CN112544715A - 一种钙强化牛奶的原料组合物、钙强化牛奶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钙强化牛奶的原料组合物，所述原料包括0.1465‑0.3808％的乳矿物盐、0.0095‑0.01％的初乳碱性蛋白、0.001‑0.0012％的维生素D、0.025‑0.027％的结冷胶、0.15‑0.2％复配乳化剂，余量为生牛乳经超滤膜过滤的截留液，所述百分比为每种原料占原料总质量百分比。本发明还提供了一种采用上述组合物制备钙强化牛奶的工艺以及制备出的钙强化牛奶产品。本发明制得的产品钙含量和蛋白质含量均要优于市场同类产品，且口感浓厚顺滑，奶香浓郁，常温保质期6个月，并能通过37℃存放2个月的高温破坏性存放实验测试，产品在保质期内和高温破坏性存放实验期间均稳定性良好，无絮凝和严重沉淀分层现象，同时，本发明的钙强化牛奶同时添加初乳碱性蛋白，具有改善骨骼健康的功能。

Description

一种钙强化牛奶的原料组合物、钙强化牛奶及其制备方法
技术领域
本发明属于乳制品领域，具体涉及一种钙强化牛奶的原料组合物、钙强化牛奶及其制备方法。
背景技术
骨质疏松症是一种与增龄相关的骨骼疾病。早期流行病学调查显示：我国50岁以上人群骨质疏松症患病率女性为20.7％，男性为14.4％；60岁以上人群骨疏松症患病率明显增高，女性尤为突出。据估算2006年我国骨质疏松症患者近7000万，骨量减少者已超过2亿人。
钙对维持生命很重要，在人体内，钙存在于骨骼、牙齿、细胞和血液中。人体对钙的吸收主要通过食物吸收，外来钙质供应不足时，骨骼释放钙质，补充血液和细胞中的钙质，结果使骨骼密度下降，脆性增加。中国居民的膳食钙主要来源于蔬菜、豆类及豆制品、面、米及其制品，而作为钙优质来源的奶及奶制品,只占中国居民膳食钙来源的5％以下。一般来讲，人体对乳制品中的钙吸收率较高。
目前市场上高钙产品的指标普遍是蛋白质3.0-3.3g/100mL，脂肪3.2-3.5g/100mL，钙含量120-135mg/100mL。当产品的蛋白质含量和钙含量越高时，产品越容易出现絮凝现象，因此尚没有蛋白质含量3.6-3.8g/100mL，脂肪含量4.0-4.3g/100mL，同时钙含量150mg/100mL-200mg/100mL的产品或专利。
仅专利200810086644.1公开了钙含量达到200mg/100g-280mg/100g的高钙牛奶，其钙含量超过150mg/100mL，但是其蛋白质含量仅为3.1g/100g-3.18g/100g，脂肪含量0.45g/100g-3.45g/100g，这两项指标显著低于本发明要开发的蛋白质和脂肪的指标。并且该专利只公开能在37℃存放28天的数据，未公开是否可以在37℃存放2个月以上的数据，该数据对于市售常温产品具有很重要的意义，因为中国大多数省份在8,9两个月中的温度普遍较高，常温库房的温度往往都会超过37℃，所以需要产品能通过37℃两个月的存放实验。
因鉴于此，特提出此发明。
发明内容
为解决现有的市售牛奶钙含量不高、无法通过高温破坏性存放实验的问题，本发明提供了一种钙强化牛奶，口感浓厚顺滑，奶香浓郁，常温保质期6个月，并能通过37℃存放2个月的高温破坏性存放实验测试，产品在保质期内和37℃存放2个月的实验中稳定性良好，无絮凝和严重沉淀分层现象。
本发明提供了一种钙强化牛奶的原料组合物，所述原料包括0.1465-0.3808％的乳矿物盐、0.0095-0.01％的初乳碱性蛋白、0.001-0.0012％的维生素D、0.025-0.027％的结冷胶、0.15-0.2％复配乳化剂，余量为生牛乳经超滤膜过滤的截留液，所述百分比为每种原料占原料总质量百分比。
本发明采用了超滤膜过滤的方法对生牛乳进行浓缩，可最大限度的保证最终产品的口感和风味。采用其它的浓缩方法处理会使最终产品的口味偏咸，影响口感。
所述初乳碱性蛋白是以牛初乳为原料，经杀菌、脱脂、离心分离、去除酪蛋白、α-乳白蛋白、β-乳球蛋白，微滤、超滤、冷冻干燥等工艺而制成的，蛋白质含量≥80％。
优选的，所述复配乳化剂为大豆磷脂和单，双甘油脂肪酸酯以1:3-4的重量比复配而成的复配乳化剂。
优选的，所述复配乳化剂中的单，双甘油脂肪酸酯的单酯含量为60-70％。
优选的，所述结冷胶为高酰基结冷胶。
优选的，所述乳矿物盐为粒径小于10μm，钙含量为24-26％的乳矿物盐。采用该规格的乳矿物盐有利于乳矿物盐在产品中的悬浮，利于最终产品状态的稳定。
优选的，所述过滤生牛乳所用的超滤膜的孔径为0.01μm。
本发明还提供了一种钙强化牛奶的制备方法，以上述的钙强化牛奶的原料组合物为原料，并按以下步骤依次进行：
(1)将生牛乳经超滤膜过滤的截留液、结冷胶和复配乳化剂混合；
(2)向步骤(1)中得到的物料中投入乳矿物盐、初乳碱性蛋白和维生素D，混合，均质，冷却；
(3)将步骤(2)得到的物料均质，杀菌，冷却，灌装得到最终产品。
采用分布投料，即先投入稳定剂形成稳定体系后再投入其它物料的形式有利于体系稳定。
优选的，步骤(1)中混合的工艺为搅拌混合，混合温度为75-80℃，混合时间为20-30min。
优选的，步骤(2)中混合的工艺为搅拌混合，混合温度为75-80℃，混合时间为10-15min，均质温度为75-80℃，均质压力为10-15MPa,冷却目标温度为2-6℃。
优选的，步骤(3)中均质的温度为60-70℃，所述均质的压力为18-22MPa。
本发明采用两次均质的工艺，通过第一次均质将体系分散，并略微降低结冷胶的凝胶能力。第二次均质则将脂肪球均匀分布，利于产品状态的稳定和长时间保存。
优选的，步骤(3)中杀菌工艺的温度为135-140℃，杀菌时间为4-6s,冷却目标温度为25-30℃。采用UHT灭菌方式有利于最终产品的长时间保存。
另一方面，本发明还提供了一种钙强化牛奶，采用上述的制备方法制备而成。
在不违背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：
本发明制得的产品钙含量和蛋白质含量均要优于市场同类产品，且口感浓厚顺滑，奶香浓郁，常温保质期6个月，并能通过37℃存放2个月的高温破坏性存放实验测试，产品在保质期内和高温破坏性存放实验期间均稳定性良好，无絮凝和严重沉淀分层现象，同时，本发明的钙强化牛奶同时添加初乳碱性蛋白，具有改善骨骼健康的功能，可以满足消费者多元化的消费需求。
具体实施方式
下面用实施例来进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
本发明的各实施例中，所用原料的来源为：
全脂生牛乳：光明乳业股份有限公司；
大豆磷脂：丹尼斯克(中国)有限公司；
乳矿物盐(粒径＜10μm，钙含量24％～26％)：戴纬林国际贸易(上海)有限公司；
单，双甘油脂肪酸酯(单酯含量为60-70％)：帕斯嘉(上海)食品添加剂有限公司；
初乳碱性蛋白：上海普洛钦国际贸易有限公司；
高酰基结冷胶：斯比凯可公司；
六偏磷酸钠和维生素D：上海励成营养产品科技股份有限公司；
其余原料均市售可得。
实施例一
本实施例提供了一种钙强化牛奶的制备方法。
将全脂生牛乳用超滤膜过滤，膜过滤温度为2℃，取截留液用于后续生产，截留液中蛋白质含量为3.6g/100mL，脂肪含量为4.0g/100mL。
本实施例中原料配方如下表所示。
原料 技术指标 添加量(wt％)
初乳碱性蛋白 蛋白含量≥80％ 0.0095
微粉型乳矿物盐 粒径＜10μm，钙含量24％～26％ 0.173
维生素D 维生素D3含量100000～120000IU/g 0.001
结冷胶 高酰基结冷胶 0.025
复配乳化剂 大豆磷脂:单，双甘油脂肪酸酯:六偏磷酸钠＝1:3:1 0.15
截留液 蛋白质3.6g/100mL，脂肪4.0g/100mL 余量
总计 100
所述制备方法按照以下步骤依次进行。
(1)将截留液与结冷胶和复配乳化剂混合，在75℃下保温搅拌20min；
(2)将微粉型乳矿物盐、初乳碱性蛋白、维生素D投入步骤(1)得到的物料中，在75℃下保温搅拌10min，在75℃，10MPa下均质，冷却至2℃；
(3)将步骤(2)得到的物料在60℃，18MPa下均质，并在135℃下杀菌4s,冷却至25℃灌装得到最终产品。
本实施例制得的产品的营养参数如下表所示。
项目 每100mL
蛋白质 3.6g
脂肪 4.0g
钙 150mg
维生素D<sub>3</sub> 1.8μg
实施例二
本实施例提供了一种钙强化牛奶的制备方法。
将全脂生牛乳用超滤膜过滤，膜过滤温度为6℃，取截留液用于后续生产，截留液中蛋白质含量为3.8g/100mL，脂肪含量为4.3g/100mL。
本实施例中原料配方如下表所示。
原料 技术指标 添加量(wt％)
初乳碱性蛋白 蛋白含量≥80％ 0.01
微粉型乳矿物盐 粒径＜10μm，钙含量24％～26％ 0.355
维生素D 维生素D3含量100000～120000IU/g 0.0012
结冷胶 高酰基结冷胶 0.027
复配乳化剂 大豆磷脂:单，双甘油脂肪酸酯:六偏磷酸钠＝1:4:1 0.20
截留液 蛋白质3.8g/100mL，脂肪4.3g/100mL 余量
总计 100
所述制备方法按照以下步骤依次进行。
(1)将截留液与结冷胶和复配乳化剂混合，在80℃下保温搅拌30min；
(2)将微粉型乳矿物盐、初乳碱性蛋白、维生素D投入步骤(1)得到的物料中，在80℃下保温搅拌15min，在80℃，15MPa下均质，冷却至6℃；
(3)将步骤(2)得到的物料在70℃，22MPa下均质，并在140℃下杀菌6s,冷却至30℃灌装得到最终产品。
本实施例制得的产品的营养参数如下表所示。
项目 每100mL
蛋白质 3.8g
脂肪 4.3g
钙 200mg
维生素D<sub>3</sub> 2.2μg
实施例三
本实施例提供了一种钙强化牛奶的制备方法。
将全脂生牛乳用超滤膜过滤，膜过滤温度为4℃，取截留液用于后续生产，截留液中蛋白质含量为3.8g/100mL，脂肪含量为4.3g/100mL。
本实施例中原料配方如下表所示。
原料 技术指标 添加量(wt％)
初乳碱性蛋白 蛋白含量≥80％ 0.0095
微粉型乳矿物盐 粒径＜10μm，钙含量24％～26％ 0.1465
维生素D 维生素D3含量100000～120000IU/g 0.001
结冷胶 高酰基结冷胶 0.026
复配乳化剂 大豆磷脂:单，双甘油脂肪酸酯:六偏磷酸钠＝1:3:1 0.15
截留液 蛋白质3.8g/100mL，脂肪4.3g/100mL 余量
总计 100
所述制备方法按照以下步骤依次进行。
(1)将截留液与结冷胶和复配乳化剂混合，在80℃下保温搅拌20min；
(2)将微粉型乳矿物盐、初乳碱性蛋白、维生素D投入步骤(1)得到的物料中，在80℃下保温搅拌10min，在80℃，10MPa下均质，冷却至4℃；
(3)将步骤(2)得到的物料在70℃，18MPa下均质，并在140℃下杀菌4s,冷却至28℃灌装得到最终产品。
本实施例制得的产品的营养参数如下表所示。
Figure BDA0002817009010000061
Figure BDA0002817009010000071
实施例四
本实施例提供了一种钙强化牛奶的制备方法。
将全脂生牛乳用超滤膜过滤，膜过滤温度为4℃，取截留液用于后续生产，截留液中蛋白质含量为3.6g/100mL，脂肪含量为4.0g/100mL。
本实施例中原料配方如下表所示。
原料 技术指标 添加量(wt％)
初乳碱性蛋白 蛋白含量≥80％ 0.01
微粉型乳矿物盐 粒径＜10μm，钙含量24％～26％ 0.3808
维生素D 维生素D3含量100000～120000IU/g 0.0012
结冷胶 高酰基结冷胶 0.027
复配乳化剂 大豆磷脂:单，双甘油脂肪酸酯:六偏磷酸钠＝1:4:1 0.20
截留液 蛋白质3.8g/100mL，脂肪4.3g/100mL 余量
总计 100
所述制备方法按照以下步骤依次进行。
(1)将截留液与结冷胶和复配乳化剂混合，在75℃下保温搅拌30min；
(2)将微粉型乳矿物盐、初乳碱性蛋白、维生素D投入步骤(1)得到的物料中，在75℃下保温搅拌15min，在75℃，15MPa下均质，冷却至4℃；
(3)将步骤(2)得到的物料在60℃，22MPa下均质，并在135℃下杀菌6s,冷却至28℃灌装得到最终产品。
本实施例制得的产品的营养参数如下表所示。
项目 每100mL
蛋白质 3.6g
脂肪 4.0g
钙 200mg
维生素D<sub>3</sub> 2.2μg
实施例五
本实施例提供了一种钙强化牛奶的制备方法。
将全脂生牛乳用超滤膜过滤，膜过滤温度为4℃，取截留液用于后续生产，截留液中蛋白质含量为3.7g/100mL，脂肪含量为4.2g/100mL。
本实施例中原料配方如下表所示。
原料 技术指标 添加量(wt％)
初乳碱性蛋白 蛋白含量≥80％ 0.01
微粉型乳矿物盐 粒径＜10μm，钙含量24％～26％ 0.2843
维生素D 维生素D3含量100000～120000IU/g 0.0011
结冷胶 高酰基结冷胶 0.026
复配乳化剂 大豆磷脂:单，双甘油脂肪酸酯:六偏磷酸钠＝1:3:1 0.18
截留液 蛋白质3.8g/100mL，脂肪4.3g/100mL 余量
总计 100
所述制备方法按照以下步骤依次进行。
(1)将截留液与结冷胶和复配乳化剂混合，在78℃下保温搅拌25min；
(2)将微粉型乳矿物盐、初乳碱性蛋白、维生素D投入步骤(1)得到的物料中，在78℃下保温搅拌13min，在78℃，12MPa下均质，冷却至4℃；
(3)将步骤(2)得到的物料在65℃，20MPa下均质，并在137℃下杀菌5s,冷却至25℃灌装得到最终产品。
本实施例制得的产品的营养参数如下表所示。
项目 每100mL
蛋白质 3.7g
脂肪 4.2g
钙 180mg
维生素D<sub>3</sub> 2.0μg
实施例六
本实施例提供了一种钙强化牛奶的制备方法。
将全脂生牛乳用超滤膜过滤，膜过滤温度为6℃，取截留液用于后续生产，截留液中蛋白质含量为3.7g/100mL，脂肪含量为4.2g/100mL。
本实施例中原料配方如下表所示。
Figure BDA0002817009010000081
Figure BDA0002817009010000091
所述制备方法按照以下步骤依次进行。
(1)将截留液与结冷胶和复配乳化剂混合，在77℃下保温搅拌25min；
(2)将微粉型乳矿物盐、初乳碱性蛋白、维生素D投入步骤(1)得到的物料中，在77℃下保温搅拌12min，在77℃，13MPa下均质，冷却至4℃；
(3)将步骤(2)得到的物料在65℃，20MPa下均质，并在137℃下杀菌4s,冷却至25℃灌装得到最终产品。
本实施例制得的产品的营养参数如下表所示。
项目 每100mL
蛋白质 3.7g
脂肪 4.2g
钙 170mg
维生素D<sub>3</sub> 2.0μg
对比例一
对比例二所用的稳定剂为微晶纤维素和或/卡拉胶或微晶纤维素和结冷胶复配，其余工艺步骤和条件同实施例六。
对比例一的产品在37℃保温贮存30天后出现部分絮凝的弱凝胶现象，60天后严重絮凝分层，口感稠厚糊口，技术方案无法实现。
对比例二
对比例二在步骤(2)中省略均质工艺，其余工艺步骤和条件同实施例六。
对比例二在配完料的生产过程中出现部分絮凝现象，该部分半成品经过后续工艺处理依然呈弱凝胶状，口感稠厚糊口，技术方案无法实现。
对比例三
对比例三在步骤(2)中均质工艺的均质压力超过15MPa，其余工艺步骤和条件同实施例六。
对比例三的产品出现白色沉淀，37℃贮存60天后沉淀明显加重，技术方案无法实现。
效果实施例
对本发明中记载的实施例一至六和市售高钙产品进行感官评价。选择30位专业感官评测人员，随机分为3组，每组10人，对高钙牛奶进行色泽、稠厚度、滋味、稳定性等5项指标进行评测，5项指标的总分作为样品评定分数，以30人的平均分作为最终评定分数，评定标准如表1所示。评价结果如表2所示。
Figure BDA0002817009010000101
表1感官评价评价标准
样品 色泽 滑爽度 滋味 稳定性 总分
实施例一 9 28 25 27 89
实施例二 7 25 28 25 85
实施例三 7 27 28 28 90
实施例四 9 25 25 25 84
实施例五 8 27 27 28 90
实施例六 8 27 27 28 90
市售高钙牛奶一 8 10 20 28 66
市售高钙牛奶二 8 10 20 28 66
表2感官评价评价结果
由表2可知，本发明各实施例所制备的钙强化牛奶，在色泽、滑爽度、滋味、稳定性上基本得到了认可，口感饱满顺滑、奶香浓郁。本发明的产品相较市售高钙产品在口感饱满滑爽度和奶香浓郁两项指标均领先于市售产品。
市售高钙牛奶一营养参数如下表所示
项目 每100mL
蛋白质 3.0g
脂肪 3.7g
钙 125mg
维生素D<sub>3</sub> 2.2μg
市售高钙牛奶二营养参数如下表所示
项目 每100mL
蛋白质 3.0g
脂肪 3.6g
钙 128mg
由上与本申请各实施例对比可得，本发明制得的产品相较于市售产品而言，蛋白质含量、脂肪含量和钙含量均远优于市售产品，更符合现代消费者对于口味和营养的消费理念。
对本发明的产品进行稳定性观察，在常温和37℃条件下，静止观察产品的组织状态、沉淀率、脂肪上浮率，具体结果如表3所示。
Figure BDA0002817009010000111
Figure BDA0002817009010000121
表3产品稳定性试验结果
根据表3的结果可知，本发明的产品37℃保温加速实验60天后，不出现不可接受的产品絮凝、脂肪上浮、析水分层和颗粒沉淀等现象，其中37℃保温加速实验10天、20天、30天、40天、50天和60天对应常温保存(20-25℃)1个月、2个月、3个月、4个月、5个月和6个月的组织状态和稳定性，可以确定常温6个月比较稳定。另外本发明的产品在37℃贮存70天无絮凝等弱凝胶现象。
选取年龄范围在30-40岁且在当地居住半年以上的健康白领女性作为志愿者共82名，为对照组41人和研究组41人，以分析比较产品干预12周后受试者骨健康指标的变化情况。在研究期间，志愿者同意不服用任何药物、补剂、或者其他的乳制品包括酸奶饮品，愿意服从所有研究要求和程序，且愿意在参与研究期间，不参加其他介入性的临床研究。
以口服方式，每天早晚各服用一盒250mL规格的牛奶，其中，对照组服用普通纯牛奶，研究组服用实施例一种制得的产品，两组产品外观、包装均相同。
各组志愿者均服用产品12周。
在基线和试验终点对各志愿者测定以下项目：(1)国际骨质疏松基金会骨质疏松风险一分钟测试题。(2)72小时饮食回顾(FFQ)：记录志愿者到访前72小时的食物摄入量及频率，评估时间为基线、第12周。(3)过去一周运动回顾(SFQ)：记录志愿者到访前一周的运动强度及时长，评估时间为基线、第12周。(4)血液检测：骨代谢生化指标(OST、PINP、β-CTx、25(OH)D3)、全血矿物元素(Cu、Fe、Zn、Ca、Mg)，评估时间为基线、第12周。(5)骨密度检测：采用由徐州品源电子科技有限公司生产的BMD-A3超声骨密度检测仪，评估时间为基线、第12周。(6)伴随药物：整个研究期间记录志愿者服用药物情况。结果显示：经12周的干预，实施例1的产品能够显著提高志愿者的骨质指数(BDI)、延缓预期骨质疏松发生的年龄、降低相对骨折风险；对志愿者降低血液β胶联降解产物，增加骨钙素、总I型胶原氨基端延长肽和25羟基维生素D3含量有显著效果，表明该产品有益于改善人体骨健康。
综上，本发明工艺以及原料上的改进，使制备出的钙强化牛奶产品在风味上要优于市售同类产品，同时产品的稳定性在6个月的保质期内和37℃下两个月的高温破坏性存放实验期间均稳定性良好，无絮凝和严重沉淀分层现象。同时，本发明的钙强化牛奶同时添加初乳碱性蛋白，具有改善骨骼健康的功能，可以满足消费者多元化的消费需求。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种钙强化牛奶的原料组合物，其特征在于，所述原料包括0.1465-0.3808％的乳矿物盐、0.0095-0.01％的初乳碱性蛋白、0.001-0.0012％的维生素D、0.025-0.027％的结冷胶、0.15-0.2％复配乳化剂，余量为生牛乳经超滤膜过滤的截留液，所述百分比为每种原料占原料总质量百分比。
2.根据权利要求1所述的钙强化牛奶的原料组合物，其特征在于，所述复配乳化剂为大豆磷脂和单，双甘油脂肪酸酯以1:3-4的重量比复配而成的复配乳化剂。
3.根据权利要求2所述的钙强化牛奶的原料组合物，其特征在于，所述复配乳化剂中的单，双甘油脂肪酸酯的单酯含量为60-70％。
4.根据权利要求1所述的钙强化牛奶的原料组合物，其特征在于，所述结冷胶为高酰基结冷胶。
5.根据权利要求1所述的钙强化牛奶的原料组合物，其特征在于，所述乳矿物盐为粒径小于10μm，钙含量为24-26％的乳矿物盐。
6.根据权利要求1所述的钙强化牛奶的原料组合物，其特征在于，所述过滤生牛乳所用的超滤膜的孔径为0.01μm。
7.一种钙强化牛奶的制备方法，其特征在于，以权利要求1-6中任一所述的钙强化牛奶的原料组合物为原料，并按以下步骤依次进行：
(1)将生牛乳经超滤膜过滤的截留液、结冷胶和复配乳化剂混合；
(2)向步骤(1)中得到的物料中投入乳矿物盐、初乳碱性蛋白和维生素D，混合，均质，冷却；
(3)将步骤(2)得到的物料均质，杀菌，冷却，灌装得到最终产品。
8.根据权利要求7所述的钙强化牛奶的制备方法，其特征在于，步骤(1)中混合的工艺为搅拌混合，混合温度为75-80℃，混合时间为20-30min。
9.根据权利要求7所述的钙强化牛奶的制备方法，其特征在于，步骤(2)中混合的工艺为搅拌混合，混合温度为75-80℃，混合时间为10-15min，均质温度为75-80℃，均质压力为10-15MPa,冷却目标温度为2-6℃。
10.根据权利要求7所述的钙强化牛奶的制备方法，其特征在于，步骤(3)中均质的温度为60-70℃，所述均质的压力为18-22MPa。
11.根据权利要求7所述的钙强化牛奶的制备方法，其特征在于，步骤(3)中杀菌工艺的温度为135-140℃，杀菌时间为4-6s,冷却目标温度为25-30℃。
12.一种钙强化牛奶，其特征在于，采用权利要求7-11任一所述的制备方法制备而成。
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