CN112868759A - 一种高蛋白高脂肪浓缩牛奶及其制备方法 - Google Patents

一种高蛋白高脂肪浓缩牛奶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种高蛋白高脂肪浓缩牛奶及其制备方法。具体地，本公开的方法分离除掉了牛奶中20‑30％的乳矿物盐、乳糖和乳清蛋白，降低牛奶体系中盐分、乳清蛋白和乳糖，在没有任何添加剂的情况下，提高了高蛋白高脂肪牛奶生产稳定性，解决高指标牛奶货架期蛋白和脂肪稳定性的问题，避免牛奶加工过程体系组织状态变化，同时满足了消费者对纯天然无添加、高蛋白和营养健康的需求。

Description

一种高蛋白高脂肪浓缩牛奶及其制备方法
技术领域
本公开属于乳制品加工领域，具体涉及一种高蛋白高脂肪浓缩牛奶及其制备方法。
背景技术
目前消费者追求一种天然乳制品，不仅健康和营养，而且天然、绿色、无添加。目前牛奶生产主要通过分离和闪蒸技术进行标准化，蛋白和脂肪含量符合国标。然而，牛奶是一种营养和成分复杂的胶体体系，该体系中含有各种乳矿物盐，经过浓缩后该体系中的乳矿物盐含量提高，蛋白和脂肪本身稳定性和乳矿物盐稳定性都发生变化，生产过程中由于加热灭菌，蛋白和脂肪受体系乳矿物盐浓度增大的影响，形成脂蛋白和糖蛋白，造成牛奶组织状态粘稠和糊管现象，严重影响正常生产。为此添加稳定性和乳化剂是目前解决高指标牛奶生产稳定性问题、改善高指标牛奶货架期稳定性的主要方法。但是添加稳定剂后的牛奶不属于天然高蛋白高脂肪纯牛奶，属于调制乳。
纯天然高蛋白高脂肪浓缩牛奶生产稳定性问题一直困扰该天然高蛋白高脂肪纯牛奶产品开发。
发明内容
为了解决上述问题，本公开提供了一种纯天然高蛋白高脂肪浓缩牛奶的制备方法，该方法分离除掉了牛奶中20-30％的乳矿物盐、乳糖和乳清蛋白，降低牛奶体系中盐分、乳清蛋白和乳糖，在没有任何添加剂的情况下，提高了高蛋白高脂肪牛奶生产稳定性，解决高指标牛奶货架期蛋白和脂肪稳定性的问题，避免牛奶加工过程体系组织状态变化。
本公开中所用的术语具有本领域常用的含义，除非另有说明。
具体地，一方面，本公开提供浓缩牛奶的制备方法，其包括对原料奶进行以下处理步骤：
牛奶预处理：将全部原料奶经过过滤和净乳机除杂，过滤优选为60～100目过滤，净乳机的转速优选为5000-5500rpm；
离心分离：将占原料奶总重量的20-30％wt，优选20-25％wt的原料奶分离为脱脂奶和稀奶油；其中脱脂奶占原料奶总重量的18-27％wt，稀奶油占原料奶总重量的2-3％wt；优选地，所述离心分离的转速为6000-6500rpm；
微滤分离：将脱脂奶通过微滤分离，得到微滤截留液和微滤渗透液，所述微滤使用的微滤膜为有机膜(如有机纤维素膜)和陶瓷膜，优选为陶瓷膜；所述微滤膜的孔径为0.14～0.28um；上述微滤截留液主要成分为酪蛋白，微滤渗透液的主要成分为乳清蛋白、乳糖及少量乳矿物盐；
混合：将所述微滤截留液、所述稀奶油加入剩余的占原料奶总重量的70-80％wt的原料奶中，搅拌混合均匀，得到混合液，其中所述稀奶油可以根据产品脂肪含量标准调整添加量；
标准化：将所述混合液采用反渗透或真空降膜蒸发进行浓缩。
在一个实施方案中，所述原料奶为生牛乳。
在一个实施方案中，所述标准化是将所述混合液中的蛋白含量标准化至3.65-6.0％wt，脂肪含量调整到4.60-8.0％wt，固形物含量调整到14.0-22％wt。
在一个实施方案中，所述制备方法还包括在离心分离前进行离心除菌机除菌，除掉原料奶中杂质、体细胞和芽孢。
在一个实施方案中，前述任一项所述的制备方法还包括在标准化后进行蒸汽直接灭菌，优选地，所述蒸汽直接灭菌的温度为140-143℃，时间为3-6s，优选地所述蒸汽直接灭菌为蒸汽浸入式灭菌或蒸汽喷射式灭菌。
在一个实施方案中，如上所述的制备方法还包括在蒸汽直接灭菌前和后分别进行均质，优选地蒸汽直接灭菌前的均质的一级压力为200-400bar，温度为65-70℃，优选地，蒸汽直接灭菌后的均质的一级压力为100-200bar，温度为75-80℃。
在一个实施方案中，如上所述的制备方法还包括蒸汽直接灭菌前的均质之前进行预热、脱气，优选地所述预热的温度为70-75℃，优选地所述脱气的真空度-0.5～-0.7bar。
在一个实施方案中，如上所述的制备方法还包括在蒸汽直接灭菌后，且在均质之前进行真空蒸发脱水，优选地，真空蒸发脱水的真空度为-0.8～-0.95bar
在一个实施方案中，如上所述的制备方法还包括冷却，优选地所述冷却温度为20-30℃。
在另一个方面，本公开提供浓缩牛奶，其由上述任意一种方法制备。
在一个实施方案中，所述的浓缩牛奶的组分含量分别为：蛋白3.65-6.0％wt，脂肪4.60-8.0％wt，固形物14.0-22％wt。
本公开的灭菌方式采用蒸汽直接灭菌，而没有采用间接灭菌法(管式或板式灭菌)，由于该标准化后的牛奶蛋白和脂肪含量高，间接灭菌法出现生产时间短及糊管问题，而蒸汽直接灭菌可以解决糊管和生产时间短的问题。
浓缩牛奶在灭菌前均质，能够防止牛奶预热过程脂肪和蛋白聚集。灭菌后均质，防止乳脂肪及乳蛋白高温附聚形成的大颗粒，通过灭菌后均质分散形成的大颗粒。因此优选灭菌处理前后同时进行均质处理。
本公开的技术效果
在一个实施方案中，本公开的浓缩牛奶常温货架期可以达到6个月。
在一个实施方案中，本公开主要利用净乳机除杂、离心除菌机降低芽孢和细菌、微滤分离除掉部分乳清蛋白、乳糖和乳矿物盐，反渗透或真空蒸发浓缩标准化、蒸汽直接灭菌、灭菌前后均质等工艺技术，解决浓缩牛奶生产稳定性和货架期问题，同时满足了消费者对纯天然无添加、高蛋白和营养健康的需求。
在一个实施方案中，本公开的制备方法提高了牛奶中酪蛋白含量，减少了牛奶中大约18-27％的游离脂肪酸、乳清蛋白、乳糖和乳矿物盐，解决牛奶体系货架期粘稠不稳定问题。
在一个实施方案中，本公开的制备方法将部分牛奶进行分离、调整组分标准化，降低牛奶中乳矿物盐、游离脂肪酸、乳糖和乳清蛋白，解决牛奶全部分离后脂肪和蛋白重新调整后的不稳定问题，同时改善牛奶中酪蛋白和乳清蛋白比例，提高牛奶生产和货架期稳定性。
在一个实施方案中，本公开的制备方法将部分牛奶组分进行分离去除，降低了浓缩牛奶体系中游离脂肪酸、乳清蛋白、乳矿物盐、乳糖的含量，增强了牛奶稳定性。
在一个实施方案中，本公开的制备方法采用蒸汽直接灭菌，降低牛奶蛋白受热时间，减少牛奶受热产生的副产物和蛋白变性结合，可以使浓缩牛奶连续生产15-20小时，解决了牛奶生产和稳定性问题。
在一个实施方案中，本公开的制备方法采用净乳机和离心除菌机分别进行除杂和除菌，使浓缩牛奶常温货架期高达6个月。
在一个实施方案中，本公开浓缩牛奶采用膜浓缩和直接蒸汽灭菌技术，降低牛奶受热强度，减少牛奶中不耐热营养成分损失破坏，提高牛奶营养价值，使之更健康。
在一个实施方案中，本公开的浓缩牛奶是纯天然的，不添加任何稳定剂，且符合纯奶标准，满足市场消费者对纯天然高蛋白牛奶的需求。
在一个实施方案中，本公开的浓缩牛奶可以满足纯牛奶生产要求。
在一个实施方案中，本公开的浓缩牛奶蛋白和脂肪含量高于目前市场上纯奶(蛋白3.1-3.5％wt，脂肪3.5-4.5％wt，固形物12.5-14.0％wt)，满足市场消费者对高蛋白牛奶的需求。
在一些实施方案中，本公开的浓缩牛奶各项指标如下表1：
表1
指标 数值范围
蛋白质，g/100g 3.65≤蛋白≤6.0
脂肪，g/100g 4.60≤脂肪≤8.0
碳水化合物，g/100g ≥5.3
钠，mg/100ml ≤78
钙，mg/100g ≥115.3
全脂乳固体，g/100g 14.0≤全脂乳固体≤22.0
酸度，°T ＜18.0
pH值 6.46≤pH值≤6.60
附图说明
图1显示本公开的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开作进一步的详细说明。
实施例1：一种高蛋白高脂肪浓缩牛奶的制备方法，包括以下步骤：
1)原料奶预处理：以生牛乳作为原料奶，将其经过60目的双联过滤器过滤，除掉较大的杂质或异物，再预热到50℃，净乳机离心除杂(转速5000rpm)，除掉大部分杂质和体细胞等。
2)离心除菌：将除杂后的生牛乳通过离心除菌机，转速为5500rpm，除掉大部分芽孢和部分细菌。
3)离心分离：将除菌后占原料奶总重量的20％wt的生牛乳分离为占原料奶总重量的18％wt的脱脂奶和占原料奶总重量的2％wt的稀奶油，所述离心分离的转速为6000rpm。
4)微滤分离：将上述脱脂奶通过0.14um陶瓷膜微滤分离，分离为微滤渗透液(主要为游离脂肪酸、乳清蛋白、乳糖、乳矿物盐)、微滤截留液(主要为酪蛋白溶液)。
5)混合：将微滤截留液、占原料奶总重量2.0％wt的分离的稀奶油加入除菌后剩余的占原料奶总重量的80％wt的原料奶中，搅拌混合均匀，得到混合液。
6)标准化：将上述混合液进行RO膜浓缩，将混合液标准化至蛋白含量为3.65％wt，脂肪含量为4.60％wt，固形物含量14.0％wt，得到标准化牛奶。
7)预热脱气：将标准化牛奶预热到70℃，真空度-0.5bar。
8)均质：一级均质压力200bar，温度65℃。
9)蒸汽浸入式灭菌：140℃/6s。
10)真空蒸发脱水：真空度为-0.8bar。
11)均质：温度75℃，一级均质压力100bar。
12)冷却：温度20℃。
13)无菌灌装：将冷却后的牛奶进行无菌灌注。
14)包装：采用无菌包装。
15)产品检验：检测各项指标。
16)上市：检验合格后出库上市。
本实施例得到的产品各项指标检测结果如下表2：
表2
指标 检测数值
蛋白质，g/100g 3.65
脂肪，g/100g 4.60
碳水化合物，g/100g 5.3
钠，mg/100ml 73
钙，mg/100g 115.3
全脂乳固体，g/100g 14.0
酸度，°T 15.2
pH值 6.60
实施例2：一种高蛋白高脂肪浓缩牛奶的制备方法，包括以下步骤：
1)原料奶预处理：以生牛乳作为原料奶，将其经过80目的双联过滤器过滤，除掉较大的杂质或异物，预热到55℃，净乳机离心除杂(转速5200rpm)，除掉大部分杂质和体细胞等。
2)离心除菌：将除杂后的生牛乳通过离心除菌机，转速为5800rpm，除掉大部分芽孢和部分细菌。
3)离心分离：将除菌后占原料奶总重量的25％wt的生牛乳分离为占原料奶总重量的22.5％wt的脱脂奶和占原料奶总重量的2.5％wt的稀奶油，所述离心分离的转速为6200rpm。
4)微滤分离：将上述脱脂奶通过0.20um有机纤维素膜进行微滤分离，分离为微滤渗透液(主要为乳清蛋白、乳糖、乳矿物盐)、微滤截留液(主要为酪蛋白溶液)。
5)混合：将微滤截留液、占原料奶总重量2.5％wt的分离的稀奶油加入除菌后剩余的占原料奶总重量75％wt的原料奶中，搅拌混合均匀，得到混合液。
6)标准化：将上述混合液进行真空蒸发浓缩，将混合液标准化至蛋白含量为4.53％wt，脂肪含量为6.1％wt，固形物含量为16.2％wt，得到标准化牛奶。
7)预热脱气：将标准化牛奶预热到72℃，脱气真空度-0.6bar。
8)均质：一级均质压力300bar，温度67℃。
9)蒸汽喷射式灭菌：141℃/5s。
10)均质：温度77℃，一级均质压力150bar。
11)真空蒸发脱水：真空度为-0.85bar。
12)冷却：温度25℃。
13)无菌灌装：将冷却后的牛奶进行无菌灌注。
14)包装：采用康美包。
15)产品检验：各项指标检测合格。
16)上市：检验合格后出库上市。
本实施例得到的产品各项指标检测结果如下表3：
表3
指标 检测数值
蛋白质，g/100g 4.53
脂肪，g/100g 6.1
碳水化合物，g/100g 5.8
钠，mg/100ml 75
钙，mg/100g 118.5
全脂乳固体，g/100g 18.3
酸度，°T ＜17.5
pH值 6.53
实施例3：一种高蛋白高脂肪浓缩牛奶的制备方法，包括以下步骤：
1)原料奶预处理：以生牛乳作为原料奶，经过100目的双联过滤器过滤，除掉较大的杂质或异物，预热到60℃，净乳机离心除杂(转速5500rpm)，大部分芽孢和部分细菌。
2)离心除菌：将除杂后的生牛乳通过离心除菌机，转速为6000rpm，除掉大部分芽孢和部分细菌。
3)离心分离：将除菌后占原料奶总重量的30％wt的生牛乳分离为占原料奶总重量的27％wt的脱脂奶和占原料奶总重量的3％wt的稀奶油，所述离心分离的转速为6500rpm。
4)微滤分离：将上述脱脂奶通过0.28um有机纤维素微滤膜进行分离，分离为微滤渗透液(主要为乳清蛋白、乳糖、乳矿物盐)、微滤截留液(主要为酪蛋白溶液)。
5)混合：将微滤截留液、全部的分离的稀奶油加入除菌后剩余的占原料奶总重量的70％wt的原料奶中，搅拌混合均匀，得到混合液。
6)标准化：将上述混合液进行真空蒸发浓缩，将混合液标准化至蛋白含量为6.0％wt，脂肪含量为8.0％wt，固形物含量为22.0％wt，得到标准化牛奶。
7)预热脱气：将标准化牛奶预热到75℃，脱气真空度-0.7bar。
8)均质：一级均质压力400bar，温度70℃。
9)蒸汽浸入式灭菌：143℃/3s。
10)真空蒸发脱水：真空度为-0.95bar。
11)均质：温度80℃，一级均质压力200bar。
12)冷却：温度30℃。
13)无菌灌装：将冷却后的牛奶进行无菌灌装。
14)包装：采用无菌包装。
15)产品检验：检测各项指标。
16)上市：检验合格后出库上市。
本实施例得到的产品各项指标检测结果如下表4：
表4
指标 检测数值
蛋白质，g/100g 6.0
脂肪，g/100g 8.0
碳水化合物，g/100g 6.02
钠，mg/100ml 78
钙，mg/100g 120.3
全脂乳固体，g/100g 22.0
酸度，°T ＜17.8
pH值 6.46
对比例1：
一种高蛋白高脂肪浓缩牛奶的制备方法，其按照实施例1的步骤制备，区别仅在于：
离心分离：将除菌后占原料奶总重量的15％wt的生牛乳分离为占原料奶总重量的13.5％wt的脱脂奶和占原料奶总重量的1.5％wt的稀奶油。
标准化：将上一步的混合液进行真空蒸发浓缩，将混合液标准化至蛋白含量为5.5％wt，脂肪含量为6.1％wt，固形物含量为20.3％wt，得到标准化牛奶。
本对比例得到的产品各项指标检测结果如下表5：
表5
指标 检测数值
蛋白质，g/100g 5.5
脂肪，g/100g 6.1
碳水化合物，g/100g 5.9
钠，mg/100ml 85
钙，mg/100g 140.3
全脂乳固体，g/100g 20.3
酸度，°T ＜18.5
pH值 6.35
对比例2：
一种高蛋白高脂肪浓缩牛奶的制备方法，其按照实施例1的步骤制备，区别仅在于：
离心分离：将除菌后占原料奶总重量的35％wt的生牛乳分离为占原料奶总重量的31.5％wt的脱脂奶和占原料奶总重量的3.5％wt的稀奶油。
标准化：将上一步的混合液进行真空蒸发浓缩，将混合液标准化至蛋白含量为6.0％wt，脂肪含量为7.5％wt，固形物含量为18.3％wt，得到标准化牛奶。
本对比例得到的产品各项指标检测结果如下表6：
表6
指标 检测数值
蛋白质，g/100g 6.0
脂肪，g/100g 7.5
碳水化合物，g/100g 6.3
钠，mg/100ml 50
钙，mg/100g 80.3
全脂乳固体，g/100g 19.3
酸度，°T ＜16.2
pH值 6.23
对比例3
一种现有的高蛋白牛奶的制备方法，其生产工艺流程如下：
牛奶→预热→分离机除杂→均质→闪蒸浓缩→巴氏杀菌→冷却储存→预热→均质→间接灭菌→冷却→无菌灌装→包装→检验→上市。
具体地，其主要采取以下步骤：
1)原料奶预处理：以生牛乳作为原料奶，将其经过80目的双联过滤器过滤，除掉较大的异物，预热到60℃，离心净乳除杂(转速5000rpm)，除掉较小的杂质。
2)均质：将上述生牛乳进行均质，压力40/200bar，温度60℃。
3)闪蒸浓缩：将均质后的生牛乳进行闪蒸浓缩，将生牛乳中的蛋白浓缩到占原料奶总重量的4.5％wt，脂肪浓缩到占原料奶总重量的6.3％wt，固形物浓缩到占原料奶总重量的17.6％wt，得到标准化牛奶。
4)巴氏杀菌：杀菌温度及时间75℃/15s。
5)冷却储存：冷却到6℃以下。
6)预热脱气：预热到70℃，脱气真空度-0.5bar。
7)均质：压力250bar
8)超高温灭菌：采用间接管式UHT灭菌，温度及时间138℃/4s。
9)冷却：温度25℃。
10)无菌灌装：将冷却后的牛奶进行无菌灌装。
11)包装：采用无菌利乐砖进行包装。
12)产品检验：检测各项指标。
13)上市：产品检验合格后出库上市。
本对比例得到的产品各项指标检测结果如下表7：
表7
指标 数值范围
蛋白质，g/100g 4.5
脂肪，g/100g 6.3
碳水化合物，g/100g 5.5
钠，mg/100ml 60
钙，mg/100g 105
全脂乳固体，g/100g 17.6
酸度，°T ＜16.8
pH值 6.65
实施例4
实施例1-3和对比例1-3采用不同的制备方法所生产的高蛋白高脂肪牛奶感官评价(双盲方式)和货架期稳定性检测结果如下表8：
表8
Figure BDA0002295071910000131
Figure BDA0002295071910000141
以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (11)

1.浓缩牛奶的制备方法，其包括对原料奶进行以下处理步骤：
牛奶预处理：将全部原料奶经过过滤和净乳机除杂，过滤优选为60～100目过滤，净乳机的转速优选为5000-5500rpm；
离心分离：将占原料奶总重量的20-30％wt的原料奶，优选20-25％wt的原料奶分离为脱脂奶和稀奶油；优选地，所述分离机转速为6000-6500rpm；
微滤分离：将脱脂奶通过微滤分离，得到微滤截留液和微滤渗透液，所述微滤使用的微滤膜优选为陶瓷膜；所述微滤膜的孔径为0.14～0.28um；
混合：将所述微滤截留液、所述稀奶油加入剩余的占原料奶总重量的70-80％wt的原料奶中，搅拌混合均匀，得到混合液，其中所述稀奶油可以根据产品脂肪含量标准调整添加量；
标准化：将所述混合液采用反渗透或真空降膜蒸发进行浓缩。
2.权利要求1所述的制备方法，其中所述原料奶为生牛乳。
3.权利要求1或2所述的制备方法，其中所述标准化是将所述混合液蛋白含量调整到3.65-6.0％wt，脂肪含量调整到4.60-8.0％wt，固形物含量调整到14.2-22.0％wt。
4.前述权利要求中任一项所述的制备方法，其包括在离心分离前进行离心除菌机除菌，离心除菌机转速优选5500-6000rpm。
5.前述权利要求中任一项所述的制备方法，包括在标准化后进行蒸汽直接灭菌，优选地，所述蒸汽直接灭菌温度140-143℃，时间为3-6s，优选地所述蒸汽直接灭菌为蒸汽浸入式灭菌或蒸汽喷射式灭菌。
6.权利要求5所述的制备方法，其还包括在蒸汽直接灭菌前后分别进行均质，优选地在蒸汽直接灭菌前的均质的一级压力为200-400bar，温度为65-70℃，优选地，在蒸汽直接灭菌后的均质的一级压力为100-200bar，温度为75-80℃。
7.权利要求6所述的制备方法，其还包括在蒸汽直接灭菌前的均质前进行预热、脱气，优选地所述预热的温度为70-75℃，优选地所述脱气的真空度-0.5～-0.7bar。
8.权利要求6或7中所述的制备方法，其还包括在蒸汽直接灭菌后且在均质之前进行真空蒸发脱水，优选地，真空蒸发脱水的真空度为-0.8～-0.95bar。
9.如上所述任一项权利要求所述的制备方法，其还包括冷却，优选地冷却温度为20-30℃。
10.浓缩牛奶，其由前述权利要求中任一项所述的制备方法制备。
11.权利要求10中所述的浓缩牛奶的组分含量分别为：蛋白3.65-6.0％wt，脂肪4.60-8.0％wt，固形物14.0-22％wt。
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