JP4644396B2

JP4644396B2 - 均質化工程を有する液体食品の製造方法

Info

Publication number: JP4644396B2
Application number: JP2001244916A
Authority: JP
Inventors: 美樹中島; 麻弥松野; 祐二兼松; 孝司井上; 裕一安田
Original assignee: 株式会社ポッカコーポレーション
Priority date: 2001-08-10
Filing date: 2001-08-10
Publication date: 2011-03-02
Anticipated expiration: 2021-08-10
Also published as: JP2003052342A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体食品の製造に関するものであり、更に詳細には、均質化工程を有する液体食品の製造において、長期間に亘って高品質を維持する液体食品の特に工業的にすぐれた効率的製造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液体食品を容器に入れ密封する場合、浮遊粒状物の細分化や沈殿防止のために、均質化が多く行われてきた。また、品質向上技術として、酸化防止技術がかなり進んできた。例えば、酸化防止剤の添加、溶存酸素除去が行われてきた。
【０００３】
そして、不溶性固形分の多い液体食品や、沈殿しやすい液体食品については、品質の安全という面から、均質化工程、加熱・殺菌工程が特に重視され、均質化工程では、通常より高い圧力で処理をして、液体をムラなく、滑らかにすることが一般的である。また、加熱・殺菌工程では、食品衛生面において安全な食品にするために過度に加熱や殺菌を行うため、通常より加熱時間が長くなることが一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
食品は、このような処理工程において品質を劣化させ、長期間の保存も困難となる場合が多く、特に液体食品、それも不溶性固形分が多量に含まれていたりあるいは粘性の高い液体食品の場合には顕著である。
【０００５】
たしかに、品質劣化を抑制した製品を製造するひとつの方法としては、酸素に触れない製法で行うのが好ましいが、膨大な設備投資やランニングコストが発生する。また、その製造工程も非常に煩雑であることから、製造時間も長くなり、近年の効率化、省エネ化という傾向が強い中では、粘性の高い液体食品や沈殿しやすい液体食品に応用する事が非常に困難であった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記した欠点を解決する目的でなされたものであって、品質劣化の重要な原因のひとつが酸化である点に着目し、コスト、設備装置、安全操作等の観点から、効率的酸化防止システムを新たに開発する必要を認めた。
【０００７】
不溶性固形分の多い液体食品、沈殿しやすい液体食品等の各種液体食品は、その全工程を脱酸素して製造すれば、高品質の液体食品を得ることが可能である。
しかしながら、全工程を脱酸素するには非常に高いコストがかかり、効率性に乏しいため、生産性、特に工業的生産性が伴わず、実際に工業化することは実質的に極めて困難である。
【０００８】
そこで本発明者らは、全工程を脱酸素するのではなく、発想を転換して、部分的に脱酸素する点に着目した。そして本発明者らは、特に酸素の影響を受けやすい部分を見つけ出し、その部分を特異的に酸素に触れない製法で行うことにより、コストの膨大を抑制しつつ、効率的、且つ、エネルギー消費を最小限にとどめる方法を検討した。
【０００９】
一般的に、液体食品を製造する際は、各種原料を水に溶解させ、調合タンクで調製し、その後、均質化を実施する。均質化処理後、加温して容器に充填する。
充填の前後どちらかにおいて、殺菌処理を実施している。
【００１０】
製造工程中、加熱により品質劣化を招くことは良く知られたことではあるが、その原因追求の結果、加熱処理前に行われる均質化処理において酸素と接触することが最大の要因であることが本発明により明らかとなった。本発明は、この有用新知見に基づき更に研究の結果、遂に完成されたものである。
以下、本発明について詳述する。
【００１１】
均質化処理は、脂肪球等を機械的に細分して脂肪等が分離しないようにする処理であって、牛乳等について広く行われている処理である。この均質化処理では、内容液中の分子が細分化され、粒径が小さくなる反面、粒子の表面積が増大する。つまり、酸素がある中で処理すれば、粒子が酸素と触れ合う機会が増大し、酸化されやすくなることを意味する。よって、この均質化の段階で酸素の影響を受けやすく、ラジカルも発生しやすい状態にあると予想され、また、その後に続く加熱によって、更に酸化（ラジカル反応）が拡大することが予想される。最終的に、糖類・アミノ酸類・有機酸類などの内容成分の変質、褐変現象、風香味の劣化を招く要因である。
【００１２】
本発明はこの点にはじめて着目してなされたものであって、均質化処理に起因する酸化を最も効率良く防止ないし低下せしめるシステムについて検討した結果、均質化処理する内容液に関しては、その溶存酸素量を低減せしめること、及び／又は、均質化処理を不活性ガス雰囲気下で行うことが効率的であることをはじめて見出したものである。
【００１３】
本発明を実施するには内容液を均質化処理するが、均質化処理の方法としては、バルブ式ホモジナイザー、衝突式ホモジナイザー等既知のホモジナイザーを使用することができる。均質化処理は２０〜３００ｋｇ／ｃｍ²、好ましくは５０〜２００ｋｇ／ｃｍ²の圧力で行う。且つ、内容液の温度が５〜８０℃、好ましくは５０〜７０℃で行う。均質化する際の圧力は、内容液により沈澱しやすい成分の含量や粘度により適宜決める。また、温度が高くなるほど均質化効果が高いが、酸化を促進しやすく、また、澱粉の糊化などへの影響も大きいため、８０℃以下に設定するのが好ましい。
【００１４】
本発明において、均質化処理する内容液の溶存酸素量は、１０ｐｐｍ以下、好ましくは５ｐｐｍ以下、更に好ましくは１ｐｐｍ以下であって、少なければ少ないほど良い。
【００１５】
内容液中の溶存酸素を除去する方法としては、内容液に直接不活性ガスを吹き込むストリッピング装置や、ラモンドミキサー、マルチジェットミキサー等が挙げられる。但し、内容液中の溶存酸素量が１０ｐｐｍ以下、好ましくは５ｐｐｍ以下にできれば、特に上記の方法に限定しなくても良く、減圧脱気等の脱気処理も可能である。
【００１６】
均質化処理において、酸素の影響があると、酸化反応が起こるため、均質機を不活性ガスで予め置換し、充満させておくのが良い。本発明で用いられる不活性ガスは、窒素、アルゴン、ヘリウムなどである。
【００１７】
効率を高めるために、単用でもよいが、内容液の溶存酸素除去と均質機の不活性ガス置換とを併用するのが好ましい。両方ともの酸素を除去することにより、より酸化を抑えることができる。
【００１８】
本発明においては、内容液を均質化処理して高品質の液体食品を製造するものであるが、内容液としては各種のものが広く使用され、少なくとも乳製品、糖類、澱粉類のひとつが含まれる内容液を使用することができる。
上記に示した方法（内容液の溶存酸素を除去する方法及び／又は均質機を不活性ガス置換した方法）で調合した液体を均質化処理をするが、必要であれば、液体の原料も同様に均質化処理を行っても良い。
【００１９】
内容液の組成の乳製品としては、牛、山羊、羊、馬、水牛その他哺乳類由来の生乳、全粉乳、脱脂乳、脱脂粉乳、練乳、加糖練乳、ホエー、クリーム、バターその他乳由来の各種製品がすべて包含される。
【００２０】
内容液の組成の糖類としては、グルコース、フルクトース、その他の単糖；ショ糖；異性化糖；キシリトール、ソルビトール、マンニトール、ガラクトールその他の糖アルコール；トレハロース、ラフィノース、メリビオース、ケストース、ラクチュロース、フラクトオリゴ糖、ガラクトオリゴ糖、イソマルトオリゴ糖、キシロオリゴ糖その他のオリゴ糖が広く包含される。
【００２１】
内容液の組成の澱粉類としては、コーンスターチ、小麦でん粉、米でん粉、バレイショでん粉、タピオカでん粉その他の澱粉；デキストリン、ソリューブルスターチ、でん粉エステル、でん粉エーテルその他のでん粉誘導体を含む化工澱粉等が例示される。
【００２２】
これら内容液を原料として製造する液体食品としては、レトルト殺菌を有する液体食品、または、瞬間殺菌を有する液体食品であり、容器形態としては、金属缶、ビン、ＰＥＴボトル、レトルトパウチなどの軟包材容器が挙げられる。また、処理した液体食品の最終形態はストレートの液体の他に、濃縮、冷凍、固形ルー（粘性の高いもの）でも良い。更に具体的に挙げると、コーンスープ、チャウダー、ホワイトソースを用いたパスタソース、同シチュー、ミルクセーキ、抹茶ミルク、イチゴミルク、ココアなどが挙げられる。
【００２３】
なお、酸化の影響を極力抑えるために、少なくとも調合した液体の均質化処理から密封するまでの工程は、密閉した状態で行われるのが好ましい。また、容器のヘッドスペース、更には空の容器を脱気したり及び／又は不活性ガス置換すると更に良い結果が得られる。
【００２４】
上記した内容液の溶存酸素の除去及び／又は不活性ガス雰囲気下での均質化処理、更に所望工程の密閉化等のほかは常法にしたがって処理することにより、本発明に係る高品質の液体食品を製造することができる。すなわち本発明によれば、均質化工程を有する液体食品に関して、内容液の変化・劣化が少なく、原材料の風香味を十分に引き出すことができる。また、加温販売時においても内容物の変化・劣化を防止し、長期間高品質を維持できる液体食品を提供することができる。
以下、本発明の実施例について述べる。
【００２５】
【実施例１】
コーンピューレ１．５ｋｇ、砂糖２７０ｇ、デンプン１６０ｇ、牛乳８０ｇ、生クリーム２５ｇ、グリセリン脂肪酸エステル１２ｇを溶解混合し、純水で１０Ｌに調整して調合液を得た。その調合液を不活性ガス（窒素ガス）で置換し、溶存酸素を１ｐｐｍ以下にし、５０℃まで加熱し、６０ｋｇ／ｃｍ²の圧力で均質化処理を行った。
【００２６】
（比較例１）
コーンピューレ１．５ｋｇ、砂糖２７０ｇ、デンプン１６０ｇ、牛乳８０ｇ、生クリーム２５ｇ、グリセリン脂肪酸エステル１２ｇを溶解混合し、純水で１０Ｌに調整して調合液を得た。その調合液を５０℃まで加熱し、６０ｋｇ／ｃｍ²の圧力で均質化処理を行った。
【００２７】
なお、下記する前処理を行った後、上記で得た内容液の糖分分析を行った。
【００２８】
（前処理方法）
内容液に含まれる油脂分を、予めエーテルにて抽出し、除去する。油脂分を除いた内容液に、６０％の過塩素酸を添加し、１００００ｒｐｍ×１０ｍｉｎの遠心分離にかけ、タンパク質を除去する。
更に、その上澄み液を回収し、水酸化カリウムを添加しよく混ぜる。０．４５μｍのフィルターでろ過し測定試料とする。
【００２９】
（ＨＰＬＣによる測定）
前処理を行った試料を１０μｌ採取し、ＨＰＬＣに供した。
ＨＰＬＣ条件としては、島津ＬＣ−１０Ａを使用し、示差屈折検出器、移動相アセトニトリル：水＝７５：２５、カラムＹＭＣＰｏｌｙａｍｉｎｅ−II（φ４．６×２５ｃｍ）使用、カラム温度８５℃、流速１．０ｍｌ／ｍｉｎにて測定した。得られた結果を下記表１に示した。
【００３０】

【００３１】
表１の結果から明らかなように、比較例１に比べ、実施例１はショ糖含有量が高く、逆に比較例１は二糖類であるショ糖が分解した単糖（果糖・ブドウ糖）の含量が高い。
よって、均質化処理における内容液の変化・劣化を防ぎ、原材料の持つ自然な風香味を十分に引き出していることが確認された。
【００３２】
【実施例２】
実施例１で製造したサンプルを９０℃まで加熱し、缶容器にホット充填し、Ｆ₀＝６０のレトルト殺菌を行った。
【００３３】
（比較例２）
比較例１で製造したサンプルを９０℃まで加熱し、缶容器にホット充填し、Ｆ₀＝６０のレトルト殺菌を行った。
【００３４】
上記によって得た各サンプルについて、糖分分析を実施した。糖分分析は先の場合と同様に各サンプルを前処理した後、ＨＰＬＣにて測定した。得られた結果を下記表２に示した。
【００３５】

【００３６】
表２の結果から明らかなように、比較例２に比べ、実施例２は殺菌後もショ糖含有量が高く、逆に比較例２は二糖類であるショ糖が分解した単糖（果糖・ブドウ糖）の含量が高い。
よって、前記した糖分析結果と同様に、実施例２は比較例２に比べ、コーン由来のショ糖含量が多い事から、殺菌後も内容液のダメージが少ないことが証明された。
【００３７】
更に、加温販売時の効果を確認するために、殺菌後のそれぞれのサンプルを６０℃の恒温槽で２週間保管したものについて、有機酸分析及びアミノ酸分析を実施した。
【００３８】
（有機酸分析結果）
予め、前述の方法で前処理を行った試料を１０μｌ採取し、ＨＰＬＣに供した。
ＨＰＬＣ条件としては、ＴＯＡＩＣＡ５０００ＳＹＳＴＥＭを使用し、電導度検出器、移動相５ｍＭ過塩素酸、カラムＴＯＡＰＣＩ３０５Ｓを使用し、カラム温度４２℃、流速０．８ｍｌ／ｍｉｎにて測定した。得られた結果を下記表３に示した。
【００３９】

【００４０】
表３の結果から明らかなように、加速度経時においても、実施例２は酢酸に代表される刺激的な酸味成分が少なく、実施例２は作り立てのおいしさ・まろやかさが保たれていることが証明された。また、有機酸は糖の分解物であり、実施例２は比較例２よりも総有機酸量が少ない。このことより、実施例２は素材が持つ自然な甘味・旨味が保たれていることも証明された。
【００４１】
（アミノ酸分析結果）
予め（前出の方法で）前処理を行った試料を２０μｌ採取する。
更に、β−メルカプトプロピオン酸溶液と、ＯＰＡ溶液をそれぞれ２００μｌ添加して良く混合し、そこから１０μｌ試料を採取し、ＨＰＬＣに供した。ＨＰＬＣ条件としては、島津ＬＣ−１０Ａを使用した。
蛍光検出器（Ｅｘ＝３５０ｎｍＥｍ＝４５０ｎｍ）、移動相Ａ→１０ｍＭリン酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ６．８）、Ｂ→Ａ液；アセトニトリル＝１：２、メチルセロソロブ１ｍｌ／１００ｍｌ混合、カラムＹＭＣ−ＰａｃｋＯＤＳ−Ａ（φ４．６×２５ｃｍ）使用、カラム温度４５℃、流速１．０ｍｌ／ｍｉｎにて測定した。得られた結果を下記表４に示した。
【００４２】

【００４３】
表４の結果から明らかなように、加速度経時においても、実施例２は比較例２よりも総アミノ酸量が多く、実施例２は素材が持つ旨味を保っており、加熱によるダメージが少ないことが証明される。
【００４４】
以上の機器分析結果からも明らかなように、実施例２は内容物の変化・劣化が少なく、原材料の風香味を十分に引き出し、また、加温販売時においても、酸味・エグ味・苦味等の原因である有機酸の生成が抑えられており、素材が持つ自然な風香味が保持されているといえる。
【００４５】
同時に、実施例２は多くの遊離アミノ酸を有していることから、酸化劣化の影響を受けにくく、作り立ての高品質な状態が保持され、加熱過多による消費者クレームが低減できるという著効が奏される。
【００４６】
【実施例３】
コーンピューレ１．０ｋｇ、砂糖３００ｇ、牛乳３００ｇ、デンプン１００ｇ、生クリーム２５ｇ、グリセリン脂肪酸エステル１５ｇを溶解混合し、純水で１０Ｌに調整して調合液を得た。その調合液を不活性ガス（窒素ガス）で置換し、溶存酸素を１ｐｐｍ以下にし、５０℃まで加熱し、１００ｋｇ／ｃｍ²の圧力で均質化処理を行った。
この調合液を９０℃まで加熱し、コーン粒を充填した缶容器にホット充填し、Ｆ₀＝６０のレトルト殺菌を行った。
【００４７】
（比較例３）
コーンピューレ１．０ｋｇ、砂糖３００ｇ、牛乳３００ｇ、デンプン１００ｇ、生クリーム２５ｇ、グリセリン脂肪酸エステル１５ｇを溶解混合し、純水で１０Ｌに調整して調合液を得た。その調合液を５０℃まで加熱し、１００ｋｇ／ｃｍ²の圧力で均質化処理を行った。
この調合液を９０℃まで加熱し、コーン粒を充填した缶容器にホット充填し、Ｆ₀＝６０のレトルト殺菌を行った。
【００４８】
上記によって得た各サンプルについて、官能評価（２８名）を実施した。評価は「非常に良い」５点から「非常に悪い」１点まで、５段階とし、得られた平均点を下記表５に示した。
【００４９】

【００５０】
表５の結果からも明らかなように、比較例３に比べ、実施例３は香り、味、色・外観、総合評価の全ての評価項目で優る点数を得た。
【００５１】
更に、加温販売時の効果を確認するために、殺菌後のそれぞれのサンプルを６０℃の高温槽で２週間保管したものについて、同じく官能評価（２８名）を実施した。評価は前述と同じく５段階評価とした。得られた平均点を下記表６に示した。
【００５２】

【００５３】
表６の結果からも明らかなように、比較例３に比べ、実施例３は２週間の加温状態後も、香り、味、色・外観、総合評価の全ての評価項目で優る点数を得た。
【００５４】
【発明の効果】
本発明にしたがって、内容液の溶存酸素量が少ない状態で均質化処理を行う、もしくは、不活性ガス雰囲気下で均質化処理した内容液を有する液体食品は、その内容液の糖類、有機酸類、アミノ酸類などの成分の変化・劣化が少なく、原材料の風香味を十分に引き出すことが可能である。また、単糖の生成量が少ないため、メイラード反応も起こりにくく、液体食品の褐変化も低減できる。
【００５５】
コストや生産効率を無視して、全工程脱酸素雰囲気にしたほうが、たしかに品質は良いものができるが、このように粘性の高いもの、沈殿しやすいものを製造するなど、煩雑な過程が必要な液体食品は、酸素の影響を最大に受ける箇所を徹底的に酸素除去などの改善をすることにより、全工程を酸素除去した雰囲気を維持しなくても、酸素による影響をかなり抑えることができ、本発明は特にコスト面や効率面を重視する工業的製法として卓越している。
【００５６】
さらに、加温販売時においても酸化劣化の影響を受けにくく、長期間高品質を維持できるため、消費者からの加熱過多クレームが低減できるという著効も奏される。

Claims

原料を水に溶解させ調合タンクで調製した後、均質機により均質化する工程の前を、特異的に、内容液の溶存酸素量を５ｐｐｍ以下に低減せしめて、均質機により２０〜３００ｋｇ／ｃｍ ^２の圧力で且つ５０〜７０℃で均質化処理し、レトルト殺菌すること、を特徴とする、乳製品、糖類、澱粉類を含有しレトルト殺菌工程を有する液体食品の製造工程及び／又は加温保管時及び／又は長期間保存時の、ショ糖の分解及び／又はアミノ酸の変化・劣化を抑制し品質を維持する方法。
均質機内を不活性ガスで予め置換すること、を特徴とする請求項１に記載の方法。
液体食品がコーンスープであること、を特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
液体食品がチャウダーであること、を特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
液体食品がホワイトソースであること、を特徴とする請求項１又は２に記載の方法。