微藻粉颗粒及其制备方法.pdf

本发明涉及微藻粉颗粒，并且任选地，涉及富含脂质的微藻粉。

权利要求书
1.  微藻粉颗粒，其特征在于它们至少具有以下特征：
-在粒度分析仪上测量的从2到400μm的多峰粒度分布，
-根据测试A确定的流动等级，
o按重量计0.5％至60％的2000μm筛上物，
o按重量计0.5％至60％的1400μm筛上物，
o按重量计0.5％至95％的800μm筛上物，
-根据测试B，以一个烧杯中沉降的产品高度表示的润湿性程度，其值为0.2cm至4.0cm，优选为1.0cm至3.0cm。

2.  根据权利要求1所述的颗粒，其特征在于该微藻粉颗粒包含按重量计至少80％的微藻生物质。

3.  根据权利要求1或2所述的颗粒，其特征在于该微藻是小球藻(Chlorella)属的。

4.  根据权利要求1至3中任一项所述的颗粒，其特征在于它们具有根据测试A确定的流动等级：
o按重量计0.5％至45％的2000μm筛上物，
o按重量计0.5％至50％的1400μm筛上物，以及
o按重量计0.5％至95％的800μm筛上物。

5.  根据权利要求1到3中任一项所述的颗粒，其特征在于它们具有：
-从2μm到60μm的双峰粒度分布，包括中心点在4μm和30μm上的两个群体；
-根据测试A确定的流动等级，
o按重量计30％至60％的2000μm筛上物，
o按重量计20％至60％的1400μm筛上物，
o按重量计0.5％至20％的800μm筛上物，
-根据测试B，以一个烧杯中沉降的产品高度表示的润湿性程度，其值为0.2cm至2.0cm，优选为1.2cm至1.4cm。

6.  根据权利要求5所述的颗粒，其特征在于它们具有根据测试A确定的流动等级：
o按重量计35％至45％的2000μm筛上物，
o按重量计35％至60％的1400μm筛上物，
o按重量计0.5％至20％的800μm筛上物。

7.  根据权利要求1到3中任一项所述的颗粒，其特征在于它们具有：
-从2μm到400μm的三峰粒度分布，包括中心点在4μm、40μm和100μm上的三个群体，
-根据测试A确定的流动等级，
o按重量计0.5％至20％的2000μm筛上物，
o按重量计0.5％至20％的1400μm筛上物，
o 60％至95％的800μm筛上物，
-根据测试B，以一个烧杯中沉降的产品高度表示的润湿性程度，其值为2.0cm至4.0cm，优选为2.6cm至2.9cm。

8.  根据权利要求1至7中任一项所述的颗粒，其特征在于它们具有0.30到0.50g/ml的充气松密度。

9.  根据权利要求1至8中任一项所述的颗粒，其特征在于它们具有根据BET方法0.10至0.70m2/g的比表面积。

10.  根据权利要求9所述的颗粒，其特征在于它们具有根据BET方法0.10至0.60m2/g的比表面积。

11.  根据权利要求5或6所述的颗粒，其特征在于它们具有根据BET方法0.50至0.70m2/g的比表面积，优选0.50至0.60m2/g的比表面积，仍然更优选0.55m2/g的比表面积。

12.  根据权利要求7所述的颗粒，其特征在于它们具有根据BET方法0.15至0.25m2/g的比表面积，优选0.20m2/g的比表面积。

13.  根据权利要求1至12中任一项所述的颗粒，其特征在于，它们在水中的分散能力体现为：
-双峰粒度分布，具有中心点在0.4μm和4μm上的两个群体，
-对于pH>5且pI为2.4，ζ电位为-45mV。

14.  根据权利要求1到13中任一项所述的颗粒，其特征在于脂质的百分比按干重计是至少25％。

15.  根据权利要求1到14中任一项所述的颗粒，其特征在于完整细胞的百分比是5％至95％，优选25％至75％。

16.  一种制备根据权利要求1至15中任一项所述颗粒的方法，其特征在于，它包括下列步骤：
1)在水中制备以重量计干物质含量在15％至40％的一种微藻粉乳液，
2)将这种乳液引入至一个高压均质机，
3)将这种乳液在一个其基部装有移动带并且在其上部装有高压喷嘴的垂直喷雾干燥器中进行喷雾，同时调节：
a)在喷嘴处施加的压力在大于100巴的值，优选在100至150巴，或者在小于50巴的值，以便选择喷出液滴的粒度分布，
b)喷雾角度是50°至80°，入口温度为160℃至250℃，或160℃至200℃，或170℃至190℃，并且
c)这个喷雾干燥区中的出口温度是55℃至90℃，优选在60℃ 至70℃，
4)调节移动带上干燥区的入口温度至40℃到80℃，优选在60℃到80℃，并且出口温度为40℃到80℃，优选60℃到70℃，以及调节冷却区的入口温度在10℃至40℃的温度，优选在10℃到20℃，并且出口温度为20℃到80℃，优选20℃到60℃，
5)收集如此得到的微藻粉颗粒。

17.  根据权利要求16所述的方法，所述方法用于制备如权利要求5或6所述的颗粒，其特征在于
-在喷嘴处施加的压力是大于或等于100巴，并且
-喷雾角度60°至75°。

18.  根据权利要求16所述的方法，所述方法用于制备权利要求7所述的颗粒，其特征在于
-在喷嘴处施加的压力是小于或等于50巴，并且
-喷雾角度是60°至70°。

19.  如权利要求1至15中任一项所述的或根据权利要求16至18中任一项所述的方法获得的颗粒在食物产品中的用途。

20.  如权利要求5或6所述的或根据权利要求17所述的方法获得的颗粒在食物产品中的用途。

21.  如权利要求7所述的或根据权利要求18所述的方法获得的颗粒在食物产品中的用途。

22.  一种包含如权利要求1至15中任一项所述的或根据权利要求16至18中任一项所述的方法获得的颗粒的食物产品。

23.  根据权利要求22所述的食物产品，其中该产品选自下组，该 组由以下各项组成：汤、调味汁、调味品、冰淇淋、脱水蛋、面团、面包、蛋糕、饼干、或干烘焙食物混合物。

说明书微藻粉颗粒及其制备方法
技术领域
本发明涉及微藻粉颗粒，并且任选地，涉及富含脂质的微藻粉。
背景
至少存在几个可用在食品中的藻类物种，大部分是“大型藻类”，例如海带、海白菜(石莼(Ulva lactuca))和紫菜属(Porphyra)(在日本种植的)或红皮藻型(帕尔玛利亚掌叶红藻(Palmaria palmata))食用红藻。
然而，除了这些大型藻类外，还存在由“微藻”代表的藻类来源，也就是为用于生物燃料或食品中而种植的海产或非海产光合作用类或非光合作用类单细胞微藻。
例如，螺旋藻(钝顶螺旋藻(Arthrospira platensis))是在开放泄湖中种植的(通过光合作用生长)，用作一种食品补充剂，或少量地掺于糖果或饮品中(一般不到0.5％w/w)。
其他富含脂质的微藻，包括小球藻属(Chlorella)的某些物种，作为食品补充剂(提及隐甲藻(Crypthecodinium)或裂殖(Schizochytrium)属微藻)也受亚洲国家的欢迎。微藻粉的生产和用途还披露在WO 2010/120923和WO 2010/045368中。
微藻粉的油类成份可主要由单不饱和油构成，与常见于常规食物产品中的饱和、氢化和多不饱和油相比，提供了营养及保健优势。
从微藻生物质制造微藻粉的努力依然面临显著的困难。例如，使 用含油量高(例如，以干细胞重量计10％、25％、50％或甚至75％或更高)的微藻时，可能得到不合要求的粘稠的干粉。这就可能必须要加入流动剂(包括二氧化硅衍生产品)。
也可能遇到经过干燥的生物质粉在水中分散能力的问题，然后具有比较差的润湿性。
因此，仍然存在对新形式的富含脂质的微藻生物质粉的未满足的需要，以便可以大规模地、容易地将它们引入那些必须保持美味又要有营养的食物产品中。
发明概述
本发明涉及一种微藻粉颗粒，其特征在于它们至少具有以下特征：
-在粒度分析仪上测量的从2到400μm的多峰粒度分布，
-根据测试A确定的流动等级，
o 按重量计0.5％至60％的2000μm筛上物，
o 按重量计0.5％至60％的1400μm筛上物，
o 按重量计0.5％至95％的800μm筛上物，
-根据测试B，以一个烧杯中沉降的产品高度表示的润湿性程度，其值为0.2cm至4.0cm，优选为1.0cm至3.0cm。
任选地，这些颗粒可以具有0.30至0.50g/ml的充气松密度。
任选地，这些颗粒可以具有根据BET方法0.10至0.70m2/g的比表面积。
在一个第一具体实施例中，它们具有：
-从2到60μm的双峰粒度分布，包括中心点在4μm和30μm上的两个群体；
-根据测试A确定的流动等级，
o 按重量计30％至60％的2000μm筛上物，
o 按重量计20％至60％的1400μm筛上物，
o 按重量计0.5％至20％的800μm筛上物，
-根据测试B，以一个烧杯中沉降的产品高度表示的润湿性程度，其值为0.2cm至2.0cm，优选为1.2cm至1.4cm。
任选地，这些颗粒可以具有根据BET方法0.50至0.70m2/g的比表面积，优选0.55m2/g的比表面积。
在一个第二具体实施例中，它们具有：
-从2到400μm的三峰粒度分布，包括中心点在4μm、40μm和100μm上的三个群体；
-根据测试A确定的流动等级，
o 按重量计0.5％至20％的2000μm筛上物，
o 按重量计0.5％至20％的1400μm筛上物，
o 60％至95％的800μm筛上物，
-根据测试B，以一个烧杯中沉降的产品高度表示的润湿性程度，其值为2.0cm至4.0cm，优选为2.6cm至2.9cm。
任选地，这些颗粒可以具有根据BET方法0.15至0.25m2/g的比表面积，优选0.20m2/g的比表面积。
在一个具体实施例中，本发明的颗粒在水中的分散能力由以下各项反映：
-双峰粒度分布，具有中心点在0.4和4μm上的两个群体，
-pH大于5并且pI为2.4时-45mV的ζ电位。
在一个优选的实施例中，颗粒中脂质的百分比按干重计至少是25％。
在另一个优选的实施例中，在颗粒中的完整细胞的百分比是5％至95％，优选25％至75％。
本发明还涉及用于制备根据本发明的颗粒的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
1)在水中制备以干重计干物质含量在15％至40％的一种微藻粉乳液，
2)将这种乳液引入至一个高压均质机，
3)将这种乳液在一个其基部装有移动带并且在其上部装有高压喷嘴的垂直喷雾干燥器中进行喷雾，同时调节：
a)施加于喷嘴上的压力在大于100巴的值(优选在100至150巴)或在小于50巴的值，以便选择喷出液滴的粒度分布，
b)喷雾角度是50°至80°，入口温度为160至250℃，或160至200℃，或170至190℃，并且
c)这个喷雾干燥区中的出口温度是55℃至90℃，优选在60℃至70℃，
4)调节移动带上干燥区的入口温度至40℃到80℃，优选在60℃到80℃，并且出口温度为40℃到80℃，优选60℃到70℃，并且调节冷却区的入口温度在10℃至40℃的温度，优选在10℃到20℃，并且出口温度为20℃到80℃，优选20℃到60℃，
5)收集如此得到的微藻粉颗粒。
优选地，对于根据第一实施例具有双峰粒度分布的颗粒，该方法的特征在于
-在喷嘴处施加的压力是大于或等于100巴，并且
-喷雾角度60°至75°或65°至70°，优选60°至75°。
优选地，对于根据第二实施例具有三峰粒度分布的颗粒，该方法的特征在于
-在喷嘴处施加的压力是小于或等于50巴，并且
-喷雾角度是60°至75°或65°至70°，优选60°至75°。
本发明进一步涉及本发明的或根据本发明的方法获得的颗粒在食物产品中的用途。任选地，这些颗粒可以是如第一实施例中所公开的具有双峰粒度分布。任选地，这些颗粒可以替代地是如第二实施例中所公开的具有三峰粒度分布。
最后，本发明涉及一种包含本发明的或根据本发明的方法获得的颗粒的食物产品。优选地，该产品选自下组，该组由以下各项组成：汤、调味汁、调味品、冰淇淋、脱水蛋、面团、面包、蛋糕、饼干、或干烘焙食物混合物。
详细说明
为了本发明的目的，术语“微藻粉”是指包括微藻生物质的粒子的一种物质。这种微藻生物质来源于藻细胞，这些藻细胞可以是完整的、破裂的、或是完整或破裂细胞的组合。这些微藻细胞可能生长在黑暗中(例如，依靠一个固定的碳源生长在黑暗中的小球藻)。然后，通过“微藻粉”不是旨在指一种用碱性成分(诸如蛋白、脂质和多糖)制备的混合物。它是指一种具有其复杂成分的微藻生物质。在一个优选的实施例中，这些微藻粉颗粒包含按重量计至少80％，更优选地，按重量的至少90％、95％或99％的微藻生物质。
术语“筛上物”是指粒度分布中，粒度大于一个给定临界点的粒子，该临界点既可以是数字形式的，也可以是物理形式的，以质量分数或一个具有给定孔隙度的过滤器所滞留的粒子的其他测量。
本发明的实施例涉及适合人类消耗的微藻生物质，这些微藻生物质富含营养物质，如多种脂质或蛋白质。例如，该微藻可以富含多种脂质。例如，该微藻生物质可以包含按干重计至少10％的脂质，优选 地，按干重计至少25％至35％或更多的脂质。通过“富含脂质”旨在指按干重计至少10％的脂质，优选地，按干重计至少25％至35％或更多的脂质。
在一个优选的实施例中，该生物质含有至少25％、至少50％、或至少75％以干细胞重量计的脂质。
在一个优选的实施例中，该微藻是小球藻属的。例如，该小球藻属包括原壳小球藻(Chlorella protothecoides)、凯斯勒小球藻(Chlorella kessleri)、极微小球藻(Chlorella minutissima)、小球藻(Chlorella sp.)、耐热性小球藻(Chlorella sorokiniama)、Chlorella luteoviridis、普通小球藻(Chlorella vulgaris)、Chlorella reisiglii、椭圆小球藻(Chlorella ellipsoidea)、嗜糖小球藻(Chlorella saccarophila)、凯斯勒类小球藻(Parachlorella kessleri)、Parachlorella beijerinkii、大型原藻(Prototheca stagnora)和桑椹形原藻(Prototheca moriformis)。原壳小球藻就是这样一种适合并且优选用于制备微藻粉的微藻物种。
本发明的实施例涉及具有特定粒度分布、流动能力和润湿性特性的微藻粉颗粒。
本发明的实施例还涉及具有特殊充气松密度和比表面积参数，并且还具有优异的水中分散能力的微藻粉颗粒。
本发明的实施例涉及制备这些微藻粉颗粒的方法。
在该微藻粉中，微藻细胞壁或细胞碎片可任选地封装油，至少直到含有它的食物产品被烹饪，从而延长了该油的保质期。
该微藻粉也可以提供其他益处，如多种微量营养素、膳食纤维(水溶性和不溶性的碳水化合物)、磷脂、糖蛋白、植物甾醇、生育酚、 生育三烯酚、和硒。
该微藻可以经过改良以具有减少量的色素。例如，原壳小球藻可被改良以降低或不含色素。这种改良可以通过紫外线(UV)和/或化学诱变来完成。
例如，使原壳小球藻暴露于一个周期的N-甲基-N'-硝基-N-亚硝基胍(NTG)化学诱变并筛选菌落中的颜色突变体。使没有表现出颜色的菌落随后经受一个周期的UV照射。
分离原壳小球藻的色素减少的菌株，并且对应于按照布达佩斯条约，于2009年10月13日存放于美国典型培养物保藏中心(弗吉尼亚州马纳萨斯大学大道10801号，20110-2209)的原壳小球藻33-55。
在另一个实施例中，分离原壳小球藻的色素减少的菌株，并对应于2009年10月13日存放于美国典型培养物保藏中心的原壳小球藻25-32。
根据本发明的实施例，将微藻在无光(异养条件)下种植在含有一个固定碳源以及一个氮源的一种培养基中。
固体和液体生长培养基在文献中通常都有，并且适合于许多微生物菌株的特定培养基的制备的推荐做法可见于例如网上http://www.utex.org/(由德克萨斯大学奥斯汀分校维护的一个网站，针对其藻类培养物保藏(UTEX))。
生物质的这种生产可以在生物反应器中进行。生物反应器、培养条件和异养性生长与增殖方法的特定实例可以按任何适合的方式组合以改善微生物生长和脂质和/或蛋白质产生的效率。优选地，在一个固定碳源(例如，糖和/或葡萄糖)存在下在黑暗中进行微藻的培养。
为了制备用于如食品组合物的生物质，从发酵培养基中收获在发酵结束时得到的生物质。在从发酵培养基中收获微藻生物质时，该生物质包括主要悬浮在一个水性培养基中的完整细胞。
然后，为了浓缩该生物质，可以通过过滤或离心实施一个固-液分离步骤。
浓缩后，可加工该微藻生物质，以生产真空包装的糕点、藻片、藻匀浆、藻粉末、藻粉或藻油。
还可以干燥该微藻生物质，以利于该生物质在各种应用(特别是食品应用)中的后续加工或使用。
最终的食物产品具有各种质地和风味，取决于该藻类生物质是否经过干燥，且如果经过干燥，则按照所使用的干燥方法(参见，例如，US 6,607,900、US 6,372,460、及US 6,255,505)。
然后，在一个喷雾干燥器中，将液体悬浮液以加热空气流中的细液滴分散体的形式喷出。将夹带的物质迅速干燥并形成干粉末。
这种微藻粉可以从浓缩的微藻生物质制备，该微藻生物质已采用机械方式裂解并均质化，然后，该均浆被喷雾干燥或闪蒸干燥。
在一个实施例中，细胞可被裂解。细胞壁和细胞内组分可以被研磨或以其他方式变小成粒子(未-团聚的裂解细胞)，例如，使用均质机。在具体的实施例中，得到的粒子可具有小于500μm、100μm、或甚至10μm或更小的平均粒度。
在本发明的一个实施例中，由此得到的裂解细胞被干燥。
例如，可以使用压力破碎器经由节流孔板抽吸含有细胞的悬浮液以裂解细胞。施加高压(高达1500巴)，随后穿过喷嘴瞬间膨胀。
细胞的破碎可以通过三种不同的机制发生：阀上遇阻堆积、孔中液体的高剪切、以及出口压力突降，导致细胞破裂。
这种方法释放胞内分子。NIRO均质机(GEA NIRO SOAVI)(或任何其他高压均质机)可用于破碎细胞。
藻类生物质的这种高压处理(例如，高达大约1500巴)可以裂解大于90％的细胞并且可以减小粒度(例如，减小至小于约5微米)。在一个实施例中，该压力为从约900巴至1,200巴。优选的方式是，该压力为约1,100巴。
在另一个实施例中，为增加裂解细胞的百分比，使藻类生物质经受两次或更多次的高压处理。在一个实施例中，使用双均质化将细胞裂解增加至50％以上、75％以上或90％以上。使用这种技术已观察到大约95％的裂解。
细胞的裂解是可任选的，但是要生产高脂质粉(例如，以干重计大于10％的脂质)时，裂解是优选的。在一个实施例中，生产高蛋白质粉(例如，以干重计小于10％的脂质)。该高蛋白质粉可以是非裂解的(完整细胞)形式。在一些食品应用中，希望的是部分裂解(例如，裂解25％至75％的细胞)。
可替代地，使用了一种珠磨机。在珠磨机中，将细胞随小磨粒一起以悬浮状态搅拌。细胞的破碎是由珠间剪切力、碾磨以及与珠的碰撞引起的。这些珠破坏细胞以从中释放细胞内容物。例如，美国专利5,330,913描述了一款合适的珠磨机。
可以得到一种“水包油”乳液形式的粒子悬浮液，可任选地具有小于原细胞的粒度。然后，这种乳液可以经过喷雾干燥，留下含有细胞碎片和油的干燥粉末。干燥后，该粉末的水含量或水分含量可以小于10％，优选地，小于5％，更优选地，小于3％。
本发明的实施例通过提供具有特定特性的颗粒，如有利的风味、粒度分布、流动性、润湿性、充气松密度、比表面积和水中分散表现，如通过乳液液滴粒度及ζ电位测量的，解决了前文提到的与现有技术微藻粉相关联的问题。
根据本发明的实施例制备的特定微藻粉颗粒的特征在于，它们具有下列特性中的一个或更多个：
-2μm至400μm的多峰粒度分布，例如，如在LS激光粒度分析仪上测量到的，
-根据测试A测定的流动等级，按重量计0.5％至60％的2000μm筛上物，按重量计0.5％至60％的1400μm筛上物，并且按重量计0.5％至95％的800μm筛上物；优选地，按重量计0.5％至45％的2000μm筛上物，按重量计0.5％至50％的1400μm筛上物，并且按重量计0.5％至95％的800μm筛上物；
-根据测试B，以一个烧杯(600ml矮宽式125mm高烧杯，例如，飞世尔科技公司(Fisher Scientific)产品代码为FB33114的)中沉降的产品的高度表示的润湿性程度，值为0.2cm至4.0cm，优选为1.0cm至3.0cm。
特别地，微藻粉颗粒可以具有一个、两个或三个如在本申请中所详述的关于粒度分布、流动等级和可润湿性程度的特性。更特别地，这些微藻粉颗粒可以存在关于粒度分布和流动等级的特性；或粒度分布和可润湿性程度；或流动等级和可润湿性程度。
根据本发明的微藻粉颗粒的特征可以在于它们的粒度分布。这一测量可以在一台LS激光粒度分析仪上实施，该仪器配备其小体积分散模块或SVM(125ml)，根据制造商提供的规程(例如，在“小体积模块操作说明书”中)实施。
然后根据本发明的这个实施例的微藻粉颗粒可以具有用通过2μm至400μm直径所表征的颗粒的多峰粒度分布。这个“多峰”分布应当理解为意指分成不同粒度的多个亚群的颗粒群体。
更特别地，在本发明的一个实施例中，这些微藻粉通过粒度分布的两个家族来表征：
-所述属于“细粒度”情况的第一家族，具有2μm至60μm的双峰粒度分布，即具有中心点在4μm和30μm上的两个亚群；
-所述属于“大粒度”情况的第二家族，具有2μm至400μm范围中的三峰粒度分布，即具有中心点在4μm、40μm和100μm上的三个亚群。
通过举例，认为微藻粉(通过单效喷雾干燥(诸如在箱式干燥器或塔式干燥器)进行干燥)的粒度分布是2μm至100μm的细粒度的，并且是单峰的，即通过颗粒的单一群体所表征；例如中心点在40μm上。
在本发明的一个实施例中，微藻粉粒子在加工的过程中团聚。根据测试A，尽管有团聚，根据本发明的微藻粉颗粒也具有相当令人满意的流动能力。所得到的流动特性在从微藻粉生产食品的过程中提供多种优点。例如，可以在食物产品的制造过程中更准确地测量粉的量，并且粉的等分试样分配可以更容易地自动化。
所述测试A包括测量根据本发明的微藻粉颗粒的凝聚程度。首先，将根据本发明的微藻粉颗粒以800μm筛孔尺寸过筛。然后，回收粒度 小于800μm的粉颗粒并引入一个封闭的容器，并经由外摆线运动混合，例如，使用一个TURBULA型T2C实验室混合器。凭借这种混合，根据本发明的微藻粉颗粒将可根据各自的特点表现团聚或相斥的倾向。
然后，将由此混合的颗粒在有3个(2000μm；1400μm；800μm)筛网的柱上沉积，用于进一步过筛。
一旦过筛结束，计量每个筛网上的筛上物，并且结果给出了对微藻粉颗粒的“凝聚”或“粘稠”特性的说明。
由此，颗粒的自由流动并且因此微弱凝聚的粉末将流过多个具有大筛孔尺寸的筛网，但随着所述筛网的目数变得更密，越来越多停下来。
根据测试A用于测量粒度的方案遵循：
-在800μm筛网上筛足够的产品以便回收50g粒度小于800μm的产品，
-将这些50g的粒度小于800μm的粉颗粒引入一个容积为1升的玻璃罐(参考：BVBL Verrerie Villeurbannaise-法国维勒班)并合上盖，
-将这个罐放在速度设为42rpm的TURBULA型号T2C混合器中(维利(Willy)A.巴霍芬有限责任公司(Bachofen Sarl)-索西姆(Sausheim)-法国)并混合5分钟，
-准备具有3个筛(由SAULAS售出-直径200mm；佩西科斯东(Paisy Cosdon)-法国)的柱，将其放置在弗里奇(Fritsch)振动筛、模型Pulverisette型00.502上；该部件从底部起始至顶部的细节：振动筛、筛底座、800μm筛、1400μm筛、2000μm筛、振动筛盖，
-使混合得到的粉末沉积在该柱的最上部(2000μm筛网)上，合上摇筛机盖并在FRITSCH摇筛机上以连续位置振幅5过筛5分钟，
-称量每层筛网上的筛上物。
根据本发明的一个实施例的微藻粉颗粒然后展现：
-按重量计0.5％至60％的2000μm筛上物，
-按重量计0.5％至60％的1400μm筛上物，以及
-按重量计0.5％至95％的800μm筛上物。
更优选地，根据本发明的一个实施例的微藻粉颗粒展现流动等级：
-按重量计0.5％至45％的2000μm筛上物，
-按重量计0.5％至50％的1400μm筛上物，以及
-按重量计0.5％至95％的800μm筛上物。
更特别地，将根据其粒度分布分类为两个家族的根据本发明的微藻粉颗粒在流动方面展现两种不同的行为：
-细粒度的第一家族展现：
o 按重量计30％至60％的2000μm筛上物，
o 按重量计20％至60％的1400μm筛上物，
o 按重量计0.5％至20％的800μm筛上物；
-大粒度的第二家族就其本身而言展现：
o 按重量计0.5％至20％的2000μm筛上物，
o 按重量计0.5％至20％的1400μm筛上物，
o 60％至95％的800μm筛上物。
更优选地，将根据其粒度分布分类为两个家族的根据本发明的微藻粉颗粒在流动方面展现两种不同的行为：
-细粒度的第一家族展现：
o 按重量计35％至45％的2000μm筛上物，
o 按重量计35％至60％的1400μm筛上物，
o 按重量计0.5％至20％的800μm筛上物；
-大粒度的第二家族就其本身而言展现：
o 按重量计0.5％至20％的2000μm筛上物，
o 按重量计0.5％至20％的1400μm筛上物，
o 70％至95％的800μm筛上物。
通过比较，如下文所示，通过常规干燥技术(单效喷雾干燥如高型干燥器或箱式干燥器)制备的微藻粉粉末呈现低流动性的粘稠的样子，这是由根据测试A的表现反映出来的：
-按重量计50％至90％的2000μm筛上物，
-按重量计0.5％至30％的1400μm筛上物，
-按重量计5％至40％的800μm筛上物。
更特别地，如在实验部分中所详述的，通过单效喷雾干燥进行干燥的粉的控制呈现以下根据测试A的行为：按重量计71％的2000μm筛上物，按重量计18％的1400μm筛上物，并且按重量计8％的800μm筛上物。
换句话说，这种微藻粉末的大部分(该粉末的多于50％)无法跨过2000μm的临界点，尽管起初是在800μm过筛的。
这些结果表明，常规的干燥技术相当地得到的是非常有凝聚力的粉末，因为，混合后，在几乎不使用机械力时，小于800μm的粒子无法穿过2000μm的筛网，虽然该筛网的筛孔尺寸大了2.5倍。
由此可以很容易地推断，显示出这种表现的常规粉末在推荐将成份呈均质分布的制备中是不容易加工的。
相反地，根据本发明的实施例的微藻粉组合物是更容易处理的，因为它们是较小粘性的。粘性的低水平从几个量度包括小颗粒尺寸、高润湿性、以及改善了的流动性看是显而易见的。
根据本发明的实施例的微藻粉颗粒在2000μm对于细粒度颗粒家族仅展现少筛上物(<50％)，并且对于大粒度颗粒家族是非常低或实 际上没有(例如<5％)筛上物。可以认为，根据本文披露的方法生产的微藻粉粒子比通过现有方法制备的颗粒凝聚性小。尽管如此，在本发明的某些实施例的粉之内，认为较小大小的颗粒是比较大颗粒更具凝聚性。因此，对于细颗粒有一种更大的筛上物。
根据本发明的微藻粉颗粒的特征在于根据测试B的显著的润湿性特性。
润湿性是一种工艺特性，经常用于表征重悬浮于水中的粉末，例如在乳制品行业中。
可润湿性可以通过粉末在水表面沉淀后变得浸入的能力来测量(豪格尔德索伦森(Haugaard Sorensen)等人，《Methodes d'analyse des produits laitiers deshydrates》，Niro A/S(出版社)哥本哈根，丹麦，1978)，从而反映粉末在水表面吸附水的能力(卡约特(Cayot)和洛里昂(Lorient)，《Structures et technofonctions des proteines du lait》.巴黎：Airlait研究：Tec和Doc，拉瓦锡(Lavoisier)，1998)。
常规意义上，这个指标的测量包括测量一定量的粉末穿过静止状态的水的自由表面渗透入水所需的时间。根据奥格阿德索伦森等人(1978)，如果一种粉末渗透入水的时间少于20秒，即可说是“可润湿的”。
也有必要将粉末的膨胀能力与润湿性相关联。确实，当粉末吸水时，它逐渐膨胀。然后，当各种组分被溶解或分散时，该粉末的结构消失。
在影响润湿性的因素之中的是大的原生粒子的存在、精细粒子的存在、粉末密度、粉末粒子的孔隙率和毛细管作用并且还有空气的存在、粉末粒子表面脂肪的存在以及重构条件。
更具体地，测试B报导了与水接触的微藻粉末的表现，通过测量置于水面上时，经过一段接触时间后粉末倾析的高度。
用于测试B的方案如下：
-在20℃将500ml脱矿质(去离子)水引入一个600ml的矮宽式烧杯(FISHERBRAND FB 33114)中，
-将25g微藻粉末均匀放在水面上，不混合，
-接触3小时后观察粉末的行为，
-测量已经渗透水面并在烧杯底部沉降的产品的高度。
低润湿性的粉末将留在液体的表面上，而对更好润湿性的粉末而言，将有更多物质沉降在烧杯底部。
然后，根据本发明的微藻粉颗粒具有如下的润湿性程度，根据测试B其表示为烧杯中沉降的产品的高度，其值为0.2cm至4.0cm，优选为在1.0cm和3.0cm之间。
更具体地说：
-具有细粒度的第一家族的沉降产品高度为0.2cm至2.0cm，优选地，为1.2cm至1.4cm。
-具有大粒度的第二家族的沉降产品高度为2.0cm至4.0cm的沉降产品高度，优选地，2.6cm至2.9cm。
通过比较，通过单效喷雾干燥常规干燥的微藻粉停留在水面上至比上述粉更大的程度，并且不会变得充分水合以能够倾析到烧杯底部。
根据本发明的实施例的微藻粉颗粒的特征还在于：
-它们的充气松密度，
-它们的比表面积，以及
-它们在水中分散后的行为。
该充气松密度是使用测量充气松密度的常规方法确定的，即，通过测量一个已知容积的空容器(g)的质量，并测量填充有待测产品的相同容器的质量。
然后用填充容器的质量和空容器的质量之差除以容积(ml)得出充气松密度的值。
就本测试而言，该100ml容器、用于填充的勺子和所使用的刮铲是随细川(Hosokawa)公司以商标Powder Tester型PTE出售的装置一起提供的。
为进行本测量，通过孔径为2000μm的筛网(SAULAS出售的)对产品过筛。密度是在没有留在筛网上的产品上测量的。
在这些条件下，根据本发明的实施例的微藻粉颗粒可具有0.30g/ml至0.50g/ml的充气松密度。
由于根据本发明的实施例的微藻粉颗粒具有比常规干燥的微藻粉更高的密度，这一充气松密度值更加突出。可以认为，如果一个产品是通过常规喷雾干燥制备的，它的密度会更低，例如，小于0.30g/ml。
根据本发明的实施例的微藻粉颗粒，其特征还可在于它们的比表面积。
在该微藻粉颗粒的整个粒度分布上确定比表面积，例如，采用康塔公司(Quantachrome)比表面积分析仪基于对被分析产品表面上的氮吸收测试，该测试是在来自贝克曼库尔公司(Beckmann Coulter)的SA3100装置上进行的，根据S.布鲁诺尔(BRUNAUER)等人(美国 化学学会期刊，60，309，1938)的“通过氮吸收发测定BET表面积(BET Surface Area by Nitrogen Absorption)”一文中所描述的技术。
发现根据本发明的实施例的微藻粉颗粒在30℃在真空下脱气30分钟后具有比表面积为0.10至0.70m2/g，优选0.10至0.60m2/g。更特别地，细粒度微藻粉颗粒的家族具有一种特定的比表面积，根据BET方法为0.50至0.70m2/g，优选0.50至0.60m2/g，更优选约0.55m2/g。
关于具有大粒度微藻粉颗粒的第二家族，发现其具有一种特定的比表面积，根据BET方法为0.15至0.25m2/g，优选为约0.20m2/g。
通过比较，发现通过常规喷雾干燥而干燥的微藻粉根据BET比表面积为0.65m2/g。
出人意料地，注意到微藻粉颗粒的尺寸越大，它们的比表面积越小，因为大颗粒倾向于由团聚的较小粒子构成。
最后，根据本发明的微藻粉颗粒的特征在于它们在水中的分散能力。
这种分散能力以下列方式(测试C)来测量：将0.50g的微藻粉颗粒分散于500ml脱矿质(去离子)水中，并且然后将该溶液在尼鲁索尔维(NIRO SOAVI)公司出售的潘达(PANDA)均质机中，在300巴均质化。
测量了与产品的水中分散能力相关的两个参数：
-均质化后形成的乳液的液滴尺寸(测试C-1)，
-液滴的ζ电位，表示静电斥力电荷，该电荷对在“连续”液相中的不连续相(疏水球)的稳定性负责(测试C-2)。
在LS激光粒度分析仪上测量液滴大小并且以体积来表示。这些测量揭示，由此分散的微藻粉颗粒形成了一种乳液或悬浮液，该乳液或悬浮液的粒度分布具有中心点在0.4μm与4μm上的两个液滴或粒子群。
通过比较，在相同条件下用常规微藻粉得到的乳液或悬浮液的特征反而在于中心点在0.08μm与0.4μm上的两个群。
根据本发明的一个实施例，形成的乳液或悬浮液具有中心点在0.1μm至1μm的值上的一个第一液滴或粒子群以及中心点在1μm至10μm的值上的一个第二液滴或粒子群。
因此，分散在水中的根据本发明的微藻粉颗粒具有形成下述乳液或悬浮液的倾向，这些乳液或悬浮液没有用常规干燥的微藻粉末常规得到的那些那么精细。
至于ζ电位(缩略为“ZP”)，它使得可能预测一个胶体系统的稳定性和凝聚和/或聚集状态。
测量原理基于经受交变电场的电解质的电泳迁移率。
该ZP的绝对值越高，认为该乳液就更稳定。
应当指出的是，ZP＝0mV象征凝聚和/或聚集的状态。
为了进行稳定性测量，加入0.1N的盐酸以改变ZP，并由此发现ZP＝0mV的等电点(缩略为“PI”)。
在一个实施例中，微藻粉的ZP小于-40mV，并且优选地，小于-45mV。在另一个实施例中，ZP为大约-55mV。对根据本发明的微藻粉 颗粒进行的测量显示，它们对于pH大于5并且ZP为-55mV是稳定的。它们的PI是2.4。
通过比较，凭借在ZP为-40mV的稳定性范围(始于pH为4.5)，常规的微藻粉与本发明的颗粒不同。它们的PI是2.5。
根据本发明的上述实施例中的一个或多个的微藻粉颗粒能够通过颗粒喷雾干燥法获得，该喷雾干燥法在并流塔中采用高压喷嘴，该并流塔将粒子引向塔的底部的移动带。
然后，将所述材料作为多孔层穿过干燥和冷却后区域运送，这赋予其一个松脆结构，就像蛋糕的松脆结构，其在移动带的末端断开。然后，该材料被加工成希望的平均粒度。
为了遵循这一喷雾干燥原理将该藻粉颗粒化，例如，可使用基伊埃尼鲁(GEA NIRO)公司出售的FILTERMATTM喷雾干燥器或TETRA PAK公司出售的TETRA MAGNA PROLAC DRYERTM干燥系统。
出入意料地和意外地是，通过实施例如这个FiltermatTM方法进行微藻粉颗粒化，不仅使得能够以高产率制备根据本发明的一个产品(就粒度分布和流动性而言)，而且还让赋予其意外的润湿性和水中分散能力特性，却不必然需要制粒粘合剂或抗结块剂(尽管可任选地包括这些)。
根据本发明的一个实施例，用于制备根据本发明的微藻粉颗粒的方法因此包括下列步骤：
1)在水中制备以重量计干物质含量在15％至40％的一种微藻粉乳液，
2)将这种乳液引入至一个高压均质机，
3)将这种乳液在一个其基部装有移动带并且在其上部装有高压 喷嘴的垂直喷雾干燥器中进行喷雾，同时调节：
a)在喷嘴处施加的压力在大于100巴的值下，优选100到150巴，或者在小于50巴的值，
b)喷雾角度是50°至80°，入口温度为160℃至250℃，或160℃至200℃，或170℃至190℃，并且
c)这个喷雾干燥区中的出口温度是55℃至90℃，优选在60℃至70℃，
4)调节移动带上干燥区的入口温度至40℃到80℃，优选在60℃到80℃，并且出口温度为40℃到80℃，优选60℃到70℃，并且调节冷却区的入口温度在10℃至40℃的温度，优选在10℃到20℃，并且出口温度为20℃到80℃，优选20℃到60℃，
5)收集如此得到的微藻粉颗粒。
本发明的方法的第一步骤在于在水中制备按重量计干物质含量为15％至40％的微藻粉(优选富含脂质的微藻粉)的悬浮液。该微藻粉基本上由微藻生物质制成。
在发酵结束时，该生物质可以是在130至250g/l浓度，具有大约50％的干重的脂质含量、10％至50％的干重的纤维含量、具有2％至15％的干重的蛋白质含量、以及小于10％的干重的糖含量。
如后文中要示例的，随后通过本领域技术人员已知的任何方法将来自该发酵培养基的提取的生物质：
-进行浓缩(例如通过离心)，
-任选地通过添加标准防腐剂(例如，苯甲酸钠和山梨酸钾)保存。
-破裂细胞。
然后，可以将该乳液均质化。这可以使用一个两级装置完成，例如，APV出售的GAULIN均质机，其中第一级的压力为100巴至250 巴，而第二级的压力为10巴至60巴。
然后，降均质化的粉悬浮液在一个基部装有移动带、上部装有高压喷嘴的一个垂直喷雾干燥器中进行喷雾。
在这个过程中，可以在给出希望的粒子特性的任何范围内调节下列参数：
a)施加在喷嘴上的压力；例如，在大于或等于100巴的值或小于或等于50巴的值，
b)喷雾角度是50°至80°，入口温度为160℃至250℃，或160℃至200℃，或170℃至190℃，以及
c)出口温度；例如55℃至90℃，优选地，在60℃至70℃。
施加的压力和喷雾角度据信是确定该带上饼块质地以及然后得到的粒度分布的重要参数。因此，选择压力以便选择进行喷雾的液滴的粒度分布。
认为：
-在大于或等于100巴(优选大于或等于120巴)的值固定的压力导致微液滴的产生，微液滴一旦干燥将团聚成颗粒，具有从2μm至60μm的双峰粒径分布，即具有中心点在4μm和30μm上的两个亚群，团聚是经由弱疏水键彼此结合，
-在小于或等于50巴的值固定的压力引起大粒度液滴的凝聚并且导致由彼此结合的大颗粒(并且任选地与较小颗粒)组成的结构的形成，具有从2μm至400μm范围的三峰粒度分布，具有中心点在4μm、40μm和100μm上的三个亚群。
以上已经引用的微藻粉颗粒的两个家族相当于这些进行喷雾干燥的两个具体方式，即基于施加至注射喷嘴的压力的控制：
-高压力，导致具有小粒度的第一家族，
-低压力，导致具有大粒度的第二家族。
该带将藻类物质移进一个干燥区域并且然后冷却区域。移动带上干燥区的入口温度至40℃到80℃，优选在60℃到80℃，并且出口温度为40℃到80℃，优选60℃到70℃，并且调节冷却区的入口温度在10℃至40℃的温度，优选在10℃到20℃，并且出口温度为20℃到80℃，优选20℃到60℃。
根据本发明的方法的前述步骤的条件的微藻粉颗粒落在移动带上，其残留水分含量为2％至4％。
前述多个温度范围的使用可以将微藻粉颗粒的水分程度降至小于4％的所希望的值，且优选地，小于2％。
可任选地，在干燥前加入一种抗氧化剂(例如，BHA、BHT、或本领域已知的其他抗氧化剂)用以保鲜。
最后，根据本发明的方法的最后一个步骤包括收集由此得到的微藻粉颗粒。
本发明涉及如在本发明中所定义的或如通过本发明中所披露的方法获得的微藻粉颗粒。
一种根据本发明的优选的微藻粉颗粒包含按干重计至少10％的脂质，优选地，按干重计至少25％至35％或更多的脂质。特别地，其可以包含按干重计至少25％、至少50％或至少75％的脂质。
如以上所详述的，该颗粒可以主要包含完整细胞、完整细胞和破裂细胞的混合物、或主要地破裂细胞。在一个优选的实施例中，在本发明中的颗粒中完整细胞的百分比是25％至75％。可替代地，细胞裂 解的百分比可以是至少50％，优选至少75％或至少90％，更优选至少或大约95％。
根据在此描述的实施例生产的粉颗粒可被引入食物产品，如汤、调味汁、调味品、冰淇淋、脱水蛋、面团、面包、蛋糕、饼干、或干烘焙食物混合物。因此，本发明涉及根据本发明的微藻粉颗粒在食物产品中的用途，涉及用于制备一种食物产品的方法，该方法包括将根据本发明的微藻粉颗粒添加至该产物的其他成分，以及涉及一种包含根据本发明的微藻粉颗粒的食物产品。例如，该产品选自下组，该组由以下各项组成：汤、调味汁、调味品、冰淇淋、脱水蛋、面团、面包、蛋糕、饼干、或干烘焙食物混合物。
本发明的其他特征特色和优点在阅读下面的实例时将显而易见。然而，在此给出这些实例仅用于说明而非限定。
实例
实例1.微藻粉的生产
在一个说明性的发酵中，将原壳小球藻的一种低色素变体菌株(通过化学和UV诱变得到的，参考UTEX 250)进行培养且得到的藻类生物质具有150g/l的细胞浓度。用于生产和培养低色素沉着原壳小球藻的方法披露于2010年11月25日公布的美国专利申请公布号2010-0297292中。
将经洗涤的生物质使用珠磨机以95％裂解速率进行研磨。脂质含量按重量计是大约50％。
将由此生成的生物质在用氢氧化钾将pH调节至7后，在一个高文(GAUVIN)两级均质机中在压力下(第一级250巴/第二级50巴)巴氏消毒并均质化。
实例2.经过均质化的微藻粉“水包油”乳液的干燥
将在实例1中得到的生物质：
-在FILTERMAT设备中，以便获得微藻粉，
-在GEA NIRO出售的单效喷雾干燥器(通过单程通过热流干燥液体，并且然后在该塔底部旋风水平面处或在套筒过滤器底部回收)中干燥，以便根据商业上可获取的方式，得到对照微藻粉。
该单效喷雾干燥操作条件如下：
-入口温度为180℃
-出口温度：85℃。
用单效喷雾干燥得到的产品具有细粒度分布，中心点在40μm上。
关于根据本发明的实施例的喷雾干燥方法，它包括在下列条件下，在高压下将经过均质化的悬浮液在一台由GEA/NIRO公司出售的装有德拉万(DELAVAN)高压喷射喷嘴的FILTERMAT设备中进行喷雾：
1)得到具有细粒度的颗粒：
-将喷雾角度调节在60°至75°，
-将压力调节在大于100巴，在此情况下120巴；
2)得到具有大粒度的颗粒：
-将喷雾角度调节在60°至70°之间
-将压力调节在低于50巴，更精确地说45巴，
然后，对想要的两种粒度，用相似的方式按照下列做法调节温度参数：
-喷雾干燥入口温度：180℃
-出口温度：65℃
-干燥区入口温度：80℃
-出口温度：65℃
-冷却区入口温度：15℃
然后该粉末伴随2％至4％的残留含水量到达带上。
离开该带时，这些微藻粉颗粒具有残留含水量为从1％至3％，大约2％。
实例3.根据本发明的实施例的微藻粉颗粒的表征
以下这些表给出以下各项的参数值：
-粒度，
-可流动性，
-可润湿性，
-充气松密度，
-比表面积，
-水中的分散后的行为：
o粒度图
oζ电位
这些参数是根据本发明的微藻粉颗粒的，与通过使用根据实例2中所描述的条件的简单喷雾干燥而干燥的微藻粉的相同参数相比较。
表I.粒度(库尔特LS(Coulter LS)激光粒度分析仪

在FILTERMAT设备上的粒化使获得多分散的颗粒的群体成为可能，这将是它们的显著特性的条件，诸如：
-可流动性：
表II.可流动性(凝聚测试A)

多于70％的通过单效喷雾干燥而干燥的微藻粉不能成功地流过2000μm过滤器(虽然起初在800μm筛分)，传达组成所述粉的颗粒的“粘性”性质，然而大约60％的根据本发明的细粒度的微藻粉颗粒，或甚至实质上所有根据本发明的大粒度的微藻粉颗粒，却成功做到了。
-可润湿性：
表III.可润湿性(测试B)

应当指出通过“凝聚”颗粒表征的常规微藻粉不能成功充分地与水化合以便沉降，然而通过本发明制备的微藻粉颗粒成功地这样做而没有困难，在某种程度上其取决于它们的粒度分布。
事实上，大粒度的颗粒比细粒度的颗粒更易沉降。
-密度和比表面积参数：
表IV.密度和比表面积

如上述所指示的，应当指出，出人意料地，通过本发明的实施例制备的微藻粉颗粒比通过更多的常规方法干燥的微藻粉具有更高的充气松密度。
还应当指出，凭借它们的粒度分布，微藻粉颗粒与微藻粉相比具有更小的比表面积。
-水中的分散能力
在水中均质化的微藻粉颗粒上进行的这些测量以便更准确地传达它们的功能特性。
表V.水中的分散能力

一旦均质化，微粒度和大粒度的颗粒展出一致的行为，并且形成分散体，这些分散体比用常规粉获得的那些更稳定。