CN113826695B - 一种牛奶产品及其制备方法、乳制品及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及牛奶产品及其制备方法、乳制品及其制备方法，尤其是具有高营养活性和高生物安全性的牛奶产品及其制备方法。本发明牛奶产品的制备方法包括如下步骤：步骤(1)净乳；步骤(2)RO膜浓缩；步骤(3)脱气；步骤(4)分离；步骤(5)稀奶油高温杀菌；步骤(6)脱脂奶物理除菌；步骤(7)回填；步骤(8)均质；步骤(9)杀菌处理。牛奶产品包含在0‑10℃条件下贮藏第42天小于等于5000cfu/mL的菌落总数、小于等于11mg/100g蛋白质的糠氨酸、1500‑20000U/L的乳过氧化物酶、35‑120mg/L的乳铁蛋白、100‑1000mg/L的免疫球蛋白、以及200‑800μg/L的溶菌酶。

Description

一种牛奶产品及其制备方法、乳制品及其制备方法

技术领域

本发明涉及乳品领域，具体涉及一种具有高营养活性和高生物安全性的牛奶产品及其制备方法、乳制品及其制备方法。

背景技术

牛奶被誉为“白色血液”，一直被认为是大自然中营养最完整的食物之一，而牛奶中起功能成分作用的物质主要为牛奶中的活性物质，如：乳铁蛋白、免疫球蛋白、乳过氧化物酶、溶菌酶等，这些活性物质主要有免疫调节、抗菌、抗病毒、抗癌、ACE(血管紧张素转换酶)活性抑制等作用，但这些牛奶中的活性物质在加工过程中由于不同杀菌程度的热处理会造成上述营养物质的大量损失，因此目前制备牛奶的方法仍有改进的空间。

现有牛奶制备工艺中存在的具体问题如下：

(1)灭菌乳：由于灭菌乳的杀菌强度一般在135-145℃、2-6s，热处理程度较严重，虽然保证了牛乳产品的保质期时间长，但是牛乳中的活性营养成分大部分被破坏而导致营养成分的流失。

(2)高温杀菌乳：与灭菌乳相比，高温杀菌乳的杀菌强度介于巴氏杀菌乳和灭菌乳之间，保质期短于灭菌乳，但营养成分损失较多，牛乳中的活性营养成分损失较多。

(3)传统巴氏杀菌：传统巴氏杀菌乳从预热到杀菌到冷却到灌装的整体热处理时间较长，牛奶热负荷严重。终产品微生物总量较多，产品的保质期较短。

(4)巴氏杀菌乳：与传统巴氏杀菌乳的相比，目前使用的巴氏杀菌工艺处理不彻底，保质期较短(1天-7天)，不能适应二三线的城市产品的流通，不能满足消费者对于巴氏奶的大量需求。

发明内容

要解决的技术问题

本发明人基于目前现有牛奶制备工艺中存在的问题点，进行了大量研究，旨在研究出适合现代消费者的需求、并且适合工业化生产的牛奶产品及其制备方法，通过控制各处理条件的参数，使得到的牛奶富含多种活性营养成分，具有巴氏杀菌乳所有的营养特征，使产品具有牛奶新鲜口感的同时，大程度降低产品中的微生物含量，极大提升牛奶产品的生物安全性，延长牛奶产品的保质期。

解决问题的技术方案

为了实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案。

根据本发明的一个方面，提供一种牛奶产品的制备方法，包括如下步骤：

步骤(1)净乳：在2-10℃条件下，将原奶经过80-600目的筛网进行过滤，再以4000-6000rpm的转速进行离心；

步骤(2)RO膜浓缩：对于步骤(1)中得到的产物，在4-15℃条件下使用RO膜进行浓缩，膜压力为4-6bar，膜孔径为0.001-0.0005μm，使得到的截留液中蛋白不低于3.2g/100g；

步骤(3)脱气：对于步骤(2)中得到的产物，在温度为55-65℃、压力为-0.04至-0.09Mpa的条件下进行脱气；

步骤(4)分离：对于步骤(3)中得到的产物，在分离温度为55-65℃、分离转速为5000-7500rpm的条件下进行分离，得到脱脂奶和稀奶油；

步骤(5)稀奶油高温杀菌：将步骤(4)中得到的稀奶油经过115-135℃、2-15s杀菌后冷却至30-55℃；

步骤(6)脱脂奶物理除菌：将步骤(4)中得到的脱脂奶用除菌分离机在温度为55-60℃、离心力为5000-10000g的条件下进行离心除菌，随后用陶瓷膜进行MF微滤除菌，过膜温度为55-60℃、膜压力为3-6bar、膜孔径为0.5-0.8μm；

步骤(7)回填：在料液温度为50-60℃的条件下在线混合步骤(5)中得到的稀奶油和步骤(6)中得到的脱脂奶；

步骤(8)均质：对于步骤(7)中得到的产物，在温度为50-60℃、压力为170bar-230bar的条件下进行均质；

步骤(9)杀菌处理：对于步骤(8)中得到的产物，进行板换式杀菌或管式杀菌。

上述步骤(4)中得到的稀奶油的脂肪含量可以为45-65g/100g。

上述步骤(4)中得到的脱脂奶中的脂肪含量可以为≤0.06g/100g。

在上述步骤(5)，可以将步骤(4)中得到的稀奶油经过120-128℃、4-8s杀菌后冷却至30-55℃。

上述步骤(7)中得到的在线混合后的料液中的蛋白质含量可以为3.0g/100g-4.0g/100g，脂肪含量可以为0.01g/100g-5.0g/100g。

上述脂肪含量可以为0.06-0.1g/100g或0.1-1.5g/100g或1.5-3.0g/100g或3.0-3.5g/100g或3.5-5.0g/100g。

上述步骤(9)中，杀菌温度可以为62-65℃，保持时间可以为25-30min。

上述步骤(9)中，杀菌温度可以为72-75℃，保持时间可以为12-15s。

根据本发明的另一方面，提供一种牛奶产品，其通过上述的牛奶产品的制备方法得到。

根据本发明的牛奶产品，包含在0-10℃条件下贮藏第42天小于等于5000cfu/mL的菌落总数、小于等于11mg/100g蛋白质的糠氨酸、1500-20000U/L的乳过氧化物酶、35-120mg/L的乳铁蛋白、100-1000mg/L的免疫球蛋白、以及200-800μg/L的溶菌酶。

根据本发明的再一方面，提供一种乳制品的制备方法，其包含上述的牛奶产品的制备方法。

根据本发明的还一方面，提供一种乳制品，其通过上述的乳制品的制备方法制造。

有益效果

根据本发明，所得牛奶中极大地保留了原奶中的活性营养成分(该部分活性营养成分不耐高温，在高温条件下会损失全部的活性营养物质)，并且微生物残留量低，所得牛奶具有较高的生物安全性和营养活性，且具有清甜、顺滑、奶香味较好的口感。

另一方面，根据本发明的制备方法，所得到的产品富含原奶中大部分活性营养成分，保证产品口感的同时，降低了牛奶产品中的菌落总数含量，极大程度提升了牛奶产品的生物安全性，延长了牛奶的保质期。

具体实施方式

下面，为了更好的理解本发明，举出具体实施例进行说明，但本发明的保护范围并不局限于以下的实施例。在以下实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解决本发明，而不能理解为对本发明的限制。

根据本发明的一个方面，本发明提供一种牛奶产品，该牛奶产品包括：在0-10℃条件下贮藏第42天小于等于5000cfu/mL的菌落总数，优选小于等于1000cfu/mL的菌落总数；小于等于11mg/100g蛋白质的糠氨酸，优选9-10.8mg/100g蛋白质的糠氨酸；1500-20000U/L的乳过氧化物酶，优选2000-10000U/L的乳过氧化物酶，更优选4000-7000U/L的乳过氧化物酶；35-120mg/L的乳铁蛋白，优选50-110mg/L的乳铁蛋白，优选70-100mg/L的乳铁蛋白；100-1000mg/L的免疫球蛋白，优选280-800mg/L的免疫球蛋白；更优选300-650mg/L的免疫球蛋白；200-800μg/L溶菌酶，优选210-400μg/L溶菌酶。该牛奶中富含营养成分，如乳过氧化物酶、乳铁蛋白、免疫球蛋白、溶菌酶等，保留了牛奶中的大部分营养价值。乳过氧化物酶含量高、糠氨酸含量低，产品受热营养物质损失较低，原生营养保留率高，细菌总数较低，从而降低的产品的生物安全风险，延长产品的保质期。另外该牛奶富含奶香味，具有清甜、爽滑等特征，风味口感较好。

根据本发明的另一方面，提供一种牛奶产品的制备方法。该方法包括：

(1)净乳处理

在该步骤中，将原奶进行冷净乳处理，目的是除去原奶中的杂质。

根据本发明的实施例，冷净乳的温度为2-10℃，包括将原奶经过80-600目(例如80目、100目、150目、200目、250目、300目、350目、400目、450目、500目、550目、600目)的筛网进行过滤，以便将原奶中混入的杂质去除，然后在4000-6000rpm(例如4000rpm、4500rpm、5000rpm、5500rpm、6000rpm)的转速离心，以便去除原奶中非乳细胞等杂质。

需要说明的是，本发明所使用的术语“原奶”是指从奶牛乳房中采集出来且未经过进一步处理的生鲜牛乳。

(2)RO膜浓缩

在该步骤中，进行RO膜处理，以便进行浓缩，提高牛奶产品中的蛋白质和脂肪含量。

不同产地或不同品种的奶牛所产牛奶在成分上差别很大，即使同一奶牛在不同时间所产的牛奶，其化学成分也会出现一定的波动，为了保证产品的蛋白质和脂肪等理化指标稳定一致，需要在允许的范围内，对这些指标加以调整。

根据本发明的实施例，本发明使用RO膜进行浓缩，所得到的截留液蛋白不低于3.2g/100g。由此，获得理想指标蛋白质含量的牛奶产品。

根据本发明的实施方式，RO膜浓缩是在温度4-15℃(例如4℃、5℃、6℃、7℃、8℃、9℃、10℃、12℃、15℃)下进行的，由此，避免温度过高造成营养活性物质的损失，膜压力为4-6bar，膜孔径为0.001-0.0005μm(例如0.001μm、0.0009μm、0.0008μm、0.0007μm、0.0006μm、0.0005μm)，由此除去原奶中的水分。本发明中，通过这样的低温浓缩保证了原料中的营养活性物质的保留。

(3)脱气

在该步骤中，将原奶进行脱气处理。由此，除去原奶中混入的不良气体以及影响口感的挥发性成分，进一步提升产品的口感。

根据本发明的实施方式，脱脂处理的温度为55-65℃(例如55℃、56℃、58℃、60℃、62℃、64℃、65℃)，压力为-0.04至-0.09Mpa(例如-0.04Mpa、-0.05Mpa、-0.06Mpa、-0.07Mpa、-0.08Mpa、-0.09Mpa)，由此，除去原奶中混入的气体和不良挥发性成分，提升产品的口感。

(4)分离

在该步骤中将产物进行分离，分离成脱脂奶和稀奶油，以便于对脱脂奶进行后续的物理除菌，对稀奶油进行后续的高温杀菌。

本发明的实施方式中，分离温度为55-65℃(例如55℃、56℃、58℃、60℃、62℃、64℃、65℃)，分离的转速为5000-7500rpm(例如5000rpm、5100rpm、5200rpm、5300rpm、5400rpm、5500rpm、5800rpm、6000rpm、6200rpm、6500rpm、6800rpm、7000rpm、7100rpm、7200rpm、7300rpm、7400rpm、7500rpm)，由此，将原奶中的脱脂奶和稀奶油进行分离，所述得到的稀奶油的脂肪含量为45-65g/100g，所述得到的脱脂奶中的脂肪含量为≤0.06g/100g。

本发明中，通过采用高转速分离，使得稀奶油中残留的蛋白含量进一步变少，这样，能够进一步降低后续稀奶油高温杀菌中蛋白的变性率，提高活性物质的保留率，降低糠氨酸含量。

(5)高温杀菌

在该步骤中将分离得到的稀奶油进行高温杀菌，由此，除去稀奶油中的微生物，这里，采用传统的管式杀菌或板式杀菌，有效地杀死牛奶中的细菌、芽孢等微生物，延长牛奶的保质期。

根据本发明的实施方式，高温杀菌处理是在115-135℃(例如115℃、118℃、120℃、125℃、128℃、130℃、132℃、135℃)温度下进行2-15s(例如2s、3s、4s、5s、6s、7s、8s、10s、12s、15s)，优选在120-128℃进行4-8s，由此，在减少营养物质损失的前提下，可以有效杀死微生物，尤其是延保，保证了产品的生物安全性。根据本发明，能够保证稀奶油菌落总数＜1cfu/ml。

(6)物理除菌

在该步骤中，将分离得到的脱脂奶进行除菌分离机除菌和MF微滤除菌，由此，除去脱脂奶中的微生物，保证产品营养成分的同时，去除产品中的微生物，延长产品的货架期。

根据本发明的实施方式，除菌分离机处理是在55-60℃下进行的，离心力为5000-10000g，除菌分离机能够有效地除去样品中的芽孢和耐热芽孢，芽孢的去除率在90％-95％。微生物的除菌率在75％-80％，极大程度去除了脱脂奶中的微生物。根据本发明确定的该工艺参数，能够很好地平衡蛋白的损失比和除菌效率。

根据本发明的实施例，将经过除菌分离机的脱脂奶进行MF微滤除菌，过膜温度为55-60℃(例如55℃、56℃、57℃、58℃、59℃、60℃)，膜压力为3-6bar(例如3bar、4bar、5bar、6bar)，膜孔径为0.5-0.8μm(例如0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm)。传统MF微滤除菌方式的除菌效率在75％-85％之间，而本发明通过采用升温方式下的MF微滤除菌工艺，发现在55-60℃条件下膜孔径在0.5-0.8μm时，能够将微生物的去除率提升到95-99.99％，极大地提升了脱脂奶除菌率的质量水平。

(7)回填

在该步骤中，将经过高温杀菌的稀奶油和经过物理除菌的脱脂奶按照比例进行在线混合，由此，得到理想蛋白质含量和脂肪含量的乳产品。

根据本发明的实施方式，在线回填是在50-60℃(例如在50℃、52℃、55℃、58℃、60℃)条件下进行。

(8)均质

在该步骤中，将在线回填的样品进行均质处理，通过均质处理工序，可以破碎料液中的脂肪球颗粒，提升料液的均一性，从而防止产品货架期的脂肪上浮情况产生，并且，均质后的牛奶可以有效的降低脂肪的氧化作用，使得牛奶产品能够确保散发芳香的气味。

根据本发明的实施方式，均质处理是在50-60℃(例如在50℃、52℃、55℃、58℃、60℃)的温度下及170bar-230bar(例如170bar、180bar、190bar、200bar、210bar、220bar、230bar)的压力下进行，由此，进一步提高产品的稳定性及风味口感。

(9)杀菌处理

在该步骤中，将经过均质处理的产物进行杀菌处理，采用传统的板式或管式的巴氏杀菌方法，全面消除料液中的致病菌，且有效地避免营养成分的损失。

根据本发明的实施方式，杀菌处理是在62-65℃下进行25-35min，优选30min，或者在72-75℃下进行12-15s。由此，在尽可能减少营养成分损失的前提下，可以有效地杀灭致病微生物。保证产品的食品安全性，保留产品中的活性营养成分，延长产品的保质期。

实施例

在该实施例中，按照下列方法制备牛奶产品：

(1)生鲜牛乳的选用：选用规模化牧场养殖基地健康奶牛，从健康牛乳房使用机械化榨乳设备榨取的鲜奶牛奶。

(2)验收：检验生鲜牛乳中所含蛋白质、脂肪、非脂乳固体、酸度、pH值和细菌总数，验收标准符合GB19301《生乳》国家标准，合格生乳在2-6℃下进行冷链储存。

(3)净乳：将生牛乳进行冷净乳处理，使用80-600目的筛网进行过滤，将牛乳中的杂质去除，将生牛乳经离心净乳机(利乐公司，型号：OCM-15)进行离心净乳，温度控制在2-10℃的条件下，在4000-6000rpm条件下离心，去除牛乳中的杂质。

(4)RO膜浓缩：经生牛乳进行RO膜(Alfa Laval公司，型号：SW8)浓缩，得到截留液，过膜温度为4-15℃，膜压力为4-6bar，膜孔径为0.001-0.0005μm，过滤掉生牛乳中的水分，提高生牛乳的蛋白质含量和脂肪含量，使生牛乳的蛋白质含量≥3.2g/100g。

(5)脱气：将生牛乳经过真空泵进行脱气处理，脱气的温度为55-65℃，压力为-0.04至-0.09Mpa，除去生牛乳中的混入的气体和易挥发的物质。

(6)分离：将生牛乳进行分离，用分离机(GEA公司，型号：MSE 100)分离成稀奶油和脱脂奶，分离温度为55-60℃，分离转速为5000-7500rpm，得到的稀奶油的脂肪含量为45-65g/100g，得到的脱脂奶中的脂肪含量为≤0.06g/100g。

(7)稀奶油高温杀菌：将分离的稀奶油在115-135℃的条件下进行2-15s杀菌后冷却至30-55℃，得到杀菌液。

(8)物理除菌：将分离的脱脂奶通过除菌分离机和MF微滤膜串联，除去脱脂乳中的微生物，所述的除菌分离机的温度为55-65℃，离心力为5000-10000g，所述的MF微滤膜的材料为陶瓷膜，过膜温度为55-60℃，膜压力为3-6bar，膜孔径为0.5-0.8μm。

(9)在线回填：将步骤(7)的稀奶油和步骤(8)的脱脂奶进行在线回填，在线混合的料液温度为50-60℃，回填后的料夜蛋白质大于等于3.2g/100g，脂肪为0.06-0.1g/100g或0.1-1.5g/100g或1.5-3.0g/100g或3.0-3.5g/100g或3.5-5.0g/100g。

(10)均质：经回填后的样品在无菌的条件下进行均质，所述的均质温度为50-60℃，压力为170bar-230bar。

(11)杀菌：经均质后的料液进行杀菌，所述的杀菌温度为62-65℃，保持时间为25-35min或72-75℃保持时间为12-15s。杀菌后冷却、灌装，得到本发明的牛奶产品。

表1工艺参数

对于现有的牛奶产品的制备方法以及上述实施例1～6，检测了第42天的菌落总数、以及牛奶产品中的糠氨酸、乳过氧化物酶、乳铁蛋白、免疫球蛋白和溶菌酶的含量，结果示于表2中。

菌落总数检测方法依据GB 4789.2-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数》测定。

其他活性物质的检测结果由天津华测检测认证公司和通标标准技术服务(青岛)有限公司进行检测。其中，乳铁蛋白使用高效液相色谱检测；糠氨酸按照巴氏杀菌乳和UHT灭菌乳中复原乳的鉴定的方法检测；乳过氧化物酶使用酶联免疫方法检测；免疫球蛋白使用液相法检测或试剂盒方法检测；溶菌酶使用琼脂扩散法检测。

表2表示不同杀菌方式对产品组成的影响

可以看出，本发明实施例1～6的牛奶产品，营养活性物质含量较高，且第42天菌落总数低，在保证产品口感的同时，极大程度提升了牛奶产品的生物安全性，延长了牛奶的保质期。整体而言，实施例3工艺所获得的牛奶品质最佳，营养活性物质含量相对较高，保证了产品的高营养活性和生物安全性，能够充分延长产品的货架期。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

产业上应用的可能性

根据本发明的生产工艺，通过物理除菌(除菌分离机与MF膜过滤串联)降低了产品的微生物腐败风险，通过高温杀菌降低了稀奶油中的芽孢残留风险，然后再通过巴氏杀菌消除了产品的致病微生物残留风险，由此能够批量生产满足大量消费者需求的优质牛奶产品以及乳制品。

Claims (9)

1.一种牛奶产品的制备方法，包括如下步骤：

步骤(1)净乳：在2-10℃条件下，将原奶经过80-600目的筛网进行过滤，再以4000-6000rpm的转速进行离心；

步骤(2)RO膜浓缩：对于步骤(1)中得到的产物，在4-15℃条件下使用RO膜进行浓缩，膜压力为4-6bar，膜孔径为0.001-0.0005μm，使得到的截留液中蛋白不低于3.2g/100g；

步骤(3)脱气：对于步骤(2)中得到的产物，在温度为55-65℃、压力为-0.04至-0.09Mpa的条件下进行脱气；

步骤(4)分离：对于步骤(3)中得到的产物，在分离温度为55-65℃、分离转速为5000-7500rpm的条件下进行分离，得到脱脂奶和稀奶油；

步骤(5)稀奶油高温杀菌：将步骤(4)中得到的稀奶油经过115-135℃、2-15s杀菌后冷却至30-55℃；

步骤(6)脱脂奶物理除菌：将步骤(4)中得到的脱脂奶用除菌分离机在温度为55-60℃、离心力为5000-10000g的条件下进行离心除菌，随后用陶瓷膜进行MF微滤除菌，过膜温度为55-60℃、膜压力为3-6bar、膜孔径为0.5-0.8μm；

步骤(7)回填：在料液温度为50-60℃的条件下在线混合步骤(5)中得到的稀奶油和步骤(6)中得到的脱脂奶；

步骤(8)均质：对于步骤(7)中得到的产物，在温度为50-60℃、压力为170bar-230bar的条件下进行均质；

步骤(9)杀菌处理：对于步骤(8)中得到的产物，进行板换式杀菌或管式杀菌，其中，杀菌温度为62-65℃，保持时间为25-35min；或者杀菌温度为72-75℃，保持时间为12-15s。

2.根据权利要求1所述的牛奶产品的制备方法，其特征在于：

步骤(4)中得到的稀奶油的脂肪含量为45-65g/100g，步骤(4)中得到的脱脂奶中的脂肪含量为≤0.06g/100g。

3.根据权利要求1所述的牛奶产品的制备方法，其特征在于：

在步骤(5)，将步骤(4)中得到的稀奶油经过120-128℃、4-8s杀菌后冷却至30-55℃。

4.根据权利要求1所述的牛奶产品的制备方法，其特征在于：

步骤(7)中得到的在线混合后的料液中的蛋白质含量为3.0g/100g-4.0g/100g，脂肪含量为0.01g/100g-5.0g/100g。

5.根据权利要求4所述的牛奶产品的制备方法，其特征在于：

所述脂肪含量为0.06-0.1g/100g或0.1-1.5g/100g或1.5-3.0g/100g或3.0-3.5g/100g或3.5-5.0g/100g。

6.一种牛奶产品，其通过权利要求1-5中的任一项牛奶产品的制备方法得到。

7.根据权利要求6所述的牛奶产品，其特征在于：包含在0-10℃条件下贮藏第42天小于等于5000cfu/mL的菌落总数、小于等于11mg/100g蛋白质的糠氨酸、1500-20000U/L的乳过氧化物酶、35-120mg/L的乳铁蛋白、100-1000mg/L的免疫球蛋白、以及200-800μg/L的溶菌酶。

8.一种乳制品的制备方法，其包含权利要求1-5中的任一项所述的牛奶产品的制备方法。

9.一种乳制品，其通过权利要求8所述的乳制品的制备方法制造。