一种乳清糖浆的制备方法与流程

1.本发明涉及食品加工领域，具体涉及一种乳清糖浆的制备方法。


背景技术：

2.乳清是乳品加工厂的副产品，生产1千克干酪就副产9千克乳清。乳清中含有蛋白质、碳水化合物、无机盐、维生素等有用物质，具有一定的药疗特性，经过预处理后可在食品中使用，也可生产饮料。
3.目前市场上的乳清蛋白是多种组分的混合物，包括β-乳球蛋白(β-lg)、α-乳白蛋白(α-la)、牛血清蛋白(bsa)、免疫球蛋白(ig)和一些微量蛋白质及其水解物。乳清中的蛋白不仅营养丰富，而且营养价值极高，更是塑造人体肌肉的最佳保健品之一。乳清蛋白中含有20多种氨基酸，其中含有人体生命所必需的8种氨基酸，极易被人体所吸收利用，是人体补充蛋白的最佳来源，且能满足不同人群对健康和营养的需求。
4.现有技术中大都是通过高温持续加热灭菌后制成乳清糖浆，而高温处理乳清的技术会破坏乳清的营养价值及其活性，使得乳清蛋白的可利用率降低。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的高温持续加热灭菌后制成乳清糖浆，而高温处理乳清的技术会破坏乳清的营养价值及其活性，使得乳清蛋白的可利用率降低的问题，本发明的目的是提供一种乳清糖浆的制备方法。
6.本发明的目的采用以下技术方案来实现：
7.一种乳清糖浆的制备方法，包括以下步骤：
8.步骤1，取新鲜牛奶依次通过热处理、除杂处理、脱脂处理以及过滤处理，得到乳清液；
9.步骤2，取甜味剂溶于去离子水中，杀菌后冷却，得到甜味剂溶液；
10.步骤3，将乳清液与甜味剂溶液混合，均质化处理后，真空浓缩，得到乳清糖浆。
11.优选地，所述步骤1中，热处理的温度为35～45℃，热处理时间为1～3min。
12.优选地，所述步骤1中，除杂处理是将热处理后的牛奶通过离心除去杂质。
13.优选地，所述步骤1中，脱脂处理是在增压离心机内进行，增压的压力为0.5～0.8mpa。
14.优选地，所述步骤1中，过滤处理是使用微滤膜进行过滤，微滤膜的孔径为0.25～0.45μm，微滤膜的厚度为80～100μm。
15.优选地，所述步骤2中，杀菌为巴氏灭菌，温度为60～70℃，时间为0.5h。
16.优选地，所述步骤2中，甜味剂与去离子水的质量比为1:2～5，甜味剂包括甜菊糖、木糖醇、蔗糖、果糖、麦芽糖、葡萄糖中的至少一种。
17.优选地，所述步骤3中，乳清液与甜味剂溶液混合后，保证甜味剂占全部液体质量的5％～10％。
18.优选地，所述步骤3中，真空浓缩后的体积为原新鲜牛奶体积的1/3～1/2。
19.优选地，所述微滤膜是采用聚苯乙烯树脂与抑菌杀菌型聚苯乙烯微球复合制备得到。
20.优选地，抑菌杀菌型聚苯乙烯微球的制备方法为：
21.步骤a.使用4-乙烯基愈创木酚与苯乙烯通过共混聚合反应制备得到聚乙烯基愈创木酚-聚苯乙烯复合微球；
22.步骤b.将聚乙烯基愈创木酚-聚苯乙烯复合微球与橙花醛通过羟醛缩合反应，得到抑菌杀菌型聚苯乙烯微球。
23.优选地，所述步骤a具体为：
24.s1.称取4-乙烯基愈创木酚与过氧化苯甲酰混合至n,n-二甲基甲酰胺中，搅拌混合均匀后，通入惰性气体作为保护气，升温至55～70℃，搅拌反应5～8h，得到4-乙烯基愈创木酚预聚合溶液；
25.s2.将苯乙烯使用碱液洗涤三次后，水洗至中性并减压干燥，得到苯乙烯处理物；
26.s3.将苯乙烯处理物加入至4-乙烯基愈创木酚预聚合溶液中，加入十二烷基硫醇，搅拌混合均匀后，通入惰性气体作为保护气，升温至85～90℃，搅拌反应12～18h，冷却至室温后，过滤得到固体并干燥处理，得到聚乙烯基愈创木酚-聚苯乙烯复合微球；
27.优选地，所述s1中，4-乙烯基愈创木酚、过氧化苯甲酰与n,n-二甲基甲酰胺的质量比为3.2:0.038～0.066:22.4～35.6。
28.优选地，所述s2中，碱液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液，碱液的浓度为0.02～0.06mol/l。
29.优选地，所述s3中，苯乙烯处理物、十二烷基硫醇与4-乙烯基愈创木酚预聚合溶液的质量比为2.12～3.25:0.01～0.05:16.2～20.4。
30.优选地，所述步骤b具体为：
31.称取橙花醛置于甲苯中，完全溶解后，滴加碱液条件ph为11.0～12.0，之后加入聚乙烯基愈创木酚-聚苯乙烯复合微球，搅拌分散均匀后，升温至80～95℃，搅拌反应3～5h，滴加酸液调节ph为6.5～7.5，经过洗涤和干燥处理，得到抑菌杀菌型聚苯乙烯微球。
32.优选地，所述步骤b中，碱液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液；酸液为醋酸溶液或盐酸溶液。
33.优选地，所述步骤b中，橙花醛、聚乙烯基愈创木酚-聚苯乙烯复合微球与甲苯的质量比为1.14～1.28:1.53～1.76:10。
34.优选地，所述微滤膜的制备方法为：
35.将聚苯乙烯树脂与造孔剂加入至有机溶剂内，溶解后脱泡，加入抑菌杀菌型聚苯乙烯微球混合均匀，迅速涂覆在玻璃板上，之后浸入去离子水中固化形成基膜，得到微滤膜。
36.优选地，所述造孔剂为聚乙二醇，造孔剂为所述聚苯乙烯树脂质量的8％～15％。
37.优选地，所述有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺，有机溶剂与所述聚苯乙烯树脂的质量比为100:15～25。
38.优选地，所述聚苯乙烯树脂与所述抑菌杀菌型聚苯乙烯微球的质量比为1:0.3～0.6。
39.本发明的有益效果为：
40.1、为了解决物理除菌膜除菌效率不足的问题，本发明在物理阻留除菌的滤膜基础上，增设了化学除菌法，形成了一套物理-化学相互结合除菌的方法，即在微滤膜的基础上进行改性，使得微滤膜本身具有一定的杀菌功能，从而在过滤除去细菌的同时还能够杀灭细菌，减少细菌进入乳清的概率。
41.2、本发明的微滤膜是在聚苯乙烯滤膜的基础上，融合了抑菌杀菌型聚苯乙烯微球，使其形成混合体系，均匀地分散在滤膜上，抑菌杀菌型聚苯乙烯微球具有较好的杀菌作用，从而使得微滤膜同时具有物理除菌和化学杀菌的作用。
42.3、本发明相对于传统的高温除菌，具有能耗低的优点，在常温下即可进行除菌，能够保证乳清蛋白的营养价值及其活性。
43.4、本发明相比较于传统的物理过滤除菌，具有除菌效果好，除菌效率高的优点。
具体实施方式
44.为了更清楚的说明本发明，对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
45.过滤除菌法是用物理阻留的方法将液体或空气的细菌除去，以达到无菌目的，主要用于血清、毒素、抗生素等不耐热生物制品及空气的除菌。然而物理过滤除菌法在应用于液体物质时，如果过滤膜的孔径设置的过大会导致细菌的进入，从而使得过滤膜的除菌效率低下，而为了保证细菌被隔离，过滤膜的孔径往往设置的较小，因此在使用时需要加压处理，这样仍然会导致部分粒径较小的细菌被挤入滤膜孔径内从而随着液体被挤入过滤液中，使得过滤得到的液体仍然含有部分细菌，不能够达到所需的要求。
46.本发明制备的微滤膜中的抑菌杀菌型聚苯乙烯微球的制备过程具体为：
①
通过使用含有酚羟基和双键的杀菌化合物4-乙烯基愈创木酚在氧化剂(过氧化苯甲酰)的条件下预聚合形成聚合溶液；
②
将碱洗后除去阻聚物的苯乙烯与预聚合后的4-乙烯基愈创木酚聚合物在氧化剂(过氧化苯甲酰)和链转移剂(十二烷基硫醇)的作用下混合共聚，形成聚乙烯基愈创木酚-聚苯乙烯复合微球；
③
将含有醛基(-cho)的杀菌物质橙花醛与聚乙烯基愈创木酚-聚苯乙烯复合微球共混进行酚醛缩合反应，制备得到抑菌杀菌型聚苯乙烯微球。
47.在抑菌杀菌型聚苯乙烯微球的制备过程中，4-乙烯基愈创木酚与橙花醛均属于植物提取物，存在于天然的植物中，其结合后的产物酚醛基团也具有较好的安全性，能够用于食品材料中使用。
48.橙花醛(cas no.：141-27-5)的结构式为：
[0049][0050]
4-乙烯基愈创木酚(cas no.：7786-61-0)的结构式为：
[0051][0052]
下面结合以下实施例对本发明作进一步描述。
[0053]
实施例1
[0054]
一种乳清糖浆的制备方法，包括以下步骤：
[0055]
步骤1，取新鲜牛奶先在40℃条件下热处理2min，将热处理后的牛奶通过离心除去杂质，离心速率为7000rpm，然后在增压离心机内脱脂处理，增压的压力为0.6mpa，增压离心速率为9000rpm，最后使用孔径为0.35μm、厚度为90μm的微滤膜进行过滤，得到乳清液；
[0056]
步骤2，取甜味剂溶于去离子水中，甜味剂与去离子水的质量比为1:3，甜味剂包括质量比为1:0.2:0.5的甜菊糖、木糖醇和蔗糖，巴氏灭菌(65℃，0.5h)后冷却，得到甜味剂溶液；
[0057]
步骤3，将乳清液与甜味剂溶液混合，保证甜味剂占全部液体质量的8％，均质化处理后，真空浓缩至原体积的1/3，得到乳清糖浆。
[0058]
其中，步骤1中的微滤膜是采用聚苯乙烯树脂与抑菌杀菌型聚苯乙烯微球复合制备得到。
[0059]
微滤膜的制备方法为：
[0060]
将聚苯乙烯树脂与造孔剂聚乙二醇加入至n,n-二甲基甲酰胺内，聚乙二醇的加入量为聚苯乙烯树脂质量的12％，溶解后脱泡，加入抑菌杀菌型聚苯乙烯微球混合均匀，迅速涂覆在玻璃板上，之后浸入去离子水中固化形成基膜，得到微滤膜；n,n-二甲基甲酰胺与聚苯乙烯树脂的质量比为100:20，聚苯乙烯树脂与抑菌杀菌型聚苯乙烯微球的质量比为1:0.4。
[0061]
抑菌杀菌型聚苯乙烯微球的制备方法为：
[0062]
步骤a.制备聚乙烯基愈创木酚-聚苯乙烯复合微球：
[0063]
s1.称取4-乙烯基愈创木酚与过氧化苯甲酰混合至n,n-二甲基甲酰胺中，搅拌混合均匀后，通入惰性气体作为保护气，升温至65℃，搅拌反应6h，得到4-乙烯基愈创木酚预聚合溶液；4-乙烯基愈创木酚、过氧化苯甲酰与n,n-二甲基甲酰胺的质量比为3.2:0.052:28.7；
[0064]
s2.将苯乙烯使用碱液洗涤三次后，水洗至中性并减压干燥，得到苯乙烯处理物；碱液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液，碱液的浓度为0.04mol/l；
[0065]
s3.将苯乙烯处理物加入至4-乙烯基愈创木酚预聚合溶液中，加入十二烷基硫醇，搅拌混合均匀后，通入惰性气体作为保护气，升温至85℃，搅拌反应15h，冷却至室温后，过滤得到固体并干燥处理，得到聚乙烯基愈创木酚-聚苯乙烯复合微球；苯乙烯处理物、十二烷基硫醇与4-乙烯基愈创木酚预聚合溶液的质量比为2.74:0.03:18.5；
[0066]
步骤b.制备抑菌杀菌型聚苯乙烯微球：
[0067]
称取橙花醛置于甲苯中，完全溶解后，滴加碱液条件ph为11.0～12.0，之后加入聚乙烯基愈创木酚-聚苯乙烯复合微球，搅拌分散均匀后，升温至80℃，搅拌反应4h，滴加酸液
调节ph为6.5～7.5，经过洗涤和干燥处理，得到抑菌杀菌型聚苯乙烯微球；碱液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液；酸液为醋酸溶液或盐酸溶液；橙花醛、聚乙烯基愈创木酚-聚苯乙烯复合微球与甲苯的质量比为1.21:1.65:10。
[0068]
实施例2
[0069]
一种乳清糖浆的制备方法，包括以下步骤：
[0070]
步骤1，取新鲜牛奶先在35℃条件下热处理1min，将热处理后的牛奶通过离心除去杂质，离心速率为6000rpm，然后在增压离心机内脱脂处理，增压的压力为0.5mpa，增压离心速率为8000rpm，最后使用孔径为0.25μm、厚度为80μm的微滤膜进行过滤，得到乳清液；
[0071]
步骤2，取甜味剂溶于去离子水中，甜味剂与去离子水的质量比为1:2，甜味剂包括质量比为1:0.3:0.4的甜菊糖、蔗糖、麦芽糖，巴氏灭菌(60℃，0.5h)后冷却，得到甜味剂溶液；
[0072]
步骤3，将乳清液与甜味剂溶液混合，保证甜味剂占全部液体质量的5％，均质化处理后，真空浓缩至原体积的1/2，得到乳清糖浆。
[0073]
其中，步骤1中的微滤膜是采用聚苯乙烯树脂与抑菌杀菌型聚苯乙烯微球复合制备得到。
[0074]
抑菌杀菌型聚苯乙烯微球的制备方法为：
[0075]
步骤a.制备聚乙烯基愈创木酚-聚苯乙烯复合微球：
[0076]
s1.称取4-乙烯基愈创木酚与过氧化苯甲酰混合至n,n-二甲基甲酰胺中，搅拌混合均匀后，通入惰性气体作为保护气，升温至55℃，搅拌反应5～8h，得到4-乙烯基愈创木酚预聚合溶液；4-乙烯基愈创木酚、过氧化苯甲酰与n,n-二甲基甲酰胺的质量比为3.2:0.038:22.4；
[0077]
s2.将苯乙烯使用碱液洗涤三次后，水洗至中性并减压干燥，得到苯乙烯处理物；碱液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液，碱液的浓度为0.02mol/l；
[0078]
s3.将苯乙烯处理物加入至4-乙烯基愈创木酚预聚合溶液中，加入十二烷基硫醇，搅拌混合均匀后，通入惰性气体作为保护气，升温至85℃，搅拌反应12h，冷却至室温后，过滤得到固体并干燥处理，得到聚乙烯基愈创木酚-聚苯乙烯复合微球；苯乙烯处理物、十二烷基硫醇与4-乙烯基愈创木酚预聚合溶液的质量比为2.12:0.01:16.2；
[0079]
步骤b.制备抑菌杀菌型聚苯乙烯微球：
[0080]
称取橙花醛置于甲苯中，完全溶解后，滴加碱液条件ph为11.0～12.0，之后加入聚乙烯基愈创木酚-聚苯乙烯复合微球，搅拌分散均匀后，升温至80℃，搅拌反应3h，滴加酸液调节ph为6.5～7.5，经过洗涤和干燥处理，得到抑菌杀菌型聚苯乙烯微球；碱液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液；酸液为醋酸溶液或盐酸溶液；橙花醛、聚乙烯基愈创木酚-聚苯乙烯复合微球与甲苯的质量比为1.14:1.53:10。
[0081]
微滤膜的制备方法为：
[0082]
将聚苯乙烯树脂与造孔剂聚乙二醇加入至n,n-二甲基甲酰胺内，聚乙二醇的加入量为聚苯乙烯树脂质量的8％，溶解后脱泡，加入抑菌杀菌型聚苯乙烯微球混合均匀，迅速涂覆在玻璃板上，之后浸入去离子水中固化形成基膜，得到微滤膜；n,n-二甲基甲酰胺与聚苯乙烯树脂的质量比为100:15，聚苯乙烯树脂与抑菌杀菌型聚苯乙烯微球的质量比为1:0.3。
[0083]
实施例3
[0084]
一种乳清糖浆的制备方法，包括以下步骤：
[0085]
步骤1，取新鲜牛奶先在45℃条件下热处理3min，将热处理后的牛奶通过离心除去杂质，离心速率为8000rpm，然后在增压离心机内脱脂处理，增压的压力为0.8mpa，增压离心速率为10000rpm，最后使用孔径为0.45μm、厚度为100μm的微滤膜进行过滤，得到乳清液；
[0086]
步骤2，取甜味剂溶于去离子水中，甜味剂与去离子水的质量比为1:2～5，甜味剂包括质量比为1:0.2:0.4的甜菊糖、果糖、葡萄糖，巴氏灭菌(70℃，0.5h)后冷却，得到甜味剂溶液；
[0087]
步骤3，将乳清液与甜味剂溶液混合，保证甜味剂占全部液体质量的10％，均质化处理后，真空浓缩至原体积的1/3，得到乳清糖浆。
[0088]
其中，步骤1中的微滤膜是采用聚苯乙烯树脂与抑菌杀菌型聚苯乙烯微球复合制备得到。
[0089]
抑菌杀菌型聚苯乙烯微球的制备方法为：
[0090]
步骤a.制备聚乙烯基愈创木酚-聚苯乙烯复合微球：
[0091]
s1.称取4-乙烯基愈创木酚与过氧化苯甲酰混合至n,n-二甲基甲酰胺中，搅拌混合均匀后，通入惰性气体作为保护气，升温至70℃，搅拌反应8h，得到4-乙烯基愈创木酚预聚合溶液；4-乙烯基愈创木酚、过氧化苯甲酰与n,n-二甲基甲酰胺的质量比为3.2:0.066:35.6；
[0092]
s2.将苯乙烯使用碱液洗涤三次后，水洗至中性并减压干燥，得到苯乙烯处理物；碱液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液，碱液的浓度为0.06mol/l；
[0093]
s3.将苯乙烯处理物加入至4-乙烯基愈创木酚预聚合溶液中，加入十二烷基硫醇，搅拌混合均匀后，通入惰性气体作为保护气，升温至90℃，搅拌反应18h，冷却至室温后，过滤得到固体并干燥处理，得到聚乙烯基愈创木酚-聚苯乙烯复合微球；苯乙烯处理物、十二烷基硫醇与4-乙烯基愈创木酚预聚合溶液的质量比为3.25:0.05:20.4；
[0094]
步骤b.制备抑菌杀菌型聚苯乙烯微球：
[0095]
称取橙花醛置于甲苯中，完全溶解后，滴加碱液条件ph为11.0～12.0，之后加入聚乙烯基愈创木酚-聚苯乙烯复合微球，搅拌分散均匀后，升温至95℃，搅拌反应5h，滴加酸液调节ph为6.5～7.5，经过洗涤和干燥处理，得到抑菌杀菌型聚苯乙烯微球；碱液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液；酸液为醋酸溶液或盐酸溶液；橙花醛、聚乙烯基愈创木酚-聚苯乙烯复合微球与甲苯的质量比为1.28:1.76:10。
[0096]
微滤膜的制备方法为：
[0097]
将聚苯乙烯树脂与造孔剂聚乙二醇加入至n,n-二甲基甲酰胺内，聚乙二醇的加入量为聚苯乙烯树脂质量的15％，溶解后脱泡，加入抑菌杀菌型聚苯乙烯微球混合均匀，迅速涂覆在玻璃板上，之后浸入去离子水中固化形成基膜，得到微滤膜；n,n-二甲基甲酰胺与聚苯乙烯树脂的质量比为100:25，聚苯乙烯树脂与抑菌杀菌型聚苯乙烯微球的质量比为1:0.6。
[0098]
实施例4
[0099]
一种乳清糖浆的制备方法，与实施例1的区别在于：甜味剂包括质量比为0.5:0.2:0.5的甜菊糖、麦芽糖和蔗糖。
[0100]
实施例5
[0101]
一种乳清糖浆的制备方法，与实施例1的区别在于：甜味剂包括质量比为0.1:0.1:0.5:0.6的木糖醇、蔗糖、果糖、麦芽糖。
[0102]
对比例1
[0103]
一种乳清糖浆的制备方法，与实施例1的区别在于步骤1中的微滤膜为聚苯乙烯微滤膜，在进行微滤膜过滤前进行巴氏灭菌处理，包括以下步骤：
[0104]
步骤1，取新鲜牛奶先在40℃条件下热处理2min，将热处理后的牛奶通过离心除去杂质，离心速率为7000rpm，然后在增压离心机内脱脂处理，增压的压力为0.6mpa，增压离心速率为9000rpm，最后使用超巴氏灭菌(120℃，5s)后，使用孔径为0.35μm、厚度为90μm的聚苯乙烯微滤膜进行过滤，得到乳清液；
[0105]
步骤2，取甜味剂溶于去离子水中，甜味剂与去离子水的质量比为1:3，甜味剂包括质量比为1:0.2:0.5的甜菊糖、木糖醇和蔗糖，巴氏灭菌(65℃，0.5h)后冷却，得到甜味剂溶液；
[0106]
步骤3，将乳清液与甜味剂溶液混合，保证甜味剂占全部液体质量的8％，均质化处理后，真空浓缩至原体积的1/3，得到乳清糖浆。
[0107]
对比例2
[0108]
一种乳清糖浆的制备方法，与实施例1的区别在于步骤1中的微滤膜为聚苯乙烯微滤膜，包括以下步骤：
[0109]
步骤1，取新鲜牛奶先在40℃条件下热处理2min，将热处理后的牛奶通过离心除去杂质，离心速率为7000rpm，然后在增压离心机内脱脂处理，增压的压力为0.6mpa，增压离心速率为9000rpm，最后使用孔径为0.35μm、厚度为90μm的聚苯乙烯微滤膜进行过滤，得到乳清液；
[0110]
步骤2，取甜味剂溶于去离子水中，甜味剂与去离子水的质量比为1:3，甜味剂包括质量比为1:0.2:0.5的甜菊糖、木糖醇和蔗糖，巴氏灭菌(65℃，0.5h)后冷却，得到甜味剂溶液；
[0111]
步骤3，将乳清液与甜味剂溶液混合，保证甜味剂占全部液体质量的8％，均质化处理后，真空浓缩至原体积的1/3，得到乳清糖浆。
[0112]
相关检测实验：
[0113]
本发明将实施例1、实施例4、实施例5、对比例1和对比例2所制得的乳清糖浆进行性能上的检测评价，结果如下表：
[0114][0115]
注：致病菌包括沙门氏菌、志贺氏菌、金黄色葡萄球菌。
[0116]
上表中，能够看出，实施例1中制备的乳清糖浆甜度、口感、形态表现较好，而且菌类都是未检出，乳清蛋白含量较高，高于1.6％，而对比例1中的菌类虽然也是未检出，但是乳清蛋白含量却较低，只有1.14％，对比例2的虽然乳清蛋白含量达到了1.75％，但是菌类的含量却超标，远远不足其他案例，同时也间接证明了本发明实施例1制备的微滤膜具有较好的抑菌杀菌性的同时还能够保持乳清蛋白含量不降低。
[0117]
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。