專利名稱：生產(chǎn)干肉堿粉末或顆粒的噴霧干燥法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從含肉堿的液體原料制備干肉堿粉末或顆粒的新方法，具體是干燥 L-肉堿粉末或顆粒，它們大體上為純的和/或工業(yè)純，還涉及這樣生產(chǎn)的肉堿粉末或顆粒。
背景技術(shù)：
L-肉堿是自然界中廣泛分布的維生素類物質(zhì)，具有廣范圍的藥物、食品和飼料用 途。L-肉堿通過將脂肪酸從細(xì)胞溶質(zhì)輸送到線粒體基質(zhì)進(jìn)行氧化，而在脂肪酸代謝中 起重要作用。在所有組織中，作為能源的長(zhǎng)鏈脂肪酸氧化是具有肉堿依賴性的。通過施用 L-肉堿可補(bǔ)償體內(nèi)不足的L-肉堿產(chǎn)生。L-肉堿不但直接對(duì)動(dòng)物或人體的能量代謝，而且 對(duì)心血管系統(tǒng)、循環(huán)和肌肉及神經(jīng)系統(tǒng)有正面影響。此外，L-肉堿可用于其它目的，包括刺 激酵母菌和細(xì)菌的生長(zhǎng)。在世界范圍內(nèi)，對(duì)L-肉堿需求的日益增長(zhǎng)促使人們尋找合成光學(xué)純的L-肉堿的 方法?；瘜W(xué)合成制得了外消旋混合物，該但方法的經(jīng)濟(jì)學(xué)因L-異構(gòu)體分離必需經(jīng)由昂貴的 選擇性沉淀而降低。同樣地，產(chǎn)量很低，而且為了降低成本，必需回收和循環(huán)使用拆解劑。 雖然今天生產(chǎn)某一部分的L-肉堿包括這些方法，但人們?cè)絹碓节呄蛴谕ㄟ^廉價(jià)易得的底 物的生物轉(zhuǎn)化獲得L-肉堿。與化學(xué)合成相比，生物轉(zhuǎn)化的優(yōu)點(diǎn)之一是生物技術(shù)方法更有利 于環(huán)境。生物轉(zhuǎn)化中廢水、總有機(jī)碳、鹽和焚燒廢物的量都是相當(dāng)?shù)偷?。已知生物技術(shù)生產(chǎn) L-肉堿的幾種方法。ΕΡ0158194Β1描述了基于巴豆甜菜堿和/或4_ 丁內(nèi)銨鹽作為起始化合物，微生物 法生成L-肉堿的方法。在上方法中，微生物能從例如4- 丁內(nèi)銨鹽生產(chǎn)L-肉堿，但在生長(zhǎng) 基質(zhì)存在的情況下，用起始化合物巴豆甜菜堿(crotonobetaine)和/或丁內(nèi)銨鹽培養(yǎng)的微 生物不能分解代謝L-肉堿。EP0722500B1描述了生產(chǎn)L-肉堿的生物技術(shù)方法，其中通過含一個(gè)或多個(gè)編碼參 與L-肉堿生物合成的酶的基因的重組微生物，在合適的碳和氮源存在的情況下發(fā)酵前體 巴束甜菜堿和/或Y-丁內(nèi)銨鹽。W002/061094描述了基于甜菜堿酯作為前體生產(chǎn)L-肉堿的微生物方法，其中在第 一步中，甜菜堿酯通過分離的水解酶或含這種水解酶的微生物轉(zhuǎn)化為4- 丁內(nèi)銨鹽；在第二 步中，通過能將此甜菜堿轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)-肉堿的微生物，此甜菜堿轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)-肉堿。在這些全細(xì)胞生物催化方法中，產(chǎn)生的L-肉堿分泌入培養(yǎng)基中，即待分離和純化 的發(fā)酵液。因此，發(fā)酵后含L-肉堿的培養(yǎng)基進(jìn)行幾個(gè)純化步驟以獲得可進(jìn)一步加工的純 L-肉堿。通常發(fā)酵液首先進(jìn)行超濾步驟以分離生物物質(zhì)，由此回收含L-肉堿的滲透液。然 后得到的滲透液進(jìn)行濃縮步驟，活性炭處理以進(jìn)行脫色，脫鹽步驟，再進(jìn)行濃縮，得到濃縮的很純的L-肉堿溶液。然后對(duì)具有高純度的純化的L-肉堿進(jìn)行干燥步驟。由于其吸水性高，固體L-肉堿物質(zhì)及其簡(jiǎn)單的粉末混合物具有差的可貯藏性和 穩(wěn)定性，具體來說是色穩(wěn)定性，這引起嚴(yán)重的問題，如在人食品、動(dòng)物飼料或藥品工業(yè)中，含 肉堿的純固體肉堿或粉狀混合物的進(jìn)一步加工期間不足的流動(dòng)性。因此，為了減小干燥的 L-肉堿產(chǎn)物的吸水性，在最后濃縮步驟后得到的高純度L-肉堿通常進(jìn)行結(jié)晶、重結(jié)晶和/ 或噴霧干燥過程。可繼之以進(jìn)一步的加工步驟，如壓實(shí)等，這取決于得到的干L-肉堿產(chǎn)物 的用途。因此，在生物技術(shù)生產(chǎn)L-肉堿的常規(guī)方法中，總是對(duì)發(fā)酵液應(yīng)用不同的純化方法 獲得很純的L-肉堿溶液，然后進(jìn)行結(jié)晶或重結(jié)晶和/或噴霧干燥步驟以得到干燥、吸水性 小或非吸水性的L-肉堿產(chǎn)物，之后該產(chǎn)物可貯存或根據(jù)預(yù)期用途進(jìn)一步加工。然而，迄今 為止這些常規(guī)方法未提供發(fā)酵后從得到的未純化培養(yǎng)基或從進(jìn)行預(yù)純化(如應(yīng)用僅一個(gè) 或幾個(gè)純化步驟)的預(yù)純化培養(yǎng)基中直接獲得L-肉堿。這些不同的分離和純化步驟在含 L-肉堿的發(fā)酵液的常規(guī)下游過程中進(jìn)行，由于進(jìn)行各種純化步驟必需不同技術(shù)設(shè)備，使整 個(gè)生物技術(shù)方法不但費(fèi)力和耗時(shí)，而且成本高。因此，從操作和經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)來看，發(fā)酵液的常 規(guī)下游過程有若干缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明處理的技術(shù)問題是提供從含肉堿的未純化或預(yù)純化的原料(具體是 除含肉堿以外，還含有許多其它不同小分子物質(zhì)的原料)簡(jiǎn)單、有效地純化肉堿的方法，一 方面提供從原料純化肉堿的總效率和速度且顯著降低成本；另一方面確保分離的肉堿的高
產(chǎn)量和高純度。本發(fā)明通過提供從含肉堿的液體原料制備干肉堿粉末或顆粒的第一種方法解決 了上述技術(shù)問題，該方法包括以下步驟a)將原料與載體混合b)對(duì)a)中得到的混合物進(jìn)行干燥過程和c)回收穩(wěn)定的干肉堿粉末或顆粒。本發(fā)明還通過提供從含肉堿的液體原料制備干肉堿粉末或顆粒的第二種方法解 決了此技術(shù)問題，所述方法包括以下步驟a)對(duì)原料進(jìn)行干燥過程獲得干燥產(chǎn)物b)將a)中得到的干燥產(chǎn)物與載體混合c)回收穩(wěn)定的干肉堿粉末或顆粒。本發(fā)明的發(fā)明者驚奇而意外地發(fā)現(xiàn)，若對(duì)來源于生產(chǎn)L-肉堿的生物技術(shù)方法的 預(yù)純化或基本上未純化的發(fā)酵液，具體是通過超濾此發(fā)酵液獲得的含L-肉堿的滲透物進(jìn) 行噴霧干燥過程，可獲得穩(wěn)定的干L-肉堿，其具有可與用常規(guī)方法(即對(duì)很純L-肉堿溶液 進(jìn)行噴霧干燥)得到的干L-肉堿產(chǎn)物相當(dāng)?shù)奶卣?。已知發(fā)明者在這些實(shí)驗(yàn)中使用的原料，即通過超濾發(fā)酵液得到的滲透物，仍 是含許多不同其它物質(zhì)的復(fù)雜培養(yǎng)基。采用初步純化步驟，如超濾，例如采用具截?cái)?值(cut-off)為50000KDA的膜，僅除去一定尺寸的伴隨物質(zhì)，具體來說是分子量大于 50000KDA的懸浮固體和溶質(zhì)，如懸浮顆粒、膠體、大分子、細(xì)胞和細(xì)胞碎片，而伴隨物質(zhì)具低
4分子量的有機(jī)化合物、廢物和鹽則占在滲透液中得到全部伴隨物質(zhì)的大多數(shù)。由于噴霧干 燥過程使用的這種未純化原料仍含許多不同的伴隨物質(zhì)，因此驚人的是，發(fā)明者指出通過 以下方法可從其中得到大體上純的和/或工業(yè)級(jí)干L-肉堿產(chǎn)物滲透物首先與合適的顆粒 載體材料混合，然后進(jìn)行干燥過程，具體是噴霧干燥過程，或者滲透物首先進(jìn)行干燥過程， 具體是噴霧干燥過程，然后立即與顆粒載體材料混合。這表明與常規(guī)方法相比，能省去生物 技術(shù)生產(chǎn)肉堿的下游加工中傳統(tǒng)上進(jìn)行的大部分純化步驟。由本發(fā)明方法得到的穩(wěn)定干粉末肉堿產(chǎn)物主要由肉堿化合物和混合的載體材料 組成，而原料中原本存在的所有其它組分，如低分子有機(jī)物質(zhì)的含量很少。與通過對(duì)常規(guī)方 法純化的很純的肉堿溶液進(jìn)行噴霧干燥得到的粉末相比，用本發(fā)明方法得到的肉堿產(chǎn)物中 伴隨物質(zhì)的含量并沒有顯著增大。因此，用本發(fā)明方法得到的肉堿產(chǎn)物大體上是純的。此 外，與用噴霧干燥純?nèi)鈮A溶液得到的肉堿產(chǎn)物相比，按照本發(fā)明得到的肉堿產(chǎn)物顯示相似 的低吸水性，相似的高流動(dòng)性，相似的極好可貯藏性和相當(dāng)?shù)募庸ば?。由于它們的顯著和有 利的性質(zhì)，用本發(fā)明方法得到的干肉堿產(chǎn)物可采用與噴霧干燥純?nèi)鈮A溶液得到的肉堿粉末 相類似的方法進(jìn)行加工。用本發(fā)明方法得到干肉堿產(chǎn)物有利地具有低水含量，特別適合生 產(chǎn)動(dòng)物飼料，但也可用于生產(chǎn)食品、藥物組合物和化妝品組合物。因此，與常規(guī)的純化方法相比，本發(fā)明方法造操作性和經(jīng)濟(jì)特性方面具有顯著優(yōu) 點(diǎn)。由于按照本發(fā)明方法，在噴霧干燥之前待進(jìn)行不超過一個(gè)純化或分離步驟，而不是像常 規(guī)方法中那樣進(jìn)行五個(gè)或更多個(gè)步驟，因此本發(fā)明方法能迅速制得噴霧干燥的純?nèi)鈮A粉末 或顆粒。所以可省去進(jìn)行這些純化步驟通常需要的設(shè)備。因此，還因?yàn)榘凑毡景l(fā)明噴霧干 燥步驟，可使用已得到的常規(guī)噴霧干燥裝置，本發(fā)明的方法提供顯著的成本效益。因此，本發(fā)明提供的特別簡(jiǎn)單、有效和經(jīng)濟(jì)的方法用于提供具有極佳流動(dòng)性、穩(wěn)定 性和貯藏性及低吸水性的大體上純的和/或工業(yè)純的干肉堿汾末。
具體實(shí)施例方式在本發(fā)明的上下文中，“肉堿”或“肉堿化合物”包括但不限于，例如L-肉堿、烷酰 基-L-肉堿、其衍生物、其鹽或其混合物。烷?；?L-肉堿是具有烷?；娜鈮A化合物，烷 ?；鶅?yōu)選直鏈基或支鏈基，其含有2-8個(gè)碳原子，更優(yōu)選2-6個(gè)碳原子。特別優(yōu)選的烷酰 基-L-肉堿是乙?；鵢、丙?；鵢、丁酰基_、戊酰基_、或異戊酰基-L-肉堿。肉堿化合物的鹽可包括，例如L-肉堿和烷?；?L-肉堿的天冬氨酸鹽、檸檬酸鹽、 磷酸鹽、富馬酸鹽、乳酸鹽、馬來酸鹽、草酸鹽、羥基檸檬酸鹽或酒石酸鹽。根據(jù)本發(fā)明，液體原料可以是大體上未純化的液體原料、純化的液體原料或其混 合物。在本發(fā)明的上下文，“大體上未純化的液體原料”是含可用于干燥步驟(具體是噴霧 干燥步驟)的肉堿化合物的預(yù)純化液體原料，通過所述干燥步驟以獲得具有低吸水性的大 體上純的粉狀或粒狀肉堿產(chǎn)物，且準(zhǔn)備用于食品和飼料用途，特別是動(dòng)物飼料。預(yù)純化液 體原料是來源于已進(jìn)行初步純化的未純化液體原料，由此僅已進(jìn)行幾個(gè)純化和/或分離步 驟。在本發(fā)明的上下文，“純化步驟”是一種方法，它適合獲得一定純度級(jí)別的特定化學(xué)物 質(zhì)。純化方法的例子包括但不限于，過濾如超濾、活性碳脫色、離心、結(jié)晶、沉淀等?！俺醪郊?化”優(yōu)選包括單一純化和/或分離步驟，如整體過濾方法，例如超濾，或離心以除去原來存在 于未處理原料中的某一部分伴隨物質(zhì)。在本發(fā)明的上下文，表述“除去一部分伴隨物質(zhì)”意指通過初步純化，從原料中完全或幾乎完全除去特定伴隨物質(zhì)或大分子，而其它伴隨物質(zhì) 完全或幾乎完全留在預(yù)純化的原料中。例如，可通過初步純化，使得屬于具有共同特征(如 某種粒度)的特定類的化合物的伴隨物質(zhì)完全或幾乎完全從原料中除去，而屬于另一粒度 類的其它伴隨物質(zhì)則完全或幾乎完全留在所述預(yù)純化原料中。然而，“除去一部分伴隨物 質(zhì)”還意指所有或幾乎所有不同的伴隨物質(zhì)的量部分減少。根據(jù)本發(fā)明，初步純化除去原來 存在于未純化原料中的約20% -90%的伴隨物質(zhì)，優(yōu)選約40% -90%的伴隨物質(zhì)，更優(yōu)選約 60% -90%的伴隨物質(zhì)。最優(yōu)選初步純化除去原來存在的約80% -90%的所有伴隨物質(zhì)。因此，在本發(fā)明的上下文中，除肉堿化合物和液體或溶劑(具體是水)以外，預(yù)純 化液體原料含至少一類的附加雜質(zhì)或伴隨物質(zhì)，例如一種或多種鹽，一個(gè)或多個(gè)發(fā)酵過程 的廢物，肉堿化合物的未轉(zhuǎn)化的前體分子等。預(yù)純化原料通常含有許多不同的伴隨物質(zhì)。根 據(jù)本發(fā)明使用的未純化液體原料一般含有5到約70重量％的干物質(zhì)。因此，根據(jù)干物質(zhì)的 含量，基本未純化的液體原料可有溶液、懸浮液或糊料的形式。在預(yù)純化原料中，總干物質(zhì) 中肉堿化合物的比例為50%-90%,更優(yōu)選60%-90%,最優(yōu)選約80-90%?？偢晌镔|(zhì)中所有 伴隨物質(zhì)或雜質(zhì)的比例為10%到小于50%，優(yōu)選10%到小于40%，更優(yōu)選約10% -20%。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，基本未純化的液體原料是滲透液，其來源于生 物技術(shù)生產(chǎn)肉堿過程中得到的發(fā)酵液的超濾液。此發(fā)酵液可例如來源于全細(xì)胞生物催化方 法如培養(yǎng)基，在培養(yǎng)基中培養(yǎng)微生物，以使其將合適的反應(yīng)物(如4- 丁內(nèi)銨鹽)轉(zhuǎn)化成肉 堿化合物。在本發(fā)明的上下文，“超濾”是含大分子物質(zhì)的溶液的選擇性分離技術(shù)。超濾是應(yīng) 用液體靜力壓操作的膜分離技術(shù)。通常使用的壓力高達(dá)145磅/英寸2(10巴)。使用的膜 包括平膜、螺旋膜、管式/桿式膜和陶瓷膜。通過超濾可分離分子量大于1000KDA，優(yōu)選大 于50000KDA的懸浮固體和溶質(zhì)，如浮顆粒、膠體、大分子、細(xì)菌或病毒。得到的超濾液或滲 透液含有低分子量有機(jī)溶質(zhì)和鹽。在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例中，基本未純化的原料是來源于大規(guī)?；瘜W(xué)合成肉 堿化合物的液體反應(yīng)混合物，肉堿化合物進(jìn)行初步純化，例如色譜步驟。例如大規(guī)模合成 L-肉堿的已知技術(shù)特別包括外消旋混合物的光學(xué)拆分，使用拆解劑，分離不需要的對(duì)映 體；巴豆甜菜堿或Y-丁內(nèi)銨鹽的立體定向水合；使用單金屬或雙金屬釕催化劑，使得丁 ?；?4-氯-3-氧代酯發(fā)生對(duì)應(yīng)選擇性還原，形成相應(yīng)的3-羥基衍生物，該3-羥基衍生 物通過與三甲基胺反應(yīng)和酯基的水解，轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)-肉堿；或者4-氯-3-氧代丁酸烷基酯或 4-氯-3-氧代丁酰胺的對(duì)映選擇性還原。在本文的上下文中，“純化的液體原料”是來源于未純化液體原料的液體原料，其 已進(jìn)行幾個(gè)純化和/或分離步驟，由此伴隨物質(zhì)或雜質(zhì)完全或幾乎完全除去。根據(jù)本發(fā)明， 通過這些純化和/或分離步驟，已除去原來存在于未純化原料中的大于約90%的伴隨物 質(zhì)，優(yōu)選大于約95%的伴隨物質(zhì)，更優(yōu)選大于約97%的伴隨物質(zhì)。本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例涉及從含L-肉堿的基本未純化的液體原料制備 干L-肉堿粉末或顆粒的方法，該方法包括以下步驟a)原料與載體混合，b)對(duì)在a)中得到 的混合物進(jìn)行干燥處理，c)回收穩(wěn)定的干L-肉堿粉末或顆粒。本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式涉及從含L-肉堿的基本未純化的液體原料制備 干-肉堿粉末或顆粒的方法，該方法包括以下步驟a)對(duì)原料進(jìn)行干燥過程獲得干產(chǎn)物，b)
6將a)中得到的干產(chǎn)物與載體混合，c)回收穩(wěn)定的干L-肉堿粉末或顆粒。在本發(fā)明的上下文中，“載體”或“載體材料”是優(yōu)選由離散顆粒組成的化學(xué)惰性 物質(zhì)。優(yōu)選地，載體由特定粒度范圍的微粒組成。一方面合適的載體材料包括無機(jī)材料，例 如鹽類或基于二氧化硅的材料；另一方面包括有機(jī)化合物，例如糖類。載體的選擇取決于 在本發(fā)明方法的結(jié)尾回收的L-肉堿粉末的用途。若肉堿粉末或顆粒，例如L-肉堿粉末或 顆粒，例如加工成治療或預(yù)防，具體是治療和/或預(yù)防動(dòng)物疾病用的成品，優(yōu)選使用的載體 選自醫(yī)藥(galenic)助劑。醫(yī)藥助劑的例子包括但不限于，化合物如乳糖、多芽糖糊精、糊 精、干葡萄糖、淀粉、微晶纖維素、化學(xué)和/或物理改性的微晶纖維素或其衍生物、微晶纖維 素和二氧化硅的混和物、聚乙二醇、硬脂酸鎂、沉淀硅酸、沉淀二氧化硅、分散二氧化硅、山 梨醇、甘露醇或其混合物。若肉堿粉末或顆粒，例如L-肉堿粉末或顆粒用于生產(chǎn)動(dòng)物飼料，優(yōu)選將小麥細(xì) 糠、沉淀二氧化硅、二氧化硅微粒、粉狀或粒狀硅藻土、碳酸鈣和/或其混合物用作載體。小麥細(xì)糠是小麥研磨工業(yè)的副產(chǎn)物。已知小麥細(xì)糠是微粒化飼料用的極好粘結(jié)材 料。由于其粗蛋白質(zhì)、粗脂肪和粗纖維的含量，小麥細(xì)糠含有大約與燕麥相等的能量。沉淀二氧化硅是市售的，例如拜爾有限公司(Bayer AG)的商標(biāo)為“Silcasil” 的商品。這些產(chǎn)品是通過用酸使水玻璃沉淀生產(chǎn)的無定形合成二氧化硅。平均粒度大于 100微米的特殊類型的Silcasil可用作粉狀飼料的載體和用作具有防結(jié)塊作用的流動(dòng) 促進(jìn)劑。其它無定形襯墊二氧化硅包括羅迪亞二氧化硅公司(Rhodia Silicas)銷售的 Tixosil ο具有寬粒度范圍和不同形狀的二氧化硅微粒是市售可得的，例如德古薩 (Degussa)公司的商標(biāo)為“Supernat”的產(chǎn)品。例如，Sipernat 50是主要為球形微粒的二 氧化硅,其粒度約為7. 5 μ m。Sipernat 22的平均粒度為7. 0-7. 5 μ m。Sipernat 2200是 粒度約為320 μ m的微粒二氧化硅。粉狀和粒狀硅藻土是市售的，其商品名為“Diamol”。粉狀Diamol中大于90%的 顆粒的粒度在5和63微米之間，而粒狀Diamol顆粒的粒度在mm范圍內(nèi)。碳酸鈣，例如方解石，優(yōu)選以磨碎的形式使用。根據(jù)本發(fā)明制備干肉堿粉末或顆粒的第一種方法，含肉堿的純化的或基本未純化 的液體原料首先與載體或不同載體的混合物混合，然后進(jìn)行干燥過程。相反，根據(jù)本發(fā)明制 備干肉堿粉末或顆粒的第二種方法，純化的或預(yù)純化的原料首先進(jìn)行干燥過程，然后與載 體混合。在后一種方法中，優(yōu)選在干燥原料后，得到的干產(chǎn)物立即與載體混合，干產(chǎn)物應(yīng)過 篩以除去任何塊團(tuán)。在本發(fā)明的上下文中，“干燥過程”是通過加熱或通過加入水分結(jié)合劑(moisture binding agent)，通過化學(xué)方式使流體(如水或無機(jī)或有機(jī)溶劑)從液體、氣體或固體材料 中解離除去的過程。在熱干燥中，通過蒸發(fā)除去水分。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，用于干燥肉堿和載體材料的混合物的干燥過程 包括進(jìn)行噴霧干燥過程。根據(jù)本發(fā)明，噴霧干燥優(yōu)選用于干燥液體原料(如溶液或懸浮 液)。這種液體原料的干燥物質(zhì)含量可約為40%到80%或更小。優(yōu)選地，干物質(zhì)含量小于 40重量％，小于30重量％或小于20重量％。特別優(yōu)選進(jìn)行噴霧干燥的液體原料中干物質(zhì) 的含量小于10重量％。
在本發(fā)明的上下文中，“噴霧干燥”是用于對(duì)含一種或多種化合物進(jìn)行脫水或干 燥，以干燥粉末和/或顆粒產(chǎn)物的形式回收這些化合物的過程。噴霧干燥很適合從液體原 料(如溶液、乳液和可泵送懸浮液)連續(xù)生產(chǎn)粉末、顆?；蚓奂w形式的干固體。優(yōu)選地， 噴霧干燥過程的產(chǎn)物是具有明顯特征(如粒度分布、殘留含水量、堆積密度和顆粒形狀)的 自由流動(dòng)顆粒產(chǎn)物。噴霧干燥由至少四個(gè)獨(dú)立過程階段組成，即a)液體原料霧化成液滴的噴霧，b)液 滴在干燥室中與熱空氣接觸，c)干燥，即水分從液滴蒸發(fā)并形成干燥顆粒，和d)從干燥空 氣分離干產(chǎn)物。霧化包括形成具有所需液滴大小分布的液滴。霧化一般通過使用單流體噴 嘴、雙流單體噴嘴或旋轉(zhuǎn)霧化器完成。液滴形成后，在干燥器內(nèi)與干燥空氣接觸。根據(jù)產(chǎn)物 的干燥特征和粉末規(guī)格選擇干燥器的設(shè)計(jì)和操作條件。在干燥器中可以并流方式、逆流方 式或混流方式進(jìn)行液滴和干燥空氣間的接觸。在控制的溫度和氣流條件下，水分從液滴蒸 發(fā)并形成干燥顆粒。干燥步驟在兩個(gè)階段中出現(xiàn)。第一階段是恒速步驟，水分迅速?gòu)谋砻?蒸發(fā)，毛細(xì)管作用從顆粒內(nèi)抽出水分。在第二階段，水向表面的擴(kuò)散控制干燥速率。當(dāng)水分 含量降低時(shí)，擴(kuò)散速率也下降。在單級(jí)干燥器中，除去最后一些百分?jǐn)?shù)的水分占用了干燥器 中大部分的停留時(shí)間。根據(jù)本發(fā)明，液體原料的霧化，即形成具有所需液滴大小分布的噴霧的過程可通 過單流體(或壓力)噴嘴、雙流體噴嘴或旋轉(zhuǎn)霧化器完成。旋轉(zhuǎn)霧化器也稱為轉(zhuǎn)盤或轉(zhuǎn)輪。 使用單流體噴嘴允許具有更強(qiáng)的多用性，包括與噴霧室的定位，這樣可改變噴霧角度和噴 霧方向。由于粒度至少部分取決于進(jìn)料速度，噴嘴在產(chǎn)品特征和操作速率方面有更多局限 性。一旦噴嘴就位，僅能通過壓力改變速率。在高容量操作中，幾個(gè)噴嘴通常位于室內(nèi)并定 位，使得在各噴嘴周圍維持恒定的蒸發(fā)情況。對(duì)更粘的進(jìn)料，可使用雙流體噴嘴，使用空氣 作為第二介質(zhì)，用來使進(jìn)料移動(dòng)并使進(jìn)料有效地霧化?？諝饪稍趪娮靸?nèi)部或噴嘴外部混合。 也可通過旋轉(zhuǎn)圓盤或轉(zhuǎn)盤上的離心力，使液體進(jìn)料分散和霧化。在此情況下，粒度主要由輪 速控制。通過使用旋轉(zhuǎn)圓盤，液體進(jìn)料分布到圓盤的中央，越過作為薄膜的表面，且作為小 液滴從邊緣甩出?？偟膩碚f，噴嘴和輪能產(chǎn)生實(shí)際上相同的顆粒類型。通過附加的測(cè)量可 進(jìn)一步改變顆粒外觀。例如注入蒸氣除去液滴中的空氣，產(chǎn)生高致密、較高堆密度的粉末。根據(jù)本發(fā)明，由霧化形成的液滴與干燥室中熱空氣之間的接觸可通過并流方式、 逆流方式或通過混流方式完成。并流方式的特征在于干燥空氣和顆粒沿相同方向經(jīng)過干燥 室，在逆流移動(dòng)中，干燥空氣和顆粒沿相反方向移動(dòng)。當(dāng)使用此方式時(shí)，離開干燥器的粉末 溫度高于排氣溫度。在混流方式中，顆粒移動(dòng)經(jīng)歷并流和逆流階段。此方式適合包含更粗 粉末的產(chǎn)物。混流方式可通過噴嘴霧化器進(jìn)行，該霧化器噴出液滴，向上進(jìn)入入射氣流或噴 霧液滴向下流向整體流化床。根據(jù)本發(fā)明，在噴霧干燥的最后階段，干肉堿產(chǎn)物以無污染物的形式從空氣中除 去，其中優(yōu)選分別地收集細(xì)粉，例如用旋風(fēng)分離器、袋式過濾器、靜電沉降器或洗滌器。因此 優(yōu)選收集的細(xì)粉返回到另一凝聚過程。如在W092/18164和W094/08627中更詳細(xì)的披露，可控制粒制噴霧干燥的條件， 以獲得特定粒度，例如0. 1-50 μ m的微粒，或者粒度5-500 μ m的微粒。根據(jù)使用的液體 原料、例如流體的類型和采用的載體材料改變噴霧干燥的精確條件。若流體是水，根據(jù)本 發(fā)明進(jìn)入的干燥空氣的溫度通常在120-350°C。特別優(yōu)選進(jìn)入的干燥空氣的溫度大約為210-270°C。最優(yōu)選在進(jìn)入的干燥空氣的溫度范圍為230-250°C的范圍內(nèi)進(jìn)行噴霧干燥。根 據(jù)本發(fā)明，出口的空氣溫度范圍優(yōu)選在100-140°C，特別優(yōu)選在115-125°C。在本發(fā)明的另 一優(yōu)選實(shí)施方式中，在旋轉(zhuǎn)干燥器中對(duì)肉堿化合物和載材料的混合物進(jìn)行干燥過程。根據(jù) 本發(fā)明，在旋轉(zhuǎn)干燥器中的干燥可優(yōu)選用于干燥其中干燥物質(zhì)含量大于40重量％，特別大 于50重量％到約70重量％的液體原料。根據(jù)本發(fā)明方法的又一實(shí)施方式，可以在在干燥之前將一種或多種附加化合物加 入所述原料中和/或載體中，以及/或者在干燥之后，加入到所述干肉堿粉末或顆粒中。此 方法有可能得到組合產(chǎn)物，例如其含有除肉堿化合物外的附加活性組分。這些附加化合物可以是適合作為食品組分或食品添加劑的物質(zhì)。在本發(fā)明的上 下文，術(shù)語“食品組分”意指單一物質(zhì)或物質(zhì)的混合物，任選地可含一種或多種添加劑，且用 于人的營(yíng)養(yǎng)，且可以未加工、加工和/或配制的狀態(tài)被人消耗?！笆称诽砑觿笔且环N物質(zhì)， 其加到食品中改變此食品的某些特點(diǎn)，如外觀、結(jié)構(gòu)、稠度、味道、氣味、可貯藏性、可加工性 等，或者出于生理或營(yíng)養(yǎng)原因而加入。食品添加劑的例子包括但不限，甜味劑、膨脹劑、調(diào)味 劑、酸化劑、防腐劑、礦物質(zhì)、維生素、氨基酸、抗氧化劑、酶、顏料、乳化劑、改進(jìn)致密度的試 劑等。這些附加化合物也可以是適合作為飼料組分或飼料添加劑的物質(zhì)。在本發(fā)明的 上下文，術(shù)語“飼料組分”意指單一物質(zhì)或物質(zhì)的混合物，任選地可含一個(gè)或多個(gè)添加劑，且 以未加工、加工和/或配制狀態(tài)指定喂給動(dòng)物，例如家禽、豬、牛、馬、魚和寵物?！帮暳咸砑?劑”是一種物質(zhì)，其加到飼料中改變飼料的某些特點(diǎn)，如外觀、結(jié)構(gòu)、稠度、味覺、氣味、可貯 藏性、可加工性等，或者為了生理或營(yíng)養(yǎng)原因而加入。飼料添加劑的例子包括但不限于，礦 物質(zhì)、維生素、氨基酸、尿素、膨脹劑、防腐劑、調(diào)味劑、酸化劑、改進(jìn)生長(zhǎng)或利用飼料組分的 試劑、抗氧化劑、酶、顏料、乳化劑、改進(jìn)致密度的試劑等。附加化合物也可以是常規(guī)用于制備藥物組合物的物質(zhì)或物質(zhì)混合物，而本身不是 活性組分或試劑?！八幬锝M合物”是一種物質(zhì)或制劑，當(dāng)施用到動(dòng)物或人時(shí)或在動(dòng)物或人體 內(nèi)可治療或治愈和/或緩解和/或預(yù)防某些疾患、疾病、痛苦或損傷，或者可使人體組織或 器官的某些功能恢復(fù)到正常。通常用于制備藥物組合物且本身不是活性劑的物質(zhì)包括但不 限于，賦形劑、潤(rùn)滑劑、調(diào)味劑、崩解劑、粘合劑等。還可能的是，附加化合物是常規(guī)用于制備化妝品組合物的物質(zhì)。還可能的是，與肉堿化合物相比，附加物質(zhì)是具有相似或不同生物活性的活性劑。加入一種或多種附加化合物可能獲得一種組合產(chǎn)物，根據(jù)添加的特定化合物，組 合產(chǎn)物可分別直接用作食品、飼料、化妝品制劑和藥物組合物，或者用于其制備。根據(jù)本發(fā)明，在原料與載體混合之前或原料干燥之前，可在原料中加入此附加化 合物。然而，也可能在載體加入液體或加入已干燥的原料中之前，在載體中加入此附加化合 物。然而，根據(jù)本發(fā)明還可能在包含肉堿和載體的干肉堿粉末中加入此附加化合物。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，附加化合物是氨基酸，具體是賴氨酸。從美國(guó)專利 5，124，357中已知對(duì)肥育豬(finishing pig)喂給補(bǔ)充L-肉堿和賴氨酸的食料可增加重量 和飼料利用率，該專利的全部?jī)?nèi)容納入本文作為參考。在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，附加物質(zhì)是鉻化合物。鉻是微量礦物質(zhì)，它積極參與碳水 化合物、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸的代謝。通過增加葡萄糖和細(xì)胞內(nèi)碳水化合物及脂質(zhì)代謝的細(xì)
9胞的攝取，鉻增強(qiáng)胰島素作用。從美國(guó)專利2002/019185A1中已知，在妊娠、哺乳、飼養(yǎng)和/ 或預(yù)飼養(yǎng)期間，對(duì)母豬喂給補(bǔ)充L-肉堿加三鉻鹽如苦酮酸鉻(III)或煙酸鉻的食物能增強(qiáng) 繁殖能力，該專利的全部?jī)?nèi)容納入本文作為參考。 在又一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，添加的附加物質(zhì)是維生素，如煙酸或煙酰胺、維生素C、 維生素A、維生素E等。附加物質(zhì)也可以是輔酶Q10。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，附加物質(zhì)是α -硫辛酸。α -硫辛酸是線粒體基質(zhì)中丙 酮酸脫氫酶復(fù)合體用的輔酶。它是α-酮酸脫氫酶反應(yīng)中代謝的必要輔酶。口服補(bǔ)充此維 生素物質(zhì)以有利于健康，也作為治療劑用于治療各種肝和神經(jīng)性病癥。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，附加化合物是雷托帕明(ractopamine)，它屬于能結(jié) 合腎上腺素能受體和促進(jìn)肌肉蛋白的增積，同時(shí)減少體脂的一類化合物。從美國(guó)專利 2003/0235646Α1中已知，對(duì)肥育豬喂給補(bǔ)充L-肉堿加雷托帕明的食物導(dǎo)致肉質(zhì)量的提高， 該專利的全部的內(nèi)容納入本文作為參考。本發(fā)明的另一方面涉及從肉堿化合物的未純化液體原料制備干肉堿粉末或顆粒 的方法，該方法包括以下步驟a)對(duì)原料進(jìn)行預(yù)純化，具體是進(jìn)行一個(gè)純化步驟b)將所述預(yù)純化的原料與載體混合c)對(duì)b)中得到的混合物進(jìn)行干燥過程d)回收具低水含量的穩(wěn)定干肉堿粉末或顆粒本發(fā)明的另一方面涉及從肉堿化合物的未純化液體原料制備肉堿粉末或顆粒的 方法，該方法包括以下步驟a)對(duì)原料進(jìn)行初步純化，具體是一個(gè)純化步驟b)對(duì)預(yù)純化的原料進(jìn)行干燥過程以得到干產(chǎn)物c)將b)中得到的干產(chǎn)物與載體混合d)回收具低水含量的穩(wěn)定干肉堿粉末或顆粒。還通過提供制備L-肉堿粉末或顆粒的方法解決了本發(fā)明的技術(shù)問題，此方法特 別適合于生產(chǎn)飼料產(chǎn)品，該方法包括以下步驟a)進(jìn)行生物催化過程，在液體培養(yǎng)基中生產(chǎn)L-肉堿b)對(duì)所述培養(yǎng)基進(jìn)行預(yù)純化步驟，得到含L-肉堿的預(yù)純化液體c)對(duì)所述預(yù)純化液體進(jìn)行干燥過程得到干產(chǎn)物，將所述干產(chǎn)物與載體混合，或者 將所述預(yù)純化液體與載體混合，對(duì)得到的混合物進(jìn)行干燥過程，和d)得到L-肉堿的干燥粉末。因此，本發(fā)明方法的第一步驟包含用于生產(chǎn)L-肉堿的生物催化過程。根據(jù)本發(fā) 明，“生物催化過程”或“生物轉(zhuǎn)化”是一種非天然底物(即前體)的酶催化轉(zhuǎn)化成所需產(chǎn) 物。在本發(fā)明的上下文中，生物催化過程還包括一個(gè)或多個(gè)化學(xué)合成步驟，例如用于得到中 間產(chǎn)物的合成步驟，然后通過生物方法將該中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)化成所需產(chǎn)物或其它的中間產(chǎn)物。 可以許多形式使用生物催化過程中需要的酶。它們可以是野生型，或重組，或基因修飾以增 加特異性或活性。生物催化過程中需要的一種或多種或所有的酶也可存在于全細(xì)胞中，特 別是微生物或哺乳動(dòng)物細(xì)胞中，所述細(xì)胞可以是活細(xì)胞或死細(xì)胞?；罴?xì)胞包括例如生長(zhǎng)、靜 息或固定化細(xì)胞。或者，無細(xì)胞酶，特別是可使用分離和/或純化的酶。采用的酶可用于溶液、膜反應(yīng)器，作為懸浮液，以交聯(lián)形式或作為固定化酶。酶反應(yīng)用的培養(yǎng)基可以是含水、有 機(jī)或兩相的。因此，根據(jù)本發(fā)明，在生物催化過程中，細(xì)胞(優(yōu)選微生物細(xì)胞)或者分離的酶用 來將一種前體化合物如4- 丁內(nèi)銨鹽轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)-肉堿。然而，生物催化過程還包括聯(lián)合使用 全細(xì)胞(shole cell)和分離的酶。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，用于生產(chǎn)L-肉堿的生物催化過程包括使用至少一種 能從合適的前體化合物生產(chǎn)L-肉堿的微生物。在使此前體轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)-肉堿使L-肉堿分泌 入培養(yǎng)基的條件下，在一種含有L-肉堿的前體的合適的培養(yǎng)基(例如含有4- 丁基的甜菜 堿和/或巴豆甜菜堿的發(fā)酵培養(yǎng)基)中培養(yǎng)此微生物。優(yōu)選地，在生物催化過程中，使用的微生物含一種或多種或所有的編碼4- 丁基甜 菜基-輔酶A合成酶、4- 丁內(nèi)銨鹽基-輔酶A脫氫酶、巴豆甜菜堿基輔酶A水解酶和硫酶的 基因，形成天然存在的將4- 丁內(nèi)銨鹽轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)-肉堿的途徑。酶4- 丁內(nèi)銨鹽基-輔酶A合 成酶可將4- 丁內(nèi)銨鹽轉(zhuǎn)化為4- 丁內(nèi)銨鹽基輔酶A，然后可通過4- 丁內(nèi)銨鹽基-輔酶A脫氫 酶轉(zhuǎn)化為巴豆甜菜堿基_輔酶A。巴豆甜菜堿基-輔酶A通過巴豆甜菜堿基-輔酶A水解 酶轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)-肉堿基-輔酶A，然后通過硫酯酶轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)-肉堿。使用這種微生物生產(chǎn)L-肉 堿的生物轉(zhuǎn)化過程有高能量需求，這是因?yàn)樾枰o因子再生和加到培養(yǎng)基中的前體4-丁 內(nèi)銨鹽穿過細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)入細(xì)胞，產(chǎn)生自L-肉堿穿過細(xì)胞膜轉(zhuǎn)入培養(yǎng)基。為此，應(yīng)使用生長(zhǎng) 中的細(xì)胞或處于維持狀態(tài)的細(xì)胞進(jìn)行生物催化過程，這些細(xì)胞具有低生物物質(zhì)產(chǎn)生和高代 謝活性的優(yōu)點(diǎn)。使用的微生物細(xì)胞可天然地含一種或多種或所有的編碼4- 丁內(nèi)銨鹽基-輔酶A 合成酶、4- 丁內(nèi)銨鹽基-輔酶A脫氫酶、巴豆甜菜堿基-輔酶A水解酶和硫酯酶的基因?；?者，使用的微生物細(xì)胞可以是重組細(xì)胞，其中通過DNA重組技術(shù)引入一種或多種或所有這 些基因。優(yōu)選地，用于生產(chǎn)L-肉堿的生物催化過程的微生物不能分解代謝L-肉堿，或其分 解代謝L-肉堿的能力完全或部分地受到抑制。因此，為了防止L-肉堿的降解，用于生物催 化過程的微生物細(xì)胞不含編碼肉堿脫氫酶的基因或攜帶此基因中的突變。特別優(yōu)選的是，生物催化過程使用的微生物是Zimmermarm等在《工業(yè)中的手 性 II (Chirality in Industry II)》(A. N. Collins ;G. N. Sheldrake ' J. Crosby 編)， 約翰威利和散有限公司(John Wiley and Sons Ltd)，奇切斯特(Chichester) (1997)， 287-305頁中描述的微生物，該文獻(xiàn)的全部?jī)?nèi)容納入本文作為參考。此微生物屬于農(nóng)桿菌屬 (Agrobacterium)禾口根瘤菌屬(Rhizobium)。當(dāng)然，在EP0722500B1中描述了還有一些微生物可用于生物催化過程，該文 獻(xiàn)的全部?jī)?nèi)容納入本文作為參考。在該實(shí)施方式中，使用的重組微生物可含有L-肉 堿生物合成途徑的一種或多種基因60cC、60cA/B和60cD。這些微生物可屬于大腸桿 菌屬(Escherichia)、單胞菌屬(Pseudomonas)、農(nóng)桿菌屬(Agrobacterium)、根瘤菌屬 (Rhizobium)和叢毛單胞菌屬(Comamonas)。這些微生物可將前體化合物巴豆甜菜堿和/ 或4-丁內(nèi)銨鹽轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)-肉堿。另外，在生物催化生產(chǎn)L-肉堿中使用的微生物包括在W002/061094中描述的微生 物，該專利的全部?jī)?nèi)容納入本文作為參考。這些微生物含脫氫酶，此酶可將甜菜堿酯(如 4_ 丁內(nèi)銨鹽甲基酯)轉(zhuǎn)化為4-丁內(nèi)銨鹽。
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根據(jù)本發(fā)明，用于生物催化過程的L-肉堿前體的優(yōu)選例子包括但不限于，巴豆甜 菜堿、4- 丁內(nèi)銨鹽和甜菜堿酯、如4- 丁內(nèi)銨鹽甲基酯。為了有效地將前體化合物生物轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)-肉堿所需的用來培養(yǎng)微生物細(xì)胞的合適 培養(yǎng)基的組成和培養(yǎng)微生物細(xì)胞的條件是本領(lǐng)域中已知的。合適的培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件例如 在W002/061094，EP0722500B1和EP0158194B1中描述，有關(guān)培養(yǎng)基成分和培養(yǎng)條件的披露 內(nèi)容納入本文作為參考。本發(fā)明的另一方面涉及通過任何一種本發(fā)明方法可得到干肉堿粉末或顆粒。通過本發(fā)明的任何一種方法得到的肉堿粉末由離散顆粒(具體是微粒)的均一混 合物組成。這些顆粒通常具有約0. 1-50 μ m的粒度范圍。肉堿顆粒由顆粒(具體是微粒) 的均一混合物組成。事實(shí)上，顆粒是附聚顆粒。顆粒通常具有約5-500 μ m的粒度范圍。本發(fā)明的干肉堿粉末或顆?！按篌w上純”，它由肉堿和一定量用于干燥過程的載體 材料組成，而原來在液體原料中存在的雜質(zhì)或伴隨物質(zhì)的含量?jī)H僅很小。在得到的干肉堿 粉末中伴隨物質(zhì)的量取決于液體原料的純度。若例如使用的原料是含滲透物的L-肉堿， 即大體上未純化原料，然后伴隨物質(zhì)相對(duì)于L-肉堿的含量不大于10%。因此，本發(fā)明肉 堿汾末或顆粒的純度至少是工業(yè)級(jí)的。然而，若使用純化液體原料，本發(fā)明肉堿粉末或顆 粒的純度更高。優(yōu)選地，本發(fā)明肉堿粉末或顆粒中伴隨物質(zhì)的含量小于10%，更優(yōu)選小于 7%,甚至更優(yōu)選小于5%，最優(yōu)選小于2-3%。本發(fā)明干燥粉末或顆粒中肉堿的含量至少約 8-10 %，優(yōu)選大于約30 %，更優(yōu)選大于約40 %，最優(yōu)選大于約50 %，例如大于60 %、70 %或 80%。若在制備干肉堿粉末或顆粒期間添加附加化合物(如氨基酸或鉻化合物)，粉末/顆 粒含相應(yīng)量的所述附加化合物。本發(fā)明粉末或顆粒是干的，它們具有低水含量。“干”具體指水含量小于22%。特 別優(yōu)選L-肉堿粉末的水含量小于12%，小于8%或小于6%。根據(jù)本發(fā)明，粉狀L-肉堿產(chǎn) 物的水含量最優(yōu)選小于4%，或甚至小于2%。根據(jù)本發(fā)明的干微粒狀肉堿粉末具有極好的流動(dòng)性，良好的穩(wěn)定性和可貯藏性。 與干肉堿化合物(如干L-肉堿)相比，它顯示顯著減小的吸水性。因此，根據(jù)本發(fā)明的肉 堿粉末或顆粒可以在容器長(zhǎng)時(shí)間保存而不吸水(即作為干燥粉末/顆粒)。容器的特性并 不重要。例如它可以是玻璃缸或塑料箱。僅僅規(guī)定一個(gè)貯藏環(huán)境，在此環(huán)境內(nèi)不需要除去 水分或控制條件。在貯藏期間或在配制中，本發(fā)明的粉狀或粒狀肉堿產(chǎn)物可與任何合適的 膨脹劑、其它活性組分、營(yíng)養(yǎng)物等混合，且可用任何所需的技術(shù)加工，制得具有具有用于最 終食品、飼料或治療用途的性質(zhì)。這些技術(shù)是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。在本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，干肉堿粉末或顆粒是干L-肉堿粉末或 顆粒。根據(jù)本發(fā)明，干L-肉堿粉末或顆粒含L-肉堿的量(相對(duì)于總干物質(zhì))至少約為 8-10 %，優(yōu)選大于約30 %，更優(yōu)選大于約40 %，最優(yōu)選大于約50 %，例如相對(duì)于總干物質(zhì)大 于 60%、70%或 80%。在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，干肉堿粉末或顆粒包含L-酒石酸的肉堿的鹽作為肉堿 化合物。特別優(yōu)選干肉堿粉末或顆粒包含肉堿酒石酸鹽，見美國(guó)專利5，073，376，其全部?jī)?nèi) 容納入本文作為參考。根據(jù)本發(fā)明，干肉堿-酒石酸鹽粉末或顆粒含有肉堿酒石酸鹽，具體 是L-肉堿酒石酸鹽，其含量(相對(duì)于總干物質(zhì))至少約為8-10%，優(yōu)選大于約30%，更優(yōu) 選大于約40 %，最優(yōu)選大于約50 %，例如相對(duì)于總干物質(zhì)大于60 %、70 %或80 %。
在又一優(yōu)選實(shí)施例中，干肉堿粉末或顆粒包含肉堿的鹽作為肉堿化合物，具體是 與檸檬酸、(“)羥基檸檬酸或抗壞血酸形成的鹽。肉堿的鹽，具體是與檸檬酸、(-)_羥基檸 檬酸或抗壞血酸形成的的L-肉堿鹽可進(jìn)一步包含至少一種堿土金屬陽離子，所述金屬陽 離子優(yōu)選選自鎂和鈣。此類鹽在EP1326502B1中披露，該專利的全文納入本文作為參考。在一個(gè)特別優(yōu)選實(shí)施方式中，干肉堿粉末或顆粒包含L-肉堿-鎂檸檬酸鹽。美國(guó) 專利5，071，874中披露了 L-肉堿-鎂檸檬酸鹽，其全部?jī)?nèi)容納入本文作為參考。根據(jù)本發(fā) 明，干L-肉堿-鎂檸檬酸鹽粉末或顆粒中L-肉堿-鎂檸檬酸鹽的含量(相對(duì)于總干物質(zhì)) 至少約為8-10 %，優(yōu)選大于約30 %，更優(yōu)選大于約40 %，最優(yōu)選大于約50 %，例如相對(duì)于總 干物質(zhì)大于60 %、70 %或80 %。與L-肉堿-鎂檸檬酸鹽相比，本發(fā)明的L-肉堿-鎂檸檬 酸鹽粉末或顆粒的吸水性顯著減小。在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，干肉堿粉末或顆粒包含肉堿-羥基檸檬酸鹽，優(yōu) 選L-肉堿-羥基檸檬酸鹽。肉堿-羥基檸檬酸鹽粉末或顆粒中肉堿-羥基檸檬酸鹽的量 (相對(duì)于總干物質(zhì))至少約為8-10 %，優(yōu)選大于約30 %，更優(yōu)選大于約40 %，最優(yōu)選大于約 50 %，例如相對(duì)于總干物質(zhì)大于60 %、70 %或80 %。在又一個(gè)特別優(yōu)選實(shí)施方式中，EP1326502B1中披露了干肉堿粉末或顆粒包含肉 堿-羥基檸檬酸鹽，其中鎂、肉堿化合物和羥基檸檬酸鹽優(yōu)選以1 1 1摩爾比存在。肉 堿-鎂-羥基檸檬酸鹽粉末或顆粒中肉堿-鎂羥基檸檬酸鹽的量(相對(duì)于總干物質(zhì))至少 約為8-10 %，優(yōu)選大于約30 %，更優(yōu)選大于約40 %，最優(yōu)選大于約50 %，例如相對(duì)于總干物 質(zhì)大于60%、70%或80%。通過任何一種本發(fā)明方法得到的干肉堿粉末或顆?？煞謩e地直接用作食品、飼 料、化妝品制劑和藥物組合物，或用于其制備。因此，本發(fā)明的另一方面涉及含至少一種本發(fā)明干肉堿粉末或顆粒的成品，具體 來說是含至少一種本發(fā)明肉堿粉末或顆粒的固體成品?？梢岳缤ㄟ^將本發(fā)明干燥的大體 純的和/或工業(yè)純的肉堿粉末或顆粒與一種或多種附加物質(zhì)如氨基酸(例如賴氨酸)或鉻 化合物混合，從而制得所述成品。或者，可通過將一種或多種所述附加物質(zhì)摻合到加入所述 原料的載體材料中，制得所述成品。在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中，成品是食品、飼料、藥物組 合物或化妝品組合物。在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，根據(jù)本發(fā)明的成品是包含L-肉堿粉末的飼料產(chǎn)
P
ΡΠ O實(shí)施例使用的材料含L-肉堿的預(yù)純化原料L-肉堿超濾滲透物1 (L-肉堿=8. 02% w/w、干物質(zhì)9. 87% w/w、鹽+雜質(zhì)1. 85% w/w, pH = 6. 5)L-肉堿超濾滲透物2 (L-肉堿=7. 90% w/w、干物質(zhì)9. 35% w/w、鹽+雜質(zhì)1. 45% w/w, ρΗ7· 0)載體材料小麥細(xì)糠批號(hào)S-224/04，CaCO3 磨碎的(S-219/04)Sipernat50、Sipernat2200、Sipernat22、Silcasil MG、TIX-0—SIL68、DiamolDI
13100克設(shè)備廚房摻混器ETA 0010裝有輪式霧化器的實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥器用來干燥糊料的實(shí)驗(yàn)室旋轉(zhuǎn)干燥器，指定用于Funnel試驗(yàn)方法a)制備混合物計(jì)算量的L-肉堿超濾滲出物或粉末與相應(yīng)量的載體(和吡啶甲酸鉻)在實(shí)驗(yàn)室 燒杯或在廚房摻混器中混合。b)干燥L(fēng)-肉堿超濾滲透液或懸浮液或乳狀液貯存于4°C，在實(shí)驗(yàn)室噴霧干燥器中干燥， 進(jìn)口 /出口溫度=250/115-120°C，或者在實(shí)驗(yàn)室旋轉(zhuǎn)干燥器中干燥，進(jìn)口 /出口溫度= 250/115-115°C。c)其它方法用HPLC測(cè)定L-肉堿、4-丁內(nèi)銨鹽、巴豆甜菜堿和去甲肉堿(norcarnite)的濃 度。于105°C烘箱中干燥直到恒重為止，以測(cè)定干物質(zhì)含量。采用經(jīng)典的Car-Fisher滴定 法測(cè)定水的含量。采用測(cè)定流度的Funnel試驗(yàn)測(cè)定最終產(chǎn)物的流度(參見德古薩公司的 Technical Bulletin Pigments 第 3 期)。實(shí)施例1-噴霧干燥的L-肉堿滲透物與載體的混合在此實(shí)驗(yàn)中，L-肉堿滲透物在噴霧干燥器中噴霧干燥，然后與合適的載體混合。滲 透物在Niro霧化器(容量10升水/小時(shí))中干燥(入口溫度230°C，出口溫度115°C )。 由此得到干燥但高度吸水的含結(jié)塊的粉末(肉堿的含量約為86. 2% )。粉末迅速過篩除去 結(jié)塊，接著在廚房混合器中與不同量的各種載體材料混合，任選地載體材料先與吡啶甲酸 鉻混合。表1顯示這樣得到的干L-肉堿粉末的組成。表1 由于干滲透物的吸水特征，在干燥用的裝置中難以阻止干材料的固定和結(jié)塊的形 成。因此采用過篩除去結(jié)塊。使用氮?dú)鈿夥湛深A(yù)防過篩后的材料發(fā)生再濕潤(rùn)的危險(xiǎn)。實(shí)施例2-L-肉堿滲透物和載體的混合物的干燥在上面的實(shí)驗(yàn)中，L-肉堿滲透物與載體混合，接著在合適的干燥裝置中干燥。若 混合物是液體，使用噴霧干燥器。若混合物呈糊形式，則使用旋轉(zhuǎn)干燥器。表2顯示這樣得 到的干L-肉堿粉末的組成。表2 L-肉堿粉末4-8號(hào)的總體特征，如外觀、流動(dòng)性、穩(wěn)定性和可加工性優(yōu)于在實(shí)施例 1中制備的L-肉堿粉末1-3號(hào)。L-肉堿粉末4號(hào)的物理特征極好。由粗顆粒組成的產(chǎn)物 與由細(xì)顆粒組成的粉末6、7和8號(hào)相比，有潮濕的趨勢(shì)，稍微較粗的顆粒組成的粉末4號(hào)沒 有潮濕的趨勢(shì)。L-肉堿粉末4-8號(hào)的組成在表3中顯示。 實(shí)施例3-在生產(chǎn)規(guī)模下對(duì)L-肉堿滲透物和微顆粒化載體的混合物的干燥在此生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)中，L-肉堿滲透物與載體混合，接著在合適的干燥裝置中干燥，由此 得到流體混合物。使用具有流化床的噴霧干燥器進(jìn)行干燥。表4顯示得到的干L-肉堿微 顆粒的組成。表4 L-肉堿粉末9和10號(hào)的總體特征，如外觀、流動(dòng)性、穩(wěn)定性和可加工性優(yōu)于粉末 3、6、7和8號(hào)。由粗的規(guī)則顆粒(70%的粒度為106-212μπι)組成的兩種產(chǎn)物具有可忽視 量的粉塵(粒度在53 μ m以下的顆粒小于0. 1 % )。L-肉堿粉末9-10號(hào)的組成在表5中顯示。
權(quán)利要求
從含肉堿的液體原料制備干肉堿粉末或顆粒的方法，其包括以下步驟a)對(duì)所述原料進(jìn)行干燥過程，制得干燥產(chǎn)物b)將a)中得到的干燥產(chǎn)物與載體混合c)回收穩(wěn)定的干肉堿粉末或顆粒。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對(duì)所述干燥產(chǎn)物進(jìn)行過篩以除去結(jié)塊，然后 與載體混合。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，肉堿是L-肉堿、烷?；?L-肉堿、其衍 生物、其鹽或其混合物。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，原料有溶液、懸浮液或糊料的形式。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，原料是通過發(fā)酵液的超濾得到的滲透物。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，干燥過程是噴霧干燥。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在旋轉(zhuǎn)干燥器中進(jìn)行干燥。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，載體選自小麥細(xì)糠、沉淀二氧化 硅、二氧化硅顆粒、粉狀或粒狀硅藻土和碳酸鈣。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在干燥之前將一種或多種附加 化合物加入所述原料中或加入所述載體中，或者加入在干燥之后得到的干肉堿粉末中。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述附加組分是鉻化合物。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述附加組分是氨基酸。
12.如權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，干肉堿粉末的水含量小于 12%，優(yōu)選小于4%。
13.如權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，干肉堿粉末適合生產(chǎn)飼料產(chǎn)品。
14.制備干燥的大體上純的L-肉堿粉末或顆粒的方法，所述L肉堿粉末或顆粒特別適 合生產(chǎn)飼料產(chǎn)品，所述方法包括以下步驟a)進(jìn)行生物催化過程，在液體培養(yǎng)基中生產(chǎn)L-肉堿b)對(duì)所述培養(yǎng)基進(jìn)行預(yù)純化步驟，得到含L-肉堿的預(yù)純化液體c)對(duì)所述預(yù)純化的液體進(jìn)行權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)所述的方法d)得到穩(wěn)定的干L-肉堿粉末或顆粒。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，生物催化過程包括在能夠產(chǎn)生L-肉堿 和使其分泌入培養(yǎng)基的條件下，在含合適的前體的培養(yǎng)基中培養(yǎng)至少一種能由該前體化合 物產(chǎn)生L-肉堿的微生物。
16.如權(quán)利要求14或15所述的方法，其特征在于，所述預(yù)純化學(xué)步驟包括對(duì)含L-肉堿 的液體培養(yǎng)基進(jìn)行超濾，以得到含L-肉堿的滲透物。
17.如權(quán)利要求14-16中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，L-肉堿的前體是巴豆甜菜 堿、Y-丁內(nèi)銨鹽、甜菜堿酯或其混合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及從含有肉堿化合物的大體上未純化的原料制備干燥的大體上純的和/或工業(yè)純的肉堿粉末或顆粒的新方法，還涉及由此生產(chǎn)的干肉堿粉末或顆粒。
文檔編號(hào)A23K1/16GK101912045SQ20101026285
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2006年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月5日
發(fā)明者M·包姆加特納 申請(qǐng)人:隆薩股份公司