CN112136899A - 高品质乳粉及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及乳制品加工领域，具体涉及一种高活性乳粉的制备方法，其包括如下步骤：针对乳或乳制品采用冷浓缩，且在冷浓缩前或后采用低热能或冷杀菌，最后采用低温喷雾或冷冻干燥制备乳粉，其中，冷浓缩优选采用中压反渗透浓缩。采用本发明技术方案生产的乳粉，与常规工艺生产的乳粉在物理特性和热敏性成分上有明显差异，产品品质更优。

Description

高品质乳粉及其制备方法

技术领域

本发明涉及乳制品加工领域，具体涉及高活性乳粉的制备方法。

背景技术

目前国际、国内婴配粉、成人粉的需求量非常大，但是现在的奶粉生产工艺存在多种弊端，对营养造成极大的浪费。因现有喷粉工艺，均需要在热条件下进行生产，不能满足保持乳及乳制品中的原有口味，对活性敏感成分、营养成分造成极大的损失，奶粉营养价值大大降低。急需要开发一种能最大程度保留原奶营养成分的生产工艺，保留更多天然活性成分，提高产品的营养价值。

现有喷粉工艺，采用湿法工艺、干法工艺或干湿法混合工艺，湿法工艺指在液态奶中加入营养素，1次喷粉灌装完成，能最大程度保证奶粉的新鲜度和营养价值；干法工艺在全脂/脱脂奶粉中加入营养素，再重新分装完成，热敏性营养成分易于添加且工艺要求简单；干湿发混合工艺介于两者之间，有新鲜奶源时采用湿法工艺，非泌乳期时用干法工艺，均需要在高温下进行喷粉。

制得的乳粉至少需要下述这三个方面性能达到标准才能达到优质水平。

溶解性：是反映乳粉溶解并形成稳定悬浊液的能力，乳粉的溶解度是指乳粉与一定量的水混合后，能够复原成均一牛乳状态的性能，是指乳粉的最终溶解程度。乳粉的溶解度高低可一定程度地反映出乳粉中蛋白质的变形程度，若乳粉的溶解度低，乳粉中蛋白变性的量大，冲调时变性的蛋白质不能溶解。如果一种乳粉不能够充分溶解，那么它不能形成一个均匀的最终产品或中间产品，会导致固形物的损失和生产加工中的问题。不溶解的物质通常是变形的蛋白质或酪蛋白/乳清蛋白与乳糖的复合物。乳粉的溶解度可以用不溶度指数表示，不溶度指数越高，溶解性越差。通常不溶度指数小0.2时表示溶解性很好。

可湿性：可湿性是衡量乳粉被一定温度的水湿润的能力。可湿性取决于乳粉附聚物或单个颗粒的表面吸水能力，比如颗粒表面是否是抗水溶或是吸收水分过量而形成水分无法透过的膜。粉表面可以看成为一个复杂表面，其中间为由桥连接而成的毛细管网络。决定乳粉能否被湿润的因素是颗粒表面与水表面之间的活性。当颗粒被湿润后，乳粉中的物质开始分散和溶解，在颗粒周围形成浓奶溶液。通常脱脂乳粉比较容易湿润，这是因为脱脂乳粉的结构主要由易溶于水的无定形乳糖和蛋白质组成。而全脂乳粉颗粒常被一层脂肪覆盖(表面游离脂肪占乳粉的比例为0.5％～3％)，使乳粉颗粒难溶于水。此类因脂肪引起的乳粉颗粒不溶于水的问题，可通过在表面游离脂肪外增加一层表面活性剂(如磷脂)来解决。

分散性：乳粉的分散性反映稀释的聚集乳粉颗粒均匀分散于水中的能力，即将乳粉在水中轻轻搅拌，观察乳粉的分散情况。分散性是速溶乳粉的一个重要特性，分散性好的乳粉通常具有好的可湿性，而且没有细粉，附聚效果好。

因此，需要研制一种最大程度降低其中热敏性物质的损失，保留营养成分，且溶解性、分散性好的乳粉的制备方法

发明内容

本发明采用整个生产工艺流程在均低温下进行，最大程度降低热敏性物质的损失，保留营养成分。对原奶进行预处理之后，采用冷杀菌技术(分离除菌技术、微滤除菌、微筛过滤、紫外杀菌、连续性超高压杀菌技术等)结合巴氏杀菌技术进行除菌工艺，降低巴氏杀菌热负荷强度，之后冷浓缩技术(中压反渗透浓缩、正渗透浓缩、高压反渗透浓缩)对原奶进行浓缩，减少产品热加工处理，使其总固形物含量达30-60％，之后进行冷喷粉工艺(如低温静电喷雾干燥、低温进风温度喷雾)，制成高活性全脂乳粉，保留更多的天然活性成分，提高产品的营养价值。

本发明是针对现有采用乳及乳制品作为原料在乳粉生产技术中不能满足保持乳及乳制品中的原有口味、活性敏感成分、营养物质而做出的组合式综合性制粉技术，包含主要技术有冷浓缩技术、低热能或冷杀菌、低温或冷干燥技术，合理组合上述技术实现保持乳及乳制品原料液中的原有活性敏感成分，气味等优势，在每个环节实施步骤采用有效精确流量匹配，参数匹配。最终实现乳及乳制品粉的高营养成分、气味保持的特性。

所述乳及乳制品包括，牛乳、羊乳、驴乳、马乳、骆驼乳，同时也包含通过上述乳原料经过分离、组合、配料所形成的乳制品原液，不限于其他如动物、植物功能性提取物的料液制粉原料；

其中冷浓缩，包括正渗透浓缩(FO)、高压反渗透浓缩(RO)、中压反渗透浓缩，但优选采用中压反渗透浓缩，即使用中压反渗透膜对生乳进行反渗透浓缩处理的步骤；所述中压反渗透浓缩处理是对反渗透系统克服乳或乳制品的渗透压、改善流动性、工作温度、工作面积做出的精确控制的中压反渗透浓缩处理步骤。

所述中压反渗透浓缩处理采用膜最后一级的终端渗透压力在32-42bar之间运行，精确适应浓缩乳及乳制品的渗透压力，降低高压力＞42bar所带来的能耗增加，同时能够降低高压产生的机械影响带来的口味变化。

一方面，其中，需要控制好膜最后一级的终端渗透压力。

优选地，所述中压反渗透膜处理中压力控制在32-42bar，依据乳及乳制品的干物质浓度值在40％以下时，自由匹配渗透压力梯度，同时实现用最小压力提高干物质浓度目标到达40％，中压反渗透还可降低以往使用高压设备的制作成本。

一方面，其中，中压反渗透膜处理中工作温度可精确调整在0-20℃，工作温度过高会影响浓缩过程的营养变化，同时温度也会影响反渗透膜的过滤效率从而影响成本。

优选地，本发明中采用的是低温浓缩，采用冷却装置将浓缩液出口温度控制在10-14℃，有效控制成本同时完整保留活性敏感成分。

其次，所述的中压反渗透浓缩设备，其中的反渗透膜处理中选择合理的膜材料和膜芯。优选地，本发明中采用的是优选耐高压的卷式聚酰胺反渗透膜，KOCH8038 HR-VYV或其他同类膜，承受压力45bar，流道宽度46mil。

其中，所述中压反渗透膜处理中的膜工作面积是适应乳及乳制品浓缩的要求，综合中压反渗透膜通量控制，选择最佳的膜面积需要根据产能处理量设计实现。优选地，本发明中中压反渗透膜通量控制在运行8小时后仍然维持2L/m2/h---8L/m2/h的水平，选择最佳产能的工作面积，从而降低膜浓缩在运行过程中的机械能、购置膜材料的成本；

优选地，对所述中压反渗透膜处理的浓缩设备，包括膜芯、膜室、浓缩级数、膜组等，膜组包括一级或多级浓缩级数，浓缩级数包括一个或多个膜室，膜室包括1支或多支膜芯，即采用膜芯-膜室-浓缩级数-膜组的从小到大的顺序组合连接方式，利用随运行时间膜通量向膜设备的后段转移，综合保障膜运行效率。

优选地，具体顺序组合连接采用串联-并联-串联-串联的优化组合方式实施。更优选地，总体采用膜芯串联(4支)--膜室并联(6-8)--浓缩级数串联(5-6级)-膜组串联(3-4组)的顺序组合连接方式，降低能耗。更优选地，6级浓缩级每级设置1个循环泵，3段组合膜组中，第一段前3个浓缩级设置1个加压泵，中间2个浓缩级设置1个加压泵，最后1个浓缩级单独设置1个加压泵，精确调整流速、压力适应乳及乳制品的流动性，如此能够更好的适应渗透过程的压力和流量需求。

更优选地，在浓缩运行8小时时间通过膜通量向膜设备的后段转移，综合保障膜运行效率。

本发明方法中采用低热能杀菌或冷杀菌：所述的低热能或冷杀菌或除菌技术可以是一种或几种杀菌技术的组合，不限定前后的匹配关系；所述的组合式浓缩方法中提供的低热能或冷杀菌或除菌技术方法包括：使用蒸汽浸入式杀菌、巴氏杀菌、离心除菌、微筛膜除菌、紫外杀菌、放射线辐照杀菌、超声波杀菌、放电杀菌、高压杀菌、微波杀菌、磁场杀菌、静电杀菌、感应电子杀菌和强光脉冲杀菌等杀菌方式。通过不同杀菌的科学合理组合来保护乳及乳制品的原有气味、活性敏感成分、营养物质，在杀菌作用下保持，从而提升由于杀菌所带来的营养损失。其中，本发明的多种杀菌方式的组合是根据每种杀菌方式对某类菌杀菌效果好坏的分析，再组合另外一种杀灭其他种类的菌。例如，采用巴氏杀菌和离心除菌的组合，既可以杀灭常见菌和致病菌，也可以杀灭耐热的芽孢菌等。根据本发明的组合，采用两种或三种低热能杀菌或冷杀菌的方式的组合，优选地，分离除菌和巴氏杀菌的组合，分离除菌、微筛过滤和巴氏杀菌的组合，分离除菌、微筛过滤和蒸汽浸入式杀菌方式的组合，或者分离除菌、紫外杀菌和微波杀菌的组合。

本发明的杀菌的优点在于：一方面，所述浓缩乳及乳制品原料液采用的低热能或冷杀菌或除菌技术可以浓缩前或浓缩后能实现微生物指标的要求和气味、活性敏感成分、营养物质的保留指标要求。另一方面，对所述浓缩乳及乳制品采用的低热能或冷杀菌方法，适用于液体干物质浓度在40％的低热能或冷杀菌或除菌，实现乳及乳制品浓缩液或产品的微生物指标符合巴氏灭菌或制粉等指标的特性，可用于后续的加工或产品储存。

更优选地，在浓缩步骤前或后采用离心除菌步骤，在其他低热能或冷杀菌或除菌时作为组合除菌实施，除菌温度40-50℃；进一步优选地，在浓缩步骤前采用脱脂乳微筛膜过滤除菌，除菌温度40-50℃，除菌膜孔径0.5μm；乳脂肪采用杀菌温度137℃，杀菌时间4秒杀菌，后混合；

另一个优选实施方式中，在浓缩步骤之前采用杀菌温度151℃、杀菌时间0.1秒蒸汽浸入式杀菌，同步料液出口蒸汽浸入式杀菌去除杀菌产生的气味。对实施的乳及乳制品原料液杀菌可以保持乳及乳制品的原有气味，同时实现活性敏感成分、营养物质综合保留率高于50％。

更优选地，在浓缩步骤之前采用乳及乳制品原料液实施紫外杀菌，采用高通量玻璃，料液间隙层为0.2-0.5mm，紫外照射剂量为800J/L～1200J/L。乳及乳制品原料料液温度为10℃～50℃，同步料液出口采用蒸汽浸入式杀菌去除紫外杀菌产生的气味。保证对乳及乳制品杀菌可以保持乳及乳制品的原有气味，同时实现活性敏感成分、营养物质综合保留率高于60％以上。

更优选地，在浓缩步骤前或后采用杀菌温度85℃、杀菌时间15S巴氏杀菌，同时通过巴氏杀菌换热器装置设置成板式接触面的方式，控制巴氏杀菌过程料液与热水接触的面积和接触时间，从而使高浓缩液在巴氏杀菌条件下蛋白变性率降低，同步料液出口采用低温真空蒸发方式去除巴氏杀菌产生的气味。对实施浓缩后的乳及乳制品杀菌可以保持乳及乳制品的原有气味，解决高浓缩乳及乳制品料液热杀菌变性率高的问题，同时实现活性敏感成分、营养物质综合保留率高于50％。

本发明方法中的低温喷粉，在一种实施方式中，采用低温静电喷雾干燥(产品温度≈45℃)，避免采用传统高温喷雾干燥208℃喷粉(产品温度≈85℃)。在另一种实施方式中，可以采用低温进风温度喷雾干燥制粉、冷冻干燥制粉等方式。

其中，优选地，采用低温进风温度喷雾干燥制粉，乳及乳制品浓缩液泵入到喷雾系统。主进风通过加热器加热至所需温度，然后送入干燥塔顶部。空气分布器将其均匀分布在塔内，送风与雾化后的产品液滴接触，水分在几秒内迅速蒸发。蒸发本身具有冷却作用(固态颗粒在此产生)，因此产品并不会过热。通常情况下，固体颗粒的温度会比出风温度低15℃左右，因此选用进风温度120-140℃，出风温度60-70℃，固体颗粒控制在50℃以下，有效保护乳及乳制品粉中的活性敏感成分、营养物质保留率，同时避免微生物的污染。

另一种优选实施方式中，采用冷冻干燥制粉方式制粉，使用预制的敞开式包装容器，注入浓缩乳及乳制品浓缩液，采用20-42℃，24-48小时的冻干步骤，制成冻干乳及乳制品粉，然后冻干机内部封盖，形成单一小包装的冻干乳及乳制品粉，更有效保护乳及乳制品粉中的活性敏感成分、营养物质保留率，同时避免微生物的污染。或者采用冻干机直接冻干成粉。

再一种优选实施方式中，采用低温静电喷雾干燥制粉技术，使喷雾干燥雾化液滴的大小、温度相对可控，在静电作用下相互排斥，从而降低了干燥蒸发水分的难度，即水分蒸发所需的温度，减少了高温导致的核心有效成分的降解或者变性，因此选用进风温度50-80℃，出风温度40-50℃，固体颗粒控制在50℃以下，更有效保护乳及乳制品粉中的活性敏感成分、营养物质保留率。

本发明的一个具体优选实施方式如下：

1)原奶净乳：生乳到厂后进行理化指标检验TS 12.33％，脂肪3.2％，蛋白质3.1％，在收储过程温度控制在2-8℃；储存时间严格控制在8小时以内；对符合要求的生奶进行过滤除去物理杂质，进行净乳。上述处理步骤后的杂质度＜200PPM，体细胞数＜200000个/ml；

2)离心除菌：生乳暂存后在50-55℃，进入除菌分离机中进行除菌，离心力为7000-15000N，所后将生乳冷却至7℃，并储存，获得的生乳中总固含量为12.35％。

为了提高除菌效果，通常采用与微滤除菌、微筛过滤、紫外杀菌、连续性超高压杀菌技术相结合进行冷除菌。

3)低热杀菌：冷除菌后进行巴氏杀菌，85℃，15秒，进行低热杀菌，保证杀菌效果。实际生产工艺中也会采用蒸汽浸入式杀菌方式(151度，0.1秒)或紫外进行杀菌(800J/L～1200J/L)。

4)浓缩：中压反渗透膜采用膜间流道为46mil的反渗透膜芯，设备共计为6级浓缩级分成三段膜组，调整最后一段膜组压力达到40bar，启动每一级浓缩级的内循环泵，使得每个膜室内的膜表面流速达到4-6m/s，每只膜前后压力达到0.5-1bar，经过20-40min的预浓缩，调整循环过程的冷却水流量使整体料液温度控制在12℃以下，调节每一段膜组下向一段膜组输出的流量，控制总体所输出的浓缩比在3.3-3.5之间，使浓缩乳的干物质达到40％以上。浓缩步骤可以在杀菌前进行，也可以在杀菌后进行。

5)喷粉：采用低温静电喷雾干燥，进风温度50-80℃，出风温度40-50℃，固体颗粒控制在50℃以下，更有效保护乳及乳制品粉中的活性敏感成分、营养物质保留率。

采用该技术方案生产的乳粉，与常规工艺生产的乳粉在物理特性和某些热敏性成分上有明显差异，产品品质显著优于现有乳粉。主要表现在以下特征：物理功能特性：溶解性、分散性、可湿性比较好；化学特性：β-乳球蛋白(mg/mL)、α-乳白蛋白(mg/mL)、乳铁蛋白(mg/100g蛋白质)、维生素B12、维生素C和维生素B1含量比较高，尤其是实验表明，其中的β-乳球蛋白含量≥11mg/mL、乳果糖≥20mg/L、乳铁蛋白≥52mg/100g蛋白质、免疫球蛋白≥119mg/mL，远远高于对比例，显示出十分优异的效果。

附图说明

图1是示出本发明实施例中采用的中压反渗透浓缩设备的示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例来进一步说明本发明的技术方案，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改或替换均落入本发明的保护范围。

相关的测定方法：

1、不溶度指数的测定方法：将10g脱脂乳粉、13g全脂乳粉或6g乳清粉(若样品为浓奶则应根据其固形物含量折算)与100ml、24℃水混合，高速搅拌90S，静置15min,将50ml奶液转移到带有50ml刻度的锥

离心管中，离心5min，将上层清液倒出，再向锥

离心管倒入清水(为了读数方便)，然后放入离心机中再次离心5mi,读出沉淀量(以ml表示)，即为不溶度指数。

2、可湿性测定方法：国际乳品联合会(IDF)推荐的可湿性测定方法:将10g脱脂乳粉或全脂乳粉倒入250mL、25℃水中，用秒表记录所有粉湿润的时间。脱脂乳在15s之内全部湿润，可以称为速溶；对于全脂乳粉，当可湿性在30s～60s时将在水中有较好的分散性。

3、分散性的检测方法：国际入乳品联合会(IDF)开发了一种检测方法：将待测样品(脱脂乳粉25g或全脂乳粉34g)倒入水中(250g,25℃),手动搅拌20s,使乳粉分散成能穿过150微米筛子的粉颗粒。通过检测滤液的总干物质可得到穿过筛子后被溶解或分散的乳粉量，以百分数形式表示乳粉的分散性。国际乳品联合会(IDF)认为，全脂乳粉分散性在85％以上或脱脂乳粉分散性在90％以上才是速溶。

为了避免重复描述，下面将各实施例和对比例中步骤中所采用的具体操作统一描述如下：

原奶验收：原奶验收采用国家标准GB 19301-2010、NY/T 1172-2006，牛乳到厂后进行理化感官微生物的指标检验TS 11.8％，脂肪3.2％，蛋白质3.1％；

净乳及过滤：对符合要求的生奶进行过滤除去物理杂质，经过孔径0.50mm的双联过滤器并同时进行分离式净乳。

贮存或冷却贮存：进行过滤和净乳后的生乳冷却至7℃，并储存，控制储存时间＜4小时。同时进行相关过程指标检测；

离心脱脂：生乳升温到50℃，进入离心分离机中进行脱脂，脱脂乳脂肪含量控制在0.06％以下，稀奶油的脂肪含量控制在35％；

离心除菌：前段工序产品升温到50-55℃，进入除菌分离机中进行除菌，离心力为7000-15000N。

巴氏杀菌：前段工序产品立即进入巴氏杀菌，升温至杀菌温度72-85℃、保持15秒时间实现巴氏杀菌步骤；然后冷却到4-10℃。

紫外杀菌：前段工序产品立即进入紫外杀菌段，调整紫外杀菌的总体强度值达到800J/L～1200J/L，对在玻璃夹层中牛乳进行紫外杀菌，杀菌温度为10-50℃。

蒸汽浸入式杀菌：前段工序产品立即进入蒸汽浸入式杀菌，升温至杀菌温度140-151℃时，杀菌时间0.1S、实现杀菌步骤；

微筛膜除菌：前段工序产品立即进入到微筛膜除菌，微筛膜选择高精度0.5μm的孔径，温度为40-50℃的条件进行膜除菌；

脱气：前段工序产品进入脱气段，温度调至脱气温度50-70℃、调整真空度为-0.1～-0.86bar进行脱气，去除牛乳中的气味，然后温度调至下个工序段所需温度；

中压反渗透浓缩：前段工序产品进入中压反渗透膜处理设备进行膜浓缩，其中，中压反渗透膜采用膜间流道为46mil的反渗透膜芯，设备共计为6级浓缩级分成三段膜组，调整最后一段膜组压力达到40bar，启动每一级浓缩级的内循环泵，使得每个膜室内的膜表面流速达到4-6m/s，每只膜前后压力达到0.5-1bar，经过20-40min的预浓缩，调整循环过程的冷却水流量使整体料液温度控制在12℃以下，调节每一段膜组下向一段膜组输出的流量，控制总体所输出的浓缩比在3.3-3.5之间，使浓缩乳的干物质达到40％以上。具体所使用的中压反渗透浓缩设备如图1所示。

高压反渗透浓缩(RO)：前段工序产品进入高压反渗透膜处理设备进行膜浓缩，其中，中压压反渗透膜采用膜间流道为46mil的反渗透膜芯，设备共计为10级浓缩级分成四段膜组，调整最后一段膜组压力达到50-60bar，启动每一级浓缩级的内循环泵，使得每个膜室内的膜表面流速达到4-6m/s，每只膜前后压力达到0.5-1bar，经过20-40min的预浓缩，调整循环过程的冷却水流量使整体料液温度控制在12℃以下，调节每一段膜组下向一段膜组输出的流量，控制总体所输出的浓缩比在3.3-3.5之间，使浓缩乳的干物质达到40％以上。

正渗透浓缩(FO)：前段工序产品进入正渗透膜系统，进入正渗透膜浓缩系统的温度为20℃，正渗透膜配备温控系统，全程保持温度20℃，正渗透膜汲取液侧流速与原液侧流速比例为1：4，中膜通量随着体系的动态变化在(0.5～1LMH之间摆动)。保持汲取液浓度在9％左右直至浓缩结束。使用的正渗透膜系统为卷式膜，膜面积与进料体积比为2:1；浓缩乳总固含量在30～60％之间。

混合标准化：将前段工序产品与杀菌后的稀奶油进行混合标准化，到达浓缩乳的成分比例；标准化后的浓缩乳进入贮存罐中持续打冷到4-8℃储存检验，然后快速到达灌装机灌装或者进入下一段工序

真空浓缩：前段工序产品进入真空浓缩蒸发器进行热浓缩，真空度保持在81-90Kpa，乳温50-60℃，多效蒸发室末效内的真空度应保持在83.8-85kpa，乳温40-45℃，加热蒸汽的压力控制在0-1kg/cm2,使浓缩乳的干物质达到40％以上，然后冷却至下个工序段所需温度。

浓缩液或浓缩产品：浓缩乳进入贮存罐中持续打冷到4-8℃储存检验，然后快速到达灌装机灌装或者进入下一段工序。

打冷：在浓缩后需要将温度降低到8℃以下，然后在储存罐中持续降低并保持温度在4-8℃。

静电喷雾干燥：进风温度50-80℃，出风温度40-50℃，固体颗粒控制在50℃以下，更有效保护乳及乳制品粉中的活性敏感成分、营养物质保留率。

低温进风温度喷雾干燥：使用预制的敞开式包装容器，注入浓缩乳及乳制品浓缩液，采用20-42℃，24-48小时的冻干步骤，制成冻干乳及乳制品粉，然后冻干机内部封盖，形成单一小包装的冻干乳及乳制品粉，更有效保护乳及乳制品粉中的活性敏感成分、营养物质。

采用冷冻干燥制粉方式制粉：使用预制的敞开式包装容器，注入浓缩乳及乳制品浓缩液，采用20-42℃，24-48小时的冻干步骤，制成冻干乳及乳制品粉，然后冻干机内部封盖，形成单一小包装的冻干乳及乳制品粉，更有效保护乳及乳制品粉中的活性敏感成分、营养物质保留率，同时避免微生物的污染。或者采用冻干机直接冻干成粉。

常规喷雾干燥：喷雾干燥分为两个阶段，第一阶段是将预处理过的牛乳浓缩至乳固体含量为45％-55％,第二阶段将浓缩乳泵入干燥塔中进行干燥。干燥过程需要大量的热量，热量来源是干热的空气(进风)，一般进风温度180-220℃，出风温度80-90℃，粉受热温度较高，导致营养成分损失严重，蛋白变性严重。

实施例1：中压反渗透浓缩，分离除菌，巴氏杀菌，静电喷雾干燥

具体过程如下：原奶验收-过滤净乳-中压反渗透浓缩-离心除菌-脱气-巴氏杀菌(85度，15秒)-打冷-低温静电喷雾干燥。对获得的产品进行检测，其结果如表1所示。以下实施例和对比例均如此，不再重复描述。

实施例2：分离除菌，巴氏杀菌，中压反渗透浓缩，低温进风温度喷雾干燥

具体过程如下：原奶验收-过滤净乳-离心除菌-脱气-巴氏杀菌(85度，15秒)-中压反渗透-打冷-低温进风喷雾干燥

实施例3：分离除菌+微筛过滤，巴氏杀菌，中压反渗透浓缩方法，冷冻干燥制粉方式制粉

具体过程如下：原奶验收-过滤净乳-离心除菌-微筛过滤-脱气-巴氏杀菌(85度，15秒)-中压反渗透-打冷-冷冻干燥制

实施例4：RO冷浓缩方法，分离除菌+微虑除菌，巴氏杀菌，静电喷雾干燥

具体过程如下：原奶验收-过滤净乳-RO-离心除菌-微筛过滤-脱气-巴氏杀菌(85度，15秒)-静电喷雾干燥。

实施例5：中压反渗透浓缩，分离除菌+微筛过滤，蒸汽浸入式杀菌方式，静电喷雾干燥

具体过程如下：原奶验收-过滤净乳-中压反渗透浓缩-离心除菌-微筛过滤-蒸汽浸入式杀菌(151度，0.1秒)-静电喷雾干燥

实施例6：分离除菌+微筛过滤，蒸汽浸入式杀菌方式，FO冷浓缩方法，低温进风温度喷雾干燥

具体过程如下：原奶验收-过滤净乳-离心除菌-微筛过滤-蒸汽浸入式杀菌(151度，0.1秒)-FO-打冷-低温进风温度喷雾干燥。

实施例7：分离除菌+紫外杀菌，微波杀菌，中压反渗透浓缩方法，静电喷雾干燥

具体过程如下：原奶验收-过滤净乳-离心除菌-紫外杀菌-微波杀菌-中压反渗透浓缩-打冷-静电喷雾干燥。

实施例8：中压反渗透浓缩方法，分离除菌+紫外杀菌，蒸汽浸入式杀菌方式，采用冷冻干燥制粉方式制粉

具体过程如下：原奶验收-过滤净乳-中压反渗透浓缩-离心除菌-紫外-蒸汽浸入式杀菌(151度，0.1秒)-冷冻干燥制粉。

实施例9：离心除菌+紫外杀菌，巴氏杀菌，FO冷浓缩方法，低温进风温度喷雾干燥制粉

具体过程如下：原奶验收-过滤净乳-离心除菌-紫外杀菌-巴氏杀菌(85度，15秒)-FO-打冷-低温进风温度喷雾干燥。

对比例1：采用传统湿法喷粉工艺(热浓缩+热杀菌+热喷粉)

具体过程如下：原奶验收-过滤净乳-真空浓缩-打冷-UHT-常规喷雾干燥

对比例2：热浓缩+冷杀菌+热喷粉

具体过程如下：原奶验收-过滤净乳-真空浓缩-打冷-离心除菌-紫外杀菌-常规喷雾干燥对比例3：热浓缩+冷杀菌+冷喷粉

具体过程如下：原奶验收-过滤净乳-真空浓缩-打冷-离心除菌-紫外杀菌-静电喷雾干燥

对比例4：热浓缩+热杀菌+冷喷粉

具体过程如下：原奶验收-过滤净乳-真空浓缩-打冷-UHT-静电喷雾干燥。

对比例5：分离除菌+紫外杀菌，微波杀菌，中压反渗透浓缩方法，常规喷雾干燥

具体过程如下：原奶验收-过滤净乳-离心除菌-紫外杀菌-微波杀菌-中压反渗透浓缩-打冷-常规喷雾干燥。

对上述各实施例和对比例获得的粉末进行检测，其实验数据如下：

乳粉营养价值高且活性成分高的指标有β-乳球蛋白、乳果糖、糠氨酸、乳铁蛋白、免疫球蛋白，即这些成分的含量越高，说明乳粉的营养价值越高；且实施例1-9中数据要远远高于对比例1-4中数据。其中，对比例1目前市面上所有乳粉常规采用的技术，生产的乳粉营养成分几乎都流失，乳粉的质量也不好。对比例2、3、4、5说明，三个步骤都必须要采用冷的方法，才能最终保证粉的营养成分最大化的保留，粉的质量才好，否则某一个环节采用加热的方式，都会导致粉的质量不好。

表征乳粉品质的指标有溶解性(不溶度指数)、分散性、可湿性；不溶度指数越高，产品中蛋白变性越大，产品的溶解性越差。可湿性指数越低，说明产品越易溶于水。分散性是速溶乳粉的一个重要特性，分散性指数高，产品的分散性越好，乳粉通常具有好的可湿性，而且没有细粉，附聚效果好。实施例1-10与对比例1-4中的数据非常明显的可以产出效果。

表征乳粉的消化吸收状况的指标有，游离氨基酸的含量，做体外模拟消化实验，游离氨基酸的含量能直接反应产品的消化吸收状况，含量越高，说明消化吸收率越好。

Claims (10)

1.一种高活性乳粉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：针对乳或乳制品采用冷浓缩，且在冷浓缩前或后采用低热能或冷杀菌，最后采用低温喷雾或冷冻干燥制备乳粉。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述乳乳或乳制品选自牛乳、羊乳、驴乳、马乳、骆驼乳，这些乳原料经过分离、组合、配料所形成的乳制品原液。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述低热能或冷杀菌选自蒸汽浸入式杀菌、巴氏杀菌、离心除菌、微筛膜除菌、紫外杀菌、放射线辐照杀菌、超声波杀菌、放电杀菌、高压杀菌、微波杀菌、磁场杀菌、静电杀菌、感应电子杀菌和强光脉冲杀菌中的一种或多种组合，优选其中的两种或三种组合，优选地，分离除菌和巴氏杀菌的组合，分离除菌、微筛过滤和巴氏杀菌的组合，分离除菌、微筛过滤和蒸汽浸入式杀菌方式的组合，或者分离除菌、紫外杀菌和微波杀菌的组合。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述冷浓缩采用中压反渗透浓缩，优选地，所述中压反渗透浓缩时，其中膜最后一级的终端渗透压力保持在32-42bar，工作温度控制在0-20℃，且采用冷却装置将浓缩液出口温度控制在10-14℃。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，其中所采用的中压反渗透膜浓缩设备，包括膜芯、膜室、浓缩级数、膜组，所述膜组包括一级或多级浓缩级数，浓缩级数包括一个或多个膜室，膜室包括一支或多支膜芯，即采用膜芯-膜室-浓缩级数-膜组的从小到大的顺序组合连接方式。

6.如权利要求5所述的浓缩方法，其特征在于，所述组合连接方式为膜芯串联-膜室并联-浓缩级数串联-膜组串联的顺序组合连接方式，更优选地，其是4支膜芯串联-6～8个膜室并联-5～6级浓缩级数串联-3-4组膜组串联的顺序组合连接方式；进一步优选地，6级浓缩级每级设置1个循环泵，3段组合膜组中，第一段前3个浓缩级设置1个加压泵，中间2个浓缩级设置1个加压泵，最后1个浓缩级单独设置1个加压泵；优选地，所述中压反渗透膜通量控制在运行8小时后仍然维持2L/m2/h---8L/m2/h的水平。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，低温喷雾选自低温静电喷雾干燥、低温进风喷雾干燥、冷冻干燥制粉。

8.如权利要求1至5任一项所述的制备方法，其特征在于，具体步骤包括，原奶验收-过滤净乳-中压反渗透浓缩-离心除菌-脱气-巴氏杀菌(优选85℃，15秒)-打冷-低温静电喷雾干燥。

9.如权利要求1至5任一项所述的制备方法，其特征在于，具体步骤包括:

1)原奶净乳：对生奶进行过滤除去物理杂质，进行净乳；

2)离心除菌：在50-55℃，进入除菌分离机中进行除菌，离心力为7000-15000N；

3)低热杀菌：冷除菌后进行巴氏杀菌，85℃，15秒；或者采用蒸汽浸入式杀菌，于151℃，杀菌0.1秒或800J/L～1200J/L条件下紫外进行杀菌；

4)浓缩：中压反渗透膜，在低热杀菌前或后进行；

5)喷粉：采用低温静电喷雾干燥，进风温度50-80℃，出风温度40-50℃，固体颗粒控制在50℃以下。

10.如权利要求1至9任一项所述的制备方法，其特征在于，通过所述方法获得的高活性乳粉，其中β-乳球蛋白含量≥11mg/mL、乳果糖≥20mg/L、乳铁蛋白≥52mg/100g蛋白质、免疫球蛋白≥119mg/mL。

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