一种制备饮料的方法、制得的饮料及其应用
阅读说明：本技术 一种制备饮料的方法、制得的饮料及其应用 (Method for preparing beverage, prepared beverage and application thereof ) 是由 李梦婷 张瑞阳 岳威 王彦平 巴根纳 樊启程 付永刚 贺保平 孙超 刘华 于 2019-11-29 设计创作，主要内容包括：本发明属于食品技术领域,具体涉及一种制备饮料的方法,包括如下的步骤(1)至(3)及可选的步骤(4)：(1)将低脂乳和/或脱脂乳进行超滤处理,得到第一透过液；其中,所述超滤处理采用的超滤膜的孔径为30～100nm；(2)将第一透过液进行纳滤处理,得到第二透过液；(3)将第二透过液进行至少两级反渗透处理,得到第三透过液；(4)将第三透过液进行杀菌处理,得到杀菌液体；其中,所述饮料为第三透过液或杀菌液体。本发明还涉及一种饮料及其在食品上的应用。本发明方法制得的饮料能显著改善奶粉的冲调性,改善复原乳的风味口感,并可直接饮用。(The invention belongs to the technical field of food, and particularly relates to a method for preparing a beverage, which comprises the following steps (1) to (3) and an optional step (4): (1) carrying out ultrafiltration treatment on the low-fat milk and/or the skim milk to obtain a first permeate; wherein the aperture of an ultrafiltration membrane used for ultrafiltration treatment is 30-100 nm; (2) performing nanofiltration treatment on the first permeate to obtain a second permeate; (3) performing at least two-stage reverse osmosis treatment on the second permeate to obtain a third permeate; (4) sterilizing the third permeate to obtain a sterilized liquid; wherein the beverage is a third permeate or a sterilizing liquid. The invention also relates to a beverage and application thereof on food. The beverage prepared by the method can obviously improve the mixing property of the milk powder and the flavor and taste of the reconstituted milk, and can be directly drunk.)
技术领域
本发明属于食品技术领域，具体涉及一种制备饮料的方法，还涉及制得的饮料及其在食品中的应用。
背景技术
奶粉的冲调性能关系着消费者的饮用体验，是一项非常重要的性能要求。奶粉是由牛奶经高温喷粉制成，用水冲调奶粉不是简单的溶解过程，而是一个复杂的乳浊液的形成过程。奶粉通常较难冲调形成均匀的乳浊液，原因包括：首先，牛奶在加工成奶粉过程中部分游离脂肪酸游出，使原来牛奶的O/W结构转变为W/O结构，乳化性能下降，导致用水冲调奶粉很难复原成牛奶状态；其次，牛奶中的酪蛋白在高温喷粉过程中部分变性，形成沉淀，进一步降低了奶粉的冲调性能。如何改善奶粉的冲调性能一直是奶粉加工领域研究的重要课题，目前的科学研究多数集中于对奶粉本身改良以提高冲调性方面，但受限于现有工艺的状况，奶粉冲调性能的改善程度比较有限。
因此，目前亟需一种能有效提高奶粉冲调性的方法。
发明内容
本发明提供了一种制备饮料的方法，制得的饮料能显著改善奶粉的冲调性能，改善复原乳的风味口感，使复原乳口感细腻、顺滑、风味良好。在此基础上，本发明还提供了制得的饮料及其在食品中的应用。
本发明第一方面涉及一种制备饮料的方法，包括如下的步骤(1)至(3)及可选的步骤(4)：
(1)将低脂乳和/或脱脂乳进行超滤处理，得到第一透过液；其中，所述超滤处理采用的超滤膜的孔径为30～100nm，例如40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm；
(2)将第一透过液进行纳滤处理，得到第二透过液；
(3)将第二透过液进行至少两级反渗透处理，得到第三透过液；
(4)将第三透过液进行杀菌处理，得到杀菌液体；
其中，所述饮料为第三透过液或杀菌液体。
本发明第一方面的一些实施方式中，所述方法还包括如下步骤：
将第一透过液、第二透过液或第三透过液进行脱色处理，得到脱色液体，用于后续步骤；或者，将前一级的反渗透处理得到的透过液进行脱色处理，得到脱色液体，用于进行后一级的反渗透处理。
本发明第一方面的一些实施方式中，至少两级反渗透处理是指采用至少两级串联的反渗透装置进行处理。
本发明第一方面的一些实施方式中，步骤(1)还包括如下的A和/或B项：
A.所述超滤处理的操作压力为0.1～0.4MPa，例如0.2MPa、0.3MPa；
B.所述超滤处理的操作温度为10℃～40℃，例如15℃、20℃、25℃、30℃、35℃。
本发明第一方面的一些实施方式中，步骤(2)包括如下a至c中的一项或多项：
a.所述纳滤处理采用的纳滤膜的孔径为1～8nm，例如2nm、3nm、4nm、5nm、6nm、7nm；
b.所述纳滤处理的操作压力为0.2～2MPa，例如0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1MPa、1.2MPa、1.4MPa、1.6MPa、1.8MPa、1.9MPa；
c.所述纳滤处理的操作温度为10℃～40℃，例如15℃、20℃、25℃、30℃、35℃。
本发明第一方面的一些实施方式中，步骤(3)中，将所述第二透过液进行两级反渗透处理；。
本发明第一方面的一些实施方式中，步骤(3)包括如下(A)至(E)中的一项或多项：
(A)一级反渗透处理的操作压力为200～500kPa，例如250kPa、300kPa、350kPa、400kPa、450kPa；
(B)一级反渗透处理的操作温度为15℃～35℃，例如20℃、25℃、30℃、32℃；
(C)二级反渗透处理的操作压力为50～400kPa，例如100kPa、150kPa、200kPa、250kPa、300kPa、350kPa、380kPa；
(D)二级反渗透处理的操作温度为15℃～35℃，例如20℃、25℃、30℃、32℃；
(E)一级反渗透处理和/或二级反渗透处理采用的反渗透膜的脱盐率为98％以上。
本发明第一方面的一些实施方式中，所述方法还包括如下(a)至(g)中的一项或多项：
(a)步骤(1)中，低脂乳或脱脂乳通过如下的步骤1)及可选的步骤2)获得：
1)将新鲜乳、灭菌乳或杀菌乳进行至少一次离心处理，得到脂肪重量含量低于0.5％的乳液；
2)将乳液进行杀菌处理；
优选地，步骤1)中，离心转速为2000～8000rpm，例如3000rpm、4000rpm、5000rpm、6000rpm、7000rpm；
优选地，步骤2)中，所述杀菌处理为巴氏杀菌处理；
更优选地，巴氏杀菌处理的温度为65℃～95℃，例如70℃、75℃、80℃、85℃、90℃；
更优选地，巴氏杀菌处理的时间为4～50s，例如10s、15s、20s、25s、30s、35s、40s、45s；
(b)步骤(1)中，所述低脂乳或脱脂乳来源于牛、羊、骆驼、鹿和马中的至少一种哺乳动物，优选为牛；
(c)步骤(3)得到的第三透过液的pH值为6.5～8.5，例如7、7.5、8；
(d)步骤(4)中，所述杀菌处理的温度为120℃～145℃，例如125℃、130℃、135℃、140℃；
(e)步骤(4)中，所述杀菌处理的时间为2～25s，例如5s、10s、15s、20s、23s；
(f)所述脱色处理采用活性炭作为脱色剂；
优选地，所述脱色处理的时间为10～60分钟，例如15分钟、20分钟、25分钟、30分钟、35分钟、40分钟、45分钟、50分钟、55分钟；
(g)步骤(1)得到的第一透过液的蛋白质重量含量低于0.01％，脂肪重量含量低于0.1％。
本发明第一方面的一些实施方式中，所述压滤在常规压力下进行。
本发明第一方面的一些实施方式中，步骤1)中，新鲜乳符合原奶验收的国家相关标准。
本发明第一方面的一些实施方式中，步骤(1)中，低脂乳或脱脂乳的脂肪重量含量低于0.5％。
本发明第二方面涉及一种饮料，其由本发明第一方面所述方法制得。
本发明第二方面的一些实施方式中，所述饮料符合GB 5749“生活饮用水卫生标准”中的106项规定以及GB 19298“食品安全国家标准包装饮用水”中的16项规定。
本发明第二方面的一些实施方式中，所述饮料的风味优良或风味可接受。
本发明第三方面涉及一种乳制品，包含本发明第二方面所述的饮料和提供乳蛋白的原料。
本发明第三方面的一些实施方式中，本发明第二方面所述饮料与提供乳蛋白的原料的比例为(1～100):1(mL/g)，例如5:1(mL/g)、10:1(mL/g)、20:1(mL/g)、30:1(mL/g)、40:1(mL/g)、50:1(mL/g)、60:1(mL/g)、70:1(mL/g)、80:1(mL/g)、90:1(mL/g)。
本发明第三方面的一些实施方式中，提供乳蛋白的原料选自乳粉、新鲜乳、灭菌乳、杀菌乳、复原乳、乳清蛋白液和乳清蛋白粉。
本发明第三方面的一些实施方式中，提供乳蛋白的原料来源于牛、羊、骆驼、鹿和马中至少一种哺乳动物，优选为牛。
本发明第三方面的一些实施方式中，所述乳制品还包含选自提供脂肪的原料、提供碳水化合物的原料、膳食纤维和食品添加剂中至少一种。
本发明第三方面的一些实施方式中，提供脂肪的原料、提供碳水化合物的原料、膳食纤维和/或食品添加剂在乳制品中的比例为本领域常规的添加比例。
本发明第三方面的一些实施方式中，所述乳制品选自含乳饮料、复原乳、酸奶、优酪乳和炼乳，优选为复原乳。
本发明第四方面涉及一种制备乳制品的方法，包括如下步骤：
将本发明第二方面所述饮料、提供乳蛋白的原料、可选的提供脂肪的原料、可选的提供碳水化合物的原料、可选的膳食纤维及可选的食品添加剂相混合即可。
本发明第四方面的一些实施方式中，混合的温度为4℃～85℃，例如10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃。
本发明第四方面的一些实施方式中，混合的时间为1～200分钟，例如5分钟、10分钟、15分钟、20分钟、30分钟、40分钟、50分钟、60分钟、70分钟、80分钟、90分钟、100分钟、110分钟、120分钟、130分钟、140分钟、150分钟、160分钟、170分钟、180分钟。
本发明第四方面的一些实施方式中，提供乳蛋白的原料选自乳粉、新鲜乳、灭菌乳、杀菌乳、复原乳、乳清蛋白液和乳清蛋白粉。
本发明第四方面的一些实施方式中，提供乳蛋白的原料来源于牛、羊、骆驼和马中至少一种动物，优选为牛。
本发明第四方面的一些实施方式中，所述乳制品选自含乳饮料、复原乳、酸奶、优酪乳和炼乳，优选为复原乳。
本发明第四方面的一些实施方式中，所述饮料与提供乳蛋白的原料的比例如本发明第三方面中所述。
本发明第四方面的一些实施方式中，提供脂肪的原料、提供碳水化合物的原料、膳食纤维和/或食品添加剂在乳制品中的比例为本领域常规的添加比例。
本发明第四方面的一些实施方式中，制得的乳制品为本发明第三方面所述乳制品。
本发明第五方面涉及一种套装饮品，包括各自独立包装的本发明第二方面所述饮料以及乳制品。
本发明第五方面的一些实施方式中，所述乳制品选自新鲜乳、灭菌乳、杀菌乳、复原乳、酸奶、优酪乳、乳粉、配方乳粉、奶片、炼乳、干酪、干酪素、乳清蛋白粉、乳脂肪和含乳饮料，优选为乳粉或配方乳粉。
本发明第五方面的一些实施方式中，乳制品中的乳蛋白来源于牛、羊、骆驼、鹿和马中至少一种哺乳动物，优选为牛。
本发明第五方面的一些实施方式中，饮用套装饮品时，将所述饮料与乳制品相混合即可；优选地，所述混合在常温或加热条件下进行。
本发明第六方面涉及本发明第二方面所述饮料在改善乳粉冲调性和/或改善乳制品风味中的应用，或者在制备饮品中的应用。
本发明第六方面的一些实施方式中，所述乳粉为配方乳粉。
本发明第六方面的一些实施方式中，所述乳制品选自含乳饮料、复原乳、酸奶、优酪乳和炼乳，优选为复原乳。
本发明第六方面的一些实施方式中，所述乳粉或乳制品中的乳蛋白来源于牛、羊、骆驼、鹿和马中至少一种哺乳动物，优选为牛。
本发明第六方面的一些实施方式中，所述饮品为乳制品或套装饮品。
本发明第六方面的一些实施方式中，乳制品风味的考察指标选自口感、顺滑度和腥味。
本发明第六方面的一些实施方式中，所述乳制品为本发明第三方面所述的乳制品。
本发明第六方面的一些实施方式中，所述套装饮品为本发明第五方面所述的套装饮品。
本发明一些实施方式中，提供脂肪的原料包括但不限于植物油脂、动物油脂和1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯。
本发明一些实施方式中，提供碳水化合物的原料包括但不限于乳糖、葡萄糖浆、玉米糖浆、麦芽糊精和白砂糖。
本发明一些实施方式中，膳食纤维包括但不限于低聚半乳糖、低聚果糖、多聚果糖和人乳低聚糖。
本发明一些实施方式中，食品添加剂包括但不限于营养强化剂和稳定剂。营养强化剂包括但不限于维生素成分、矿物质成分、牛磺酸和氯化胆碱；稳定剂包括但不限于磷脂。其中，维生素成分包括但不限于维生素A、维生素D、维生素E、维生素K1、维生素B1、维生素B2、维生素B6、维生素B12、烟酸、叶酸、泛酸、维生素C和生物素；矿物质成分包括但不限于钙、磷、铜、铁、锌、锰、碘、硒、镁、钾及它们在食品上可接受的化合物。
本发明一些实施方式中，超滤膜的材质包括但不限于醋酸纤维素、醋酸纤维素酯类、聚乙烯、聚砜、聚酰胺、芳香族聚合物。
本发明一些实施方式中，纳滤膜的材质包括但不限于芳香族聚合物。
本发明一些实施方式中，反渗透膜的材质包括但不限于醋酸纤维素、芳香族聚酰肼、芳香族聚酰胺。
本发明中，复原乳又称“还原乳”或“还原奶”，是指把牛奶浓缩、干燥成为浓缩乳或乳粉，再添加适量水，制成与原乳中水、固体物比例相当的乳液。
本发明取得的有益效果：
1、本发明方法制得的饮料能显著改善奶粉的冲调性能。
2、本发明方法制得的饮料能明显改善复原乳的风味口感，使口感细腻、顺滑。
3、本发明方法制得的饮料符合饮用标准，可直接饮用。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
超滤膜、纳滤膜、反渗透膜均购买自陶氏化学有限公司。
实施例1饮料1的制备
(1)选取符合国家原奶验收标准的新鲜牛奶；
(2)将新鲜牛奶在65℃下经离心机一次或多次分离，获得稀奶油和脱脂乳，离心转速为3000～4000rpm，其中，脱脂乳的脂肪含量低于0.5％(W/W)；
(3)将脱脂乳在85℃～90℃进行巴氏杀菌，杀菌时间20s，得到杀菌物料，冷却至4℃贮存备用；
(4)将杀菌物料进行超滤处理，超滤膜的孔径为70～100nm，操作压力为0.1～0.2MPa，操作温度为20℃，收集第一透过液，第一透过液的蛋白质重量含量低于0.01％、脂肪重量含量低于0.1％；
(5)将第一透过液进行纳滤处理，纳滤膜的孔径为1nm，操作压力为1.2～1.5MPa，操作温度为20℃，收集第二透过液；
(6)将第二透过液进行第一次反渗透处理，反渗透膜的脱盐率在98％以上，反渗透处理的操作压力为300kPa，操作温度为20℃，收集第三透过液；
(7)将第三透过液进行第二次反渗透处理，反渗透膜的脱盐率在98％以上，反渗透处理的操作压力为100～300kPa，操作温度为20℃，收集第四透过液，其pH值为7.0～8.5；
(8)将第四透过液在121℃下进行UHT杀菌，杀菌时间为6s，得到饮料1。
实施例2饮料2的制备
(1)选取符合国家原奶验收标准的新鲜牛奶；
(2)将新鲜牛奶在50℃下经离心机一次或多次分离，获得稀奶油和脱脂乳，离心转速为4000～5000rpm，其中，脱脂乳的脂肪含量低于0.5％(W/W)；
(3)将脱脂乳在75℃～85℃进行巴氏杀菌，杀菌时间30s，得到杀菌物料，冷却至4℃贮存备用；
(4)将杀菌物料进行超滤处理，超滤膜的孔径为60～80nm，操作压力为0.1～0.2MPa，操作温度为20℃，收集第一透过液，第一透过液的蛋白质重量含量低于0.01％、脂肪重量含量低于0.1％；
(5)将第一透过液进行纳滤处理，纳滤膜的孔径为1nm，操作压力为1.1～1.4MPa，操作温度为20℃，收集第二透过液；
(6)向第二透过液中加入1％(W/W)活性炭，搅拌30分钟，压滤，收集滤液；
(7)将滤液进行第一次反渗透处理，反渗透膜的脱盐率在98％以上，反渗透处理的操作压力为400kPa，操作温度为20℃，收集第三透过液；
(8)将第三透过液进行第二次反渗透处理，反渗透膜的脱盐率在98％以上，反渗透处理的操作压力为100-300kPa，操作温度为20℃，收集第四透过液，其pH值为7.0～8.5；
(9)将第四透过液在121℃下进行UHT杀菌，杀菌时间为6s，得到饮料2。
实施例3饮料3的制备
(1)选取符合国家原奶验收标准的新鲜牛奶；
(2)将新鲜牛奶在40℃下经离心机一次或多次分离，获得稀奶油和脱脂乳，离心转速为4000～5000rpm，其中，脱脂乳的脂肪含量低于0.5％(W/W)；
(3)将脱脂乳在65℃～75℃进行巴氏杀菌，杀菌时间40s，得到杀菌物料，冷却至4℃贮存备用；
(4)将杀菌物料进行超滤处理，超滤膜的孔径为30～60nm，操作压力为0.1～0.2MPa，操作温度为20℃，收集第一透过液，第一透过液的蛋白质重量含量低于0.01％、脂肪重量含量低于0.1％；
(5)将第一透过液进行纳滤处理，纳滤膜的孔径为1nm，操作压力为0.35～1.0MPa，操作温度为20℃，收集第二透过液；
(6)将第二透过液进行第一次反渗透处理，反渗透膜的脱盐率在98％以上，反渗透处理的操作压力为400kPa，操作温度为20℃，收集第三透过液；
(7)将第三透过液进行第二次反渗透处理，反渗透膜的脱盐率在98％以上，反渗透处理的操作压力为100～300kPa，操作温度为20℃，收集第四透过液即为饮料3，其pH值为7.0～8.5。
实施例4饮料4的制备
(1)选取符合国家标准的灭菌乳；
(2)将灭菌乳在50℃下经离心机一次或多次分离，获得稀奶油和脱脂乳，离心转速为6000～7000rpm，其中，脱脂乳的脂肪含量低于0.5％(W/W)；
(3)将脱脂乳在70℃～85℃进行巴氏杀菌，杀菌时间20s，得到杀菌物料，冷却至4℃贮存备用；
(4)将杀菌物料进行超滤处理，超滤膜的孔径为80～100nm，操作压力为0.1～0.2MPa，操作温度为20℃，收集第一透过液，第一透过液的蛋白质重量含量低于0.01％、脂肪重量含量低于0.1％；
(5)将第一透过液进行纳滤处理，纳滤膜的孔径为1nm，操作压力为1.0～1.2MPa，操作温度为20℃，收集第二透过液；
(6)将第二透过液进行第一次反渗透处理，反渗透膜的脱盐率在98％以上，反渗透处理的操作压力为400kPa，操作温度为20℃，收集第三透过液；
(7)将第三透过液进行第二次反渗透处理，反渗透膜的脱盐率在98％以上，反渗透处理的操作压力为100～300kPa，操作温度为20℃，第四透过液，其pH值为7.0～8.0；
(8)将第四透过液在130℃～140℃进行UHT杀菌，杀菌时间为10s，得到饮料4。
对比例1饮料A的制备
取井水作为原料，按照实施例1中步骤(4)至(8)进行处理，得到饮料A。
对比例2饮料B的制备
省略实施例1中步骤(7)，其余与实施例1相同，得到饮料B。
对比例3饮料C的制备
省略实施例1中步骤(5)，其余与实施例1相同，得到饮料C。
测试例1奶粉冲调性的考察
检测饮料1～4、饮料A～C、自来水和市售纯净水对奶粉的冲调性。
检测方法：将各饮料、自来水和市售纯净水分别取500mL放入烧杯中，加热至60℃，然后同时向这多个烧杯中加入50g市售普通全脂奶粉，静置1分钟，观察各烧杯中液体表面残留的奶粉量，按照字母顺序划定冲调性等级，由A至D表示液体表面的残留物越来越多，也就是表示奶粉沉降速度越来越慢，冲调性越来越不好。结果见表1。
表1
样品
奶粉冲调性等级
饮料1
A
饮料2
B
饮料3
A
饮料4
B
饮料A
C
饮料B
C
饮料C
C
自来水
D
市售纯净水
C
由表1可知，与自来水、市售纯净水、饮料A～C相比，本发明方法制备的饮料对奶粉的冲调性高出一至两个等级，本发明饮料的奶粉冲调性明显更好。
测试例2安全性考察
将饮料1～4、饮料A～C按照GB 5749“生活饮用水卫生标准”中的106项规定以及GB19298“食品安全国家标准包装饮用水”中的16项规定进行检测，检测结果见表2。
表2
由表2可知，本发明方法制备的饮料符合GB 5749和GB 19298的饮用规定；而饮料B～C不符合GB 5749和GB 19298的饮用规定。
测试例3饮料风味品评
品评饮料1～4、饮料A～C、自来水和市售纯净水的风味。
品评方法：将各饮料、自来水和市售纯净水各取500mL，在常温下恒温后，由30名专业人员分别品尝各样品并对风味排序，最不好喝记为1分，最好喝记为9分，然后对每个样品将所有人的评分加和，按照表3中的标准划分风味等级。结果如表4所示。
表3
风味等级
评分
风味评价
A
大于180分
风味优良
B
180～140分
风味可接受
C
100～140分
风味较差，勉强接受
D
小于100分
风味不可接受
表4
由表4可知，与饮料B、C相比，本发明饮料的风味更优，评定等级更高。饮料2的制备步骤最多，在风味上与自来水、市售纯净水、处理后的井水无差异。饮料1、饮料3、饮料4在风味上与饮料2略有差别，有轻微的牛奶味，风味可接受。
测试例4复原乳的风味品评
品评饮料1-4、A-C、自来水和市售纯净水冲调奶粉得到复原乳的风味。
品评方法：将各饮料、自来水和市售纯净水各取500mL，加热至60℃，加入50g市售普通全脂奶粉搅拌均匀，常温下放置30分钟，得到复原乳。由30名专业人员分别品尝各复原乳并进行风味评价，取平均结果，见表5。
表5
由表5可知，与自来水、市售纯净水、饮料A～C相比，本发明饮料冲调出的复原乳口感细腻度和顺滑度更好，奶香浓郁。市售纯净水和饮料A冲调出的复原乳口感细腻度较好，但顺滑度略不足；自来水冲调的复原乳细腻度、顺滑度均较差；饮料B和饮料C冲调的复原乳在口感细腻度和顺滑度上均不足，且有腥味。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
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