专利名称：去糖牛奶的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种牛乳的加工方法，具体地说是一种以牛乳为原料， 制成无乳糖牛乳制品或低乳糖牛乳制品的加工方法。此无乳糖牛乳制 品或低乳糖牛乳制品可以是无乳糖或低乳糖液态奶以及无乳糖或低 乳糖固体奶粉。
背景技术：
乳糖是哺乳动物乳汁中一种特有的双糖，也是牛奶中最主要的碳
水化合物(占总糖的99.8%以上)。正常新鲜牛乳乳糖的含量为4.8% 5.2%，约占牛乳非脂乳固体的52%，乳清固体的70%。医学百科全 书(Medical Encyclopedia, A service of the ILS national library of medicine and the national institutes of health.)记载乳糖进入消化道 需经小肠内足量乳糖酶的分解、消化和吸收，否则易发生腹胀、腹疼、 腹泻等消化道症状，医学上称之乳糖不耐受症状(Lactose intolerance)。乳糖不耐症多发生在亚洲、非洲、拉丁美洲地区人群。 由于乳糖主要存在于乳制品中，为避免乳糖不耐症，人们通常会改变 饮食方式，不食或少食牛奶或牛奶制品。然而在世界胃肠病学杂志 (World journal of gastorenterolgy 2006, Vol 12, No.2， pl87-191)中报 道，如果因此放弃牛乳或牛奶制品将可能导致饮食结构缺失，机体营 养失衡。为解决饮用牛乳的乳糖不耐现象，在USP6881428、 USP 20050170044禾口 European Food Tech Award to Valio lactose free milk
technology 2006/5/4都记载，现有的牛乳加工中，采用了在牛乳中添 加乳糖酶，先将乳糖分解的降乳糖方法来改善饮用牛奶产生的不适症 状。然而，此法却产生了相同摩尔浓度的葡萄糖和半乳糖，制品总糖 的含量并不降低。长期或大量服用，也不利稳定糖尿病患者的血糖。 去除牛乳中的乳糖，降低牛乳总糖含量，对保障消费者健康有着十分 积极的意义。目前，国内外对去除牛乳乳糖的方法也有报道，美国专 利报道对牛乳采用凝乳酶结合发酵的制造方法生产可口的奶酪，此种 奶酪既有营养又低乳糖，但是失去了宝贵的乳清营养成分(U. S. R 5429829)。 USP20050214409记载采用膜分离和柱层析的方法可直接 去除牛乳中的乳糖，但该方法生产效率较低，较难实现工业化生产。 发明概述
本发明提供了一种有效去除牛乳中乳糖的方法。该方法对牛乳液 先作脱脂处理，分别获得低脂牛乳液和牛乳脂肪；对低脂牛乳液边搅 拌边加入凝乳剂和钙盐，形成凝乳状态；对凝乳加热，搅拌切割，形 成凝乳颗粒和上清液；凝乳颗粒以溶乳剂溶解，形成乳重溶液；将上 清液进行膜分离去除乳糖，得到去乳糖乳清液或去乳糖乳清粉；然后 将乳重溶液与去乳糖乳清液或去乳糖乳清粉混合溶解，并加入或不加 入原牛乳脂肪，再加入乳化剂进行乳化反应，得到无乳糖牛乳液；或 者再对无乳糖牛乳液进行均质、消毒得液态奶或干燥制成无乳糖奶 粉。如果不作脱脂处理，采用对牛乳液直接进行凝乳、溶乳剂溶解形 成乳重溶液、上清液进行膜分离去除乳糖、复原等步骤可以获得低乳 糖液态奶或低乳糖奶粉。
本发明的关键技术是对凝乳颗粒用溶乳剂溶解成乳重溶液，再 与去乳糖上清液复配成去乳糖液态奶或去乳糖固体奶粉。本发明的方 法还适用于以羊奶作为原料，制备去乳糖羊液态奶或去乳糖羊奶粉。 发明目的
本发明的一个目的是提供一种有效去除牛乳中乳糖的方法。具 体的说以牛乳为原料，经或不经脱脂、沉淀、超滤、重溶、混合和复 原等步骤制成的去乳糖牛乳制品，此去乳糖牛乳可制成无乳糖液态 奶、无乳糖固体奶粉、低乳糖液态奶或低乳糖固体奶粉。本发明的另 外一个目的是提供上述相同方法，以适用于以羊奶作为原料，制备无 乳糖羊液态奶或低乳糖羊液态奶以及无乳糖羊奶粉或低乳糖羊奶粉。
发明内容
根据发明人近年对牛乳和乳糖的研究结果-
1、 采用一定的凝乳法可引起牛乳结构改变，发生凝聚，使脂肪、 蛋白、维生素、矿物质等聚集于凝乳中。若事先对牛乳脱脂可增加牛 乳的凝聚密度，进一步减少乳糖在凝乳颗粒中的残留量。由于乳糖主 要集中于乳清中，呈水溶性，分子量较小，在此基础上，再应用膜技 术处理乳清液可成倍提高对牛乳乳糖的分离效果。
2、 以往人们采用酶凝乳剂对牛乳进行凝乳加工，其主要产物是 奶酪或干酪素，与原奶性状、口感、组分大相径庭。采用本发明的溶 乳剂、乳化剂和均质组合方案可以使酶法凝乳重溶复原，从而得到凝 乳乳重溶液。
3、 将上述l、 2中的去乳糖乳清液和凝乳乳重溶液相混合，便获
得除乳糖之外的牛乳液，其牛乳性质和稳定性和原乳基本相同。
4、本发明表明，原肠道乳糖酶低下者和糖尿病患者饮用本发明 的无乳糖牛乳制品后，不发生乳糖不耐受症状和血糖异常反应。
中华人民共和国国家标准GB 13432_2004预包装特殊膳食用食 品标签通则规定制品中糖(指所有的单糖和双糖)含量《0.5%的为 无糖产品。通常当牛乳制品中的乳糖减少20% 50%，可基本消除人 群饮用牛奶的乳糖不耐现象，为此，本发明说述的低乳糖液态奶中乳 糖含量为《2.5%(减糖50%)，低乳糖全脂奶粉中乳糖含量为《20%(减 糖50%)。
因此，本发明的技术解决构思是
先将牛乳脱脂，加入食用级凝乳剂使乳汁脂肪、蛋白，矿物质沉 淀与乳清液相分离。收集沉淀物以溶乳剂重溶。收集的乳清液以膜分 离法去除其中的乳糖，然后将脂肪、去乳糖的乳清液与重溶液相混。 此相混的去乳糖乳液经均质处理和灭菌后制成无乳糖液态奶或干燥 制成无乳糖奶粉，或是将它们与正常牛乳相混制成低乳糖乳制品。
本发明的去乳糖牛乳制品的制作方法包括通过下述四种步骤获得 步骤A (1) (6)获得无乳糖牛乳液、A (1) (7)步骤获得无 乳糖液态奶、可以进一步干燥制成无乳糖奶粉或低乳糖液态奶、干燥 制成低乳糖奶粉。步骤B (1) (5)获得低乳糖牛乳液；或步骤B (1) (6)获得低乳糖液态奶或干燥制成低乳糖奶粉 A.
(1)对牛乳液先作脱脂处理，分别得含脂肪0.2 2.0 %的低脂
牛乳液和牛乳脂肪；
(2) 对A (1)的低脂牛乳液加热，边搅拌边加入凝乳剂和l 盐 液，使之形成凝乳状态；
(3) 对凝乳加热，并作搅拌切割，形成凝乳颗粒和上清液，经 分离，分别收集得到凝乳颗粒和上清液；
(4) 凝乳颗粒以溶乳剂溶解，形成乳重溶液，乳重溶液的pH 值控制在6.6~7.0;
(5) 将A (3)得到的上清液，以膜分离技术去除乳糖，得到去 乳糖乳清液或去乳糖乳清粉；
(6) 将A (4)的乳重溶液与A (5)的去乳糖乳清液或去乳糖 乳清粉混合溶解，并加入或不加入A (1)牛乳脂肪以及再添加乳化 剂进行剪切乳化反应，得到无乳糖牛乳液；
(7) 对A (6)无乳糖牛乳液进行均质、消毒得无乳糖液态奶、 干燥制成无乳糖奶粉；或对A (6)无乳糖牛乳液与普通牛乳液相混 合进行均质、消毒得低乳糖液态奶、干燥制成低乳糖奶粉。B.
(1) 对牛乳液加热，边搅拌边加入凝乳剂和钙盐液，使之形成凝 乳状态；
(2) 对凝乳加热，并作搅拌切割，形成凝乳颗粒和上清液，经分 离，分别收集得到凝乳颗粒和上清液；
(3) 凝乳颗粒以溶乳剂溶解，形成乳重溶液，乳重溶液的pH值 控制在6.6~7.0;
(4) 将B (2)得到的上清液，以膜分离技术去除乳糖，得到去乳 糖乳清液或去乳糖乳清粉；
(5) 将B (3)的乳重溶液与B (4)的去乳糖乳清液或去乳糖乳 清粉混合溶解，并加入乳化剂进行剪切乳化反应，得到低乳糖牛乳液；
(6) 对低乳糖牛乳液进行均质、消毒得低乳糖液态奶或干燥制成 低乳糖奶粉。
本发明的无乳糖牛乳制品包括无乳糖液态奶、无乳糖奶粉。低乳 糖牛乳制品包括低乳糖液态奶、低乳糖奶粉。
本发明中所述的牛乳液是指将新鲜牛乳或食品级奶粉以饮用水 溶解制取；
本发明中所述的凝乳剂包括凝乳酶、酸制剂或凝乳酶和酸制剂的 合剂。凝乳酶包括动物性凝乳酶、植物性凝乳酶和微生物性凝乳酶。 其中的动物性凝乳酶指牛犊或羊犊的胃铍酶，植物性凝乳酶指番木瓜 凝乳酶，微生物凝乳酶指毛霉凝乳酶。所述的酸制剂是盐酸，乳酸， 拧檬酸或二氧化碳气体。
本发明中所述的溶乳剂包括碳酸盐—柠檬酸制剂缓冲液、柠檬酸 盐一柠檬酸缓冲液或磷酸盐液缓冲液，所述的磷酸盐液缓冲液可以是 磷酸氢二钾-磷酸二氢钾的缓冲液；所述的乳重溶液盐浓度控制在 0.005-0.03M;乳重溶液pH值控制在6.6 7.0。
本发明中所述的乳化剂包括蔗糖酯和卵磷脂。
本发明中所述的乳化反应，其剪切乳化条件为转速 1000 4000rpm， 25 60。C下反应10 60min。
本发明中所述的膜分离技术包括超滤和纳滤，超滤和纳滤的型号 均以膜材质和截留分子量表示。超滤的膜型规格材质为聚醚砜或陶
瓷，膜的截留分子量为5000-20000;纳滤的膜型规格GS-NF-48:材 质为复合膜或陶瓷膜，纳滤膜的截留分子量为100-350。
本发明还可以另外包括一种低乳糖液态奶的制作方法，是将无乳 糖液态奶或无乳糖奶粉与普通牛奶按比例相配制成低乳糖奶，再经均 质和灭菌制成。
本发明的一种低乳糖奶粉的制作方法，是先将无乳糖液态奶或无 乳糖奶粉与普通牛奶按比例相配制成低乳糖奶，再经均质和灭菌，最 后进行干燥制成。
本发明中所述的无乳糖或低乳糖的牛奶制备方法也适用无糖和 低糖羊奶制品的制作。 -
本发明的优点是
1、 先以凝乳法将凝乳沉淀出来，可提高膜法去除乳清中乳
糖的效率，降低生产成本；
2、 凝乳与去乳糖乳清和脂肪重组可保留原乳除乳糖外绝大 部分营养物质；
3、 本法生产的去乳糖牛乳制品，不仅乳糖减少，总糖含量 也降低，同时保持了原乳风味、口感。
4、 本品还可与其它产品组合，进一步制作其它无或低糖健 康食品。
具体实施例方式
下面通过对本发明的具体实施例的详细描述进一步说明本发明， 但实施例并不意味着对本发明的限制。
实施例1
取健康母牛分泌的乳汁100公斤，离心脱脂后，加热61'C， 30
分钟消毒。降温至4rc后边搅拌消毒乳液，边缓慢均匀加入io%
CaCl2 100ml和0.2%牛犊胃皱凝乳酶液1000ml于乳液中。静置保持 45分钟。凝乳反应结束后，乳液迅速升温至45"C，以搅拌粉碎凝乳， 形成凝乳颗粒和上清液。上清液过滤倾出后再加入100公斤45'C清 水，继续搅拌，再次将上清液过滤倾出。收集洗涤后的凝乳颗粒，以 终浓度O.Olmol柠檬酸钾-柠檬酸缓冲液搅拌溶解，形成pH 6.7的乳 重溶液。收集后的上清液以超滤和纳滤膜过滤处理去除乳糖，得含矿 物质和维生素的去乳糖乳清液。将乳重溶液与去乳糖乳清液和脂肪混 合，加热6(TC， 20MPa均质，然后灭菌，制成无乳糖液态奶。经检 测，此去乳糖液态奶的乳糖含量《0.5%，总糖《0.5%，脂肪》3.0%， 蛋白质》2.9%。或进一步使之烘干成粉末，制成无乳糖奶粉，经检测， 此去乳糖奶粉其含量乳糖《5%，总糖《5%，蛋白质》30%。
实施例2
取食品级脱脂乳粉(脂肪含量《2.0%) IO公斤，以90公斤水溶 解成复原乳。对复原乳液边搅拌，边缓慢同时加入10M乳酸钙3000ml， 和0.2%番木瓜凝乳酶液1000ml于乳液中，升温达39°C ，保温20分 钟。凝乳反应结束后，乳液迅速加温至55°C，以搅拌粉碎凝乳，形 成凝乳颗粒和上清液。将上清液倾出后再加入100公斤45。C清水，
继续搅拌，再次将上清液倾出。过滤收集洗涤后的凝乳颗粒，以终浓
度0.01mol碳酸钾-柠檬酸复合缓冲液和0.2%蔗糖酯搅拌溶解和乳化， 形成pH为7.0的乳重溶液。收集后的上清液以超滤和纳滤膜过滤处 理去除乳糖，截留液为含矿物质的去乳糖乳清液。将乳重溶液与去乳 糖乳清液混合均质，加热灭菌，制成无糖液态奶。经检测，此无乳糖 液态奶的乳糖含量≤0.5%,总糖≤0.5%，脂肪≤1.5%，蛋白质≥ 2.9%。
实施例3
取健康母牛分泌的乳汁100公斤，离心脱脂后，乳液边搅拌，边 缓慢加入CaCl2 1000ml ，接着将2 N盐酸液缓慢均匀加入乳液中， 同时加温达41°C，使乳液pH降至5.0静置保持45分钟。凝乳反应结 束后，以搅拌粉碎凝乳，形成凝乳颗粒和上清液。将上清液倾出后再 加入100公斤清水，继续搅拌，再次将上清液倾出。重复以上步骤直 至上清液pH为6.5。收集洗涤后的凝乳颗粒，以磷酸氢二钾一磷酸 二氢钾缓冲液搅拌溶解，形成pH6.8乳重溶液。收集后的上清液以 膜过滤处理去除乳糖，截留液为含矿物质的去乳糖乳清液。将乳重溶 液与去乳糖乳清液混合得80公斤的无乳糖奶，再与80公斤普通新鲜 牛乳相混，经均质，加热灭菌，制成低糖液态奶。经检测，此低乳糖 液态奶的乳糖含量≤2.5%，总糖≤2.5%，脂肪≥1.5%，蛋白质≥2.9%。
实施例4
取食品级脱脂乳粉(脂肪含量≤2.0%) IO公斤，以90公斤水溶解 成低脂乳液。经乳酸制剂凝乳、柠檬酸缓冲液溶解，形成乳重溶液。
将1公斤去糖高蛋白乳清粉、1公斤牛乳脂肪和0.02公斤卵磷脂加 入乳重溶液中混合均质，加热灭菌，制成无糖液态奶。经检测，此无 乳糖液态奶的含量乳糖《0.5%，总糖《0.5%，脂肪>1.5%，蛋白 质》2.9%。
实施例5
取健康母牛分泌的乳汁100公斤，乳液边搅拌，边缓慢加入10% CaCl2 100ml ， 0.2%毛霉凝乳酶液1000ml和IN盐酸液缓慢均匀加 入乳液中，同时加温达39'C，使乳液pH降至6.5静置保持45分钟。 凝乳反应结束后，以搅拌粉碎凝乳，形成凝乳颗粒和上清液。将上清 液倾出后再加入100公斤清水，继续搅拌，再次将上清液倾出。收集 洗涤后的凝乳颗粒，以柠檬酸钠-柠檬酸缓冲液搅拌溶解，形成pH 为6.8的乳重溶液。收集后的上清液以膜过滤处理去除乳糖，截留液 为含矿物质的去乳糖乳清液。将乳重溶液与去乳糖乳清液混合得80 公斤的去乳糖奶，经均质，加热灭菌，制成低糖液态奶。经检测，此 低乳糖液态奶的乳糖含量《2.5%，总糖《2.5%，脂肪>3%，蛋白质 》2.9%。
实施例6
取羊乳汁1公斤，经无花果蛋白凝乳酶、CaCl2凝乳，分别得凝 乳和上清液。凝乳以pH为7. 0的柠檬酸缓冲液溶解，形成乳重溶液。 上清液以膜过滤方式去除乳糖。将乳重溶液与去乳糖上清液均质混 合，得无糖羊奶。经检测，此无乳糖羊奶的含量乳糖《0.5%，总糖 《0.5%，脂肪》1.5%，蛋白质》2.9%。
权利要求
1. 一种去乳糖牛乳制品的制备方法，其特征是所述的去乳糖牛乳制品是通过下述A(1)～(6)、A(1)～(7)、B(1)～(5)或B(1)～(6)四种步骤获得A. (1)对牛乳液先作脱脂处理，分别得低脂牛乳液和牛乳脂肪；(2)对A(1)的低脂牛乳液加热，边搅拌边加入凝乳剂和钙盐液，使之形成凝乳状态；(3)对凝乳加热，并作搅拌切割，形成凝乳颗粒和上清液，经分离，分别收集得到凝乳颗粒和上清液；(4)凝乳颗粒以溶乳剂溶解，形成乳重溶液，乳重溶液的pH值控制在6.6～7.0；(5)将A(3)得到的上清液，以膜分离技术去除乳糖，得到去乳糖乳清液或去乳糖乳清粉；(6)将A(4)的乳重溶液与A(5)的去乳糖乳清液或去乳糖乳清粉混合溶解，并加入或不加入A(1)牛乳脂肪以及再添加乳化剂进行剪切乳化反应，得到无乳糖牛乳液；(7)对A(6)无乳糖牛乳液进行均质、消毒得无乳糖液态奶、干燥制成无乳糖奶粉；或将A(6)无乳糖牛乳液与普通牛乳液相混合后进行均质、消毒得低乳糖液态奶、干燥制成低乳糖奶粉；B. (1)对牛乳液加热，边搅拌边加入凝乳剂和钙盐液，使之形成凝乳状态；(2)对凝乳加热，并作搅拌切割，形成凝乳颗粒和上清液，经分离，分别收集得到凝乳颗粒和上清液；(3)凝乳颗粒以溶乳剂溶解，形成乳重溶液，乳重溶液的pH值控制在6.6～7.0；(4)将B(2)得到的上清液，以膜分离技术去除乳糖，得到去乳糖乳清液或去乳糖乳清粉；(5)将B(3)的乳重溶液与B(4)的去乳糖乳清液或去乳糖乳清粉混合溶解，并加入乳化剂进行剪切乳化反应，得到低乳糖牛乳液；(6)对低乳糖牛乳液进行均质、消毒得低乳糖液态奶或干燥制成低乳糖奶粉。
2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征是所述步骤A (1)中的 牛乳液是指新鲜牛乳或食品级奶粉以饮用水溶解制取。
3. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征为所述步骤A(l)中低 脂牛乳液的脂肪含量在0.2 2.0 %之间。
4. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征是所述步骤A (2)或B(1)中的凝乳剂是凝乳酶、酸制剂或凝乳酶和酸制剂的合剂。
5. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征为所述步骤A (2)或B(1)中的钙盐包括氯化f丐或拧檬酸钙或乳酸钙。
6. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征是所述的凝乳酶是动物 性凝乳酶或植物性凝乳酶或微生物凝乳酶；其中的动物性凝乳酶 指牛犊或羊犊的胃皱酶，植物性凝乳酶指番木瓜凝乳酶，微生物 凝乳酶是毛霉凝乳酶；所述的酸制剂是盐酸、乳酸、柠檬酸或二 氧化碳气体。
7. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征是所述步骤A (5)或B(4)中的膜分离技术指采用截留分子量为5000 20000的超滤和 截留分子量为100 350的纳滤膜进行分离。
8. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征是所述步骤A(6)中根 据牛乳脂肪加入量分别得脱脂无糖牛乳液，或低脂无糖牛乳液， 或全脂无糖牛乳液。
9. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征是步骤A (4)或B (3) 所述的溶乳剂是碳酸盐一柠檬酸缓冲液、柠檬酸盐 一柠檬酸缓冲 液或磷酸盐液缓冲液；所述的乳重溶液的盐浓度控制在 0.005~0.03M。
10. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征为步骤A(6)或B (5)所 述的剪切乳化反应，其剪切乳化条件为转速1000 4000rpm， 25~60 。C下反应10 60min。
11. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征是步骤A (7)所制得的 无乳糖液态奶或无乳糖奶粉与普通牛奶或奶粉配制成低乳糖液态 奶或低乳糖奶粉。
12. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征是适用于以羊奶作为原 料制得无乳糖羊液态奶、无乳糖羊奶粉、低乳糖羊液态奶或低乳 糖羊奶粉。
全文摘要
本发明是提供一种去除牛乳中乳糖的方法。具体的说以牛乳为原料经或不经脱脂、沉淀、超滤、重溶、混合和复原等步骤制成的去糖牛乳制品。此去乳糖牛乳可制成液态奶或固体奶粉。本法生产的去乳糖牛乳制品保持了原乳风味、口感和营养物质。还可与其它产品组合，进一步制成无或低糖健康食品。
文档编号A23C9/16GK101380042SQ20081000900
公开日2009年3月11日 申请日期2008年1月25日 优先权日2008年1月25日
发明者曹美英, 王海霞, 颜贻谋, 颜贻谦 申请人:上海尚龙乳业有限公司