[发明专利]作为低成本增味剂和降纳剂的DDGS

说明书

发明领域

本发明涉及谷物发酵副产物的新用途，该副产物称为“谷物酒槽及其可溶物(distiller’s grains and solubles)”或“DGS”，尤其是干燥形式，称为“谷物干酒糟及其可溶物(distiller’s dried grains and solubles)”或简单称为“DDGS”。本发明进一步涉及DDGS作为人食用的食品中的调味剂(flavorant)和增味剂(flavor enhancer)的用途，以及DDGS作为其他的更昂贵的调味料化合物的低成本替代品的用途。

发明背景

DGS是谷物糖化和发酵形成乙醇后剩余的残余物。通过蒸馏除去乙醇后，剩下由碳水化合物耗尽的谷物成分、失活的糖化酶和来自发酵过程的水解了的酵母构成的残余物。DGS基本上含有产生其的谷物的全部蛋白质、纤维、矿物质、油和维生素，没有其淀粉成分。DGS还含有源自发酵过程中酵母的营养有益成分。DGS可以来自任何谷物的发酵，但是由于玉米基燃料生产的大量增长，玉米已经成为特别丰富的DGS来源。从玉米有效产生大量乙醇的能力已经导致近来玉米发酵工业的扩张，并因此导致玉米基DGS生产的扩大。

在典型的玉米基乙醇生产中，将玉米干磨，与水和酶混合来糖化玉米淀粉，然后与酵母混合来发酵糖形成含有乙醇的麦芽汁。从麦芽汁蒸馏出乙醇，然后将剩余的谷物残余物和可溶性物质(主要是酵母水解产物)干燥形成DGS。各种类型的干燥器，包括转筒干燥器、喷雾干燥器和环形干燥器，通常用于制备干DGS(DDGS)。未干燥的或湿的谷物干酒糟及其可溶物(湿DGS)含有最高达80％的水分并且是不稳定的，运输不切实际，并且很快腐败。因此，尽管在极小量存储和运输时，使用一些湿的DGS，大部分DGS干燥成DDGS。尽管在此主要描述DDGS的用途，将理解湿的DGS可以替代DDGS，如果运输和腐败不是问题。

一旦看成是乙醇生产的仅有副产品，DDGS具有用于其他市场的潜能，因此很大程度上减少了与发酵过程相关的废物。然而，通常只不过是将DDGS用作动物饲料。尽管DDGS富含蛋白质、纤维和理想的矿物质以及维生素，它在人类食物中的用途受到其强烈发酵的和/或烧焦风味的阻碍。

尽管如此，已经报道了使用DDGS作为食品中配料的尝试。通常，这些尝试涉及使用DDGS作为谷物基配料如面粉或玉米粉的大量替代，在任何情况中用DDGS或掺入DDGS的混合物替代10-50％谷物。因为通常认为商品级DDGS的风味在感官上是不可接受的并且对于在大部分食品中的使用太浓郁，这些尝试通常涉及通过改变发酵过程或加入其他的配料来改善或遮掩DDGS的气味和/或颜色的方法。

也已经公开了制备浅色DDGS的方法。然而，甚至这种浅色DDGS具有强烈的气味，因此通常认为如果没有改变或遮掩其气味就不适于掺入适合人的食品中。此外，大部分现有技术参考文献中描述的生产浅色DDGS的方法需要改变通常的蒸馏加工步骤。

Thacker的U.S.专利No.5,061,497涉及糖化谷物并在发酵之前从用过的谷物中分离可溶性物质，使得据说产生具有适于人食品使用的改善风味的DDGS。Reddy的U.S.专利No.5,225,228涉及将碳酸钠、氨基酸和马铃薯淀粉添加至DDGS中来改善风味。然后将这种改进的DDGS用于替代面包和其他焙烤制品中高达50％的面粉。Rasco的U.S.专利No.4,828,846要求保护生产具有改进风味的DDGS，出于该目的，控制发酵过程中的pH和其他条件和使用特定的酸化剂和碱性化合物。Rasco报道了用有机酸和选择的碱性化合物将发酵pH控制在4-5提高了DDGS品质。

然而，现有技术没有公开使用DDGS的风味来改善食品组合物的风味。由于DDGS的高蛋白质、维生素和矿物质含量，大部分研究者聚焦于将相当大量的DDGS作为填充剂掺入食品中，并因此设法降低DDGS的强烈发酵气味。因此，以上讨论的现有技术专利涉及“改善”或隐藏DDGS的气味，使得将其添加至食品中是感官上“可接受的”。

如在此所述的，已经令人惊讶地发现DGGS自身具有有益的风味特征，以适当的含量使用时，其实际上可以提高风味并替代其他调味料，如钠。

因此对于形成DDGS的新用途是有益的，其将用来弥补乙醇生产过程的一定成本。进一步有益的是提供新的，低成本的钠替代品或钠增效剂。

发明概述