本发明涉及乳及乳制品深加工领域，尤其是一种浓缩牛奶蛋白液及其制备方法。
背景技术：
：浓缩牛奶蛋白液是以生牛乳为原料，经过净乳、除菌、分离脱脂、巴氏杀菌、超滤浓缩等，除去其中部分脂肪、水、乳糖、灰分后，再经过“后巴氏杀菌”等工序制备而成的乳制品，在发酵乳、乳饮料、调制乳、中性奶等产品中作为优质蛋白来源进行应用。目前，国内外市场上乳制品中添加的蛋白来源，主要为乳清蛋白粉和牛奶蛋白粉；尤其是国内的乳品企业，更多依赖进口阿拉、恒天然等具备蛋白原料生产和供应能力的公司。但国外企业由于供应周期长、运输风险高、价格波动大等因素，决定了开发优质蛋白原料替代进口蛋白粉已迫在眉睫；再加之，油脂类产品市场需求的不断增加，亟待研究乳及乳制品深加工领域，开发淡奶油、酪蛋白酸盐等高盈利产品，以拓宽市场销售渠道，增加企业盈利能力。技术实现要素：为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种浓缩牛奶蛋白液及其制备方法，通过将超滤与洗滤相结合的方式在获得更高蛋白浓缩液产品的同时，有效减少乳清蛋白变性，保留其营养价值，延长蛋白液保质期。为达到上述目的，本发明提供了一种浓缩牛奶蛋白液的制备方法，其包括以下步骤：对生牛乳进行预热、除菌；使除菌后的生牛乳进入离心分离机进行乳脂分离，得到脱脂乳；对脱脂乳进行第一次巴氏杀菌；对经过第一次巴氏杀菌的脱脂乳进行超滤浓缩，使脱脂乳中的水、乳糖、灰分随渗透液除去，得到浓缩液；对浓缩液进行第二次巴氏杀菌(“后巴氏杀菌”)，得到所述浓缩牛奶蛋白液。在上述方法中，优选地，在进行超滤浓缩的同时，可以在截留液一侧连续添加反渗透水进行洗滤，以得到更高浓度的浓缩液。更优选地，在洗滤过程中，洗滤水的添加量为脱脂乳进料量的5％-50％。在上述方法中，优选地，预热是预热至55-65℃。在上述方法中，优选地，经过乳脂分离得到的脱脂乳的脂肪含量≤0.1％。在上述方法中，优选地，第一次巴氏杀菌的杀菌温度为75-90℃，杀菌时间为15-25s。在上述方法中，优选地，经过第一次巴氏杀菌之后，将生牛乳冷却至1-8℃贮存。在上述方法中，优选地，超滤浓缩的温度≤15℃。在上述方法中，优选地，第二次巴氏杀菌的杀菌温度为73±1℃，杀菌时间为15-25s。本发明还提供了上述方法制备得到的浓缩牛奶蛋白液。优选地，该浓缩牛奶蛋白液中，固形物的含量为21％-30％；蛋白的含量为14.5％-25.5％；更优选地，固形物的含量为28.0％，蛋白的含量为23.8％。根据本发明的具体实施方案，本发明所提供的制备方法可以按照以下具体方式进行：(1)生牛乳按照gb19302检验合格后，在原奶仓进行储存，贮存温度1-6℃，时间≤12h；(2)将生牛乳预热至55-65℃，利用除菌分离机进行除菌；要求在除菌分离机进口、出口位置均配置无菌膜片取样阀，每周验证除菌效果；(3)将上述除菌后的生牛乳进入离心分离机进行乳脂分离，控制分离机分离效率，使脱脂乳脂肪含量≤0.1％；(4)利用巴氏杀菌系统对脱脂乳进行巴氏杀菌，杀菌条件为75-90℃/15s，之后冷却至1-8℃贮存；(5)将脱脂乳输送至uf(超滤膜)设备，通过设定浓缩因子，控制物料进料温度及系统运行温度，使脱脂乳中水、乳糖、灰分不断随渗透液除去，其中，系统运行温度≤15℃；在浓缩过程中，在截留液一侧连续添加反渗透水进行洗滤，洗滤水添加量为物料进料量的5％-50％。单独使用超滤膜设备可将蛋白液的固形物浓缩至21.0％，蛋白浓缩至12.5％-15.7％；而超滤膜设备与反渗透水洗滤工序结合，可将蛋白液的固形物浓缩至直至28.0％，蛋白浓缩至23.8％；(6)利用巴氏系统对浓缩牛奶蛋白液进行巴氏杀菌，杀菌参数为73±1℃/15s，之后冷却至1-8℃贮存。选用73℃±1℃/15s杀菌工艺参数较75℃/15s传统巴氏杀菌乳清蛋白变性程度减少3％；(7)检验，菌落总数按照gb4789.2-2016进行测定，同时检测酸度和ph值。通过对比监测有、无“后巴氏杀菌”步骤浓缩蛋白液产品的微生物菌落总数、酸度及ph指标，可以得出：在浓缩牛奶蛋白液制备方法中增加“后巴氏杀菌”步骤，可使微生物菌落总数降低1个数量级，有效延长产品保质期。(8)浓缩牛奶蛋白液检验合格后，采用干净的奶罐车运输，并作为乳制品中优质蛋白原料来源进行应用。本发明采用低温膜过滤浓缩与反渗透水洗滤结合的工序以及合理的“后巴氏杀菌”参数，使得在获得更高蛋白指标、更佳营养价值和风味浓缩液的情况下，还能解决高蛋白产品乳清蛋白变性严重、糊管及货架期短的问题。对于本发明得到的浓缩牛奶蛋白液，由于加工工艺热处理强度较低，且膜系统对物料微生物的有效管控，使目标浓缩液在很大程度保留其营养价值和风味的基础上，其货架期得以延长，可作为优质高蛋白原料替代乳清蛋白粉、牛奶蛋白粉等进行应用。具体实施方式为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。实施例1本实施例提供了一种浓缩牛奶蛋白液的制备方法，具体包括如下步骤：(1)生牛乳按照gb19302检验合格后，在原奶仓进行储存，贮存温度3.9℃，时间7.5小时；(2)将生牛乳预热至55℃，利用除菌分离机进行除菌；(3)将上述除菌后的生牛乳进入离心分离机进行乳脂分离，得到脱脂乳，控制分离机分离效率，使脱脂乳的脂肪含量为0.06％；(4)利用巴氏杀菌系统对脱脂乳进行巴氏杀菌，杀菌条件为75℃/15s，之后冷却至5.6℃贮存；(5)将脱脂乳输送至uf(超滤膜)设备，通过设定浓缩因子，控制物料进料温度及系统运行温度，使脱脂乳中的水、乳糖、灰分不断随渗透液除去，其中，系统运行温度为12.7℃，最终得到的浓缩液的固形物含量为21.5％，蛋白质含量为14.9％；(6)利用巴氏系统对浓缩液进行巴氏杀菌，得到浓缩牛奶蛋白液，杀菌参数为72℃/15s，之后冷却至4.2℃贮存；通过检测蛋白液糠氨酸水平，折算后乳清蛋白变性程度为5.0％；(7)检验，菌落总数按照gb4789.2-2016进行测定，同时检测酸度和ph值。表1为同一批次蛋白液在短接“后巴氏杀菌”取样(即无“后巴氏杀菌”工序的情况；将经过uf设备得到的浓缩液冷却至4.2℃贮存，贮存2小时后取样)与“后巴氏杀菌”取样(在步骤(6)中，对经过后巴氏杀菌并贮存2小时后的浓缩牛奶蛋白液进行取样)的检测数据。表1有、无“后巴氏杀菌”工序的蛋白液各项指标对比蛋白液制备方法菌落总数(cfu/ml)酸度(t°)ph保质期无“后巴氏杀菌”步骤4300→20000027.4→42.16.64→5.893天(72h)有“后巴氏杀菌”步骤590→1810028.0→31.56.68→6.627天(168h)备注：蛋白液样品贮存温度4℃-7℃，考察周期168小时；→代表考察周期起始值。由表1给出的数据可以看出：通过采用“二次巴氏杀菌工艺”可以更好地管控微生物风险和延长产品保质期。(8)在化验室利用仪器和设备对浓缩牛奶蛋白液的感官、理化、微生物、重金属等指标进行检测，合格后，采用10吨的干净奶罐车运输至工厂作为发酵乳中蛋白原料进行应用。实施例2本实施例提供了一种浓缩牛奶蛋白液的制备方法，具体包括如下步骤：(1)生牛乳按照gb19302检验合格后，在原奶仓进行储存，贮存温度5.4℃，时间10.5小时；(2)将生牛乳预热至55℃，利用除菌分离机进行除菌；(3)将上述除菌后的生牛乳进入离心分离机进行乳脂分离，控制分离机分离效率，使脱脂乳脂肪含量为0.05％；(4)利用巴氏杀菌系统对脱脂乳进行巴氏杀菌，杀菌条件为85℃/15s，之后冷却至6.2℃贮存；(5)将脱脂乳输送至uf(超滤膜)设备，通过设定浓缩因子，控制物料进料温度及系统运行温度，使脱脂乳中的水、乳糖、灰分不断随渗透液除去，其中，系统运行温度为11.7℃；在浓缩过程中，在截留液一侧连续添加反渗透水进行洗滤，洗滤水添加量为物料进料量的48％，直至截留液的固形物含量为26.80％，蛋白质含量为21.74％；(6)利用巴氏系统对浓缩牛奶蛋白液进行巴氏杀菌，杀菌参数为74℃/15s，之后冷却至5.5℃贮存；通过检测蛋白液糠氨酸水平，折算后乳清蛋白变性程度为5.0％；(7)检验，菌落总数按照gb4789.2-2016进行测定，同时检测酸度和ph值。表2为同一批次蛋白液，在短接“后巴氏杀菌”取样与“后巴氏杀菌”取样的检测数据。取样时机同实施例1。表2有、无“后巴氏杀菌”工序的蛋白液各项指标对比蛋白液制备方法菌落总数(cfu/ml)酸度(t°)ph保质期无“后巴氏杀菌”步骤3900→16700028.3→43.96.60→5.953天(72h)有“后巴氏杀菌”步骤330→1200028.2→30.86.61→6.577天(168h)备注：蛋白液样品贮存温度4℃-7℃，考察周期168小时；→代表考察周期起始值。(8)在化验室利用仪器和设备对浓缩牛奶蛋白液的感官、理化、微生物、重金属等指标进行检测，合格后，采用15吨的干净奶罐车运输至工厂作为发酵乳中蛋白原料进行应用。实施例3本实施例提供了一种浓缩牛奶蛋白液的制备方法，具体包括如下步骤：(1)生牛乳按照gb19302检验合格后，在原奶仓进行储存，贮存温度4.8℃，时间5.3小时；(2)将生牛乳预热至65℃，利用除菌分离机进行除菌；(3)将上述除菌后的生牛乳进入离心分离机进行乳脂分离，控制分离机分离效率，使脱脂乳脂肪含量为0.10％；(4)利用巴氏杀菌系统对脱脂乳进行巴氏杀菌，杀菌条件为90℃/15s，之后冷却至5.0℃贮存；(5)将脱脂乳输送至uf(超滤膜)设备，通过设定浓缩因子，控制物料进料温度及系统运行温度，使脱脂乳中的水、乳糖、灰分不断随渗透液除去，其中，系统运行温度为11.5℃；在浓缩过程中，在截留液一侧连续添加反渗透水进行洗滤，洗滤水添加量为物料进料量的9％，直至截留液固形物含量为23.5％，蛋白质含量为18.9％；(6)利用巴氏系统对浓缩牛奶蛋白液进行巴氏杀菌，杀菌参数为73℃/15s，之后冷却至5.7℃贮存；通过检测蛋白液糠氨酸水平，折算后乳清蛋白变性程度为5.0％；(7)检验，菌落总数按照gb4789.2-2016进行测定，同时检测酸度和ph值。表3为同一批次蛋白液，在短接“后巴氏杀菌”取样与“后巴氏杀菌”取样的检测数据。取样时机同实施例1。表3有、无“后巴氏杀菌”工序的蛋白液各项指标对比蛋白液制备方法菌落总数(cfu/ml)酸度(t°)ph保质期无“后巴氏杀菌”步骤5100→15000028.5→40.26.71→5.853天(72h)有“后巴氏杀菌”步骤820→1370028.6→30.46.70→6.647天(168h)备注：蛋白液样品贮存温度4℃-7℃，考察周期168小时；→代表考察周期起始值。(8)在化验室利用仪器和设备对浓缩牛奶蛋白液的感官、理化、微生物、重金属等指标进行检测，合格后，采用20吨的干净奶罐车运输至工厂作为发酵乳中蛋白原料进行应用。实施例4本实施例提供了一种浓缩牛奶蛋白液的制备方法，具体包括如下步骤：(1)生牛乳按照gb19302检验合格后，在原奶仓进行储存，贮存温度3.2℃，时间4.6小时；(2)将生牛乳预热至55℃，利用除菌分离机进行除菌；(3)将上述除菌后的生牛乳进入离心分离机进行乳脂分离，控制分离机分离效率，使脱脂乳脂肪含量为0.06％；(4)利用巴氏杀菌系统对脱脂乳进行巴氏杀菌，杀菌条件为85℃/25s，之后冷却至4.7℃贮存；(5)将脱脂乳输送至uf(超滤膜)设备，通过设定浓缩因子，控制物料进料温度及系统运行温度，使脱脂乳中的水、乳糖、灰分不断随渗透液除去，其中，系统运行温度为10.0℃；在浓缩过程中，在截留液一侧连续添加反渗透水进行洗滤，洗滤水添加量为物料进料量的20％，直至截留液固形物含量为26.8％，蛋白质含量为20.2％；(6)利用巴氏系统对浓缩牛奶蛋白液进行巴氏杀菌，杀菌参数为72℃/15s，之后冷却至4.5℃贮存；利用凯氏定氮法检测蛋白液中乳清蛋白的变性程度，通过计算并与传统巴氏杀菌工艺进行对比，采用现有“二次巴氏杀菌工艺”处理后的蛋白液产品，其乳清蛋白变性程度减少8.0％；并且由于乳清蛋白变性程度减少，导致生产运行时间增加2小时，有效解决糊管导致的生产时间和生产效率下降的问题。表4为有、无“后巴氏杀菌”工序蛋白液中乳清蛋白的变性程度及生产运行时间发对比数据。表4蛋白液制备方法乳清蛋白变性百分数(％)生产运行时间(h)cip清洗时间(h)无“后巴氏杀菌”步骤2382.3有“后巴氏杀菌”步骤15101.7备注：乳清蛋白凯氏定氮法：用饱和氯化钠对乳清蛋白进行沉淀，酪蛋白、变性乳清蛋白均沉淀，经过滤对滤液中未变性乳清蛋白进行凯氏定氮，得到乳清蛋白总量；样品的非蛋白氮(npn)测定方法如下：10ml待检样品用15％tca(w/v)稀释至50ml，tca最终浓度为12％，这时所有蛋白质均沉淀，经过滤对滤液中的非蛋白氮进行凯氏定氮，得npn量，乳清蛋白的总量减去npn量，得到乳清蛋白量(wpn)，按公式计算乳清蛋白变性百分数：变性百分数％＝{wpn(原料乳)-wpn(加热乳)}/wpn(原料乳)。(7)检验，菌落总数按照gb4789.2-2016进行测定，同时检测酸度和ph值。表5为同一批次蛋白液，在短接“后巴氏杀菌”取样与“后巴氏杀菌”取样的检测数据。取样时机同实施例1。表5有、无“后巴氏杀菌”工序的蛋白液各项指标对比蛋白液制备方法菌落总数(cfu/ml)酸度(t°)ph保质期无“后巴氏杀菌”步骤7900→多不可计27.2→46.56.68→5.593天(72h)有“后巴氏杀菌”步骤820→2150026.8→29.06.70→6.607天(168h)备注：蛋白液样品贮存温度2℃-7℃，考察周期168小时；→代表考察周期起始值。(8)在化验室利用仪器和设备对浓缩牛奶蛋白液的感官、理化、微生物、重金属等指标进行检测，合格后，采用20吨的干净奶罐车运输至工厂作为发酵乳中蛋白原料进行应用。当前第1页12