JP6403858B1 - 発酵乳生成方法及び発酵乳生成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
飲むヨーグルトを生成するには、先ず、原料乳と乳酸菌とから食べるヨーグルトを生成し、その後、食べるヨーグルトを破砕する必要がある。すなわち、ヨーグルトを均質化して、口当たりを滑らかにする必要がある。しかし、単純にヨーグルトをスプーン等で混ぜるだけでは均質化をすることはできない。高粘度の部分(だま)が残らないようにするためには、撹拌や加圧を行う均質機等を用いる必要があり(特許文献1の段落0002および0022)、装置が大型化するという問題がある。装置の大型化は、特に家庭用のヨーグルトメーカにおいて問題となり得る。
そこで、本発明は、上記の問題点に鑑み、破砕の工程を追加することなく液状の発酵乳を生成することが可能な発酵乳生成方法及び発酵乳生成装置を提供することを目的とする。
本発明に係る発酵乳生成装置は、原料乳と種菌とを加熱発酵させることにより、粘度が9〜1500mPa・sの範囲であり、且つ、pHが4.3〜4.9の範囲である発酵乳を生成する発酵乳生成装置であって、前記原料乳と前記種菌とを含む被加熱物の温度が第1の速度で上昇するように、前記被加熱物を加熱する予備加熱工程と、前記予備加熱工程の後、前記被加熱物の温度が前記第1の速度よりも緩やかな第2の速度で上昇し、28℃以上且つ33℃未満の範囲に達するように前記被加熱物を加熱する本加熱工程とを行う制御部を備え、前記予備加熱工程の時間と前記本加熱工程の時間との合計は7.5〜8.5時間であり、前記予備加熱工程の時間と前記本加熱工程の時間との配分は、前記予備加熱工程の時間が1に対して、前記本加熱工程の時間が4.3〜7.0の範囲であることを特徴とする。
一態態に係る発酵乳生成方法は、発酵乳生成装置で用いられ、原料乳と種菌とを加熱発酵させることにより、粘度が9〜1500mPa・sの範囲であり、且つ、pHが4.3〜4.9の範囲である発酵乳を生成する発酵乳生成方法であって、前記原料乳と前記種菌とを含む被加熱物の温度が第1の速度で上昇するように、前記被加熱物を加熱する予備加熱工程と、前記予備加熱工程の後、前記被加熱物の温度が前記第1の速度よりも緩やかな第2の速度で上昇し、28℃以上且つ33℃未満の範囲に達するように前記被加熱物を加熱する本加熱工程とを含み、前記予備加熱工程の時間と前記本加熱工程の時間との合計は7.5〜8.5時間であり、前記予備加熱工程の時間と前記本加熱工程の時間との配分は、前記予備加熱工程の時間が1に対して、前記本加熱工程の時間が4.3〜7.0の範囲であることを特徴とする。
なお、予備加熱工程および本加熱工程のトータル時間は、7.5時間以上且つ8.5時間以下としているが、好ましくは8.0時間である。
また、本加熱工程の最終的な狙い温度は、上記のように、28℃以上且つ33℃未満であるが、より好ましくは29℃以上31℃以未満であり、最も好ましくは30℃である。
また、発酵乳生成方法により生成される発酵乳のpHの値は、上記のように、4.3以上且つ4.9以下の範囲であるが、最も好ましい値は、4.6である。
ここで加熱量の一例は、加熱温度である。すなわち、発酵乳生成方法において、本加熱工程は、ヒータ103を駆動して、温度センサ104の温度が設定された第1温度に上昇するまで内筐体4を加熱する第1工程と、ヒータ103の駆動を停止する第2工程と、ヒータ103の駆動を停止してから、温度センサ104の温度が予め定められた第2温度に低下するまでの時間を測定する第3工程と、測定された時間に応じて、第1工程で用いる第1温度を設定する第4工程と、第1工程から第4工程を繰り返して行う工程とを含んでもよい。
このように、ヒータ103の駆動と停止とを繰り返して被加熱物(被加熱物を収容した内筐体4)を加熱することにより、急激な温度上昇を避けることができる。また、自然冷却に要する時間を用いて、加熱量、加熱温度のフィードバック制御を行うことにより、最終的な狙い温度である28℃以上且つ33℃未満を実現しやすくなる。これらのことから、室温の影響を受けにくくなり、発酵乳の仕上がりが安定する。
なお、生成方法は、第1工程や第3工程の途中で終了してもよい。
これにより、急激な温度上昇を避け、最終的な狙い温度である28℃以上且つ33℃未満を実現しやすくなる。
これにより、急激な温度上昇を避け、最終的な狙い温度である28℃以上且つ33℃未満を実現しやすくなる。
被加熱物とヒータとの間には筐体が介在しており、ヒータの熱がダイレクトに被加熱物に伝わらない。そこで、予備加熱工程では、このように高い温度で加熱することにより、それ以降の本加熱工程における発酵が進みやすくなる。また、原料乳および種菌が冷蔵庫で冷やされている場合もあるので、このような高い温度で加熱することが望ましい。
これにより、被加熱物の量に応じて適切な温度制御を行うことができる。
別態様に係る発酵乳生成方法おいて、前記筐体は牛乳パックを収容することが可能であって、前記筐体に容量が1000mlの牛乳パックが収容された場合に、前記予備加熱の時間は1.5時間であり、前記本加熱の時間は、6.5時間であることを特徴とする。
このように、市販の牛乳パックをそのまま容器として使用することが可能であり、ユーザにとっては非常に利便性が高い。
このように、予備加熱工程および本加熱工程において適切な温度制御を制御部が行うことにより、破砕による均質化の工程を追加することなく、粘度が9〜1500mPa・sの範囲であり、且つ、pHの値が4.3〜4.9の範囲である発酵乳(飲むヨーグルト)を生成することが可能である。
なお、予備加熱工程および本加熱工程のトータル時間は、7.5時間以上且つ8.5時間以下としているが、好ましくは8.0時間である。
また、本加熱工程の最終的な狙い温度は、上記のように、28℃以上且つ33℃未満であるが、より好ましくは29℃以上31℃以未満であり、最も好ましくは30℃である。
また、発酵乳生成方法により生成される発酵乳のpHの値は、上記のように、4.3以上且つ4.9以下の範囲であるが、最も好ましい値は、4.6である。
このように、ヒータ103の駆動と停止とを繰り返して被加熱物(被加熱物を収容した内筐体4)を加熱することにより、急激な温度上昇を避けることができる。また、自然冷却に要する時間を用いて、加熱量、加熱温度のフィードバック制御を行うことにより、最終的な狙い温度である28℃以上且つ33℃未満を実現しやすくなる。これらのことから、室温の影響を受けにくくなり、発酵乳の仕上がりが安定する。
なお、生成処理は、第1工程や第3工程の途中で終了してもよい。
1.発酵乳生成装置の構成
本発明の一態様に係る発酵乳生成方法は、発酵乳生成装置で用いられる方法である。ここでは先ず、発酵乳生成装置1の構成について説明する。なお、ここで説明する発酵乳生成装置の一例は家庭用である。
図3は、発酵乳生成装置1の機能構成を示すブロック図である。同図に示すように、発酵乳生成装置1は、制御部101、記憶部102、ヒータ103、温度センサ104、タイマ105、操作部106および表示部107から構成される。
制御部101は、発酵乳生成処理では、例えば、原料乳と種菌とを含む被加熱物の温度が第1の速度で上昇するように、被加熱物を加熱する予備加熱工程と、予備加熱工程の後、被加熱物の温度が第1の速度よりも緩やかな第2の速度で上昇し、28℃以上且つ33℃未満の範囲に達するように被加熱物を加熱する本加熱工程とを行う。
ヒータ103は、制御部101の制御に基づき駆動し、内筐体4を介して被加熱物を加熱する。ヒータ103の温度は、例えば25℃〜80℃に設定可能である。温度センサ104は、内筐体4を介して被加熱物の温度を計測する。温度センサ104は、ヒータ103の設定可能温度25℃〜80℃と同程度の範囲を計測可能である。タイマ105は、時間を計測する。温度センサ104およびタイマ105は、それぞれ検出した温度および測定した時間を、制御部101へ通知する。
2.発酵乳生成方法
(1)発酵乳生成方法を得るに至った経緯
発酵乳は、原料となる生乳に乳酸菌(例えば、ブルガリア菌、サーモフィルス菌、アシドフィルス菌、ビフィズス菌、ガセリ菌、またはこれらの組み合わせ等)を添加して加熱することにより生成される。具体的には、乳酸菌が生乳に含まれる乳糖を分解して乳酸を生成し、この乳酸が生乳に含まれるたんぱく質であるカゼインを凝固させることにより、生乳から糊状の発酵乳が生成される。発明者らは、発酵乳の生成過程におけるカゼインの凝固タイミングに着目した。
以上のことから、粘度が9〜1500mPa・sの範囲であり、且つ、pHが4.3〜4.9の範囲である発酵乳を生成するために、発明者らは、適切な温度管理を行う以下の発酵乳生成方法を見出した。
(2)発酵乳生成方法の詳細説明
(2.1)発酵乳生成方法のフローチャート
(2.2)予備加熱のフローチャート
図7は、予備加熱の処理を示すフローチャートである。ここに示す処理は、図6のステップS1の詳細である。
先ず、ヒータ103の設定温度を、第一の昇温目標温度T1=65℃に設定し(ステップS101)、加熱を開始する(ステップS102)。このとき、図示していない計時手段を用いて、トータル加熱時間の計時を開始する。
温度センサ104が検出する温度Tを監視し、T=T1に達したか否かを判断する(ステップS103)。T=T1でない場合(ステップS103でN)、ステップS103に戻る。T=T1の場合(ステップS103でY)、タイマ105の値をt=0にセットし、加熱時間の計測を開始する(ステップS104)。
t=t1でない場合(ステップS106でN)、ステップS105に戻り、タイマ105による計時を継続する。t=t1の場合(ステップS106でY)、被加熱物の容量が概ね500mlであるか否か判断する(ステップS107)。
t=t2でない場合(ステップS109でN)、ステップS108に戻り、タイマ105による計時を継続する。t=t2の場合(ステップS109でY)、ステップS110へ進む。
温度センサ104が検出する温度Tを監視し、T=T2に達したか否かを判断する(ステップS112)。T=T2でない場合(ステップS112でN)、ステップS112に戻る。T=T2の場合(ステップS112でY)、タイマ105の値をt=0にセットし、加熱時間の計測を開始する(ステップS113)。
t=t3でない場合(ステップS115でN)、ステップS114に戻り、タイマ105による計時を継続する。t=t3の場合(ステップS115でY)、被加熱物の容量が概ね500mlであるか否か判断する(ステップS116)。
被加熱物の容量が500mlでない場合(ステップS116でN)、タイマ105による計時を継続しつつ(ステップS117)、加熱時間がt=t4に達したか否かを判断する(ステップS118)。t4は、予め設定された値であり、被加熱物の容量が概ね1000mlである場合の加熱継続時間である。本実施形態では、具体的にt4=3000sである。t=t4でない場合(ステップS118でN)、ステップS117に戻り、タイマ105による計時を継続する。t=t4の場合(ステップS118でY)、予備加熱を終了する。
以上説明したように、予備加熱では2段階の昇温制御を行う。また、予備加熱では被加熱物の容量に応じた適切な加熱時間を制御している。予備加熱が終了すると、続いて本加熱を行う。
図9は、本加熱の処理を示すフローチャートである。ここに示す処理は、図6のステップS2の詳細である。
本加熱では、被加熱物の温度が緩やかに上昇し、最終的に、被加熱物の温度が28度以上且つ33℃未満に達することが好ましい。被加熱物の温度が28℃より低いと出来上がる発酵乳が水っぽくなり、33℃よりも高いと固形の発酵乳になってしまうからである。
温度センサ104が検出する温度Tを監視し、T=T3に達したか否かを判断する(ステップS203)。T=T3でない場合(ステップS203でN)、ステップS203に戻る。T=T3の場合(ステップS203でY)、ヒータ103による加熱を停止して、被加熱物を自然冷却する(ステップS204)。そして、タイマ105の値をt=0にセットし、時間の計測を開始する(ステップS205)。
T=T4でない場合(ステップS206でN)、ステップS206に戻る。T=T4の場合(ステップS206でY)、タイマ105が計測している時間tがt>600sを満たすか否か判断する(ステップS208)。t>600sの場合(ステップS208でY)、ヒータ103の設定温度T3の値を2℃下げる(ステップS209)。t≦600sの場合(ステップS208でN)、ヒータ103の設定温度T3を2℃上げる(ステップS210)。
なお、図7〜図9に示したフローチャートでは、温度に関する判断や時間に対する判断を行う際に、「=」そなわち、比較対象の温度と等しいか、比較対象の時間と等しいかの判断を行っている。この判断を、「>」すなわち、比較対象の温度より高いか、比較対象の時間より長いかの判断に適宜変更してもよい。
第1の温度制御301では、ヒータ103の設定温度は42℃であり、自然冷却に要した時間は420s(7分)である。そこで、第2の温度制御302では、ヒータ103の設定温度を2℃上げて44度にする。このとき自然冷却に要した時間は540s(9分)である。そこで、第3の温度制御303では、ヒータ103の設定温度を更に2℃上げて46℃にする。このとき自然冷却に要した時間は660s(11分)である。そこで、第4の温度制御304では、ヒータ103の設定温度を2℃下げて44℃にする。このとき自然冷却に要した時間は600s(10分)である。
このように、本加熱では、被加熱物の温度を緩やかに上昇させるために、自然冷却に要した時間が600s(10分)に達するか否かを判断しながら、ヒータ103の設定温度を変えていく。
図11は、一例として1000mlの牛乳パックを用いて発酵乳を生成した場合の、温度センサ104により測定される温度(グラフA)と、実際の被加熱物の温度(グラフB)とを示している。
4.その他の変形例
(1)上記の実施形態における本加熱は、被加熱物の温度を緩やかに上昇させるために、自然冷却に要した時間が600s(10分)に達するか否かを判断して、ヒータ103の設定温度を変えていた。しかし、本発明においてこの方法は必須ではない。本加熱の変形例を図13に示す。
この場合、発酵乳生成方法において、被加熱物の容量が500mlの場合は、温度センサa(601)を用いて被加熱物の温度を検出し、被加熱物の容量が1000mlの場合は、温度センサa(601)および温度センサb(602)の両方を用いて被加熱物の温度を検出し、検出された温度の平均値を算出してもよい。これにより、被加熱物の容量による検出温度のバラツキを抑制することができる。
被加熱物の量を検出する方法としては、牛乳パックの大きさ(高さ)をセンサで検知したり、牛乳パック表面に記載されている内容を文字認識で判別したり、計量機能を追加して任意の量を計量してもよい。この場合、発酵乳生成装置1に、牛乳パックの大きさ(高さ)を検出するためのセンサ、文字認識手段、計量手段をそれぞれ追加してもよい。
(11)上記の発酵乳生成装置1において、加熱する牛乳の量をユーザが設定可能であるとしてもよい。例えば、500mlまたは1000mlの何れかを選択してもよいし、任意の量を入力して設定してもよい。そして、上記の実施形態に係る発酵乳生成方法では、ユーザが設定した各容量に応じて発酵乳の自動生成を行うようにしてもよい。
(13)上記の実施形態で説明した方法は、実際にはコンピュータプログラムによって実現されるが、このコンピュータプログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、CD−ROM、MO、DVD、DVD−ROM、DVD−RAM、BD(Blu−ray(登録商標) Disc)、半導体メモリなどに記録したものも本発明に含まれる。
しかしながら、別の実施形態としての制御部は、生成処理開始前の原料乳と種菌とを含む被加熱物の温度を測定し、当該温度に対応したプログラムを、処理中の被加熱物の温度を測定することなく、実行するようにしてもよい。この場合、生成処理開始前の被加熱部の温度と、処理前の温度に対応した加熱・冷却スケジュールとを関連付けて予めテーブルとして記憶しておくことで実施できる。
さらに、別の実施形態としての発酵乳生成装置は、温度センサを備えず、生成処理開始前の被加熱部の温度をユーザからの入力により受け付け、当該温度に対応した加熱・冷却を行いようにしてもよい。この場合も、生成処理開始前の被加熱部の温度と、処理前の温度に対応した加熱・冷却スケジュールとを関連付けて予めテーブルとして記憶しておくことで実施できる。
(15)上記の実施形態に、(1)〜(14)の変形例を適宜組み合わせてもよい。
1 発酵乳生成装置
2 外筐体
3 蓋体
4 内筐体
5 操作パネル
101 制御部
102 記憶部
103 ヒータ
104 温度センサ
105 タイマ
106 操作部
107 表示部
Claims (8)
- 発酵乳生成装置で用いられ、原料乳と種菌とを加熱発酵させることにより、粘度が9〜1500mPa・sの範囲であり、且つ、pHが4.3〜4.9の範囲である発酵乳を生成する発酵乳生成方法であって、
前記発酵乳生成装置は、前記原料乳と前記種菌とを含む被加熱物を収容する筐体と、前記筐体を介して前記被加熱物を加熱するヒータと、前記筐体を介して前記被加熱物の温度を測定するセンサとを備え、
前記被加熱物の温度が第1の速度で上昇するように、前記被加熱物を加熱する予備加熱工程と、
前記予備加熱工程の後、前記被加熱物の温度が前記第1の速度よりも緩やかな第2の速度で上昇し、28℃以上且つ33℃未満の範囲に達するように前記被加熱物を加熱する本加熱工程とを含み、
前記予備加熱工程の時間と前記本加熱工程の時間との合計は7.5〜8.5時間であり、
前記予備加熱工程の時間と前記本加熱工程の時間との配分は、前記予備加熱工程の時間が1に対して、前記本加熱工程の時間が4.3〜7.0の範囲であり、
前記本加熱工程は、
設定された加熱量で前記ヒータを駆動し、前記被加熱物が収容された前記筐体を加熱する第1工程と、
前記ヒータの駆動を停止させる第2工程と、
前記ヒータの駆動を停止してから前記被加熱物が収容された前記筐体の温度が予め定められた温度に低下するまでの時間を計測する第3工程と、
計測された時間に応じて前記ヒータの加熱量を設定する第4工程と、
前記第1工程から前記第4工程を繰り返して行う工程とを含む
ことを特徴とする発酵乳生成方法。 - 前記第4工程は、前記第3工程で計測された時間が、予め定められた時間より長いか否かを判断し、長い場合に前記ヒータの加熱量を減らし、短い場合に前記ヒータの加熱量を増やす
ことを特徴とする請求項1に記載の発酵乳生成方法。 - 前記発酵乳生成装置は、時間が短いほど加熱量が多くなるように、複数の時間と加熱量とを対応付けて記載したテーブルを保持しており、
前記第4工程は、前記テーブルに記載された複数の時間の中から前記第3工程で計測された時間に最も近い時間を選択し、選択された前記時間に対応付けられた加熱量を用いて、前記ヒータの加熱量を設定する
ことを特徴とする請求項1に記載の発酵乳生成方法。 - 前記予備加熱工程は、
前記ヒータの温度を56℃〜66℃の範囲に設定し、前記被加熱物が収容された前記筐体を加熱する
ことを特徴とする請求項1に記載の発酵乳生成方法。 - 前記予備加熱工程は、
前記筐体に収容された前記被加熱物の量に応じて予備加熱工程の時間を異ならせる
ことを特徴とする請求項1に記載の発酵乳生成方法。 - 前記筐体は牛乳パックを収容することが可能であって、前記筐体に容量が1000mlの牛乳パックが収容された場合に、前記予備加熱の時間は1.5時間であり、前記本加熱の時間は、6.5時間である
ことを特徴とする請求項5に記載の発酵乳生成方法。 - 前記筐体は牛乳パックを収容することが可能であって、前記筐体に容量が500mlの牛乳パックが収容された場合に、前記予備加熱の時間は1.0時間であり、前記本加熱の時間は7.0時間である
ことを特徴とする請求項5に記載の発酵乳生成方法。 - 原料乳と種菌とを加熱発酵させることにより、粘度が9〜1500mPa・sの範囲であり、且つ、pHが4.3〜4.9の範囲である発酵乳を生成すると共に前記原料乳と前記種菌とを含む被加熱物を収容する筐体と、前記筐体を介して前記被加熱物を加熱するヒータと、前記筐体を介して前記被加熱物の温度を測定するセンサと、時間を測定するタイマとを備える発酵乳生成装置であって、
前記被加熱物の温度が第1の速度で上昇するように、前記被加熱物を加熱する予備加熱工程と、
前記予備加熱工程の後、前記被加熱物の温度が前記第1の速度よりも緩やかな第2の速度で上昇し、28℃以上且つ33℃未満の範囲に達するように前記被加熱物を加熱する本加熱工程とを行う制御部を備え、
前記予備加熱工程の時間と前記本加熱工程の時間との合計は7.5〜8.5時間であり、
前記予備加熱工程の時間と前記本加熱工程の時間との配分は、前記予備加熱工程の時間が1に対して、前記本加熱工程の時間が4.3〜7.0の範囲であり、
前記制御部は、前記本加熱工程において、
設定された加熱量で前記ヒータを駆動する第1工程と、
前記ヒータの駆動を停止させる第2工程と、
前記ヒータの駆動を停止させてから前記被加熱物が収容された前記筐体の温度が予め定められた温度に低下するまでの時間を前記タイマに計測させる第3工程と、
計測された時間に応じて前記ヒータの加熱量を設定する第4工程と、
前記第1工程から前記第4工程を繰り返して行う工程とを行う
ことを特徴とする発酵乳生成装置。
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