[發明專利]噴霧冷凍

有效

• 申請號: 201580069009.0
• 申請日: 2015-11-30
• 公開（公告）號: CN107109342B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 米歇爾·馬德森;艾倫·詹森;漢斯·比斯哥德-弗蘭森
• 申請（專利權）人: 科.漢森有限公司
• 主分類號: C12N1/04
• 分類號: C12N1/04;C12N1/20;C12M1/00
• 代理公司: 北京世峰知識產權代理有限公司 11713
• 代理人: 康健;王思琪

本發明涉及用于保存例如微生物、尤其是乳酸菌的改善方法，所述方法包括噴霧冷凍。

技術領域

本發明涉及用于干燥和/或冷凍蛋白質或微生物、尤其是乳酸菌的改善方法，所述方法包括將所述蛋白質或微生物的懸浮液/溶液噴霧到氣體中。

背景技術

噴霧干燥先前已被用于干燥乳酸菌，但沒有獲得大的商業成功。例如美國專利US6010725A(Nestle)涉及用于在具有高于250攝氏度(℃)的入口溫度的噴霧干燥設備中噴霧干燥微生物的工藝。據說至少有10％的微生物在處理中存活。

近來已提出噴霧冷凍用于冷凍乳酸菌，但商業成功有限。Semyonov等(FoodResearch International 43,193-202(2010))已研究了通過“噴霧冷凍干燥”(即噴霧冷凍，繼之以冷凍干燥)微膠囊化的副干酪乳桿菌(Lactobacillus paracasei)細胞的存活率。顯然，細菌懸浮液以其液態形式被直接噴霧到氮氣中，該工藝產生具有400到1800微米的大小分布的微膠囊。推斷大容量冷凍干燥(bulk freeze drying)產生略高于噴霧冷凍干燥的存活率，并且具有約1000-1400微米的大小的粒子產生高于400微米粒子的存活率。

美國專利US7007406(Wang)公開了一種噴霧冷凍設備，其中冷凍產物被收集在過濾器上。

所有上述噴霧冷凍和干燥工藝都具有有限的商業成功，尤其是當待保存的產品是應當在解凍或再水合后有活力的細菌細胞時。

發明內容

本發明人已驚訝地發現，如果存在以下情況，則可通過包括噴霧冷凍的工藝非常有效地且以高存活率保存細菌細胞：

-噴霧冷凍步驟之前是干燥步驟，其中霧化粒子通過與干燥氣體接觸而被(部分)干燥；

-通過在低溫氣體中冷凍霧化粒子來實施冷凍；和/或

-借助于旋風分離器收集冷凍產物。

此外，本發明人已觀察到，與傳統的冷凍工藝相比，本發明的冷凍工藝具有諸如以下的意想不到的優點：

-改善的工藝經濟性，因為i)與顆粒冷凍相比，用于冷凍的氮氣的消耗更少，ii)可能用通過本發明獲得的冷凍產物更有效地操作冷凍干燥器，由加載到冷凍干燥器中的量和冷凍干燥后獲得的最終產物的量計算，和iii)獲得更緊湊的冷凍產物，從而減少對冷凍器空間和/或更容易的運輸的需要，和

-如果使懸浮液/溶液在冷凍步驟前經受預干燥步驟，則改善液體的去除；明顯地，蒸發的液體在冷凍步驟中不形成粒子并與低溫氣體一起被去除，和/或任何形成的粒子都小到使得它們與期望的冷凍產物在例如旋風分離器中分離。

更詳細地說，本發明人已證明，使用液氮和/或非常冷的氮氣在環境大氣壓力下對含水制劑的常規噴霧冷凍中，根本不會在冷凍工藝期間發生干燥，因此與在液氮中常規造粒獲得的較大顆粒相比，僅提供較小的微粒用于下游冷凍干燥。常規地，噴霧干燥器的通過率如此低使得這些干燥方法不提供例如對冷凍干燥的經濟可行的替代方案。過高的干燥器出口溫度將有效地破壞并殺死大多數乳酸菌菌株，因為生活在人腸道中的大多數細菌(如乳酸菌-下文簡稱為LAB，特別是厭氧LAB))在40℃將不會存活很長時間。

在將噴霧干燥和部分脫水的液滴的下游冷凍相結合的嘗試中，本發明人在置于噴霧冷凍室頂部的霧化裝置周圍改裝(retrofitted)加熱的(氮)氣體分配器。噴霧冷凍室被改造成使得上半部分將維持遠高于大部分含水LAB懸浮液的凝固點的溫度，并且在組合的噴霧干燥/冷凍室的下半部分中，注入液氮以實現由室頂部中的霧化裝置產生的部分脫水液滴的噴霧冷凍。