[發明專利]通過機械破碎來破壞小球藻壁的優化方法

在審

• 申請號: 201480038008.5
• 申請日: 2014-07-03
• 公開（公告）號: CN105358672A
• 公開（公告）日: 2016-02-24
• 發明（設計）人: 貝亞特麗斯·圖爾塞勒;弗朗索瓦·德拉努瓦;塞繆爾·帕蒂尼爾
• 申請（專利權）人: 羅蓋特兄弟公司
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12N1/06;B02C17/16
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 楊青;緱正煜

本發明涉及一種用于以工業規模破壞小球藻(Chlorella)屬微藻更具體地說普通小球藻(Chlorellavulgaris)、根腐小球藻(Chlorellasorokiniana)或原殼小球藻(Chlorellaprotothecoides)的細胞壁的優化方法。

背景技術

本領域技術人員已知小球藻是食物的潛在來源，因為它們富含蛋白質和其他必需營養素。

具體地，它們含有45％的蛋白質、20％的脂肪、20％的碳水化合物、5％的纖維以及10％的礦物質和維生素。

為了在食物中有效地使用小球藻，常常使用“細胞破壞”，以便促進其可消化性和其吸收率。

通過使用各種技術的微藻的此“細胞破壞”大量描述于專利和非專利文獻中：

-物理技術(超聲、微珠、熱沖擊、高壓等)

-化學技術(酸、堿、親水性有機溶劑等)

-酶技術(纖維素酶、脂酶等)。

這些技術例如描述于專利申請或專利KR2012/0064786、CN101756300、JPH0568536、JPS4971187或US5330913，或者科學文章(例如Sander&Murthy,2009，ANASABEAnnualInternationalMeeting或Zheng等人，2011，AppliedBiochemistry，164,7,1215-1224)中。

然而，通常令人遺憾的是這些各種機械、化學或酶方法不能非常成功地外推到工業規模。

當需要處理微藻生物質時，困難實際上相當大，因為這些微藻生物質：

-具有高的細胞密度(>100g/l)，和/或

-細胞壁具有特別高的機械強度。

絕大多數小球藻屬微藻都是這種情況。

加上與微藻的生理學相關的困難，細胞破壞方法的技術選擇變得甚至更加有限，存在以下類型的工業限制：

-高生產能力，

-可靠性，

-操作成本，

-投資成本等。

最后，在工業規模上，本領域技術人員偏愛機械研磨技術而不喜歡化學和酶方法，更特別地偏愛兩個選擇：

-使用微珠研磨，或者

-高壓破裂技術。

即使如此，微生物的研磨需要大量的能量輸入，因此對成本價格具有不小的影響。

對于具有非常堅固的壁的小球藻類型的微藻尤其如此。

“珠磨機”(臥式珠磨機)技術構成能夠滿足這些各種問題的技術選擇。

然而，其對于以下兩個因素的影響：

-資本支出，特別是就開發成本和非消耗類物資成本而言(首字母縮寫為“CAPEX”)和

-操作費用，特別是能量費用(首字母縮寫為“OPEX”)，

是顯著的，并且需要優化以提高設施的性能水平。

所有這些限制(技術和財政)均構成對開發工業規模的這種“珠磨機”技術的束縛。

發明內容

為了克服這些限制，申請人公司選擇開展控制珠磨技術的工作，以設法優化能量成本(OPEX)以及實現其所需的投資能力(CAPEX)。

為此，申請人公司選擇實施研究以在實驗室規模評估在實施這項珠磨技術中的關鍵參數的影響，這些關鍵參數在工業規模決定OPEX和CAPEX的優化。

這些關鍵參數是：

ο珠密度，

ο珠的直徑，

ο研磨室的填充率，

ο通過(passage)模式，

ο研磨盤的圓周速度，

ο細胞濃度。

這項工作使得申請人公司提供以工業規模機械研磨小球藻屬微藻細胞的方法，該機械研磨在臥式珠磨機類型的系統中來實施，其特征在于：

-珠的表觀密度在2kg/l和3.5kg/l之間，并且

-研磨室的填充率大于或等于80％。

優選地，小球藻屬微藻選自由普通小球藻、根腐小球藻和原殼小球藻組成的組，并且更特別地為原殼小球藻。

優選地，根據本發明的方法包括：

-使用硅酸鋯珠，和/或

-填充率大于或等于85％。

根據本發明的方法的第一實施例包括借助于一系列的接連多次通過而以連續模式實施研磨。

根據本發明的方法的第二實施例包括使用直徑小于1mm，優選小于0.8mm的珠。

而且，申請人公司已經發現，用于實施小球藻屬微藻特別是原殼小球藻的機械研磨的參數的特定組合可優化OPEX而不利于CAPEX，反之亦然。