一种生产浓缩乳产生的透过液的应用、电解质饮料及制备方法

摘要

本发明属于功能饮料的制备技术领域，具体涉及一种生产浓缩乳产生的透过液的应用、电解质饮料及制备方法。本发明提供的生产浓缩乳产生的透过液在制备电解质饮料中的应用，首创性的将生产浓缩乳过程中产生的透过液代替水应用在电解质饮料的制备中，所述透过液中含有丰富的乳矿物盐和蛋白质，能够减少电解质饮料制备过程中乳矿物盐的用量，降低了使用乳矿物盐原料粉末带来的影响，同时，由于透过液中富含蛋白质并具有天然的奶香风味，使得电解质饮料制备过程中不需要额外使用添加剂，更绿色环保，不需要添加蛋白肽亦能实现机体蛋白质的有效补充，深受广大消费者欢迎。另外，采用渗透液代替水来制备电解质饮料，还实现资源的回收利用，节约了用水。

说明书

技术领域

本发明属于功能饮料的制备技术领域，具体涉及一种生产浓缩乳产生的透过液的应用、电解质饮料及制备方法。

背景技术

饮料是指以水为基本原料，由不同的配方和制造工艺生产出来，供人或牲畜直接饮用的液体食品。饮料除提供水分外，由于在不同品种的饮料中含有不等量的糖、酸、乳、钠、脂肪、能量以及各种氨基酸、维生素、无机盐等营养成分，因此有一定的营养。

功能饮料是指通过调整饮料中天然营养素的成分和含量比例，以适应某些特殊人群营养需要的饮品，随着社会发展，功能饮料越来越受到人们的青睐。电解质饮料是一种典型的功能饮料，其通过添加机体所需要的矿物质及其他营养成分，能为机体补充新陈代谢消耗的电解质和水分。

随着全民健身口号的提出与运动健身的普及，越来越多的人将运动健身作为一种日常活动，而在运动过程中，人体中的电解质和水随着运动消耗，因此需要适时补充水和电解质，从而改善身体的缺水状况，避免脱水情况的发生，达到长久滋润身体的良好效果，帮助调整身体状态。

由于乳矿物质是乳清无机盐浓缩物，是营养价值最好的无机盐源，且易消化吸收，因此，现在市面的电解质饮料中，大部分是以水为原料，添加乳矿物原料粉末、酸味剂、甜味剂以及香精等组分后复配制备得到。但是，添加的乳矿物盐粉末稳定性较差，加工过程中涉及干燥、复溶等操作会造成部分小分子活性成分失活，同时在电解质制备过程中涉及杀菌、均质等操作也会造成矿物质部分成分的流失，破坏原有的比例，影响乳矿物质的功能性，而添加剂的使用与人们追求健康绿色饮食的理念相悖；另外，人体在运动后，蛋白质也会流失，目前，解决该问题的方法是在电解质饮料配方中直接加入蛋白肽，或者增加乳矿物盐的用量，其存在添加成本高，消化吸收效率低，存在食品安全风险等问题。因此，如果开发一种不需要使用添加剂的、能够同时补充机体电解质和蛋白质的电解质饮料将会深受广大消费者欢迎。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的电解质饮料中乳矿物质原料粉末稳定性差，且需要使用添加剂，以及不能有效补充乳矿物盐和蛋白质等缺陷，从而提供一种生产浓缩乳产生的透过液的应用、电解质饮料及制备方法，所述电解质饮料的制备过程中不需要使用添加剂和蛋白肽、能够同时补充机体电解质和蛋白质。

为此，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了一种生产浓缩乳产生的透过液在制备电解质饮料中的应用。

本发明还提供了一种电解质饮料的制备方法，包括如下步骤：将乳矿物盐、维生素加入到生产浓缩乳产生的透过液中，经过混合、第二次杀菌处理，得到所述电解质饮料。

进一步地，所述透过液的获取方法为：

原奶经过净乳、除菌分离、第一次杀菌、均质和反渗透处理得到所述透过液。

进一步地，所述反渗透处理的参数为，膜两侧压力差值在10-100kg之间，膜通量为4-8LMP。

进一步地，所述反渗透处理过程中，蛋白质、脂肪、乳糖透过率均低于千分之一；

乳矿物盐透过率在0.5-2.5‰之间。

进一步地，所述反渗透处理的具体步骤为将经过净乳、除菌分离、第一次杀菌、均质处理后的原奶输入反渗透模组，在压力的驱动下水分子及乳矿物盐分子透过膜形成透过液；

所述反渗透处理包括常压反渗透处理和/或高压反渗透处理，所述常压反渗透处理的压力为10-30bar，高压反渗透处理的压力为40-100bar。

进一步地，所述除菌分离步骤的温度为75-85℃，芽孢去除率大于85％，细胞体去除率大于50％。

进一步地，所述第二次杀菌为UHT，杀菌温度为115-142℃，杀菌时间为4-6s；

所述第一次杀菌为巴氏杀菌，杀菌温度为72-95℃，杀菌时间为10-90s。

进一步地，所述均质温度为65-75℃，均质压力为130-150bar，

其中，一级均质压力为104-120bar，二级均质压力为24-30bar。

本发明还提供了一种电解质饮料，包括生产浓缩乳产生的透过液。

进一步地，由上述所述的方法制备得到。

进一步地，包括如下重量份的组分：

生产浓缩乳产生的透过液1000份；

乳矿物盐0.5-2.5份；

维生素2-3份。

进一步地，所述维生素为维生素D

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的生产浓缩乳产生的透过液在制备电解质饮料中的应用，首创性的将生产浓缩乳过程中产生的透过液代替水应用在电解质饮料的制备中，所述透过液中含有丰富的乳矿物盐和蛋白质，不仅能够显著提高电解质饮料中的乳矿物盐、蛋白质、小分子肽的含量，改善了乳矿物盐原料粉末稳定性差的问题，降低生产成本，改善原料粉生产过程中矿物质比例失调，食品安全风险等影响，同时，由于透过液中富含蛋白质并具有天然的奶香风味，使得电解质饮料制备过程中不需要额外使用添加剂，更绿色环保，不需要添加蛋白肽亦能实现机体蛋白质的有效补充，深受广大消费者欢迎。另外，采用渗透液代替水来制备电解质饮料，还实现资源的回收利用，节约了用水。

2.本发明提供的电解质饮料的制备方法，包括如下步骤：将乳矿物盐、维生素加入到生产浓缩乳产生的透过液中，经过混合、第一次杀菌处理，得到所述电解质饮料。该方法步骤简单，无需复杂的处理过程，方便控制，易于工业推广应用。

3.本发明提供的电解质饮料的制备方法，通过对所述透过液获取方法以及部分参数的限定，具有安全生产效率高，微生物指标合格等效果。

4.本发明提供的电解质饮料，包括如下重量份的组分：生产浓缩乳产生的透过液1000份；乳矿物盐0.5-2.5份；维生素2-3份。所述电解质饮料组分简单，可以不使用添加剂和蛋白肽等组分，更加安全，避免了蛋白肽的添加带来的添加成本高，消化吸收效率低，存在食品安全风险等问题；同时，提高电解质饮料中的乳矿物盐、蛋白质的含量，降低了乳矿物盐组分的用量，降低了使用乳矿物盐原料粉末带来的生产成本高，原料粉生产过程中矿物质比例失调，增加食品安全风险的影响，并能同时补充机体电解质和蛋白质。另外，所述电解质饮料中，乳矿物盐的稳定性更高，更天然、安全，且自然的奶香味更容易被消费者接受，对肠胃刺激小，可被人体有效吸收与利用，与人体骨骼牙齿的组成接近，合理的钙磷比比单独补钙效果更好；同时，补钙效果不会发生逆转，与其它可溶性钙盐相比，稳定性更好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例中一个具体的生产浓缩乳透过液的流程图；

图2是本发明实施例中一个具体的生产浓缩乳透过液的系统图；

附图标记：

1-运奶车；2-收奶过滤器；3-原奶进料泵；4-原奶贮罐；5-净乳机进料泵；6-离心净乳机；7-缓存罐；8-巴杀进料泵；9-巴氏杀菌机；10-除菌分离机；11-均质机；12-缓存罐；13-RO 进料泵；14-RO 反渗透系统；15-配料混料系统；16-UHT杀菌；17-无菌灌装机。

具体实施方式

提供下述实施例是为了更好地理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。

实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。

实施例1

本实施例提供一种电解质饮料，其制备方法为：

生产工艺流程为：

收奶→净乳→除菌分离→巴氏杀菌(第一次杀菌)→均质→冷却→反渗透→暂存→配料→UHT(第二次杀菌)→灌装→贴标→入库；

其中具体步骤为：

净乳：将收集的2000kg生牛乳进行净乳处理，具体操作为原奶进入离心净乳机中，分离除去如毛，尘埃，牛上皮细胞，白细胞等杂质。

除菌分离：将上述步骤得到的生牛乳经除菌分离机进行处理，温度75℃，使其芽孢去除率为90％，细胞体去除率为55％；

杀菌：使用巴氏杀菌工艺，温度85℃，保温15s；

均质：均质温度为75℃，均质压力130bar，一级压力104bar，二级压力为26bar)，冷却至4℃；

RO膜分离：连续运转，膜两侧压力差值为50kg，膜通量控制在5LMP，透过液流量与原液(牛奶)进膜流量比控制在1：2，蛋白质，脂肪，乳糖透过率设定为0.8‰，乳矿物盐透过率在2.5‰。得到透过液1000kg，暂存；

配料：将0.5kg乳矿物盐，0.014kg维生素D

第二次杀菌：采用UHT杀菌工艺，杀菌温度121℃度，保温时间4秒；

灌装、贴标、入库：采用热灌装至350mL的PET瓶，贴标、入库保存，即可。

实施例2

本实施例提供一种电解质饮料，其制备方法为：

生产工艺流程为：

收奶→净乳→除菌分离→巴氏杀菌(第一次杀菌)→均质→冷却→反渗透→暂存→配料→UHT(第二次杀菌)→灌装→贴标→入库；

其中具体步骤为：

净乳：将收集的3000kg生牛乳进行净乳处理，具体操作为原奶进入离心净乳机中，分离除去如毛，尘埃，牛上皮细胞，白细胞等杂质。

除菌分离：将上述步骤得到的生牛乳经除菌分离机进行处理，温度85℃，使其芽孢去除率为86％，细胞体去除率为70％；

杀菌：使用巴氏杀菌工艺，温度72℃，保温25s；

均质：均质温度为65℃，均质压力150bar，一级压力为120bar，二级压力为30bar，冷却至4℃；

RO膜分离：连续运转，膜两侧压力差值为20kg，膜通量控制在8LMP，透过液流量与原液(牛奶)进膜流量比控制在1：2，蛋白质，脂肪，乳糖透过率设定为0.9‰，乳矿物盐透过率在2.43‰，得到透过液1500kg，暂存；

配料：将0.75kg乳矿物盐、0.021kg维生素D3和0.03kg维生素C与1500kg的透过液混合；

第二次杀菌：采用UHT杀菌工艺，杀菌温度137℃，保温时间4秒；

灌装、贴标、入库：采用热灌装至350mL的铝箔罐，贴标、入库保存，即可。

实施例3

本实施例提供一种电解质饮料，其制备方法为：

生产工艺流程为：

收奶→净乳→除菌分离→巴氏杀菌(第一次杀菌)→均质→冷却→反渗透→暂存→配料→UHT(第二次杀菌)→灌装→贴标→入库；

其中具体步骤为：

净乳：将收集的2000kg生牛乳进行净乳处理，具体操作为原奶进入离心净乳机中，分离除去如毛，尘埃，牛上皮细胞，白细胞等杂质。

除菌分离：将上述步骤得到的生牛乳经除菌分离机进行处理，温度80℃，使其芽孢去除率为90％，细胞体去除率为60％；

杀菌：使用巴氏杀菌工艺，温度95℃，保温10s；

均质：均质温度为70℃，均质压力140bar，一级压力为115bar，二级压力为25bar，冷却至4℃；

RO膜分离：连续运转，膜两侧压力差值为30kg，膜通量控制在6LMP，透过液流量与原液(牛奶)进膜流量比控制在1：3，蛋白质，脂肪，乳糖透过率设定为0.6‰，乳矿物盐透过率在2.2‰，得到透过液666.7kg，暂存；

配料：将0.33kg乳矿物盐，0.014kg维生素D

第二次杀菌：采用UHT杀菌工艺，杀菌温度121℃度，保温时间4秒；

灌装、贴标、入库：采用热灌装至350mL的PET瓶，贴标、入库保存，即可。

实施例4

本实施例提供一种电解质饮料，其制备方法为：

生产工艺流程为：

收奶→净乳→除菌分离→巴氏杀菌(第一次杀菌)→均质→冷却→反渗透→暂存→配料→UHT(第二次杀菌)→灌装→贴标→入库；

其中具体步骤为：

净乳：将收集的2000kg生牛乳进行净乳处理，具体操作为原奶进入离心净乳机中，分离除去如毛，尘埃，牛上皮细胞，白细胞等杂质。

除菌分离：将上述步骤得到的生牛乳经除菌分离机进行处理，温度82℃，使其芽孢去除率为88％，细胞体去除率为57％；

杀菌：使用巴氏杀菌工艺，温度85℃，保温15s；

均质：均质温度为72℃，均质压力140bar，一级压力为112bar，二级压力为28bar，冷却4℃；

RO膜分离：连续运转，膜两侧压力差值在40kg，膜通量控制在5LMP，透过液流量与原液(牛奶)进膜流量比控制在1：2，蛋白质，脂肪，乳糖透过率设定为0.7‰，乳矿物盐透过率在2‰，得到透过液1000kg，暂存；

配料：将0.5kg乳矿物盐，0.014kg维生素D3，0.02kg的维生素C与1000kg的透过液混合；

第二次杀菌：采用UHT杀菌工艺，杀菌温度137℃度，保温时间4秒；

灌装、贴标、入库：采用热灌装至350mL的PET瓶，贴标、入库保存，即可。

实施例5

本实施例提供一种电解质饮料，其制备方法为：

生产工艺流程为：

收奶→净乳→除菌分离→巴氏杀菌(第一次杀菌)→均质→冷却→反渗透→暂存→配料→UHT(第二次杀菌)→灌装→贴标→入库；

其中具体步骤为：

净乳：将收集的2000kg生牛乳进行净乳处理，具体操作为.原奶进入离心净乳机中，分离除去如毛，尘埃，牛上皮细胞，白细胞等杂质。

除菌分离：将上述步骤得到的生牛乳经除菌分离机进行处理，温度78℃，使其芽孢去除率为92％，细胞体去除率为63％；

杀菌：使用巴氏杀菌工艺，温度85℃，保温15s；

均质：均质温度为72℃，均质压力145bar，一级压力为118bar，二级压力为27bar，冷却至4℃；

RO膜分离：连续运转，膜两侧压力差值在35kg，膜通量控制在7LMP，透过液流量与原液(牛奶)进膜流量比控制在1：3，蛋白质，脂肪，乳糖透过率设定为0.9‰，乳矿物盐透过率在1.8‰，得到透过液666.7kg，暂存；

配料：将0.33kg乳矿物盐、0.014kg维生素D3、0.02kg维生素C与666kg的透过液混合；

第一次杀菌：采用UHT杀菌工艺，杀菌温度142℃度，保温时间4秒；

灌装、贴标、入库：采用热灌装至350mL的PET瓶，贴标、入库保存，即可。

实施例6

本实施例提供一种电解质饮料，其制备方法为：

生产工艺流程为：

收奶→净乳→除菌分离→巴氏杀菌(第一次杀菌)→均质→冷却→反渗透→暂存→配料→UV紊流杀菌(第二次杀菌)→灌装→贴标→入库；

其中具体步骤为：

净乳：将收集的2000kg生牛乳进行净乳处理，具体操作为原奶进入离心净乳机中，分离除去如毛，尘埃，牛上皮细胞，白细胞等杂质。

除菌分离：将上述步骤得到的生牛乳经除菌分离机进行处理，温度83℃，使其芽孢去除率为87％，细胞体去除率为59％；

杀菌：使用巴氏杀菌工艺，温度72℃，保温25s；

均质：均质温度为74℃，均质压力143bar，一级压力为115bar，二级压力为28bar，冷却至4℃；

RO膜分离：连续运转，膜两侧压力差值在44kg，膜通量控制在6.5LMP，透过液流量与原液(牛奶)进膜流量比控制在1：3，蛋白质，脂肪，乳糖透过率设定为0.7‰，乳矿物盐透过率为2.1‰，得到透过液666.7kg，暂存；

配料：将0.33kg乳矿物盐，0.014kg维生素D3，0.02kg维生素C与666kg的透过液混合；

第二次杀菌：采用UV紊流杀菌工艺，能量3500J/L，时间20秒；

灌装、贴标、入库：采用热灌装至350mL的利乐包，贴标、入库保存，即可。

其中，上述实施例1-6RO膜分离过程中，透过液中蛋白质，脂肪和乳糖透过率的测定方法分别参照国家标准GB 5009.5-2016、GB 5009.6-2016-3、GB5009.8-2016-1。透过液中乳矿物盐为蛋白质、脂肪、乳糖、钙、磷含量的总量，磷含量测定方法参照GB 5009.87-2016。

对比例1

本对比例提供一种电解质饮料，其制备方法为：

将0.5kg乳矿物盐，0.014kg维生素D

第一次杀菌：采用UHT杀菌工艺，杀菌温度121℃度，保温时间4秒；

灌装、贴标、入库：采用热灌装至350mL的PET瓶，贴标、入库保存，即可。

对比例2

本对比例提供一种电解质饮料，其制备方法为：

将1.6kg乳矿物盐，0.014kg维生素D

第一次杀菌：采用UHT杀菌工艺，杀菌温度121℃度，保温时间4秒；

灌装、贴标、入库：采用热灌装至350mL的PET瓶，贴标、入库保存，即可。

实验例1

分别取实施例1-6制得的透过液，测定其中的乳矿物盐含量和蛋白质含量。其中，乳矿物盐为蛋白质、脂肪、乳糖、钙、磷含量的总量，脂肪含量测定方法参照国家标准GB5009.6-2016-3，乳糖含量测定方法参照GB 5009.8-2016-1，钙含量测定方法参照GB5009.92-2016-1，磷含量测定方法参照GB 5009.87-2016，蛋白质的含量测定方法参照国家标准GB 5009.5-2016。结果见下表所示。

表1透过液中乳矿物盐含量的结果表

从上表结果可知，本发明实施例1-6制得的透过液中乳矿盐含量为1.8mg/100g-2.5mg/100g之间。

实验例2

分别取实施例1-6和对比例1-2制得的电解质饮料，测定其中的乳矿物盐含量和蛋白质含量。其中，乳矿物盐为蛋白质、脂肪、乳糖、钙、磷含量的总量，脂肪含量测定方法参照国家标准GB 5009.6-2016-3，乳糖含量测定方法参照GB 5009.8-2016-1，钙含量测定方法参照GB 5009.92-2016-1，磷含量测定方法参照GB 5009.87-2016，蛋白质的含量测定方法参照国家标准GB 5009.5-2016。结果见下表所示。

表2电解质饮料中乳矿物盐含量的结果表

从上表结果可知，相对于对比例1，本发明实施例1-6制得的电解质饮料中乳矿盐含量中蛋白质、脂肪、乳糖、钙、磷的含量均有明显提升。其中由于对比例2中粉末乳矿物盐的添加量与本发明实施例1中粉末乳矿物盐与透过液中乳矿物盐之和相同，结果显示，相对于对比例2，本发明实施例1电解质饮料中乳矿物盐总含量明显提升，说明本发明的制备方法能够提高矿物质的稳定性，改善矿物质在生产过程中流失，减少乳矿物盐的加入量。

实验例3

使用三角检测法对于以透过液制成的电解质饮料和水为原料制成的电解质饮料进行感官评测。

选取实施例1制备的电解质饮料作为标样，对比例1生产的电解质饮料分别作为替代样1，对比例2生产的电解质饮料分别作为替代样2。品评员人数为30人，测试条件为常温下日光灯光照单独品评。95％的置信区间下替代样1，2与标样存在显著差异。对于替代样1，有24人品尝出差异并认为标样口感更好。对于替代样2，有25人品尝出差异并觉得标样口感更佳。同样方法进行味道测试，反馈显示，所有品评员都确认标样有牛奶味，而替代样1，替代样2均无牛奶香味。

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。而由此所引申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。