使用脫鹽乳清液生產(chǎn)嬰幼兒配方乳粉的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種使用脫鹽乳清液生產(chǎn)嬰幼兒配方乳粉的方法，含鹽乳清粉經(jīng)35-50℃水溶解，配置成干物含量10-20％含鹽乳清液，利用陽離子交換樹脂脫去部分陽離子，pH降到1.8-3.0以控制微生物的繁殖，再通過納濾、電滲析、陰離子交換樹脂依次進(jìn)行分步階梯脫鹽，可獲得干物含量質(zhì)量百分比12-30％脫鹽乳清液，使用氫氧化鈉或氫氧化鉀中的一種或兩種礦物堿液將pH標(biāo)準(zhǔn)化至6.3-6.9，可得適用于嬰幼兒配方乳粉生產(chǎn)的脫鹽乳清液。本發(fā)明不僅僅能夠?qū)崿F(xiàn)深度脫鹽，還要在脫鹽過程有效控制微生物，避免脫鹽結(jié)束后采用加熱殺菌的方式來控制微生物。本發(fā)明選用陽離子交換、納濾、電滲析、陰離子交換的工藝方法，實(shí)現(xiàn)將含鹽乳清粉處理成灰分符合嬰幼兒配方乳粉使用的脫鹽乳清液,在配方粉中使用量為350kg-3500kg/噸粉。
【專利說明】使用脫鹽乳清液生產(chǎn)嬰幼兒配方乳粉的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種使用脫鹽乳清液生產(chǎn)嬰幼兒配方乳粉的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 脫鹽乳清粉是嬰幼兒配方乳粉非常重要的原料，用量占到總配料的20-40%，通常 嬰幼兒配方乳粉行業(yè)使用的脫鹽乳清粉有：灰分< 1. 5 %的乳清粉（D90脫鹽乳清粉）和 灰分< 3. 0%的乳清粉（D70脫鹽乳清粉），其中0-6個(gè)月齡的嬰兒配方乳粉需要使用灰分 彡1.5 %的乳清粉。
[0003] 我國(guó)嬰幼兒配方乳粉生產(chǎn)使用脫鹽乳清粉幾乎完全依賴進(jìn)口，進(jìn)口產(chǎn)品不僅價(jià) 格昂貴，而且還受到貿(mào)易上的牽制，常出現(xiàn)短缺、斷貨現(xiàn)象，使得我國(guó)嬰幼兒配方乳粉乃至 相關(guān)的食品業(yè)、輕工業(yè)經(jīng)濟(jì)效益受到嚴(yán)重影響，企業(yè)經(jīng)常面臨原料采購(gòu)無法選擇和評(píng)審供 應(yīng)商的被動(dòng)局面。
[0004] 由于國(guó)外干酪市場(chǎng)成熟，消費(fèi)量大，因此其副產(chǎn)物乳清資源豐富，將乳清直接噴粉 或生產(chǎn)不同脫鹽程度的乳清粉如D40脫鹽乳清粉、D50脫鹽乳清粉、D70脫鹽乳清粉、D90脫 鹽乳清粉，其中生產(chǎn)D70和D90脫鹽乳清粉對(duì)設(shè)備的要求較高，這些資源也主要掌握在幾個(gè) 大的食品原料公司手里，相比而言，食品級(jí)甜乳清粉、D40脫鹽乳清粉貨源要充足很多；
[0005] 目前已應(yīng)用于乳清脫鹽的技術(shù)主要有膜過濾（超濾或納濾）、離子交換和電滲析 等技術(shù)；這些技術(shù)都是在水的脫鹽工藝基礎(chǔ)上發(fā)展形成的。膜技術(shù)主要是截留一定分子量 的溶質(zhì)并提高物料濃度，利用膜技術(shù)進(jìn)行低度脫鹽、具有成本較低廉的優(yōu)點(diǎn)，但難以實(shí)現(xiàn)高 度脫鹽；離子交換技術(shù)是通過特定的交換樹脂對(duì)乳清中的某些離子進(jìn)行去除，但具有選擇 性；電滲析是利用電場(chǎng)的作用力下讓離子通過半透膜，截留蛋白、乳糖等成分實(shí)現(xiàn)脫鹽，利 用電滲析低度脫鹽具有成本優(yōu)勢(shì)，高度脫鹽則因電能消耗太大反而成本過高。因此，本發(fā)明 會(huì)將幾種脫鹽工藝結(jié)合起來，采用分步階梯脫鹽工藝方案。
[0006] 由于國(guó)外干酪市場(chǎng)成熟，乳清資源豐富，因此國(guó)外脫鹽工藝一般都直接利用干酪 副產(chǎn)物乳清液，將其脫鹽處理成脫鹽乳清液再噴霧干燥制成D70級(jí)脫鹽乳清粉或D90級(jí)脫 鹽乳清粉，嬰幼兒配方粉企業(yè)購(gòu)買相應(yīng)脫鹽乳清粉進(jìn)行生產(chǎn)配方粉；而國(guó)內(nèi)脫鹽方面的研 起步較晚，目前主要是對(duì)脫鹽工藝或脫鹽設(shè)備的研究，因此，關(guān)于使用含鹽乳清粉處理成脫 鹽乳清液，實(shí)現(xiàn)即產(chǎn)即用的相關(guān)技術(shù)還未受到關(guān)注。
[0007] 針對(duì)嬰幼兒配方粉生產(chǎn)研究開發(fā)出適用于自身?xiàng)l件脫鹽乳清生產(chǎn)工藝，減少對(duì)進(jìn) 口脫鹽乳清粉的依賴，同時(shí)將乳清脫鹽技術(shù)與嬰幼兒配方粉生產(chǎn)直接對(duì)接，實(shí)現(xiàn)即產(chǎn)即用， 對(duì)于提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，提高經(jīng)濟(jì)效益，具有非常顯著，同時(shí)也開創(chuàng)嬰幼兒配方行業(yè)技術(shù)創(chuàng) 新之先河；


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是提供一種使用含鹽乳清粉為原料，實(shí)現(xiàn)乳清粉階梯脫鹽工藝方 法，并用于嬰幼兒配方乳粉生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)即產(chǎn)即用。
[0009] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種使用脫鹽乳清液生產(chǎn)嬰幼兒配方乳粉的方法，該方法 包括：含鹽乳清粉經(jīng)35_50°C水溶解，配置成干物含量10-20%含鹽乳清液，利用陽離子交 換樹脂脫去部分陽離子，PH降到1. 8-3. 0以控制微生物的繁殖，再通過納濾、電滲析、陰離 子交換樹脂依次進(jìn)行分步階梯脫鹽，可獲得干物含量質(zhì)量百分比12-30%脫鹽乳清液，使用 氫氧化鈉或氫氧化鉀中的一種或兩種礦物堿液將pH標(biāo)準(zhǔn)化至6. 3-6. 9,可得適用于嬰幼兒 配方乳粉生產(chǎn)的脫鹽乳清液，并于暫存罐4-KTC貯存；按照配方中使用比例，將脫鹽乳清 液打入濕混配料罐與配方粉其他原輔料混合均勻，混合液隨后進(jìn)入溫度為90-95°C的24s 殺菌程序，經(jīng)三效蒸發(fā)器蒸發(fā)，其中一效蒸發(fā)器溫度75-70°C，二效蒸發(fā)器溫度70-65°C，三 效蒸發(fā)器溫度65-60°C，混合液濃縮至干物到質(zhì)量百分比48-52 %，進(jìn)行噴霧干燥，干燥塔 進(jìn)風(fēng)口溫度控制在170-180°C，出風(fēng)口溫度控制70-80°C，噴霧干燥后顆粒狀物料通過流化 床降溫、振動(dòng)篩分篩后進(jìn)入包裝機(jī)包裝。
[0010]目前已應(yīng)用于乳清脫鹽的技術(shù)主要有膜過濾（超濾或納濾）、離子交換和電滲析 等技術(shù)；這些技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，發(fā)揮優(yōu)點(diǎn)，互補(bǔ)缺點(diǎn)，才能實(shí)現(xiàn)低成本深度脫鹽，因此本發(fā)明 優(yōu)選離子交換、納濾和電滲析相結(jié)合分步階梯脫鹽的工藝方案。
[0011] 本發(fā)明不僅僅能夠?qū)崿F(xiàn)深度脫鹽，還要在脫鹽過程有效控制微生物，避免脫鹽結(jié) 束后采用加熱殺菌的方式來控制微生物。因?yàn)榧訜釙?huì)引起乳清蛋白不同程度變性，這不僅 會(huì)影響配方乳粉的感官指標(biāo)，而且不利于嬰幼兒消化吸收。乳清蛋白在水溶液中是一種膠 體溶液，其等電點(diǎn)pH范圍為4. 5-5. 5,在常溫下，即使乳清液pH達(dá)到了 4. 5-5. 5,乳清蛋白 也不會(huì)沉淀，這是乳清蛋白膠體溶液的特性。因此，本發(fā)明人認(rèn)為：首先，脫鹽的第一步采 用陽離子交換方法，通過陽離子交換樹酯中的H +替換含鹽乳清液中的鈣、鎂等二價(jià)陽離子， 經(jīng)過實(shí)際驗(yàn)證，該方法處理后pH可以降到3. 0以下，在這種酸性環(huán)境下，乳清液溫度控制在 15°C以下，脫鹽過程可有效控制微生物繁殖；第二步脫鹽，采用納濾的方法脫去部分一價(jià)陰 陽離子并實(shí)現(xiàn)濃縮，將乳清液總量減少20-35%以提高后續(xù)脫鹽過的效率，第三步脫鹽，采 用電滲析脫鹽，可再去除部分陰陽離子；最后一步，采用陰離子交換方法，通過陰離子交換 樹酯中的OiT替換剩余的大部分陰離子，同時(shí)釋放OF可以中和乳清液中大部分的H+，pH可 提高到4. 6-5. 6,經(jīng)過上述四種方法的結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)含鹽乳清液的深度脫鹽，并能有效控制 微生物的繁殖。因此本發(fā)明選用陽離子交換、納濾、電滲析、陰離子交換的工藝方法，實(shí)現(xiàn)將 含鹽乳清粉處理成灰分符合嬰幼兒配方乳粉使用的脫鹽乳清液。
[0012] 雖然國(guó)外含鹽乳清粉資源豐富，但質(zhì)量也存在良莠不齊情況，為了保證嬰幼兒配 方乳粉質(zhì)量安全，本發(fā)明人從配方乳粉設(shè)計(jì)角度對(duì)適用于本方法的原料進(jìn)行了研究。首先 要求是含鹽乳清粉（甜乳清粉、D40等低度脫鹽乳清粉）必須來自具備食品生產(chǎn)資質(zhì)的企 業(yè)，且產(chǎn)品滋氣味良好、微生物指標(biāo)、污染物限量應(yīng)符合GB11674(乳清粉和乳清蛋白粉）、 GB2762 (食品中污染物限量）、GB2761 (食品中真菌毒素限量）等相關(guān)法規(guī)要求；除此之外， 牛乳、乳清粉中維生素 B2和膽堿含量較為豐富，根據(jù)《中國(guó)居民營(yíng)養(yǎng)素參考攝入量》RNIS對(duì) 0-36個(gè)月嬰幼兒推薦值：維生素 Β2400-600 μ g/天，膽堿100-200mg/天，通常配方乳粉中不 需要強(qiáng)化或少量強(qiáng)化該營(yíng)養(yǎng)素，因此，保證嬰幼兒配方粉該指標(biāo)的質(zhì)量穩(wěn)定，對(duì)含鹽乳清粉 中的維生素 B2和膽堿含量范圍有一定要求。綜上所述，在符合GBl 1674 (乳清粉和乳清蛋 白粉）的基礎(chǔ)上，適用于本方法的原料要求如下：
[0013] 1、感官要求：

【權(quán)利要求】
1. 一種使用脫鹽乳清液生產(chǎn)嬰幼兒配方乳粉的方法，其特征是：該方法包括：含鹽乳 清粉經(jīng)35-50°C水溶解，配置成干物含量10-20%含鹽乳清液，利用陽離子交換樹脂脫去部 分陽離子，pH降到1. 8-3. 0以控制微生物的繁殖，再通過納濾、電滲析、陰離子交換樹脂依 次進(jìn)行分步階梯脫鹽，可獲得干物含量質(zhì)量百分比12-30%脫鹽乳清液，使用氫氧化鈉或氫 氧化鉀中的一種或兩種礦物堿液將pH標(biāo)準(zhǔn)化至6. 3-6. 9,可得適用于嬰幼兒配方乳粉生產(chǎn) 的脫鹽乳清液，并于暫存罐4-KTC貯存；按照配方中使用比例，將脫鹽乳清液打入濕混配 料罐與配方粉其他原輔料混合均勻，混合液隨后進(jìn)入溫度為90-95°C的24s殺菌程序，經(jīng)三 效蒸發(fā)器蒸發(fā)，其中一效蒸發(fā)器溫度75-70°C，二效蒸發(fā)器溫度7〇-65°C，三效蒸發(fā)器溫度 65-60°C，混合液濃縮至干物到質(zhì)量百分比48-52%，進(jìn)行噴霧干燥，干燥塔進(jìn)風(fēng)口溫度控制 在170-180°C，出風(fēng)口溫度控制70-80°C，噴霧干燥后顆粒狀物料通過流化床降溫、振動(dòng)篩 分篩后進(jìn)入包裝機(jī)包裝。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種使用脫鹽乳清液生產(chǎn)嬰幼兒配方乳粉的方法，其特征 是：含鹽乳清粉采用甜乳清粉。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種使用脫鹽乳清液生產(chǎn)嬰幼兒配方乳粉的方法，其特征 是：含鹽乳清粉采用D40級(jí)脫鹽乳清粉為原料。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種使用脫鹽乳清液生產(chǎn)嬰幼兒配方乳粉的方法，其特征 是：以含鹽乳清粉為原料，經(jīng)35-50°C水溶解，配置成干物含量質(zhì)量百分比10-20%含鹽乳 清液，通過板式換熱器冷卻降溫至12°C，首先進(jìn)行陽離子交換，PH值降低到1.8-3. 0,然后 經(jīng)三級(jí)納濾將乳清進(jìn)行部分脫鹽并濃縮到固體總含量的25-26%，再經(jīng)電滲析進(jìn)一步脫鹽， 電導(dǎo)率控制在lms/cm-1. 5ms/cm，最后經(jīng)陰離子交換，去除乳清中剩余的陰離子，使產(chǎn)品中 鹽的含量降到質(zhì)量百分比0.45-0. 82% (干物質(zhì)計(jì)），乳清的pH值調(diào)整到4. 5-5. 5,脫鹽完 成后采用KOH和NaOH二者質(zhì)量比為1:1的溶液將乳清液pH調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)化至6. 3-6. 9,可得 適用于嬰幼兒配方乳粉生產(chǎn)的脫鹽乳清液，并于暫存罐4-KTC貯存。
5. 根據(jù)權(quán)利要求權(quán)利要求1所述的一種使用脫鹽乳清液生產(chǎn)嬰幼兒配方乳粉的方法， 其特征是：脫鹽乳清液在嬰幼兒配方粉中的使用量為350kg-3500kg/噸粉。
【文檔編號(hào)】A23C21/06GK104255943SQ201410436917
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月29日
【發(fā)明者】解慶剛, 蔣士龍, 安穎, 魏慶梅, 張立娟 申請(qǐng)人:黑龍江飛鶴乳業(yè)有限公司