CN114190439B

CN114190439B - 一种生产谷物牛奶的方法

Info

Publication number: CN114190439B
Application number: CN202010986219.9A
Authority: CN
Inventors: 柳春洋; 牛世祯; 武春雨; 关志涵; 杨畅
Original assignee: Inner Mongolia Mengniu Dairy Group Co Ltd
Current assignee: Inner Mongolia Mengniu Dairy Group Co Ltd
Priority date: 2020-09-18
Filing date: 2020-09-18
Publication date: 2023-08-25
Anticipated expiration: 2040-09-18
Also published as: CN114190439A

Abstract

本发明涉及一种谷物牛奶及其制备方法，特别涉及采用超声波流化补水和/或欧姆杀菌工艺生产谷物牛奶的方法。本发明主要通过欧姆杀菌与超声波流化补水相结合，解决了目前谷物牛奶类产品固液无法同时受热，整体杀菌工艺热强度处于较高水平，进而造成牛奶基料褐变、颗粒表面热损失严重等问题；由于含水量低，谷物颗粒一般不适于欧姆杀菌；而本发明通过超声波流化补水技术实现了谷物颗粒的快速冷补水，在提升颗粒含水量的同时，而不破坏谷物的自然特性，从而实现了谷物颗粒的欧姆杀菌，得到了颗粒更加完整且口感更佳的谷物牛奶。

Description

一种生产谷物牛奶的方法

技术领域

本发明涉及一种谷物牛奶及其制备方法，特别涉及一种谷物牛奶以及采用欧姆杀菌工艺生产谷物牛奶的方法。

背景技术

目前市面上的谷物牛奶产品存在诸多问题，常出现口感发粘不够爽口、谷物沉底糊化口感发软以及牛奶基料发黄褐色等问题；在货架期内，随着时间的延长，还会出现凝胶结块等现象。归结上述问题的原因，主要是因为目前谷物牛奶加工工艺还存在以下问题，包括：生产厂家为保证谷物充分煮熟灭菌、牺牲了牛奶的品质，使其发生严重的美拉德反应，从风味、口感以及营养价值分析严重影响产品品质；谷物过度蒸煮，使得谷物颗粒自身的天然保护薄膜遭到严重破坏，口感发软，影响产品咀嚼感，天然薄膜被破坏导致大量淀粉析出，最终导致产品整体体系产生糊化凝胶状态。

在谷物和牛奶的固液混合物的杀菌过程中，固体颗粒表面以及中心的受热总是要晚于牛奶基料；当牛奶已经处于过热状态时，固体颗粒还远没有达到相应的热强度，继续升高温度，固体颗粒表面温度开始出现过热，表面天然组织薄膜遭到破坏，此时的颗粒中心仍然未达到足够的杀菌强度；上述效应最终导致现有的谷物牛奶加工工艺出现以下问题：为了保证产品货架期内的微生物安全，只有通过设置较高的杀菌参数以获得无菌产品，但是，这样生产的产品品质无法得到保障，无法解决谷物口感差、牛奶褐变以及产品货架期内稳定性低等问题。

因此，期待开发一种全新的加工工艺方法，解决目前谷物牛奶类产品固液无法同时受热，整体杀菌工艺热强度处于较高水平，进而造成牛奶基料褐变、颗粒表面热损失严重等问题；即，通过开发这样的加工工艺方法，在保障微生物安全的前提下，解决了牛奶基料新鲜度、谷物咀嚼感以及货架期内产品稳定性等诸多问题，全面提升谷物牛奶类产品的品质。

本申请的发明人发现，传统的间接式单管或列管式杀菌设备对于固液两相混合类流体的受热过程存在以下缺陷：液相基料首先被加热，然后将热量传递至固体颗粒表面，随着时间推移，最终将热量传递至颗粒中心位置。受限于上述传统加热方式，保证产品微生物安全即是保障颗粒中心温度达到足够的杀菌强度时，基料和颗粒表面已经严重受热。然而，通过非热传递及热对流原理的欧姆杀菌方式，固体基料和液体基料各部分同步受热、不存在传热梯度，可以有效降低牛奶基料和颗粒表面的过热处理程度。一般来说，欧姆杀菌技术的传热过程受到被加热物质导热率的影响，导热率越高，传热效果越好；然而，谷物半成品的含水量一般在8％-10％(由于含水量低，会造成较差的导电效果)。

本申请的发明人还发现，通过超声波高频振荡融合流化床层技术，可以实现谷物颗粒的快速冷补水，在提升颗粒含水量的同时，而不破坏谷物的自然特性。在超声波高频振荡融合流化床技术的具体操作中，先通过频率为20千赫-50兆赫左右的声波(超声波高频振荡)，对液体产生机械作用，使溶液破碎为雾状微粒，能同时产生负离子和雾化作用(更为关键的是，其产生的水雾是冷雾，对后端流化床内的燕麦颗粒不会引起任何加热所带来的品质损失)；然后，将固体颗粒均匀地堆在有开孔底的容器内(流化床技术)，形成一床层，流体自下而上通过床层，通过加大蒸汽流速，使得颗粒在腔体内充分悬浮活动(流速愈大，则活动愈剧烈)，并在床层内各处各方向上运动。流化床技术常用于固体颗粒的干燥，用于增加固体颗粒水分的情况并不多见。本发明将超声波高频振荡技术产生的冷蒸汽通过增压产生动力，同时通过冷蒸汽流速以及吹扫时间等参数的共同作用，起到冷补水的作用，最终使谷物(例如燕麦)获得需要的含水量。

如上所述，欧姆杀菌技术的特点是通过基料(包括液相和固相)自身导电性来实现最终加热杀菌的效果，而干的谷物颗粒(例如燕麦颗粒)含水量低，其导电性基本可以忽略不记；因此，一般来说，燕麦等谷物干粒无法在欧姆杀菌设备中使用。谷物颗粒的常规杀菌方法，为提前对谷物颗粒(例如燕麦粒)进行80-95℃/20-30min的高温预煮；这样的传统工艺会造成燕麦等谷物受到剧烈的热破坏，其颗粒硬度、完整度等关键指标都会受到严重的影响。然而，本发明通过超声波高频振荡融合流化床层技术实现了超声波流化补水，在提升颗粒含水量的同时，而不对颗粒造成任何热损失，最大程度保留了原料颗粒的天然品质；并且，通过结合欧姆杀菌的体积式加热方法，得到了颗粒更加完整且口感更佳的含谷物颗粒(例如燕麦粒)的谷物牛奶。

发明内容

为了解决现有技术中存在的所述缺陷，本发明提供了一种谷物牛奶及其制备方法，特别涉及一种谷物牛奶以及采用欧姆杀菌工艺生产谷物牛奶的方法。主要通过优化牛奶和谷物混合物的杀菌工艺，在保障微生物安全的前提下，通过降低杀菌强度实现牛奶新鲜度、谷物咀嚼感以及货架期内产品稳定性等问题，全面提升谷物牛奶类产品品质。

如上所述，欧姆杀菌技术的特点在于通过基料(包括液相和固相)自身的导电性来实现加热杀菌的效果，而干的谷物颗粒(例如燕麦颗粒)含水量很低，其导电性基本可以忽略不记；因此，一般来说，燕麦等谷物干粒无法通过欧姆杀菌的方式进行杀菌。然而，本发明通过超声波高频振荡融合流化床层技术实现了超声波流化补水，在提升颗粒含水量的同时，最大程度保留了原料颗粒的天然品质。通过超声波流化补水，就可以实现燕麦等谷物干粒的欧姆杀菌，并且，通过进一步调整欧姆杀菌加热方法中的步骤和参数，就能够得到颗粒更加完整且口感更佳的含谷物颗粒(例如燕麦粒)的乳制品。

本申请涉及以下内容：

一种谷物牛奶的制备方法，其包括对谷物颗粒进行超声波流化补水；所述超声波流化补水包括将谷物颗粒置于流化床层表面，采用超声波产生蒸汽，再用蒸汽对谷物颗粒进行补水。

一方面，该制备方法，还包括以下步骤：将补水后的谷物颗粒与基料混合，将混合后的谷物颗粒与基料进行欧姆杀菌。

另一方面，所述谷物颗粒包括黑米、青稞、小麦和/或燕麦。

更优选地，所述谷物颗粒包括燕麦和/或青稞。

最优选地，所述谷物颗粒为燕麦颗粒。

一方面，该制备方法，包括以下步骤：

1)制备基料：将适量的牛奶、稳定剂、水、甜味剂、和/或其他原料按照比例混合，所述牛奶经过灭菌处理；

2)谷物颗粒预处理：选择谷物颗粒，将谷物颗粒进行超声波流化补水；

3)混合：将补水后的谷物颗粒与基料混合；

4)欧姆杀菌处理：将混合后的谷物颗粒与基料进行欧姆杀菌。

另一方面，步骤1)的所述混合包括先将稳定剂、水、甜味剂、和/或其他原料在升温至25℃-60℃(优选50℃-55℃)的环境下持续搅拌10-30分钟(优选15-20分钟)，再将料液与经过灭菌处理的牛奶进行混合。

一方面，料液与牛奶的混合方式为在线混合；更优选地，将料液与牛奶混合后，按照比例添加香精并混合。

另一方面，步骤1)的所述灭菌处理为巴氏杀菌，巴氏杀菌的温度优选65℃-85℃(更优选70-75℃)，巴氏杀菌的时间优选10-40s(更优选20-30s)。

一方面，所述稳定剂包括淀粉、卡拉胶、磷酸三钠、羟甲基纤维素钠和/或结冷胶中的至少一种；更优选地，稳定剂的组成为淀粉、果胶、明胶和结冷胶；最优选地，淀粉、果胶、明胶和结冷胶的配比为1:1.5:1:3。

另一方面，所述甜味剂包括白砂糖、阿斯巴甜、蔗糖和/或木糖醇(更优选包括白砂糖和/或阿斯巴甜)；更优选地，甜味剂中白砂糖与阿斯巴甜的配比为1-1.4。

一方面，步骤2)的所述超声波流化补水包括将谷物颗粒置于流化物料罐中的流化床层表面，利用超声波作用于纯净水，产生雾化蒸汽，将蒸汽抽入流化物料罐，对谷物颗粒进行补水。

优选地，所述超声波的频率为1-2.5MHz，更优选1.5-2Hz。

优选地，所述纯净水的硬度<100mg/L。

优选地，利用离心泵将蒸汽抽入流化物料罐(更优选，离心泵具有3-10t/h的处理能力)。

另一方面，所述超声波流化补水还包括通过高压蒸汽(优选2-5bar(更优选3.5bar)的高压蒸汽)提供使谷物颗粒充分悬浮于罐体内；更优选地，上述悬浮状态保持20-40min(优选35min)后，增大泵送功率，将压力提升至7-12bar(更优选9bar)，谷物颗粒被风送至湿料出料罐备用。

更优选地，湿料出料罐内部配备三层四叶搅拌；更优选地，上述三层四叶搅拌的搅拌转速为10-20r/min。

更优选地，经过超声波流化补水后，谷物颗粒中的水分为25-40％。

一方面，步骤3)的所述混合包括将补水后的谷物颗粒依靠重力进入螺杆传送装置。

优选地，所述螺杆传送装置中螺杆的转速为20-45r/min(优选30r/min)。

另一方面，步骤4)的所述欧姆杀菌为二段式欧姆杀菌。

优选地，所述二段式欧姆杀菌包括在85-125℃(优选95-118℃)下30-210s(优选60-90)的第一段杀菌和在127-145℃(优选131-142℃)下2-30s(优选12-18s)的第二段杀菌。

优选地，欧姆杀菌处理后冷却至25℃，进行无菌灌装。

一方面，所述基料包括：50-90重量份(优选70-80重量份)的生牛乳，2-10重量份(优选5-8重量份)的白砂糖，0.1-1重量份(优选0.5-0.8重量份)的阿斯巴甜，0.1-5重量份(优选2-3重量份)的稳定剂，以及5-10重量份(优选6-8重量份)的纯净水。

另一方面，所述稳定剂包括：40-80重量份(优选60-70重量份)的淀粉，10-40重量份(优选25-30重量份)的果胶，0-40重量份(优选20-30重量份)的明胶，以及0-10重量份(优选4-6重量份)的结冷胶。

上述任一项所述的制备方法所制备的谷物牛奶，其特征在于：所述谷物牛奶包括谷物颗粒和牛奶基料，所述牛奶基料包括牛奶、甜味剂和稳定剂。

优选地，所述谷物颗粒包括黑米、青稞、小麦和/或燕麦。

更优选地，所述谷物颗粒包括燕麦和/或青稞。

最优选地，所述谷物颗粒为燕麦颗粒。

典型的具体方案包括：

一、谷物牛奶基料的配方及制备工艺：

提供一种pH值为6.5-7.1的调制乳基料，所述的基料包括牛奶和稳定剂，所述稳定剂包括选自淀粉、卡拉胶、磷酸三钠、羟甲基纤维素钠和结冷胶的至少一种。牛奶为该调制乳基料的乳的来源，牛乳可以为生牛乳或者还原乳。添加稳定剂，可以保证基料维持成一个稳定体系，并且保质期得到延长，使其在产品保质期内保持稳定。将适量的水、稳定剂、白砂糖等在升温至25℃-60℃的温度下持续搅拌10-30分钟，之后与经过巴氏杀菌后的牛奶进行在线混合(其中，巴氏杀菌温度65℃-85℃，时间10-40s)。按照比例添加香精并充分混合后备用。具体的基料配方如下：

其中稳定剂组成如下：

其他原料如下：

普通食品、新资源食品原料、食品营养强化剂等。

二、谷物颗粒(燕麦颗粒)预处理制备工艺：

谷物颗粒(燕麦颗粒)粒径范围为5-8mm(颗粒比例在95％以上)，水份含量范围4％-8％；例如，具体指标要求如下表：

其制备工艺如下：

谷物颗粒(燕麦粒)原料选择：选择已经加工处理的去皮燕麦(产地澳洲)，最大颗粒粒径尺寸在0.5-8mm之间，含水量控制在4％-8％。

超声波流化补水工艺：将燕麦粒原料提前倒置在罐体内流化床层表面，床层筛网尺寸选择3*3*3mm，采用1-1.7MHz的超声波作用于纯净水(水硬度<100mg/L)产生雾化蒸汽，利用3-10t/h能力的离心泵将蒸汽抽入流化物料罐，产生动力的同时，对干的燕麦颗粒进行充分补水。通过高压蒸汽提供2-5bar动力，使燕麦粒充分悬浮于罐体内，保持20-40min后，增大泵送装置功率，将压力提升至7-12bar，燕麦粒被风送至湿料出料罐备用，罐体内部配备三层四叶搅拌，防止燕麦颗粒静置过程中出现粘连等现象；搅拌转速10-20r/min，以防止搅拌过快出现颗粒破损严重等问题。

颗粒&基料混合：湿料出料罐内燕麦颗粒依靠重力进入下端螺杆传送装置，螺杆转速20-45r/min，并根据物料添加量选择合适的转速；随后，物料进入物料缓冲罐。

除燕麦颗粒外，广泛适用于各类谷物原料，根据原料尺寸以及初始含水量需要重新确认补水工艺。

三、混合&欧姆杀菌工艺：

经过在线混合装置，将牛奶基料与谷物颗粒进行定量混合。将充分混合后的固液两相基料通过欧姆杀菌段，依次经过85-125℃/30-210s蒸煮段、127-145℃/2-30s杀菌段，再冷却至20-40℃后进行无菌灌装，最终获得谷物牛奶的调制乳产品。

其中，上述欧姆杀菌工艺采用了独特的二段式杀菌过程，即85-125℃/30-210s蒸煮段配合127-145℃/2-30s杀菌段的二段式杀菌，这种二段式杀菌的设置目的包括：1)经过冷补水的燕麦粒质地仍然非常紧凑，淀粉糊化不充分，可能会导致终产品中的燕麦颗粒口感偏硬、中心存在白芯等问题，从而影响消费者体验；通过上述时间的低温蒸煮，使得淀粉充分糊化，降低了消费者的体验风险；2)通过上述低温蒸煮段，可以有效降低高温段加热时长，降低高温条件下对牛奶褐变以及颗粒破损等方面的影响。

在本发明中，采用欧姆杀菌工艺极为重要，欧姆式杀菌设备相比于传统热交换杀菌方式，颗粒表面及内部各部分和基料几乎可以同时受热及升温，能够有效降低牛奶整体的受热时间和杀菌强度(目前，主要采用传统列管式换热器加工谷物牛奶，为了保证谷物颗粒中心温度达到足够的杀菌强度，杀菌机温度参数通常设置偏高，造成的牛奶基料褐变严重、谷物表面破损造成淀粉严重流失等问题，进而导致产品的整体色泽偏黄、口感糊化，从而严重影响产品品质和稳定性)。然而，欧姆杀菌设备的杀菌效果和颗粒导热率密切相关，谷物颗粒例如燕麦颗粒的含水量极低，无法使用欧姆杀菌的方式；所以，必须提前对燕麦进行补水。采用超声波高频补水方式结合流化床工艺，不同于传统高温蒸煮工艺，可以使燕麦颗粒在较低温度下充分均匀地补水，从而降低高温蒸煮可能带来的颗粒表面破坏等问题。

在后面的具体实施方式部分，申请人对各实施例和对比例的产品进行了相应的测试。

具体的测试方法如下：

(1)牛奶基料褐变程度评价方法：选取85℃、30s热处理工艺的巴氏牛奶作为标样，通过色差仪检测标样及各样品的L、a和b值，按照美国标准局提供的色差值评价公式进行计算，即通过▲E＝√(▲L^2+▲a^2+▲b^2)的计算结果进行评价；▲E计算值越高，代表相应测试样品的褐变程度越高，每批样品取样量5份，最终结果以5次测试结果的平均值形式呈现。

(2)产品糊化程度评价方法：将测试产品静置30天的时间，取包体内底部1/2液体，通过BROOKFIELD DVS型号黏度仪61号转子、在150转/分的条件下，测试相关样品黏度变化；黏度值越高，则对应产品的糊化程度越高，即燕麦颗粒的破损程度越高；每批样品取样量5份，最终结果以5次测试结果的平均值形式呈现。

(3)燕麦颗粒硬度评价方法：采用ASAHI颗粒硬度测试仪-AS-2000L型号，对样品中的燕麦颗粒进行硬度测试；数值越高，代表相应工艺下的颗粒收到的加热以及机械损失等越低；每批样品取样量5份，最终结果以5次测试结果的平均值形式呈现。

(4)燕麦颗粒破损度评价方法：破损程度是描述燕麦颗粒完整性的重要指标，其测试步骤如下：将整包250ml的燕麦牛奶进行取样分析，取样后倒入40目的筛网中用清水小心冲洗，待牛奶冲洗干净后，对燕麦颗粒的完整性进行计数统计；颗粒表面有缺块儿现象的记为破损颗粒，破损颗粒的数量与总颗粒的数量之比记为颗粒的破损程度，取样3次，结果以平均值形式呈现。

(5)产品喜好度评价方法：选择100名品尝人员，从产品口感、风味、爽口程度、颗粒口感及整体评价五个维度开展喜好度评价，每一个维度10分，分数越高代表相应指标的喜爱程度越高，总分50分，最终取100名平常人员的平均分。

优选方案

优选方案基本与实施例4相同。

本优选方案共涉及三个主要步骤：第一步，牛乳基料的制备，所有方案中工艺流程及参数均相同没有差异；第二步，燕麦粒的预处理制备中，根据需要对燕麦粒进行不同程度的补水过程，优选方案中选择30min的补水时间；第三步，牛奶基料及燕麦粒混合处理工艺，燕麦粒按照一定比例加入牛奶基料中，依次经过杀菌系统的蒸煮段和高温杀菌段，最后冷却到合适的温度惊醒灌装，优选方案中蒸煮段工艺选择90℃/60s，高温杀菌段温度选择133℃/2s工艺。该优选方案下，牛奶基料只发生非常微小的褐变，同时该优选工艺条件下对燕麦粒的破坏程度最轻，颗粒硬度得到明显提升，整体破损度下降的同时，产品整体黏度也得以下降，提升了产品的整体口感。

附图说明

图1示出了本申请具体工艺的工艺流程图。

有益效果

欧姆杀菌方式与传统杀菌方式的对比：欧姆杀菌方式的优势在于独特的加热方式，不同于传统热杀菌工艺依靠温差传递热量，欧姆杀菌将基料及颗粒同时作为导体的一部分，依靠其自身阻抗产生热量，以达到基料和颗粒几乎同时受热的效果，在保证微生物安全的前提下最大限度降低杀菌强度，最大程度地保证了颗粒品质；传统加热方式在管壁位置存在对牛奶过热的情况，会加剧其褐变的程度，而对于颗粒，其表面首先受到来自基料的热量，然后逐步传递至颗粒内部，当颗粒表面已经过热受到严重的热损失时，颗粒内部还没有达到杀灭微生物的热强度要求。

超声波补水方式与高温蒸煮方式的对比：通过超声波工艺对燕麦粒进行补水，在常温条件下利用雾化蒸汽和颗粒的充分湍流运动以达到补水的效果，相比于传统加热蒸煮工艺方式，冷补水的方法可以有效减少颗粒的热损失破坏，降低燕麦粒硬度损失以及淀粉析出等情况，有效解决目前由于过渡蒸煮造成的淀粉析出、颗粒硬度下降等问题，改善目前产品糊化严重等口感不佳的现象。

二段式杀菌：欧姆杀菌工艺采用了独特的二段式杀菌过程，即85-125℃/30-210s蒸煮段配合127℃-145℃/2-30s杀菌段，二段式杀菌设置目的：①经过冷补水的燕麦粒质地仍然非常紧凑，淀粉糊化不充分会导致终产品燕麦颗粒口感偏硬、中心存在白芯等问题，影响消费者体验，通过较长时间的低温蒸煮，使得淀粉充分糊化，降低消费者不好体验风险；②通过较长时间的低温蒸煮段，可以有效降低高温段加热时长，降低高温条件下对牛奶褐变以及颗粒破损等影响。

实施本发明的技术方案，可以带来以下技术效果：

1)本发明主要通过欧姆杀菌与超声波流化补水相结合，解决了目前谷物牛奶类产品由于固液两相无法同时受热、整体杀菌工艺热强度处于较高水平，进而造成牛奶基料褐变、颗粒表面热损失严重等问题；由于含水量低，谷物颗粒一般不适于欧姆杀菌；然而。本发明通过超声波流化补水技术实现了谷物颗粒的快速冷补水，在提升颗粒含水量的同时，而不破坏谷物的自然特性，从而实现了谷物颗粒的欧姆杀菌，得到了颗粒更加完整且口感更佳的谷物牛奶。

2)欧姆杀菌方式下的蒸煮段+高温杀菌段工艺组合相比于传统列管形式，在保证产品商业无菌的前提下，牛奶的褐变程度更轻，基料和燕麦颗粒几乎同时受热的特性使得燕麦颗粒的受热更加均匀，减少了颗粒的热损失及淀粉析出等问题，降低了产品的糊化口感，并且提升了颗粒的咀嚼口感，提升了品尝人员对产品的整体喜好度。

3)适当降低蒸煮段杀菌温度，可以有效降低牛奶基料褐变程度，减少加热过程对燕麦颗粒的破坏，减少产品糊化程度的同时保留颗粒硬度，提升咀嚼感。

4)超声波湿化工艺的目的，是提升燕麦颗粒的含水量，进而提升颗粒在欧姆杀菌加热过程的导热效率，对比不同的工艺时长，本发明具体实施方式中采用的补水时长无论从提升产品品质、口感，还是节约能源及工艺流程来讲都是最佳的选择时间。相比于传统70℃的蒸煮工艺，通过采用超声波湿化工艺，本发明从牛奶基料褐变程度、产品糊化程度、颗粒破损度、颗粒硬度以及整体喜好度等都取得了良好的效果。

具体实施方式

1.生牛乳规格要求：无抗全脂鲜奶，脂肪大于3.0％，蛋白质大于2.95％；

2.白砂糖规格要求：精选白砂糖，蔗糖分≥99.8％；

3.淀粉规格要求：粘度(6.25％，以干基计，50℃)/(cps)在650-1300之间，pH值(20％悬浮液)在4.8-6.7之间，灰分/％≤1.5，电导率/(us/cm)≤2500，蛋白质(TN*6.25)/％≤0.5，脂肪/％≤0.5；

4.果胶规格要求：总半乳糖醛酸/％≤65，酰胺化度/％≤25，颗粒度(通过315微米孔径标准筛)/％≥99，pH在3.8-4.3之间；

5.明胶规格要求：水份/％≤13，凝冻强度(0.0667)(Bloomg)≥240，灰分/％≤1，透射比(450nm)/％≥65，水不溶物/％≤0.2；

6.阿斯巴甜规格要求：天门冬酰苯丙氨酸甲酯含量(以干基计，ω)/％≥98，pH在4.5-6.0之间，干燥减量/％≤4.5，灼烧残渣/％≤0.2；

7.结冷胶规格要求：含量/％≥85，干燥减量/％≤15；

8.纯净水规格要求：采用反渗透法制备的，不含任何添加物，色度≤5，浊度≤1，无异味及异臭。

下面各具体实施例的工艺指标和参数，如下表所示：

实施例1

本实施例提供湿化20min、蒸煮段90℃、60s和杀菌段133℃、2s的工艺组合。

一、谷物牛奶基料制备工艺：

其中稳定剂组成如下：

1、将适量的水、稳定剂、白砂糖等在升温至25℃-60℃下持续搅拌10-30分钟；

2、原奶通过巴氏杀菌后在配料罐备用，巴氏杀菌温度65℃-85℃，时间10-40s；

3、将化料溶液和经过巴氏杀菌的牛奶分别冷却至5℃后将两种料液进行充分混合30分钟，搅拌转速45转/min；

4、按照比例，添加香精并充分混合后备用。

二、燕麦粒制备工艺：

燕麦粒原料选择：选择已经加工处理的澳洲产地的去皮燕麦，具体指标如上表所示。

1、超声波流化补水工艺：将燕麦粒原料提前倒置在罐体内流化床层表面，床层筛网尺寸选择3*3*3mm，利用1.5MHz超声波作用纯净水(水硬度<100mg/L)产生雾化蒸汽，利用3-10t/h能力离心泵将蒸汽抽入流化物料罐，产生动力的同时，对干的燕麦颗粒进行充分补水：通过高压蒸汽提供3bar动力，使燕麦粒充分悬浮于罐体内，保持20min后，增大泵送装置功率，将压力提升至10bar，燕麦粒被风送至湿料出料罐备用，罐体内部配备三层四叶搅拌,防止燕麦颗粒静置过程中出现粘连等现象，搅拌转速10-20r/min，以防止搅拌过快出现颗粒破损严重等问题；

2、颗粒混合：湿料出料罐内燕麦颗粒依靠重力进入下端螺杆传送装置，螺杆转速40r/min，颗粒添加量为15％，随后物料进入物料缓冲罐。

三、混合&欧姆杀菌：

1.经过在线混合装置将牛奶基料与谷物颗粒(燕麦粒)进行定量混合；

2.充分混合后的固液两相基料通过欧姆杀菌工艺段，依次经过90℃/60s蒸煮段、133℃/2s杀菌段，最终冷却至25℃后进行无菌灌装，最终获得谷物牛奶调制乳产品。

实施例2

本实施例提供湿化20min、蒸煮段105℃、60s和杀菌段133℃、2s的工艺组合。

一、谷物牛奶基料制备工艺：

其中稳定剂组成如下：

4、按照比例添加香精并充分混合后备用。

二、燕麦粒制备工艺：

三、混合&欧姆杀菌：

2.充分混合后的固液两相基料通过欧姆杀菌工艺段，依次经过105℃/60s蒸煮段、133℃/2s杀菌段，最终冷却至25℃后进行无菌灌装，最终获得谷物牛奶调制乳产品。

实施例3

本实施例提供了湿化20min、蒸煮段115℃、60s和杀菌段133℃、2s的工艺组合。

一、谷物牛奶基料制备工艺：

其中稳定剂组成如下：

4、按照比例添加香精并充分混合后备用。

二、燕麦粒制备工艺：

三、混合&欧姆杀菌：

2.充分混合后的固液两相基料通过欧姆杀菌工艺段，依次经过115℃/60s蒸煮段、133℃/2s杀菌段，最终冷却至25℃后进行无菌灌装，最终获得谷物牛奶调制乳产品。

实施例4

本实施例提供湿化30min、蒸煮段90℃、60s和杀菌段133℃、2s的工艺组合。

一、谷物牛奶基料制备工艺：

其中稳定剂组成如下：

4、按照比例添加香精并充分混合后备用。

二、燕麦粒制备工艺：

1、超声波流化补水工艺：将燕麦粒原料提前倒置在罐体内流化床层表面，床层筛网尺寸选择3*3*3mm，利用1.5MHz超声波作用纯净水(水硬度<100mg/L)产生雾化蒸汽，利用3-10t/h能力离心泵将蒸汽抽入流化物料罐，产生动力的同时，对干的燕麦颗粒进行充分补水：通过高压蒸汽提供3bar动力，使燕麦粒充分悬浮于罐体内，保持30min后，增大泵送装置功率，将压力提升至10bar，燕麦粒被风送至湿料出料罐备用，罐体内部配备三层四叶搅拌,防止燕麦颗粒静置过程中出现粘连等现象，搅拌转速10-20r/min，以防止搅拌过快出现颗粒破损严重等问题。

三、混合&欧姆杀菌：

实施例5

本实施例提供湿化30min、蒸煮段105℃、60s和杀菌段133℃、2s的工艺组合。

一、谷物牛奶基料制备工艺：

其中稳定剂组成如下：

4、按照比例添加香精并充分混合后备用。

二、燕麦粒制备工艺：

1、超声波流化补水工艺：将燕麦粒原料提前倒置在罐体内流化床层表面，床层筛网尺寸选择3*3*3mm，利用1.5MHz超声波作用纯净水(水硬度<100mg/L)产生雾化蒸汽，利用3-10t/h能力离心泵将蒸汽抽入流化物料罐，产生动力的同时，对干的燕麦颗粒进行充分补水：通过高压蒸汽提供3bar动力，使燕麦粒充分悬浮于罐体内，保持30min后，增大泵送装置功率，将压力提升至10bar，燕麦粒被风送至湿料出料罐备用，罐体内部配备三层四叶搅拌,防止燕麦颗粒静置过程中出现粘连等现象，搅拌转速10-20r/min，以防止搅拌过快出现颗粒破损严重等问题；

三、混合&欧姆杀菌：

实施例6

本实施例提供湿化30min、蒸煮段115℃、60s和杀菌段133℃、2s的工艺组合。

一、谷物牛奶基料制备工艺：

其中稳定剂组成如下：

4、按照比例添加香精并充分混合后备用。

二、燕麦粒制备工艺：

燕麦粒原料选择：选择已经加工处理的澳洲产地的去皮燕麦，具体指标如上表所示；

三、混合&欧姆杀菌：

实施例7

本实施例提供湿化40min、蒸煮段90℃、60s和杀菌段133℃、2s的工艺组合。

一、谷物牛奶基料制备工艺：

其中稳定剂组成如下：

4、按照比例添加香精并充分混合后备用。

二、燕麦粒制备工艺：

1、超声波流化补水工艺：将燕麦粒原料提前倒置在罐体内流化床层表面，床层筛网尺寸选择3*3*3mm，利用1.5MHz超声波作用纯净水(水硬度<100mg/L)产生雾化蒸汽，利用3-10t/h能力离心泵将蒸汽抽入流化物料罐，产生动力的同时，对干的燕麦颗粒进行充分补水：通过高压蒸汽提供3bar动力，使燕麦粒充分悬浮于罐体内，保持40min后，增大泵送装置功率，将压力提升至10bar，燕麦粒被风送至湿料出料罐备用，罐体内部配备三层四叶搅拌,防止燕麦颗粒静置过程中出现粘连等现象，搅拌转速10-20r/min，以防止搅拌过快出现颗粒破损严重等问题；

三、混合&欧姆杀菌：

实施例8

本实施例提供湿化40min、蒸煮段105℃、60s和杀菌段133℃、2s的工艺组合。

一、谷物牛奶基料制备工艺：

其中稳定剂组成如下：

4、按照比例添加香精并充分混合后备用。

二、燕麦粒制备工艺：

三、混合&欧姆杀菌：

实施例9

本实施例提供湿化40min、蒸煮段115℃、60s和杀菌段133℃、2s的工艺组合。

一、谷物牛奶基料制备工艺：

其中稳定剂组成如下：

4、按照比例添加香精并充分混合后备用。

二、燕麦粒制备工艺：

三、混合&欧姆杀菌：

实施例10

一、谷物牛奶基料制备工艺：

其中稳定剂组成如下：

4、按照比例添加香精并充分混合后备用。

二、大米粒制备工艺：

大米原料选择：选择已经加工处理的本土黑龙江产地的去皮大米，具体指标如上表所示。

三、混合&欧姆杀菌：

1.经过在线混合装置将牛奶基料与谷物颗粒(大米粒)进行定量混合；

实施例11

一、谷物牛奶基料制备工艺：

其中稳定剂组成如下：

4、按照比例添加香精并充分混合后备用。

二、大米粒制备工艺：

1、超声波流化补水工艺：将燕麦粒原料提前倒置在罐体内流化床层表面，床层筛网尺寸选择3*3*3mm，利用1.5MHz超声波作用纯净水(水硬度<100mg/L)产生雾化蒸汽，利用3-10t/h能力离心泵将蒸汽抽入流化物料罐，产生动力的同时，对干的燕麦颗粒进行充分补水：通过高压蒸汽提供3bar动力，使燕麦粒充分悬浮于罐体内，保持50min后，增大泵送装置功率，将压力提升至10bar，燕麦粒被风送至湿料出料罐备用，罐体内部配备三层四叶搅拌,防止燕麦颗粒静置过程中出现粘连等现象，搅拌转速10-20r/min，以防止搅拌过快出现颗粒破损严重等问题；

三、混合&欧姆杀菌：

对比例1-3对比了相同杀菌参数下不同杀菌方式对产品特性的影响

对比例1：

按照实施例4的方法制备牛奶基料以及谷物原料预处理，区别在于，选择列管式超高温设备替代欧姆杀菌设备。

对比例2：

按照实施例5的方法制备牛奶基料以及谷物原料预处理，区别在于，选择列管式超高温设备替代欧姆杀菌设备。

对比例3：

按照实施例6的方法制备牛奶基料以及谷物原料预处理，区别在于，选择列管式超高温设备替代欧姆杀菌设备。

对比例4对比相同时间下常规加热处理蒸煮方式对产品特性的影响

对比例4：

按照实施例4的方法制备牛奶基料以及谷物原料预处理，区别在于，选择70℃、预蒸煮30min的常规燕麦粒预蒸煮工艺代替30min的超声波湿化预处理工艺。

具体试验测试数据如下表所示：

1、通过实施例1-9检测数据对比发现，随着蒸煮段温度升高，牛奶基料褐变、糊化程度加剧，颗粒硬度下降，颗粒破损度升高，喜好度方面，品尝人员喜好更偏向于受热强度低的产品；湿化时间并非时间越长越好，发现湿化时间30min的测试样品呈现的状态以及检测指标结果更好。

2、对比燕麦粒和大米粒两种原料，在相同工艺条件下，含燕麦粒的产品呈现的状态以及检测指标结果更优。

3、通过对比例1-3可以看出，在相同加热参数条件下，欧姆杀菌工艺的产品指标比列管杀菌机结果及指标更优。

4、通过对比例4可以看出超声波流化补水工艺产品指标明显优于传统蒸煮方式的加工方法。

Claims

1.一种谷物牛奶的制备方法，其包括对谷物颗粒进行超声波流化补水；

所述超声波流化补水包括将谷物颗粒置于流化床层表面，采用超声波产生蒸汽，再用蒸汽对谷物颗粒进行补水，所述超声波流化补水包括将谷物颗粒置于流化物料罐中的流化床层表面，利用超声波作用于纯净水，产生雾化蒸汽，将蒸汽抽入流化物料罐，对谷物颗粒进行补水；

所述超声波的频率为1-2.5MHz；

所述超声波流化补水还包括通过提供2-5bar的高压蒸汽提供使谷物颗粒充分悬浮于罐体内，保持悬浮状态20-40 min后，增大泵送功率，将压力提升至7-12 bar，谷物颗粒被风送至湿料出料罐备用。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其还包括以下步骤：将补水后的谷物颗粒与基料混合，将混合后的谷物颗粒与基料进行欧姆杀菌。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其中所述谷物颗粒包括黑米、青稞、小麦和/或燕麦。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其中所述谷物颗粒包括燕麦和/或青稞。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其中所述谷物颗粒为燕麦颗粒。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的制备方法，其包括以下步骤：

1）制备基料：将适量的牛奶、稳定剂、水、甜味剂、和/或其他原料按照比例混合，所述牛奶经过灭菌处理；

2）谷物颗粒预处理：选择谷物颗粒，将谷物颗粒进行超声波流化补水；

3）混合：将补水后的谷物颗粒与基料混合；

4）欧姆杀菌处理：将混合后的谷物颗粒与基料进行欧姆杀菌。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其中步骤1）的所述混合包括先将稳定剂、水、甜味剂、和/或其他原料在升温至25℃-60℃的环境下持续搅拌10-30分钟，再将料液与经过灭菌处理的牛奶进行混合。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其中步骤1）的所述混合包括先将稳定剂、水、甜味剂、和/或其他原料在升温至50℃-55℃的环境下持续搅拌10-30分钟，再将料液与经过灭菌处理的牛奶进行混合。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其中步骤1）的所述混合包括先将稳定剂、水、甜味剂、和/或其他原料在升温至25℃-60℃的环境下持续搅拌15-20分钟，再将料液与经过灭菌处理的牛奶进行混合。

10.根据权利要求7所述的制备方法，其中料液与牛奶的混合方式为在线混合。

11.根据权利要求7所述的制备方法，其中将料液与牛奶混合后，按照比例添加香精并混合。

12.根据权利要求7所述的制备方法，其中步骤1）的所述灭菌处理为巴氏杀菌。

13.根据权利要求12所述的制备方法，其中巴氏杀菌的温度为65℃-85℃。

14.根据权利要求12所述的制备方法，其中巴氏杀菌的温度为70-75℃。

15.根据权利要求12所述的制备方法，其中巴氏杀菌的时间为10-40s。

16.根据权利要求12所述的制备方法，其中巴氏杀菌的时间为20-30s。

17.根据权利要求6所述的制备方法，其中所述稳定剂包括淀粉、卡拉胶、磷酸三钠、羟甲基纤维素钠和/或结冷胶中的至少一种。

18.根据权利要求17所述的制备方法，其中稳定剂的组成为淀粉、果胶、明胶和结冷胶。

19.根据权利要求18所述的制备方法，其中淀粉、果胶、明胶和结冷胶的配比为1:1.5:1:3。

20.根据权利要求6所述的制备方法，其中所述甜味剂包括白砂糖、阿斯巴甜、蔗糖和/或木糖醇。

21.根据权利要求20所述的制备方法，其中所述甜味剂包括白砂糖和/或阿斯巴甜。

22.根据权利要求21所述的制备方法，其中甜味剂中白砂糖与阿斯巴甜的配比为1-1.4。

23.根据权利要求6所述的制备方法，其中所述超声波的频率为1.5-2Hz。

24.根据权利要求23所述的制备方法，其中所述纯净水的硬度<100mg/L。

25.根据权利要求23所述的制备方法，其中利用离心泵将蒸汽抽入流化物料罐。

26.根据权利要求25所述的制备方法，其中离心泵具有3-10t/h的处理能力.

27.根据权利要求23所述的制备方法，其中所述超声波流化补水还包括通过提供3.5bar的高压蒸汽使谷物颗粒充分悬浮于罐体内。

28.根据权利要求27所述的制备方法，其中保持悬浮状态35min。

29.根据权利要求27所述的制备方法，其中所述悬浮状态保持20-40 min后，增大泵送功率，将压力提升至9 bar，谷物颗粒被风送至湿料出料罐备用。

30.根据权利要求23所述的制备方法，其中湿料出料罐内部配备三层四叶搅拌。

31.根据权利要求30所述的制备方法，其中上述三层四叶搅拌的搅拌转速为10-20r/min。

32.根据权利要求23所述的制备方法，其中经过超声波流化补水后，谷物颗粒中的水分为25-40%。

33.根据权利要求6所述的制备方法，其中步骤3）的所述混合包括将补水后的谷物颗粒依靠重力进入螺杆传送装置。

34.根据权利要求33所述的制备方法，其中所述螺杆传送装置中螺杆的转速为20-45r/min。

35.根据权利要求33所述的制备方法，其中所述螺杆传送装置中螺杆的转速为30 r/min。

36.根据权利要求6所述的制备方法，其中步骤4）的所述欧姆杀菌为二段式欧姆杀菌。

37.根据权利要求36所述的制备方法，其中所述二段式欧姆杀菌包括在85-125℃下30-210s的第一段杀菌和在127-145℃下2-30s的第二段杀菌。

38.根据权利要求37所述的制备方法，其中第一段杀菌在95-118℃下进行。

39.根据权利要求37所述的制备方法，其中第一段杀菌进行60-90s。

40.根据权利要求37所述的制备方法，其中第二段杀菌在131-142℃下进行。

41.根据权利要求37所述的制备方法，其中第二段杀菌进行12-18s。

42.根据权利要求37所述的制备方法，其中欧姆杀菌处理后冷却至25℃，进行无菌灌装。

43.根据权利要求1-5中任一项所述的制备方法，其中所述基料包括：50-90重量份的生牛乳，2-10重量份的白砂糖，0.1-1重量份的阿斯巴甜，0.1-5重量份的稳定剂，以及5-10重量份的纯净水；

所述稳定剂包括：40-80重量份的淀粉，10-40重量份的果胶，0-40重量份的明胶，以及0-10重量份的结冷胶。

44.根据权利要求43所述的制备方法，其中所述基料包括70-80重量份的生牛乳。

45.根据权利要求43所述的制备方法，其中所述基料包括5-8重量份的白砂糖。

46.根据权利要求43所述的制备方法，其中所述基料包括0.5-0.8重量份的阿斯巴甜。

47.根据权利要求43所述的制备方法，其中所述基料包括2-3重量份的稳定剂。

48.根据权利要求43所述的制备方法，其中所述基料包括6-8重量份的纯净水。

49.根据权利要求43所述的制备方法，其中所述稳定剂包括60-70重量份的淀粉。

50.根据权利要求43所述的制备方法，其中所述稳定剂包括25-30重量份的果胶。

51.根据权利要求43所述的制备方法，其中所述稳定剂包括20-30重量份的明胶。

52.根据权利要求43所述的制备方法，其中所述稳定剂包括4-6重量份的结冷胶。

53.根据权利要求1-52中任一项所述的制备方法所制备的谷物牛奶。