低褐变无乳糖奶粉
阅读说明：本技术 低褐变无乳糖奶粉 (Lactose-free milk powder with low browning ) 是由 巴宁宁 杜玲玲 徐庆利 于 2021-07-15 设计创作，主要内容包括：本申请提供了一种低褐变无乳糖奶粉,其中无乳糖乳清蛋白粉采用超膜过滤方法制备,制备中使用的渗滤液使用部分乙醇溶剂并含有表面活性剂,以使得去除乳糖的同时保留多数非蛋白氮营养成分,并提供了良好的防褐变性能。(The application provides low-browning lactose-free milk powder, wherein lactose-free whey protein powder is prepared by adopting an ultrafiltration membrane filtration method, and a percolate used in the preparation process uses part of an ethanol solvent and contains a surfactant, so that most of non-protein nitrogen nutrient components are reserved while lactose is removed, and good browning prevention performance is provided.)
技术领域
本申请属于食品中的乳品领域，具体地，本申请提供了一种低褐变的无乳糖奶粉及其制备方法。
背景技术
乳糖不耐是由于缺乏乳糖酶或者乳糖酶数量/活性不足造成的，在东亚人种中发生率较高。乳糖不耐的婴幼儿需要使用专门的低乳糖或无乳糖奶粉产品以避免乳糖不耐造成的腹胀、腹痛、腹泻等症状，这类产品在我国有着广泛的需求。
低乳糖或无乳糖奶粉制备中除了不添加含乳糖的配料外，需要使用酶或者超滤膜将乳品中的乳糖尽量去除：乳糖酶法虽然条件温和且能提供人体易吸收的葡萄糖和半乳糖，但酶解过程控制较为困难，产品质量稳定度不高且后续褐变倾向较为明显，此外，酶的加入/失活过程会对产品带来潜在的风险；相比而言，不引入任何其他成分的超滤膜物理处理过程安全性显然较好，且产品质量更为稳定。
申请人前期研究中发现超滤膜处理中的一大问题在于非蛋白氮的流失程度高达四分之三，非蛋白氮中除了含有氨基酸成分外，还含有大量小肽类成分，目前已有许多研究显示了这些小肽在抗氧化、提高免疫力、抗菌等方面的效果。因此，避免非蛋白氮的流失是进一步提高奶粉产品营养价值的可行途径，同时也可能为产品的保存带来有益效果。
发明内容
申请人发现，在超膜过滤的渗滤液中加入适当的表面活性剂，可以在正常去除乳糖的同时可以通过静电作用力有效阻止非蛋白氮的流失，通过适合的溶剂的使用可以进一步强化该效果，并提供更好的防褐变性能
一方面，本申请提供了一种低褐变无乳糖奶粉，其特征在于，其包含超膜过滤方法制备的无乳糖乳清蛋白粉。
进一步地，所述低褐变无乳糖奶粉的配方为：植物脂肪粉A 73％、植物脂肪粉D12％、柠檬酸钾4.9％、柠檬酸钠2.5％、磷酸氢钙1.2％、二十二碳六烯酸油脂1.05％、白砂糖1％、氯化钾1％、花生四烯酸油脂0.9％、胆碱0.9％、矿物质0.5％、肌醇0.35％、维生素0.3％、磷酸三钙0.3％、碳酸钙0.03％、左旋肉碱0.02％、核苷酸0.05％；其中植物脂肪粉A：麦芽糊精25.6％、植物油16.4％、无乳糖乳清蛋白粉15.6％、固体淀粉糖13.1％、无水奶油13.1％、葡萄糖10％、辛烯基琥珀酸淀粉钠5.2％、单，双甘油脂肪酸酯0.69％、L-抗坏血酸钠0.21％、抗坏血酸棕榈酸酯0.04％、混合生育酚浓缩物0.04％、磷脂0.02％；其中植物脂肪粉D：麦芽糊精41.7％、植物油24％、无乳糖乳清蛋白粉15.8％、固体淀粉糖17.4％、单，双甘油脂肪酸酯0.69％、L-抗坏血酸钠0.34％、抗坏血酸棕榈酸酯0.03％、混合生育酚浓缩物0.03％、磷脂0.01％；
进一步地，所述超膜过滤方法中的渗滤液溶剂2:8体积比的乙醇和水，含NaCl5.1g/mL、NaOH 4.0g/mL、KCl 9.8g/mL、H3PO4 35.5g/mL、一水合柠檬酸40.3g/mL。
进一步地，所述渗滤液还含有表面活性剂。
进一步地，所述表面活性剂为丙二醇脂肪酸酯。
进一步地，所述表面活性剂为丙二醇脂肪酸酯2.2g/mL。
另一方面，本申请提供了制备无乳糖乳清蛋白粉的方法，其特征在于使用了超膜过滤方法。
进一步地，所述超膜过滤方法中的渗滤液为溶剂2:8体积比的乙醇和水，含NaCl5.1g/mL、NaOH 4.0g/mL、KCl 9.8g/mL、H3PO4 35.5g/mL、一水合柠檬酸40.3g/mL、丙二醇脂肪酸酯2.2g/mL。
另一方面，本申请提供了上述方法在防止无乳糖奶粉褐变中的应用。
本申请中所述的“无乳糖”并不一定指乳糖含量为零，而是乳糖含量低于可能影响使用者健康的水平或者国家/行业相关标准，如0.5g/100g。
本申请中的“超膜过滤”中采用的膜可以使用各种厂家的产品，分子量标准以透过乳糖但不透过大部分蛋白为限，本领域技术人员可以做出常规选择。
本申请中的褐变是指储存中奶粉色泽变深，逐渐呈现褐色的现象；褐变可以以光度计度量(有多种不同的计算方法)或者目视评价。
附图说明
图1为80摄氏度加速处理情况下的褐变情况。
具体实施方式
主要方法、试剂和仪器
乳清蛋白粉：
为保证质量稳定，我们在研究过程中使用了申请人自制的同一批次乳清蛋白粉(鲜奶微滤膜过滤加大分子量超滤膜初步分离，喷雾干燥)，其主要相关性能如下：
成分
含量
干物质
919.2g/kg
灰分
27.5g/kg
总氮
775.2g/kg
非蛋白氮
18.6g/kg
乳糖
15.2g/kg
超滤装置和渗滤过程：
Rhone-Poulenc的carbosep(陶瓷超滤膜，截留量10kD)；渗滤温度为30-40摄氏度，总时间为12小时，渗滤液体积：原始物料体积为2.7:1。
非蛋白氮测定：
基本依照GB/T 21704-2008的方法，使用15％的三氯乙酸沉淀蛋白后，将滤液消化和蒸馏，以0.01mol/L的盐酸滴定，计算非蛋白氮含量。
褐变程度测定：
取奶粉样品使用UltraScan PRO色差仪(hunter lab)进行检测(光源：D65)，得到10°反射广谱，以下列公式计算褐变指数：
BI＝100(X-0.31)/0.17
X＝A+1.75L/A+5.645L-0.3012B
其中L为色亮度、+A为红色度、-A为绿色度、+B为黄色度、-B为蓝色度。
蔗糖脂肪酸酯：河南安锐生物科技有限公司；
大豆卵磷脂：河南安锐生物科技有限公司；
丙二醇脂肪酸酯：山东谷硕生物科技有限公司；
其他成分均为符合相关食品安全标准的常规国产产品。
实施例1超膜渗透处理
将乳清蛋白粉以双蒸水溶解配制为0.8％w/v溶液，使用上述设备非连续超膜渗滤，接出透过液的同时按照相同的体积加入渗滤液(NaCl、NaOH、KCl、H3PO4、柠檬酸及其基本用量根据截留相中的矿物质含量变化设计，蔗糖脂肪酸酯、大豆卵磷脂、丙二醇脂肪酸酯用量已经经过初步的实验优化，以下显示的仅为代表性配方；渗滤液溶剂为水，不能完全溶解的大豆卵磷脂、丙二醇脂肪酸酯加热或超声辅助制成混悬液备用)，渗滤液配方和渗滤处理后的变化如下表：
表1：代表性的渗滤液配方
表2：不同渗滤液的处理效果
结果表明，在渗滤液中加入适合的非离子表面活性剂，利用膜上的对带电荷氨基酸的静电作用力(初步实验推测)可以有效的降低非蛋白氮的损失同时基本保持对乳糖的去除效果(乳糖含量虽然稍有提高但仍然在生产可用的范围内，且可以根据需要采用其他方法如酶解进一步降低乳糖含量)。非蛋白氮的保留不仅对于氨基酸等营养成分的保持有重要意义，而且某些多肽的保留还可能有助于改善产品在提高免疫力、抗氧化等方面的效果。
在此基础上，进一步研究了渗滤液的溶剂改进，发现使用部分有机溶剂后蔗糖脂肪酸酯、大豆卵磷脂的渗滤效果有所降低，而使用2:8体积比的乙醇和水组成的溶剂配制渗滤液2.1(乙醇在随后喷雾干燥后被完全去除)，渗滤后乳糖含量3.4g/kg，非蛋白氮为10.7g/kg。
实施例2无乳糖奶粉的配置
按照以下配方配置无乳糖奶粉：
植物脂肪粉A 73％、植物脂肪粉D 12％、柠檬酸钾4.9％、柠檬酸钠2.5％、磷酸氢钙1.2％、二十二碳六烯酸油脂1.05％、白砂糖1％、氯化钾1％、花生四烯酸油脂0.9％、胆碱0.9％、矿物质0.5％、肌醇0.35％、维生素0.3％、磷酸三钙0.3％、碳酸钙0.03％、左旋肉碱0.02％、核苷酸0.05％；
植物脂肪粉A：麦芽糊精25.6％、植物油16.4％、乳清蛋白粉15.6％、固体淀粉糖13.1％、无水奶油13.1％、葡萄糖10％、辛烯基琥珀酸淀粉钠5.2％、单，双甘油脂肪酸酯0.69％、L-抗坏血酸钠0.21％、抗坏血酸棕榈酸酯0.04％、混合生育酚浓缩物0.04％、磷脂0.02％；
植物脂肪粉D：麦芽糊精41.7％、植物油24％、乳清蛋白粉15.8％、固体淀粉糖17.4％、单，双甘油脂肪酸酯0.69％、L-抗坏血酸钠0.34％、抗坏血酸棕榈酸酯0.03％、混合生育酚浓缩物0.03％、磷脂0.01％；
使用渗滤液2.1、4处理的获得的乳清蛋白粉配置的奶粉产品对应为奶粉2.1、4。
实施例3无乳糖奶粉的加速褐变情况
奶粉2.1、4在80摄氏度加速处理情况下的褐变情况如图1所示：
奶粉2.1不仅在乳糖含量和非蛋白氮含量上进步明显，而且取得了抑制褐变方面预料不到的效果，我们推测主要原因可能在于某些保留的多肽或特定氨基酸对美拉德反应的发生不利。
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