TW201632076A - 牛奶的濃縮方法、乳製品的製備方法 - Google Patents

Abstract

本發明為一種牛奶的濃縮方法及一種乳製品的製備方法，其中濃縮方法取牛奶在0~7℃下經反滲透膜濃縮，獲得濃縮牛奶。其中，濃縮牛奶中脂肪的質量百分含量為0.2~10%，濃縮的溫度為4~6℃或是其中脂肪的質量百分含量為4~9%，可溶性固形物的質量百分含量為12~32%。濃縮牛奶中蛋白質的質量百分含量至少為3.3%。另外乳製品的製備方法採用上述濃縮方法所製得的上述濃縮牛奶，經調配、殺菌、分裝，獲得乳製品。本發明藉由在0~7℃下低溫濃縮，使得牛乳在加工過程中幾乎只有物理變化，而最大限度的保持牛奶的自然狀態。

Description

牛奶的濃縮方法、乳製品的製備方法

本發明涉及牛奶濃縮生產乳及相關乳製品的加工生產領域，特別涉及一種牛奶的濃縮方法及一種乳製品的製備方法。

牛奶是最古老的天然飲料之一，被譽為「白色血液」，對人體的重要性可想而知。牛奶含有豐富的礦物質、鈣、磷、鐵、鋅、銅、錳、鉬。最難得的是，牛奶是人體鈣的最佳來源，而且鈣磷比例非常適當，利於鈣的吸收。牛奶所含物質種類複雜，至少有100多種，主要成分有水、脂肪、磷脂、蛋白質、乳糖、無機鹽等。組成人體蛋白質的胺基酸有20種，其中有8種是人體不能合成的(嬰兒是9種，比成人多的是組胺酸)，這些胺基酸稱為必需胺基酸。我們進食的蛋白質中如果包含了所有的必需胺基酸，這種蛋白質便叫做全蛋白。牛奶中的蛋白質便是全蛋白。牛奶中的無機鹽也稱礦物質。牛奶中含有Ca²⁺ 、Mg²⁺ 、K⁺ 、Fe³⁺ 等陽離子和PO₄ ^3- 、SO₄ ^2- 、Cl^- 等陰離子；此外還有微量元素I、Cu、Zn、Mn等。大自然中的鈣是以化合態存在的，只有被動、植物吸收後形成具有生物活性的鈣，才能更好地被人體所吸收利用。牛奶中含有豐富的活性鈣，是人類最好的鈣源之一，1升新鮮牛奶所含活性鈣約1250毫克，居眾多食物之首，約是大米的101倍，瘦牛肉的75倍，瘦豬肉的110倍，它不但含量高，而且其中的乳糖能促進人體腸壁對鈣的吸收，吸收率高達98%，從而調節體內鈣的代謝，維持血清鈣濃度，增進骨骼的鈣化。吸收好對於補鈣是尤其關鍵的。

相應的乳製品由於營養豐富，易消化吸收，也成為大眾喜愛的營養食品。隨著生活水平的提高，國內消費者對乳製品的口味和品質要求越來越高。但是目前牛奶濃縮過程及相關乳製品生產過程中需要的濃縮奶普遍採用蒸發器進行濃縮，該方法的主要缺點是：能耗高、濃縮溫度高。因為溫度相對較高，濃縮過程中不僅產生物理變化，而且有較大的化學變化，不能很好的保留牛乳原本的風味和營養。

因此，提供一種牛奶濃縮方法，最大限度地保持牛奶的自然狀態，提高乳及乳製品的品質，具有重要的現實意義。

有鑑於此，本發明之主要目的在提供一種牛奶的濃縮方法及一種乳製品的製備方法。該方法採取在0~7℃下低溫濃縮，牛乳在此過程中幾乎只有物理變化，最大限度的保持牛奶的自然狀態。

為實現上述目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種牛奶的濃縮方法，取牛奶在0~7℃下經反滲透膜濃縮，獲得濃縮牛奶。

在本發明的一些具體實施方案中，牛奶的濃縮方法中取牛奶經預處理(標準化處理)，在0~7℃下經反滲透膜濃縮，獲得濃縮牛奶。

反滲透是將溶液在壓力作用下，透過反滲透膜，利用反滲透膜的選擇通透性使溶液得到濃縮及得到純水的過程。在牛奶濃縮當中的原理圖如圖1。牛奶的的反滲透膜濃縮技術的應用發明，可以使濃縮過程在低溫下進行，營養物質和風味物質得以充分保存，從而可以得到高品質的牛奶及煉乳等乳製品。濃縮過程產生的水不僅可以不經處理加以生產利用，或殺菌灌裝也符合了國家倡導的低碳的理念。

維生素B₁ ，維生素B₆ ，維生素B₁₂ ，葉酸和維生素C對熱不穩定，因此，加熱很容易損失。牛奶中含有很多種具有生物活性的蛋白質，如結合維生素的蛋白質、免疫球蛋白、結合金屬離子的蛋白質、抗菌蛋白質(乳轉鐵蛋白質、溶菌酶、乳過氧化物酶)、各種生長因子和激素。這些蛋白質在嬰兒期會發揮重要營養和生理功能。所有這些蛋白質相對是熱敏性的。反滲透膜技術在本專利中採取0~7℃低溫濃縮，較大限度得保留維生素B1，維生素B6，維生素B12，葉酸和維生素C及結合維生素的蛋白質、免疫球蛋白、結合金屬離子的蛋白質、抗菌蛋白質(乳轉鐵蛋白質、溶菌酶、乳過氧化物酶)、各種生長因子和激素。以上為該技術帶來的效果。

在本發明的一些實施例中，上述濃縮牛奶中脂肪的質量百分含量為0.2~10%。在本發明較佳實施例中，上述濃縮牛奶中脂肪的質量百分含量為4~9%。在本發明最佳實施例中，上述濃縮牛奶中的脂肪質量百分含量為4.0%、4.1%、7.8%或9%。

在本發明的一些實施例中，本發明提供的牛奶的濃縮方法中上述反滲透膜濃縮的溫度為4~6℃；在本發明的一些實施例中，本發明提供的牛奶的濃縮方法中上述濃縮牛奶中可溶性固形物的質量百分含量為14.1%、14.5%、28%或32%；在本發明的一些實施例中，本發明提供的牛奶的濃縮方法中上述濃縮牛奶中可溶性固形物的質量百分含量至少為25%；在本發明的一些實施例中，本發明提供的牛奶的濃縮方法中上述濃縮牛奶中蛋白質的質量百分含量至少為3.3%；在本發明的一些實施例中，本發明提供的牛奶的濃縮方法中上述濃縮牛奶中蛋白質的質量百分含量為3.8%、7%或8.3%。

在本發明的一些實施例中，本發明提供的牛奶的濃縮方法中上述經過上述反滲透膜濃縮後，收集濃縮過程中的水，符合GB5749-2009《生活飲用水衛生標準》，獲得生活用水。

本發明還提供一種乳製品的製備方法，如上述的濃縮方法製得的濃縮牛奶，經調配，殺菌，分裝，獲得乳製品。

在本發明的一些實施例中，本發明提供的乳製品的製備方法中上述濃縮牛奶在調配前還包括反滲透膜濃縮的步驟。在本發明的一些實施例中，本發明提供的乳製品的製備方法中上物調配包括加糖或添加營養強化劑。

經過上述方法製得乳製品可以為高品質的脫脂、半脫脂、全脂等牛奶產品以及脫脂、半脫脂、全脂，加糖或不加糖的煉乳。濃縮過程中產生的水經殺菌灌裝處理，可以完全達到生活飲用水的國家標準。

經過上述方法製得的乳製品可以為淡煉乳和加糖煉乳，還可在淡煉乳和加糖煉乳中添加營養強化劑等得到調製淡煉乳和調製加糖煉乳等營養附加值更高的產品。

在本發明的一些實施例中，發明提供的乳製品的製備方法中上述殺菌包括巴氏滅菌或超高溫滅菌。經過上述巴氏滅菌得到冷鏈保存的巴氏殺菌乳，按不同包裝規格進行包裝銷售即可。經過上述超高溫滅菌得到可常溫保存的滅菌乳，按不同的包裝要求進行包裝銷售即可。

由以上說明可知，本發明的特點在於提供一種牛奶的濃縮方法，取牛奶經標準化處理，在0~7℃下經反滲透膜濃縮，獲得濃縮牛奶。本發明公開了反滲透膜濃縮技術在乳及乳製品生產當中的應用。與傳統蒸發器濃縮的方法相比，該方法採取在0~7℃下低溫濃縮，幾乎可以認為只發生一些物理變化，可以防止牛奶當中熱敏性營養物質及香味成分的損失，牛奶的顏色也不會發生變化，最大限度的保持牛奶的自然狀態；該發明無須升溫，降溫過程，利用標準化後的低溫牛奶進行生產，能耗低；濃縮過程中排出的水其導電率穩定在小於15μs/cm，並且除去普通微生物可直接飲用或作為生產直接用水。根據不同的生產要求，選擇相應規格的反滲透膜可以生產高品質的牛奶、煉乳等乳製品。

本發明公開一種牛奶的濃縮方法及乳製品的製備方法，本領域技術人員可以藉鑒本文內容，適當改進工藝參數實現。特別需要製出的是，所有類似的可以替換和改動對本領域技術人員來說是顯而易見的，它們都被視為包括在本發明。本發明的方法及應用已經透過較佳實施例進行了描述，相關人員明顯能在不脫離本發明內容、精神和範圍內對本文所述的方法和應用進行改動或適當變更與組合，來實現和應用本發明技術。

本發明提供牛奶的濃縮方法、乳製品的製備方法中所用的原料及試劑均可由市場購得。下面結合實施例，進一部闡述本發明：

實施例1：

生乳經檢測，蛋白質≥2.8%、脂肪≥3.1%。經過淨乳機處理後進入標準化設備，按照生產成品要求控制脂肪範圍至(0.2%-4.5%)得到標準化奶，標準化奶再進入反滲透膜處理系統，得到符合成品要求的高品質(主要指蛋白質含量≥3.3%)牛奶，脂肪範圍為0.2%~4.5%的濃縮奶，濃縮奶再經過巴氏殺菌機得到冷鏈保存的巴氏殺菌乳，按不同包裝規格進行包裝銷售。

實施例2：

生乳經檢測，蛋白質≥2.8%、脂肪≥3.1%。經過淨乳機處理後進入標準化設備，按照生產成品要求控制脂肪範圍至(0.2%-4.5%)得到標準化奶，標準化奶再進入反滲透膜處理系統，得到符合成品要求的高品質(主要指蛋白質含量≥3.3%)牛奶，脂肪範圍為0.2%~4.5%的濃縮奶，濃縮奶再經過超高溫滅菌機得到可常溫保存的滅菌乳，按不同包裝要求進行包裝銷售。

實施例3：

生乳經檢測，蛋白質≥2.8%、脂肪≥3.1%。經過淨乳機處理後進入標準化設備，按照生產成品要求控制脂肪範圍至(0.2%-4.5%)得到標準化奶，標準化奶再進入反滲透膜處理系統，得到乳固形物含量≥25%的淡煉乳，按不同包裝規格進行灌裝銷售。

實施例4：

生乳經檢測，蛋白質≥2.8%、脂肪≥3.1%。經過淨乳機處理後進入標準化設備，按照生產成品要求控制脂肪範圍至(0.2%-4.5%)得到標準化奶，標準化奶再進入反滲透膜處理系統，得到乳固形物含量≥25%的淡煉乳，淡煉乳中加入白砂糖得到加糖煉乳，按不同包裝規格進行灌裝銷售。

同法得到淡煉乳和加糖煉乳後可進行添加營養強化劑等得到調製淡煉乳和調製加糖量乳等營養附加值更高的產品。

實施例5　理化指標和微生物指標的測定

取實施例1~4製得的滅菌乳或煉乳，進行各項理化指標及微生物指標的測定，檢驗方法和標準參見國家標準GB13102-2010中規定的方法和標準。其中，GB13102-2010中有關煉乳的理化指標及微生物限量標準見表1、表2，滅菌乳理化指標見表3，檢測結果如表4、表5所示。 表1　煉乳理化指標標準 表2　煉乳的微生物限量標準 注：CFU即菌落形成單位，指單位重量中的活菌個素；^a 樣品的分析及處理按GB4789.1和GB4789.18執行。n：同一批次產品應採集的樣品件數；c：最大可允許超出m值的樣品數；m指微生物指標可接受水平的限量值；M指微生物指標的最高安全限量值。 表3　滅菌乳理化指標 表4　理化指標檢測結果 表5　煉乳中微生物的檢測結果

且根據GB5408.2-1999滅菌乳產品標準，實施例1提供的巴氏殺菌乳符合國標，實施例2提供的滅菌乳經檢測為商業無菌。其中，商業無菌是指不含有在通常溫度下能在其中繁殖的微生物。

由上述檢測結果可知，實施例1~4提供的滅菌乳或煉乳的各項理化指標及微生物指標均符合GB13102-2010的要求。

實施例6

對照組：傳統蒸發器濃縮：原奶、淨乳機、標準化、蒸發濃縮、蛋白3.8%。

實驗組：實施例1製備的濃縮奶；

取實施例1製備的蛋白3.8%膜濃縮奶和對照組製備的蛋白3.8%傳統蒸發器濃縮的奶進行感官評定實驗，由30名專業感官評定員進行感官評定，感官評定評分標準見表6，感官評定結果如表7所示。 表6　濃縮奶感官評定評分標準 表7　濃縮奶感官評定結果

由上述實驗可知，30名專業感官評定員對於膜濃縮奶的色澤、香味、口感、掛杯分數分別為93.7、93.2、94.6、91.4，均極顯著(P＜0.01)高於蒸發濃縮奶的分數。

取實施例2至4提供的膜濃縮奶進行上述風味評價，評價結果與實施例1提供的膜濃縮奶評價結果一致，均極顯著(P＜0.01)高於蒸發濃縮奶的分數。

結果顯示，本發明生產的高品質濃縮奶在風味和口感上有很大的改進，使其保留更多原始的風味，香氣更醇恬。

實施例7膜濃縮排出水的質量檢測

膜濃縮排出的水進行檢測，參考標準見GB5749-2006，檢測結果見表8。 表8　水質檢測

按照GBT5750.4-2006生活飲用水標準檢驗方法 感官性狀和物理指標，膜濃縮過程中排出的水其電導率穩定在小於15μs/cm。

膜濃縮排出的水符合生活飲用水的標準要求，可直接飲用，更加環保、生態。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應是為本發明的保護範圍。

圖1為牛奶反滲透原理圖；牛奶導流網、純水導流網、RO膜按順序固定在一定空間內形成一受控流道空間；牛奶在壓力作用下通過上述流道空間，水分子透過半透膜在純水導流網的作用下流向中央集水管；被濃縮的牛奶透過牛奶導流網流出得到濃縮奶； 圖2為濃縮單元具體流程簡圖；流程說明：牛奶經標準化後存放於牛奶儲罐經緩衝罐後通過多級增壓泵增壓，使牛奶通過RO膜集合的設備得到純水及濃縮奶；純水和濃縮奶分別進入純水儲罐與濃縮奶儲罐；純水供生產調配，濃縮奶供產品生產；具體生產線可以根據牛奶的特性(脫脂、全脂)、生產產能進行RO膜的選型配置； 圖3為牛奶濃縮方法及乳製品製備方法流程。

Claims (10)

1. 一種牛奶的濃縮方法，其中，取牛奶在0~7℃下經反滲透膜濃縮，獲得濃縮牛奶。
2. 如申請專利範圍第1項所述牛奶的濃縮方法，其中，上述濃縮牛奶中脂肪的質量百分含量為0.2~10%。
3. 如申請專利範圍第1項所述牛奶的濃縮方法，其中，上述反滲透膜濃縮的溫度為4~6℃。
4. 如申請專利範圍第1項所述牛奶的濃縮方法，其中，上述濃縮牛奶中脂肪的質量百分含量為4~9%。
5. 如申請專利範圍第1項所述牛奶的濃縮方法，其中，上述濃縮牛奶中可溶性固形物的質量百分含量為12~32%。
6. 如申請專利範圍第1項所述牛奶的濃縮方法，其中，上述濃縮牛奶中蛋白質的質量百分含量至少為3.3%。
7. 如申請專利範圍第1項所述牛奶的濃縮方法，其中，上述經過反滲透膜後濃縮後，收集濃縮過程中的水，獲得生活飲用水。
8. 一種乳製品的製備方法，其中，如申請專利範圍第1至6任一項所述牛奶的濃縮方法所製得的上述濃縮牛奶，經調配、殺菌、分裝，獲得乳製品。
9. 如申請專利範圍第8項所述乳製品的製備方法，其中，上述濃縮牛奶在調配前還包含反滲透膜濃縮的步驟。
10. 如申請專利範圍第8或9項所述乳製品的製備方法，其中，上述調配包含加糖或添加營養強化劑；上述殺菌包括巴氏殺菌或超高溫滅菌。