[发明专利]提高乳糖生产的产量的方法

说明书

本发明属于乳品加工领域，涉及乳糖生产的改良方法。本发明提供了一种提高α乳糖晶体生产的产量的方法，其包括：(a)将乳糖水溶液逐渐冷却至约10℃，(b)从母液中分离所沉淀的第一数量的α‑乳糖晶体，(c)向该母液中加入一定量的碳水化合物，使得残余量的乳糖在给定的温度的溶度积被超过，(a4)从该母液中分离所沉淀的第二数量的α‑乳糖晶体，以及(a5)将两种数量的α‑乳糖晶体合并。本发明的方法提高了乳糖的生产率，具有广泛的实用价值。

技术领域

本发明属于乳品加工领域，涉及乳糖生产的改良方法。

背景技术

乳糖属于二糖类，其由D-半乳糖和D-葡萄糖两个分子组成，这两个分子通过β-1,4-糖苷键连接在一起。

甜乳糖为无色的具有甜味的晶体；其甜度(取决于其浓度)为蔗糖度的25%至60%。乳糖为牛奶中的重要成分，具有多种营养生理学优势。例如，乳糖作为人体新陈代谢的能量来源，支持钙的再吸收，阻碍腐败细菌在肠内产生，并且当以较大剂量摄入时具有通便作用。在食品技术中，乳糖主要用于生产乳酸并用作冷冻食品的增稠剂。由于乳糖给食品带来奶油味道，因此其为广泛使用的添加剂。

乳糖为生产蛋白粉过程中的副产品。在该过程中，一般通过超滤从乳清中除去蛋白质，随后对其进行喷雾干燥。

国际专利申请WO2002050089A1（Food Science Australia A）描述了一种乳糖的生产方法，如今已普遍使用该方法。在加工的第一步中，通过逆向渗透（RO）或纳米过滤（NF）对超滤乳清得到的透过物进行浓缩。然后，通过两步法对由此得到的浓缩物进行去矿化处理，即首先使浓缩物与碱土金属盐（一般为氯化钙的水溶液）反应，由此使矿物质沉淀，其为磷酸钙。在第二步沉淀过程中，通过添加低级醇使钙盐的溶解度进一步降低并使另一磷酸盐沉淀。随后通过适当的过滤设备（例如膜、分离器等）分离盐。随后将纯化的乳糖溶液进行真空蒸馏并将该乳糖溶液调整为固体含量按重量计为约65%。

专利US4,202,909也描述了一种获得乳糖的方法，其中，首先对乳清进行超滤，将得到的透过物进行去矿化处理，然后浓缩透过物，再从母液中分离乳糖。具体而言，其描述了可对母液进行去矿化以及再加工以获得额外量的乳糖。GB1575089B公开了类似的内容，其实施例1描述了一种获得乳糖的方法，其中，在第一步中，对乳清进行超滤，对UF透过物进行去矿化处理，浓缩透过物，随后从母液中分离乳糖。

根据现有技术中的方法，一般将母液（其干物质中含有按重量计约90%的乳糖）引至结晶罐，然后进入冷凝器。在引入步骤中加热结晶罐以将乳糖保持在溶液中。温度高于93.5℃出现纯的β-乳糖。在冷却过程中，其定量转化为α乳糖。然而，该转化不是清晰的相变，因为首先经过亚稳相，从该亚稳相中分离α乳糖晶体。在进一步冷却之后，一般出现饱和曲线，使得晶体有足够的时间生长。

结晶过程开始之后，使温度降低至30℃至40℃之间，在该温度下静置液体1至3小时，然后进一步冷却至10℃。整个冷却时间为约20小时。

问题是所述冷却过程重复涉及亚稳相条件，在该亚稳相条件下，可重新形成新晶核，然而，其几乎没有时间生长，因此非常小。由于在分离α乳糖晶体的过程（在滗析器中进行）中不收集直径小于80μm的新形成的微小晶体，因此损失大约17%的乳糖。

此外，在滗析器中搅拌导致晶体被破坏，在该过程中，形成由于粒径小而不能分离的物质。由此损失另外20%的乳糖，最终得到占母液35%至40%的乳糖含量，其需要通过大量工作来进行加工以可得到可接受的产量（就加工的整体情况分析而言）。

明显的是，上述工艺的任何可使母液中乳糖残余量降低的改良可对该工艺的经济性产生相当大的影响。因此本发明的目的在于改良现有生产乳糖的方法以达到上述效果，并将α乳糖的残余量限制为按重量计最大20%，在结晶之后残余的α乳糖与母液一起丢失。

发明内容