CN116982658A - 一种婴儿配方液态乳的制备方法与系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种婴儿配方液态乳的制备方法,有制备液态乳,液态乳至少包括:生牛乳、DHA和ARA;将液态乳放入超高压设备内,并设置超高压设备的压力为第一压力值;经过第一时间后,从所述液态乳中获取少量的液态乳作为样品;获取样品中DHA和ARA的含量;基于样品中ARA的含量以及预设的ARA含量最低阈值,计算出第二时间;经过第二时间后,将超高压设备的压力设置为第二压力值,并维持第三时间,最终得到灭菌后的液态乳;将灭菌后的液态乳冷却后无菌灌装,从而制备得到婴儿配方液态乳。本发明尽可能防止DHA与ARA发生氧化反应,防止最终成品对身体健康造成不利影响。
Description
技术领域
本发明属于食品加工技术领域,更具体的,涉及一种婴儿配方液态乳的制备方法与系统。
背景技术
现有技术中,热力杀菌作为最传统、使用最广泛的手段,例如:巴氏杀菌、UHT杀菌、超巴氏杀菌等等。相比于热力杀菌,超高压灭菌技术不需向食品中加入化学物质,克服了化学试剂与微生物细胞内物质作用生成的产物对人体产生的不良影响,也避免了食物中残留的化学试剂对人体的负面作用,从而保证了食用的安全。超高压灭菌条件易于控制,外界环境对其影响较小。同时,超高压杀菌能更好地保持食品的自然风味,甚至改善食品高分子物质的构象。
婴儿配方液态乳通常指的是经过专门的配方设计,满足婴幼儿生长发育的特殊需求的液态乳。因此,相比于普通的液态乳,婴儿配方液态乳会添加一些特殊的营养补充剂,例如:益生菌、DHA(二十二碳六烯酸)、ARA(二十二碳四烯酸)、铁等,以支持婴幼儿的免疫系统,脑补发育和血红蛋白的合成。然而有研究表明,超高压处理本身会破坏DHA与ARA的分子结构,使其发生氧化反应。此外,超高压还可能引起脂质氧化酶的活化,进一步促使DHA和ARA的降解。
发明内容
为解决现有技术中存在的不足,本发明的目的在于解决上述缺陷,进而提出一种婴儿配方液态乳的制备方法与系统。
本发明采用如下的技术方案。
本发明公开了一种婴儿配方液态乳的制备方法,包括步骤1~步骤7;
步骤1,制备液态乳,液态乳至少包括:生牛乳、DHA和ARA;
步骤2,将液态乳放入超高压设备内,并设置超高压设备的压力为第一压力值;
步骤3,经过第一时间后,从所述液态乳中获取少量的液态乳作为样品;
步骤4,获取样品中DHA和ARA的含量;
步骤5,基于样品中ARA的含量以及预设的ARA含量最低阈值,计算出第二时间;
步骤6,经过第二时间后,将超高压设备的压力设置为第二压力值,并维持第三时间,最终得到灭菌后的液态乳;
步骤7,将灭菌后的液态乳冷却后无菌灌装,从而制备得到婴儿配方液态乳。
进一步的,步骤1具体包括步骤1.1~步骤1.3;
步骤1.1,将生牛乳进行过滤净化处理,加入碳酸水后混合脱脂乳、乳清蛋白粉、脱盐乳清粉、柠檬酸钠、氯化钾、碳酸钙、乳糖、氯化胆碱、碳酸氢钙、复配核苷酸、2′-岩藻糖基乳糖、低聚半乳糖、低聚果糖、DHA、ARA和乳铁蛋白,得到水溶性配料;
步骤1.2,将复配维生素、磷虾油加入到复配植物油中,加热后得到脂溶性配料;
步骤1.3,通过高压均质,混合水溶性配料与脂溶性配料得到液态乳。
进一步的,生牛乳、碳酸水、脱脂乳、乳清蛋白粉、脱盐乳清粉、柠檬酸钠、氯化钾、碳酸钙、乳糖、氯化胆碱、碳酸氢钙、复配核苷酸、2′-岩藻糖基乳糖、低聚半乳糖、低聚果糖、DHA、ARA和乳铁蛋白的配比为:200-210:40-45:200-210:5.87-7.87:0.8-1.2:0.8-1.2:0.5-0.6:0.06-0.1:42-45:0.06-0.1:0.06-0.1:0.02-0.12:2.5-3.5:2.97-3.97:1.43-2.43:0.22-0.62:0.26-0.66:0.18-0.28。
进一步的,复配维生素、磷虾油和复配植物油的配比为:0.1-0.15:0.2-0.4:20-24。此外,碳酸水与复配植物油的配比为40-45:15-20。
进一步的,步骤4中,通过气相色谱法或高效液相色谱法获得ARA的含量。
进一步的,第一压力值设置为小于ARA的压力阈值,第一时间设置为3min,第二压力值设置为200Mpa,温度设定为5摄氏度。
进一步的,步骤5具体包括步骤5.1~步骤5.3;
步骤5.1,基于超高压处理后的液态乳,获取多个ARA含量的测定结果,建立ARA的含量模型,所述含量模型用于表征灭菌处理后的液态乳在超高压处理下,随着压力以及持续时间的不同,ARA的最终含量的变化;
步骤5.2,基于ARA的含量模型与样品中ARA的含量,计算出第二时间。
进一步的,步骤5.2通过下式联立获得:
其中,t1,t2与t3分别为第一时间,第二时间与第三时间,T′为ARA的压力阈值,k为拟合参数,T1,T2分别为第一压力值与第二压力值;P0为ARA的初始含量,P1为步骤4中的ARA的含量;P2 ′为ARA含量最低阈值。
本发明的有益效果在于,与现有技术相比,本发明具有以下优点:
(1)本发明考虑到DHA与ARA作为重要的营养补充剂,采用低温的超高压灭菌的方式替代需要高温的巴氏灭菌,尽可能防止DHA与ARA发生氧化反应,防止最终成品对身体健康造成不利影响。
(2)本发明进一步考虑到超高压处理对DHA与ARA的分子结构的破坏,通过控制压力与持续时间,尽可能减少破坏程度。通过实验研究发现,当生牛乳或液态乳在较低的压力(例如,下文中的第一压力值)下处理一段时间后,再提高压力进行处理,能够减少对DHA与ARA的分子结构的破坏。
附图说明
图1是一种婴儿配方液态乳的制备方法的流程图。
图2是相同配比的多份液态乳经过相同的超高压处理后,对ARA的含量的最终测定结果。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本申请的保护范围。
现有技术中,婴儿配方液态乳的制备方法可以概括为:预先对生牛乳进行超高压处理,得到预处理生牛乳后,再混合DHA、ARA等营养补充剂,最终通过高压均质、巴氏灭菌处理等方式进行二次灭菌,以得到成品。
然而,这种做法不仅低效,并且如果巴氏灭菌的时间过短,无法确保灭菌效果;而如果巴氏灭菌的时间过长,高温加热也会导致DHA、ARA等营养补充剂失去活性,甚至产生氧化反应对身体造成不利影响。此外,高温加热也会使得牛乳的蛋白质发生变性,导致牛乳的口感发生改变。
此外,对于液态乳而言,尤其是婴儿配方液态乳,超高压处理的时间不能过长,时间过长会导致蛋白质变性,从而影响口感,作为一种优选的实施方式,婴儿配方液态乳在超高压处理的过程中,其压力可以设置为200Mpa,时间可以设置为10min。
作为一种重要的营养补充剂,DHA与ARA有助于婴儿的脑发育、视力发育、免疫调节以及心血管的健康。然而,在与生牛乳混合后,在超高压处理的过程中时,DHA与ARA会受到一定程度的破坏,如何调节控制超高压的压力、持续时间以及温度是一个亟需解决的问题。
基于此,本发明公开了一种婴儿配方液态乳的制备方法,如图1所示,包括步骤1~步骤7。
步骤1,制备液态乳,液态乳至少包括:生牛乳、DHA和ARA。
步骤2,将液态乳放入超高压设备内,并设置超高压设备的压力为第一压力值。
步骤3,经过第一时间后,从所述液态乳中获取少量的液态乳作为样品。
步骤4,获取样品中ARA的含量。
在一些实施例中,步骤4可以具体通过气相色谱法或高效液相色谱法获得ARA的含量。
步骤5,基于样品中ARA的含量以及预设的ARA含量最低阈值,计算出第二时间。
步骤6,经过第二时间后,将超高压设备的压力设置为第二压力值,并维持第三时间,最终得到灭菌后的液态乳。
步骤7,将灭菌后的液态乳冷却后无菌灌装,从而制备得到婴儿配方液态乳。
进一步的,步骤1具体包括步骤1.1~步骤1.3。
步骤1.1,将生牛乳进行过滤净化处理,加入碳酸水后混合脱脂乳、乳清蛋白粉、脱盐乳清粉、柠檬酸钠、氯化钾、碳酸钙、乳糖、氯化胆碱、碳酸氢钙、复配核苷酸、2′-岩藻糖基乳糖、低聚半乳糖、低聚果糖、DHA、ARA和乳铁蛋白,得到水溶性配料。
在一些实施例中,生牛乳、碳酸水、脱脂乳、乳清蛋白粉、脱盐乳清粉、柠檬酸钠、氯化钾、碳酸钙、乳糖、氯化胆碱、碳酸氢钙、复配核苷酸、2′-岩藻糖基乳糖、低聚半乳糖、低聚果糖、DHA、ARA和乳铁蛋白的配比为:200-210:40-45:200-210:5.87-7.87:0.8-1.2:0.8-1.2:0.5-0.6:0.06-0.1:42-45:0.06-0.1:0.06-0.1:0.02-0.12:2.5-3.5:2.97-3.97:1.43-2.43:0.22-0.62:0.26-0.66:0.18-0.28。
步骤1.2,将复配维生素、磷虾油加入到复配植物油中,加热后得到脂溶性配料。
在一些实施例中,复配维生素、磷虾油和复配植物油的配比为:0.1-0.15:0.2-0.4:20-24。此外,碳酸水与复配植物油的配比为40-45:15-20。
步骤1.3,通过高压均质,混合水溶性配料与脂溶性配料得到液态乳。
考虑到ARA相较于DHA更容易被破坏,图2示出了相同配比的多份液态乳经过同样的超高压处理后,对ARA的含量的最终测定结果。其中,超高压设备的压力为200Mpa,处理时间为10min,温度为5摄氏度。
需要说明的是,在24份液态乳中,第1~8份液态乳系出第一生牛乳,第9~16份液态乳系出第二生牛乳,第17~24份生牛乳系出第三份生牛乳。并且,第1~24份液态乳均为通过本发明实施例的步骤1所制备得到的液态乳,此外,第2、10、18份液态乳中,生牛乳在混合成为液态乳前,预先经过超高压处理了3min;第3、11、19份液态乳中,生牛乳在混合成为液态乳前,预先经过超高压处理了4min。以此类推。其中,生牛乳预先经过超高压处理的压力设置为100Mpa,温度为5摄氏度。
因此,图2中横坐标表示为生牛乳预先经过超高压处理的时长,纵坐标表示为ARA的最终含量与ARA的初始含量的比值。
从图2不难看出,生牛乳未经灭菌处理,其所包含的细菌或微生物会对ARA的分子结构造成了较大的影响。而当生牛乳经过超高压预处理后,混合后的液态乳二次进行超高压处理时,对ARA的分子结构影响较小,且ARA的含量趋于稳定。
可以理解的是,生牛乳在经过超高压处理后,会生成多酚类化合物、抗氧化酶或者抗氧化维生素等物质,这些物质例如多酚类化合物可以中和自由基,减少氧化损伤,一定程度上遏制了DHA和ARA的氧化,从而对DHA和ARA起到了保护作用。然而,上述物质中的哪一种或哪几种对DHA和ARA保护发挥主要作用,以及其背后的机理仍不得而知。不难发现的是,当超高压预处理的时间越长,生牛乳中影响ARA分子结构的抗氧化剂越多,在二次超高压处理时,ARA的含量也越高。
在液态乳中,ARA的压力阈值大约为120Mpa,也就是说,当超高压处理的压力值小于等于压力阈值时,哪怕超高压处理的持续时间较长,对ARA的破坏也可以忽略不计,而当超高压处理的压力值大于压力阈值时,较短的时间内也会对ARA的分子结构造成较大的破坏。可以理解的是,该结论并不单纯适用于ARA或DHA。
因此,在制备液态乳的过程中,为了确保灭菌与口感的均衡性,通常应当尽可能增大压力值并缩短持续时间。然而从图2给出的启示中可以获知:压力值过大会导致DHA与ARA造成较为严重的破坏,如何根据生牛乳的品质的不同,控制压力值与持续时间是一个亟需解决的问题。
在一些实施例中,步骤2中的第一压力值可以设置为略小于ARA的压力阈值,例如设置为100Mpa。第二压力值可以设置为200Mpa。
表1示例性的给出了不同的液态乳在不同的压力与持续时间下,ARA的含量的最终测定结果的部分数据。与图2区别的是,在表1中,每一份液态乳中的生牛乳并没有经过预先的超高压处理,而是直接将液态乳置于超高压设备中,并将超高压设备的压力值设置为100Mpa,并保持x分钟,然后将超高压设备的压力值设置为yMpa,并保持10min。
表1
生牛乳编号 | x | P1/P0 | P2/P0 |
1 | 3 | 0.993 | 0.732 |
1 | 4 | 0.982 | 0.793 |
1 | 5 | 0.976 | 0.869 |
1 | 6 | 0.973 | 0.872 |
1 | 7 | 0.967 | 0.974 |
2 | 3 | 0.962 | 0.342 |
2 | 4 | 0.956 | 0.562 |
2 | 7 | 0.953 | 0.712 |
2 | 10 | 0.947 | 0.812 |
2 | 12 | 0.944 | 0.842 |
3 | 3 | 0.978 | 0.522 |
3 | 4 | 0.966 | 0.613 |
3 | 6 | 0.953 | 0.712 |
3 | 8 | 0.946 | 0.883 |
3 | 9 | 0.944 | 0.904 |
在表1中,y被固定设置为200。P0为ARA的初始含量,P1为ARA在第一压力值下,保持x分钟后的含量,亦对应于本发明实施例中步骤4中的ARA的含量;P2为ARA的最终含量。
进一步的,表1的结论可以拓展至第二压力值为100Mpa~200Mpa之间的任意值,经过多次反复实验,并结合sigmoid函数与图2的结论,对x,y,P1/P0与P2/P0之间的关系进行拟合,可以得到如下关系式:
其中,t12即为x,可理解的,t12也为本发明实施例的第一时间与第二时间之和;t3为第三时间,可理解的,在表1中,其被设置为10min;T′为ARA的压力阈值,k为拟合参数,T1,T2分别为本发明实施例中的第一压力值与第二压力值,可理解的,在表1中,T2=y。δ(t)表示超高压处理下,ARA含量随着时间t变化的趋势。
基于此,在一些实施例中,第一压力值可以是100Mpa,第一时间可以设置为3min,超高压设备的温度设定为5摄氏度,并且,步骤5可以具体包括步骤5.1~步骤5.3。
步骤5.1,基于超高压处理后的液态乳,获取多个ARA含量的测定结果,建立ARA的含量模型,该含量模型用于表征灭菌处理后的液态乳在超高压处理下,随着压力以及持续时间的不同,ARA的最终含量的变化。
步骤5.2,基于ARA的含量模型与样品中ARA的含量,计算出第二时间。
具体的,步骤5.2通过下式联立获得:
其中,t1与t2分别为第一时间与第二时间,P2 ′为ARA含量最低阈值。
本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述,但是本领域技术人员应该理解,以上实施示例仅为本发明的优选实施方案,详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神,而并非对本发明保护范围的限制,相反,任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种婴儿配方液态乳的制备方法,其特征在于,所述方法包括步骤1~步骤7;
步骤1,制备液态乳,液态乳至少包括:生牛乳、DHA和ARA;
步骤2,将液态乳放入超高压设备内,并设置超高压设备的压力为第一压力值;
步骤3,经过第一时间后,从所述液态乳中获取少量的液态乳作为样品;
步骤4,获取样品中DHA和ARA的含量;
步骤5,基于样品中ARA的含量以及预设的ARA含量最低阈值,计算出第二时间;
步骤6,经过第二时间后,将超高压设备的压力设置为第二压力值,并维持第三时间,最终得到灭菌后的液态乳;
步骤7,将灭菌后的液态乳冷却后无菌灌装,从而制备得到婴儿配方液态乳。
2.根据权利要求1所述的一种婴儿配方液态乳的制备方法,其特征在于,步骤1具体包括步骤1.1~步骤1.3;
步骤1.1,将生牛乳进行过滤净化处理,加入碳酸水后混合脱脂乳、乳清蛋白粉、脱盐乳清粉、柠檬酸钠、氯化钾、碳酸钙、乳糖、氯化胆碱、碳酸氢钙、复配核苷酸、2′-岩藻糖基乳糖、低聚半乳糖、低聚果糖、DHA、ARA和乳铁蛋白,得到水溶性配料;
步骤1.2,将复配维生素、磷虾油加入到复配植物油中,加热后得到脂溶性配料;
步骤1.3,通过高压均质,混合水溶性配料与脂溶性配料得到液态乳。
3.根据权利要求2所述的一种婴儿配方液态乳的制备方法,其特征在于,生牛乳、碳酸水、脱脂乳、乳清蛋白粉、脱盐乳清粉、柠檬酸钠、氯化钾、碳酸钙、乳糖、氯化胆碱、碳酸氢钙、复配核苷酸、2′-岩藻糖基乳糖、低聚半乳糖、低聚果糖、DHA、ARA和乳铁蛋白的配比为:200-210:40-45:200-210:5.87-7.87:0.8-1.2:0.8-1.2:0.5-0.6:0.06-0.1:42-45:0.06-0.1:0.06-0.1:0.02-0.12:2.5-3.5:2.97-3.97:1.43-2.43:0.22-0.62:0.26-0.66:0.18-0.28。
4.根据权利要求2所述的一种婴儿配方液态乳的制备方法,其特征在于,复配维生素、磷虾油和复配植物油的配比为:0.1-0.15:0.2-0.4:20-24,碳酸水与复配植物油的配比为40-45:15-20。
5.根据权利要求1所述的一种婴儿配方液态乳的制备方法,其特征在于,步骤4中,通过气相色谱法或高效液相色谱法获得ARA的含量。
6.根据权利要求1所述的一种婴儿配方液态乳的制备方法,其特征在于,第一压力值设置为小于ARA的压力阈值,第一时间设置为3min,第二压力值设置为200Mpa,温度设定为5摄氏度。
7.根据权利要求1所述的一种婴儿配方液态乳的制备方法,其特征在于,步骤5具体包括步骤5.1~步骤5.3;
步骤5.1,基于超高压处理后的液态乳,获取多个ARA含量的测定结果,建立ARA的含量模型,所述含量模型用于表征灭菌处理后的液态乳在超高压处理下,随着压力以及持续时间的不同,ARA的最终含量的变化;
步骤5.2,基于ARA的含量模型与样品中ARA的含量,计算出第二时间。
8.根据权利要求7所述的一种婴儿配方液态乳的制备方法,其特征在于,步骤5.2通过下式联立获得:
其中,t1,t2与t3分别为第一时间,第二时间与第三时间,T′为ARA的压力阈值,k为拟合参数,T1,T2分别为第一压力值与第二压力值;P0为ARA的初始含量,P1为步骤4中的ARA的含量;P2 ′为ARA含量最低阈值。
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