JP2013094076A - 発酵乳の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】脂肪含量が1.5質量%以下の、発酵乳原料を含む調乳液を発酵して得られる発酵物中のカードの破砕工程を、メッシュフィルターを通過させる第1の破砕工程、及び前記第1の破砕工程と異なる破砕条件で行われる第2の破砕工程、の少なくとも2段階に分けて行う。
【選択図】図1
Description
近年の健康志向の高まりにより、脂肪含量が1.5質量%以下の低脂肪或いは無脂肪タイプ(本明細書において、まとめて低脂肪タイプということがある。)の発酵乳が開発されている。
他方で、消費者の嗜好の多様化により、低脂肪タイプの発酵乳にも様々なフレーバーソースやフルーツを添加した製品が登場している。このような製品については、発酵後にフレーバーソースやフルーツ等を添加・混合することで製造される。
上記のような発酵後にフレーバーソースやフルーツ等を添加・混合する発酵乳は、撹拌型発酵乳に分類されるものがほとんどである。
撹拌型発酵乳のうち、ソフトヨーグルトと呼ばれる発酵乳(ドリンクやフローズンヨーグルト以外の発酵乳)には、カードの十分な破砕による滑らかさに加え、食感、濃厚感を与える適度な粘度が要求される。すなわち、カードの不十分な破砕によるカード残りの低減と、過度な粘度低下の抑制とを両立することが課題となる。
しかしながら、カード残りを低減しようとして、十分なせん断力を与えると粘度低下が進み、反対に粘度低下を抑制しようとして、せん断力を抑制するとカード残りが生ずるという問題がある。
従って、従来の一般的な撹拌型発酵乳の製造においては、カード残りの低減と、過度な粘度低下の抑制とのバランスを考慮してカード破砕条件を設定することにより、製品設計をしていたという実情がある。
特許文献1には、高純度ホエータンパク質を一定以上含む発酵乳原料を発酵させた後、得られた発酵乳のカードを一定の範囲の均質圧力で破砕することが記載されている。
特許文献2には、ヨーグルトミックスを発酵させて得た発酵乳カードの破砕を、325〜1300メッシュ(JISのフルイ規格)の大きさの複数の開口部を介して当該発酵乳カードを押し出すことにより行うことが記載されている。
特許文献3には、特許文献2に記載の方法において、タンパク質濃度が5〜10%のヨーグルトミックスを使用することが記載されている。
特許文献2や特許文献3に記載される方法は、325〜1300メッシュという微細な開口部を介して発酵乳カードを押し出すものであるため、当該押し出しに大きな圧力が必要であり、製造工程の負荷が大きくなるという問題があった。
このような脂肪含量が低い調乳液を用いて発酵乳を製造する際に、特許文献2や特許文献3に記載された方法で、カードを破砕すると、カード残りの問題は解消できたとしても、過度な粘度低下が起こってしまうという問題がある。
すなわち、脂肪含量が1.5質量%以下のいわゆる低脂肪タイプの発酵乳については、これまで、カード残りを低減しながら、過度な粘度低下を抑制する有効な方法がなかったのが実情である。
本発明者は、上記の方法は、特に、脂肪含量が1.5質量%以下のいわゆる低脂肪タイプ或いは無脂肪タイプの発酵乳の製造において、顕著な効果を発揮することを見出した。
本発明者は、これらの知見に基づいて、以下の本発明を完成させた。
このような製造方法によれば、低脂肪或いは無脂肪タイプの発酵乳の製造に際し、従来の方法に比して小さな圧力でカード残りを低減しながら、粘度の低下を抑制でき、製造工程の負荷を軽減することができる。脂肪含量が低い調乳液を用いて得られた発酵物を、従来の特許文献2や3に記載されるような方法で破砕すると、過度な粘度低下が起こることから、本発明の製造方法が極めて有用である。
第1の破砕工程における破砕圧力を、第2の破砕工程における破砕圧力より小さく設定することで、カード残りを低減しながら、粘度の低下を十分に抑制することができる。
第1の破砕工程の破砕圧力を0.01〜0.14MPaとすることにより、第2の破砕工程での破砕を効率よく行うことができるので、カード残りを低減させながら、過度な粘度低下を抑制することができる。
発酵物の流量を上記の範囲とすることにより、粘度低下を抑制しながら、カード残りを低減する効果を十分に得ることができる。
このようなメッシュサイズの範囲とすることにより、第1の破砕工程で適度な粗さでの破砕を行うことができる。その結果、続く第2の破砕工程を効率よく行うことができ、従来に比して小さい破砕圧力で、カード残りを極めて小さくすることができる。また、粘度低下を十分に抑制することができる。
このような発酵乳は、カード残りが低減され、かつ適度な粘度を維持している。
このような破砕装置を用いて、カードを破砕することにより、粘度の低下を抑制しながらカード残りを低減することができる。
また、本発明の製造方法により製造された低脂肪タイプの発酵乳は、カード残りが低減され、過度な粘度低下が抑制されているため、滑らかながら、良好な食感や濃厚感を有する優れたものとなる。
また、本発明の破砕装置を用いることにより、上記のような優れた発酵乳を容易に生産することが可能となる。
本明細書において、乳、乳製品に関する分類は、特に断らない限り、『乳及び乳製品の成分規格等に関する省令』(以下、「乳等省令」という。)に基づくものである。
本明細書において、「%」パーセントについての表示は、特に断らない限り、質量による表示である。
本発明において、「調乳液」とは、乳、乳製品などの発酵乳原料を含む種々の原料を調製して得られる液である。
本発明において用いられる調乳液に含まれる発酵乳原料は、従来発酵乳の製造において用いられているものを特に制限なく用いることができる。
調乳液における脂肪含量は、1.5質量%以下である。これは、脂肪含量が低い調乳液を発酵させて得られる発酵物は、脂肪含量が高いものに比して、カード残りを生じやすい硬いカードを含むためである。一方、このような脂肪含量の調乳液を用いた場合に、従来の特許文献2や3に記載される方法で破砕を行うと、過度な粘度低下を招くという問題があった。以下に説明する破砕工程は、脂肪含量が1.5質量%以下の発酵乳の製造に適用した場合に、過度な粘度低下を招くことなく、カード残りを十分に低減することを可能にする。
また、調乳液における蛋白質含量は、好ましくは3質量%以上である。このような蛋白質含量の調乳液を発酵させて得られる発酵物は、蛋白質含量が低いものに比して、硬いカードを含むためである。本発明の製造方法は、蛋白質含量が3質量%以上の発酵乳の製造に極めて好適である。
なお、本発明の発酵乳の製造方法は、脂肪含量が1.5質量%以下でない発酵乳の製造方法にも適用することは可能である。特に、蛋白質含量が高く、比較的硬いカードを形成する発酵乳に好適である。
本発明では、まず上記調乳液を発酵する。調乳液に添加する乳酸菌等の菌、発酵温度や時間などは、通常用いられているものを用いることができる。
本発明で用いられる乳酸菌としては、通常の発酵乳の製造に用いられるものを特段の制限なく用いることができる。例えば、ラクトコッカス(Lactococcus)属菌として、ラクトコッカス・ラクティス(L. lactis)、ラクトコッカス・ラクティス・サブスピーシーズ・ラクティス(L. lactis subsp. lactis)、ラクトコッカス・ラクティス・サブスピーシーズ・ラクティス・バイオバラエティ・ジアセチラクティス(L. lactis subsp. lactis biovar. diacetylactis)、ラクトコッカス・ラクティス・サブスピーシーズ・クレモリス(L. lactis subsp. cremoris)などの菌株が、ラクトバチルス(Lactobacillus)属菌として、ラクトバチルス・デルブルッキー・サブスピーシーズ・ラクティス(L. delbrueckii subsp. lactis)、ラクトバチルス・デルブルッキー・サブスピーシーズ・ブルガリカス(L. delbrueckii subsp. bulgaricus)(ラクトバチルス・ブルガリカス)、ラクトバチルス・ロイテリ(L. reuteri)、ラクトバチルス・ヘルベティカス(L. helveticus)などの菌株が、ストレプトコッカス(Streptococcus)属菌として、ストレプトコッカス・サリバリウス・サブスピーシーズ・サーモフィルス(S. salivarius subsp. thermophilus)(ストレプトコッカス・サーモフィラス)などの菌株が用いられる。
ビフィズス菌を用いた場合には、得られる発酵物のカードが硬くなるので、本発明の製造方法の適用の効果が顕著に得られる。
発酵工程の終了後、上記の発酵により得られた発酵物中に含まれるカードを破砕する破砕工程を行う。本発明においては、この破砕工程が、第1の破砕工程と第2の破砕工程を含む点に特徴がある。第2の破砕工程は、第1の破砕工程の後に行われる。
以下、各破砕工程について説明する。
第1の破砕工程は、複数の開き目を有するメッシュフィルターを通過させることにより行う。メッシュフィルターを用いると、比較的小さな圧力で、発酵物中のカードを粗く均一に破砕できるためである。
メッシュフィルターを用いた破砕は、例えば、調乳液を発酵して得られる発酵物を供給する管路内にメッシュフィルターを設置し、発酵物を管路内のメッシュフィルター設置部分に向けて連続的に送り出すことにより行うことができる。メッシュフィルターの形状としては、平板状のものや筒状のものなど、特に制限なく用いることができる。このようなメッシュフィルターとしては、例えば、クロスフィルター(rubberfub製)、ノッチワイヤー(フジトク社製)等が挙げられる。
本発明において、メッシュフィルターの有効面積とは、発酵物がメッシュフィルターを通過する際の、発酵物が通過可能な空隙部分(開き目の部分)の面積をいう。
このような流量とすることにより、効率よく破砕を行うことができる。また、上記範囲のメッシュサイズのフィルターに対し、上記範囲の流量でフィルターを通過させることにより、第1の破砕工程において過度な破砕圧力をかけることなく、適度な破砕を行うことができる。これによって、続く第2の破砕工程の負荷を軽減することができ、全体として製造工程の負荷を軽減することができる。
このような破砕圧力は、特に蛋白質含量が3〜5質量%で、かつ脂肪含量が1.5質量%以下の調乳液を発酵させて得られた発酵物に対して好適である。
第1の破砕工程の破砕圧力は、第1の破砕工程に供する前の発酵物の供給圧力と第2の破砕工程に供する前の発酵物の供給圧力との差(フィルター部圧)で近似することができ、本発明においてはこの近似値で定義することができる。圧力の測定方法は、後述する試験例に示すように、汎用の圧力計を用いた方法を採用することができる(以下の圧力の測定方法についても同様である)。
第2の破砕工程は、第1の破砕工程の後に行われ、第1の破砕工程とは異なる破砕条件で行われることを特徴とする。
ここで、破砕条件とは、上述した破砕の方式、破砕圧力、破砕時間等、破砕の程度に影響を与え得る条件を含む。
第2の破砕工程に用いられる破砕方式は、通常の調乳液の発酵物中に含まれるカードの破砕に用いられる破砕方式を用いることができる。例えば、上述したフィルター方式、プレッシャーバルブ方式、ミキサー方式等が挙げられる。特に、プレッシャーバルブ方式またはフィルター方式が好ましく挙げられる。プレッシャーバルブ方式またはフィルター方式を用いることで、破砕の均一性を高めることができ、カード残りを低減することが容易になる。
プレッシャーバルブ方式による破砕は、ダイヤフラムバルブ、或いはバックプレッシャーバルブと呼ばれる装置により行うことができる。ダイヤフラムバルブとしては、ゲミュー(GEMU)社製のもの、バックプレッシャーバルブとしては、コフロック株式会社製のもの等が挙げられる。
なお、破砕装置は、破砕の目的物の流路を狭めることで、破砕の目的物に圧力をかけることができる装置であれば特に制限されず、例えば、従来、発酵乳のカードを破砕するのに用いられているものを含め、特に制限なく用いることができる。また、従来発酵乳以外の分野で用いられているサニタリーバルブなども使用することができる。これらの破砕装置の条件設定については、従来1段階の破砕工程で用いていた条件をそのまま用いることができるが、破砕装置に合わせて適宜適当な圧力がかかるように調節することができる。
破砕粗さの相対的な大小は、例えば未破砕の発酵物(破砕対象物)をそれぞれの破砕工程における方法及び条件で破砕した場合の平均粒子径或いは一定以上の大きさの粒子の質量(カード残り、試験例1を参照)を比較することにより知ることができる。
第2の破砕工程の破砕圧力は、第2の破砕工程に供する前の発酵物の供給圧力で近似することができ、本発明においてはこの近似値で定義することができる。
また、このような破砕圧力は、特に蛋白質含量が3〜5質量%で、かつ脂肪含量が1.5質量%以下の調乳液を発酵させて得られた発酵物に対して好適である。
破砕装置1は、調乳液を発酵することにより得られた発酵物を投入するホッパー2、投入された発酵物を連続的に送り出すポンプ3、発酵物中のカードの破砕を行う破砕部4が、この順で管路6の後段に向けて配置されている。破砕部4は、メッシュフィルター41からなる第1の破砕部と、ダイヤフラムバルブ42からなる第2の破砕部とを有している。
メッシュフィルター41としては、上述したメッシュサイズ、形状のものを好ましく用いることができる。
本発明の発酵乳のカード残りは、好ましくは2質量%以下、さらに好ましくは1質量%以下、より好ましくは0.5質量%以下である。本発明において、カード残りは、後述する試験例1において用いた方法により測定される値として定義することができる。
また、本発明の発酵乳の粘度は、好ましくは2800mPa・s以上、さらに好ましくは3000mPa・s以上、より好ましくは4000mPa・s以上である。本発明において、粘度は後述する試験例1において用いた方法により測定される値として定義することができる。
本発明の発酵乳の製造方法における2段階による破砕の効果を検討するため、各種組成の調乳液から得られた発酵物に対する破砕試験を行った。
図3に示す構成の破砕装置1を用い、表1に示す試料1、試料2及び試料3の発酵物の破砕を行った。すなわち、各試料をホッパー2に投入し、ポンプ3で連続的に破砕部4に供給した。破砕部を構成するメッシュフィルター41(第1の破砕部)には、20メッシュ(目開き0.87mm)のクロスフィルター(rubberfub製)を、ダイヤフラムバルブ42(第2の破砕部)には、ゲミュー(GEMU)社製のものを用いた。ダイヤフラムバルブ42の設定は破砕圧力が0.06〜0.42MPaとなるように適宜調整した。また、図3に示す製造装置において、メッシュフィルター41を外した装置を用いて、同様に試料の破砕を行った。
破砕試験では、ポンプ3による発酵物の供給圧力を変化させることにより、第1の破砕部での破砕圧力を変化させ、各破砕圧力で破砕した際のカード残りと、粘度を測定し、記録した。
カード残りの測定は、破砕した発酵物100gを60メッシュサイズのメッシュフィルター上でろ過し、フィルター上に残った物をカードとし、発酵物中に占めるカードの割合(質量%)を算出することで行った。
粘度の測定は、B型粘度計を用い、以下の条件で測定した。測定は、製造直後(D+0)、製造1日後(D+1)に行った。
No.4ローター、60rpm、10秒間、サンプル温度10℃
図4に示すように、フィルターを設置した場合(2段階の粉砕の場合)には、破砕圧力が0.14MPaで、カード残りが0.9質量%程度(1質量%以下)まで低減した。一方、フィルターを設置しない場合(1段階の粉砕の場合)にカード残りを1質量%以下とするには、0.25MPa程度の破砕圧力が必要であった。
また、フィルターを設置した場合には、破砕圧力が0.25MPaで、カード残りが0.2質量%程度(0.5質量%以下)まで低減した。一方、フィルターを設置しない場合にカード残りを0.5質量%以下とするには、0.33MPa程度の破砕圧力が必要であった。
また、カード残りが1質量%以下、または0.5質量%以下となったときの各試料の粘度を比較すると、フィルターを設置した場合の方が、相対的に粘度が高かった。
図4に示される圧力、カード残り、及び粘度の関係から分かるように、フィルターを設置した場合には、フィルターを設置しない場合に比して小さい破砕圧力でカード残りを有効に低減させることができ、その結果、粘度の低下を抑制することができることが分かる。
図5に示すように、フィルターを設置した場合(2段階の粉砕の場合)には、破砕圧力が0.09MPaで、カード残りが0.4質量%程度(0.5質量%以下)まで低減した。一方、フィルターを設置しない場合(1段階の粉砕の場合)にカード残りを0.5質量%以下とするには、0.33MPa程度の破砕圧力が必要であった。
また、カード残りが0.5質量%以下となったときの各試料の粘度を比較すると、フィルターを設置した場合の方が、相対的に粘度が高かった。
図5に示される圧力、カード残り、及び粘度の関係から分かるように、フィルターを設置した場合には、フィルターを設置しない場合に比して小さい破砕圧力でカード残りを有効に低減させることができ、その結果、粘度の低下を抑制することができることが分かる。
図6に示すように、フィルターを設置した場合(2段階の粉砕の場合)には、破砕圧力が0.09MPaで、カード残りが0.2質量%程度(0.5質量%以下)まで低減した。一方、フィルターを設置しない場合(1段階の粉砕の場合)にカード残りを0.5質量%以下とするには、0.14MPa程度の破砕圧力が必要であった。
また、カード残りが0.5質量%以下となったときの各試料の粘度を比較すると、フィルターを設置した場合の方が、相対的に粘度が高かった。
図6に示される圧力、カード残り、及び粘度の関係から分かるように、フィルターを設置した場合には、フィルターを設置しない場合に比して小さい破砕圧力でカード残りを有効に低減させることができ、その結果、粘度の低下を抑制することができることが分かる。
また、上記試験における発酵物の流量を算出すると、メッシュフィルターの有効面積1mm2あたり、0.13〜1.6L/時間の範囲であった。
次に、調乳液の脂肪含量を変化させ、本発明の製造方法における破砕工程が、特に好適な調乳液の組成を検討した。
表2に示す脂肪含量が異なる試料を用い、試験例1と同様に破砕試験を行った。
また、カード残りが1質量%となった時点でのフィルター有の場合の粘度、当該時点でのフィルター有の場合とフィルター無の場合の粘度差、及び当該時点でのフィルター有無の場合の破砕圧力差(圧力低減効果)を算出し、これらもまとめて表3に記載した。
また、同表から分かるように、カード残りが1質量%となった時点でのフィルター有無の場合の圧力差は、脂肪含量が低いほど大きい傾向となった。これについて、図7〜10を見ると分かるように、脂肪含量が0.1〜1.5質量%の試料4〜7については、カード残りを十分に低減させる(例えば1.0質量%以下)のに必要な破砕圧力が、フィルターの有無によって異なる結果となった。
一方、図11を見ると分かるように、脂肪含量が2.0質量%の試料8については、フィルターの有無によって、カード残りを有効に低減させるのに必要な破砕圧力に大きな差はなかった。
これより、本発明の製造方法における破砕工程は、脂肪含量が1.5質量%以下の調乳液を用いる場合に特に有効であることが分かった。
次に、フィルターのフィルターサイズを変化させ、本発明の製造方法における第1の破砕工程の破砕条件の好適な範囲についての検討を行った。試験には、上述した試料1を用いた。試験方法は、試験例2と同様である。
また、カード残りが1質量%となった時点でのフィルター有の場合の粘度、当該時点でのフィルター有の場合とフィルター無の場合の粘度差、及び当該時点でのフィルター有無の場合の破砕圧力差(圧力低減効果)を算出し、これらもまとめて表4に記載した。
一方、60メッシュ以上のフィルターを用いた場合には、カード残りが1質量%となった時点での粘度は、フィルターを設置しない場合の方がわずかに大きかった。
本試験例では、60メッシュ以上のフィルターを用いた場合には、フィルターを通過する際にかかる破砕圧力(圧力a−圧力b)が、フィルター通過後の圧力bより大きかった。すなわち、第1の破砕工程での破砕圧力が、第2の破砕工程での破砕圧力より大きい場合には、第1の破砕工程で大きなせん断力がかかることによって、粘度の低下を招きやすいことが分かった。
次に、試料7(脂肪含量1.5質量%)を用いて、フィルターサイズが20メッシュのフィルターを用い、フィルターを設置しない場合との比較を行った。
結果を表5及び図17に示す。
これより、脂肪含量が1〜1.5質量%程度、蛋白含量が3〜5質量%程度の調乳液を用いる場合には、フィルターサイズを20メッシュ程度、目開きで0.5〜1.0mm程度とすることが好ましいことが分かった。
流量は、メッシュフィルターの有効面積1mm2あたり、0.6L/時間に設定した。
ダイヤフラムバルブを通過した発酵物を10℃まで冷却した後、80mlのプラスチック製容器に充填し、シールで密閉し、製品とした。
1日後、製品のシールを開封し、発酵乳のカード残り及び粘度を測定した。測定方法は、上述した試験例に記載した方法を用いた。
その結果、カード残りは、0.3質量%と極めて小さく、粘度は4800mPa・sと適度であった。
また、この発酵乳を食したところ、滑らかで、かつ粘度も適度で、良好な食感を有していた。
2 ホッパー
3 ポンプ
4 破砕部
41 フィルター(第1の破砕部)
42 ダイヤフラムバルブ(第2の破砕部)
51、52 圧力計
6 管路
Claims (8)
- 脂肪含量が1.5質量%以下である、発酵乳原料を含む調乳液を発酵して得られる発酵物中のカードの破砕工程を含む、発酵乳の製造方法であって、
前記破砕工程は、第1の破砕工程と、第1の破砕工程の後に行われる第2の破砕工程と、を有し、
第1の破砕工程は、前記発酵物を、メッシュフィルターを通過させることによって行われ、
前記第2の破砕工程は、前記第1の破砕工程と異なる破砕条件で行われる、
発酵乳の製造方法。 - 第2の破砕工程における破砕圧力が、第1の破砕工程における破砕圧力より大きい、請求項1に記載の発酵乳の製造方法。
- 前記第1の破砕工程における破砕圧力が、0.01〜0.14MPaである、請求項1又は2に記載の発酵乳の製造方法。
- 前記発酵物がメッシュフィルターを通過する際の、メッシュフィルターの有効面積1mm2あたりの発酵物の流量が、0.01〜4L/時間である、請求項1〜3の何れかに記載の発酵乳の製造方法。
- 前記メッシュフィルターのメッシュサイズが、10〜40メッシュである、請求項1〜4の何れかに記載の発酵乳の製造方法。
- 前記調乳液の蛋白質含量が3質量%以上である、請求項1〜5の何れかに記載の発酵乳の製造方法。
- 請求項1〜6の何れかに記載の製造方法により得られた、発酵乳。
- 発酵乳原料を含む調乳液を発酵して得られる発酵物中のカードを破砕するための破砕部を備えた破砕装置であって、
前記破砕部は、メッシュフィルターを有する第1の破砕部と、第1の破砕部の後段に配置される第2の破砕部と、を有し、
前記第1の破砕部によるカードの破砕粗さと、前記第2の破砕部によるカードの破砕粗さとが異なることを特徴とする破砕装置。
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