CN101111162A - 营养产品的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种含有碳水化合物的营养产品的制备方法，包括制备含有降低碳水化合物含量的液体浓缩物，将液体浓缩物喷雾到喷雾干燥器中和用吹送固体碳水化合物颗粒的方法将碳水化合物含量的余量混合到喷雾干燥器中以及从喷雾干燥器中取出含有碳水化合物的营养产品。本方法实质上降低了喷雾干燥器的结垢问题。

Description

营养产品的制备方法

发明领域

本发明涉及一种用喷雾干燥法制备含有碳水化合物的营养产品的方法。含有碳水化合物的营养产品可以是含有牛乳成分的乳基粉末；例如婴儿食品，奶粉，功能性奶粉等。

背景技术

乳基粉末通常通过制备组成粉末的全部成分的液体混合物生产。然后将液体浓缩物输送到喷雾干燥器中干燥成粉末。这个方法通常叫做湿式混合法。这个方法生产的粉末通常是均匀和快速溶解的。然而，如果液体浓缩物中含有碳水化合物，碳水化合物可能在喷雾干燥器中结块，生成污垢。结块的碳水化合物非常难于除去。这可能引起严重的清洁停工时间。例如，在某些情况下可能每24-48h必须清洁喷雾干燥器。另一个问题可能发生，某些碳水化合物例如淀粉当其与水接触后膨胀生成非常粘的不能轻松地被喷雾到干燥器中的液体浓缩物。另外，如果希望在最终的产品中包括热敏感成分并且所述成分被加入到液体浓缩物中，它们在喷雾干燥过程中会开始降解所以必须配制过量的成分以确定在终产品中会保留有效量。从经济学的观点来看这是明显地不合需要的。热敏感成分的一个例子是维生素C。

为了克服这些问题，现在通常分两步生产乳基粉末。第一步，用喷雾干燥法从液体浓缩物生产基础粉末。基础粉末包括终产品的大部分成分。然而，基础粉末降低了碳水化合物和热敏成分的含量。在生产出基础粉末后，余下的碳水化合物和所有的热敏感成分通过干式混合加入。干式混合法减少了干燥器中的污垢问题并且解决了热敏感成分的降解问题。然而，干式混合法生产的粉末均匀性较差。尤其是，在贮藏和运输后缺少均匀性是肉眼可见的。除了美观缺陷之外，缺少均匀性的技术后果是干式混合法制备的粉末不能像那些全部成分湿式混合生产的产品一样快速或完全地溶解。

因此有必要提供一种用喷雾干燥法生产含有碳水化合物的营养产品的方法，其生产的产品具有良好的结构但是减少了喷雾干燥器的结垢量。

发明概述

根据本发明提供了一种含有碳水化合物的脱水营养产品的制备方法，本方法包括制备含有降低碳水化合物含量的液体浓缩物，在喷雾干燥器中喷雾液体浓缩物和向喷雾干燥器中吹入固体碳水化合物颗粒混合碳水化合物的剩余含量到营养产品中以及从喷雾干燥器中取出含有碳水化合物的营养产品。

在本文中，术语“降低碳水化合物含量”意味着与终产品的碳水化合物的含量相比降低并且“碳水化合物的剩余含量”意味着液体浓缩物的碳水化合物含量和终产品的碳水化合物含量的差。

其中量指定为百分含量，除了另有规定之外，都表示为重量百分含量。

本发明指出生产的粉末的优点在于其具有好的粉末结构同时降低了喷雾干燥器中的结块和污垢。因此这个方法能提高效率，增大生产量和缩短停工时间。

附图简述

图1a显示了实施例1中制备的粉末在放大后的结构。

图1b显示了具有相同组成但是用干式混合法生产的粉末的结构。

发明详述

从上述显然可以看出，本发明的方法中，终产品的碳水化合物的含量是通过两步获得的。液体浓缩物与终产品相比具有降低的碳水化合物含量。例如，终产品中不超过40％的碳水化合物含量，通常20％-30％，可以吹入到喷雾干燥器中添加。取决于终产品的组成，吹送添加的碳水化合物可以是产品中全部碳水化合物的一部分。适用的碳水化合物包括蔗糖、乳糖、麦芽糊精、麦芽糖、玉米糖浆、玉米糖浆固体、大米糖浆固体、淀粉以及类似物。被固体颗粒吹入时引入的确切的碳水化合物或碳水化合物混合物取决于生产的粉末。例如，它可以是一种特定的碳水化合物的全部含量。后面的方法的优势尤其是在含有淀粉作为增稠剂的所谓防止反胃的婴儿食品中。如果淀粉添加到湿混合物中，它不仅造成喷雾干燥器的结垢问题而且它降低液态混合物的粘性最后在一定程度上实质降低了喷雾干燥操作的速度。因此，在防止反胃的食品或其它含有淀粉的喷雾干燥营养产品中，这种方法的优势尤其在于用吹送的方式添加全部预凝胶淀粉的固体颗粒淀粉。

固体碳水化合物颗粒加入到喷雾干燥器中的区域并不是很严格，尽管它是根据爆炸危险的升高可能性必须注意的，因为引入固体颗粒到环境中的同时热空气也被引入。然而，控制喷雾干燥器中爆炸危险的技术对于本领域技术人员是熟知的。优选地，在喷雾干燥器的紊乱区域，固体碳水化合物颗粒被加入到喷雾干燥器中。这个区域的简明位置根据喷雾干燥器的类型而不同，但是任何特定喷雾干燥器的紊乱区域的位置和范围对于喷雾干燥器操作领域的技术人员是熟知的。可选择地，碳水化合物颗粒可以被加入到喷雾干燥器的排气管中，一个过度生成结垢的有名的区域。

一旦加入到喷雾干燥器中，固体碳水化合物颗粒与液体浓缩物中的干燥颗粒附聚生成均匀的终产品。

大部分喷雾干燥器装有允许所谓细粉的物质重新进入喷雾干燥器的装置。细粉是喷雾干燥器中生产的比期望生成的终产品小的颗粒，例如，来自用喷雾干燥生产的附聚颗粒的破裂。很多年来一直实践用例如过滤的方式收集这些小颗粒并且将它们吹回到喷雾干燥器中与新进入的液体浓缩物重新附聚。这个过程叫做“吹回”。如果喷雾干燥器装有吹回细粉的装置，那么根据本发明的方法这个装置也可以有利地被用于引入固体碳水化合物颗粒。

根据本发明的方法生产脱水营养产品，各成分被分为湿式处理的成分和干式处理的成分，分别操作然后在喷雾干燥器中混合。

湿式处理的成分以通常的顺序被处理后到喷雾干燥器中。例如湿成分被标准化，蒸发，均质，并且喷入到喷雾干燥器的上部。适用的标准化，均质和喷雾干燥操作和设备对于本领域技术人员来说都是公知的。如果营养产品是乳基粉末例如成长奶，速溶奶粉，或功能性奶粉，制备标准化的牛奶。执行标准化提供期望的脂肪与非脂肪固体的比例。标准化通常是用向鲜牛奶中添加适当量的脱脂牛奶来完成。然而，标准化也能通过用鲜牛奶，部分脱脂的牛奶，奶油，乳脂肪等合成适用的液体来完成。牛奶的标准化也可以通过奶粉，脱脂牛奶奶粉，乳脂肪或含有适量水的植物脂肪完成。其它的湿成分可以在此时加入到标准化的牛奶中。通常的湿成分包括乳化剂，脂肪，和维生素以及热不敏感的矿物质。如果期望生产一种婴儿食品或保健食品，标准化的混合物是从蛋白质来源(例如，乳蛋白如酪蛋白和乳清蛋白)和脂肪来源制备的。反复执行标准化提供期望的脂肪与非脂肪固体的比例。然后另外的湿成分被加入到标准化食品中。典型的湿成分包括乳化剂，脂肪，和维生素和热不敏感的矿物质。

如果需要，标准化后湿成分可以热处理降低细菌数。这也可以用注入蒸汽或热交换的方式进行，例如板式热交换器。湿成分然后可以被冷却，例如急冷。

然后湿成分可以以通常的顺序被蒸发生产一种固体含量大于约20％的液体浓缩物，例如约30％-40％，优选约35％。如果期望进一步提高液体浓缩物的固体含量，液体浓缩物可以被均质，一步或两步，优选两步并且然后进一步蒸发以获得50％或更高的固体含量。获得高固体含量的液体浓缩物的适当方法在WO01/62098中有描述，其说明书被引为参考文献。

一旦蒸发结束，液体浓缩物被喷雾干燥。这可以通过将液体浓缩物喷到喷雾干燥器顶部的方式进行，优选使用高压涡旋式喷嘴。雾化压力通常是约50-300bar，优选约120-170bar，同时引入的热空气的温度在175-400℃，优选地280-360℃。适用的喷雾干燥器和喷雾干燥条件是众所周知的。

适用的吹入设备可以用于将干成分转运到喷雾干燥器中。风机是尤其适用的。另外干成分可以被机械地运送到喷雾干燥器中。

其他干成分也可以与碳水化合物颗粒一起用吹送固体颗粒到喷雾干燥器中的方法混合到终产品中。适用的成分包括维生素例如维生素C，矿物质例如以它们各自的硫酸盐形式的铁，锌和铜以及风味成分例如香兰素。选择以这种方式添加这些成分也许有不同的理由。热敏感成分例如维生素C，如果该成分在湿式混合时被加入然后经历蒸发加热会不可避免地发生降解反应，进入喷雾干燥器中的量极少。如上面列出的矿物质易于氧化营养产品中的任一脂质成分。此外，这些不受欢迎的反应能通过以这种方式添加矿物质而最小化。一旦涉及风味成分，以这种方式添加降低了后来的非风味的或不同的风味产品的交叉污染并且降低了清洁喷雾干燥器的需求。

可以理解的是，当产品的碳水化合物含量在连续生产过程的前后分两步加入时，必须确保固体碳水化合物颗粒的适当量被吹入喷雾干燥器中。这可以通过例如监测进入喷雾干燥器的液体浓缩物中的固体含量和实际进入喷雾干燥器的液体浓缩物的比例来获得，并且使用这一信息去相应的控制固体碳水化合物颗粒的进入比例。适用于这一目的的不同类型的控制仪器存在并且对于本领域技术人员来说是熟知的。

从喷雾干燥器中获得的产品具有非常多的优点。尤其是，粉末与那些用传统湿式混合法生产的产品相比具有可湿性和溶解性并且优于那些用干式混合方法生产的产品。另外，粉末是均匀的并且在贮藏和运输过程中不易于沉淀成为不同的成分。另外，喷雾干燥器明显地减少污垢。尤其在乳基粉末当中，高级的糖化终产品的形成和赖氨酸阻塞会因为两个原因被降低。首先，在大部分加工过程中至少一部分碳水化合物被保留与粉末中的蛋白质成分分开。其次，本发明的方法的使用使得喷雾干燥处理的比例因为结垢降低而升高。这意味着喷雾干燥器中的温度低于引入到干燥器中的热空气的特定温度，因为这里存在大量液体。通过这一方式，干燥器中的操作温度可以为10℃或更低于常规操作中设定的温度，其结果是降低了在例如婴儿食品的乳基粉末中的赖氨酸阻塞。

通过本方法生产的含有碳水化合物的营养粉末式任意适合的粉末例如婴儿食品，成长奶，速溶奶粉，功能性奶，保健食品，汤，沙司和类似物。粉末可以是含有乳成分的乳基粉末也可以是基于大豆的粉末或基于蔬菜的粉末。

此处描述本发明的具体实施方式仅为了解释的目的。

实施例1

制备Neslac售卖的蜂蜜增香成长奶粉。新鲜的液体奶标准化后与其他湿混合成分一起混合：蜂蜜，Raftilose果糖低聚糖，乳糖和柠檬酸钙。这些混合物被标准化后加入乳脂肪和植物油，并且混合物被再一次标准化。混合物然后以标准顺序蒸发提供一种固体含量大约为40％的液体浓缩物。然后，浓缩物被两步均质后进一步蒸发达到固体含量在55-60％然后用压力为120-160bar的喷嘴被喷雾到喷雾干燥器的顶部。同时，温度为280℃-310℃的热空气被吹入到干燥器中。干燥器在标准条件进行不同地操作。

麦芽糊精，蔗糖，维生素和矿物质组成的粉末混合物被吹入到喷雾干燥器中距离顶端大约5m的位置。从喷雾干燥器的底部收集成长奶粉。

奶粉被检测并且具有成块的均匀的结构，其密度大约为510g/L。

在这个实施例中可以看出根据本发明的方法，产品中混合的碳水化合物蔗糖和麦芽糊精是产品中的全部的量。产品的碳水化合物含量还包括在液体浓缩物中混合到产品中的乳糖。

粉末与通过喷雾干燥相同液体浓缩物和用干式混合方式加入相同量的麦芽糊精，蔗糖，维生素和矿物质生产的粉末比较。密度大约为580g/L的粉末参见附图，图1a显示了根据上述本发明的方法生产的粉末并且图1b显示了用相同成分但是通过干式混合制备的粉末，每一种放大后的图。如可以从图的对比看出的一样，图1a的粉末的结构明显更加均匀。

可湿性，可混合性和两种粉末的溶解状态通过标准技术检测并且结果如下，发现用本发明的方法制备的粉末具有明显提高的可湿性，其在冷水和热水中都提高了溶解性。其它的粉末性质类似。

运行本方法几个月，并且计算生产效率。发现本方法的作业线能力与干式混合法相比提高最多至15％，与全部湿式混合方相比提高最多至150％(当根据本方法全部淀粉被混合到产品中时与含有淀粉的产品相比提高最多至300％)。这些提高首先来自于因减少污垢和喷雾干燥器中的结块而降低了的清洁停工时间。另一方面，独自干式混合步骤的省略允许使用连续生产方法也有助于提高效率。

实施例2

用本发明的方法混合麦芽糊精和蔗糖以及使用普通干式混合法混合麦芽糊精和蔗糖生产商标为Lactogen售卖的含有碳水化合物乳糖，麦芽糊精和蔗糖的婴儿食品样品。检测两种样品中的赖氨酸阻滞水平发现根据本发明的方法生产的样品为9.49％而通过干式混合法生产的样品为11.08％。

Claims (9)

1.一种脱水的含有碳水化合物的营养产品的制备方法，该方法包括制备含有降低碳水化合物含量的液体浓缩物，将液体浓缩物喷雾到喷雾干燥器中和用吹送固体碳水化合物颗粒的方法将碳水化合物含量的余量混合到喷雾干燥器中以及从喷雾干燥器中取出含有碳水化合物的营养产品。

2.根据权利要求1的方法，其中产品中不超过40％的碳水化合物的含量被吹入喷雾干燥器中。

3.根据权利要求1或2的方法，其中产品中20-30％的碳水化合物含量被吹入喷雾干燥器中。

4.根据前述任一权利要求的方法，其中产品中的特殊碳水化合物的总量被吹入到喷雾干燥器中。

5.根据权利要求4要求的方法，其中特殊碳水化合物是预胶凝化的淀粉。

6.根据前述任一权利要求的方法，其中碳水化合物粉末被吹入到喷雾干燥器中，具体位置是喷雾干燥器的气流紊乱区域。

7.根据前述任一权利要求的方法，其中喷雾干燥器装有吹回装置并且碳水化合物颗粒通过吹回装置的作用引入喷雾干燥器。

8.根据前述任一权利要求的方法，其中维生素和/或矿物质与碳水化合物颗粒一起被吹入到喷雾干燥器中混合到产品中。

9.根据前述任一权利要求的方法，其中液体浓缩物的固体含量至少为50％。