[发明专利]高蛋白质的含可溶物干酒糟及其方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年3月13日提交的美国临时申请No.62/132,925的权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明一般性地涉及脱溶剂含可溶物干酒糟(distillers dried grain solubles，DDGS)以产生高蛋白质含量的组合物。更具体地，本发明涉及来自乙醇工艺的DDGS联产物(co-product)，所述DDGS联产物已经经历变性过程，从而产生更高的可测量的瘤胃不可降解蛋白质(rumen undegradable protein)产物或来自DDGS副产物(byproduct)的旁路蛋白，其能够在通过反刍动物的瘤胃的消化过程中保留下来，这导致更多的蛋白质在消化和吸收的后期阶段对于反刍动物生物来说是生物可利用的。本发明还一般性地涉及这样的高蛋白质含量组合物，其用于提高土壤中的氮含量、促进作物生产以及对园艺和/或农作物施肥的方法。

背景技术

可以使用作为可再生资源的谷物(如玉米)生产乙醇。目前，美国大部分生产乙醇的生物精炼厂是干磨玉米生物精炼厂，据估计，目前这种生物精炼厂的乙醇生产能力每年达到数十亿加仑。乙醇生物精炼过程的联产物是干酒糟(distillers dried grains，DDG)和含可溶物干酒糟(distillers dried grains with solubles，DDGS)。根据目前来自干磨乙醇厂的乙醇生产率，美国每年生产大约超过4000万吨DDGS。

在过去几十年中，已经证明实现商业可行且真正可再生的来自基于谷物的生物精炼的乙醇产物具有挑战性。两个更重要的障碍是：1)基于谷物的乙醇生产的成本；和2)基于谷物的乙醇生产过程的能量输入与输出比。很容易理解，这两个问题是错综复杂的。基于谷物的乙醇生产历来需要大量和昂贵的化石燃料(例如天然气)的输入来推动生物精炼过程。此外，历来需要来驱动基于谷物的乙醇生产的化石燃料的量是昂贵的，特别是随着天然气和其他化石燃料的成本的增加更是如此。

可降低基于谷物的乙醇生产之有效成本的方法之一是销售生物精炼过程的有商业价值的联产物。DDGS和/或DDG是被认为有商业价值的基于谷物的乙醇生产过程的联产物。特别地，DDGS作为家畜饲料补充剂销售。由于在乙醇生产中主要消耗的是谷物的淀粉，因此发酵和蒸馏后剩余的DDGS含有有营养价值的纤维、蛋白质和脂肪。相对于谷物原料，DDGS甚至可被认为是优质饲料，因为它们含有浓缩量的纤维、蛋白质和脂肪，以及显著降低的淀粉量。此外，DDGS比具有相当营养价值的一些饲料便宜得多。尽管DDGS作为优质饲料具有潜在的益处，但已知正常DDGS产物中的不饱和脂肪降低了奶牛的乳脂产量，这限制了DDGS对乳制品生产者的价值。

另外，如美国专利No.7,183,237提供的，谷物生产成本的很大一部分在于用除草剂控制杂草，其可通过利用DDGS作为除草剂和肥料用于作物生产来补充或代替。然而，正常DDGS联产物含有天然油含量，这使得它们在长期储存和施用于土壤时更易于被化学和微生物降解。

因此，需要不表现出已知DDGS联产物作为动物饲料补充剂、除草剂和/或肥料时的缺点，但是包括了这些产物的许多或所有优点的DDGS联产物。

发明内容

本发明涉及使用DDGS副产物作为输入材料的方法，所述方法包括使DDGS副产物变性以提高瘤胃不可降解蛋白质(“RUP”)的水平。在一些方面，与输入DDGS副产物相比，RUP的水平提高至少5％。在一些方面，与输入DDGS副产物相比，RUP的水平提高约5％至达约25％或更高。在一些方面，与输入DDGS副产物相比，RUP的水平提高约10％至约25％。

在一些方面，对DDGS副产物进行油提取步骤以导致等于或低于约2％的水平，对脱油DDGS进行进一步的脱溶剂步骤以除去在溶剂提取过程中使用的溶剂，脱油、脱溶剂的DDGS可经历一个或更多个加热或烘烤(toast)步骤和干燥步骤，随后进行冷却步骤。在一些替代方面，如果DDGS副产物输入物具有约5％或更少的油含量，则DDGS副产物可绕过油提取过程。在一些替代方面，如果DDGS副产物输入物具有约6％或更少的油含量，则DDGS副产物可绕过油提取过程。在一些替代方面，如果DDGS副产物输入物具有约7％或更少的油含量，则DDGS副产物可绕过油提取过程。