一種用于生產(chǎn)半透明及透明乳飲料的濃縮乳蛋白粉的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)半透明及透明乳飲料的濃縮乳蛋白粉的制備方法，屬于 乳粉加工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 乳飲料是以鮮乳或乳蛋白粉為原料，經(jīng)發(fā)酵或未經(jīng)發(fā)酵加工而成的產(chǎn)品，具有良 好的營養(yǎng)和感官特性，深受消費者的青睞，在軟飲料市場中占有較大的份額。乳飲料根據(jù)酸 化形式的不同，可分為發(fā)酵型和調(diào)配型乳飲料。隨著消費者健康意識的提高以及乳飲料市 場的快速發(fā)展，開發(fā)新型乳飲料已成為開拓乳飲料新市場的重要途徑之一。
[0003] 半透明及透明乳飲料是一種新型的含乳飲料，具有良好的感官特性，在國外受到 了消費者的熱捧，享有"牛奶香檳"的美譽；我國市場上這類產(chǎn)品的種類還不多，因此作為一 款新型健康飲品，半透明及透明乳飲料的發(fā)展前景非常樂觀。目前，半透明及透明乳飲料主 要是以濃縮乳清蛋白粉（wheyproteinconcentrate,WPC)為基料來生產(chǎn)的，而使用營養(yǎng)價 值更高、蛋白含量更均衡的濃縮乳蛋白粉（milkproteinconcentrate,MPC)作為基料的先 例比較少見。
[0004] 濃縮乳蛋白粉是一種相對新型的功能性蛋白配料，其是以脫脂牛乳為原料，經(jīng)超 濾、濃縮和噴霧干燥得到的50-85%蛋白干基含量的濃縮乳粉。MPC的蛋白組分與牛乳幾乎 完全相同，主要含酪蛋白和乳清蛋白，具有較高的營養(yǎng)價值，但由于其復(fù)溶后呈現(xiàn)為與牛乳 接近的乳白色，從而限制了其在透明及半透明乳飲料中的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本專利涉及一種用于生產(chǎn)半透明及透明乳飲料的濃縮乳蛋白粉的制備方法。研究 發(fā)現(xiàn)，通過陽離子交換樹脂脫除MPC中的鈣可以提高其澄清度，且不會影響其蛋白組成。本 發(fā)明采取的技術(shù)路線是：
[0006] (1)濃縮乳蛋白溶液的制備：原料乳通過截留分子量為5000-50, 000MWC0的聚醚 砜超濾膜，25-50°C下超濾得到濃縮乳蛋白截留液，固形物含量5-20% ;或直接將市售MPC 粉復(fù)溶到固形物含量5-20 %。
[0007] (2)離子交換脫鈣：濃縮液中加入陽離子交換樹脂，在室溫下脫鈣l-3h，脫鈣率 40-90% ;優(yōu)選脫鈣40-60%生產(chǎn)半透明乳飲料，優(yōu)選脫鈣60-90%生產(chǎn)透明乳飲料。
[0008] (3)調(diào)節(jié)pH :用稀酸溶液調(diào)節(jié)濃縮液的pH至6. 5-7. 0。
[0009] (4)蒸發(fā)濃縮：采用降膜蒸發(fā)裝置在低于70°C下將脫鈣液濃縮至固形物含量為 15-30% 〇
[0010] (5)噴霧干燥：噴霧干燥的進口溫度為160-200°C，出口溫度控制為70-90°C，出口 溫度根據(jù)栗速和噴霧氣體流量調(diào)節(jié)。
[0011] 所述的原料乳包括全脂乳、巴氏殺菌脫脂乳、或脫脂乳粉復(fù)溶物，其中全脂乳還需 要經(jīng)脫脂處理。
[0012] 所述的濃縮液包括原料乳超濾截留液或MPC復(fù)溶物。
[0013] 所述的陽離子交換劑可以是強酸型陽離子交換樹脂（如AmberliteSR1LNa，交換 容量2.leq/L，功能基團為磺酸基團），或者是弱酸型陽離子交換樹脂（如DuoliteResin C433,交換容量4. 2eq/L，功能基團為交聯(lián)聚丙烯酸基團）。
[0014] 所述的稀酸溶液可以是稀鹽酸、檸檬酸或乳酸溶液。
[0015] 采用上述工藝方案的有益效果在于：利用超濾去除乳糖以提高蛋白含量的同時， 可以最大程度地保持牛乳蛋白原有的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，同時可根據(jù)濃縮倍數(shù)不同來制備不同蛋 白干基含量的MPC。脫鈣采用添加陽離子交換樹脂的方法，簡單安全，條件溫和，可控性較 強，且對蛋白性質(zhì)的影響較小，適合大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。并且兩種陽離子交換樹脂的交換容 量不同，導(dǎo)致其脫鈣效率的差異，所用強酸型陽離子交換樹脂交換容量為2.leq/L，適用于 低脫鈣工藝（脫鈣率40-60% );而弱酸型陽離子交換樹脂的交換容量為4. 2eq/L，更適用 于高脫鈣工藝（脫鈣率60-90%)。本專利所采用的膜過濾和離子交換都是綠色的非熱加 工技術(shù)，得到的脫鈣MPC品質(zhì)較高；另外，根據(jù)本專利中MPC脫鈣率的不同（高或低），其復(fù) 溶后外觀可呈透明或半透明狀。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明中實施案例1的不同脫鈣率濃縮乳蛋白粉復(fù)溶后溶液（2% )的外觀 圖。
【具體實施方式】
[0017] 以下通過實施例對本發(fā)明進行具體說明。
[0018] 實施案例1
[0019] -種以脫脂乳為原料，利用強酸型陽離子交換樹脂脫鈣降低MPC復(fù)溶后溶液濁度 的方法，其具體工藝步驟如下：
[0020] 取240L市售巴氏殺菌脫脂，采用截留分子量為10, 000MWC0的聚醚砜超濾膜處理， 超濾溫度為35°C，經(jīng)過一次超濾、三次洗濾，前三次濃縮倍數(shù)為3倍，最后一次濃縮4倍，得 到601截留液。截留液固形物含量為12%411值為6.8。加入2.5-61^強酸型陽離子交換 樹脂41^64^6 31?11似，室溫下離子交換處理21^11值為7.3-7.7，將口11調(diào)至6.8。在低 于70°C下進行降膜蒸發(fā)使固形物含量為20%。最后在175°C進口溫度、75°C出口溫度下噴 霧干燥得脫鈣MPC干粉。最終脫鈣率可達(dá)40-90%，濁度為15-6% (2 %溶液）。
[0021] MPC復(fù)溶后的溶液（2% )見圖1，相應(yīng)的濁度值見表1。結(jié)果表明，40%脫鈣MPC 的復(fù)溶物澄清度較高，其濁度值約為15%，而83%脫鈣MPC的復(fù)溶物的濁度約為8%。
[0022] 表1不同脫鈣濃縮乳蛋白復(fù)溶后溶液（2% )的濁度
[0023]
[0024] 實施案例2
[0025] -種以全脂乳為原料，利用強酸型陽離子交換樹脂脫鈣降低MPC復(fù)溶后溶液濁度 的方法，其具體工藝步驟如下：
[0026] 500L新鮮全脂乳脫除脂肪后，采用截留分子量為10,000MWC0的聚醚砜超濾膜處 理，超濾溫度為35°C，經(jīng)過一次超濾、三次洗濾，前三次濃縮倍數(shù)為3倍，最后一次濃縮5倍， 得到100L截留液。截留液固形物含量為15%，pH值為6.8。加入4kg強酸型陽離子交換 樹脂六1^64^6 31?11恥室溫下處理31^11值為7.4，將口11調(diào)至6.8。在低于70°(：下進行 降膜蒸發(fā)使固形物含量為22%，最后在175/80°C下噴霧干燥。最終脫鈣率可達(dá)40%，濁度 為14% (2%溶液）。
[0027] 實施案例3
[0028] -種以脫脂乳粉復(fù)溶物為原料，利用弱酸型陽離子交換樹脂脫鈣降低MPC復(fù)溶后 溶液濁度的方法，其具體工藝步驟如下：
[0029] 取市售脫脂乳粉24kg復(fù)溶于240L去離子水中配制固形物含量為10% (w/v) 的乳粉溶液，50°C下恒溫水浴攪拌lh，均質(zhì)壓力28Mpa下均質(zhì)2次。采用截留分子量為 10, 000MWC0的聚醚砜超濾膜處理，超濾溫度為40°C，經(jīng)過一次超濾、三次洗濾，前三次濃縮 倍數(shù)為3倍，最后一次濃縮4倍，得到60L截留液，截留液pH值為6. 9。加入2kg弱酸型陽 離子交換樹脂〇11〇1行61^8111〇433處理2.511，口11值為7.6，將口11調(diào)至6.9。在低于7〇 1€ 下進行降膜蒸發(fā)使固形物含量為25%，最后在180/75°C下噴霧干燥。最終脫鈣率達(dá)65%， 濁度為10% (2 %溶液）。
[0030] 實施案例4
[0031] -種以市售MPC復(fù)溶物為原料，利用弱酸型陽離子交換樹脂脫鈣降低MPC復(fù)溶后 溶液濁度的方法，其具體工藝步驟如下：
[0032] 取市售MPC干粉12kg復(fù)溶于100L去離子水中得固形物含量為12% (w/v)的濃 縮乳蛋白溶液，50°C下恒溫水浴攪拌lh，均質(zhì)壓力28Mpa下均質(zhì)2次，pH值為6. 9。溶液中 加入5kg弱酸型陽離子交換樹脂DuoliteResinC433,室溫下處理3h，pH值為7.9,將pH 調(diào)回至6. 9。在低于70°C下進行降膜蒸發(fā)使固形物含量為25%，最后在165/75°C下噴霧干 燥。最終脫鈣率達(dá)83 %，濁度為8 % (2 %溶液）。
【主權(quán)項】
1. 一種用于生產(chǎn)半透明及透明乳飲料的濃縮乳蛋白粉的制備方法，其特征在于，經(jīng)過 如下步驟： (1) 濃縮乳蛋白溶液的制備：原料乳通過截留分子量為5000-50, OOOMffCO的聚醚砜超 濾膜，25-50°C下超濾得到濃縮乳蛋白截留液，固形物含量5-20% ;或直接將市售濃縮乳蛋 白粉復(fù)溶到固形物含量5-20 %。 (2) 離子交換脫鈣：濃縮液中加入一定量陽離子交換樹脂，在室溫下脫鈣l_3h，脫鈣率 達(dá)40-90 % ;優(yōu)選脫鈣40-60 %生產(chǎn)半透明乳飲料，優(yōu)選脫鈣60-90 %生產(chǎn)透明乳飲料。 (3) 調(diào)節(jié)pH :用稀酸溶液調(diào)節(jié)濃縮液的pH至6. 5-7. 0。 (4) 蒸發(fā)濃縮：采用降膜蒸發(fā)裝置在低于70°C下將脫鈣液濃縮至固形物含量為 15-30% 〇 (5) 噴霧干燥：噴霧干燥的進口溫度為160-200°C，出口溫度為70-90°C。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的原料乳包括全脂乳、巴氏殺菌脫脂乳、或脫脂乳粉復(fù)溶物，其 中全脂乳還需要經(jīng)脫脂處理。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的濃縮液包括原料乳超濾截留液或MPC復(fù)溶物。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽離子交換劑可以是強酸型陽離子交換樹脂（如Amberlite SRlL Na，交換容量2. leq/L，功能基團為磺酸基團），或者是弱酸型陽離子交換樹脂（如 Duolite Resin C433,交換容量4. 2eq/L，功能基團為交聯(lián)聚丙烯酸）。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀酸溶液可以是稀鹽酸、檸檬酸或乳酸溶液。6. 如權(quán)利要求1所述的脫鈣濃縮乳粉可用于發(fā)酵型、調(diào)配型、碳酸型等透明及半透明 乳飲料的生產(chǎn)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)半透明及透明乳飲料的濃縮乳蛋白粉的制備方法。濃縮乳蛋白溶液經(jīng)陽離子交換樹脂做脫鈣處理后，調(diào)節(jié)pH值至中性，再經(jīng)過蒸發(fā)濃縮和噴霧干燥制備脫鈣的濃縮乳蛋白粉。其優(yōu)點在于：本發(fā)明中所用的兩種陽離子交換樹脂的脫鈣效率不同，分別適用于低強度、高強度脫鈣；經(jīng)脫鈣處理后得到的濃縮乳蛋白粉隨脫鈣率的增加，其復(fù)溶于水中的透明度顯著增加，可作為半透明及透明乳飲料的基料，優(yōu)選脫鈣40-60％生產(chǎn)半透明乳飲料，優(yōu)選脫鈣60-90％生產(chǎn)透明乳飲料。
【IPC分類】A23J1/20
【公開號】CN105104703
【申請?zhí)枴緾N201510571919
【發(fā)明人】周鵬, 徐雨婷, 劉大松, 胡錦華, 陸乃彥
【申請人】江南大學(xué)
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年9月9日