乳果糖液体奶和奶粉及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种乳果糖液体奶和奶粉的新产品，它是一种用于防止便秘，增加体能和改善肠道综合健康的乳制品。又提供一种将液体奶中乳糖转化为乳果糖或者在液体奶中添加制备或市售的乳果糖，同时除去残存的乳糖的乳果糖液体奶和奶粉的制备方法。将液体奶使用超滤技术分离得乳糖滤液，并将乳糖一步转化成乳果糖，转化反应中由于采用高浓度的催化剂碱性化合物和较高反应温度，因此即使使用含低浓度乳糖的乳糖滤液也可以得到４０－５０％的乳果糖得率，从而使操作简便、降低成本。

【技术实现步骤摘要】
乳果糖液体奶和奶粉及其制备方法
本专利技术涉及乳制品，尤其是关于乳果糖液体和奶粉及其制备方法。
技术介绍
牛奶中所含的乳糖是一种双糖，因为分子太大，要在小肠中消化成较小的葡萄糖及半乳糖才能穿过肠壁进入血管中被吸收。但当小肠中的乳糖酶未能发挥作用时，乳糖就在大肠内发酵，大约半小时至2小时内出现胀气、腹痛、呕吐或肚子等症状，在医学上称为乳糖不耐症。造成乳糖不耐症的原因大概有三种，即先天缺乏乳糖酶、孩童向成人发育过程中乳糖酶的减少和消失、由于某种疾病病例如口炎性腹泻所造成的乳糖酶的减少和消失。亚洲人的乳糖酶先天缺乏发生率高达90％以上。根据中国疾病控制中心营养与食品安全研究所对京、沪、穗、哈四城市调查，7至8岁儿童乳糖不耐发生率为32.3％，11至13岁儿童为29％。另有一项研究表明，我国儿童体内乳酶活性下降或消失的年龄集中在七、八岁，这表明我国成年人体内的乳糖酶很早就减少或消失的。最近时有所闻的由于乳糖不耐症所造成的疑似“学生奶中毒”事件，已影响到“一杯牛奶，强壮一个民族”这样的国策。对于乳品行业来说，生产适合中国人消费的低乳糖或零乳糖牛奶已是一个迫切的任务。乳果糖，又称乳酮糖(Lactulose)是一种纤维双糖，由乳糖经化学转化而来(图1)。近年来的研究已发现乳果糖具有许多生理和药理-->功能，归纳如下(Mizota，T.(1996)Bulletin of the IDF，313，43-48)：1)双歧杆菌的促进因子：作为人体肠道有益微生物菌群双歧杆菌的促进因子，乳果糖的首要生理功能是保持肠道健康。众所周知，绝对厌氧的双歧杆菌是非常重要的肠道寄生菌。双歧杆菌可以生产维他命、可能协助消化与吸收、可以抑制有害细菌的生长、抗生素、腹泻和不利的生活环境都会破坏有益微生物菌群的平衡。双歧杆菌的减少会导致有害细菌的生长而危害健康。研究表明摄取乳果糖可以使双歧杆菌在肠道总细菌数的比例从8.3％增加到47.4％，而有害的代谢产物一吲哚、酚和氨都显著地减少。2)减少肠道气体的产生：研究表明成年人摄取乳果糖0.6克/公斤/天连续7天可显著地减少肠道气体的产生。3)增加运动体能：研究表明摄取乳果糖20克连续3天，可以显著地增加中等运动量氧的吸收，和抑制由于运动量不断加强所导致的血液氨含量的上升。4)骨质强度：研究表明与对照组相比，同时摄取乳果糖和双歧杆菌可以显著强化钙的吸收，从而增加骨质强度。5)减轻和治疗慢性便秘：乳果糖已列入美国和英国药典作为治疗便秘的非处方药。6)其他：减轻高血氨和肝脑病变、抗内毒素作用和预防手术后黄疸并发症、预防肾衰竭、抑制第二次胆酸、杀灭沙门氏菌、降血糖、降低泌尿系统和呼吸系统传染疾病、防止结肠腺瘤复发。尽管乳果糖有如此之多的保健功能，但目前国内外还没有乳果糖液体奶和奶粉这类保健乳品。因此将液体奶中的乳糖转化为乳果糖，以生产乳果糖液体奶和奶粉是一个有效的途径。关于乳糖转化成乳果糖的技术，已有很多文献报道。Montgomery和Hudson(Science，69.556，-->1929)首先发现在碱性条件下乳糖向乳果糖的结构重排。随后，美国专利US 3.707,534(1972).US 3.816.174(1974)和US 4.536.221(1985)基本上建立了乳糖向乳果糖异构化的条件。乳糖异构化的催化剂是碱性金属化合物，主要包括Ca(OH)2，KOH Na2CO3，NaOH，氢硫化钠(NaHS)，Mg(OH)2等。反应温度为40℃左右，相应的反应时间24小时不等。一些较后期的专利文献，例如US 5,034,064(1991)和US 6,214,124(2001)也描述了类似的方法。然而，这些专利技术都是用纯乳糖配制的溶液来转化，并要加入大量离子交换树脂来终止反应，树脂被破坏不能回收，因此成本高，乳化糖得率低，仅15-45％左右，这些方法在大规模工业化操作时不实用。
技术实现思路
本专利技术提供一种乳果糖液体奶和奶粉及其制备方法。为乳品工业提供一种新产品，以及将液体奶中的乳糖转化为乳果糖，或者在液体奶中添加制备或市售的乳果糖，同时除去残存的乳糖的制备方法。以满足市场需求。本专利技术提供的乳果糖液体奶和奶粉，在液体奶中含有0.5-4％(w/v)乳果糖，在奶粉中含有15-30％(w/w)乳果糖。本专利技术乳果糖液体奶或奶粉的制备方法，是以液体奶为原料，液体奶可以是液体鲜奶或脱脂奶，液体奶包括牛奶，牦牛奶，水牛奶或山羊奶。乳果糖液体奶和奶粉制备工艺流程图如图2所示，可通过二种工艺来制备：A.一种工艺是在液体奶中添加0.5-4％(w/v)乳果糖，添加的乳果糖可以是制备的或市售的产品，配制成乳果糖糖浆(70-80白利糖度(°Bx))后加入液体奶中。混合，加入乳糖酶水解除去残存的乳糖，乳糖酶的加入量为100立升液体奶中加入200-400毫升乳糖酶。再通-->过巴氏或UHT灭菌，即得乳果糖液体奶，经过喷雾干燥，即成乳果糖奶粉。B.另一种工艺是将液体奶中的乳糖转化成乳果糖。将液体奶用超滤膜分离乳糖，得乳糖滤液和浓缩奶，将滤液中乳糖转化成乳果糖，得乳果糖糖浆，将浓缩奶，乳果糖糖浆与添加入的无机盐和维生素溶液混合组成重组奶，再在100毫升奶中加入200-400毫升乳糖酶进行水解除去残存的乳糖，再通过巴氏或UHT灭菌，即成乳果糖液体奶，经过喷雾干燥，即成乳果糖奶粉，其工艺步骤详述如下：1.液体的超滤膜分离制备乳果糖液体奶的原料是鲜奶或脱脂奶。在原料液体奶中乳糖含量为4.5-5.0％，液体奶用超滤膜分离乳糖，用5,000-10,000道尔顿截留分子量的超滤膜在交叉流超滤装置上超滤和透滤，得乳糖滤液和浓缩奶。测定滤液中的乳糖含量，下面以牛奶为例计算渗透率和得率(图3和图4)。透滤是指在超滤浓缩的存留液中加清水后再超滤的过程。在超滤加工中，第一次超滤的乳糖渗透率高达70％，第二次，第三次维持在40-50％之间。第一次超滤的乳糖回收率是42％，以后的透滤则维持在13-18％之间。尽管三次超滤的乳糖总回收率高达75％以上，但第三次超滤后，牛奶中酪蛋白已呈现凝聚和结构等不稳定现象。主要因为牛奶中的无机盐分为两部份，一部分在浆液中，另一部分以与酪蛋白结合的形式存在。多次的超滤会滤掉许多稳定酪蛋白的无机盐，特别是钙和磷，使浓缩奶组份呈现不稳定现象。所以本专利技术对全脂和脱脂奶的超滤工艺采用1-2次超滤，可以过滤回收牛奶中40％-70％的乳糖。此时，被过滤的无机盐主要来自浆液，不会破坏浓缩奶的稳定性。本专利技术用下列的方法测定乳糖。牛奶中的乳糖测定需要进行样品-->前处理。用HCl调至pH4.5，然后离心除去酪蛋白和奶油，得到乳清液。乳清液用15％三氯醋酸沉淀处理除去蛋白质，上清液用3,500道尔顿截留分子量的Spectrapor透析膜处理除去三氯醋酸和杂质，定容。在测定超滤滤过液中的乳糖含量时，不需要样品前处理，滤过液直接用作测定样品。2.滤液中乳糖转化成乳果糖已有文献的报道都是用纯乳糖配制的溶液来转化，而本专利技术所使用的原料为液体奶超滤的滤过液。用含“杂质”的超滤滤过液来加工乳果糖的工艺条件与用纯乳糖溶液有所不同，杂质的存在阻碍了将超滤滤过液的乳糖浓度浓缩至70％。所以，本专利技术对转化工艺进行改进，包括将乳糖滤液浓缩至含乳糖30-40％左右，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种乳果糖液体奶和奶粉，其特征在于乳果糖液体奶中含有０．５－４％（ｗ／ｖ）乳果糖，乳果糖奶粉中含有１５－３０％（ｗ／ｗ）乳果糖。

【技术特征摘要】
1.一种乳果糖液体奶和奶粉，其特征在于乳果糖液体奶中含有0.5-4％(w/v)乳果糖，乳果糖奶粉中含有15-30％(w/w)乳果糖。2.权利要求1所述的乳果糖液体奶和奶粉的制备方法，其特征在于在液体奶中添加0.5-4％(w/v)的乳果糖，再在100毫升液体奶中加入200-400毫升乳糖酶进行水解，再通过巴氏或UHT灭菌，即得乳果糖液体奶，喷雾干燥，即成乳果糖奶粉。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述在液体奶中添加的乳果糖可以是制备的或市售产品。4.如权利要求1所述的乳果糖液体奶和奶粉的制备方法，其特征在于包括下列步骤：(1)液体奶用5,000-10,000道尔顿截留分子量的超滤膜分离乳糖，得乳糖滤液和浓缩奶；(2)将乳糖滤液中的乳糖转化成乳果糖，其工艺包括将乳糖滤液浓缩至含乳糖30-40％(w/v)，将浓缩滤过液中的催化剂碱性化合物浓度调节至10-20％，加热80-100℃，反应30-60分钟，用冷冻盐水冷却至25°终止反应，结晶除去未反应乳糖，上清液加热45-50℃，用阳离子交换树脂PCR 553或883脱盐和脱色，得乳果糖糖浆；(3)将体积比为45-55％的浓缩奶，3-10％的乳果糖糖...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐跃，
申请(专利权)人：徐跃，
类型：发明
国别省市：SG[新加坡]