(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】P2024141760
(43)【公開日】2024-10-10
(54)【発明の名称】乳由来組成物およびその製造方法
(51)【国際特許分類】
A23C 21/00 20060101AFI20241003BHJP
【FI】
A23C21/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023053580
(22)【出願日】2023-03-29
(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】門脇 喬之
(72)【発明者】
【氏名】石田 祐子
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 光太郎
【テーマコード(参考)】
4B001
【Fターム(参考)】
4B001AC05
4B001BC04
4B001BC07
4B001BC08
4B001BC13
4B001BC99
4B001EC01
4B001EC09
(57)【要約】
【課題】特別な工程や副原料を必要とせず不快な臭気を低減するだけでなく、風味が改良されたホエイなどの乳由来組成物およびその製造方法を提供すること。
【解決手段】乳由来組成物の加熱処理工程において、原料乳を、70~80℃の温度条件で30分間以上、加熱する。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
原料乳の加熱殺菌工程と、濃縮処理工程と、加熱処理工程とを含む乳由来組成物の製造方法であって、
前記加熱処理工程において、前記原料乳を、70~80℃の温度条件で30分間以上、加熱する乳由来組成物の製造方法。
【請求項2】
前記原料乳がナチュラルチーズ製造時に生じるホエイである請求項1記載の製造方法。
【請求項3】
前記濃縮処理工程が、固形分40~50%に濃縮する請求項1または2に記載の製造方法。
【請求項4】
前記乳由来組成物の噴霧乾燥工程をさらに含む請求項1または2記載の製造方法。
【請求項5】
前記乳由来組成物の噴霧乾燥工程をさらに含む請求項3記載の製造方法。
【請求項6】
原料乳を熱して製造された乳由来組成物であって、フルフリルアルコール(Furfuryl alcohol)の量が、加熱処理前の濃縮原料乳に対して1.2~2.4である乳由来組成物。
【請求項7】
原料乳を加熱して製造された乳由来組成物であって、ノナナール(Nonanal)の量が、加熱処理前の濃縮原料乳に対して0.2~0.7である乳由来組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、風味が改善されたホエイなどの乳由来組成物およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ホエイ粉(ホエイパウダー)等の乳由来組成物は、主にナチュラルチーズ製造時の副産物として生じるホエイから製造され、飲料、製菓、パン、プロテイン強化食品等の原材料として広く使用されている。
ホエイ粉の風味は粉体化前の液状のホエイの風味に由来し、液状ホエイの風味は製造されるチーズの種類によって影響をうける。チーズの種類によっては、その製造に用いた乳酸菌やカビ等により好ましくない風味を有するものもあり、ホエイの本来もつ乳感やコク等の好ましい風味が損なわれる原因となる場合がある。ホエイに由来するホエイ粉の風味が損なわれることはホエイ粉の原材料としての用途を妨げてしまうという問題があった。
【0003】
ホエイ溶液から不快な臭気に感じられるホエイ臭を低減した風味のよいホエイ粉を製造する方法として、特許文献1では、ホエイ溶液にNFろ過膜を用いて透析ろ過処理を施すことが開示されている。
また、ホエイ含む乳類独特の臭気を低減し、衛生的でかつ風味の良い飲用乳を製造する方法として、特許文献2では、吸着性樹脂に乳類を接触させた後に加熱殺菌を行い、且つ加熱殺菌時に直接加熱法を用いることで、乳類独特の臭気を低減し、衛生的な乳類が得られるとしている。
さらに、製造時に焦げ付きも起こさず、物性や風味が良好な、練乳用ホエイ生成物を製造するため、特許文献3では、予め高温加熱処理した液状ホエイに、ショ糖を含む副原料を加えて得られるホエイ調合液を、加熱殺菌して濃縮する方法が開示されている。
しかし、特許文献2では、吸着性樹脂との接触という新たな工程を必要とし、特許文献3では、ショ糖という副原料を必要とし、しかも、これらの方法では、ホエイの不快な臭気を低減し、好ましくない焦げ付きをなくすことはできても、ホエイの風味を改良することはできなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2020-145995号公報
【特許文献2】特開2009-291119号公報
【特許文献3】再表2011/027733号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、特別な工程や副原料を必要とせず不快な臭気を低減するだけでなく、風味が改良されたホエイなどの乳由来組成物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】
【0006】
本発明者らは、原料ホエイ(原料乳)を固形分40~50%まで濃縮し、この濃縮ホエイに対して70~80℃で30分間以上加熱処理することで得られる加熱濃縮ホエイ(乳由来組成物)を噴霧乾燥してホエイ粉を製造すると、青草さの原因であるアルデヒド系の香気成分(Hexanal等)が減少し、ホエイ特有の青臭さ、豆臭等の収れん味、チーズ製造時に生じる発酵臭を減少させることができるだけでなく、上記濃縮ホエイに対する加熱処理により、カラメル様香気であるフラン系の香気成分(hydroxymethyl furfural等)が増加し、ホエイ粉にコクやミルク感を付与することができることを見出し、本発明に至った。
【0007】
本発明の実施の態様は以下の通りである。
〔1〕原料乳の加熱殺菌工程と、濃縮処理工程と、加熱処理工程とを含む乳由来組成物の製造方法であって、
前記加熱処理工程において、前記原料乳を、70~80℃の温度条件で30分間以上、加熱する乳由来組成物の製造方法。
〔2〕前記原料乳がナチュラルチーズ製造時に生じるホエイである〔1〕の製造方法。
〔3〕前記濃縮処理工程が、固形分40~50%に濃縮する〔1〕または〔2〕の製造方法。
〔4〕前記乳由来組成物の噴霧乾燥工程をさらに含む〔1〕または〔2〕の製造方法。
〔5〕前記乳由来組成物の噴霧乾燥工程をさらに含む〔3〕の製造方法。
〔6〕原料乳を熱して製造された乳由来組成物であって、フルフリルアルコール(Furfuryl alcohol)の量が、加熱処理前の濃縮原料乳に対して1.2~2.4である乳由来組成物。
〔7〕原料乳を加熱して製造された乳由来組成物であって、ノナナール(Nonanal)の量が、加熱処理前の濃縮原料乳に対して0.2~0.7である乳由来組成物。
【0008】
本発明の乳由来組成物について以下に詳細に説明する。
本発明における乳由来組成物はホエイ粉等を意味し、乳等省令における「ホエイパウダー」を意味している。すなわち、乳を乳酸菌で発酵させ、又は乳に酵素若しくは酸を加えてできた乳清からほとんどすべての水分を除去し、粉末状にしたものをいう。本発明の乳由来組成物(ホエイ粉)の成分は、一般的なホエイ粉と同様であり、タンパク質は5.0~20.0%程度、脂質は0.01~5.0%程度、糖質は60~80%程度、ミネラルは0.01~10.0%程度である。
【発明の効果】
【0009】
本発明の乳由来組成物の製造方法について以下に詳細に説明する。
本発明の乳由来組成物の製造方法においては、原料となるホエイを固形分40~50%まで濃縮し、この濃縮ホエイに対して70~80℃で30分間以上加熱処理することで得られることに特徴がある。濃縮ホエイに対して、加熱殺菌工程や濃縮処理工程で付与される加熱履歴とは別に加熱処理工程を施すことにより、ホエイ粉にコクやミルク感といったホエイ粉において好ましい風味を付与し、収れん味や発酵臭といったホエイ粉において好ましくない風味を低減させることができる。
【0010】
本発明の乳由来組成物を得るための上記好ましい製造方法において用いられる原料ホエイは、ナチュラルチーズ製造時に生じるホエイであればどのようなものでも使用することができる。また、ホエイ粉を還元して調製した還元ホエイ溶液もここで記載する原料ホエイとして使用することができる。
【0011】
濃縮ホエイに対する加熱処理工程以外の工程、たとえば、原料ホエイのクリーム分離、加熱殺菌工程、濃縮処理工程、噴霧乾燥工程については、乳加工業において通常知られている一般的なホエイ粉製造装置でよく、特に制限はない。
原料ホエイからのクリーム分離は通常知られているミルクセパレータ等で行うことができる。また分離したクリームを再度ホエイに添加してもよいし、脱脂ホエイをそのまま原料ホエイとして用いることもできる。
【0012】
原料ホエイに対する殺菌条件は、HTST条件である72℃以上で15秒間以上、またはUHT条件である120~150℃で2~3秒間、またはこれらに相当する殺菌条件であればよい。殺菌機として上記加熱条件が採用できるものであれば、特に制限はなく、チューブラ式、プレート式、直接蒸気式などいずれであってもよい。
【0013】
原料ホエイの濃縮処理工程も特に制限はなく、濃縮後の濃縮ホエイの固形分濃度が40~50%に調製可能であれば、濃縮工程の一部に膜(RO膜、NF膜、UF膜等)を用いる濃縮方法や、減圧濃縮機、加熱減圧濃縮機等を用いた濃縮方法を用いることができる。膜を用いた濃縮方法の場合、その型式(スパイラル、平膜、中空糸膜等)に制限はない。
【0014】
本発明を達成するための濃縮ホエイへの加熱処理条件は、70~80℃で30分間以上の加熱であり、この条件を満たすことが可能であればその方法に制限はない。加熱方法としてチューブラ式、プレート式、直接蒸気式などいずれであってもよい。また、連続式、バッチ式のいずれの方法でもよい。また、70~80℃を保持しながら濃縮ホエイを循環させ、供給流量と排出流量を一定、又は供給流量に対して排出流量を下げた条件で加熱処理する方法でもよい。
噴霧乾燥工程にも制限はなく、乳加工業において通常知られている一般的なスプレードライヤーを用いることができる。
【0015】
本発明の乳由来組成物は、コクやミルク感といったホエイ粉において好ましい風味を有し、収れん味や発酵臭といったホエイ粉において好ましくない風味は低減されている。特に、フラン系の香気成分であるヒドロキシメチルフルフラール(hydroxy-methyl-furfural)が増加し、かつ、またはアルデヒド系の香気成分(Hexanal等)が低減した特徴を有する。
【0016】
具体的には、乳由来組成物の風味として好ましいコクやミルク感に関係する香気成分の一つとしてフラン系の香気成分が挙げられ、カラメル様香気を有ずるヒドロキシメチルフルフラール(hydroxy-methyl-furfural)、フルフリルアルコール(Furfuryl alcohol)、アーモンドやシナモン様香気を有するフルフラール(Furfural)が含まれる。
一方、乳由来組成物において好ましくない、香気成分の一つとしてアルデヒド系の香気成分が挙げられ、青臭さ、豆臭等の収れん味の原因であるヘキサナール(Hexanal)、脂肪臭であるオクタナール(Octanal)、グリーンな脂肪様香気を有するノナナール(Nonanal)が含まれる。
本発明の乳由来組成物では、これらの好ましい香気成分が増加し、好ましくない香気成分が低減した。
【発明を実施するための形態】
【実施例0017】
以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0018】
[試験方法]
原料ホエイ
本試験で使用したホエイは、カマンベールチーズ製造で生じたものに統一して、試験を実施したが、ホエイの原料となるチーズの種類に制限はない。
ホエイ粉の調製
カマンベールチーズ製造にて得られたホエイを、ろ紙(ミルパップ:安積濾紙株式会社製)にてろ過し、12%NaOH溶液を添加してホエイのpHを7.2となるように調整した。pHを調製したホエイを、プレート式熱交換機(DK-8600:APV社製)にて130℃、4秒間の殺菌を行った。殺菌後のホエイは同上のプレート式熱交換機にて約30℃まで冷却した。冷却後のホエイは、ロータリエバポレーター(RE-10ED-120型:柴田化学器械工業社製)にて固形分が45%となるまで減圧濃縮を行った。濃縮時の温度は30℃とした。濃縮して得られたホエイ(以下、濃縮ホエイ)に対して、以下の5水準の処理を行った。加熱処理を行う水準については、濃縮ホエイをミキサーで攪拌しながら湯せんすることで所定の温度および時間を制御しながら、加熱処理を行った。
コントロール:加熱なし
#1:70℃30分間加熱
#2:70℃60分間加熱
#3:70℃120分間加熱
#4:80℃60分間加熱
上記水準の処理を行った濃縮ホエイは、スプレードライヤー(SD-1000:東京理化機械社製)にて130℃の熱風温度、噴霧圧力110kPaにて噴霧乾燥し、各種ホエイ粉を得た。
【0019】
ホエイ粉の風味評価
ホエイ粉の風味評価は、ホエイ粉を溶解した溶液にて実施した。「ホエイ粉の調製」に記載の内容で得られた5水準のホエイ粉100gを、それぞれイオン交換水900gに溶解し、10%(w/w)のホエイ溶液を1000g、5水準作製した。風味の評価項目は呈味のうち、甘味、苦味、塩味と、収れん味、発酵臭、加熱臭、コク、ミルク感とした。ここでいう収れん味とは、ホエイ特有の青臭さや豆臭等のホエイ粉に好ましくない風味に関する項目として設定した。また、発酵臭とは、チーズ製造で用いる乳酸菌や、カマンベール製造で用いる白カビ等の、発酵または熟成により生じる風味について設定した項目であり、ホエイ粉に好ましくない風味の項目として設定した。
上記項目について9人の官能パネルで評価し、コントロール(加熱なし)の水準の評価点を0として設定し、-3(風味が弱い)~3点(風味が強い)の評価を行った。官能パネル9人の各種評価点の平均点を風味評価の結果とした。
ホエイ粉の香気成分の測定
ホエイ粉の香気成分分析は、ホエイ粉を溶解した溶液にて実施した。イオン交換水90gに対して各種ホエイ粉を10g添加し、10%(w/w)のホエイ粉還元溶液(以下、ホエイ溶液)を100g作成した。
ホエイ溶液の香気成分の測定は以下の方法により実施した。ホエイ溶液からの香気成分抽出は、SBSE(Stir-Bar-Solid-Extraction)法により行った。本方法は、香気成分を吸着する樹脂内部にスターラーバーを設置した香気捕集器具(Twister:Agilent Technologies)を用いる方法である。試料溶液にTwisterを投入してスターラーにより攪拌することで、効率的に試料中の香気を樹脂に吸着させることができる。
作成したホエイ溶液のうち4gをバイアル瓶に秤量し、ここに試料中の標準物質濃度が25ppbとなるように標準物質(5ppm 5-methyl,2-hexanone溶液)を添加した。ここに香気捕集器具(Twister)を浸漬させ、スターラーを用いて1時間攪拌した。香気捕集後の香気捕集器具(Twister)をホエイ溶液から取り出し、超純水ですすいだのちキムワイプにより水分をふき取り、ガスクロマトグラフィー質量分析(GC-MS)に供した。測定条件を以下に示す。
・使用機器:7890B GC/5977B MSDシステム(Agilent Technoligies社製)、MPS2XLオートサンプラー(Gerstel社製)
・カラム情報:DB-WAX 30m×0.25mm i.d.×0.25μm (J&W社製)
・分析時間:40分間
・オーブン昇温条件:40℃5分間保持、10℃/minで250℃に昇温、250℃14分間保持
・カラム流速:1.86ml/min
・圧力:137.4kPa
上記条件による測定により得られたクロマトグラムから、各種香気成分の同定およびピーク面積の算出を解析ソフトMSD Chemistation、AromaOffice(Agilent Technoligies)により行った。香気成分量は、各種水準で得られた各種香気成分のピーク面積を、コントロールである加熱なしの水準で得られた各種香気成分のピーク面積で割った値とした。
【0020】
<試験結果>
風味評価結果
風味評価の結果を表1に示す。コントロールである加熱なしの水準と比較して、70℃で加熱処理した水準では、「甘味」、「加熱臭」、「コク」、「ミルク感」が増加した。逆に、「収れん味」や「発酵臭」は減少した。増加または減少した評価点は、加熱処理時間が長いほど大きくなった。また、80℃、60分間の加熱処理条件においても加熱なしの条件と比べて上記の項目が増加または減少した。
この結果から、濃縮ホエイに対する70~80℃の加熱処理を30分以上施すことにより、ホエイ粉の風味として好ましい「コク」、「ミルク感」を増加させ、好ましくない風味である「収れん味」、「発酵臭」を低減させたホエイ粉を調製することができた。70℃、120分間の加熱処理条件では、ホエイ粉の性状として褐変が生じ始めることが確認されたため、70℃、120分間よりも長い加熱処理は、ホエイ粉に好ましくない性状をもたらす可能性が生じる可能性がある。
【0021】
【0022】
香気成分分析結果
香気成分分析結果についてフラン系の結果を表2に、アルデヒド系の結果を表3に示す。フラン系の香気成分について、コントロールである加熱なしの水準と比較して、70℃で加熱した水準では、ヒドロキシメチルフルフラール(hydroxy-methyl-furfural)が増加し、加熱時間が長いほど増加量は大きくなった。一方、80℃、60分間の加熱処理条件では、ヒドロキシメチルフルフラール(hydroxy-methyl-furfural)は増加しなかったが、フルフリルアルコール(Furfuryl alcohol)が増加した。フルフリルアルコールは70℃、30分間では増加しなかったが、60分間以上の加熱処理条件では増加した。
一方、アルデヒド系の香気成分について、コントロールである加熱なしの水準と比較して、70℃で加熱した水準ではヘキサナール(Hexanal)、オクタナール(Octanal)、ノナナール(Nonanal)が減少し、加熱処理時間が長いほど多く減少した。一方80℃、60分間の加熱処理条件では、加熱なしの水準と比較してヘキサナール(Hexanal)、ノナナール(Nonanal)が減少した。
この結果から、濃縮ホエイに対する70~80℃の加熱処理を30分以上施すことにより、ホエイ粉の風味として好ましいコクやミルク感に関係するフラン系の香気成分が増加し、ホエイ粉において好ましくない香気成分の一つであるアルデヒド系の香気成分が低減したホエイ粉を調製することができた。
【0023】
【0024】