玉米無水加工的制作方法
【專利摘要】描述了分餾玉米顆粒的無水方法，這些方法不需要使用水，而是依靠有機溶劑的使用。這些方法包括使全谷物玉米面與一種選自由C1-C6醇、酮、酯或呋喃組成的組的至少一種的有機溶劑接觸，以形成一種含有不超過15％w/w的水的混合物。該混合物被分離成1)富含玉米纖維和蛋白質(zhì)的一個固體餾分，和2)包括懸浮的淀粉、溶解的玉米油和該有機溶劑的一個液體有機漿料。將淀粉從該第一有機漿料分離，以得到一個溶劑提取后的固體淀粉餾分和一種澄清的有機溶液。該含有溶解油的澄清的有機溶液被保留，并且可以被蒸發(fā)，以得到可被進一步精制的玉米油。
【專利說明】玉米無水加工 相關(guān)申請的交叉引用
[0001] 本申請要求了 2012年5月15日提交的美國臨時申請案號61/646, 935的優(yōu)先權(quán)。

【背景技術(shù)】
[0002] 加工玉米顆粒以得到該顆粒的組成部分作為動物飼料、人類食品和工業(yè)過程的原 料，例如發(fā)酵制造乙醇，可大致分為兩類-濕磨和干磨。
[0003] 在傳統(tǒng)的濕磨操作中，玉米顆粒被"浸泡"（通常為，在約50°C，持續(xù)22-50小時） 在一種水性溶液中，該水性溶液通常包括少量溫和的含硫的酸性化合物，例如二氧化硫、硫 化氫、硫酸或硫酸鈣，這使得果皮（麩皮）組織與內(nèi)胚乳，并且更重要的是，與胚芽組織松 開。在玉米浸泡的操作中，耗水量高，大約每浦式耳5-9加侖。通過過濾和在一種涉及另外 的水輸入的水性溶液中的差級浮選，胚乳和胚芽組織被彼此分離并且與松散的果皮分離。 使用一種疏水性的有機萃取劑，例如己烷，將玉米油從被分離的胚芽中提取出來，留下一種 可用作動物飼料的富含蛋白質(zhì)的去油胚芽餅。通過一種涉及進一步的輸入水的使用的一個 多步驟過程，將蛋白質(zhì)從分離后的果皮和胚乳餾分中分離出來，形成一種稱為"玉米面筋" 的富含蛋白質(zhì)的產(chǎn)物，其有各種純度，可稱為玉米面筋飼料，或玉米面筋粉。該被稱為"玉米 纖維"的殘留的果皮組織通常僅被用于動物飼料的目的，而來自胚乳的高度純化的各種粒 度的淀粉顆粒可用于多種目的，包括例如制造發(fā)酵產(chǎn)物，通過淀粉的液化和糖化以形成右 旋糖供養(yǎng)發(fā)酵生物來制造發(fā)酵產(chǎn)物-例如，乙醇。該淀粉顆粒還可以被分離成不同的大小 或研磨成人類食品，例如玉米糝和玉米淀粉。最終的玉米纖維、玉米面筋和玉米面筋飼料產(chǎn) 品在市場被作為動物飼料添加劑銷售。
[0004] 在常規(guī)"干磨"過程中，使用較少量的水，并且工廠的設備成本低。通常使用少量 的水將玉米簡單地"調(diào)質(zhì)"，不使用硫化合物，以使顆粒的含水量達到14% -20%，使果皮松 開。然后將調(diào)質(zhì)后的顆粒進行研磨以形成胚乳和胚芽被暴露出來的粗玉米面。暴露出的胚 乳組織中的淀粉被糖化和液化以形成右旋糖。包括果皮和胚芽組織的全部破裂的和液化的 混合物被用于發(fā)酵過程以生產(chǎn)，例如，乙醇。通過蒸餾從發(fā)酵液中分離出乙醇，且殘留的胚 芽、果皮和顆粒中未消化的淀粉成分，連同發(fā)酵過程中產(chǎn)生的酵母生物質(zhì)一起被干燥，以形 成稱為"干酒糟顆粒"（DDG)的產(chǎn)品，其可用作動物飼料成分。
[0005] 被稱為"改進的干磨玉米"加工的干磨過程有各種各樣的改進，其可以包括附加的 或者中間步驟，例如抽吸、過篩、浮選和/或過濾，以在糖化發(fā)酵之前至少部分地將果皮和 胚芽餾分中的至少一個從胚乳餾分分離。這些被部分地分離的餾分比那些得自濕法研磨操 作的純度要低，但也可用于與那些由濕法研磨工藝獲得的類似的產(chǎn)品。例如，玉米油可由部 分分離的胚芽獲得，并且提取過的胚芽餅可被用作動物飼料添加劑。
[0006] 這兩種類型的方法具有它們各自的優(yōu)點和缺點。在濕磨方法中，最大的優(yōu)點是被 分離成分的純度較高，并且根據(jù)市場條件，產(chǎn)品流可以被轉(zhuǎn)移到幾種不同的商業(yè)形式。最大 的缺點是設備成本高，僅適合大規(guī)模的玉米研磨操作。濕磨的第二大缺點是它消耗大量的 水。濕磨操作總共使用每浦式耳20加侖以上的水。這增大了操作成本，因為水必須付費， 回收和再利用。
[0007] 相反，干磨方法最大的優(yōu)點是設備和耗水量的成本較低。干磨操作使用每浦式耳 大約0. 1加侖的水用于調(diào)質(zhì)處理。當然建廠成本隨改進的干磨操作而增加，更多這樣的改 進使得在顆粒成分分離方面的成本接近濕磨操作。干磨最大的缺點是由于較低的分離純 度，產(chǎn)品的多樣性受到限制。為了成本效益，干磨工廠的收益的大部分必須要從乙醇或其他 被生產(chǎn)的發(fā)酵產(chǎn)品而獲得，因為除了通過發(fā)酵制造的產(chǎn)品之外的唯一產(chǎn)物是所得到的DDG 副產(chǎn)品，其具有相對較低的價值。
[0008] 雖然濕磨和干磨操作都具有它們各自的優(yōu)點，它們具有的一個共同的缺點是，它 們在水的消耗和處理上產(chǎn)生了大量成本。來自濕法研磨操作（玉米浸泡液）的浸泡水含有 有機酸、一些揮發(fā)性碳氫化合物、糖和在大多數(shù)水管理方案下不能排放到環(huán)境中的礦物質(zhì)。 這些成分必須通過浸泡水的回收而除去，這可包括使用其中一部分作為發(fā)酵過程的添加 齊IJ，該發(fā)酵過程會消耗玉米浸泡液中的一些物質(zhì)作為營養(yǎng)源。干法研磨操作中使用的調(diào)質(zhì) 水，在干磨和發(fā)酵過程的自始至終，通常和玉米顆粒一起被攜帶，并且在蒸餾生產(chǎn)乙醇（其 中它作為蒸餾后的殘余水的餾分而被回收）和發(fā)酵介質(zhì)的蒸發(fā)（被稱為"反流"）之前不被 回收，反流也在濕干操作中得到，其中通過淀粉的發(fā)酵制造乙醇。反流水的一部分可以循環(huán) 用于另一輪發(fā)酵，但是反流含有抑制酵母生長的有機酸，所以只有有限量的反流可被循環(huán) 使用。其余的必須被凈化。
[0009] 開發(fā)一種成本有效的玉米加工操作是有益的，該操作不依賴于水的使用，但是也 會形成適于用作食品、飼料、發(fā)酵和其他工業(yè)產(chǎn)品的產(chǎn)物，產(chǎn)率與常規(guī)干法研磨和濕法研磨 玉米加工操作相比應是經(jīng)濟的。 概述
[0010] 在此披露了分餾玉米顆粒的無水方法，這些方法不需要使用水，而是依靠有機溶 劑的使用。該方法一般包括，使全谷物玉米面與足量的至少一種C 1-C6溶劑接觸，該有機溶 劑選自醇、酮、酯或呋喃組成的組，以形成含有不超過15% w/w水的混合物。該C1-C6溶劑 可以是直鏈、支鏈或環(huán)狀。該混合物被分離成1)富含玉米纖維和蛋白質(zhì)的第一固體餾分， 和2)包含懸浮的淀粉、溶解的玉米油和該有機溶劑的第一液體有機漿料。將淀粉從第一有 機漿料中分離出來，得到溶劑提取后的固體淀粉餾分和澄清的有機溶液。該含有溶解油的 澄清的有機溶液被保留，并且可選地被蒸發(fā)，以得到粗玉米油。在某些實施例中，該第一混 合物的含水量不大于10% wt/wt。在某些實施例中，該第一混合物的含水量不超過5% wt/ Wto
[0011] 在一更優(yōu)的過程中，該方法可以進一步包括使該第一固體餾分與一個第二量的有 機溶劑接觸以形成具有不超過15% wt/wt的水的一個第二混合物，將該第二混合物分離為 1)富含玉米纖維和蛋白質(zhì)的第二固體餾分以及2)第二液體有機漿料餾分，該第二液體有 機漿料餾分包括懸浮的淀粉、溶解的玉米油和有機溶劑。在該更優(yōu)的方法中，分離淀粉包括 將淀粉與該第一和第二有機漿料分離得到合并的固體淀粉餾分和合并的澄清有機溶液；以 及保留該澄清的有機溶劑，包括保留該合并的澄清有機溶液。在某些實施例中，該第一和第 二混合物的含水量不超過1〇~%，在某些實施例中，不超過5% wt/wt。
[0012] 從至少該第一，亦從該合并的第一和第二有機漿料餾分回收的淀粉總計為研磨后 的玉米面中存在的淀粉的至少50%。淀粉在漿料中處于懸浮態(tài)而不是溶解態(tài)。因此淀粉與 有機漿料可以通過物理方法分離，包括密度分離和過濾中的至少一種。該密度分離，例如， 可以包括有機漿料餾分的重力沉降或離心分離。需要時，可以將溶劑從溶劑提取后的淀粉 餾分蒸發(fā)除去，以獲得純化的淀粉餾分。類似地，該方法可進一步包括將有機溶劑從分離的 固體餾分蒸發(fā)，形成富含纖維和蛋白質(zhì)的產(chǎn)物-即，麩片，含有大餾分纖維和一些殘余的 淀粉，可用于加工成適于人類食用的食品。
[0013] 在通常的實施例中，將該有機漿料餾分從該固體餾分分離包括，使該第一和第二 混合物中的至少一個通過篩子，篩網(wǎng)或板進行篩分，對應的開口大小最大為80目且最小為 200目，其中該有機漿料通過這些開口。
[0014] 通常，玉米油或殘留的固體餾分與有機溶劑的接觸在50°C與該有機溶劑的沸點之 間的溫度下進行。在優(yōu)選的實施例中，該C 1-C6有機溶劑為選自乙醇、乙酸乙酯和丙酮組成 的組中的至少一種溶劑。在某些實施例中，該C 1-C6有機溶劑是呋喃化合物。在某些實施例 中，該呋喃化合物是四氫呋喃。在一個特別優(yōu)選的實施例中，該C 1-C6有機溶劑是乙醇。當 該C1-C6有機溶劑是乙醇時，該溶劑提取后的淀粉餾分可附加地與礦物酸接觸足夠的時間， 以從回收的淀粉形成乙基糖苷。在另一種優(yōu)選的實例中，該C 2-C4有機溶劑為乙酸乙酯，在 這種情況下，溶劑提取后的淀粉餾分可以進一步與堿接觸一段足夠的時間，以形成回收淀 粉的乙酰淀粉酯。
[0015] 在一般實施例中，玉米面與有機溶劑的接觸在攪拌混合物的同時進行。例如，在一 些實施例中，攪拌包括混合物的滾轉(zhuǎn)，或可包括惰性固體物體存在下的混合物。在另一些 實施例中，該物理攪拌包括由槳葉和螺桿構(gòu)件中的至少一個旋轉(zhuǎn)形成的湍流。在更期望的 實施例中，進行該物理攪拌的同時，形成該混合物并分離淀粉漿料。例如，在使用圖2所示 的示例性設備中，將該混合物分離成第一固體和第一液體有機漿料包括，將混合物從第一 端輸送到一個桶組件的第二端，該桶組件的壁具有對應于最大為80目和最小為200目的網(wǎng) 孔。在這種情況下，有機漿料作為排出流從桶組件的壁收集，而第一固體餾分作為排出流從 該桶組件的第二端收集。在這樣的實施例中，將有機溶劑以與該固體餾分從該桶組件排出 的方向相反的流動方向?qū)朐撏敖M件。在一個示例性裝置中、該桶組件包括至少一個第一 節(jié)段和一個第二節(jié)段，并且使有機溶劑與玉米面分別在該第一節(jié)段，并且再在該第二節(jié)段 接觸，而含淀粉的漿料在這些節(jié)段中與混合物分離。 附圖簡述說明
[0016] 圖1示出了在此所述的一種玉米顆粒無水加工方法。
[0017] 圖2A-2C描述了各種玉米面提取裝置，用于使用所述方法的無水溶劑提取淀粉顆 粒。 詳細說明
[0018] 本披露提供了用于將玉米顆粒加工成食品、飼料和化工產(chǎn)品的無水方法，該方法 在顆粒分餾過程中不依賴于水的使用。該方法通過取消浸泡或調(diào)質(zhì)和胚芽處理步驟，以及 通過減少新鮮水的用量，克服了常規(guī)玉米濕磨和干法工藝的幾個限制。該方法是基于使用 一種C 1-C6有機溶劑，該有機溶劑為醇、酯、酮或呋喃化合物中的至少一種溶劑或其混合物。 在某些實施例中，該C 1-C6有機溶劑具有不超過4個的碳原子。該方法的實例是使用乙醇、 乙酸乙酯和丙酮，將玉米分餾為富含淀粉、油、和蛋白質(zhì)的餾分。由于此類溶劑具有較低的 沸點和汽化熱，這些溶劑可通過蒸發(fā)容易地回收并循環(huán)用于該方法，從而降低加工成本、能 源，并消除了水再生的需要。當目的是生產(chǎn)改性淀粉時，使用有機溶劑的一個附加好處是， 能夠進行衍生化而不需要干燥淀粉，其中水對這種衍生化是不利的。
[0019] 圖1示出了本發(fā)明的一種無水玉米分餾方法。將玉米顆粒10經(jīng)研磨20形成玉米 面30。在通常的實例中，研磨全谷物玉米，所以玉米面30可稱為"全玉米面"，但在一些實 例中，面粉30還可以進行另外的加工，以除去一些組成成分，并仍可用于本發(fā)明的方法。研 磨后的玉米面30的顆粒尺寸優(yōu)選為小于18目（S卩，小于1000微米）但大于選定的80、100 或200目（S卩，大于177U49或74微米）。約3-4份選自由（^-(： 6醇、酮或酯組成的組的一 種有機溶劑35,與1份玉米面30混合，形成一種溶劑面粉混合物40。
[0020] 該溶劑35的加入量應該足以使得該混合物含有低于15% wt/wt的水，優(yōu)選小于 10%，且更優(yōu)選，含有小于5% wt/wt的水，包括玉米顆粒10所提供的水分含量。最大水含 量將取決于蛋白質(zhì)和油在水和溶劑中的相對溶解度的中點。例如，玉米蛋白質(zhì)（zeins)開 始不溶于相對于水約為75% wt/wt的乙醇中，而油開始變得最大限度地溶解于95%乙醇 中，因此中間點為約85%乙醇，對應于不超過15% wt/wt的水。相反，對于異丙醇，蛋白質(zhì) 在88% wt/wt開始變得不溶，而油在97% wt/wt最大程度地溶解，所以中點為不超過8. 5% 的水。
[0021] 混合物40通過裸滾轉(zhuǎn)、惰性陶瓷球存在下的滾轉(zhuǎn)，混合，螺桿擠壓，槳攪拌或其他 適當?shù)姆绞?，在升高的溫度下，?yōu)選為大于50°C至高達溶劑35的沸點，進行攪拌45。在一 個實施例中，使用乙醇作為溶劑35,溫度為70°C。
[0022] 以足夠的機械能進行一定時間的攪拌45,以從小于選定的80-200目的顆粒形態(tài) 的面粉30中分離出淀粉140。優(yōu)選地，該攪拌45選擇的方式不應太劇烈，以免導致面粉30 中的麩皮（纖維）或胚芽粒子剪切成的粒度尺寸小于所選定的網(wǎng)眼尺寸。該被攪拌的混合 物45通過一個過濾器或80-200目的篩子被過濾，將該混合物40分離為含有溶解的玉米油 130的第一液體淀粉漿料50,和第一固體餾分60 (被保留在該過濾器或80-200目的篩子 上）。一個第二量的有機溶劑35以1-4倍的體積被加入到第一固體餾分，并且在升高的溫 度下，第二輪攪拌65連同通過該80-200目篩子的過濾被重復進行，形成含有溶解油的第二 淀粉漿料70,和富含纖維和蛋白質(zhì)的第二固體餾分80。該第一和第二淀粉漿料50和70可 以被合并而形成一種合并的淀粉漿料90,該漿料含有至少50% (-般為50%-60%)的來 自初始玉米顆粒10的淀粉140。
[0023] 在一種優(yōu)選的方法中，與溶劑35的混合，攪拌45以及淀粉漿料50和70的篩分 47,同時在一個淀粉提取裝置中進行。圖2A-2C示出了這種淀粉提取裝置的實例。圖2A示 出了一種原型實驗裝置200,包括附接到驅(qū)動軸202上的電機207,該驅(qū)動軸進而連接到網(wǎng) 孔桶組件215。網(wǎng)孔桶組件215具有網(wǎng)狀材料230制成的壁，提供多個開口 235,可使顆粒 尺寸小于開口 235的淀粉顆粒通過。該網(wǎng)孔桶組件215裝載有研磨后的玉米面30,并且任 選地，可以裝載有惰性攪拌球205,從而提供進一步的機械裝置，以碎裂玉米面30,排出淀 粉顆粒，形成淀粉/溶劑漿料。該網(wǎng)孔桶組件215被浸入或部分地浸入盛裝在一個收集容 器276中的有機溶劑35。在工作時，電機207使收集容器276中的桶組件215旋轉(zhuǎn)，使得在 有機溶劑35的存在下，該旋轉(zhuǎn)作用與攪拌球205提供的攪動相合并，將玉米淀粉破碎為淀 粉顆粒，通過開口 235被收集到容器276中作為漿料50。
[0024] 在圖2B中所示的一個高通量系統(tǒng)中，裝置201可以包含設置在桶組件245內(nèi)的 槳、螺桿或其他機械對流裝置210,其包含至少一個，但優(yōu)選為兩個或更多網(wǎng)孔桶元件215a 和215b。網(wǎng)孔桶元件215a和215b的壁的至少一部分由網(wǎng)狀材料230形成，提供開口 235， 優(yōu)選對應80-200目篩子的開口。具有實心壁215的桶組件245的一個遠端區(qū)域位于裝置 201的一端。桶組件245的相對遠端具有一最終出口板260a，包含有出口 262,該出口為一 個小于該桶組件245的內(nèi)徑的孔。任選地，也可以在網(wǎng)孔桶元件215a和215b之間設置一個 附加的出口板260a，使得材料在從網(wǎng)孔桶215b的端部的最終出口板組件260a排出前，從網(wǎng) 孔桶元件215a通過該第一板組件260a中的該出口 262被輸送到該第二網(wǎng)孔桶元件215b。
[0025] 在操作中，研磨后的玉米面30經(jīng)由位于桶組件245的封閉壁端的入口料斗240被 導入，并且通過第一方向的對流螺桿210的旋轉(zhuǎn)被推向最終出口板260a。同時，網(wǎng)孔筒元件 215a和215b以與對流螺桿組件210相反的方向旋轉(zhuǎn)。溶劑35被獨立地導入到網(wǎng)孔筒元件 215a和215b。一種導入方式可以是噴射溶劑35以通過網(wǎng)孔壁230。第一淀粉漿料50通過 網(wǎng)孔筒元件215a的網(wǎng)230中的孔235排出，并被收集到收集容器276中。結(jié)果是，藉由使 面粉30通過該第一網(wǎng)孔筒組件215a，形成了淀粉部分貧化的第一纖維蛋白質(zhì)固體餾分60， 并通過該第一出口板260a排出，其后藉由對流式螺桿組件210的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，將其推入第二 網(wǎng)孔筒組件215b。在網(wǎng)孔筒組件215b中，更多的溶劑35被導入以接觸該被輸送的第一纖 維蛋白質(zhì)固體餾分60。第二淀粉漿料70通過孔235從次級筒組件215b排出并在收集容器 276中與第一淀粉漿料50合并。最后，進一步淀粉貧化的第二纖維淀粉/蛋白質(zhì)固體餾分 從該網(wǎng)孔筒組件215b的端板260a的最終出口 262排出，在此處被收集以進一步處理。
[0026] 圖2C示出了高通量溶劑提取裝置202的另一示例性實施例。在該實施例中，溶劑 是以與面粉30的對流相反的流向被導入筒組件245。這可以通過以下方式被完成，例如，通 過使用包含端口 220a、220b和220c的軸承端板組件260b，使溶劑35通過導管221a、221b和 221c從泵280抽出，流動方向與玉米面30被推動通過該筒組件而朝向軸承端板組件260b 流動的方向相反。這種實施例導致該筒組件245的長度上的淀粉漿料提取梯度，具有與產(chǎn) 生漿料50和70的第一和第二溶劑提取的類似效果。
[0027] 回到圖1，淀粉140被以合適的固體分離步驟從合并的淀粉漿料90回收，例如通過 一個具有小于該漿化淀粉顆粒的孔的過濾器過濾，通過重力沉降，或通過離心形成溶劑滲 透物（或上清液）溶液100,其含有從包含淀粉固體110的餾分分離出的溶解的玉米油130。 在步驟120a、120b和120c中，溶劑35被分別從滲透物（或上清液）溶液100,從淀粉固體 餾分110,以及從第二纖維固體餾分80蒸發(fā)出。蒸發(fā)后，從該過程回收的三種產(chǎn)物是粗玉米 油130、淀粉140和富含蛋白質(zhì)和麩皮的貧化全谷薄片餾分150。
[0028] 根據(jù)所選擇的有機溶劑，原料玉米顆粒10中的約80%或更多的玉米油可以被回 收在玉米油餾分130中，其可通過普通玉米油精制技術(shù)被進一步精制。例如，在實驗室試驗 中，以乙醇為溶劑，79%的油被回收了。原料玉米顆粒10中的大約50% -60%的淀粉被回 收在淀粉餾分140中，其可以用于動物飼料和人類食品產(chǎn)品中?；厥盏牡矸垧s分140為約 91 %的淀粉、6. 5%的蛋白質(zhì)，1. 5%的麩皮（纖維）和大約1 %的灰分。可替代地，而不是從 淀粉固體餾分110蒸發(fā)溶劑，溶劑提取后的餾分可直接用催化劑處理以制造改性淀粉，殘 留溶劑作為一種如下文所述的試劑。貧化全谷薄片餾分150為約75%的淀粉、12%的蛋白 質(zhì)、11%的麩皮和約2%的灰分，占原料玉米粒10的淀粉的40% -50%，麩皮的92%左右， 和蛋白質(zhì)的66%左右。貧化全谷薄片餾分150可被直接用作動物飼料添加劑，可被進一步 加工成人類食物產(chǎn)品，例如壓縮成早餐谷類薄片，進一步研磨以形成油貧化的全玉米面，用 作肉增量劑，或可以如同普通濕法或干法研磨操作中那樣被糖化和液化成右旋糖，以及作 為原料制造乙醇或其他發(fā)酵產(chǎn)物。在后一種情況下，乙醇發(fā)酵過程的副產(chǎn)物為貧化的干酒 糟產(chǎn)品（DDG)，具有比普通的DDG更少的油含量。
[0029] 在另一個實施例中，包括淀粉的進一步化學轉(zhuǎn)化，如果C1-C6溶劑35是乙酸乙酯或 其他具有化學SR 1OOR2的酯，含有淀粉的溶劑餾分可被直接轉(zhuǎn)化為相應的淀粉酯。在這樣 的實例中，R 1和R2各自是酯鍵中的C1-C5部分，其中R1與R 2可具有相同或不同的碳原子數(shù)， 只要R1和R2總的碳原子為6個或更少。如果是乙酸乙酯，其中X和R都是乙?；軇┨?取后的淀粉可以通過酯交換反應，通過進一步使溶劑提取后的淀粉與一個均相堿催化劑接 觸，直接被衍生化為乙?；矸邸Ｔ谝粋€示例性實施例中，乙酸乙酯浸泡過的淀粉140被進 一步懸浮在另外5倍體積的乙酸乙酯中，并與甲醇鈉在50°C回流接觸1小時，然后干燥。這 導致每個殘基大約為0. 16的高取代度（乙?；浯笥谠谒匀軇┲械牡湫偷囊阴；?應中所達到的。不受理論的限制，確信具有如此少的水含量的溶劑提取后的淀粉是用于酯 化，與表氯醇、環(huán)氧化物以及其他衍生化反應的更好的反應物，因為不存在水的情況下，避 免了與水本身的副反應。使用溶劑的一個附加的好處在于較高水平的衍生化成為可能，同 時保持了淀粉的顆粒形態(tài)，因為衍生化淀粉的溶解度比在水中可能的溶解度要低。然后可 將該乙?；矸塾盟岷兔柑腔?，以形成單酰基醛糖苷，單?；┨擒帐侵匾墓I(yè)產(chǎn)品，可 作為表面活性劑的合成中的中間體。
[0030] 在另一個擴展的實施例中，包括進一步的化學轉(zhuǎn)化，如果C1-C6溶劑是一種具有化 學式ROH的醇，通過進一步使溶劑提取后的淀粉與均相酸催化劑接觸，溶劑提取后的淀粉 可以被直接衍生化成相應的糖苷（R-0-葡萄糖 n)。在一個示例性實例中，乙醇浸泡過的淀粉 140被進一步懸浮在另外4倍體積的乙醇中，并與甲苯磺酸在165°C回流接觸1小時，然后 干燥?；瘜W分析顯示90%的淀粉轉(zhuǎn)化為可溶性乙基葡糖苷和其他可溶性乙基糖苷 n(ethyl glycosidesj，其中乙基葡糖苷（例如，其中η = 1)占可溶性物質(zhì)的72%。
[0031] 如果C1-C6溶劑35是四氫呋喃（THF)或酮，溶劑提取后的淀粉可以被直接衍生化 為多個淀粉化合物，需要惰性有機溶劑來促進所希望的反應或溶解其他反應性試劑。
[0032] 因而使用除水以外的溶劑進行淀粉分離，允許以較低的成本制造多種改性淀粉， 因為水的除去是不需要的。許多淀粉改性劑與也將與水反應，這降低了化學效率。進一步， 由于與水相比，淀粉溶于C 1-C6有機溶劑少得多，可獲得較高的取代度，同時與水存在的情 況相比較，仍然可保持淀粉的顆粒結(jié)構(gòu)。 實例1 用乙醇提取淀粉
[0033] 將100克研磨后的含水量在15% (85%干固體）的全玉米懸浮在300ml的無水乙 醇中，并加熱至70°C。保持10分鐘后，該液體通過80目篩（180 μ m，0.007英寸）被分離， 產(chǎn)生第一漿料滲透物A和第一截留物。將200ml無水乙醇加入到第一截留物，并將該混合物 在一個裝有Icm陶瓷球的塑料容器中振蕩10分鐘。該液體再次通過一個80目篩被分離， 產(chǎn)生第二漿料滲透物B和第二截留物。第二截留物中加入另外200ml乙醇，并再次將混合 物振蕩，分離得到第三漿料滲透物C和第三截留物。第三截留物被放置在帶有濾紙的布氏 漏斗上，用IOOml乙醇洗滌得到洗滌滲透物D和指定為截留物E的38克第四截留物。
[0034] 在一個布氏漏斗的華特門濾紙（Whatman filter paper)上，滲透物A、B、C和D按 順序被過濾，得到指定為截留物餾分F的42g干燥淀粉固體與澄清的滲透物G。澄清的滲透 物G被蒸發(fā)，得到5克油狀殘余物。通過用葡糖淀粉酶消化淀粉，樣品被液化。這些組分的 初始分析結(jié)果示于表1中。 表1

【權(quán)利要求】
1. 一種分餾玉米顆粒的方法，包括： 將玉米面與一個足夠量的選自醇、酮、酯或呋喃組成的組的至少一種的Ci-C；有機溶劑 接觸，以形成一個含有不超過15% w/w的水的混合物； 該混合物被分離成1)富含玉米纖維和蛋白質(zhì)的一個第一固體餾分，和2)包括淀粉、溶 解的玉米油和該有機溶劑的一個第一液體有機漿液； 將淀粉從該第一有機漿液中分離出來，得到一個溶劑提取后的固體淀粉餾分和一個澄 清的有機溶液；并且 保留該澄清的有機溶液。
2. 權(quán)利要求1所述的方法進一步包括： 使該富含玉米纖維和蛋白質(zhì)的第一固體餾分與一個第二量的該有機溶劑接觸以形成 一個含有不超過15% w/w的水的第二混合物； 將該第二混合物分離成1)進一步富含玉米纖維和蛋白質(zhì)的一個第二固體餾分，以及 2)包括淀粉、溶解的玉米油和該有機溶劑的一個第二液體有機漿料餾分； 其中將淀粉從該第一有機漿料分離包括在分離淀粉之前將該第一和第二液體有機漿 料合并。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，進一步包括蒸發(fā)該澄清的有機溶劑，以得到一種由玉 米油組成的殘余物。
4. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中從該第一和第二有機漿料餾分分離的淀粉總計為研 磨后的玉米面中存在的淀粉的至少50%。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中將淀粉與該有機漿料分離包括密度分離和通過篩網(wǎng) 過濾中的至少一種。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中該密度分離包括該有機漿料餾分的重力沉降和離心 分離中的至少一種。
7. 如權(quán)利要求1-7所述的方法，進一步包括將該溶劑從該溶劑提取后的固體淀粉餾分 蒸發(fā)出，以獲得一個純化的淀粉餾分。
8. 如權(quán)利要求1-7所述的方法，進一步包括將該有機溶劑從該分離的固體餾分蒸發(fā) 出，形成一種富含淀粉纖維和蛋白質(zhì)的產(chǎn)物。
9. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中從該固體餾分分離該有機漿料餾分包括使該 第一和第二混合物中的至少一個過篩通過開口，該開口的大小對應于最大80目和最小200 目，其中該有機漿料通過該開口。
10. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中該玉米油或殘留的固體餾分與該有機溶劑的接 觸在50°C和該有機溶劑的沸點之間的溫度下進行。
11. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該有機溶劑為選自乙醇、乙酸乙酯和丙酮組 成的組的至少一種溶劑。
12. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該CfC6有機溶劑是乙醇。
13. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該q-C；有機溶劑是一種具有化學式ROH的醇，并 且該溶劑提取后的淀粉餾分進一步與一種酸催化劑接觸足夠的時間，以從該回收的淀粉形 成R-糖苷。
14. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該C2-C6有機溶劑是一種具有化學式1^00?的酯， 其中Ri和R2可具有相同或不同的碳原子數(shù)，并且Ri和R2的總碳原子為6個或更少；并且其 中進一步地，該溶劑提取后的淀粉餾分與一種堿催化劑接觸足夠時間，以形成淀粉的札和 R2酯中的至少一個。
15. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該玉米面與該有機溶劑的接觸在攪拌該混合物的 同時進行。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中該攪拌包括該混合物的滾轉(zhuǎn)。
17. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中該物理攪拌包括在惰性固體物體的存在下混合該 混合物。
18. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中該物理攪拌包括一種槳葉和一種螺桿中的至少一 個的旋轉(zhuǎn)造成的湍流。
19. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中將該混合物分離成該第一固體和該第一液體有機 漿料包括，將該混合物從一個第一端輸送到一個筒組件的一個第二端，該筒組件具有這樣 的壁，其上有對應于最大為80目和最小為200目的網(wǎng)孔，其中該有機漿料作為出口流從該 筒組件的壁收集，并且該第一固體餾分作為出口流從該筒組件的第二端收集。
20. 如權(quán)利要求19所述的方法，其中將該有機溶劑以與該固體餾分從該筒組件排出的 方向相反的方向引入該筒組件。
21. 如權(quán)利要求19所述的方法，其中該筒組件包括至少一個第一節(jié)段和一個第二節(jié) 段，并且其中該有機溶劑分別在該第一節(jié)段并且再在該第二節(jié)段與該玉米面接觸。
22. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該混合物具有不超過10% wt/wt的水。
23. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中混合物具有不超過5% wt/wt的水。
24. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中除去初始溶劑后，該淀粉餾分被重懸浮于新鮮的溶 劑中，并且用與該新鮮溶劑相容的衍生化試劑使淀粉衍生化。
25. 如權(quán)利要求24所述的方法，其中該新鮮溶劑為四氫呋喃。
26. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中來自該殘余物的玉米油被進一步精制。
【文檔編號】A23D9/04GK104284595SQ201380024391
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月15日
【發(fā)明者】T·P·賓德 申請人:阿徹丹尼爾斯米德蘭德公司