a la familia (n-6) de los AGPI-CL.

El ácido araquidónico es un precursor principal de una gran variedad de compuestos biológicamente activos, conocidos colectivamente como eicosanoides, un grupo que comprende prostaglandinas, tromboxanos y leucotrienos. El ácido araquidónico también es uno de los componentes de la fracción lipídica de la leche materna humana y se cree que es esencial para un desarrollo neurológico infantil óptimo. El ácido araquidónico tiene un amplio número de aplicaciones diferentes entre ellas el uso en preparados para lactantes, productos alimentarios y piensos.

El documento WO-A-97/37032 se refiere a la preparación de un aceite que contiene AGPI microbiano a partir de biomasa pasteurizada. Sin embargo, no se menciona la desaireación antes de la pasteurización.

El documento WO-A-04/001021 publicado el 31 de diciembre de 2003 describe condiciones de pasteurización más detalladas.

Existe constancia de procesos que implican el calentamiento de biomasa o células microbianas. El documento WO-A-97/37032 describe que se pueden pasteurizar células microbianas antes de extraer un AGPI de ellas en forma de un aceite. Sin embargo, los presentes solicitantes han descubierto que incluir un proceso de desaireación puede mejorar la calidad del aceite que se puede extraer de las células. En particular, el aceite resultante se puede oxidar menos o estar menos oxidado y puede tener un índice de peróxidos (IP) y/o un índice de anisidina (IAn) menores.

Descripción de la invención

Por lo tanto, la presente invención proporciona un proceso mejorado para producir un aceite o un ácido graso poliinsaturado (AGPI). La mejora es el uso de desaireación preferentemente antes de la pasteurización.

Un primer aspecto de la presente invención se refiere, por lo tanto, a un proceso para producir un aceite o un ácido graso poliinsaturado (AGPI), comprendiendo el proceso:

a) desairear un líquido acuoso que comprende células, lo cual da como resultado una concentración de oxígeno disuelto menor de 10 ppm; y

b) obtener el aceite o el AGPI de las células.

El líquido acuoso es preferentemente un caldo o medio de cultivo, como un caldo de fermentación o un caldo obtenido como resultado de la fermentación. Puede ser un líquido extraído o retirado durante la fermentación, aunque preferentemente es un caldo del final de la fermentación.

Las células son preferentemente células microbianas. Las células microbianas pueden estar vivas antes, durante y/o después de la desaireación.

La desaireación del líquido acuoso da como resultado preferentemente la eliminación del aire, tal como el aire encapsulado, atrapado, sin disolver y/o disuelto. Por lo tanto, el proceso puede ser o comprender a los efectos una desgasificación. Puede eliminar gas (p. ej., burbujas de gas).

Preferentemente, el proceso eliminará oxígeno, tal como oxígeno disuelto (p. ej., en una forma encapsulada o como burbujas). En este contexto, "disuelto" se refiere a un gas, como el aire o el oxígeno, que está presente o disuelto en el líquido acuoso (en vez de a cualquier gas que se encuentre dentro de las células).

El proceso de desaireación también puede provocar la eliminación de otros gases del líquido acuoso, por ejemplo, dióxido de carbono.

La desaireación, al poder eliminar preferentemente al menos parte del oxígeno disuelto y/o parte del oxígeno sin disolver, puede provocar una reducción de la oxidación. Esto puede significar que el AGPI y/o el aceite pueden estar menos oxidados y, por consiguiente, ser de mejor calidad.

No resulta evidente de inmediato que la eliminación del oxígeno pudiera ser ventajosa, ya que, por supuesto, las células microbianas requieren oxígeno para sobrevivir y crecer. De hecho, en muchos procesos de fermentación, incluidos los procesos preferidos de la invención, se suministra aire a las células microbianas, por ejemplo, se suministra (por ejemplo, se burbujea en su seno) al líquido acuoso o al medio de cultivo. Las células se dividirán y crecerán, y preferentemente al hacerlo también biosintetizarán uno o más AGPI. Por lo tanto, la idea de detener el suministro de oxígeno o aire durante el proceso de fermentación para efectuar la desaireación, no se pensaría necesariamente que fuera una estrategia conveniente ya que esto podría provocar la muerte de las células, o al menos puede que su capacidad para producir AGPI y otros compuestos valiosos se viera comprometida.

La desaireación se emplea en productos alimentarios, como la leche y el zumo de naranja, y también en algunos procesos industriales como en la fabricación de papel. Sin embargo, se debe notar que estos procesos pertenecen a un campo diferente al de la fermentación de organismos microbianos, en particular, para producir un compuesto que se va a extraer, y en esos sistemas (técnica anterior) no existen células (vivas). En algunos procesos de la técnica anterior, la desaireación se lleva a cabo para reducir el crecimiento bacteriano, mientras que en la presente invención, el crecimiento y la supervivencia de células microbianas (incluidas las células bacterianas), para producir AGPI, es un elemento importante del proceso de fermentación que requiere oxígeno.

Existen varias formas de llevar a cabo la desaireación, incluidas las siguientes:

a) aplicación de vacío (o presión reducida);

b) desaireación/desgasificación mecánica (agitación, vibración, empleo de fuerzas aceleratrices, p. ej., la fuerza de la gravedad, como en una centrifugadora o un ciclón);

c) cambios de viscosidad (por dilución con agua u otros líquidos, o por cambio de temperatura);

d) cambio de las condiciones de fermentación, por ejemplo, una reducción de la ventilación, una reducción de la inyección de aire, o el suministro de oxígeno o aire durante la fermentación, o una reducción de la velocidad de agitación;

e) cambio de pH, por ejemplo, reduciendo el pH o acidificando (p. ej., empleando dióxido de carbono, que al disolverse en el líquido forma ácido carbónico);

f) filtración, por ejemplo, empleando un filtro, capilar o membrana, tal como un polímero (preferentemente inerte), por ejemplo, PTFE;

g) desplazamiento gaseoso, con un gas inerte como el nitrógeno o un gas noble como el helio;

h) desaireación química, por ejemplo, empleando un capturador de oxígeno, por ejemplo, sulfito sódico o hidrazina;

i) tiempo, como para permitir que el líquido acuoso repose o en condiciones que permitan que un gas como el oxígeno o el aire se elimine por difusión del líquido; y/o

j) una combinación de uno o más de los métodos anteriores.

Cada uno de los nueve métodos de desaireación se discutirán ahora en más detalle.

1. Vacío (o presión reducida)

Se puede aplicar el vacío por encima de la superficie del líquido acuoso. Sin embargo, puede que no se necesite siempre un vacío verdadero, sino que un método preferido implica una reducción de la presión por encima de la superficie del líquido acuoso, por ejemplo, mientras está dentro de un recipiente, como un recipiente de fermentación....

 


Reivindicaciones:

1. Un proceso para producir un aceite o un ácido graso poliinsaturado (AGPI), comprendiendo el proceso:

a) desairear un líquido acuoso que comprende células, lo cual da como resultado una concentración de oxígeno disuelto menor de 10 ppm; y

b) obtener el aceite o el AGPI de las células.

2. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual las células son células microbianas.

3. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el cual las células se calientan o pasteurizan después de la desaireación de (a) pero antes de la etapa (b).

4. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual el líquido acuoso es un caldo de fermentación.

5. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes que comprende además:

(c) extraer, purificar o aislar el aceite o uno o más AGPI.

6. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual la desaireación comprende:

a) aplicación de vacío (o presión reducida);

b) desaireación/desgasificación mecánica (agitación, vibración, empleo de fuerzas aceleratrices o la fuerza de la gravedad, como en una centrifugadora o un ciclón);

c) cambio de viscosidad (por dilución con agua u otro líquido, o por aumento de temperatura);

d) una reducción de la ventilación, inyección de aire, o el suministro de oxígeno o aire durante la fermentación, o una reducción de la velocidad de agitación;

e) reducción del pH o acidificación;

f) filtración, por ejemplo, empleando un filtro o membrana que comprende preferentemente un polímero (inerte), por ejemplo, PTFE;

g) desplazamiento gaseoso, con un gas inerte como el nitrógeno, un gas noble como el helio o vapor;

h) desaireación química, por ejemplo, empleando un capturador de oxígeno, por ejemplo, sulfito sódico o hidrazina;

i) tiempo, como para permitir que el líquido acuoso repose o en condiciones que permitan que el oxígeno o el aire se elimine por difusión del líquido;

o una combinación de uno o más de los métodos de (a) a (i).

7. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual la desaireación se consigue por reducción de la agitación y/o por desplazamiento gaseoso.

8. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 7, en el cual el desplazamiento gaseoso se realiza empleando un gas que no comprende oxígeno o que comprende oxígeno con un nivel de concentración inferior al aire atmosférico.

9. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 7 u 8, en el cual el gas es, o comprende, nitrógeno.

10. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual la desaireación comprende someter al líquido acuoso a presión reducida.

11. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 10, en el cual dicha presión reducida es una presión absoluta no superior a 800 mbar.

12. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 10 o la reivindicación 11, en el cual el líquido acuoso se desairea empleando una bomba de vacío o de desgasificación, un desaireador parasol o una tobera de tipo paraguas.

13. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual la desaireación da como resultado una concentración de oxígeno disuelto inferior a 5 ppm.

14. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual el proceso comprende someter al líquido acuoso desaireado a:

(i) una presión absoluta superior a 1 bar; y/o

(ii) una temperatura superior a 60ºC.

15. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual el proceso comprende someter el líquido acuoso desaireado a una temperatura de al menos 110ºC.

16. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual las células se calientan o pasteurizan a una temperatura superior a 110ºC.

17. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual el AGPI comprende, o el aceite comprende un AGPI que es, un AGPI C18, C20 o C22 Ω 3 u Ω 6.

18. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 17, en el cual el AGPI comprende, o el aceite comprende un AGPI que es, ARA, EPA, DHA o GLA.

19. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual las células son células de levadura, bacteria, hongo o alga.

20. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual el aceite es un aceite microbiano o unicelular.

21. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual (b) comprende obtener un aceite que comprende un AGPI procedente de las células, teniendo dicho aceite un IP inferior a 12 meq/kg y/o un IAn inferior a 20.

22. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual el aceite es un aceite microbiano que comprende al menos un 10% de un AGPI deseado.

23. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual el aceite es un aceite microbiano que comprende al menos un 35% de un AGPI deseado.

24. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 22 ó 23, en el cual el AGPI deseado es el ácido araquidónico (ARA).

25. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual la desaireación da como resultado una concentración de oxígeno disuelto menor de 2 ppm.


 

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