CN117121944A - 一种膜浓缩液态乳制品的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及牛乳制品生产技术领域，尤其涉及一种膜浓缩液态乳制品的制备方法。所述制备方法包括：将脱脂牛乳进行除菌、灭活蛋白酶和蛋白浓缩流程后，回填脂肪得到半成品牛奶；所述蛋白浓缩流程包括：通过反渗透膜浓缩和/或超滤膜浓缩进行蛋白浓缩使得浓缩后的牛乳在回填脂肪后蛋白质和乳糖的比例达到一定条件。本发明关注到牛乳制品在浓缩过程会导致小分子等丢失导致口味下降的问题，在蛋白浓缩前附加额外的除菌和灭酶流程，同时控制浓缩流程有效提高浓缩后的2.3‑戊二酮呈味物质含量，具备较优的奶油香味，且具备较高的体系稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及牛乳制品生产技术领域，尤其涉及一种膜浓缩液态乳制品的制备方法。
背景技术
浓缩乳是将乳中的水分部分地去除而获得的一类乳制品，其中蛋白质和脂肪含量均要高于普通的牛乳。由于其具备较高的蛋白质含量，常被用于各类食品的制备，尤其是乳制品。
目前，膜浓缩技术在浓缩乳制品的制备中应用广泛，但是现有的浓缩乳制品普遍存在各种问题，例如风味和稳定性的问题，在浓缩过程中产品口感会由于小分子等丢失导致口味下降，很多采用直接式杀菌产品保质期短，且容易产生苦味。同时浓缩使用大部分为单膜浓缩，比较单一，浓缩效率较低且往往难以得到较高稳定性和风味的浓缩乳。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种膜浓缩液态乳制品的制备方法。通过结合多流程的杀菌和浓缩流程，得到了具备较高2.3-戊二酮呈味物质含量的浓缩牛奶。
第一方面，本发明提供一种膜浓缩液态乳制品的制备方法，包括：
将脱脂牛乳进行除菌、灭活蛋白酶和蛋白浓缩流程后，回填脂肪得到半成品牛奶；
所述蛋白浓缩流程包括：
通过反渗透膜浓缩和/或超滤膜浓缩进行蛋白浓缩使得浓缩后的牛乳在回填脂肪后满足如下条件：
当所述半成品牛奶中蛋白质浓度<4.5g/100g时，使其中蛋白质与乳糖比例为1：(1.21-1.50)；
当所述半成品牛奶中蛋白质浓浓度≥4.5g/100g时，使其中蛋白质与乳糖比例为1：(0.8-1.20)。
本发明研究发现牛乳经过不同条件的热处理后，会产生不同程度的美拉德反应，因而其产生的风味物质也会存在差异。牛乳的呈香物质构成十分复杂，在加热过程中，牛乳会产生不同程度的风味变化，其中，硫基化合物对牛乳蒸煮味有着重要的贡献。本发明发现通过优化蛋白质浓缩的流程，通过反渗透膜浓缩和超滤膜浓缩控制浓缩后蛋白质和乳糖的比例，可以有效调节牛乳杀菌后酮类物质含量，而在特定范围内，可以得到较高的酮类物质(例如2.3-戊二酮呈味物质)含量。
进一步地，所述灭活蛋白酶为将所述牛乳中蛋白酶降低至700U/100ml。
进一步地，所述灭活蛋白酶包括：在65～85℃低温灭酶30～360s。
蛋白酶的含量会显著影响产品的蛋白质含量，进而影响到牛奶产品中各组分的比例，本发明除去蛋白酶，相当于间接调控牛奶产品中蛋白质组分的比例，这对于后续浓缩过程中风味物质的含量也有显著影响。
进一步地，所述反渗透膜浓缩为在1～10℃条件下浓缩1.01～1.40倍，所述超滤膜浓缩为在1～10℃条件下浓缩1.01-2.0倍。
进一步地，所述除菌为将所述牛乳在4～10℃条件下通过0.05～1.5μm的MF膜。
进一步地，在所述蛋白浓缩流程后，还包括杀菌流程，所述杀菌流程包括：在76～95℃的条件下，蛋白稳定30～300s，之后在140～154℃条件下蒸汽直接灭菌0.25～6s。
进一步地，所述蒸汽直接灭菌为蒸汽浸入式灭菌或蒸汽喷射式灭菌。
进一步地，在所述杀菌流程后，还包括在70～80℃、250～350bar的条件下均质。
作为一种优选的具体实施方式，本发明提供一种提高牛奶中2.3二戊二酮呈味物质含量的方法，包括：
(1)以生牛乳为原料奶，经过过滤和离心去除大部分杂质和体细胞；
(2)将步骤(1)得到的牛乳进行脂肪标准化处理：将牛乳在45～65℃条件下，6000～6500rpm离心脱脂；
(3)将步骤(2)处理后的牛乳在4～10℃条件下通过0.05～10μm的MF膜。
(4)将步骤(3)处理后的牛乳在65～85℃低温灭酶30～360s。
(5)将步骤(4)处理后的牛乳进行反渗透膜浓缩和超滤膜浓缩；
通过反渗透膜浓缩和/或超滤膜浓缩进行蛋白浓缩使得浓缩后的牛乳在回填脂肪后满足如下条件：
当所述半成品牛奶中蛋白质浓度<4.5g/100g时，使其中蛋白质与乳糖比例为1：(1.21-1.50)；
当所述半成品牛奶中蛋白质浓浓度≥4.5g/100g时，使其中蛋白质与乳糖比例为1：(0.8-1.20)；
(6)将步骤(5)处理后的牛乳在76～95℃的条件下，蛋白稳定30～300s，之后在140～154℃条件下蒸汽直接灭菌0.25～6s。
本发明具备如下有益效果：
本发明结合多流程的杀菌和浓缩流程，通过特定的浓缩方式得到了具备较高2.3-戊二酮呈味物质含量的浓缩牛奶。同时通过多步骤控制蛋白质的含量和脂肪含量使得产品达到均衡状态，在贮藏过程中既不会产生沉淀，又不会产生脂肪上浮的情况。
本发明通过控制蛋白质和脂肪的含量提供了一种状态稳定，风味较佳(具有较浓郁的奶油香味)的浓缩牛奶，这在生产牛乳制品的领域具有重要意义。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例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。
脂肪标准化：将净乳后原料奶脂肪进行标准化，在离心分离的转速为6000rpm，温度为45℃的情况下进行脱脂。
MF膜除菌：将脂肪标准化的生牛乳通过MF膜除菌分离孔径在1.4μm，温度10℃以下，除掉大部分芽孢和部分细菌。
低温灭酶：将除菌后生牛乳采用85℃、时间为30s低温灭酶，直至蛋白酶＜700U/100ml。
膜浓缩：标准化后牛奶直接进行浓缩，RO浓缩(浓缩条件1.19倍)。
脂肪回填后搅拌10分钟产品定容为半成品。
蒸汽浸入式灭菌：蛋白稳定：76℃/60s，杀菌：145℃/1s。
无菌均质：均质总压力为300bar，温度为75℃。
无菌灌装：将冷却后的牛奶进行无菌灌注。
包装：采用梦幻盖无菌包装。
检测：通过超快速气相电子鼻检测原奶、半成品和成品中的蛋白质、脂肪和2.3-戊二酮，通过GB/T 23527蛋白酶制剂中检测酶活力方法检测蛋白酶含量。
表1处理前后各成分含量的变化
实施例2
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。
脂肪标准化：将净乳后原料奶脂肪进行标准化，所述离心分离的转速为5500rpm。
MF膜除菌：将脂肪标准化的生牛乳通过MF膜除菌分离孔径为1.4μm，温度10℃以下，除掉大部分芽孢和部分细菌。
低温灭酶：将除菌后生牛乳采用76℃、时间300s低温灭酶。蛋白酶快速检测(蛋白酶＜700U/100ml)使用。
膜浓缩：标准化后牛奶直接进行浓缩，RO浓缩比设定1.14倍。
脂肪回填后搅拌10分钟产品定容为半成品。
蒸汽浸入式灭菌：蛋白稳定：76℃/300s，杀菌：140℃/6s。
无菌均质：均质总压力为300bar，温度为75℃。
无菌灌装：将冷却后的牛奶进行无菌灌注。
包装：采用梦幻盖无菌包装。
表2处理前后各成分含量的变化
| 指标 | 原奶检测值 | 半成品 | 成品检测值 |
| 蛋白质，g/100g | 3.48 | 4.0 | 3.98 |
| 脂肪，g/100g | 3.5 | 3.45 | 3.45 |
| 乳糖，g/100g | 4.86 | 5.56 | 5.55 |
| 2.3-戊二酮，ng/ml | 758 | ||
| 蛋白酶，U/100ml | 486 | 125 |
实施例3
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。
脂肪标准化：将净乳后原料奶脂肪进行标准化，所述离心分离的转速为5500rpm。
MF膜除菌：将脂肪标准化的生牛乳通过MF膜除菌分离孔径在1.4μm，温度10℃以下，除掉大部分芽孢和部分细菌。
低温灭酶：将除菌后生牛乳采用76℃、时间360s低温灭酶。蛋白酶快速检测(蛋白酶＜700U/100ml)使用。
膜浓缩：标准化后牛奶直接进行浓缩，RO浓缩(浓缩比1.19)后UF浓缩(浓缩比：1.38)。
脂肪回填后搅拌10分钟产品定容为半成品。
列管式灭菌：杀菌：137℃/4s。
无菌均质：均质总压力为300bar，温度为75℃。
无菌灌装：将冷却后的牛奶进行无菌灌注。
包装：采用梦幻盖无菌包装。
表3处理前后各成分含量的变化
| 指标 | 原奶检测值 | 半成品 | 成品检测值 |
| 蛋白质，g/100g | 2.9 | 4.75 | 4.75 |
| 脂肪，g/100g | 3.9 | 4 | 4 |
| 乳糖，g/100g | 4.0 | 4.76 | 4.75 |
| 2.3-戊二酮，ng/ml | 865 | ||
| 蛋白酶，U/100ml | 498 | 50 |
实施例4
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。
脂肪标准化：将净乳后原料奶脂肪进行标准化，所述离心分离的转速为5500rpm。
MF膜除菌：将脂肪标准化的生牛乳通过MF膜除菌分离孔径在1.4μm，温度10℃以下，除掉大部分芽孢和部分细菌。
低温灭酶：将除菌后生牛乳采用65℃、时间200s低温灭酶。蛋白酶快速检测(蛋白酶＜700U/100ml)使用。
膜浓缩：标准化后牛奶直接进行浓缩，先RO浓缩(浓缩比：1.1)UF浓缩(浓缩比：1.71)。
脂肪回填后搅拌10分钟产品定容为半成品。
蒸汽浸入式灭菌：蛋白稳定：95℃/35s杀菌：154℃/0.25s。
无菌均质：均质总压力为300bar，温度为75℃。
无菌灌装：将冷却后的牛奶进行无菌灌注。
包装：采用梦幻盖无菌包装。
表4处理前后各成分含量的变化
| 指标 | 原奶检测值 | 半成品 | 成品检测值 |
| 蛋白质，g/100g | 3.45 | 6.48 | 6.5 |
| 脂肪，g/100g | 3.8 | 4 | 4 |
| 乳糖，g/100g | 4.90 | 5.40 | 5.41 |
| 2.3-戊二酮，ng/ml | 672 | ||
| 蛋白酶，U/100ml | 412 | 56 |
实施例5
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。
脂肪标准化：将净乳后原料奶脂肪进行标准化，所述离心分离的转速为5500rpm。
MF膜除菌：将脂肪标准化的生牛乳通过MF膜除菌分离孔径在1.4μm，温度10℃以下，除掉大部分芽孢和部分细菌。
低温灭酶：将除菌后生牛乳采用80℃、时间90s低温灭酶。蛋白酶快速检测(蛋白酶＜700U/100ml)使用。
膜浓缩：标准化后牛奶直接进行浓缩，RO浓缩(浓缩比：1.19)。
脂肪回填后搅拌10分钟产品定容为半成品。
蒸汽浸入式灭菌：蛋白稳定：95℃/30s杀菌：148℃/1s。
无菌均质：均质总压力为300bar，温度为75℃。
无菌灌装：将冷却后的牛奶进行无菌灌注。
包装：采用梦幻盖无菌包装。
表5处理前后各成分含量的变化
| 指标 | 原奶检测值 | 半成品 | 成品检测值 |
| 蛋白质，g/100g | 3.78 | 4.5 | 4.50 |
| 脂肪，g/100g | 3.95 | 4.6 | 4.6 |
| 乳糖，g/100g | 4.20 | 5.00 | 5.00 |
| 2.3-戊二酮，ng/ml | 777 | ||
| 蛋白酶，U/100ml | 463 | 130 |
试验例1
本试验例在研究过程中采用了多种浓缩方式，具体如下以和实施例1-5的技术方案形成对比：
对照组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。
脂肪标准化：将净乳后原料奶脂肪进行标准化，所述离心分离的转速为5500rpm。
低温灭酶：将除菌后生牛乳采用85℃、时间30s低温灭酶。蛋白酶快速检测(蛋白酶＜700U/100ml)使用。
膜浓缩：标准化后牛奶直接进行浓缩，RO浓缩(浓缩比：1.18)。
脂肪回填后搅拌10分钟产品定容为半成品。
蒸汽浸入式灭菌：蛋白稳定：85℃/30s杀菌：145℃/1s。
无菌均质：均质总压力为300bar，温度为75℃。
无菌灌装：将冷却后的牛奶进行无菌灌注。
包装：采用梦幻盖无菌包装。
对照组1处理前后各成分含量的变化如下表所示：
表6处理前后各成分含量的变化
| 指标 | 原奶检测值 | 半成品 | 成品检测值 |
| 蛋白质，g/100g | 3.2 | 3.8 | 3.8 |
| 脂肪，g/100g | 3.7 | 3.5 | 3.5 |
| 乳糖，g/100g | 4.02 | 4.75 | 4.75 |
| 2.3-戊二酮，ng/ml | 707 | ||
| 蛋白酶，U/100ml | 468 | 137 |
对照组2
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。
脂肪标准化：将净乳后原料奶脂肪进行标准化，所述离心分离的转速为5500rpm。
MF膜除菌：将脂肪标准化的生牛乳通过MF膜除菌分离孔径在1.4μm，温度10℃以下，除掉大部分芽孢和部分细菌。
膜浓缩：标准化后牛奶直接进行浓缩，RO浓缩(浓缩比：1：1.18)。
脂肪回填后搅拌10分钟产品定容为半成品。
蒸汽浸入式灭菌：蛋白稳定：85℃/30s杀菌：145℃/1s。
无菌均质：均质总压力为300bar，温度为75℃。
无菌灌装：将冷却后的牛奶进行无菌灌注。
包装：采用梦幻盖无菌包装。
对照组2处理前后各成分含量的变化如下表所示：
表7处理前后各成分含量的变化
对照组3
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。
脂肪标准化：将净乳后原料奶脂肪进行标准化，所述离心分离的转速为5500rpm。
MF膜除菌：将脂肪标准化的生牛乳通过MF膜除菌分离孔径在0.05微米-10微米，温度10℃以下，除掉大部分芽孢和部分细菌。
低温灭酶：将除菌后生牛乳采用85℃、时间30s低温灭酶。蛋白酶快速检测(蛋白酶＜700U/100ml)使用。
膜浓缩：标准化后牛奶直接进行浓缩，先进行RO浓缩(浓缩比：1.32)、UF浓缩(浓缩比：1.08)。
脂肪回填后搅拌10分钟产品定容为半成品。
蒸汽浸入式灭菌：蛋白稳定：85℃/30s杀菌：145℃/1s。
无菌均质：均质总压力为300bar，温度为75℃。
无菌灌装：将冷却后的牛奶进行无菌灌注。
包装：采用梦幻盖无菌包装。
对照组3处理前后各成分含量的变化如下表所示：
表8处理前后各成分含量的变化
对照组4
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。
脂肪标准化：将净乳后原料奶脂肪进行标准化，所述离心分离的转速为5500rpm。
MF膜除菌：将脂肪标准化的生牛乳通过MF膜除菌分离孔径在1.4微米，温度10℃以下，除掉大部分芽孢和部分细菌。
低温灭酶：将除菌后生牛乳采用85℃、时间30s低温灭酶。蛋白酶快速检测(蛋白酶＜700U/100ml)使用。
膜浓缩：标准化后牛奶直接进行浓缩，先进行RO浓缩(浓缩比：1.32)、UF浓缩(浓缩比：1.08)。
蒸汽浸入式灭菌：蛋白稳定：85℃/30s杀菌：145℃/1s。
无菌均质：均质总压力为300bar，温度为75℃。
无菌灌装：将冷却后的牛奶进行无菌灌注。
包装：采用梦幻盖无菌包装。
对照组4处理前后各成分含量的变化如下表所示：
表8处理前后各成分含量的变化
| 指标 | 原奶检测值 | 半成品 | 成品检测值 |
| 蛋白质，g/100g | 3.5 | 4.43 | 4.42 |
| 脂肪，g/100g | 3.8 | 4 | 4 |
| 乳糖，g/100g | 4.4 | 4.4 | 4.43 |
| 2.3-戊二酮，ng/ml | 218 | ||
| 蛋白酶，U/100ml | 532 | 190 |
1、稳定性分析
分别将实施例1～5以及对照组1、对照组2制备得到的乳制品在常温下贮藏45天，肉眼观察其是否出现沉淀或者脂肪上浮的现象，结果如表1所示，结果表明，实施例1-5与对照组1产品稳定性较好，原因是脂肪和酪蛋白达到合适比例可以使得产品均匀一致，不沉淀。
实施例1-5均无脂肪上浮，但是对照组1和2。
表10乳制品的稳定性分析
| 沉淀情况 | 脂肪上浮情况 | 品尝评价 | |
| 实施例1 | 0.001mm沉淀 | 无脂肪上浮 | 6.70 |
| 实施例2 | 无沉淀 | 无脂肪上浮 | 6.74 |
| 实施例3 | 无沉淀 | 无脂肪上浮 | 6.75 |
| 实施例4 | 无沉淀 | 无脂肪上浮 | 6.72 |
| 实施例5 | 无沉淀 | 无脂肪上浮 | 6.68 |
| 对照组1 | 坏包 | 0.002mm脂肪 | 6.56 |
| 对照组2 | 苦包沉淀3mm | 0.02mm脂肪 | 5.43 |
| 对照组3 | 无沉淀 | 无脂肪上浮 | 5.23 |
| 对照组4 | 无沉淀 | 无脂肪上浮 | 4.96 |
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种膜浓缩液态乳制品的制备方法，其特征在于，包括：
将脱脂牛乳进行除菌、灭活蛋白酶和蛋白浓缩流程后，回填脂肪得到半成品牛奶；
所述蛋白浓缩流程包括：
通过反渗透膜浓缩和/或超滤膜浓缩进行蛋白浓缩使得浓缩后的牛乳在回填脂肪后满足如下条件：
当所述半成品牛奶中蛋白质浓度<4.5g/100g时，使其中蛋白质与乳糖比例为1：(1.21-1.50)；
当所述半成品牛奶中蛋白质浓浓度≥4.5g/100g时，使其中蛋白质与乳糖比例为1：(0.8-1.20)。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述灭活蛋白酶为将所述牛乳中蛋白酶降低至700U/100ml。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述灭活蛋白酶包括：在65～85℃低温灭酶30～360s。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
所述反渗透膜浓缩为在1～10℃条件下浓缩1.01～1.40倍，所述超滤膜浓缩为在1～10℃条件下浓缩1.01-2.0倍。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述除菌为将所述牛乳在4～10℃条件下通过0.05～1.5μm的MF膜。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述蛋白浓缩流程后，还包括杀菌流程，所述杀菌流程包括：在76～95℃的条件下，蛋白稳定30～300s，之后在137～154℃条件下灭菌0.25～6s。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述灭菌为蒸汽浸入式灭菌或蒸汽喷射式灭菌或列管灭菌方式。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，在所述杀菌流程后，还包括在70～80℃、250～350bar的条件下均质。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述脂肪标准化处理之前，还包括：以生牛乳为原料，进行过滤和离心的预处理。
10.权利要求1-9任一项所述制备方法制备得到的浓缩牛奶。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210554897.7A CN117121944A (zh) | 2022-05-20 | 2022-05-20 | 一种膜浓缩液态乳制品的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210554897.7A CN117121944A (zh) | 2022-05-20 | 2022-05-20 | 一种膜浓缩液态乳制品的制备方法 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN117121944A true CN117121944A (zh) | 2023-11-28 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202210554897.7A Pending CN117121944A (zh) | 2022-05-20 | 2022-05-20 | 一种膜浓缩液态乳制品的制备方法 |
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| CN (1) | CN117121944A (zh) |
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2022
- 2022-05-20 CN CN202210554897.7A patent/CN117121944A/zh active Pending
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