Producción de ácidos grasos poliinsaturados usando un nuevo procedimiento de tratamiento celular.

Un procedimiento para aislar uno o más compuestos de una masa microbiana que contiene microorganismos que han producido dichos uno o más compuestos comprendiendo el procedimiento:

(a) preparar u obtener células húmedas que tienen un contenido en humedad promedio entre 30% y 80%;

(b) someter a las células húmedas a secado primario usando un sistema de calentamiento por conducción del tipo de transportador de adhesión térmica para obtener células secas primarias en forma de escamas y que tienen un contenido en humedad promedio entre 5% y 50%;

(c) someter a las células secas primarias que se han obtenido en (b) a secado secundario usando un sistema de calentamiento por convección para obtener células secas secundarias que tienen un contenido en humedad promedio no mayor de 10%; y

(d) extraer, aislar, purificar y/o refinar el compuesto o cada uno de los compuestos de las células secas.

Producción de ácidos grasos poliinsaturados usando un nuevo procedimiento de tratamiento celular

Campo técnico de la invención La presente invención se refiere a una biomasa microbiana que contiene microorganismos que producen un compuesto que comprende un ácido graso poliinsaturado como ácido graso constituyente, un aceite bruto y/o fosfolípidos bruto que se obtiene mediante extracción de la biomasa, y un procedimiento para la producción de un aceite refinado y/o fosfolípido refinado que se obtiene mediante purificación de un aceite bruto y/o fosfolílpido bruto, así como a alimentos y bebidas, suplemento nutritivos terapéuticos, piensos y preparados farmacéuticos que incorporan la biomasa, grasas o aceites (aceites brutos y/o aceites refinados) y/o fosfolípidos (fosfolípidos brutos y/o fosfolípidos refinados) .

Técnica antecedente La biosíntesis de ácidos grasos poliinsaturados (de aquí en adelante, "AGPI") humanos se produce en dos series representativas, las series !3 y !6 (donde ! representa el número de la posición del átomo de carbono que tiene el primer enlace doble, contando desde el extremo del grupo metilo del ácido graso) , y en el caso de los ácidos grasos !6, por ejemplo, el ácido linoleico (18:2 !6) se convierte en ácido ∀-linolénico (18:3 !6) , ácido dihomo-∀-linolénico (20:3 !6) , ácido araquidónico (20:4 !6) y ácido 4, 7, 10, 13, 16-docosapentaenoico (22:5 !6) mediante insaturación repetida y alargamiento de la cadena de carbono.

De manera similar, en el caso de los ácidos grasos !3, el ácido #-linolénico (18:3 !3) se convierte en ácido eicosapentaenoico (20:5 !6) , ácido 7, 10, 13, 16, 19-docosapentaenoico (22:5 !3) (ácido docosapentaenoico) y ácido 4, 7, 10, 13, 16, 19-docosahexaenoico (22:6 !3) (ácido docosahexaenoico) , mediante insaturación repetida y alargamiento de la cadena de carbono. Se sabe que el AGPI !3, ácido eicosapentaenoico (de aquí en adelante, "EPA") y ácido docosahexaenoico (de aquí en adelante, "DHA") en particular tienen numerosas funciones fisiológicas que incluyen efectos profilácticos frente a enfermedades de adultos tales como arterioesclerosis y trombosis o efectos anticáncer, así como efectos de refuerzo del aprendizaje, y se han hecho diversos intentos para utilizarlos en preparados farmacéuticos y alimentos para usos específicos sobre la salud. Sin embargo, los AGPI distintos de los de tipo !3 (tales como los !6 y !9) también han sido objeto de atención recientemente.

El ácido araquidónico constituye aproximadamente 10% de los ácidos grasos que componen los órganos vitales tales como la sangre y el hígado (por ejemplo, la relación de composición de ácidos grasos de los fosfolípidos en la sangre humana es 11% de ácido araquidónico, 1% de ácido eicosapentaenoico, 3% de ácido docosahexaenoico) , y como componente estructural principal de membranas celulares, contribuye a modular la fluidez de las membranas y ejerce diversas funciones metabólicas, al tiempo que desempeña también un papel importante como precursor directo de prostaglandinas. Recientemente se han destacado los papeles del ácido araquidónico como nutriente de niños lactantes y como ácido graso constituyente de cannabinoides endógenos que exhiben efectos neuroactivadores (monoglicerol de 2-araquidonoilo, anandamida) . Normalmente, la ingestión de alimentos ricos en ácido linoleico conduce a su conversión en ácido araquidónico, pero como las funciones de las enzimas implicadas en su biosíntesis están reducidas en los pacientes de enfermedades relacionadas con el estilo de vida y en las afecciones preliminares así como en los niños y en los ancianos, dichos individuos tienden a ser deficientes en ácido araquidónico; por lo que ha sido deseable proporcionar medios para su ingestión directa en forma de un ácido graso constituyente de grasas o aceites (triglicéridos) .

Aunque los aceites de pescado son fuentes abundantes de AGPI !3 tales como EPA y DHA, los AGPI !6 tales como ácido ∀-linolénico, ácido dihomo-∀-linolénico, ácido araquidónico y ácido 4, 7, 10, 13, 16-docosapentaenoico (22:5 !6) prácticamente no se pueden obtener de fuentes tradicionales de grasa y aceite, y por tanto, en los momentos actuales, se usan lo más comúnmente grasas y/o aceites que comprenden AGPI como ácidos grasos constituyentes (que se denominarán de aquí en adelante grasas y/o aceites que contienen AGPI) que se obtienen mediante fermentación con microorganismos. Por ejemplo, se han propuesto procedimientos para obtener grasas y/o aceites que comprenden ácido araquidónico como ácido graso constituyente (que se denominarán de aquí en adelante "grasas y/o aceites que contienen ácido araquidónico") mediante el cultivo de diversos microorganismos capaces de producir grasas y/o aceites que contienen ácido araquidónico.

Se sabe que se pueden obtener grasas y aceites que tienen una proporción alta de ácido araquidónico que constituye la porción de ácido graso (que se denominará de aquí en adelante "grasas y/o aceites ricas en ácido araquidónico") usando microorganismos que pertenecen al género Mortierella (publicación de patente japonesa pendiente de examen SHO Nº 63-44891, publicación de patente japonesa pendiente de examen SHO Nº 63-12290) . En los últimos años, uno de los usos esenciales del ácido araquidónico está en el campo de la nutrición de niños lactantes, por ejemplo, y específicamente implica el uso de grasas y/o aceites que contienen ácido araquidónico que se obtiene mediante fermentación en la fórmula infantil. También se han puesto de manifiesto nuevos efectos de grasas y/o aceites que contienen ácido araquidónico (publicación de patente japonesa pendiente de examen SHO Nº 2003-48831: Composition with prophylactic or ameliorative effect on symptoms and conditions associated with brain function impairment) , y se espera que aquellas tendrán demanda alta en el futuro.

Las grasas y/o aceites que se obtienen mediante el cultivo de microorganismos de Mortierella consisten ampliamente en triglicéridos (aproximadamente 70% o mayor) y fosfolípidos. Las grasas y/o aceites comestibles están en forma de triglicéridos, y para el propósito del uso anteriormente descrito, las grasas y/o aceites originales producidos por las células (grasas y aceites que se obtienen mediante extracción desde células, conocidos como "aceite bruto") se extraen de la biomasa celular resultante del cultivo de los microorganismos, y a continuación los aceites brutos se someten a etapas de refinado de grasa/aceite comestible (desengomado, desoxidación, desodorización y decoloración) para obtener grasas y/o aceites refinados sin los fosfolípidos.

Dado que las grasas y/o aceites que contienen AGPI que se obtienen mediante el cultivo de microorganismos de Mortierella se acumulan en los micelios, el cultivo se tiene que llevar a cabo a una concentración más alta para aumentar el rendimiento de las grasas y/o aceites que contienen AGPI por cultivo, para la optimización económica de la producción de grasa/aceite. El rendimiento por cultivo de la grasa y/o aceite que contiene AGPI es el producto de la concentración celular o micelial y el contenido de grasa/aceite que contiene AGPI por micelio, y es necesario por tanto aumentar ambos, la concentración celular y el contenido en grasa/aceite que contiene AGPI por cultivo. La concentración celular se puede aumentar elevando la concentración de la fuente de nitrógeno en el medio de cultivo que se convierte normalmente en componentes celulares. El contenido en grasa/aceite que contiene AGPI por micelio solamente se puede aumentar controlando satisfactoriamente la forma celular y llevando a cabo la fermentación en presencia de oxígeno adecuado. Los procedimientos reseñados para controlar la forma celular incluyen la optimización de la composición del medio salino (re-publicación doméstica japonesa Nº 98/029558) , mientras los procedimientos para suministrar oxígeno incluyen procedimientos presurizados de cultivo y procedimientos de cultivo aeróbico enriquecido en oxígeno (publicación de patente japonesa pendiente de examen HEI Nº 06-153970) .

Asimismo se han reseñado intentos para mejorar no solo el procedimiento de cultivo sino también el procedimiento de recuperación celular tras el cultivo. Por ejemplo, un procedimiento reseñado implica obtener una biomasa microbiana (contenido en humedad de 25-75%) y granularla en partículas granulares al tiempo que se mantiene el contenido en humedad, y secándola a continuación hasta un contenido en humedad por debajo de 20%, de modo que la granulación no solo facilita el secado sino también la extracción del compuesto diana (WO97/36996) . Esta publicación enseña que se prefiere un procedimiento de extrusión... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para aislar uno o más compuestos de una masa microbiana que contiene microorganismos que han producido dichos uno o más compuestos comprendiendo el procedimiento:

(a) preparar u obtener células húmedas que tienen un contenido en humedad promedio entre 30% y 80%;

(b) someter a las células húmedas a secado primario usando un sistema de calentamiento por conducción del tipo de transportador de adhesión térmica para obtener células secas primarias en forma de escamas y que tienen un contenido en humedad promedio entre 5% y 50%;

(c) someter a las células secas primarias que se han obtenido en (b) a secado secundario usando un sistema de calentamiento por convección para obtener células secas secundarias que tienen un contenido en humedad promedio no mayor de 10%; y

(d) extraer, aislar, purificar y/o refinar el compuesto o cada uno de los compuestos de las células secas.

2. Un procedimiento según la reivindicación 1 en el que la temperatura de calentamiento de la superficie de conducción del sistema de calentamiento por conducción es de 105 a 170ºC.

3. Un procedimiento según la reivindicación 2 en el que dicha temperatura de calentamiento es de 120 a 150ºC.

4. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes en el que dicho sistema de calentamiento por conducción es un secador de mezclado cónico de husillo, un secador de transferencia de calor por conducción, un secador de tambor, un secador de tambor doble o un secador de ciclón de calentamiento por conducción.

5. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 en el que dicho sistema de calentamiento por conducción de tipo transportador de adhesión térmica es un secador de tambor o un secador de tambor doble.

6. Un procedimiento según la reivindicación 5 en el que dicho sistema de calentamiento por conducción de tipo transportador de adhesión térmica es un secador de tambor doble y las células secas primarias tienen una capa superficial celular similar a una hoja seca.

7. Un procedimiento según la reivindicación 6 en el que dichas células secas primarias están en forma de escamas que tienen un grosor de 0, 05 a 4 mm y longitudes y anchuras de 1 a 100 mm.

8. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde dicha biomasa contiene un hongo, se deriva de un hongo, contiene un alga o se deriva de un alga.

9. Un procedimiento según la reivindicación 8 en donde dicha biomasa contiene un hongo que pertenece al orden de Mucorales, por ejemplo Mortierella, o contiene un alga que pertenece al género Chypthecodinium, Thraustochytrium, Schizochytrium, Ulkenia, Japonochytrium o Haliphthoros.

10. Un procedimiento según la reivindicación 9 en donde dicha biomasa contiene Mortierella alpina o Chypthecodinium cohnii.

11. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicho compuesto es triglicérido y/o fosfolípido que comprende un ácido graso poliinsaturado como ácido graso constituyente.

12. Un procedimiento según la reivindicación 11 en donde dicho ácido graso poliinsaturado es ácido #-linolénico (ácido 9, 12, 15-octadecatrienoico) , ácido 6, 9, 12, 15-octadecatetraenoico (18:4!3) , ácido 8, 11, 14, 17eicosatetraenoico (20:4!3) , EPA (ácido 5, 8, 11, 14, 17-eicosapentaenoico) , DPA!3 (ácido 7, 10, 13, 16, 19docosapentaenoico) , DHA (ácido 4, 7, 10, 13, 16, 19-docosahexaenoico) , ácido ∀-linolénico (ácido 6, 9, 12ºctadecatrienoico) , ácido dihomo-∀-linolénico (ácido 8, 11, 14-eicosatrienoico) , ácido araquidónico (ácido 5, 8, 11, 14-eicosatetraenoico) , ácido 7, 10, 13, 16-docosatetraenoico, (22:4!6) , DPA !6 (ácido 4, 7, 10, 13, 16docosapentaenoico) , ácido 6, 9-octadecadienoico (18:2 !9) , ácido 8, 11-eicosadienoico (20:2!9) y/o ácido de Mead (ácido 5, 8, 11-eicosatrienoico) .

13. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la etapa (c) usa un sistema de calentamiento por convección que se selecciona entre un secador de lecho fluidizado vibrante, un secador de lecho fluidizado continuo horizontal, un secador rotatorio, un secador de flujo paralelo de tipo caja, un secador de flujo de aire de tipo caja, un secador/enfriador vibrante, un secador de lecho fluidizado, un secador de flujo de aire de tipo banda o un secador de banda.

14. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 en el que en la etapa (c) la temperatura del aire caliente que se suministra sobre la superficie de convección para el secado es de 60 a 170ºC.

15. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en donde las células húmedas en (a) se

obtienen mediante separación sólido/líquido de una disolución de cultivo.

16. Un procedimiento según la reivindicación 11 o la 12 en el que se recupera de las células secas aceite bruto o fosfolípido bruto que contiene ácido graso poliinsaturado, mediante dicha extracción que es extracción con disolvente orgánico o extracción con flujo de CO2 supercrítico.

17. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes al que sigue el uso de dicho compuesto que se ha aislado, extraído, purificado y/o refinado para producción de una composición alimentaria, alimento funcional, suplemento nutritivo, fórmula para lactantes prematuros, fórmula para lactantes a término, fórmula para niños lactantes, alimento para niños lactantes, alimento materno, alimento geriátrico, composición cosmética y/o farmacéutica.