用于淀粉提取和改性的方法和组合物技术

淀粉提取、淀粉改性和／或麦芽制造的方法，其包括：（ａ）在含水阳极电解液产品的存在下浸渍淀粉源，（ｂ）向包含淀粉和谷蛋白的中间产品提取浆液中添加含水阳极电解液产品，（ｃ）向通过分离淀粉和谷蛋白而制备的淀粉产品浆液中添加含水阳极电解液产品，（ｄ）使提取的淀粉产品与其类型与数量有效用于改性淀粉产品的含水阳极电解液产品接触，和／或（ｅ）在含水阴极电解液产品的存在下浸渍淀粉源。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在工业淀粉分离和提取行业中在加工过程中处理基于淀粉的产品以达到最佳的微生物净化、淀粉提取和改性的方法。
技术介绍
从未加工的谷物和块茎产品中进行淀粉提取和改性是国际上食品、动物饲料和工 业淀粉行业中最大的市场之一。每天，数千吨基于淀粉的产品被加工以从其中提取淀粉，之 后将其转化为各种淀粉粉末、预混合料、糊或液体，用于啤酒生产、肉制品和鱼制品、糖食、 果酱和蜜饯(preserves)、糖浆、纸及纸板制造、动物和水产(aqua)饲料、宠物食品和许多 其它相关应用等。 各种各样基于淀粉的产品的生产需要专门按照规定的制造程序，其通常包括 用实质上有害且潜在腐蚀性的化学试剂进行干涉，以特异性操控半成品及最终产品 (end-product)淀粉分子的分子特征和特性。将这些干涉特定设计，以导致制备具有高度特 异性且分化的分子构型的不同最终产品，其然后当在进一步的制造程序中结合时赋予特定 且可预测的性能。 这些化学干涉包括杀生物药物(biocidal remedies)以限制病原和酸败微生物的 存在，所述病原和酸败微生物直接影响所制备的产品的生物安全性并因此影响符合国际以 及消费者批次规范的能力。不仅从经济角度，而且特别是从人类及动物安全的角度看，对这 些基于淀粉的产品的最佳净化是决定最终产品质量的关键因素。 就本说明书的目的而言，术语淀粉源或基于淀粉的产品应解释为包括块茎 (例如马铃薯)、谷物、木薯和衍生产品(例如，部分加工的谷物)。谷物应当解释为包括 坚果、含油种子、大麦、小麦、玉蜀黍(例如，蜡质和高直链淀粉玉米)、黑麦、燕麦、玉米和从 中可提取淀粉的任何其它谷类作物的谷粒。 基于淀粉的产品的工业处理 对于各种各样的淀粉类型，工业淀粉生产包括很多不同的加工程序，所有程序都适合生产适于特定应用的纯的或衍生的基于淀粉的产品和内含物(inclusion)。 在谷物麦芽制造工业中，分级大麦粒经历在浸渍水中反复浸渍，以将水分含量从约14%增加至约45%。大麦种子中胚芽的发芽在约35%水分含量下开始，并且湿润谷粒发芽持续至多6天，以形成被称为绿麦芽的物质。该过程促进胚乳中淀粉的最佳酶促改性，但是需要在胚乳被转化为发育根和叶新枝(leaf shoots)所需的淀粉源之前终止。该过程的控制很大程度上取决于浸渍水的质量及数量的最优化、微生物污染物过度生长的排除以及在绿麦芽发育过程中谷物发芽的最佳温度和湿度的保持。用杀生物剂处理浸渍水以阻止微生物生长和真菌毒素产生必须与对发芽谷物的潜在副作用以及经历酶促改性的淀粉的化学品污染的潜力相平衡。因此，在酿造过程中水质始终是有效生产基本成分的关键组分。 在工业淀粉厂中，首先按照颜色、大小、表面微生物和真菌毒素污染程度以及水 分、油和蛋白质含量等将新运输的基于淀粉的产品分级，之后将该基于淀粉的产品称重，并5在第一阶段初步筛选过程中清洗以去除灰尘、谷壳和外来物质。随后将基于淀粉的产品输 送至浸渍容器中，在那里它们在温热浸渍水中经历浸渍，基本上允许最佳的胚芽提取和胚 乳转移(mobilisation)。在浸渍过程中这些谷物产品吸收水，这导致谷壳变软并且种子的 水分含量和大小增加。 通常在浸渍水中添加二氧化硫(S02)以防止细菌在该温暖环境中过度生长。浸 渍水的温和酸性也开始使基于淀粉的产品内的谷蛋白键松散，从而引发淀粉分子的转移 (mobilising)。 去除软化的外壳，并将谷物粗磨以粉碎谷物胚芽(germ)(也称为胚芽(embryo)), 与其它组分(诸如胚乳和纤维)分离。将磨碎的谷物置于水浆液(water slurry)中，送至 旋风胚芽分离器，在那里低密度胚芽被抛离出浆液并保留用于进一步加工(例如提取油)， 而胚芽残余物可以用于动物饲料。 基于淀粉的产品经历第二次更剧烈的磨碎阶段，以从种子的纤维中释放淀粉和谷 蛋白。将淀粉和谷蛋白(其此刻称为碾磨淀粉)与纤维分离并输送到淀粉分离器，而纤 维可以被进一步处理用于动物饲料中。使碾磨淀粉浆经过分离器(诸如离心分离机)以将 低密度谷蛋白与淀粉分离。谷蛋白可用于动物饲料中。将淀粉浆(starch slurry)稀释并 反复洗涤以除去任何剩余的蛋白质痕量物质。然后将淀粉浆干燥至约12%的水分含量，并 且或者(i)作为未改性淀粉出售；或者(ii)转化为糖浆和葡萄糖；或者(iii)通过施加不 同的试剂、热和压力以改变未改性淀粉的性质而化学改性成特性淀粉。 与淀粉分离过程相关的困难之一涉及在调理过程中向浸渍水中添加S02。尽管S02 可能是一种优良的抑菌剂，但其对人是有害的并且能够导致严重的呼吸病症。因此，在淀粉 加工设备中需要对于S02添加步骤提供特殊的预防措施。此外，在暴露于连续不变的S02含 量之后，微生物污染物趋向于变成具有耐受性，这样可随时间减小S02的抗微生物效力。最 终，S02也可对中间产品和最终产品产生不利的颜色污染，因此需要用有效的氧化剂进行干 预以中和其活性以及减少相关的颜色污染。 此外，浸渍之后，在进一步加工淀粉浆之前必需要消除任何痕量S02，特别是在其 意图用于人或动物消费应用的情况下。这通常通过向碾磨淀粉浆中添加氧化剂特别是过氧 化物成分(诸如过氧化苯甲酰)以中和二氧化硫来进行。 然而，过氧化物是昂贵的化学品，其增加了生产成本。另外，过氧化物在性质上是 高度腐蚀性的，其不仅随时间破坏加工设备，而且在淀粉分离加工中使材料处理方案复杂 化。此外，一旦将过氧化物添加至碾磨淀粉中，S(^的任何抑菌功效都被消除，因此在碾磨淀 粉浆的下游加工过程中为微生物(特别是真菌)增殖以及随着真菌毒素产生的潜力增加所 引起的酸败创造了大量机会。 将淀粉化学改性的途径之一涉及通过氧化减小淀粉聚合物的大小。这通过将次氯 酸钠(Na0Cl)混合入淀粉浆中来实现。次氯酸钠使淀粉聚合物内的复杂键以及葡萄糖分子 中的碳碳键断裂，以产生大的羧基和羰基基团。这些基团降低了淀粉退化(retrograde)的 趋势，为淀粉提供了有益于涂敷食品和在糊状物中的粘性，以及使淀粉更稳定。 电化学活化的含水组合物 众所周知，从稀释的离解盐溶液中制备电化学活化(ECA)的溶液涉及使电流通过 电解质溶液以便产生可分离的阴极电解液和阳极电解液溶液。那些从事该行业的人员将理解，阴极电解液(其为离开阴极室(chamber)的溶液)是抗氧化剂并且通常具有在约8至 约13范围内的pH，以及约—200mV至约—llOOmV范围内的氧化-还原(redox)电势(ORP)。 阳极电解液(其是离开阳极室的溶液)是氧化剂并且通常是酸性溶液，其pH在约2至约8 的范围内，ORP在约+300mV至约+1200mV的范围内，并且游离活性氧化剂浓度《300卯m。 在电解质水溶液的电化学活化过程中，各种氧化和还原种类(species)存在于溶 液中，例如H0C1(次氯酸)；C102(二氧化氯);C102—(亚氯酸盐);C103—(氯酸盐);C104-(高 氯酸盐);OCl—(次氯酸盐)《12(氯气);02(氧气);叫2(过氧化氢);0H—(羟基);和Hj氢气)。任何具体活性种类在溶液中的存在或缺乏主要受衍生的盐以及终溶液PH的影响。 因此，例如，在pH3或以下，H0Cl转化为Cl2本文档来自技高网...

【技术保护点】
从淀粉源中提取淀粉产品的方法，其包括下述步骤：（ａ）在浸渍液中浸渍所述淀粉源，以及然后（ｂ）从所述淀粉源中提取所述淀粉产品，所述浸渍液包含ｐＨ在约４．５至约７．５范围内并且正氧化－还原电势为至少＋６５０ｍＶ的含水阳极电解液产品，所述浸渍液还包含未经电化学活化的水，并且所述含水阳极电解液产品以约１ｖｏｌ．％至约５０ｖｏｌ．％范围内的量存在于所述浸渍液中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-3-19 60/895,558从淀粉源中提取淀粉产品的方法，其包括下述步骤(a)在浸渍液中浸渍所述淀粉源，以及然后(b)从所述淀粉源中提取所述淀粉产品，所述浸渍液包含pH在约4.5至约7.5范围内并且正氧化-还原电势为至少+650mV的含水阳极电解液产品，所述浸渍液还包含未经电化学活化的水，并且所述含水阳极电解液产品以约1vol.％至约50vol.％范围内的量存在于所述浸渍液中。2. 权利要求1所述的方法，其中所述淀粉源是谷物产品；块茎产品；木薯；坚果产品； 种子产品；谷物产品、块茎产品、木薯、坚果产品或种子产品的衍生物；或它们的组合。3. 权利要求1所述的方法，其中步骤(b)包括(i)制备包含淀粉和谷蛋白的中间产品浆液，以及然后(ii)将所述淀 粉和所述谷蛋白至少部分分离，且所述方法进一步包括在至少一个位置将含水阳极电解液产品添加至所述中间产品浆 液中以制备经处理的中间浆液的步骤，所述含水阳极电解液产品具有至少6. 0的pH和至少 +900mV的正氧化-还原电势。4. 权利要求3所述的方法，其中以有效地占所述经处理的中间浆液的约lvol. %至约 20vol. %的总量将具有至少6. 0的pH和至少+900mV的正氧化-还原电势的所述含水阳极 电解液产品添加至所述中间产品浆液中。5. 权利要求1所述的方法，其中步骤(b)包括(i)制备包含淀粉和谷蛋白的中间产品浆液，以及然后(ii)将所述淀 粉和所述谷蛋白至少部分分离，以制备包含所述淀粉产品的淀粉浆，且所述方法进一步包括将具有至少6. 0的pH和至少+900mV的正氧化-还原电势的含水 阳极电解液产品添加至所述中间产品浆液中、或添加至所述淀粉浆中、或添加至所述中间 产品浆液和所述淀粉浆两者中的步骤，以有效使得所述具有至少6.0的pH和至少+900mV的 正氧化-还原电势的含水阳极电解液产品以约lvol. %至约35vol. %范围内的终浓度存在 于所述淀粉浆中的方式添加。6. 权利要求1所述的方法，其进一步包括通过使所述淀粉产品与含水阳极电解液产品 接触来漂白所述淀粉产品的步骤(c)，所述含水阳极电解液产品当处于未稀释形式时，具有 约2至约5范围内的pH以及至少+1000mV的正氧化-还原电势。7. 权利要求l所述的方法，其进一步包括在步骤(a)之前，使所述淀粉源与含水阴极电 解液产品接触的步骤，所述含水阴极电解液产品当处于未稀释形式时，具有约8至约13范 围内的pH以及至少_700mV的负氧化-还原电势。8. 从淀粉源中提取淀粉产品的方法，其包括下述步骤(a) 浸渍所述淀粉源；(b) 在步骤(a)之后，从所述淀粉源制备包含淀粉和谷蛋白的中间产品浆液；禾口(c) 在步骤(b)之后，将所述淀粉与所述谷蛋白至少部分分离，以制备包含所述淀粉产 品的淀粉浆，其中所述方法进一步包括向所述中间产品浆液中添加含水阳极电解液产品，以制备经处理的中间浆液，所述含水阳极电解液产品当处于未稀释形式时，具有约4. 5至约7. 5范围 内的pH以及至少+650mV的正氧化-还原电势。9. 权利要求8所述的方法，其中所述淀粉源是谷物产品；块茎产品；木薯；坚果产品； 种子产品；谷物产品、块茎产品、木薯、坚果产品或种子产品的衍生物；或它们的组合。10. 权利要求8所述的方法，其进一步包括在步骤(a)中用二氧化硫处理所述淀粉源。11. 权利要求8所述的方法，其进一步包括向所述淀粉浆中添加含水阳极电解液产品， 所述含水阳极电解液产品具有约4. 5至约7. 5范围内的pH以及至少+650mV的正氧化-还 原电势。12....

【专利技术属性】
技术研发人员：RD柯克佩崔克，N斯皮克曼，
申请(专利权)人：巨人贸易公司，
类型：发明
国别省市：PA[巴拿马]