CN103327840A - 用于提取烟草衍生材料的烟草分离方法和有关的提取系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种从植物材料(10)提取至少一种目标组分的方法。所述方法包括：在有提取溶剂存在下匀浆化植物材料，以将所述植物材料分离为植物液体组分和植物浆组分。可以进一步加工所述组分中的每一种，以从其提取特定组分。具体地，可以加工所述植物液体组分，以提取植物衍生的淀粉材料、植物衍生的蛋白、植物衍生的糖、植物衍生的糖等。可以加工所述植物浆材料，以提取果胶和纤维素。还提供了一种有关的系统。

Description

用于提取烟草衍生材料的烟草分离方法和有关的提取系统

技术领域

本公开内容涉及植物材料组分的提取，特别是烟草植物材料的一种或多种组分的提取。本公开内容进一步涉及植物衍生的组分，所述组分可用于不同的产品中，特别是从烟草制成或衍生出的产品，或者其以其它方式包含烟草并用于人类消费的产品。

背景技术

香烟、雪茄和烟丝是处于不同形式的使用烟草的常见吸烟制品。如下使用这些吸烟制品：加热或燃烧烟草，以产生可被吸烟者吸入的气溶胶（如烟）。还可以以所谓“无烟”形式享用烟草。通过将一些形式的经过处理的烟草或含烟草制剂插入使用者嘴中，使用特别流行的无烟烟草产品。参见例如，在下述文献中阐述的无烟烟草制剂类型、成分和加工方法：Schwartz的美国专利号1,376,586；Levi的美国专利号3,696,917；Pittman等人的美国专利号4,513,756；Sensabaugh,Jr.等人的美国专利号4,528,993；Story等人的美国专利号4,624,269；Tibbetts的美国专利号4,991,599；Townsend的美国专利号4,987,907；Sprinkle,III等人的美国专利号5,092,352；White等人的美国专利号5,387,416；Williams的美国专利号6,668,839；Williams的美国专利号6,834,654；Atchley等人的美国专利号6,953,040；Atchley等人的美国专利号7,032,601；和Atchley等人的美国专利号7,694,686；Williams的美国专利公开号2004/0020503；Quinter等人的美国专利公开号2005/0115580；Strickland等人的美国专利公开号2005/0244521；Strickland等人的美国专利公开号2006/0191548；Holton,Jr.等人的美国专利公开号2007/0062549；Holton,Jr.等人的美国专利公开号2007/0186941；Strickland等人的美国专利公开号2007/0186942；Dube等人的美国专利公开号2008/0029110；Robinson等人的美国专利公开号2008/0029116；Mua等人的美国专利公开号2008/0029117；Robinson等人的美国专利公开号2008/0173317；Engstrom等人的美国专利公开号2008/0196730；Neilsen等人的美国专利公开号2008/0209586；Crawford等人的美国专利公开号2008/0305216；Essen等人的美国专利公开号2009/0065013；Kumar等人的美国专利公开号2009/0293889；和Gao等人的美国专利公开号2010/0291245；Arnarp等人的PCT WO04/095959；和Atchley的WO2010/132444A2；和2009年12月15日提交的Mua等人的美国专利申请系列号12/638,394；它们中的每一篇通过引用并入本文。

已经投放市场的示例性的无烟烟草产品包括被称作下述名称的那些：R.J.Reynolds Tobacco Company的CAMEL Snus、CAMEL Orbs、CAMEL Strips和CAMEL Sticks；American Snuff Company,LLC的GRIZZLY潮湿烟草、KODIAK潮湿烟草、LEVI GARRETT松散烟草和TAYLOR'S PRIDE松散烟草；Swisher International,Inc.的KAYAK潮湿鼻烟和CHATTANOOGA CHEW嚼烟；Pinkerton Tobacco Co.LP的REDMAN嚼烟；U.S.Smokeless TobaccoCompany的COPENHAGEN潮湿烟草、COPENHAGEN Pouches、SKOAL Bandits、SKOAL Pouches、RED SEAL长条带和REVEL Mint Tobacco Packs；以及PhilipMorris USA.的MARLBORO Snus和Taboka。

在某些情况下，在无烟烟草组合物或产品中采用的烟草材料的至少一部分可以具有提取物的形式。可以以多种形式使用烟草提取物。例如，可以以基本上不含溶剂的形式或液体形式分离烟草提取物。用于提取烟草组分的示例性技术描述在下述文献中：Fiore的美国专利号4,144,895；Osborne，Jr.等人的美国专利号4,150,677；Reid的美国专利号4,267,847；Wildman等人的美国专利号4,289,147；Brummer等人的美国专利号4,351,346；Brummer等人的美国专利号4,359,059；Muller的美国专利号4,506,682；Keritsis的美国专利号4,589,428；Soga等人的美国专利号4,605,016；Poulose等人的美国专利号4,716,911；Niven，Jr.等人的美国专利号4,727,889；Bernasek等人的美国专利号4,887,618；Clapp等人的美国专利号4,941,484；Fagg等人的美国专利号4,967,771；Roberts等人的美国专利号4,986,286；Fagg等人的美国专利号5,005,593；Grubbs等人的美国专利号5,018,540；White等人的美国专利号5,060,669；Fagg的美国专利号5,065,775；White等人的美国专利号5,074,319；White等人的美国专利号5,099,862；White等人的美国专利号5,121,757；Fagg的美国专利号5,131,414；Munoz等人的美国专利号5,131,415；Fagg的美国专利号5,148,819；Kramer的美国专利号5,197,494；Smith等人的美国专利号5,230,354；Fagg的美国专利号5,234,008；Smith的美国专利号5,243,999；Raymond等人的美国专利号5,301,694；Gonzalez-Parra等人的美国专利号5,318,050；Teague的美国专利号5,343,879；Newton的美国专利号5,360,022；Clapp等人的美国专利号5,435,325；Brinkley等人的美国专利号5,445,169；Lauterbach的美国专利号6,131,584；Turpen等人的美国专利号6,284,875；Kierulff等人的美国专利号6,298,859；Mua等人的美国专利号6,772,767；Berit等人的美国专利号6,817,970；Bratcher等人的美国专利号6,906,172；Turpen等人的美国专利号7,034,128；Bratcher等人的美国专利号7,048,211；和Thompson的美国专利号7,337,782，它们都通过引用并入本文。

希望提供一种用于从植物材料（例如，烟草植物材料）提取组分的方法，所述组分用于产品、特别是烟草相关产品（诸如无烟烟草产品）中，并希望提供用于分离植物衍生的组分的系统，所述组分适用于产品、诸如烟草相关产品中。

发明内容

本公开内容涉及一种从植物材料提取至少一种目标组分的方法。根据一个实施方案，所述植物材料可以包括烟草植物材料。

在某些实施方案中，本发明一般地提供了一系列过程步骤，其中的一个或多个步骤可以根据要提取的目标产物而省略。例如，可以在有提取溶剂存在下将植物材料匀浆化（例如，以约0.1L至约1L溶剂/kg植物材料的比率），以形成植物液体组分和植物浆组分的组合。所述提取溶剂可以包括缓冲溶液。更具体地，所述提取溶剂可以包括一种或多种选自下述的化合物：磷酸盐、含有亚硫酸氢盐的化合物、含有偏亚硫酸氢盐的化合物、I族和II族卤盐和它们的组合。可以使植物液体组分具有在确定范围（例如，约6.5至约8.0）内的pH。可以从所述植物浆组分取出植物液体组分，可以将所述植物浆组分干燥并进一步加工，以使果胶与植物纤维（例如，纤维素）分离。

可以加工（例如，通过离心）植物液体组分，以将它分离成固体级分和可溶性级分。在具体实施方案中，至少约40重量%的固体级分（按干重计）可以是植物衍生的淀粉组分。

可以干燥固体级分，优选地达到小于约10重量%的含湿量。可以碾磨经过干燥的固体级分以达到所需的粒度，诸如约约50μm至约1mm的平均粒度。可以使植物衍生的淀粉（或其它组分）与固体级分分离。例如，这样的分离可以包括：将植物衍生的淀粉与合适的溶剂液体混合物相合并，加热所述液体混合物，过滤所述液体混合物以分离植物衍生的淀粉，和任选地干燥和/或辐照所述植物衍生的淀粉。

可以进一步将得自植物液体组分的可溶性级分分离成液体渗透物组分和浓缩物组分（例如，通过过滤）。在具体实施方案中，所述浓缩物组分可以包含来自可溶性级分的具有大于约0.1微米的大小的颗粒。可以干燥所述浓缩物组分，以形成浓缩物固体物质，可以将其碾磨以形成微粒。在某些实施方案中，所述浓缩物组分可以包含一种或多种选自下述的植物衍生的组分：不溶性的蛋白质、大蛋白质、细胞碎片和它们的组合。

可以将所述液体渗透物组分分离成渗余物组分和附属液体渗透物组分。在某些实施方案中，所述渗余物组分可以包括可溶性的蛋白质组分。在其它实施方案中，所述附属液体渗透物组分可以包括选自下述的组分：糖、肽、生物碱和它们的组合。

在具体实施方案中，其中从植物材料（特别是烟草植物材料）提取和分离淀粉材料，这样的淀粉材料可以用于形成粘合剂组合物。一种示例性的粘合剂组合物可以包括，基于其总重量：至少约35干重%的根据权利要求32所述的烟草衍生的淀粉材料；至少约10干重%的膳食纤维组分；至少约10干重%的灰分组分；和至少约1干重%的糖组分。

在其它实施方案中，一种用于从植物材料提取植物衍生的组分的方法可以包括下述步骤：在有提取溶剂存在下，将所述植物材料匀浆化，以形成植物液体组分和植物浆组分的组合，其中所述提取溶剂包括一种或多种磷酸盐和一种或多种含有亚硫酸氢盐或偏亚硫酸氢盐的化合物；从所述植物浆组分取出植物液体组分；将所述植物液体组分分离成固体级分和可溶性级分；和进一步加工所述植物浆组分、所述固体级分和所述可溶性级分中的一种或多种，以分离所述植物衍生的组分。在这样的实施方案中，一种或多种抗氧化剂可以选自：硫醇、多酚、亚硫酸氢盐、偏亚硫酸氢盐、抗坏血酸、抗坏血酸盐、尿酸、尿酸盐、谷胱甘肽、生育酚、生育三烯酚、没食子酸丙酯和它们的组合。此外，将所述植物液体组分分离成固体级分和可溶性级分的步骤可以包括：离心所述液体组分。更具体地，可以在将植物液体组分连续供料进入离心机中的同时，进行所述离心。例如，植物液体组分向离心机中的供料速率可以是约5至约25L/min。进一步，所述离心可以在约1,000rpm至约6,000rpm的条件下和/或在约500x g至约2,500x g的条件下进行。另外，其它加工可以包括：将所述固体级分干燥至小于约10重量%的含湿量，并碾磨经过干燥的固体级分，以得到具有确定的平均粒度（例如，约50μm至约1mm）的植物衍生的淀粉颗粒。更进一步，这样的方法可以包括：干燥植物浆组分，并从其提取选自下述的组分：果胶、纤维素和它们的组合。进一步加工步骤也可以包括，将所述可溶性级分分离成液体渗透物组分和浓缩物组分，所述液体渗透物组分包含选自下述的组分：可溶性的蛋白质组分、糖组分、肽组分、生物碱组分和它们的组合；所述浓缩物组分包含选自下述的组分：不溶性的蛋白质、大蛋白质、细胞碎片和它们的组合。此外，可以将所述液体渗透物组分分离成渗余物组分和附属液体渗透物组分，所述渗余物组分包含可溶性的蛋白质组分；所述附属液体渗透物组分包含选自下述的组分：糖、肽、生物碱和它们的组合。在这样的方法的具体实施方案中，所述植物材料具体地可以是烟草植物材料。

在其它实施方案中，本发明提供了一种用于从植物材料衍生出淀粉（或其它组分）的系统。例如，所述系统可以包括下述的：匀浆化装置，其被构造成破碎所述植物材料从而形成植物液体组分和植物浆组分，所述匀浆化装置进一步被构造成容纳提取溶剂，使得所述溶剂在破碎所述植物材料的过程中与其接触；离心装置，其被构造成将所述植物液体组分分离成含淀粉的固体级分和可溶性级分；干燥装置，其被构造成干燥所述含淀粉的固体级分以形成具有小于约10重量%的含湿量的含淀粉的固体组分；和碾磨装置，其被构造成碾磨所述含淀粉的固体组分以形成具有约50μm至约1mm的平均粒度的淀粉微粒。所述系统的一个或多个部件可以表征为处于流体连通中，例如为了促进植物材料的连续加工。可替换地，所述系统的特定部件可以可以彼此分离，例如为了促进植物材料的分批处理。考虑到本文提供的其它公开内容，可以实现根据本发明的系统的其它实施方案，用于分离特定的其它组分。

附图说明

因此已经概括地描述了本公开内容，现在将参考附图，所述附图不一定按比例绘制，其中：

图1是根据本发明的一个实施方案的分离方法的示意图，所述分离方法用于提取植物材料的至少一种组分，并从而提供植物衍生的组分；

图2是根据本发明的一个实施方案的分离方法的示意图，所述分离方法用于提取植物材料的至少淀粉组分；

图3是根据本发明的一个实施方案的分离方法的示意图，所述分离方法用于提取植物材料的至少纤维组分；和

图4是根据本发明的一个实施方案的分离方法的示意图，所述分离方法用于提取植物材料的可溶性级分组分。

具体实施方式

现在将在下文中参考附图更充分地描述本公开内容，在所述附图中，显示了本公开内容的一些方面，但并非所有方面。实际上，本公开内容可以以许多不同的形式具体化，且不应解释为限于本文阐述的方面；相反，提供了这些方面，使得本公开内容将满足适用的法律要求。相同的附图标记始终表示相同的元件。如在本说明书和权利要求中所使用的，单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括复数指示物，除非上下文另外清楚地指明。

本公开内容提供了用于从生物质（诸如植物材料）分离、分开或以其它方式提取不同组分的方法。有益的是，所述方法可以为特定组分的提取而定制，或者可以推广为基于可溶性、化合物类型、化合物化学性能、化合物物理性能等的组分提取。在某些实施方案中，根据本文所述方法提取的示例性组分包括、但不限于：淀粉、纤维、果胶、蛋白质（可溶性的和不溶性的）、细胞碎片、糖、肽、生物碱和它们的组合。这样的材料在本文中可以被称作“目标材料”。另外，本公开内容可适用于大规模生产，其中术语大规模生产表示，在大量生产水平加工大量生物质。术语“生物质”和有关的术语诸如“生物物质”和“植物源”被理解为表示收获的植物的任意部分，其可以被加工以从其提取、分开、或分离目标组分。可以根据本公开内容进行加工以从其提取组分的植物的类型的非限制性例子包括：烟草、玉米、水稻、谷物或被公认为包括希望提取的组分的其它植物。此外，本文所述的加工可以与许多植物类型或植物部分有关地进行，所述植物部分例如种子、花、茎、叶柄、根、块茎、叶子或植物的任何其它部分。

根据本公开内容使用的示例性的烟草植物材料可以属于烟草属种的植物的某种形式。烟草属种的选择可以变化。另外，进行本文所述的提取过程的烟草植物材料可以呈不同的形式，包括成熟形式、烤干形式或青形式。可以采用的烟草植物材料包括：烟道烘烤的烟草或弗吉尼亚（例如，K326）、白肋烟草、晒干的烟草（例如，印度Kurnool和Oriental烟草，包括Katerini、Prelip、Komotini、Xanthi和Yambol烟草）、马里兰烟草、深色烟草、深色明火烟草、深色风干烟草（例如，Passanda、Cubano、Jatin和Bezuki烟草）、轻风风干的烟草（例如，North Wisconsin和Galpao烟草）、印度风干的烟草、Red Russian烟草和Rustica烟草以及各种其它罕见的或专用的烟草。在Tobacco Production,Chemistry andTechnology,Davis等人（编）（1999）（其通过引用并入本文）中，阐述了不同类型的烟草、栽培实践和收获实践的描述。来自烟草种的各种代表性的其它植物类型参见：Goodspeed,The Genus Nicotiana,（ChonicaBotanica）（1954）；Sensabaugh,Jr.等人的美国专利号4,660,577；White等人的美国专利号5,387,416，和Lawson等人的美国专利号7,025,066；Lawrence,Jr.的美国专利申请公开号2006/0037623，和Marshall等人的美国专利申请公开号2008/0245377；它们每篇通过引用并入本文。示例性的烟草种包括：红花烟草（N.tabacum）、黄花烟草（N.rustica）、花烟草（N.alata）、N.arentsii、N.excelsior、福尔吉特氏烟草（N.forgetiana）、粉蓝烟草（N.glauca）、粘烟草（N.glutinosa）、哥西氏烟草（N.gossei）、卡瓦卡米氏烟草（N.kawakamii）、奈特氏烟草（N.knightiana）、朗氏烟草（N.langsdorffi）、耳状烟草（N.otophora）、赛特氏烟草（N.setchelli）、林烟草（N.sylvestris）、绒毛烟草（N.tomentosa）、绒毛状烟草（N.tomentosiformis）、波叶烟草（N.undulata）、花烟草（N.x sanderae）、非洲烟草（N.africana、）、抱茎烟草（N.amplexicaulis）、贝纳末特氏烟草（N.benavidesii）、博内里烟草（N.bonariensis）、迪勃纳氏烟草（N.debneyi）、长苞烟草（N.longiflora）、海滨烟草（N.maritina）、特大管烟草（N.megalosiphon）、西方烟草（N.occidentalis）、圆锥烟草（N.paniculata）、蓝茉莉叶烟草（N.plumbaginifolia）、雷蒙德氏烟草（N.raimondii）、莲坐叶烟草（N.rosulata）、拟似烟草（N.simulans）、斯托克同氏烟草（N.stocktonii）、香甜烟草（N.suaveolens）、荫生烟草（N.umbratica）、颤毛烟草（N.velutina）、芹叶烟草（N.wigandioides）、无茎烟草（N.acaulis）、渐尖叶烟草（N.acuminata）、渐狭叶烟草（N.attenuata）、本赛姆氏烟草（N.benthamiana）、洞生烟草（N.cavicola）、克里夫兰氏烟草（N.clevelandii）、心叶烟草（N.cordifolia）、伞床烟草（N.corymbosa）、香烟草（N.fragrans）、古特斯比氏烟草（N.goodspeedii）、狭叶烟草（N.linearis）、摩西氏烟草（N.miersii）、裸茎烟草（N.nudicaulis）、欧布特斯烟草（N.obtusifolia）、蓟马烟Hersperis亚种（N.occidentalis subsp.Hersperis）、少花烟草（N.pauciflora）、矮牵牛状烟草（N.petunioides）、夸德瑞伍氏烟草（N.quadrivalvis）、残波烟草（N.repanda）、圆叶烟草（N.rotundifolia）、茄子烟草（N.solanifolia）和斯佩格茨烟草（N.spegazzinii）。

使用遗传修饰或杂交育种技术，可以衍生出烟草属种（例如，可以对烟草植物进行遗传工程改造或杂交育种，以增加或减少组分、性状或特征的产生）。参见，例如，在下述文献中阐述的植物的遗传修饰的类型：Fitzmaurice等人的美国专利号5,539,093；Wahab等人的美国专利号5,668,295；Fitzmaurice等人的美国专利号5,705,624；Weigl的美国专利号5,844,119；Dominguez等人的美国专利号6,730,832；Liu等人的美国专利号7,173,170；Colliver等人的美国专利号7,208,659，和Benning等人的美国专利号7,230,160；Conkling等人的美国专利申请公开号2006/0236434；和Nielsen等人的PCT WO2008/103935。

烟草属种的烟草植物材料的至少一部分可以以未成熟形式进行加工。也就是说，可以在达到通常认为成熟或到期的阶段之前，收获植物或植物的至少一部分。这样，例如，当烟草植物处于出芽点时、正在开始形成叶时、正在开始开花时等，可以收获烟草。

烟草属种的烟草植物材料的至少一部分可以以成熟形式进行加工。也就是说，当植物或植物的至少一部分达到传统地认为成熟、过熟或到期的点，收获所述植物（或植物部分）。这样，例如，通过使用农夫常用的烟草收获技术，可以收获香料烟草植物，可以收获白肋烟草植物，或可以收获弗吉尼亚烟叶，或根据部位特征（stalk position）来收获（prime）。

收获以后，烟草属种植物或其部分可以以青形式进行加工（例如，烟草可以在没有经过任何烘烤过程的情况下使用）。例如，可以对青形式的烟草进行冷冻、辐照、黄化、干燥、烹调（例如，烤、炸或煮），或以其它方式进行储存或处理，用于以后使用。也可以使这样的烟草处于老化条件。

在图1中显示了一组加工步骤的图解，根据本发明的某些实施方案，可以进行所述加工步骤来提取一种或多种植物衍生的组分。这些步骤可以关于任意植物材料、特别是烟草植物材料进行。图1所示的步骤的具体次序不应解释为限制本发明。在功能上与本文公开的操作和条件等效的、对本公开内容的任何改变，都在本发明的范围内。此外，应当理解，在本公开内容的方法中使用的各种装置和仪器可以用于多种加工操作，而不仅仅是在图1中描绘的步骤。

在某些实施方案中，在图1中所示的方法可以视作包含一组过程，所述过程单独地实现以分离或提取特定植物组分或特定类型的植物组分。各个过程通过一个或多个起始步骤相连，进行所述起始步骤以将原始植物材料转化成这样的形式：其中各种植物组分不含有原始植物材料的非常特殊的结构，且因而在提供适当的加工条件时可用于提取或分离。因而，在具体实施方案中，在图1中所示的方法可以视作具有多个过程单元的单个过程，所述过程单元可以任选地实现以提取或分离植物材料组分，所述植物材料组分可从与特定过程单元有关的特定过程步骤衍生出。从本文提供的其它公开内容，会更明白要表征为单个过程以及各个过程的集合的本发明的能力。但是，本发明的该特征是胜过现有技术的明显优点，因为本发明的方法对可从植物材料衍生出的宽范围的植物组分没有破坏性。在具体实施方案中，所述方法可以描述为整体植物组分分离和提取方法，因为各个过程步骤会以特定方式提供特别需要的植物组分的分离或提取，所述方式不会妨碍相同批次中的任意其它植物组分的分离或提取。因而，通过可以以任选方式利用特定步骤来分离和提取一种或多种植物组分的单个过程，可以得到所有植物组分。换而言之，可以在特定过程流中分离一类或多类植物组分的集合，且本发明的方法会提供在一个过程流中获得所述集合，同时维持在剩余过程流中可接近的植物组分集合的生存力（viability）。更具体地，可以经由第一过程流提取植物组分的一部分，并可以经由一个或多个其它的过程流提取植物组分的剩余部分，其中从第一过程流提取植物组分对于在任何其它过程流中的植物组分完全没有破坏性。以此方式，可以以对剩余植物组分没有破坏性的方式提取特定目标植物组分，所述剩余植物组分可以在其它过程流中同时提取，或者可以在侧流中从该过程除去，所述侧流可以在以后进一步加工或进行销售。在具体实施方案中，本发明的方法可以描述为，提供选自下述的植物组分的提取：植物纤维、植物果胶、不溶性的蛋白质、细胞碎片、淀粉、可溶性的蛋白质、糖、肽和生物碱，其中经由第一过程流提取植物组分的一部分，并经由一个或多个其它的过程流提取植物组分的剩余部分，且其中从第一过程流提取植物组分对于在任何其它过程流中的植物组分完全没有破坏性。

根据一个实施方案，如图1和图2所示，本发明的方法可以包括将植物材料10匀浆化的步骤。本文使用的术语“匀浆化”、“均质化”和“均化”被理解为表示，可有效地破碎植物材料和释放其组分部分的对植物材料的任何类型的加工。具体地，这样的术语可以表示，可有效地破碎或裂解植物细胞壁和释放在植物细胞内含有的流体和其它物质的任何加工。这样的加工可以包括，诸如研磨机、挤出机、锤磨机、胶体磨、弗氏压碎器等装置的应用。对于统一用于加工含有特定植物组分的特定流的各个步骤而言，这样的匀浆化步骤可以是特别重要的。换而言之，特别是关于可以在过程步骤中使用的提取溶剂，所述匀浆化步骤可以是最初用于将植物材料从它的高度结构化的原始状态转化成经过加工的状态的关键步骤，其中以相互非破坏性的方式使得所有植物组分可得到。

在图1所示的实施方案中，本发明利用研磨机20，其可有效地匀浆化植物材料10以形成植物液体组分或“绿汁”和植物浆组分的组合。术语“绿汁”表示根据本公开内容从经过加工的生物物质提取的液体。但是，应当理解，术语绿汁可以表示从植物材料或生物物质提取的任何液体，不论提取的液体的颜色。

在具体实施方案中，研磨装置20可以包括刀和锤构型，其用于分解、切断、砍、粉末化或以其它方式研磨植物材料10，以从剩余的植物浆材料提取绿汁。也就是说，研磨装置20会破碎植物材料10的细胞壁，从而从其释放出绿汁。一种代表性的研磨装置公开在Bratcher等人的美国专利号6,906,172中，其通过引用整体并入本文。可以提供筛选装置，以使绿汁与浆材料分离。尽管解释了研磨机20，应当理解，可以使用可用于实现植物材料的匀浆化的任何装置。

匀浆化或研磨步骤可以在有提取溶剂存在下进行。在这点上，可以对植物材料进行组合的研磨和提取过程，所述过程对植物材料进行研磨操作，并同时地使植物材料与提取溶剂接触。可以在研磨之前、过程中或之后，使所述植物材料与所述提取溶剂相合并。在某些实施方案中，所述提取溶剂可以包括缓冲溶液，对于在匀浆化步骤过程中维持或以其它方式调节植物液体组分的pH至预定的恒定水平而言，所述缓冲溶液可以是特别有用的。因为在有提取溶剂存在下在匀浆化过程中发生的亲密混合，应当理解，所述植物液体组分不仅可以包括来自植物材料的液体组分，而且可以包括某种量的提取溶剂。

根据一些实施方案，可以调节植物液体组分的pH，从而使在提取的绿汁中的特定植物组分（例如，蛋白、淀粉、糖或生物碱）的量最大化。例如，可能有用的是，维持pH在约6.5至约8.0范围内。对于在其中希望使绿汁的淀粉含量最大化的实施方案，这样的范围可以是特别有用的。在具体实施方案中，例如在植物材料包括烟草植物材料的情况下，可以使pH维持在约6.8至约7.6，特别是约7.0至约7.4，更特别是约7.2。当希望分离除了淀粉以外的植物组分时，可以使用明显不同的pH范围。例如，在某些实施方案中，可能有用的是，维持pH在约5至约7、约5.2至约6.8、或约5.5至约6.5的范围内。在其它实施方案中，可能有用的是，维持pH在约8至约10、约8.2至约9.8、或约8.5至约9.5的范围内。所述缓冲溶液具体地可以包括可用于实现这样的pH范围的组分。在具体实施方案中，所述pH可以维持在基本上中性的pH。基于本公开内容，不同的和/或重叠的pH范围可能用于使绿汁中的不同植物组分的含量最大化，并且这样的其它的pH范围同样被本发明包括在具体实施方案中。当然，这样的其它pH范围的包括不应当视作限制本公开内容的范围，特别是关于淀粉提取。

所述提取溶剂优选地可以与所述植物材料以特定比率进行合并，以实现期望的组分的提取。在某些实施方案中，所述提取溶剂和所述植物材料可以以约0.1L至约5L提取溶剂/1kg生物质的比率相合并。在其它实施方案中，所述比率可以为每1kg生物质约0.1L至约4L、约0.1至约3L、约0.1至约2L、约0.1至约1L、约0.2L至约0.8L、约0.3L至约0.7L、或约0.4L至约0.6L提取溶剂。在其它实施方案中，所述方法可以使用每1kg生物质至少约0.1L、至少约0.2L、至少约0.3L、或至少约0.4L提取溶剂。在一个实施方案中，所述方法可以包括组合约0.5L提取溶剂/1kg生物质。

所述提取溶剂可以包括可用于促进从植物材料提取一种或多种特定组分的多种化合物。在某些实施方案中，所述提取溶剂可以包括一种或多种选自下述的物质：去污剂、表面活性剂、抗氧化剂、氨基酸、缓冲剂、蛋白提取剂和它们的组合。有用的去污剂可以包括，可有效地破坏、降解或以其它方式裂解细胞膜的任意物质。有用的去污剂的非限制性的示例性实施方案包括：十二烷基硫酸钠、十二烷基硫酸钠-月桂基、辛基-β-葡萄糖苷、辛基-β-硫代吡喃葡萄糖苷、胆酸钠、脱氧胆酸钠、3-[(3-胆酰氨基丙基)二甲基铵基]-1-丙磺酸盐（“CHAPS”）、3-[(3-胆酰氨基丙基)二甲基铵基]-2-羟基-1-丙磺酸盐（“CHAPSO”）、和辛基苯酚（octophenol）乙氧基化物，诸如TRITON^TMX系列的去污剂。在其它实施方案中，所述去污剂可以选自非离子去污剂、两性离子去污剂和离子去污剂。当希望限制细胞裂解以后的蛋白变性时，非离子和两性离子去污剂可以是有用的。当希望提供强溶解性能和/或使植物材料中存在的蛋白质变性时，离子去污剂可以是有用的。

有用的表面活性剂可以包括，可有效地参与破坏、降解或以其它方式裂解细胞膜的任意物质。在某些实施方案中，有用的表面活性剂包括，例如，非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和两性表面活性剂。可能有用的具体的表面活性剂的非限制性例子包括：脂肪酸烷醇酰胺s、基于聚氧乙烯（“POE”）烷基苯基醚的表面活性剂、基于POE烷基醚的表面活性剂（诸如POE癸基醚、POE月桂基醚、POE十三烷基醚、POE亚烷基癸基醚、POE脱水山梨糖醇单月桂酸酯、POE脱水山梨糖醇单油酸酯、POE脱水山梨糖醇单硬脂酸酯、四油酸聚氧乙烯脱水山梨糖醇、POE烷基胺和POE乙炔二醇）、鲸蜡基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵和鲸蜡基吡啶鎓氯化物。

有用的抗氧化剂可以包括，在加工过程中可有效地减少或防止绿汁组分的氧化的任意物质。有用的抗氧化剂的非限制性例子包括硫醇、多酚、亚硫酸氢盐、偏亚硫酸氢盐、抗坏血酸、抗坏血酸盐、尿酸、尿酸盐、谷胱甘肽、生育酚、生育三烯酚、没食子酸丙酯、叔丁基氢醌、丁羟茴醚和丁羟甲苯。

在具体实施方案中，所述提取溶剂可以包括一种或多种磷酸盐。这样的磷酸盐可以特别有效地用作缓冲物质。在其它实施方案中，所述提取溶剂可以包括一种或多种含有亚硫酸氢盐或偏亚硫酸氢盐的化合物。在其它实施方案中，所述提取溶剂可以包括一种或多种I族或II族卤盐，它们可以是特别有用的蛋白提取剂。在具体实施方案中，所述提取溶剂具体地可以包括抗氧化剂化合物，诸如偏亚硫酸氢钠（Na₂S₂O₅）、硫酸氢钠或抗坏血酸。当所述提取溶剂起缓冲溶液的作用时，所述提取溶剂可以有用地包括一种或多种中和剂例如，磷酸钠。在特别有用的实施方案中，所述提取溶剂可以包括至少一种磷酸盐和至少一种亚硫酸氢盐或偏亚硫酸氢盐化合物。在其它有用的实施方案中，所述提取溶剂可以包括至少一种磷酸盐、至少一种亚硫酸氢盐或偏亚硫酸氢盐化合物、和至少一种I族或II族卤盐。在具体实施方案中，所述提取溶剂可以包括一种或多种选自下述的化合物：磷酸氢二钠七水合物、磷酸二氢钠一水合物、氯化钠、氯化钾、亚硫酸氢钠、偏亚硫酸氢钠、抗坏血酸和它们的组合。一种示例性的提取溶剂可以包括：在约7.2的pH的约20mM磷酸钠、约500mM NaCl和约0.125%偏亚硫酸氢钠的溶液。在另一个实施方案中，所述提取溶剂可以包括约3.2g/L的磷酸氢二钠七水合物、约1.11g/L的磷酸二氢钠一水合物、约29.22g/L的氯化钠和约1.25g/L的偏亚硫酸氢钠，在约7.16的pH。在其它情况下，所述提取溶剂可以包括磷酸盐缓冲盐水（PBS）。可以使用任意合适的提取溶剂来将植物液体组分的pH维持在预定的恒定水平，诸如在上述范围内。本领域技术人员会明白，使用本领域众所周知的许多合适的酸或碱，可以调节pH。

在已经进行匀浆化以后，可以从植物浆组分27除去或以其它方式分离植物液体组分（例如，绿汁）25，其可以主要含有植物纤维（或纤维素）和果胶。果胶是在陆生植物的初生细胞壁中含有的结构性杂多糖。果胶可以在食物中用作胶凝剂、增稠剂和稳定剂。它也可以用作膳食纤维源。

如图3所示，可以如下干燥植物浆组分27：将其直接引入合适的干燥装置中，诸如在该实施方案中解释的烘箱30。优选地，将植物浆组分27干燥至希望的含湿量水平，例如，小于约20重量%、小于约15重量%或小于约10重量%。

可以将经过干燥的植物浆组分32引入合适的装置，用于从其提取一种或多种组分。例如，可以将经过干燥的植物浆组分32引入果胶提取装置40中，用于从经过干燥的植物浆组分32提取果胶组分50。这样的装置40同样可以适用于提供纤维残余物60，所述纤维残余物60包括剩余的植物纤维或纤维素物质。在一个实施方案中，所述果胶提取装置40可以包括合适的容器，用于使经过干燥的植物浆组分32与提取缓冲液接触。例如，所述提取缓冲液可以含有约10%乙酸和约10mM乙二胺四乙酸（EDTA）的溶液。在某些实施方案中，可以以约15:1的缓冲液:组织比率，将提取缓冲液加入经过干燥的植物浆组分中。可以加热浆和提取缓冲液的混合物，然后将其冷却至室温。然后可以过滤冷却的混合物，以除去纤维残余物60，可以将所述纤维残余物60进一步干燥。可以将其中含有果胶的提取物与醇溶液（诸如100%乙醇）相合并，例如，以1:1的比率。然后可以将乙醇提取过的物质在室温静置，从而形成凝胶状（凝胶）层。可以除去（例如，刮去）凝胶层，并使用布氏漏斗和真空泵，穿过适当的沥滤介质（例如，Whatman纸）进行沥滤。可以用例如乙醇洗涤在沥滤介质上的残余固体，然后进行干燥。在一个实施例中，可以将经过洗涤的固体放入玻璃闪烁瓶中进行干燥。得到的果胶材料在干燥之前可以具有果冻样外观。这样，分离果胶和纤维材料用于适当的用途。

返回图1和图2，可以将植物液体组分25引入分离装置，诸如解释的实施方案中的离心机70。具体地，所述分离装置可以是倾析式离心机（例如，Alfa Laval NX-409倾析器），其可以用于从液体提取固体物质（当这样的组分一起混合在浆中时）。因而，取决于具体实施方案，所述植物液体组分25可以被表征为，是浆、混悬液或溶液，其可以基于使用的植物材料的类型、使用的具体提取溶剂和希望分离的组分来确定。使用倾析式离心装置70或任意其它适当的离心系统，例如，篮型离心系统或批型离心系统，可以将所述植物液体组分25离心，以将所述物质进一步分离成可溶性的液体级分77和固体级分75。代表性的离心系统参见：例如，Berit等人的美国专利号6,817,970、Kohlstette等人的美国专利号5,899,845、Zettier等人的美国专利号5,267,937、Schulz等人的美国专利号4,966,576、和Droste等人的美国专利号5,865,719，它们中的每一篇通过引用整体并入本文。适当的离心条件可以基于，例如，时程、供料速率、用于排出固体沉淀物的停留时间、运转速度和重力。

根据某些实施方案，可以将所述植物液体组分连续地供料进入分离装置（例如，倾析式离心装置）。更具体地，可以以约5至约25L/min、约10至约20L/min、或约12至约17L/min的供料流速，将所述植物液体组分供给倾析式离心装置70（或类似的装置）。在一个实施方案中，所述供料速率可以是约15L/min。离心过程的时程和停留时间可以与供料流速成反比。因而，所述过程可以特征在于，离心的时程和停留时间之一或二者可以与供料流速的任何下降成比例地增加。同样地，离心的时程和停留时间之一或二者可以与供料流速的任何增加成比例地下降。

在离心过程中的运转速度和作用力可以与装置的碗大小有关。例如，适当的离心机可以具有约8英寸（20.3cm）至约36英寸（91.4cm）、约10英寸（25.4cm）至约30英寸（76.2cm）、或约12英寸（30.5cm）至约24英寸（61cm）的碗大小。在某些实施方案中，所述倾析式离心装置70可以在约1,000rpm至约6,000rpm、约2,000rpm至约6,000rpm、约3,000rpm至约6,000rpm、约4,000rpm至约6,000rpm、约4,200rpm至约5,600rpm、4,400rpm至约5,400rpm、或约4,600rpm至约5,200rpm的范围内运行。在具体实施方案中，可以使用碗大小和运行速度的组合实现约750x g（或重力的750倍）至约2,500x g、约1,000x g至约2,000x g、或约1,100x g至约1,900x g的作用力。为了达到目标植物组分（诸如淀粉）在不溶性级分中的所需浓度，使用如上所述参数的运行可以是关键性的。例如，在大于上面讨论的作用力运行，可能产生降低纯度的淀粉产物。回收的固体（不溶性）级分可以呈半固体、浆或糊的形式。

在所述植物液体组分25中的固体含量也可以随上面指出的因素而变化。在某些实施方案中，所述植物液体组分25中的固体含量高达约15%、高达约12%、高达约10%、或高达约8%。在其它实施方案中，基于所述植物液体组分25的总重量，所述固体含量可以是约0.5%至约15%、约1%至约10%、约2%至约8%、或约3%至约6%。可替换地，可以使用过滤系统或装置来从所述植物液体组分25中分离可溶性的液体级分77和固体级分75，以通过消除倾析式离心装置70来降低与该过程有关的成本。在其它实施方案中，可溶性级分和固体级分的分离也可以经由陶瓷微滤来进行，例如使用0.5μm或更小、0.4μm或更小、0.3μm或更小、0.2μm或更小、或0.1μm或更小的过滤尺寸。为了达到目标植物组分（例如，淀粉）在不溶性级分中的所需浓度，可溶性级分和不溶性级分的这种分离可以是关键性的。

因此，在某些实施方案中，所述植物液体组分25的固体（不溶性）级分75中的主要目标材料可以是淀粉组分。在这点上，可以将淀粉组分的颗粒、微粒或沉淀物悬浮于绿汁中。这样，如上面在其它方面所述的绿汁的离心可以用于从绿汁中分离悬浮的淀粉组分或其它固体。在该步骤中产生的可溶性的液体级分77可以含有可溶性的蛋白质、糖和其它化合物，如果需要的话，它们可以通过本文另外描述的进一步加工进行回收。

可以干燥固体级分75，例如，使用图解的工业烘箱80。在其它实施方案中，本发明的方法可以利用涡旋干燥器、闪速干燥技术、喷雾干燥或任意其它适当的干燥过程。在烘箱80中的干燥可以在大于室温的温度进行，诸如高达约90℃、高达约80℃或高达约70℃。在某些实施方案中，干燥可以是在约40℃至约90℃、约50℃至约80℃、或约60℃至约70℃的温度。可以将固体级分75干燥至所需的含湿量。例如，小于约20重量%、小于约15重量%或小于约10重量%。然后可以使用研磨装置90来研磨、碾磨或以其它方式粉末化经过干燥的固体级分85，以得到粉末或颗粒状材料100。粉末或颗粒状材料100的组成可以随使用的植物材料、使用的提取溶剂和要分离的目标组分而变化。在某些实施方案中，可能希望所述植物材料包含烟草植物材料，并希望所述粉末或颗粒状材料100包含可用作无烟烟草组合物或产品中的成分的组分。

在具体实施方案中，可能希望分离淀粉材料，即，包含一种或多种多糖的化合物，所述多糖含有多个单糖单位。具体地，所述植物衍生的淀粉可以是含有多个葡萄糖分子的聚合物，所述葡萄糖分子通过可水解的α键（即，α-1,4-糖苷键）连接。淀粉组分的数量平均分子量可以变化，但是通常可以是高达约50,000Da、高达约40,000Da、高达约30,000Da、或高达约20,000Da。在其它实施方案中，所述淀粉的数量平均分子量可以是约500Da至约30,000Da、约1,000Da至约20,000Da、或约2,000Da至约10,000Da。

在某些实施方案中，在离心或其它分离以后的固体级分75可以包含至少约40重量%的淀粉（按干重计）。在其它实施方案中，固体级分75的至少约50重量%、至少约60重量%、或至少约70重量%（按干重计）是植物衍生的淀粉组分。在其它实施方案中，固体级分75可以包含约40%至约95%、约50%至约90%、或约60%至约85重量%的植物衍生的淀粉组分（按干重计）。

可以碾磨经过干燥的固体级分85以达到所需的粒度。具体地，得到的粉末或颗粒状材料100可以具有小于约1mm、小于约500μm、小于约100μm、或小于约50μm的平均粒度。在其它实施方案中，所述粉末或颗粒状材料100可以具有约1μm至约1mm、约1μm至约100μm、约5μm至约75μm、约5μm至约50μm、约5μm至约25μm、约10μm至约900μm、约100μm至约750μm、或约100μm至约500μm的平均粒度。

在某些实施方案中，可能有用的是，从经过干燥的固体级分85或粉末或颗粒状材料100提取或以其它方式分离淀粉材料。例如，可能有用的是，对所述材料进行洗涤过程。根据一个实施方案，这样的洗涤过程可以包括：在合适的容器中，将植物衍生的淀粉（例如，经过干燥的固体级分85或粉末或颗粒状材料100）与合适的溶剂液体混合物（例如，醇，诸如95%乙醇）相合并。然后可以任选地搅动和加热所述混合物，优选地达到所述混合物的沸点，持续合适的时间段（例如，至少约10分钟）。可以搅拌加热的混合物，以确保其均匀加热。可以使用过滤器系统（例如，布氏漏斗过滤器、真空管、真空线和烧瓶）过滤加热的混合物。在布氏漏斗过滤器中过滤和收集经过洗涤的固体。如果需要的话，然后对过滤的固体进行第二次洗涤操作（重复洗涤操作）。在任选的第二次洗涤以后，可以将过滤的固体运输至玻璃干燥皿，并放在通风柜下进行干燥，例如，持续约16-24小时。得到的材料可以是基本上纯的淀粉组分，如果需要的话，可以对其进行辐照。这样的淀粉材料可以称作植物衍生的淀粉材料，并具体地称作烟草衍生的淀粉材料。

在本发明的一个方面，例如在从烟草植物材料衍生出经过干燥的材料的情况下，得到的微粒材料可以用作烟草衍生的粘合剂。因而，本发明可以提供烟草衍生的粘合剂，后者可以包括烟草衍生的淀粉材料。含有烟草衍生的淀粉材料的粘合剂的应用是有利的，因为这样的材料代表会提供有用的粘着性能（其增强产品粘着性）的天然产物，并且会提供从器官感觉观点看与产品中的其它烟草源的相容性。

在某些情况下，所述烟草衍生的粘合剂可以是富含淀粉的烟草提取物，其含有烟草衍生的淀粉作为优势成分，且其可以含有其它烟草衍生的组分，诸如膳食纤维、蛋白、水分、灰分和其它糖组分。形成烟草衍生的粘合剂的组分的相对量可以变化。在具体实施方案中，基于粘合剂的总重量，所述烟草衍生的淀粉组分可以占烟草衍生的粘合剂的至少约25干重%、至少约30干重%、至少约35干重%、至少约40干重%、或至少约40干重%。在其它实施方案中，所述烟草衍生的淀粉组分可以占烟草衍生的粘合剂的约25干重%至约75干重%、约30干重%至约70干重%、约40干重%至约60干重%、或约45干重%至约55干重%（基于总重量）。在烟草衍生的粘合剂内的膳食纤维组分的典型范围可以是至少约10干重%，或者更具体地，约10干重%至约20干重%。在烟草衍生的粘合剂内的蛋白组分的典型范围是至少约5干重%，或者更具体地，约5干重%至约15干重%。在烟草衍生的粘合剂内的灰分组分的典型范围是至少约10干重%，或者更具体地，约10干重%至约15干重%。在烟草衍生的粘合剂内的糖组分（除了淀粉组分以外）的典型范围是至少约1干重%，或者更具体地，约1干重%至约3干重%。

更具体地参考图1和图4，倾析式离心装置70将液体组分25（或绿汁）分离成固体级分75和可溶性级分77，所述可溶性级分77可以被称作液相或上清液液体材料。与固体级分75一样，可溶性级分77可以遵循这样的过程路径：其中可以提取特定组分用于所需的用途。可溶性级分77可以含有诸如蛋白质、肽、糖或生物碱等组分。在某些实施方案中，可以有用的是，调节可溶性级分77的pH，以促进从其沉淀出特定组分。例如，可以将可溶性级分77的pH调至约3.5至约4.5、约3.8至约4.2、或约3.9至约4.1的值。在具体实施方案中，可以将所述pH调至约4.0。通过加入合适量的酸性或碱性物质，诸如盐酸、磷酸或氢氧化钠，可以调节可溶性级分的pH。已经调过可溶性级分77的pH以后，可以将它引入过滤装置200，以将所述可溶性级分77分离成液体渗透物组分205和浓缩物组分207。例如，过滤装置200可以包括陶瓷微滤系统或任意其它适当的过滤系统。在这点上，大分子量组分可以保留在浓缩物组分207中，使得目标靶组分可以收集在浓缩物中。

在某些实施方案中，可以将过滤装置构造成，使得仅小于预定大小的可溶性组分会穿过过滤器成为液体渗透物组分205，而更大的分子可以被保留成为浓缩物组分207。根据需要，可以为不同的过滤需求调节过滤器的孔径。在具体实施方案中，所述过滤装置200可以被构造成保留分子，使得浓缩物组分207包含具有大于约0.05μm、大于约0.08μm、大于约0.1μm、或大于约0.2μm的大小的颗粒。此外，所述过滤系统可以包括不同的模块，用于提供多级过滤。在某些情况下，所述过滤系统可以在例如下述参数下运行：陶瓷滤膜小于约1000kDa；泵流速为约450升/分钟（LPM）至约550LPM，优选约510LPM；供料压力为约20psi（138kPa）至约50psi（345kPa）；渗透物压力为约1psi（7kPa）至约20psi（138kPa）；且渗透物流速为约2LPM至约8LPM。其中需要过滤的适用于本发明的不同实施方案中的其它过滤装置包括在Clapp等人的美国专利号4,941,848中公开的那些，其公开内容通过引用整体并入本文。

使用干燥装置210，可以干燥浓缩物组分207，所述干燥装置210可以包括本文中关于干燥材料已经描述的例子。可以将浓缩物组分207干燥至所需的含湿量，例如，小于约20重量%、小于约15重量%、或小于约10重量%。然后可以使用研磨装置220来研磨、碾磨或以其它方式粉末化经过干燥的浓缩物212，以形成粉末或颗粒状形式300，后者可以用作例如无烟烟草组合物或产品中的成分。在某些实施方案中，所述经过干燥的浓缩物212（和由此得到的其粉末或颗粒状形式300）可以包括，例如，不溶性的蛋白组分、大蛋白组分、细胞碎片组分或它们的组合。在具体实施方案中，可以碾磨或以其它方式研磨经过干燥的浓缩物212，使得粉末或颗粒状形式300具有小于约1mm、小于约750μm、或小于约500μm的平均粒度。

可以进一步加入液体渗透物205材料，以将所述组分分离成渗余物组分500和附属液体渗透物组分600。这样的分离可以包括超滤，诸如使用在约1-500kDa和优选约1-100kDa范围内的分子量截止（MWCO）膜400。同样可以采用其它合适的膜分离技术。超滤步骤会导致过程体积的进一步大幅缩小。在某些实施方案中，所述渗余物组分500可以包含可溶性的蛋白质，且所述附属液体渗透物组分600可以包含糖、肽、生物碱和氨基酸。如果必要的话，可以进行额外的超滤循环，以提高目标靶材料的纯度。MWCO大小和超滤条件的选择取决于目标靶材料的大小。超滤步骤通常导致过程体积缩小约10-30倍或更多，并允许渗滤以进一步除去不希望的分子物质。在某些情况下，超滤系统可以在例如下述参数下运行：供料压力为约30psi（207kPa）至约50psi（345kPa），优选约40psi（276kPa）；渗余物压力为约5psi（34kPa）至约15psi（103kPa），优选约10psi（69kPa）；且跨膜压力为约20psi（138kPa）至约30psi（207kPa），优选约25psi（172kPa）。

应当理解，本文所述的微滤和超滤系统被构造成除去大于预定大小的颗粒，这取决于通过本公开内容的处理装置所加工的生物物质。但是，应当理解，由所述过滤系统执行的过滤步骤取决于要加工的生物物质，并且本文所述的过滤器不限于上述的尺寸限制。例如，从玉米或稻谷植物收获的生物物质的加工可能需要不同的渗透性，从而需要与烟草植物材料的加工不同的膜类型。超滤系统和超滤系统用膜的例子参见：Ebner的美国专利号4,227,999、Thalmann等人的美国专利号6,106,715、和Daly等人的美国专利号6,120,688，它们中的每一篇通过引用整体并入本文。根据要处理的材料，可以安装更大或更小尺寸的过滤器。此外，在本公开内容的某些加工用途中，仅一个过滤器可能是必需的。在某些情况下，可以采用多个过滤器，以使一个或其它过滤器被大于预定过滤尺寸的物质限制或堵塞的可能性最小化。

从超滤，通过诸如PEG-沉淀、色谱法、沉淀技术、离心、再悬浮或澄清等过程，可以完成附属渗透物组分的不同组分的最终纯化或分离。例如，使用标准规程，诸如色谱法、盐沉淀、溶剂提取（包括超临界流体诸如CO₂）和本领域技术人员已知的其它方法，可以纯化目标蛋白质或肽。此外，在超滤以后，可以对渗余物组分500进行进一步加工，诸如PEG沉淀或其它类型的纯化，以产生目标产物。这样的过程不一定是自动化的。例如，在通过一个或多个离心和过滤循环使目标靶材料与绿汁的其它组分分离以后，可以通过诸如PEG-沉淀等操作进一步纯化所述目标靶材料，或者通过诸如色谱法（包括亲和分离）和/或盐沉淀等操作纯化蛋白质和肽。

具有在前述描述中提供的教导益处的本发明所属领域的技术人员将想到本发明的许多修改和其它实施方案。因此，应当理解，本发明不限于公开的具体实施方案，并且修改和其它实施方案意欲被包括在所附权利要求的范围内。尽管本文使用了具体的术语，但是它们仅仅以一般的且描述性的含义使用，而不用于限制的目的。

Claims (48)

1.一种用于从植物材料提取植物衍生的组分的方法，所述方法包括：

在有提取溶剂存在下，将所述植物材料匀浆化，以形成植物液体组分和植物浆组分的组合，使得所述植物液体组分具有在确定范围内的pH；

从所述植物浆组分取出所述植物液体组分；和

将所述植物液体组分分离成固体级分和可溶性级分，其中按干重计，所述固体级分的至少约40重量%是植物衍生的淀粉组分。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述匀浆化步骤包括：研磨所述植物材料。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述植物液体组分具有约6.5至约8.0的pH。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述植物液体组分具有约7.0至约7.4的pH。

5.根据权利要求3所述的方法，其中所述植物液体组分具有约7.2的pH。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述提取溶剂是缓冲溶液。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述提取溶剂包括一种或多种选自下述的化合物：磷酸盐、含有亚硫酸氢盐的化合物、含有偏亚硫酸氢盐的化合物、I族和II族卤盐和它们的组合。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述提取溶剂包括选自下述的化合物：磷酸氢二钠七水合物、磷酸二氢钠一水合物、氯化钠、偏亚硫酸氢钠和它们的组合。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述提取溶剂包括选自下述的化合物：去污剂、表面活性剂、抗氧化剂、氨基酸、缓冲剂、蛋白提取剂和它们的组合。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述提取溶剂包括抗氧化剂和缓冲剂。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述提取溶剂另外包括蛋白提取剂。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述植物材料是烟草植物材料。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述植物材料和所述提取溶剂以约0.1L至约5L提取溶剂/1kg植物材料的比率相合并。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述植物材料和所述提取溶剂以约0.3L至约0.7L提取溶剂/1kg植物材料的比率相合并。

15.根据权利要求1所述的方法，所述方法另外包括：将所述固体级分干燥至小于约10重量%的含湿量。

16.根据权利要求15所述的方法，所述方法另外包括：碾磨经过干燥的固体级分，以达到所需的粒度。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述经过碾磨的固体级分具有约50μm至约1mm的平均粒度。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述经过碾磨的固体级分具有约250μm至约750μm的平均粒度。

19.根据权利要求1所述的方法，所述方法另外包括：从所述固体级分中分离出所述植物衍生的淀粉。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述分离步骤包括：

将所述植物衍生的淀粉与合适的溶剂液体混合物相合并；

加热所述液体混合物；

过滤所述液体混合物，以分离所述植物衍生的淀粉；和

任选地干燥所述植物衍生的淀粉。

21.根据权利要求20所述的方法，所述方法另外包括：辐照所述植物衍生的淀粉。

22.根据权利要求1所述的方法，其中所述将所述植物液体组分分离成固体级分和可溶性级分的步骤包括：离心所述液体组分。

23.根据权利要求22所述的方法，其中在将所述植物液体组分连续供料进入离心机中的同时，进行所述离心。

24.根据权利要求23所述的方法，其中所述植物液体组分向所述离心机中的供料流速是约5至约25L/min。

25.根据权利要求22所述的方法，其中所述离心在约1,000rpm至约6,000rpm的条件下进行。

26.根据权利要求22所述的方法，其中所述离心在约500x g至约2,500x g的条件下进行。

27.根据权利要求1所述的方法，所述方法另外包括：干燥所述植物浆组分。

28.根据权利要求27所述的方法，所述方法另外包括：从经过干燥的植物浆组分提取一种或多种选自下述的物质：果胶、纤维素和它们的组合。

29.根据权利要求1所述的方法，所述方法另外包括：将所述可溶性级分分离成液体渗透物组分和浓缩物组分。

30.根据权利要求29所述的方法，其中所述分离包括：过滤所述可溶性级分。

31.根据权利要求30所述的方法，其中在所述过滤以后，所述浓缩物组分包含来自所述可溶性级分的具有大于约0.1微米的大小的颗粒。

32.根据权利要求31所述的方法，所述方法另外包括：干燥所述浓缩物组分，以形成浓缩物固体物质。

33.根据权利要求32所述的方法，所述方法另外包括：碾磨经过干燥的浓缩物固体物质，以形成微粒。

34.根据权利要求29所述的方法，其中所述浓缩物组分包含一种或多种选自下述的植物衍生的组分：不溶性的蛋白质、大蛋白质、细胞碎片和它们的组合。

35.根据权利要求29所述的方法，所述方法另外包括：将所述液体渗透物组分分离成渗余物组分和附属液体渗透物组分。

36.根据权利要求35所述的方法，其中所述渗余物组分包含可溶性的蛋白质组分。

37.根据权利要求35所述的方法，其中所述附属液体渗透物组分包含选自下述的组分：糖、肽、生物碱和它们的组合。

38.根据权利要求35所述的方法，其中所述分离步骤包括：用1kDa超滤系统过滤。

39.根据权利要求1所述的方法得到的烟草衍生的淀粉材料。

40.一种粘合剂，其包括，基于其总重量：至少约35干重%的根据权利要求39所述的烟草衍生的淀粉材料；至少约10干重%的膳食纤维组分；至少约10干重%的灰分组分；和至少约1干重%的糖组分。

41.根据权利要求1所述的方法，其中所述提取溶剂包括一种或多种磷酸盐和一种或多种抗氧化剂。

42.根据权利要求41所述的方法，其中所述一种或多种抗氧化剂选自：硫醇、多酚、亚硫酸氢盐、偏亚硫酸氢盐、抗坏血酸、抗坏血酸盐、尿酸、尿酸盐、谷胱甘肽、生育酚、生育三烯酚、没食子酸丙酯和它们的组合。

43.根据权利要求1所述的方法，所述方法另外包括：进一步加工所述植物浆组分、所述固体级分和所述可溶性级分中的一种或多种，以从其分离植物衍生的组分。

44.根据权利要求43所述的方法，其中所述进一步加工包括：将所述固体级分干燥至小于约10重量%的含湿量，并碾磨经过干燥的固体级分，以得到具有约50μm至约1mm的平均粒度的植物衍生的淀粉颗粒。

45.根据权利要求43所述的方法，其中所述进一步加工包括：干燥所述植物浆组分，并从其提取选自下述的组分：果胶、纤维素和它们的组合。

46.根据权利要求43所述的方法，其中所述进一步加工包括：将所述可溶性级分分离成液体渗透物组分和浓缩物组分，所述液体渗透物组分包含选自下述的组分：可溶性的蛋白质组分、糖组分、肽组分、生物碱组分和它们的组合；所述浓缩物组分包含选自下述的组分：不溶性的蛋白质、大蛋白质、细胞碎片和它们的组合。

47.根据权利要求46所述的方法，所述方法另外包括：将所述液体渗透物组分分离成渗余物组分和附属液体渗透物组分，所述渗余物组分包含可溶性的蛋白质组分；所述附属液体渗透物组分包含选自下述的组分：糖、肽、生物碱和它们的组合。

48.一种用于从植物材料衍生出淀粉的系统，所述系统包括：

匀浆化装置，所述匀浆化装置被构造成破碎所述植物材料从而形成植物液体组分和植物浆组分，所述匀浆化装置进一步被构造成容纳提取溶剂，使得所述溶剂在破碎所述植物材料的过程中与其接触；

离心装置，所述离心装置被构造成将所述植物液体组分分离成含淀粉的固体级分和可溶性级分；

干燥装置，所述干燥装置被构造成干燥所述含淀粉的固体级分以形成具有小于约10重量%的含湿量的含淀粉的固体组分；和

碾磨装置，所述碾磨装置被构造成碾磨所述含淀粉的固体组分以形成具有约1μm至约1mm的平均粒度的淀粉微粒。

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