CN105455109A - 一种脂肪球膜粉及其制备方法、应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了脂肪球膜粉及其制备方法、应用。包括下述步骤：将原料调节pH值至7～8，采用孔径为0.1～1.5μm的膜材料进行分离浓缩，洗滤，收集截留段的浓缩液，冷冻干燥后即可；原料为含有脂肪球膜粉的液态乳制品。本发明采用膜分离方法制备脂肪球膜粉，制备方法简单，分离效率较高，便于工业化生产，脂肪球膜成分含量高，避免了脂肪球膜结构的破坏以及脂肪球膜中的脂类成分的氧化。将其应用于UHT稀奶油生产中，制得的稀奶油富含天然磷脂成分，能够软化血管，有益人体健康等功能，具有较高的营养特性；稳定性较好，在保质期内保持较好的应用性能，货架期可达6～9个月，不会出现脂肪上浮等现象，具有较好的储藏稳定性以及应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种脂肪球膜粉及其制备方法、应用。
背景技术
脂肪球膜粉不仅具有较好的营养价值，还是天然的乳化剂。常规脂肪球膜分离方法包括热处理后离心等操作，费时费事，难于工业规模化生产，而且制备的脂肪球膜含量低，热处理、离心等过程破坏脂肪球膜粉的天然结构，影响其乳化性能和营养性能。该现象亟待解决。
发明内容
本发明解决的技术问题是克服了现有的脂肪球膜粉分离方法费时费事，难于工业规模化生产，脂肪球膜含量低，且热处理、离心等过程破坏脂肪球膜粉的天然结构，影响其乳化性能和营养特性等缺陷，提供了一种脂肪球膜粉及其制备方法、应用。本发明采用膜分离方法制备脂肪球膜粉，制备方法简单，分离效率较高，便于工业化生产，而且脂肪球膜成分含量高，避免了脂肪球膜结构的破坏以及脂肪球膜中的脂类成分的氧化。将其应用于UHT稀奶油生产中，制得的稀奶油富含天然磷脂成分，能够软化血管，有益人体健康等功能，具有较高的营养特性；而且具有较好的稳定性，在保质期内保持较好的应用性能，货架期可达6～9个月，不会出现脂肪上浮等现象，具有较好的储藏稳定性以及应用前景；将脂肪球膜粉应用于稀奶油的制备过程中，实现了所有副产物的最大综合利用，降低了稀奶油的生产成本。
本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。
本发明提供了一种脂肪球膜粉的制备方法，其包括下述步骤：将原料调节pH值至7～8后，采用孔径为0.1～1.5μm的膜材料进行分离浓缩，洗滤，收集截留段的浓缩液，冷冻干燥后即可；其中，所述原料为含有脂肪球膜粉的液态乳制品。
本发明中，所述含有脂肪球膜粉的液态乳制品为本领域常规，较佳地选自新鲜酪乳、酪乳粉水溶液、稀奶油和全脂乳中的一种或多种，更佳地选自新鲜酪乳和/或酪乳粉水溶液。若原料为稀奶油和/或全脂乳脱稀奶油，为便于后续高效的分离制得脂肪球膜粉，在进行上述分离方法之前，一般先经过加热、离心和分离操作，使脂肪含量在65％(质量百分比)左右。
其中，所述酪乳粉水溶液是指将酪乳粉按照一定的比例配制成的水溶液。所述酪乳粉水溶液较佳地通过下述步骤制得：将酪乳粉复原成8～9％的溶液，在35～45℃下搅拌30～90分钟，冷却至4～7℃冷藏12小时以上；上述百分比为酪乳粉占酪乳粉水溶液总量的质量百分比。
本发明中，在膜分离的操作前，通过调节原料的pH值，使得与酪蛋白结合的钙离子成为游离钙离子，并与添加的螯合剂结合，从而酪蛋白胶束结构发生变化，使得酪蛋白与脂肪球膜更容易进行分离。
本发明中，较佳地，所述pH值通过酸度调节剂进行调节。所述酸度调节剂为食品领域常规，较佳地选自柠檬酸钠、酒石酸钠、乙酸钠和碳酸钠中的一种或多种。
本发明中，根据本领域常识可知，采用0.1～1.5μm的膜材料进行分离浓缩的过程为微滤。
本发明中，所述膜材料较佳地选自纤维素酯膜、再生纤维素膜、陶瓷膜或聚醚砜膜。
本发明中，所述分离浓缩的温度较佳地为10～50℃。所述分离浓缩的压力较佳地为0.5～0.7MPa。
本发明中，所述分离浓缩的终点较佳地为至原体积的1/4～1/6倍。
本发明中，所述洗滤的操作为本领域常规操作，较佳地按下述步骤进行：在所述分离浓缩后，在截留端补入水，使得与所述分离浓缩操作前的体积相同，进行洗滤。
本发明中，所述洗滤的温度较佳地为10～50℃。所述洗滤的压力较佳地为0.5～0.7MPa。所述洗滤的次数较佳地为3～5次。
本发明还提供了一种由上述制备方法制得的脂肪球磨粉。
本发明所述脂肪球膜粉中，总蛋白含量较佳地为50～60％，脂类含量较佳地为30～40％，水分含量较佳地为3～5％以及其他灰分成分含量较佳地为3～5％。
其中，所述总蛋白中，脂肪球膜蛋白的含量较佳地为68～72％，酪蛋白的含量较佳地为5～7％和乳清蛋白的含量较佳地为23～25％，上述百分比均为相对于总蛋白含量的质量百分比。
本发明还提供了一种所述脂肪球膜粉在制备UHT搅打稀奶油中的应用。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：
本发明采用膜分离方法制备脂肪球膜粉，制备方法简单，分离效率较高，便于工业化生产，而且脂肪球膜成分含量高，避免了脂肪球膜结构的破坏以及脂肪球膜中的脂类成分的氧化。将其应用于UHT稀奶油生产中，制得的稀奶油富含天然磷脂成分，能够软化血管，有益人体健康等功能，具有较高的营养特性；而且具有较好的稳定性，在保质期内保持较好的应用性能，货架期可达6～9个月，不会出现脂肪上浮等现象，具有较好的储藏稳定性以及应用前景；将脂肪球膜粉应用于稀奶油的制备过程中，实现了所有副产物的最大综合利用，降低了稀奶油的生产成本。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
实施例1
1、脂肪球膜粉的制备方法为：
(1)取新鲜酪乳20kg，加入柠檬酸钠，调节pH为7；
(2)将步骤(1)所得物料采用0.1μm的纤维素酯膜进行分离浓缩，浓缩至为原体积的1/4倍，即截留液为5kg后停止。在截留端补入15kg去离子水，此步骤重复3次。膜分离浓缩和洗滤温度均为50℃，压力均为0.5MPa；
(3)将膜分离浓缩后的截留液进行冷冻干燥，即可得到脂肪球膜粉。其中，总蛋白含量为50％，脂类含量为40％，水分含量5％，灰份含量5％；其中，脂肪球膜蛋白、酪蛋白和乳清蛋白占总蛋白比例分别为68％、7％和25％。
2、UHT稀奶油制备方法：
原料：黄油41.45％，脱脂乳粉4.5％，脂肪球膜粉4％，卡拉胶0.05％，水分含量50％。
(1)将脱脂乳粉和脂肪球膜粉室温(15℃)下溶解，100rpm搅拌90min后，过夜储藏备用(7℃)，使得粉料充分溶解，制得混合物A。
(2)向混合物A中加入黄油和卡拉胶后，加热温度至70℃，在10000rpm速度下搅拌5min，制得混合物B；
(3)将混合物B进行均质(55℃、6MPa)，UHT杀菌(135℃、10s)，快速冷却后，10s内冷却至18℃(冷却速率为11.7℃/s)，灌装(灌装温度＜15℃)，保藏(保藏温度15～35℃)即可。
所制得的UHT稀奶油中，脂肪含量35％，蛋白含量5％，碳水化合物1.5％，水分含量58.5％。
实施例2
1、脂肪球膜粉的制备方法：
(1)将酪乳粉复原成8％的溶液24kg，在35℃下搅拌90min，冷却至4～7℃过夜冷藏后，加入酒石酸钠，调节pH为8；
(2)将步骤(1)所得物料采用1.5μm的再生纤维素膜进行分离浓缩，浓缩至为原体积的1/6倍，即截留液为4kg后停止。在截留端补入20kg去离子水，此步骤重复5次。膜分离浓缩和洗滤的温度均为10℃，压力均为0.7MPa；
(3)将膜分离浓缩后的截留液进行冷冻干燥，即可得到脂肪球膜粉。其中，总蛋白含量为60％，脂类含量为34％，水分含量3％，灰份含量3％。其中，脂肪球膜蛋白、酪蛋白和乳清蛋白占总蛋白比例分别为72％、5％和23％。
2、UHT稀奶油制备方法：
原料：黄油48.49％，乳清蛋白粉3.5％，脂肪球膜3％，刺槐豆胶0.01％，水分含量45％。
(1)将乳清蛋白粉和脂肪球膜粉室温(35℃)下溶解，200rpm搅拌30min后，过夜储藏备用(4℃)，使得粉料充分溶解，制得混合物A。
(2)向混合物A中加入黄油和刺槐豆胶后，加热温度至50℃，在15000rpm速度下搅拌1min，制得混合物B；
(3)将混合物B进行均质(65℃、3MPa)，UHT杀菌(140℃、4s)，20s内冷却至15℃(冷却速率为6.3℃/s)，灌装(灌装温度＜15℃)，保藏(保藏温度15～35℃)即可。
所制得的UHT稀奶油中，脂肪含量38.50％，蛋白含量1％，碳水化合物0.5％，水分含量60％。
实施例3
1、脂肪球膜粉的制备方法为：
(1)将酪乳粉复原成9％的溶液25kg，在45℃下搅拌30min，冷却至4～7℃过夜冷藏后，加入乙酸钠，调节pH为8；
(2)将步骤(1)所得物料采用0.4μm的陶瓷膜进行分离浓缩，浓缩至为原体积的1/5倍，即截留液为5kg后停止。在截留端补入20kg去离子水，此步骤重复4次。膜分离浓缩和洗滤温度均为30℃，压力均为0.6MPa；
(3)将膜分离浓缩后的截留液进行冷冻干燥，即可得到脂肪球膜粉。其中，总蛋白含量为55％，脂类含量为35％，水分含量5％和灰份含量5％。其中，脂肪球膜蛋白、酪蛋白和乳清蛋白占总蛋白比例分别为70％、6％和24％。
2、UHT稀奶油制备方法：
原料：黄油45％，牛乳蛋白浓缩物4％，脂肪球膜3.5％，黄原胶0.03％，水分含量47.47％。
(1)将牛乳蛋白浓缩物和脂肪球膜粉室温(20℃)下溶解，200rpm搅拌30min后，过夜储藏备用(4℃)，使得粉料充分溶解，制得混合物A。
(2)向混合物A中加入黄油和黄原胶后，加热温度至50℃，在15000rpm速度下搅拌1min，制得混合物B；
(3)将混合物B进行均质(65℃、3MPa)，UHT杀菌(140℃、4s)，15s内冷却至16℃(冷却速率为8.3℃/s)，灌装(灌装温度＜15℃)，保藏(保藏温度15～35℃)即可。
所制得的UHT稀奶油中脂肪含量38.50％，蛋白含量1％，碳水化合物0.5％，水分含量60％。
实施例4
1、脂肪球膜粉的制备方法：
(1)将酪乳粉复原成8.5％的溶液25kg，在40℃下搅拌60min，冷却至4～7℃过夜冷藏后，加入碳酸钠，调节pH为7.5；
(2)将步骤(1)所得物料采用0.4μm的聚醚砜膜进行分离浓缩，浓缩至为原体积的1/5倍，即截留液为5kg后停止。在截留端补入20kg去离子水，此步骤重复4次。膜分离浓缩和洗滤温度均为45℃，压力均为0.6MPa；
(3)将膜分离浓缩后的截留液进行冷冻干燥，即可得到脂肪球膜粉。其中，总蛋白含量为56％，脂类含量为34％，水分含量5％，灰份含量5％。其中，脂肪球膜蛋白、酪蛋白和乳清蛋白占总蛋白比例分别为68％、7％和25％。
2、UHT稀奶油制备方法：
原料：黄油45％，脱脂乳粉4％，脂肪球膜3.7％，微晶纤维素0.03％，水分含量47.27％。
(1)将脱脂乳粉和脂肪球膜粉室温(22℃)下溶解，100rpm搅拌60min后，过夜储藏备用(4℃)，使得粉料充分溶解，制得混合物A；
(2)向混合物A中加入黄油和微晶纤维素后，加热温度至60℃，在13000rpm速度下搅拌1min，制得混合物B；
(3)将混合物B进行均质(60℃、6MPa)，UHT杀菌(137℃、5s)，10s内冷却至18℃(冷却速率为11.9℃/s)，灌装(灌装温度＜15℃)，保藏(保藏温度15～35℃)即可。
所制得的UHT稀奶油中脂肪含量41％，蛋白含量3％，碳水化合物1％，水分含量55％。
实施例5
1、脂肪球膜粉的制备方法：
(1)采用新鲜稀奶油生产脂肪球膜粉，将新鲜稀奶油加热至55℃后离心分离至脂肪含量为65％，加入酒石酸钠，调节pH为8；
(2)将步骤(1)所得物料24kg采用1.5μm的再生纤维素膜进行分离浓缩，浓缩至为原体积的1/6倍，即截留液为4kg后停止。在截留端补入20kg去离子水，此步骤重复5次。膜分离浓缩和洗滤的温度均为15℃，压力均为0.7MPa；
(3)将膜分离浓缩后的截留液进行冷冻干燥，即可得到脂肪球膜粉。其中，总蛋白含量为56％，脂类含量为38％，水分含量3％，灰份含量3％。其中，脂肪球膜蛋白、酪蛋白和乳清蛋白占总蛋白比例分别为72％、5％和23％。
2、UHT稀奶油制备方法：
原料：黄油48.49％，乳清蛋白粉3.5％，脂肪球膜3％，刺槐豆胶0.01％，水分含量45％。
(1)将乳清蛋白粉和脂肪球膜粉室温(35℃)下溶解，200rpm搅拌30min后，过夜储藏备用(4℃)，使得粉料充分溶解，制得混合物A。
(2)向混合物A中加入黄油和刺槐豆胶后，加热温度至50℃，在15000rpm速度下搅拌1min，制得混合物B；
(3)将混合物B进行均质(65℃、3MPa)，UHT杀菌(140℃、4s)，20s内冷却至15℃(冷却速率为6.3℃/s)，灌装(灌装温度＜15℃)，保藏(保藏温度15～35℃)即可。
所制得的UHT稀奶油中，脂肪含量38.50％，蛋白含量1％，碳水化合物0.5％，水分含量60％。
实施例6
1、脂肪球膜粉的制备方法为：
(1)新鲜全脂乳加热至55℃后，离心分离至脂肪含量为65％，取20kg加入柠檬酸钠，调节pH为7；
(2)将步骤(1)所得物料采用0.1μm的纤维素酯膜进行分离浓缩，浓缩至为原体积的1/4倍，即截留液为5kg后停止。在截留端补入15kg去离子水，此步骤重复3次。膜分离浓缩和洗滤温度均为50℃，压力均为0.5MPa；
(3)将膜分离浓缩后的截留液进行冷冻干燥，即可得到脂肪球膜粉。其中，总蛋白含量为50％，脂类含量为40％，水分含量5％，灰份含量5％；其中，脂肪球膜蛋白、酪蛋白和乳清蛋白占总蛋白比例分别为68％、7％和25％。
2、UHT稀奶油制备方法：
原料：黄油41.45％，脱脂乳粉4.5％，脂肪球膜粉4％，卡拉胶0.05％，水分含量50％。
(1)将脱脂乳粉和脂肪球膜粉室温(15℃)下溶解，100rpm搅拌90min后，过夜储藏备用(7℃)，使得粉料充分溶解，制得混合物A。
(2)向混合物A中加入黄油和卡拉胶后，加热温度至70℃，在10000rpm速度下搅拌5min，制得混合物B；
(3)将混合物B进行均质(55℃、6MPa)，UHT杀菌(135℃、10s)，快速冷却后，10s内冷却至18℃(冷却速率为11.7℃/s)，灌装(灌装温度＜15℃)，保藏(保藏温度15～35℃)即可。
所制得的UHT稀奶油中，脂肪含量35％，蛋白含量5％，碳水化合物1.5％，水分含量58.5％。
对比例1
1、脂肪球膜粉的制备方法
除步骤(1)中加入酒石酸钠，调节pH为6外，其它参数与工艺同实施例2。
制得的脂肪球膜粉中总蛋白含量为60％，脂类含量为30％，水分含量为5％，灰分含量为5％。其中，脂肪球膜蛋白、酪蛋白和乳清蛋白的比例分别为48％、27％和25％。
2、UHT稀奶油制备方法同实施例2，所制得的UHT稀奶油中脂肪含量35％，蛋白含量3.5％，碳水化合物1.5％，水分含量60％。
对比例2
1、脂肪球膜粉的制备方法：
除步骤(2)中膜孔径为3μm外，其它参数与工艺同实施例3。
制得的脂肪球膜粉中，总蛋白含量为64％，脂类含量为30％，水分含量3％，灰份含量3％。其中，脂肪球膜蛋白、酪蛋白和乳清蛋白占总蛋白比例分别为40％、40％和20％。
2、UHT稀奶油制备方法同实施例3，所制得的UHT稀奶油中脂肪含量39％，蛋白含量2％，碳水化合物1％，水分含量58％。
对比例3
1、脂肪球膜的制备方法：
除步骤(2)中只进行一次膜分离浓缩，不进行洗滤工艺外，其它参数与工艺同实施例4。
制得的脂肪球膜粉中，总蛋白含量为45％，脂类含量为35％，水分含量5％，灰份含量15％。其中，脂肪球膜蛋白、酪蛋白和乳清蛋白占总蛋白比例分别为69％、7％和24％。
2、UHT稀奶油制备方法同实施例4，所制得的UHT稀奶油中脂肪含量39％，蛋白含量2％，碳水化合物1％，水分含量58％。
效果实施例1
对实施例1～6的UHT稀奶油、对比例1～3的稀奶油打发性能进行比较。评价结果如表1所示。
表1UHT稀奶油打发性能比较
表1中，同一列相同字母代表在0.05水平上差异性不显著，不同字母代表差异性显著。
由以上数据可知，与对比例1～3稀奶油比较，本发明制得的产品在室温下放置30d后，产品打发时间较短，且膨胀倍数较大；随着贮藏时间延长至180d，本发明制得的产品打发性能较为稳定。
效果实施例2
将实施例1～6的稀奶油、对比例1～3的稀奶油于25℃下放置30d和180d后，测定样品的粒径变化。采用马尔文激光粒度分析仪Mastersizer3000中湿法测定对照和超高压处理样品的粒径分布。采用去离子水作为分散相，搅拌速率为2000rpm，其中水相的折射率为1.33，样品的折射率设置为1.56。每个样品测定三次D50，并取平均值作为最终测定结果。为了评价样品稳定性，是否存在脂肪球上浮现象，分别从样品储存容器的上、中和下三个部分进行取样，所测得粒径结果如表2。
表2UHT稀奶油贮藏期间粒径的变化
实施例1～6制得的稀奶油在30d后，样品储存容器的上、中和下三个部分粒径接近，放置180d后，有轻微的脂肪球聚集上浮，造成产品的粒径增加；与之比较，对比例1～3制得的稀奶油，在30d放置后，出现脂肪球轻微上浮现象，随着储藏期延长至180d，此现象加剧。
Claims (10)
1.一种脂肪球膜粉的制备方法，其特征在于，其包括下述步骤：将原料调节pH值至7～8后，采用孔径为0.1～1.5μm的膜材料进行分离浓缩，洗滤，收集截留段的浓缩液，冷冻干燥后即可；其中，所述原料为含有脂肪球膜粉的液态乳制品。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含有脂肪球膜粉的液态乳制品选自新鲜酪乳、酪乳粉水溶液、稀奶油和全脂乳中的一种或多种；
其中，所述酪乳粉水溶液较佳地通过下述步骤制得：将酪乳粉复原成8～9％的溶液，在35～45℃下搅拌30～90分钟，冷却至4～7℃冷藏12小时以上；上述百分比为酪乳粉占酪乳粉水溶液总量的质量百分比。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述pH值通过酸度调节剂进行调节；所述酸度调节剂较佳地选自柠檬酸钠、酒石酸钠、乙酸钠和碳酸钠中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述膜材料选自纤维素酯膜、再生纤维素膜、陶瓷膜或聚醚砜膜。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述分离浓缩的温度为10～50℃；
所述分离浓缩的压力为0.5～0.7MPa；
所述分离浓缩的终点为至原体积的1/4～1/6倍。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述洗滤的操作按下述步骤进行：在所述分离浓缩后，在截留端补入水，使得与所述分离浓缩操作前的体积相同，进行洗滤。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述洗滤的温度为10～50℃；
所述洗滤的压力为0.5～0.7MPa；
所述洗滤的次数为3～5次。
8.一种如权利要求1～7任一项所述的制备方法制得的脂肪球磨粉。
9.如权利要求8所述的脂肪球膜粉，其特征在于，所述脂肪球膜粉中，总蛋白含量为50～60％，脂类含量为30～40％，水分含量为3～5％以及其他灰分成分含量为3～5％；
其中，所述总蛋白中，脂肪球膜蛋白的含量较佳地为68～72％，酪蛋白的含量较佳地为5～7％和乳清蛋白的含量较佳地为23～25％，上述百分比均为相对于总蛋白含量的质量百分比。
10.一种如权利要求8或9所述的脂肪球膜粉在制备UHT搅打稀奶油中的应用。
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