用于生产乳糖减少的牛奶的方法和装置与流程

提出了与乳糖减少的牛奶的生产的领域相关的方法和装置。更具体地说，所述方法和装置涉及分别使用以便获得乳糖减少甚至基本上不含乳糖的奶制品的许多过滤步骤和过滤设备。

背景技术：

过去几十年来，乳糖不耐受的人数稳步增加，直接导致对乳糖减少的奶制品的需求量有所增加。这反过来又引起了食品生产者，特别是乳品厂的兴趣，想要找到能够以成本有效和可靠的方式生产含有尽可能少的乳糖但仍具有与普通乳制品类似的性能的奶制品的加工设备。

已经发现，通过使用不同过滤器的组合，牛奶的乳糖含量可以降低到非常低的水平。这种方法的一个示例在爱氏晨曦(arlafoodsamba)的wo2009/043356中有描述。在这个过程中，脱脂牛奶中的乳糖含量可以降低到0.01％的低水平，而普通脱脂乳中的乳糖含量约为4.8％。

wo2009/043356的方法包括其中形成第一渗透物和第一渗余物的超滤步骤。然后将第一渗透物供应到其中形成第二渗透物和第二渗余物的纳滤步骤中。接下来将第一渗余物和第二渗透物混合并随后水解。

当使用上述方法时，副作用是所得产品的蛋白质和钙含量将与输入的牛奶不同，因此与输入的牛奶相比，所得产品将具有略微不同的性能。为了能够提供钙和蛋白质含量类似于牛奶的奶，需要来自食品生产者的能够生产钙和蛋白质含量类似于牛奶的无乳糖的奶制品的系统和方法。

技术实现要素：

因此，本文所述的方法和装置优选地试图单独地或以任何组合的方式缓解、减轻或消除本技术领域中上述不足和缺点中的一个或多个并且至少解决上述问题。

根据第一方面，提供了一种用于生产乳糖减少的奶制品的方法，所述方法包括供应牛奶通过微滤(mf)设备以获得mf渗透物和mf渗余物，供应所述mf渗透物通过超滤(uf)设备以获得uf渗透物和uf渗余物，供应所述uf渗余物通过纳滤(nf)设备以获得nf渗透物和nf渗余物，将所述nf渗透物与所述mf渗余物合并成所述乳糖减少的奶制品，并且水解所述乳糖减少的奶制品以进一步降低所述乳糖减少的奶制品的乳糖含量。

该方法还可以包括将所述uf渗透物供应到所述mf设备，以便使用所述uf渗透物作为渗滤介质。

当供应牛奶通过所述mf设备时，所述uf设备或所述nf设备可以具有在5至60℃、优选5至15℃、甚至更优选8至12℃的范围内的温度。

可以选择所述mf设备、所述uf设备和所述nf设备的筛孔尺寸，使得所得到的蛋白质与钙的比例与所述牛奶中的蛋白质与钙的比例基本上相同。

根据第二方面，提供了一种用于生产乳糖减少的奶制品的系统，所述系统包括mf设备，其被布置成接收牛奶并形成mf渗透物和mf渗余物，uf设备，其被布置成接收所述mf渗透物并形成uf渗透物和uf渗余物，nf设备，其被布置成接收uf渗透物并形成nf渗透物和nf渗余物，流体组合设备，其被布置成将所述nf渗透物和所述mf渗余物组合成所述乳糖减少的牛奶，以及水解罐，其被布置成水解所述乳糖减少的奶制品以进一步降低所述乳糖减少的奶制品的乳糖含量。

可以将所述uf渗透物供应到所述mf设备，以便在所述mf设备中使用所述uf渗透物作为渗滤介质。

当供应牛奶通过所述mf设备时，所述uf设备或所述nf设备可以具有在5至60℃、优选5至15℃、甚至更优选8至12℃的范围内的温度。

可以选择所述mf设备、所述uf设备和所述nf设备的筛孔尺寸，使得所得到的蛋白质与钙的比例与所述牛奶中的蛋白质与钙的比例基本上相同。

所述mf的筛孔尺寸可以约为0.1μm和/或所述uf设备可包括5或10kd膜和/或所述nf设备可包括150-300kd膜。

根据第三方面，提供了根据第一方面的方法生产的乳糖减少的奶制品。

附图说明

参照附图，通过以下对本发明的优选实施方式的说明性的和非限制性的详细描述，将更好地理解本发明的上述以及其它目的、特征和优点，其中：

图1示出了根据wo2009/043356中公开的现有技术方案的用于生产乳糖减少的牛奶的系统的流程图。

图2示出了用于生产乳糖减少的牛奶的系统的流程图，其中所得产品的钙和蛋白质含量与输入的牛奶相似。

具体实施方式

在图1中，示出了根据上述wo2009/043356中公开的连续方法生产乳糖减少的牛奶的系统100。

保持在牛奶罐102中的脱脂牛奶被供应到超滤(uf)设备104，在超滤(uf)设备104中形成uf渗透物和uf渗余物。将uf渗透物供应到纳滤(nf)设备106，在纳滤(nf)设备106中形成nf渗透物和nf渗余物。将nf渗余物供应并储存在nf渗余物罐108中，同时将nf渗透物与在uf设备104中形成的uf渗余物混合，并被供应至水解罐110。

如背景技术部分所述，该方法的副作用是蛋白质含量将会增加。这在很大程度上取决于蛋白质在uf设备104中富集。更具体地，在uf设备中，蛋白质是浓缩的，这意味着uf渗余物将具有比脱脂牛奶更高的蛋白质含量，并且相应地，uf渗透物将具有较低的蛋白质含量。

在将uf渗透物供给到nf设备106之后，形成nf渗余物并将其供给到nf渗余物罐108中，同时将在nf设备106中形成的nf渗透物与uf渗余物混合。当将uf渗透物进行纳滤时，将乳糖分选至nf渗余物，然后可以将其分选至单独的罐，这里为nf渗余物罐。因此，总而言之，通过使用超滤，可以将分子大于乳糖分子、矿物分子和水分子的蛋白质分选出来。接下来，使剩余的乳糖、矿物和水分子经受纳米过滤器，使得大于矿物和水分子的乳糖分子可以分选出来。最后，蛋白质和矿物质和水可以组合成乳糖减少的奶制品。

在早期阶段对蛋白质进行分选，然后在最终阶段再次添加蛋白质的效果是在该过程中几乎没有蛋白质流失，其影响是蛋白质与钙的比例将会与原始脱脂牛奶中的蛋白质与钙的比例不同。这反过来将影响产品性能，使得它们与原始脱脂牛奶不相同。

在图2中，示出了用于生产乳糖减少的牛奶的系统200的示例。在该具体示例中，来自牛奶罐202的牛奶被供应到mf设备204，以便形成mf渗透物和mf渗余物。将mf渗透物转移到uf设备206中，在uf设备206中形成uf渗透物和uf渗余物。uf渗透物可以反馈到mf设备并用作渗滤介质。通过这样做，在mf设备204中未被捕获但在uf设备206中捕获的蛋白质不再被反馈到mf设备。

uf渗余物在下一步骤中转移到nf设备208以过滤掉乳糖。包含在nf渗余物中的滤出的乳糖可以转移到nf渗余物罐210。将包含尤其水和矿物质的nf渗透物供应到水解罐212中。将包含蛋白质的mf渗余物也供应到水解罐212中。

在水解罐212中，nf渗透物和mf渗余物组合物被水解，使得任何剩余的乳糖分解成葡萄糖和半乳糖，这将使乳糖水平降至非常低的水平，低至0.05％。

使mf设备204与uf设备206组合的优点是乳清蛋白质和小于酪蛋白的溶解的钙可以被mf设备204滤出。乳清蛋白将被uf设备206捕获，但是钙不会被捕获并接着被供应回到mf设备204。乳清蛋白也将与残留的钙一起被nf设备208捕获，并且与乳糖一起留在nf渗余物罐210中。包含一价盐和水的nf渗透物将被nf设备208滤出，并供应至水解罐212，以在水解之前使蛋白质和乳糖水平标准化。

在上表中，公开了图2中的系统200的测试运行。可以看出，水解产物，即乳糖减少的奶制品中的蛋白质含量相同，并且乳糖低于0.05％。钙含量大致相同，并且脂肪含量也相同。

上面已经参照几个实施方式大体上描述了本发明。然而，如本领域技术人员容易理解的那样，除了上述所公开的实施方式之外的其他实施方式同样可能落入所附权利要求所限定的本发明的范围内。