專利名稱：一種低熱乳粉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低熱乳粉的制備方法，屬于乳品加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在生產(chǎn)脫脂乳粉時(shí)，脫脂乳在蒸發(fā)、濃縮及噴霧干燥前需經(jīng)過(guò)不同溫度與時(shí)間組合的加熱處理，以達(dá)到殺菌目的。脫脂乳受熱處理程度不同，其乳清蛋白的變性程度就不同。以乳清蛋白氮指數(shù)(WPNI)來(lái)評(píng)價(jià)或判定奶粉受熱程度或蛋白變性程度，并以此指數(shù)的大小將奶粉分為低熱奶粉、中熱奶粉及高熱奶粉。低熱乳粉被還原后，復(fù)原乳具有幾乎與新鮮奶口感相同的質(zhì)量，適宜于制備各種乳制品。而且由于其乳清蛋白保持了較為原始的狀態(tài)，當(dāng)乳粉還原后也可用于干酪生產(chǎn)。但是相對(duì)于高熱乳粉而言，低熱奶粉的保藏穩(wěn)定性較差。根據(jù)美國(guó)乳制品學(xué)會(huì)頒布的《Standardsfor Grades of Dry Milks Including Methodsof Analysis))對(duì)低熱乳粉理化指標(biāo)的要求，WPNI大于6. OmgN/g，菌落總數(shù)和芽孢總數(shù)小于50000CFU/g。在低熱乳粉生產(chǎn)中，原料奶只能接受略高于巴氏殺菌強(qiáng)度的加熱殺菌處理，這種低強(qiáng)度的殺菌并不能殺死全部細(xì)菌，因此在生產(chǎn)低熱乳粉的預(yù)熱器和蒸發(fā)濃縮器中會(huì)存活大量芽孢桿菌及孢子，另外，牛奶固形物在加工設(shè)備內(nèi)壁易粘附沉積，導(dǎo)致微生物大量繁殖，并將細(xì)菌或芽孢帶入最終產(chǎn)品中，使微生物指標(biāo)超標(biāo)。因此，生產(chǎn)低熱乳粉的關(guān)鍵是原料奶的衛(wèi)生狀況及其降低污染菌數(shù)的相關(guān)技術(shù)。低熱乳粉的質(zhì)量問(wèn)題主要是由于低強(qiáng)度的殺菌所引起的酶活殘留、細(xì)菌及孢子殘留所引起的。Stapelfeldt等(1997)研究考察了低、中、高熱處理的乳粉在不同水分活度、 貯藏溫度下的貯藏穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)在45°C并充分接觸空氣的情況下，中熱和高熱乳粉相對(duì)低熱乳粉所受的氧化要小得多。目前由于我國(guó)的原料奶質(zhì)量較差，微生物菌數(shù)、體細(xì)胞數(shù)居高不下，低熱乳粉的生產(chǎn)受到嚴(yán)重的原料限制，使我國(guó)生產(chǎn)制造的乳粉多為中、高熱奶粉， 無(wú)法大規(guī)模生產(chǎn)低熱處理、蛋白變性小及營(yíng)養(yǎng)損失少的高品質(zhì)乳粉，幾乎全部依賴進(jìn)口。另外，國(guó)內(nèi)乳粉標(biāo)準(zhǔn)GB-19644 2010中對(duì)其菌落總數(shù)限量為50000 200000CFU/g，遠(yuǎn)低于國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)。自從20世紀(jì)90年代陶瓷膜技術(shù)發(fā)展以來(lái)，國(guó)外關(guān)于錯(cuò)流微濾除菌的技術(shù)便得到較大的發(fā)展。在許多國(guó)家，將巴氏殺菌和微濾除菌相結(jié)合生產(chǎn)巴氏殺菌微濾牛奶已實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。微濾作用可以減少細(xì)菌總數(shù)的99. 3% 99. 99%，其中需氧孢子脫除率達(dá) 99. 99. 99%，厭氧孢子脫除率達(dá)99. 99.9%。因此，在我國(guó)利用微濾技術(shù)改善原料乳的品質(zhì)并制備低熱乳粉是有效、可行的選擇，但具體如何實(shí)施并達(dá)到產(chǎn)品理化指標(biāo)合格的優(yōu)質(zhì)低熱奶粉的研究目前還沒(méi)有相關(guān)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種低熱乳粉的制備方法，得到理化指標(biāo)合格的低熱乳粉。本發(fā)明提供的低熱乳粉的制備方法，包括如下步驟用孔徑為0. 8 μ m-1. 4 μ m的無(wú)機(jī)膜對(duì)脫脂乳進(jìn)行微濾除菌并濃縮后得到微濾乳；將所述微濾乳依次進(jìn)行真空濃縮和噴霧干燥后即得所述低熱乳粉。上述的制備方法中，孔徑為0. 8μπι-1. 4μπι的無(wú)機(jī)膜用來(lái)截留菌體和原料乳中的體細(xì)胞達(dá)到除菌效果。上述的制備方法中，所述無(wú)機(jī)膜的材質(zhì)可為氧化鋯、三氧化二鋁和二氧化鈦中至少一種，如陶瓷膜，所述無(wú)機(jī)膜具有污染低、易消毒、易清洗、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。上述的制備方法中，所述脫脂乳的脂肪含量小于0. 15%，具體可為0.1%或 0. 08% ；所述脫脂乳可由原料乳經(jīng)乳脂分離得到，所述乳脂分離的溫度可為40°C _50°C，具體可為45°C或50°C。上述的制備方法中，所述微濾除菌的溫度可為10°C -50°c，具體可為50°C。上述的制備方法中，所述微濾除菌的過(guò)膜壓力可為0.2MPa-lMPa，具體可為 0. 78MPa或0. 775MPa ；所述微濾除菌的錯(cuò)流速率可為lm/s-7m/s，具體可為2. 75m/s_3. 8m/ s、2. 75m/s或3. 8m/s ；可將所述脫脂乳進(jìn)行微濾除菌后濃縮2_20倍；所述微濾乳的菌落總數(shù)和芽孢總數(shù)較微濾前(即所述脫脂乳)降低99%-99.99%，一般均小于100(^ "1^;且蛋白質(zhì)損失較少，含量約為微濾前(即所述脫脂乳)的95-99.9%。上述的制備方法中，所述方法還包括將所述微濾乳進(jìn)行熱處理得到消毒脫脂乳的步驟；所述熱處理的溫度可為72°C _78°C，具體可為75V ；所述熱處理的時(shí)間可為 10s-30s，具體可為15s ；所述消毒脫脂乳的菌落總數(shù)和芽孢總數(shù)較所述微濾乳基礎(chǔ)上降低 80% -99%，一般小于200CFU/mL ；當(dāng)所述原料乳衛(wèi)生狀況較好，排除原料乳中含有輪狀病毒、肝炎病毒和脊髓灰質(zhì)炎等病毒的條件下，可以省略所述熱處理步驟。上述的制備方法中，所述真空濃縮的溫度可為45°C _75°C，具體可為55°C或65°C; 所述真空濃縮的真空度為-0. 80MPa -0. 98MPa,具體可為_0. 90MPa或-0. 92MPa。上述的制備方法中，所述真空濃縮的濃縮裝置可為單效降膜蒸發(fā)濃縮器或多效降膜蒸發(fā)濃縮器；所述微濾乳經(jīng)真空濃縮后得到的濃縮乳的干物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35% -50%, 具體可為42%或45%。上述的制備方法中，所述噴霧干燥的進(jìn)口溫度可為180°C _200°C，具體可為185°C 或190°C ；所述噴霧干燥的出口溫度可為80°C _105°C，具體可為85°C或90°C。本發(fā)明上述方法得到的低熱乳粉可經(jīng)再潤(rùn)濕法處理增強(qiáng)其速溶性；本發(fā)明提供的方法制備的低熱乳粉呈均勻顆粒，密封包裝；所得低熱乳粉主要成分含量及各項(xiàng)指標(biāo)如表 1所示表1本發(fā)明的方法制備的低熱乳粉的主要成分含量及各項(xiàng)指標(biāo)
項(xiàng)目指標(biāo)指標(biāo)測(cè)定參考方法水分含量<5.0%GB/T 5413. 8脂肪含量彡 1.25%GB/T 5413.3蛋白含量彡34%GB/T 5413. 1WPNI彡 6.0mgN/gAOAC(1980)13th 16.047復(fù)原乳酸度彡 20.0οΤGB 5413.34不溶度指數(shù)彡 1.0/mLGB/T 5413.29雜質(zhì)度d6mg/kgGB/T 5413. 30菌落總數(shù)彡50000 CFU/gGB 4789.2芽孢數(shù)彡50000 CFU/gGB 4789.2大腸桿菌彡 10CFU/gGB 4789.3平板計(jì)數(shù)法葡萄球菌彡 10CFU/gGB 4789.10平板計(jì)數(shù)法沙門氏菌不得檢出/250gGB 4789.4 本發(fā)明將微濾技術(shù)應(yīng)用于低熱乳粉傳統(tǒng)制備方法中，可很好地解決我國(guó)原料乳質(zhì)量狀況差而無(wú)法生產(chǎn)低熱乳粉的瓶頸問(wèn)題。若原料乳中的耐熱菌、芽孢在換熱器和蒸發(fā)濃縮器中數(shù)量增長(zhǎng)較快時(shí)，設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后必須進(jìn)行徹底的清洗和消毒，才能繼續(xù)生產(chǎn)而保證產(chǎn)品微生物質(zhì)量指標(biāo)不超標(biāo)，這種間歇式的生產(chǎn)是不經(jīng)濟(jì)的。本發(fā)明提供的制備方法，對(duì)原料乳進(jìn)行微濾除菌，使其中的耐熱菌、芽孢及體細(xì)胞幾乎完全被截留，可大大延長(zhǎng)設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。
具體實(shí)施例方式下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法。下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑得到。下述實(shí)施例中所用的原料乳可從牛身上直接采集，也可購(gòu)自北京三元食品股份有限公司；微濾設(shè)備購(gòu)自凱能高科技工程工程(上海)有限公司；真空濃縮設(shè)備購(gòu)自北京奈諾科技有限公司；噴霧干燥設(shè)備購(gòu)自GEA工程技術(shù)中國(guó)有限公司，熱處理設(shè)備購(gòu)自上海沃迪科技有限公司。實(shí)施例1、低熱乳粉的制備(1)分離將原料乳預(yù)熱至45°C，進(jìn)行乳脂分離，得到100L脂肪含量為0. 的脫脂乳；(2)微濾將所得脫脂乳投入微濾設(shè)備中并穩(wěn)定在50°C進(jìn)行微濾除菌操作，選用中空纖維管式陶瓷膜(主要成分為氧化鋯、三氧化二鋁或二氧化鈦)，孔徑為1.4μπι;微濾過(guò)程控制過(guò)膜壓力為0. 775MPa，錯(cuò)流速率控制為2. 75m/s，將脫脂乳濃縮10倍，得到90L 微濾乳，平均滲透通量為11. 92L/(m2 · min)；所得微濾乳菌落總數(shù)為320CFU/mL，較原料乳的7. 5X 105CFU/mL降低了 99. 957% ；所得微濾乳的芽孢總數(shù)為20CFU/mL，較原料乳的2620CFU/mL 降低了 99. 237% ；(3)低熱處理將上述除菌所得的微濾乳進(jìn)行低熱處理(75°C，15s)，得到消毒脫脂乳，其菌落總數(shù)和芽孢總數(shù)分別為49CFU/mL和41CFU/mL ；(4)真空濃縮將上述所得經(jīng)低熱處理的消毒脫脂乳送入單效降膜蒸發(fā)濃縮器中進(jìn)行濃縮，得到濃縮乳的干物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為42% ；濃縮過(guò)程中控制溫度為65°C，真空度為-0. 9MPa ；所得濃縮乳的菌落數(shù)和芽孢數(shù)分別為1. 6 X 103CFU/mL和1. 55X 103CFU/mL ；(5)噴霧干燥將上述所得的濃縮乳進(jìn)行噴霧干燥，控制進(jìn)口溫度為185°C，出口溫度為85°C，則得到低熱乳粉。該乳粉成分含量及各項(xiàng)指標(biāo)如表2所示表2實(shí)施例1制備的低熱乳粉的主要成分含量及各項(xiàng)指標(biāo)
項(xiàng)目指標(biāo)指標(biāo)測(cè)定參考方法水分含量3.775%GB/T 5413. 8脂肪含量1.01%GB/T 5413.3蛋白含量36.1%GB/T 5413. 1WPNI6.493mgN/gAOAC(1980)13th 16.047復(fù)原乳酸度11.8°TGB 5413.34不溶度指數(shù)0.1/mLGB/T 5413.29雜質(zhì)度6mg/kgGB/T 5413. 30菌落數(shù)lxl04CFU/gGB 4789.2芽孢數(shù)4.7xl03CFU/gGB 4789.2實(shí)施例2、低熱乳粉的制備(1)分離將原料乳預(yù)熱至50°C，進(jìn)行乳脂分離，得到200L脂肪含量為0.08%的脫脂乳；(2)微濾將所得脫脂乳投入微濾設(shè)備中并穩(wěn)定在50°C進(jìn)行微濾除菌操作，選用中空纖維管式陶瓷膜(主要成分為氧化鋯、三氧化二鋁或二氧化鈦)，孔徑為1.4μπι。微濾過(guò)程控制過(guò)膜壓力為0. 78MPa，錯(cuò)流速率控制為3. 8m/s，將脫脂乳濃縮20倍，得到190L微濾乳，平均滲透通量為14. 56L/(m2 -min)；所得微濾乳菌落總數(shù)為< 10CFU/mL，較原料乳的 3. OX 104CFU/mL降低了 99. 97%以上；所得微濾乳的芽孢總數(shù)為< 10CFU/mL，較原料乳的 5650CFU/mL 降低了 99. 82% 以上；(3)真空濃縮將上述除菌所得的微濾乳不進(jìn)行低熱處理，直接送入單效降膜蒸發(fā)濃縮器中進(jìn)行濃縮，濃縮得到濃縮乳的干物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45% ；濃縮過(guò)程中控制溫度為55°C，真空度為-0. 92MPa;所得濃縮乳的菌落數(shù)和芽孢數(shù)分別為5. 95X 103CFU/mL和 1. 75X 103CFU/mL ；(4)噴霧干燥將上述所得的濃縮乳進(jìn)行噴霧干燥，控制進(jìn)口溫度為190°C，出口溫度為90°C，則得到低熱乳粉；該乳粉成分含量及各項(xiàng)指標(biāo)如表3所示表3實(shí)施例2制備的低熱乳粉的主要成分含量及各項(xiàng)指標(biāo)
權(quán)利要求
1.一種低熱乳粉的制備方法，包括如下步驟用孔徑為0. 8 μ m-1. 4 μ m的無(wú)機(jī)膜對(duì)脫脂乳進(jìn)行微濾除菌并濃縮后得到微濾乳；將所述微濾乳依次進(jìn)行真空濃縮和噴霧干燥后即得所述低熱乳粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述無(wú)機(jī)膜的材質(zhì)為氧化鋯、三氧化二鋁和二氧化鈦中至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述脫脂乳的脂肪含量小于0.15%； 所述脫脂乳由原料乳經(jīng)乳脂分離得到，所述乳脂分離的溫度為40°C -50°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于所述微濾除菌的溫度為 IO0C -50"C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于所述微濾除菌的過(guò)膜壓力為 0. 2MPa-lMPa ；所述微濾除菌的錯(cuò)流速率為lm/s-7m/s。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于所述方法還包括將所述微濾乳進(jìn)行熱處理得到消毒脫脂乳的步驟；所述熱處理的溫度為72°C -78°C ；所述熱處理的時(shí)間為 10s-30s。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一所述的方法，其特征在于所述真空濃縮的溫度為 450C -750C ；所述真空濃縮的真空度為-0. 80MPa -0. 98MPa。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一所述的方法，其特征在于所述真空濃縮的濃縮裝置為單效降膜蒸發(fā)濃縮器或多效降膜蒸發(fā)濃縮器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一所述的方法，其特征在于所述微濾乳經(jīng)所述真空濃縮后得到的濃縮乳的干物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35% -50%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一所述的方法，其特征在于所述噴霧干燥的進(jìn)口溫度為 1800C -2000C ；所述噴霧干燥的出口溫度為80°C _105°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低熱乳粉的制備方法。所述方法包括如下步驟用孔徑為0.8μm-1.4μm的無(wú)機(jī)膜對(duì)脫脂乳進(jìn)行微濾除菌并濃縮后得到微濾乳；將所述微濾乳依次進(jìn)行真空濃縮和噴霧干燥后即得所述低熱乳粉。本發(fā)明提供的制備方法中，原料乳經(jīng)微濾除菌后，其中的耐熱菌和芽孢幾乎完全截留，可以大大的延長(zhǎng)設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間，從而提高生產(chǎn)速度，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)A23C9/16GK102217674SQ201110116530
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月6日
發(fā)明者劉鷺, 呂加平, 孔凡丕, 崔文明, 張書文, 李紅娟 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所