用于提高乳糖生产的产量的方法技术

本发明专利技术涉及用于提高乳糖生产的产量的方法，具体涉及在α-乳糖晶体生产过程中提高产量的方法，其中（a）将含水乳糖溶液调节至介于约62至67℃之间的温度，（b）将溶液冷却至介于约20至30℃之间，（c）将所述溶液保持在该温度下持续0至5小时，（d）随后，将所述溶液重新加热至介于约30至35℃之间，（e）将所述溶液保持在该温度下持续0至5小时，（f）然后，将所述溶液冷却至约10℃，（g）随后，从第二母液中分离所析出的α-乳糖晶体，（h）向第二母液中加入一定量的碳水化合物，使得仍然是能溶的残余量的乳糖的溶度积被超过，（i）从该母液中分离所析出的第二数量的α-乳糖晶体，干燥，以及（j）将两种数量的α-乳糖晶体合并。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于乳品加工领域，涉及乳糖生产的改良方法。
技术介绍
乳糖属于二糖类，其由D-半乳糖和D-葡萄糖两个分子组成，这两个分子通过β-1,4-糖苷键连接在一起。 乳糖为无色的具有甜味的晶态物质；其甜度（取决于其浓度）为蔗糖甜度的25%至60%。乳糖为牛奶中的重要成分，具有多种营养生理学优势。例如，乳糖作为人体新陈代谢的能量来源，支持钙的再吸收，阻碍腐败细菌在肠内生长，并且当以较大剂量摄入时具有通便作用。在食品技术中，乳糖主要用于生产乳酸并用作冷冻食品的增稠剂。由于乳糖给食品带来奶油味道，因此其为广泛使用的添加剂。 乳糖为生产蛋白粉过程中的副产品。在该过程中，一般通过超滤从乳清中除去蛋白质，随后对其进行喷雾干燥。 国际专利申请WO 2002 050089 A1（Food Science Australia A）描述了一种乳糖的生产方法，如今普遍使用该方法。在加工的第一步中，通过逆向渗透（RO）或纳米过滤（NF）对超滤乳清所得到的透过物进行浓缩。然后，通过两步法对由此得到的浓缩物进行去矿化处理，即首先使浓缩物与碱土盐（一般为氯化钙的水溶液）反应，由此使矿物质沉淀，成为磷酸钙。在第二沉淀步骤过程中，通过添加低级醇使钙盐的溶解度进一步降低并使另一磷酸盐沉淀。随后通过适当的过滤设备（例如膜、分离器等）分离盐。随后将纯化的乳糖溶液进行真空蒸馏并将该乳糖溶液调整为固体含量按重量计为约65%。 专利US 4,202,909也描述了一种获得乳糖的方法，其中，首先对乳清进行超滤，将得到的透过物进行去矿化处理，然后浓缩透过物，再从母液中分离乳糖。具体而言，其描述了可对母液进行去矿化以及再加工以获得额外量的乳糖。GB 1575089B公开了类似的内容，其实施例1描述了一种获得乳糖的方法，其中，在第一步中，对乳清进行超滤，对UF透过物进行去矿化处理，浓缩透过物，随后从母液中分离乳糖。 根据现有技术中的方法，一般将母液（其干物质中含有按重量计约90%的乳糖）从冷凝器引入结晶罐。在引入步骤中加热结晶罐以将乳糖保持在溶液中。温度高于93.5℃出现纯的β-乳糖。在冷却过程中，其定量转化为α-乳糖。然而，该转化不是明确的相变，因为首先经过亚稳相，从该亚稳相中分离α-乳糖晶体。在进一步冷却之后，一般出现饱和曲线，使得晶体有足够的时间生长。 结晶过程开始之后，使温度降低至30℃至40℃之间，如果需要，在该温度下静置液体1至3小时，然后进一步冷却至10℃。整个冷却时间为约20小时。 问题是所述冷却过程重复涉及亚稳相条件，在该亚稳相条件下，可重新形成新晶核，然而，其几乎没有时间生长，因此仍然非常小。由于在分离α-乳糖晶体的过程（在滗析器中进行）中不收集直径小于80μm的新形成的微小晶体，因此损失大约17%的乳糖。 此外，在滗析器中搅拌导致晶体被破坏，在该过程中，形成由于粒径小而不能分离的物质。由此损失另外20%的乳糖，最终导致介于35%至40%之间的乳糖含量的母液需要通过大量工作来进行加工，以便可得到可接受的产量（就加工的整体情况分析而言）。 明显的是，上述工艺的任何可使母液中乳糖残余量降低的改良可对该工艺的经济性产生相当大的影响。因此本专利技术的目的在于改良现有生产乳糖的方法以达到上述效果，并将α-乳糖的残余量限制为按重量计最大20%，在结晶之后残余的α-乳糖与母液一起丢失。
技术实现思路
本专利技术的主题为一种用于在晶态α-乳糖生产过程中提高产量的方法，其中 （a）将含水乳糖溶液调节至介于约62℃至67℃之间的温度， （b）接着将所述溶液冷却至介于约20℃至30℃之间， （c）将所述溶液保持在该温度下持续0小时至5小时， （d）随后，将所述溶液加热至介于30℃至35℃之间， （e）将所述溶液保持在该温度下持续0小时至5小时， （f）然后，将所述溶液冷却至约10℃，以及 （g）随后，从第二母液中分离所析出的α-乳糖晶体， （h）向该第二母液中加入一定量的碳水化合物，使得仍然是能溶的残余量的乳糖的溶度积被超过， （i）从该母液中分离所析出的第二数量的α-乳糖晶体，干燥，以及 （j）将两种数量的α-乳糖晶体合并。 意外发现，由于中间重新加热乳糖溶液，小的晶体和来自晶体磨损的颗粒重新溶解，因此可生长于较大晶体之上。在这种方式中，可将因为晶体破坏和不充足的滗析而导致的乳糖的损失分成大约两半；因此，滗析之后剩余的母液只含有按重量计最多20%的乳糖含量。通过增加按重量计高达5%的糖，特别是葡萄糖，乳糖的溶度积会改变，使得仅仅按重量计为约5%至10%的乳糖保留在母液中。 乳糖溶液 乳糖溶液（在本专利技术的方法中为适于获得α-乳糖晶体的原材料）一般基于乳清获得。为此，首先将乳清分成富含蛋白的部分和富含乳糖的部分。本专利技术优选的分离方法为超滤（UF），其中进一步加工UF滞留物以获得蛋白质，UF透过物用于获得乳糖。一般而言，UF滞留物含有按重量计约20%的干物质，其中乳糖含量按重量计为约2%，而灰分含量为按重量计约1%。相比之下，进一步加工以生产乳糖的UF透过物含有按重量计约4.5至5.5%的干物质，其中，乳糖含量为约4.1至4.6%，灰分含量为约0.3至0.5%。 任选的但一般优选的步骤为通过将干物质含量从按重量计为约10%调节为按重量计为约30%（对应于10°Brix至30°Brix）来浓缩UF透过物。优选地，该步骤通过逆向渗透（RO）或纳米过滤（NF）进行。 UF透过物表现出（如果可以，在浓缩之后）按重量计约1%至2%的矿物质含量。为了使溶液达到按重量计低于0.3%的规格，首先添加碱将溶液调节至介于6至8之间的接近中性的pH值，将一定量的可溶于水的钙盐溶液加至矿物质（基本为可溶的磷酸盐）中，从而沉淀缓慢溶解的钙盐。为了调节pH值并沉淀NaOH，使用氯化钙和碱金属氢氧化物或氢氧化钙的水性制剂。原则上，诸如KOH之类的碱金属碱或碱土金属碱可用于调节pH值。起沉淀作用的盐的性质本身并不重要，例如钡盐可沉淀。然本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在晶态α‑乳糖生产过程中提高产量的方法，其中（a）将含水乳糖溶液调节至介于约62℃至67℃之间的温度，（b）然后，将所述溶液冷却至介于约20℃至30℃之间，（c）将所述溶液保持在该温度下持续0小时至5小时，（d）随后，将所述溶液加热至介于30℃至45℃之间，（e）将所述溶液保持在该温度下持续0小时至5小时，（f）然后，将所述溶液冷却至约10℃，以及（g）随后，从母液中分离所析出的第一数量的α‑乳糖晶体，（h）向该母液中加入一定量的碳水化合物，使得仍然是能溶的残余量的乳糖的溶度积被超过，（i）从该母液中分离所析出的第二数量的α‑乳糖晶体，干燥，以及（j）将两种数量的α‑乳糖晶体合并。

【技术特征摘要】
2013.02.16 EP 131555571.一种用于在晶态α-乳糖生产过程中提高产量的方法，其中
（a）将含水乳糖溶液调节至介于约62℃至67℃之间的温度，
（b）然后，将所述溶液冷却至介于约20℃至30℃之间，
（c）将所述溶液保持在该温度下持续0小时至5小时，
（d）随后，将所述溶液加热至介于30℃至45℃之间，
（e）将所述溶液保持在该温度下持续0小时至5小时，
（f）然后，将所述溶液冷却至约10℃，以及
（g）随后，从母液中分离所析出的第一数量的α-乳糖晶体，
（h）向该母液中加入一定量的碳水化合物，使得仍然是能溶的残余
量的乳糖的溶度积被超过，
（i）从该母液中分离所析出的第二数量的α-乳糖晶体，干燥，以及
（j）将两种数量的α-乳糖晶体合并。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将步骤（a）中的所述乳
糖溶液调节至介于63℃至65℃之间。
3.根据权利要求1和/或2所述的方法，其特征在于，将步骤（b）中
的所述溶液以约1至5°K/小时的速率冷却。
4.根据权利要求1至3中至少一项所述的方法，其特征在于，将步骤
（b）中的所述溶液冷却至介于23℃至26℃之间。
5.根据权利要求1至4中至少一项所述的方法，其特征在于，将步骤
（c）中的所述溶液保持在该温度持续约1小时至3小时。
6.根据权利要求1至5中至少一项所述的方法，其特征在于，将步骤
（d）中的所述溶液加热至介于约32℃至42℃之间。
7.根据权利要求1至6中至少一项所述的方法，其特征在于，将步骤
（d）中的所述溶液保持在该温度持续约1小时至3小时。
8.根据权利要求1至7中至少一项所述的方法，其特征在于，将步骤
（f）中的所述溶液以约1至5°K/小时的速率冷却。
9.根据权利要求1至8中至少一项所述的方法，其特征在于，包含步
...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯文雷纳·多林，
申请(专利权)人：DMK德意志牛奶股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE