CN115211467A - 一种乳浓缩物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种乳浓缩物及其制备方法，由生乳和燕麦β‑葡聚糖经混合、均质、静置后形成乳蛋白凝结。该乳浓缩物不改变蛋白结构，且产品实现成本降低。此方法制备的乳浓缩物在乳制品中将具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于乳制品技术领域，涉及一种乳浓缩物及其制备方法。
背景技术
燕麦β-葡聚糖在促进健康和预防疾病方面发挥着重要作用，对肠道菌群正常化，预防糖尿病，降低胆固醇和血压，控制餐后血糖和减弱胰岛素反应，降低患心血管疾病风险和调节食欲等有着积极影响，并能缓解糖尿病的并发症。
研究表明燕麦β-葡聚糖的生理功能主要取决于其水溶性和黏弹特性。在低浓度燕麦β-葡聚糖条件下，其黏度相对较高，当其质量浓度高于2g/L时，随着剪切速率的增加其黏度降低，呈现假塑性.
燕麦β-葡聚糖具有增稠、稳定、乳化、凝胶化等多种功能。近年来研究发现，肥胖人群由于摄入过多的脂肪，具有更高患冠心病、高血压、中风、糖尿病和癌症等疾病风险，而功能性食品是治疗各种疾病的安全方法，因此，在食品研究领域中燕麦β-葡聚糖受到广泛关注。在肉类、烘焙食品、酱汁汤、饮料和其它食品的制备中，其主要是利用燕麦β-葡聚糖的乳化性、增稠性、稳定性和凝胶性等制备功能性食品。目前在肉类食品、烘焙食品、饮料行业的应用均有研究。在乳及乳制品中的应用主要是利用燕麦β-葡聚糖对某些乳杆菌种类具有益生作用，降低脂肪含量，提升发酵乳品质。
乳浓缩物是被加工成比普通乳品中蛋白质含量更高的乳制品。通过从生乳中分离出蛋白质含量更高的乳浓缩物，可开发其他的应用，例如制作蛋白粉，奶酪等等。目前分离并制备乳浓缩物的工艺分为三种，第一种是酸法，即通过调低pH值，使蛋白到达等电点后沉淀，获得酸凝蛋白。第二种是酶法，即通过在生乳中加入酶制剂，通过酶的作用使蛋白凝结，获得酶凝蛋白。第三种是通过膜过滤法，即通过膜过滤设备将生乳中蛋白分离出来，获得膜分离蛋白。本发明是开发了一种新的蛋白凝结的方法，区别于酸凝蛋白、酶凝蛋白以及膜过滤蛋白，目前的技术酸凝蛋白和酶凝蛋白，会使酪蛋白结构发生改变，而本发明方法不改变蛋白结构。且膜过滤蛋白，需要的设备成本很高。
文献报道较多的是，多糖和蛋白质是食品中最重要的两种功能大分子，可以通过相互作用形成复合水凝胶。本发明利用燕麦-葡聚糖和生乳蛋白质之间的相互作用，促使乳蛋白凝结、沉淀，然后排出部分乳清和水，制备乳浓缩物产品，为多糖在乳制品中的新应用。
发明内容
基于以上问题，本发明旨在提供一种乳浓缩物及其制备的方法，提供一种新的获得乳浓缩物的方式，其不改变蛋白质结构，且产品实现成本降低，无需配备高额设备。制备的乳浓缩物在其他乳制品中将具有良好的应用前景。本申请制备乳浓缩物的方法，目前尚未见报道。
为实现上述目的，本发明提供了一种乳浓缩物，其特征在于，由动物蛋白和燕麦β-葡聚糖经混合、静置获得乳浓缩物，在静置前对原料或混合物进行灭菌；所述燕麦β-葡聚糖使用量，按照质量百分比计，占总量的0.15％-0.9％。
进一步地，将生乳和燕麦β-葡聚糖混合后进行均质，再冷却、静置形成乳浓缩物。
进一步地，生乳为动物蛋白，优选牛奶、羊奶、骆驼奶、马奶均可。
本发明还提供了一种乳浓缩物的制备方法，具体步骤为：将占总量质量百分比0.15％-0.9％的燕麦β-葡聚糖溶解于杀菌后的生乳中，搅拌均匀得到混合物料；冷却、静置3小时～5小时，获得乳浓缩物。若将混合物料进行均质，静置只需1小时～1.5小时后，获得乳浓缩物。
另一种制备方法为，将占总质量百分比为0.15％-0.9％的燕麦β-葡聚糖溶解于占总质量10％的水中，得到燕麦β-葡聚糖水溶液；再将燕麦β-葡聚糖水溶液和生乳分别进行灭菌；将上述两种物料混合在一起，充分搅拌，得到混合物料；静置3小时～5小时，出现乳浓缩物。也可将混合物料进行均质，均质后静置1小时～1.5小时后，获得乳浓缩物。
作为优选的方式为，在上述两种制备过程中，将混合后的物料搅拌充分，对所述混合物料进行均质，在均质后将物料静置1小时～1.5小时后，即可获得乳浓缩物，大大缩短了静置时间，且提高乳浓缩物的乳清液排出率。
一种优选的乳浓缩物的制备方法，将占总量质量百分比0.15％-0.9％的燕麦β-葡聚糖溶解于生乳中，均质后，灭菌；所述均质和灭菌不分先后，冷却、静置1小时～1.5小时后，获得乳浓缩物。
优选，均质过程温度为50℃～80℃、均质压力50bar～300bar。
本发明的乳浓缩物，经过排出上层乳清液，应用于天然干酪、再制干酪、蛋白饮料、发酵乳、发酵乳制品、乳蛋白粉的生产制造，可提高出成率、增加蛋白质含量和脂肪含量，改善产品风味。
经过浓缩、离心分离、喷雾干燥中的任意一种或多种方法，获得含水量≤25％的乳浓缩物。应用于天然干酪、再制干酪、蛋白饮料、发酵乳、发酵乳制品、乳蛋白粉的生产制造，可提高出成率、增加蛋白质含量和脂肪含量，改善产品风味。
燕麦β-葡聚糖属于一种多糖物质。多糖和蛋白质之间的相互作用主要是引力和斥力。由于燕麦β-葡聚糖和生乳蛋白两者之间的电荷作用，当一定浓度下，两者之间发生不相溶，所以多糖分子被排斥到两个蛋白质分子之外，导致多糖分子聚集区域的渗透压升高，从蛋白质分子聚集区域吸收水分，从而导致蛋白质和多糖快速分离，产生乳蛋白沉淀。
本发明通过调整原料中多糖的配比，利用燕麦β-葡聚糖与蛋白质之间的分子作用，将乳蛋白快速聚集并分离出一部分乳清蛋白和水，作用机理与文献报道的凝胶现象完全不同。凝胶是通过剪切使之形成均一稳定的体系。而本发明的浓缩是要排出乳清液，相比乳制品领域常规的干燥、浓缩方法制备乳粉、蛋白粉、奶酪，本发明的方法无疑是提供以一种捷径，提高固形物含量同时排出水和乳清，起到浓缩的作用。
本发明的有益效果
多糖因能改变体系的流变特性而常被用作增稠剂和胶凝剂。其优势在于：对比酸凝法和酶凝法，本发明方法不改变蛋白质的化学结构；对比膜过滤法，本方法无需高额的膜过滤设备投入，降低生产成本，经济效益优势明显。
本发明的乳浓缩物制备方法，可将生乳中的蛋白质聚集、浓缩形成乳浓缩物，本发明的方法可明显提高生乳的乳蛋白含量，进一步除去乳清和水后，可将生乳的乳蛋白质含量提高至25.0g/100g，且能降低乳糖含量。根据后期的应用产品的需要，可经过分离、浓缩、干燥方法处理，进一步提高乳浓缩物的得率，提高蛋白质和脂肪含量。
因此，本发明技术方案制备的乳浓缩物，是燕麦β-葡聚糖在乳制品中的新应用，既能提高乳制品的蛋白质含量和脂肪含量，将乳清液排出，提高乳浓缩物的性状和口感，用于乳酪、乳粉、蛋白粉等乳制品加工；又发挥燕麦β-葡聚糖在促进健康和预防疾病方面的重要作用，应用前景非常可观。
具体实施方式
下面将通过具体实施例对本发明作进一步的描述，这些描述并不是对本发明内容作进一步的限定。本领域的技术人员应理解，对本发明的技术特征所作的等同替换，或相应的改进，仍属于本发明的保护范围之内。
下述实施例中所涉及的仪器、试剂、材料等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规仪器、试剂、材料等，可通过正规商业途径获得，下述实施例中所涉及的实验方法，检测方法等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规实验方法，检测方法等。
实施例1
乳浓缩物的制备
配料及物料混合：原料按重量计包括99.1％的牛奶和0.9％的燕麦β-葡聚糖(根据市售燕麦β-葡聚糖的规格折算为有效含量，下同)；将原料混合到一起并充分搅拌；升温至50℃在50bar压力下进行均质；均质后进行灭菌，灭菌温度95℃、保持5分钟；得到灭菌后物料，冷却至室温，经过1小时静置，得到61.2％乳浓缩物。其水分含量为80.9％，蛋白质含量为4.4g/100g。
实施例2：
乳浓缩物的制备
配料及物料混合：原料按重量计包括99.85％的牛奶和0.15％的燕麦β-葡聚糖；将原料混合到一起并充分搅拌；升温至70℃，在300bar压力下进行均质；均质后在121℃、保持4秒灭菌；灭菌后冷却至4℃，静置0.5小时得到26.4％乳浓缩物。其水分含量为55.7％，蛋白质含量为10.2g/100g。
实施例3：
乳浓缩物的制备
配料及物料混合：原料按重量计包括89.1％的牛奶，0.9％的燕麦β-葡聚糖和10％的水；将燕麦β-葡聚糖和水混合到一起并充分搅拌，得到燕麦β-葡聚糖水溶液；将牛奶和燕麦β-葡聚糖水溶液分别灭菌，灭菌温度85℃、保持30秒；灭菌后将两种物料混合，并充分搅拌；在80℃、200bar压力下进行均质；均质后将物料冷却至25℃，静置1小时得到58.9％乳浓缩物。其水分含量为80.1％，蛋白质含量为4.6g/100g。
实施例4：
乳浓缩物的制备
配料及物料混合：原料按重量计包括89.5％的牛奶，0.5％的燕麦β-葡聚糖和10％的水；将燕麦β-葡聚糖和水混合到一起并充分搅拌，得到燕麦β-葡聚糖水溶液；将牛奶和燕麦β-葡聚糖水溶液分别灭菌，灭菌温度137℃、保持4秒；灭菌后将两种物料混合，并充分搅拌；在80℃、250bar压力下进行均质；均质后将物料冷却至室温，静置1小时得到36.8％乳浓缩物。其水分含量为68.2％，蛋白质含量为7.3g/100g。
实施例5：
乳浓缩物的制备
配料及物料混合：原料按重量计包括89.85％的牛奶，0.15％的燕麦β-葡聚糖和10％的水；将燕麦β-葡聚糖和水混合到一起并充分搅拌，得到燕麦β-葡聚糖水溶液；将牛奶和燕麦β-葡聚糖水溶液分别灭菌，灭菌温度95℃、保持30秒；灭菌后将两种物料混合，并充分搅拌；在50℃、160bar压力下进行均质；均质后将物料冷却至37℃，静置1.5小时得到25.3％乳浓缩物。其水分含量为53.8％，蛋白质含量为10.7g/100g。
实施例6：
乳浓缩物的制备
配料及物料混合：原料按重量计包括99.3％的牛奶和0.7％的燕麦β-葡聚糖；将牛奶进行巴氏灭菌，灭菌温度62℃、保持30分钟；将巴氏灭菌奶和燕麦β-葡聚糖混合到一起并充分搅拌；冷却至室温静置4小时后得到52％乳浓缩物。其水分含量为77.5％，蛋白质含量为5.2g/100g。
实施例6：
乳浓缩物的制备
配料及物料混合：原料按重量计包括99.1％的羊奶和0.9％的燕麦β-葡聚糖；将原料混合到一起并充分搅拌；升温至50℃，300bar压力进行均质；均质后的物料进行灭菌，灭菌温度72℃，保持15秒；得到灭菌后物料；冷却至室温静置1小时，得到59.4％乳浓缩物。其水分含量为85.8％，蛋白质含量为2.3g/100g。
实施例7：
乳浓缩物的制备
配料及物料混合：原料按重量计包括99.85％的羊奶和0.15％的燕麦β-葡聚糖；将原料混合到一起并充分搅拌；升温至80℃，220bar压力进行均质；均质后的物料在121℃，保持5分钟灭菌；灭菌后冷却至室温，静置4小时后得到24.6％乳浓缩物。其水分含量为65.7％，蛋白质含量为5.5g/100g。
实施例8：
乳浓缩物的制备
配料及物料混合：原料按重量计包括89.1％的羊奶，0.9％的燕麦β-葡聚糖和10％的水；将燕麦β-葡聚糖和水混合到一起并充分搅拌，得到燕麦β-葡聚糖水溶液；将羊奶和燕麦β-葡聚糖水溶液分别灭菌，灭菌温度85℃，保持30分钟；灭菌后将两种物料混合，并充分搅拌；在80℃、160bar压力下进行均质；均质后将物料冷却至室温，静置1.5小时后得到52.1％乳浓缩物。其水分含量为83.8％，蛋白质含量为2.6g/100g。
实施例9：
乳浓缩物的制备
配料及物料混合：原料按重量计包括99.3％的羊奶和0.7％的燕麦β-葡聚糖；将羊奶进行巴氏灭菌，灭菌温度62℃、保持30分钟；将巴氏灭菌奶和燕麦β-葡聚糖混合到一起并充分搅拌；冷却至室温，静置4小时后得到38.9％乳浓缩物。其水分含量为78.3％，蛋白质含量为3.5g/100g。
实施例10：
乳浓缩物的制备
配料及物料混合：原料按重量计包括99.85％的羊奶和0.15％的燕麦β-葡聚糖；将羊奶进行巴氏灭菌，灭菌温度62℃、保持30分钟；将巴氏灭菌奶和燕麦β-葡聚糖混合到一起并充分搅拌；在室温下放置4小时，得到25.6％乳浓缩物。其水分含量为67.0％，蛋白质含量为5.3g/100g。
实施例11：
乳浓缩物的制备
配料及物料混合：原料按重量计包括99.1％的骆驼奶和0.9％的燕麦β-葡聚糖；将原料混合到一起并充分搅拌；升温至65℃，300bar压力进行均质；均质后的物料进行灭菌，灭菌温度72℃，保持15秒；得到灭菌后物料；冷却至室温，经过静置1小时，得到53.7％乳浓缩物。其水分含量为73.1％，蛋白质含量为6.9g/100g。
实施例12：
乳浓缩物的制备
配料及物料混合：原料按重量计包括99.85％的骆驼奶和0.15％的燕麦β-葡聚糖；将原料混合到一起并充分搅拌；升温至80℃，220bar压力进行均质；均质后的物料在62℃，保持30分钟灭菌；灭菌后冷却，静置5小时后得到26.2％乳浓缩物。其水分含量为46.6％，蛋白质含量为13.7g/100g。
实施例13：
乳浓缩物的制备
配料及物料混合：原料按重量计包括89.1％的骆驼奶，0.9％的燕麦β-葡聚糖和10％的水；将燕麦β-葡聚糖和水混合到一起并充分搅拌，得到燕麦β-葡聚糖水溶液；将骆驼奶和燕麦β-葡聚糖水溶液分别灭菌，灭菌温度137℃、保持4秒；灭菌后将两种物料混合，并充分搅拌；在80℃、160bar压力下进行均质；均质后将物料冷却，室温静置1.5 小时后得到57.6％乳浓缩物。其水分含量为75.7％，蛋白质含量为6.3g/100g。
实施例14：
乳浓缩物的制备
配料及物料混合：原料按重量计包括99.3％的骆驼奶和0.7％的燕麦β-葡聚糖；将骆驼奶进行巴氏灭菌，灭菌温度62℃、保持30分钟；将巴氏灭菌奶和燕麦β-葡聚糖混合到一起并充分搅拌；在室温中静置3小时，得到46.3％乳浓缩物。其水分含量为69.8％，蛋白质含量为7.8g/100g。
实施例15：
乳浓缩物的制备
配料及物料混合：原料按重量计包括99.85％的骆驼奶和0.15％的燕麦β-葡聚糖；将骆驼奶进行巴氏灭菌，灭菌温度62℃、保持30分钟；将巴氏灭菌奶和燕麦β-葡聚糖混合到一起并充分搅拌；在20℃温度下放置4小时，得到23.1％乳浓缩物。其水分含量为 39.4％，蛋白质含量为15.6g/100g。
实施例16：
乳浓缩物的制备
配料及物料混合：原料按重量计包括99.85％的马奶和0.15％的燕麦β-葡聚糖；将原料混合到一起并充分搅拌；升温至65℃，300bar压力进行均质；均质后的物料进行灭菌，灭菌温度72℃，保持15秒，得到灭菌后物料；冷却至室温静置1小时，得到23.6％乳浓缩物。其水分含量为59.3％，蛋白质含量为7.6g/100g。
实施例17：
乳浓缩物的制备
配料及物料混合：原料按重量计包括99.1％的马奶和0.9％的燕麦β-葡聚糖；将原料混合到一起并充分搅拌；升温至80℃，300bar压力进行均质；均质后的物料在62℃，保持30分钟灭菌；灭菌后冷却至20℃，静置0.5小时得到46.7％乳浓缩物。其水分含量为79.4％，蛋白质含量为3.9g/100g。
实施例18：
乳浓缩物的制备
配料及物料混合：原料按重量计包括89.4％的马奶，0.6％的燕麦β-葡聚糖和10％的水；将燕麦β-葡聚糖和水混合到一起并充分搅拌，得到燕麦β-葡聚糖水溶液；将马奶和燕麦β-葡聚糖水溶液分别灭菌，灭菌温度121℃、保持4秒；灭菌后将两种物料混合，并充分搅拌；在80℃、60bar压力下进行均质；均质后将物料冷却至16℃，静置1.5小时后得到35.6％乳浓缩物。其水分含量为73％，蛋白质含量为5.1g/100g。
实施例19：
乳浓缩物的制备
配料及物料混合：原料按重量计包括99.4％的马奶和0.6％的燕麦β-葡聚糖；将马奶进行巴氏灭菌，灭菌温度62℃、保持30分钟；将巴氏灭菌奶和燕麦β-葡聚糖混合到一起并充分搅拌；在室温下静置3小时，得到38.9％乳浓缩物。其水分含量为75.3％，蛋白质含量为4.6g/100g。
实施例20：
乳浓缩物的制备
配料及物料混合：原料按重量计包括99.85％的马奶和0.15％的燕麦β-葡聚糖；将马奶进行巴氏灭菌，灭菌温度62℃、保持30分钟；将巴氏灭菌奶和燕麦β-葡聚糖混合到一起并充分搅拌；在20℃温度下放置4小时，得到21.6％乳浓缩物。其水分含量为55.6％，蛋白质含量为8.3g/100g。
实施例21：
乳浓缩物的应用
将本发明实施例1-20得到的乳浓缩物，再经过离心机分离，离心参数为 800～1200r/min，离心5～10分钟，进一步排出水分，得到水分含量更低(水分含量≤25％) 的乳浓缩物，其蛋白质含量为20～25g/100g。
实施例22：
乳浓缩物的应用
将本发明实施例1-20的乳浓缩物，将上层乳清排出，得到下层乳浓缩物，作为制作再制奶酪的原料。
实施例23：
乳浓缩物的应用
将本发明实施例1-20的乳浓缩物，加入发酵菌种，在43℃的条件下发酵至pH4.6，得到的发酵物去除上层乳清，得到发酵的乳浓缩物。
实施例24：
乳浓缩物的应用
将本发明实施例1-20的乳浓缩物，将上层溶液过滤排出，得到乳蛋白沉淀，将沉淀物进行干燥，得到乳干粉。
实施例25：
乳浓缩物的应用
将本发明实施例1-20的乳浓缩物，添加发酵乳基料中，可以作为提高发酵乳蛋白质和脂肪的一种新方式。
实施例26：
乳浓缩物的应用
将本发明实施例1-20的乳浓缩物，添加在天然干酪的生产中，提高干酪的出成率，改善产品。
实施例27：
乳浓缩物的应用
将本发明实施例1-20的乳浓缩物，添加在再制干酪的生产中。
实施例28：
乳浓缩物的应用
将本发明实施例1-20的乳浓缩物，添加在蛋白饮料的生产中，可以增加蛋白质，并改善风味。
Claims (9)
1.一种乳浓缩物，其特征在于，由生乳和燕麦β-葡聚糖经混合、静置形成乳浓缩物，静置前对原料或混合物进行灭菌；所述燕麦β-葡聚糖使用量，按照质量百分比计，占总量的0.15％-0.9％。
2.根据权利要求1所述的一种乳浓缩物，其特征在于，将生乳和燕麦β-葡聚糖混合后进行均质，冷却，静置，制得乳浓缩物。
3.根据权利要求1所述的一种乳浓缩物，其特征在于，所述生乳为牛奶、羊奶、骆驼奶、马奶。
4.根据权利要求1所述的一种乳浓缩物的制备方法，其特征在于，将占总质量百分比0.15％-0.9％的燕麦β-葡聚糖溶解于灭菌后的生乳中，搅拌均匀得混合物料；静置3小时～5小时，获得乳浓缩物。
5.根据权利要求1所述的一种乳浓缩物的制备方法，其特征在于，将占总质量百分比为0.15％-0.9％的燕麦β-葡聚糖溶解于占总质量10％的水中，得到燕麦β-葡聚糖水溶液；再将燕麦β-葡聚糖水溶液和生乳分别进行灭菌；将上述两种物料混合在一起，充分搅拌，得到混合物料；在静置3小时～5小时，获得乳浓缩物。
6.根据权利要求4或5所述的一种乳浓缩物的制备方法，其特征在于，将混合物料进行均质；静置1小时～1.5小时后，获得乳浓缩物。所述均质过程温度为50℃～80℃、均质压力50bar～300bar。
7.根据权利要求2所述的一种乳浓缩物的制备方法，将占总质量百分比0.15％-0.9％的燕麦β-葡聚糖溶解于生乳中混合均匀，经均质、灭菌、冷却、静置1小时～1.5小时后，获得乳浓缩物，所述均质过程温度为50℃～80℃、均质压力50bar～300bar，所述均质和灭菌不分先后。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的一种乳浓缩物以及4-7中任一项所述的一种乳浓缩物的制备方法制得的乳浓缩物，其特征在于，经过排出上层乳清液，应用于天然干酪、再制干酪、蛋白饮料、发酵乳、发酵乳制品、乳蛋白粉的生产制造，可提高出成率、增加蛋白质含量和脂肪含量，改善产品风味。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的一种乳浓缩物以及4-7中任一项所述的一种乳浓缩物的制备方法制得的乳浓缩物，其特征在于，经浓缩、离心分离、喷雾干燥中的一种或多种方法进一步处理后，应用于天然干酪、再制干酪、蛋白饮料、发酵乳、发酵乳制品、乳蛋白粉的生产制造，可提高出成率、增加蛋白质含量和脂肪含量，改善产品风味。
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2022
- 2022-07-13 CN CN202210854115.1A patent/CN115211467A/zh active Pending
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