CN109984198A - 一种高蛋白低乳糖脱脂奶粉生产工艺 - Google Patents

一种高蛋白低乳糖脱脂奶粉生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高蛋白低乳糖脱脂奶粉生产工艺，包括以下步骤：预热：对原乳液进行预热处理；脱脂：对上述步骤中的乳液脱脂处理；杀菌：对上述步骤中的乳液采用低温杀菌方法处理；过滤分离：对上述步骤中的乳液过滤分离处理，得到浓缩乳液；喷雾干燥：对浓缩乳液进行喷雾干燥得到奶粉。本工艺采用动态膜过滤系统浓缩脱脂牛奶，既节省了大量能耗，又避免了热敏性蛋白物质失活，保存了牛奶中高蛋白营养物质，采用动态膜过滤系统降低牛奶中乳糖含量，避免化学物质的添加，保持了牛奶的纯正风味和口感，本工艺采用的动态膜过滤系统，能耗低、占地面积小，自动化程度高。

Description

一种高蛋白低乳糖脱脂奶粉生产工艺
技术领域
本发明涉及乳品制备技术领域，尤其涉及一种高蛋白低乳糖脱脂奶粉生产工艺。
背景技术
奶粉是由原乳液经过浓缩、喷雾、干燥等工艺制成，其营养成分更加全面，满足不同人群需求，相比液体奶制品，奶粉方便冲饮、保存时间长，成为许多人首选的营养品。
奶粉中的乳清蛋白以其纯度高、吸收率高、氨基酸组成最合理等诸多优势被推为“蛋白之王”。乳清蛋白不但容易消化，还含有人体所需的氨基酸,极容易被人体所吸收。
脱脂奶粉因其脂肪含量较少，所以易保存，不易发生氧化作用，适合肥胖而又需要补充营养的人群。脱脂奶粉对于老年人，消化不良的婴儿，以及腹泻、胆囊疾患、高脂症、慢性胰腺炎等患者也有一定益处。奶粉中的乳糖，为人类提供营养、提供能源，对哺乳动物神经发育有重要影响，同时乳糖有利于钙的吸收，是乳制品中不可缺少的营养物质，但是乳制品中乳糖过高，容易对乳糖不耐症的人群产生危害。目前，市场上奶粉多为低脂奶粉、低乳糖奶粉，还没有既低脂又低乳糖的高蛋白奶粉，以满足不同人群的需求。因此，低乳糖、低脂、高蛋白奶粉对老年人、肥胖人群、婴幼儿等都有很高的营养价值，适合不同人群选用。
现有奶粉生产工艺，对原乳浓缩多采用真空降膜浓缩，经二级或更多级蒸发，浓缩倍数为3～4倍，浓缩倍数较低。生产工艺中降膜蒸发器能耗较高、设备占地面积大，运行维护成本高，不利用节能环保。而现有的低乳糖奶粉生产工艺往往采取加乳糖酶水解的办法获得的，影响了奶粉的原汁风味。
有鉴于此，有必要对现有技术中的奶粉制品的生产工艺予以改进，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于公开一种高蛋白低乳糖脱脂奶粉生产工艺，提高原乳液浓缩倍数，提供一种更高蛋白含量的奶制品。本发明采用动态膜过滤系统过滤、分离、杀菌处理原乳液，生产工艺流程简短、设备占地面积小，运行成本低。
为实现上述目的，本发明提供了一种高蛋白低乳糖脱脂奶粉生产工艺，包括以下步骤：
（1）预热：对原乳液进行预热处理；
（2）脱脂：对步骤（1）中的乳液脱脂处理；
（3）杀菌：对步骤（2）中的乳液采用低温杀菌方法处理；
（4）过滤分离：对步骤（3）中的乳液过滤分离处理，得到浓缩乳液；
（5）喷雾干燥：对浓缩乳液进行喷雾干燥得到奶粉。
在一些实施方式中，所述步骤（1）中预热处理温度为45～55℃。
在一些实施方式中，所述步骤（2）中脱脂处理采用离心脱脂或膜分离方法脱脂，脱脂后乳液中脂肪含量低于0.5%。
在一些实施方式中，所述步骤（3）中低温杀菌方法采用低温巴氏杀菌或低温膜分离杀菌。
在一些实施方式中，所述低温巴氏杀菌温度为60～75℃，处理时间为15～30min，所述低温膜分离杀菌采用陶瓷膜过滤除菌。
在一些实施方式中，所述步骤（4）中过滤分离处理采用动态膜过滤系统处理，所述动态膜过滤系统中旋转电机转速为350～1300rpm，所述动态膜过滤系统压力为0.05～0.25MPa，温度为40～60℃，所述动态膜过滤系统浓缩倍数为4～9倍。
在一些实施方式中，所述步骤（4）中动态膜过滤系统设有陶瓷膜过滤器，所述陶瓷膜过滤器的过滤精度为30nm～5nm，截留分子量为20～50KD。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、采用动态膜过滤系统浓缩脱脂牛奶，既节省了大量能耗，又避免热敏性蛋白物质失活，保存了牛奶中高蛋白营养物质；2、采用动态膜过滤系统降低牛奶中乳糖含量，避免乳糖酶的添加，保持了牛奶的纯正风味和口感；3、本工艺产生的废水较少，废水中乳糖含量较高，可以再次回收乳糖，节约生产成本，降低排放废水中的COD值；4、本工艺浓缩倍数是当前传统工艺浓缩倍数的1～2倍，进而降低了牛奶喷雾干燥工艺流程中的能耗；5、本工艺采用的动态膜过滤系统，能耗低、占地面积小，自动化程度高。
具体实施方式
下面结合各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
实施例1
本发明提供了一种高蛋白低乳糖脱脂奶粉生产工艺，包括以下步骤：
（1）预热：对原乳液进行加热，加热温度为45℃；
（2）脱脂：将步骤（1）中加热的原乳液采用离心脱脂方法脱脂，脱脂后的乳液中脂肪含量为0.3%；
（3）杀菌：将脱脂后的乳液采用低温杀菌处理，本实施例优选低温巴氏杀菌方法，杀菌温度设置为60℃，杀菌处理时间为30min；
（4）过滤分离：采用动态膜过滤系统将步骤（3）中的乳液进行过滤分离处理，根据工艺要求浓缩乳液，所述动态膜过滤系统内设有陶瓷膜过滤器，陶瓷膜过滤器的过滤精度为30nm，分子截留量为50KD，动态膜过滤系统中的旋转电机带动陶瓷膜过滤器转动，实现过滤分离和浓缩，本实施例中旋转电机转速为1300rpm，系统工艺压力设为0.05MPa，温度设为40℃，最终实现乳液浓缩倍数为9倍。
乳液浓缩后，采用喷雾干燥的方法进行奶粉的制备，喷雾干燥温度控制在60℃，进料速度为5.5ml/min，可以得到奶粉。原乳经过脱脂、过滤和浓缩处理后，脂肪含量降低至0.5%以下，动态膜过滤系统将含有乳糖的透过液和浓缩乳液分离，降低了浓缩乳液中乳糖的含量，由此制备的奶粉低脂低糖。动态膜过滤系统透过的清液中含有大量乳糖和无机盐，可以利用反渗透和电渗析的方法将乳糖和无机盐分离，制备高纯乳糖，并将处理过程中的水进行脱盐处理，得到的纯水返回至工艺系统中循环使用。
此外，本实施例中的动态膜过滤系统配有反冲洗装置，选用碱液可对动态膜过滤系统进行反洗，除去膜表面的杂质，恢复陶瓷膜的通量。
实施例2
本发明提供了一种高蛋白低乳糖脱脂奶粉生产工艺，包括以下步骤：
（1）预热：对原乳液进行加热，加热温度为50℃；
（2）脱脂：将步骤（1）中加热的原乳液采用膜分离方法脱脂，优选过滤精度为1.4um的陶瓷膜进行脱脂处理，脱脂后的乳液中脂肪含量为0.2%，
（3）杀菌：本实施例优选低温膜分离方法杀菌处理，在脱脂的同时杀菌处理，达到脱脂和杀菌同时进行，脱脂后的大肠杆菌为0，细菌总数低于200个/ml；
（4）过滤分离：采用动态膜过滤系统将步骤（3）中的乳液进行过滤分离处理，根据工艺要求浓缩乳液，所述动态膜过滤系统内设有陶瓷膜过滤器，陶瓷膜过滤器的过滤精度为10nm，分子截留量为35KD，动态膜过滤系统中的旋转电机带动陶瓷膜过滤器转动，实现过滤分离和浓缩，本实施例中旋转电机转速为850rpm，系统工艺压力设为0.15MPa，温度设为50℃，最终实现乳液浓缩倍数为6倍。
乳液浓缩后，采用喷雾干燥的方法进行奶粉的制备，喷雾干燥温度控制在50℃，进料速度为5.8ml/min，可以得到奶粉。原乳经过脱脂、过滤和浓缩处理后，脂肪含量降低至0.5%以下，动态膜过滤系统将含有乳糖的透过液和浓缩乳液分离，降低了浓缩乳液中乳糖的含量，由此制备的奶粉低脂低糖。动态膜过滤系统透过的清液中含有大量乳糖和无机盐，可以利用反渗透膜和纳滤膜的方法将乳糖和无机盐分离，制备高纯乳糖，其中纳滤膜的截留分子量为150Da，反渗透膜能将处理过程中的水进行脱盐处理，得到的纯水返回至工艺系统中循环使用。
此外，本实施例中的动态膜过滤系统还配有反冲洗装置，选用酸液可对动态膜过滤系统进行反洗，除去膜表面的杂质，恢复陶瓷膜的通量。
实施例3
本发明提供了一种高蛋白低乳糖脱脂奶粉生产工艺，包括以下步骤：
（1）预热：对原乳液进行加热，加热温度为55℃；
（2）脱脂：将步骤（1）中加热的原乳液进行离心脱脂方法脱脂，脱脂后的乳液中脂肪含量为0.2%；
（3）杀菌：将脱脂后的乳液采用低温巴氏杀菌方法处理，杀菌温度设置为75℃，杀菌处理时间为20min；
（4）过滤分离：采用动态膜过滤系统将步骤（3）中的乳液进行过滤分离处理，根据工艺要求浓缩乳液，所述动态膜过滤系统内设有陶瓷膜过滤器，陶瓷膜过滤器的过滤精度为5nm，分子截留量为20KD，动态膜过滤系统中的旋转电机带动陶瓷膜过滤器转动，实现过滤分离和浓缩，本实施例中旋转电机转速为500rpm，系统工艺压力设为0.25MPa，温度设为60℃，最终实现乳液浓缩倍数为4倍。
乳液浓缩后，采用喷雾干燥的方法进行奶粉的制备，喷雾干燥温度控制在60℃，进料速度为5.2ml/min，可以得到奶粉。原乳经过脱脂、过滤和浓缩处理后，脂肪含量降低至0.5%以下，动态膜过滤系统将含有乳糖的透过液和浓缩乳液分离，降低了浓缩乳液中乳糖的含量，由此制备的奶粉低脂低糖。动态膜过滤系统透过的清液中含有大量乳糖和无机盐，可以利用反渗透膜和纳滤膜的方法将乳糖和无机盐分离，制备高纯乳糖，其中纳滤膜的截留分子量为200Da，反渗透膜能将处理过程中的水进行脱盐处理，得到的纯水返回至工艺系统中循环使用。
此外，本实施例中的动态膜过滤系统还配有在线清洗装置，选用酸液或者碱液对动态膜过滤系统进行清洗，清洗温度为50℃，清洗时间为0.5h，可除去膜表面的杂质，恢复陶瓷膜的通量。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种高蛋白低乳糖脱脂奶粉生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）预热：对原乳液进行预热处理；
（2）脱脂：对步骤（1）中的乳液脱脂处理；
（3）杀菌：对步骤（2）中的乳液采用低温杀菌方法处理；
（4）过滤分离：对步骤（3）中的乳液过滤分离处理，得到浓缩乳液；
（5）喷雾干燥：对浓缩乳液进行喷雾干燥得到奶粉。
2.根据权利要求1所述的高蛋白低乳糖脱脂奶粉生产工艺，其特征在于，所述步骤（1）中预热处理温度为45～55℃。
3.根据权利要求1所述的高蛋白低乳糖脱脂奶粉生产工艺，其特征在于，所述步骤（2）中脱脂处理采用离心脱脂或膜分离方法脱脂，脱脂后乳液中脂肪含量低于0.5%。
4.根据权利要求1所述的高蛋白低乳糖脱脂奶粉生产工艺，其特征在于，所述步骤（3）中低温杀菌方法采用低温巴氏杀菌或低温膜分离杀菌。
5.根据权利要求4所述的高蛋白低乳糖脱脂奶粉生产工艺，其特征在于，所述低温巴氏杀菌温度为60～75℃，处理时间为15～30min，所述低温膜分离杀菌采用陶瓷膜过滤除菌。
6.根据权利要求1所述的高蛋白低乳糖脱脂奶粉生产工艺，其特征在于，所述步骤（4）中过滤分离处理采用动态膜过滤系统处理，所述动态膜过滤系统中旋转电机转速为350～1300rpm，所述动态膜过滤系统压力为0.05～0.25MPa，温度为40～60℃，所述动态膜过滤系统浓缩倍数为4～9倍。
7.根据权利要求6所述的高蛋白低乳糖脱脂奶粉生产工艺，其特征在于，所述步骤（4）中动态膜过滤系统设有陶瓷膜过滤器，所述陶瓷膜过滤器的过滤精度为30nm～5nm，截留分子量为20～50KD。
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