(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024139351
(43)【公開日】2024-10-09
(54)【発明の名称】液状膜濃縮乳及び液状膜濃縮乳の製造方法
(51)【国際特許分類】
A23C 3/033 20060101AFI20241002BHJP
A23C 1/00 20060101ALI20241002BHJP
A23C 9/142 20060101ALI20241002BHJP
【FI】
A23C3/033
A23C1/00
A23C9/142
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023050245
(22)【出願日】2023-03-27
(71)【出願人】
【識別番号】711002926
【氏名又は名称】雪印メグミルク株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000774
【氏名又は名称】弁理士法人 もえぎ特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】石田 祐子
(72)【発明者】
【氏名】柴 真由美
(72)【発明者】
【氏名】萩野谷 美穂
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 光太郎
(72)【発明者】
【氏名】郷田 雅之
【テーマコード(参考)】
4B001
【Fターム(参考)】
4B001BC08
4B001BC99
4B001EC53
4B001EC99
(57)【要約】
【課題】本発明は、限外ろ過膜などの膜処理で製造した高タンパク、高固形分濃度の膜濃縮乳において、冷蔵保存中の増粘やゲル化の進行が抑制された、従来に無い物性を有する液状の膜濃縮乳およびその製造方法を提供することを課題とする。
【解決手段】本発明は、原料乳を加熱殺菌する前殺菌工程と、殺菌後の原料乳を膜処理により濃縮する工程と、液状膜濃縮乳を加熱する後殺菌工程と、を備える液状膜濃縮乳の製造方法を提供する。また、前殺菌工程が、60℃以上110℃以下、または120℃以上140℃以下の温度範囲で2秒間以上加熱殺菌する工程である前記製造方法を提供する。さらにまた、後殺菌工程が、110℃以上140℃以下の温度範囲で2秒間以上加熱殺菌する工程である前記製造方法を提供する。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
原料乳を加熱殺菌する前殺菌工程と、
殺菌後の原料乳を膜処理により濃縮する工程と、
液状膜濃縮乳を加熱する後殺菌工程と、
を備える液状膜濃縮乳の製造方法。
【請求項2】
前殺菌工程が、60℃以上110℃以下、または120℃以上140℃以下の温度範囲で2秒間以上加熱殺菌する工程である請求項1に記載の製造方法。
【請求項3】
後殺菌工程が、110℃以上140℃以下の温度範囲で2秒間以上加熱殺菌する工程である請求項1又は2に記載の製造方法。
【請求項4】
液状膜濃縮乳は無脂乳固形分を18.5重量%以上、タンパク質を12.0重量%以上含む請求項1又は2に記載の製造方法。
【請求項5】
膜処理による濃縮倍率が4倍以上5倍以下である請求項1又は2に記載の製造方法。
【請求項6】
膜処理が限外ろ過膜による処理である請求項1又は2に記載の製造方法。
【請求項7】
原料乳が脱脂乳である請求項1又は2に記載の製造方法。
【請求項8】
原料乳は膜処理前にpH調整工程を経ていない原料乳である請求項1又は2に記載の製造方法。
【請求項9】
乳飲料、発酵乳、デザート、クリーム又はチーズの製造に用いられる液状膜濃縮乳である、請求項1又は2に記載の製造方法。
【請求項10】
請求項1又は2に記載の製造方法によって製造された液状膜濃縮乳。
【請求項11】
原料乳を加熱殺菌する前殺菌工程と、
殺菌後の原料乳を膜処理により濃縮する工程と、
液状膜濃縮乳を加熱する後殺菌工程と、
を備える液状膜濃縮乳の冷蔵保存時の粘度調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液状膜濃縮乳及び液状膜濃縮乳の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、膜濃縮法を用い、固形分濃度及びタンパク質含量が高い濃縮乳は、冷蔵保存中に増粘やゲル化が進行することが知られている。このような物性の変化は、原料として他の食品製造に使用する際の、工程適性やハンドリング性を損ね、特殊な製造設備が必要になる、作業性が悪い、歩留まりが低くなるなどの問題を引き起こすおそれがあった。
膜濃縮法を用いる液状濃縮乳の製造方法として以下に示す技術が知られている。
特許文献1は、加熱殺菌により発生する風味の劣化と物性の変化とを抑制することを課題とし、その解決方法として、加熱殺菌工程は、直接加熱法を用いて液状の乳製品を80℃以上120℃以下の温度に加熱し、この範囲の温度に加熱された液状の乳製品を2秒以上30秒以下の時間で保持することにより液状の乳製品を殺菌し、冷却工程は、加熱殺菌工程により殺菌された液状の乳製品を間接冷却法を用いて冷却する方法が開示され、脱脂乳の濃縮には逆浸透膜(RO膜)が使われている。
特許文献2には、液状膜濃縮乳を主成分とする発酵乳製造用の原料乳の製造方法が開示されている。ここで、液状膜濃縮乳(MPC)は、脱脂乳を調製し、冷却した後、リン酸を用いて脱脂乳のpHを5.7に調整する酸性化処理をしてから限外ろ過膜(UF膜)処理して濃縮倍率で3.2倍に濃縮して濃縮液を調製し、その後pH6.7に中和され、タンパク質の濃度が12.9重量%、全固形分濃度が19.9重量%、脂質の濃度が0.5重量%、灰分の濃度が1.3重量%、乳糖の濃度が5.2重量%の液状膜濃縮乳(MPC)が得られたことが開示されている。そして、前記MPCには、水及び乳糖が添加されて、全固形分15重量%、タンパク質濃度は9.7%に薄められた後に130℃、2秒間加熱殺菌され、発酵乳の製造に用いられることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】国際公開2019/004149号パンフレット
【特許文献2】特許第7102094号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1は、加熱殺菌による風味の劣化や物性の変化を防ぐために、膜処理後の殺菌を比較的低温で行うことを特徴としており、高タンパク、高固形分濃度の膜濃縮乳の冷蔵保存における増粘に関する検討はされていない。また、RO膜による膜濃縮乳の利用を前提としており、UF膜等のRO膜以外の分離膜を利用して、水分以外の成分である乳糖や灰分等も低減された成分組成の膜濃縮乳についての検討もされていない。
特許文献2は、液状MPCは、膜処理前にpH調整により酸性化処理がされていることから工程が複雑であること、また、Ca量が低減されており、乳の特長的な栄養素を損失しているものである。さらにまた、液状MPCに水及び乳糖を添加して薄めてから殺菌されて発酵乳の製造に用いることから、液状MPCそのものでの冷蔵保存は行われず、したがってその増粘の課題は生じない。
本発明は、UF膜などの膜処理で製造した高タンパク、高固形分濃度の膜濃縮乳において、冷蔵保存中の増粘やゲル化の進行をコントロールできる、従来に無い物性を有する液状の膜濃縮乳およびその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決するために鋭意検討した結果、膜濃縮工程の前に原料乳の殺菌工程を設け、膜濃縮工程の後の殺菌工程と組み合わせることで、高タンパク、高固形分濃度の膜濃縮乳を冷蔵保存する時に生じる増粘やゲル化の進行をコントロールできることを見出し本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は以下の構成を有する。
<1>
原料乳を加熱殺菌する前殺菌工程と、
殺菌後の原料乳を膜処理により濃縮する工程と、
液状膜濃縮乳を加熱する後殺菌工程と、
を備える液状膜濃縮乳の製造方法。
<2>
前殺菌工程が、60℃以上110℃以下、または120℃以上140℃以下の温度範囲で2秒間以上加熱殺菌する工程である<1>に記載の製造方法。
<3>
後殺菌工程が、110℃以上140℃以下の温度範囲で2秒間以上加熱殺菌する工程である<1>又は<2>に記載の製造方法。
<4>
液状膜濃縮乳は無脂乳固形分を18.5重量%以上、タンパク質を12.0重量%以上含む<1>又は<2>に記載の製造方法。
<5>
膜処理による濃縮倍率が4倍以上5倍以下である<1>又は<2>に記載の製造方法。
<6>
膜処理が限外ろ過膜による処理である<1>又は<2>に記載の製造方法。
<7>
原料乳が脱脂乳である<1>又は<2>に記載の製造方法。
<8>
原料乳は膜処理前にpH調整工程を経ていない原料乳である<1>又は<2>に記載の製造方法。
<9>
乳飲料、発酵乳、デザート、クリーム又はチーズの製造に用いられる液状膜濃縮乳である、<1>又は<2>に記載の製造方法。
<10>
<1>又は<2>に記載の製造方法によって製造された液状膜濃縮乳。
<11>
原料乳を加熱殺菌する前殺菌工程と、
殺菌後の原料乳を膜処理により濃縮する工程と、
液状膜濃縮乳を加熱する後殺菌工程と、
を備える液状膜濃縮乳の冷蔵保存時の粘度調整方法。
【発明の効果】
【0006】
本発明の製造方法は、膜濃縮法を用いて調製する高タンパク、高固形分含量の液状の膜濃縮乳の製造方法において、膜濃縮前と膜濃縮後に加熱殺菌することにより、その後の冷蔵保存中に生じる液状膜濃縮乳の増粘をコントロールすることができる。したがって、当該液状膜濃縮乳は、増粘やゲル化が抑制されるという従来にない物性を有することから、これを利用した様々な製品の製造工程でハンドリング性に優れ、生産性の向上に寄与することが期待できる。また、膜濃縮前に殺菌を行うことから、膜への微生物汚染のリスクを低減することができ、衛生面に優れた製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【
図1】75℃、115℃及び130℃で前殺菌した各膜濃縮乳の冷蔵保存時の粘度の経時変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0008】
本発明は、原料乳を加熱殺菌する前殺菌工程と、殺菌後の原料乳を膜処理により濃縮する工程と、膜濃縮乳を加熱する後殺菌工程と、を備える膜濃縮乳の製造方法に係る発明である。
本発明において膜濃縮乳とは、生乳、牛乳又は特別牛乳などから乳脂肪分を除去した脱脂乳を原料乳とし、分離膜を用いた方法により濃縮した液状の膜濃縮乳である。
以下、本発明の液状膜濃縮乳の製造方法について詳しく説明する。
【0009】
(原料乳)
本発明において膜処理を行う原料乳は、典型的には液状の脱脂乳である。脱脂乳は、例えば生乳、牛乳又は特別牛乳を加熱した後、遠心分離機により乳脂肪分を除去することにより得られる。本発明の原料乳は、膜処理する前に、加熱殺菌することを特徴とする。この場合、原料乳を加熱殺菌後、55℃以下に冷却してから膜処理することが好ましい。
また、前記原料乳は膜処理前に、pH調整工程を経ていない原料乳であることが好ましい。pH調整工程を必要とすると、当該調整工程が増え製造工程が煩雑となり、また、pH調整剤等の配合により液状膜濃縮乳の用途が限定的となるという問題点があるからである。
【0010】
(前殺菌工程)
本発明の液状膜濃縮乳の製造方法における殺菌工程は、膜濃縮工程の前と後で行われ、本願明細書ではそれぞれ前殺菌工程及び後殺菌工程という。本発明の前殺菌工程及び後殺菌工程は、所望の殺菌温度及び当該殺菌温度を保持できる加熱式の装置を使うことができる。そのような装置としては、例えば、プレート式、チューブ式、掻き取り式、インジェクション式、インフュージョン式などの各殺菌装置を使用できる。
【0011】
本発明における前殺菌工程の殺菌温度及び殺菌時間は、液状原料乳を60℃以上110℃以下、または120℃以上140℃以下で2秒間以上殺菌することが好ましく、60℃以上100℃以下、または125℃以上140℃以下で2秒間以上がさらに好ましく、60℃以上90℃以下、又は130℃以上135℃以下で2秒間以上がよりいっそう好ましい。前記殺菌時間はさらに好ましくは5秒間以上である。また、殺菌時間の上限としては30秒間以内が好ましく、20秒間以内がさらに好ましく、15秒間以内がよりいっそう好ましい。本発明において膜濃縮工程の前に、液状原料乳の前殺菌工程を設けることにより、膜に対する微生物汚染のリスクを低減することができる。さらに、このことにより、膜の耐用期間を延長することもできる。また、上記殺菌温度や時間などの前殺菌条件を調製することにより、冷蔵保存時の粘度をコントロールすることができる。例えば、前殺菌の温度は上記温度範囲内では低い方が冷蔵保存時の粘度上昇を抑制することができる。
【0012】
(膜処理)
本発明において膜処理に用いられる分離膜としては、脱脂乳などの液状原料乳を濃縮できる膜であればよく、RO膜、ナノろ過膜(NF膜)、UF膜や精密ろ過膜(MF膜)が挙げられ、このうちでもUF膜が好ましい。UF膜の分画分子量としては例えば、1kDa以上80kDa以下が好ましい。
本発明の膜濃縮工程における濃縮倍率は、3.0倍以上6.5倍以下とすればよいが、3.5倍以上6.0倍以下とするが好ましく、4.0倍以上5.5倍以下とするのがより好ましく、4.0倍以上5.2倍以下とするのがさらに好ましい。
本膜処理工程により、液状膜濃縮乳が得られる。
【0013】
(後殺菌工程)
本発明における後殺菌工程の殺菌温度及び殺菌時間は、前記膜処理工程で得られた液状膜濃縮乳を110℃以上140℃以下で2秒間以上殺菌することが好ましく、110℃以上130℃以下で2秒間以上がさらに好ましく、115℃以上120℃以下で2秒間以上がよりいっそう好ましい。前記殺菌時間はさらに好ましくは4秒間以上である。また、殺菌時間の上限としては30秒間以内が好ましく、15秒間以内がさらに好ましく、10秒間以内がよりいっそう好ましく、6秒間以内がもっとも好ましい。
【0014】
本発明において、膜濃縮乳は無脂乳固形分を18.5重量%以上、タンパク質を12.0重量%以上含み、脂肪分は3重量%以下である液状濃縮乳であることが好ましく、また、膜濃縮後水で薄められていないものであることが好ましい。なお、上限としては、無脂乳固形分は24重量%以下、タンパク質は19.0重量%以下であることが好ましい。また、脂肪分は3重量%以下であることが好ましく、1重量%以下がさらに好ましく、0.5重量%以下がさらにいっそう好ましく、含まないことがもっとも好ましい。
このような高タンパク、高固形分の液状濃縮乳であっても、上記条件で加熱殺菌することで、保存時の増粘を抑制することが出来た意義は大きい。
【0015】
(みかけ粘度)
本発明において液状膜濃縮乳の増粘の進行度合いは、みかけ粘度で評価することができる。みかけ粘度は、後述する実施例に示すようにB型粘度計を用いて測定することができる。本発明の液状膜濃縮乳は5℃で14日間保存した場合にみかけ粘度が100P未満であることが好ましく、95P未満がさらに好ましく90P未満がよりいっそう好ましい。ここで、5℃で14日間の保存した場合とは、厳密には品温が5℃になってから14日間経過した場合を想定できる。
【0016】
(ゲル-ゾル転移温度)
本発明において液状膜濃縮乳のゲル化の進行度合いは、動的粘弾性測定によっても評価することができる。具体的には、レオメーターを用いて、実施例に示す条件により貯蔵弾性率(G’),損失弾性率(G''),および力学的損失正接(tanδ)の温度依存性(温度範囲:7℃~50℃で昇温、速度:2℃/分)を測定し、tanδ=1になる温度をゲル-ゾル転移温度として算出し、ゲル化の進行度の指標に用いることができる。ゲル-ゾル転移温度は保存期間の経過とともに高くなる傾向にあるが、本発明の液状膜濃縮乳は、5℃で14日間保存した場合、ゲル-ゾル転移温度は25℃未満であることが好ましい。
【0017】
(用途)
本発明の膜濃縮乳は、液状であり、乳が使用される様々な用途に利用することができる。本発明の膜濃縮乳は液状であっても保存による増粘が抑制され、ゲル化しないことから、例えば、そのままあるいは希釈して乳飲料としたり、他の原材料と調合して乳飲料として利用することができる。また、乳飲料の他に発酵乳、デザート、クリーム、チーズの原料、加工食品の原料など各種乳製品の原料として利用することができる。液状濃縮乳の粘度が高いと撹拌や、ポンプでの送液に適さないことがあるが、本願発明の液状濃縮乳は14日間冷蔵保存しても増粘が抑制されゲル化の程度も軽微であることから、原料として利用される商品の種類や製造工程を選ばず、幅広く利用することができる。
以下、本発明を実施例をもって具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【実施例0018】
[実施例1]膜濃縮前の殺菌(前殺菌)温度と冷蔵保存中の物性との関係
膜濃縮工程前の殺菌温度が、冷蔵保存中の増粘に与える影響について調べた。
1.膜濃縮乳の製造方法
(1)脱脂乳の調製
生乳を50℃に加温後、ミルクセパレーターを用い、遠心分離して脂肪分を除くことにより脱脂乳を得た。
(2)前殺菌工程
得られた脱脂乳を、プレート式殺菌装置を用い、表1に示す各温度まで昇温し、各時間保持することにより殺菌し、その後50℃に冷却し、膜処理に供した。
【0019】
【0020】
(3)膜濃縮乳の調製
前記(2)で得られた殺菌済み脱脂乳を限外ろ過(UF)膜(分画分子量10kDa、有機材質、スパイラル型)を用いてクロスフローろ過により濃縮倍率5倍に濃縮し、膜濃縮乳を得た。このときの循環流について、温度は50℃、流量は6,000L/hとし、膜の上流部と下流部の差圧が0.1MPaとなるように制御した。膜濃縮乳の無脂乳固形分は21.7%、タンパク質含量は14.7%であった。
(4)後殺菌工程
得られた膜濃縮乳を、プレート式殺菌装置を用い、115℃まで昇温後、当該温度に4秒間保持することにより殺菌し、その後10℃以下に冷却した。得られた殺菌済み膜濃縮乳を5℃で冷蔵保存し、以下に示す評価試験に供した。
【0021】
2.評価方法
各膜濃縮乳の5℃での冷蔵保存開始7日目及び14日目のサンプルについてみかけ粘度を測定し、経時変化を確認した。各サンプルを、100mL容の遠沈管に90mL採取して保存した。測定前に10℃に調温し、B型粘度計(TVB-10、東機産業製)を用い、ロータ回転数30rpmで回転開始30秒後におけるみかけ粘度を測定した。
【0022】
3.結果
結果を
図1に示す。前殺菌の温度が75℃の場合(実施例1)及び130℃の場合(実施例3)は、前殺菌の温度が115℃の場合(実施例2)に比べて、膜濃縮乳の冷蔵保存時の増粘を抑制できることがわかった。したがって、前殺菌の温度及び条件を適宜調整することにより、膜濃縮乳の冷蔵保存による粘度を調整できることがわかった。