物的生物基聚合物添加 剂。所述生物基聚合物添加剂从破碎微生物细胞的生物质制备。
[0070] 在根据本发明任何方面的生物基聚合物添加剂中，生物质的微生物可选自微 藻类、酵母和细菌或其混合物。具体而言，生物质可选自以下门：蓝藻门（Cyanophyta)、 原绿藻门（Prochlorophyta)、红藻植物门（Rhodophyta)、绿藻门（Chlorophyta)、 甲藻门Oinophyta)、金藻门（Chrysophyta)、普林藻门（Prymnesiophyta)、娃藻门 (Bacillariophyta)、黄藻门（Xanthophyta)、真眼点藻门（Eustigmatophyta)、针胞 藻门（Rhaphidophyta)、褐藻门（Phaeophyta)、变形菌门（Proteobacteria)、蓝藻细 菌（Cyanobacteria)门、真细菌（Eubacteria)门、螺旋体（Spirochetes)门、衣原体 (Chlamydiae)门、接合菌门（Zygomycota)或真菌门（Eumycota)，或其组合。更特别地，生 物质选自微藻类生物质或酵母生物质或其组合。
[0071] 在本发明的另一方面，本发明提供包含可生物降解聚合物和从破碎微生物细胞的 生物质制备的生物基聚合物添加剂的可生物降解聚合物组合物。更优选，所述生物基聚合 物添加剂按重量计的范围是〇. 05-10%。最优选，所述生物基聚合物添加剂按重量计的范围 是0.5-5%。可以使用适合本发明任何方面的目的的任何可生物降解聚合物。所述可生物 降解聚合物可选自可生物降解聚酯。例如，所述可生物降解聚酯可以是，但不限于，聚丁二 酸丁二醇酯（PBS)或聚乳酸（PLA)或其混合物。
[0072] 重要的是注意到，与未破碎微生物细胞相比，生物质的破碎微生物细胞提供可生 物降解聚合物与生物基添加剂更多的相容性，且因此改善由其生产的可生物降解聚合物组 合物的特性和特征包括颜色特性。具体而言，使用包含可生物降解聚合物和根据本发明从 破碎微生物细胞的微生物生物质制备的生物基聚合物添加剂的组合物，所述可生物降解聚 合物可与所述添加剂有效混合而无需添加相容剂例如油作为提高混合效率的方式。因此， 暗示了在不添加其它的添加剂（不同于根据本发明的生物基聚合物添加剂）的情况下，破 碎微生物细胞的步骤对于制备源自微生物的生物基聚合物添加剂是重要的。
[0073] 在现有技术的已知方法中，微生物通常首先被干燥然后被磨碎。相反，在本发明的 方法中，首先将微生物细胞破碎，然后，例如通过干燥步骤或溶液浓缩步骤进行处理以制备 所述添加剂。具体而言，本发明人已发现，在干燥或浓缩步骤之前破碎细胞是有利的，因为 细胞壁和/或细胞膜被破坏，且随后添加剂分子例如添加色素分子能够暴露在细胞之外。 另一方面，在破碎细胞之前的干燥步骤使得细胞中脱水而不破坏细胞壁/膜。结果是添加 剂（包括色素）分子陷留在干燥细胞中，使得从干燥细胞释放添加剂（包括色素）分子变 得困难。
[0074] 在本发明的又一方面，本发明涉及生产生物基聚合物添加剂的方法，该方法包括 以下步骤：
[0075]a)提供微生物生物质；和
[0076]b)破碎从a)获得的生物质的微生物细胞。
[0077] 步骤a)可包括从天然湖泊或泻湖、开放池塘、封闭光生物反应器收获微藻类或其 它含颜色分子的微生物。步骤a)的微生物生物质可通过从自然资源、生物反应器或发酵罐 采集其来获得。具体而言，所述微生物生物质可以以50-200g/L的固体浓度加入水溶液中。 具体而言，该方法的步骤b)可以是于20-80°C的温度进行的机械细胞破碎法。所述机械细 胞破碎法可选自匀浆法、声处理法、冻融法、钵杵法或超声法。
[0078] 具体而言，所述生产生物基聚合物添加剂的方法可进一步包括步骤c)将从步骤 b)获得的破碎微生物细胞的生物质粉末化。所述粉末化可选自热粉末化法或冷粉末化法。 所述热粉末化法可选自喷雾干燥、蒸发、旋转干燥、急骤干燥、圆盘干燥、多段式干燥、过热 蒸汽干燥。冷粉末化法可选自冷冻干燥、喷雾凝结或喷雾冷却。
[0079] 或者，在步骤c)中，添加剂的制备可用不同于粉末化的方法获得。例如，可通过将 破碎微生物细胞的生物质浓缩来制备所述添加剂。更具体而言，所述步骤包括将破碎微生 物细胞的生物质浓缩，然后分散到与所加工的树脂（聚合物）相容的适宜的液体载体中。更 具体而言，根据该备选步骤c)，添加剂可通过将包含浓缩色素分散体的水与芳族烃以通过 共沸蒸馏完全除去分散体中的水所必需的量混合来获得。然后，可将所得的匀浆于等于或 低于90°C的温度减压加热以除去残余水和所加入的作为共沸混合物的芳族烃和低级醇。
[0080] 根据本发明的一个方面，本发明提供了用于制造生产可生物降解聚合物组合 物的生物基聚合物添加剂。所述生物基聚合物添加剂从破碎微生物细胞的生物质制 备。所述生物质获自或源自选自以下门的微生物的固体生物质：蓝藻门（Cyanophyta)、 原绿藻门（Prochlorophyta)、红藻植物门（Rhodophyta)、绿藻门（Chlorophyta)、 甲藻门Oinophyta)、金藻门（Chrysophyta)、普林藻门（Prymnesiophyta)、娃藻门 (Bacillariophyta)、黄藻门（Xanthophyta)、真眼点藻门（Eustigmatophyta)、针胞藻 门（Rhaphidophyta)、褐藻门（Phaeophyta)、变形菌门（Proteobacteria)、蓝藻细菌 (Cyanobacteria)、真细菌（Eubacteria)、螺旋体（Spirochetes)、衣原体（Chlamydiae)、接 合菌门（Zygomycota)或真菌门（Eumycota)，或其组合。具体而言，所述生物质选自微藻类 或酵母或其组合。更具体而言，所述微藻类生物质选自螺旋藻属（Spirulina)而所述酵母 生物质选自酵母属（Saccharomyces)。根据本发明的添加剂可如上所述制备，即包括以下步 骤：
[0081]a)提供微生物生物质；和
[0082]b)破碎从a)获得的生物质的微生物细胞。
[0083] 进一步地，该方法可包括步骤c)将从步骤b)获得的破碎微生物细胞的生物质粉 末化。或者，步骤c)可包括将破碎微生物细胞的生物质浓缩。
[0084] 根据本发明的一个特定实施方案，根据本发明来自微生物生物质的生物基聚合物 添加剂可从包括以下步骤的方法制备：
[0085]a)获得微生物生物质，所述微生物生物质可从收集作为副产物废物（其通常为固 体废物形式）从生物技术产业丢弃的微生物的生物质获得。还有可能所述生物质可从自然 资源如天然湖泊、泻湖、开放池塘或从培养设备/反应器、生物反应器或发酵罐收获。
[0086] b)破碎从a)获得的生物质的微生物细胞，作为举例性实施方案，可将从a)获得的 生物质稀释在水溶液中，以获得含预定量生物质的干生物质的混合物。在举例性实施方案 中，固体浓度的生物质的量是50-200g/L。然后生物质的混合物于20-80°C的温度进行机械 细胞破碎。所述机械细胞破碎法可选自匀浆法、声处理法、冻融法、钵杵法或超声法。
[0087] c)将从步骤b)获得的破碎微生物细胞的生物质粉末化，将来自步骤b)的破碎微 生物细胞的混合物稀释在水溶液中然后干燥以获得粉末状生物基聚合物添加剂。在此步骤 中，粉末化过程可通过使用热或冷粉末化法来进行，热粉末化法诸如喷雾干燥、蒸发、旋转 干燥、急骤干燥、圆盘干燥、多段式干燥或过热蒸汽干燥，而冷粉末化法诸如冷冻干燥、喷雾 凝结或喷雾冷却。
[0088] 与不含添加剂的可生物降解聚合物组合物相比，根据本发明的可生物降解聚合物 组合物提供改善的流变学特性。与不含添加剂的可生物降解聚合物组合物相比，根据本发 明的可生物降解聚合物组合物还提供改善的生物降解能力特性。
[0089] 相应地，还提供了改善聚合物的流变学特性的方法，包括将根据本发明任何方面 的生物基聚合物添加剂加入到聚合物中。还提供了改善可生物降解聚合物的生物降解能力 特性的方法，包括将根据本发明任何方面的生物基聚合物添加剂加入到可生物降解聚合物 中。
[0090] 根据本发明的一个特定方面，所述微生物生物质的微生物细胞包含一种或多种颜 色分子。根据这一方面，根据本发明的生物基聚合物添加剂用作为色素，特别是用于对可生 物降解聚合物着色。相应地，根据本发明这一方面的生物基聚合物添加剂可以包含或者是 生物基聚合物添加色素。因此，提供了包含完全由天然着色剂制成的生物基添加剂（色素） 的可生物降解塑料，其中所用的组分或材料源自先进农业或生物技术产业的产物如微生物 生物质，其中易于进行大批量生产和质控，因此使其在经济上非常可行。根据这一方面，根 据本发明的生物基聚合物添加剂可用作为着色剂。
[0091] 具体而言，提供了生物基聚合物添加色素，以在可生物降解聚合物的制造中用作 为着色剂，其中所述添加色素来自于破碎微生物细胞的生物质。
[0092] 在根据本发明任何方面用作为色素的生物基聚合物添加剂中，生物质的微生物可 选自微藻类、酵母和细菌或其混合物。
[0093]具体而言，所述微生物可选自以下门：蓝藻门（Cyanophyta)、原绿藻 门（Prochlorophyta)、红藻植物门（Rhodophyta)、绿藻门（Chlorophyta)、甲藻 门（Dinophyta)、金藻门（Chrysophyta)、普林藻门（Prymnesiophyta)、娃藻门 (Bacillariophyta)、黄藻门（Xanthophyta)、真眼点藻门（Eustigmatophyta)、针胞藻 门（Rhaphidophyta)、褐藻门（Phaeophyta)、变形菌门（Proteobacteria)、蓝藻细菌 (Cyanobacteria)、真细菌（Eubacteria)、螺旋体（Spirochetes)、衣原体（Chlamydiae)、接 合菌门（Zygomycota)或真菌门（Eumycota)，或其组合。
[0094] 所述颜色分子可选自花青素、叶绿素、类胡萝卜素包括胡萝卜素例如a-胡萝卜 素、胡萝卜素或氧合烃类叶黄素类例如叶黄素、紫黄素、玉米黄质、岩藻黄质、多甲藻素、 甜菜红碱、扑啉、藻胆色素或其混合物。
[0095] 还提供了可生物降解聚合物组合物，其包含可生物降解聚合物和根据本发明从破 碎微生物细胞的生物质制备的用作为色素的生物基聚合物添加剂。所述生物基聚合物添加 剂按重量计的范围是〇. 05-10%。更具体地，所述生物基聚合物添加剂按重量计的范围是 0? 5-5%〇
[0096] 所述可生物降解聚合物可以是适合本发明任何方面的目的的任何可生物降解聚