1.本发明涉及大蒜绿色顶部的采收和加工。
背景技术：
2.商业上采收大蒜植株包括使用专门的设备挖掘整个大蒜植株，该设备在大蒜植株下方行进并机械地将植株从土壤表面下方抬起。
3.通常在叶和芽(大蒜顶部)仍是绿色时，商业上采收此类成熟的大蒜植株。在此类情况下，绿色大蒜顶部(大蒜鳞茎上方的材料)可能占大蒜植株总重量的30％至50％之间。
4.随后，切开大蒜植株以将大蒜鳞茎与大蒜顶部分离。直到此时，绿色的大蒜顶部仍然没有商业价值，并且已被丢弃于采收现场或包装厂。因此，没有专门设计设备来收集此类绿色顶部。
5.一些消费者确实在新鲜沙拉和其他食物中使用整个幼嫩的未成熟大蒜植株(鳞茎、叶、芽)。然而，一旦大蒜植株成熟并且鳞茎变大，食用整个植株就不再嫩了。
6.相反，大个的成熟大蒜鳞茎单独用于人类消费、医药和烹饪以及用于提取有价值的大蒜成分，诸如大蒜油、蒜氨酸、大蒜素、阿霍烯等。在所有此类情况下，最好去除大蒜鳞茎的大部分外壳。
7.在去除大部分外壳以生产食用大蒜酱或大蒜油或生产用于转化为阿霍烯(ajoene)的富含大蒜素的级分后，需要仔细浸渍大蒜鳞茎。
8.阿霍烯是一种在大蒜提取物中发现的有机硫化合物。它是一种含有亚砜和二硫化物官能团的无色液体。该名字来源于“ajo”，即西班牙语中所指的大蒜。
9.阿霍烯是一种具有健康益处的重要化合物，诸如是广谱抗微生物剂、抗氧化剂、抗血栓形成剂、预防酵母菌感染和抑制基因控制的群体感应活性。
10.阿霍烯在生大蒜鳞茎中的浓度非常低，因此该大蒜被进一步加工以将前体(诸如大蒜素或二烯丙基二硫化物)转化为阿霍烯。此类工艺有据可查。
11.阿霍烯的生产完全由传统的大蒜鳞茎制成，并且通常由太丑或太小以致无法在超市展示的鳞茎制成。大蒜鳞茎的健康用途和食品用途之间的竞争使得这种商品的价格很高，使其非常昂贵，特别是对于阿霍烯的商业生产而言。
12.在采收时从全部绿色大蒜植株中去除大蒜绿色顶部的做法会导致损失一些有价值的大蒜成分，诸如蒜氨酸、大蒜素、阿霍烯、大蒜油和其他高价值的大蒜成分(包括糖)。
13.这里的范围是教导使用完整的成熟大蒜植株或仅使用大蒜顶部，用于商业生产大蒜油、大蒜素、阿霍烯、乙醇和大蒜衍生的醋。通过允许更大程度地回收用于商业用途的活性成分，这优化了大蒜植株的价值。
14.随着时间的推移，大蒜的商业种植已经随着技术的发展而发展。植株由种植无病毒种子的苗圃繁殖。根据市场需求选择大蒜品种，进行机械化采收。然而，在商业上去除大蒜顶部仍然是传统方式，只是可以在田间采收期间机械地进行其去除。商业上未使用大蒜顶部的原因在于大蒜种植者尚未意识到大蒜植株这一部分中的营养储备。
15.本发明的目的是提供一种采收大蒜绿色顶部的方法，以利用先前丢弃的资源并优化大蒜植株的价值。
技术实现要素：
16.在第一方面，本发明提供了一种由大蒜绿色顶部生产阿霍烯和大蒜油产品的方法，包括：
17.采收大蒜植株，并且在采收时从大蒜鳞茎中切下绿色顶部；
18.将绿色顶部收集在储物箱中；以及
19.将绿色顶部运输到加工现场，其中浸渍绿色顶部以生产绿色顶部混合物并减少它们的运输体积。
20.可以将水添加到绿色顶部混合物中以使其可流动。
21.优选地，将细胞破坏酶添加到绿色顶部混合物中以释放大蒜酶，该大蒜酶将蒜氨酸转化为大蒜素并释放大蒜油。
22.优选地，使用蒸馏或超临界co2将大蒜油从绿色顶部混合物中分离并留下用过的绿色顶部，并且其中从用过的绿色顶部中提取液体并发酵以生产乙醇甚至醋。
23.优选地，从绿色顶部混合物提取大蒜素，并将大蒜素转化为阿霍烯。
24.应当注意，上述任一方面可包括上述任一其他方面的任一特征，并且可酌情包含以下描述的任一实施方案的任一特征。
具体实施方式
25.本发明提供了一种采收大蒜绿色顶部的方法，以利用先前丢弃的资源并优化大蒜植株的价值。
26.当大蒜顶部保持绿色时，由绿色大蒜叶和芽组成的大蒜顶部富含在大蒜鳞茎中发现的类似成分。如果将植株留在地下以使鳞茎完全成熟，则此类成分会随着大蒜顶部的干燥而减少。
27.从绿色顶部的叶和茎中回收的大蒜油在成分上与采收时在鳞茎中发现的大蒜油不同。此外，大蒜油的分析成分与成熟(磨碎的干燥大蒜鳞茎)或一种大蒜的干燥甚至老化大蒜鳞茎相比有所不同。
28.绿色顶部大蒜油和鳞茎大蒜油之间的差异在于总硫化合物的百分比组成。在绿色顶部，这个量总是低于从同一大蒜植株的鳞茎中提取的油。
29.此外，此类总硫化合物的较低水平归因于主要较少的二烯丙基二硫化物和二烯丙基三硫化物。这具有生物学意义，因为提到的每种不同成分都会影响大蒜油的功能。当采收大蒜绿色顶部并将其与鳞茎分离时，硫化合物似乎没有发展为二级和三级结构，即更高的二烯丙基硫化物形式。如果被人类或动物服用，这甚至可能引起更有效的生物效应，并且可用于药用。
30.现代机械大蒜采收通常要求大蒜植株在采收期间是绿色的，因为它提供了容易切割的优点，这是由于整个大蒜在穿过切割锯时可以保持直立。采收带有绿色顶部的大蒜植株会导致蒜氨酸和大蒜油以及可发酵和不可发酵糖类残留在绿色顶部，并且由于没有使用所有大蒜植株，随后会在商业上损失这些成分。在这种情况下，降低了种植者的利润以及土
地和其他资源的生产能力。这些有价值的成分简简单单地就损失了。
31.相对于整个绿色大蒜植株，在一些大蒜品种中，芽所含的大蒜素比整个绿色大蒜植株的平均含量低约10％。叶的大蒜素含量比整个绿色植株的平均含量低约50％。
32.在澳大利亚种植的多种大蒜中，在最佳成熟度下，也发现了这种类似水平的大蒜油百分比分布。相对于同一植株鳞茎中的大蒜油重量比，绿色顶部通常含有近75％重量比的大蒜油。
33.此外，通过白利糖度(brix)测量监测的糖的分布在叶和芽之间略有不同，但在采收时在整个植株中是丰富的。
34.大蒜鳞茎用于多种药用和食品用途，而不是大蒜绿色顶部。传统上，在采收过程中被切断并丢弃的绿色顶部可以在仍然绿色的同时提供大量成分，诸如大蒜油、蒜氨酸、大蒜素、阿霍烯和可发酵糖。量因品种和气候条件而异，但在一些情况下，含量可能是鳞茎中含量的约75％。
35.来自大蒜植株的绿叶或茎含有前体，可以通过已建立的工艺操作该前体以生产阿霍烯和/或大蒜油或其他期望的产品。这种未使用的大蒜成分来源还含有可以经济地直接提取用于食品或保健用途的成分或化合物。向健康或食品市场展示所有此类成分的选择可能涉及二次包装，诸如胶囊或片剂或泡罩或瓶子或其他保护性包装。
36.大蒜植株的绿色茎或叶可以如专利号：us 2012/0282334 a1所述进行加工，将浸渍期间产生的大蒜素转化为阿霍烯。可替代地，可以将诸如二烯丙基二硫化物之类的含硫化合物转化为大蒜素，然后通过进一步酸化转化为阿霍烯(au 2016 203651 a1)。
37.现有技术没有教导加工此类绿色茎或叶，本实施方案的目的是使用任何可用的选择来加工这种起始材料以生产由大蒜鳞茎制成的类似的保健品和食品。
38.本发明示出了如何用未成熟的大蒜鳞茎完整地加工绿色大蒜顶部以生产有价值的成分，同时不丢弃植株的任何部分。
39.本发明的一个关键方面是在机械采收期间将绿色顶部进行仔细浸渍以释放细胞内成分并减少运输体积。然后蒸馏以去除大蒜油并处理绿色顶部的剩余部分以去除固体，稀释和发酵以生产乙醇以及氧化以生产醋。
40.任选地用酶处理已被浸渍的绿色顶部以释放蒜氨酸，蒜氨酸将被转化为大蒜素来源。在通过诸如离心、泥土过滤或错流过滤或任何其他可将大蒜素转化为阿霍烯的加工工艺去除固体后，该大蒜素来源可用于生产阿霍烯。
41.由成熟的大蒜鳞茎生产大蒜油是众所周知的，并且可以通过许多传统工艺进行，包括更重要的化学萃取、蒸馏和超临界二氧化碳萃取工艺。在其他地方对这些工艺进行了很好的描述。以下公开内容教导了利用完整的成熟大蒜植株或单独使用成熟大蒜植株的绿色顶部来最终生产可作为人类或动物消费产品进行商业化的大蒜成分。
42.在本发明中，在机械采收期间去除的大蒜顶部可以在它们被从田间或包装设施中的大蒜鳞茎切下之后进行收集。这包括收集从鳞茎上切下的大蒜顶部，并将它们传送到收集箱中。这可能涉及升降机，以从收割机的切割锯引导大蒜顶部。该工艺可能涉及将绿色顶部吸入或吹到传送带系统上，或者甚至将绿色顶部机械地推到传送带上，而不是将它们丢在地上。
43.在田间将大蒜绿色顶部放入运输箱之前，希望减少大蒜绿色顶部的体积以减少运
输它们以供进一步加工所需的体积。这可能涉及谷壳切割机或粗浸渍机，或甚至是连续搅拌机或此类过程的组合。混合甚至可能需要添加水以使混合物有效并使混合的绿色顶部可流动。优选地，所使用的混合是在田间采收期间在现场进行的连续混合系统，然而，如果需要，只能将绿色顶部切碎以减小它们的尺寸并使田间的运输体积最小化。然后也可以在加工现场对绿色顶部进行连续混合。
44.在加工现场，这些切碎或混合的绿色顶部可以在任选的酶处理后被立即冷冻、冷藏或加工以分解细胞液泡和纤维，从而从细胞内环境中释放大蒜油和其他成分，包含将蒜氨酸转化为大蒜素的大蒜酶。
45.可以在绿色顶部固体与液体分离后，通过其他地方描述的几种已建立的工艺，将混合的绿色顶部混合物中的这种不稳定大蒜素进一步转化为阿霍烯。可替代地，可以通过大蒜油提取工艺(诸如蒸馏)或其他油提取工艺(如化学方式)直接加工绿色顶部。
46.然后将浆液送入旋转锥蒸馏或使用其他蒸馏方法，包括用于提取大蒜油的水力蒸馏或微波辅助微蒸馏。我们首选的蒸馏方法是使用澳大利亚flavourtech有限公司的旋转锥蒸馏设备。
47.可替代地，可以使用溶剂萃取或超临界co2萃取或化学萃取方法来进一步加工已混合的大蒜绿色顶部以去除大蒜油。
48.可替代地，在进一步加工之前，混合的或切碎的绿色顶部可以被短时间冷藏储存或长时间冷冻储存。
49.已被蒸馏以去除大蒜油的绿色顶部混合物(用过的绿色顶部)通常非常温热，并且可能由于蒸馏工艺而被巴氏杀菌，因为它在此工艺期间可能达到接近100摄氏度。一旦将其收集，则含有高水平的白利糖度/糖，这取决于绿色顶部大蒜的成熟度，但通常在约30至40白利糖度。
50.去除大蒜油后剩余的用过的大蒜绿色顶部可以进行发酵，而以前，大蒜油无法发酵。然而，需要将用过的大蒜绿色顶部中的固体从液体中分离出来，可以通过几种方法来完成，包含高速离心、硅藻土过滤结合转鼓真空过滤器、交叉过滤以及在从固体中去除或分离液体的领域中的其他专家已知的方法。
51.一旦去除了固体，可以用饮用水稀释液体，将白利糖度调节到20和25之间，针对发酵优化营养需求(诸如酵母可用氮、维生素等)，并适当接种适当选择的乙醇形成酵母以发酵这种类型的糖溶液。通过合适的酵母将发酵糖转化为乙醇。可以在开始发酵之前通过酶促来转化不可发酵的糖，以获得尽可能多的乙醇。
52.一旦完成发酵，可以通过任何其他已知的方式来蒸馏或去除乙醇，并将乙醇用于其他产品或饮料或燃料等。
53.来自用过的大蒜绿色顶部的固体可用作包装大蒜酱产品中的填料或用作蠕虫饲料或其他农业用途，诸如肥料或添加到土壤中的有机材料。
54.大蒜油可用于药用目的(人或动物用胶囊)以及食品或食用油的强化，或者它可以通过氧化和酸化重新被转化为大蒜素，然后用作阿霍烯制造的前体。
55.由绿色顶部制造的阿霍烯可用于强化食用黄油或人造黄油或食用油，供人类和动物食用。可替代地，可制备阿霍烯用于医疗或微生物拮抗剂并单独胶囊化，或与其他原始大蒜成分(诸如大蒜油)组合。大蒜油和阿霍烯在胶囊中的组合具有作为急性抗菌剂(大蒜油)
以及阻止重要的群体感应控制毒力因子表达的优势，特别是在生物膜形成细菌中(阿霍烯)。
56.本发明的主要优点是大蒜植株的绿芽或叶现在可以在商业上用于生产阿霍烯或大蒜油。可以按照其他文献的描述对来自大蒜鳞茎或绿芽或叶的大蒜油进行氧化和酸化，将其转化回大蒜素，然后将其用作制备阿霍烯的前体。
57.使用大蒜植株的其他未使用部分的进一步优点如下。
58.由原本会被丢弃的绿色大蒜茎生产的阿霍烯降低了阿霍烯和/或大蒜油的生产成本。由于绿叶比大蒜鳞茎便宜，这将降低由天然来源生产阿霍烯的过高成本。与合成等效阿霍烯相比，这将使人们更快接受阿霍烯为促进健康的化合物。
59.由绿色大蒜茎或叶或芽生产的大蒜油作为原始来源材料比大蒜鳞茎便宜许多倍。大蒜油除了用作胶囊中的保健品外，还可以进一步被加工(氧化和酸化)以生产阿霍烯。这是一个简单的工艺，即蒸馏绿色顶部并获得大蒜油，然后使用大蒜油作为来源制造阿霍烯。这节省了加工空间要求。
60.使用绿色顶部提高了大蒜生产的效率，并由同一大蒜植株提供了比以往任何时候都更多的可用材料。
61.使用从大蒜绿色顶部去除大蒜油后剩余的可发酵糖提供了通过发酵生产乙醇的机会。这减少了大蒜加工对环境的影响。发酵的残留物可以用作动物饲料。
62.在本发明的另一方面，含有大蒜素的大蒜绿色顶部可用于制备富含阿霍烯的黄油或人造黄油，或用于人类或动物消费的富含阿霍烯的食用油。
63.这涉及将大蒜绿色顶部仔细浸渍以允许通过在大蒜绿色顶部周围发现的酶将蒜氨酸转化为大蒜素。这可能涉及添加一些饮用水以使混合物具有流动性或可泵送性。然后使用任何将固体与液体分离的方法以物理方式去除这种混合物中的固体。然后收集液体，将黄油或食用油添加到混合物中，在混合的同时用天然酸(诸如苹果酸或乳酸)调节ph值为6至7之间。混合物在室温下孵育至少两小时。
64.然后通过重力或通过离心使它们进行物理分离，而将黄油或油与液体分离并将其除去，以添加到正在制成黄油的另一黄油浆或新鲜食用油中。也可以将富含阿霍烯的食用油添加到黄油或人造黄油中，使其富含阿霍烯。
65.读者现在将理解本发明，本发明提供了一种采收绿色大蒜顶部的方法，以由本会被丢弃的材料生产多种大蒜产品。
66.在不脱离本发明的范围的情况下，可以很好地对本发明做出进一步的优点和改进。虽然本发明已经以最实用和优选的实施方案的形式进行了展示和描述，但应认识到，在本发明的范围内可以做出偏离，本发明的范围不限于本文公开的细节，而是被赋予权利要求的全部范围以包括任何及所有等效的装置和设备。在整个说明书中对现有技术的任何讨论都不应被视为承认这种现有技术是广为人知的或构成本领域公知常识的一部分。
67.在本说明书和权利要求书(如果有的话)中，词语“包括(comprising)”及其派生词(包含“包括(comprises)”和“包括(comprise)”)包含所述整数中的每一个，但不排除包括一个或多个另外的整数。