一种纳米富氢牛奶及其制备方法与流程

1.本发明涉及一种牛奶的制备方法，尤其涉及一种富氢牛奶的制备方法，属于乳制品制备技术领域。


背景技术：

2.随着科技的发展和人们生活水平的提高，各种各样的饮料出现在人们的生活中，单一功能的饮料已不能满足人们的需求，人们也越来越重视饮用健康环保具有保健功能的饮料。科学研究证明，氢是世界上原子最小，穿透力强，并且是无毒无害的物质，氢气进入人体后，很容易穿透人体细胞进入组织器官。医学研究表明，人体呼吸氧气与摄入的各类营养物质发生氧化反应产生所需能量的同时，还产生过多和有害的活性氧自由基，这些过多和有害的活性氧自由基是诱发人体疾病的根源。氢气进入人体后形成活性氢，与活性氧自由基发生中和反应形成水排出体外，减少了人体诱发疾病的活性氧自由基数量，从而起到医疗保健作用。经过大量的临床医学研究证实，氢气对很多种疾病有明显的治疗效果。如何通过人们日常所喝的饮料来增加人体体内氢气的含量，生产出一种含有氢气的饮料是现在社会亟待解决的问题。
3.现有技术中的含有氢气的饮料其氢气的含量往往较少，氢气在融入饮料的过程中也不断损失，会造成生产时间长、效率低、加气效果不好等现象。
4.中国专利申请201110247829.8，“一种富氢水及其制备方法”公开了一种富氢水的制作方法，主要是在密闭容器中利用氮气进行脱气处理，然后再加入氢气，此种方法得到的产品的氢气含量不高，氢气含量只有1.35
‑
1.65ppm(mg/l)。
5.如何使氢气与饮品、液体充分混合，提高饮料中的氢气含量来制备能够帮助人们去除自由基的含氢量稳定的饮料还没有实质性的突破进展。


技术实现要素：

6.为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种富氢浓度高、氢气停留时间长的富氢牛奶的制备方法。
7.为了实现上述技术目的，本发明提供了一种纳米富氢牛奶的制备方法，该制备方法包括：
8.由原奶依次进行收奶处理、标准化处理、uht灭菌处理，得到原奶料；
9.将原奶料进行溶氢处理，经过无菌罐装，得到富含氢的牛奶。
10.在本发明的一具体实施方式中，溶氢处理在无菌罐中进行。其中，溶氢处理包括以下步骤：
11.25r/min
‑
35r/min(优选30r/min)搅拌状态下，将流量为2800l/min
‑
3200l/min(优选为3000l/min)的氢气通过纳米分子筛冲入无菌罐中，使进入无菌罐中的氢气流道为纳米级；
12.当无菌罐内氢气压力达到3mpa时，停止冲氢气，保持压力5min
‑
15min，完成溶氢处
理。
13.在本发明的一具体实施方式中，采用的纳米分子筛的平均孔径为18nm
‑
25nm；优选采用的纳米分子筛的平均孔径为20nm。
14.本发明的富氢牛奶的制备方法，通过在特定的步骤(无菌罐贮存阶段)进行溶氢，可以避免氢气的二次挥发；通过纳米分子筛和加压溶解技术，可以使氢气在牛奶中的停留时间更长；在特定的搅拌速度下进行搅拌，旋转的牛奶和氢气流，形成反向剪切作用，从而实现牛奶中裹挟纳米氢气气泡，进而使富氢浓度更高，氢气在牛奶中的停留时间更长。
15.在本发明的一具体实施方式中，收奶处理包括以下步骤：
16.原奶过磅
→
原奶检验
→
收奶
→
计量
→
过滤
→
冷却。
17.在本发明的一具体实施方式中，标准化处理包括以下步骤：
18.预热
→
分离
→
部分均质
→
浓缩
→
巴氏杀菌
→
冷却。
19.在本发明的一具体实施方式中，uht灭菌处理包括以下步骤：
20.预热
→
脱气
→
均质
→
预保温
→
uht灭菌
→
冷却。
21.在本发明的一具体实施方式中，无菌罐装之后还包括以下步骤：
22.贴吸管
→
装箱
→
喷码
→
提升
→
码垛
→
暂存七天
→
出厂。
23.在本发明的一具体实施方式中，在标准化处理之后，uht灭菌处理之前，还包括配料处理的步骤。
24.本发明还提供了一种富氢牛奶，其中，该富氢牛奶是通过本发明的纳米富氢牛奶的制备方法制备得到的。该富氢牛奶的溶氢浓度至少为10mg/l，非密封状态下80％的氢气浓度在牛奶中的停留时间至少为5小时。
25.本发明的富氢牛奶的制备方法通过纳米分子筛和加压溶解技术，充分实现了氢气纳米气泡在牛奶中的溶解；其中，牛奶中的溶氢浓度可以达到10mg/l；由于纳米氢气气泡在牛奶中做布朗运动，因此比非纳米技术溶解的氢气，在牛奶中停留时间更长(非密封状态下80％的氢气浓度在牛奶中的停留时间至少为5小时)；人体饮用后，牛奶中的纳米级氢分子可以通过消化道到达肠道更深层，更加有利于人体吸收，特别是对肠道益生菌有更好地滋养作用。
具体实施方式
26.实施例1
27.本实施例提供了一种富氢牛奶的制备方法，具体包括以下步骤。
28.收奶处理(原奶过磅
→
原奶检验
→
收奶
→
计量
→
过滤
→
冷却)
→
贮存
→
标准化处理(预热
→
分离
→
部分均质
→
浓缩
→
巴氏杀菌
→
冷却)
→
贮存
→
配料处理(高钙奶、高钙低脂奶产品)
→
uht前储罐贮存
→
uht灭菌处理(预热
→
脱气
→
均质
→
预保温
→
uht灭菌
→
冷却)
→
无菌罐中溶氢处理
→
无菌灌装(保温实验)
→
贴吸管
→
装箱
→
喷码
→
提升
→
码垛
→
暂存七天
→
出厂。
29.其中，无菌罐溶氢处理包括以下步骤：
30.30r/min搅拌状态下，将流量为3000l/min的氢气通过纳米分子筛(平均孔径为20nm)冲入无菌罐中，使进入无菌罐中的氢气流道为纳米级；
31.当无菌罐内氢气压力达到3mpa时，停止冲氢气，保持压力10min，完成溶氢处理。
32.其中，收奶处理包括：
33.(1)原奶检验：主要针对感官、酸度、脂肪、全乳固体、掺假(水、碱、淀粉、盐、亚硝酸盐)、酒精实验、煮沸实验、蛋白质等几项指标进行检测。
34.(2)收奶：收奶温度见《生鲜牛乳》企业标准规定，检查次批奶的时间记录。收完后要采综合样要检测。注意：新奶与旧奶不能混储；生产纯牛奶的原奶与生产乳酸奶的原奶不能混储。
35.(3)计量：计量设备用在线体积流量计。利用在线体积流量计可直接读出收奶时的流量。
36.(4)过滤：原奶经过双联过滤器除去一些较大杂质。当前后压力差达到1bar时应切换清洗；收完奶后要将过滤器拿下检查并清洗。
37.(5)冷却：经过板换用冰水将收来的新鲜牛乳降温到4℃以下。
38.(6)贮存：牛奶在原奶罐中暂存，在24小时内应尽早用于生产，如超过24小时则应进行感官指标、酸度、酒精实验检测。
39.其中，标准化处理包括：
40.(1)预热：预热温度约为50℃
‑
55℃。
41.(2)标准化：用分离机对原奶进行乳脂肪分离，然后将部分脱脂奶与分离出的部分(或全部)稀奶油重新混合，进行均质，均质压力为200bar，然后再与另一部分脱脂奶混合。(注：最终使浓缩后的牛奶脂肪含量符合《纯牛奶半成品质量标准》中的规定)。
42.(3)浓缩：如果全乳固体低于标准则要对其进行浓缩。浓缩后纯牛奶全乳固体应符合《纯牛奶半成品质量标准》中的规定。
43.(4)巴氏杀菌：要求杀菌条件为80℃
‑
90℃，15秒。
44.(5)冷却：通过板换用冰水将牛奶冷却至1
‑
8℃。
45.(6)贮存：牛奶在奶仓中暂存，在12小时内应尽早用于生产，如超过12小时则每隔2小时进行感官指标、酸度、酒精实验检测。
46.其中，配料处理(高钙奶、高钙低脂奶产品)包括：
47.(1)按配料比例将一部份标准化的牛奶直接打入纯牛奶uht前贮罐内。
48.(2)将另一部份标准化的牛奶经过板换加热至65℃
‑
75℃，打入混料缸中。
49.(3)将小料通过螺旋输送器送入混料缸中，高速搅拌均匀。
50.(3)将混料缸中的混和料液打出经保温管15min。
51.(4)过滤：经双联过滤器过滤杂质。
52.(5)均质：将混合料液进行均质，要求均质压力为200bar。
53.(6)冷却：通过冷板，将混合料液冷却至4℃以下，打入纯牛奶uht前贮罐中，与已打入的标准化牛奶混合均匀。
54.(7)取样检验：进料结束，搅拌5分钟，取样按照纯牛奶半成品质量标准进行检验。
55.(8)贮存：贮存温度≤6℃，不大于12小时。贮存期间应将搅拌一直在低速下开启，保证物料均匀。.
56.其中，uht灭菌处理包括：
57.(1)预热：此时已进入超高温杀菌工艺段，预热温度为65℃
‑
75℃。
58.(2)真空脱气：在脱气罐中进行，脱去空气、饲料杂味、豆腥味等。
59.(3)均质：均质温度为70
‑
75℃，均质压力为250bar(先调二级压力手柄，调至50bar，再调一级压力手柄，调至250bar)。均质压力自动调整。
60.(4)预保温：要求90
‑
95℃保持60秒，以增加蛋白的稳定性和杀灭酶。
61.(5)uht杀菌：要求137℃
‑
142℃，4秒钟，具体参数要求如下：
62.a、脱气前的温度:70℃
‑
85℃
63.b、脱气罐压力：
‑
0.3bar至
‑
0.6bar
64.c、uht杀菌温度：137℃
‑
142℃，保持4s。
65.d、到无菌罐的温度tc26：≤28℃(当生产时)、137℃
‑
142℃(当升温杀菌时)
66.(6)冷却：用循环冷却水将牛奶冷却至20℃
‑
25℃。
67.其中，无菌罐贮存：将uht灭菌的牛奶打入无菌罐作为缓存，缓存温度≤28℃。具体参数见车间提供的无菌罐作业指导书。
68.其中，灌装：具体步骤见车间提供的作业指导书。
69.具体参数如下：
70.(1)预先消毒温度生产前：270℃
71.(2)空气过热器温度：360℃
72.(3)气刀温度：125
±
5℃
73.(4)过氧化氢温度：70℃
‑
78℃
74.(5)蒸汽温度：130
±
10℃
75.(6)无菌空气气压：25.0kpa
‑
35.0kpa
76.(7)双氧水浓度：30％
‑
50％
77.其中，包装成品工段：贴管、装箱、喷码。
78.其中，保温实验：为了检验产品质量，生产中按规定取样，并将所取样品放于保温室(30℃
‑
35℃)存放七天，做ph值和感官检验。
79.其中，出厂：保温实验检测合格后，产品方可投放市场。
80.注：1bar≈0.1mpa 1mpa＝1000kpa。
81.实施例2
82.本实施例提供了一种富氢牛奶的制备方法，具体步骤基本与实施例1相同。区别在于：保持压力13min。
83.实施例3
84.本实施例提供了一种富氢牛奶的制备方法，具体步骤基本与实施例1相同。区别在于：搅拌速度为25r/min。
85.实施例4
86.本实施例提供了一种富氢牛奶的制备方法，具体步骤基本与实施例1相同。区别在于：流量为2800l/min。
87.对比例1
88.本对比例提供了一种富氢牛奶的制备方法，具体步骤基本与实施例1相同。区别在于：氢气压力为5mpa。
89.对比例2
90.本对比例提供了一种富氢牛奶的制备方法，具体步骤基本与实施例1相同。区别在
于：保持压力2min。
91.对比例3
92.本对比例提供了一种富氢牛奶的制备方法，具体步骤如下：
93.(1)原料罐中装有生产好的备用牛奶，用泵打入冷却罐中进行冷却，冷却至15
‑
20℃；
94.(2)将冷却好的牛奶打入脱气罐中，用真空泵脱气处理，达到
‑
0.085mpa；
95.(3)用制氢设备将氢气充入脱气罐中平衡气压，平衡气压后，保持30min；
96.(4)真空泵对高压加气罐进行真空处理
‑
0.095mpa；
97.(5)脱气好的料罐中牛奶用泵打入高压加气罐中，打开氢气加气循环泵，制氢设备开始对高压罐进行充气形成高压，达到0.4mpa；加气泵流量为1000kg/h，氢气与奶的体积比为1:9；充入氢气2mpa，并结合爆气头循环加压；
98.(6)上一步骤保持10min后，打开泄气阀，平衡至常压；
99.(7)用泵将上一步骤得到的牛奶打入灭菌装备中，灭菌后经包装备用。
100.将上述实施例1
‑
实施例4、对比里1
‑
对比例3的牛奶进行溶氢浓度和非密封状态下氢气浓度保持80％所需时间测试，结果如表1所示。
101.表1
[0102][0103][0104]
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。