專利名稱：去糖牛奶的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種牛乳的加工方法，具體地說是一種以牛乳為原料， 制成無乳糖牛乳制品或低乳糖牛乳制品的加工方法。此無乳糖牛乳制 品或低乳糖牛乳制品可以是無乳糖或低乳糖液態奶以及無乳糖或低 乳糖固體奶粉。
背景技術：
乳糖是哺乳動物乳汁中一種特有的雙糖，也是牛奶中最主要的碳
水化合物(占總糖的99.8%以上)。正常新鮮牛乳乳糖的含量為4.8% 5.2%，約占牛乳非脂乳固體的52%，乳清固體的70%。醫學百科全 書(Medical Encyclopedia, A service of the ILS national library of medicine and the national institutes of health.)記載乳糖進入消化道 需經小腸內足量乳糖酶的分解、消化和吸收，否則易發生腹脹、腹疼、 腹瀉等消化道癥狀，醫學上稱之乳糖不耐受癥狀(Lactose intolerance)。乳糖不耐癥多發生在亞洲、非洲、拉丁美洲地區人群。 由于乳糖主要存在于乳制品中，為避免乳糖不耐癥，人們通常會改變 飲食方式，不食或少食牛奶或牛奶制品。然而在世界胃腸病學雜志 (World journal of gastorenterolgy 2006, Vol 12, No.2， pl87-191)中報 道，如果因此放棄牛乳或牛奶制品將可能導致飲食結構缺失，機體營 養失衡。為解決飲用牛乳的乳糖不耐現象，在USP6881428、 USP 20050170044禾口 European Food Tech Award to Valio lactose free milk
technology 2006/5/4都記載，現有的牛乳加工中，采用了在牛乳中添 加乳糖酶，先將乳糖分解的降乳糖方法來改善飲用牛奶產生的不適癥 狀。然而，此法卻產生了相同摩爾濃度的葡萄糖和半乳糖，制品總糖 的含量并不降低。長期或大量服用，也不利穩定糖尿病患者的血糖。 去除牛乳中的乳糖，降低牛乳總糖含量，對保障消費者健康有著十分 積極的意義。目前，國內外對去除牛乳乳糖的方法也有報道，美國專 利報道對牛乳采用凝乳酶結合發酵的制造方法生產可口的奶酪，此種 奶酪既有營養又低乳糖，但是失去了寶貴的乳清營養成分(U. S. R 5429829)。 USP20050214409記載采用膜分離和柱層析的方法可直接 去除牛乳中的乳糖，但該方法生產效率較低，較難實現工業化生產。 發明概述
本發明提供了一種有效去除牛乳中乳糖的方法。該方法對牛乳液 先作脫脂處理，分別獲得低脂牛乳液和牛乳脂肪；對低脂牛乳液邊攪 拌邊加入凝乳劑和鈣鹽，形成凝乳狀態；對凝乳加熱，攪拌切割，形 成凝乳顆粒和上清液；凝乳顆粒以溶乳劑溶解，形成乳重溶液；將上 清液進行膜分離去除乳糖，得到去乳糖乳清液或去乳糖乳清粉；然后 將乳重溶液與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，再加入乳化劑進行乳化反應，得到無乳糖牛乳液；或 者再對無乳糖牛乳液進行均質、消毒得液態奶或干燥制成無乳糖奶 粉。如果不作脫脂處理，采用對牛乳液直接進行凝乳、溶乳劑溶解形 成乳重溶液、上清液進行膜分離去除乳糖、復原等步驟可以獲得低乳 糖液態奶或低乳糖奶粉。
本發明的關鍵技術是對凝乳顆粒用溶乳劑溶解成乳重溶液，再 與去乳糖上清液復配成去乳糖液態奶或去乳糖固體奶粉。本發明的方 法還適用于以羊奶作為原料，制備去乳糖羊液態奶或去乳糖羊奶粉。 發明目的
本發明的一個目的是提供一種有效去除牛乳中乳糖的方法。具 體的說以牛乳為原料，經或不經脫脂、沉淀、超濾、重溶、混合和復 原等步驟制成的去乳糖牛乳制品，此去乳糖牛乳可制成無乳糖液態 奶、無乳糖固體奶粉、低乳糖液態奶或低乳糖固體奶粉。本發明的另 外一個目的是提供上述相同方法，以適用于以羊奶作為原料，制備無 乳糖羊液態奶或低乳糖羊液態奶以及無乳糖羊奶粉或低乳糖羊奶粉。
發明內容
根據發明人近年對牛乳和乳糖的研究結果-
1、 采用一定的凝乳法可引起牛乳結構改變，發生凝聚，使脂肪、 蛋白、維生素、礦物質等聚集于凝乳中。若事先對牛乳脫脂可增加牛 乳的凝聚密度，進一步減少乳糖在凝乳顆粒中的殘留量。由于乳糖主 要集中于乳清中，呈水溶性，分子量較小，在此基礎上，再應用膜技 術處理乳清液可成倍提高對牛乳乳糖的分離效果。
2、 以往人們采用酶凝乳劑對牛乳進行凝乳加工，其主要產物是 奶酪或干酪素，與原奶性狀、口感、組分大相徑庭。采用本發明的溶 乳劑、乳化劑和均質組合方案可以使酶法凝乳重溶復原，從而得到凝 乳乳重溶液。
3、 將上述l、 2中的去乳糖乳清液和凝乳乳重溶液相混合，便獲
得除乳糖之外的牛乳液，其牛乳性質和穩定性和原乳基本相同。
4、本發明表明，原腸道乳糖酶低下者和糖尿病患者飲用本發明 的無乳糖牛乳制品后，不發生乳糖不耐受癥狀和血糖異常反應。
中華人民共和國國家標準GB 13432_2004預包裝特殊膳食用食 品標簽通則規定制品中糖(指所有的單糖和雙糖)含量《0.5%的為 無糖產品。通常當牛乳制品中的乳糖減少20% 50%，可基本消除人 群飲用牛奶的乳糖不耐現象，為此，本發明說述的低乳糖液態奶中乳 糖含量為《2.5%(減糖50%)，低乳糖全脂奶粉中乳糖含量為《20%(減 糖50%)。
因此，本發明的技術解決構思是
先將牛乳脫脂，加入食用級凝乳劑使乳汁脂肪、蛋白，礦物質沉 淀與乳清液相分離。收集沉淀物以溶乳劑重溶。收集的乳清液以膜分 離法去除其中的乳糖，然后將脂肪、去乳糖的乳清液與重溶液相混。 此相混的去乳糖乳液經均質處理和滅菌后制成無乳糖液態奶或干燥 制成無乳糖奶粉，或是將它們與正常牛乳相混制成低乳糖乳制品。
本發明的去乳糖牛乳制品的制作方法包括通過下述四種步驟獲得 步驟A (1) (6)獲得無乳糖牛乳液、A (1) (7)步驟獲得無 乳糖液態奶、可以進一步干燥制成無乳糖奶粉或低乳糖液態奶、干燥 制成低乳糖奶粉。步驟B (1) (5)獲得低乳糖牛乳液；或步驟B (1) (6)獲得低乳糖液態奶或干燥制成低乳糖奶粉 A.
(1)對牛乳液先作脫脂處理，分別得含脂肪0.2 2.0 %的低脂
牛乳液和牛乳脂肪；
(2) 對A (1)的低脂牛乳液加熱，邊攪拌邊加入凝乳劑和l 鹽 液，使之形成凝乳狀態；
(3) 對凝乳加熱，并作攪拌切割，形成凝乳顆粒和上清液，經 分離，分別收集得到凝乳顆粒和上清液；
(4) 凝乳顆粒以溶乳劑溶解，形成乳重溶液，乳重溶液的pH 值控制在6.6~7.0;
(5) 將A (3)得到的上清液，以膜分離技術去除乳糖，得到去 乳糖乳清液或去乳糖乳清粉；
(6) 將A (4)的乳重溶液與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 劑進行剪切乳化反應，得到無乳糖牛乳液；
(7) 對A (6)無乳糖牛乳液進行均質、消毒得無乳糖液態奶、 干燥制成無乳糖奶粉；或對A (6)無乳糖牛乳液與普通牛乳液相混 合進行均質、消毒得低乳糖液態奶、干燥制成低乳糖奶粉。B.
(1) 對牛乳液加熱，邊攪拌邊加入凝乳劑和鈣鹽液，使之形成凝 乳狀態；
(2) 對凝乳加熱，并作攪拌切割，形成凝乳顆粒和上清液，經分 離，分別收集得到凝乳顆粒和上清液；
(3) 凝乳顆粒以溶乳劑溶解，形成乳重溶液，乳重溶液的pH值 控制在6.6~7.0;
(4) 將B (2)得到的上清液，以膜分離技術去除乳糖，得到去乳 糖乳清液或去乳糖乳清粉；
(5) 將B (3)的乳重溶液與B (4)的去乳糖乳清液或去乳糖乳 清粉混合溶解，并加入乳化劑進行剪切乳化反應，得到低乳糖牛乳液；
(6) 對低乳糖牛乳液進行均質、消毒得低乳糖液態奶或干燥制成 低乳糖奶粉。
本發明的無乳糖牛乳制品包括無乳糖液態奶、無乳糖奶粉。低乳 糖牛乳制品包括低乳糖液態奶、低乳糖奶粉。
本發明中所述的牛乳液是指將新鮮牛乳或食品級奶粉以飲用水 溶解制取；
本發明中所述的凝乳劑包括凝乳酶、酸制劑或凝乳酶和酸制劑的 合劑。凝乳酶包括動物性凝乳酶、植物性凝乳酶和微生物性凝乳酶。 其中的動物性凝乳酶指牛犢或羊犢的胃鈹酶，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。所述的酸制劑是鹽酸，乳酸， 擰檬酸或二氧化碳氣體。
本發明中所述的溶乳劑包括碳酸鹽—檸檬酸制劑緩沖液、檸檬酸 鹽一檸檬酸緩沖液或磷酸鹽液緩沖液，所述的磷酸鹽液緩沖液可以是 磷酸氫二鉀-磷酸二氫鉀的緩沖液；所述的乳重溶液鹽濃度控制在 0.005-0.03M;乳重溶液pH值控制在6.6 7.0。
本發明中所述的乳化劑包括蔗糖酯和卵磷脂。
本發明中所述的乳化反應，其剪切乳化條件為轉速 1000 4000rpm， 25 60。C下反應10 60min。
本發明中所述的膜分離技術包括超濾和納濾，超濾和納濾的型號 均以膜材質和截留分子量表示。超濾的膜型規格材質為聚醚砜或陶
瓷，膜的截留分子量為5000-20000;納濾的膜型規格GS-NF-48:材 質為復合膜或陶瓷膜，納濾膜的截留分子量為100-350。
本發明還可以另外包括一種低乳糖液態奶的制作方法，是將無乳 糖液態奶或無乳糖奶粉與普通牛奶按比例相配制成低乳糖奶，再經均 質和滅菌制成。
本發明的一種低乳糖奶粉的制作方法，是先將無乳糖液態奶或無 乳糖奶粉與普通牛奶按比例相配制成低乳糖奶，再經均質和滅菌，最 后進行干燥制成。
本發明中所述的無乳糖或低乳糖的牛奶制備方法也適用無糖和 低糖羊奶制品的制作。 -
本發明的優點是
1、 先以凝乳法將凝乳沉淀出來，可提高膜法去除乳清中乳
糖的效率，降低生產成本；
2、 凝乳與去乳糖乳清和脂肪重組可保留原乳除乳糖外絕大 部分營養物質；
3、 本法生產的去乳糖牛乳制品，不僅乳糖減少，總糖含量 也降低，同時保持了原乳風味、口感。
4、 本品還可與其它產品組合，進一步制作其它無或低糖健 康食品。
具體實施例方式
下面通過對本發明的具體實施例的詳細描述進一步說明本發明， 但實施例并不意味著對本發明的限制。
實施例1
取健康母牛分泌的乳汁100公斤，離心脫脂后，加熱61'C， 30
分鐘消毒。降溫至4rc后邊攪拌消毒乳液，邊緩慢均勻加入io%
CaCl2 100ml和0.2%牛犢胃皺凝乳酶液1000ml于乳液中。靜置保持 45分鐘。凝乳反應結束后，乳液迅速升溫至45"C，以攪拌粉碎凝乳， 形成凝乳顆粒和上清液。上清液過濾傾出后再加入100公斤45'C清 水，繼續攪拌，再次將上清液過濾傾出。收集洗滌后的凝乳顆粒，以 終濃度O.Olmol檸檬酸鉀-檸檬酸緩沖液攪拌溶解，形成pH 6.7的乳 重溶液。收集后的上清液以超濾和納濾膜過濾處理去除乳糖，得含礦 物質和維生素的去乳糖乳清液。將乳重溶液與去乳糖乳清液和脂肪混 合，加熱6(TC， 20MPa均質，然后滅菌，制成無乳糖液態奶。經檢 測，此去乳糖液態奶的乳糖含量《0.5%，總糖《0.5%，脂肪》3.0%， 蛋白質》2.9%。或進一步使之烘干成粉末，制成無乳糖奶粉，經檢測， 此去乳糖奶粉其含量乳糖《5%，總糖《5%，蛋白質》30%。
實施例2
取食品級脫脂乳粉(脂肪含量《2.0%) IO公斤，以90公斤水溶 解成復原乳。對復原乳液邊攪拌，邊緩慢同時加入10M乳酸鈣3000ml， 和0.2%番木瓜凝乳酶液1000ml于乳液中，升溫達39°C ，保溫20分 鐘。凝乳反應結束后，乳液迅速加溫至55°C，以攪拌粉碎凝乳，形 成凝乳顆粒和上清液。將上清液傾出后再加入100公斤45。C清水，
繼續攪拌，再次將上清液傾出。過濾收集洗滌后的凝乳顆粒，以終濃
度0.01mol碳酸鉀-檸檬酸復合緩沖液和0.2%蔗糖酯攪拌溶解和乳化， 形成pH為7.0的乳重溶液。收集后的上清液以超濾和納濾膜過濾處 理去除乳糖，截留液為含礦物質的去乳糖乳清液。將乳重溶液與去乳 糖乳清液混合均質，加熱滅菌，制成無糖液態奶。經檢測，此無乳糖 液態奶的乳糖含量≤0.5%,總糖≤0.5%，脂肪≤1.5%，蛋白質≥ 2.9%。
實施例3
取健康母牛分泌的乳汁100公斤，離心脫脂后，乳液邊攪拌，邊 緩慢加入CaCl2 1000ml ，接著將2 N鹽酸液緩慢均勻加入乳液中， 同時加溫達41°C，使乳液pH降至5.0靜置保持45分鐘。凝乳反應結 束后，以攪拌粉碎凝乳，形成凝乳顆粒和上清液。將上清液傾出后再 加入100公斤清水，繼續攪拌，再次將上清液傾出。重復以上步驟直 至上清液pH為6.5。收集洗滌后的凝乳顆粒，以磷酸氫二鉀一磷酸 二氫鉀緩沖液攪拌溶解，形成pH6.8乳重溶液。收集后的上清液以 膜過濾處理去除乳糖，截留液為含礦物質的去乳糖乳清液。將乳重溶 液與去乳糖乳清液混合得80公斤的無乳糖奶，再與80公斤普通新鮮 牛乳相混，經均質，加熱滅菌，制成低糖液態奶。經檢測，此低乳糖 液態奶的乳糖含量≤2.5%，總糖≤2.5%，脂肪≥1.5%，蛋白質≥2.9%。
實施例4
取食品級脫脂乳粉(脂肪含量≤2.0%) IO公斤，以90公斤水溶解 成低脂乳液。經乳酸制劑凝乳、檸檬酸緩沖液溶解，形成乳重溶液。
將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質，加熱滅菌，制成無糖液態奶。經檢測，此無 乳糖液態奶的含量乳糖《0.5%，總糖《0.5%，脂肪>1.5%，蛋白 質》2.9%。
實施例5
取健康母牛分泌的乳汁100公斤，乳液邊攪拌，邊緩慢加入10% CaCl2 100ml ， 0.2%毛霉凝乳酶液1000ml和IN鹽酸液緩慢均勻加 入乳液中，同時加溫達39'C，使乳液pH降至6.5靜置保持45分鐘。 凝乳反應結束后，以攪拌粉碎凝乳，形成凝乳顆粒和上清液。將上清 液傾出后再加入100公斤清水，繼續攪拌，再次將上清液傾出。收集 洗滌后的凝乳顆粒，以檸檬酸鈉-檸檬酸緩沖液攪拌溶解，形成pH 為6.8的乳重溶液。收集后的上清液以膜過濾處理去除乳糖，截留液 為含礦物質的去乳糖乳清液。將乳重溶液與去乳糖乳清液混合得80 公斤的去乳糖奶，經均質，加熱滅菌，制成低糖液態奶。經檢測，此 低乳糖液態奶的乳糖含量《2.5%，總糖《2.5%，脂肪>3%，蛋白質 》2.9%。
實施例6
取羊乳汁1公斤，經無花果蛋白凝乳酶、CaCl2凝乳，分別得凝 乳和上清液。凝乳以pH為7. 0的檸檬酸緩沖液溶解，形成乳重溶液。 上清液以膜過濾方式去除乳糖。將乳重溶液與去乳糖上清液均質混 合，得無糖羊奶。經檢測，此無乳糖羊奶的含量乳糖《0.5%，總糖 《0.5%，脂肪》1.5%，蛋白質》2.9%。
權利要求
1. 一種去乳糖牛乳制品的制備方法，其特征是所述的去乳糖牛乳制品是通過下述A(1)～(6)、A(1)～(7)、B(1)～(5)或B(1)～(6)四種步驟獲得A. (1)對牛乳液先作脫脂處理，分別得低脂牛乳液和牛乳脂肪；(2)對A(1)的低脂牛乳液加熱，邊攪拌邊加入凝乳劑和鈣鹽液，使之形成凝乳狀態；(3)對凝乳加熱，并作攪拌切割，形成凝乳顆粒和上清液，經分離，分別收集得到凝乳顆粒和上清液；(4)凝乳顆粒以溶乳劑溶解，形成乳重溶液，乳重溶液的pH值控制在6.6～7.0；(5)將A(3)得到的上清液，以膜分離技術去除乳糖，得到去乳糖乳清液或去乳糖乳清粉；(6)將A(4)的乳重溶液與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劑進行剪切乳化反應，得到無乳糖牛乳液；(7)對A(6)無乳糖牛乳液進行均質、消毒得無乳糖液態奶、干燥制成無乳糖奶粉；或將A(6)無乳糖牛乳液與普通牛乳液相混合后進行均質、消毒得低乳糖液態奶、干燥制成低乳糖奶粉；B. (1)對牛乳液加熱，邊攪拌邊加入凝乳劑和鈣鹽液，使之形成凝乳狀態；(2)對凝乳加熱，并作攪拌切割，形成凝乳顆粒和上清液，經分離，分別收集得到凝乳顆粒和上清液；(3)凝乳顆粒以溶乳劑溶解，形成乳重溶液，乳重溶液的pH值控制在6.6～7.0；(4)將B(2)得到的上清液，以膜分離技術去除乳糖，得到去乳糖乳清液或去乳糖乳清粉；(5)將B(3)的乳重溶液與B(4)的去乳糖乳清液或去乳糖乳清粉混合溶解，并加入乳化劑進行剪切乳化反應，得到低乳糖牛乳液；(6)對低乳糖牛乳液進行均質、消毒得低乳糖液態奶或干燥制成低乳糖奶粉。
2. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征是所述步驟A (1)中的 牛乳液是指新鮮牛乳或食品級奶粉以飲用水溶解制取。
3. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征為所述步驟A(l)中低 脂牛乳液的脂肪含量在0.2 2.0 %之間。
4. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征是所述步驟A (2)或B(1)中的凝乳劑是凝乳酶、酸制劑或凝乳酶和酸制劑的合劑。
5. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征為所述步驟A (2)或B(1)中的鈣鹽包括氯化f丐或擰檬酸鈣或乳酸鈣。
6. 根據權利要求4所述的制備方法，其特征是所述的凝乳酶是動物 性凝乳酶或植物性凝乳酶或微生物凝乳酶；其中的動物性凝乳酶 指牛犢或羊犢的胃皺酶，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；所述的酸制劑是鹽酸、乳酸、檸檬酸或二 氧化碳氣體。
7. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征是所述步驟A (5)或B(4)中的膜分離技術指采用截留分子量為5000 20000的超濾和 截留分子量為100 350的納濾膜進行分離。
8. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征是所述步驟A(6)中根 據牛乳脂肪加入量分別得脫脂無糖牛乳液，或低脂無糖牛乳液， 或全脂無糖牛乳液。
9. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征是步驟A (4)或B (3) 所述的溶乳劑是碳酸鹽一檸檬酸緩沖液、檸檬酸鹽 一檸檬酸緩沖 液或磷酸鹽液緩沖液；所述的乳重溶液的鹽濃度控制在 0.005~0.03M。
10. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征為步驟A(6)或B (5)所 述的剪切乳化反應，其剪切乳化條件為轉速1000 4000rpm， 25~60 。C下反應10 60min。
11. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征是步驟A (7)所制得的 無乳糖液態奶或無乳糖奶粉與普通牛奶或奶粉配制成低乳糖液態 奶或低乳糖奶粉。
12. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征是適用于以羊奶作為原 料制得無乳糖羊液態奶、無乳糖羊奶粉、低乳糖羊液態奶或低乳 糖羊奶粉。
全文摘要
本發明是提供一種去除牛乳中乳糖的方法。具體的說以牛乳為原料經或不經脫脂、沉淀、超濾、重溶、混合和復原等步驟制成的去糖牛乳制品。此去乳糖牛乳可制成液態奶或固體奶粉。本法生產的去乳糖牛乳制品保持了原乳風味、口感和營養物質。還可與其它產品組合，進一步制成無或低糖健康食品。
文檔編號A23C9/16GK101380042SQ20081000900
公開日2009年3月11日 申請日期2008年1月25日 優先權日2008年1月25日
發明者曹美英, 王海霞, 顏貽謀, 顏貽謙 申請人:上海尚龍乳業有限公司