濃縮奶和奶粉的製備方法

2023-05-13 20:48:01 4

專利名稱：濃縮奶和奶粉的製備方法
背景技術：
本發明涉及一種製備作為液態濃縮物或粉末的含脂乳製品的方法。
對於製備濃縮奶和奶粉來說，在能夠以經濟的價格大量獲得鮮奶的地區進行集中生產從經濟上來說是節約的。因而，希望提高現有裝配的乾燥設備、特別是噴霧乾燥塔的生產能力，而不必投資於新設備。實現這個目標的方法可以是將高濃縮奶供入乾燥步驟。問題在於一旦濃縮乾燥物的含量超過50重量％，則粘度會呈指數增長。另一問題是，在處理高濃縮奶時由於高濃縮奶的脂肪聚集，因此會出現產品質量下降，這種脂肪聚集主要發生在均質化期間。因為由非均質奶製成的粉末的溶解性差，所以不能省略均質化。
US-A-5 518 751涉及一種製備調製的蒸發濃縮奶和奶粉的方法，其包括在蒸發過程中將植物脂肪加入液態濃縮物中以增加其不飽和脂肪酸的含量。在製備奶粉的實施方案中，當在蒸發器的最後容器中加入脂肪後，在乾燥前使該混合物均質化。
EP-A-0 627 169涉及一種製備液態蒸發奶的方法，其中預熱和蒸發步驟是在蒸發設備中進行的，並在濃縮前進行均質化。
EP-A-0 873 690涉及一種製備含脂食品的方法，其包括將脂肪相添加至水相，所述添加和均質化在多個蒸發器容器的兩個蒸發器之間進行。該步驟的目的是保護熱敏性油類。就速溶奶粉而言，在蒸發之前從乳製品中分離脂肪是不合理的。
NL-A-7903483涉及一種製備奶粉的方法，其中在濃縮奶緩衝罐和噴霧乾燥器的噴霧器之間向原料濃縮物流中加入表面活性劑，例如卵磷脂。
發明概述我們已經發現可以顯著地降低濃縮奶的粘度，並通過初級噴霧乾燥鮮奶而提高製備奶粉的生產率以及附帶保持或甚至提高奶粉質量。
本發明涉及一種製備濃縮奶製品的方法，其可解決現有濃縮奶的粘度過高的問題。因此，控制粘度可以允許乾燥固含量超過50重量％的濃縮物，同時不會對乾燥後得到的奶粉質量產生不利影響。
本發明的濃縮奶的製備方法包括提供標準化的奶，對所述標準化的奶進行巴氏殺菌和均質化，將所述標準化的奶與帶負電的或非離子型的乳化劑混合，將該混合物均質化，將該奶供入具有至少一段的蒸發器中以獲得總固含量為至少50重量％的濃縮物。
在另一實施方案中，本發明方法包括提供標準化的奶，對所述標準化的奶進行巴氏殺菌，將經過巴氏殺菌的標準化奶供入具有至少一段的蒸發器以獲得預濃縮物，將預濃縮物均質化，將該預濃縮物與帶負電的或非離子型的乳化劑混合，將該混合物均質化，在具有至少一段的蒸發器中進一步蒸發該混合物以獲得總固含量為至少50重量％的濃縮物。
在製備乾燥製品的實施方案中，該方法包括另外的噴霧乾燥濃縮物的步驟。
發明詳述本發明的本質在於對含有最高可達約65重量％的固體濃度的濃縮奶進行噴霧乾燥的能力。
根據本發明，將新鮮的全脂奶標準化至所需的脂肪與非脂肪固體的比例。通常通過向新鮮全脂奶中添加適量的脫脂奶來實現這種標準化。這也可以通過從新鮮的全脂奶、部分脫脂奶、奶油、乳脂、酪乳等調製適宜的奶液來實現。還可以由奶粉、脫脂奶粉、無水奶油或植物油與適量水來調製奶。作為替換方案也可以使用脫脂奶。
然後根據奶的質量，任選地通過離心分離使所得的標準奶澄清，優選在將其加熱至約40℃～45℃後進行澄清，以在澄清過程中獲得最佳的分離和淨化效率。
然後對該奶進行巴氏殺菌和均質化。在60℃下向經過巴氏殺菌的奶中添加能夠結合蛋白質的帶負電的乳化劑或非離子型乳化劑。可以在膠體磨中對保持在約65℃的混合物進行處理，直到看不見固體顆粒。
然後將該混合物均質化。可以進行一段或者兩段均質化。均質器的第一階段的壓力為約50～約250巴。該壓力優選為約100巴～約200巴。均質器的第二階段的壓力為0～約150巴。該壓力優選為約20～約60巴。均質器的總壓力為約120巴～約300巴。均質器的總壓力優選為約150巴～約250巴。
均質後優選對該混合物進行熱處理。可以按照傳統方法分兩步通過預熱然後以適當的停留時間加熱來進行熱處理。
然後將熱處理過的奶供入蒸發器。令人驚訝的是，加入帶負電的或者非離子型的乳化劑可避免粘度大幅增加(如果對固體濃度大於50重量％的奶進行均質化就會出現這種情況)，並且允許在優選約55至約65重量％的總固體含量下進行隨後的噴霧乾燥。以前在這樣高的總固體含量下進行噴霧乾燥是不可能的，這是因為粘度太高以致無法輸送製品。
在不受任何理論束縛的前提下，我們可提出模型來解釋乳化劑對奶液粘度的影響。在均質化和熱處理之前，奶液可以被認為是三相混合物呈脂肪球形式的脂質相、除其他物質外還含有乳清蛋白的水相以及含有酪蛋白膠束的膠體相。加熱時乳清蛋白展開露出其疏水基團。它們在均質期間會象酪蛋白膠束那樣與脂肪球相互作用，這降低了脂肪球的尺寸並因此增加了界面面積。這種疏水相互作用的結果是蛋白質層包覆在脂肪球表面。當該工藝之後接著進行蒸發步驟時，奶液的不同組分的濃度增加並有助於覆有蛋白質的脂肪球本身之間的結合以及覆有蛋白質的脂肪球與可溶性蛋白質和膠束之間的結合。這會引起奶液粘度增加。
當在蒸發步驟以前或在蒸發步驟期間但在均質後添加乳化劑時，其疏水端將與最容易接近的組分—溶液中或覆蓋脂肪球的層中的酪蛋白膠束和乳清蛋白相互作用。如果乳化劑含有酸性官能團，例如卵磷脂組分富含酸性磷脂(如磷脂酸或磷脂醯肌醇)，它們是本發明使用的優選乳化劑，那麼由該乳化劑在蛋白質或者覆蓋脂肪球的蛋白質層上形成的新層將僅帶負電並將在被塗覆的顆粒之間產生斥力。結果是粘度下降。這對於較少的採用非離子乳化劑(例如聚氧乙烯山梨聚糖衍生物，例如商業上已知的吐溫類的脂肪族酯)的情況來說也是正確的，其中這些乳化劑可強烈地結合蛋白質的疏水基團。
在乾燥期間或乾燥之後，為了使奶粉速溶化可以在乾燥器內用卵磷脂處理循環細粒並使循環細粒聚集，或者可以與乾燥塔分開在後乾燥器例如流化床中用卵磷脂進行處理。
然後根據本領域技術人員已知的標準完成在噴霧步驟後對奶粉的處理，所述處理包括後乾燥、後冷卻、貯藏、裝入罐或盒中以及排氣。
現僅作為示範對本發明的實施方案進行描述。在以下實施例中，份數和百分比均以重量計，除非另有說明。
實施例1在板式換熱器中於最高80℃、50秒保留時間或者該溫度、較少的保留時間下通過間接加熱對250kg未經處理的含有3.5％脂肪和9.3％非脂乳固體的標準全脂奶進行巴氏殺菌。在巴氏殺菌之後，於200±50巴下對該奶進行兩步均質化。
以乾物質為基準，在50℃下向經過巴氏殺菌和均質化的奶中加入0.1％卵磷脂(Chocotop 100，經過分餾的富含酸性磷脂的液態大豆卵磷脂，其由含有約14％酸性磷脂的甘油三酸酯和磷脂/糖脂的混合物組成，LucasMeyer GmbH)，並在兩段均質器中對該混合物均質化，其中第一階段在100巴下進行和第二階段在25巴下進行。
然後將經巴氏殺菌的液體供至多效降膜蒸發器的初始容器內，並濃縮90分鐘以獲得乾物質含量為60％的濃縮混合物。該濃縮物的表觀粘度(在54℃和估計的剪切速率為230s-1下在線測定)為0.5Pa.s。然後用高壓泵將其導出並在乾燥塔中通過高壓旋流噴嘴於壓力140巴和溫度72℃下對其進行噴霧乾燥。將其聚集並用卵磷脂處理以達到速溶化，對其進行後乾燥、後冷卻、裝入包裝中並排氣。
該奶粉具有優異的還原性和物理化學特性。
實施例2按照實施例1的方法進行，不同的是將0.5％卵磷脂(Chocotop 100)添加到乾物質含量為40％的經預蒸發、巴氏殺菌的濃縮奶中，進行兩段均質化，其中第一階段在180巴下，第二階段在50巴下，並將該液態混合物濃縮至59％乾物質。該濃縮物的表觀粘度(按照下面實施例6-9所示進行測試)是0.01Pa.s。
在按照實施例1進行噴霧乾燥後，該奶粉的質量與實施例1中得到的奶粉質量相當。
實施例3按照實施例1的方法進行，不同的是將0.4％卵磷脂(Chocotop 100)添加到乾物質含量為40％的經預蒸發、脫脂、巴氏殺菌、均質化的預濃縮奶中，進行兩段均質化，其中第一階段在180巴下，第二階段在50巴下，並將該液態混合物濃縮至59％乾物質。該濃縮物(將其稀釋至40％乾物質以便於測試，並且按照下面實施例6-9中所示進行測試)的表觀粘度是0.02Pa.s。
實施例4-5按照實施例2的方法進行，但是不同的是向經巴氏殺菌和均質化的奶中加入的Chocotop 100被替換為非離子乳化劑例如吐溫20(實施例4)或吐溫60(實施例5)。在這兩種情況中下都添加0.5％的吐溫後，對這些濃縮奶進行兩段均質化，其中第一階段在180巴下，第二階段在50巴下，並將該液態混合物濃縮至60％乾物質。濃縮物的表觀粘度(按照下面實施例6-9中所示進行測試)對於富含吐溫20的樣品(實施例4)來說是0.35Pa.s，對於含吐溫60的樣品(實施例5)來說是0.25Pa.s。通過比較，經過類似處理但未添加吐溫的奶液呈現的表觀粘度是0.57Pa.s。
實施例6-9將150、200或250mg多種純化的酸性磷脂分別加到500g經巴氏殺菌和均質化的全脂奶樣品中。將得到的富含磷脂的奶樣加熱至60℃並在180巴下對其進行一段均質化。均質化之後，在旋轉真空蒸發器中將奶樣濃縮至60％乾物質含量。
按照以下方式測定這些濃縮物的表觀粘度將樣品加入用水預熱至55℃的Dewar等溫瓶中。用鋁箔覆蓋該Dewar瓶。收集約5ml樣品用於每個粘度測試，該粘度測試採用調節至45℃的Haake RS100流變儀於剪切速率0～500s-1下進行。重複測定3次，每次測試都從貯藏於Dewar瓶內的濃縮奶中取出新鮮樣品。將這些樣品的粘度與濃縮至60％乾物質的經巴氏殺菌的奶液的粘度(參照)進行比較。
結果示於下表1。
表1
說明1)純磷脂(PL)的摩爾密度，即微摩爾PPL/100mg PL2)Nathin 3KE，來自德國Stern，富含酸性磷脂的粉狀脫油卵磷脂，200mg3)200mg4)在氯仿中5)冷凍乾燥的6)150mg將實施例6-9中使用的酸性磷脂粉末化並用麥芽糖糊精和溶劑將其速溶化。這些物質是由Avanti Polar Lipids Inc(Birmingham，AL，USA)提供的，在固體CO2中冷凍成為雪白色粉末或者溶解於氯仿中。
權利要求
1.一種製備濃縮奶的方法，其包括提供標準化的奶，對所述標準化的奶進行巴氏殺菌和均質化，將所述標準化的奶與帶負電的或非離子型的乳化劑混合，將該混合物均質化，將該奶供入具有至少一段的蒸發器中以獲得總固含量為至少50重量％的濃縮物。
2.根據權利要求1的方法，其包括提供標準化的奶，對所述標準化的奶進行巴氏殺菌，將經過巴氏殺菌的標準化的奶供入具有至少一段的蒸發器以獲得預濃縮物，將預濃縮物均質化，將該預濃縮物與帶負電的或非離子型的乳化劑混合，將該混合物均質化，在具有至少一段的蒸發器中進一步蒸發該混合物以獲得總固含量為至少50重量％的濃縮物。
3.根據權利要求1或2的方法，其包括對所述濃縮物噴霧乾燥。
4.根據權利要求1或2的方法，其中所述濃縮物的總固體含量為55～65重量％。
5.根據權利要求1或2的方法，其中所述標準化的奶為部分脫脂或完全脫脂的奶。
6.根據權利要求1或2的方法，其中帶負電的乳化劑是酸性磷脂。
7.根據權利要求1或2的方法，其中帶負電的乳化劑的添加量相當於濃縮乾物質的0.05～0.5重量％。
8.根據權利要求1或2的方法，其中所述乳化劑是非離子型乳化劑。
9.根據權利要求1或2的方法，其中所述非離子型乳化劑的添加量相當於濃縮乾物質的0.05～0.5重量％。
10.根據權利要求1或2的方法，其中對所述奶與乳化劑的混合物或者預濃縮物與乳化劑的混合物進行一段或者兩段均質化，並且均質器的第一階段的壓力是約50～約250巴，優選約100巴～約200巴。
11.根據權利要求10的方法，其中均質器的第二階段的壓力可達150巴，優選約20～約60巴。
12.根據權利要求10的方法，其中均質器的總壓力是約120巴～約300巴，優選約150巴～約250巴。
13.根據權利要求3的方法，其中使用高壓噴嘴、優選高壓旋流噴嘴對所述濃縮奶噴霧乾燥。
14.根據權利要求13的方法，其中在約140巴下對所述濃縮奶噴霧乾燥。
15.根據權利要求3的方法，其中通過卵磷脂處理而使所述經噴霧乾燥的奶聚集並速溶化，對該奶粉進行後乾燥、後冷卻、裝入包裝中並排氣。
16.一種含有添加的非離子型乳化劑或者主要地帶負電的乳化劑的濃縮奶。
17.一種含有添加的非離子型乳化劑或者主要地帶負電的乳化劑的奶粉。
18.根據權利要求16或17的濃縮奶或奶粉，其中所述帶負電的乳化劑是酸性磷脂。
19.根據權利要求16或17的濃縮奶或奶粉，其中所述非離子乳化劑是聚氧乙烯山梨聚糖衍生物如吐溫類。
全文摘要
一種製備含脂濃縮奶或奶粉的方法，其包括製備液態的均質奶，添加帶負電的或非離子型的乳化劑，將該混合物供入具有至少一段的蒸發器中以獲得總固含量為至少50％的濃縮物，由此在濃縮前或者濃縮期間添加乳化劑，並然後任選地將該濃縮物噴霧乾燥以獲得粉末。
文檔編號A23C1/12GK1592580SQ02823308
公開日2005年3月9日 申請日期2002年9月24日 優先權日2001年11月23日
發明者R·貝羅卡爾 申請人:雀巢產品有限公司