CN104284595B

CN104284595B - 玉米无水加工

Info

Publication number: CN104284595B
Application number: CN201380024391.4A
Authority: CN
Inventors: T·P·宾德
Original assignee: Archer Daniels Midland Co
Current assignee: Archer Daniels Midland Co
Priority date: 2012-05-15
Filing date: 2013-05-08
Publication date: 2017-04-26
Anticipated expiration: 2033-05-08
Also published as: US9527928B2; EP2849572A1; AU2013263164A1; US20150322172A1; WO2013173134A1; EP2849572B1; EP2849572A4; CN104284595A; AU2013263164B2; BR112014028250A2

Abstract

描述了分馏玉米颗粒的无水方法，这些方法不需要使用水，而是依靠有机溶剂的使用。这些方法包括使全谷物玉米面与一种选自由C₁‑C₆醇、酮、酯或呋喃组成的组的至少一种的有机溶剂接触，以形成一种含有不超过15％w/w的水的混合物。该混合物被分离成1)富含玉米纤维和蛋白质的一个固体馏分，和2)包括悬浮的淀粉、溶解的玉米油和该有机溶剂的一个液体有机浆料。将淀粉从该第一有机浆料分离，以得到一个溶剂提取后的固体淀粉馏分和一种澄清的有机溶液。该含有溶解油的澄清的有机溶液被保留，并且可以被蒸发，以得到可被进一步精制的玉米油。

Description

玉米无水加工

相关申请的交叉引用

本申请要求了2012年5月15日提交的美国临时申请案号61/646,935的优先权。

背景技术

加工玉米颗粒以得到该颗粒的组成部分作为动物饲料、人类食品和工业过程的原料，例如发酵制造乙醇，可大致分为两类-湿磨和干磨。

在传统的湿磨操作中，玉米颗粒被“浸泡”(通常为，在约50℃，持续22-50小时)在一种水性溶液中，该水性溶液通常包括少量温和的含硫的酸性化合物，例如二氧化硫、硫化氢、硫酸或硫酸钙，这使得果皮(麸皮)组织与内胚乳，并且更重要的是，与胚芽组织松开。在玉米浸泡的操作中，耗水量高，大约每浦式耳5-9加仑。通过过滤和在一种涉及另外的水输入的水性溶液中的差级浮选，胚乳和胚芽组织被彼此分离并且与松散的果皮分离。使用一种疏水性的有机萃取剂，例如己烷，将玉米油从被分离的胚芽中提取出来，留下一种可用作动物饲料的富含蛋白质的去油胚芽饼。通过一种涉及进一步的输入水的使用的一个多步骤过程，将蛋白质从分离后的果皮和胚乳馏分中分离出来，形成一种称为“玉米面筋”的富含蛋白质的产物，其有各种纯度，可称为玉米面筋饲料，或玉米面筋粉。该被称为“玉米纤维”的残留的果皮组织通常仅被用于动物饲料的目的，而来自胚乳的高度纯化的各种粒度的淀粉颗粒可用于多种目的，包括例如制造发酵产物，通过淀粉的液化和糖化以形成右旋糖供养发酵生物来制造发酵产物-例如，乙醇。该淀粉颗粒还可以被分离成不同的大小或研磨成人类食品，例如玉米糁和玉米淀粉。最终的玉米纤维、玉米面筋和玉米面筋饲料产品在市场被作为动物饲料添加剂销售。

在常规“干磨”过程中，使用较少量的水，并且工厂的设备成本低。通常使用少量的水将玉米简单地“调质”，不使用硫化合物，以使颗粒的含水量达到14％-20％，使果皮松开。然后将调质后的颗粒进行研磨以形成胚乳和胚芽被暴露出来的粗玉米面。暴露出的胚乳组织中的淀粉被糖化和液化以形成右旋糖。包括果皮和胚芽组织的全部破裂的和液化的混合物被用于发酵过程以生产，例如，乙醇。通过蒸馏从发酵液中分离出乙醇，且残留的胚芽、果皮和颗粒中未消化的淀粉成分，连同发酵过程中产生的酵母生物质一起被干燥，以形成称为“干酒糟颗粒”(DDG)的产品，其可用作动物饲料成分。

被称为“改进的干磨玉米”加工的干磨过程有各种各样的改进，其可以包括附加的或者中间步骤，例如抽吸、过筛、浮选和/或过滤，以在糖化发酵之前至少部分地将果皮和胚芽馏分中的至少一个从胚乳馏分分离。这些被部分地分离的馏分比那些得自湿法研磨操作的纯度要低，但也可用于与那些由湿法研磨工艺获得的类似的产品。例如，玉米油可由部分分离的胚芽获得，并且提取过的胚芽饼可被用作动物饲料添加剂。

这两种类型的方法具有它们各自的优点和缺点。在湿磨方法中，最大的优点是被分离成分的纯度较高，并且根据市场条件，产品流可以被转移到几种不同的商业形式。最大的缺点是设备成本高，仅适合大规模的玉米研磨操作。湿磨的第二大缺点是它消耗大量的水。湿磨操作总共使用每浦式耳20加仑以上的水。这增大了操作成本，因为水必须付费，回收和再利用。

相反，干磨方法最大的优点是设备和耗水量的成本较低。干磨操作使用每浦式耳大约0.1加仑的水用于调质处理。当然建厂成本随改进的干磨操作而增加，更多这样的改进使得在颗粒成分分离方面的成本接近湿磨操作。干磨最大的缺点是由于较低的分离纯度，产品的多样性受到限制。为了成本效益，干磨工厂的收益的大部分必须要从乙醇或其他被生产的发酵产品而获得，因为除了通过发酵制造的产品之外的唯一产物是所得到的DDG副产品，其具有相对较低的价值。

虽然湿磨和干磨操作都具有它们各自的优点，它们具有的一个共同的缺点是，它们在水的消耗和处理上产生了大量成本。来自湿法研磨操作(玉米浸泡液)的浸泡水含有有机酸、一些挥发性碳氢化合物、糖和在大多数水管理方案下不能排放到环境中的矿物质。这些成分必须通过浸泡水的回收而除去，这可包括使用其中一部分作为发酵过程的添加剂，该发酵过程会消耗玉米浸泡液中的一些物质作为营养源。干法研磨操作中使用的调质水，在干磨和发酵过程的自始至终，通常和玉米颗粒一起被携带，并且在蒸馏生产乙醇(其中它作为蒸馏后的残余水的馏分而被回收)和发酵介质的蒸发(被称为“反流”)之前不被回收，反流也在湿干操作中得到，其中通过淀粉的发酵制造乙醇。反流水的一部分可以循环用于另一轮发酵，但是反流含有抑制酵母生长的有机酸，所以只有有限量的反流可被循环使用。其余的必须被净化。

开发一种成本有效的玉米加工操作是有益的，该操作不依赖于水的使用，但是也会形成适于用作食品、饲料、发酵和其他工业产品的产物，产率与常规干法研磨和湿法研磨玉米加工操作相比应是经济的。

概述

在此披露了分馏玉米颗粒的无水方法，这些方法不需要使用水，而是依靠有机溶剂的使用。该方法一般包括，使全谷物玉米面与足量的至少一种C₁-C₆溶剂接触，该有机溶剂选自醇、酮、酯或呋喃组成的组，以形成含有不超过15％w/w水的混合物。该C₁-C₆溶剂可以是直链、支链或环状。该混合物被分离成1)富含玉米纤维和蛋白质的第一固体馏分，和2)包含悬浮的淀粉、溶解的玉米油和该有机溶剂的第一液体有机浆料。将淀粉从第一有机浆料中分离出来，得到溶剂提取后的固体淀粉馏分和澄清的有机溶液。该含有溶解油的澄清的有机溶液被保留，并且可选地被蒸发，以得到粗玉米油。在某些实施例中，该第一混合物的含水量不大于10％wt/wt。在某些实施例中，该第一混合物的含水量不超过5％wt/wt。

在一更优的过程中，该方法可以进一步包括使该第一固体馏分与一个第二量的有机溶剂接触以形成具有不超过15％wt/wt的水的一个第二混合物，将该第二混合物分离为1)富含玉米纤维和蛋白质的第二固体馏分以及2)第二液体有机浆料馏分，该第二液体有机浆料馏分包括悬浮的淀粉、溶解的玉米油和有机溶剂。在该更优的方法中，分离淀粉包括将淀粉与该第一和第二有机浆料分离得到合并的固体淀粉馏分和合并的澄清有机溶液；以及保留该澄清的有机溶剂，包括保留该合并的澄清有机溶液。在某些实施例中，该第一和第二混合物的含水量不超过10^％，在某些实施例中，不超过5％wt/wt。

从至少该第一，亦从该合并的第一和第二有机浆料馏分回收的淀粉总计为研磨后的玉米面中存在的淀粉的至少50％。淀粉在浆料中处于悬浮态而不是溶解态。因此淀粉与有机浆料可以通过物理方法分离，包括密度分离和过滤中的至少一种。该密度分离，例如，可以包括有机浆料馏分的重力沉降或离心分离。需要时，可以将溶剂从溶剂提取后的淀粉馏分蒸发除去，以获得纯化的淀粉馏分。类似地，该方法可进一步包括将有机溶剂从分离的固体馏分蒸发，形成富含纤维和蛋白质的产物–即，麸片，含有大馏分纤维和一些残余的淀粉，可用于加工成适于人类食用的食品。

在通常的实施例中，将该有机浆料馏分从该固体馏分分离包括，使该第一和第二混合物中的至少一个通过筛子，筛网或板进行筛分，对应的开口大小最大为80目且最小为200目，其中该有机浆料通过这些开口。

通常，玉米面或残留的固体馏分与有机溶剂的接触在50℃与该有机溶剂的沸点之间的温度下进行。在优选的实施例中，该C₁-C₆有机溶剂为选自乙醇、乙酸乙酯和丙酮组成的组中的至少一种溶剂。在某些实施例中，该C₁-C₆有机溶剂是呋喃化合物。在某些实施例中，该呋喃化合物是四氢呋喃。在一个特别优选的实施例中，该C₁-C₆有机溶剂是乙醇。当该C₁-C₆有机溶剂是乙醇时，该溶剂提取后的淀粉馏分可附加地与矿物酸接触足够的时间，以从回收的淀粉形成乙基糖苷。在另一种优选的实例中，该C₂-C₄有机溶剂为乙酸乙酯，在这种情况下，溶剂提取后的淀粉馏分可以进一步与碱接触一段足够的时间，以形成回收淀粉的乙酰淀粉酯。

在一般实施例中，玉米面与有机溶剂的接触在搅拌混合物的同时进行。例如，在一些实施例中，搅拌包括混合物的滚转，或可包括惰性固体物体存在下的混合物。在另一些实施例中，该物理搅拌包括由桨叶和螺杆构件中的至少一个旋转形成的湍流。在更期望的实施例中，进行该物理搅拌的同时，形成该混合物并分离淀粉浆料。例如，在使用图2A-2C所示的示例性设备中，将该混合物分离成第一固体和第一液体有机浆料包括，将混合物从第一端输送到一个桶组件的第二端，该桶组件的壁具有对应于最大为80目和最小为200目的网孔。在这种情况下，有机浆料作为排出流从桶组件的壁收集，而第一固体馏分作为排出流从该桶组件的第二端收集。在这样的实施例中，将有机溶剂以与该固体馏分从该桶组件排出的方向相反的流动方向导入该桶组件。在一个示例性装置中、该桶组件包括至少一个第一节段和一个第二节段，并且使有机溶剂与玉米面分别在该第一节段，并且再在该第二节段接触，而含淀粉的浆料在这些节段中与混合物分离。

附图简述说明

图1示出了在此所述的一种玉米颗粒无水加工方法。

图2A-2C描述了各种玉米面提取装置，用于使用所述方法的无水溶剂提取淀粉颗粒。

详细说明

本披露提供了用于将玉米颗粒加工成食品、饲料和化工产品的无水方法，该方法在颗粒分馏过程中不依赖于水的使用。该方法通过取消浸泡或调质和胚芽处理步骤，以及通过减少新鲜水的用量，克服了常规玉米湿磨和干法工艺的几个限制。该方法是基于使用一种C₁-C₆有机溶剂，该有机溶剂为醇、酯、酮或呋喃化合物中的至少一种溶剂或其混合物。在某些实施例中，该C₁-C₆有机溶剂具有不超过4个的碳原子。该方法的实例是使用乙醇、乙酸乙酯和丙酮，将玉米分馏为富含淀粉、油、和蛋白质的馏分。由于此类溶剂具有较低的沸点和汽化热，这些溶剂可通过蒸发容易地回收并循环用于该方法，从而降低加工成本、能源，并消除了水再生的需要。当目的是生产改性淀粉时，使用有机溶剂的一个附加好处是，能够进行衍生化而不需要干燥淀粉，其中水对这种衍生化是不利的。

图1示出了本发明的一种无水玉米分馏方法。将玉米颗粒10经研磨20形成玉米面30。在通常的实例中，研磨全谷物玉米，所以玉米面30可称为“全玉米面”，但在一些实例中，面粉30还可以进行另外的加工，以除去一些组成成分，并仍可用于本发明的方法。研磨后的玉米面30的颗粒尺寸优选为小于18目(即，小于1000微米)但大于选定的80、100或200目(即，大于177、149或74微米)。约3-4份选自由C₁-C₆醇、酮或酯组成的组的一种有机溶剂35，与1份玉米面30混合，形成一种溶剂面粉混合物40。

该溶剂35的加入量应该足以使得该混合物含有低于15％wt/wt的水，优选小于10％，且更优选，含有小于5％wt/wt的水，包括玉米颗粒10所提供的水分含量。最大水含量将取决于蛋白质和油在水和溶剂中的相对溶解度的中点。例如，玉米蛋白质(zeins)开始不溶于相对于水约为75％wt/wt的乙醇中，而油开始变得最大限度地溶解于95％乙醇中，因此中间点为约85％乙醇，对应于不超过15％wt/wt的水。相反，对于异丙醇，蛋白质在88％wt/wt开始变得不溶，而油在97％wt/wt最大程度地溶解，所以中点为不超过8.5％的水。

混合物40通过裸滚转、惰性陶瓷球存在下的滚转，混合，螺杆挤压，桨搅拌或其他适当的方式，在升高的温度下，优选为大于50℃至高达溶剂35的沸点，进行搅拌45。在一个实施例中，使用乙醇作为溶剂35，温度为70℃。

以足够的机械能进行一定时间的搅拌45，以从小于选定的80-200目的颗粒形态的面粉30中分离出淀粉140。优选地，该搅拌45选择的方式不应太剧烈，以免导致面粉30中的麸皮(纤维)或胚芽粒子剪切成的粒度尺寸小于所选定的网眼尺寸。该被搅拌的混合物40通过一个过滤器或80-200目的筛子被过滤，将该混合物40分离为含有溶解的玉米油130的第一液体淀粉浆料50，和第一固体馏分60(被保留在该过滤器或80-200目的筛子上)。一个第二量的有机溶剂35以1-4倍的体积被加入到第一固体馏分，并且在升高的温度下，第二轮搅拌65连同通过该80-200目筛子的过滤被重复进行，形成含有溶解油的第二淀粉浆料70，和富含纤维和蛋白质的第二固体馏分80。该第一和第二淀粉浆料50和70可以被合并而形成一种合并的淀粉浆料90，该浆料含有至少50％(一般为50％-60％)的来自初始玉米颗粒10的淀粉140。

在一种优选的方法中，与溶剂35的混合，搅拌45以及淀粉浆料50和70的筛分47，同时在一个淀粉提取装置中进行。图2A-2C示出了这种淀粉提取装置的实例。图2A示出了一种原型实验装置200，包括附接到驱动轴上的电机207，该驱动轴进而连接到网孔桶组件215。网孔桶组件215具有网状材料230制成的壁，提供多个开口235，可使颗粒尺寸小于开口235的淀粉颗粒通过。该网孔桶组件215装载有研磨后的玉米面30，并且任选地，可以装载有惰性搅拌球205，从而提供进一步的机械装置，以碎裂玉米面30，排出淀粉颗粒，形成淀粉/溶剂浆料。该网孔桶组件215被浸入或部分地浸入盛装在一个收集容器276中的有机溶剂35。在工作时，电机207使收集容器276中的桶组件215旋转，使得在有机溶剂35的存在下，该旋转作用与搅拌球205提供的搅动相合并，将玉米淀粉破碎为淀粉颗粒，通过开口235被收集到容器276中作为浆料50。

在图2B中所示的一个高通量系统中，装置201可以包含设置在桶组件245内的桨、螺杆或其他机械对流装置210，其包含至少一个，但优选为两个或更多网孔桶元件215a和215b。网孔桶元件215a和215b的壁的至少一部分由网状材料230形成，提供开口235，优选对应80-200目筛子的开口。具有实心壁的桶组件245的一个远端区域位于装置201的一端。桶组件245的相对远端具有一最终出口板260a，包含有出口262，该出口为一个小于该桶组件245的内径的孔。任选地，也可以在网孔桶元件215a和215b之间设置一个附加的出口板260a，使得材料在从网孔桶元件215b的端部的最终出口板组件260a排出前，从网孔桶元件215a通过该第一板组件260a中的该出口262被输送到该第二网孔桶元件215b。

在操作中，研磨后的玉米面30经由位于桶组件245的封闭壁端的入口料斗240被导入，并且通过第一方向的对流螺杆210的旋转被推向最终出口板260a。同时，网孔筒元件215a和215b以与对流螺杆组件210相反的方向旋转。溶剂35被独立地导入到网孔筒元件215a和215b。一种导入方式可以是喷射溶剂35以通过网孔壁230。第一淀粉浆料50通过网孔筒元件215a的网230中的孔235排出，并被收集到收集容器276中。结果是，藉由使面粉30通过该第一网孔筒元件215a，形成了淀粉部分贫化的第一纤维蛋白质固体馏分60，并通过该第一出口板260a排出，其后藉由对流式螺杆组件210的继续旋转，将其推入第二网孔筒元件215b。在网孔筒元件215b中，更多的溶剂35被导入以接触该被输送的第一纤维蛋白质固体馏分60。第二淀粉浆料70通过孔235从次级筒元件215b排出并在收集容器276中与第一淀粉浆料50合并。最后，进一步淀粉贫化的第二纤维淀粉/蛋白质固体馏分从该网孔筒元件215b的端板260a的最终出口262排出，在此处被收集以进一步处理。

图2C示出了高通量溶剂提取装置202的另一示例性实施例。在该实施例中，溶剂是以与面粉30的对流相反的流向被导入筒组件245。这可以通过以下方式被完成，例如，通过使用包含端口220a、220b和220c的轴承端板组件260b，使溶剂35通过导管221a、221b和221c从泵280抽出，流动方向与玉米面30被推动通过该筒组件而朝向轴承端板组件260b流动的方向相反。这种实施例导致该筒组件245的长度上的淀粉浆料提取梯度，具有与产生浆料50和70的第一和第二溶剂提取的类似效果。

回到图1，淀粉140被以合适的固体分离步骤从合并的淀粉浆料90回收，例如通过一个具有小于该浆化淀粉颗粒的孔的过滤器过滤，通过重力沉降，或通过离心形成溶剂渗透物(或上清液)溶液100，其含有从包含淀粉固体110的馏分分离出的溶解的玉米油130。在步骤120a、120b和120c中，溶剂35被分别从渗透物(或上清液)溶液100，从淀粉固体馏分110，以及从第二纤维固体馏分80蒸发出。蒸发后，从该过程回收的三种产物是粗玉米油130、淀粉140和富含蛋白质和麸皮的贫化全谷薄片馏分150。

根据所选择的有机溶剂，原料玉米颗粒10中的约80％或更多的玉米油可以被回收在玉米油馏分130中，其可通过普通玉米油精制技术被进一步精制。例如，在实验室试验中，以乙醇为溶剂，79％的油被回收了。原料玉米颗粒10中的大约50％-60％的淀粉被回收在淀粉馏分140中，其可以用于动物饲料和人类食品产品中。回收的淀粉馏分140为约91％的淀粉、6.5％的蛋白质，1.5％的麸皮(纤维)和大约1％的灰分。可替代地，而不是从淀粉固体馏分110蒸发溶剂，溶剂提取后的馏分可直接用催化剂处理以制造改性淀粉，残留溶剂作为一种如下文所述的试剂。贫化全谷薄片馏分150为约75％的淀粉、12％的蛋白质、11％的麸皮和约2％的灰分，占原料玉米粒10的淀粉的40％-50％，麸皮的92％左右，和蛋白质的66％左右。贫化全谷薄片馏分150可被直接用作动物饲料添加剂，可被进一步加工成人类食物产品，例如压缩成早餐谷类薄片，进一步研磨以形成油贫化的全玉米面，用作肉增量剂，或可以如同普通湿法或干法研磨操作中那样被糖化和液化成右旋糖，以及作为原料制造乙醇或其他发酵产物。在后一种情况下，乙醇发酵过程的副产物为贫化的干酒糟产品(DDG)，具有比普通的DDG更少的油含量。

在另一个实施例中，包括淀粉的进一步化学转化，如果C₁-C₆溶剂35是乙酸乙酯或其他具有化学式R₁OOR₂的酯，含有淀粉的溶剂馏分可被直接转化为相应的淀粉酯。在这样的实例中，R₁和R₂各自是酯键中的C₁-C₅部分，其中R₁与R₂可具有相同或不同的碳原子数，只要R₁和R₂总的碳原子为6个或更少。如果是乙酸乙酯，其中X和R都是乙酰基，溶剂提取后的淀粉可以通过酯交换反应，通过进一步使溶剂提取后的淀粉与一个均相碱催化剂接触，直接被衍生化为乙酰化淀粉。在一个示例性实施例中，乙酸乙酯浸泡过的淀粉140被进一步悬浮在另外5倍体积的乙酸乙酯中，并与甲醇钠在50℃回流接触1小时，然后干燥。这导致每个残基大约为0.16的高取代度(乙酰化)，其大于在水性溶剂中的典型的乙酰化反应中所达到的。不受理论的限制，确信具有如此少的水含量的溶剂提取后的淀粉是用于酯化，与表氯醇、环氧化物以及其他衍生化反应的更好的反应物，因为不存在水的情况下，避免了与水本身的副反应。使用溶剂的一个附加的好处在于较高水平的衍生化成为可能，同时保持了淀粉的颗粒形态，因为衍生化淀粉的溶解度比在水中可能的溶解度要低。然后可将该乙酰化淀粉用酸和酶糖化，以形成单酰基醛糖苷，单酰基醛糖苷是重要的工业产品，可作为表面活性剂的合成中的中间体。

在另一个扩展的实施例中，包括进一步的化学转化，如果C₁-C₆溶剂是一种具有化学式ROH的醇，通过进一步使溶剂提取后的淀粉与均相酸催化剂接触，溶剂提取后的淀粉可以被直接衍生化成相应的糖苷(R-O-葡萄糖_n)。在一个示例性实例中，乙醇浸泡过的淀粉140被进一步悬浮在另外4倍体积的乙醇中，并与甲苯磺酸在165℃回流接触1小时，然后干燥。化学分析显示90％的淀粉转化为可溶性乙基葡糖苷和其他可溶性乙基糖苷_n(ethylglycosides_n)，其中乙基葡糖苷(例如，其中n＝1)占可溶性物质的72％。

如果C₁-C₆溶剂35是四氢呋喃(THF)或酮，溶剂提取后的淀粉可以被直接衍生化为多个淀粉化合物，需要惰性有机溶剂来促进所希望的反应或溶解其他反应性试剂。

因而使用除水以外的溶剂进行淀粉分离，允许以较低的成本制造多种改性淀粉，因为水的除去是不需要的。许多淀粉改性剂与也将与水反应，这降低了化学效率。进一步，由于与水相比，淀粉溶于C₁-C₆有机溶剂少得多，可获得较高的取代度，同时与水存在的情况相比较，仍然可保持淀粉的颗粒结构。

实例1

用乙醇提取淀粉

将100克研磨后的含水量在15％(85％干固体)的全玉米悬浮在300ml的无水乙醇中，并加热至70℃。保持10分钟后，该液体通过80目筛(180μm，0.007英寸)被分离，产生第一浆料渗透物A和第一截留物。将200ml无水乙醇加入到第一截留物，并将该混合物在一个装有1cm陶瓷球的塑料容器中振荡10分钟。该液体再次通过一个80目筛被分离，产生第二浆料渗透物B和第二截留物。第二截留物中加入另外200ml乙醇，并再次将混合物振荡，分离得到第三浆料渗透物C和第三截留物。第三截留物被放置在带有滤纸的布氏漏斗上，用100ml乙醇洗涤得到洗涤渗透物D和指定为截留物E的38克第四截留物。

在一个布氏漏斗的华特门滤纸(Whatman filter paper)上，渗透物A、B、C和D按顺序被过滤，得到指定为截留物馏分F的42g干燥淀粉固体与澄清的渗透物G。澄清的渗透物G被蒸发，得到5克油状残余物。通过用葡糖淀粉酶消化淀粉，样品被液化。这些组分的初始分析结果示于表1中。

表1

从这些结果可以看出，淀粉馏分为约91％的淀粉，且筛截留物为约68％的淀粉。

实例2

用乙醇、丙酮或乙酸乙酯提取

进行一系列的反应以测试类似条件下不同的溶剂。向一个1升的反应器中，加入50克研磨后的玉米面和150ml溶剂。一厘米的陶瓷珠被加入到反应器中，并将混合物混合1.5小时以释放仍然被成分的基质捆扎的淀粉颗粒。1.5小时后，将混合物通过80目筛进行筛选。在60℃，用100ml乙醇将截留物再次浆料化，并再次通过筛子过滤。再重复一次以从保留的纤维和蛋白质上洗掉任何残留的淀粉颗粒。截留物在真空烘箱中被干燥。通过筛子收集的淀粉浆液通过布氏漏斗上的滤纸被过滤，并用50ml乙醇洗涤。在真空烘箱中干燥保留的淀粉。将滤液蒸发至恒重。经乙醇提取的油具有假定为残留蛋白质的固体沉淀物。表2-7示出了对截留物、淀粉馏分和回收的油的分析。

表2

表3

表4

表5

表6

表7

该结果表明所有三种溶剂都生产出了富含淀粉的淀粉馏分，并在富含蛋白质的保留馏分和从其中分离的淀粉馏分的产量方面表现类似。均得到相似的油的产量，具有使用乙醇回收油和淀粉的优点，还表明具有不同的官能团与极性的多种溶剂在分馏和回收方面表现相似。由不同溶剂提取的油与采用用于从分离的玉米胚芽中提取油的普通湿法提取的粗玉米油具有相似的性质。相对于采用常规精制从玉米胚芽得到的粗玉米油，对油馏分的分析表明，类胡萝卜素的水平明显增加，证明相对于仅从胚芽中提取，从全粉中提取，对这些成分的提取得到了增强。

实例3

通过乙醇提取淀粉的酸催化的转化生产乙基葡糖苷

将10克的溶剂分馏玉米淀粉与40ml的195-proof乙醇混合。加入0.4克甲苯磺酸并将该混合物在油浴中升温到165℃，保持14分钟。将反应物在冷水中淬灭，除去并过滤。收集32ml最终的乙醇滤液(A)并保留沉淀(1克)。分析滤液A的乙基葡糖苷含量和纯度，如表8所示。

表8

实例4

用碱催化形成的淀粉酯进行乙酸乙酯提取

将乙酸乙酯分馏玉米淀粉(10克)悬浮于50ml乙酸乙酯中，并加入0.6克甲醇钠。在50℃搅拌1小时，然后过滤，洗涤并干燥(样品D)。对样品D的分析表明乙酸酯含量为5.7％，这表明淀粉上的淀粉葡萄糖残基的取代度为16％。

Claims

1.一种分馏玉米颗粒的方法，包括：

将玉米面与一个足够量的选自由醇、酮、酯或呋喃组成的组的至少一种C₁-C₆有机溶剂接触，以形成一个含有不超过15％w/w的水的混合物；

将该混合物分离成1)富含玉米纤维和蛋白质的一个第一固体馏分，和2)包括淀粉、溶解的玉米油和该有机溶剂的一个第一液体有机浆料，其中将该第一固体馏分与该第一液体有机浆料分离包括使该混合物过筛通过开口，该开口的大小对应于最大80目和最小200目，其中该第一液体有机浆料通过该开口；

将淀粉从该第一液体有机浆料中分离出来，得到一个溶剂提取后的固体淀粉馏分和一个澄清的有机溶液；并且

保留该澄清的有机溶液。

2.权利要求1所述的方法进一步包括：

使该富含玉米纤维和蛋白质的第一固体馏分与一个第二量的该有机溶剂接触以形成一个含有不超过15％w/w的水的第二混合物；

将该第二混合物分离成1)进一步富含玉米纤维和蛋白质的一个第二固体馏分，以及2)包括淀粉、溶解的玉米油和该有机溶剂的一个第二液体有机浆料；

其中将淀粉从该第一液体有机浆料分离包括在分离淀粉之前将该第一和第二液体有机浆料合并。

3.如权利要求1或2所述的方法，进一步包括蒸发该澄清的有机溶剂，以得到一种由玉米油组成的残余物。

4.如权利要求2所述的方法，其中从该第一和第二液体有机浆料分离的淀粉总计为研磨后的玉米面中存在的淀粉的至少50％。

5.如权利要求1所述的方法，其中将淀粉从该第一液体有机浆料分离包括密度分离和通过筛网过滤中的至少一种。

6.如权利要求5所述的方法，其中该密度分离包括该第一液体有机浆料的重力沉降和离心分离中的至少一种。

7.如权利要求1-2和4-6中任一项所述的方法，进一步包括将该有机溶剂从该溶剂提取后的固体淀粉馏分蒸发出，以获得一个纯化的淀粉馏分。

8.如权利要求3所述的方法，进一步包括将该有机溶剂从该溶剂提取后的固体淀粉馏分蒸发出，以获得一个纯化的淀粉馏分。

9.如权利要求1-2、4-6和8中任一项所述的方法，进一步包括将该有机溶剂从分离的固体馏分蒸发出，形成一种富含淀粉纤维和蛋白质的产物。

10.如权利要求3所述的方法，进一步包括将该有机溶剂从分离的固体馏分蒸发出，形成一种富含淀粉纤维和蛋白质的产物。

11.如权利要求7所述的方法，进一步包括将该有机溶剂从分离的固体馏分蒸发出，形成一种富含淀粉纤维和蛋白质的产物。

12.如权利要求2所述的方法，其中将该第二固体馏分与该第二液体有机浆料分离包括使该第二混合物过筛通过开口，该开口的大小对应于最大80目和最小200目，其中该第二液体有机浆料通过该开口。

13.如权利要求1或2所述的方法，其中该玉米面或残留的固体馏分与该有机溶剂的接触在50℃和该有机溶剂的沸点之间的温度下进行。

14.如权利要求1所述的方法，其中该C₁-C₆有机溶剂为选自由乙醇、乙酸乙酯和丙酮组成的组的至少一种溶剂。

15.如权利要求1所述的方法，其中该C₁-C₆有机溶剂是乙醇。

16.如权利要求1所述的方法，其中该C₁-C₆有机溶剂是一种具有化学式ROH的醇，并且该溶剂提取后的淀粉馏分进一步与一种酸催化剂接触足够的时间，以形成R-糖苷。

17.如权利要求1所述的方法，其中该C₁-C₆有机溶剂是一种具有化学式R₁OOR₂的酯，其中R₁和R₂可具有相同或不同的碳原子数，并且R₁和R₂的总碳原子为6个或更少；并且其中进一步地，该溶剂提取后的淀粉馏分与一种碱催化剂接触足够时间，以形成淀粉的R₁和R₂酯中的至少一个。

18.如权利要求1所述的方法，其中该玉米面与该有机溶剂的接触在搅拌该混合物的同时进行。

19.如权利要求18所述的方法，其中搅拌该混合物包括该混合物的滚转。

20.如权利要求18所述的方法，其中搅拌该混合物包括在惰性固体物体的存在下混合该混合物。

21.如权利要求18所述的方法，其中搅拌该混合物包括一种桨叶和一种螺杆中的至少一个的旋转造成的湍流。

22.如权利要求1所述的方法，其中将该混合物分离成该第一固体馏分和该第一液体有机浆料包括，将该混合物从筒组件的一个第一端输送到筒组件的一个第二端，该筒组件具有这样的壁，其上有对应于最大为80目和最小为200目的网孔，其中该第一液体有机浆料作为出口流从该筒组件的壁收集，并且该第一固体馏分作为出口流从该筒组件的第二端收集。

23.如权利要求22所述的方法，其中将该有机溶剂以与该第一固体馏分从该筒组件排出的方向相反的流动方向引入该筒组件。

24.如权利要求22所述的方法，其中该筒组件包括至少一个第一节段和一个第二节段，并且其中该有机溶剂分别在该第一节段并且再在该第二节段与该玉米面接触。

25.如权利要求1所述的方法，其中该混合物具有不超过10％wt/wt的水。

26.如权利要求1所述的方法，其中混合物具有不超过5％wt/wt的水。

27.如权利要求1所述的方法，其中除去初始溶剂后，该固体淀粉馏分被重悬浮于新鲜的溶剂中，并且用与该新鲜溶剂相容的衍生化试剂使淀粉衍生化。

28.如权利要求27所述的方法，其中该新鲜溶剂为四氢呋喃。

29.如权利要求3所述的方法，其中来自该残余物的玉米油被进一步精制。