JP5781608B2 - ポンプで押し出すことが可能な流体を超高圧均質化によって滅菌および物理的安定化する連続システムおよび工程 - Google Patents
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Description
本発明は、食品、製薬、化学および化粧品分野に適用され、さらに、無菌包装が可能な製品を得るシステムと化学的に適合可能であり、ポンプにより押し出し可能な製品に一般的に適用され、ポンプで押し出すことが可能な流体を超高圧均質化によって滅菌および物理的安定化する連続システムおよび工程に関する。
滅菌は、栄養型および微生物の芽胞の破壊と、室温で保管されている製品の長期の保存とを可能にする処理である。通常、１００℃よりも高い温度による熱処理が使用される。そのような条件による処理後、官能特性を超えた効果がみられ、食品の場合、栄養価の重要な損失があり得ることは明らかである。一方において、多くの製品がこれらの条件に耐えられず、物理的に不安定にする。このシステムによって滅菌された食品およびその他の製品は、室温で保存されれば、６か月（その構成による）よりも長い貯蔵寿命を持つ。滅菌工程は、後にわかるようにそれぞれの場合により異なった技術を必要とし、包装の前または後に適用され得る。滅菌は、常に食品の安定化をともに行う。固体の場合、色およびきめを保護し、風味を強くする添加剤を加えることが必要とされる。コロイド性質の液体食品の場合、相分離を避けるために、普通の均質化のような機械的な処理が使用され、食品の複雑さ次第で安定剤（乳化剤、飼料濃縮剤、塩析沈殿ための保護材等）が加えられる。
容器に詰められた製品の滅菌の場合、熱処理は、包装およびその中身（食品）全体の集まりに適用され、工数次第で、負荷システムまたは連続システムが使用され得る。
滅菌されるべき食品が、粘性によりポンプで押し出されることが可能な液体の時、その後の無菌包装とともに行われる、上記包装に先立つ滅菌システムを使用することができる。この場合、製品は、予熱、滅菌、冷却および無菌包装の連続する工程のある、閉じられた回路を回る。一般的に、滅菌は、工程としてはとても短い時間：４〜１５秒を可能にする、高温１３５〜１５０℃で実行される。この処置は、超高温（ＵＨＴ）として通常知られている。ＵＨＴ工程は、液体牛乳の処置のため、６０年代に工業レベルにおいて実行され、それにしたがって、瓶詰牛乳を滅菌するために使用されていた通常の滅菌機を使用して得られるものよりも、低温殺菌牛乳により近い特徴を有する製品を得ている。６０年代から現在において、その他のＵＨＴ工程もまた、その他の乳製品（濃縮牛乳、新鮮なクリーム、シェーク、発酵させた製品、アイスクリーム、デザート・・・）およびスープ、ソースおよびピューレ等用に開発されている。
容器に詰められた製品の滅菌と比較して、ＵＨＴ工程は、時間、電力、空間および労働力を節約する。最近では、市場において、２つのＵＨＴ処理が存在する：熱媒体（水流）に直接に接することによって製品が加熱される直接システム、および熱交換器における分離表面を通して熱が伝達される間接システムである。
これらの滅菌工程において、かつ食品の種類、主に、Ｏ／Ｗ型乳剤（例えば、牛乳、ディッピングソース、乳製品を基礎とするシェークまたはアイスクリームミックス）を有している食品に基づき、熱処理前または後に均質化工程を導入する必要がある。ホモジナイザーの機能は、保管中にクリーム分離現象がある場合において、製品を安定させるため、分散相の中で小滴の大きさを減少させる。圧力ホモジナイザーは、吐出側において均質化バルブを有している１０〜７０Ｍｐａで作動する高圧ポンプを使用して組み立てられている。バルブと支持体との間の空間から液体をポンプによって押し出す時、生み出された高圧力が、高速で液体を動かす。バルブの端において、液体の動く速度が不意に低下し、生み出された激しい乱流が、激しいせん断速度を生み出す。粒子の大きさを減少させるための工程において介在するその他の力には、気泡（空洞）の崩壊と、液体の通り道にてバルブにおいて生成される衝撃力とがある。いくつかの食品、例えば牛乳において、しばしば、添加物を作り出す粒子の異常分布がある。第１のバルブに似ており、流体の通り道に取付けられている第２のバルブは、これらの添加物をさらにもう一度壊す。
一方、熱処理には、食品に対して微生物不活性化のような有益な効果があるが、同時に、適用された処理に基づき栄養学的、官能的および／または技術的特性に影響を与え得る、望ましくない化学的および生理化学的変化を生み出す。
風味（香り＋味＋濃度）は、牛乳のような最も広く消費されている滅菌食品の１つの消費者にとって、品質面として考慮するためのとても重要な要素であり、飲み物として消費されているならばなおさらである。熱処理は、加えられる処理強度に基づき、より高いまたは低い程度において牛乳の風味に対して重要な影響を持っている。ＵＨＴ滅菌牛乳（１３５〜１５０℃、２〜２０ｓ）は、「カラメル」の香りおよびケトンの生成に付随するその他の典型的な香りと共に、蛋白質の変性後放出されるＨ２Ｓの存在によって主に引き起こされる、加熱調理された香りによって認識される。通常の瓶（１０５〜１２０℃、１０〜４０分）内における滅菌処理の間、加熱調理された、ケトンおよびカラメルの強い香りがあり、加熱調理された香りさえも偽り得る、後のほうの香りは、メイラード反応からのある生成物とカラメル化からのある生成物とが生成されることによって引き起こされる。これらの熱処理が引き起こし得るその他の物理的および生化学的現象は、蛋白質沈殿、相分離、クリーム分離（生成物は以前に均質化されていたが、脂肪が分離すること）による室温保管中の製品不安定化である。この不安定化により、熱処理から引き出されるこれらの影響を最小化するかまたは和らげるため、乳化剤、安定剤またはｐＨ調整機のようなある添加物の使用が必要となる。ジュースのようなより複雑でない食品において、ビタミン含有量（ビタミンＣおよびその他の水溶性ビタミン）の極端な損失、それらの色の変化ばかりでなく、もともとの風味および香り（揮発性成分の損失）の大きな変質がある。
超高圧均質化（ＵＨＰＨ）技術は、バルブ設計と新しい材料の使用とのおかげにより、２００ＭＰａよりも高い圧力に達することができるというこの１つの大きな違いがありながら、通常の均質化と同じ原理に基づいている。ＵＨＰＨ処理は、その効果が、動的高圧を加えることによって引き起こされるせん断力、乱れ、空洞および衝撃の組合せの力から生じるので、新生の物理的手法に関連し得る。それにもかかわらず、この技術は、高静水圧処理（ＨＨＰ）のような、高圧を同様に使用する他の技術と間違えられてはならない。この技術は、ＵＨＰＨのように、病原体と部分的に変更する微生物との壊滅において、通常の熱処理に対する代替手段として開発されたが、この技術の中で作用する微生物不活性に関する機構ばかりでなく、当該システムまたは作業装置は、後述するように、ＵＨＰＨと比較すると完全に異なっている。ＨＨＰ装置は、あらかじめ柔軟な材料に梱包され、閉じられ、防水性を保証し、一定量の（不連続工程）の製品とともに作動する；この装置は、通常は水であって、圧力を伝達する静止流体を含んでいるシリンダーと、圧力発生システム（低圧ポンプおよび増圧器）とによって基本的に構成されている（そういうわけで静水と呼ばれる）。この技術において、食品包装体は、選択された圧力状態、４００〜１０００Ｍｐａ；（食品用途おける工業計器においては６００Ｍｐａまで）を満たすまでずっと、圧力を伝達する液体（通常は水）により満たされた圧力シリンダーの中に導入され、そして所望の時間保たれる。この間、圧力は等方に伝達される。それは、形または大きさにかかわらず、製品が均質化されることを意味し、同時にそれは、処理中の製品の変形を防ぐ。それから、シリンダーを減圧後、装置から製品を抜き取るためにシリンダーを開く。
微生物の不活性機構に関し、ＨＨＰ技術は、形態、生化学反応、遺伝機構の変化、または細胞膜の変化を誘導するように、微生物を不活性化することが可能である。通常、高温と相まった処理が加えられなければ、芽胞はこれらの処理に耐える。
今までに開発されたＵＨＰＨ装置は、連続する工程において作動しながら、４００ＭＰａの圧力に至るまで流体、またはポンプを用いて押し出し可能な食品システムを処理可能である。現在までに、異なる高圧均質化装置が、製品を乳状化、拡散、混合および加工処理するため、化学または医薬品工業、特に食品および生物工学において採用されている。
超ホモジナイザーにおいて、均質化バルブは、４００ＭＰａ（そしてさらに高圧力に達するための発展も起こり得る）に至る圧力と、１００℃を超える温度とに耐え得ることができる材料（セラミックスのような）によってできている。さらに、バルブの形状は、通常のホモジナイザーにおいて見られる典型的なＡＰＶ−ガウリンバルブとは異なっている。
この技術は、微生物を含んでいる分散粒子を破壊する。粒子はさまざまな性質を持つことができ、牛乳、野菜シェーク、混濁したジュース等のようなコロイド状の食品において共通である。ＵＨＰＨの間、微生物の崩壊（微生物不活性化の主な機構）に含まれ、起こり得る物理過程のうち、急な圧力降下、衝撃力、切断およびねじれ、乱れおよび空洞を見つけることができる。バルブを通った後の製品の温度上昇は、ホモジナイザーバルブにおいて発生させられた物理力に対する相加効果であるので、微生物不活性化（芽胞含む）に寄与している。
熱処理に対する代替手段としてＵＨＰＨ技術を考慮することができるとはいえ、（１）増圧器内と流体の圧縮を生み出すバルブの前に位置するパイプ内とにおいて起こる圧力上昇、および、（２）高圧バルブを通るときに流体が被る力と運動エネルギーの熱エネルギーへの転換のため、ＵＨＰＨプロセスの間に製品温度が著しく上昇する。
均質化段階に先立つ圧力上昇と、流体の高速化によって引き起こされる摩擦は、１０Ｍｐａ（１５０Ｍｐａの均質化サイクルにおける２０℃〜５０℃の温度上昇）ごとにおよそ２〜２．５℃製品温度を上昇させる。しかし、超短期間（＜０．５秒）に加えられるこの熱効果は、製品の圧力降下後に温度を迅速かつ効率の良い方法で制御する冷却装置を導入することによって、選択的にキャンセルまたは最大に対して最小にされ得る。同様に、均質化サイクルによって引き起こされる温度上昇は、第１均質化段階後、瞬間的な方法によって、滅菌温度（１５０℃まで）にさえも達する、４０〜９０℃の温度に製品をさらすならば好都合であり、最大化され得る。
流体食品におけるＵＨＰＨ技術の適用に関して、この処理は、牛乳、野菜シェーク、卵、ジュース等、いくつかの製品の低温殺菌を引き起こし得ることが提唱されている(Donsi, F., Ferrari, G., & Maresca, P. 2009. High-Pressure Homogenization for Food Sanitization. Chapter 19, pages 309-335. 2In: Global Issues in Food Science and Technology. Ed. Barbosa-Canovas, G. et al. Academic Press. Burlington, MA, USA.)。しかし、採用された装置および工程は、研究された製品の滅菌を達成するためには不十分であることが示されている。例えば、Puigら（２００８）は、グレープマストの微生物学および物理化学特性に関するＵＨＰＨ処理（２００ＭＰａ、入口温度６〜８℃）の効果を研究し、すばらしい感覚特性を有する製品中の残余の微生物相を得た。Donsiら(High-Pressure Homogenisation for Food Sanitisation. Proceedings of the 13th World Congress of Food Science and Technology ‘Food is Life’, Nantes, 17-21 September 2006, 1851-1862, doi:10.1051/IUFoST:20060497)は、２５０ＭＰａで、オレンジ、リンゴおよびパイナップルジュースに関する異なるＵＨＰＨサイクルの効果を研究し、微生物不活性化とそのように処理された製品の品質損失とを評価した。ＵＨＰＨは、低温殺菌されたフルーツジュースを得るために効果的な処理であった。したがって、それらの貯蔵寿命を延ばし、製品を４℃にて冷蔵しながら２８日間それらの感覚特性を保つことができた。
その他の研究者は、ＵＨＰＨ処理によって生ずる微生物不活性化を改善するために、抗菌性物質の添加を提案した。そのようにして、Pathanibulら(2009. Inactivation of Escherichia coli and Listeria innocua in apple and carrot juices using high pressure homogenization and nisin. International Journal of Food Microbiology 129, 316-320.)は、リンゴジュースおよび人参ジュースにナイシン（０〜１０ＵＩ／ｍｌ）と共に大腸菌またはリステリアイノキュア(〜７ｌｏｇ ｕｆｃ／ｍｌ)を加えてＵＨＰＨ処理（０〜３５０Ｍｐａ）する研究を行い、重要な微生物の減少（〜５ｌｏｇ ｕｆｃ／ｍｌ）を観察したが、それらの完全な除去には至らなかった。
超ホモジナイザーの問題は、滅菌およびその後の無菌状態における食品の梱包を、超ホモジナイザー自身によって保証しないことである。すなわち、滅菌（耐性芽胞の破壊を含む）と、添加物なしの安定化、または、添加濃度のより高度な制御による安定化と、無菌状態における梱包とを可能にする「システム」において、一連の装置を結合する必要がある。
本明細書に記述されているシステムおよび工程は、（１）処理の最後において製品に商業的殺菌を可能にするようなポンプを用いて押し出すことが可能な（熱に敏感なものさえも）異なる性質の食品および製品の処理および保存と、（２）添加物使用なし（または添加濃度の最小化による）での製品安定化と、（３）沈殿、例えば変質の最小化、および蛋白質添加の回避と、（４）強烈なホモジナイザー効果による相分離の回避と、（５）ホモジナイザー効果とともに製品の滅菌、製品の官能的および栄養的特性の保護、および通常の滅菌およびＵＨＴに関する現状問題の解決を生じる最小の熱効果による処理された食品本来の色、風味および香りの保持とを可能にする。超ホモジナイザーを通るときに流体食品に生じさせられた当該熱効果は、圧力の降下後に迅速かつ効率的な方法によって温度を調整する冷却装置を導入することによって最小に減ぜられる。
この文脈において「商業的殺菌」という用語は、処理適用中に達成された状態が、公衆衛生に関して重要な影響を有する生存可能な微生物の形態がなく、かつ通常の貯蔵所および配送状況において、食品の中で自身を再生することが可能な、公衆衛生に関する重要な影響を有しない微生物の形態がない食品を生じる食品製品を、参照するために使用される。一方で、食品の準備および検査は衛生的な状況のもとで行われ、これら通常の食品は、過剰な数の微生物を含まない。商業的殺菌の重要な側面は、最終梱包および滅菌された製品の中に少量の生きている微生物があり得ることであるが、適度に長い期間製品が保管されるとき、微生物は成長しなく、食品は安全かつ食することが可能なように保持される。
第１側面によれば、ポンプで押し出し可能であり、食品、またはシステム（主に、ステンレス鋼）を構成する材料に適合性のあるその他の本来流体であるものを超高圧均質化（ＵＨＰＨ）を通して滅菌および安定化する連続システムが提供される。
当該システムは、以下の処理装置から成っている：（１）貯蔵タンクから出てくる食べることが可能かまたは不可能な流体（０℃〜３９℃）を、４０℃〜９０℃の温度Ｔｐで予熱する第１熱交換器、（２）温度Ｔｐであらかじめ加熱された流体が、２００ＭＰａ〜６００ＭＰａの圧力Ｐｕで導入され、したがって、超ホモジナイザーに加えられる温度Ｔｐおよび圧力Ｐｕに比例する最終値Ｔｕまで流体温度を上昇させる、高圧で作動することが可能なバルブを有する超ホモジナイザー、（３）超ホモジナイザーから出てくる流体の温度が、最終製品の技術に依存する所望の冷却温度値Ｔｅに減少する、少なくとも１つの第２熱交換器、および、（４）温度値Ｔｅに冷却された流体を受け入れ、当該流体を（５）無菌梱包装置にポンプによって押し出す無菌タンク。
超ホモジナイザーバルブから出た後、流体温度Ｔｕの最終値は、０．１〜１秒間保たれる。選択的に、そして必要であれば、流体貯留が、１秒よりも長い間最終温度Ｔｕで行われ得る。
第２熱交換器において、流体の所望の冷却温度値Ｔｅは、その技術に基づく。すなわち、ゼラチン化されていない製品のための２０〜２５℃の冷却温度値、およびカスタード、プディング等のような梱包内にてゼラチン化する製品のための５５℃の値である。
第２側面によれば、流体を予熱し、２００〜６００Ｍｐａにて作動する超ホモジナイザーに送る予熱のための第１熱交換器と、当該超ホモジナイザーを通った後において、当該流体を冷却するための第２熱交換機と、当該冷却された食品を受け入れ、無菌梱包装置にポンプで押し出す無菌タンクとから成る連続システムからのポンプで押し出し可能な流体、食品または他種の流体を、超高圧均質化を通して滅菌および安定化する工程もまた、提供され得る。
工程は、連続システムに基づく以下の段階を革新的に構成する。
システムの中に水が導入され、圧力が３００〜６００Ｍｐａまで上げられ、超ホモジナイザーが止まり、流体入口が閉じられ、それから水流が、１４０℃の温度に達するまで加えられ、当該温度が３０〜６０分間保たれる、無菌タンクまで結合している超ホモジナイザーを構成するサブシステムのプレ滅菌；蒸気注入工程による、１４０℃の温度に達するまでの、３０〜６０分間にわたる無菌タンクのプレ滅菌と、０．４〜６バールの圧力でフィルター（０．２〜０．４μ）を通し、無菌空気を使用して、正圧を保ちながらダブルジャケット冷却とをする無菌タンクのプレ滅菌。
いったんシステムが「作動している」、すなわち、システムが選択された温度および圧力において連続的かつ安定的に水とともに作動しているとき、流体が水を押し、第１予熱交換機を通る。当該流体は、バルブから出てきた後に０．１〜１秒間保持される達成温度Ｔｕに達するまで、４０℃〜９０℃の予熱温度Ｔｐと２００〜６００Ｍｐａの圧力Ｐｕとで超ホモジナイザーバルブに導入される。
超ホモジナイザー内にとどまった後、流体は、冷却温度が製品の技術に基づく所望の値Ｔｅで調整される冷却交換機を通して冷却される。すなわち、ゼラチン化されていない製品のための２０〜２５℃の冷却温度値Ｔｅ、およびカスタード、プディングおよびそれに類似するもののような包装内にてゼラチン化する製品のための５５℃の値である。その後流体は無菌タンクに送られ、ポンプで押し出されて無菌梱包装置の中において後に梱包される。
そのデザインによって水蒸気を使用してシステムを滅菌することが可能であることに加えて、使用済み材料と適合性のある通常の中性洗剤または酵素洗剤を使用してもまた洗浄できる。
システムは、新鮮な製品外観とともに自然色、風味（改善することさえもある）および栄養価を保持しながら、液体食品の滅菌、微生物の栄養型および芽胞の破壊、物理的安定化（沈殿とクリーム分離のような成分の分離とを避ける）、生体に影響する成分を組み込むことによるナノカプセルの形成を同時に可能にし、また、蛋白質のアレルゲン性も減少させる。
前述は、化粧品および薬にも適用できる。
本発明をより良く理解するため、以下は、非限定的な例として提供され、本発明の実施形態に特に関連する図面の簡単な説明である。
ポンプで押し出すことが可能な流体を滅菌する一定の状況を有し、かつ一定の順序における一連の装置を結合する、本明細書に記載されたシステムの図を示している。
以下は、非限定的な実例である。実際、ベース製品の詳細工程は通常のものから変更ないので、豆乳のＵＨＰＨ処理が例として使用される。しかし、大豆１００ｋｇから豆乳（ベース製品）の詳細工程を記述する：
大豆（１５時間室温）のクリーニングおよび水和、
粉砕（８０〜８５℃で２０分間）、
コロイドミルの通過、
ろ過、および、
豆乳の未加工サンプルの取得。
大豆（１５時間室温）のクリーニングおよび水和、
粉砕（８０〜８５℃で２０分間）、
コロイドミルの通過、
ろ過、および、
豆乳の未加工サンプルの取得。
マジェスタ品種の大豆（ダイズ）を使用して、記述された工程を通して得られる豆乳組成（平均（％ｐ／ｐ）±標準偏差）は、乾物に関して５．７８±０．４７；全脂質に関して１．３６±０．２２、そして総蛋白質に関して３．１０±０．１５であった。
以下の最適な条件において、未加工サンプルに、本発明のシステムおよび工程が適用される。
ａ）熱交換器（１および４）、超ホモジナイザー、無菌タンクおよび無菌梱包装置からなるシステムのプレ滅菌、
ｂ）超ホモジナイザー（３）にその後導入するため、７５℃の温度Ｔｐで第１熱交換機（１）を通り、貯蔵タンク（２）から出てくる豆乳の予熱、
ｃ）豆乳の処理が、３００ＭＰａの圧力Ｐｕで超ホモジナイザー（３）において行われる。これらの圧力条件において、豆乳は、０．５秒間に１３０−１３７℃の温度Ｔｕに達する、
ｄ）熱交換器（４）を通した、２６℃よりも低い温度への瞬間冷却。この例では、２つの熱交換器が使用されている、
ｅ）無菌梱包装置においてその後に梱包するため、無菌タンク（５）への冷却された流体の送達。
ａ）熱交換器（１および４）、超ホモジナイザー、無菌タンクおよび無菌梱包装置からなるシステムのプレ滅菌、
ｂ）超ホモジナイザー（３）にその後導入するため、７５℃の温度Ｔｐで第１熱交換機（１）を通り、貯蔵タンク（２）から出てくる豆乳の予熱、
ｃ）豆乳の処理が、３００ＭＰａの圧力Ｐｕで超ホモジナイザー（３）において行われる。これらの圧力条件において、豆乳は、０．５秒間に１３０−１３７℃の温度Ｔｕに達する、
ｄ）熱交換器（４）を通した、２６℃よりも低い温度への瞬間冷却。この例では、２つの熱交換器が使用されている、
ｅ）無菌梱包装置においてその後に梱包するため、無菌タンク（５）への冷却された流体の送達。
優れた品質特性を有する商業的殺菌を仮定し、システムおよび段階が、豆乳の超高均質化圧力処理の最適状態を得ることを説明するため、実施された研究の詳細を提供する。これは、ＵＨＰＨ処理の異なる条件における全部で３つの個々の生産に関する比較分析と、同一のベース製品から始まる低温殺菌およびＵＨＴ滅菌のような、通常の熱処理における異なる条件間の比較分析とを仮定する。分析されたパラメーターは、製品品質において最も優れたものであった。
処理条件
熱による低温殺菌：１８Ｍｐａにおける１段階均質化による、９５℃／３０秒。
ＵＨＴ処理：２段階均質化（１８および４ＭＰａ）による、１４２℃／６秒。
ＵＨＰＨ：表１に示す。
熱による低温殺菌：１８Ｍｐａにおける１段階均質化による、９５℃／３０秒。
ＵＨＴ処理：２段階均質化（１８および４ＭＰａ）による、１４２℃／６秒。
ＵＨＰＨ：表１に示す。
〔微生物学的試験〕
原材料（大豆）本来の特性、および、その後の操作による原材料（大豆）の特性のため、考慮されるべき現在の病原体微生物は、セレウス菌がその病原体特性のために、または枯草菌またはＢ．メゼンテロイデスへの製品の変化における影響のために強調されなければならない胞子形成微生物ばかりでなく、あるものが、サルモネラ属菌のような病原体、黄色ブドウ球菌、酵母菌およびカビのような一定の単球菌として考慮されなければならない、一定の腸内細菌に対して高い抵抗を生態学的に持つものである。
原材料（大豆）本来の特性、および、その後の操作による原材料（大豆）の特性のため、考慮されるべき現在の病原体微生物は、セレウス菌がその病原体特性のために、または枯草菌またはＢ．メゼンテロイデスへの製品の変化における影響のために強調されなければならない胞子形成微生物ばかりでなく、あるものが、サルモネラ属菌のような病原体、黄色ブドウ球菌、酵母菌およびカビのような一定の単球菌として考慮されなければならない、一定の腸内細菌に対して高い抵抗を生態学的に持つものである。
〔酸化の評価〕
ヒドロペルオキシドの形成
ヒドロペルオキシド測定は、４℃で１５日間貯蔵後、新しいサンプルにおいて２４時間行った。使用した方法は、Ostdal,et al.(2000). H., Andersen, H. J., & Nielsen, J. H. (2000). Antioxidative activity of urate in bovine milk. Journay of Agriculture and Food Chemistry 48, 5588-5592. によって記述された方法であった。
ヒドロペルオキシドの形成
ヒドロペルオキシド測定は、４℃で１５日間貯蔵後、新しいサンプルにおいて２４時間行った。使用した方法は、Ostdal,et al.(2000). H., Andersen, H. J., & Nielsen, J. H. (2000). Antioxidative activity of urate in bovine milk. Journay of Agriculture and Food Chemistry 48, 5588-5592. によって記述された方法であった。
リポキシゲナーゼ（ＬＯＸ）活性
ＬＯＸ抽出物を得るため、Axelrod, B., Cheesbrough, T. M., & Laasko, S. (1981). Lipoxygenase from soybean. Methods in enzimology. Ed. J. M. Lowenstein. Waltham, Massachusetts pp. 441-451. によって記述される方法を使用した。そして、ＬＯＸ活性は、Van der Ven, C., Matser, A. M., & Van den Berg, R. W. (2005). Inactivation of soybean trypsin inhibitors and lipoxygenase by high-pressure processing. Journal of Agricultural and Food Chemistry 53, 1087-1092.によって記述された方法を使用して決定した。
ＬＯＸ抽出物を得るため、Axelrod, B., Cheesbrough, T. M., & Laasko, S. (1981). Lipoxygenase from soybean. Methods in enzimology. Ed. J. M. Lowenstein. Waltham, Massachusetts pp. 441-451. によって記述される方法を使用した。そして、ＬＯＸ活性は、Van der Ven, C., Matser, A. M., & Van den Berg, R. W. (2005). Inactivation of soybean trypsin inhibitors and lipoxygenase by high-pressure processing. Journal of Agricultural and Food Chemistry 53, 1087-1092.によって記述された方法を使用して決定した。
〔物理的安定性〕
物理的安定性を、２つの方法によって測定した。
物理的安定性を、２つの方法によって測定した。
遠心分離、および、沈殿層の重量百分率の測定。
貯蔵室（２、５および７日）における沈殿層の定性的な評価を通しての瓶詰め。
〔粒子の大きさ〕
直径０．０４〜２０００μｍの粒子または小滴の検出を可能にする、ベックマンコールターＬＳＴＭ１３３２０分析器におけるレーザー光線の散乱によって測定した。
直径０．０４〜２０００μｍの粒子または小滴の検出を可能にする、ベックマンコールターＬＳＴＭ１３３２０分析器におけるレーザー光線の散乱によって測定した。
〔トリプシン阻害剤（ＴＩＡ）の活性〕
ＴＩＡ抽出物および分析論は、Guerrero-Beltran, J. A., Estrada-Giron, Y., Swanson, B. & Barbasa-Canovas, G. V. (2009). Pressure and temperature combination for inactivation of soymilk trypsin inhibitors. Food Chemistry 116, 676-679., および Hamerstrand, G. E., Black, L. T., & Glover, J. D. (1981).Trypsin-inhibitors in soy products - Modification of the standard analytical procedure. Cereal Chemistry 58, 42-45. によって記述された方法論を通して発見および分析した。
ＴＩＡ抽出物および分析論は、Guerrero-Beltran, J. A., Estrada-Giron, Y., Swanson, B. & Barbasa-Canovas, G. V. (2009). Pressure and temperature combination for inactivation of soymilk trypsin inhibitors. Food Chemistry 116, 676-679., および Hamerstrand, G. E., Black, L. T., & Glover, J. D. (1981).Trypsin-inhibitors in soy products - Modification of the standard analytical procedure. Cereal Chemistry 58, 42-45. によって記述された方法論を通して発見および分析した。
〔結果〕
結論
特許出願において提案されたシステムを通しての、７５℃の超ホモジナイザーに対する入口温度と３００ＭＰａの圧力とを有する豆乳処理は、次の事項を達成する。
特許出願において提案されたシステムを通しての、７５℃の超ホモジナイザーに対する入口温度と３００ＭＰａの圧力とを有する豆乳処理は、次の事項を達成する。
製品滅菌。
製品析出中の優れた物理的安定性、および自発的なスカム除去。
ＵＨＴ滅菌処理により得られる製品よりもより低い酸化レベル（ヒドロペルオキシドの中に含まれる）。
ＵＨＴに関するトリプシン阻害剤（消化率）と同様のレベル。
ＵＨＴ処理（詳細は図示されず）よりもより風味の良い製品、それは「ハーブ」および「豆」風味が、さらに減少することを意味する。
Claims (6)
- 貯蔵タンク２から出てくる流体を４０〜９０℃の温度Ｔｐで予熱する第１熱交換器１と、バルブを有しており、温度Ｔｐで予熱された上記流体がそこを通して２００〜６００Ｍｐａの圧力Ｐｕで導入され、これによって、上記バルブに入りかつ圧力Ｐｕを加えられた時に温度Ｔｐに比例する最終値Ｔｕまで温度を上昇する超ホモジナイザー３と、上記超ホモジナイザー３から出てくる上記流体の上記温度を所望の冷却温度値Ｔｅにまで調整する少なくとも１つの第２熱交換器４と、値Ｔｅに冷却された上記流体を受け入れ、上記最終製品を梱包するため、上記流体を無菌空気圧力のポンプによって無菌梱包装置に押し出す無菌タンクとを備え、
温度Ｔ ｕ の上記最終値が、０．１〜１秒間維持されることを特徴とする、ポンプで押し出すことが可能な流体、食品またはその他の種類のものを超高圧均質化（ＵＨＰＨ）によって滅菌および物理的安定化する連続システム。 - ゼラチン化されていない製品に関して、上記第２熱交換器４を通った後、上記流体冷却温度が２０〜２５℃であることを特徴とする、請求項１に記載の滅菌および物理的安定化する連続システム。
- 上記梱包内でゼラチン化する製品に関して、上記第２熱交換器４を通った後、上記流体冷却温度が５５℃であることを特徴とする、請求項１に記載の滅菌および物理的安定化する連続システム。
- 流体を予熱し、当該流体が２００〜６００Ｍｐａで導入される高圧バルブを有する超ホモジナイザー３に送る予熱のための第１熱交換器１と、上記超ホモジナイザー３から出てきた後において、流体温度を減少させるための少なくとも１つの第２熱交換器４と、冷却された食品を受け入れ、無菌梱包装置にポンプによって押し出す無菌タンク５とを含む連続システムからの、ポンプによって押し出すことが可能な流体、食品またはその他の種類のものを超高圧均質化によって滅菌および物理的安定化する工程であって以下のものを備えていることを特徴とする工程。
上記システムの中に水が導入され、圧力が３００〜６００Ｍｐａまで上げられ、上記超ホモジナイザー３が止まり、上記流体入口が閉じられ、それから水流が、１４０℃の温度に達するまで加えられ、当該温度が３０〜６０分間保たれる、上記無菌タンク５まで結合している上記超ホモジナイザー３を備えた上記システムのプレ滅菌の段階、および、１４０℃の温度に達するまでの３０〜６０分間にわたる蒸気注入工程と、フィルター（０．２〜０．４μ）を通した無菌空気を使用する、０．４〜６バールの圧力において正圧を保つダブルジャケット冷却とによる上記無菌タンク５のプレ滅菌の段階。
いったん上記システムが、上記流体処理に関して上記選択された温度および圧力において連続的かつ安定的に水とともに作動しており、かつ上記流体が上記第１熱交換器１を通った後、上記流体は、上記バルブから出てきた後に０．１〜１秒間保持される温度Ｔｕに達するまで、４０〜９０℃の温度Ｔｐと、２００〜６００Ｍｐａの圧力Ｐｕとで超ホモジナイザー３バルブに導入される。
上記超ホモジナイザー３にとどまった後、上記流体は、当該冷却温度が上記製品技術に基づく値Ｔｅで調整される第２熱交換器４を通して冷却される。その後、上記流体は、上記無菌タンク５に送られ、上記無菌タンク５からポンプで押し出されて無菌梱包装置の中において後に梱包される。 - ゼラチン化されていない製品に関して、上記流体が２０〜２５℃の温度Ｔｅまで冷却されることを特徴とする、請求項４に記載の滅菌および物理的安定化する工程。
- 上記梱包内でゼラチン化する製品に関して、上記流体が５５℃の温度Ｔｅまで冷却されることを特徴とする、請求項４に記載の滅菌および物理的安定化する工程。
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