CN118901798A - 一种高倍营养奶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及乳制品技术领域，具体提供一种高倍营养奶及其制备方法。本发明所提供的制备方法包括：生乳乳脂分离获得脱脂乳和稀奶油，所述脱脂乳经三级冷冻浓缩获得浓缩乳，对所述浓缩乳进行INF杀菌；INF杀菌温度为125~133℃，获得所述高倍营养奶；所述高倍营养奶中蛋白含量大于6%。本发明所提供的制备方法可使产品中活性营养保留率高于40%，既可将生乳营养成分提升至较高水平，同时保留生乳中大部分活性营养与鲜活口感。

Description

一种高倍营养奶及其制备方法

技术领域

本发明涉及乳制品技术领域，尤其涉及一种高倍营养奶及其制备方法。

背景技术

牛乳或羊乳作为一种营养全面的食品，富含蛋白质、脂肪等多种营养物质，是人类重要的营养物质来源。同时因生乳中不仅富含多种营养物质和活性蛋白，同时也存在一定的微生物，为了人类饮用安全也同时为了液体奶商品化的储运和货架期，必须对生乳进行一定的热杀菌处理。而杀菌强度相对较低的巴氏杀菌对比UHT超高温灭菌来说，可以在一定程度上杀灭有害微生物的同时，保留生乳中大部分的免疫活性营养如免疫球蛋白、乳铁蛋白、过氧化物酶等，尽可能的保留液体奶的活性营养与新鲜风味。

同时随着人民生活水平不断提升，消费者对于营养品质需求也越来越高。传统的生乳营养水平已不能全面满足消费者的营养需求，因此目前行业一般在基础生乳通过一定的浓缩方式来去除一部分水分，来达到提升乳蛋白营养与醇厚口感的需求。

牛乳浓缩方式主要有气-液分离、液-液分离两种方式，其中，气液分离方式为最常见、应用最广的奶加工浓缩方式，即通过蒸发将生乳中水分转换为蒸汽从而与浓缩液体相进行分离；液-液分离方式即使用小分子膜过滤掉部分水及 小分子成分，达到液体奶营养物质浓缩的效果。

目前针对气-液分离、液-液分离浓缩后的牛奶或羊奶可以采用INF杀菌，然而，对于浓缩倍数较高的液体奶，如蛋白含量大于5%的液体奶，INF杀菌不能起到很好的杀菌作用，导致液体奶的稳定性较差。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明第一方面，提供了一种高倍营养奶的制备方法，包括：生乳乳脂分离获得脱脂乳和稀奶油，所述脱脂乳经三级结晶器冷冻浓缩获得浓缩乳，对所述浓缩乳杀菌；杀菌温度为125~133℃，获得所述高倍营养奶；所述高倍营养奶中蛋白含量大于6%。

在本发明所提供的制备方法中，向所述浓缩乳中回填所述稀奶油后进行均质，杀菌。

在本发明所提供的制备方法中，杀菌温度为128~131℃，杀菌时间为0.5~2s，优选杀菌时间为0.5~1s。

对于生牛乳浓缩获得的蛋白含量大于5%的牛奶，采用杀菌强度相对较低的巴氏杀菌，杀菌后产品货架期稳定性较差。但是采用其他杀菌方式，同样不能获得稳定性较高的高蛋白、高活性营养的牛奶，本发明首次发现，高蛋白含量的生乳的稳定性、口感和活性营养成分，除了跟杀菌方式有关，还跟生乳浓缩方式有关。

作为本发明的一个具体实施方式，一种高倍营养奶的制备方法，包括：

（1）生乳预处理：对生乳进行净乳和除菌分离，打冷至4~6℃，备用；

（2）脱脂乳制备：将步骤（1）制备的生乳升温至50~70℃，通过脂肪分离机，得到稀奶油与脱脂乳，脱脂乳打冷至4~8℃，备用；

（3）脱脂乳冷冻浓缩：将步骤（2）得到的脱脂乳通过三级结晶器，对获得的冰晶混合物过滤，得到浓缩乳；

（4）INF杀菌：步骤（3）得到的浓缩乳均质，INF杀菌；

或向步骤（3）得到的浓缩乳回填稀奶油均质、INF杀菌；

所述INF杀菌温度为125~133℃，INF杀菌时间为0.5~2s；INF杀菌后料液冷却至4~8℃，获得所述高倍营养奶。

在本发明提供的制备方法中，步骤（4）所述均质的条件为220~250bar，二级均质压力40~50bar，均质温度55~65℃。

在本发明提供的制备方法中，步骤（2）得到的脱脂乳经过第一级结晶器结晶并洗涤后，获得脱脂乳浓缩物；所述脱脂乳浓缩物经过第二级结晶器结晶并洗涤后，获得脱脂乳浓缩液；所述脱脂乳浓缩液经过第三级结晶器结晶并将冰晶过滤后，获得浓缩乳。

在本发明提供的制备方法中，第一级结晶器生成的冰晶混合物通过压力洗涤柱进行洗涤，获得下层浓缩物；第二级结晶器生成的冰晶混合物通过无压力的二级洗涤柱进行溶解洗涤，获得脱脂乳浓缩液。

在本发明提供的制备方法中，在第一级结晶器中所生成的球形晶体尺寸在0.2~1mm之间，冰晶空隙率为35~45%，第二级结晶器冰晶空隙率为50~55%之间。

第二方面，本发明提供一种高倍营养奶，所述高倍营养奶由上述制备方法制备得到。

本发明的有益效果在于：

（1）本发明首次提出了，最适合制备蛋白大于6%的高倍营养奶的制备方法，具体地，首先，本发明在生乳浓缩中选取固-液分离方式的冷冻浓缩方式，其次，本发明提供了最适合冷冻浓缩的浓缩乳的杀菌方法。

具体地，本发明在低温低压状态下根据生乳中水分与其他营养物质冰点不同将水分冷冻凝结为固体冰晶，进行固液分离后提升生乳中营养物质的比例，同时由于采取低温低压方式处理，可有效保留生乳中活性营养成分与新鲜的口感风味。并且，基于本发明提供的杀菌方式，可以在保留生乳活性营养成分的同时，提升高倍营养奶的口感和稳定性。

（2）目前传统浓缩方式对浓缩限值低，若过高的浓缩比会造成生乳风味变化过高，影响产品口感与风味，同时不能保证产品中活性营养成分的保留，本发明通过三级结晶洗脱浓缩装置可使高倍营养奶蛋白浓缩＞6.0%，再经过INF杀菌工艺，可使产品中活性营养保留率高于40%，既可将高倍营养奶的营养成分提升至较高水平，同时保留大部分生乳中活性营养与鲜活口感。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的工艺设备流程图。

图2是本发明提供的冷冻浓缩流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1 全脂牛奶

本实施多用工艺设备流程图见图1，本实施例中的制备方法如下：

（1）生牛乳预处理：将生牛乳通过净乳分离机，对生牛乳进行净乳和除菌分离，打冷至4℃，备用；

（2）脱脂乳制备：将步骤（1）制备的生牛乳升温至50℃，通过脂肪分离机，得到稀奶油与脱脂乳，脱脂乳打冷至4~8℃，备用；

（3）脱脂乳浓缩为冷冻浓缩，流程图见图2，具体地：

将步骤（2）得到的脱脂乳首先通过第一级结晶器（冷冻温度设定-4℃±2℃）中的冷冻结晶柱进行结晶，此时冰晶床间隙约40%，结晶为球形晶体尺寸在0.2~1mm之间，结晶后的混合物通过压力洗涤柱（洗涤柱压力1~2bar）进行溶解洗涤，将冰晶混合物洗涤为上层纯净晶体与下层浓缩物，上层纯净冰晶融化并冲洗走。

余下下层浓缩物即脱脂乳浓缩物通过初级过滤后进入第二级结晶器（冷冻温度设定-3±1℃），此时冰晶床间隙达到50%，通过无压力的二级洗涤柱溶解洗涤（无压力可减少进入最后物理刮板过滤器的冰晶）后，获得脱脂乳浓缩液。

所述脱脂乳浓缩液进入第三级结晶器（冷冻温度设定-3±1℃），经过第三级结晶器结晶后通过物理刮板过滤器（过滤器孔径0.05~0.15mm）将冰晶过滤后，浓缩乳进入浓缩乳暂存罐；

（4）INF杀菌：将定容后的浓缩乳与对应稀奶油回填后进行均质、杀菌；

均质条件为220bar，二级均质压力40bar，均质温度55℃；

杀菌温度为125℃，杀菌时间为2s；杀菌后料液冷却至4~8℃，打入无菌罐/超洁净罐；

本发明的定容不采用溶液补足，定容的作用仅为确定浓缩乳的含量。

（5）灌装：无菌罐/超洁净罐供料至灌装机进行灌装。

本实施例制备得到的产品为全脂牛奶，全脂牛奶中蛋白含量为6.2%，脂肪含量为4.6%。

实施例2 全脂牛奶

本实施例中全脂牛奶的制备方法如下：

（1）生牛乳预处理：将生牛乳通过净乳分离机，对生牛乳进行净乳和除菌分离，打冷至6℃，备用；

（2）脱脂乳制备：将步骤（1）制备的生牛乳升温至70℃，通过脂肪分离机，得到稀奶油与脱脂乳，脱脂乳打冷至8℃，备用；

（3）脱脂乳浓缩：本实施例中脱脂乳浓缩方式与实施例1相同；

（4）INF杀菌：将定容后的浓缩乳与对应稀奶油回填后进行均质、杀菌，均质条件为250bar，二级均质压力50bar，均质温度65℃；杀菌参数为133℃，0.5s；杀菌后料液冷却至4~8℃，打入无菌罐/超洁净罐。

本发明的定容不采用溶液补足，定容的作用仅为确定浓缩乳的含量。

（5）灌装：无菌罐/超洁净罐供料至灌装机进行灌装。

本实施例制备得到的产品为全脂牛奶，全脂牛奶中蛋白含量为7.3%，脂肪含量为4.6%。

实施例3 脱脂牛奶

本实施例中脱脂牛奶的制备方法如下：

（1）生牛乳预处理：将生牛乳通过净乳分离机，对生牛乳进行净乳和除菌分离，打冷至4℃，备用；

（2）脱脂乳制备：将步骤（1）制备的生牛乳升温至50℃，通过脂肪分离机，得到稀奶油与脱脂乳，脱脂乳打冷至4~8℃，备用；

（3）脱脂乳浓缩：本实施例中脱脂乳浓缩方式与实施例1相同；

（4）INF杀菌：将定容后的浓缩乳进行均质，均质条件为235bar，二级均质压力45bar，均质温度60℃；均质后杀菌，杀菌参数为128℃，2s；杀菌后料液冷却至4~8℃，打入无菌罐/超洁净罐；

（5）灌装：无菌罐/超洁净罐供料至灌装机进行灌装。

本实施例制备得到的产品为脱脂牛奶，脱脂牛奶中蛋白含量为6.2%，脂肪含量为3.5%。

实施例4 脱脂牛奶

本实施例中脱脂牛奶的制备方法如下：

（1）生牛乳预处理：将生牛乳通过净乳分离机，对生牛乳进行净乳和除菌分离，打冷至6℃，备用；

（2）脱脂乳制备：将步骤（1）制备的生牛乳升温至70℃，通过脂肪分离机，得到稀奶油与脱脂乳，脱脂乳打冷至4~8℃，备用；

（3）脱脂乳浓缩：本实施例中脱脂乳浓缩方式与实施例1相同；

（4）INF杀菌：将定容后的浓缩乳进行均质、杀菌；均质条件为220bar，二级均质压力45bar，均质温度60℃；杀菌参数为131℃，0.5s；杀菌后料液冷却至4~8℃，打入无菌罐/超洁净罐；

（5）灌装：无菌罐/超洁净罐供料至灌装机进行灌装。

本实施例制备得到的产品为脱脂牛奶，脱脂牛奶中蛋白含量为7.3%，脂肪含量为3.5%。

实施例5

本实施例与实施例4的区别在于，步骤（3）脱脂乳冷冻浓缩中，第二级结晶器结晶后采用第一级结晶器相同的压力洗涤柱对冰晶混合物进行溶解洗涤。

对比例1 不同冷冻浓缩方法

本对比例与实施例4的区别在于：步骤（3）脱脂乳冷冻浓缩中，减少一级结晶浓缩，即不再使用第三级结晶器，将第二级结晶器处理后的浓缩液作为浓缩乳。制备得到的产品为脱脂牛奶，脱脂牛奶中蛋白含量为6.2%，脂肪含量为3.5%。

对比例 2 不同杀菌方式

本对比例与实施例4的区别在于：步骤（4）使用MF过滤除菌方法。

MF过滤除菌所用陶瓷膜的初效过滤孔径0.45μm，高效过滤孔径为0.02μm，压力为1~2bar。

制备得到的产品为脱脂牛奶，脱脂牛奶中蛋白含量为7.3%，脂肪含量为3.5%。

对比例 3 不同INF杀菌参数

本对比例与实施例4的区别在于：步骤（4）使用的INF杀菌参数为：142℃处理0.5s。制备得到的产品为脱脂牛奶，脱脂牛奶中蛋白含量为7.3%，脂肪含量为3.5%。

对比例 4 不同杀菌方式

本对比例与实施例4的区别在于：步骤（4）使用低温板式巴氏杀菌，85℃处理15s。制备得到的产品为脱脂牛奶，脱脂牛奶中蛋白含量为6.2%，脂肪含量为3.5%。

对比例 5 不同浓缩方法

本对比例与实施例4的区别在于：步骤（3）使用常规RO膜浓缩方法；步骤（4）INF杀菌时，将稀奶油回填至浓缩乳后进行均质。

RO膜浓缩时，所用流量15000L/h，压力10~20bar，浓缩比1:1.3。

制备得到的产品为全脂牛奶，全脂牛奶中蛋白含量为5.3%，脂肪含量为4.6%。

对比例 6 不同浓缩方法

本对比例与实施例4的区别在于：步骤（3）使用闪蒸浓缩方法。步骤（4）INF杀菌时，将稀奶油回填至浓缩乳后进行均质。

闪蒸浓缩的温度60~70℃，真空度-0.5~0.8bar。

制备得到的产品为全脂牛奶，全脂牛奶中蛋白含量为5.3%，脂肪含量为4.6%。

对比例 7 RO膜浓缩得到的不同脂肪含量的牛奶

本对比例与对比例5的区别在于部分脱脂，即在步骤（4）INF杀菌时，将定容后的浓缩乳与部分稀奶油回填后进行均质。制备得到的产品为脱脂牛奶，脱脂牛奶中蛋白含量为5.3%，脂肪含量为3.5%。

对比例 8 闪蒸浓缩得到的不同脂肪含量的牛奶

本对比例与对比例6的区别在于：部分脱脂，即在步骤（4）INF杀菌时，将定容后的浓缩乳与部分稀奶油回填后进行均质。制备得到的产品为脱脂牛奶，脱脂牛奶中蛋白含量为5.3%，脂肪含量为3.5%。

实验例1 粒径、稳定性测试 、粘度测试

分别测试实施例以及对比例产品的粒径与稳定性，其中粒径采用贝克曼 LS13320激光衍射粒度分析仪测定，稳定性采用LUM稳定性分析仪测定，粘度根据ANTONPAAR流变仪测定，结果见表1。

表1 粒径、稳定性及粘度测试结果

由表1检测结果可以看出，实施例1~4中，实施例4的产品粒径及稳定性澄清指数较好，粘度最低，综合表现最优。

冷藏1~6℃和常温24~28℃条件下在第15天和第30天检测，对比例1~8的产品均存在不同程度的脂肪上浮。

实验例2 消费者口味测试

本实验例，对冷冻浓缩牛奶及对比例进行综合评分，满分为10分，选取25人，取平均得分，结果见表2。

表2 消费者口味测试结果

由表2可以看出，实施例1~5中，乳香味、回味度、顺滑度表现最优的为实施例4，综合评价来看，实施例4综合表现得分最高。

实验例3 营养成分测定

本实验例对实施例及对比例所得到的产品的免疫球蛋白、乳铁蛋白、β乳球蛋白、糠氨酸和乳过氧化物酶含量进行测定，结果见表3。

表3 活性营养指标测试结果

由表3可以看出，实施例1~5，免疫球蛋白、乳铁蛋白、β-乳球蛋白、乳过氧化物酶含量相对较高，糖氨酸水平较低。

结合实施例和对比例得到的牛奶产品的蛋白含量与表1~3的结果可知：

（1）从浓缩方式的角度考虑：采用其他浓缩方式得到的浓缩乳，即使使用INF杀菌方法，也不能获得营养、口感、稳定性并存的高倍营养牛奶产品。

具体地，针对闪蒸浓缩或RO膜浓缩得到的蛋白含量高于5%的浓缩乳进行杀菌时，INF杀菌方式不论在制备脱脂牛奶还是全脂牛奶，均不能很好地发挥作用。与实施例4相比，对比例5~8得到的产品，活性营养保留程度低，免疫球蛋白、乳铁蛋白、β-乳球蛋白、乳过氧化物酶含量低，一定程度反映了，对比例5~8的加工工艺导致了牛奶中营养成分经热处理后发生部分变性。

并且，对比例5~8的产品均存在粒径显著增大，粘度指标较高，稳定性较差的问题，同时对比例5~8的产品的乳香味不足，蒸煮感较强，回味度与顺滑度不足。

（2）从杀菌方式的角度来看：与实施例1~5的杀菌方式相比，对比例4的巴氏杀菌对活性营养的保留度最高，对比例4中，85℃杀菌15s很好的保留了浓缩乳的营养成分，但是，对比例4产品的粒径显著增大，存在脂肪上浮的情况，表明其产品稳定性较差。并且对比例4所得产品的乳香味与回味度不足。因此，传统的巴氏杀菌方式并不适合用于高蛋白含量牛奶的杀菌。

同时，本发明还提供了杀菌温度为142℃，杀菌时间为0.2~0.5s的INF杀菌方式，见对比例3，对比例3所得产品的营养成分保留较低，并且产品粒径显著增大，同时粘度较高，乳香味不足，蒸煮感稍强，回味度与顺滑度不足。也就是说，即使采用冷冻浓缩的方式，所获得的浓缩乳在不适合的INF杀菌方式下，仍然不能实现高倍营养牛奶的口感与营养价值并存。

（3）从冷冻浓缩方式的角度来看：不同冷冻浓缩方式获得的浓缩乳所适用的杀菌方式不同。本发明提供的三级冷冻结晶获得的浓缩乳最适合的杀菌方式是INF杀菌，杀菌温度125~133℃，杀菌时间为0.5~2s。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种高倍营养奶的制备方法，其特征在于，包括：生乳乳脂分离获得脱脂乳和稀奶油，所述脱脂乳经三级结晶器冷冻浓缩获得浓缩乳，对所述浓缩乳进行INF杀菌；杀菌温度为125~133℃，获得所述高倍营养奶；所述高倍营养奶中蛋白含量大于6%。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，向所述浓缩乳中回填所述稀奶油后进行均质，INF杀菌。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，INF杀菌温度为128~131℃，杀菌时间为0.5~2s。

4.根据权利要求1~3任一项所述的制备方法，其特征在于，包括：

（1）生乳预处理：对生乳进行净乳和除菌分离，打冷至4~6℃，备用；

（2）脱脂乳制备：将步骤（1）制备的生乳升温至50~70℃，通过脂肪分离机，得到稀奶油与脱脂乳，脱脂乳打冷至4~8℃，备用；

（3）脱脂乳冷冻浓缩：将步骤（2）得到的脱脂乳通过三级结晶器，对获得的冰晶混合物过滤，得到浓缩乳；

（4）INF杀菌：步骤（3）得到的浓缩乳均质，INF杀菌；

或向步骤（3）得到的浓缩乳中回填稀奶油均质、INF杀菌；

所述INF杀菌温度为125~133℃，杀菌时间为0.5~2s；杀菌后料液冷却至4~8℃，获得所述高倍营养奶。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述均质的条件为220~250bar，二级均质压力40~50bar，均质温度55~65℃。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）得到的脱脂乳经过第一级结晶器结晶并洗涤后，获得脱脂乳浓缩物；所述脱脂乳浓缩物经过第二级结晶器结晶并洗涤后，获得脱脂乳浓缩液；所述脱脂乳浓缩液经过第三级结晶器结晶并将冰晶过滤后，获得浓缩乳。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，第一级结晶器生成的冰晶混合物通过压力洗涤柱进行洗涤，获得下层浓缩物；第二级结晶器生成的冰晶混合物通过无压力的二级洗涤柱进行溶液洗涤，获得脱脂乳浓缩液。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，第一级结晶器结晶后所用压力洗涤柱的压力为1~2bar。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在结晶器中所生成的球形晶体尺寸在0.2~1mm之间；第一级结晶器中，冰晶床间隙为35~45%；第二级结晶器中，冰晶床间隙为50~55%。

10.一种高倍营养奶，其特征在于，所述高倍营养奶由权利要求1~9任一项所述制备方法制备得到。