JP6009623B2 - ゼイン組成物 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本発明は、以下の出願の優先権を主張し、且つこれらを引用により明確に組み込む：（ａ）米国特許仮出願番号６１／１９６，７２０、発明の名称「発酵トウモロコシからのゼインの抽出」、２００８年１２月３１日出願（米国特許出願番号１２／３４７，５６６として）；（ｂ）米国仮特許出願番号６１／２０７，８６８、発明の名称「発酵分画トウモロコシからのゼインの抽出」、２００８年１２月３１日出願（米国特許出願番号１２／３４７，７４３として）；（ｃ）米国仮特許出願番号６１／１６１，３１３、発明の名称「発酵トウモロコシからのゼインの抽出」、２００９年３月１８日出願；（ｄ）米国仮特許出願番号６１／１６１，３１８、発明の名称「発酵分画トウモロコシからのゼインの抽出」、２００９年３月１８日出願；（ｅ）米国仮特許出願番号６１／１６１，３２２、発明の名称「ゼインの抽出及び回収」、２００９年３月１８日出願；及び（ｆ）米国仮特許出願番号６１／１６１，３２５、発明の名称「ゼインの抽出及び回収」、２００９年３月１８日出願。

政府の権利
エネルギー省とのＣｏｎｔｒａｃｔ Ｎｏ．ＤＥ−ＦＧ３６−０８ＧＯ８０３３に従い、政府は、本願の特許請求の範囲に記載される発明について権利を有する。

技術分野
本願は、発酵産物からタンパク質を抽出するためのシステムに関する。本願は、また、トウモロコシからのエタノール生産において、発酵した固形分からゼインを抽出するためのシステムに関する。本願は、更に、アルファ−ゼイン、ベータ−ゼイン及びガンマ−ゼインを含む抽出されたゼインの組成物に関する。

ゼインは、トウモロコシ又はトウモロコシグルテン挽き割り粉（corn gluten meal）などのトウモロコシタンパク質含有物質から抽出され得る植物性タンパク質のグループである。ゼインは、米国食品医薬品局により、ＧＲＡＳ（安全食品認定）として分類され、食用食品包装、食用フィルム、生分解性プラスチック樹脂、チューインガム基礎剤、錠剤被覆化合物、接着剤、紙コップの被覆、炭酸飲料の容器のキャップのライニング等の製造を含む様々な商業的用途を有する。ゼインは、樹脂及び他のバイオプラスチックポリマーへと加工することができ、これは、種々のプラスチック製品へと押出又は圧延され得る。ゼインは、種々の非毒性の及び再生可能なポリマー用途のための原料として有用性を有する。

ゼインは、プロラミンと称されるアルコールに可溶なタンパク質の種類に属す。ゼインは、トウモロコシ中の全タンパク質の約４０〜５０％を構成するか、又はトウモロコシ穀粒の約４％を構成する。ゼインは、更に、４つのサブクラス：アルファ−ゼイン、ベータ−ゼイン、ガンマ−ゼイン及びデルタ−ゼインに分類されている。アルファ−ゼインは、主に商業的に使用されているゼインであり、トウモロコシ中のゼインの約７０％の割合を占める。ベータ−ゼインは、トウモロコシ中のゼインの約５％の割合を占める。ガンマ−ゼインは、トウモロコシ中のゼインの約２０〜２５％の割合を占め、デルタ−ゼインは、ゼインの約１〜５％の割合を占める。ゼインのタイプの各々（アルファ、ベータ、ガンマ及びデルタ）は、異なるアミノ酸プロファイルを有し、わずかに異なった性質を示す。ゼインは、トウモロコシ又はトウモロコシ加工の併産物から抽出及び回収することができる。

トウモロコシグルテン挽き割り粉は、湿式粉砕によるエタノール生産の副産物であるが、そのタンパク質含有率は６０％以上であるため、ゼイン抽出の典型的な出発物質である。トウモロコシグルテン挽き割り粉の製造の間（例えば、浸漬プロセスにおいて）用いられる二酸化硫黄又は他の化学物質は、ゼインの品質に悪影響を与えることがある。

エタノールは、穀物系供給原料（トウモロコシなど）、セルロース系供給原料（スイッチグラス又はトウモロコシの穂軸など）、又は他の植物性供給原料（サトウキビなど）から生産され得る。トウモロコシからのエタノールの生産は、ゼイン抽出のための出発物質としての使用に適している発酵産物（例えば、併産物）を生産する。

湿式粉砕プロセスにおいて、まず、トウモロコシ穀粒を、二酸化硫黄を含む水に浸漬し、次に穀粒を、胚乳と繊維と胚芽とに分離することにより、トウモロコシからエタノールが生産される。胚乳は、更に処理されて、デンプン及びトウモロコシグルテンを生産し、これは乾燥されてトウモロコシグルテン挽き割り粉となり得る。トウモロコシグルテン挽き割り粉は、少なくとも６０％のタンパク質を構成し、これは、典型的には商業的なゼイン生産におけるゼイン抽出のための出発物質として用いられる。トウモロコシグルテン挽き割り粉の製造の間使用されるかもしれない二酸化硫黄又は他の化学物質は、ゼインの品
質に悪影響を与えることがある。

エタノールは、乾燥粉砕プロセスを用いて、トウモロコシから生産することもできる。乾燥粉砕プロセスにおいて、トウモロコシなどの材料を含むデンプンは、粉末に粉砕され、水及び酵素と共にスラリにされる。スラリは、加熱処理（cook）され、デンプンを液化し、糖化を促進してもよい。さらなる酵素が添加され、糖化を完了させ、デンプンを、エタノロゲン（ethanologen）（例えば、酵母）を用いて発酵され得る単糖（例えば、グルコース）に分解してもよい。発酵は、液体部分又は成分及び固形分部分又は成分を含む発酵産物を生産する。液体部分は、エタノール及び水及び可溶成分を含む。残渣の固形分は、例えば、タンパク質、繊維、油及び他の不溶性成分を含む。

液体成分及び固形分成分を含む発酵産物は、蒸留され、エタノールと全アルコール蒸留廃液（例えば、湿潤した固形分又は発酵固形分）とに分別されてよい。全アルコール蒸留廃液は、残渣固形分及び水を含み、更に、湿潤したケークと希薄アルコール蒸留廃液とに分離されてもよい。湿潤したケーク（湿潤した固形分）を乾燥させて、乾燥した蒸留粕（dried distillers grains）（ＤＤＧ）などの挽き割り粉にし、希薄アルコール蒸留廃液を還元してシロップにし、乾燥プロセスの間、湿潤したケーク又は挽き割り粉に添加し、可溶性物質を含む乾燥した蒸留粕（dried distillers grains with solubles）（ＤＤＧＳ）を生産し得る。ＤＤＧ及びＤＤＧＳなどの挽き割り粉は、動物飼料製品として用いられてもよい。

例えば、米国特許出願公開番号２００５／０２３９１８１に記載される代替プロセスに従うと、デンプンは、糖に変換され、「加熱処理（cooking）」又は液化を伴わない未加工デンプンプロセスにおいて発酵させられる。タンパク質及びスラリの他の成分への熱損傷は、未加工デンプンプロセスを用いることにより回避されてもよい。

湿式粉砕の代わりに、二酸化硫黄を利用しない乾燥分別プロセスが用いられ、トウモロコシが胚乳、繊維及び胚芽に分別されてもよい。発酵産物中の残渣固形分の量は、デンプンの少ない繊維及び胚芽の発酵からの分別並びに除去により低減することができる。胚乳は、主に、デンプン及びタンパク質から成っており、少量の繊維及び油が存在する。ゼインは、胚乳において濃縮されおり、胚乳タンパク質の半分を超えるものがゼインから成っていてもよい。胚乳が発酵される場合、残渣固形分は、高濃度のゼインを含む。胚乳発酵に由来する乾燥させた残渣固形分は、タンパク質を多く含み、「高タンパク質乾燥蒸留粕（ＤＤＧ ＨＰ）」と呼ばれる挽き割り粉をもたらす。

乾燥した蒸留粕（ＤＤＧ）は、ゼインを含むが、生産物が化学的処理又は熱に供される場合、高割合又は高品質のゼインが回収されないこともある。

発酵産物からタンパク質を抽出するためのシステムを提供することは有利であろう。発酵産物からエタノール及び蒸留粕を生産するよう構成されたシステムにおいて、供給原料から、バイオ製品（bioproduct）を製造する方法を提供することも有利であろう。供給原料をエタノール及び挽き割り粉を含む発酵産物及びバイオ製品に加工するよう構成されたシステムを提供することも有利であろう。バイオ精製システム（biorefining system）において、供給原料から生産される発酵産物から製造されたバイオ製品を提供することも有利であろう。

本発明は、発酵産物からエタノール及び蒸留粕を生産するよう構成されたシステムにおいて、供給原料からバイオ製品を製造する方法に関する。方法は、供給原料を、デンプン含有成分に加工する工程と、デンプン含有成分を含むスラリを作成する工程とを含む。方法は、スラリのデンプン含有成分を発酵のために発酵可能な成分へと調製する工程と、スラリの発酵可能な成分の少なくとも一部を発酵させて発酵産物にする工程とを含む。方法は、発酵産物をエタノール及び蒸留粕を含むバイオ製品へと加工する工程と、発酵産物からゼイン組成物を含んだバイオ製品を製造する工程とを含む。

本発明は、供給原料を、エタノール及び挽き割り粉を含む発酵産物及びバイオ製品へと加工するよう構成されたシステムに関する。システムは、デンプン含有成分を含むスラリが形成され得るように、供給原料をデンプン含有成分に加工する粉砕機を含む。システムはまた、スラリを含み且つデンプン含有成分の発酵可能な成分を発酵させて発酵産物にするよう構成された容器を含む。システムは、発酵産物からエタノールを回収し、且つ乾燥されて挽き割り粉にされる発酵産物から湿潤した固形分を分別するための蒸留システムを含む。システムは、発酵産物からゼイン組成物を含むバイオ製品を抽出するためのシステムを含む。発酵産物は、タンパク質成分を含み、ゼイン組成物は、発酵産物のタンパク質成分の少なくとも一部を含む。

本発明は、バイオ精製システムにおいて、供給原料から生産される発酵産物から製造されたバイオ製品に関する。バイオ製品は、アルファゼイン及びベータゼイン及びガンマゼインを含んだゼイン組成物を含む。ゼイン組成物は、発酵産物のタンパク質成分から抽出された。

図１は、エタノール製造施設の概略図である。 図２Ａ〜２Ｃは、エタノール製造施設のブロック概略図である。 図３Ａ〜３Ｃは、エタノール製造プロセスのプロセスフロー図である。 図４は、発酵させた固形分からゼインを抽出するためのシステムを含むエタノール製造施設において用いられる装置のブロック概略図である。 図５Ａ〜５Ｂは、未加工デンプン乾燥固形分（ＤＤＧ）及び未加工デンプン胚乳乾燥固形分（ＤＤＧ ＨＰ）からのゼインの抽出のためのシステムのプロセスフロー図である。図５Ａは、粉砕プロセスを用いるゼイン抽出のためのプロセスフローである。図５Ｂは、分別プロセスを用いるゼイン抽出のためのプロセスフローである。 図６Ａ〜６Ｂは、ゼイン抽出のためのシステムのフロー図である。図６Ａは、未加工デンプン胚乳ビールからのゼイン抽出のためのプロセスフローである。図６Ｂは、湿潤したケークからのゼイン抽出のためのプロセスフローである。 図７Ａ〜７Ｃは、発酵させた固形分の平均的組成の表である。図７Ａは、従来の発酵、未加工デンプンの発酵及び胚乳の発酵のためのビールの組成の表である。図７Ｂは、未加工デンプンの発酵の湿潤したケークの組成の表である。図７Ｃは、従来の発酵、未加工デンプンの発酵及び胚乳の発酵の乾燥固形分（ＤＤＧ）の組成の表である。 図８は、従来の発酵、未加工デンプンの発酵及び未加工デンプンの胚乳の発酵におけるビールの平均的組成のグラフである。 図９は、ゼイン抽出のための出発物質中の平均タンパク質含有率のグラフである。 図１０は、ゼイン抽出容器の操作条件及びパラメータの表である。 図１１は、ゼイン抽出プロセスのためのパラメータ及び操作条件の図による表示である。 図１２は、異なる出発物質からのゼインの抽出収量を示す表である。 図１３は、ゼイン組成物のクロマトグラムの例である。 図１４Ａ〜１４Ｃは、実験的抽出からのデータを提供するゼインの組成の表である。図１４Ａは、実験室規模でビールから抽出されたゼインの組成の表である。図１４Ｂは、実験室規模で高タンパク質乾燥蒸留粕から抽出されたゼインの組成の表である。図１４Ｃは、パイロット規模で高タンパク質乾燥蒸留粕から抽出されたゼインの組成の表である。 図１５は、均質化及び温度の効果の表である。 図１６は、異なる出発物質から抽出されたゼイン溶液の異なる保存条件下のゼインのゲル化時間の表である。 図１７Ａ〜１７Ｂは、異なる温度における、時間に対するゼインの粘度のグラフである。図１７Ａは、高タンパク質乾燥蒸留粕から抽出されたゼインの粘度のグラフである。図１７Ｂは、トウモロコシグルテン挽き割り粉から抽出されたゼインの粘度のグラフである。

発明の詳細な説明

図１は、エタノール製造工場の概略的なブロック図を示す。発酵産物からエタノール及び蒸留粕を生産するよう構成されたシステムにおいて供給原料からバイオ製品を製造する方法が、エタノール工場において用いられ得る。エタノール工場は、供給原料を発酵産物及びエタノール及び挽き割り粉を含むバイオ製品に加工するよう構成されたシステムを含み得る。工場は、トウモロコシベースのエタノールを製造するための施設を含み、ゼインは、発酵固形分、即ち、発酵産物の成分から抽出され得る。発酵固形分は、ビール、ビール固形分、湿潤した固形分、湿潤したケーク又は乾燥した固形分、挽き割り粉蒸留粕（例えば、ＤＤＧ、ＤＤＧＳ、ＤＤＧ ＨＰ）を含んでいてもよい。エタノール工場は、従来のデンプンの液化（例えば、他のプロセスの間の加熱処理したデンプン又は未加工デンプンの加水分解）などの種々のシステム及び方法を利用し、トウモロコシ（又は他のタイプのバイオマス）を加工することができる。

図２Ａ〜２Ｃは、エタノール製造施設のブロック概略図である。図２Ａは、従来の「加熱処理されたデンプン」の発酵プロセス２００を用いる施設のためのシステムのブロック概略図である。トウモロコシからエタノールを製造する「加熱処理デンプン」エタノール工場において、トウモロコシ穀粒が加工され、デンプン含有材料（例えば、胚乳）が他の物質（繊維及び胚芽など）から分離される。次に、デンプン含有材料を水によってスラリにし、液化し、デンプンが糖（グルコース）に変換される糖化及び糖がエタノロゲン（酵母）によりエタノールに変換される発酵を促進する。発酵の生産物（発酵産物）は、液体成分及び固形分成分を含むビールである。従来のエタノール工場において典型的に用いられるプロセスであるデンプン含有材料の液化は、デンプンのゲル化温度以上（典型的には、６０〜７５℃以上）でスラリを「加熱処理」することにより行われる。

図２Ｂは、「未加工デンプン」の発酵プロセスを用いる施設のためのシステムのブロック概略図である。「未加工デンプン」の発酵において、デンプンは、「加熱処理」又は液化（「加熱処理されたデンプン」のプロセスおけるような）を伴うことなく変換及び発酵されてよい。図２Ｃは、未加工デンプンの胚乳発酵プロセス２０４を用いる施設のためのシステムのブロック概略図である。未加工デンプンの胚乳発酵プロセスにおいて、トウモロコシ穀粒は、胚乳と胚芽と繊維とに分別される。分別プロセスは、デンプン含有胚乳を胚芽及び繊維（デンプンは少ない）から分離することが意図される。次に、胚乳が「未加工デンプン」の発酵プロセスに供給される。

図３Ａ〜３Ｃは、エタノール製造プロセスのプロセスフロー図である。図３Ａは、従来のエタノール製造のためのプロセス３００のプロセスフロー図であり、図２Ａに対応し、ここでは、乾燥蒸留粕（ＤＤＧ）又は可溶性物質を含む乾燥蒸留粕（ＤＤＧＳ）が、加熱処理されたデンプンの発酵の結果である。図３Ｂは、エタノール製造のためのプロセスのプロセスフロー図であり、これはデンプン加水分解工程３０２を含み、図２Ｂに対応し、ここでは、ＤＤＧ又はＤＤＧＳが未加工デンプンの発酵の結果である。図３Ｃは、未加工デンプン胚乳エタノール製造のためのプロセスのプロセスフロー図であり、図２Ｃに対応し、ここでは、高タンパク質乾燥蒸留粕（ＤＤＧ ＨＰ）が、未加工デンプン胚乳の発酵の結果である。

発酵した固形分（例えば、ＤＤＧ ＨＰ、ＤＤＧＳ、ＤＤＧ、ビール及び湿潤したケーク）からゼインを抽出するためにエタノール製造施設において用いられる装置が、図４に示される。実質的に同じ装置が、異なる発酵プロセス（従来の未加工デンプン、未加工デンプン胚乳）の各々及び異なる出発物質（発酵した固形分、ＤＤＧ ＨＰ、ＤＤＧＳ、ＤＤＧ、ビール、湿潤したケーク）の各々に利用される。典型的な実施形態に従うと、利用される供給原料はＤＤＧ ＨＰである。別の実施形態に従うと、使用される供給原料はＤＤＧであってよい。

典型的な実施例に従うと、ゼイン抽出及び回収プロセスは、３つの工程：抽出、精製（例えば、純化）及び回収を含んでよい。抽出工程は、可溶化によりゼインを除去する；ゼインは水性アルコールに可溶である。抽出装置は、反応容器４０２を含み、ここに発酵固形分（これは、ハンマーミ４０４により加工され得る）が投入される；発酵固形分は、図３Ａ〜３Ｃに示す種々のエタノールプロセスの結果である。

反応容器４０２に投入される他のものは、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ、任意）、アルコール、水、蒸気及び酸（任意）を含む。ある実施形態に従うと、アルコールは、Ｃ１〜Ｃ７アルコール（例えば、メタノール、エタノール又はプロパノール）を含むアルコール組成物から選択され得る。ある実施形態に従うと、アルコールはエタノールである。

典型的な実施形態に従うと、水性アルコール（水性エタノール）溶液は、出発物質の乾燥固形分に基づく量で、水酸化ナトリウムなどの抽出剤を含む。典型的な実施形態に従うと、７．０％までの水酸化ナトリウムが使用される。好ましい実施形態に従うと、水酸化ナトリウムの濃度は２．８〜４．０％である。最も好ましい実施形態に従うと、水酸化ナトリウムの濃度は３．２〜３．８％である。

実施形態に従うと、反応容器４０２の内容物は、固形分成分と、エタノール及びゼインを含む液体成分とに分離するため、ディスクノズル遠心分離機４０６（又はバスケット遠心分離機）などの遠心分離機に排出される。ゼインは、濾過によって精製され、乾燥又は沈殿によって液体成分から回収され得る。

示される通り、精製又は純化工程は、異なるサイズを有する物質を除去するように構成された複数のフィルタ（又は膜）（例えば、異なる細孔サイズを有する膜フィルタ）の使用を含む。第１フィルタ４０８は、例えば、１マイクロメートルの細孔サイズを有する（例えば、マイクロフィルタ）。第１フィルタ４０８は、分離工程で除去されなかった懸濁した固形分を除去することによって限外濾過膜を保全するように設計されている。固形分をタンク４１０に送り出し、液体を更に処理し、ゼインを回収する。次に、液体を第２フィルタ４１２に通過させ、これは、１０，０００分子量カットオフを有し、低分子量成分を除去し、ゼイン溶液を濃縮することを意図した膜フィルタであってもよい。濃縮液（例えば、ゼイン／エタノール溶液）を、保持タンク４１４（容器又は混合反応器）に送り出し、透過液を、エタノール回収のために更に処理する（例えば、蒸留により）。

ゼインは、濃縮溶液から（例えば、第２フィルタ４１２から）、溶液を乾燥させることにより（例えば、真空ドラム乾燥機４１６又は脱溶媒剤（desolventizer）により）回収される。ある実施形態に従うと、ゼイン溶液は、アルコール濃縮物を、ゼインがもはや可溶でなくなる（例えば、５０％（ｗ／ｖ）以下）まで希釈することにより、沈殿させることができる。

実施形態において、ゼオライトを利用して、ゼイン組成物から不純物を除去することができる。水性アルコール溶剤中に含まれるゼインの粗溶液を、ゼオライト上で、ゼイン溶液中の色及び臭気不純物の吸着に効果的な条件下で、ゼオライト吸着剤と接触させる。処理された溶液を、水性アルコール溶剤中に溶解した高品質のゼインを回収する意図で、吸着剤から分離してもよい。任意に、より多くの不純物（例えば、残留する色又は臭気）が、処理された溶液を活性炭吸着剤又は活性炭とゼオライト吸着剤との混合物に接触させることにより除去されてもよい。処理は、バッチシステム、半連続的システム又は連続的システムを用いて行われてもよい。

図５Ａ〜５Ｂは、未加工デンプン発酵プロセスに由来する乾燥固形分（ＤＤＨ）及び胚乳乾燥固形分（ＤＤＧ ＨＰ）からのゼインの抽出のプロセスフロー図を示す。図５Ａは、未加工デンプン発酵プロセス（例えば、分別を用いない）によるゼインの抽出のプロセスフロー５０２を示す。ＤＤＧ又はＤＤＧＳ５０４は、ゼインの抽出に用いられ、回収５０６は、乾燥工程５１０の後のエタノール製造プロセス５０８に由来してもよい。図５Ｂは、分別５１４を伴うゼイン抽出のためのプロセスフロー５１２を示す。分別５１４の間、トウモロコシ胚芽及び繊維５１６は、胚乳５１８から分離され、除去され、発酵５２０のための胚乳５１８を残す。ＤＤＧ ＨＰ５２２は、エタノール製造プロセス５２８において、乾燥５２６後、ゼインの抽出及び回収５２４に用いられる。

図６Ａ〜６Ｂは、ゼインの抽出のプロセスフロー図を示す。図６Ａは、未加工デンプン胚乳ビールからのゼインの抽出のプロセスフロー６０２を示す。この場合、トウモロコシ６０４は、分別６０６され、胚芽及び繊維６０８を除去し、発酵６１２のための胚乳６１０を残す。スラリ６１４が作成される。ビール６１４は、発酵後、ゼインの抽出及び回収６１６に用いられる。図６Ｂは、湿潤したケークからのゼインの抽出のプロセスフロー６１６を示す。示される通り、トウモロコシ穀粒６１８は、分別６２０され、胚乳６２４から胚芽及び繊維６２２を除去する。スラリ６２６が作成される。胚乳６２４を糖化し、発酵６２８させて、ビールなどの発酵産物とし、これを希薄アルコール蒸留廃液６３２として示される液体成分、及び湿潤したケーク６３４を含むことが示される固形分成分とに分離６３０する。湿潤したケーク６３４は、ゼイン抽出６３６及び回収６３８に使用される。

図７Ａ〜７Ｃは、発酵した固形分（ＤＤＧ、ＤＧＧ ＨＰ、ビール及び湿潤したケーク）の平均的（商業的生産の代表）組成の表であり、これは、ゼイン抽出の出発物質として利用されることが意図される。

図７Ａは、ビールの組成の表であり、これは図８において視認できるように示され、これは、典型的な実施形態に従う例において用いられるビールの平均的組成のグラフを示す。３つの異なるタイプのプロセス：従来の発酵、未加工デンプンの発酵、及び胚乳の発酵からのデータが示される。数値は、「そのまま（as is）」の状態に示される。ビールの組成及び他の情報を６つの実験から収集した。

未加工デンプン発酵のための湿潤したケークの組成は、図７Ｂに示される。湿潤したケークの平均的な含水率は、６９．１％であり、タンパク質含有率は、乾燥物の３１．０％である。

図７Ｃは、従来の発酵、未加工デンプン発酵及び胚乳発酵のための乾燥固形分（ＤＤＧ）の組成の表を示す。示される硫黄含有率及びタンパク質含有率は、乾燥物の割合としての平均的組成である。

ゼイン抽出のための出発物質中の平均的タンパク質含有率９０２のグラフが図９に示される。各々の出発物質のタンパク質含有率を、２つのサブセットに分け、１つは、乾燥基準（グラフの左側）及び１つは、「そのまま」の状態（グラフの右側）のものである。示される通り、出発物質は、従来のビール、従来のＤＤＧＳ、未加工デンプンビール、未加工デンプン湿潤ケーク、未加工デンプンＤＤＧＳ、胚乳ビール及び／又は胚乳ＤＤＧＳであってよい。濃度の値は、百分率として示される。

図１０は、ゼイン抽出の操作条件及びパラメータの表を示す。典型的な範囲、好ましい範囲、及び最も好ましい値又は範囲が、溶剤対固形分比、ビールの溶剤対固形分比、溶剤エタノール濃度、水酸化ナトリウム濃度、温度及び抽出時間の各々について示される。これらのパラメータ及び操作条件のグラフ表示が図１１に示される。ゼイン抽出パラメータ及び操作条件の範囲は、入れ子になった範囲を用いて示される。典型的な範囲は、外側の規定された値により表され、好ましい範囲は、内側の規定された値により規定され、最も好ましい値又は範囲は、点線のブロック内に規定される。

溶剤対固形分比１１０２は、固形分の重量に対する溶剤（組み合わされたエタノール及び水）の重量である。溶剤対固形分比の典型的範囲は、４：１〜１０：１である。溶剤対固形分比の好ましい範囲は、４：１〜７：１である。最も好ましい溶剤対固形分比は、５：１である。

ビールからのゼイン抽出１１０４について、溶剤対固形分比の典型的範囲は６：１〜１０：１である。溶剤対固形分比の好ましい範囲は、７：１〜１０：１である。最も好ましい溶剤対固形分比は、７：１〜８：１である。

溶剤エタノール濃度１１０６は、抽出溶剤中のエタノール濃度の重量％濃度である。溶剤エタノール濃度の典型的範囲は、４０〜９０％である。溶剤エタノール濃度の好ましい範囲は、５０〜８０％である。溶剤エタノール濃度の最も好ましい範囲は、６０〜７０％である。

水酸化ナトリウム濃度１１０８は、乾燥基準の固形分の重量である。水酸化ナトリウム濃度の典型的範囲は、０〜５％である。好ましい範囲は、２．８％〜４．０％である。最も好ましい範囲は、３．４％〜３．６％である。

抽出温度１１１０は、抽出容器中のスラリの温度である。ゼイン抽出のための典型的温度範囲は、２０〜７８℃である。ゼイン抽出のための好ましい温度範囲は、５０〜７５℃である。ゼイン抽出のための最も好ましい温度範囲は、６８〜７０℃である。

抽出時間１１１２は、スラリが抽出温度に保持される継続時間である。典型的な抽出時間は２０〜１２０分である。好ましい抽出時間は２５〜６０分である。最も好ましい抽出時間は２８〜３０分である。

実施例
実験及び試験を行い、異なる出発物質及びプロセスに由来するゼインの組成及び収量を評価した。図１２〜１７は、実施例に関連する情報を提供する。

一連の実施例に従って、ゼイン組成物が、異なるエタノールプロセス（加熱処理されたデンプンの発酵、未加工デンプンの発酵、胚乳未加工デンプンの発酵）に由来する異なる出発物質（ビール、湿潤したケーク及びＤＤＧ）から抽出された。３．５％の水酸化ナトリウムを含む水中において、７０％エタノールを用い、７０℃で３０分間、ゼインを抽出した。図１２は、実施例のゼイン抽出の収量を示す表である。ＤＤＧ（未加工デンプン発酵に由来する）からの抽出は、「加熱処理したデンプン」の発酵プロセス（「従来の発酵」）に由来するＤＤＧからの抽出よりも多くのゼインを回収する。トウモロコシの分別と
未加工デンプンの発酵との組合せは、より高い抽出効率を提供する（ＤＤＧ ＨＰのより高いタンパク質含有率によって部分的に説明される）。

図１３は、実験室規模でＤＤＧ ＨＰのために抽出されたゼインのＨＰＬＣクロマトグラムの例である。示されるのは、アルファ−ゼイン（αゼイン）、ベータゼイン（βゼイン）及びガンマゼイン（γゼイン）である。ベータ及びガンマゼインのピークは、この技術を用いて完全には分離されず、ベータ及びガンマの相対的な量は、両方のタイプのゼインの合計として報告されている。

実施例は、異なる出発物質から抽出されたゼインの収量及び組成を研究するために実施された。図１４Ａ〜１４Ｃは、ゼインの組成の表であり、これは、収量及び組成の実験結果を詳しく示す。

ゼインは、実験室規模でビールから抽出され、抽出されたゼインの収量及び組成が検討された。図１４Ａは、実験室規模でビールから抽出したゼインの組成の表である。６つの実施例が実験により示され、実験は、各々のプロセス（従来の発酵、未加工デンプンの発酵、及び胚乳の未加工デンプンの発酵）について行われた２つの実験を含む。これらの実験の出発物質は、図７Ａの表に示される。データは、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を含む（「ＹＥＳ」）又は含まない（「ＮＯ」）溶剤（エタノール）を用いた実験的抽出からのものである。水酸化ナトリウムが使用されなかった場合、図１４Ａに示される通り、抽出／回収されたゼインのベータ−ゼイン及びガンマ−ゼイン含有率は、０か又は０に非常に近いかのいずれかであった。水酸化ナトリウムが使用された場合、ベータ−ゼイン及び
ガンマ−ゼインの含有率は、非常に高かった（この実施例において最大で約２５．９％）。図１４Ａに示される通り、回収された乾燥基準のゼインの量は、グラムで、水酸化ナトリウムを使用せずに回収されたゼインの量の約２倍であった。ゼインのアルファ、ベータ及びガンマ−ゼイン組成物が、逆相液体クロマトグラフィー（ＲＰ−ＨＰＬＣ）の分析により得られた。

研究は、実験室規模で高タンパク質乾燥蒸留粕から抽出されたゼインの収量及び組成を決定するために行われた。データは、（出発物質の乾燥した固形分に基づき）３．５％の水酸化ナトリウムを含む７０％エタノールを用いた実験的抽出に由来する。ゼインのアルファ、ベータ及びガンマ−ゼイン組成物が、ＲＰ−ＨＰＬＣ分析により得られた。実験室規模での高タンパク質乾燥蒸留粕に由来するゼインの収量及び組成の結果が、図１４Ｂに示される。

バイオ製品は、乾燥重量に基づき、少なくとも７０重量％のゼイン組成物のタンパク質成分と１０重量％以下の脂肪成分とを含む。タンパク質成分はゼイン組成物を含む。

ゼインは、パイロット規模で、高タンパク質乾燥蒸留粕から抽出され、抽出されたゼインの収量及び組成が検討された。データは、７７ｋｇの溶剤と１５．４ｋｇの乾燥ＤＤＧＨＰとを用いたパイロットスケールの抽出に由来する。ゼインをＤＤＧから抽出する典型的な実施形態に従うと、ゼインの抽出及び回収に使用される装置は、抽出用の８０リットルの反応容器と；ゼイン溶液から懸濁した固形分を分離する４８”×３０”のせん孔したバスケット遠心分離機（Sanborn Technologies of Walpole, Massachusettsから市販される）と；濃縮及びゼイン溶液中の不純物を除去するポリエーテルスルホン７．９” ＵＦ １０，０００分子量カットオフ膜（Parker Hannifin of Cleveland, Ohioから市販される）を含む膜フィルタと；溶液に由来するゼインを乾燥させる３２”×７２”真空二重ドラム乾燥機（Buflovak of Buffalo, New Yorkから市販される）とを含む。ゼインのアルファ、ベータ及びガンマ−ゼイン組成物は、ゼインのＲＰ−ＨＰＬＣクロマトグラムの分析により得られた。ゼインの収量及び組成が図１４Ｃに示される。

ゼインが、ビールから抽出され、ゼイン抽出回収における均質化及び温度の影響を検討した。典型的な実施形態に従うと、ゼインの抽出方法は、７０％（ｗ／ｗ）の水性エタノール溶液を生産するのに十分なエタノールと混合させた５０グラム（乾燥基準）の固形分を含む発酵させたビールを含む。混合物は、更なる７０％（ｗ／ｗ）水性エタノールによりさらに希釈され、溶剤対固形分比９：１の抽出混合物を生産した。エタノール及び抽出に必要とされる７０％水性エタノールの正確な量は、ビール固形分の水分含有率に依存していた。

抽出は、水酸化ナトリウムを含む溶剤又は含まない溶剤のいずれかにより行われた。水酸化ナトリウムを使用した場合、２．３ｍｌの５０％（ｗ／ｗ）溶液が加熱前に溶剤に添加された。溶剤及びビール固形分を、水浴中、閉じられた容器内で別々に７０℃まで加熱した。温度の高い溶剤及びビール固形分は、混合され、次にPolytron Model PT-2100ホモジェナイザー（Kinematica AG of Switzerlandより入手可能）により出力設定２６で３分間、均質化された。

均質化後、混合物を、Model IEC HN - SII遠心分離機（available from International Equipment Co. of Needham Heights, MA）を用いて、１０分間５０００ｒｐｍで遠心分離した。固形分成分又は分画を空気乾燥させ、分析のために保持した。液体成分又は分画（ゼインを含む）は、６Ｎ塩酸又は５０％（ｗ／ｗ）水酸化ナトリウムのいずれかを用いて約ｐＨ７に中和された。液体分画に含まれるゼインは、過剰な冷水（約０℃）に溶液を懸濁させることにより回収された。Beckman Model J - 6B 遠心分離機（Beckman Coulter Inc. of Brea, CAから入手可能）を用いて４６００ｒｐｍで１０分間、遠心分離することによりゼインが水から除去された。液体を処分し、ゼインを空気乾燥させ、分析した。

分析結果は、図１５に示され、これは、ゼイン抽出回収における均質化及び温度の効果を示す表である。実施形態に従うと、抽出時間は、７０℃で材料を均質化することにより短縮することができる。理論上の回収割合についての２つの値は、従来の発酵、未加工デンプン発酵及び胚乳未加工デンプン発酵の各々について示される。各々の第１の値は、３０分間の攪拌、５０℃、７０％エタノール及び３．５％水酸化ナトリウムについてのものである（出発物質の乾燥固形分に基づく）。第２の値は、３分間の均質化、７０℃、７９％エタノール及び３．５％水酸化ナトリウムについてのものである（出発物質の乾燥固形分に基づく）。試料の均質化は、抽出効率を向上させ、抽出時間を３０分から３分に短縮することもできる。

異なる温度でのゼインのゲル化時間が、異なる抽出出発物質について検討された。図１６は、異なる出発物質から抽出されたゼイン溶液の異なる保存条件におけるゼインのゲル化時間の表を示す。ゼインは、３．５％の水酸化ナトリウム（出発物質の乾燥固形分に基づく）を含む７０％の水性エタノールを用いて、７０℃で２０分間、５０リットルの反応器（Northland Stainless, Tomahawk, WIから入手可能）中で抽出された。次に、混合物は、遠心分離に供され、５０ミクロンの開口を有するポリマーフィルターを取り付けた２０インチ×５インチのバスケット遠心分離機（Sanborn Technologies of Walpole, MAから入手可能）における固形分を除去した。ゼインを含む液体分画は濃縮され、１０，０００分子量カットオフ限外濾過膜（Parker-Hannifin of Cleveland, OHから入手可能）に通すことにより濃縮及び精製された。

ゼイン溶液は、３つの試料に分けられた：１つは室温（約２２℃）で保存され、１つは５℃で保存され、１つは４０℃で保存された。ゼイン溶液の粘度は、３００ミリリットルの試料を６００ミリリットルのグリフェンビーカー（Griffen beaker）に注ぐことにより、毎日測定され、粘度測定は、Brookfield Digital Viscosity Meter DV-I （Brookfield Engineering Laboratories of Middleboro, MAより入手可能）により行われた。スピンドル２が、１分あたり１００回転で用いられ、溶液の粘度を試験した。試料の粘度は、試料がゲルを形成するまで試験された。

図１７Ａ〜１７Ｂに示される通り、異なる温度において、時間に対するゼインの粘度を検討した。センチポインズ（ｃＰ）での粘度は、縦軸に沿って示され、日数で表される時間は、横軸に沿って示される。図１７Ａは、高タンパク質乾燥蒸留粕から抽出されたゼインの粘度を示し、図１７Ｂは、トウモロコシグルテン挽き割り粉から抽出されたゼインの粘度を示す。室温は２２℃であり、冷却器の温度は５℃であり、オーブンの温度は４０℃であった。

ゼイン溶液についての予備的な粘度試験は、それらが、非ニュートン性であり、揺変性であることを示した。トウモロコシグルテン挽き割り粉から抽出されたゼイン溶液は、高タンパク質乾燥蒸留粕から抽出されたゼイン溶液（約２００センチポイズ）よりも低い粘度（約１００センチポイズ）を示したが、トウモロコシグルテン挽き割り粉から抽出されたゼイン溶液は、室温で２４日後及び４０℃で１２日後のゲル化の前に７００センチポイズを超える粘度に達する高タンパク質乾燥蒸留粕から抽出されたゼイン溶液と比較して、より早く、且つより低い粘度に到達した後に（室温で１７日及び４０℃で１０日、どちらも約３００センチポイズ）ゲル化した。この粘度の相違は、湿潤粉砕の間に用いられる二酸化硫黄により生じた潜在的な損傷のため、より低い分子量のゼインペプチドを含むトウモロコシグルテン挽き割り粉から抽出されたゼイン溶液の結果かもしれない。どちらのゼイン溶液も、５℃で保存した場合、ゲル化するのに３〜４ヶ月かかる。

２つのゼイン溶液は、視覚的にも異なっているようでもある。高タンパク質乾燥蒸留粕から抽出されたゼイン溶液は、単一の相を含んでいるが、一方、トウモロコシグルテン挽き割り粉から抽出されたゼイン溶液は、２つの相を含み、これは実験室の遠心分離機により分離可能であった。室温で保存する場合、下の相は、１日未満でゲル化したが、一方、上の相はゲル化するのに約３８日かかった。

他の代替的な実施形態に従うと、バイオ製品の製造は、溶剤組成物を発酵産物に適用し、溶剤組成物を含む発酵産物をゼイン組成物と固形分成分とに分離することにより、ゼイン組成物を抽出することを含む。溶剤組成物は、作用剤（agent）を含む。作用剤は、水酸化ナトリウムを含んでいてもよい。作用剤は、水酸化カリウムを含んでいてもよい。作用剤は、酸を含んでいてもよい。作用剤は、塩酸を含んでいてもよい。作用剤は、抽出剤を含んでいてもよい。抽出剤は、水酸化アルカリを含んでいてもよい。抽出剤は、サルファイト（sulfite）であってもよい。抽出剤は、メタ重亜硫酸ナトリウムを含んでいてもよい。抽出剤は、phiolを含んでいてもよい。抽出剤は、２−メルカプトエタノールを含んでいてもよい。

種々の実施形態に従うと、意図される商業的使用に対してより特異的に適用可能な組成を有することが意図されるゼインを、利用可能な範囲内で処理して回収することによって（強度を必要とする適用における多くの使用を可能にするためにベータ及びガンマ−ゼインの割合を増加させること等によって）、ゼインの種々のタンパク質の濃度を変化させてもよい。

従来のゼインの抽出方法は、７０％の水性エタノールを利用して、ゼインを抽出する。開示される実施形態は、エタノール濃度が、抽出後に、好ましくは９０％まで増加する方法を提供する。エタノールの割合が増加する結果として、ゼイン溶液から、より多くのベータ−ゼイン及びガンマ−ゼインが析出する。

回収されたゼインの収量は、時間、温度、粒径及び抽出に使用される水性アルコールの割合に依存する。水酸化ナトリウムを溶剤に添加し、ゼインの収量を増加させてもよい。溶剤において水酸化ナトリウムを（例えば、抽出剤として）使用することはまた、ベータ及びガンマゼインの溶解性を変化させ、ベータゼイン及びガンマゼインの抽出を可能にする。他の抽出剤、別の水酸化アルカリ（例えば、水酸化カリウム）、酸（塩酸又は硫酸）、又はサルファイト（例えば、亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム又はメタ重亜硫酸ナトリウム）などが使用されてもよい。エタノール、抽出剤及び出発物質の相対的体積は、出発物質の水分含有量及び目標とするエタノール濃度に基づき変化するであろう。

ゼインの回収は、５０℃以上で、３．５％の水酸化ナトリウム又は別の還元剤を水性アルコールに添加することにより改善される。水酸化ナトリウムを用いて抽出溶剤のｐＨを増加させることにより、ゼインの回収が増加する。ｐＨを低下させることもまた、回収される物質の量を増加させるが、回収された物質は、タンパク質が少ない。溶剤のｐＨを調節しなければ、最も少ない量のゼインが抽出される。

「乾燥した蒸留粕」、「ＤＤＧ」、「可溶性物質を含む乾燥蒸留粕」、「ＤＤＧＳ」、「グレイン」、「粒状物質」、「ペレット化した物質」などの語は、粒状の物質を指してもよい。他の場所に移送されるべき種々のタイプの粒状産物を生産するアルコール工場において、多くのタイプのバイオマスが発酵され得るが、乾燥蒸留粕を生産するトウモロコシ系エタノール工場が、この用途を通じて、本発明の材料の性質及び操作的側面の説明的な目的のために論じられる。

「典型的」の語は、実施例、事例又は実例としての役割を果たすことを意味するものとする。「典型的」として記載されるいずれかの側面又は設計は、必ずしも、他の側面又は設計よりも好ましい又は有利であるとは解される必要はなく、又は当業者に既知の同等の典型的な構造及び技術を排除しないことを意味する。典型的の語の使用は、具体的な様式で概念を示すことが意図され、開示される主題は、そのような実施例により限定されない。

「又は」の語は、排他的な「又は」よりもむしろ包含的な「又は」を意味することが意図される。「含む（comprise）」、「有する」、「含む（contain）」の語及び他の同様な語が、詳細な説明又は特許請求の範囲のいずれかで用いられる程度において、疑義を回避するため、このような語は、いずれかの更なる又は他の要素を除外することなく、開放移行の用語としての「含む（comprising）」の語と同様の様式で、包含的であることが意図される。

典型的な装置及び方法の観点から、開示される主題に従って実行される方法論は、フロー図及び種々の図を参照することにより、よりよく理解されるであろう。説明の簡略化の目的で、方法論が、一連のブロックとして示され且つ記載されるが、いくつかのブロックは、異なる順序及び／又はそこから描写され且つ記載された他のブロックと並行して出現してもよいため、特許請求の範囲に記載された主題が、ブロックの順序により限定されないことは理解及び認識されるべきである。さらに、示されるブロックの全てが、方法論を実行するために必要とされてもよい。

本願に記載され、図示される通り、開示された主題の構成要素の構造及び配置は単に説明的なものであることを言及することは重要である。いくつかの実施形態がこの開示において詳細に記載されたが、この開示を参照する当業者は、直ちに、新規な教示及び言及される利点から実質的に離れることなく、多くの変更が可能であることを理解するであろう（例えば、種々の構成要素のサイズ、寸法、構造、形状及び比率、パラメータ値、取付け方法、材料の使用、色、方向等の変更）。例えば、一体的に形成されることが示される構成要素、接合部の動作は、逆転するか、又はさもなければ変化してもよく、構造及び／又は部材の長さ若しくは幅、又は連結物又はシステムの他の構成要素が異なっていてもよく、構成要素間に設けられている調節位置の性質又は数は異なっていてもよい。システムの構成要素及び／又は集合は、十分な強度または耐性を提供する種々の材料から、種々の色、質感及び組合せのうちのいずれかで構成されてもよいことは言及されるべきである。従って、そのような変更の全ては、開示された主題の範囲内に含まれることが意図される。本発明の意図（spirit）を逸れることなく、他の置換、変更、改変及び省略が、典型的な実施形態の設計、操作条件及び配置において行われてもよい。
以下に、当初の特許請求の範囲に記載していた発明を付記する。
［１］
バイオ精製システムにおいて供給原料から生産された発酵産物から製造されたバイオ製品であって、
アルファゼイン、ベータゼイン及びガンマゼインを含んだゼイン組成物を含み、
当該ゼイン組成物は、当該発酵産物のタンパク質成分から抽出されたバイオ製品。
［２］
当該ゼイン組成物は、ベータゼイン及びガンマゼインを、乾燥重量に基づいた当該ゼイン組成物中におけるゼインの重量で、合わせて少なくとも４％の割合で含んでいる［１］記載のバイオ製品。
［３］
当該ゼイン組成物は、アルファゼインを、当該ゼイン組成物中におけるゼインの重量で、少なくとも６８％の割合で含んでいる［１］記載のバイオ製品。
［４］
当該ゼイン組成物は、乾燥重量に基づいて、
当該ゼイン組成物の少なくとも７０重量％のタンパク質成分と、
１０重量％以下の脂肪成分と
を含んでおり、当該タンパク質成分は、当該ゼイン組成物を含んでいる［１］記載のバイオ製品。
［５］
当該ゼイン組成物は、当該ゼイン組成物中におけるゼインの重量で少なくとも６８％のアルファゼインと、ベータゼイン及びガンマゼインとを含んでいる［１］記載のバイオ製品。
［６］
ベータゼイン及びガンマゼインを合計で少なくとも４重量％含んでいる［５］記載のバイオ製品。
［７］
当該バイオ精製システムは、
（ａ）当該供給原料をデンプン含有成分に加工する工程と、
（ｂ）当該デンプン含有成分を発酵のために、発酵可能な成分へと調製する工程と、
（ｃ）当該発酵可能な成分の少なくとも一部を発酵させて当該発酵産物にする工程と、
（ｄ）当該発酵産物から、当該ゼイン組成物を含んだ当該バイオ製品を製造する工程と
を有する方法を含んでいる［１］記載のバイオ製品。
［８］
当該発酵産物はビールを含んでおり、当該ゼイン組成物は当該ビールから抽出される［７］記載のバイオ製品。
［９］
当該発酵産物はエタノール及びアルコール蒸留廃液を含んでいる［７］記載のバイオ製品。
［１０］
当該アルコール蒸留廃液は湿潤した固形分を含んでいる［９］記載のバイオ製品。
［１１］
当該湿潤した固形分は湿潤したケークを含んでいる［１０］記載のバイオ製品。
［１２］
当該バイオ精製システムは、当該発酵産物が供給される蒸留システムを含んでおり、当該発酵産物が当該蒸留システムに供給された後、当該ゼイン組成物を抽出する工程が行われる［７］記載のバイオ製品。
［１３］
当該ゼイン組成物を製造する工程は、当該発酵産物に溶剤組成物を適用する工程を含んでおり、当該発酵産物中の固形分は、当該溶剤組成物を使用して分離される［７］記載のバイオ製品。
［１４］
当該発酵産物は発酵固形分を含んでおり、当該ゼイン組成物を製造する工程は、当該発酵固形分を粉砕することと、当該粉砕された発酵固形分を容器に供給することと、当該発酵固形分を当該容器中で当該溶剤組成物により処理することと、当該発酵産物中の溶解した固形分を当該溶剤組成物により分離することとを更に含んだ［１３］記載のバイオ製品。
［１５］
当該発酵固形分は挽き割り粉を含んでいる［１４］記載のバイオ製品。
［１６］
当該発酵固形分は乾燥した蒸留粕を含んでいる［１４］記載のバイオ製品。
［１７］
当該供給原料はトウモロコシであり、当該供給原料を加工する工程は粉砕することを含んでいる［７］記載のバイオ製品。
［１８］
当該供給原料はトウモロコシであり、当該供給原料を加工する工程は、当該トウモロコシを胚乳、胚芽及び繊維に分別することを含み、当該デンプン含有成分は、胚乳を含んでおり、胚芽及び繊維を実質的に含んでいない［７］記載のバイオ製品。
［１９］
当該デンプン含有成分を当該発酵可能な成分に調製する工程は、液化を含んでいる［７］記載のバイオ製品。
［２０］
当該デンプン含有成分を発酵可能な成分に調製する工程は、未加工デンプンの加水分解を含んでいる［７］記載のバイオ製品。
［２１］
当該ゼイン組成物は、ベータゼイン及びガンマゼインを、当該ゼイン組成物中におけるゼインの重量で、合わせて少なくとも４％の割合で含んでいる［２０］記載のバイオ製品。
［２２］
当該ゼイン組成物は、アルファゼインを、当該ゼイン組成物中におけるゼインの重量で、少なくとも６８％の割合で含んでいる［２０］記載のバイオ製品。
［２３］
乾燥重量に基づいて当該ゼイン組成物の少なくとも７０％のタンパク質成分と、
乾燥重量に基づいて１０％以下の脂肪成分と
を含んでおり、当該タンパク質成分は当該ゼイン組成物を含んでいる［２０］記載のバイオ製品。
［２４］
当該ゼイン組成物は、少なくとも６８重量％のアルファゼインと、ベータゼイン及びガンマゼインとを含んでいる［２０］記載のバイオ製品。
［２５］
ベータゼイン及びガンマゼインを合計で少なくとも４重量％含んでいる［２４］記載のバイオ製品。
［２６］
当該供給原料は、タンパク質成分を有するトウモロコシを含んでおり、当該ゼイン組成物は、当該タンパク質成分中のゼインの少なくとも７０％を含んでいる［２０］記載のバイオ製品。
［２７］
当該供給原料は、タンパク質成分を有するトウモロコシを含んでおり、当該ゼイン組成物は、当該タンパク質成分中のゼインの少なくとも６０％を含んでいる［１９］記載のバイオ製品。
［２８］
当該溶剤組成物は作用剤を含んでいる［１３］記載のバイオ製品。
［２９］
当該作用剤は抽出剤を含んでいる［２８］記載のバイオ製品。
［３０］
当該作用剤は酸を含んでいる［２９］記載のバイオ製品。
［３１］
当該作用剤は水酸化ナトリウムを含んでいる［２９］記載のバイオ製品。
［３２］
当該作用剤はサルファイトを含んでいる［３２］記載のバイオ製品。
［３３］
当該作用剤はメタ重亜硫酸ナトリウムを含んでいる［３２］記載のバイオ製品。
［３４］
当該作用剤は水酸化アルカリを含んでいる［２９］記載のバイオ製品。
［３５］
当該作用剤は水酸化カリウムを含んでいる［２９］記載のバイオ製品。
［３６］
当該作用剤はチオールを含んでいる［２９］記載のバイオ製品。
［３７］
当該作用剤は２−メルカプトエタノールを含んでいる［３６］記載のバイオ製品。
［３８］
当該ゼイン組成物は、ベータゼイン及びガンマゼインを、当該ゼイン組成物中におけるゼインの重量で、合計で少なくとも４％の割合で含んでいる［２８］記載のバイオ製品。
［３９］
当該ゼイン組成物は、アルファゼインを、当該ゼイン組成物中におけるゼインの重量で、少なくとも６８％の割合で含んでいる［２８］記載のバイオ製品。
［４０］
当該ゼイン組成物の乾燥重量に基づいて少なくとも７０％のタンパク質成分と、
乾燥重量に基づいて１０％以下の脂肪成分と
を含んでおり、当該タンパク質成分は当該ゼイン組成物を含んでいる［２８］記載のバイオ製品。
［４１］
当該ゼイン組成物は、当該ゼイン組成物中におけるゼインの重量で少なくとも６８％のアルファゼインと、ベータゼイン及びガンマゼインとを含んでいる［２８］記載のバイオ製品。
［４２］
ベータゼイン及びガンマゼインを、当該ゼイン組成物中におけるゼインの重量で、合計で少なくとも４％含んでいる［２８］記載のバイオ製品。
［４３］
作用剤を含んでいる溶剤組成物を適用する工程をさらに含んでいる［１９］記載のバイオ製品。
［４４］
当該供給原料は、タンパク質成分を有するトウモロコシを含んでおり、当該ゼイン組成物は、当該タンパク質成分中のゼインの少なくとも６０％を含んでいる［４３］記載のバイオ製品。
［４５］
作用剤を含んでいる溶剤組成物を適用する工程をさらに含んでいる［２０］記載のバイオ製品。
［４６］
当該供給原料は、タンパク質成分を有するトウモロコシを含んでおり、当該ゼイン組成物は、当該タンパク質成分中のゼインの少なくとも７０％を含んでいる［４５］記載のバイオ製品。
［４７］
当該ゼイン組成物を乾燥させる工程を更に含んでおり、当該ゼイン組成物は、当該ゼイン組成物の温度を約１３０℃より高い温度に上げることなく製造された［７］記載のバイオ製品。
［４８］
当該ゼイン組成物は、当該ゼイン組成物の温度を約７５℃より高い温度に上げることなく製造される［７］記載のバイオ製品。
［４９］
いずれの工程も、当該発酵産物の温度を約４５℃より高い温度に上げることを含んでいない［８］記載のバイオ製品。
［５０］
当該バイオ精製システムは、
（ａ）当該供給原料をデンプン含有成分に加工する工程と、
（ｂ）当該デンプン含有成分を含んでいるスラリを作成する工程と、
（ｃ）当該スラリの当該デンプン含有成分を発酵のために、発酵可能な成分へと調製する工程と、
（ｄ）当該スラリの当該発酵可能な成分の少なくとも一部を発酵させて当該発酵産物にする工程と、
（ｅ）当該発酵産物をエタノール及び挽き割り粉を含んでいるバイオ製品に加工する工程と、
（ｆ）当該発酵産物から当該ゼイン組成物を含んでいる当該バイオ製品を製造する工程と
を有する方法を含んでいる［１］記載のバイオ製品。

Claims (42)

1. エタノール及び高タンパク質乾燥蒸留粕を生産するよう構成されたシステムにおいてトウモロコシからバイオ製品を作製する方法であって、
   （ａ）当該トウモロコシをデンプン含有成分に加工する工程と、
   （ｂ）当該デンプン含有成分を含んでいるスラリを作成する工程と、
   （ｃ）当該スラリの当該デンプン含有成分を発酵のために、発酵可能な成分へと調製する工程であって、液化を含んでいる上記工程
   （ｄ）当該スラリの当該発酵可能な成分の少なくとも一部を発酵させて発酵産物にする工程と、
   （ｅ）当該発酵産物を加工してエタノール及び高タンパク質乾燥蒸留粕を得る工程と、
   （ｆ）当該高タンパク質乾燥蒸留粕からゼイン組成物を含んでいる当該バイオ製品を製造する工程であって、溶媒組成物を適用することにより当該ゼイン組成物を高タンパク質乾燥蒸留粕から１段階抽出で抽出する工程を含み、当該溶媒組成物は抽出剤を含んでおり、当該抽出剤は水酸化ナトリウムを含み、当該ゼイン組成物は、アルファゼインを当該ゼイン組成物中におけるゼインの重量で少なくとも６８％の割合で含み、ベータゼイン及びガンマゼインを合計で少なくとも１７．２％かつ最大で２５．９％含んでいる上記工程と、
   を含む方法。
2. 当該システムが当該発酵産物が供給される蒸留システムを含んでおり、当該バイオ製品を作製する工程が、当該発酵産物が当該蒸留システムに供給された後に、当該ゼイン組成物を抽出する工程を含む請求項１記載の方法。
3. 当該バイオ製品を作製する工程が、当該溶剤組成物を使用して当該高タンパク質乾燥蒸留粕をゼイン組成物と固形分成分に分離することにより、ゼイン組成物を抽出する工程を含む請求項１記載の方法。
4. 当該発酵産物は発酵固形分を含んでおり、当該ゼイン組成物を製造する工程は、当該発酵固形分を粉砕することと、当該粉砕された発酵固形分を容器に供給することと、当該発酵固形分を当該容器中で当該溶剤組成物により処理することを更に含む請求項１記載の方法。
5. 発酵固形分が当該容器中で作製される請求項４記載の方法。
6. 処理された発酵固形分を液体成分と処理された固形分成分に分離する工程を更に含む請求項５記載の方法。
7. 当該処理された固形分成分を濾過システム中で分離する工程を更に含む請求項６記載の方法。
8. 当該濾過システムがマイクロフィルターを含んでいる請求項７記載の方法。
9. 当該濾過システムが膜濾過を含んでいる請求項７記載の方法。
10. 当該濾過システムが透過液と濃縮液を作製する請求項７記載の方法。
11. 当該濃縮液がゼイン組成物を含んでいる請求項１０記載の方法。
12. 当該透過液がエタノールを含んでいる請求項１０記載の方法。
13. 当該溶剤組成物のｐＨが当該容器中で調整される請求項４記載の方法。
14. 当該溶剤組成物のｐＨが４から１１の間の範囲に調整される請求項１３記載の方法。
15. 当該溶剤組成物が更にエタノールを含んでいる請求項３記載の方法。
16. 容器に熱が供給される請求項４記載の方法。
17. 当該マイクロフィルターが０．５から２マイクロメーターの粒子径を有する物質を保持するように形成された請求項８記載の方法。
18. 当該膜濾過が１０，０００分子量のカットオフで形成された請求項９記載の方法。
19. 発酵産物の分離が分離器の中で行われる請求項３記載の方法。
20. 分離器が遠心分離器である請求項１９記載の方法。
21. 当該濾過システムの濃縮液に由来するゼイン組成物が乾燥機に供給される請求項１０記載の方法。
22. 当該濾過システムの濃縮液に由来するゼイン組成物が脱溶媒剤に供給される請求項１０記載の方法。
23. 当該容器が混合反応器である請求項４記載の方法。
24. 当該トウモロコシを加工する工程は粉砕することを含んでいる請求項１記載の方法。
25. 当該トウモロコシを加工する工程は、当該トウモロコシを胚乳、胚芽及び繊維に分別することを含み、当該デンプン含有成分は、胚乳を含んでおり、胚芽及び繊維を実質的に含んでいない請求項１記載の方法。
26. 当該発酵産物はタンパク質成分を含み、当該ゼイン組成物は当該発酵産物のタンパク質成分の少なくとも一部を含んでいる請求項１記載の方法。
27. 当該ゼイン組成物がアルファゼイン、ベータゼイン及びガンマゼインを含んでいる請求項２６記載の方法。
28. 当該デンプン含有成分を発酵可能な成分に調製する工程は、未加工デンプンの加水分解を含んでいる請求項１記載の方法。
29. 当該ゼイン組成物を乾燥する工程を更に含んでいる請求項１記載の方法。
30. 当該ゼイン組成物は、発酵工程または抽出工程の間の如何なる時も、当該ゼイン組成物の温度を７５℃より高い温度に上げることなく製造される請求項１記載の方法。
31. いずれの工程も、当該発酵産物の温度を４５℃より高い温度に上げることを含んでおらず、当該発酵産物は低温発酵の工程から製造される、請求項１記載の方法。
32. 当該デンプン含有成分を当該発酵可能な成分に調製する工程が未加工デンプンの加水分解を含み、デンプンのゲル化温度以下の温度でデンプン含有成分を糖化する工程を含む請求項１記載の方法。
33. 当該発酵産物が、実質的に熱によって影響されていないトウモロコシに由来するタンパク質を含む請求項３２記載の方法。
34. 当該タンパク質がゼイン組成物を含んでいる請求項３３記載の方法。
35. 当該溶剤組成物は更にエタノールを含み、当該溶剤組成物が少なくとも０．５パーセントの水酸化ナトリウムを含んでいる請求項１記載の方法。
36. 当該容器に蒸気が供給される請求項４記載の方法。
37. 当該ゼイン組成物がベータゼインとガンマゼインを含んでいる請求項２６記載の方法。
38. 水酸化ナトリウムが当該高タンパク質乾燥蒸留粕の最大５パーセントの範囲で提供される請求項１記載の方法。
39. 当該容器中の当該発酵可能な産物が摂氏７５℃以下の温度まで加熱される請求項１６記載の方法。
40. 当該ゼイン組成物を製造する工程が抽出、精製及び回収の工程を含む請求項１記載の方法。
41. 当該精製がゼイン組成物の純化を含んでいる請求項４０記載の方法。
42. 当該抽出剤が少なくとも２．８パーセントの水酸化ナトリウムを含んでいる請求項１記載の方法。

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