JP2016524909A - 脂質に富む微細藻類粉末およびそれを調製するための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、３０〜１５０μｍの粒径およびホソカワ粉末試験装置によって測定される４５〜５５％の圧縮率を有し、２，０００μｍでの残留物が５５〜６０重量％の、試験Ａによって決定される流動値、０〜２ｍｍの値の、ビーカー中にデカントされた生成品の高さによって、試験Ｂによって表される分散性および湿潤性、ならびに粉末全体の７０％超、好ましくは８０％超の値の増湿の程度を特徴とする微細藻類粉末に関する。【選択図】なし

Description

本発明は、脂質に富む微細藻類粉末に関し、その微細藻類は、クロレラ属、好ましくはクロレラ・プロトセコイデス（Ｃｈｌｏｒｅｌｌａ ｐｒｏｔｏｔｈｅｃｏｉｄｅｓ）である。

より詳細には、本発明は、非常に注目に値する、所定の粒径分布および圧縮値、流動性、湿潤性、ならびに水分散性を有する、脂質に富む微細藻類粉末に関する。

食品において使用することができる、数種の藻類があり、ほとんどは、昆布、アオサ（オオバアオサ（Ｕｌｖａ ｌａｃｔｕｃａ））、およびアマノリ属の品種（日本で培養）または「ダルス」（紅藻、パルマリア・パルマータ（Ｐａｌｍａｒｉａ ｐａｌｍａｔａ））の食用紅藻などのような「大型藻類」である。

しかしながら、これらに加えて、大型藻類はまた、「微細藻類」、すなわち、バイオ燃料、食品、化粧品、または栄養上の健康への適用のために養殖される、海洋または非海洋起源の、光合成または非光合成であってもよい微視的な単細胞藻類によって代表される藻類のいくつかの供給源でもある。

たとえば、スピルリナ（アルスロスピラ・プラテンシス（Ａｒｔｈｒｏｓｐｉｒａ ｐｌａｔｅｎｓｉｓ））は、栄養補助食品としての使用のために、屋根がないラグーンにおいて（光合成条件下で）養殖されている。

ある種のクロレラを含む、他の脂質に富む微細藻類もまた、栄養補助食品としてアジアの国々において非常に普及している（クリプテコディニウム属またはシゾキトリウム属の微細藻類が挙げられてもよい）。

クロレラバイオマスの油画分は、一価不飽和油から本質的に構成されており、したがって、従来の食品においてよく見られる飽和油、硬化油、および多価不飽和油と比較して、栄養上および健康上の利点を提供する。

したがってクロレラは、バイオマス全体としての形態、または細胞壁を、特に機械的な手段によって破壊したクロレラのバイオマスを乾燥させることによって得られる粉末の形態で、ヒトまたは動物が摂取する食品中に利用される。

微細藻類粉末はまた、微量栄養素、食物繊維（可溶性および不溶性炭水化物）、リン脂質、糖タンパク質、植物ステロール、トコフェロール、トコトリエノール、ならびにセレンなどのような他の利点をも提供する。

食品の組成物の中に組み込まれるバイオマスを調製するために、バイオマスは、濃縮されるか、または培養培地から回収される（光バイオリアクターにおいて光化学合成独立栄養によって、または暗中かつクロレラが同化することができる炭素源の存在下において従属栄養的に培養する）。

本発明が関連する技術分野では、クロレラの従属栄養培養が好ましい（発酵経路として知られているもの）。

発酵培地から微細藻類バイオマスを回収する時に、バイオマスは、水性培養培地中で大部分が浮遊している無傷細胞を含む。

バイオマスを濃縮するために、次いで、固液分離工程が、全ろ過もしくはタンジェントろ過によって、またはさらに、当業者に知られている任意の手段によって実行される。

濃縮後に、微細藻類バイオマスを、真空パックされたかたまり、藻類フレーク、藻類ホモジネート、無傷藻類粉末、粉砕藻類粉末、または藻類油を産生するために直接処理することができる。

微細藻類バイオマスはまた、その後の処理を容易にするために、または様々な用途、特に食品の用途でバイオマスを使用するために乾燥される。

食品に付与される様々なテクスチャーおよび風味は、藻類バイオマスが乾燥されているか否かに依存しており、また、乾燥されている場合、使用される乾燥方法に依存している。

たとえば、米国特許第６６０７９００号明細書は、微細藻類フレークを調製するために、事前に遠心分離をすることなくドラム乾燥機を使用する、微細藻類バイオマスの乾燥法を開示する。

微細藻類粉末は、空気乾燥機を使用して、または米国特許第６３７２４６０号明細書に開示されるように、噴霧乾燥によって濃縮された微細藻類のバイオマスから調製されてもよい。

噴霧乾燥機では、液体懸濁液は、次いで、加熱された空気の流れの中で、微細な液滴の分散の形態で噴霧される。流入された材料は急速に乾燥され、乾燥粉末を形成する。

他の例では、噴霧乾燥、続いて流動床乾燥機の使用の組み合わせは、乾燥微細藻類バイオマスを得るための条件の改善を実現するために使用される（たとえば、米国特許第６２５５５０５号明細書、参照）。

本発明が関する技術分野では、より詳細には、発酵経路によって産生される藻類の粉末を調製することが求められる。

本発明の文脈において、微細藻類粉末は、機械的に溶解され、ホモジナイズされた、濃縮された微細藻類バイオマスから調製され、次いで、ホモジネートは噴霧乾燥またはフラッシュ乾燥される。

藻類粉末の産生は、油を放出させるために、細胞を溶解することを必要とする。

例えば、圧力破砕機を用いて、制限オリフィスから、細胞含有懸濁液をポンピングして、細胞を溶解させることができる。

高圧（最大１５００バール）を印加した後、ノズルを介して瞬時膨脹を実施する。

細胞の破砕は、次の３つの異なる機構：バルブへの浸入、オリフィス内の液体の高せん
だん力、及び出口での急激な圧力降下により起こると考えられ、これによって細胞を破裂させる。

上記方法により、細胞内の分子を放出させる。

Ｎｉｒｏホモジナイザー（ＧＥＡ Ｎｉｒｏ Ｓｏａｖｉまたは任意の他の高圧ホモジナイザー）は、主に０．２〜５ミクロンの大きさを有する細胞を処理するために使用される。

高圧（約約１０００バール）下での藻類バイオマスのこの処理は、一般に、９０％を超える細胞を溶解し、５ミクロン未満まで大きさを低減させることができる。

あるいは、ボールミルを用いる。

ボールミルでは、小さな研磨粒子を用いて、細胞を懸濁液中で撹拌する。細胞の破壊は、剪断力、ボール間での粉砕、およびボールとの衝突によって引き起こされる。

これらのボールは、細胞を破砕して、細胞の内容物を細胞から放出させる。好適なボールミルについては、例えば、米国特許第５，３３０，９１３号明細書に記載されている。

もとの細胞よりも小さな大きさの粒子の懸濁液は、「水中油型」エマルションの形態で得られる。

このエマルションは、次いで、噴霧乾燥させ、水が除去され、細胞残屑、細胞内液および油を含有する乾燥粉末が残る。

しかしながら、１０重量％、２５重量％、またはさらに５０重量％の油を含有するため、粘着性で、凝集し、ほとんど流れない乾燥粉末の産生は、非常に望ましくない。

高い脂質含量（６０％を超える）により、効果的に乾燥させるのはより困難であり、不可能であるとさえ考えられる。

湿潤性に劣る乾燥バイオマス粉末の湿潤性および水分散性の問題もまた、非常に望ましくない。

これらの、脂質に富むエマルションを乾燥させる際の固有の問題を解決するために、当業者は、一般に、２つの主な経路に従う：
−特定の手段を有する、脂肪に富む粉末に適した乾燥装置の選択；
−様々な流動化剤（たとえばシリカ由来の製品）または噴霧乾燥補助剤の使用；
−製剤（カプセル化による）
これらの２つの経路は互いに排他的ではない。

噴霧乾燥装置
脂質に富む化合物を噴霧乾燥させるための先行技術におけるいくつかの装置がある。提案される技術および機器の文献による例説は、たとえばｔｈｅ Ｓｐｒａｙ Ｄｒｙｉｎｇ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｂｙ Ｋ．Ｍａｓｔｅｒｓ、特に、１９９１年に出版され、Ｌｏｎｇｍａｎ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ＆Ｔｅｃｈｎｉｃａｌによって１９９４年に再版されたその第５版（ＩＳＢＮ ０−４７０−２１７４３−Ｘでｔｈｅ Ｂｒｉｔｉｓｈ Ｌｉｂｒａｒｙもしくはｔｈｅ Ｌｉｂｒａｒｙ ｏｆ Ｃｏｎｇｒｅｓｓで入手可能）またはＢＥＴＥ（登録商標）Ｓｐｒａｙ Ｄｒｙ Ｍａｎｕａｌ，２００５（ウェブサイトｗ
ｗｗ．ｂｅｔｅ．ｃｏｍを参照）において、容易に見つけることができる。

したがって、これらの文書を読むと、提案される解決法のどれも、完全に満足できるものではない。たとえば：
−脂肪に富む乳製品（２０％〜３０％）を乾燥させるために、噴霧ノズルを装える並流噴霧乾燥タワーが、２段装置において、従来から使用されている（第２段階は、第１段階において得られた粉末の調節および冷却に割り当てられる）。

しかしながら、堆積物が容易に形成し、自己酸化のメカニズムによって火災の発生のリスクを高め、これにより、複数の消火システムの追加を必要とする；
−プロセスチーズを乾燥させるために、チーズは粉砕され、水と混合されて、噴霧乾燥の前に滑らかなクリームを形成する。次いで、噴霧乾燥は、円錐底の噴霧乾燥機において実行される。

しかしながら、また、高い脂肪含量により、堆積物が形成される。

提案される解決法は、噴霧乾燥室の底部に取り付けられた流動床または移動ベルトを装える噴霧乾燥機を使用することである。

しかしながら、このようにして得られた乾燥粉末の空気輸送の問題がなお残っている；
−植物性脂肪がバターと置換し、カゼインナトリウムが無脂乳固形分と置換した、非ミルクのアイスクリームを乾燥させるために、噴霧乾燥に関する困難は、高い糖含有量（従来より、３０％を超える）によるものとなる。

そのうえ、一部の糖の存在下において噴霧乾燥を実行すること、および乾燥混合物に上白糖を添加することによって製剤を補完することが必要である。

さらに、高糖含有量の問題を改善するために、粉塵の生成を制御し、粉末の空気輸送を管理し、その凝集を制限し、噴霧乾燥用チャンバーの内部での堆積物を回避できることが必要である。

しかしながら、流動床を装える噴霧乾燥用チャンバーにおける乾燥用の解決法しか提案されていない；
−３５％〜８０％の脂肪を含有する製品を乾燥させるために、回避されなければならない問題は、乾燥の間に前記脂肪の放出に至る、脂肪球（特にタンパク質）の保護膜の破壊である。

推奨される解決法は、脂質の融点の上昇、噴霧乾燥用チャンバーの底部での冷却床システムの形成または噴霧乾燥機への統合である。

あるいは、前記噴霧乾燥用チャンバーの底部に投入された空気は、チャンバーにおける粉末の融解を防ぎ、任意の機械的操作の前に粒子の表面を固化させるために、二次空気によって冷却されてもよい。

さらに、あるいは、サイクロンが粉末を回収するために設けられている場合、サイクロンの内部での融解を防ぐために、任意の回収の前に冷気を導入する必要がある。

最後に、
−藻類を乾燥させるために
流動床または移動ベルトが統合された、ノズルを備える噴霧乾燥タワーを組み合わせた複
雑な構成を実施することが好ましい。

微細藻類が、クロレラ属およびスピルリナ属である微細藻類全体の乾燥が、上記に記載されるように、文献においてとりわけ記載される。

その粉末形態は、次いで、栄養学上における栄養補助食品を製造するための錠剤を製造するためのものである。

噴霧乾燥は、次いで、開放サイクル並流噴霧乾燥用チャンバーを装えるタービン噴霧乾燥機において、低固形分（１０％〜１５％）のバイオマスに対して実行される。

低固形分により、細かい粒径の粉末のみが製造される。

添加物の乾燥
コーヒー／紅茶用クリームの分野において、これらは、カゼイン酸ナトリウム、コーンシロップ、植物性脂肪を、乳化剤、リン酸カリウム、およびケイ酸アルミニウムナトリウムと組み合わせた組成物である。

噴霧乾燥は、振動する外部流動床を装える２段階並流噴霧乾燥機において実行される。

微細な粒径を有する粒子が製造される。

凝集粒子を得るために、流動床および移動ベルトが統合された乾燥機が選択される。

植物油の分野において、オリーブ油の乾燥は、マルトデキストリンなどの噴霧乾燥補助物の使用をさらに必要とする。

本発明の主題
そのため、おいしく、栄養分に富んだままでなければならない食品の中に、大規模に、それらを容易に組み込むことを可能にするための、脂質に富む微細藻類バイオマス粉末の新規な安定した形態のための、未解決の要求がなおある。

そのため、出願人の会社は、非常に注目に値する、所定の粒径分布および所定の圧縮値、流動性、湿潤性、および水分散性を有する、脂質に富む微細藻類粉末を提案することによってこの要求を満たすことができることを発見した。

言いかえれば、本発明の脂質に富む微細藻類粉末は、標準的な、脂質に富む微細藻類粉末と等価であるが、注目に値する流動性、湿潤性、および水分散性に関連する粒径および圧縮性を有する。

本発明による微細藻類粉末は、粉末粒子の大きさが直径３０〜１５０μｍであり、前記粉末は、４５％〜５５％の、ホソカワ粉末試験装置で測定された圧縮率を有し、そのため、
−２０００μｍでの過大粒が５５重量％〜６０重量％の、試験Ａによって決定される流動値、
−以下によって、試験Ｂによって表される分散性および湿潤性
・０〜２ｍｍの値を有する、ビーカー中にデカントされた生成品の高さ；
・粉末全体の７０％を超える、好ましくは８０％を超える値を有する濡れ性
を有するという点で特徴付けられる。

好ましくは、微細藻類は、クロレラ属、好ましくはクロレラ・プロトセコイデスである。

さらに、微細藻類粉末、特に微細藻類バイオマスは、乾燥重量で、少なくとも１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、または６０％の脂質を含む。

本発明による微細藻類粉末は、低圧空気により噴霧乾燥用チャンバー内をスイープするためのエアーブルームに接続された平底噴霧乾燥機の技術を使用する方法によってさらに調製することができる。

以下に実証されるように、この乾燥は、
−エアーブルームからの空気の流量に対する、平底噴霧乾燥機からのメインの乾燥用空気の流量の比、
−エアーブルームからの空気の温度。
に関して、本発明の粉末を得るために特に細心の注意を払って実行される。

したがって、本発明は、本発明によって微細藻類粉末を調製する方法に関し、
１）乾燥重量で１５％〜５０％の固形分を有する、水中で脂質に富む微細藻類粉末のエマルションを調製するステップ、
２）このエマルションを高圧ホモジナイザーに投入するステップ、
３）以下：
ａ）メインの乾燥用空気の温度が、１６０〜２４０℃である、
ｂ）エアーブルーム部における空気の温度が、最大で７０℃、好ましくは最大で６５℃、より好ましくは５０〜６０℃である、
ｃ）メインの乾燥用空気の流量に対する、エアーブルームからの空気の流量の比が、１／３より大きく、好ましくは１／３〜１／２の値を有する、
ｄ）噴霧乾燥機から出る粉末が６０℃〜９０℃の温度を有するように、冷却用空気の温度が２５〜３５℃である、
ことを確保するように調整しながら、その下位部に低圧空気により噴霧乾燥用チャンバーをスイープするためのエアーブルームを装える平底噴霧乾燥機においてこのエマルションを噴霧するステップ、
４）このようにして得られた微細藻類粉末を回収するステップ
を含むという点で特徴付けられる。

好ましくは、微細藻類は、クロレラ属、好ましくはクロレラ・プロトセコイデスである。さらに、微細藻類、特に微細藻類バイオマスは、乾燥重量で、少なくとも１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、または６０％の脂質を含む。

本発明はまた、本発明による方法によって得られる微細藻類粉末にも関する。

本発明はまた、食品分野における、本発明による、または本発明の方法によって得られる粉末の使用に関する。特に、本発明は、食品組成物の成分へのそのような微細藻類粉末の添加を含む、食品組成物を調製するための方法に関する。

したがって、本発明は栄養素に、特に脂質に富んだ、ヒトが摂取するのに適した微細藻類バイオマスに関する。

本発明は、より詳細には、微細藻類粉末の油分が、従来の食品中に存在する油および／または脂肪と全てまたは一部置換可能である、食品に組み込むことができる微細藻類粉末
に関する。

本発明の目的のために、用語「微細藻類粉末」は、特に機械的な手段によって微細藻類バイオマスの細胞壁を破壊された乾燥製品を意味する。

本発明の目的のために、検討中の微細藻類は、適切なトリグリセリド油および／または総脂質を産生する種である。

微細藻類バイオマスは、乾燥重量で少なくとも１０％の油または脂質、好ましくは、乾燥重量で少なくとも２５％〜３５％またはそれ以上の油または脂質を含む。

さらにより好ましくは、バイオマスは、乾燥重量で少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも７５％の油または脂質を含有する。

本発明の好ましい微細藻類は、従属栄養条件において成長させてもよい（炭素の供給源として糖と、光の非存在下において）。

出願人の会社は、クロレラ属の、脂質に富む微細藻類を選ぶことを推奨する。

使用される微細藻類は、非網羅的には、クロレラ・プロトセコイデス、クロレラ・ケッセレリ（Ｃｈｌｏｒｅｌｌａ ｋｅｓｓｌｅｒｉ）、クロレラ・ミヌチシマ（Ｃｈｌｏｒｅｌｌａ ｍｉｎｕｔｉｓｓｉｍａ）、クロレラ種、クロレラ・ソロキニアマ（Ｃｈｌｏｒｅｌｌａ ｓｏｒｏｋｉｎｉａｍａ）、クロレラ・ルテオビリディス（Ｃｈｌｏｒｅｌｌａ ｌｕｔｅｏｖｉｒｉｄｉｓ）、クロレラ・ブルガリス（Ｃｈｌｏｒｅｌｌａ ｖｕｌｇａｒｉｓ）、クロレラ・レイシグリイ（Ｃｈｌｏｒｅｌｌａ ｒｅｉｓｉｇｌｉｉ）、クロレラ・エリプソイダ（Ｃｈｌｏｒｅｌｌａ ｅｌｌｉｐｓｏｉｄｅａ）、クロレラ・サッカロフィア（Ｃｈｌｏｒｅｌｌａ ｓａｃｃｈａｒｏｐｈｉｌａ）、パラクロレラ・ケッセレリ（Ｐａｒａｃｈｌｏｒｅｌｌａ ｋｅｓｓｌｅｒｉ）、パラクロレラ・バイリンキイ（Ｐａｒａｃｈｌｏｒｅｌｌａ ｂｅｉｊｅｒｉｎｃｋｉｉ）、プロトテカ・スタグノラ（Ｐｒｏｔｏｔｈｅｃａ ｓｔａｇｎｏｒａ）、およびプロトテカ・モリフォルミス（Ｐｒｏｔｏｔｈｅｃａ ｍｏｒｉｆｏｒｍｉｓ）から選ばれてもよい。好ましくは、本発明によって使用される微細藻類は、クロレラ・プロトセコイデス種に属する。

微細藻類は、そのようなバイオマスを産生するために液体培地中で培養される。

本発明によれば、微細藻類は、光の非存在下において、炭素源および窒素源を含有する培地中で培養される（従属栄養条件）。

固体および液体成長培地は、文献において一般に入手可能であり、多種多様の微生物株に適した特定の培地を調製するための推奨は、たとえば、Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｘａｓ ａｔ Ａｕｓｔｉｎ ｆｏｒ ｉｔｓ ａｌｇａｌ ｃｕｌｔｕｒｅ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ（ＵＴＥＸ）によって維持されるウェブサイトｗｗｗ．ｕｔｅｘ．ｏｒｇ／でオンラインで見出すことができる。

バイオマスの生産は、発酵槽（またはバイオリアクター）において実行される。

バイオリアクター、培養条件、および従属栄養成長ならびに増殖の方法の具体例は、微細藻類の成長および脂質の効率を改善するために、任意の適切な形で組み合わせることができる。

本発明が関する技術分野では、藻類粉末を準備することが求められる。

本発明との関連におけるこの微細藻類粉末は、機械的に溶解され、ホモジナイズされた濃縮微細藻類バイオマスから調製され、次いで、ホモジネートは乾燥される。

３０〜１５０μｍの粒径を有し、かつ４５〜５５％の、ホソカワ粉末試験装置で測定された圧縮率を有する本発明による微細藻類粉末は、
−２０００μｍでの過大粒が５５重量％〜６０重量％の、試験Ａによって決定される流動値、
−以下によって、試験Ｂによって表される分散性および湿潤性
・０〜２ｍｍの値を有する、ビーカー中にデカントされた生成品の高さ；
・粉末全体の７０％を超える、好ましくは８０％を超える値を有する濡れ性
を有するという点で特徴付けられる。

本発明に関する技術分野では、微細藻類粉末は、従来の経路（単一効用噴霧乾燥）によって乾燥されたクロレラ微細藻類粉末において一般に見出される粒径および圧縮パラメーターを有する：
−本発明による微細藻類粉末は、３０〜１５０μｍの粒径を有する。

この測定は、製造者により提供される仕様書（「Ｓｍａｌｌ Ｖｏｌｕｍｅ Ｍｏｄｕｌｅ Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ」中）に従って、その小容量分散モジュールまたはＳＶＭ（１２５ｍｌ）を装えるＣｏｕｌｔｅｒ（登録商標）ＬＳレーザー粒径分析器で実行される。

−本発明による微細藻類粉末は、ホソカワ粉末試験装置で測定される４５％〜５５％の圧縮率を有する。

圧縮または圧縮率の値Ｃは、かためかさ密度値（＝Ｂ）に対するゆるみかさ密度値（＝Ａ）の比を計算することによって得られる。それら自体、以下の式に従って、ゆるみかさ密度およびかためかさ密度を測定するための操作説明書において推奨される方法を適用することによって、商標Ｐｏｗｄｅｒ Ｔｅｓｔｅｒ、ｔｙｐｅ ＰＴＥでホソカワ社によって販売される装置を使用して決定される。

比較として、単一効用噴霧乾燥によって乾燥された微細藻類粉末の圧縮値は、約４７％である。

しかしながら、驚くべきことに、また予想外に、本発明による微細藻類粉末は、その注目に値する流動性、湿潤性、および分散性によって特徴付けられる。

−本発明による微細藻類粉末は、従来の経路によって乾燥された微細藻類粉末について測定されたものよりも好適な、試験Ａに従って測定された流動性を有する。

試験Ａは、微細藻類粉末の凝集度を測定する。

この凝集試験は、ホソカワ社によって販売されるＰｏｗｄｅｒ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉ
ｓｔｉｃｓ Ｔｅｓｔｅｒ、ｔｙｐｅ ＰＴＥの操作説明書において記載される凝集試験に着想を得ている。

試験Ａは、第１に、８００μｍのメッシュ開口部を備えたふるいで本発明による微細藻類粉末をふるいにかけることからなる。

次いで、８００μｍ未満の大きさを有する粉末の画分は、回収され、密閉容器中に入れられ、ターブラ実験室用ミキサー、ｔｙｐｅ Ｔ２Ｃを使用する周転円運動による混合を実行する。

この混合によって、それ自体の特徴に従って、本発明による微細藻類粉末は、凝集または反発する傾向を表す。

次いで、このように混合された粉末は、別のふるい分け操作のために２０００μｍのふるい上に置かれる。

一旦ふるい分けが終了したら、このふるい上の過大粒は定量化され、結果は、微細藻類粉末の「凝集性の」または「粘着性の」性質を示す。

したがって、自由流動性の粉末は、あまり粘着性はなく、広い開口部を有するこのふるいには事実上残らない。

プロトコールは、以下のとおりである：
・８００μｍ未満の大きさを有する５０ｇの製品を回収するために、８００μｍのふるい上で必要とされる量の生成品をふるいにかけ、
・１リットルの容量を有するガラス瓶中に、８００μｍ未満の大きさを有するこれらの５０ｇの粉末を置き（ＢＶＢＬ Ｖｅｒｒｅｒｉｅ Ｖｉｌｌｅｕｒｂａｎｎａｉｓｅ−Ｖｉｌｌｅｕｒｂａｎｎｅ Ｆｒａｎｃｅ参照）、蓋を閉じ、
・４２ｒｐｍの速度に調整したミキサー（Ｔｕｒｂｕｌａ、ｍｏｄｅｌ Ｔ２Ｃ）中にこの瓶を置き（Ｗｉｌｌｙ Ａ．Ｂａｃｈｏｆｅｎ Ｓａｒｌ−Ｓａｕｓｈｅｉｍ−Ｆｒａｎｃｅ）、５分間混合し、
・ふるい分け装置Ｆｒｉｔｓｃｈ，ｍｏｄｅｌ Ｐｕｌｖｅｒｉｓｅｔｔｅ ｔｙｐｅ
００．５０２）上に配置されるふるい（ブランドＳａｕｌａｓの−直径２００ｍｍ；Ｐａｉｓｙ Ｃｏｓｄｏｎ−Ｆｒａｎｃｅ）を準備し；アッセンブリの詳細は、下から上に向かって：ふるい分け装置、ふるい底、８００μｍのふるい、２０００μｍのふるい、ふるい分け装置の蓋、
・カラム（２０００μｍのふるい）上に、混合で得られる粉末を置き、ふるい分け装置の蓋を閉じ、定まった位置で振幅５で、（Ｆｒｉｔｓｃｈ）ふるい分け装置で５分間ふるいにかけ、
・このふるい上の過大粒を秤量する。

そのため、微細藻類粉末は、２０００μｍでの過大粒を５５重量％〜６０重量％有する。

比較として、従来の微細藻類粉末についての流動値は、約７１％である。

−本発明による微細藻類粉末は、非常に注目に値する分散性および湿潤性を有する。

この分散性およびこの湿潤性は、以下によって試験Ｂによって表される：
・０〜２ｍｍの値を有する、ビーカー中にデカントされた生成品の高さ；
・粉末全体の７０％を超える、好ましくは８０％を超える値を有する濡れ性。

この驚くべき、予想外の特徴は、あまり力学的エネルギーを使用しない（わずか５分間のふるい分け時間）混合の後に、８００μｍ未満の粒子の５５％〜６０％が、開口部が２〜４倍大きいにもかかわらず、２０００μｍのふるいを通過することができないことにより、本発明による微細藻類粉末が、従来の微細藻類粉末と同様に、高い凝集性を有していることを圧縮率および流動測定値が実証するという事実に基づく。

そのような挙動を示すそのような粉末は、分散が不十分であり、よって、成分の均一分布が推奨される場合、調製物において使用するのが困難であることは、そのことから容易に推定される。

同様に、その湿潤性は、低いはずである。

湿潤性は、たとえば乳業において、水中に再懸濁される粉末を特徴付けるために多く使用される技術的特性である。

それは、水の表面に載置された後に浸漬するようになる粉末の能力を反映し（Ｈａｕｇａａｒｄ Ｓｏｒｅｎｓｅｎ ｅｔ ａｌ．，“Ｍｅｔｈｏｄｅｓ ｄ’ａｎａｌｙｓｅ
ｄｅｓ ｐｒｏｄｕｉｔｓ ｌａｉｔｉｅｒｓ ｄｅｓｈｙｄｒａｔｅｓ”［“Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｄｅｈｙｄｒａｔｅｄ ｍｉｌｋ ｐｒｏｄｕｃｔｓ”］，Ｎｉｒｏ Ａ／Ｓ（ｐｕｂｌｉｓｈｅｒ），Ｃｏｐｅｎｈａｇｅｎ，Ｄｅｎｍａｒｋ，１９７８）、したがって、その表面で水を吸収する粉末の能力を反映する（Ｃａｙｏｔ ａｎｄ Ｌｏｒｉｅｎｔ，“Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｅｔ ｔｅｃｈｎｏｆｏｎｃｔｉｏｎｓ ｄｅｓ ｐｒｏｔｅｉｎｅｓ ｄｕ ｌａｉｔ”［“Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｍｉｌｋ ｐｒｏｔｅｉｎｓ”］．Ｐａｒｉｓ：Ａｉｒｌａｉｔ Ｒｅｃｈｅｒｃｈｅｓ：Ｔｅｃ ａｎｄ Ｄｏｃ，Ｌａｖｏｉｓｉｅｒ，１９９８）。

この指標の測定は、従来から、ある量の粉末が静止しているその自由表面を通って水の中に浸透するのに必要な時間を測定する。

Ｈａｕｇａａｒｄ Ｓｏｒｅｎｓｅｎ ら（１９７８）によれば：
−その「湿潤性の指標」が２０秒未満である場合、粉末は「湿潤性である」と言われる；−粉末の膨張能力もまた湿潤性に関連するはずである。これは、粉末が水を吸収する時、それは徐々に膨張するからである。次いで、様々な構成要素が可溶化するまたは分散すると、粉末の構造は消える。

この膨張能力は、湿った生成物の％として表される。

湿潤性に影響を与える要因として、大きな一次粒子の存在、微粒子の再投入、粉末の密度、粉末粒子の多孔性および毛管現象ならびにさらに、空気の存在、粉末粒子の表面での脂肪の存在、および再構成条件がある。

出願人の会社によって開発された試験Ｂは、より詳細には、以下をここで考慮する：
−粉末を水表面に載置させたときに、所定の接触時間の後にデカントする粉末の高さを測定することにより、水と接触させた時の微細藻類粉末の挙動；
−水の吸収力（％で表される）。

この試験についてのプロトコールは以下のとおりである：
・２０℃で５００ｍｌの脱塩水を、６００ｍｌの低形のビーカー（Ｆｉｓｃｈｅｒｂｒａｎｄ ＦＢ ３３１１４ ｂｅａｋｅｒ）中に入れ、
・２５ｇの微細藻類粉末を、混合せずに、水の表面に均一に載置し、
・粉末の挙動を時間と共に観察し、
・ビーカーの底にデカントされた生成物の高さを測定する。

より湿潤性の粉末がより容易にデカントする一方、低湿潤性の非常に凝集性の粉末は液体の表面に留まる。

本発明による微細藻類粉末は、以下の、試験Ｂによって表される分散性および湿潤性を有する：
・０〜２ｍｍの値を有する、ビーカー中にデカントされた生成物の高さ
・全粉末の７０％を超える、好ましくは８０％を超える値を有する濡れ性。

しかしながら、比較として、単一効用噴霧乾燥によって従来どおりに乾燥させた微細藻類粉末は、水の表面にとどまり、ビーカーの底にデカントすることができるように十分に水和しない。

本発明による微細藻類粉末は、低圧空気により噴霧乾燥用チャンバーをスイープするためのエアーブルーム（またはＡＢ）に連結された平底噴霧乾燥機（またはＦＢＳＤ）を使用する噴霧乾燥についての方法を行なう特定の方法によって得ることができる。

平底噴霧乾燥機は、脂肪に富む材料もしくは吸湿性の製品を乾燥させるためにまたはより実用的な意味では、空間が不足しているなどの場所において、従来から使用されている。しかしながら、出願人の会社の認識では、それは、一般に微細藻類、特にクロレラの溶解バイオマスを乾燥させるために、低圧空気により噴霧乾燥用チャンバーをスイープするためのエアーブルームに連結されて使用されたことがない。

ＦＢＳＤおよびＡＢを連結する装置に関して、それは特に、果物、野菜の果肉、およびフルーツジュースまたはさらに肉抽出物の乾燥を対象にしている。

溶解された微細藻類バイオマスを乾燥させるために、噴霧乾燥のこの原理に従って、たとえば、ＣＥ Ｒｏｇｅｒｓ、Ｍａｒｒｉｏｔｔ Ｗａｌｋｅｒ、Ｈｅｎｎｉｎｇｓｅｎ
Ｆｏｏｄｓ、またはＦｏｏｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．およびＨｅｎｓｚｅｙ
Ｃｏ．という会社によって販売されるＡＢを装えるＦＢＳＤを使用することが可能である。

驚いたことに、また予想外に、出願人の会社は、このように、たとえばこのＦＢＳＤ／ＡＢ方法を使用することによる微細藻類粉末の乾燥が、高い収率で標準的な圧縮率、粒径プロファイル、および流動性を有する製品を調製するだけではなく、とりわけ、造粒バインダーまたは固化防止剤の使用を必要とすることなく、予想外の流動性、湿潤性、および水分散性をそれに与えることを可能にすることに気付いた。

実際に、前述の方法（バイオマスまたは微細藻類粉末を乾燥させるために従来から使用される単一効用噴霧乾燥など）は、所望の特徴のすべてを得ることはできない。

したがって、本発明による微細藻類粉末を調製する方法は、以下のステップを含む：
１）乾燥重量で１５％〜５０％の固形分を有する、水中で脂質に富む微細藻類粉末のエマルションを調製するステップ、
２）このエマルジョンを高圧ホモジナイザーに投入するステップ、
３）以下：
ａ）メインの乾燥用空気の温度が、１６０〜２４０℃である、
ｂ）エアーブルーム部における空気の温度が、最大で７０℃、好ましくは最大で６５℃、より好ましくは５０〜６０℃である、
ｃ）メインの乾燥用空気の流量に対する、ＡＢからの空気の流量の比が、１／３を超える、好ましくは１／３〜１／２の値を有する、
ｄ）噴霧乾燥機から出る粉末が６０℃〜９０℃の温度を有するように、冷却用空気の温度が２５〜３５℃である、
ようになるように、その下位部にＡＢ装置を装えるＦＢＳＤ中でそれを噴霧するステップ
４）このようにして得られた微細藻類粉末を回収するステップ。

本発明の方法の第１のステップは、乾燥重量で１５％〜５０％の固形分を有する、水中で脂質に富む微細藻類粉末のエマルションを調製することである。特に、固形分は、２５％〜４５％、好ましくは３５％〜４５％であってもよい。そのうえ、微細藻類粉末または微細藻類バイオマスの脂質含有量は、好ましくは、乾燥重量で少なくとも１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、または６０％、たとえば２０％〜８０％または３０％〜７０％の最少値である。任意選択で、微細藻類バイオマスの粉砕度は、溶解された細胞の少なくとも２５％〜７５％、たとえば、細胞溶解の５０％、８５％、または９５％であってもよく、好ましくは８５％または９５％である。

下記に例示されるように、発酵の終了時に得られるバイオマスは、典型的に約５０％の脂質含有量、１０％〜５０％の繊維、２％〜１５％のタンパク質、３０％の糖、および１０％のデンプンを有する。

バイオマスは、次いで：
−瞬間熱処理（ＨＴＳＴ処理）により不活性化され、
−水溶液により希釈し、遠心分離によって濃縮することによって洗浄され、
−ボールミルにおいて粉砕され、このように、「水中油型」エマルションを作成する。

本発明の方法の第２のステップは、高圧ホモジナイザーにこのエマルションを投入することである。

出願人の会社は、第１段階では１６０バールおよび第２段階では４０バールの圧力により、２段階装置、たとえば、ＡＰＶ社によって販売されるＧａｕｌｉｎホモジナイザーにより、エマルションをホモジナイズすることを推奨する。

本発明の方法の第３のステップは、以下のようになるように、その下位部にＡＢ装置を装えるＦＢＳＤにおいてこの溶液を噴霧することである：
ａ）メインの乾燥用空気の温度が、１６０〜２４０℃である、
ｂ）ＡＢ部における空気の温度が、最大で７０℃、好ましくは最大で６５℃、より好ましくは５０〜６０℃である、
ｃ）メインの乾燥用空気の流量に対する、ＡＢからの空気の流量の比が、１／３を超える、好ましくは１／３〜１／２の値を有する、
ｄ）、噴霧乾燥機から出る粉末が６０℃〜９０℃の温度を有するように、冷却用空気の温度が２５〜３５℃である。

このように、以下に例示するように、２２００ｋｇ／ｈで固定されたメインの乾燥用空気の流量に対して、ＡＢからの空気の流量は、７５０ｋｇ／ｈを超える、好ましくは８００〜９００ｋｇ／ｈである。

また以下に例示するように、これらの操作条件は、噴霧乾燥用チャンバーの壁上に堆積物が形成されるのを制限し、それによって、９０％を超える、好ましくは９５％を超える、さらにより好ましくは９９％に乾燥収率を最適化するのを可能にする。

さらに、そのような湿潤性および水分散性を有する製品を得ることを可能にするのは、ＦＢＳＤにおける噴霧乾燥の行為よりもＡＢを制御するこれらのパラメーターである。

本発明による方法の最後のステップは、最終的に、このようにして得られた微細藻類粉末を回収することである。

この微細藻類粉末は、食品分野で役に立つ。しがたって、本発明は、食品分野における、本発明による、または本発明による方法によって得られる粉末の使用に関する。特に、本発明は、食品組成物を調製するための方法に関し、食品組成物の成分または食品組成物へのそのような微細藻類粉末の添加を含む。そのような使用は、たとえば、国際公開第２０１０／０４５３６８号パンフレット、国際公開第２０１０／１２０９２３号パンフレット、または米国特許出願公開第２０１０／０２９７２９６号明細書に記載される。

本発明は、例示であり、かつ非限定的であることが意図される、以下の実施例からより明らかに理解されるであろう。

実施例１．発酵によるクロレラ・プロトセコイデス微細藻類バイオマスの取得
発酵プロトコールは、国際公開第２０１０／１２０９２３号パンフレットに、一般的に、また全体が記載のものに適合させている。

生産発酵槽に、クロレラ・プロトセコイデスの前培養を接種する。接種後の体積は９０００ｌに達する。

使用する炭素源は、温度−時間プログラムを適用することにより滅菌された、５５％ｗ／ｗグルコースシロップである。

発酵は、残留グルコース濃度が３〜１０ｇ／ｌを維持するようにグルコース流量が調整された流加発酵である。

生産発酵槽時間は４〜５日間である。

発酵の終了時に、細胞濃度は１８５ｇ／ｌに達する。

グルコース供給フェーズの間に、培養培地中の窒素含有量は、５０％の量の脂質の蓄積を可能にするように制限する。

発酵温度は、２８℃に維持する。

接種前の発酵ｐＨは６．８に調整し、その後も、発酵の間は同じ値に調節される。

溶存酸素は、発酵槽の通気、逆圧、および撹拌を制御することによって、３０％の最小値に維持する。

発酵マストは、７５℃１分間の構成でＨＴＳＴゾーンで熱処理し、６℃まで冷却する。

バイオマスは、その後、６対１（水／マスト）の希釈比で、脱炭酸飲料水により洗浄し、Ａｌｆａ Ｌａｖａｌ Ｆｅｕｘ ５１０を使用し、遠心分離によって２５０ｇ／ｌ（２５％ ＤＣＷ「乾燥細胞重量」）まで濃縮する。

細胞は、１分間７５℃でＨＴＳＴゾーンを通る熱処理によって不活性化される。

残りの操作については、温度は８〜１０℃で維持される。

細胞内の可溶性物質の濃度を、希釈すること（３：１（Ｖ_{ｗａｔｅｒ}／Ｖ_{ｂｉｏｍａｓｓ}））によってバイオマスを洗浄し、かつ遠心分離（ディスク−ノズル遠心分離機）によって濃縮することによって、低減させる。

このステップの後に、バイオマスの固形分は、分離出口で約２５％となり、次いで、蒸発によって４５％まで濃縮される。

洗浄したバイオマスは、ビーズミルタイプのボールミルを使用して９５％の粉砕度まで粉砕される。

このように生成された、粗い「水中油」型エマルションは、水酸化カリウムを使用してｐＨを７に調整した後、２段階Ｇａｕｌｉｎホモジナイザー（第１段階で１６０バール／第２段階で４０バール）の圧力下でホモジナイズされる。

発酵の終了時に典型的に得られるバイオマスは、約５０％の脂質含有量、１０％〜５０％の繊維、２％〜１５％のタンパク質、３０％の糖、および１０％のデンプンを有し、パーセンテージは総バイオマスの乾燥重量として表す。

実施例２．微細藻類粉末のホモジナイズされた「水中油」型エマルションの乾燥
実施例１で得られたホモジナイズされたエマルションを乾燥させる：
−市販で入手可能なものに従って対照の微細藻類粉末を得るために、ＧＥＡ Ｎｉｒｏによって販売される単一効用噴霧乾燥機により（液体を、熱のフローに１回通過させることによって乾燥させ、次いで、サイクロンもしくはスリーブフィルターでタワーの底で回収する）
または
本発明による微細藻類粉末を得るために、低圧空気で噴霧乾燥用チャンバー内をスイープするための内部エアーブルームを装える平底噴霧乾燥機により。

対照の単一効用噴霧乾燥操作条件は、以下のとおりである：
−１６０℃の入力温度、
−乾燥部で６０℃の温度、
−空気の冷却温度：２１℃
−出力温度：６０℃。

本発明による噴霧乾燥方法に関して、この方法は、以下の方法でエアーブルームを装える平底噴霧乾燥機において高圧ホモジナイズされた懸濁液を噴霧する：
−供給システム：螺旋型混合機と加熱ジャケットを有する給水タンク；モノポンプ；複式フィルター
−噴霧乾燥機：遠心分離機、直径１６０ｍｍ、
−粉末排出装置：チャンバーの底の凝集を回避するための回転装置、
−出力空気：多くの粒子を含んだ空気は、底部のチャンバーから放出される；乾燥粉末は、スリーブフィルターで空気から分離される。

平底噴霧乾燥機における噴霧乾燥を実行するためのパラメーターは、以下のとおりである：
−供給：５０〜６５℃の温度で２０％固形分を有するエマルション
−タービン、１６４００ｒｐｍ
−エマルションの流量：６０ｋｇ／ｈ〜１６０ｋｇ／ｈ
−メインの空気：
・流量：２２００ｋｇ／ｈ
・温度：１６５〜２２０℃。

空気によるスイープ（エアーブルーム）を実行するための２つの設定が提示される：
１．標準的な実行、
２．本発明による微細藻類粉末を生産するための最適化された実行。

空気（エアーブルーム）（製造者の仕様書に従って）によるスイープのための標準的な実行は、以下のとおりである（試験１について）：
−空気の流量：７０℃の温度で７００ｋｇ／ｈ
−チャンバーの底部での出力温度：９５℃
−冷却用空気：３０℃の温度で６００ｋｇ／ｈ
−スリーブフィルターの前の温度：８１℃。

ここでの生産効率は＜９０％であり、噴霧乾燥用チャンバーの壁に堆積物の形成が観察される。

本発明によって微細藻類粉末をもたらすように出願人の会社によって最適化された空気（エアーブルーム）によるスイープの実行は、以下のとおりである（試験は３通り実行する）：
−空気の流量：６５℃の温度で８５０ｋｇ／ｈ
−冷却用空気：３０℃の温度で８００ｋｇ／ｈ。

ここでの生産効率は９９％であり、噴霧乾燥用チャンバーの壁の堆積物の形成は観察されない。

実施例３．本発明による微細藻類粉末の特徴付け
下記の表に、「単一効用噴霧乾燥」対照について、非最適化された「エアーブルーム」対照について、および本発明による微細藻類粉末の３つのバッチについて、以下のパラメーターの値を示す；
−粒径、
−圧縮率、
−凝集試験による流動性（２０００μｍ）
−湿潤性、
−水分散性。

完全に論理的に、「凝集性」粒子によって特徴付けられる従来の微細藻類粉末（「単一効用噴霧乾燥」対照）は、デカントするのに十分に水和しないのに対して、本発明による微細藻類粉末は、その凝集性の特徴にもかかわらず、容易に水和することが観察された。したがって、従来の微細藻類粉末は、水に浸透せずに水の表面に堆積する。逆に、本発明による微細藻類粉末は、十分に水和し、ビーカーの底でデカントしない。

標準的な「エアーブルーム」試験に関して、得られた粉末は、湿潤性も水分散性も有さないことが観察された。

Claims (8)

1. 微細藻類粉末であって、前記粉末粒子の大きさが直径３０〜１５０μｍであり、前記粉末が、ホソカワ粉末試験装置で測定された４５％〜５５％の圧縮率を有し、
   −試験Ａによって決定される、２０００μｍでの過大粒が、５５重量％〜６０重量％の流動値、
   −以下：
   ・０〜２ｍｍの値を有する、ビーカー中にデカントされた生成品の高さ
   ・粉末全体の７０％超、好ましくは８０％超の値を有する濡れ性
   によって、試験Ｂによって表される分散性および湿潤性
   を有することを特徴とする、微細藻類粉末。
2. 前記微細藻類が、クロレラ属、好ましくはクロレラ・プロトセコイデス（Ｃｈｌｏｒｅｌｌａ ｐｒｏｔｏｔｈｅｃｏｉｄｅｓ）であることを特徴とする、請求項１に記載の微細藻類粉末。
3. 乾燥重量で少なくとも１０％の脂質を含む、請求項１または２に記載の微細藻類粉末。
4. １）乾燥重量で１５％〜５０％の固形分を有する、水中で脂質に富む微細藻類粉末のエマルションを調製するステップ、
   ２）このエマルションを高圧ホモジナイザーに投入するステップ、
   ３）以下：
   ａ）メインの乾燥用空気の温度が、１６０〜２４０℃である、
   ｂ）エアーブルーム部における空気の温度が、最大で７０℃、好ましくは最大で６５℃、より好ましくは５０〜６０℃である、
   ｃ）メインの乾燥用空気の流量に対する、エアーブルームからの空気の流量の比が、１／３より大きく、好ましくは１／３〜１／２の値を有する、
   ｄ）噴霧乾燥機から出る粉末が６０℃〜９０℃の温度を有するように、冷却用空気の温度が２５〜３５℃である、
   ことを確保するように調整しながら、その下位部に低圧空気により噴霧乾燥用チャンバー内をスイープするためのエアーブルームを装える平底噴霧乾燥機においてこのエマルションを噴霧するステップ、
   ４）このようにして得られた微細藻類粉末を回収するステップ
   を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の微細藻類粉末を調製するための方法。
5. 前記脂質に富む微細藻類粉末が、乾燥重量で少なくとも１０％の脂質を含むことを特徴とする、請求項４に記載の方法。
6. 請求項４または５の方法によって得られる微細藻類粉末。
7. 請求項１〜３もしくは６のいずれか一項に記載の、または請求項４もしくは５の方法によって得られた粉末の食品分野における使用。
8. 請求項１〜３もしくは６のいずれか一項に記載の、または請求項４もしくは５の方法によって得られた微細藻類粉末の、食品組成物の成分への添加を含む、食品組成物を調製するための方法。