CN100527966C - 在动物奶中添加多不饱和脂肪酸的方法 - Google Patents
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Abstract
在动物奶中添加多不饱和脂肪酸的方法，涉及食品加工领域，具体涉及在动物奶中直接添加多不饱和脂肪酸的方法。其方法是采用直接添加方式，多不饱和脂肪酸添加重量为原动物奶体积的0.01～10%。将动物奶加热至35～90℃，直接加入多不饱和脂肪酸搅拌均匀后，在10～50MPa下高压均质1～2次，或在6000～20000转/分钟下高剪切均质0.5～5分钟，或在25～80kHz频率下超声波均质5～20分钟，使乳中脂肪颗粒被蛋白质、磷脂包裹，形成新的稳定体系。向动物奶中添加功能性多不饱和脂肪酸，增加了动物奶的营养保健作用，提高动物奶的附加值，方法简便、易行，具有现实的可操作性。
Description
技术领域
本发明涉及食品加工领域，具体涉及在动物奶中直接添加多不饱和脂肪酸的方法。
背景技术
动物奶中含有丰富的蛋白质以及脂肪、乳糖、矿物质和维生素，是人类改善营养、科学补钙、增强体质的最好食品。脂肪的脂肪酸部分按饱和程度的不同可分为饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸(PUFA)。牛奶中的脂肪以饱和脂肪酸酯为主，多不饱和脂肪酸(PUFA)含量大约只占脂肪总量的4％，而且缺少部分重要的PUFA，如二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)。多不饱和脂肪酸主要是指ω-3(或n-3)系和ω-6(或n-6)系脂肪酸，在机体内具有较广泛的生理功能和生物学效应，是人体必需的不饱和脂肪酸。
对成年人而言，人体需要的花生四烯酸为ω-6系多不饱和脂肪酸，其补充量应不多于1.0g/d，而ω-3系脂肪酸则最好为1.0～1.5g/d。以服食软胶囊的方式进行补充存在服用不方便的缺点，强化食品当中的PUFA更容易为人们所接受。向动物奶中添加PUFA，可以使动物奶中的脂肪成分比例更合理，并可以在进食牛奶制品的同时补充PUFA。
目前关于向动物奶及其奶制品中添加多不饱和脂肪酸的方法是采用间接的添加技术，如CN1108891专利所公开的含多不饱和脂肪酸的强化牛奶是将PUFA制备成独立的乳化体系后再添加到牛奶中；CN1135290所公开的营养奶粉，也是向牛奶中添加已乳化PUFA后再制备奶粉的；CN1672541公开的一种惠孕奶粉，是将PUFA包合及微胶囊化后添加，即把已成商品的DHA微胶囊添加到牛奶后制备奶粉。这些专利均以间接的方式向牛奶或其奶制品中添加PUFA。
将PUFA添加到动物奶及其奶制品中是困难的，因为动物奶是水溶性体系，而PUFA是脂溶性的，添加的PUFA与动物奶本身不能直接相溶。故现有的技术是将PUFA制备成乳化液或制备成微囊后再添加到动物奶中，这些方法的不足之处是工艺步骤多、成本高、需要添置新设备。
发明内容
本发明的目的是提供一种直接向动物奶中添加多不饱和脂肪酸的新方法。
本发明的技术方案是：向动物奶中添加多不饱和脂肪酸的方法是采用直接添加方式，在动物奶添加多不饱和脂肪酸的重量占原动物奶体积的0.01～10％(W/V)，将动物奶加热至35～90℃，直接加入多不饱和脂肪酸后搅拌均匀后在10～50MPa下高压均质1～2次，或在在6000～20000转/分钟下高剪切均质0.5～5分钟，或在25～80kHz频率下超声波均质5～20分钟，使乳中脂肪颗粒被蛋白质、磷脂包裹，形成新的稳定体系。
该方法也可称动物奶自乳化脂肪球重建技术，它是利用动物奶自身的自乳化能力，在均质过程中使脂溶性的多不饱和脂肪酸及其衍生物或含有多不饱和脂肪酸的植物油等与水溶性的动物奶形成新的稳定体系。这里以牛奶为例说明其原理，牛奶所具有的自乳化系统能在一定的外力作用下容纳PUFA，也就是可以直接添加，所需的能量由均质过程(一定的温度和压力条件)提供即可。均质操作在乳制品生产中经常应用，可以形成均一、细腻的产品，常见的是高压均质技术。均质操作使牛奶中脂肪球表面积增加了4～7倍，明显地降低了尺寸，产生了游离的脂肪颗粒，再加上额外添加的PUFA，使牛奶中存在了大量游离的脂肪微粒。牛奶具有乳化能力，在机械均质的作用下，乳中存在的蛋白质可以迁移、覆盖这些“裸露的脂肪”，形成新的稳定体系。
本发明所说的动物奶可以是牛奶、羊奶、马奶等其中的任意一种奶。
本发明所说的多不饱和脂肪酸是指ω-3系或ω-6系的多不饱和脂肪酸、含有多不饱脂肪酸的食用植物油、多不饱和脂肪酸的衍生物中的一种或二到四种物质混合物：
所说的ω-3系多不饱和脂肪酸是指：第一个双键距离碳端的碳原子数为3的多不饱和脂肪酸，如α-亚麻酸、EPA、DHA；
所说的ω-6系多不饱和脂肪酸是指：第一个双键距离碳端的碳原子数为6的多不饱和脂肪酸，如花生四烯酸、亚油酸、γ-亚麻酸；
所说的含有多不饱和脂肪酸的植物油是指：亚麻籽油、紫苏籽油、核桃油、月见草油、大豆油、红花籽油、葵花籽油、芝麻油、葡萄籽油；
所说的多不饱和脂肪酸的衍生物是指：亚油酸乙酯、亚油酸甘油酯、亚麻酸乙酯、亚麻酸甘油酯、亚油酸钠、亚油酸钙。
在添加多不饱和脂肪酸的同时还可以添加乳化剂、维生素、有机钙盐中的一种或二到四种物质的混合物，所添加的重量占原动物奶体积的0.001～1％(W/V)，所说的乳化剂为卵磷脂、单硬脂酸甘油酯、蔗糖酯、酪蛋白酸钠、吐温、司盘、淀粉衍生物和天然胶，所说的维生素主要是维生素A、维生素D、维生素E，所说有机钙盐主要是乳酸钙、亚油酸钙。
利用上述所得到的强化动物奶作为原料奶，可作为进一步加工制成各种乳制品，如固态奶、液态奶。
本发明在动物奶中添加多不饱和脂肪酸的方法属于直接添加的工业化工艺，简单易行，成本低廉，一般的动物奶与乳制品加工工厂都可采用，不需要增加新的设备，对现有工艺进行简单的改造，就可以实现向动物奶中直接添加PUFA的目的。
本发明方法具有以下特点：
(1)利用动物奶的自乳化能力，直接添加多不饱和脂肪酸，比现有工艺更简便、成本更低。少量多不饱和脂肪酸的添加不需要加入乳化剂，添加量较大时，可加入乳化剂，乳化剂具有替代乳蛋白质的作用。
(2)动物奶自乳化脂肪球重建过程是实现是在密闭的均质条件与温和的温度条件下(不超过90℃)完成的，保证了PUFA的化学稳定性、生理有效性与食用安全性。
(3)本发明利用动物奶的自乳化能力，向动物奶中添加功能性多不饱和脂肪酸，增加了动物奶的营养保健作用，提高动物奶的附加值，工艺简便、易行，具有现实的可操作性。
值得注意的是，PUFA中不饱和双键的化学性质很活泼，暴露在空气中易被氧化分解而引起酸败，受热时氧化反应加快，氧化生成的挥发或不挥发降解物对人体健康有损害作用。本发明的动物奶自乳化脂肪球重建技术是在密闭的均质条件与温和的条件下完成的，保证了PUFA的化学稳定性、生理有效性与食用的安全性。
动物奶的自乳化系统可以容纳额外添加的PUFA，但是容纳量有一定范围，这是因为动物奶中的蛋白质含量是有一定限度的。为了使添加量增大，可以在直接添加的同时加入一些乳化剂，这些物质能取代油水界面上的蛋白质，使脂肪颗粒单位表面积上所吸附的蛋白质减少，增加可加入的油脂量。除牛奶外，其他来源的动物奶，如水牛奶、牦牛奶、黄牛奶、山羊奶、绵羊奶、马奶等等，也具有相似的自乳化能力，可向其中添加PUFA。脂肪量增加以后，不影响这些动物奶进一步的加工，利用这些动物奶作为原料奶，按照常规的乳制品加工技术，可生产出市场需要的各种各样的奶制品。
下面通过实施例进一步阐述本发明的技术方案。
具体实施方式
实施例1添加亚麻籽油(含α-亚麻酸)的牛奶
称量：全脂鲜牛奶10L，亚麻籽油1g(添加0.01％W/V)。
牛奶加热至35～40℃，把称量好的亚麻籽油加入到全脂鲜牛奶当中，搅拌，在45～50Mpa压力下高压均质一次。巴氏消毒后，冷却、灌装。
实施例2含DHA(ω-3系脂肪酸)的DHA牛奶
称量：全脂鲜牛奶10L，DHA20g(添加0.2％W/V)。
牛奶加热至45～50℃，把称量好的DHA加入到全脂鲜牛奶当中，搅拌，在25kHz频率下超声均质20分钟。巴氏消毒后，冷却、灌装。
实施例3富含月见草油(含γ-亚麻酸)的牛奶
称量：全脂鲜牛奶10L，月见草油50g(添加0.5％W/V)，维生素E0.05g。
牛奶加热至55～60℃，把称量好的月见草油和维生素E混合并加入到全脂鲜牛奶当中，搅拌，在6000r/min条件下高剪切均质5分钟。巴氏消毒后，冷却、灌装。
实施例4富含花生四烯酸(ω-6系脂肪酸)的花生四烯酸牛奶
称量：全脂鲜牛奶10L，花生四烯酸100g(添加1.0％W/V)，维生素E 0.1g。
牛奶加热至85～90℃，把称量好的花生四烯酸和维生素E混合并加入到全脂鲜牛奶当中，搅拌，在10～15Mpa压力下均质两次。巴氏消毒后，冷却、灌装。
实施例5富含亚油酸(ω-6系脂肪酸)的亚油酸牛奶
称量：全脂牛奶10L，亚油酸300g(添加3.0％W/V)，维生素E0.1g。
把称量好的亚油酸和维生素E混合并加入到已预热至70～75℃的牛奶中，搅拌，在15～20Mpa压力下均质一次。巴氏消毒后，冷却、灌装。
实施例6富含红花籽油(含亚油酸)的亚油酸牛奶
称量：脱脂鲜牛奶10L，红花籽油1kg(添加10.0％W/V)，单硬脂酸甘油酯为100g，卵磷脂20g。
牛奶加热至60～65℃，把称量好的红花籽油与单甘酯、卵磷脂混合后一起加入到脱脂鲜牛奶当中，搅拌，在8000r/min条件下高剪切均质3分钟。巴氏消毒后，冷却、灌装。
实施例7富含花生四烯酸(ω-6系脂肪酸)、DHA和EPA(ω-3系脂肪酸)的儿童助长牛奶
称量：全脂鲜牛奶10L，花生四烯酸5g(0.05％W/V)，DHA和EPA均为1g(0.01％W/V)，维生素E为0.03g。
牛奶加热至50～55℃，把称量好的花生四烯酸、DHA、EPA、维生素E混合后加入到全脂鲜牛奶当中，搅拌，在25～30Mpa压力下均质一次。巴氏消毒后，冷却、灌装。
实施例8EPA和DHA(ω-3系脂肪酸)的低脂牛奶
称量：脱脂鲜牛奶10L，EPA、DHA均为2g(0.02％W/V)，维生素A0.02g、维生素D 0.0003g、维生素E 0.2g。
脱脂牛奶加热至40～45℃，把称量好的EPA、DHA、维生素A、D、E混合后加入到牛奶当中，搅拌，在35kHz频率下超声均质15分钟。超高温瞬时灭菌后，冷却、灌装。
实施例9亚油酸乙酯(ω-6系脂肪酸衍生物)的高钙牛奶
称量：全脂牛奶10L，亚油酸乙酯200g(添加2.0％W/V)，亚油酸钙为30g，蔗糖酯30g，单硬脂酸甘油酯20g。
把称量好的单硬脂酸甘油酯与亚油酸乙酯、亚油酸钙混合，牛奶加热至55～60℃，再把混合物与蔗糖酯加入到牛奶当中，在10000r/min搅拌均质1分钟，再在20000r/min搅拌均质0.5分钟。超高温瞬时灭菌后，冷却、灌装。
实施例10亚麻籽油(含α-亚麻酸)的酸奶
称量：脱脂鲜牛奶10L，亚麻籽油100g(添加1.0％W/V)，维生素E 0.1g，蔗糖800g。
把称量好的亚麻籽油、维生素E混合后，与蔗糖一起加入脱脂鲜牛奶中，搅拌。浓缩及过滤后，牛奶加热至50～55℃在25～30Mpa压力下均质一次。灭菌并冷却后用常规的制备酸奶的方法，接种嗜酸乳杆菌和嗜热链球菌，灌装、培养发酵，发酵完成后冷却、加后热即得亚麻籽油酸奶。
实施例11红花籽油(含亚油酸)的果粒酸奶
称量：全脂鲜牛奶10L，红花籽油50g(添加0.5％W/V)，蔗糖800g。
把称量好的红花籽油、蔗糖与牛奶混合，搅拌，浓缩及过滤后将牛奶加热至45～50℃，在80kHz频率下超声均质5分钟。灭菌并冷却后接种嗜酸乳杆菌和嗜热链球菌，发酵完成后破碎凝乳，冷却后与果料混匀，灌装，即得成品。
实施例12富含葡萄籽油(含亚油酸)的高钙酸奶
称量：脱脂鲜牛奶10L，葡萄籽油100g(添加1.0％W/V)，乳酸钙30g，蔗糖800g。
把称量好的葡萄籽油、乳酸钙与蔗糖一起加入到脱脂牛奶当中，搅拌、浓缩并过滤，把牛奶加热至55～60℃，在20～25Mpa压力下均质两次。灭菌并冷却后接种嗜酸乳杆菌和嗜热链球菌，灌装、培养发酵，发酵完成后冷却，即得成品。
实施例13添加花生四烯酸(ω-6系脂肪酸)、亚麻籽油(含α-亚麻酸)、EPA和DHA(ω-3系脂肪酸)的助长奶粉
称量：全脂鲜牛奶20L，花生四烯酸6g，亚麻籽油10g，EPA2g，DHA2g，维生素E 0.1g，卵磷脂2g。
把称量好的EPA、DHA、花生四烯酸、亚麻籽油、维生素E、卵磷脂混合，牛奶加热至60～65℃，把混合物加入到全脂鲜牛奶中，搅拌，在15～20Mpa压力下均质一次。85℃短时杀菌后，以进风温度控制在160～165℃，出风温度控制在75～80℃左右的条件进行喷雾干燥，采用防水、避光、无污染的包装材料进行包装。
实施例14添加EPA和DHA(ω-3系脂肪酸)、红花籽油(含亚油酸)、亚油酸钙(ω-6系脂肪酸衍生物)的老年人奶粉
称量：脱脂鲜牛奶20L，红花籽油100g，亚油酸钙60g，EPA20g，DHA 20g，维生素A 0.06g，维生素D 0.0004g、维生素E 0.1g。
把称量好的EPA、DHA、红花籽油、亚油酸钙、维生素A、D、E混合，牛奶加热至50～55℃，把混合物加入到脱脂鲜牛奶中，搅拌，在30～35Mpa压力下均质一次。85℃短时杀菌后，以进风温度控制在160～165℃，出风温度控制在75～80℃左右的条件进行喷雾干燥，采用防水、避光、无污染的包装材料进行包装。
实施例15添加DHA、EPA(ω-3系脂肪酸)的含乳饮料
称量：全脂鲜牛奶10L，DHA2g，EPA2g，维生素E0.05g，海藻酸钠20g，甜味剂和果味剂适量。
牛奶加热至40～45℃，把称量好的DHA、EPA、维生素E混合并加入到全脂鲜牛奶当中，搅拌，在40～45Mpa压力下均质一次。加入海藻酸钠、甜味剂、果味剂和2倍体积的水，搅拌后过滤、均质，超高温瞬时灭菌后，冷却、灌装。
实施例16富含亚油酸乙酯(ω-6系脂肪酸衍生物)的含乳饮料
称量：全脂鲜牛奶10L，亚油酸乙酯50g(添加0.5％W/V)，海藻酸钠20g，甜味剂、果味剂适量。
牛奶加热至55～60℃，把称量好的亚油酸乙酯加入到全脂鲜牛奶当中，搅拌，在12000r/min条件下均质1分钟。加入海藻酸钠、甜味剂、果味剂和2倍体积的水，搅拌后过滤、均质，超高温瞬时灭菌后，冷却、灌装。
实施例17由富含亚油酸乙酯(ω-6系脂肪酸衍生物)的牛奶生产的黄油
称量：全脂鲜牛奶20L，亚油酸乙酯600g(添加3.0％W/V)。
牛奶加热至60～65℃，把称量好的油酸乙酯加入到全脂鲜牛奶当中，搅拌，在15～20Mpa压力下均质一次，利用乳脂分离机分离出稀奶油。稀奶油经巴氏杀菌并浓缩后，再次离心分离，得到的黄油经真空干燥后，包装即得。
实施例18添加花生四烯酸(ω-6系脂肪酸)的山羊奶
称量：山羊奶10L，花生四烯酸10g(添加0.1％W/V)。
山羊奶加热至70～75℃，把称量好的花生四烯酸加入到山羊奶中，搅拌，在10～15Mpa压力下均质一次。巴氏消毒后，冷却、灌装。
实施例19富含红花籽油(ω-6系脂肪酸的植物油)的水牛奶
称量：水牛奶10L，红花籽油100g(添加1.0％W/V)，维生素E 0.1g，司盘60为5g，吐温80为2.5g。
把称量好的红花籽油和维生素E、司盘60、吐温80加入到已预热至40～45℃的水牛奶中，搅拌，在40kHz频率下超声均质10分钟。巴氏消毒后，冷却、灌装。
实施例20富含月见草油(含γ-亚麻酸)的水牛奶
称量：水牛奶10L，月见草油50g(添加0.5％W/V)，维生素E 0.1g。
把称量好的月见草油、维生素E混合后，加入到已预热至50～55℃的水牛奶中，搅拌，在20～25Mpa压力下均质一次。超高温瞬时灭菌后，冷却、灌装。
Claims (4)
1、一种在动物奶中添加多不饱和脂肪酸的方法，其特征在于：采用直接添加方式，在动物奶添加多不饱和脂肪酸的重量占原动物奶体积的0.01～10％，将动物奶加热至35～90℃，直接加入多不饱和脂肪酸后在10～50MPa下高压均质1～2次，或在6000～20000转/分钟下高剪切均质0.5～5分钟，或在25～80kHz频率下超声波均质5～20分钟，使乳中脂肪颗粒被蛋白质或磷脂包裹，形成新的稳定体系。
2、根据权利要求1所述的在动物奶中添加多不饱和脂肪酸的方法，其特征在于：所说的动物奶是牛奶或羊奶或马奶。
3、根据权利要求1所述的在动物奶中添加多不饱和脂肪酸的方法，其特征在于：所说的多不饱和脂肪酸是指ω-3系或ω-6系的多不饱和脂肪酸或含有多不饱脂肪酸的食用植物油或多不饱和脂肪酸的衍生物，添加其中的一种或二到四种物质的混合物：
所说的ω-3系多不饱和脂肪酸是指：α-亚麻酸或γ-亚麻酸或EPA或DHA；
所说的ω-6系多不饱和脂肪酸是指：花生四烯酸或亚油酸或γ-亚麻酸；
所说的含有多不饱和脂肪酸的植物油是指：亚麻籽油、紫苏籽油、核桃油、月见草油、大豆油、红花籽油、葵花籽油、芝麻油、葡萄籽油；
所说的多不饱和脂肪酸的衍生物是指：亚油酸乙酯、亚油酸甘油酯、亚麻酸乙酯、亚麻酸甘油酯、亚油酸钠、亚油酸钙。
4、根据权利要求1～4所述的在动物奶中添加多不饱和脂肪酸的方法，其特征在于：在添加多不饱和脂肪酸的同时还添加乳化剂、维生素、有机钙盐中的一种或二到四种物质的混合物，所添加的重量占原动物奶体积的0.001～1％，所说的乳化剂为卵磷脂、单硬脂酸甘油酯、蔗糖酯、酪蛋白酸钠、吐温、司盘。
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