作为食品添加剂或动物饲料的玉米纤维壳制造技术

本发明专利技术提供了可从水解的、溶剂提取的玉米纤维壳制备的新型动物饲料或食品添加剂。该动物饲料或食品添加剂例如可这样制备，即，通过热化学处理玉米纤维壳而将玉米纤维壳中存在的半纤维素和淀粉水解和溶解成寡糖。残余物可用溶剂提取以分离油与玉米纤维，余下可通过例如附聚制备的固体残渣，并且以食品添加剂或动物饲料出售。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的彼此对照参考本申请不是临时申请，它要求2005年3月21日登记的、授予相同的专利技术人Charles Abbas，Kyle E.Beery，Michael J.Cecava，和PerryH.Doane，标题为“作为食品添加剂或动物饲料的玉米纤维壳”美国临时专利申请系列No.60/663,825的优先权。美国临时专利申请系列No.60/663,825的全部内容并入该不是临时申请的实用专利申请作参考。联邦支助的研究声明美国政府支付了本专利技术的申请相关费用，在有限情况下的权利需要本专利拥有者特许其他人在合理的条款如由美国DOE(能源部)授予颁布号04-03-CA-7060的条款提供的。1.专利技术背景本专利技术涉及可从热化学水解的、溶剂提取的玉米纤维壳制作的新型食品添加剂或动物饲料。2.
技术介绍
的描述玉米纤维是通过以约13％每蒲式耳加工的玉米的比率湿磨玉米而生产的。根据玉米精加工协会的报导，每天以湿磨法生产约15,000吨以上的玉米纤维。与玉米纤维一道，从玉米中按比例将蛋白质、油和淀粉与纤维流分离，当与被喷到纤维和玉米胚芽粉上的玉米浸泡液的浓缩液和釜馏物合并时，将它混入所述流体，加工玉米的总计约25％变成玉米麸质饲料流的一部分。玉米浸泡液的浓缩液是来自玉米粒初始浸泡的液体，而釜馏物则是蒸馏乙醇发酵液后的釜底料。玉米浸泡液的浓缩液和釜馏物提供玉米麸质饲料的营养物和蛋白-->质，玉米麸质饲料是作为动物饲料出售的低价值副产物流。希望从该较低价值流获得更高价值流。在本专利技术中，玉米纤维流，它被加工成单独的更高价值产品，例如含植物甾醇的玉米纤维油，可用作食品添加剂或可消化的动物饲料。本专利技术还涉及通过该方法生产的纤维和该纤维作为食品添加剂的应用。本专利技术还包括通过所述方法生产的动物饲料，以及具有相似性能的任何动物饲料。玉米纤维含有约15～25％淀粉、10～13％蛋白质、33～42％半纤维素、15～18％纤维素、3～6％灰分、3～6％油和1～2％其它组分。所述半纤维素含有约50～55％木糖、30～35％阿拉伯糖、4～6％半乳糖、3～5％D-葡糖醛酸和2～5％包括甘露糖、香豆酸和阿魏酸的其它组分。在一个水解过程的实例中，来自榨干机的玉米纤维流含有约30～约50％固体物。在玉米纤维的热化学处理中，纤维被加热到约138～约190℃，它溶解淀粉和半纤维素部分，但是留下完整的纤维素。淀粉包括两种葡萄糖聚合物-直链淀粉和支链淀粉。直链淀粉是通过α-1，4-糖苷键连接葡萄糖分子形成的线形聚合物，而支链淀粉则是通过α-1，4-糖苷键连接葡萄糖分子、具有α-1，6连接的支链的高度支化的聚合物。玉米纤维中的半纤维素包括β-1，4连接的木糖主链和含有阿拉伯糖、木糖、葡萄糖、半乳糖、甘露糖、葡糖醛酸、阿魏酸和香豆酸的侧链。可通过水解与加热和淀粉降解酶或硫酸结合，从所述纤维中除去淀粉。在这些条件下，淀粉聚合物首先水解为可溶性寡糖，它可进一步通过第二次酸或酶的水解步骤而水解为葡萄糖。可通过在高于121℃的温度下处理玉米纤维将半纤维素部分地水解，但是木聚糖主链完全水解为单体需要酸或酶的存在。淀粉和半纤维素的水解还可合并为一步。可在高温下任选添加酸处理来自浸泡工序的含有残余二氧化硫的天然玉米纤维。该处理将引起淀粉和半纤维素的同时水解。来自水解的淀粉和半纤维素的单糖可在很多不同的工业用途中应用，包括发酵和催化转化为糖醇和随后转化为多元醇。来自淀粉的葡萄糖可用于酵母发酵而生产乙醇，或者可被发酵成其它产品。木糖也可同-->样被发酵成一些本领域技术人员已知的来自发酵的产品。阿魏酸可用作香草醛的生产原料。3.定义如本文应用的“湿磨”是一种工艺，通过它可将玉米转化为乙醇、玉米甜味剂和淀粉。如本文应用的“玉米纤维”是来自湿磨工艺的产品，该工艺包括，首先在高温下的二氧化硫水溶液中浸泡玉米粒，接着缓慢地研磨，将外部纤维层与淀粉、蛋白质和其它组分物理分离。如本文应用的“玉米浸泡液的浓缩液”是来自湿磨时初始浸泡玉米粒的液体。如本文应用的“釜馏物”是湿磨法中从乙醇发酵液蒸馏后的釜底料。如本文应用的“玉米麸质饲料”是作为动物饲料出售的湿磨法的低价值副产物流。如本文应用的“植物甾醇”包括例如，但不限于，β-谷甾醇、二氢β-谷甾醇、菜油甾醇、菜油甾烷醇、豆甾醇、豆甾烷醇、菜子甾醇和含有甾醇环体系的其它化合物。如本文应用的“总的甾醇”包括例如，但不限于，本文描述的全部植物甾醇。如本文应用的“植物甾醇”还包括甾醇糖苷、甾醇脂肪酸酯和甾醇阿魏酸酯。如本文应用的“高固体含量”表示具有约20重量％至约50重量％固体物的含湿量的玉米纤维浆。如本文应用的“酸洗纤维”(ADF)是饲料中的植物物质或不溶于酸洗液的粗饲料的百分数，(相当于AOAC法973.18)。通常，ADF愈低，饲料就更易被动物消化。如本文应用的“酸洗不溶性粗蛋白质”(ADI-CP)是酸洗纤维残余物中残留的氮。一般将ADI-CP看成在贮存和加工过程中发生的热量损失的估计值。如本文应用的“中性洗涤纤维”(NDF)是饲料中的细胞壁物质和植物-->结构的百分数。NDF百分数愈低，动物将吃得愈多。NDF包括酸性纤维并且与摄取量成反比，所以，希望低的NDF百分数。如本文应用的“中性洗涤不溶性粗蛋白质”(NDI-CP)是中性洗涤纤维残渣中残余的氮。如本文应用的“木素”是生物不可获取的酚酸聚合物的混合物。木素一般被看成成熟植物和树木的主要结构成分。如本文应用的“相对饲料值”(RFV)是与完全开花的纯苜蓿相比饲料值的量度，其中，100等于完全开花的苜蓿，而大于100的RFV表示大于完全开花的苜蓿的饲料值。如本文应用的“获得的净能量”(NEG)是未哺乳动物中的身体组织沉积可利用的饲料的能量估测值。如本文应用的“维持的净能量”(NEM)是未哺乳动物的维持可利用的饲料的能量估测值。如本文应用的“哺乳的净能量”(NEL)是体重的维持和泌乳可利用的饲料中的能量估测值。如本文应用的“总的可消化营养物”(TDN)是可消化的蛋白质、可消化的不含氮提取物、可消化的粗纤维和可消化的脂肪的总量。TDN引起消化作用的粪便损失，并且在一定程度上引起尿的能量损失。如本文应用的“不含氮提取物”(NFE)是植物的很容易消化部分，主要含碳水化合物。通常将NFE看成获取蛋白质、灰分、粗纤维、醚提取...

【技术保护点】
一种制备动物饲料或食品添加剂的方法，它包括如下步骤：　　　　获得含湿量从约３０重量％至约５０重量％固体物的玉米纤维浆；　　　　热化学处理所述玉米纤维浆而生产水解的玉米纤维浆；　　　　将所述水解后的玉米纤维浆脱水而产生第一次残余的玉米纤维，所述第一次残余的玉米纤维具有约３０～约８０重量％固体物的含湿量；　　　　洗涤所述第一次残余的玉米纤维；　　　　将所述洗涤过、水解后的玉米纤维浆脱水而产生第二次残余的玉米纤维，所述第二次残余的玉米纤维具有约３０～约８０重量％固体物的含湿量；　　　　用提取剂提取所述第二次残余的玉米纤维，再从所述第二次残余的玉米纤维分离至少一种植物甾醇而获得提取的玉米纤维；　　　　收集所述提取的玉米纤维；以及　　　　制备含有所述提取的玉米纤维的动物饲料或食品添加剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-3-21 60/663,8251.一种制备动物饲料或食品添加剂的方法，它包括如下步骤：
获得含湿量从约30重量％至约50重量％固体物的玉米纤维浆；
热化学处理所述玉米纤维浆而生产水解的玉米纤维浆；
将所述水解后的玉米纤维浆脱水而产生第一次残余的玉米纤维，所
述第一次残余的玉米纤维具有约30～约80重量％固体物的含湿量；
洗涤所述第一次残余的玉米纤维；
将所述洗涤过、水解后的玉米纤维浆脱水而产生第二次残余的玉米
纤维，所述第二次残余的玉米纤维具有约30～约80重量％固体物的含
湿量；
用提取剂提取所述第二次残余的玉米纤维，再从所述第二次残余的
玉米纤维分离至少一种植物甾醇而获得提取的玉米纤维；
收集所述提取的玉米纤维；以及
制备含有所述提取的玉米纤维的动物饲料或食品添加剂。
2.权利要求1的方法，其中，所述提取剂是乙醇。
3.权利要求1的方法，它包括，将所述提取的玉米纤维附聚或压实
或者将所述提取的玉米纤维磨成粉。
4.权利要求1的方法，它包括如下步骤，即，将液体、玉米浸泡液
的浓缩液、釜馏物、一种或多种矿物质、维生素、蛋白质、谷粒、脂肪
或油、及其组合的至少一种加到所述提取的玉米纤维中。
5.权利要求1的方法，它包括，其中，所述动物饲料被喂给反刍动
物、单胃动物、家禽或水产养殖物。
6.权利要求1的方法，它包括，其中，所述热化学处理步骤包括如
下步骤：
将所述玉米纤维浆放入反应器；
将所述反应器内的玉米纤维加热到约138℃～约190℃的温度；以
及
在操作所述反应器时保持所述加热约30分钟～约60分钟。
7.权利要求1的方法，它包括在减压下除去所述残余提取物的步骤。
8.通过制备所述食品添加剂或动物饲料的方法生产的食品添加剂或
动物饲料，所述方法包括如下步骤：
获得含湿量是约30重量％～约50重量％固体物的玉米纤维浆；
热化学处理该玉米纤维浆而生产水解的玉米纤维浆；
将所述水解后的玉米纤维浆脱水而产生第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：C阿巴斯，KE比里，M塞卡瓦，PH多恩，
申请(专利权)人：阿彻丹尼尔斯米德兰公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]