JP6523627B2

JP6523627B2 - 凍結液状乳製品およびその凍結方法

Info

Publication number: JP6523627B2
Application number: JP2014160200A
Authority: JP
Inventors: 清之中島; 勝庄司; 貴世山田
Original assignee: VITAMIN MILK PRODUCTS CO Ltd
Current assignee: VITAMIN MILK PRODUCTS CO Ltd
Priority date: 2014-08-06
Filing date: 2014-08-06
Publication date: 2019-06-05
Anticipated expiration: 2034-08-06
Also published as: JP2016036273A

Description

本発明は、乳を含む広義の液状である乳製品を所定の条件下で冷凍されて得られた凍結液状乳製品及びその製造方法に関するものである。

乳及び乳製品の成分規格等に関する省令（昭和２６年１２月２７日厚生省令第５２号）（以下、乳等省令という）において、生乳、牛乳、特別牛乳、生山羊乳、殺菌山羊乳、生めん羊乳、成分調整牛乳、低脂肪牛乳、無脂肪牛乳及び加工乳である「乳」と、クリーム、バター、バターオイル、チーズ、濃縮ホエイ、アイスクリーム類、濃縮乳、脱脂濃縮乳、無糖練乳、無糖脱脂練乳、加糖練乳、加糖脱脂練乳、全粉乳、脱脂粉乳、クリームパウダー、ホエイパウダー、たんぱく質濃縮ホエイパウダー、バターミルクパウダー、加糖粉乳、調製粉乳、発酵乳、乳酸菌飲料（無脂乳固形分三・〇％以上を含むものに限る。）及び乳飲料である「乳製品」とは区別されているが、本発明における「液状乳製品」とは、
乳等省令における「乳」及び「乳製品」などのうち、２０〜２５℃の常温で液状の形態を有するものをいう。なお、乳脂肪に植物油脂を加えた商品、乳脂肪に乳化剤又は安定剤などの添加剤を混合した商品、乳脂肪に植物油脂を加え、さらに添加剤を混合した商品などは、商品の容器に「種類別：乳又は乳製品を主要原料とする食品」（以下、乳主原という）と表示されており、これらの商品であるクリームも本発明における液状乳製品に含まれる。

従来、牛乳やクリームなどの液状乳製品の品質の劣化を防止するために、家庭用又は業務用の冷蔵庫に保管されていたが、所定期間以上は一定の品質を維持することが困難であった。

このような観点から、長期に液状の乳製品を保管する技術として、それら乳製品を冷凍する試みがなされている。また、冷凍することができれば、海外と液状乳製品を輸出入することが可能となり、さらに国内で問題となっている余剰の液状乳製品の処理に対する解決手段ともなりうる。

しかしながら、一般的に液状乳製品を冷凍保存すると解凍後、乳脂肪と水が脱離し分離（チャーニング）が生じる。一度分離してしまうと冷凍前の状態には戻れなくなり品質が変化してしまい使用することができなくなる。これは、液状乳製品が水中に細かい油脂が分散した安定な水中油滴型（Ｏ／Ｗ）エマルジョンを形成しており、冷凍することでその冷凍過程でエマルジョン中の水相における水分の氷結晶化が進み、水相と油相の分離が生じ、肥大化した氷結晶によって脂肪球を包む脂肪球膜が破壊されることに起因する。

また、液状乳製品を冷凍する過程で、液状乳製品全体が均等に冷却され凍結するわけではなく、冷気と接触する外部から内部に向かって徐々に冷却されて凍結する。このとき、水相の水分が外部から凍結し始めると、内部におけるカルシウム等の溶質濃度が上昇するため、内部において凍結する温度は外部が凍結した温度よりもさらに低くなる。このため、０℃から−５℃程度の温度範囲である最大氷結晶生成帯で液状乳製品の温度が停滞し、水相の水分が凍結して生成する氷結晶が肥大化することにより脂肪球膜の破壊を促進する。このように、水相で生成される氷結晶を肥大化させることなく素早く冷却するなど、冷却するときの条件が重要となってくる。

例えば、特許文献１では、生クリームを凍結させる条件として、液体窒素を用いて０℃から−５℃までの温度間隔を８分以下で通過し、−５℃から−２０℃までの温度間隔を９分以下で到達する製造方法が開示されている。

特許第４９０６９７９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の製造方法では、液体窒素を用いて急激に冷却することにより、最大氷結晶生成帯を短時間で通過させるなどの方法を用いて脂肪球膜の破壊を低減させているが、一般家庭だけでなく業務用においても液状乳製品を凍結させるために液体窒素を用いることは、液体窒素を製造する装置、液体窒素を保管する設備などを揃える必要があり設置場所の確保及び維持管理コストの面から実務上困難である。

そこで、本発明では、液体窒素など実務上使用することに大きな制限がある冷媒を使用しなくとも、一度液状乳製品を凍結し、その後に解凍したとしても、凍結することなく冷却されていた液状乳製品と同等の品質を示すことができる凍結液状乳製品、及びその製造方法を提供することを目的とする。

〔１〕そして、解凍後にホイップしてクリームとする液状の乳主原を冷凍する冷凍工程において、最外層にポリエチレン、中間層にアルミ、最内層にポリプロピレンからなる容器に充填されてから脱気されて封入された前記乳主原の厚みが１〜３５ｍｍで、液体窒素を冷媒として使用しない家庭用又は業務用フリーザーから選ばれる冷凍装置を用いて−２０℃以下で冷却されて内部中心の温度が０〜−５℃で滞留することなく下降して凍結されたことを特徴とする液状の乳主原の凍結方法である。

本発明によれば、液体窒素など実務上使用することに大きな制限がある冷媒を使用しなくとも、一度液状乳製品を凍結し、その後に解凍したとしても、凍結することなく冷却されていた液状乳製品と同等の品質を示す凍結液状乳製品およびその製造方法を得ることができる。

各実施例及び各比較例における芯温の経時的変化を示す図である。

以下、本発明に関する実施形態について説明する。なお、説明中における範囲を示す表記のある場合は、上限と下限を含有するものである。

本発明にて用いる液状乳製品は、乳等省令における「乳」及び「乳製品」、さらには乳主原などのうち、２０〜２５℃の常温で液状の形態を有するものをいう。より具体的には、乳脂肪若しくは乳脂肪及び植物油脂を１〜５０重量％含有する２０〜２５℃の常温で液状物である、牛乳、コーヒーフレッシュ、ラクトアイスミックス、ソフトミックス、アイスクリームミックス、クリームなどである。

液状乳製品のうちクリーム、コーヒーフレッシュなどは、各種材料、添加剤が配合され、ホモゲナイザーなどを用いて均一となるまで攪拌混合される。

各種液状乳製品は、殺菌工程において熱交換器などで加熱されることにより殺菌される。加熱温度は６０〜１３０℃が好ましく、加熱時間は２秒から３０分が好ましい。

そして、殺菌された液状乳製品は、冷却工程において、熱交換器などで所定温度まで冷却され、容器に封入される。

液状乳製品が封入される容器としては、従来使用されている紙製の直方体状のパックなど種々の容器を使用することができるが、アルミ及び樹脂フィルムからなる多層構造である袋体であることが好ましい。さらに、アルミが樹脂フィルムにて挟持される多層構造である袋体であることがさらに好ましい。アルミを使用することにより、ガスバリア性が向上するため封入する液状乳製品の酸化、光分解などを防止し品質の劣化を抑制でき、さらに、熱伝導性に優れるため液状乳製品を冷却し易くなる。そして、そのアルミを樹脂フィルムで挟持することにより、最外層において内容物を示す印刷が容易となり最内層において液状乳製品がアルミと直接接触させないことでアルミの液状乳製品への溶出を防ぐことができる。樹脂フィルムの材料としては、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル等を用いることができる。前記多層構造である袋体は、例えば、最外層にポリエチレン、中間層にアルミ、液状乳製品と接触する最内層にポリプロピレンとすることが好ましい。

容器に封入される液状乳製品は、厚みが１〜３５ｍｍとなるよう容器に充填されることが好ましい。さらに、厚みが１０〜３５ｍｍとなるよう容器に充填されることが好ましい。そして、厚みが２０〜３５ｍｍとなるよう容器に充填されることが好ましい。容器に封入される液状乳製品の厚みが１ｍｍ未満だと、容器に充填できる液状乳製品の内容量が非常に少なくなるので商品として価値が低くなるので好ましくない。容器に封入される液状乳製品の厚みが３５ｍｍを超えると、冷凍工程において、最大氷結晶生成帯で長時間停留するため氷結晶が肥大化し脂肪球膜を破壊するので好ましくない。この液状乳製品の厚みとは、容器に封入される液状乳製品の縦、横、高さのうちもっとも小さい数値となるものであり、例えば、容器が袋体であるとき、液状乳製品を封入する袋体をその面積が大きい面を鉛直上下方向に載置するとその高さ方向が、液状乳製品の厚みとなる。また、液状乳製品を形状が変形可能な袋体などに封入したときには、その厚みのうち中心部などの最も厚みが大きくなる部分で計測することが好ましい。

また、液状乳製品を容器に封入する充填工程において、液状乳製品を容器に充填し容器内の空気などの気体が残存しないよう吸引した後に容器を封じられることが好ましい。空気などの気体は断熱効果があるため、このように脱気することにより、液状乳製品は容器の内側と密着することとなり、後述する冷凍工程において、冷却効率が向上する。さらに、液状乳製品が空気中の酸素による酸化が生じないために、液状乳製品の品質の劣化を防ぐこともできる。

冷凍工程において、上述したように、厚みが１〜３５ｍｍとなるよう容器に封入された液状乳製品を、家庭用又は業務用フリーザーなどの冷凍装置を用いて−２０℃以下の条件下で冷却される。また、冷却温度としては、−２０℃〜−５０℃が好ましい。この範囲にあると、当該冷却温度範囲で冷却性能を有する冷凍装置を比較的入手しやすく、液状乳製品において最大氷結晶生成帯で氷結晶が肥大化し脂肪球膜を破壊することを防ぐことができる。このように、冷凍された液状乳製品は、解凍して使用されるまで長期に保存することができる。

そして、冷凍された液状乳製品を使用するために行われる解凍工程において、凍結液状乳製品が封入された容器を冷凍室から０℃以上に設定されている冷蔵室に移して静置し時間をかけて徐々に解凍する方法、当該容器を冷凍室から取り出して室温でゆっくり解凍する方法、若しくは当該溶液を冷凍室から取り出して容器ごと湯煎などの間接的な加温で素早く解凍する方法、さらにはこれらの方法を併用して解凍することができる。

（実施例１）
乳脂肪含有率が３５重量％の乳主原（流動性液体）１Ｌを、プレート式熱交換器に通液し９０℃、１５秒で殺菌を行った後、ホモゲナイザーにて均質化を行い、そして、立設可能で２Ｌ収容可能な袋体（最外層にポリエチレン、中間層にアルミ、最内層にポリプロピレンからなる多層構造袋体）に充填し、脱気した後に袋体の開口部をヒートシールした。

上記乳主原を封入した袋体を、ショックフリーザーに横に寝かして入れて静置し、−４０℃の条件下で冷却して凍結させた。このとき、上記乳主原の厚みをおおよそ揃え最も厚みが大きいところで、３０ｍｍであった。また、面積は約３００ｍｍ^２であった。

また、冷却中にサーミスタ温度計を用いて、その袋体の内部中心の温度変化を経時的に測定した。その結果を図１に示す。図１から、本実施例において、０〜−５℃程度の最大氷結晶生成体において、滞留することなく下降し、７５分で−２０℃まで冷却し凍結した。

（実施例２）
実施例１と同様にして、上記乳主原５００ｍｌを立設可能で１Ｌ収容可能な袋体（最外層にポリエチレン、中間層にアルミ、最内層にポリプロピレンからなる多層構造袋体）に充填し封入した袋体を、ショックフリーザーに横に寝かして入れて静置し、−４０℃の条件下で冷却して凍結させた。このとき、上記乳主原の厚みをおおよそ揃え最も厚みが大きいところで、２５ｍｍであり、面積は約２００ｍｍ^２であった。

そして、その袋体の芯温度は、実施例１と同様に、最大氷結晶生成体において、滞留することなく下降し、３６分で−２０℃まで冷却し凍結した。

（比較例１）
実施例１と同様にして、上記乳主原１Ｌを立設可能で２Ｌ収容可能な袋体（最外層にポリエチレン、中間層にアルミ、最内層にポリプロピレンからなる多層構造袋体）に充填し封入した袋体を、ショックフリーザーに横に寝かして入れて静置し、−４０℃の条件下で冷却して凍結させた。このとき、上記乳主原の厚みをおおよそ揃え最も厚みが大きいところで、７０ｍｍであり、面積は約１２０ｍｍ^２であった。

そして、その袋体の芯温度は、図１に示すように、実施例１及び実施例２とは異なり、最大氷結晶生成体において、滞留した後に下降し凍結した。

（比較例２）
実施例１と同様にして、上記乳主原１Ｌを立設可能で２Ｌ収容可能な袋体（最外層にポリエチレン、中間層にアルミ、最内層にポリプロピレンからなる多層構造袋体）に充填し封入した袋体を、ショックフリーザーに横に寝かして入れて静置し、−４０℃の条件下で冷却して凍結させた。このとき、上記乳主原の厚みをおおよそ揃え最も厚みが大きいところで、５０ｍｍであり、面積は約２００ｍｍ^２であった。

（比較例３）
実施例１と同様にして、上記乳主原５００ｍｌを立設可能で１Ｌ収容可能な袋体（最外層にポリエチレン、中間層にアルミ、最内層にポリプロピレンからなる多層構造袋体）に充填し封入した袋体を、ショックフリーザーに横に寝かして入れて静置し、−４０℃の条件下で冷却して凍結させた。このとき、上記乳主原の厚みをおおよそ揃え最も厚みが大きいところで、６０ｍｍであり、面積は約１１０ｍｍ^２であった。

（比較例４）
実施例１と同様にして、上記乳主原５００ｍｌを立設可能で１Ｌ収容可能な袋体（最外層にポリエチレン、中間層にアルミ、最内層にポリプロピレンからなる多層構造袋体）に充填し封入した袋体を、ショックフリーザーに横に寝かして入れて静置し、−４０℃の条件下で冷却して凍結させた。このとき、上記乳主原の厚みをおおよそ揃え最も厚みが大きいところで、４０ｍｍであり、面積は約１５０ｍｍ^２であった。

＜性能評価＞
上記実施例及び比較例の解凍後の物性などを調べるために、それぞれの袋体を冷蔵室にて同じ時間かけて徐々に解凍した後に、ホイップさせて得られたオーバーラン、官能試験、形状維持などにより性能を評価した。その結果を表１に示す。なお、ホイップする条件は品温が概ね１０℃前後となるように冷却しながら、ホイッパーの回転数を５００ｒｐｍとし、クリームを持ち上げた時にクリームの角が立つようになるいわゆる９分立てまで泡立てた。具体的な性能評価としては、オーバーラン及びホイップ時間を測定するとともに、スポンジケージに略円錐形状にホイップクリームを絞りだして、スポンジケーキごと冷凍及び解凍したときのポップクリームの形状を確認した。

＜オーバーラン＞
オーバーランとは、ホイップした乳主原中にどの程度の空気が含まれているかを示す指標である。一般にオーバーランは、［｛（ホイップ後の体積）−（ホイップ前の体積）｝／（ホイップ前の体積）］×１００（％）として算出される。評価として、１１０〜１２０％を良好と判断した。オーバーランが１１０％未満では膨らみが足りず、１２０％を超えると形が崩れやすくなるので好ましくない。

また、ホイップに掛かった時間を測定し、ランタイムとして評価した。後述する参考例と比べて前後１分以内であれば良好と判断した。

＜官能評価＞
そして、ホイップした乳主原を食し、なめらかさ、あっさり感、乳風味を指標としてそれぞれ評価した。氷結晶が肥大化して脂肪球を包む脂肪球膜が破壊され乳脂肪と水とが分離すると、いずれの指標も低下するため、良好と評価されるものは乳脂肪とん水との分離が生じていないことが示唆される。なめらかさの評価基準として、○：下触りがなめらかでざらつかない、△：舌触りでややざらつきを感じる、×：舌触りでざらつきを感じる、として三段階で評価して、○を良好と判断した。あっさり感の評価基準として、○：口の中に油脂感がなくあっさりしている、△：口の中にやや油脂感が残る、×：口の中に油脂感が残る、として三段階で評価して、○を良好と判断した。そして、乳風味の評価基準として、○：乳本来の味わいを感じる、△：乳とは異なる味わいをやや感じる、×：乳とは異なる味わいを感じる、として三段階で評価して、○を良好と判断した。

＜ホイップ後の形状維持＞
各実施例及び各比較例で得られたホイップされた乳主原を、スポンジケージに母線に沿って複数のヒダを有する円錐形状にホイップされた乳主原を絞りだして、スポンジケーキごと冷凍及び解凍し、冷凍前の形状と解凍後の形状を比較して、○：変化なし、△：登頂部およびヒダが少し丸くなっている、×：登頂部およびヒダがかなり丸くなっている、として三段階で評価し、○を良好と判断した。

各実施例及び各比較例の冷凍工程などをホイップしたときの各種性能評価の結果を一覧できるように表１にまとめた。

（参考例）
実施例１〜２、比較例１〜４に対応する参考例として、５〜１０℃で冷蔵しているが冷凍はしていない上記乳主原、すなわちチルドクリームを用いてホイップを行い、各種試験を行った。それらの結果を、表１において示した。

これらの結果から、本発明に記載の凍結液状乳製品は、解凍後にホイップしたとき、チルドクリームと同程度のオーバンランでホイップすることができ、口に入れた時の官能評価においても、チルドクリームから得られたホイップクリームと遜色ないなめらかさ、あっさり感、乳風味を有しており、そして、ホイップ後の形状はチルドクリームから得られたホイップクリーム以上に維持しやすいことが分かった。一方、比較例においては、オーバーランが大きすぎその影響で形状の維持が困難で官能評価も良くなかったり（比較例１，２）、ホイップ時にはチルドクリームと同程度であったが口に入れたときの官能評価がチルドクリームから得られたホイップクリームに劣ったりするものであり（比較例３，４）、実施例のものとは明確な差が生じた。

Claims

解凍後にホイップしてクリームとする液状の乳主原を冷凍する冷凍工程において、
最外層にポリエチレン、中間層にアルミ、最内層にポリプロピレンからなる容器に充填されてから脱気されて封入された前記乳主原の厚みが１〜３５ｍｍで、液体窒素を冷媒として使用しない家庭用又は業務用フリーザーから選ばれる冷凍装置を用いて−２０℃ 以下で冷却されて内部中心の温度が０〜−５℃で滞留することなく下降して凍結されたことを特徴とする液状の乳主原の凍結方法。