用于再利用由乙醇生产得到的酵母生物质的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于主要从谷物并且更具体地小麦生产乙醇的方法，该方法允许最佳回收酵母生物质。本发明专利技术还涉及该酵母生物质本身并且涉及其作为动物饲料的用途。

Method for reusing yeast biomass produced from ethanol

The present invention relates to a method for producing ethanol mainly from grain and more specifically wheat, which allows the optimum recovery of yeast biomass. The invention also relates to the yeast biomass itself and to its use as animal feed.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于再利用由乙醇生产得到的酵母生物质的方法专利
本专利技术涉及由乙醇发酵过程得到的干酵母生物质的生产。更具体地说，本专利技术涉及一种允许更好地利用乙醇生产副产物的方法。现有技术基于谷物的乙醇生产已经在全世界有了很大的发展，以便满足用由农业产生的可再生源替代化石源的燃料的愿望。从谷物开始的通常方法由放置在水性介质中、酶水解、使用酿酒酵母发酵以及蒸馏组成。该方法产生了相对于大约三分之一干物质的乙醇，相对于另一个三分之一干物质的二氧化碳，并且其余部分是副产物，该副产物总体上将被干燥以便变成旨在喂养动物的废蒸馏谷物颗粒。在美利坚合众国，燃料乙醇的生产主要是基于玉米并且产生了被称为“玉米DDGS”(具有可溶物的干酒糟)的废玉米颗粒。在欧洲，从谷物的生产主要是基于小麦并且产生了废小麦颗粒。还存在废玉米颗粒或废谷物颗粒(当从各种谷物(大麦、黑麦、黑小麦、高粱、燕麦、稻)的混合物进行乙醇生产时)的生产。可能的是或者直接地或者在水解之后加入以其他源(马铃薯、木薯、甘薯、豌豆)的淀粉、来自甜植物(甜菜根、甘蔗、菊苣)的糖或可被酵母发酵的任何其他底物的形式的补充物。然而，从现有技术中已知的“玉米DDGS”和“小麦DDGS”所有都非常富含纤维并且富含植物蛋白(特别富含麸质)，并且因此具有低含量的必需氨基酸，特别是赖氨酸。在动物饲料中，术语“必需氨基酸”旨在是指对于牲畜动物的行为表现特别需要的并且常常在动物配给量中缺乏的那些：赖氨酸、蛋氨酸、胱氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸、精氨酸。其他氨基酸可能对于动物是有用的，但被认为是非必需的，因为它们很少缺乏，如谷氨酸。结果是废谷物颗粒的差的经济利用，这些颗粒主要用于喂养反刍动物(奶牛、肉牛、绵羊、山羊)，具有低蛋白需要的成年单胃动物，或食草类型的鱼类和甲壳类(鲤鱼、罗非鱼、虾)。废谷物颗粒微乎其微地用于喂养具有高蛋白需要的动物：牲畜动物幼崽(小猪、小牛、家禽幼崽、幼虾)、狗、猫、食肉类型的鱼(鲑鱼、鳟鱼、鲈鱼、海鲷)。这些动物需要就必需氨基酸(赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、色氨酸)而言很好平衡的饮食以便覆盖它们的要求以防止氮的肠损失，其是污染、腹泻、坏气味和结肠的微生物菌群的破坏的来源。然而，在发酵葡萄汁(fermentationmust)的非挥发性部分中存在非常有利的馏分：酵母(特别是酿酒酵母)生物质。酵母生物质在人类食品和动物饲料中从现有技术中是熟知的。它是高品质的蛋白来源、就必需氨基酸而言很好平衡(例如，啤酒酵母具有与谷物蛋白相比更高大约两倍的赖氨酸含量)。酿酒酵母类型的酵母生物质，由于其天然提供B族维生素、其对食草动物(反刍动物、马、兔)中的纤维消化的有利作用、其对免疫力的有益作用、降低真菌毒素的有害作用，而被认为是宠物的核苷酸或食欲因素(appetencefactor)的天然来源。酵母生物质常规地是在啤酒生产过程中通过过滤并且然后在滚筒上干燥或者喷雾干燥获得的。因此，它是副产物，该副产物不是有规律地可获得的并且取决于啤酒生产。许多啤酒厂没有被配备以干燥液体酵母，该酵母将必须在大距离上运输以便被干燥。产生酵母生物质的另一种方式是通过在碳水化合物(蔗糖、淀粉水解产物)的底物上发酵有意生产。于是它是主要产物并且不是副产物，其生产成本是高的，并且对牲畜动物饲料和宠物饲料行业不是非常易得到的。文献FR2949645的作者以及还有文献WO2010/109203和谷物作物用于食品和燃料的用途-用于在肉类家禽饮食中使用的新颖的生物乙醇副产物的表征(Useofcerealcropsforfoodandfuel-Characterizationofanovelbioethanolcoproductforuseinmeatpoultrydiets)(食品和能源安全(FoodandEnergySecurity)，2013，2(3)，第197-206页)的作者已经提出通过尝试更具体地说分离酵母生物质来改进由生物乙醇生产得到的DDGS的营养品质。开发的两种方法使用全谷物作为植物原料。换言之，这些方法包括富含纤维和麸质的植物材料的转化。因此，根据这两种方法获得的副产物总是含有高比例的谷物蛋白，其结果是相对于总蛋白的低赖氨酸含量(每100g蛋白小于3g赖氨酸)。文献US2698826、US4361651、WO03/063609和DE102007040068描述了用于生产乙醇的方法，其中可发酵的葡萄汁几乎不含残余的纤维和麸质。文献EP213023描述了用于生产乙醇的方法，其中可发酵的葡萄汁仍然包含大量纤维和麸质。由于在可发酵的葡萄汁中存在大量的纤维，所以蛋白饲料包含小于25％的蛋白含量。此外，因为所有的干质量被回收用于生产这种蛋白饲料并且因为在浓缩然后干燥该饲料之前没有进行分离步骤，所以它包含大量的灰分。该蛋白饲料与上述DDGS类似。文献WO2008/0099733就其本身而言描述了用于生产乙醇的方法，其中在发酵结束时并且在蒸馏之前回收具有大约20％的干质量的酵母乳。在真空下蒸发该乳以便回收存在的乙醇。将该浓相的一部分进一步浓缩、回收、并且然后干燥作为干酵母。在浓缩然后干燥该酵母乳之前不进行分离步骤。因此，在该干酵母的生产过程中回收所有的干质量，并且它特别地含有大量的灰分。本专利技术涉及一种用于生产乙醇的方法，该方法主要基于谷物并且更具体地说基于小麦，允许最佳回收酵母生物质，该酵母生物质具有低量的灰分和植物蛋白。专利技术概述因此，本专利技术的第一主题是针对一种用于从由乙醇生产得到的蒸馏残余物中回收富含酵母蛋白的组合物的方法，该方法包括：a)制备包含按干重量计至少40％的小麦淀粉干物质的可发酵的葡萄汁；b)酶水解该可发酵的葡萄汁；c)发酵如此获得的水解产物；d)蒸馏发酵的产物；e)分离蒸馏残余物，以便获得·富含酵母蛋白并含有残余纤维的第一馏分(A)，以及·包含该蒸馏残余物的可溶产物的第二馏分(B)；f)干燥该馏分(A)以便获得富含酵母蛋白的组合物；其特征在于该可发酵的葡萄汁包含小于10％的植物蛋白以及在至少3％与至多6％之间的残余纤维含量。本专利技术的第二主题涉及一种富含酵母蛋白的组合物，该组合物可以根据为本专利技术主题的方法获得。本专利技术的第三主题是针对一种包含所述富含酵母蛋白的组合物的动物饲料。专利技术的详细说明在本专利技术中，术语“纤维”对应于谷物、特别是小麦的植物壁。它们具体地包括麸。术语“残余纤维”表示在制备淀粉乳过程中未被除去的纤维。残余纤维主要包括谷物、特别是小麦的内部纤维，如戊聚糖(主要是阿糖基木聚糖)，但还可以包含残余麸。残余纤维含量是根据AFNOR法NFV18-122:1997(由通过十二烷基硫酸酯的作用在中性介质中处理组成，其中使用酶：α-淀粉酶(特妙淀粉酶(termamyl)120L)和蛋白酶(链霉蛋白酶))确定。该含量被表示为中性洗涤剂纤维相对于干物质的百分比。在本专利技术中，术语“酵母蛋白”是指衍生自酵母的蛋白，源自引入到淀粉水解产物的发酵步骤内的酵母的那些以及在酵母(酿酒酵母)的生长和增殖过程中产生的那些两者。因为不能直接测量样品中的酵母蛋白含量，所以在本专利技术中该含量是由赖氨酸含量确定的。这是因为根据本专利技术的方法仅涉及特别地衍生自小麦的植物蛋白，以及特别地衍生自酿酒酵母的酵母蛋白。此外，酿酒酵母蛋白总体上含有6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从由乙醇生产得到的蒸馏残余物中回收富含酵母蛋白的组合物的方法，该方法包括：a)制备包含按重量计至少40％的小麦淀粉的可发酵的葡萄汁；b)酶水解该可发酵的葡萄汁；c)发酵如此获得的水解产物；d)蒸馏发酵的产物；e)分离该蒸馏残余物，以便获得：·富含酵母蛋白并含有残余纤维的第一馏分(A)；·包含该蒸馏残余物的可溶产物的第二馏分(B)；f)干燥该馏分(A)以便获得富含酵母蛋白的组合物；其特征在于该可发酵的葡萄汁包含小于10％的植物蛋白以及在3％与6％之间的残余纤维。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.14 FR 14610221.一种用于从由乙醇生产得到的蒸馏残余物中回收富含酵母蛋白的组合物的方法，该方法包括：a)制备包含按重量计至少40％的小麦淀粉的可发酵的葡萄汁；b)酶水解该可发酵的葡萄汁；c)发酵如此获得的水解产物；d)蒸馏发酵的产物；e)分离该蒸馏残余物，以便获得：·富含酵母蛋白并含有残余纤维的第一馏分(A)；·包含该蒸馏残余物的可溶产物的第二馏分(B)；f)干燥该馏分(A)以便获得富含酵母蛋白的组合物；其特征在于该可发酵的葡萄汁包含小于10％的植物蛋白以及在3％与6％之间的残余纤维。2.如权利要求1所述的用于回收富含酵母蛋白的组合物的方法，其特征在于，步骤a)包括小麦淀粉乳的制备，该制备包括：-通过研磨和筛分去除小麦谷物纤维；并且-通过浸滤去除麸质。3.如权利要求1和2中任一项所述的用于回收富含酵母蛋白的组合物的方法，其特征在于，该可发酵的葡萄汁包含源自除了小麦之外的来源的淀粉，该淀粉选自玉米、黑麦、大麦、燕麦、黑小麦、斯卑尔脱小麦、粟、高粱、马蚕豆、马铃薯、甘薯、稻、藜麦、栗子、小扁豆、鹰嘴豆、豆、蚕豆、木薯或荞麦的淀粉，或其混合物。4.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·勒科克，C·德尔波特，
申请(专利权)人：罗盖特公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR