本发明专利技术提供了一种使用乙醇作为萃取剂，从高固体含量、热化学水解的玉米纤维中萃取甾醇的方法。该方法包括获得含水量为约２０重量％至约５０重量％固体（高固体含量）的玉米纤维浆料，对２０至５０％高固体含量的玉米纤维浆料进行热化学处理以产生水解的玉米纤维浆料，将水解的玉米纤维浆料脱水以获得含水量为约３０至８０重量％固体的残留玉米纤维，洗涤残留的玉米纤维，将洗涤、水解的玉米纤维浆料脱水以获得含水量为约３０至８０重量％固体的残留玉米纤维，以及用乙醇萃取残留玉米纤维并且分离至少一种甾醇。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请是非临时的，并且要求2004年3月22日提交的美国临时专利申请序号60/555,284的优先权，所述临时专利申请名称为“乙醇萃取玉米纤维中的植物甾醇”，其具有相同的申请人作为专利技术人，即Charles Abbas，Kyle E.Beery，Thomas P.Binder，和AnneM.Rammels berg。美国临时专利申请序号60/555,284的全部内容引入本非临时的实用专利申请作为参考。联邦资助研究的声明美国政府有对本专利技术的已付费许可，并且在有限的条件下有权要求专利所有人以合理的方式许可他人实施该专利技术，所述方式由美国DOE(能源部)授予的裁决号04-03-CA-7060的条款规定。
技术介绍
1.专利
本专利技术涉及一种乙醇萃取已经热化学处理的玉米纤维的方法。2.
技术介绍
说明“湿磨法”是可以将玉米转变成乙醇、玉米甜味剂和淀粉的方法。本文中使用的“玉米纤维”定义为“从湿磨法得到的产物，所述湿磨法包括在升高的温度下在含水二氧化硫中初始浸渍玉米粒，随后温和地研磨并且物理分离外纤维层与淀粉、蛋白质和其它成分”。通过玉米湿磨法按每蒲式耳经加工玉米13％的比率产生玉米纤维。根据玉米精制者协会(Corn Refiners Association)，在湿磨厂每天产生15,000吨以上的玉米纤维。连同玉米纤维一起，玉米的蛋白质、油和淀粉部分随着所述纤维流、并且随着和玉米胚芽粉(该玉米胚芽粉被混入所述物流中)一起喷洒在所述纤维上的玉米浆和釜馏物一起分离出来，总计约25％的经加工玉米变成部分玉米麸质饲料流。玉米浆是从玉米粒的初始浸渍得到的液体，而釜馏物是得自乙醇发酵液的蒸馏的釜底产物，主要包含水、非挥发性物质，以及主要得自酵母细胞量的固体物。所述玉米浆和釜馏物给玉米麸质饲料提供了营养物和蛋白质，所述玉米麸质饲料是作为动物饲料销售的低价值副产品物流。在本专利技术中，提供了一种节省成本的方法，它可以将玉米纤维流提升为更加有价值的和可用的成分。玉米纤维由大约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％其它成分组成。半纤维素由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、香豆酸和阿魏酸在内的其它成分组成。工厂得自脱水压机的玉米纤维流含有30-50％固体。热化学处理玉米纤维期间，将纤维加热至130-180摄氏度(℃)，该处理溶解淀粉和半纤维素部分，而完整地留下纤维素。淀粉由两种类型的葡萄糖聚合物(直链淀粉和支链淀粉)组成。直链淀粉是具有由α-1，4-糖苷键连接的葡萄糖分子的线性聚合物，而支链淀粉是具有由α-1，4-糖苷键连接的葡萄糖分子和α-1，6连接的分支的高度支化的聚合物。玉米纤维中的半纤维素由β-1，4连接的木糖主链和由阿拉伯糖、木糖、半乳糖、葡糖醛酸、甘露糖、阿魏酸和香豆酸组成的侧链组成。可以采用加热与淀粉降解酶或与硫酸的组合，通过水解从纤维中除去淀粉。在这些条件下，首先水解淀粉聚合物成为可溶性寡糖，其可以进一步通过二级酸或酶水解步骤水解成为葡萄糖。通过在高于121℃的温度下处理玉米纤维，可以部分水解半纤维素，但是完成水解木聚糖主链至单体需要进一步用酸或酶进行处理。淀粉和半纤维素的水解也可以结合成单个步骤。可以在高温下任选地添加酸处理含有得自浸渍法的残留二氧化硫的天然玉米纤维。该处理将导致淀粉和半纤维素的同时水解。得自水解的淀粉和半纤维素的单糖可用于许多不同的工业用途，包括发酵和催化转化至糖醇并随后转化为多元醇。得自淀粉的葡萄糖可用于酵母发酵生产乙醇，或可以发酵成为其它产物。也可以类似地发酵木糖成为多种本领域熟练技术人员已知的发酵衍生产物。阿魏酸可以用作生产香草醛的原料。可以将水解步骤后残留的玉米纤维与溶剂接触以萃取存在的油。例如，美国专利No.5,843,499(Moreau等人)公开了，可以在抗氧化剂BHT存在下使用己烷从玉米纤维中萃取含有植物甾醇的油部分。用干燥、研磨过的玉米纤维在室温下搅拌完成Moreau等人公开的方法。Moreau等人提出的萃取产生混合油，该混合油含有三酸甘油酯(TAG)、植物甾醇的脂肪酸酯(St-FA)、游离脂肪酸(FFA)、生育酚、游离植物甾醇(St)、以及植物甾醇的阿魏酸酯(St-F)。Moreau等人报道，普通玉米纤维中油的总百分率高达3.33wt％。此外，Moreau等人报道，在萃取油中有大约18％(wt/wt)总甾醇含量(St-FA、St和St-F)，其中8％为St-FA。包括β-谷甾醇及其糖苷β-谷甾醇葡萄糖苷(β-sitosterolin)在内的植物甾醇非常类似于胆甾醇分子。这些分子干扰人的胆甾醇吸收。对来自肠的胆固醇的降低的吸收作用减少低密度脂蛋白(LDL)，这降低血浆胆甾醇水平。对本专利技术来说，植物甾醇包括，例如但是不限于，β-谷甾醇、谷甾烷醇(sitostanol)、菜油甾醇、菜油甾烷醇(campestanol)、豆甾醇、豆甾烷醇、菜子甾醇和其它含有甾醇环状系统的化合物。本文中使用的“总甾醇”包括，例如但是不限于，本文中公开的所有植物甾醇。本文中使用的“植物甾醇”还包括甾醇糖苷、甾醇脂肪酸酯和甾醇阿魏酸酯。Moreau等人公开的方法与本专利技术明显不同，因为在本专利技术中描述的萃取是对高固体含量、热化学处理的玉米纤维完成的。而且，可以对干燥的玉米纤维或者对湿的、未磨过的玉米纤维进行本专利技术方法的萃取。不需要完全干燥的玉米纤维是本专利技术方法的一个优点，因为将纤维从65％水(对于机械脱水的玉米纤维是有代表性的)降低至0％非结合水所需的能量高。另外，谷粒粉尘爆炸是谷类储存和碾磨操作的潜在危险。通过加工湿的、未磨过的玉米纤维，使谷粒粉尘爆炸的可能性减到最低程度。浓度从0％/100％水/乙醇至30％/70％水/乙醇的萃取剂用于本专利技术的方法以萃取植物甾醇。如果热化学处理后玉米纤维的水含量是65％，那么将需要在无水乙醇中添加总玉米纤维流重量的325％，以获得80％/20％溶剂。因此，如果可以在萃取之前降低玉米纤维中存在的水的量，将大大地减少乙醇用量。乙醇和乙醇/水混合物最适合于生产乙醇的现有玉米湿磨工厂，因为在这类工厂中乙醇和水都可加以利用。专利技术概述本专利技术提供了一种从玉米纤维中萃取甾醇的方法，该方法包括获得含水量为约20重量％至5 0重量％固体(即高固体含量)的玉米纤维浆料，对所述玉米纤维浆料进行热化学处理以产生水解的玉米纤维浆料，将所述水解的玉米纤维浆料脱水以获得含水量为约30至80重量％固体的残留玉米纤维，用水洗涤(至少一次)所述残留玉米纤维，将洗涤、水解的玉米纤维浆料脱水以得到含水量为约30至80重量％固体的残留玉米纤维，以及用乙醇萃取(至少一次)所述残留玉米纤维并从其中分离至少一种甾醇。在该方法的一个更优选的实施方案中，萃取的甾醇是选自α、β和γ形式的谷甾醇、谷甾烷醇、豆甾醇、豆甾烷醇、菜油甾醇、菜油甾烷醇、菠菜甾醇、植物甾醇酯、植物甾烷醇(phytostanol)酯及其混合物的植物甾醇。在本文所述的本专利技术的另一个实施方案中，该方法包括这样对所述玉米纤维浆料进行热化学处理将所述玉米纤维浆料从约130摄氏度加热至约180摄氏度，更优选从约130本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种从玉米纤维中萃取甾醇的方法，该方法包括： 获得含水量为约２０重量％至５０重量％固体的玉米纤维浆料； 对固体含量为２０至５０重量％固体的所述玉米纤维浆料进行热化学处理以产生水解的玉米纤维浆料； 将所述水解的玉米纤维浆料脱水以获得含水量为约３０至８０重量％固体的残留玉米纤维； 洗涤所述残留玉米纤维； 将所述洗涤、水解的玉米纤维浆料脱水以获得含水量为约３０至８０重量％固体的残留玉米纤维；以及 用乙醇萃取所述残留玉米纤维并分离至少一种甾醇。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：C阿巴斯，KE比瑞，TP宾德，AM拉米尔斯伯格，
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]
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