JP5621224B2 - 容器詰め牛乳の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は容器詰め牛乳の製造方法に係り、特に常温で長期間保存が可能な容器詰め牛乳の製造方法に関する。

近年自動販売機の普及に伴い、容器詰め牛乳を自動販売機等で流通させるために、常温で長期間保存可能な容器詰め牛乳が知られている。このような常温で長期間保存可能な容器詰め牛乳は加熱殺菌が必要であり、この加熱殺菌は比較的長時間のレトルト殺菌により行われている。たとえば、特許文献１には、乳脂肪の乳化状態を安定に保つために、牛乳を直径１μｍ以下の脂肪球が９５％以上になるまで均質化した牛乳を、不通気性容器に充填密封した後１１５から１１８℃の温度で１５〜２０分間加熱処理する製造方法が開示されている。

容器詰め牛乳にこのようなレトルト殺菌を行うと、乳成分中のカゼインと乳糖との反応により褐変と呼ばれる変色反応が生じ、また容器のヘッドスペース表面部に湯葉状の膜状凝集物が生成することがある。このような褐変は外観を悪くし、また膜状凝集物は外観を悪くするとともに牛乳を飲んだ時の喉越しを悪くし、牛乳の商品価値を下げることになる。

常温で長期間保存可能な容器詰め牛乳を製造するに際して上記のような褐変を防止する方法として、特許文献２には、加熱殺菌前の均質化工程、充填密封工程等の全工程において牛乳を８０℃以下の温度で処理した後牛乳を充填し密封した容器を１１０〜１２０℃の温度で１０〜３０分間加熱殺菌する方法が開示されている。しかし特許文献２においては、１１０〜１２０℃の温度で１０〜３０分間の加熱殺菌によって生じる膜状凝集物の生成という問題をどう解決するかについては何も開示していない。

また、常温で長期間保存可能で、レトルト殺菌処理しても変色することのない容器詰め牛乳の製造方法として、特許文献３には、牛乳に全体の０．００１〜０．０２重量％亜硫酸水素ナトリウム及び/又はピロ亜硫酸カリウムを添加して、混合した牛乳を均質化処理するか、均質化処理した牛乳に全体の０．００１〜０．０２重量％の亜硫酸水素ナトリウム及び/又はピロ亜硫酸カリウムを添加、混合した牛乳を、不通気性容器に充填密封し、加熱殺菌処理する方法が開示されている。しかし特許文献３においても、加熱殺菌は１１５〜１２５℃の温度で５〜３０分間の殺菌処理で行っており（段落［００１６］）、この加熱殺菌によって生じる膜状凝集物の生成という問題をどう解決するかについては何も開示していない。

特許文献４には、レトルト殺菌法を用いて、良好な乳感を伴った優れた飲料の風味、味覚を有し、さらに清澄感を伴った乳入り缶飲料の製造方法を提供することを目的として、レトルト殺菌機による加熱処理を１３０℃から１４０℃の範囲で最大８分間行う方法が開示されている。しかし、特許文献４において、乳入り缶飲料とは、コーヒー、ココア、紅茶、スープ等で、乳入りであり、かつ缶容器に充填されたものに限定されるものであり（段落［００１３］）、実施例を見ても、牛乳の含有量は缶内容物の１０〜１２重量％に過ぎず、本発明に係る製造方法の対象物である常温で長期保存可能な容器詰め牛乳ではない。したがって、牛乳そのものを容器詰めにしてレトルト殺菌する場合に生じる褐変および膜状凝集物の生成にどう対処するかという課題を解決するための手段についてはなんら開示されていない。

特許文献５には、牛乳等のプラスチック容器詰め乳成分含有飲料を殺菌する際に、熱水シャワー式摺動レトルト殺菌法を用いて容器詰め飲料を摺動させることにより膜状凝集物の発生を防止する方法が開示されている。しかし、この方法は、殺菌温度１２４℃で３５分間レトルト殺菌を行うものであって（段落［００３０］）、容器内容物が牛乳の場合、膜状凝集物の発生は防止できているが、色調が牛乳の白さを保持するために充分でなく、本発明の目標であるＬ*値９２以上、ａ*値−１．０以下、ｂ*値１２以下の値を満たしていない（段落［００５４］表１２）。

特公昭６２−１９８１０号公報 特開平５−２２７８８３号公報 特開平５−１３７５０３号公報 特開２００１−２７５６３２号公報 特開２００８−２２０２０７号公報

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みなされたものであって、常温で長期間保存が可能で、レトルト殺菌処理しても変色することがなく、かつ膜状凝集物が生成することがない容器詰め牛乳の製造方法を提供しようとするものである。

上記課題を解決するために、本発明者等は鋭意研究と実験を重ねた結果、牛乳を金属缶等の不通気性容器に充填密封した後容器を振動させながら高温短時間殺菌を行うと、レトルト殺菌機による処理を行うにもかかわらず牛乳の変色がなく、また膜状凝集物も生成しないことを発見し、本発明に到達した。

すなわち、本発明の第１の構成は、牛乳を不通気性容器に充填密封した後該容器を振動させながら１２５〜１３５℃の温度範囲内で０．５分〜５分間、Ｆ_０値４以上、Ｃ値６５以下の加熱殺菌を行い、前記加熱殺菌直後の時点においての色調がＬ ^＊ 値９３以上、ａ ^＊ 値−１．０以下、ｂ ^＊ 値１２以下であることを特徴とする容器詰め牛乳の製造方法である。

本発明の第２の構成は、第１の構成に加え、前記加熱殺菌は、熱水シャワー式または熱水スプレー式のレトルト殺菌機を使用し、前記牛乳を充填し密封した容器を水平方向に摺動させることにより行うことを特徴とする容器詰め牛乳の製造方法である。

本発明の第３の構成は、第１または第２の構成に加え、前記加熱殺菌の温度範囲が１２５℃〜１３０℃であることを特徴とする容器詰め牛乳の製造方法である。

本発明の第４の構成は、第１乃至第３の構成のいずれかに加え、前記不通気性容器は金属缶であることを特徴とする容器詰め牛乳の製造方法である。

上記本発明の第１の構成によれば、充填密封後の容器を振動させながら１２５〜１３５℃の温度範囲内で０．５分〜５分間、Ｆ_０値４以上、Ｃ値６５以下の加熱殺菌することにより、製造された牛乳は変色が極めて少なく、また湯葉状の膜状凝集物が生成されることがなく、常温で長期間保存が可能な優れた容器詰め牛乳が得られる。また、殺菌時間が短いので、１１０〜１２０℃の温度で１０〜３０分間の加熱殺菌を行う従来のレトルト殺菌に比べて加熱臭の発生を最小限に抑えることができる。

本発明の第２の構成によれば、熱水シャワー式または熱水スプレー式のレトルト殺菌機を使用し、水平方向の摺動殺菌を行うことにより、他のレトルト殺菌方法に比べて膜状凝集物の生成を最小限に抑制することができる。

本発明の第３の構成によれば、加熱殺菌の温度範囲を１２５℃〜１３０℃とすることにより、耐圧強度を気遣うことなく通常使用しているレトルト殺菌機のまま使用することが出来る。

本発明の第４の構成によれば、不通気性容器として金属缶を用いることにより、高温度短時間殺菌による容器の変形を防止することができ、また容器詰め牛乳を常温で長期間流通させた場合の酸化による内容物の変敗を防止することができる。

本発明の方法を実施するための装置の１例を示す断面図である。 本発明の方法を実施するための装置の他の例を示す断面図である。

以下添付図面を参照して、本発明を実施するための形態について説明する。
本明細書において、牛乳という用語は、牛乳、脱脂乳、加工乳、生クリーム、無糖練乳、殺菌乳酸菌飲料および乳化剤、安定化剤等を添加した乳飲料を包含する。

本発明は不通気性容器に充填密封される容器詰め牛乳の製造方法に適用され、加熱殺菌において、牛乳を不通気性容器に充填密封した後該容器を振動させながら１２５〜１３５℃の温度範囲内で０．５分〜５分間、Ｆ_０値４以上、Ｃ値６５以下の加熱殺菌を行うものである。そして、達成すべき色調は、製造直後の時点においてＬ^＊値９２以上、好ましくは９３以上、より好ましくは９４以上であり、ａ^＊値−１．０以下、ｂ^＊値１２以下が好ましい。上記殺菌値Ｆ_０値については、Ｆ_０値４以上は日本の法規である食品衛生法規上規定される最低値であり、Ｆ_０値が４以上であれば良い。しかしながら、殺菌方法にもよるが、Ｆ_０値が過剰に大となる加熱殺菌を行うと、牛乳の白さが充分でなくＬ^＊値９２以上の達成が困難となる傾向がある。またＬ^＊値に影響を与えてなくても、過剰殺菌となるため意味がない。上記Ｃ値については、後述する実施例で示す通り、Ｃ値が６５以下であれば上記達成すべき良好な色調が得られる。そして、上記したように、本発明においては、加熱殺菌条件は１２５〜１３５℃の温度範囲内で０．５分〜５分間であり、この範囲内でＦ_０値４以上の殺菌値とＣ値６５以下を達成できる温度と時間を設定する。

ここでいうＣ値とはクッキング・バリューとも言われており、食品成分などの熱による変化（劣化等）の程度を表す指標であり、

ｔ＝処理時間，Ｔ＝品温，Ｔｒｅｆ＝基準温度（１００℃），ｚ＝ｚ値（２５℃）で定義されるものである。

（出典：光琳テクノブックス１６「レトルト食品」Ｐ．２３５−２３６，
光琳「新・食品工学 改訂版」Ｐ．６０「褐変・山羊乳・Ｚ値」）
そして、殺菌温度が１２５℃未満では所望のＦ_０値、Ｃ値を得るための殺菌時間が長くなり、変色を完全に防止することが困難になる。一方殺菌温度が１３５℃を超えると、レトルト殺菌機にかかる圧力は更に高くなり、通常使用されている構成のレトルト殺菌機においては過酷使用となってしまう。このため、高温度・高圧力での連続使用を控えるか、連続使用に耐えうる頑強なレトルト殺菌機構成に変更する必要があり、耐圧強度を気遣うことなく、通常使用しているレトルト殺菌機のまま使用することが出来る殺菌温度の上限は１３５℃、好ましくは１３０℃である。

本発明の容器詰め牛乳の製造方法に使用する不通気性容器としては、上記した１２５〜１３５℃の温度範囲内で０．５〜５分間、Ｆ_０値４以上、Ｃ値６５以下の高温度短時間殺菌でも変形せず、また容器詰め牛乳を常温で長期間流通させた場合の酸化による内容物の変敗を防止することができる点で金属缶が最適であるが、不通気性でかつ耐熱性のプラスチック容器を使用することもできる。

本発明の方法を実施するには、牛乳を常法により容器に充填し、容器のヘッドスペースを窒素ガス等の不活性ガスにより置換し密封した後、牛乳を充填し密封した容器を振動させながら高温短時間殺菌を行うものである。そして、レトルト殺菌方法としては、上方から熱水をシャワーする熱水シャワー式または側方から熱水をスプレーする熱水スプレー式のレトルト殺菌、蒸気レトルト殺菌、或いは熱水レトルト殺菌等が挙げられ、上記熱水シャワー式または熱水スプレー式のレトルト殺菌が膜状凝集物の生成を抑制する点で好ましい。また、容器を振動させる方法としては、回転、揺動でもよいが、水平方向の摺動が好ましく、特に膜状凝集物の生成を防止するためには熱水シャワー式または熱水スプレー式のレトルト殺菌機を使用する水平方向の摺動が好ましい。

熱水シャワー式または熱水スプレー式レトルト殺菌機により殺菌を行う際に、容器詰め牛乳を積載した殺菌棚を加熱、殺菌、排水工程まで前後または左右など水平方向に摺動させることにより、容器内容物である牛乳の表面を強制的に攪拌し膜状凝集物の生成を有効に防止することができる。

殺菌棚の摺動条件は飲料内容物によって異なるが、摺動回数としては、５回／分〜９０回／分の範囲に設定する。摺動回数が５回／分よりも少ないと内容物の静置状態が長くなり、脂肪・乳蛋白の分離や膜状凝集物の生成が発生しやすく、摺動回数が９０回／分よりも多いと容器の動きが激しくなり、容器の転倒を起こすことがある。より好ましい範囲は４０回／分〜８０回／分である。また摺動ストロークは５０〜１００ｍｍの範囲が好ましい。

摺動時の加速度については、０．２Ｇ〜５Ｇの加速度に設定することが好ましい。加速度が０．２Ｇより低い場合は、内容物の攪拌が不充分となり脂肪・乳蛋白の分離や膜状凝集物が生成しやすくなり、加速度が５Ｇを超えると摺動による動きが大きくなり、頑強なレトルト殺菌機の構成にしておいた方が良い。より好ましい加速度の範囲は、０．４Ｇ〜２Ｇである。

図１および図２は本発明の方法を実施するための装置の１例を示す断面図である。

図１はエアシリンダー方式による殺菌棚摺動機構を示す。
図１において、Ａ１はレトルト本体、Ａ２はレール等の支持台である。この支持台Ａ２上には車輪Ａ３を介して可動台Ａ４が装架され、この可動台Ａ４上に容器詰め牛乳を多数並べて収容した殺菌棚（トレー）Ａ５が多段に積載されている。

Ａ６はエアシリンダー、Ａ７はエアシリンダーＡ６を固定する固定台であり、エアシリンダーＡ６の他端はレトルト本体Ａ１のシール機構Ａ９を介して可動台Ａ４から突出させた駆動軸Ａ８に連結されている。
駆動時にエアシリンダーＡ７を駆動すれば可動台Ａ４は前後に往復運動することになり、可動台Ａ４に収容された容器詰め牛乳は前後に摺動して充填物が攪拌される。

図２はクランク方式による殺菌棚摺動機構を示す。図２において、図１と同一構成要素は図１と同一符号で示し、その説明を省略する。
図２において、Ａ１０はモーター、Ａ１１はモーターＡ１０で駆動されるクランク機構であり、駆動時にモーターＡ１０を駆動すればクランク機構Ａ１１によって可動台Ａ４が前後に往復運動することになり、図１同様容器詰め牛乳が前後に摺動して攪拌される。

［評価］
１．殺菌後の変色
金属缶に充填密封・殺菌した直後の牛乳のＬ^＊値、ａ^＊値、ｂ^＊値をミノルタ製分光測色計「ＣＭ−３５００ｄ」・反射光で測定した。
２．殺菌後の膜状凝集物生成
金属缶に充填密封・殺菌した直後の牛乳の膜状凝集物生成の程度を目視で確認した。

［内容物、容器、充填条件］
１．内容物
市販の１Ｌ紙パック牛乳をリパックした。
２．容器
ティンフリースチール金属板の両面にポリエステルフィルムを被覆したラミネート金属板を用いて絞りしごき加工を行い、内容量２００ｍｌの金属缶を作成し、一方、内面側となる面にポリエステルフィルム被覆したアルミニウム金属板を用いて金属蓋を作成した。
３．充填条件
充填温度 ５℃
充填量 １８５ｍｌ
封入酸素量 窒素とスチームによるヘッドスペース置換により、酸素残存量を０．５ｍｌ以下とした。

牛乳入り金属缶を、熱水シャワー式水平方向摺動レトルト殺菌機で、振幅７５ｍｍ、摺動ストローク７１ｒｐｍの条件でレトルト殺菌開始と同時に摺動を行い、１００℃迄の昇温時間を３分、１００℃から殺菌温度迄の昇温時間を３．５分とし、その後、殺菌温度１２５℃で５分の加熱殺菌を行った結果、達成されたＦ_０値は８．９、Ｃ値は５１．２であった。
次いで、上記レトルト殺菌後の牛乳のＬ^＊値、ａ^＊値、ｂ^＊値及び膜状凝集物生成の評価を行った。

実施例１において、殺菌温度を１２７℃、殺菌時間（殺菌保持時間）を２分とした以外は同条件で加熱殺菌を行った結果、達成されたＦ_０値は４．０、Ｃ値は２６．３であり、同様の評価を行った。

実施例２において、殺菌時間（殺菌保持時間）を３分とした以外は同条件で加熱殺菌を行った結果、達成されたＦ_０値は６．５、Ｃ値は３６．０であり、同様の評価を行った。

実施例３において、摺動の振幅を２１０ｍｍ、摺動ストローク５０ｒｐｍ、とした以外は同条件で加熱殺菌を行った結果、達成されたＦ_０値は６．４、Ｃ値は３４．３であり、同様の評価を行った。

実施例３において、殺菌時間（殺菌保持時間）を３分２０秒とした以外は同条件で加熱殺菌を行った結果、達成されたＦ_０値は７．４、Ｃ値は３８．８であり、同様の評価を行った。

実施例１において、殺菌温度を１３２℃、殺菌時間（殺菌保持時間）を１分とした以外は同条件で加熱殺菌を行った結果、達成されたＦ_０値は６．０、Ｃ値は２８．０であり、同様の評価を行った。

実施例１において、殺菌機を熱水スプレー式水平方向摺動レトルト殺菌機とし、殺菌温度を１２７℃、殺菌時間（殺菌保持時間）を３分とした以外は同条件で加熱殺菌を行った結果、達成されたＦ_０値は６．７、Ｃ値は３８．５であり、同様の評価を行った。

蒸気式水平方向摺動レトルト殺菌機で、振幅７５ｍｍ、摺動ストローク７１ｒｐｍの条件でレトルト殺菌開始と同時に摺動を行い、１００℃迄の昇温時間を２分、１００℃で５分保持後、１００℃から殺菌温度迄の昇温時間を２．０分とし、その後、殺菌温度１２７℃で１分の加熱殺菌を行った結果、達成されたＦ_０値は５．０、Ｃ値は３５．１であった。
次いで、上記レトルト殺菌後の牛乳のＬ値及び膜状凝集物生成の評価を行った。

実施例８において、殺菌温度を１３５℃、殺菌時間（殺菌保持時間）を０．５分とした以外は同条件で加熱殺菌を行った結果、達成されたＦ_０値は１１．６、Ｃ値は４９．３であり、同様の評価を行った。

熱水回転式レトルト殺菌機に１１５℃の熱水を導入し、導入完了後の昇温開始と同時に毎分８回転の回転を行った。１１５℃熱水の導入から導入完了までの時間を３分、１１５℃〜殺菌温度までの昇温時間を４分とし、その後、殺菌温度１２７℃で２分３秒の加熱殺菌を行った結果、達成されたＦ_０値は１０．９、Ｃ値は５８．６であった。
次いで、上記レトルト殺菌後の牛乳のＬ値及び膜状凝集物生成の評価を行った。

比較例１

実施例５において、熱水シャワー式水平方向摺動レトルト殺菌機でレトルト殺菌開始と同時に摺動をおこなわずに加熱殺菌を行った結果、達成されたＦ_０値は６．４、Ｃ値は３６．２であり、同様の評価を行った。

比較例２

実施例１において、１００℃から殺菌温度迄の昇温時間を２．０分とし、殺菌温度を１１５℃、殺菌時間（殺菌保持時間）を２３分とした以外は同条件で加熱殺菌を行った結果、達成されたＦ_０値は６．２、Ｃ値は１０２．６であり、同様の評価を行った。

比較例３

実施例８において、殺菌温度を１３２℃とした以外は同条件で加熱殺菌を行った結果、達成されたＦ_０値は１１．６、Ｃ値は６０．０であり、同様の評価を行った。

比較例４

実施例８において、蒸気式水平方向摺動レトルト殺菌機でレトルト殺菌開始と同時に摺動をおこなわず、殺菌温度を１２５℃、殺菌時間（殺菌保持時間）を６分の加熱殺菌を行った結果、達成されたＦ_０値は１５．４、Ｃ値は９１．０であり、同様の評価を行った。
評価した結果を表１に示す。

Claims (4)

1. 牛乳を不通気性容器に充填密封した後該容器を振動させながら１２５〜１３５℃の温度範囲内で０．５分〜５分間、Ｆ_０値４以上、Ｃ値６５以下の加熱殺菌を行い、前記加熱殺菌直後の時点においての色調がＬ ^＊ 値９３以上、ａ ^＊ 値−１．０以下、ｂ ^＊ 値１２以下であることを特徴とする容器詰め牛乳の製造方法。
2. 前記加熱殺菌は、熱水シャワー式または熱水スプレー式のレトルト殺菌機を使用し、前記牛乳を充填し密封した容器を水平方向に摺動させることにより行うことを特徴とする請求項1記載の容器詰め牛乳の製造方法。
3. 前記加熱殺菌の温度範囲が１２５℃〜１３０℃であることを特徴とする請求項１または２に記載の容器詰め牛乳の製造方法。
4. 前記不通気性容器は金属缶であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の容器詰め牛乳の製造方法。

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