CN101779703A - 一种低乳糖奶粉及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低乳糖奶粉及其制备方法。本发明所述的低乳糖奶粉的乳糖含量为4.5％～10％；所述低乳糖奶粉的制备方法是在常规的奶粉的生产工艺的基础上，在原料奶经过巴氏杀菌之后，并在生产配料之前，向原料奶中添加乳糖酶，进行水解。本发明采用先进的生物酶解技术，通过对配料、过滤、均质、预热杀菌、蒸发浓缩、喷雾干燥、冷却、筛粉、包装等步骤工艺条件的研究，开发出一种低乳糖奶粉，奶粉营养丰富全面，乳糖水解率可达70％以上，不仅可以起到减轻并改善乳糖不耐受人群对乳糖的不耐受症状，而且够满足此类人群对风味及口感的需求。

Description

一种低乳糖奶粉及其制备方法

技术领域

本发明涉及乳制品技术领域，具体的说，涉及一种低乳糖奶粉及其制备方法。

背景技术

牛奶是迄今为止人们从自然界中所能够获得的最接近完美的一种食物，它不仅能够给人们提供身体及大脑生长发育所需要的优质动物蛋白质、乳脂肪和维生素等，而且还是人体补钙的最佳选择。

乳糖是从哺乳动物的乳汁中发现的一种特有的双糖，牛奶中乳糖平均含量为4.8％，其甜度较低，在水中的溶解度也很差，进入人类的肠腔后，必须先经过乳糖酶水解，才能被直接吸收。因此，人体内若缺乏乳糖酶，乳糖就会保留在肠腔中，造成等渗性水滞留和结肠细菌酵解乳糖而产生多种气体及短链脂肪酸，从而发生腹胀、肠鸣、排气增多、腹泻和腹痛等症状，这就是所谓的乳糖不耐受现象。乳糖不耐受是一种广泛存在的世界性问题，调查结果发现，当人体进入成人阶段后，特别是40岁-50岁以后，乳糖酶缺乏是很明显的。

国内外大量的临床调查结果显示，由于种族、气候以及遗传等诸多因素的影响，也会造成相当一部分人的体内缺乏乳糖酶，导致乳糖消化不良，从而产生乳糖不耐症现象。据统计，全世界都存在乳糖不耐受的问题，发生率与种族有关，亚洲人95％～100％、黑人60％～80％、中欧人2％～23％、美洲白人6％～22％。

中国预防医学院营养与食品卫生研究所调查发现，东方人中有乳糖不耐症的人较多，3～5岁时为22.1％，7～8岁时为39.0％，11～13岁时为36.8％，成年人更多。我国是一个乳糖不耐受高发国家，汉族成人中这种状况发生率为75％～95％，少数民族亦有76％～95.5％，严重乳糖不耐受者占人群的20％以上。

中国营养学会在新的膳食指南中，把提高乳类摄入量作为优良膳食模式和提高全民营养状况的一个重要方面，而中国因膳食结构和基因遗传等各方面原因，使广大群众不能很好地享受乳品所带来的高营养而发生腹泻和腹涨等不良反应，致使中国乳品工业的发展遇到极大障碍。乳糖吸收障碍不仅伴有乳糖不耐的征兆，还伴有食欲下降，导致饮食量减少、腹泻，也导致一定数量已被消化食物的丧失，这些本能够被消化的食物没有被吸收(包括有价值的蛋白质、维生素、矿物质和一些牛奶中的糖类)，使得牛奶的利用率极低，也浪费了牛奶这种宝贵的饮食资源。因此，利用乳糖酶对牛奶中的乳糖进行水解具有非常重要的意义。

考虑到上述问题，本发明在生产奶粉的传统工艺的基础上，进行了研究开发，并提出了一种生产低乳糖奶粉的工艺。

发明内容

本发明的目的是提供一种低乳糖奶粉及其制备方法。

国内外大量的临床调查研究数据结果显示，相当一部分人由于体内缺乏乳糖酶，使得牛奶中所特有的乳糖不能在小肠中消化和吸收而直接被转运到大肠，并在大肠菌丛的作用下引起发酵和水解，造成肠管内水和二氧化碳等气体的大量积累，从而引发一系列的乳糖不耐症状，影响了这部分人群对于牛奶的食用。

本发明主要是通过降低产品中的乳糖含量，提高对牛奶的利用率，开发出具有良好的风味和口感的适合乳糖不耐受人群食用的低乳糖奶粉，并提供其制备方法。

与现有奶粉相比，本发明所述的低乳糖奶粉的特点在于其中的乳糖含量为4.5wt％～10wt％。

本发明所述的低乳糖奶粉可参照常规的奶粉制备方法，但需要在原料奶经过巴氏杀菌并冷却之后，并在生产配料之前，向原料奶中添加乳糖酶，进行水解。

其中，所述乳糖酶可选用本领域常用的各种乳糖酶，优选克鲁维酵母的高纯度液态乳糖酶制剂。

所述乳糖酶的添加量为乳糖酶与原料奶的体积比为0.2～1.2∶1000；优选0.6∶1000；

所述水解以如下优选参数进行：温度30～40℃，水解时间为2～8h；更优选的参数为：温度37℃，水解时间为2.5h；

所述水解时必须进行搅拌；在水解的过程中，控制原料奶的pH值为6.0～7.8。。

本发明还提供所述低乳糖奶粉的制备方法。

所述制备方法是在传统配方奶粉工艺中添加酶的水解工艺，具体的说，基于常规的奶粉的生产工艺，在原料奶经过巴氏杀菌并冷却之后，并在生产配料之前，所述制备方法还包括向原料奶中添加乳糖酶，进行水解。

所述乳糖酶可选用本领域常用的各种乳糖酶，优选经乳酸发酵的克鲁维酵母的高纯度液态乳糖酶制剂，该制剂是一种成熟的商品，可通过商业购买获得，其物化性状为浅黄色，清亮透明、pH值6.6～7.8，铅≤32ppm，砷≤34ppm，汞≤4ppm，微生物指标可根据顾客要求确定，稳定性好，储存温度0～10℃，在保质期18个月时酶活性至少还保留95％，检测数据可信度高。例如，常用的乳糖酶的型号及厂家如下：

型号	厂家
		β-D-半乳糖苷乳糖水解酶	哈尔滨美华生物技术股份有限公司
乳糖酶	河南所以化工有限公司
		MaxilactL2000乳糖酶	帝斯曼DSM
Maxilact LX5000乳糖酶	帝斯曼DSM
		Biolactase L	KBS公司

所述乳糖酶的添加量为乳糖酶与原料奶的体积比为0.2～1.2∶1000；优选0.6∶1000；

所述水解以如下优选参数进行：温度30～40℃，水解时间为2～8h；更优选的参数为：温度37℃，水解时间为2.5h；

所述水解时必须进行搅拌；在水解的过程中，控制原料奶的pH值为6.0～7.8。

以牛奶为例，经过所述水解步骤，乳糖水解率可达50～80％。

为制备质量、风味俱佳的低乳糖奶粉，本发明人还对所述常规的奶粉生产工艺参数进行了改进，所述的常规奶粉生产工艺包括：原料奶检验、冷却、净乳、二次除菌、标准化、均质、巴氏杀菌、冷却、配料、过滤、均质、预热杀菌、蒸发浓缩、喷雾干燥、流化床冷却、筛粉、包装和入库。

其中，常规奶粉生产工艺的上述各步骤都可以采用本领域常用的工艺参数。优选的，可选用如下工艺参数：

所述原料奶检验是将原料奶按照国标GB/T 6914进行检测；

所述的冷却为：采用温度为0℃～2℃冰水为介质通过板换热交换使温度达到2～10℃；

所述净乳是将原料奶的杂质降低至杂质度≤2.5～4ppm；

所述二次除菌是采用离心除菌，其中一次除菌使芽孢的去除率达芽孢总数的90～95％，二次除菌使芽孢的去除率达芽孢总数的95～99％；

所述标准化是对净乳脱脂之后的原料奶进行蛋白质、脂肪等的标准化；

所述巴氏杀菌是将原料奶在温度80～90℃，保温10～30s，使细菌数降低至5～12％；优选的，将原料奶在温度85℃，保温15s，使细菌数降低至10％；

所述配料是根据所用原料奶的物料特性，按预定配方进行化料添加；

所述均质如下进行：均质压力15～20MPa，均质温度为40～55℃；优选的，均质压力为17MPa，均质温度为45℃；

所述预热杀菌如下进行：温度为80～95℃，时间为15～60s；优选的，温度为90℃，时间为15～60s；

所述蒸发浓缩是将原料奶在温度45～70℃进行浓缩，直至干物浓度为30～52％；

所述喷雾干燥如下进行：进风温度为110～190℃，排风温度为68～99℃之间，高压泵压力为7～27MPa；优选的，排风温度为68～85℃之间，高压泵压力为14～22MPa；

所述流化床冷却如下进行：经喷雾干燥后的奶粉进入流化床，一级流化床的进风温度为45～50℃，二级流化床的进风温度为30～35℃，冷却风温度为17～20℃；

所述筛粉在15～30℃进行，以保证粉的流动性；

所述包装如下进行：先对奶粉空间灭菌10～20分钟，然后用75％酒精杀菌；操作人员的工作服用紫外灯进行照射20～40分钟，再进行包装。

本发明采用先进的生物酶解技术，开发出一种低乳糖奶粉，乳糖水解率可达70％以上，奶粉营养丰富全面，不仅可以起到减轻并改善乳糖不耐受人群对乳糖的不耐受症状，而且还可满足此类人群对风味及口感的需求。本发明所述的低乳糖奶粉的制备方法以乳糖酶水解步骤为核心，通过对配料、过滤、均质、预热杀菌、蒸发浓缩、喷雾干燥、冷却、筛粉、包装等步骤工艺条件的研究，通过添加巴氏杀菌工艺，有效降低了原料奶中的细菌数；通过添加乳糖酶水解工艺，降低产品中乳糖的含量，提出了最佳参数条件的制备方法，提高了对牛奶的利用率。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

常规的奶粉生产工艺如下：

1、原料奶检验：按照国标GB/T 6914进行检测；

2、净乳：杂质度≤2.5ppm，通过常规75％酒精试验；

3、二次除菌：经过两次离心除菌，一次除菌使芽孢的去除率达芽孢总数的95％，二次除菌使芽孢的去除率达芽孢总数的99％；

4、标准化：对于净乳脱脂之后的原料奶进行蛋白质、脂肪等的标准化；

5、巴氏杀菌：杀菌段温度应控制在83℃，时间为15s，使细菌数降低至10％；

6、配料：根据所用物料特性，进行化料添加；

7、均质：均质压力18MPa，均质温度为45℃；

8、预热杀菌：温度为88℃，时间为30s；

9、蒸发浓缩：浓缩物料温度为65℃，干物浓度要求在45％；

10、喷雾干燥：进风温度控制在180℃左右，排风温度控制在80℃左右，高压泵压力控制在18MPa；

11、冷却：经喷雾干燥后的奶粉进入流化床，一级流化床的进风温度为50℃，二级流化床的进风温度为35℃，冷却风温度为19℃；

12、筛粉：控制筛粉温度在20℃，以保证粉的流动性；

13、包装：空间灭菌10分钟，人员手用75％酒精杀菌，工作服用紫外灯进行照射30分钟，再进行包装，入库及出库。

加工后奶粉参数：

项目	指标(每100克)
		蛋白质，g	18.0
脂肪，g	18.0
		碳水化合物，g	55.0
乳糖，g	38.5

实施例2

低乳糖奶粉酶水解工艺流程：

1、原料奶检验(理化指标：脂肪≥3.10％；蛋白质2.95％；酸度≤0.162％(以乳酸表示)；微生物指标：细菌总数≤20万个/ml)；

2、净乳：净乳后原料奶杂质度≤4ppm，通过常规75％酒精试验；

3、二次除菌：经过两次离心除菌，一次除菌使芽孢的去除率达芽孢总数的90％，二次除菌使芽孢的去除率达芽孢总数的96％；

4、标准化：对于净乳脱脂之后的原料奶进行蛋白质、脂肪等的标准化；

5、巴氏杀菌：杀菌段温度应控制在85℃，时间为20s，使细菌数降低至10％；

6、酶水解工艺：乳糖酶(Biolactase L，KBS公司)的添加量为乳糖酶与原料奶比例为0.6∶1000，温度37℃，时间为2.5小时；

7、配料：根据所用物料特性，进行化料添加；

8、均质：均质压力19MPa，均质温度为45℃；

9、预热杀菌：温度为85℃，时间为35s；

10、蒸发浓缩：浓缩物料温度为50℃，干物浓度要求在50％；

11、喷雾干燥：进风温度控制在170℃，排风温度控制在80℃，高压泵压力控制在16MPa；

12、冷却：经喷雾干燥后的奶粉进入流化床，一级流化床的进风温度为45℃，二级流化床的进风温度为30℃，冷却风温度为15℃；

13、筛粉：控制筛粉温度在18℃，以保证粉的流动性；

14、包装：空间灭菌15分钟，人员手用75％酒精杀菌，工作服用紫外灯进行照射25分钟，再进行包装，入库及出库。

加工后奶粉参数：

项目	指标(每100克)
		蛋白质，g	17.5
脂肪，g	17.0
		碳水化合物，g	55.0
乳糖，g	8.0

实施例3

低乳糖奶粉酶水解工艺流程：

1、原料奶检验(理化指标：脂肪≥3.10％；蛋白质2.95％；酸度≤0.162％(以乳酸表示)；微生物指标：细菌总数≤20万个/ml)；

2、净乳：净乳后原料奶杂质度≤2ppm，通过常规75％酒精试验；

3、二次除菌：经过两次离心除菌，一次除菌使芽孢的去除率达芽孢总数的90％，二次除菌使芽孢的去除率达芽孢总数的96％；

4、标准化：对于净乳脱脂之后的原料奶进行蛋白质、脂肪等的标准化；

5、巴氏杀菌：杀菌段温度应控制在85℃，时间为20s，使细菌数降低至10％；

6、酶水解工艺：乳糖酶(Maxilact LX5000乳糖酶，帝斯曼DSM)的添加量为乳糖酶与原料奶比例0.4∶1000，温度38℃，时间为6小时；

7、配料：根据所用物料特性，进行化料添加。

8、均质：均质压力20MPa，均质温度为45℃；

9、预热杀菌：温度为88℃，时间为20s；

10、蒸发浓缩：浓缩物料温度为55℃，干物浓度要求在50％；

11、喷雾干燥：进风温度控制在189℃，排风温度控制在82℃，高压泵压力控制在18MPa；

12、冷却：经喷雾干燥后的奶粉进入流化床，一级流化床的进风温度为45℃，二级流化床的进风温度为30℃，冷却风温度为17℃；

13、筛粉：控制筛粉温度在20℃之间，以保证粉的流动性；

14、包装：空间灭菌20分钟，人员手用75％酒精杀菌，工作服用紫外灯进行照射25分钟，再进行包装，入库及出库。

加工后奶粉参数：

项目	指标(每100克)
		蛋白质，g	18.0
脂肪，g	17.0
		碳水化合物，g	54.0
乳糖，g	6.0

实施例4

低乳糖奶粉酶水解工艺流程：

1、原料奶检验(理化指标：脂肪≥3.10％；蛋白质2.95％；酸度≤0.162％(以乳酸表示)；微生物指标：细菌总数≤20万个/ml)；

2、净乳：净乳后原料奶杂质度≤2ppm，通过常规75％酒精试验；

3、二次除菌：经过两次离心除菌，一次除菌使芽孢的去除率达芽孢总数的90％，二次除菌使芽孢的去除率达芽孢总数的96％；

4、标准化：对于净乳脱脂之后的原料奶进行蛋白质、脂肪等的标准化；

5、巴氏杀菌：杀菌段温度应控制在85℃，时间为20s，使细菌数降低至10％；

6、酶水解工艺：乳糖酶(MaxilactL2000乳糖酶，帝斯曼DSM)的添加量为乳糖酶与原料奶比例1.0∶1000，温度36℃，时间为2小时；

7、配料：根据所用物料特性，进行化料添加。

8、均质：均质压力20MPa，均质温度为55℃；

9、预热杀菌：温度为92℃，时间为20s；

10、蒸发浓缩：浓缩物料温度为55℃，干物浓度要求在50％；

11、喷雾干燥：进风温度控制在160℃之间，排风温度控制在78℃之间，高压泵压力控制在16MPa；

12、冷却：经喷雾干燥后的奶粉进入流化床，一级流化床的进风温度为45℃，二级流化床的进风温度为30℃，冷却风温度为17℃；

13、筛粉：控制筛粉温度在20℃之间，以保证粉的流动性；

14、包装：空间灭菌15分钟，人员手用75％酒精杀菌，工作服用紫外灯进行照射30分钟，再进行包装，入库及出库。

加工后奶粉参数：

项目	指标(每100克)
		蛋白质，g	18.5
脂肪，g	16.5
		碳水化合物，g	54.0
乳糖，g	7.0

显然，经过酶水解步骤，可制备出乳糖含量大大降低，其他营养成分不变的奶粉，奶粉营养丰富全面，不仅可以起到减轻并改善乳糖不耐受人群对乳糖的不耐受症状，而且还可满足此类人群对风味及口感的需求。

Claims (10)

1.一种低乳糖奶粉，其特征在于，其中的乳糖含量为4.5wt％～10wt％。

2.如权利要求1所述的低乳糖奶粉，其特征在于，由以下方法制备，在原料奶经过巴氏杀菌并冷却之后，并在生产配料之前，向原料奶中添加乳糖酶，进行水解。

3.如权利要求1或2所述的低乳糖奶粉的制备方法，包括常规的奶粉的生产工艺，其特征在于，在原料奶经过巴氏杀菌之后，并在生产配料之前，所述制备方法还包括向原料奶中添加乳糖酶，进行水解。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述乳糖酶为克鲁维酵母经乳酸发酵的高纯度液态乳糖酶制剂。

5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述乳糖酶的添加量为乳糖酶与原料奶的体积比为0.2～1.2∶1000；优选0.6∶1000。

6.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述水解以如下参数进行：搅拌，温度30～40℃，水解时间为2～8h。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述水解以如下参数进行：搅拌，温度37℃，水解时间为2.5h。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在水解的过程中，控制原料奶的pH值为6.0～7.8。

9.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述常规的奶粉生产工艺包括：原料奶检验、冷却、净乳、二次除菌、标准化、均质、巴氏杀菌、冷却、配料、过滤、均质、预热杀菌、蒸发浓缩、喷雾干燥、流化床冷却、筛粉、包装和入库。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的冷却为：采用温度为0℃～2℃冰水为介质通过板换热交换使温度达到2～10℃；

所述净乳是将原料奶的杂质降低至杂质度≤2.5～4ppm；

所述二次除菌是采用离心除菌，其中一次除菌使芽孢的去除率达90～95％，二次除菌使芽孢的去除率达95～99％；

所述巴氏杀菌是将原料奶在温度80～90℃，保温10～30s，使细菌数降低至总数的5～12％；优选的，将原料奶在温度85℃，保温15s，使细菌数降低至总数的10％；

所述均质如下进行：均质压力15～20MPa，均质温度为40～55℃；优选的，均质压力为17MPa，均质温度为45℃；

所述预热杀菌如下进行：温度为80～95℃，时间为15～60s；优选的，温度为90℃，时间为15～60s；

所述蒸发浓缩是将原料奶在温度45～70℃进行浓缩，直至干物浓度为30～52％；

所述喷雾干燥如下进行：进风温度为110～190℃，排风温度为68～99℃之间，高压泵压力为7～27MPa；优选的，排风温度为68～85℃之间，高压泵压力为14～22MPa；

所述流化床冷却如下进行：经喷雾干燥后的奶粉进入流化床，一级流化床的进风温度为45～50℃，二级流化床的进风温度为30～35℃，冷却风温度为17～20℃；

所述筛粉在15～30℃进行，以保证粉的流动性。