[发明专利]低乳糖和无乳糖的乳制品及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及将乳成分分离成各成分的方法，以及由这些成分组成的低乳糖或无乳糖乳。本发明特别涉及在乳成分的分离中使用纳滤技术。

背景技术

已知使用膜技术生产低乳糖和无乳糖乳的几种方法。常规的裂解乳糖的酶促法也是本领域中公知的，该方法包括这样的步骤：向乳中添加来自真菌和酵母菌的乳糖酶以使得超过80％的乳糖裂解成单糖(即，葡萄糖和半乳糖)。

已提出了几种膜过滤法解决方案来从乳原料中除去乳糖。通常使用四种基本的膜过滤法：反渗透(RO)、纳滤(NF)、超滤(UF)和微滤(MF)。其中，UF主要适合用于从乳中分离乳糖。反渗透通常用于浓缩，超滤和微滤通常用于分级，纳滤可用于浓缩和分级。例如在WO公报00/45643中描述了基于膜技术的乳糖去除法，其中通过超滤和渗滤除去乳糖。

本领域已知的是，与膜技术相关的问题通常在于在超滤过程中，不仅将乳糖从乳中去除，还去除了一些对乳和由其制备的乳制品的味道至关重要的矿物质。控制矿物质含量，特别是如钙和镁等二价矿物质，在本领域中特别存在问题，已知方法导致了大量的矿物质损失，这就是经常必须返还或另外添加这些二价矿物质的原因。

例如，膜法通常还产生含矿物质的次生流，该次生流不能被有效利用，还增加了废水负荷，需要进一步的处理并增加了成本。因此需要提供这样的方法：通过该方法，特别是二价矿物质可以在过程中得到控制并能更有效的回收，从而使得工艺用水循环而不产生次生流。

WO公报03/094623A1公开了下述方法：其中，对乳制品进行超滤、纳滤和反渗透浓缩，然后将超滤过程中除去的矿物质返还至UF渗余物。由此获得的低乳糖乳制品中的残余乳糖由乳糖酶水解为单糖，从而获得几乎不含乳糖的乳制品。通过该方法，去除了乳中的乳糖而不影响所制备的乳制品的感官特性。在该方法中，如钙和镁等二价矿物质的损失可能比较显著。并且，该方法产生含矿物质的次生流，其不能在此方法中得到利用，需要进行后处理。为解决这些问题，需要更简单、更有效的可供选择的方法。

具体而言，还可通过色谱从乳中分离乳糖。然而，乳加工具有与乳清加工不同的许多问题，例如，酪蛋白的易于析出，维持酪蛋白的胶束结构，脂肪的行为以及极为严格的卫生要求。例如EP公报226035B1描述了下述乳糖分离法：其中将乳分级，以分离乳糖部分，并且矿物质在蛋白质部分或蛋白质-脂肪部分中。该方法的特征在于通过使阳离子交换树脂的阳离子组成对应于乳的阳离子组成而平衡阳离子交换树脂，并通过在洗脱中使用水而于约50℃～80℃的温度在具有经平衡的阳离子交换树脂的柱子中对乳进行色谱分离。该方法的优点在于所有对于味道重要的化合物都保留在乳中。然而，色谱法乳糖分离是缓慢且复杂的方法，不能直接应用于没有高额的设备投入的常规乳场中。另一个问题是高耗水量和大量的化学品。

专利公报KR20040103818描述了生产低乳糖乳的方法，所述方法包括将经乳糖酶水解的乳纳滤以部分除去半乳糖和葡萄糖，并向纳滤渗余物中添加水以获得合适的甜度。Choi等(Asian-Aust.J.Anim.Sci.20(6)(2007)989-993)描述了生产乳糖水解乳的方法，其中以β-半乳糖酶(5000乳糖酶活性单位/g，Validase，Valley Research)部分(0.03％；4℃，24小时)或“完全”(0.1％，40小时)水解原乳，热处理以使酶失活(72℃，5分钟)，冷却至45℃～50℃，在约9巴～10巴(130psi～140psi；浓缩系数1.6)的压力纳滤。将水添加至NF渗余物中并在65℃进行30分钟热处理。乳糖水解乳由蛋白质(3.1％)、脂肪(3.5％)、乳糖(0.06％)、葡萄糖(1.45％)和半乳糖(1.29％)组成。在所述专利公报描述的包含单阶段纳滤的方法中，未能将所有的一价矿物质足够有效地返还至乳中。

WO公报2007/076873描述了包含原乳中几乎所有的钙和蛋白质的低碳水化合物乳，以及生产其的方法。在该方法中，将乳的pH调节至7.0～9.5的碱性值，将乳超滤，优选在约10℃的温度对UF渗透物进行纳滤以将微生物风险减至最小，合并NF渗透物、UF渗余物和水，通过添加酸(优选柠檬酸或磷酸)将pH调节至原乳的pH值(pH 6.7)。制品的能量含量为90kJ/100g～250kJ/100g。该方法包括多个步骤，需要强化学品来调节pH和将钙和蛋白质损失降至最低。

WO公报2004/019693描述了使用膜技术(超滤、纳滤和反渗透)分离不同成分并将这些成分合并到如冰淇淋、酸奶和乳饮料等乳制品中的方法。