KR20110073485A

KR20110073485A - 락토오스 저함유 및 락토오스 무함유 유제품과 그의 제조 방법

Info

Publication number: KR20110073485A
Application number: KR1020117007179A
Authority: KR
Inventors: 하리 칼리오이넨; 레에타 티칸마키
Original assignee: 발리오 리미티드
Priority date: 2008-08-29
Filing date: 2009-08-28
Publication date: 2011-06-29
Also published as: EP2330915A2; CN102131397A; RU2011111399A; KR20160110552A; CN102131397B; WO2010023361A3; KR101967514B1; RU2551230C2; WO2010023361A2

Abstract

본 발명은 우유 성분들을 분리하는 방법에 관한 것으로서, 단백질, 설탕 및 미네랄은 다른 분획물들로 분리된다. 우유의 락토오스는 먼저 완전히 또는 부분적으로 가수분해된 후, 단백질, 설탕 및 미네랄이 페이즈된 나노여과에서 분획물들로 나누어진다. 얻어진 분획물들은 또한 상기 성분들의 분리를 더 향상시키기 위해 크로마토그래피, 막 기술, 및/또는 증발에 의해 추가로 처리될 수 있다. 본 발명은 또한 이들 분획물로 제조되는 락토오스 저함유 또는 락토오스 무함유 우유에 관한 것이다. 본 발명에 의해서, 칼슘과 단백질 손실은 최소화될 수 있다. 또한 제품의 열량은 감소될 수 있다.

Description

락토오스 저함유 및 락토오스 무함유 유제품과 그의 제조 방법{LOW-LACTOSE AND LACTOSE-FREE MILK PRODUCT AND PROCESS FOR PRODUCTION THEREOF}

본 발명은 우유 성분들을 각각의 성분들로 분리하는 방법과 그 성분들로 구성된 락토오스 저함유(low-lactose) 또는 락토오스 무함유(lactose-free) 우유에 관한 것이다. 본 발명은 특히 우유 성분들의 분리시에 나노여과를 사용하는 것과 관련된다.

막 기술을 이용하여 락토오스 저함유 및 락토오스 무함유 우유를 생산하는 몇 가지의 방법들이 알려져 있다. 락토오스를 분해하기 위한 전형적인 효소 과정도 또한 당업계에서 일반적으로 알려져 있고, 이것은 우유에 곰팡이 또는 이스트로부터의 락타아제를 첨가하는 단계를 포함하는 방법이고, 이는 락토오스의 80% 이상이 단당류, 즉 글루코오스 및 갈락토오스로 분해되는 방식이다.

몇 가지의 막 여과 방법은 우유 원료로부터 락토오스를 제거하기 위해 제시되고 있다. 일반적으로 4 가지 기본 형식의 막여과법이 이용되고 있다.

역삼투(RO), 나노여과(NF), 한외(限外)여과(UF) 및 마이크로여과(MF)이 그 것이다. 이들 중에 UF는 우유로부터 락토오스를 분리하는 것에 주로 적합하다. 역삼투은 일반적으로 농축에 이용되고, 한외여과 및 마이크로여과는 분획을 위해, 그리고 나노여과는 농축과 분획 양자를 위해 이용된다. 막 기술에 기초한 락토오스 제거 과정은 공개공보 WO 00/45643에 제시되는데, 예를 들어, 여기서는 락토오스가 한외여과와 정용여과에 의해 제거된다.

일반적으로 관련분야에서 막 기술이 가진 문제는 한외여과 동안에 락토오즈가 우유로부터 제거될 뿐만 아니라, 우유의 맛을 위해 중요한 일정의 미네랄과 그것들에 의해 제조되는 유제품들도 제거된다는 것이다. 미네랄 성분과 특히 칼슘 및 마그네슘과 같은, 2가의 미네랄 성분의 조절은, 당업계에서 중요한 문제이고, 공지된 과정으로부터는 상당한 손실 결과를 가져오며, 이것이 이들 2가 미네랄이 대게 회수되고 별개로 첨가되어야하는 이유이다.

대개 막 과정에서는, 예를 들어, 미네랄 함유 2차 흐름(secondary flows)을 생성하는데, 이것은 충분히 이용될 수 없고 폐수 부하를 증가시키며, 더 많은 과정을 요구하고 비용을 추가한다. 따라서 2가 미네랄의 공정상에서 조절될 수 있고 보다 효율적으로 회수되어, 2차 흐름 생성 없이 공정수의 순환이 가능해 지는 공정을 제공하는 것이 유용할 것이다.

공개공보 WO 03/094623 A1은 유제품이 한외여과, 나노여과 되고, 역삼투에 의해 농축되고, 후에 한외여과 동안 제거된 미네랄은 UF 잔류물로 회수되는 과정을 제시한다. 얻어진 락토오스 저함유 유제품의 잔여의 락토오스는 락토오스 효소에 의해 단당류로 가수분해 되고, 실질적으로 락토오스 무함유 유제품이 얻어진다. 이 과정에서 락토오스는 제조된 유제품의 관능 특성들에 영향을 미치지 않고 우유로부터 제거된다. 이 과정에서 칼슘과 마그네슘과 같은 2가 미네랄의 손실은 상당하다. 또한, 상기 과정은 2차 흐름을 포함하는 미네랄을 생산하는데, 2차 흐름은 그 공정에서 이용될 수 없고 후속 공정을 요구한다. 이러한 문제들을 해결하기 위해, 간단하고 더 효율적인 대체적인 공정들이 요구된다.

락토오스는 또한 특별히 크로마토그래피에 의해 우유로부터 분리될 수 있다. 그러나 유장의 공정과는 다른 여러 가지 문제들이 우유의 공정에는 관련되는데, 카세인의 쉬운 침전, 카세인의 교질 입자 구조의 유지, 지방의 작용 및 극히 엄격한 위생학적 요구 등이 그것이다. 예를 들어 공개공보 EP 226035 B1는 락토오스 분획이 분리되고 미네랄은 단백질 분획 또는 단백질/지방 분획에 잔류되도록 하는 방법인 락토오스 분리 공정을 제시한다. 그 공정은 우유의 것에 대응하는 그것의 양이온을 만들어서 양이온 교환 수지를 벨런싱하는 것을 특징으로 하고, 우유는 용리시에 물을 사용하고 대략 50 내지 80℃의 온도에서 밸런싱된 양이온 교환 수지를 이용해, 칼럼에서 크로마토그래피의 방식으로 분리된다. 상기 방법의 장점으로는 우유의 맛에 중요한 모든 성분들이 우유에 잔존한다는 점이다. 그러나 상기 크로마토그라피에 의한 락토오스 분리법은 비싼 장비 투자 없이는 일반적인 낙농장에 직접 적용할 수 없는, 장시간이 소요되며 복잡한 방법이다. 또 다른 문제점은 높은 물 소비량과 다량의 화학물질이다.

특허공보 KR20040103818는 락토오스 저함유 우유의 생산 과정을 제시하는데, 부분적으로 글루코오스와 갈락토오스를 제거하기 위해 락토오스로 가수분해된 우유의 나노여과를 포함하고, 적당한 당도(sweetness)를 위하여 나노여과 잔류물에 물을 더하는 과정을 포함한다. Choi et al. (Asian-Aust. J. Anim. Sci 20 (6) (2007) 989 - 993)는 락토오스-가수분해 우유의 방법을 제시하는데, 여기서는 원유가 β-갈락토시디아제(5000 락토오스 활동도 unit/g, 발리디아제, 밸리 리서치)에 의해 부분적으로(0,03%; 4℃, 24시간) 또는 ‘완전하게’(0.1%, 40시간) 가수분해 되고, 불활성 효소로 열처리되며(72℃, 5분), 45~50℃로 냉각되고, 대략 9~10바의 압력에서 나노필터 된다(130~140psi; 농축 계수 1.6). 물은 NF 잔류물로 더해지고, 열처리는 65℃에서 30분 동안 수행된다. 락토오스-가수분해 우유는 단백질(3.1%), 지방(3.5%), 락토오스(0.06%), 글루코오스(1.45%), 및 갈락토오스(1.29%)로 구성된다. 상기 공개공보에 제시되고 단일상태 나노여과를 포함하는 공정에서는, 모든 1가의 미네랄이 충분히 효과적으로 우유로 회수되지 않는다.

공개공보 WO2007/076873는 본래 우유(original milk)의 모든 칼슘과 단백질을 필수적으로 포함하는 탄수화물 저함유 우유 및 그 제조방법을 제시한다. 이 방법에서, 우유의 pH는 7.0~9.5의 염기성 값으로 조절되고, 그 우유는 한외여과 되며, UF 투과물은 미생물학적 위험을 최소화하기 위해 바람직하게는 대략 10℃의 온도에서 나노여과 되며, NF 투과물, UF 잔류물 및 물은 섞여지고, 그 pH는 산, 바람직하게는 구연산 또는 인산을 첨가함으로써 본래 우유의 pH 값으로(pH 6.7) 조정된다. 그 제품의 열량은 90~250kJ/100g이다. 상기 공정은 여러 단계를 포함하고 칼슘과 단백질의 손실을 최소화하고 pH를 조절하기 위해 강한 화학물질이 요구된다.

공개공보 WO 2004/019693는 막 기술(한외여과, 나노여과 및 역삼투)을 이용하여 다른 성분들을 분리하고 이들 성분을 아이스크림, 요거트 및 우유 음료와 같은 유제품으로 합성하는 공정을 제시한다.

또한 탄수화물 저함유 낙농 제품의 생산에서 원료로서 락토오스 제거 후의 우유를 사용하는 것이 알려져 있다. 예를 들어 공개공보 WO 2006/087409 A1는 칼슘 강화 저열량 탈지유 음료를 제시하는데, 이것은 저열량 우유를 기본으로 포함하고, 탈지유 또는 유장 단백질 용액 또는 그들의 혼합물로 구성되고, 이미 공지된 공정에 따른 한외여과 또는 크로마토그래피로 완전하게 또는 부분적으로 탄수화물이 제거된 것이다. 그 제품의 열량은 거의 20kcal/100g이다.

최근 연구는 우유의 막 여과와 치즈, 아이스크림 및 요거트와 같은 낙농 제품들의 생산에 임의의 여과된, 탄수화물 저함유 우유를 사용하는 것에 집중되고 있다. 통상의 주지의 수가지 다른 공정을 포함하는 다단계 막 여과 공정에서 공통적으로, 한 서브-상태(sub-phase)은 나노여과인데, 탄수화물 저함유 유제품을 제조하기 위해, 잔여의 락토오스는 막여과를 수행할 때까지 우유 원료로부터 제거되지 않는다.

맛과 구조에서 완전히 결점 없고, 유제품의 관능 특성 대한 수요자의 기대에 부응하며, 또한 다가의 미네랄의 손실 없이 경제적으로 단순하게 생산될 수 있는 제품을 얻는 것이 매우 요망된다.

현재 어떤 초과의 비용 없이 그들의 관능 특성에서 완전하게 결함이 없는 락토오스 저함유 및 락토오스 무함유 유제품의 생산에 대한 공정이 예기치 않게 발명되었다. 본 발명의 방법은 어떤 초과의 비용 없이 종전의 공정에 비해 더 효율적이고 간단하게 2가의 미네랄을 조절할 수 있게 하고 손실을 최소화할 수 있게 한다. 또한, 본 발명의 방법은 후속 공정을 요구하는 2차 흐름(secondary flows)을 만들지 않고, 이것은 공정을 더 효율적으로 만든다.

본 발명은 락토오스 저함유 및 락토오스 무함유 유제품의 생산에서 문제시 되었던 칼슘 및 단백질의 손실을 피하는 새로운 해결책을 제공한다. 그리고 본 발명은 우유 원료의 락토오스를 가수분해하는 단계, 막 타입, 온도 압력 및/또는 정용여과에 대한 나노여과 조건을 페이징(phasing)함으로써, 가수분해된 우유 원료로부터 단백질, 설탕 및 미네랄을 다른 분획들로 분리하는 단계, 및 또한 알맞은 후속 분리에서 막 기술 및/또는 크로마토그래피 분리를 적용하는 단계를 포함하는 공정을 제공함으로써, 이러한 유제품의 관능 특성, 특히 맛과 관련된 문제들에 대한 새로운 해결책을 제공한다. 분리된 분획들로부터, 원하는 유제품이 제조될 수 있다.

일 태양으로서, 본 발명은 우유 성분들을 개개의 성분들로 분리하는 공정을 제공하고, 그 공정들은 독립항에 기재된 것을 특징으로 한다. 본 발명은 또한 이러한 성분들로부터 만들어지는, 락토오스 저함유 및 락토오스 무함유 유제품과 이러한 유제품의 제조방법도 제공한다. 본 발명의 방법으로 인해, 락토오스 저함유 및 락토오스 무함유 유제품의 생산이 간단해지고, 강화되었으며, 그로 인해 특히 2가 미네랄, 각별히는 칼슘과 마그네슘의 손실이 최소화되고, 미네랄 및/또는 단백질이 별개로 보충/부가될 필요가 없다.

본 발명의 방법의 결과로서 얻어지는 모든 부산물들은 일반적인 낙농 제품이고, 공정에서 생산되는 2차 흐름은 본 발명의 공정에서 더 이용될 수 있다. 본 방법은 예외적인 방식으로 공정되거나 분리되어야 하는, 제품이나 2차 흐름을 초래하기 않고, 이것은 폐수 부하를 최소화한다는 것을 의미한다.

또한, 특별히 락토오스 무함유 및 락토오스 저함유 유제품의 전형적인 단백질과 미네랄 손실들이 막아지고, 특별히 2가 미네랄의 회수가 더 효과적으로 된다.

본 발명은 또한 간단하고, 경제적이며, 대형 규모의 산업적인 적용이 가능하고, 부가적인 비용을 초래하지 않는 공정을 제공한다.

우유 원료의 락토오스를 완전하게 또는 부분적으로 가수분해하는 것과, 온도 및/또는 압력, 및/또는 정용여과 단계, 및/또는 적어도 두개의 다른 나노여과 막 타입들과 같은, 적어도 두 개의 다른 나노여과 조건들에서 가수분해된 우유 원료의 나노여과를 페이징(phasing)하는 것에 의해, 미네랄의 손실이 최소화되고 칼슘과 단백질간의 비율이 효과적으로 조절되는 것이 예상치 못하게 발견되었다. 따라서 본 발명은 나노여과 막들의 다른 투과도와 다른 공정 조건들에 의해 가수분해된 탈지유의 우유 원료 성분들의 분리 방법을 제공한다. 조건 변화는 즉시 또는 꾸준하게 또는 특정 속도로 단계적으로 일어날 수 있고, 원하는 조건 프로필에서의 변화/변화하는 상태는 또한 하나의 서브-상태(sub-phase)로 이해될 수 있다.

본 발명의 방법에 의해 생산되는 유제품은 원하는 관능성 특징을 가지고, 적은 탄수화물을 함유하며, 일반 우유와 동량의 칼슘을 함유한다.

도 1a는 65℃에서 미네랄-설탕 분획의 크로마토그래피 분리를 나타낸다 (Finex CS09GC 수지, 유량 160 ml/h, 공급물 20 ml, 제 2 나노여과의 NF 잔류물, 농도(°Brix) 16%).
도 1b는 10℃에서 미네랄-설탕 분획의 크로마토그래피 분리를 나타낸다(Finex CS09GC 수지, 유량 160 ml/h, 공급물 20 ml, 제 2 나노여과의 NF 잔류물, 농도(°Brix) 16%).

일 태양으로서, 본 발명은 다음의 것을 특징으로 하는 우유 성분들의 분리 방법에 관한 것이다.

a) 우유 원료의 락토오스를 가수분해하여, 가수분해된 우유 원료를 얻고,

b) 적어도 두 서브-상태들에서 상기 가수분해된 우유 원료에 대해 페이즈된 나노여과(phased nanofiltration)를 수행하여, 제 1 서브-상태로부터 얻어진 나노여과 잔류물 NF Ret Ⅰ 및/또는 나노여과 투과물 NF Perm Ⅰ의 적어도 일부분이 제 2 서브-상태로 되어 제 2 서브-상태의 나노여과 잔류물 NF Ret Ⅱ 및 나노여과 투과물 NF Perm Ⅱ를 얻고,

선택적인 후속의 나노여과 서브-상태들이 선행하는 서브-상태들의 어느 나노여과 잔류물들 및/또는 투과물들의 적어도 일부분, 또는 그들의 조합에 대해 수행되어, 상기 후속의 서브-상태들의, 나노여과 잔류물 분획들 NF Ret Ⅲ등과 나노여과 투과물 분획들 NF Perm Ⅲ등, 각각을 얻고, 단백질, 설탕과 미네랄을 이들의 다른 분획물들로 분리한다.

본 발명에 있어서는, 우유 원료(milk raw material)는 우유, 유장, 및 우유와 유장의 혼합물 또는 농축물을 나타낸다. 우유 원료는 지방, 단백질 또는 설탕 분획물, 또는 유사한 것과 같은, 유제품의 제조에서 일반적으로 사용되는 성분에 의해 보충될 수 있다. 우유 원료는 전지우유, 크림, 저지방 우유 또는 탈지유, 한외여과 된 우유, 정용여과 된 우유, 마이크로여과 된 우유, 락토오스 무함유 또는 락토오스 저함유 우유, 프로테아제 처리 우유, 우유 분말로부터 재합성된 우유, 유기농 우유 또는 이들의 조합 또는 이들 중 일정한 것의 희석물일 수 있다. 바람직한 우유 원료는 탈지유(skim milk)이다.

본 발명의 방법 a)단계에서는, 당업계에서 공지된 것과 같이, 우유 원료의 락토오스는 단당류들로 가수분해된다. 본 발명에 관한 방법의 일 실시예에서는, 가수분해는 페이즈된 나노여과(phased nanofiltration) 전에 완전하게 수행된다(완전 가수분해). 본 발명의 방법에서의 두 번째 실시예에서는, 가수분해는 상기 페이즈된 나노여과 전에 부분적으로 수행되고, 부분적으로 가수분해된 우유 원료의 락토오스의 가수분해는 부분적으로 가수분해된 우유 원료의 페이즈 된 나노여과와 함께 계속된다. 락토오스 가수분해는, 예를 들어, 본 발명에서 얻어진 다양한 분획물들의 후 단계에서 이루어지는 유제품의 열처리에 의해, 락토오스 효소가 불활성화되는 동안 계속될 수 있다.

완전 가수분해는 가수분해된 우유 원료의 락토오스 함량이 0.5%보다 작은 것을 의미한다. 부분적인 가수분해는 가수분해된 우유 원료의 락토오스 함량이 0.5%보다 많은 것을 의미한다.

본 발명의 방법의 b)단계에서는, 선행된 a)단계에서 얻어진 가수분해된 우유 원료는 본 발명에 있어서, 다른 분획물들로 단백질, 설탕 및 미네랄로 분리하기 위해 페이즈된 나노여과가 수행되는데, 페이즈된 나노여과는 나노여과가 적어도 두 개의 서브-상태들을 포함하는 것을 의미한다. 각 서브-상태들은 다른 공정 조건 하에서 및/또는 다른 막 타입을 이용함으로써 수행된다. 다양한 조건은, 예를 들어, 여과 온도, 여과 압력, 정용여과, 및/또는 여과의 농축 계수일 수 있다. 각 서브-상태에서, 조건은 하나 이상의 변수들에 의해 변화될 수 있다. 조건 변화는 즉시 또는 꾸준하게 또는 특정한 속도로 단계적으로 일어날 수 있고, 조건 프로필에서의 원하는 변화/변화 상태는 서브-상태라고 하고, 본 발명의 하나의 실시예에서 페이즈된 나노여과는 온도조건 및/또는 막 타입의 변화를 포함하고, 본 발명의 두 번째 실시예에서는, 나노여과는 정용여과(DF)를 포함하며, 여과수(diawater)는 나노여과의 적어도 하나의 서브-상태에서 나도여과의 잔류물에 더해진다.

적어도 두개의 서브-상태들을 포함하는, 본 발명의 페이즈된 나노여과는 둘 또는 그 이상의 나노여과, 즉 다음에서 NF Ret Ⅰ, NF Ret Ⅱ, NF Ret Ⅲ 등으로 나타내지는 NF, 잔류물과 둘 또는 그 이상의 나노여과, 즉 다음에서 NF Perm Ⅰ, NF Perm Ⅱ, NF Perm Ⅲ 등으로 나타내지는 NF, 투과물을 생산한다. 일련번호는 공정에서 수행되는 나노여과 서브-상태들의 수를 나타낸다.

따라서

-NF Ret Ⅰ은 나노여과의 제 1 서브-상태에서 얻어진 잔류물을 나타낸다.

-NF Ret Ⅱ은 나노여과의 제 2 서브-상태에서 얻어진 잔류물을 나타낸다.

-NF Ret Ⅲ은 나노여과의 제 3 서브-상태에서 얻어진 잔류물을 나타낸다.

-NF Perm Ⅰ은 나노여과의 제 1 서브-상태에서 얻어진 투과물을 나타낸다.

-NF Perm Ⅱ은 나노여과의 제 2 서브-상태에서 얻어진 투과물을 나타낸다.

-NF Perm Ⅲ은 나노여과의 제 3 서브-상태에서 얻어진 투과물을 나타낸다.

필요한 경우, 페이즈된 나노여과로부터 얻어진 둘 또는 그 이상의 잔류물과 투과물의 분획물들은 이어지는 나노여과 서브-상태에 합류될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는, 페이즈된 나노여과로부터 얻어진 상기 NF 잔류물과 NF 투과물의 분획물, 또는 그들의 결합은 단백질, 설탕 및 미네랄의 분리를 더욱 향상시키기 위해 막 기술 및/또는 크로마토그로피에 의해 처리될 수 있다. 후속 공정은 나노여과의 서브-상태들 어느 것으로부터 얻어진 하나 이상의 NF 잔류물 또는 NF 투과물과 관련된다. 또한, 상기 잔류물들과 투과물들은 상기 후속 공정들에 어떤 방식으로 합쳐질 수 있다. 상기 후속 공정에서 사용되기에 특히 적절한 막 기술은 역삼투(RO)이다. 다음에서, RO Ret는 역삼투에 의해 얻어진 잔류물을 나타내고, RO Perm은 역삼투에서 얻어진 투과물을 나타낸다. 분리 공정들에서 얻어진 다양한 분획물들은 또한 증발될 수 있다.

다른 분리 공정들은 또한 하나 이상의 상태들에서 필요에 따라 병용될 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 가수분해된 우유 원료의 단백질, 설탕 및 미네랄은 단당류가 낮은 정도로 잔류물에 남아있는 조건 하에의 제 1 상태에서 및 단당류가 높은 정도로 잔류물에 남아있는 조건 하의 제 2 상태에서, 바람직하게 페이즈된 나노여과를 수행함으로써 막 기술들에 의해 분리된다. 본 발명의 특정한 실시예에서, 페이즈된 나노여과는 대략 25~50℃, 특히 대략 42~50℃의 온조건(warm conditions)인 제 1 상태 및 대략 5~25℃, 특히 대략 10~18℃의 냉조건(cold conditions)인 제 2 상태에서 수행된다. 본 발명의 두 번째 실시예에 따르면, 나노여과는 대체적으로 우선 냉조건에서 다음으로 온조건에서 수행될 수도 있다. 막 기술에서는, 보통 예를 들어 10℃의 온도가 미생물학적인 문제를 피할 수 있는 공업적 공정 온도로 사용된다는 것이 공지 되었다.

적절한 나노여과 막들은, 예를 들어, 데설(desal) 5 DL(GE Osmonics, 미국), 데설(desal) 5 DK(GE Osmonics, 미국), TFC® SR3(Koch membrane systems, Inc., 미국), FILMTEC™NF(Dow, 미국)를 포함한다. 적절한 역삼투막들은, 예를 들어, TFC® HR(Koch membrane systems, Inc., 미국)와 FILMTEC FT30 (Dow, 미국)을 포함한다.

본 발명의 실시예에서, 추가 크로마토그래피 분리는 하나 이상의 NF 잔류물들에 수행된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 분리는 나노여과의 제 2 서브-상태에서 얻어진 잔류물들에 수행된다.

농축 계수(K)는 필터에 공급되는 액체와 잔류물 사이의 중량비로 나타내고, 이것은 다음의 식으로서 결정된다:

K=공급물(kg)/잔류물(kg)

본 발명의 방법에서는, 바람직하게는 농축 계수 K=1 내지 10, 더 바람직하게는 K=2 내지 6이 나노여과에서 이용된다. 만약 정용여과가 본 발명에 있어서의 페이즈된 나노여과에 적용되면, 상기 농축 계수는 상당히 커질 수 있다.

본 발명에서의 방법은 배치식과 연속식 생산 양자에 적용될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 방법이 배치식 공정으로서 수행된다.

본 발명에 관한 특정 실시예에서, 락토오스 가수분해 탈지유의 페이즈된 나노여과는 온조건(K=3)의 제 1 상태를 수행하고, 제 1 상태에서 얻어진 NF 투과물 (NF Perm Ⅰ)을 미네랄을 회복하기 위해 제 2 상태에서의 냉조건에서(K=6) 나노여과함으로써 수행되는데, 제 1 나노여과 상태에서의 NF 잔류물(NF Ret Ⅰ)은 글루코오스 2.5%, 갈락토오스 2.5%, 및 회분 1.4%를 함유하고 15.5%의 건체 함량을 가지고, 제 2 나노여과 상태에서의 투과물(NF Perm Ⅱ)은 글루코오스 0.2%, 갈락토오스 0.2%, 및 회분 0.2%를 함유하고, 0.5%의 건체 함량을 가진다. 상기 NF 잔류물 (21.3%), 상기 NF 투과물(35.4%), 및 상기 가수분해된 탈지유(43.2%)의 락토오스 무함유 우유를 구성함으로써, 원하는 관능 특성을 가지는 제품이 얻어질 수 있었다. 칼슘의 양은 정확하게 본래 우유(original milk)와 같았다(1100mg/kg). 상기 우유는 3.3% 단백질, 1.6% 글루코오스, 1.6% 갈락토오스, 0.7% 회분을 포함했고, 7.3%의 건체 함량을 가졌다. 본 발명의 이 실시예는 실시예 3에 기재되고, 상기 분획물들로부터의 우유의 구성은 실시예 8에 제시될 것이다.

본 발명에 관한 두 번째의 특정 실시예에서, 역삼투가 페이즈된 나노여과와 정용여과 후에 수행되었고, 나노여과의 제 2 서브-상태는 글루코오스 0.7%, 갈락토오스 0.7%, 및 회분 0.2%를 함유하고, 2.0%의 건체 함량을 가지는 NF 투과물 Ⅱ 및, 글루코오스 3.1%, 갈락토오스 3.1%, 및 회분 1.1%를 함유하고 14.4%의 건체 함량을 가지는 NF 잔류물 Ⅱ(K=3)을 제공한다. 상기의 가수분해된 탈지유의 NF 잔류물과 RO 잔류물로 구성된 우유(50:50)는 탄수화물을 제외하고, 다른 성분에서 일반 우유에 상응했다.(단백질 3.3%, 글루코오스 1.6%, 갈락토오스 1.6%, 회분 0.7%, 건체 7.3%, 칼슘 1100ml/kg). 본 발명의 이 실시예는 실시예 2에서 제시될 것이고, 상기 분획물들로부터의 우유의 구성은 실시예 6에 제시될 것이다.

본 발명의 방법에서 얻어진 분획물들은 특히 원하는 관능 특성을 가진 락토오스 무함유 탈지유의 생산에 사용될 것이고, 가수분해된 탈지유의 제 1 나노여과의 NF 잔류물, 제 2 나노여과의 NF 투과물 Ⅱ(27.7%) 및 크로마토그래피 칼럼에서 분리된 미네랄 분획(5.7%)를 혼합함으로써, 탄수화물을 제외하고 가수분해된 우유의 그것에 대응하는 조성을 가진다. 상기 우유는 단백질 3.3%, 갈락토오스 1.6%, 글루코오스 1.6%, 회분 0.7%을 포함했고, 건체 함량 7.5%를 가졌다. 이 우유의 제조는 실시예 7에 제시될 것이다.

두 번째 태양으로서, 본 발명은 적어도 두 개의 서브-상태를 포함하는, 가수분해된 우유 원료의 나노여과에 의해 얻어진, 적어도 하나의 NF 잔류물 분획물 NF Ret Ⅱ, NF Ret Ⅲ 등 또는 NF 투과물 분획물 NF Perm Ⅱ, NF Perm Ⅲ 등을 포함하는 락토오스 무함유 또는 락토오스 저함유 유제품에 관한 것이다.

본 발명의 두 번째 실시예에서, 본 발명의 유제품은 두 개 또는 그 이상의 분획물들을 포함하으로써 생산된다: 두 개 또는 그 이상의 분획물들은 제 1 서브-상태의 잔류물 또는 투과물 분획들 NF Ret I과 NF Perm I, 각각, 제 2의 또는 그 후의 나노여과의 서브-상태들의 잔류물 분획물들 NF Ret Ⅱ, NF Ret Ⅲ 등, 제 2의 또는 그 후의 나노여과의 서브-상태들의 투과물 분획물들 NF Perm Ⅱ, NF Perm Ⅲ 등, 어느 나노여과 서브-상태의 상기의 투과물 분획물들의 역삼투로부터 얻어진 잔류물 분획물 RO Ret 투과물 분획물 RO Perm, 또는 그들의 조합, 및 크로마토그래피적으로 분리된 미네랄 및 설탕 함유 잔류물 분획물들 NF Ret I, NF Ret Ⅱ, NF Ret Ⅲ 등이다.

본 발명의 락토오스 무함유 또는 락토오스 저함유 유제품은 액체 또는 농축물 또는 분말의 형태일 수 있다.

한 태양으로서, 또한 본 발명은 락토오스 무함유 또는 락토오스 저함유 유제품의 제조방법에 관한 것인데, 그 방법은

a) 우유 원료의 락토오스를 가수분해하여, 가수분해된 우유 원료를 얻고

선택적인 후속의 나노여과 서브-상태들이 선행하는 서브-상태들의 어느 나노여과 잔류물들 및/또는 투과물들의 적어도 일부분, 또는 그들의 조합에 대해 수행되어, 상기 후속의 서브-상태들의, 나노여과 잔류물 분획들 NF Ret Ⅲ 등과 나노여과 투과물 분획들 NF Perm Ⅲ 등, 각각을 얻고, 단백질, 설탕과 미네랄을 이들의 다른 분획물들로 분리하고,

c) 필요에 따라, 하나 이상의 어느 NF 잔류물 분획물들 NF Ret Ⅰ, NF Ret Ⅱ, NF Ret Ⅲ 등 및 NF 투과물 분획물들 NF Perm Ⅰ, NF Perm Ⅱ, NF Perm Ⅲ 등, 또는 그들의 조합을, 막 기술, 및/또는 증발, 및/또는 크로마토그래피에 의해, 추가로 처리하고,

d) 적어도 두 개의 서브-상태들을 포함하는 나노여과로부터 얻어진 잔류물 또는 투과물 중 하나 이상으로부터, 및, 필요에 따라, b)단계로부터 얻어진, 제 1 나노여과 서브-상태로부터 얻어진 잔류물 및 또는 투과물, 및, 필요에 따라, c)단계로부터 얻어진 하나 이상의 분획물들 및 가능한 다른 성분들로부터, 필요한 조성으로 제품을 제조하고,

e) 필요에 따라, d)단계로부터 얻어진 제품을 농축물 또는 분말로 농축하는 것을 포함한다.

본 발명에 따른 유제품은 락토오스 저함유 또는 락토오스 무함유 제품이다. 본 발명에서 락토오스 저함유(low-lactose)라는 용어는 우유의 락토오스 조성은 1.0% 이하이다. 락토오스 무함유(lactose-free)는 유제품이 1인분 음료(serving)당0.5g(예를 들어, 액상 우유 0.5g/244g에 대해, 락토오스 조성은 거의 0.21%)을 초과하는 락토오스를 포함하지 않는 것인데, 그러나, 0.5% 초과는 아니다. 본 발명에 있어서, 결점 없는 관능 특성을 가지는 탄수화물 저함유 우유를 제조하는 것도 또한 가능하다. 더욱이, 우유 원유에 포함된 칼슘과 단백질의 손실은 최소화하고 별도의 미네랄 및/또는 단백질의 보충물/부가물은 필요하지 않다.

이하의 실시예들은 본 발명을 설명하는 것인데 언급된 구현예에 의해 본 발명이 제한되는 것은 아니다.

데설(desal) 5 DL 막을 이용한 탈지유의 단일-상태 나노여과(K=3)

탈지유(20l)는 0.08%의 도시지(dosage)로 고도 YNL2 락토오스(Godo Shusei Company, 일본)에 의해 가수분해(9℃, 18h)되고, 10 내지 18℃의 온도 및 12 내지 21bar의 압력에서 데설(desal) 5 DL 막(GE Osmonics, 미국)으로 나노여과된다. 투과물 유량은 5.7 내지 9.6 l/m²h이었다. 나노여과는 농축 계수가 3이고 잔류물의 부피가 6.7l 및 투과물 부피가 13.3l일 때까지 계속되었다.

시료들은 가수분해된 탈지유로 구성된 공급물(feed), 얻어진 NF 잔류물 및 NF 투과물로부터 취해졌고, 단백질, 건체, 글루코오스, 갈락토오스, 회분 및 칼슘은 상기 시료들에 기초해서 측정되었다.(표 1)

실제적이라고 언급될 수 있는 결과에 기초해서, 칼슘은 투과물로 손실되지 않았고 이것은 단백질과 같은 분획물에 남아 있었다(표 1). 또한, 단당류는 다량이 막을 통해 투과한다. 잔류물이 우유의 원래 단백질 함량으로 희석될 때, 맛은 “없음(empty)”으로, 즉 비전형적인 우유로 간주되었다. 이것에 대한 원인은 짠맛의 중요한 특성을 우유에 제공하는, 나노여과 동안 투과되어 손실되는 우유의 미네랄 때문이다. 따라서 단지 하나의 상태에서 가수분해된 우유를 나노여과함으로써, 일반 우유과 같은 맛을 내는 락토오스 무함유 또는 락토오스 저함유 우유를 생산하는 것이 불가능하다.

가수분해된 탈지유의 RO 여과와 병용된 3-상태 나노여과(막 데설(desal) DK + 정용여과 및 막 Filmtec NF)

고도 YNL2 락토오스 0.06%(Godo Shusei Company, 일본)는 탈지유(20l)에 첨가되고 10℃에서 18시간동안 가수분해되었다. 그 후 탈지유 중의 잔류의 락토오스 함량은 0.03%이었다. 그 후 얻어진 가수분해된 탈지유는 10~15℃에서 나노여과되었다. 여과막은 데설(Desal) 5 DL 막(GE Osmonics, 미국)이었고, 압력은 13 내지 19bar이었고, 투과물 유량은 8.4 내지 10.5l/m²h이었다. 가수분해된 탈지유는 우선 농축 계수 2로 여과되었고, 이것은 투과물 전체의 10l의 양이 장치로부터 제거되었음을 의미한다. 정용여과가 뒤따르는데, 즉 여과수(diawater)(5l)가 NF 투과물 Ⅱ가 생산되는 것과 같은 속도로 NF 잔류물 Ⅰ(10l)에 첨가되었다. 제 1의 나노여과 상태로부터의 투과물과 정용여과로부터 얻어지는 투과물은 회수되고 합쳐진다. 합쳐진 투과물 분획은 다음에서 NF 투과물 Ⅱ로 명명된다.

시료들은 탈지유가 가수분해된 공급물(feed), NF 투과물 Ⅱ 및 다음에서 NF 잔류물 Ⅱ로 명명되는 정용여과로부터 얻어진 잔류물로부터 취해졌고, 단백질, 건체, 글루코오스, 갈락토오스 및 회분 및 칼슘은 상기 시료들로부터 측정되었다(표 2). 4시간 후에, NF 잔류물의 락토오스 함량은 <0.01%이었고, 그래서 가수분해는 나노여과 동안 및 그 후에 계속되었다.

실험은 여과 온도 10 내지 20℃에서 필름텍 NF 막에 의해 농축 계수 10으로 NF 투과물 Il를 나노여과 함으로써 제 3 서브-상태에서 계속되엇다. 투과물 유량은 5.3 내지 9.4l/m²h이고 압력은 10 내지 21 bar였다.

얻어진 NF 투과물 Ⅲ은 농축 계수 1.35로 상온(약 25℃)에서 역삼투(Filmtec RO-390-FF, Dow, 미국)에 의해 더 농축되었다.

NF 투과물 Ⅲ 및 NF 잔류물 Ⅲ 및 RO 잔류물 Ⅰ에 기초해서, 건체, 글루코오스 및 회분은 측정되었다. 그 결과는 표 3에 제시되었다.

제 2-상태 잔류물(NF 잔류물 Il; 표 2) 및 RO 잔류물(표 3)은 우유를 제조하는 것에 사용되었다(실시예 6). RO 투과물이 또한 우유를 제조하는 것에 사용될 수 있다.

가수분해된 탈지유의 2-상태(two-phase) 나노여과(막 데설 5 DL(K=3) 및 필름텍 NF(K=6))

락토오스-가수분해 탈지유의 페이즈된 나노여과는 온조건에서 제 1 상태를 수행하고, 미네랄을 회수하기 위한 냉조건에서 제 1 상태에서 얻어진 NF 투과물 Ⅰ을 제 2 상태에서의 나노여과를 함으로써 시험되었다.

상기에 언급한 대로, 탈지유(40l)는 0.08%의 도시지(dosage)로 고도 YNL2 락토오스(Godo Shusei Company, 일본)에 의해 가수분해(9℃, 18h)되었다. 가수분해된 탈지유는 47 내지 51℃의 온도에서 나노여과되었다. 여과 막은 데설(desal) 5 DL 막(GE Osmonics, 미국)이었다. 실험 동안 투과물 유량은 8.1 내지 9.6 l/m²h이었고, 압력은 4 내지 6.4bar이었다. 여과는 농축 계수 3일 때까지 계속되었다.

시료들은 공급물(feed), 잔류물 및 투과물로부터 취해졌고, 단백질, 건체, 글루코오스, 갈락토오스 및 회분 및 칼슘은 상기 시료들에 기초해서 측정되었다. (표 4)

가수분해된 탈지유의 NF 투과물 Ⅰ(20l)은 농축 계수 6으로 더 나노여과 되었고, 결과로서 NF 잔류물 Ⅱ 및 NF 투과물 Ⅱ가 얻어졌다. 나노여과 막은 필름텍 NF(Dow, 미국)이었고, 여과 온도는 10 내지 25℃이었다. 투과물 유량은 4.3 내지 9.6 l/m²h이었고 여과 압력은 10 내지 26bar이었다.

시료들은 공급물(NF 투과물 Ⅰ), NF 잔류물 Ⅱ 및 NF 투과물 Ⅱ로부터 취해졌고, 단백질, 건체, 글루코오스, 갈락토오스 및 회분은 상기 시료들에 기초해서 측정되었다.(표 5)

제 1-상태 잔류물(NF 잔류물 Ⅰ; 표 4) 및 제 2-상태 투과물(NF 투과물 Ⅱ; 표 5)은 우유를 제조하는 것에 사용되었다(실시예 8). NF 잔류물 Ⅰ은 또한 유장 단백질을 포함하는 우유를 제조하는 것에 사용되었다(실시예 10).

가수분해된 탈지유의 2-상태 나노여과(막 데설 5 DL(K=1.5) 및 필름텍 NF (K=6))

탈지유의 락토오스는 실시예 3과 같이 가수분해 되었다. 가수분해된 탈지유의 페이즈된 나노여과의 제 1 상태는 농축 계수가 1.5인 것을 제외하면 실시예 3에서와 같이 50℃에서 수행되었다. 제 1 상태에서 얻어진 NF 잔류물은 실시예 3에서 제시된 것과 같이, 미네랄을 회복하기 회수하기 위해서 농축 계수 6으로 10 내지 25℃의 제 2 상태에서 나노여과 되었다.

단백질, 건체, 글루코오스, 갈락토오스 및 회분 및 칼슘은 공급물(가수분해된 탈지유), 제 1 나노여과 상태의 NF 잔류물 Ⅰ 및 NF 투과물 Ⅰ에 기초해서 측정되었다(표 6). 건체, 글루코오스, 갈락토오스 및 회분은 공급물(NF 투과물 Ⅰ)제 2 나노여과 상태의 NF 잔류물 Ⅱ 및 NF 투과물 Ⅱ에 기초해서 측정되었다(표 7).

NF 잔류물 Ⅱ 내의 설탕 및 미네랄은 실시예 5에 기재될 것인, 크로마토그래피에 의해 또 다른 것으로부터 분리 되었다.

농축된 나노여과 투과물로부터의 미네랄 회수

가수분해된 탈지유의 농축된 NF 투과물, 즉 제 2 나노여과 상태의 잔류물(NF 투과물 Ⅱ)은, 미네랄 분획 및 설탕 분획을 구분하기 위하여 크로마토그래피 칼럼에서 더 고정되었다.

양이온-교환 수지(피넥스(Finex) CS 09 GC, Finex Oy, 핀란드, Na 형태) 30분 동안 탈지유와 함께 혼합되었다(1litre/50ml의 수지). 탈지유는 이온-교환된 물에 의해 수지로부터 깨끗하게 씻겨졌다. 벨런싱된 수지(180 내지 200ml)은 65℃에서 히팅 제킷(heating jacket)(높이 100cm, 지름 1.5cm)에 의해 컬럼에 패킹되었다. 20ml의 NF 잔류물 농축물(NF 잔류물 Ⅱ)은 칼럼(농도(°Brix) 약 16; 실시예 4)으로 주입되었다. 유량은 160ml/h이었고, 온도는 65℃, 및 탑 워터(tap water)는 용리액으로서 사용되었다. 5ml의 분획물들은 수집되었고 두 분획물들, 즉 미네랄 분획 및 설탕 분획으로 합쳐졌다. 유사한 분리는 10℃에서 또한 수행되었다.

회분, 갈락토오스 및 글루코오스는 상기 분획물들에 기초해서 측정되었다.

실제적으로, 탈지유의 농축된 NF 투과물(NF 잔류물 Ⅱ) 중에서의 우유의 미네랄과 단당류들의 완벽한 분리가 수행되었다(표 8 및 9). 설탕은 65℃ 온도에서 더 효율적으로 분리되었다.

65℃ 온도에서 분리된 미네랄 분획(분획물들 0 내지 50; 표 8)은 락토오스 무함유 우유의 제조에 사용되었다(실시예 7).

가수분해된 탈지유의 나노여과 잔류물 및 RO 잔류물로부터의 락토오스 무함유 우유의 제조

락토오스 무함유 우유는 실시예 2의 가수분해된 탈지유의 NF 잔류물 Ⅱ 및 RO 잔류물로 제조되었다. 락토오스 무함유 우유의 조성뿐만 아니라 혼합물에서의 분획물들의 조성들과 비율들은 표 10에 제시된다. 락토오스 무함유 탈지유의 조성은 탄수화물을 제외하면, 일반 우유의 것에 대응된다.

나노여과로부터의 락토오스 무함유 우유 및 가수분해된 탈지유의 크로마토그래피 분획물들의 제조

락토오스 무함유 우유 음료는 실시예 4 및 5의 분획물들, 즉 가수분해된 탈지유의 제 1 나노여과의 잔여물(NF 잔여물 Ⅰ), 제 1 나노여과로부터 유도된 NF 투과물의 NF 투과물, 및 제 2 나노여과의 NF 잔류물으로부터 크로마토그래피에 의해 분리된 미네랄 분획으로 제조되었다. 제조된 제품의 조성뿐만 아니라 제조된 우유에서의 분획물들의 조성들과 비율들은 표 11에 제시된다.(락토오스 무함유 우유에 포함된 액체는 공정으로부터 유도된 것이고, 물은 별도로 첨가될 필요가 없다.)

또한, 락토오스 무함유 우유는 크로마토그래피에 의해 분리된 미네랄 분획물에 대신하는 것을 제외하면, 상기와 같이 제조되고, 물이 더해졌다(표 12). 물 대신에, 역삼투로부터 얻어진 RO 투과물 분획물이 이용될 수 있다.

탄수화물을 제외하면, 상기 우유의 조성은 완전히 가수분해된 우유들의 그것에 대응했다. 칼슘의 양(1100mg/kg)은 본래 우유에서의 것과 정확히 같았다. 제품들은 또한 관능 평가되었고, 그들은 좋은 특성들을 가지고 일반적인 탈지유와 같은 맛이 나는 것으로 간주되었다.

가수분해된 탈지유의 나노여과 분획물들로부터 락토오스 저함유, 락토오스 무함유 및 탄수화물 저함유 우유의 제조

본 발명에 대한 락토오스 저함유, 락토오스 무함유 및 탄수화물 저함유 우유는 실시예 3의 분획물들, 즉 NF 잔류물 Ⅰ 및 NF 투과물 Ⅱ로 제조되었다. 또한, 가수분해된 탈지유는 락토오스 무함유 우유(표 13), 및 락토오스 저함유, 단백질 및 칼슘 강화 우유를 제조하는 것에 이용되었다(표 14). 탄수화물 저함유, 락토오스 무함유 우유는 NF 분획물들만으로 제조되었다. 제품의 조성뿐만 아니라 제조된 우유들에서의 분획물들의 조성들과 비율들이 표 13 내지 15에 제시되었다.

탄수화물을 제외하고, 표 13에 제시된 락토오스 무함유 탈지유의 조성은 완전히 가수분해된 우유의 것과 대응되었다. 주목할 만한 것은 칼슘의 양이 본래 우유에 있어서의 그것과 정확히 같았다. 제품은 또한 관능 평가되었고, 그들은 우수하고 일반적인 탈지유와 같은 맛이 나는 것으로 간주되었다.

표 14에 제시된 우유는 일반 우유에서보다 상당히 높은 단백질 함량을 가지나, 단당류들의 양은 일반우유의 것에 대응하는 당도를 내는 정도이다. 관능성 시험에서 상기 우유는 일반 탈지유보다 더 풍부한 맛이 나고 반면에 그 맛은 일반 우유의 것과 같았다.

표 15에 제시된 제품은 일반 우유와 조성이 유사하나, 락토오스는 없었고, 글루코오스와 갈락토오스의 양은 매우 작았다. 그것의 조성에도 불구하고, 상기 우유는 일반 우유만큼 달지 않지만, 맛에서 예기치 않게 풍부했다.

데설 5 DL 막에 의한 가수분해된 유장이 단일-상태 나노여과(K=7)

탈지된 유장(40l)은 0.1%의 도시지(dosage)로 고도 YNL2 락토오스(Godo Shusei Company, 일본)에 의해 가수분해(9℃, 20h)되고, 46 내지 51℃의 온도 및 3 내지 6.5bar의 압력에서 데설(desal) 5 DL 막(GE Osmonics, 미국)으로 나노여과되었다. 투과물 유량은 10.0 내지 13.5l/m²h이었다. 나노여과는 농축 계수가 7이었고, 잔류물의 부피가 5.5l 및 투과물 부피가 34.5l일 때까지 계속되었다.

시료들은 공급물(가수분해된 유장), 잔류물 및 투과물로부터 취해졌고, 단백질, 건체, 글루코오스, 갈락토오스, 회분 및 칼슘은 상기 시료들에 기초해서 측정되었다.(표 16)

가수분해된 유청으로부터 분리된 NF 투과물 Ⅰ의 조성은 대응하는 조건(실시예 3, 표 4)에서 가수분해된 탈지유로부터 분해된 NF 투과물과 대응되었다. 필요한 경우, 유청의 나노여과는 실시예 3에서과 같은 방법으로 제 2 상태에서 계속될 수 있다.

NF 잔류물 Ⅰ은 우유를 제조하는데 사용되었다(실시예 10).

가수분해된 유장 및 탈지유의 나노여과 분획물들로부터의 유장 단백질을 포함하는 락토오스 무함유 우유의 제조

유장 단백질을 포함하는 락토오스 무함유 우유는 실시예 9의 가수분해된 유장의 NF 잔류물Ⅰ, 실시예 3의 가수분해돈 탈지유의 NF 잔류물 Ⅰ, 가수분해된 탈지유, 및 실시예 2에서 얻어진 RO 투과물로 제조되었다. 유장을 포함하는 락토오스 무함유 우유의 조성뿐만 아니라 복합물에서의 분획물들의 조성들 및 비율들은 표 17에 제시된다. 유장 단백질을 포함하는 락토오스 무함유 우유는 유장 단백질뿐만 아니라, 일반 우유보다 더 적은 탄수화물과 더 많은 칼슘을 포함했고, 우유의 단백질에 있어서의 비율은 40%이다.

Claims

a) 우유 원료의 락토오스를 가수분해하여, 가수분해된 우유 원료를 얻고,
b) 적어도 두 서브-상태들에서 상기 가수분해된 우유 원료에 대해 페이즈된 나노여과(phased nanofiltration)를 수행하여, 제 1 서브-상태로부터 얻어진 나노여과 잔류물 NF Ret Ⅰ 및/또는 나노여과 투과물 NF Perm Ⅰ의 적어도 일부분이 제 2 서브-상태로 되어 제 2 서브-상태의 나노여과 잔류물 NF Ret Ⅱ 및 나노여과 투과물 NF Perm Ⅱ를 얻고,
선택적인 후속의 나노여과 서브-상태들이 선행하는 서브-상태들의 어느 나노여과 잔류물들 및/또는 투과물들의 적어도 일부분, 또는 그들의 조합에 대해 수행되어, 상기 후속의 서브-상태들의, 나노여과 잔류물 분획들 NF Ret Ⅲ등과 나노여과 투과물 분획들 NF Perm Ⅲ등, 각각을 얻고, 단백질, 설탕과 미네랄을 이들의 다른 분획물들로 분리하는 것을 포함하는 우유 성분들의 분리 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 우유 원료의 락토오스는 부분적으로 가수분해되는 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 부분적으로 가수분해된 우유 원료의 락토오스 가수분해는 상기 부분적으로 가수분해된 우유 원료의 페이즈된 나노여과와 동시에 계속되는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 나노여과는 온도 및/또는 압력, 및/또는 정용여과와 같은 공정 조건을 변화함으로써, 및/또는 막 타입 및/또는 여과의 농축 계수를 변화함으로써, 페이즈(phase)되는 방법.
제 4 항에 있어서, 제 1 나노여과는 약 25 내지 50℃인 온(warm) 조건에서 수행되고, 제 2 나노여과는 약 5 내지 25℃인 냉(cold) 조건에서 수행되는 방법.
제 1 항에 있어서, NF 잔류물 분획물들 NF Ret Ⅰ, NF Ret Ⅱ, NF Ret Ⅲ 등과 NF 투과물 분획물 NF Perm Ⅰ, NF Perm Ⅱ, NF Perm Ⅲ 등, 또는 그들의 조합 중에서 적어도 하나가 막 기술, 및/또는 증발, 및/또는 크로마토그래피에 의해 추가로 처리되는 것인 방법.
제 6 항에 있어서, NF 잔류물 분획물들 NF Ret Ⅰ, NF Ret Ⅱ, NF Ret Ⅲ 등 중 적어도 하나, 바람직하게는 NF Ret Ⅱ가 크로마토그래피에 의해 추가로 처리되어, 미네랄과 설탕을 포함하는 다른 분획물들을 얻는 방법.
적어도 두 개의 서브-상태들을 포함하는 가수분해된 우유 원료의 나노여과에 의해 얻어진, NF 잔류물 분획물 NF Ret Ⅱ, NF Ret Ⅲ 등 또는 NF 투과물 분획물 NF Perm Ⅱ, NF Perm Ⅲ 등의 적어도 하나를 포함하는 락토오스 무함유 또는 락토오스 저함유 유제품.
제 8 항에 있어서, 두 개 이상의 다음의 분획물들이 합쳐져서 제조되는 유제품:
제 1 서브-상태의 잔류물 및 투과물의 분획들 NF Ret I과 NF Perm I, 각각, 제 2의 또는 그 후의 나노여과의 서브-상태들의 잔류물 분획물들 NF Ret Ⅱ, NF Ret Ⅲ 등, 제 2의 또는 그 후의 나노여과의 서브-상태들의 투과물 분획물들 NF Perm Ⅱ, NF Perm Ⅲ 등, 어느 나노여과 서브-상태의 상기의 투과물 분획물들의 역삼투로부터 얻어진 잔류물 분획물 RO Ret와 투과물 분획물 RO Perm 또는 그들의 조합, 및 크로마토그래피적으로 분리된 상기 잔류물 분획물들 NF Ret I, NF Ret Ⅱ, NF Ret Ⅲ 등의 미네랄 및 설탕 함유 분획물들.
제 9 항에 있어서, RO Ret과 RO Perm는 나노여과의 제 2 서브-상태의 투과물 분획물 NF Perm Ⅱ의 역삼투로부터 얻어진 것인 유제품.
제 9 항에 있어서, 미네랄과 설탕을 포함하는 분획물들은 나노여과의 제 2 서브-상태의 잔류물 분획물 NF Ret Ⅱ의 크로마토그래피 분리로부터 얻어진 것인 유제품.
제 10 항에 있어서, NF Ret Ⅱ, RO Ret 및 가능한 다른 성분들을 합쳐서 제조되는 것인 유제품.
제 11 항에 있어서, NF Ret I, NF Perm Ⅱ, 미네랄을 포함하는 분획물, 및 가능한 다른 성분들을 합쳐서 제조되는 것인 유제품.
a) 우유 원료의 락토오스를 가수분해하여, 가수분해된 우유 원료를 얻고,
b) 적어도 두 서브-상태들에서 상기 가수분해된 우유 원료에 대해 페이즈된 나노여과(phased nanofiltration)를 수행하여, 제 1 서브-상태로부터 얻어진 나노여과 잔류물 NF Ret Ⅰ 및/또는 나노여과 투과물 NF Perm Ⅰ의 적어도 일부분이 제 2 서브-상태로 되어 제 2 서브-상태의 나노여과 잔류물 NF Ret Ⅱ 및 나노여과 투과물 NF Perm Ⅱ를 얻고,
선택적인 후속의 나노여과 서브-상태들이 선행하는 서브-상태들의 어느 나노여과 잔류물들 및/또는 투과물들의 적어도 일부분, 또는 그들의 조합에 대해 수행되어, 상기 후속의 서브-상태들의, 나노여과 잔류물 분획들 NF Ret Ⅲ 등과 나노여과 투과물 분획들 NF Perm Ⅲ 등, 각각을 얻고, 단백질, 설탕과 미네랄을 이들의 다른 분획물들로 분리하고,
c) 필요한 경우, NF 잔류물 분획물들 NF Ret Ⅰ, NF Ret Ⅱ, NF Ret Ⅲ 등과 NF 투과물 분획물 NF Perm Ⅰ, NF Perm Ⅱ, NF Perm Ⅲ 등, 또는 그들의 조합 중에서 하나 이상이, 막 기술, 및/또는 증발, 및/또는 크로마토그래피에 의해 추가로 처리되고,
d) 적어도 두 개의 서브-상태들을 포함하는 나노여과로부터 얻어진 잔류물 또는 투과물 중 하나 이상으로부터, 및, 필요에 따라, b)단계로부터 얻어진, 제 1 나노여과 서브-상태로부터 얻어진 잔류물 및 또는 투과물, 및, 필요에 따라, c)단계로부터 얻어진 하나 이상의 분획물들 및 가능한 다른 성분들로부터, 필요한 조성으로 제품을 제조하고,
e) 필요한 경우, 상기 단계 d)에서 얻은 제품을 농축물 또는 분말로 농축하는 것을 포함하는 락토오스 무함유 또는 락토오스 저함유 유제품의 제조 방법.
제 14 항에 있어서, 상기 우유 원료의 락토오스는 부분적으로 가수분해되는 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 부분적으로 가수분해된 우유 원료의 락토오스 가수분해는 상기 부분적으로 가수분해된 우유 원료의 페이즈된 나노여과와 동시에 계속되는 방법.