CN110868870A - 大米产物及制备它们的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

公开了从大米制造麦芽糊精和蛋白质营养产品的系统和方法。一些实施方案包括：碾磨水合的大米，用α‑淀粉酶消化以形成麦芽糊精和蛋白质的混合物，以及将蛋白质和麦芽糊精彼此分离。

Description

大米产物及制备它们的系统和方法
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2017年5月12日递交的第62/505,461号美国临时专利申请的优先权的权益。前述申请为了所有目的通过引用完整并入本文中。
背景
领域
本文公开了从大米淀粉和大米蛋白质制备基于大米的营养产品的方法。
相关领域的描述
粮谷(如大米和燕麦)在为人们提供营养方面具有重要作用。相对于其他食物来源(例如牛肉、家禽和鱼)，谷物为不断增长的人口提供了更可持续的食物来源。
发明概述
本文公开的一些实施方案涉及从大米制造麦芽糊精和蛋白质的方法。在一些实施方案中，大米是磨碎的。在一些实施方案中，用水处理大米以制备水合的大米。在一些实施方案中，碾磨所述水合的大米以形成磨碎的大米浆液。在一些实施方案中，将浆液与淀粉酶一起搅动。在一些实施方案中，将浆液与α-淀粉酶一起搅动直至形成溶解的麦芽糊精和悬浮的蛋白质的混合物。在一些实施方案中，用注入蒸汽的蒸汽加压锅对磨碎的大米浆液加热，以提高淀粉至麦芽糊精的转化率。在一些实施方案中，将麦芽糊精和悬浮的蛋白质均质化以形成均质的混合物。在一些实施方案中，将蛋白质和麦芽糊精分离成分离的蛋白质部分和分离的麦芽糊精部分。在一些实施方案中，用水解试剂处理分离的蛋白质部分以提供水解的蛋白质。
在一些实施方案中，利用以下中的一种或多种将蛋白质和麦芽糊精彼此分离：倾析器、微滤膜系统、压滤机、振动筛过滤器、倾斜筛过滤器、或以上的组合。
在一些实施方案中，水解试剂是碱。在一些实施方案中，水解试剂是蛋白酶。在一些实施方案中，蛋白酶是外切蛋白酶或内切蛋白酶。
在一些实施方案中，利用两级均质器使水解的蛋白质均质化。
在一些实施方案中，利用选自以下的处理干燥水解的蛋白质：喷射至干燥器内、在滚筒干燥器中干燥，或在桨叶式干燥器中干燥、在降低的温度和/或在低压下(例如，小于或等于约：0.95atm、0.9atm、0.7atm、0.5atm、0.3atm、0.1atm，或者包括和/或跨越上述值的范围)蒸发、通过加热、或者以上的组合。在一些实施方案中，将水解的蛋白质干燥以提供粉末。
在一些实施方案中，在12液盎司的水中混合约20g的蛋白质粉末时，蛋白质产物在至少约一周的时间保持悬浮，而无可见的和/或可测量的沉积。
在一些实施方案中，用葡糖淀粉酶处理分离的麦芽糊精部分以提供大米糖浆。在一些实施方案中，大米糖浆具有范围为约43至约65的葡萄糖当量。在一些实施方案中，通过活化炭柱、和/或超滤器、和/或纳米过滤器处理大米糖浆，以进行脱色和除去蛋白质，和/或通过去离子柱进行处理。
一些实施方案涉及从大米制造麦芽糊精和蛋白质的方法，包括用水处理大米以制备水合的大米。在一些实施方案中，将水合的大米碾磨以形成磨碎的大米浆液。在一些实施方案中，将浆液与α-淀粉酶一起搅动直至形成溶解的麦芽糊精和悬浮的蛋白质的混合物。在一些实施方案中，用注入蒸汽的蒸汽加压锅加热磨碎的大米浆液，以提高淀粉至麦芽糊精的转化率。在一些实施方案中，将麦芽糊精和悬浮的蛋白质均质化以形成均质的混合物。在一些实施方案中，利用微滤膜将蛋白质和麦芽糊精分离成分离的蛋白质部分和分离的麦芽糊精部分。
在一些实施方案中，用水解试剂处理分离的蛋白质部分以提供水解的蛋白质。在一些实施方案中，水解试剂是碱。在一些实施方案中，水解试剂是蛋白酶。在一些实施方案中，酶是外切蛋白酶或内切蛋白酶。
在一些实施方案中，利用两级均质器使水解的蛋白质均质化。在一些实施方案中，将水解的蛋白质干燥以提供粉末。
在一些实施方案中，在12液盎司的水中混合约20g的蛋白质粉末时，蛋白质产物在至少约一周的时间保持悬浮，而无可见的和/或可测量的沉积。
在一些实施方案中，用葡糖淀粉酶处理分离的麦芽糊精部分以提供大米糖浆。在一些实施方案中，大米糖浆具有范围为约43至约65的葡萄糖当量。在一些实施方案中，通过使大米糖浆通过活化炭柱、和/或超滤器、和/或和/或纳米过滤器来对其进行处理，以进行脱色和除去蛋白质，和/或通过去离子柱进行处理。
一些实施方案涉及包含水解的大米蛋白质的蛋白质粉末。在一些实施方案中，在12液盎司的水中混合约20g的蛋白质粉末时，蛋白质在至少约一周的时间保持悬浮而不沉积。
一些实施方案涉及包含酶水解的麦芽糊精的糖浆，其具有范围为约43至约98的葡萄糖当量。
一些实施方案涉及利用任何前述的或以下方法或步骤之一的方法制得的蛋白质粉末。一些实施方案涉及利用任何前述的或以下方法或步骤之一的方法制得的大米糖浆。
在一些实施方案中，所述方法包括从谷米分离麦芽糊精和/或蛋白质。在一些实施方案中，所述方法包括接收稻谷(paddy rice)的步骤。在一些实施方案中，从米中去除壳以制备脱壳的糙米。在一些实施方案中，通过使米经受壳破碎机来对米进行脱壳。在一些实施方案中，糙米可以用作替代物或除稻谷外，还可使用糙米。在一些实施方案中，从脱壳米/糙米中去除糠。在一些实施方案中，将去除糠的脱壳米/糙米通过碾米机并增白，以提供白米给料。在一些实施方案中，用水处理增白的大米以制备湿的大米和/或水合的大米。在一些实施方案中，白米/白米破碎物被用作用于大米来源的稻谷和糙米的替代物。在一些实施方案中，湿的大米被碾磨(例如，研碎、切碎、压碎、混合、碾碎、破碎成较小颗粒以暴露淀粉等)，以形成磨碎的大米浆液。
在一些实施方案中，将磨碎的浆液与α-淀粉酶一起搅动直至形成溶解的麦芽糊精和悬浮的蛋白质的混合物。在一些实施方案中，将麦芽糊精与悬浮的蛋白质一起均质化，以形成均质的混合物。在一些实施方案中，将蛋白质与麦芽糊精分离。在一些实施方案中，利用以下中的一种或多种分离蛋白质和麦芽糊精：压滤机、沉降式离心机、振动筛过滤器、倾斜筛过滤器或微滤膜。在一些实施方案中，向浆液中添加CaCl2。在一些实施方案中，将浆液加热至约145°F至约210°F的温度。在一些实施方案中，在均质化前将溶解的麦芽糊精和悬浮的淀粉的混合物冷却至约140°F至约195°F的温度。
在一些实施方案中，将麦芽糊精暴露至葡糖淀粉酶以形成大米糖浆。在一些实施方案中，酶包括amigase mega L等。在一些实施方案中，进行处理直至产生的大米糖浆产品具有约43至约65，至多达98的DE。在一些实施方案中，使大米糖浆通过树脂床脱离子器。
在一些实施方案中，用蛋白酶处理蛋白质。在一些实施方案中，蛋白酶是DSM BAP蛋白酶。在一些实施方案中，在范围为约135°F至约140°F的温度下用蛋白酶处理蛋白质。
在一些实施方案中，从谷米制造麦芽糊精和蛋白质的方法，所述方法包括通过使米经受壳破碎机来从米中去除壳以制备脱壳的米。在一些实施方案中，从脱壳的米中去除糠，以通过使米经受碾米机处理来制备增白的大米。在一些实施方案中，用水处理增白的大米来制备湿的大米。在一些实施方案中，将湿的大米碾磨以形成磨碎的大米浆液。在一些实施方案中，将浆液与α-淀粉酶一起搅动直至形成溶解的麦芽糊精和悬浮的蛋白质的混合物。在一些实施方案中，将麦芽糊精和悬浮的蛋白质均质化以形成均质的混合物。在一些实施方案中，利用压滤机或微滤膜将蛋白质和麦芽糊精彼此分离。在一些实施方案中，向浆液中添加CaCl2。在一些实施方案中，将浆液加热至约185°F至约195°F的温度。在一些实施方案中，在均质化前使溶解的麦芽糊精和悬浮的淀粉的混合物冷却至约160°F至约175°F的温度。在一些实施方案中，用葡糖淀粉酶处理麦芽糊精以形成大米糖浆。在一些实施方案中，大米糖浆产品具有约43至约65至多达98的DE。在一些实施方案中，使大米糖浆通过活化炭柱、和/或超滤器、和/或纳米过滤器，以进行脱色和除去蛋白质，和/或通过树脂床脱离子器进行处理。在一些实施方案中，用蛋白酶处理蛋白质。在一些实施方案中，在范围为约110°F至约175°F的温度下用蛋白酶处理蛋白质。
一些实施方案涉及从谷米制造麦芽糊精和蛋白质的系统。在一些实施方案中，所述系统包括被配置成接收大米的储存罐。在一些实施方案中，所述系统包括含有搅拌器的浸泡罐，其中所述浸泡罐与被配置成加热浸泡罐的内容物的热源热连通。在一些实施方案中，用注入蒸汽的蒸汽加压锅加热磨碎的大米浆液以提高淀粉至麦芽糊精的转化率。在一些实施方案中，所述系统包括胶体磨。在一些实施方案中，所述系统包括处理器罐(processor tank)。在一些实施方案中，所述系统包括均质器。在一些实施方案中，系统包括被配置成将不溶的蛋白质部分与溶解的麦芽糊精溶液分离的压滤机。
在一些实施方案中，所述系统包括被配置成将不溶解的蛋白质与溶解的麦芽糊精分离的微过滤器和/或超滤器膜透滤系统。在一些实施方案中，所述系统包括被配置成将不溶的蛋白质与溶解的麦芽糊精分离的具有冲洗系统的离心倾析器。在一些实施方案中，所述系统包括被配置成将不溶的蛋白质与溶解的麦芽糊精分离的具有冲洗系统的振动筛过滤器或倾斜筛过滤器。在一些实施方案中，可进行一种或多种上述技术的组合以将不溶的蛋白质与溶解的麦芽糊精分离。
附图的简要说明
图1A-1B显示了利用本文公开的方法的实施方案制备的大米糖浆组合物的实施方案。
图2是概括用于制备大米蛋白质的方法的实施方案的流程图。
图3是概括用于制备大米蛋白质的实施方案的方法的实施方案的流程图。
图4是概括用于制备大米蛋白质的实施方案的方法的实施方案的流程图。
图5是概括用于制备大米蛋白质的实施方案的方法的实施方案的流程图。
图6显示了利用本文公开的方法的实施方案制备的蛋白质分离物的实施方案。
发明详述
本文描述的一些实施方案涉及制备各种基于植物的食物产品，包括大米的过程。一些实施方案涉及允许从大米分离、纯化和/或进一步处理淀粉和蛋白质部分的过程。在一些实施方案中，起始物料来自稻谷原料或白米/白米破碎物。在一些实施方案中，麦芽糊精和蛋白质部分分离自大米起始物料。在一些实施方案中，可以制备大米糖浆和蛋白质分离物。一些实施方案涉及大规模生产可变葡萄糖当量(DE)的大米蛋白质分离物和大米糖浆产品的过程。本文中描述了处理步骤的一些实施方案。一些实施方案涉及大米蛋白质和大米淀粉产物的制造设施。应理解，可以添加或省略步骤以实现一项或多项期望的改进。在本公开中于单独的实施方式的上下文中描述的某些特征，也可以在单个实施方式中组合实施(例如，过程的组合)。相反，在单个实施方式的上下文中描述的各种特征也可以分别在多个实施方式中或以任何合适的子组合以及以不同的顺序实施。还公开了与前述过程相关的各种设备。那些设备也可以与达到相同结果的其他设备交换。尽管公开了有关大米和燕麦产物的几种实施方案，但是应理解，在一些实施方案中，本文公开的方法更普遍地适用于植物产物和谷物，包括但不限于：亚麻籽、椰子、南瓜、大麻、豌豆、奇亚、小扁豆、蚕豆、马铃薯、向日葵、藜麦、苋菜、燕麦、小麦、或以上的组合。
用于分离谷物麦芽糊精和蛋白质的实施方案
在一些实施方案中，提供了将原始稻谷、糙米、白米和/或大米破碎物(例如，白米破碎物)转化为大米麦芽糊精、大米糖浆和大米蛋白质(例如，肽、寡肽和氨基酸)的过程。在一些实施方案中，将大米淀粉(例如，白米淀粉)酶促转化为麦芽糊精。在一些实施方案中，在酶促转化之后，将反应混合物分离成蛋白质流和麦芽糊精流。在一些实施方案中，将蛋白质流纯化并喷雾干燥制成蛋白质分离产物。在一些实施方案中，麦芽糊精的酶促转化产生高葡萄糖当量(DE)。在一些实施方案中，大米糖浆产品具有至少约43至多达小于或等于65葡萄糖当量，至多达小于或等于98葡萄糖当量的DE。在一些实施方案中，通过活性炭、和/或超滤、和/或纳米过滤对大米糖浆进行脱色并去除蛋白质，并通过树脂床脱离子器进行去离子。经由反渗透和蒸发将大米糖浆浓缩至约80°白利糖度，然后包装。在一些实施方案中，进一步处理来自蛋白质流的蛋白质以提供各种蛋白质混合物。本文描述的方法包括一个或多个步骤。在一些实施方案中，可以将本文公开的一个或多个步骤排除在外。在一些实施方案中，可以对公开的步骤重新排序，并且来自一个实施方案的步骤可以替代另一实施方案的步骤，或者可以将来自一个实施方案的步骤加入至另一实施方案的步骤中。
在一些实施方案中，为实施本文公开的一种或多种方法，对稻谷进行碾磨并使用(例如，不进行脱壳、除石等)。在其他实施方案中，在使用之前，通过实施以下一个或多个步骤来制备用于酶促处理的稻谷材料：去除壳；去除糠以产生白米产物用于进一步处理，加热处理糠以稳定大米油的脂肪酶降解，从糠压榨油以用于粗大米油产物，和/或包装稳定的米糠产物，和/或从稳定的糠中提取米糠蛋白质和/或其他营养物质。在一些实施方案中，在脱壳之前或之后，通过筛选和筛分除去较大的杂质。在一些实施方案中，通过逐次变小的筛网除去较小的杂质。在一些实施方案中，然后用除石机对筛选后的稻谷除石(其除去较轻且能通过筛分有效地提取出来的与谷粒大小不同的物料，如稻草、带状物(strings)、小种子、虫卵，然后除石以去除石头)。在一些实施方案中，利用壳破碎机处理除石后的稻谷。在一些实施方案中，将物料从壳破碎机转移到分离器，在那分离壳和大米。在一些实施方案中，从脱壳的大米吹走分离的壳，进到容器(例如，箱子)中以进行收集和处理。
在一些实施方案中，用抽吸器处理脱壳的糙米以去除残留的细小的壳颗粒和粉尘。在一些实施方案中，将糙米转移至一系列碾米机中，其去除并收集糠。在一些实施方案中，可以通过磨耗除去糠层。在一些实施方案中，利用碾米机，通过可调节的筛选室中的磨辊(例如，基本上保持垂直的磨辊)进行增白。在一些实施方案中，碾米机提供有鼓风机以产生负压。在一些实施方案中，对谷粒进行抛光。在一些实施方案中，通过可调节的筛网夹持机构控制抛光。在一些实施方案中，将白米吹至或以其他方式转移至收集箱中。在一些实施方案中，将糠送至榨油机以进行油提取。
在一些实施方案中，收集糠，用挤出机或热交换器进行热处理以使天然存在的脂肪酶失活，并通过螺旋榨油机压榨来进行压榨。在一些实施方案中，将榨出的油收集起来用于可能的进一步处理和精炼，和/或包装在桶中以供仓储和销售。在一些实施方案中，将脱脂的糠然后磨成粉，收集起来以进行可能的进一步处理和/或包装，以供仓储和销售。
在一些实施方案中，在从糙米分离糠后，将剩下的白米和/或大米破碎物进行加工，以将蛋白质和淀粉分离。在其他实施方案中，将稻谷和/或脱壳米(完整的或粉碎的)用作淀粉和蛋白质分离的起始物料(而非白米和/或大米破碎物)。
在一些实施方案中，作为干燥磨碎的白米/破碎物的替代物，提供了利用湿法碾磨的白米/破碎物浆液。在一些实施方案中，将大米在热水(例如，等于或至少为约：140°F、150°F、160°F、170°F、185°F、195°F、210°F，或者包括和/或跨越上述值的范围的温度)中浸泡等于或至少为约：15分钟、30分钟、60分钟，或者包括和/或跨越上述值的范围的时间段。以该方式浸泡大米允许其膨胀变软。在一些实施方案中，然后可以通过湿法碾磨浸泡的白米/破碎物。在一些实施方案中，湿法碾磨有利地在进行粉碎的设备的表面上造成较少的磨损。在一些实施方案中，在剧烈搅动下浸泡白米/破碎物。在一些实施方案中，在酶促处理之前，可以将浸泡的大米泵送通过胶体磨以减少粒径。在一些实施方案中，碾磨为两段式工艺，其具有第一过程碾磨，然后为细小胶体碾磨(使得湿固体的粒径为使得大于50％通过60目、80目、100目筛、150目筛、200目筛，或者跨越和/或包括上述值的范围)。
在一些实施方案中，在碾磨(干法或湿法)后，大米的平均粒径小于或等于约：200μm、180μm、150μm、110μm、100μm、80μm、50μm或者包括和/或跨越上述值的范围。在一些实施方案中，在碾磨(干法或湿法)后，大米的平均粒径范围为约80至约110μm。
在一些实施方案中，向反应容器中添加水。在一些实施方案中，将水加热至小于或等于约140°F、150°F、160°F、170°F、185°F、190°F、195°F、210°F或者包括和/或跨越上述值的范围的温度。在一些实施方案中，利用有套的反应容器加热磨碎的大米浆液。在一些实施方案中，利用注入蒸汽的蒸汽加压锅加热磨碎的大米浆液。在一些实施方案中，蒸汽加压锅提高了淀粉至麦芽糊精的转化率。在一些实施方案中，将足够的大米(干法碾磨的或湿法碾磨的)加入至反应容器中，以提供具有小于或等于约10％、15％、20％、28％、30％、32％、45％或者包括和/或跨越上述值的范围的％固体量(其中通过wt固体/(固体和液体的总重)x100％来计算％固体)的溶液。在一些实施方案中，该％固体浆液提供了粘度和酶促转化效率(例如，淀粉至麦芽糊精的)之间的平衡。
在一些实施方案中，向热水中添加CaCl2。在一些实施方案中，添加CaCl2(例如，作为干的粉末或作为水溶液)以提供具有等于或小于约1.5％、1.0％、0.5％、0.25％、0.11％、0.1％、0.05％、0.025％、0.01％或者包括和/或跨越上述值的范围的干的CaCl2相对于大米固体(例如，干的固体)的重量百分比的溶液。如对于添加物所用的，相对于大米进料的重量来计算重量百分比(例如，添加物的重量/大米给料重量x100％)。例如，在该情形下，干的CaCl2/总的进料干的大米固体重量x100％。
在一些实施方案中，向热水中添加淀粉降解酶。在一些实施方案中，酶是α-淀粉酶(例如，DSM Maxamyl HT等)。在一些实施方案中，添加α-淀粉酶以提供具有等于或小于约1.5％、1.0％、0.5％、0.2％、0.163％、0.11％、0.1％、0.05％、0.025％、0.01％或者包括和/或跨越上述值的范围的α-淀粉酶相对于干的大米固体(例如，大米给料)的重量百分比的溶液。
在一些实施方案中，在添加CaCl2的情况下，在酶和大米之前添加CaCl2，且在其他的实施方案中，在之后添加。在一些实施方案中，在大米之前添加酶，且在其他的实施方案中，在之后添加。
在一些实施方案中，将酶和大米物料在一起混合至少约1小时、2小时、3小时、5小时、16小时或者包括和/或跨越上述值的范围的时间段。在一些实施方案中，在搅动下进行酶促降解。在一些实施方案中，将基于大米的起始物料的酶促降解进行足以提供液化淀粉的时间段。在一些实施方案中，将基于大米的起始物料的酶促降解进行足以提供大于或等于约7、15、23、43、65、98或者包括和/或跨越上述值的范围的葡萄糖当量(DE)的时间段。在一些实施方案中，获得了约30DE的转化，这接近于100％的淀粉至麦芽糊精的转化。这允许与蛋白质进行相对高水平的分离，同时提供麦芽糊精给料，其对利用葡糖淀粉酶进一步转化为43DE至65DE和多达98DE的较高DE转化的大米糖浆是最优的。在一些实施方案中，高温确保了几乎无菌的工艺流，从而降低了处理中的生物污染的任何潜在的问题。
在一些实施方案中，在升高的温度下酶促处理后，将产生的麦芽糊精/蛋白质混合物冷却至低于或等于约140°F、150°F、160°F、175°F、185°F或者包括和/或跨越上述值的范围。在一些实施方案中，通过泵送混合物通过热交换器来实现冷却。
在一些实施方案中，然后将麦芽糊精/蛋白质浆液均质化。在一些实施方案中，将麦芽糊精/蛋白质浆液泵送通过两级均质器。在一些实施方案中，利用等于或至少为约2500psi、2250psi、2000psi或者包括和/或跨越上述值的范围的压力进行均质器的第一级。在一些实施方案中，利用等于或至少为约1000psi、750psi、500psi或者包括和/或跨越上述值的范围的压力进行均质器的第二级。
在一些实施方案中，从麦芽糊精/蛋白质浆液中分离麦芽糊精和蛋白质。在一些实施方案中，利用分离系统分离麦芽糊精和蛋白质，所述分离系统可以包括以下中的一种或多种：倾析器、微滤和/或超滤膜系统、压滤机、振动筛过滤器、倾斜筛过滤器、或以上的组合。例如，通过一系列的倾析器洗涤和/或固体重悬然后重倾析(当采用倾析器时)、通过引入透滤水(如果采用微滤(MF)和/或超滤(UF)技术)，或通过加压水冲洗(如果采用压滤机系统)，或重悬过滤的固体或在筛滤器装置中时将水喷射至固体上，来从蛋白质去除麦芽糊精。在一些实施方案中，可以收集产生的蛋白质溶液用于干燥或进一步处理。在一些实施方案中，收集麦芽糊精溶液部分用于干燥或进一步处理。在一些实施方案中，分离过程以大于或等于约95％、98％、99％、99.5％或者跨越和/或包括上述值的范围的效率(例如，减少百分比)从麦芽糊精产物中去除蛋白质、脂肪和灰分。在一些实施方案中，分离过程以大于或等于约45％、60％、80％、95％、98％、99％、99.5％或者跨越和/或包括上述值的范围的效率(例如，减少百分比)从蛋白质产物中去除麦芽糊精。如果几乎未完全去除麦芽糊精，则蛋白质产物将不会达到>80％的蛋白质产物纯度水平，且如果未从麦芽糊精完全去除蛋白质，则基于麦芽糊精的产物将不会满足该产物的0.5％最大蛋白质浓度规格。
麦芽糊精部分
在一些实施方案中，将麦芽糊精溶液部分冷却至小于或等于约140°F、150°F、160°F、170°F、180°、185°F或者包括和/或跨越上述值的范围的温度。在一些实施方案中，可将麦芽糊精溶液部分浓缩至20％的总固体。在一些实施方案中，利用例如，反渗透(RO)膜、热蒸气再压缩蒸发器、机械蒸汽再压缩(MVR)蒸发器，通过多效蒸发等浓缩麦芽糊精溶液。在一些实施方案中，将浓缩的麦芽糊精溶液在例如蒸发器中浓缩至35-60％的总固体。
在一些实施方案中，使稀释或浓缩的麦芽糊精部分经受用于糖化的条件。在一些实施方案中，用葡糖淀粉酶处理麦芽糊精溶液。在一些实施方案中，加入足够的葡糖淀粉酶以提供具有等于或小于约1.5％、1％、0.5％、0.1％、0.05％、0.025％、0.1％或者包括和/或跨越上述值的范围的葡糖淀粉酶相对于干的麦芽糊精固体的重量百分比的溶液。在一些实施方案中，在剧烈搅动下向稀释或浓缩的麦芽糊精溶液中添加葡糖淀粉酶。
在一些实施方案中，葡糖淀粉酶处理进行等于或至少约15分钟、30分钟、60分钟、90分钟、120分钟、960分钟或者包括和/或跨越上述值的范围的时间段。在一些实施方案中，将酶促处理的pH调节至等于或至少约3.0、3.5、5.0、5.8、6.0、7.0或者包括和/或跨越上述值的范围。在一些实施方案中，通过添加盐酸、柠檬酸、氢氧化钠或氢氧化钾中的一种或多种来调节pH。在一些实施方案中，利用NaOH(例如，在水溶中，以50％NaOH浓度)来调节碱性。在一些实施方案中，将溶液保持合适的时间以用于高DE转化(例如，等于或至少为约：43DE、65DE、98DE等，或者跨越和/或包括上述值的范围)。
在一些实施方案中，将转化的糖浆溶液加热(例如，通过泵送通过热交换器)以将糖浆加热至等于或至少约185°F、195°F、205°F、210°F或者包括和/或跨越上述值的范围。在一些实施方案中，该加热进行等于或至少约5分钟、10分钟、20分钟或者包括和/或跨越上述值的范围的时间段。在一些实施方案中，该加热使葡糖淀粉酶变性并失活。
在一些实施方案中，可以进一步处理稳定的糖浆(其中葡糖淀粉酶已被失活)。在一些实施方案中，使稳定的溶液以多达60％的固体通过蒸发器，然后通过活性炭、和/或UF、和/或纳米过滤(NF)、和/或上述的组合，然后通过去离子系统，接着再次通过蒸发器以增加固体，然后通过去离子系统。在一些实施方案中，去离子系统和过程经配置以将糖浆中的灰分含量减少为等于或至少为约95％、98％、99％、99.5％或者包括和/或跨越上述值的范围。在一些实施方案中，将去离子的糖浆浓缩(例如，在蒸发器中)至等于或至少约50°、60°、70°、80°或者包括和/或跨越上述值的范围的白利糖度水平。在一些实施方案中，然后对糖浆进行巴氏消毒。在一些实施方案中，利用包装系统包装糖浆，其中糖浆经巴氏消毒，其后被热包装并冷却。
糖浆产品
在一些实施方案中，提供了大米来源的碳水化合物产品。在一些实施方案中，碳水化合物产品来源于糙米。图1A和1B提供了利用如本文中公开的方法制得的糖浆的实施方案的特性。
在一些实施方案中，糖浆产品中每克的总固体包含等于或大于约0.90、0.75、0.60、0.50、0.35、0.25、0.15、0.07或者包括和/或跨越上述值的范围的量(以g计)的葡萄糖。在一些实施方案中，糖浆产品中葡萄糖相对于总固体的重量百分比为等于或大于约：90％、75％、60％、50％、35％、25％、15％、7％或者包括和/或跨越上述值的范围。在一些实施方案中，糖浆产品中每克的总固体包含等于或大于约0.35、0.30、0.25、0.20、0.15、0.05或者包括和/或跨越上述值的范围的量(以g计)的麦芽糖。在一些实施方案中，糖浆产品中麦芽糖相对于总固体的重量百分比为等于或大于约：35％、30％、25％、20％、15％、5％或者包括和/或跨越上述值的范围。在一些实施方案中，糖浆产品中每克的总固体包含等于或大于约：0.95、0.80、0.60、0.50、0.35、0.25、0.15、0.05或者包括和/或跨越上述值的范围的量(以g计)的总单糖和二糖(例如，麦芽糖和葡萄糖)。在一些实施方案中，糖浆产品中单糖和二糖相对于总固体的重量百分比为等于或大于约：95％、80％、60％、50％、35％、25％、15％、5％或者包括和/或跨越上述值的范围。在一些实施方案中，糖浆的DE为大于或等于约：10、15、25、35、45、50、60、70、75、85、90、99或者包括和/或跨越上述值的范围。在一些实施方案中，糖浆中的wt％固体为等于或大于约：85％、80％、75％、60％、50％、40％、30％、20％、15％、5％或者包括和/或跨越上述值的范围。
蛋白质部分
在一些实施方案中，将蛋白质部分干燥并分离为粉末。在一些实施方案中，进一步处理蛋白质部分以提供另外的蛋白质产物。在一些实施方案中，可以在从麦芽糊精部分分离后直接原样利用蛋白质部分进行以下方法中的一种或多种。在一些实施方案中，在对与麦芽糊精分离的蛋白质部分进行稀释或浓缩以达到期望的％固体混合物(如本文中其他地方公开的)后，可以利用蛋白质部分进行以下方法中的一种或多种。在一些实施方案中，可以利用粉末化的蛋白质部分产物进行以下方法中的一种或多种。
水解的蛋白质产物
本文公开的一些实施方案涉及主要用于仿肉替代品和增量(extender)食品市场的大米蛋白质产物。在一些实施方案中，该产物是功能性的、有营养的，且无过敏原。与大豆蛋白质提取不同，本文公开的产物的一些实施方案通过无己烷的过程制造。有利地，该产物的一些实施方案是真正天然的，并且可以是有机认证的。在一些实施方案中，方法利用来自分离自米的糙米的粉末化蛋白质。在一些实施方案中，大米蛋白质起始物料与麦芽糊精分离开，如本文中其他地方公开的。在一些实施方案中，处理粉末以形成更光滑、更易溶的糙米蛋白质添加物。在一些实施方案中，粉末有利地比传统的大米蛋白质更好地保持悬浮。在一些实施方案中，描述了与所公开方法相关的处理步骤和设备。可以省略一个或多个步骤和设备。另外，可以将本文中针对其他大米产物详述的方法和步骤进行混合和匹配。
在一些实施方案中，如图2中所示的，制造大米蛋白质产物的方法包括以下步骤中的一个或多个。在一些实施方案中，通过添加水来水合糙米蛋白质粉末(如本文中其他地方公开的)。在一些实施方案中，溶液中蛋白质的重量百分比(wt％)(例如，大米蛋白质的干重/总溶液重量x100％)为等于或至少为约：40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％、5％或者包括和/或跨越上述值的范围。在一些实施方案中，利用循环剪切泵混合器或其他粉末混合设备向水中添加(有机)大米蛋白质粉末。
在一些实施方案中，将水加热至等于或至少为约120°F、130°F、135°F、140°F、145°F、150°F、160°F或者包括和/或跨越上述值的范围的温度。在一些实施方案中，水合过程包括在水中将蛋白质搅拌等于或至少为约10分钟、30分钟、60分钟或者包括和/或跨越上述值的范围的时间段。
在一些实施方案中，用碱调节水合的大米粉末的pH。在一些实施方案中，将pH调节至等于或至少为约：8.0、9.0、9.5、10.0、10.5或者包括和/或跨越上述值的范围。在一些实施方案中，通过添加氢氧化钠或氢氧化钾中的一种或多种来调节pH。在一些实施方案中，利用NaOH来调节碱性(例如，在水溶液中，以10％、25％、35％、50％的NaOH浓度，或向水溶液中添加固体NaOH以达到期望的pH)。在一些实施方案中，对蛋白质进行等于或至少为约30分钟、60分钟、90分钟或者包括和/或跨越上述值的范围的时间段的碱处理。在一些实施方案中，利用NaOH处理产生水解的蛋白质产物溶液。
在一些实施方案中，向水解的蛋白质产物溶液中添加消泡剂。在一些实施方案中，加入消泡剂以提供具有等于或小于约0.1％、0.05％、0.01％、0.005％、0.0025％、0.001％或者包括和/或跨越上述值的范围的消泡剂/固体干重的重量百分比的溶液。在一些实施方案中，消泡剂是食品级消泡剂(例如，Magrabar Organic 3000消泡剂、Organic 3300等中的一种或多种)。在一些实施方案中，消泡剂是有机认证的消泡剂。在一些实施方案中，向溶液中添加过氧化氢溶液。在一些实施方案中，添加过氧化氢以提供具有等于或小于约0.5％、0.1％、0.05％、0.01％或者包括和/或跨越上述值的范围的50％过氧化氢溶液/固体干重的重量百分比的溶液。在一些实施方案中，允许含有消泡剂和/或过氧化氢的蛋白质溶液搅动等于或至少为约10分钟、20分钟、30分钟、60分钟或者包括和/或跨越上述值的范围的时间段。
在一些实施方案中，可以利用均质器将改性的水解蛋白质产物均质化。在一些实施方案中，进行均质化处理直至达到期望的粘度(例如，等于或小于约：10000cP、5000cP、1000cP、500cP、100cP、5cP或者包括和/或跨越上述值的范围)。在一些实施方案中，以等于或至少为约2500psi、2250psi、2000psi、1000psi、750psi、500psi或者包括和/或跨越上述值的范围的压力运行均质器。在一些实施方案中，在两级均质器中使水解的蛋白质产物均质化。在一些实施方案中，利用等于或至少为约2500psi、2250psi、2000psi或者包括和/或跨越上述值的范围的压力进行均质器的第一级。在一些实施方案中，利用等于或至少为约1000psi、750psi、500psi或包括和/或跨越上述值的范围的压力进行均质器的第二级。在一些实施方案中，均质化处理进行等于或至少为约30分钟、60分钟、120分钟、180分钟或者包括和/或跨越上述值的范围的时间段。
在一些实施方案中，然后将蛋白质溶液加热至大于或等于约190°F、195°F、200°F或包括和/或跨越上述值的范围的温度。该加热步骤可以杀死产物中存在的微生物，从而防止在蛋白质溶液的处理和转移期间可能发生的任何微生物感染。在一些实施方案中，然后在高型干燥器中将大米溶液喷雾干燥。在一些实施方案中，干燥过程在大于或至少为约350°F、410°F、450°F、510°F或者包括和/或跨越上述值的范围的温度下进行。
在一些实施方案中，将干燥的粉末过筛并通过金属探测器，然后装袋入库。在一些实施方案中，将干燥的蛋白质产物粉末进行以下一种或多种处理：通过40目筛筛分、通过磁性金属探测器检查金属屑、装在贴有适当的产品和跟踪标签的20kg的袋子或手提袋中，然后送至仓库，直到准备发货为止。
概括本章节中公开的制备大米蛋白质的方法的实施方案的流程图提供在图2中。在一些实施方案中，蛋白质产物有利地是比可获得的大米蛋白质产物更光滑的产物和可悬浮的产物。在一些实施方案中，蛋白质产物在水中保持比可获得的大米蛋白质产物更长时间的悬浮。在一些实施方案中，在12液盎司的水中混合约20g的蛋白质产物时，产物在等于或至少为约15分钟、30分钟、60分钟、120分钟或者包括和/或跨越上述值的范围的时间段保持悬浮，而无可见的和/或可测量的沉积。在一些实施方案中，在12液盎司的水中混合约20g的蛋白质产物时，产物在等于或至少为约一周、一个月、两个月、六个月、或者包括和/或跨越上述值的范围的时间段保持悬浮，而无可见的和/或可测量的沉积。
蛋白质部分的酶促处理
在一些实施方案中，进一步酶促处理分离的大米蛋白质部分。在一些实施方案中，该另外的处理步骤有利地改善了大米蛋白质分离物的溶解性和悬浮性。在一些实施方案中，将蛋白质浆液部分加热至等于或至少为约120°F、135°F、140°F、150°F、160°F或者包括和/或跨越上述值的范围的温度。在一些实施方案中，通过将蛋白质部分与在混合阀上调节至合适的设定点温度的另外的水混合来将蛋白质部分调节至上述温度。在一些实施方案中，将蛋白质部分稀释或浓缩至等于或至少为约5％、10％、15％、17％、20％或者包括和/或跨越上述值的范围的总固体百分比。
在一些实施方案中，以碱性pH进行酶处理。在一些实施方案中，将将蛋白质浆液pH调节至等于或至少为约3.0、4.0、5.0、6.0、7.9、8.3、9.0、9.5或者包括和/或跨越上述值的范围。在一些实施方案中，用NaOH、HCl或柠檬酸调节pH。在一些实施方案中，用于处理蛋白质部分的酶是蛋白酶。在一些实施方案中，用于处理蛋白质部分的酶是碱性蛋白酶、中性蛋白酶、酸性蛋白酶、或以上的组合。在一些实施方案中，蛋白酶是内切蛋白酶(例如，丝氨酸内切蛋白酶)。在一些实施方案中，蛋白酶是外切蛋白酶。在一些实施方案中，蛋白酶选自：DSM BAP、DSM FPC、DSM CPP、DSM AFP、Enzeco Fungal 400、Enzeco BL、Enzeco FungalAcid等。在一些实施方案中，添加的蛋白酶相对于蛋白质固体的量的重量百分比为小于或等于约0.01％、0.05％、0.1％、0.5％、1.0％、2.1％或者包括和/或跨越上述值的范围。在一些实施方案中，将酶与蛋白质部分混合等于或至少为约15分钟、30分钟、60分钟或者包括和/或跨越上述值的范围的时间段。在一些实施方案中，以低于或等于约120°F、130°F、135°F、140°F、150°F、160°F或者包括和/或跨越上述值的范围的温度进行蛋白质部分的酶促处理。
在一些实施方案中，在温度下的约保持时间后，将改性的蛋白质加热(例如，泵送通过热交换器)至大于或等于约185°F、190°F、195°F、200°F、210°F或者包括和/或跨越上述值的范围的温度。在一些实施方案中，一旦达到该温度，就将其保持至少约5分钟、1分钟、10秒或者包括和/或跨越上述值的范围的时间段。在一些实施方案中，该升高的温度使酶变性。
在一些实施方案中，将蛋白质浆液干燥(例如，通过高型或箱式喷雾干燥器)。在一些实施方案中，产生的酶促处理的蛋白质是粉末。在一些实施方案中，将粉末干燥至按重量计小于或等于约3％、4％、5％、6％或者包括和/或跨越上述值的范围的含水量。在一些实施方案中，干燥器配有高压喷嘴喷雾器。在一些实施方案中，喷雾嘴压力维持在约3,000-4,000psi，其中干燥器入口温度为约450-550°F，且排气温度为约180-200°F。
在一些实施方案中，通过振动分离器转移蛋白质粉末以排出较大的颗粒，并通过磁铁(例如，稀土)以去除任何金属。
酶促处理的蛋白质产物的实施方案
本文公开的一些实施方案涉及悬浮级的、清洁标签、非GMO的、酶促水解的大米蛋白质产物(例如，糙米蛋白质产物)。在一些实施方案中，水解的大米蛋白质产物被用于饮料和相关的食品蛋白质成分市场(和其他应用)。在一些实施方案中，利用无己烷的方法制造水解的大米蛋白质产物。在一些实施方案中，与大米的淀粉部分分离的糙米蛋白质部分(粉末或悬浮的)经酶促水解以提供无沙砾的、更光滑的糙米蛋白质添加物，其比可获得的大米蛋白质更好地保持悬浮。在一些实施方案中，描述了与上述过程相关的处理步骤和设备的实施方案。可以省略掉一个或多个步骤及设备。另外，可以将本文中针对其他大米产物详述的方法和步骤进行混合和匹配。
在一些实施方案中，如图3中所示的，产生处理的蛋白质产物的方法包括以下步骤中的一个或多个。在一些实施方案中，通过添加水来对糙米蛋白质粉末进行水合(如本文中其他地方公开的)。在一些实施方案中，溶液中蛋白质的重量百分比(例如，大米蛋白质的干重/总溶液重量x100％)为等于或至少为约40％、35％、30％、25％、20％、15％或者包括和/或跨越上述值的范围。在一些实施方案中，利用循环剪切泵混合器或其他粉末混合设备向水中添加(有机)大米蛋白质粉末。
在一些实施方案中，将水加热至等于或至少为约：120°F、130°F、135°F、140°F、145°F、150°F、160°F、170°F、180°F、190°F或者包括和/或跨越上述值的范围的温度。在一些实施方案中，水合过程包括在水中将蛋白质搅拌等于或至少为约10分钟、30分钟、60分钟或者包括和/或跨越上述值的范围的时间段。
在一些实施方案中，用碱调节水合的大米粉末的pH。在一些实施方案中，将pH调节至等于或至少为约3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、9.75、10.0、10.5或者包括和/或跨越上述值的范围。在一些实施方案中，通过添加氢氧化钠或氢氧化钾中的一种或多种来调节pH。在一些实施方案中，利用NaOH调节碱性(例如，在水溶液中，以10％、25％、35％、50％NaOH或KOH浓度，或向溶液中添加固体碱)。
在一些实施方案中，当pH稳定时，添加碱性的、中性的、酸性的蛋白酶、或以上的组合。在一些实施方案中，用于处理蛋白质部分的酶是碱性的、中性的、酸性的或以上的组合的蛋白酶。在一些实施方案中，蛋白酶是内切蛋白酶(例如，丝氨酸内切蛋白酶)。在一些实施方案中，蛋白酶是外切蛋白酶。在一些实施方案中，蛋白酶选自：DSM BAP、DSM FPC、DSMCPP、DSM AFP、Enzeco Fungal 400、Enzeco BL、Enzeco Fungal Acid等。在一些实施方案中，添加的蛋白酶的重量百分比(相对于干燥的大米蛋白质重量)为小于或等于约0.005％、0.01％、0.02％、0.05％、0.1％、0.5％、1.0％或者包括和/或跨越上述值的范围。在一些实施方案中，将酶与蛋白质混合等于或至少为约15分钟、30分钟、60分钟或者包括和/或跨越上述值的范围的时间段。在一些实施方案中，在小于或等于约130°F、135°F、140°F、150°F、160°F或者包括和/或跨越上述值的范围的温度下进行蛋白质的酶促处理。
在一些实施方案中，向水解的蛋白质产物溶液中添加消泡剂。在一些实施方案中，添加消泡剂以提供具有等于或少于约0.1％、0.05％、0.01％、0.005％、0.0025％、0.001％或者包括和/或跨越上述值的范围的消泡剂/固体干重的重量百分比的溶液。在一些实施方案中，消泡剂是食品级的消泡剂(例如，Magrabar Organic 3000消泡剂、Organic 3300等中的一种或多种)。在一些实施方案中，消泡剂是有机认证的消泡剂。在一些实施方案中，向溶液中添加过氧化氢溶液。在一些实施方案中，添加过氧化氢以提供具有等于或少于约0.5％、0.1％、0.05％、0.01％或者包括和/或跨越上述值的范围的50％过氧化氢溶液/固体干重的重量百分比的溶液。在一些实施方案中，允许将含有消泡剂和/或过氧化氢的蛋白质溶液搅动等于或至少为约10分钟、20分钟、30分钟、60分钟或者包括和/或跨越上述值的范围的时间段。
在一些实施方案中，用酸或碱调节处理的蛋白质的pH。在一些实施方案中，将pH调节至等于或至少为约7.0、7.5、8.0或者包括和/或跨越上述值的范围。在一些实施方案中，通过添加一种或多种有机酸来调节pH。在一些实施方案中，有机酸是柠檬酸。在一些实施方案中，通过添加诸如NaOH或KOH的碱来调节pH。
在一些实施方案中，可以利用均质器均质化改性的水解蛋白质产物。在一些实施方案中，进行均质化处理直至达到期望的粘度(例如，等于或小于约：10000cP、5000cP、1000cP、500cP、100cP、5cP或者包括和/或跨越上述值的范围)。在一些实施方案中，以等于或至少为约2500psi、2250psi、2000psi、1000psi、750psi、500psi或者包括和/或跨越上述值的范围的压力运行均质器。在一些实施方案中，在两级均质器中使水解的蛋白质产物均质化。在一些实施方案中，利用等于或至少为约2500psi、2250psi、2000psi或者包括和/或跨越上述值的范围的压力进行均质器的第一级。在一些实施方案中，利用等于或至少为约1000psi、750psi、500psi或者包括和/或跨越上述值的范围的压力进行均质器的第二级。在一些实施方案中，均质化处理进行等于或至少为约30分钟、60分钟、120分钟、180分钟或者包括和/或跨越上述值的范围的时间段。
在一些实施方案中，将蛋白质溶液然后加热至大于或等于约190°F、195°F、200°F、210°F或者包括和/或跨越上述值的范围的温度。在一些实施方案中，一旦达到该温度，就将其保持至少约15分钟、10分钟、5分钟或者包括和/或跨越上述值的范围的时间段。该加热步骤可以杀死产物中存在的微生物，从而防止处理和转移蛋白质溶液期间可能发生的任何微生物感染。在一些实施方案中，然后将大米溶液在高型干燥器中喷雾干燥。在一些实施方案中，以大于或至少为约350°F、410°F、450°F、550°F或者包括和/或跨越上述值的范围的温度进行干燥过程。
在一些实施方案中，将干燥的粉末过筛并通过金属探测器，然后装袋入库。在一些实施方案中，将干燥的蛋白质产物粉末进行以下一种或多种处理：通过40目筛筛分、通过磁性金属探测器检查金属屑、装在贴有适当的产品和跟踪标签的20kg的袋子或手提袋中，然后送至仓库，直到准备发货为止。
图3中提供了概括制备本章节中公开的大米蛋白质的方法的实施方案的流程图。
在一些实施方案中，蛋白质产物有利地是比可获得的大米蛋白质产物更光滑的产物和可悬浮的产物。在一些实施方案中，蛋白质产物可在水中保持比可获得的大米蛋白质产物更长时间的悬浮。在一些实施方案中，在12液盎司的水中混合约20g的蛋白质产物时，产物在等于或至少为约15分钟、30分钟、60分钟、120分钟或者包括和/或跨越上述值的范围的时间段保持悬浮，而无可见的和/或可测量的沉积。在一些实施方案中，在12液盎司的水中混合约20g的蛋白质产物时，产物在等于或至少为约一周、一个月、两个月、六个月或者包括和/或跨越上述值的范围的时间段保持悬浮，而无可见的和/或可测量的沉积。
酶促处理的蛋白质产物的实施方案
本文公开的一些实施方案涉及用于膨化食品市场(和其他应用)的酶促水解的大米蛋白质产物(例如，糙米蛋白质产物)。在一些实施方案中，蛋白质是过敏原友好型高蛋白挤出物，其也是纯素食和清洁标签。与传统大豆和乳清蛋白提取不同，本文公开的产物的实施方案是无己烷的，从而提供真正天然的不含化学品的产品。在一些实施方案中，该过程始于粉末化的大米蛋白质，其经酶促水解以形成比传统大米蛋白质更好地保持悬浮的更光滑、更可溶的大米蛋白质添加物。在一些实施方案中，描述了与上述过程相关的处理步骤和设备的实施方案。可以省略一个或多个步骤和设备。另外，可以将本文中针对其他大米产物详述的过程和步骤进行混合和匹配。
在一些实施方案中，如图4中所示的，产生处理的蛋白质产物的方法包括以下步骤中的一个或多个。在一些实施方案中，通过添加水来对糙米蛋白质粉末进行水合(如本文中其他地方公开的)。在一些实施方案中，溶液中蛋白质的重量百分比(例如，大米蛋白质重量/总溶液重量x 100％)为等于或至少为约40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％、5％或者包括和/或跨越上述值的范围。在一些实施方案中，利用循环剪切泵混合器或其他粉末混合设备向水中添加(有机)大米蛋白质粉末。
在一些实施方案中，将水加热至等于或至少为约120°F、130°F、135°F、140°F、145°F、150°F、160°F、170°F、180°F、190°F或者包括和/或跨越上述值的范围的温度。在一些实施方案中，水合过程包括在水中将蛋白质搅动等于或至少为约10分钟、30分钟、60分钟或者包括和/或跨越上述值的范围的时间段。
在一些实施方案中，用酸或碱调节水合的大米粉末的pH。在一些实施方案中，将pH调节至等于或至少为约：3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、9.75、10.0、10.5或者包括和/或跨越上述值的范围。在一些实施方案中，通过添加氢氧化钠或氢氧化钾、HCl或柠檬酸中的一种或多种来调节pH。在一些实施方案中，利用NaOH(例如，在水溶液中，以10％、25％、35％、50％NaOH或KOH浓度，或者固体NaOH或KOH)调节碱性。在一些实施方案中，用HCl或柠檬酸(例如，在水溶液中，以10％、25％、35％、50％或用固体柠檬酸)调节pH。在一些实施方案中，在整个酶促水解反应中维持该pH。
在一些实施方案中，当pH稳定在目标水平时，添加碱性、中性或酸性蛋白酶。在一些实施方案中，用于处理蛋白质部分的酶是碱性的、中性的或酸性的蛋白酶。在一些实施方案中，蛋白酶是内切蛋白酶(例如，丝氨酸内切蛋白酶)。在一些实施方案中，蛋白酶是外切蛋白酶。在一些实施方案中，蛋白酶选自：DSM BAP、DSM FPC、DSM CPP、DSM AFP、EnzecoFungal 400、Enzeco BL、Enzeco Fungal Acid等。在一些实施方案中，添加的蛋白酶(相对于干燥的大米蛋白质的干重)的重量百分比(％)为小于或等于约：0.005％、0.01％、0.02％、0.05％、0.1％、0.5％、1.0％或者包括和/或跨越上述值的范围。在一些实施方案中，将酶与蛋白质混合等于或至少为约90分钟、120分钟、150分钟、180分钟或者包括和/或跨越上述值的范围的时间段。在一些实施方案中，由于酶水解，在该产物中应形成轻微的苦味。在一些实施方案中，以低于或等于约130°F、135°F、140°F、150°F、160°F或者包括和/或跨越上述值的范围的温度进行蛋白质的酶促处理。
在一些实施方案中，在约60分钟(±30分钟)后，可以向溶液中添加另外量的未处理的蛋白质粉末，以进行酶促处理。在一些实施方案中，添加的蛋白质具有等于或小于约5％、10％、25％、50％、75％、100％或者包括和/或跨越上述值的范围的相对于第一次蛋白质添加干重的重量百分比。在一些实施方案中，将酶与蛋白质混合等于或至少为约90分钟、120分钟、150分钟、180分钟或者包括和/或跨越上述值的范围的时间段。
在一些实施方案中，向水解的蛋白质产物溶液中添加消泡剂。在一些实施方案中，添加消泡剂以提供具有等于或小于约0.1％、0.05％、0.01％、0.005％、0.0025％、0.001％或者包括和/或跨越上述值的范围的消泡剂/固体干重的重量百分比的溶液。在一些实施方案中，消泡剂是食品级的消泡剂(例如，Magrabar Organic 3000消泡剂、Organic 3300等中的一种或多种)。在一些实施方案中，消泡剂是有机认证的消泡剂。在一些实施方案中，向溶液中添加过氧化氢溶液。在一些实施方案中，添加过氧化氢以提供具有等于或小于约0.5％、0.1％、0.05％、0.01％或者包括和/或跨越上述值的范围的50％过氧化氢溶液/固体干重的重量百分比的溶液。在一些实施方案中，允许将含有消泡剂和/或过氧化氢的蛋白质溶液搅动等于或至少为约10分钟、20分钟、30分钟、60分钟或者包括和/或跨越上述值的范围的时间段。
在一些实施方案中，用酸调节处理的蛋白质的pH。在一些实施方案中，将pH调节至等于或至少为约7.0、7.5、8.0或者包括和/或跨越上述值的范围。在一些实施方案中，通过添加一种或多种有机酸来调节pH。在一些实施方案中，有机酸是柠檬酸。在一些实施方案中，可以利用均质器使改性的水解蛋白质产物均质化。在一些实施方案中，进行均质化处理直至达到期望的粘度(例如，等于或小于约10000cP、5000cP、1000cP、500cP、100cP、5cP或者包括和/或跨越上述值的范围)。在一些实施方案中，以等于或至少为约2500psi、2250psi、2000psi、1000psi、750psi、500psi或者包括和/或跨越上述值的范围的压力运行均质器。在一些实施方案中，在两级均质器中使水解的蛋白质产物均质化。在一些实施方案中，利用等于或至少为约2500psi、2250psi、2000psi或者包括和/或跨越上述值的范围的压力进行均质器的第一级。在一些实施方案中，利用等于或至少为约1000psi、750psi、500psi或者包括和/或跨越上述值的范围的压力进行均质器的第二级。在一些实施方案中，均质化处理进行等于或至少为约30分钟、60分钟、120分钟、180分钟或者包括和/或跨越上述值的范围的时间段。
在一些实施方案中，然后将蛋白质溶液加热至大于或等于约190°F、195°F、200°F或者包括和/或跨越上述值的范围的温度。在一些实施方案中，一旦达到该温度，就将其保持至少约15分钟、10分钟、5分钟或者包括和/或跨越上述值的范围的时间段。该加热步骤可以杀死产物中存在的微生物，从而防止处理和转移蛋白质溶液期间可能发生的任何微生物感染。在一些实施方案中，然后在高型干燥器中将大米溶液喷雾干燥。在一些实施方案中，以大于或至少为约350°F、410°F、450°F、550°F或者包括和/或跨越上述值的范围的温度进行干燥处理。
在一些实施方案中，将干燥的粉末过筛并通过金属探测器，然后装袋入库。在一些实施方案中，对干燥的蛋白质产物粉末进行以下一种或多种处理：通过40目筛筛分、通过磁性金属探测器检查金属屑、装在贴有适当的产品和跟踪标签的20kg的袋子或手提袋中，然后送至仓库，直到准备发货为止。
概括制备本章节中公开的大米蛋白质的方法的实施方案的流程图提供在图4中。
在一些实施方案中，蛋白质产物有利地是比可获得的大米蛋白质产物更光滑的产物和可悬浮的产物。在一些实施方案中，蛋白质产物在水中保持比可获得的大米蛋白质产物更长时间的悬浮。在一些实施方案中，在12液盎司的水中混合约20g的蛋白质产物时，产物在等于或至少为约15分钟、30分钟、60分钟、120分钟或者包括和/或跨越上述值的范围的时间段保持悬浮，而无可见的和/或可测量的沉积。在一些实施方案中，在12液盎司的水中混合约20g的蛋白质产物时，产物在等于或至少为约一周、一个月、两个月、六个月或者包括和/或跨越上述值的范围的时间段保持悬浮，而无可见的和/或可测量的沉积。
酶促处理的蛋白质产物的实施方案
本文公开的一些实施方案涉及水解的糙米蛋白质产物，其主要用于无化学品的风味强化食品市场(和其他的应用)。在一些实施方案中，产物具有基本上无沙砾的口感。在一些实施方案中，产物是基本不含过敏原的功能性美味天然食品鲜味(unami)风味增强剂。在一些实施方案中，该过程以粉末化的大米蛋白质(例如，糙米蛋白质产物)起始，并酶促水解蛋白质，以形成比传统的糙米蛋白质更好地保持悬浮的更光滑、更可溶的大米蛋白质添加物。在一些实施方案中，描述了与上述过程相关的处理步骤和设备的实施方案。可以省略一个或多个步骤和设备。另外，可以将本文中针对其他大米产物详述的方法和步骤进行混合和匹配。
在一些实施方案中，如图5中所示的，产生处理的蛋白质产物的过程包括以下步骤中的一个或多个。在一些实施方案中，通过添加水对糙米蛋白质粉末进行水合(如本文中其他地方公开的)。在一些实施方案中，溶液中蛋白质的重量百分比(例如，大米蛋白质的干重/总溶液重量x100％)为等于或至少为约40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％、5％或者包括和/或跨越上述值的范围。在一些实施方案中，利用循环剪切泵混合器或其他粉末混合设备向水中添加(有机)大米蛋白质粉末。
在一些实施方案中，将水加热至等于或至少为约110°F、120°F、130°F、135°F、140°F、145°F、150°F、160°F、180°F、190°F或者包括和/或跨越上述值的范围的温度。在一些实施方案中，水合过程包括在水中将蛋白质搅动等于或至少为约10分钟、30分钟、60分钟或者包括和/或跨越上述值的范围的时间段。
在一些实施方案中，利用酸或碱调节水合的大米粉末的pH。在一些实施方案中，将pH调节至等于或至少为约3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、9.75、10.0、10.5或者包括和/或跨越上述值的范围。在一些实施方案中，通过添加氢氧化钠或氢氧化钾中的一种或多种来调节pH。在一些实施方案中，利用NaOH或KOH调节pH。在一些实施方案中，利用HCl或柠檬酸(例如，在水溶液中，以10％、25％、35％、50％HCl或柠檬酸溶液浓度或固体柠檬酸)调节pH。
在一些实施方案中，当pH稳定时，添加碱性的、中性的、酸性的蛋白酶或以上的组合。在一些实施方案中，用于处理蛋白质部分的酶是碱性蛋白酶。在一些实施方案中，蛋白酶是内切蛋白酶(例如，丝氨酸内切蛋白酶)。在一些实施方案中，蛋白酶是外切蛋白酶。在一些实施方案中，蛋白酶选自：DSM BAP、DSM FPC、DSM CPP、DSM AFP、Enzeco Fungal400、Enzeco BL、Enzeco Fungal Acid等。在一些实施方案中，添加的蛋白酶的重量百分比(基于总的干燥蛋白质重量)为小于或等于约：0.005％、0.01％、0.02％、0.05％、0.1％、0.5％、1.0％或者包括和/或跨越上述值的范围。在一些实施方案中，以低于或等于约110°F、120°F、130°F、135°F、140°F、145°F、150°F、160°F或者包括和/或跨越上述值的范围的温度进行蛋白质的酶处理。在一些实施方案中，将酶与蛋白质混合等于或至少为约20分钟、30分钟、40分钟、60分钟或者包括和/或跨越上述值的范围的时间段。
在一些实施方案中，可以利用均质器使产生的混合物均质化。在一些实施方案中，进行均质化处理直至达到期望的粘度(例如，等于或小于约：10000cP、5000cP、1000cP、500cP、100cP、5cP或者包括和/或跨越上述值的范围)。在一些实施方案中，在两级均质器中使水解的蛋白质产物均质化。在一些实施方案中，利用等于或至少为约2500psi、2250psi、2000psi或者包括和/或跨越上述值的范围的压力进行均质器的第一级。在一些实施方案中，利用等于或至少为约1000psi、750psi、500psi或者包括和/或跨越上述值的范围的压力进行均质器的第二级。在一些实施方案中，均质化处理进行等于或至少为约30分钟、50分钟、60分钟、70分钟、120分钟、180分钟或者包括和/或跨越上述值的范围的时间段。
在一些实施方案中，利用碱性的、中性的、酸性的蛋白酶或以上的组合进行第二次处理。在一些实施方案中，蛋白酶是内切蛋白酶(例如，丝氨酸内切蛋白酶)。在一些实施方案中，蛋白酶是外切蛋白酶。在一些实施方案中，蛋白酶选自：DSM Validase FP、DSM BAP、DSM FPC、DSM CPP、DSM AFP、Enzeco Fungal 400、Enzeco BL、Enzeco Fungal Acid等。在一些实施方案中，添加的蛋白酶(基于总的干燥蛋白质重量)的重量百分比为小于或等于约0.005％、0.01％、0.02％、0.05％、0.1％、0.5％、1.0％或者包括和/或跨越上述值的范围。在一些实施方案中，将酶与蛋白质混合等于或至少为约12小时、18小时、24小时、30小时、36小时或者包括和/或跨越上述值的范围的时间段。在一些实施方案中，以低于或等于约130°F、135°F、140°F或者包括和/或跨越上述值的范围的温度进行蛋白质的第二次酶促处理。
在一些实施方案中，向水解的蛋白质产物溶液中添加消泡剂。在一些实施方案中，添加消泡剂以提供具有等于或小于约0.1％、0.05％、0.01％、0.005％、0.0025％、0.001％或者包括和/或跨越上述值的范围的消泡剂/固体干重的重量百分比的溶液。在一些实施方案中，消泡剂是食品级的消泡剂(例如，Magrabar Organic 3000消泡剂、Organic 3300等中的一种或多种)。在一些实施方案中，消泡剂是有机认证的消泡剂。在一些实施方案中，向溶液中添加过氧化氢溶液。在一些实施方案中，添加过氧化氢以提供具有等于或小于约0.5％、0.1％、0.05％、0.01％或者包括和/或跨越上述值的范围的50％过氧化氢溶液/固体干重的重量百分比的溶液。在一些实施方案中，允许将含有消泡剂和/或过氧化氢的蛋白质溶液搅动等于或至少为约10分钟、20分钟、30分钟、60分钟或者包括和/或跨越上述值的范围的时间段。
在一些实施方案中，用酸调节处理的蛋白质的pH。在一些实施方案中，将pH调节至等于或至少为约7.0、7.5、8.0或者包括和/或跨越上述值的范围。在一些实施方案中，通过添加有机酸或碱中的一种或多种来调节pH。在一些实施方案中，有机酸是柠檬酸，且碱是NaOH或KOH。
在一些实施方案中，可以利用均质器使改性的水解蛋白质产物均质化。在一些实施方案中，进行均质化处理直至达到期望的粘度(例如，等于或小于约：10000cP、5000cP、1000cP、500cP、100cP、5cP或者包括和/或跨越上述值的范围)。在一些实施方案中，以等于或至少为约2500psi、2250psi、2000psi、1000psi、750psi、500psi或者包括和/或跨越上述值的范围的压力运行均质器。在一些实施方案中，在两级均质器中使水解的蛋白质产物均质化。在一些实施方案中，利用等于或至少为约2500psi、2250psi、2000psi或者包括和/或跨越上述值的范围的压力进行均质器的第一级。在一些实施方案中，利用等于或至少为约1000psi、750psi、500psi或者包括和/或跨越上述值的范围的压力进行均质器的第二级。在一些实施方案中，均质化处理进行等于或至少为约30分钟、60分钟、120分钟、180分钟或者包括和/或跨越上述值的范围的时间段。
在一些实施方案中，然后将蛋白质溶液加热至大于或等于约190°F、195°F、200°F或者包括和/或跨越上述值的范围的温度。在一些实施方案中，一旦达到该温度，就将其保持至少约15分钟、10分钟、5分钟或者包括和/或跨越上述值的范围的时间段。该加热步骤可以杀死产物中存在的微生物，从而防止在处理和转移蛋白质溶液期间可能发生的任何微生物感染。在一些实施方案中，然后在高型干燥器中将大米溶液喷雾干燥。在一些实施方案中，以大于或至少为约350°F、410°F、450°F、550°F或者包括和/或跨越上述值的范围的温度进行干燥处理。
在一些实施方案中，将干燥的粉末过筛并通过金属探测器，然后装袋入库。在一些实施方案中，对干燥的蛋白质产物粉末进行以下一种或多种处理：通过40目筛筛分、通过磁性金属探测器检查金属屑、装在贴有适当的产品和跟踪标签的20kg的袋子或手提袋中，然后送至仓库，直到准备发货为止。
概括制备该章节中公开的大米蛋白质的方法的实施方案的流程图提供在图5中。
在一些实施方案中，蛋白质产物有利地是比可获得的大米蛋白质产物更光滑的产物和可悬浮的产物。在一些实施方案中，蛋白质产物保持比可获得的大米蛋白质产物更长时间的悬浮。在一些实施方案中，在12液盎司的水中混合约20g的蛋白质产物时，产物在等于或至少为约15分钟、30分钟、60分钟、120分钟或者包括和/或跨越上述值的范围的时间段保持悬浮，而无可见的和/或可测量的沉积。在一些实施方案中，在12液盎司的水中混合约20g的蛋白质产物时，产物在等于或至少为约一周、一个月、两个月、六个月或者包括和/或跨越上述值的范围的时间段保持悬浮，而无可见的和/或可测量的沉积。
蛋白质产物
在一些实施方案中，提供了大米来源的蛋白质产物。在一些实施方案中，蛋白质产物来源于糙米。图6提供了利用本文公开的方法制得的蛋白质产物的实施方案的氨基酸特性。在一些实施方案中，蛋白质产物是大米蛋白质分离物。
在一些实施方案中，蛋白质产物是谷物或植物来源的蛋白质分离物。在一些实施方案中，蛋白质产物(例如，营养补充剂)中的蛋白质来源仅由大米蛋白质组成，且缺少其他的蛋白质来源。在一些实施方案中，蛋白质产物中的蛋白质来源仅由植物蛋白质组成，且缺少其他的蛋白质来源。如本文中所用的，术语“蛋白质分离物”包括这样的组合物，其包含已从天然存在的蛋白质来源收获的蛋白质(包括完整的蛋白质、多肽、寡肽和/或氨基酸)。术语蛋白质分离物包括来自天然存在的蛋白质来源的蛋白质的浓缩物和水解产物。术语蛋白质分离物还可以包括经由水解、酶促降解、发酵和/或其他技术已从其天然来源浓缩或处理的氨基酸(无论是单体、寡聚或多聚形式)。在一些实施方案中，蛋白质分离物中的干燥蛋白质按重量计为等于或至少为约：30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％或者包括和/或跨越上述值的范围。在一些实施方案中，蛋白质产物仅包含蛋白质(例如，蛋白质、多肽、寡肽和/或氨基酸)。
在一些实施方案中，一克的蛋白质产物包含等于或大于约60、58、50、40或者包括和/或跨越上述值的范围的量(以mg计)的丙氨酸。
在一些实施方案中，一克的蛋白质产物包含等于或大于约80、70、60、50、40、30、20、10或者包括和/或跨越上述值的范围的量(以mg计)的精氨酸。
在一些实施方案中，一克的蛋白质产物包含等于或小于约100、90、80、75、70、60或者包括和/或跨越上述值的范围的量(以mg计)的天冬氨酸。
在一些实施方案中，一克的蛋白质产物包含等于或小于约40、30、20、10或者包括和/或跨越上述值的范围的量(以mg计)的半胱氨酸。
在一些实施方案中，一克的蛋白质产物包含等于或小于约190、180、170、160、150、140或者包括和/或跨越上述值的范围的量(以mg计)的谷氨酸。
在一些实施方案中，一克的蛋白质产物包含等于或小于约60、50、45、40、30或者包括和/或跨越上述值的范围的量(以mg计)的甘氨酸。
在一些实施方案中，一克的蛋白质产物包含等于或小于约30、20、10、5或者包括和/或跨越上述值的范围的量(以mg计)的组氨酸。
在一些实施方案中，一克的蛋白质产物包含等于或大于约50、45、42、40、30或者包括和/或跨越上述值的范围的量(以mg计)的异亮氨酸。
在一些实施方案中，一克的蛋白质产物包含等于或大于约90、85、80、70、60或者包括和/或跨越上述值的范围的量(以mg计)的亮氨酸。
在一些实施方案中，一克的蛋白质产物包含等于或大于约40、35、30、20或者包括和/或跨越上述值的范围的量(以mg计)的赖氨酸。
在一些实施方案中，一克的蛋白质产物包含等于或大于约40、35、30、28、20、10或者包括和/或跨越上述值的范围的量(以mg计)的蛋氨酸。
在一些实施方案中，一克的蛋白质产物包含等于或小于约80、70、60、55、50、40、30或者包括和/或跨越上述值的范围的量(以mg计)的苯丙氨酸。
在一些实施方案中，一克的蛋白质产物包含等于或小于约60、55、50、45、40、30或者包括和/或跨越上述值的范围的量(以mg计)的脯氨酸。
在一些实施方案中，一克的蛋白质产物包含等于或小于约60、55、50、45、40、30或者包括和/或跨越上述值的范围的量(以mg计)的丝氨酸。
在一些实施方案中，一克的蛋白质产物包含等于或小于约50、40、36、30、20或者包括和/或跨越上述值的范围的量(以mg计)的苏氨酸。
在一些实施方案中，一克的蛋白质产物包含等于或大于约30、20、15、10或者包括和/或跨越上述值的范围的量(以mg计)的色氨酸。
在一些实施方案中，一克的蛋白质产物包含等于或大于约60、50、40、30或者包括和/或跨越上述值的范围的量(以mg计)的酪氨酸。
在一些实施方案中，一克的蛋白质产物包含等于或大于约70、60、50、40或者包括和/或跨越上述值的范围的量(以mg计)的缬氨酸。
一般特征和设备考虑
在一些实施方案中，与稻谷物料一起，另一个主要的进料来源是生产用水。在一些实施方案中，根据期望的水质量，可以利用市售的水软化器(例如，具有多个(2、3、4个或更多个)树脂床)将水软化至小于1格令(grain)的硬度)。在一些实施方案中，将进入的(硬)水泵送通过树脂床，直到树脂床饱和并且软化的水不再满足期望的水软度。在一些实施方案中，然后将进水自动引导到下一个树脂床进行软化，并通过在埋地(in ground)盐存储设施外部用(NaCl)盐水反洗该树脂床来再生用过的树脂床。在一些实施方案中，该顺序的树脂床是连续进行的过程，以确保为生产提供适当质量的水，以满足所有生产过程需求。在一些实施方案中，用RO膜技术处理工艺用水以使其硬度小于1格令。
压滤机：在一些实施方案中，使用压滤机来将蛋白质部分与麦芽糊精部分分离。在一些实施方案中，使用了自动化的压滤机。在一些实施方案中，所使用的压滤机被制造为具有橡胶囊设计特征，与包括传统压滤机技术(例如在内的其他分离技术相比，其允许利用70％减少的所需洗涤用水来将蛋白质与麦芽糊精分离。尽管压滤机采用充水的橡胶囊来压出压滤机中残留的含有麦芽糊精的液体。在一些实施方案中，使用橡胶囊压出残留的含有麦芽糊精的液体减少了所需要的洗涤用水量，因为在洗涤滤饼后进行第二次囊压步骤，这造成洗涤用水的使用量大大减少。将麦芽糊精从蛋白质滤饼完全洗出的洗涤用水量的减少使蒸发器的尺寸减少了30％-35％，从而改善了处理过程。另外，在一些实施方案中，压滤机是全自动的，带排空和洗涤的进行无需操作员触碰。在一些实施方案中，这减少了污染的机会。在一些实施方案中，压滤机的使用显著降低了清洁压滤机的操作劳力。在一些实施方案中，在最终的蛋白质产物中实现了具有82％-86％蛋白质的蛋白质分离物，这比通过标准压滤机获得的任何其他产物都要好。在一些实施方案中，使用的压滤机是Filtra Systems(FS)机器。已证明压滤机可以有效地工作，并且通常比其他几种分离技术便宜。维护工作量通常是最少的，其中更换滤布是主要的维护问题和成本。
倾析器技术：在一些实施方案中，使用倾析器来分离蛋白质和麦芽糊精部分。在一些实施方案中，以商业规模运行倾析器，且其提供非常好的分离，并且最终蛋白质纯度超过90％。在一些实施方案中，倾析器被用作压滤机(和/或除压滤机或本文公开的其他分离技术之外)的替代物。在一些实施方案中，倾析器提供与含有囊的压滤机相似的结果。在一些实施方案中，可将一系列具有槽和洗涤系统的倾析器半自动化，以提供从酶处理的大米的蛋白质部分中去除麦芽糊精所需的洗涤周期。在一些实施方案中，在前两次冲洗后使用RO系统来浓缩低浓度的洗涤水。在一些实施方案中，可以回收和再循环RO渗透物，以减少加热能量、用水和废水处理量以及相关成本。与压滤机不同，压滤机可能需要在每次按压后打开，并且滤饼通常需要进行一些手动刮削以确保去除所有蛋白质(引起潜在的污染和蛋白质损失)，这种分离可以在工人较少互动的情况下进行等。
微滤(MF)和/或超滤(UF)膜技术：微滤和超滤膜技术可以提供麦芽糊精和蛋白质部分的非常高质量的分离。在一些实施方案中，微滤和超滤膜系统是易于自动化的系统，且以高产率、低细菌污染过程运行，同时提供了非常高品质的麦芽糊精用于进一步处理。在一些实施方案中，该处理技术与一个倾析器步骤相结合以增加产量。在一些实施方案中，与利用倾析器一样，可以采用反渗透技术来浓缩稀释麦芽糊精的洗涤水，以增加至蒸发器的固体并回收冲洗水以供再次使用。可以使用的陶瓷MF和UF膜类型包括孔径为0.005μ-2.0μ的Al2O3、TiO2和ZrO3陶瓷膜。可以使用的有机膜类型包括具有PVDF、聚砜或聚醚砜膜化学成分且膜孔径为.005μm-1.6μm的螺旋、管状和板框式MF&UF膜。在一些实施方案中，MF和UF膜可产生良好的过滤效果。在一些实施方案中，MF和UF膜技术是封闭系统，其易于操作，具有精确的渗滤冲洗水控制，并且将为生产的各种产物提供卫生环境。在一些实施方案中，分离可以更精细和更精确，从而从分离过程中获得更高的蛋白质收率，并且麦芽糊精MF和UF渗透溶液将具有非常高的澄清度，这将受益于纯度度量且适用于更广泛的食品应用，尤其是清澈的饮料。该设备的维护费用通常较低，仅需要定期更换泵密封件并在其磨损时更换阀座。与压滤机不同，压滤机可能需要在每次按压后打开，并且滤饼通常需要进行一些手动刮削以确保去除所有蛋白质(导致潜在的污染和蛋白质损失)，这种分离可以是自动化的，并且无需工人互动进行等。
蛋白质喷雾干燥器：在一些实施方案中，蛋白质喷雾干燥器是高型单级塔式喷雾干燥器或箱式干燥器，二者均具有高压喷嘴雾化功能。在一些实施方案中，通过风管(bustle)将蛋白质从主干燥室移至一级旋风分离器，然后移至袋滤室以去除最终的蛋白质粉末。在一些实施方案中，干燥器的水蒸发设计为至少约10,000磅的水去除/小时，从而产生1,891磅的4％-5％水分的蛋白质粉末/小时。在一些实施方案中，通过已利用直接燃烧的天然气低NOX燃烧器加热的空气蒸发水。在一些实施方案中，从干燥器底部、旋风分离器和袋滤室中移除粉末，并将其气动输送到干燥器塔中的两个蛋白质产物存储箱之一，以便在包装之前进行存储。在一些实施方案中，提供了用于湿法净化干燥器的CIP系统。在一些实施方案中，不必清洁该喷雾干燥器。
液体大米糖浆蒸发器：在一些实施方案中，蒸发器是多效机械蒸汽再压缩蒸发器(取决于最终的资金/运营成本分析)。在一些实施方案中，将从上述蛋白质分离设备中排出的液体的麦芽糊精与从分离洗涤溶液中排出的糖浆洗涤水混合，然后用反渗透技术浓缩至约20％的总固体。在一些实施方案中，根据去离子系统设计标准对最终固体的要求，将RO浓缩的碳水化合物混合物送入蒸发器的其中一级，以将固体从约20％增加到35％或50％。在一些实施方案中，对麦芽糊精溶液进行酶处理以产生高葡萄糖当量的大米糖浆产品。在一些实施方案中，如果该产品来源于倾析器或压滤机技术，则对糖浆进行澄清(通过硅藻土或其他合适的深度过滤步骤)。如果该产品来源于MF或UF膜技术，则滤液将是完全澄清的，且无需进行任何进一步的过滤来使其澄清。在一些实施方案中，可以将来自MF或UF分离过程中的麦芽糊精部分直接送至去离子系统。在一些实施方案中，然后将去离子的大米糖浆产品移回蒸发器中的最后作用，以浓缩至约80°的最终白利糖度(或如本文中其他地方公开的其他白利糖度值)。
湿法碾磨/胶体磨：在一些实施方案中，使用湿法碾磨工艺，从而减小原料白米和/或破碎物的粒径。在一些实施方案中，通过利用具有固定的定子和间距可变的转子的粗胶体磨和随后的细胶体磨来进行湿法碾磨。在一些实施方案中，湿磨机具有通过调节定子和转子之间的间隙来改变研磨粒度和/或产量的能力。
均质化和巴氏杀菌：在一些实施方案中，在将麦芽糊精与蛋白质分离之前，通过均质器处理大米蛋白质流以将这些产物中的任何聚集颗粒和/或团块变平滑。在一些实施方案中，均质器配备有约5000psi的最大压力头，并且各自配备有两级均质阀，该均质阀分别以约2500/500psi(或如本文中其他地方公开的其他压力)运行，用于两级操作，也可用作定时泵以为每种产物供给巴氏灭菌系统。在一些实施方案中，用管壳式换热器将大米麦芽糊精和蛋白质流加热至巴氏灭菌温度，其中以蒸汽作为壳侧的导引介质，且冷凝水返回锅炉。在一些实施方案中，利用均质器将产物泵送通过壳管式巴氏灭菌器，其中通过仪器控制产物温度来节流蒸汽供应，以实现恒定的巴氏灭菌温度。在一些实施方案中，通过安装带有背压阀的保持管维持流量和巴氏灭菌温度来将产物保持特定的时间。在一些实施方案中，如果巴氏灭菌温度未达到最低设定点，则每个巴氏灭菌器具有返回巴氏灭菌器的进料罐的自动回收和分流阀。在一些实施方案中，蛋白质巴氏杀菌的一部分是在蛋白质喷雾干燥器之前的带挡板的缓冲罐，作为保持一定的时间以使酶变性的一部分。
糖浆去离子系统：在一些实施方案中，利用带有阴离子和阳离子去离子床的基于树脂的去离子系统对大米糖浆进行去离子。在一些实施方案中，原料糖浆将通过活化炭柱和/或UF或NF膜系统，以去除溶液中可能降低去离子效率和清洁度的颜色和残留蛋白质。在一些实施方案中，系统具有三个相同的部分，其中两个部分将同时运行，第一部分去除来自流的90％的离子，且第二部分抛光来自流的最后10％的离子。在一些实施方案中，当第一部分树脂床“饱和”时，将其停止运行，冲洗以除去剩余的“甜水”，然后将树脂再生。在一些实施方案中，第二部分成为主要的离子去除部分，且第三部分为抛光部分。在一些实施方案中，第二部分变得“饱和”，像第一部分一样将其停止运行并再生。在一些实施方案中，第三部分将成为主要的离子去除部分，且第一部分成为抛光部分。在一些实施方案中，可以在生产进行中像24/7这样循环进行处理。在一些实施方案中，要提供的设备是通过Pro Sep或其他公司。
壳和糠的去除：在一些实施方案中，利用一系列的设备和处理步骤从稻谷中去除壳和糠。在一些实施方案中，使用以下一种或多种设备从谷米或大米破碎物中去除壳和/或糠。在一些实施方案中，以下每台设备都被用于从谷米或大米破碎物中去除壳和/或糠。在一些实施方案中，设备可以由Zaccaria或其他公司提供。
壳去除：在一些实施方案中，使用以下一种或多种方法去除稻谷中的杂质和石头，并去除壳：筛式清洁器；除石机；连续称重机；壳去除器；除尘器/集尘器；壳运输到仓储的气动运输；鼓风机；和导管。
糠去除：在一些实施方案中，对从大米去除的糠进行热处理以使脂肪酶失活，并分离油和糠。
榨油机：在一些实施方案中，利用榨油机将油从糠中去除。在一些实施方案中，利用螺旋压榨机、粗过滤器或二者中的一种或多种来去除油。油包装：在一些实施方案中，收集来自糠的油(并包装在桶中或手提袋中)。
在一些实施方案中，干燥原料(例如，大米、脱壳大米等)在整个生产过程中的运输是利用气动输送机完成的。在一些实施方案中，将95％通过60目筛的粒径用于干法碾磨制备。由于干燥大米的坚硬性质，它的耐磨性极强，会在所有碾磨设备上造成显著磨损。在一些实施方案中，如本文中其他地方公开的，白米/破碎物的干法碾磨的替代方案是利用湿法碾磨技术来处理白米/破碎物浆液。在一些实施方案中，在约170°F-195°F(例如，185°F)下，将原始大米在水中浸泡约30分钟。在一些实施方案中，然后可对浸泡的白米/破碎物进行湿法碾磨。在一些实施方案中，湿法碾磨更容易完成，其对进行粉碎的设备表面的磨损较少。各种试验运行表明，精细碾磨优于过于粗糙碾磨。
蒸发器冷凝水：在一些实施方案中，将来自浓缩在蒸发器中的液体大米糖浆的蒸发器冷凝水(ECW)用作处理补给水。在一些实施方案中，ECW被用作锅炉的补给水和非最终冲洗CIP补给水。在一些实施方案中，方法包括收集ECW并用RO系统进行抛光，以去除任何固体，并将高纯水送回工厂再利用。这不仅减少了排水量，而且还减少了水需求和软化成本，同时回收了ECW中保留的热能。
来自蛋白质分离的冲洗水：倾析器、微滤、超滤、振动筛过滤器、倾斜筛过滤器，以及在较小程度上的FS过滤器和压滤机替代选择都会产生需要回收糖并浓缩以生产糖浆的稀释水。在一些实施方案中，RO技术可用于从这些过程中经济高效地去除并纯化水。在一些实施方案中，可将来自处理该冲洗水的主要RO系统的渗透液与上述ECW混合，并通过第二RO系统进一步抛光以以重复使用。所产生的水的纯度要比自来水高得多，并且经过热处理后，基本上没有微生物污染。在一些实施方案中，来自主要的RO截留物中的固体将包含麦芽糊精部分，因此需要从这一部分的过程中获得最大的产量。在一些实施方案中，二次抛光RO产生高纯水以供重复使用。在一些实施方案中，可以在高温浸泡过程中在前部将保留的有价值的固体再循环回来，以提高产量并回收热量，同时减少补给和软化水的需求。
来自工艺中清洁(Clean in Process,CIP)的冲洗水：在一些实施方案中，可以将来自CIP操作的冲洗水收集起来，并将其用作CIP过程中的补给水，以回收水及其热含量。在一些实施方案中，可取的是仅将用于清洗罐子的实际清洗溶液连同任何地板和家政清洗水一起送至废水处理厂进行处理。
在本公开内容中，于单独的实现方式的上下文中描述的某些特征也可以在单个实现方式中组合实施。相反，在单个实施方式的上下文中描述的各种特征也可以分别在多个实施方式中实施或以任何合适的子组合实施。此外，尽管上文可以将特征描述为以某些组合起作用，但是在一些情况下可以从组合中删除所要求保护的组合的一个或多个特征，并且可以将组合声明为子组合或子组合的变型。
结论
在本公开内容的一个实施方案、流程图或实例中公开或示出的任何步骤、过程、结构和/或装置的任何部分可以与在不同的实施方案、流程图或实例中公开或示出的任何步骤、过程、结构和/或设备的任何其他部分组合或一起使用(或代替)。本文中描述的实施方案和实例并非旨在为离散的和彼此分离的。所公开的特征的组合、变型和其他实施方式在本公开内容的范围内。
一些实施方案提供了在同一过程中分离和纯化(和/或进一步处理)来自大米的麦芽糊精部分和蛋白质部分的方法。换言之，在一些实施方案中，有利地在单一过程中从大米分离蛋白质和麦芽糊精。通常，在从大米分离麦芽糊精时，蛋白质部分被作为废品丢弃。类似地，在从大米分离蛋白质时，淀粉部分被作为废品处理。有利地，利用本文公开的方法，可以从同一大米来源(或其他谷物)获得高品质的大米糖浆和高品质的蛋白质产物。
关于本文中基本上任何复数和/或单数术语的使用，本领域技术人员可以视上下文和/或应用情况，将复数转化为单数和/或将单数转化为复数。
本领域的技术人员将理解，通常，本文中且尤其是在所附权利要求书中使用的术语(例如，所附权利要求的主体)通常旨在作为“开放性”术语(例如，术语“包括(including)”应被解释为“包括但不限于”，术语“具有(having)”应被解释为“至少具有”，术语“包括(includes)”应被解释为“包括但不限于”等)。本领域技术人员还将理解，如果期望特定数量的引入的权利要求叙述，则将在权利要求中明确地陈述这样的意图，并且在没有这样的叙述的情况下，不存在这样的意图。例如，为帮助理解，以下所附权利要求可包含利用引入性短语“至少一个”和“一个或多个”来引入权利要求叙述。然而，这样的短语的使用不应被解释为意指通过不定冠词“一个/一种(a)”或“一个/一种(an)”引入的权利要求叙述将包含此类引入的权利要求叙述的任何特定权利要求限制于包含仅一个这样的叙述的实施方案，即使当同一权利要求包括引入性短语“一个或多个”或者“至少一个”以及不定冠词如“一个/一种(a)”或“一个/一种(an)”时(例如，“一个/一种(a)”和/或“一个/一种(an)”应被解释为意指“至少一个/种”或“一个或多个/一种或多种”)；用于引入权利要求叙述的定冠词的使用同样如此。例如，“一种(an)”试剂可以包括一种、两种或几种成分(且不必为单一成分)。另外，即使明确叙述了特定数量的引入的权利要求叙述，本领域技术人员将认识到这样的叙述应被解释为意指至少所述数量(例如，仅仅叙述“两个叙述”，而无其他修饰语，意指至少两个叙述，或者两个或更多个叙述)。此外，在其中使用了类似于“A、B和C等中的至少一个”的惯例的那些情况下，通常，这样的构造旨在具有本领域技术人员所理解的该惯例的含义(例如，“具有A、B和C中的至少一个的系统”将包括但不限于仅具有A、仅具有B、仅具有C、同时具有A和B、同时具有A和C、同时具有B和C和/或同时具有A、B和C等的系统)。本领域技术人员还将理解，无论是在说明书、权利要求书还是附图中，呈现两个或更多个替代性术语的任何反义连接(disjunctive)词和/或短语都应理解为考虑包括以下的可能性：术语中的一个、术语中的任一个或者两个术语。例如，短语“A或B”将被理解为包括以下可能性：“A”或“B”或“A和B”。
另外，在根据马库什组描述本公开内容的特征或方面的情况下，本领域技术人员将认识到由此也根据马库什组的任何单独成员或成员的子组描述本公开内容。
如本领域技术人员将理解的，出于任何和所有目的，如就提供书面说明而言，本文公开的所有范围还涵盖任何和所有可能的子范围及其子范围的组合。任何列出的范围都可以容易地被认为充分描述，并且使得同一范围能够被分解为至少相等的两半、三份、四份、五份、十份等。作为非限制性实例，可以容易地将本文中论述的每个范围分解为下三分之一、中三分之一和上三分之一等。如本领域技术人员还将理解的，所有语言如“多达”、“至少”、大于”、“小于”等包括所述的数字，并且是指随后可以分解为如上所述的子范围的范围。最后，如本领域技术人员将理解的，范围包括每个单独的成员。因此，例如，具有1-3个物品的组是指具有1、2或3个物品的组。类似地，具有1-5个物品的组是指具有1、2、3、4或5个物品的组等。短语“和其间的范围”可以包括落在所列数值之间的范围。例如，“1、2、3、10和其间的范围”可以包括1-10、1-3、2-10等。
尽管本文中已经公开了各个方面和实施方案，但是其他的方面和实施方案对于本领域技术人员将是显而易见的。本文公开的各个方面和实施方案仅出于说明的目的，且并不旨在为限制性的，真正的范围和精神由所附权利要求书指示。
对于本文中公开的方法，过程和方法中执行的功能可以以不同的顺序实施。方法或用途的公开内容还可以包括指导方法或用途(例如，以使用说明)。

Claims (33)

1.从大米制造麦芽糊精和蛋白质的方法，所述方法包括：
用水处理所述大米以制备水合的大米；
碾磨所述水合的大米以形成磨碎的大米浆液；
将所述浆液与α-淀粉酶一起搅动，直到形成溶解的麦芽糊精和悬浮的蛋白质的混合物；
将所述麦芽糊精和悬浮的蛋白质均质化以形成均质的混合物；
将所述蛋白质和麦芽糊精分离成分离的蛋白质部分和分离的麦芽糊精部分；
用水解试剂处理所述分离的蛋白质部分以提供水解的蛋白质。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述水解试剂是碱。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述水解试剂是蛋白酶。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述水解试剂是中性酶。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述水解试剂是酸性酶。
6.如权利要求3所述的方法，其中所述蛋白酶是外切蛋白酶或内切蛋白酶。
7.如权利要求1所述的方法，其还包括利用两级均质器使所述水解的蛋白质均质化。
8.如权利要求1所述的方法，其中利用选自以下的处理来干燥所述水解的蛋白质：喷射至干燥器中、在降低的温度下和/或在减压下蒸发、通过加热、或以上的组合。
9.如权利要求1所述的方法，其中将所述水解的蛋白质干燥以提供粉末。
10.如权利要求9所述的方法，其中在12液盎司的水中混合约20g的所述蛋白质粉末时，蛋白质产物在至少约一周的时间保持悬浮，而无可见的和/或可测量的沉积。
11.如权利要求1所述的方法，其还包括用葡糖淀粉酶处理所述分离的麦芽糊精部分以提供大米糖浆。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述大米糖浆具有范围为约43至约65或至约98的葡萄糖当量。
13.如权利要求11所述的方法，其中所述方法包括使所述大米糖浆通过活化炭柱、和/或UF膜、和/或NF膜、或以上的任意组合。
14.如权利要求11所述的方法，其还包括使所述大米糖浆通过去离子柱。
15.如权利要求1所述的方法，其中利用以下中的一种或多种来将所述蛋白质和麦芽糊精彼此分离：倾析器、微滤膜系统、超滤膜系统、振动筛过滤器、倾斜筛过滤器、压滤机、或以上的组合。
16.从大米制造麦芽糊精和蛋白质的方法，所述方法包括：
用水处理所述大米以制备水合的大米；
碾磨所述水合的大米以形成磨碎的大米浆液；
将所述浆液与α-淀粉酶一起搅动，直至形成溶解的麦芽糊精和悬浮的蛋白质的混合物；
使所述麦芽糊精和悬浮的蛋白质均质化以形成均质的混合物；以及
利用微滤膜将所述蛋白质和麦芽糊精分离成分离的蛋白质部分和分离的麦芽糊精部分。
17.如权利要求16所述的方法，其还包括用水解试剂处理所述分离的蛋白质部分以提供水解的蛋白质。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述水解试剂是碱。
19.如权利要求17所述的方法，其中所述水解试剂是蛋白酶。
20.如权利要求17所述的方法，其中所述水解试剂是中性酶。
21.如权利要求17所述的方法，其中所述水解试剂是酸性酶。
22.如权利要求19所述的方法，其中所述酶是外切蛋白酶或内切蛋白酶。
23.如权利要求16所述的方法，其还包括利用两级均质器使所述水解的蛋白质均质化。
24.如权利要求16所述的方法，其中将所述水解的蛋白质干燥以提供粉末。
25.如权利要求16所述的方法，其中在12液盎司的水中混合约20g的所述蛋白质粉末时，蛋白质产物在至少约一周的时间保持悬浮，而无可见的和/或可测量的沉积。
26.如权利要求16所述的方法，其还包括用葡糖淀粉酶处理所述分离的麦芽糊精部分以提供大米糖浆。
27.如权利要求26所述的方法，其中所述大米糖浆具有范围为约43至约65至约98的葡萄糖当量。
28.如权利要求9所述的方法，其中所述方法包括使所述大米糖浆通过活化炭柱、和/或UF膜、和/或NF膜、或以上的任意组合。
29.如权利要求19或20所述的方法，其还包括使所述大米糖浆通过去离子柱。
30.蛋白质粉末，其包含水解的大米蛋白质，其中在12液盎司的水中混合约20g的所述蛋白质粉末时，所述蛋白质在至少约一周的时间保持悬浮而不沉积。
31.包含酶水解的麦芽糊精的糖浆，其具有范围为约43至约65至约98的葡萄糖当量。
32.利用前述权利要求中的任一项的方法制得的蛋白质粉末。
33.利用前述权利要求中的任一项的方法制得的大米糖浆。
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