一种用于生产半透明及透明乳饮料的浓缩乳蛋白粉的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于生产半透明及透明乳饮料的浓缩乳蛋白粉的制备方法，属于 乳粉加工领域。
【背景技术】
[0002] 乳饮料是以鲜乳或乳蛋白粉为原料，经发酵或未经发酵加工而成的产品，具有良 好的营养和感官特性，深受消费者的青睐，在软饮料市场中占有较大的份额。乳饮料根据酸 化形式的不同，可分为发酵型和调配型乳饮料。随着消费者健康意识的提高以及乳饮料市 场的快速发展，开发新型乳饮料已成为开拓乳饮料新市场的重要途径之一。
[0003] 半透明及透明乳饮料是一种新型的含乳饮料，具有良好的感官特性，在国外受到 了消费者的热捧，享有"牛奶香槟"的美誉；我国市场上这类产品的种类还不多，因此作为一 款新型健康饮品，半透明及透明乳饮料的发展前景非常乐观。目前，半透明及透明乳饮料主 要是以浓缩乳清蛋白粉（wheyproteinconcentrate,WPC)为基料来生产的，而使用营养价 值更高、蛋白含量更均衡的浓缩乳蛋白粉（milkproteinconcentrate,MPC)作为基料的先 例比较少见。
[0004] 浓缩乳蛋白粉是一种相对新型的功能性蛋白配料，其是以脱脂牛乳为原料，经超 滤、浓缩和喷雾干燥得到的50-85%蛋白干基含量的浓缩乳粉。MPC的蛋白组分与牛乳几乎 完全相同，主要含酪蛋白和乳清蛋白，具有较高的营养价值，但由于其复溶后呈现为与牛乳 接近的乳白色，从而限制了其在透明及半透明乳饮料中的应用。
【发明内容】
[0005] 本专利涉及一种用于生产半透明及透明乳饮料的浓缩乳蛋白粉的制备方法。研究 发现，通过阳离子交换树脂脱除MPC中的钙可以提高其澄清度，且不会影响其蛋白组成。本 发明采取的技术路线是：
[0006] (1)浓缩乳蛋白溶液的制备：原料乳通过截留分子量为5000-50, 000MWC0的聚醚 砜超滤膜，25-50°C下超滤得到浓缩乳蛋白截留液，固形物含量5-20% ;或直接将市售MPC 粉复溶到固形物含量5-20 %。
[0007] (2)离子交换脱钙：浓缩液中加入阳离子交换树脂，在室温下脱钙l-3h，脱钙率 40-90% ;优选脱钙40-60%生产半透明乳饮料，优选脱钙60-90%生产透明乳饮料。
[0008] (3)调节pH :用稀酸溶液调节浓缩液的pH至6. 5-7. 0。
[0009] (4)蒸发浓缩：采用降膜蒸发装置在低于70°C下将脱钙液浓缩至固形物含量为 15-30% 〇
[0010] (5)喷雾干燥：喷雾干燥的进口温度为160-200°C，出口温度控制为70-90°C，出口 温度根据栗速和喷雾气体流量调节。
[0011] 所述的原料乳包括全脂乳、巴氏杀菌脱脂乳、或脱脂乳粉复溶物，其中全脂乳还需 要经脱脂处理。
[0012] 所述的浓缩液包括原料乳超滤截留液或MPC复溶物。
[0013] 所述的阳离子交换剂可以是强酸型阳离子交换树脂（如AmberliteSR1LNa，交换 容量2.leq/L，功能基团为磺酸基团），或者是弱酸型阳离子交换树脂（如DuoliteResin C433,交换容量4. 2eq/L，功能基团为交联聚丙烯酸基团）。
[0014] 所述的稀酸溶液可以是稀盐酸、柠檬酸或乳酸溶液。
[0015] 采用上述工艺方案的有益效果在于：利用超滤去除乳糖以提高蛋白含量的同时， 可以最大程度地保持牛乳蛋白原有的结构和性质，同时可根据浓缩倍数不同来制备不同蛋 白干基含量的MPC。脱钙采用添加阳离子交换树脂的方法，简单安全，条件温和，可控性较 强，且对蛋白性质的影响较小，适合大规模的工业生产。并且两种阳离子交换树脂的交换容 量不同，导致其脱钙效率的差异，所用强酸型阳离子交换树脂交换容量为2.leq/L，适用于 低脱钙工艺（脱钙率40-60% );而弱酸型阳离子交换树脂的交换容量为4. 2eq/L，更适用 于高脱钙工艺（脱钙率60-90%)。本专利所采用的膜过滤和离子交换都是绿色的非热加 工技术，得到的脱钙MPC品质较高；另外，根据本专利中MPC脱钙率的不同（高或低），其复 溶后外观可呈透明或半透明状。
【附图说明】
[0016] 图1为本发明中实施案例1的不同脱钙率浓缩乳蛋白粉复溶后溶液（2% )的外观 图。
【具体实施方式】
[0017] 以下通过实施例对本发明进行具体说明。
[0018] 实施案例1
[0019] -种以脱脂乳为原料，利用强酸型阳离子交换树脂脱钙降低MPC复溶后溶液浊度 的方法，其具体工艺步骤如下：
[0020] 取240L市售巴氏杀菌脱脂，采用截留分子量为10, 000MWC0的聚醚砜超滤膜处理， 超滤温度为35°C，经过一次超滤、三次洗滤，前三次浓缩倍数为3倍，最后一次浓缩4倍，得 到601截留液。截留液固形物含量为12%411值为6.8。加入2.5-61^强酸型阳离子交换 树脂41^64^6 31?11似，室温下离子交换处理21^11值为7.3-7.7，将口11调至6.8。在低 于70°C下进行降膜蒸发使固形物含量为20%。最后在175°C进口温度、75°C出口温度下喷 雾干燥得脱钙MPC干粉。最终脱钙率可达40-90%，浊度为15-6% (2 %溶液）。
[0021] MPC复溶后的溶液（2% )见图1，相应的浊度值见表1。结果表明，40%脱钙MPC 的复溶物澄清度较高，其浊度值约为15%，而83%脱钙MPC的复溶物的浊度约为8%。
[0022] 表1不同脱钙浓缩乳蛋白复溶后溶液（2% )的浊度
[0023]
[0024] 实施案例2
[0025] -种以全脂乳为原料，利用强酸型阳离子交换树脂脱钙降低MPC复溶后溶液浊度 的方法，其具体工艺步骤如下：
[0026] 500L新鲜全脂乳脱除脂肪后，采用截留分子量为10,000MWC0的聚醚砜超滤膜处 理，超滤温度为35°C，经过一次超滤、三次洗滤，前三次浓缩倍数为3倍，最后一次浓缩5倍， 得到100L截留液。截留液固形物含量为15%，pH值为6.8。加入4kg强酸型阳离子交换 树脂六1^64^6 31?11恥室温下处理31^11值为7.4，将口11调至6.8。在低于70°(：下进行 降膜蒸发使固形物含量为22%，最后在175/80°C下喷雾干燥。最终脱钙率可达40%，浊度 为14% (2%溶液）。
[0027] 实施案例3
[0028] -种以脱脂乳粉复溶物为原料，利用弱酸型阳离子交换树脂脱钙降低MPC复溶后 溶液浊度的方法，其具体工艺步骤如下：
[0029] 取市售脱脂乳粉24kg复溶于240L去离子水中配制固形物含量为10% (w/v) 的乳粉溶液，50°C下恒温水浴搅拌lh，均质压力28Mpa下均质2次。采用截留分子量为 10, 000MWC0的聚醚砜超滤膜处理，超滤温度为40°C，经过一次超滤、三次洗滤，前三次浓缩 倍数为3倍，最后一次浓缩4倍，得到60L截留液，截留液pH值为6. 9。加入2kg弱酸型阳 离子交换树脂〇11〇1行61^8111〇433处理2.511，口11值为7.6，将口11调至6.9。在低于7〇 1€ 下进行降膜蒸发使固形物含量为25%，最后在180/75°C下喷雾干燥。最终脱钙率达65%， 浊度为10% (2 %溶液）。
[0030] 实施案例4
[0031] -种以市售MPC复溶物为原料，利用弱酸型阳离子交换树脂脱钙降低MPC复溶后 溶液浊度的方法，其具体工艺步骤如下：
[0032] 取市售MPC干粉12kg复溶于100L去离子水中得固形物含量为12% (w/v)的浓 缩乳蛋白溶液，50°C下恒温水浴搅拌lh，均质压力28Mpa下均质2次，pH值为6. 9。溶液中 加入5kg弱酸型阳离子交换树脂DuoliteResinC433,室温下处理3h，pH值为7.9,将pH 调回至6. 9。在低于70°C下进行降膜蒸发使固形物含量为25%，最后在165/75°C下喷雾干 燥。最终脱钙率达83 %，浊度为8 % (2 %溶液）。
【主权项】
1. 一种用于生产半透明及透明乳饮料的浓缩乳蛋白粉的制备方法，其特征在于，经过 如下步骤： (1) 浓缩乳蛋白溶液的制备：原料乳通过截留分子量为5000-50, OOOMffCO的聚醚砜超 滤膜，25-50°C下超滤得到浓缩乳蛋白截留液，固形物含量5-20% ;或直接将市售浓缩乳蛋 白粉复溶到固形物含量5-20 %。 (2) 离子交换脱钙：浓缩液中加入一定量阳离子交换树脂，在室温下脱钙l_3h，脱钙率 达40-90 % ;优选脱钙40-60 %生产半透明乳饮料，优选脱钙60-90 %生产透明乳饮料。 (3) 调节pH :用稀酸溶液调节浓缩液的pH至6. 5-7. 0。 (4) 蒸发浓缩：采用降膜蒸发装置在低于70°C下将脱钙液浓缩至固形物含量为 15-30% 〇 (5) 喷雾干燥：喷雾干燥的进口温度为160-200°C，出口温度为70-90°C。2. 根据权利要求1所述的原料乳包括全脂乳、巴氏杀菌脱脂乳、或脱脂乳粉复溶物，其 中全脂乳还需要经脱脂处理。3. 根据权利要求1所述的浓缩液包括原料乳超滤截留液或MPC复溶物。4. 根据权利要求1所述的阳离子交换剂可以是强酸型阳离子交换树脂（如Amberlite SRlL Na，交换容量2. leq/L，功能基团为磺酸基团），或者是弱酸型阳离子交换树脂（如 Duolite Resin C433,交换容量4. 2eq/L，功能基团为交联聚丙烯酸）。5. 根据权利要求1所述的稀酸溶液可以是稀盐酸、柠檬酸或乳酸溶液。6. 如权利要求1所述的脱钙浓缩乳粉可用于发酵型、调配型、碳酸型等透明及半透明 乳饮料的生产。
【专利摘要】本发明涉及一种用于生产半透明及透明乳饮料的浓缩乳蛋白粉的制备方法。浓缩乳蛋白溶液经阳离子交换树脂做脱钙处理后，调节pH值至中性，再经过蒸发浓缩和喷雾干燥制备脱钙的浓缩乳蛋白粉。其优点在于：本发明中所用的两种阳离子交换树脂的脱钙效率不同，分别适用于低强度、高强度脱钙；经脱钙处理后得到的浓缩乳蛋白粉随脱钙率的增加，其复溶于水中的透明度显著增加，可作为半透明及透明乳饮料的基料，优选脱钙40-60％生产半透明乳饮料，优选脱钙60-90％生产透明乳饮料。
【IPC分类】A23J1/20
【公开号】CN105104703
【申请号】CN201510571919
【发明人】周鹏, 徐雨婷, 刘大松, 胡锦华, 陆乃彦
【申请人】江南大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月9日