本發(fā)明涉及乳制品深加工領域，尤其涉及一種利用膜處理工藝生產的濃縮牛奶蛋白粉及其制備方法。

背景技術：

濃縮牛奶蛋白粉(MPC)是指以生牛乳(添加或不添加其他乳品原料)為原料，經凈乳、巴氏殺菌、脫脂(或不脫脂)、超濾濃縮等，除去其中的部分水分、脂肪、乳糖和礦物質后，再經過干燥噴粉等工序加工制成的乳制品，在酸奶、乳飲料、中性奶、烘焙食品、肉制品、運動營養(yǎng)食品等產品中均有非常廣泛的應用。

目前，濃縮牛奶蛋白粉在國內市場上主要依賴進口，且存在供應不穩(wěn)定、供貨周期長、價格波動大等問題，與此同時，國內對MPC的需求與日俱增，而對其研究只停留在實驗室層面，因此，急需進行工業(yè)化生產方面的相關研究和實踐。

本發(fā)明旨在提供一種濃縮牛奶蛋白粉及其制備方法，降低整個濃縮過程中所使用的溫度，減少蛋白質的變性程度，極大程度的保留濃縮牛奶蛋白粉的營養(yǎng)價值。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種利用超濾膜處理工藝生產的濃縮牛奶蛋白粉及其制備方法，減少蛋白質的變性程度，保留濃縮牛奶蛋白粉的營養(yǎng)價值。

本發(fā)明解決該技術問題的技術方案是：

一種利用膜處理工藝制備濃縮牛奶蛋白粉的方法，以生牛乳為原料，包括如下步驟：

a.生牛乳按照GB 19302檢驗合格后，在原料罐中暫時儲存，其儲存條件為，溫度≤7℃，時間≤24小時；

b.將生牛乳預熱至溫度為55℃～65℃后，在離心除菌機中進行離心除菌，之后再利用離心分離機進行離心分離，得到脫脂乳，其脂肪含量≤0.1％；

c.利用巴氏殺菌機對脫脂乳進行巴氏殺菌，條件為，溫度75℃～95℃，時間15秒～30秒，之后在脫脂乳儲罐中暫時儲存；

d.將脫脂乳輸送至超濾膜設備并設定濃縮因子，根據最終產品蛋白質含量的要求設定相應的濃縮因子，控制體系的溫度≤50℃，使脫脂乳在超濾膜設備中構建固形物，當固形物的指標達到要求值，即，3.8％≤蛋白質含量＜15.0％時，構建固形物過程結束，得到截留液；當要求截留液的蛋白質含量≥15.0％時，構建固形物的過程中需要在超濾膜設備的濃縮液側不斷添加洗濾水，直到固形物的指標達到要求值，即，蛋白質含量≥15.0％時，構建固形物過程結束，此時，仍需要在超濾膜設備的濃縮液側不斷添加洗濾水，從而得到截留液，其中，洗濾水為生產用反滲透純凈水，其添加量為進料量的10％～50％；

e.將截留液經過蒸發(fā)器濃縮，得到濃縮液，并在濃縮液儲罐中進行暫時儲存，其中，蒸發(fā)器的操作條件為，真空度0.05MPa～0.10MPa，溫度50℃～70℃，所得濃縮液的總固形物含量為28％～40％；

f.將濃縮液在管式換熱器中預熱至40℃～60℃后，利用高壓泵輸送至噴霧干燥塔的塔頂，先后經過噴霧干燥塔和流化床進行干燥，得到濃縮牛奶蛋白粉，其中，噴霧干燥塔的操作條件為，高壓泵壓力100bar～250bar，送風溫度120℃～190℃，排風溫度60℃～90℃，塔內負壓－100Pa～－200Pa，流化床的操作條件為，一段溫度為50℃～80℃，二段溫度為40℃～70℃，三段溫度為35℃以下；

g.在潔凈間內利用粉包裝機將濃縮牛奶蛋白粉進行包裝和金屬檢測。

另外，在生產過程中可以添加粉狀乳品原料或液體乳清中的一種作為其他原料，粉狀乳品原料為脫脂乳粉或乳清蛋白粉中的一種或兩種，脫脂乳粉的檢測依據為GB 19644，液體乳清和乳清蛋白粉的檢測依據為GB 11674，其他原料的添加方式為下述方式中的一種：

(1)將粉狀乳品原料與純凈水復溶，配制成濃度為8％～12％的溶液，該溶液的添加量為生牛乳用量的0～50％，再進行巴氏殺菌，之后與步驟c中的脫脂乳進行混合，再在脫脂乳儲罐中進行暫時儲存，并繼續(xù)進行后續(xù)操作；

(2)將粉狀乳品原料與純凈水復溶，配制成濃度為25％～35％的溶液，該溶液的添加量為生牛乳用量的0～50％，再進行巴氏殺菌，之后與步驟e中的濃縮液進行混合，再在濃縮液儲罐中進行暫時儲存，并繼續(xù)進行后續(xù)操作；

(3)將粉狀乳品原料按照直接與步驟f中經過干燥后的濃縮牛奶蛋白粉進行混合，之后繼續(xù)進行后續(xù)操作，其中，粉狀乳品原料的添加量為生牛乳用量的0～50％；

(4)將液體乳清進行巴氏殺菌后，再與步驟c中的脫脂乳進行混合，再在脫脂乳儲罐中進行暫時儲存，并繼續(xù)進行后續(xù)操作，其中，液體乳清的添加量為生牛乳用量的0～50％。

一種利用上述膜處理工藝所制備的濃縮牛奶蛋白粉，其蛋白質含量按干基計≥42.0％，脂肪含量≤6.0％，水分含量≤7.0％，乳糖含量≤45.0％。

利用本發(fā)明的膜處理工藝所制備的濃縮牛奶蛋白粉，提高了蛋白質的含量，減少了部分脂肪、乳糖和礦物質，使得產品的附加值更高，是一種新型的蛋白質來源，從而進一步提升當前國內乳制品的生產結構。

附圖說明

圖1為本發(fā)明利用膜處理工藝生產濃縮牛奶蛋白粉的生產工藝流程圖；

圖2為利用本發(fā)明膜處理工藝生產的濃縮牛奶蛋白粉的實物圖。

具體實施方式

實施例1

一種利用膜處理工藝制備濃縮牛奶蛋白粉的方法，具體包括如下步驟：

(1)生牛乳按照GB 19302檢驗合格后，在原料罐中暫時儲存，其儲存條件為，溫度2℃，時間10小時；

(2)將生牛乳預熱至溫度為55℃后，在離心除菌機中進行離心除菌，之后再利用離心分離機進行離心分離，得到脫脂乳，其脂肪含量為0.05％；

(3)利用巴氏殺菌機對脫脂乳進行巴氏殺菌，條件為，溫度75℃，時間30秒，之后在脫脂乳儲罐中暫時儲存；

(4)將脫脂乳以9噸/小時的流速輸送至超濾膜設備并設定濃縮因子為3.0︰1，控制體系的溫度≤50℃，使脫脂乳在超濾膜設備中循環(huán)構建固形物，當截留液的指標達到要求值時，構建固形物過程結束，得到截留液，此時，截留液的蛋白質含量為8.86％，脂肪含量為0.18％，總固形物含量為15.70％；

(5)將截留液經過蒸發(fā)器濃縮，得到濃縮液，并在濃縮液儲罐中進行暫時儲存，其中，蒸發(fā)器的操作條件為，真空度0.07MPa，溫度50℃，所得濃縮液的總固形物含量為28％；

(6)將濃縮液在管式換熱器中預熱至40℃后，利用高壓泵輸送至噴霧干燥塔的塔頂，先后經過噴霧干燥塔和流化床進行干燥，得到濃縮牛奶蛋白粉，其中，噴霧干燥塔的操作條件為，高壓泵壓力100bar～250bar，送風溫度120℃～190℃，排風溫度60℃～90℃，塔內負壓－100Pa～－200Pa，流化床的操作條件為，一段溫度為50℃～80℃，二段溫度為40℃～70℃，三段溫度為35℃以下；

(7)在潔凈間內利用粉包裝機將濃縮牛奶蛋白粉進行包裝和金屬檢測。

一種按照實施例1所述膜處理工藝所制備的濃縮牛奶蛋白粉，其蛋白質含量按干基計為56.5％，脂肪含量為0.92％，水分含量為5.12％，乳糖含量為32.1％。

實施例2

一種利用膜處理工藝制備濃縮牛奶蛋白粉的方法，具體包括如下步驟：

(1)生牛乳按照GB 19302檢驗合格后，在原料罐中暫時儲存，其儲存條件為，溫度4℃，時間15小時；

(2)將生牛乳預熱至溫度為63℃后，在離心除菌機中進行離心除菌，之后再利用離心分離機進行離心分離，得到脫脂乳，其脂肪含量為0.06％；

(3)利用巴氏殺菌機對脫脂乳進行巴氏殺菌，條件為，溫度80℃，時間30秒，之后在脫脂乳儲罐中暫時儲存；同時，將脫脂乳粉與純凈水復溶為10％的復溶脫脂乳粉溶液，進行巴氏殺菌，條件為，溫度80℃，時間30秒，之后再與脫脂乳混合并在脫脂乳儲罐中暫時儲存，其中，復溶脫脂乳粉溶液的添加量為生牛乳用量的30％；

(5)將脫脂乳以10噸/小時的流速輸送至超濾膜設備并設定濃縮因子為5.0︰1，控制體系的溫度≤50℃，使脫脂乳在超濾膜設備中循環(huán)構建固形物，當截留液的指標達到要求值時，構建固形物過程結束，得到截留液，此時，截留液的蛋白質含量為14.98％，脂肪含量為0.36％，總固形物含量為21.04％；

(6)將截留液經過蒸發(fā)器濃縮，得到濃縮液，并在濃縮液儲罐中進行暫時儲存，其中，蒸發(fā)器的操作條件為，真空度0.08MPa，溫度53℃，所得濃縮液的總固形物含量為35％；

(7)將濃縮液在管式換熱器中預熱至50℃后，利用高壓泵輸送至噴霧干燥塔的塔頂，先后經過噴霧干燥塔和流化床進行干燥，得到濃縮牛奶蛋白粉，其中，噴霧干燥塔的操作條件為，高壓泵壓力100bar～250bar，送風溫度120℃～190℃，排風溫度60℃～90℃，塔內負壓－100Pa～－200Pa，流化床的操作條件為，一段溫度為50℃～80℃，二段溫度為40℃～70℃，三段溫度為35℃以下；

(8)在潔凈間內利用粉包裝機將濃縮牛奶蛋白粉進行包裝和金屬檢測。

一種按照實施例2所述膜處理工藝所制備的濃縮牛奶蛋白粉，其蛋白質含量按干基計為71.17％，脂肪含量為1.28％，水分含量為4.84％，乳糖含量為17.7％。

實施例3

一種利用膜處理工藝制備濃縮牛奶蛋白粉的方法，具體包括如下步驟：

(1)生牛乳按照GB 19302檢驗合格后，在原料罐中暫時儲存，其儲存條件為，溫度5℃，時間20小時；

(2)將生牛乳預熱至溫度為65℃后，在離心除菌機中進行離心除菌，之后再利用離心分離機進行離心分離，得到脫脂乳，其脂肪含量為0.1％；

(3)利用巴氏殺菌機對脫脂乳進行巴氏殺菌，條件為，溫度95℃，時間15秒，之后在脫脂乳儲罐中暫時儲存；

(4)將脫脂乳以15噸/小時的流速輸送至超濾膜設備并設定濃縮因子為6.0︰1，控制體系的溫度≤50℃，使脫脂乳在超濾膜設備中循環(huán)構建固形物，在構件固形物的過程中，測得截留液的蛋白質含量為18.26％，脂肪含量為0.42％，總固形物含量為23.84％，此時，再在膜過濾設備的濃縮液側按照進料量的30％添加洗濾水，使截留液中蛋白質的含量＜15.0％，構建固形物過程結束，得到截留液；

(5)將截留液經過蒸發(fā)器濃縮，得到濃縮液，并在濃縮液儲罐中進行暫時儲存，其中，蒸發(fā)器的操作條件為，真空度0.10MPa，溫度55℃，所得濃縮液的總固形物含量為40％；

(6)將濃縮液在管式換熱器中預熱至60℃后，利用高壓泵輸送至噴霧干燥塔的塔頂，先后經過噴霧干燥塔和流化床進行干燥，得到濃縮牛奶蛋白粉，其中，噴霧干燥塔的操作條件為，高壓泵壓力100bar～250bar，送風溫度120℃～190℃，排風溫度60℃～90℃，塔內負壓－100Pa～－200Pa，流化床的操作條件為，一段溫度為50℃～80℃，二段溫度為40℃～70℃，三段溫度為35℃以下；

(7)在潔凈間內利用粉包裝機將濃縮牛奶蛋白粉進行包裝和金屬檢測。

一種按照實施例3所述膜處理工藝所制備的濃縮牛奶蛋白粉，其蛋白質含量按干基計為80.45％，脂肪含量為1.53％，水分含量為5.50％，乳糖含量為9.42％。