专利名称:来自高油玉米的含玉米油和玉米粉的产品的制作方法
这一部分继续的申请要求提交于1999年2月11日的还未授权的美国专利申请序列号第09/249,280号的优先权,在此将其全文并入以供参考。
本发明涉及衍生自由榨过油的高油玉米所得的油及粉产品。
玉米,Zea Mays L.,由于许多原因而被种植,这包括它在食品和工业中的应用。玉米油和玉米粉是衍生自玉米的有用产品中的两种。
用常规方法从常规玉米中提取玉米油的商业炼油厂将玉米种子分成它的组成部分,如,内胚乳、胚芽、顶芽(tipcap)和表皮,然后从玉米胚芽部分提取玉米油。用湿磨法或干磨法制造的玉米胚芽要么是挤压胚芽以除去油要么是将胚芽压成片状并用溶剂提取油而制造的。这两种方法中,由于胚芽分离自玉米粒的剩余部分,内胚乳部分的大部分或全部有价值的成分都不含在油中。
被称为玉米饲料的玉米基饲料口粮是用干磨法获得的,它是玉米糠、玉米胚芽和内胚乳的混合物,最少含有4%的油。制造玉米饲料需要包括破碎、研磨、过筛和混合在内的一些步骤,所得玉米饲料的粒径小于用这里所述的提取法制得的产品的粒径。
由于用常规玉米制造的产品缺乏某些必需的营养成分,工业和健康倡导者一直在寻找更加有营养的来自玉米的产品。因此,人们需要改进的来自玉米油和玉米粉的产品。
发明概要来自常规玉米的含有玉米油和/或玉米粉的最终产品包括,例如,烹饪油、动物饲料、纸和纸产品、各种食品如色拉调料、压制和/或膨化的点心、含有玉米糖浆的产品、谷物、薄片、布丁、糖果和面包。
本发明的一个方面提供了一种有营养的动物饲料,它含有从高油玉米中提取油后剩下的玉米粉。这种动物饲料还可以含有其它的营养成分,如维生素、矿物质、高油种子衍生的粉、肉粉和骨粉、盐、氨基酸、羽毛粉和许多其它用在饲料补充物领域的物质。动物饲料组合物可被用于特殊的用途,如家禽饲料、猪饲料、牛饲料、马饲料、水产养殖饲料、宠物食品,并可被用于动物生长阶段。动物饲料的特殊的实施方案包括生长过程中的仔鸡饲料、猪的肥育饲料和家禽产蛋的肥育饲料。可以用榨过油的玉米粉来制造饲料口粮,与用常规玉米制得的类似产品相比,它含有相对较高比例的蛋白质和相对较低比例的油。
本发明的一些实施方案包括1)玉米粉的纤维含量约为3%、淀粉含量约为65%、蛋白质含量约为12%、水分含量约为10%;2)高油玉米粒的总油含量至少约为8%wt.;至少约为14%wt.;至少约为12%wt.;至少约为10%wt.;或从约8%至约30%wt.;3)被压成片状的玉米粒是完整的玉米粒或破碎的玉米粒;4)玉米粒被用于溶剂萃取、水压或螺旋式压榨、水溶液和酶萃取等榨油过程的;5)高油玉米粒的总蛋白质含量至少约为7%wt.,至少约为9%wt.,至少约为11%wt.,或从约7%-约20%wt.;6)高油玉米粒中总赖氨酸含量至少约为0.15%wt.,至少约为0.5%wt.,或从约0.25%-约2.0%wt.;以及/或7)高油玉米粒的总色氨酸含量至少约为0.03%wt.,至少约为0.20%wt.,或从约0.03%-约2.0%wt.。
本发明的另一方面提供了一种含有至少从高油玉米的内胚乳和胚芽提取所得的玉米油的玉米油基产品。这种玉米油基产品可以含有其它的成分,如醋、香料、维生素、盐、用以形成氢化产品的氢,以及水。与用常规方法从常规玉米中提取的玉米油制得的产品相比,用在本发明的产品中的玉米油通常含有高比例的β-胡萝卜素、叶黄素或生育三烯酚。用在本发明的产品中的玉米油通常是将完整的玉米粒、破碎的玉米粒或压成片状的玉米粒提取而制得的,而不用将胚芽从内胚乳中分离出来。因此,内胚乳中溶剂可以提取的营养被提取到提取自胚芽和内胚乳的玉米油中。可以用这里描述的方法制得的油制造的产品包括(但不限于)色拉调料、烹饪油、人造黄油、喷涂食品或饲料、面包、薄饼、点心、润滑剂和燃料。
本发明的其它实施方案包括1)高油玉米粒被破碎、润湿、压成片状并用溶剂提取;2)高油玉米粒的总油含量至少约为8%wt.;至少约为14%wt.;至少约为12%wt.;至少约为10%wt.;或从约8%至约30%wt.;3)玉米油是通过挤压破碎的玉米而提取的;4)玉米油是将片状的玉米粒用于溶剂基提取过程而提取的;5)用来从压成片状的颗粒中提取可混溶或可溶解物质的溶剂包括任何形式的商业上可获得的己烷、异丙醇、乙醇、超临界二氧化碳或它们的混合物;6)提取的油以油与溶剂混合物的形式给出;7)通过其它的方法精制玉米油;以及8)玉米油是通过将压成片状的玉米粒用于水压和/或螺旋式压榨、水溶液和/或酶提取法而提取的。
本发明的第三方面提供了一种在动物饲料食品中使用榨过油的玉米粉的方法,包括1)至少将高油玉米压成片状以制成片状的玉米并萃取片状玉米以除去其中一部分玉米油,从而提供榨过油的玉米粉;以及2)将榨过油的玉米粉用在动物饲料食品中。
本发明的第四方面提供了在食品中使用提取的玉米油的方法,包括1)至少将高油玉米压成片状以制成片状的玉米,萃取片状玉米以除去其中一部分玉米油并形成提取的玉米油,从而提供提取的玉米油;以及2)将提取的玉米油用在食品中。
本发明的第五方面提供了使用在精制油过程中作为原料的提取的玉米油的方法。这一方法包括以下步骤1)至少将高油玉米压成片状以制成片状的玉米,萃取片状玉米以除去其中一部分玉米油并形成提取的粗制玉米油,从而提供提取的粗制玉米油;以及2)将提取的粗制玉米油用于精制油过程的原料流。
本发明的第六方面提供了各种制造榨过油的混合粉的方法。这一方面的第一个实施方案提供了制造榨过油的混合粉的方法,包括得自高油玉米和一种或多种含油种子的粉的榨过油的粉。这一方法包括以下步骤1)将高油玉米粒和一种或多种其它含油种子颗粒合并形成颗粒混合物;以及2)将颗粒混合物压成片状并用提取工艺以除去其中的油并形成榨过油的混合粉。第二个实施方案提供了一种含有以下步骤的方法1)将破碎并润湿的高油玉米和破碎并润湿的其它含油种子合并以形成润湿的混合物;2)将润湿的混合物压成片状以形成片状混合物;以及3)将片状混合物用提取工艺以除去其中的油并形成榨过油的混合粉。第三个实施方案提供了一种包括以下步骤的方法1)将破碎、润湿并压成片状的高油玉米和破碎、润湿并压成片状的其它含油种子合并以形成片状混合物;以及2)将片状混合物用提取工艺以除去其中的油并形成榨过油的混合粉。第四个实施方案提供了包括这一步骤的方法将榨过油的玉米粉和一种或多种榨过油的其它含油种子粉合并以形成混合粉,其中榨过油的玉米粉是通过至少将高油玉米压成片状并提取以形成榨过油的玉米粉而获得的。第五个实施方案提供了用上述任何一种方法制得的混合的榨过油的粉产品。
本发明的第七个方法提供了将提取的玉米油用作化妆品应用的成分的方法。这一方法包括以下步骤1)至少将高油玉米压成片状以制成片状的玉米,萃取片状玉米以除去其中一部分玉米油并形成提取的粗制玉米油,从而提供提取的粗制玉米油;以及2)将提取的粗制玉米油用于化妆品。这些化妆品包括但不限于唇膏和眼线笔。
本发明的另一方面提供了玉米粉在动物饲料或人类食品中的应用,其中的玉米粉是在从高油玉米的完整颗粒中提取玉米油后获得的。
本发明的再一个方面提供了玉米油在动物饲料或人类食品中的应用,其中的玉米油是通过提取高油玉米的完整颗粒而获得的。
本发明的另一方面提供了用这里描述的方法制造的含有玉米油和/或含有玉米粉的产品。
除非另有说明,这里使用的所有的技术和科学术语和缩写与本发明所属领域的一般技术人员的理解有着相同的意思。尽管在本发明的实践中可以使用与这里描述的方法和材料类似或等同的方法和材料,下述合适的方法和材料并不意味着此类方法和材料限制了这里所描述的发明。在此全文并入这里提到的所有的专利申请和法定的分析方法,以供参考。通过以下对列举的本发明的实施方案和权利要求的描述,可以显见本发明其它的特点和优点。
发明详述已知在工业规模上,通过任选地将玉米粒破碎再润湿和压成片状,并提取玉米油可以迅速有效的从含油较多的玉米粒中榨取玉米油。对新的压片榨油处理法有效的玉米粒的总油含量大于约8%。玉米粒含油量的提高可以增加处理过程中压片的效率。合适的压片装置和方法包括常规的用来将大豆和其它类似的含油种子类压片的压片装置和方法。合适的提取装置和方法包括常规的用来从大豆薄片和其它类似的含油种子类中榨油的提取装置和方法。
从任何一定数量不同类型的玉米植株中获得的高油玉米种子或“颗粒”在本发明中是有用的。此类玉米植物可以是杂交、自交、转基因植株,遗传修饰植株或特定种群的植株。将改进的高油玉米用在这里描述的榨油方法中可以制得改进的榨过油的粉。有用的玉米粒类型包括,例如,硬玉米、爆玉米花、粉玉米、臼齿形玉米、白玉米和甜玉米。高油玉米粒可以是任何形式,包括完整的玉米、破碎的玉米、或其它经过加工的玉米或是它的一部分,它们能够被压成片状但不同于在干磨和湿磨法中使用的标准胚芽分离方法,以便随后从胚芽中回收油。
这里所用的术语“整个籽粒”或“整个玉米”是指没有被分成各个组成部分(如外壳、内胚乳、顶芽、果皮和胚芽)的籽粒,且颗粒没有被有目的的相互分开。整个玉米可以被或不被磨碎、压碎、破碎、压成片状或研磨。将一种玉米成分有目的的从其它成分分开不包括可能在储存、操作、运输、压碎、压成片状、破碎、磨碎或研磨中发生的随机分离。对成分部分有目的的分离是指至少将50%的一种成分(如胚芽)从其它成分中分开。
这里使用是术语“高油玉米”是指含有至少约8%wt.油的玉米粒。与常规的含油量约为3%-5%wt的黄色形臼齿形玉米相比,高油玉米有提高的油含量。此外,适合本发明的玉米粒的总油含量可以是,例如,油含量至少约为9%、至少约为11%、至少约为12%、至少约为15%、至少约为18%、至少约为20%、从约8%-约20%油、从约10%-约30%油、或从约14%-约30%油以及这些范围之内的颗粒。尽管在任何水分含量下都可以确定油含量,但应将油含量归一化到水分含量约为15.5%时的油含量。
这里描述的对制造油和粉有用的高油玉米可从Cargill股份有限公司(明尼阿波利斯,明尼苏达州)或Pfister Hybrid corn公司(埃尔帕索城,得克萨斯州)获得。其它合适的高油玉米包括被称为伊利诺斯高油玉米(IHO)和亚历山大高油玉米(Alexo)玉米品种,可从伊利诺斯大学的玉米合作采购中心(Unirersity of IllinoisMaize Cooperative Stock Center)(Champaigne-Urbana,IL)获得它们的样品。
用此领域的一般技术人员已知的许多方法中的任何一种都可以鉴定有提高的总油含量的玉米粒。可以用American Oil and Chemical Society Official Method,第五版,1998年3月,(“AOCS法”)Ba 3-38来鉴定玉米粒的油含量,包括从玉米粒中提取的玉米粉的脂肪含量。AOCS法BA3-38对在试验条件下用石油醚提取的物质进行了定量。油含量或油浓度是油和种子样品总重量的重量百分比。油含量可被归一化并在任何所需的水分条件下记录。
这里描述了其它用来鉴定高油玉米粒的合适方法。根据其中一种方法,用近红外(NIR)油监测器挑选玉米穗以选出含有提高的油含量的玉米籽粒的玉米穗。同样,NIR监测器也可用来挑选各个有提高的玉米油水平的籽粒。然而,用这里描述的方法,选出的有提高的油含量的玉米穗和/或籽粒不能有效鉴别适合加工的高油籽粒。通常,能长出可产生有提高的总油含量的玉米粒的玉米植株的玉米种子用已知的耕种方法种植和收获。发展玉米自交、杂交、转基因品种和种群(它们产生了能制造有提高的油含量的玉米粒的玉米植株)的方法是已知的,并被描述在(Lambert,1994.在Specialty Corns中.A.R.Hallauer编,High Oil Corn Hybrids,第123-145页,CRC出版社,伯克莱屯,佛罗里达州,美国)。
一种在本发明中被用作原料以制备玉米油和玉米粉的合适的高油玉米有如表1显示的营养特性。其中的数值是以“原状”或“喂时状态”的水分水平表示的。蛋白质、油和淀粉水平在用在本发明中作为粉和油原料使用的许多可能的高油玉米组合中是变化的。表1列出了可以接受的水分、油、蛋白质、淀粉、赖氨酸和色氨酸的量。然而,在表中没有作为指出量显示的其它的组合物,比如12%的蛋白质和12%的油,也在可被用来制造用在本发明中的油和粉的玉米粒的范围内。
表1.用来制造用在本发明中的玉米油和玉米粉的高油玉米的示范性的量和常规的特征
其它合适的用作原料以制造用于本发明的玉米油和玉米粉的高油玉米粒有如表2所示的营养特征。其中的数值是以“原状”或“喂时状态”的水分水平表示的。表2中显示的数值是以含有12%的油和9%的蛋白质的玉米粒作为范例的。
表2.
表3显示了两种高油玉米粒样品和普通黄色玉米粒的氨基酸水平。高油玉米样品1(HOC 1)的油和蛋白质水平分别是13.3%和10.7%,它是以干物质为基础表示的。高油玉米样品2(HOC 2)的油和蛋白质水平分别是13.0%和11.2%,它是以干物质为基础表示的。为了比较,以干物质为基础,普通黄色玉米粒含有约4.2%的油和约9.2%的蛋白质。
表3.两种高油玉米粒样品,HOC 1和HOC 2以及普通黄色玉米粒的氨基酸特征,其水平是以水分含量约为10%的玉米粒为基础表示的。
高油玉米通常被用于这里描述的榨油过程以提供含在本发明的最终产品中的提高的玉米油和玉米粉。这里使用的“最终产品”或“产品”术语是指将本发明的玉米油和/或玉米粉与其它成分混合的产品。产品中所含的特殊成分将由产品的最终用途确定。示范性的产品包括动物饲料、化学修饰原料、生物可降解塑料、混合的食物产品、食用油、烹调油、润滑剂、生物柴油、点心、化妆品和发酵过程的原材料。产品包括这里描述的食品,还包括长成和部分长成的猪、家禽和牛饲料、宠物食品以及人的食品,如压出的点心、面包以及作为食品粘合剂、水产养殖饲料、可发酵混合物、食品添加剂、运动饮料、营养食品棒、复合维生素补充剂、食品饮料和谷物食品。
例如,从一种玉米类型(含有12%的油和9%的蛋白质)开始可以制得可满足某些营养需求的各种类型的食物。这种适应性的重要性在于饲料口粮中的营养密度和动物的膳食需要。使用这种类型的高油玉米和榨油方法的一个优点在于,根据油提取的程度,榨过油的玉米粉可被制成有特定的油含量。一旦从薄片中除去油,剩下的粉所含的蛋白质、氨基酸和其它未通过加工除去的其它营养的养分浓度大于或不同于普通的玉米粒,且大于起始的玉米,例如,有12%的油和9%的蛋白质。
根据这里描述的在制造玉米油和玉米粉中使用的一种榨油方法,完整的高油玉米通常被破碎然后再润湿并压成片状。压成片状后,如这里的描述将片状的玉米榨油。
让完整的玉米粒通过两个有波状齿向相反方向旋转并留有一定孔隙的滚轮,并/或通过研磨机(其中有一个旋转的齿盘在距固定盘以一个可调节距离的地方旋转),并/或使用锤磨机(其中两个旋转的金属“锤”样装置一个接一个的旋转,这样可以将高油玉米破碎。破碎玉米或高油玉米籽粒的方法描述在(Watson,S.A.&P.E.Ramstad编,1987,在CornChemistry and Technology,第11章中,AmericanAssociation of Cereal Chemist公司,圣保罗,明尼苏达州,美国),在此将其并入以供参考。破碎的玉米是经过了上述破碎加工的玉米。
无论玉米是否破碎,都可以用此领域的一般技术人员已知的方法或这里描述的方法将其润湿。这里使用的术语“润湿”是指一种加工过程,通过这一过程可以使玉米籽粒软化或增塑以使其更加容易被切片和榨油。润湿可以包括加入蒸汽(饱和和/或不饱和的蒸汽)和/或水以破碎高油玉米。这是通过使用旋转调节器完成的。将温度和水分水平提高。温度的范围约在140°F-210°F,水分增加约1%或约15%。
然后将高油玉米粒压成各种有用的尺寸。这里使用的术语“压成片状”是指一种加工过程,它让玉米粒一次或多次通过压片滚轧机以制出薄片。被压成片状的玉米的最终厚度约为5/1000-50/1000英寸或约0.12mm-1.0mm或约0.01英寸(0.25mm),尽管其它的厚度也可以使用。有用的薄片厚度可以取决于外部的限制性参数,如玉米的油含量、水分含量、玉米种类(如,臼齿形玉米或硬玉米)以及榨油机的类型。这里和D.R.Erickson,Practical Handbook of Soybean ProcessingUtilization(1995,AOCS出版社)中详述了合适的将高油玉米压成片状的方法,在此将其并入以供参考。合适的压成片状的方法还包括含油种子加工领域的一般技术人员已知的方法。
在玉米被破碎和/或润湿并压成片状后,压过片的玉米被用于榨油工艺以便榨出油从而形成榨过油的玉米粉(ECM)。用任何榨油方法,通过一步或多步榨油步骤从压过片的颗粒中榨出玉米油。通常,用一种榨油工艺中就可以提取出所有或几乎所有的油。有用的榨油法包括溶剂提取、水压法、螺旋式压榨、水溶液和/或酶提取等。用于溶剂提取的有用的溶剂包括,例如,所有形式的商业上可获得的己烷、异丙醇、乙醇、超临界二氧化碳、它们的组合或其它类似的溶剂。例如,可以用基于己烷的溶剂提取器从片状的颗粒中提取玉米油。溶剂提取器包括渗漉和浸渍类型的提取器。
从基于溶剂的提取器中移出的物质包括湿的薄片和杂油液。杂油液是提出的油和溶剂的混合物。湿的薄片是将溶于溶剂的物质部分或全部提取出来以后剩下的物质。湿片中还含有一定量的溶剂。用诸如薄膜蒸发或干燥,并用闪蒸罐和/或去溶剂器/烤箱等设备提高温度之类的方法从杂油液和湿的薄片中回收溶剂。例如,在大气压、高压或真空下对湿的薄片或杂油液加热以使溶剂蒸发。然后在分离的回收系统中冷凝蒸发出来的溶剂。
除去溶剂的杂油液是指粗制油,它可以被储存和/或继续加工。粗制油可以被精制成最终的油产品。精制粗制油以得到成品油的方法是此领域的一般技术人员已知的。Hui(1996)提供了有关油和含油种子的详细综述(Hui,Y.H.编,1996,在Bailey’s Industrial Oil and Fat Products,第五版,第二卷中Edible Oil andFat ProductsOils and Oilseeds.John Wiley and Sons公司,纽约)。Hui一书的第三章(1996,第125-158页;在此将其并入以供参考)特别叙述了玉米油的组合物和加工方法。这里描述的用压片法分离的粗制油是高质量的,但如果需要的话可以用常规的油精制法继续纯化。
玉米内胚乳包括一些有价值的成分,比如类胡萝卜素、叶黄素、玉米黄质。颗粒中的类胡萝卜素被分成两组,胡萝卜素和胡萝卜醇。胡萝卜素是重要的,因为它们是维生素A的前体。Blessin等,1963(Cereal Chem.1963.40582-586)发现,90%以上的类胡萝卜素,其中主要是β-胡萝卜素,存在于黄色臼齿形玉米的内胚乳中,而少于5%存在于胚芽。维生素A主要由β-胡萝卜素衍生出来。
内胚乳中另一种有价值的成分包括生育三烯酚。Grams等,1970,发现,在玉米中,生育三烯酚只在内胚乳中被发现,而胚芽中含有大部分的生育酚。可以用各种溶剂从植物原料中提取生育三烯酚。Lane等在美国专利5,908,940中描述了从植物原料中回收生育三烯酚的方法,在此将其全文并入以供参考。
本发明的一个实施方案提供了一种提取的玉米油,其叶黄素、玉米黄质和β-胡萝卜素的含量高于由常规的黄色#2臼齿形玉米得到的商业上可获得的粗制油。可以从Cargill公司(明尼阿波利斯,明尼苏达州)等供应商获得常规的粗制油。例如,根据实施例1制造的玉米油含有以下成分,将其含量与商业上可获得的粗制油进行了比较。
因此,这里描述的方法提供了一种富含叶黄素、玉米黄质和/或β-胡萝卜素的和任选的一种或多种其它营养成分的营养提高的玉米油。
用通过这里描述的提取法获得的玉米油制造的油基产品所含重要营养成分的量高于用以常规方法制得的玉米油制造的类似的产品。用这里描述的提取法获得的玉米油包括从胚芽和内胚乳中得到的玉米油和一种或多种从籽粒的其余部分提取的其它成分。这里的一种或多种其它成分可以是来自内胚乳的油、生育三烯酚、生育酚、类胡萝卜素、胡萝卜素、胡萝卜醇和甾醇。
生育酚(维生素E)和维生素A是抗氧化剂并且是脂溶性的维生素。当含在饮食中时,它们都是对健康有益的。将本发明的油和其它的油或物质混合以得到合适水平的β-胡萝卜素、维生素E和生育三烯酚被认为在本发明的范围之内。一些实施方案中,按这里的描述制造的提取的玉米油含有约0.1%wt-约0.5%wt的生育酚。
描述了生育三烯酚含量超过用常规方法制造的粗制玉米油约200%-300%的油。用破碎和/或润湿和/或压成片状并提取高油玉米的方法提取出来玉米油,然后分析它生育三烯酚的含量。生育三烯酚含量的实际最大值和最小值将依赖于所用特定的高油玉米。
以小时为单位测得的氧化稳定性指数(OSI)是对油的氧化作用的相对稳定性的度量。通常,OSI越大则油越不容易被氧化且在试验或使用条件下使油氧化的时间就越长。此外,油中不饱和脂肪酸的含量越高,OSI就越低。用这里描述的提取法制造的作为范例的油通常的OSI值约在10-22小时之间。
Blessin(Cereal Chem.1962.39236-242;全文并入以供参考)详细描述了提取胡萝卜素和玉米黄质以及其它色素的方法。可以用溶剂(主要是乙醇和己烷)的结合物从玉米中提取胡萝卜素和玉米黄质。可以用乙醇、己烷、其它溶剂的结合物以及它们按一定比例制成的溶剂在工业规模内制造本发明的油。
用这里描述的提取法获得的粗制油的示范性的实施方案通常拥有以下的部分组成特性。
一般在玉米油中发现的脂肪酸通常包括棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸。
用这里描述的方法制造的粗制油可以被部分或完全氢化。合适的将油部分或完全氢化的方法描述在D.R.Erickson,Practicle Handbood of SoybeanProcessing utilization(1995,AOCS出版社),在此将其全文并入以供参考。
当根据本发明制造油基产品时,那些产品可以含有常规的玉米油、豆油、canola油、橄榄油、棕榈油、葵花子油、红花油、抗氧化剂、调味剂、氢化油、部分氢化油和/或动物脂肪。将这里的玉米油和一种或多种其它的油混合就可以制得混合的油产品。玉米油基的产品也可以含有诸如食品添加剂、盐、脂肪、食用色素、β-胡萝卜素、胭脂红提取物、姜黄素或tumeric、β-脱辅基-6’-胡萝卜素和它的甲基和乙基酯、天然或合成的调味剂、抗氧化剂、丙基没食子酸、丁基化的羟基甲苯、丁基化的羟基苯甲醚、天然或合成的生育酚、抗坏血酸棕榈酸酯、抗坏血酸硬脂酸酯、硫代二丙酸二月桂酯、抗氧化剂增效剂、柠檬酸、柠檬酸钠、异丙基柠檬酸酯、磷酸、甘油一柠檬酸酯、抗起泡剂、二甲基聚硅氧烷、结晶抑制剂、氧化硬酯精、氨基酸、维生素、矿物质、碳水化合物、糖类、草药、香料、酸度调节剂、固化剂、酶制剂、面粉处理剂、粘度控制剂、酶、脂类和/或植物或动物蛋白。此外,可以用含有可利用蛋白质的蛋白质补充剂强化或富化这些可以食用的产品。如早餐谷类之类的示范性的食物产品可以含有像本发明的粉末、小麦和燕麦粉、糖、盐、玉米糖浆、玉米粉、浓缩果汁、维生素C、B族维生素、叶酸、小苏打和调味剂之类的组分。
其它示范性的油基产品可以含有这里制备的油,包括食物油、烹饪油、食用油和混合油。
从含油种子(如大豆和canola)中提取油的设备可以用来制造这里描述的玉米油和榨过油的玉米粉。有效的用于工业规模的含油种子的压片机可以从French Oi1Mill Machinery公司,平克,美国俄亥俄州45456-0920;Roskamp Champion,沃特卢,衣阿华州;Buhler,总部设在瑞士,在美国明尼苏达州普利茅斯有办事处;Bauermeister公司,德国;和Consolidated Process Machinery Roskamp公司,万维网网址为http//www.cpmroskamp.com以及Crown Iron Works,明尼阿波利斯,明尼苏达州获得。
工业规模的方法和设备足以每天至少可从约1吨玉米中提取玉米油。一些实施方案中,工业规模操作的能力每天约为100吨玉米至约3000吨玉米,或是每天约700-1700吨玉米。工业规模的操作每天处理约3000吨以上的玉米也是足够的。
通过评价一个或多个质量参数,如油产量、磷含量、游离脂肪酸百分比、中性淀粉百分比、蛋白质含量和水分含量,可以测定玉米油或玉米粉的质量。任何方法都可以用来计算一个或多个质量参数以评价油或粉的质量。
可以用AOCS法Ca 12-55鉴定粗制油的磷含量。AOCS法Ca 12-55鉴定磷或等当量的磷锌氧化物,然后用分光光度法测量形成蓝色磷钼酸复合物的磷。AOCS法Ca12-55对粗制、脱胶和精制的植物油是适用的。将磷含量乘以30使其换算成磷脂含量,即胶含量。一些实施方案中,按本发明制造的玉米油含有约100-400ppm的磷。
可以用AOCS法Ca 5a-40鉴定油中游离脂肪酸的百分比。AOCS法Ca 5a-40鉴定存在于油样品中的游离脂肪酸。AOCS法Ca 5a-40对所有的粗制和精制的植物油、矿物油和动物脂肪都是适用的。将胶的百分比和游离脂肪酸的百分比加在一起就可以得到加工过程中损失的中性油。提取的玉米油中游离脂肪酸的量取决于在用来榨油的高油玉米中存在的脂肪酸的量。一些实施方案中,提取的油中游离脂肪酸的含量约在0.70%-3.00%wt之间。
用AOCS法Cc 13b-45可以确定油的颜色。AOCS法Cc 13b-45通过将油样品和已知的颜色特征进行比较可以确定油样品的颜色。只要样品不混浊,AOCS法Cc13b-45对脂肪和油都是适用的。通过目视检查油可以定性评价色值。通常,目视检查的结果是,于已知的油颜色相比将油分成浅色和深色油料。通过用AOCS法Cc13b-45测定红色值或黄色值可以将色值定量。典型地,用常规的干磨法分离的粗制玉米油的红色值约为7-10,黄色值约为60-70。用这里描述的压片法分离的玉米油的色泽质量较浅,且通常浅于用湿磨技术和干磨技术制得的粗制玉米油。如用美国油料和化学学会(American Oil and Chemical Society)的方法Cc 13b-93所确定的,黄色值约在60-70之间,红色值约在7-10之间。
提取的玉米油可被用作化学修饰的原料、生物可降解塑料的成分、混合的食物产品的成分、食用油或烹饪油的成分、润滑剂或其成分、生物柴油或其成分、点心的成分、发酵过程的原料以及化妆品的成分。既然用这里的提取法得到的油含有一种或多种从玉米籽粒的非胚乳部分得到的成分,这种油就被强化了。一些实施方案中,这种油中含有约20%-80%,或25%-50%的油酸,而常规的玉米在油中只含有25%-40%的油酸。当用提取的油制造混合油时,可以在提取过程前、当中或以后进行混合。
用这里描述的切片和榨油法制得的粉被用来生成独特的饲料产品。这里使用的玉米粉是从完整的高油玉米籽粒中在榨油后获得的,其中的籽粒没有被分成它的组成部分,尽管籽粒可以被磨碎、压成片状、破碎、切片或研磨或不被这样处理。通过提取从玉米中除去油的过程是用来将剩下的营养物质(如蛋白质和必需的氨基酸)浓缩的。与主要含有普通玉米粒的饲料口粮相比,用提取法制得的主要含有玉米粉的饲料口粮需要添加较少的其它来源(如大豆)的蛋白质。由于经过加工成分增加了,这种粉末使得饲料生产商比较灵活地生产饲料,而用其它方法则无法做到的。将本发明榨过油的玉米粉作为有所述比例的成分可以制得有特殊物理特性(如容积密度、结构、成粒性和水分仪保留能力)和/或特殊的营养性质的动物饲料口粮。用这里描述的压片和提取法分离的榨过油的玉米粉可以是它本身,即,作为低脂的玉米粉。或者,可以将其与其它的粉末或营养成分结合使用以制造饲料口粮和食品。榨过油的玉米粉也可以和用大豆、canola、向日葵、油菜籽、棉花和其它作物等作物制得的粉结合使用。也可以用遗传修饰的玉米制造榨过油的玉米粉并/或与用转基因的含油种子颗粒制得的粉结合以形成强化的粉或强化的产品。
榨过油的玉米粉可以松散的产品或颗粒产品的形式提供,它可任选的与其它成分结合。例如,颗粒产品可以包括被颗粒化且随后被玉米蛋白包衣的榨过油的玉米粉(它本身或于其它成分结合)。玉米粉可以含在以松散或颗粒形式提供的混合的粉末产品中。
用榨过油的玉米粉制造的饲料口粮一般要满足CODEX ALIMENTARIUS或国家研究委员会制订的膳食和质量标准。这种粉通常以下表列出含有以下成分的大致量。
上述粉可进一步含有不定量的成分,没有指出这些成分的量。
当和常规玉米制得的粉比较时,这里描述的榨过油的玉米粉提供了较高量的某些关键的营养成分(营养素),比如维生素、叶酸、泛酸、赖氨酸、色氨酸和/或烟酸。例如,按实施例1制造的榨过的玉米粉样品1和2含有已指明的量的以下营养成分。将同一成分的量与它们在这里所描述的未加工的黄色玉米中的含量进行了比较。
有利地是,如这里描述制造的榨过油的玉米粉可含有特定水平的油和,特别地,特定的油与蛋白质、油与碳水化合物或油与蛋白质与碳水化合物的比例。例如,普通玉米含有8%的蛋白质和4%的油,其蛋白质油比例为2.0,而高油玉米含有9%的蛋白质和12%的油,蛋白质油比例为0.75。通过提取制得的粉含有10.5%的蛋白质和1.5%的油,蛋白质油比例为7.0。这一高比例使得这种粉类型以及用它制得的产品是某些应用所需的,一个例子就是作为猪的肥育饲料。
根据种类、年龄和饲养方法,不同的动物需要不同水平的营养素。将高油玉米进行不同程度的提取,即,高油玉米的提取程度越高则从玉米中除去的油就越多,由此可制得含有不同营养素水平的饲料口粮。因此,通过控制高油玉米的提取程度,可以将含有本发明榨过油的玉米粉的饲料口粮制成含有不同量的脂肪、蛋白质和碳水化合物。下表详细描述了含量,指定的成分以这一量存在于含有榨过油的玉米粉的动物饲料口粮中,指出了以榨过油的玉米粉为主要成分的示范性口粮的特定含量范围,并指出了可以含有一种或多种其它成分(如,以碳水化合物为基础的能源,如高粱、小麦和/或其它谷物或它们的副产品,或其它非谷物类的成分)的口粮的一般含量范围。配料一般的含量范围示范性的含量范围这里描述的玉米粉 2-95% 50-90%含油种子粉13-35% 10-30%肉和骨粉 0-12% 0-7%羽毛粉0-6%0-4%脂肪 0-10% 1-6%盐0.1-0.5%0.1-0.5%赖氨酸0-0.4% 0-0.4%甲硫氨酸 0-0.3% 0-0.3%营养素预混合料0.01-1.0% 0.01-1.0%1含油种子粉包括(但不限于)大豆、向日葵、canola、棉籽和其它植物基的粉末,它们可以或可不用油提取工艺。
肉和骨粉来自供应商,如Darling International公司(欧文,得克萨斯州)。含油种子粉来自供应商,如Cargill Oilseeds(塞达拉皮兹,衣阿华州)。羽毛粉来自供应商,如Agri Trading公司,(Hetchinson,明尼苏达州)。氨基酸来自供应商,如DuCoa(海兰,伊利诺斯州)。
饲料口粮是通过将各种物质,如谷物、种子粉、维生素和/或纯化的氨基酸,混合在一起以形成一种可满足蛋白质、能量、脂肪、维生素、矿物质和其它营养素日需求量的复合物质而制成的。混合的过程包括将成分磨碎并混合以制成相对均匀的营养素的混合物。饲料原料和混合饲料的物理性质会影响营养的质量、耐贮性以及产品的综合值。合适的制造饲料口粮的方法揭示在Feed ManufacturingTechnology IV,1994中,它是由美国饲料工业协会(American Feed IndustryAssociation)公布的。
榨过油的玉米粉与蒸汽切片(steam-flaked)的玉米就淀粉结构的消化性而言是比较类似的,但由于加工条件,在反刍动物中它有较好的消化性。如这里讨论的,通过改变加工条件可以在榨过油的粉中得到特定的油水平。在蒸汽切片的常规玉米中不能达到这种榨过油的粉的蛋白质、氨基酸和油水平,而蒸汽切片的高油玉米含有较多的油,这对反刍动物的健康是不利的。
许多类型的动物饲料口粮都可以用这一类型榨过油的玉米粉开发,为了阐明的目的,这里将描述以下饮食类型1.在肉猪肥育饮食中使用的从玉米粒制得的粉,其中所述玉米粒的油含量为12%,蛋白质含量为9%,从这种玉米得到的粉的油含量为1.5%。
2.在家禽仔鸡饮食中使用的从玉米粒制得的粉,其中所述玉米粒的油含量为12%,蛋白质含量为9%,从这种玉米得到的粉的油含量为4.0%。
含有榨过油的玉米粉和一种或多种其它含油种子粉的混合产品是通过一种或多种以下方法制造的1)将高油玉米和其它含油种子混合,然后破碎和/或压成片状,将所有的种子混合物用这里所述的工艺压片和提取以形成混合的粉;2)在将高油玉米和其它含油种子混合前将其破碎并润湿,然后压成片状并将所有的种子混合物用于这里所述的提取过程以形成混合的粉;3)在将高油玉米和其它含油种子混合前将其压成片状,并将所有的种子混合物用于这里所述的提取过程以形成混合的粉;4)将榨过油的玉米粉和榨过油或未榨过油的其它含油种子粉混合以形成混合的粉;或者5)将其合并形成混合的粉。在上述加工的任何时候,在混合的粉中都可以加入添加成分以制成混合的产品。
榨过油的玉米粉也可用于像点心、混合的食品、面包、发酵原料、早餐谷物、浓缩食品(如罐装果汁)、膨化或挤出食品和粥等食品中。
当用于人类或动物可食用的产品时,榨过油的玉米粉可和诸如其它的粉、其它含油种子粉、谷物、其它的玉米、高粱、小麦、小麦磨碎的副产品、大麦、木薯、玉米麸皮粉、玉米麸皮饲料、大麦副产品、全脂米糠和稻壳这类的成分混合。
榨过油的玉米粉也可用作生产玉米蛋白质分离物、发酵、进一步化学加工的原料,此外,还可以在粉中加入淀粉酶和蛋白酶之类的酶以助于破坏淀粉和蛋白质。
榨过油的玉米粉可任选的用于常规的分离淀粉和蛋白质成分的方法。这些方法包括,例如,干磨法、湿磨法、高压高压泵法或低温加工。这些方法和其它合适的方法描述在Watson,S.A.和P.E.Ramstad编(1987)的CornChemistry andTechnology一书的第11章和12章(American Association of Cereal Chemist公司,圣保罗,明尼苏达州,美国),在此将其并入以供参考。由于已经除去了玉米粉中的油,与未提取玉米油的粉相比,榨过油的玉米粉中淀粉和蛋白质成分更容易于其它成分分开。
榨过油的粉的几个重要的质量参数包括脂肪、淀粉、蛋白质和水分含量。评价含油种子粉质量参数的方法描述在AOCS法中,在此将相关的方法并入以供参考。这些方法也可用于用这里描述的方法制备的榨过油的玉米粉颗粒的水分含量会影响压片加工。在将种子压成片状之前将玉米粒的水分含量提高到约1%-15%是有必要的。使颗粒的水分含量最优有利于充分处理,这一点是此领域的一般技术人员已知的。
使玉米粉归一化至常规的水分含量,将用不同方法分离或在不同时间分离的玉米粉进行比较。含油种子蛋白质浓缩物(如玉米粉或完整的玉米)的水分含量是用AOCS法Ba 2b-82确定的。玉米粉的粗纤维含量是用AOCS法Ba 6-84确定的。AOCS法Ba 6-84可用于颗粒、粉、面粉、饲料和所有可从中提出脂肪留下可加工残余物的含有纤维的物质。玉米粉的粗蛋白含量是用AOCS法Ba 4e-93确定的。玉米粉的淀粉含量是用AOCS法Ba 4e-93确定的。玉米粉的淀粉含量是用StandardAnalytical Methods of the Member Companies of the Corn Refiners AssociationIncorporated(第二版,1986年4月15日)一书中的A-20法(“Corn Refiner’smethod A-20”)确定的。
应该理解,这里提供的分析法是供计算这里描述的油和粉各种质量参数的有效方法的例子。其它合适的方法是已知的,它们也可用来计算这里描述并要求权利的质量参数。
以下实施例是用来证实本发明的特殊实施方案的。精通此领域的技术人员应该理解,实施例中提到的依据发明者发现的代表性技术的技术在本发明的实践中起到了很好的作用,故而被认为是实践的示范性模式。然而,考虑到这里的公开,精通此领域的技术人员应该理解,在不背离本发明精神和范围的情况下,可以对这里公开的特殊实施方案进行许多修改,这样仍可得到一样或类似的结果。
实施例1详细描述了以溶剂提取为基础,从高油玉米中提取油以制造榨过油的玉米粉的方法。表2提供了两种榨过油的玉米粉的详细成分特征。与油含量较高的玉米粉相比,油含量较低的玉米粉经过了较大程度的提取。
实施例2提供了用如实施例1制备的榨过油的玉米粉制造的肉猪肥育饲料的详细成分和营养特征。表3比较了用榨过油的玉米粉制造的饲料口粮和用常规玉米制造的饲料口粮。由于榨过油的玉米粉的特定的营养特征,用它制造的肥育饲料口粮不用添加常规玉米且需要较少的豆粉以及不同量的其它成分,以便提供合适的饲料口粮。
实施例3提供了用如实施例1制备的榨过油的玉米粉制造的家禽肥育饲料的详细成分和营养特征。表4比较了用榨过油的玉米粉制造的饲料口粮和用常规玉米制造的饲料口粮。由于榨过油的玉米粉的特定的营养特征,用它制造的肥育饲料口粮不用添加常规玉米且需要较少的豆粉,以便提供合适的饲料口粮。
实施例4描述了获得生育三烯酚含量提高的玉米油的方法。玉米油是根据实施例1制造的。将来自高油玉米的油和用常规方法从常规玉米中得到的商业上可获得的粗制油进行比较。提取的油含有提高水平的生育三烯酚,尤其是α-和γ-生育三烯酚。
实施例5提供了可满足国家研究委员会(National Research Council)(NRC)的指南所列出的家禽和猪饮食营养素需求的用豆粉和榨过油的玉米粉制成的混合饲料口粮的详细成分和营养特征。与玉米粒不同,当和豆粉混合时,这里制备的榨过油的玉米粉可提供较高的蛋白质和氨基酸水平以及成分灵活性的油水平,以满足NRC制订的营养水平。
实施例1用破碎、润湿和压片法处理高油玉米用滚筒距离为0.27英寸的Roskamp 6.5系列(9”两台)将45磅高油玉米压碎。将一份样品用于分析,其余的样品再分成4份副样品。在不同的温度下(120F,150F,180F,200F)将每份副样品分别润湿。在Crown 18英寸去溶剂器/烤箱中加热样品。当各个样品达到其润湿温度时,使样品通过压片滚筒。所用的压片滚筒是Ross 10英寸,缝隙设为0.007英寸。取出一份薄片样品,并提取约500g样品。每次用1200ml己烷洗涤片状样品20分钟,洗涤4次,在120分钟内一共用去4800ml溶剂。溶剂温度约为120F。收集杂油液并通过直径185mm的#4定性圆盘过滤。在室温下将残渣干燥。然后将滤得的杂油液旋转蒸发以评价油回收百分比。取出油和粉的样品并分析它们的脂肪酸特性、淀粉、蛋白质和纤维。在提取过程中进行了筛析并测量了薄片的厚度。
用来分析的其它设备包括Mettler Toledo HR73卤素水分分析器、OhausExplore scale、Büchi R-114 Roto-Vap、Crown提取器筛(0.032筛)和easy-loadmaster Flex17529-30型泵。
目测粗制油的颜色,与用常规湿磨法分离的粗制油(深棕色)比较确定其为淡黄色。
用AOCS法Ba 3-38、Ba 2b-82、Ba 6-84和Ba 4e-93以及Corn Refiner’s methodA-20将去溶剂的玉米粉定性。当归一化至水分含量为10%时,玉米粉含有约3.2%的纤维、约65%的淀粉和约14%的蛋白质。用AOCS法3-38确定粉的脂肪含量约为1.07%。为了比较,用常规湿磨法制得并将水分含量归一化至10%的玉米麸皮饲料的油含量约为4%、蛋白质含量约为20%、纤维和其它碳水化合物含量约为60%。同样为了比较,用常规湿磨法并将水分含量归一化至10%而产生的玉米麸皮饲料可以含有约3%的油含量、约60%的蛋白质和约22%的纤维和其它碳水化合物含量。
表2显示了用这一方法制得的两种粉(含1.5%油和4.0%油)的营养特征。
表2.通过从含有12%油和9%蛋白质的高油玉米提取出油而制成的两种类型的粉(含1.5%油和4.0%油)的营养素含量。含量是基于“原状”或“喂时状态”的水分水平表示的。成分含量(%)含量(%)水分 12 12油1.5 4蛋白质10.510.2淀粉 58.056.3中性去污剂纤维11.311酸性去污剂纤维2.8 2.8灰分 1.4 1.3赖氨酸0.390.37色氨酸0.105 0.102甲硫氨酸 0.290.28半胱氨酸 0.250.24总的含硫氨基酸0.540.52缬氨酸0.530.51异亮氨酸 0.400.39精氨酸0.530.51苏氨酸0.400.39亮氨酸1.201.17组氨酸0.320.31苯丙氨酸 0.510.5丙氨酸0.820.79丝氨酸0.540.52实际代谢能(TMEn;kcal/kg) 30233133猪代谢能(ME;kcal/kg) 31913301实施例2
将来自经过压片和提取加工的玉米的粉用作肉猪肥育饲料口粮的成分这一实施例详细描述了两种不同饲料第一种含有常规玉米未经溶剂提取的饲料口粮和第二种含有榨过油的玉米粉的饲料口粮间的比较。当瘦猪肉是所需终产品时使用含有榨过油的玉米粉饲料口粮。按表3列出的含量用以下成分制得了含有油含量小于或约为1.5%的榨过油的玉米粉的肉猪肥育饲料口粮。这种饲料口粮通常是通过将成分调和、混合和颗粒化制得的;然而,在制造饲料口粮时可以省略一个或多个这些步骤。
表3.用普通玉米(非高油玉米)和由含有12%油、9%蛋白质的高油玉米得到的榨过油的玉米粉制得的猪饲料口粮的比较,其中,榨过油的玉米粉含有约1.5%或更少的油(脂肪)。显示了营养素含量。含量是基于“原状”或“喂时状态”的水分水平表示的。
猪肥育饲料成分 正常玉米(%)榨过油的玉米粉(%)玉米79.98 -榨过油的玉米粉(约含1.5%油) - 83.55豆粉12.45 6.60肉和骨粉6.597.22羽毛粉 - -脂肪0.101.50盐 0.400.70赖氨酸 0.080.15甲硫氨酸- -预混合料0.150.15营养成分粗蛋白质,%15.44 15.78ME,kcal/kg 32003200粗纤维,% 1.962.12钙,% 0.850.85磷,% 0.580.58氨基酸,%精氨酸 0.960.93半胱氨酸0.280.29组氨酸 0.400.42异亮氨酸0.570.58亮氨酸 1.391.49赖氨酸 0.810.81甲硫氨酸0.26 0.34苯丙氨酸0.70 0.72苏氨酸 0.56 0.58色氨酸 0.14 0.14酪氨酸 0.47 0.48缬氨酸 0.72 0.75在表3中,给出了成分百分含量的绝对值,然而,实际上,使用文中其它表格所列内含物比例的成分也可包括在内。
这种新的饲料口粮的一些优点是,粉的使用者不需要将玉米磨碎,因此可以节省能源密集型步骤,为满足所需的蛋白质水平只需要较少的大豆或其它含油种子粉,并且这种粉有好于玉米粒的消化性。
实施例3将来自经过压片和提取加工的玉米的粉用作家禽肥育饲料口粮的成分这种饲料口粮被用来满足生长中的鸟类(如仔鸡)的高能量需求。按表4列出的含量用以下成分制得了含有油(脂肪)含量小于或约为4%的榨过油的玉米粉的家禽的仔鸡肥育饲料口粮。这种饲料口粮通常是通过将成分调和、混合和颗粒化制得的;然而,在制造饲料口粮时可以省略一个或多个这些步骤。
表4.用普通玉米(非高油玉米)和由含有12%油、9%蛋白质的高油玉米得到的榨过油的玉米粉制得的家禽饲料口粮的比较,其中,榨过油的玉米粉含有约4%或更少的油(脂肪)。显示了营养素含量。含量是基于“原状”或“喂时状态”的水分水平表示的。
生长中的仔鸡成分 正常玉米(%)榨过油的玉米粉(%)正常的玉米 66.85 -榨过油的玉米粉(约含4%油) - 70.86豆粉20.96 16.42肉和骨粉5.005.00羽毛粉 2.002.00脂肪3.293.76盐 0.370.37加入的赖氨酸0.130.19加入的甲硫氨酸 0.150.09预混合料0.100.10营养成分粗蛋白质,% 19.4819.52ME,kcal/kg 3100 3100粗纤维,%1.97 2.12钙,%0.94 0.94磷,%0.63 0.62氨基酸,%精氨酸1.27 1.23半胱氨酸 0.38 0.39组氨酸0.47 0.48异亮氨酸 0.78 0.79亮氨酸1.68 1.74赖氨酸1.06 1.06甲硫氨酸 0.44 0.44苯丙氨酸 0.92 0.92苏氨酸0.74 0.75色氨酸0.19 0.20酪氨酸0.61 0.62缬氨酸0.95 0.96在表4中,给出了成分百分含量的绝对值,然而,实际上,使用文中其它表格所列内含物比例的成分也可包括在内。
实施例4将来自经过压片和提取加工的玉米的油用作食品成分,或作为籽粒成分纯化的原料这个实施例中,描述了生育三烯酚含量超过用常规方法制造的粗制玉米油约200%-300%的油。用实施例1的压片和提取方法,从油含量约为12%的高油玉米中提取玉米油。然后分析玉米油的生育三烯酚含量。下表包括与用常规方法由常规玉米制得的常规玉米油和按照实施例1的方法制得的提取玉米油的α-和γ-生育三烯酚含量有关的数据。常规的粗制油是指未精制的玉米油样品。这种样品代表了大多数目前制造的普通产品。如下所述,据发现,在120-200°F下用溶剂从两种不同的高油玉米样品中提取出的提取自完整籽粒的油(EWKO)样品的生育三烯酚含量大约是常规的粗制油样品的2-3倍。EWKO样品的生育三烯酚含量约在26ppm-33ppm的α-生育三烯酚和约48ppm-84ppm的γ-生育三烯酚之间。通常,提高提取温度将提高提取的玉米油中生育三烯酚的含量。实际的生育三烯酚含量的最小值和最大值取决于所用的特定的高油玉米。
因此,实施例l的方法被用来制造含有提高的生育三烯酚水平的提取的玉米油。
实施例5将来自经过压片和提取加工的玉米的粉用作含有玉米粉和含油种子粉的混合的动物饲料口粮这个实施例讲述了一种新的含有用压片法和油提取法制得的玉米粉和另一种源自植物的粉(如含油种子粉)的混合物的饲料配方。这种混合的物质可以是简单的这两种粉末的松散聚集的混合物或是颗粒化的产品。由于制造玉米和含油种子粉的方法是类似的,即,破碎、润湿、压成片状和溶剂提取,故而可以一起生产这两种粉并在卖给消费者之前将它们混合。该方法在优点为在一种粉中可制成多种不同的蛋白质和能量水平,在粉末混合阶段或在以后阶段可以任选的加入添加成分。例如,饲料制造中的能量密集型步骤包括在饲料粉碎机中磨碎玉米粒并在将它与其它成分混合。与常规的混合粉相比,本发明的混合粉通常需要较少的能量以制造最终的饲料口粮。
表5显示了豆粉(SBM)、榨过油的玉米粉(ECM)、20%SBM和80%ECM的混合物(S20-C80)、10%SBM和90%ECM的混合物(S10-C90)以及家禽和猪饮食的营养素需求的营养素特征。家禽和猪的营养素需求是根据国家研究委员会(NRC)的指南列出的。ECM是根据实施例l制造的。
S20-C80 家禽需S10-C90 猪需求量参数 求量 NRCNRC对肥育猪SBM ECM 含量 含量 含量 含量粗蛋白质(CP) 47.5 10.217.661813.9313.2猪ME,kcal/kg 3380 33013316.8 3308.90 3265家禽ME,kcal/kg2440 31332994.4 3200 3063.70粗脂肪,% 3 4 3.83.90中性去污剂纤维,% 8.9 11.310.82 11.06酸性去污剂纤维,% 5.4 2.8 3.32 3.06精氨酸 3.48 0.451.06 1.00 0.75 0.19组氨酸 1.28 0.270.47 0.27 0.37 0.19异亮氨酸 2.16 0.34 0.70 0.62 0.52 0.33亮氨酸 3.66 1.03 1.56 0.93 1.29 0.54赖氨酸 3.02 0.33 0.87 0.85 0.60 0.60甲硫氨酸 0.67 0.25 0.33 0.32 0.29 0.16半胱氨酸 0.74 0.21 0.32 0.28 0.26 0.35苯丙氨酸 2.39 0.44 0.83 0.56 0.64 0.34酪氨酸 1.82 0.29 0.60 0.48 0.44 0.55苏氨酸 1.85 0.34 0.64 0.68 0.49 0.41色氨酸 0.65 0.09 0.20 0.16 0.15 0.11缬氨酸 2.27 0.45 0.81 0.70 0.63 0.40总的必需氨基酸(EAA) 23.99 4.49 8.39 6.85 6.44 4.17EZZ/CP 0.505 0.440 0.45 0.381 0.45 0.316实施例6用压片法加工高油玉米用Perten散料近红外(NIR)种子试验机(TM)(型号9100-H.F)(PertenInstruments,邮政信箱7398号,里诺,内华达州89510)筛选出总油含量大于约7%的黄色臼齿形玉米各个穗和带壳籽粒。在Brimrose seedmeister(TM)单籽粒NIR试验机(Brimrose公司,巴尔的摩,马里兰州)中进一步对油含量至少为7%的穗的籽粒筛选出油含量至少为13%的个别籽粒。将籽粒保存在水分含量约为13.5%的条件下。当加工时,种子的水分含量约为10%。
用包括一个两英寸的不锈钢棒和平板的台式压片装置将完整的玉米粒压成片状。让完整的玉米粒压片通过滚筒四次以使最终的薄片厚度约为0.01英寸。用热的(60-65EC)的n-己烷和Kimble(TM)585050型索氏抽提器从压成片状的玉米粒中提取杂油液。将所得杂油液和玉米粉去溶剂。在25英寸水银的真空下加热杂油液至70EC以除去溶剂。按照AOCS法Ba 2a-38将玉米粉去溶剂。
所有回收的油占所有玉米粒样品14.74%。用AOCS法Ca 12-55测定的去溶剂的粗制油的磷含量为百万分之(ppm)365。磷脂含量确定为1.095%(0.0365%*30)。用AOCS法Ca 5a-40测定的游离脂肪酸含量为0.2%。在加工过程中损失的中性油为1.3%(1.095%+0.2%)。用同样的方法,用常规的湿磨法提取自常规(即总油含量为3-4%)玉米粒的粗制油的磷含量约为600ppm-800ppm,游离脂肪酸含量约为0.5%-1.0%,加工过程中损失的中性油约为3%-4%。
目测粗制油的颜色,与用常规湿磨法分离的粗制油(深棕色)比较,确定其为淡黄色。
用AOCS法Ba 3-38、Ba 2b-82、Ba 6-84和Ba 4e-93以及Corn Refiner’s methodA-20将去溶剂的玉米粉定性。当归一化至水分含量为10%时,玉米粉含有约3.2%的纤维、约65%的淀粉和约14%的蛋白质。用AOCS法3-38确定粉的脂肪含量约为1.07%。为了比较,用常规湿磨法制得并将水分含量归一化至10%的玉米麸皮饲料的油含量约为4%、蛋白质含量约为20%、纤维和其它碳水化合物含量约为60%。同样为了比较,用常规湿磨法并将水分含量归一化至10%而产生的玉米麸皮饲料可以含有约3%的油含量、约60%的蛋白质和约22%的纤维和其它碳水化合物含量。
至于未列出的范围,那些精通此领域的技术人员应理解,这里描述并阐述的特殊实施方案中的任何一个都可进一步改进以包括列在其它实施方案中的特征。
除非另有说明,这里指出的重量和百分比是基于干重的。这里使用的百分比是以w/w表示的。此领域的一般技术人员应知道,当成分的量以它们在组合物中的范围表示时,这些成分通常是存在的,但不是所有的成分都必需以它们各自的最大含量存在。而且,任何一个或多个成分都可以它们各自的最大量存在,而其它成分的量将有所调整以使所有成分的总和不会超过100%wt。
已经提供了以上详细的描述,但这仅仅是为了更好的理解本发明而不能理解为是对它的限制,精通此领域的技术人员应认识到,在不背离附属权利要求的精神和范围时可以对本发明进行一些修饰。因此,其它的方面、优点和修饰是在以下权利要求的范围之内的。
权利要求
1.一种饲料口粮,它含有从完整的高油玉米中提取油后获得的玉米粉;以及至少一种其他的营养素。
2.如权利要求1所述的饲料口粮,其特征在于,玉米粉是在溶剂提取后获得的。
3.如权利要求2所述的饲料口粮,其特征在于,玉米粉在提取后被去溶剂。
4.如权利要求2所述的饲料口粮,其特征在于,在提取之前,完整的高油玉米被压成片状以形成压成薄片的玉米。
5.如权利要求4所述的饲料口粮,其特征在于,压片之前压成薄片的玉米被润湿。
6.如权利要求1所述的饲料口粮,其特征在于,至少一种其它的营养素选自肉和骨粉、羽毛粉、维生素、矿物质、脂肪、盐、含油种子粉、氨基酸、含油种子粉、玉米、高粱、小麦副产品、小麦磨碎的副产品、大麦、木薯、玉米麸皮粉、玉米麸皮饲料、大麦副产品、全脂米糠和稻壳。
7.如权利要求6所述的饲料口粮,其特征在于,饲料口粮进一步含有至少两种以下列量存在的其它的营养素配料含量范围榨过油的玉米粉2-95%含油种子粉13-35%肉和骨粉 0-12%羽毛粉0-6%脂肪 0-10%盐0.1-0.5%赖氨酸0-0.4%甲硫氨酸 0-0.3%营养素预混合料0.01-1.0%
8.如权利要求1所述的饲料口粮,其特征在于,饲料口粮是猪饲料。
9.如权利要求8所述的饲料口粮,其特征在于,饲料口粮含有榨过油的玉米粉;和一种或多种选自肉和骨粉、羽毛粉、维生素、矿物质、脂肪、盐、含油种子粉、氨基酸、含油种子粉、玉米、高粱、小麦副产品、小麦磨碎的副产品、大麦、木薯、玉米麸皮粉、玉米麸皮饲料、大麦副产品、全脂米糠和稻壳的成分。
10.如权利要求1所述的饲料口粮,其特征在于,饲料是家禽饲料。
11.如权利要求10所述的饲料口粮,其特征在于,饲料口粮含有榨过油的玉米粉;和一种或多种选自肉和骨粉、羽毛粉、维生素、矿物质、脂肪、盐、含油种子粉、氨基酸、含油种子粉、玉米、高粱、小麦副产品、小麦磨碎的副产品、大麦、木薯、玉米麸皮粉、玉米麸皮饲料、大麦副产品、全脂米糠和稻壳的成分。
12.如权利要求1所述的饲料口粮,其特征在于,饲料口粮是家禽产蛋饲料。
13.如权利要求12所述的饲料口粮,其特征在于,饲料口粮含有榨过油的玉米粉;和一种或多种选自肉和骨粉、羽毛粉、维生素、矿物质、脂肪、盐、含油种子粉、氨基酸、含油种子粉、玉米、高粱、小麦副产品、小麦磨碎的副产品、大麦、木薯、玉米麸皮粉、玉米麸皮饲料、大麦副产品、全脂米糠和稻壳的成分。
14.如权利要求1所述的饲料口粮,其特征在于,饲料口粮是牛饲料、马饲料、水产饲料或宠物食品。
15.如权利要求14所述的饲料口粮,其特征在于,饲料口粮含有榨过油的玉米粉;和一种或多种选自肉和骨粉、羽毛粉、维生素、矿物质、脂肪、盐、含油种子粉、氨基酸、含油种子粉、玉米、高粱、小麦副产品、小麦磨碎的副产品、大麦、木薯、玉米麸皮粉、玉米麸皮饲料、大麦副产品、全脂米糠和稻壳的成分。
16.一种含有从完整的高油玉米籽粒中提取油后获得的玉米粉的饲料口粮,其特征在于,这种玉米粉至少含有以指出的量存在的以下成分成分含量(%)水分 5-25油 0.75-6蛋白质 7-20淀粉 40-80纤维 2-4灰分 0.5-2.0
17.一种含有从完整的高油玉米籽粒中提取油后获得的玉米粉的饲料口粮,其特征在于,这种玉米粉至少含有以指出的量存在的以下成分成分含量(%)水分 5-45油0.75-12蛋白质8-20淀粉 40-70赖氨酸0.2-2.0色氨酸0.03-2.0
18.如权利要求1、8、10、12、14、16或17任一项所述的饲料口粮,其特征在于,这种饲料口粮被颗粒化。
19.一种含有从高油玉米的完整籽粒中提取油后获得的榨过油的玉米粉的人类食品。
20.如权利要求19所述的人类食品,其特征在于,这种玉米粉是在溶剂提取后获得的。
21.如权利要求20所述的人类食品,其特征在于,玉米粉在提取后被去溶剂。
22.权利要求21所述的人类食品,其特征在于,在提取之前,完整的籽粒被压成片状以形成压成薄片的玉米。
23.如权利要求22所述的人类食品,其特征在于,压片之前压成薄片的玉米被润湿。
24.如权利要求22所述的人类食品,其特征在于,这种玉米粉至少含有以指出的量存在的以下成分成分含量(%)水分 5-25油 0.75-6蛋白质 7-20淀粉 40-80纤维 2-4灰分 0.5-2.0
25.如权利要求23所述的人类食品,其特征在于,这种人类产品选自膨化的点心食品、谷物、薄片、面包、混合食品、挤压的点心食品、食品黏合剂、食品增补剂、营养食品棒、复合维生素增补剂和粥。
26.一种含有玉米油的产品,它包括通过提取高油玉米的完整籽粒由高油玉米获得的玉米油。
27.如权利要求26所述的含有玉米油的产品,其特征在于,这种玉米油含有至少从高油玉米的胚芽和内胚乳提取的油;以及至少一种提取自高油玉米的内胚乳、顶芽或果皮中的一种或多种的其它成分。
28.如权利要求26所述的含有玉米油的产品,其特征在于,这种玉米油含有从高油玉米的胚芽和内胚乳提取的油;以及至少一种提取自高油玉米的内胚乳、顶芽或果皮中的一种或多种的其它成分,其中的成分选自胡萝卜素、胡萝卜醇、叶黄素、色素、生育三烯酚、生育酚、抗氧化剂、脂溶性维生素、甾醇和玉米黄质。
29.如权利要求26所述的含有玉米油的产品,它进一步含有一种或多种选自常规的玉米油、豆油、canola油、橄榄油、棕榈油、葵花子油、红花油、抗氧化剂、调味剂、氢化油、部分氢化油和/或动物脂肪的物质。
30.如权利要求29所述的含有玉米油的产品,其特征在于,这种产品选自食品油、烹饪油、食用油和混合油。
31.如权利要求30所述的含有玉米油的产品,其特征在于,这种产品是烹饪油。
32.如权利要求26所述的含有玉米油的产品,其特征在于,在提取之前,高油玉米含有至少约占玉米籽粒总量8.0%的油。
33.如权利要求26所述的含有玉米油的产品,其特征在于,提取选自以基于溶剂的提取、水压、螺旋式压榨、水溶液和酶提取。
34.如权利要求26-33任—所述的含有玉米油的产品,其特征在于,以油为基础的产品选自食品增补剂、运动饮料、谷物、复合维生素增补剂、营养食品棒和食物饮料。
35.如权利要求26所述的含有玉米油的产品,它进一步含有一种或多种选自食品添加剂、盐、脂肪、食用色素、β-胡萝卜素、胭脂红提取物、姜黄素或tumeric、β-脱辅基-δ’-胡萝卜素、β-脱辅基-δ’-胡萝卜素的甲基酯、β-脱辅基-δ’-胡萝卜素的乙基酯、天然调味剂、合成调味剂、抗氧化剂、丙基没食子酸、丁基化的羟基甲苯、丁基化的羟基苯甲醚、天然或合成的生育酚、抗坏血酸棕榈酸酯、抗坏血酸硬脂酸酯、硫代二丙酸二月桂酯、抗氧化剂增效剂、柠檬酸、柠檬酸钠、异丙基柠檬酸酯、磷酸、甘油一柠檬酸酯、抗起泡剂、二甲基聚硅氧烷、结晶抑制剂、氧化硬酯精、氨基酸、维生素、矿物质、碳水化合物、糖类、草药、香料、酸度调节剂、固化剂、酶制剂、面粉处理剂、粘度控制剂、酶、脂、植物蛋白和动物蛋白。
36.一种在动物饲料口粮中使用榨过油的玉米粉的方法,这种方法包括提供通过至少将高油玉米压成片状以形成压成薄片的玉米并提取压成薄片的玉米以除去其中一部分玉米油而制成的榨过油的玉米粉;以及将榨过油的玉米粉制在动物饲料口粮中。
37.如权利要求36所述的方法,其特征在于,在压片之前高油玉米被润湿以形成润湿的高油玉米。
38.如权利要求37所述的方法,其特征在于,在润湿之前润湿的高油玉米被破碎。
39.如权利要求36所述的方法,其特征在于,高油玉米中最初存在的油大部分被提取除去。
40.如权利要求36所述的方法,其特征在于,至少占高油玉米中最初存在的油10%重量的油被提取除去。
41.如权利要求36所述的方法,其特征在于,榨过油的玉米粉包括约占0.75-12.0%wt.的脂肪;约占5-45%wt.的水分;约占7-20%wt.的蛋白质;约占2-4%wt.的粗纤维;以及;约占40-80%wt.的碳水化合物。
42.如权利要求41所述的方法,其特征在于,动物饲料口粮的大部分是榨过油的玉米粉。
43.如权利要求41所述的方法,它进一步包括以下步骤在榨过油的玉米粉中加入至少一种选自谷物、食用香料、防腐剂、油、含油种子粉、肉和骨粉、蛋白质、纤维、羽毛粉、脂肪、盐、氨基酸、维生素和矿物质的其它成分以形成动物饲料口粮。
44.如权利要求43所述的方法,它进一步包括以下步骤提供动物饲料口粮作为猪、产蛋家禽和肉禽中至少一种的肥育饲料口粮。
45.一种在食品中使用提取的玉米油的方法,它包括以下步骤提供通过至少将高油玉米压成片状以形成压成薄片的玉米并提取压成薄片的玉米以除去其中一部分玉米油而制成的提取的玉米油;以及将提取的玉米油用在食品中。
46.如权利要求45所述的方法,其特征在于,在压片之前高油玉米被润湿以形成润湿的高油玉米。
47.如权利要求46所述的方法,其特征在于,在润湿之前高油玉米被破碎。
48.如权利要求45所述的方法,其特征在于,高油玉米中最初存在的油大部分被提取除去。
49.如权利要求45所述的方法,其特征在于,至少占高油玉米中最初存在的油10%重量的油被提取除去。
50.如权利要求46所述的方法,其特征在于,提取的玉米油含有至少约两倍量的存在于用常规的干磨法或湿磨法由常规玉米获得的常规玉米油中的生育三烯酚。
51.如权利要求46所述的方法,其特征在于,提取的玉米油含有至少约两倍量的存在于用常规的干磨法或湿磨法由常规玉米获得的常规玉米油中的β-胡萝卜素、叶黄素、玉米黄素或其它色素。
52.如权利要求50或51所述的方法,它进一步包括以下步骤在提取的玉米油中至少加入一种选自普通玉米油、豆油、canola油、橄榄油、棕榈油、葵花子油、红花油、抗氧化剂、调味剂、氢化油、部分氢化油、动物脂肪、醋、盐、水、面粉、香料、土豆和糖的其它成分。
53.如权利要求52所述的方法,它进一步包括以下步骤以适合人或动物消费的形式提供这种食品。
54.一种将提取的玉米油用作油精制过程中的原料的方法,它包括以下步骤提供通过至少将高油玉米压成片状以形成压成薄片的玉米并提取压成薄片的玉米以除去其中一部分玉米油而制成的提取的粗制玉米油;以及将提取的粗制玉米油用在油精制过程的原料流中。
55.如权利要求54所述的方法,它进一步包括以下步骤精制提取的粗制玉米油以形成纯化的玉米油。
56.如权利要求55所述的方法,其特征在于,已经通过溶剂提取从压成薄片的玉米中除去玉米油。
57.如权利要求56所述的方法,其特征在于,精制过程包括以下步骤将玉米油漂白或脱臭以制成纯化的玉米油。
58.如权利要求56所述的方法,其特征在于,精制过程包括以下步骤将粗制油和苛性碱溶液混合充分的时间以形成混合物;并将混合物离心以将精制油和游离脂肪酸分离。
59.一种制造含有由高油玉米获得的榨过油的玉米粉和一种或多种其它含油种子粉的榨过油的混合粉末的方法,它包括以下步骤将高油玉米和一种或多种其它的含油种子颗粒混合以形成颗粒混合物;并将颗粒混合物压成片状并提取以从其中除去油从而形成榨过油的混合粉末。
60.一种制造含有由高油玉米获得的榨过油的玉米粉和一种或多种其它含油种子粉的榨过油的混合粉末的方法,它包括以下步骤将破碎并润湿的高油玉米和破碎并润湿的其它含油种子混合以形成润湿的混合物;将润湿的混合物压成片状以形成压成薄片的混合物;并将压成薄片的混合物用于提取过程以从其中除去油从而形成榨过油的混合粉末。
61.一种制造含有由高油玉米获得的榨过油的玉米粉和一种或多种其它含油种子粉的榨过油的混合粉末的方法,它包括以下步骤将破碎、润湿并压成片状的高油玉米和破碎、润湿并压成片状的其它含油种子混合以形成压成薄片的混合物;并将压成薄片的混合物用于提取过程以从其中除去油从而形成榨过油的混合粉末。
62.一种制造含有由高油玉米获得的榨过油的玉米粉和一种或多种榨过油的其它含油种子粉的榨过油的混合粉末的方法,它包括以下步骤将榨过油的玉米粉和一种或多种榨过油的其它含油种子粉混合以形成混合粉末,其中榨过油的玉米粉至少是通过将高油玉米压成片状并提取以形成榨过油的玉米粉而获得的。
63.一种如权利要求59、60、61或62中任一所述的方法,它进一步包括以下步骤在榨过油的混合粉末中加入添加组分以形成榨过油的混合粉末产品。
64.一种按权利要求63所述方法制造的榨过油的混合粉末产品。
65.一种如权利要求59、60、61或62中任一所述的方法,其特征在于,榨过油的玉米粉含有约占0.75-12.0%wt.的脂肪;约占5-45%wt.的水分;约占7-20%wt.的蛋白质;约占2-4%wt.的粗纤维;以及;约占40-80%wt.的碳水化合物。
66.一种按权利要求65所述方法制造的榨过油的混合粉末。
67.一种如权利要求59、60、61或62中任一所述的方法,其特征在于,一种或多种其它的含油种子选自大豆、canola籽、葵花籽、油菜籽和棉籽。
68.一种按权利要求59、60、61或62中任一所述方法制造的榨过油的混合粉末产品,其特征在于,混合粉末产品中含有约占0.75-12.0%wt.的脂肪;约占5-45%wt.的水分;约占5-60%wt.的蛋白质;约占2-4%wt.的粗纤维;以及;约占40-80%wt.的碳水化合物。
69.一种形成榨过油的混合粉末的方法,它包括以下步骤形成含有玉米胚芽和完整高油玉米的混合物;并提取混合物以形成榨过油的混合粉末。
70.一种按权利要求69所述方法制造的榨过油的混合粉末。
71.一种按权利要求59、60、61、62或70所述方法制造的榨过油的混合粉末,其特征在于,榨过油的混合粉末被颗粒化。
72.如权利要求71所述的的榨过油的混合粉末,其特征在于,该颗粒化的粉是用玉米朊蛋白包衣的。
73.其中如权利要求18所述的饲料口粮,其特征在于,颗粒化的饲料口粮涂有玉米蛋白。
74.玉米粉在动物饲料或人类食品中的应用,其特征在于,玉米粉是在从高油玉米的完整籽粒中提取玉米油后获得的。
75.玉米油在动物饲料或人类食品中的应用,其特征在于,玉米油是从高油玉米的完整籽粒中提取的。
全文摘要
有用的产品中含有来自高油玉米的玉米油和玉米粉。玉米油提取自高油玉米以制成玉米粉。由于玉米粒的大部分或全部,而不仅仅是胚芽,都被用于提取工艺,这种玉米油通常含有商业上已有的玉米油所没有的营养素水平。这种玉米粒通常包括将总油含量至少约为8%的玉米粒压成片状并从压成片状的玉米粒中提取玉米油的步骤。这种玉米油具有制造营养强化的食用油或烹饪油、润滑剂、生物柴油、燃料、化妆品和油基或含有油的化学产品的用途。这种提取的玉米粉具有制造改进的动物饲料食物、点心、混合食物产品、化妆品和发酵肉汤添加剂的用途。
文档编号C11B1/02GK1454056SQ00819936
公开日2003年11月5日 申请日期2000年8月11日 优先权日2000年8月10日
发明者J·F·乌尔里希, N·T·杰克尔, D·J·戴尔, T·T·洛曼 申请人:雷内逊有限公司