JP6856187B2

JP6856187B2 - ホエイ調製物の製造方法

Info

Publication number: JP6856187B2
Application number: JP2016189683A
Authority: JP
Inventors: 一二田村; 恒隆八尋
Original assignee: Meiji Co Ltd
Current assignee: Meiji Co Ltd
Priority date: 2016-09-28
Filing date: 2016-09-28
Publication date: 2021-04-07
Anticipated expiration: 2036-09-28
Also published as: JP2018050523A

Description

本発明は、ホエイ調製物の製造方法に関する。

チーズ等を製造する際に副生するホエイ（乳清）は、各種のタンパク質、ビタミン類、糖類などを多量に含んでいる。ホエイは、栄養価が高いため、噴霧乾燥等により粉末化して食品素材等として利用されている。ホエイを原料として、ホエイ調製物等を製造するための種々の方法が提案されている。

特許文献１には、ホエイタンパク質水溶液を、酵母を用いて発酵させて発酵ホエイ調製物を製造することが記載されている。特許文献２には、チーズホエイに特定の糖類を添加し、特定の酵母を用いて発酵させて発酵食品を製造する方法が記載されている。特許文献３には、ミネラル濃縮ホエイを醸造用酵母により発酵させて、発酵アルコール飲料を製造する方法が記載されている。特許文献４には、特定の酵母を用いてホエイをアルコール発酵処理して、Ｌ−カルニチンを濃縮する方法が記載されている。

国際公開第２０１０／０４７２３０号特開２０１２−５５２８６号公報特開２０１６−１４４４１０号公報特開２００２−３２０５００号公報

チーズの製造において、チーズの種類によっては、乳酸等の有機酸を多く含んだ酸味の強いホエイが副産物として生成することがある。酸味の強いホエイは、食品素材としては風味面で問題がある。また、乳酸はべたつくので、乳酸を含有するホエイは、従来の手法で噴霧乾燥して粉末化することが困難である。

ホエイは、チーズの製造時に副産物として、主産物より多量に生じることがある。したがって、有機酸を含有するホエイを処理してホエイ調製物を製造し、有効利用することが求められている。

そこで本発明は、有機酸を含むホエイ液から、有機酸の影響が低減されたホエイ調製物を製造する方法を提供することを目的とする。

本発明に係るホエイ調製物の製造方法は、有機酸を含有するホエイ液を、酸素の存在下、有機酸資化性の酵母により発酵させて、前記有機酸の影響が低減されたホエイ調製物を得ることを特徴とする。

本発明の方法によれば、有機酸資化性の酵母を用いるので、ホエイ液中の有機酸は、酵母が発酵する際の炭素源となって消費される。このようにして有機酸が消費されることにより、有機酸の影響が低減されたホエイ調製物が得られる。このとき、ホエイ調製物中における有機酸の影響は、無視できる程度となる。

本発明の方法により製造されたホエイ調製物は、有機酸を含有するホエイ液を、酸素の存在下、有機酸資化性の酵母により発酵させて、有機酸の影響が低減されたものである。このため、本発明のホエイ調製物の酸味は、通常のホエイと同程度である。しかも、本発明のホエイ調製物は、乳酸等の有機酸の影響が低減されているので、従来の噴霧乾燥によって粉末化することができる。

このように、有機酸資化性の酵母を用いることによって、有機酸を含有するホエイ液を有効利用することが可能となる。

酵母添加後のホエイ模擬液のｐＨの時間変化を示すグラフ図である。酵母添加後のホエイ模擬液の溶存酸素量の時間変化を示すグラフ図である。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。

＜全体構成＞
本実施形態のホエイ調製物の製造方法では、有機酸を含有するホエイ液を酵母発酵させる。ホエイ液に含有される有機酸は、例えば、乳酸、グルコン酸、およびクエン酸などである。ホエイ液中における有機酸の濃度は、特に限定されず、有機酸の種類に応じて変わり得る。

例えば乳酸の場合、ホエイ液中における濃度は０．１〜１０ｍｇ／ｍＬ程度とすることができる。ホエイ液中における濃度は、グルコン酸の場合は０．１〜１５ｍｇ／ｍＬ程度、クエン酸の場合は、０．５〜１５ｍｇ／ｍＬ程度とすることができる。有機酸をこのような濃度で含有するホエイ液のｐＨは、一般的には６．０以下である。したがって、このようなホエイ液は、酸味を有している。

有機酸を含有してｐＨが６．０以下のホエイ液は、ある種のチーズの製造時に副産物として排出されることがある。

本実施形態においては、有機酸資化性の酵母を用いる。有機酸資化性の酵母は、ラクトース非資化性の酵母、特にサッカロミセス属酵母が好ましい。サッカロミセス属酵母としては、例えばサッカロミセス・セレビシエ（Saccharomyces cerevisiae）ＩＦＯ０２２４、サッカロミセス・フォルモセンシス（Saccharomyces formosensis）ＩＦＯ０１２６、サッカロミセス・カールスベルゲンシス（Saccharomyces carlsbergensis）ＩＦＯ１２６５、サッカロミセス・エリプソイデュウス（Saccharomycesellipsoideus）ＩＦＯ０２１３、サッカロミセス・サケ（Saccharomyces sake）ＩＦＯ０３０９等が挙げられる。サッカロミセス属酵母は、例えば「バイオファームブラン白ワイン用酵母」（（株）バイオファーム製）として市販されている。

酵母発酵に当たっては、有機酸を含有するホエイ液に所定の酵母を加えて、酸素の存在下で酵母の生育に適した温度に維持する。酵母の量や生育の条件は、ホエイ液のｐＨ等に応じて適宜選択すればよい。例えば、乳酸を含んでｐＨが５．５程度のホエイ液の場合には、１．０Ｌに対して０．００５〜１０ｇの白ワイン酵母を添加して、酸素の存在下、２０〜３５℃に維持する。本実施形態で用いられる酵母は有機酸資化性であるので、有機酸を炭素源として発酵して有機酸を消費することができる。

有機酸を含有しているホエイ液は、有機酸が消費されて減少すると、溶存酸素量が減少し、その後、ｐＨ値が上昇していく。したがって、酵母を加えたホエイ液のｐＨ値および溶存酸素量の少なくとも一方を経時的に測定し、その測定値に基づいて、ホエイ液中の有機酸の量を判断することができる。なお、有機酸を含有するホエイ液の溶存酸素量は、原料乳の殺菌温度で変化する。

ホエイ液のｐＨが６．２以上、例えば６．３程度になれば、有機酸がほぼ消費されたホエイ調製液が得られたと判断することができる。この場合、ホエイ調製液は、酸味が感じられない。ホエイ液の溶存酸素量が検出限界に達して安定した場合も、有機酸がほぼ消費されたホエイ調製液が得られたと判断することができる。

有機酸の消費が確認された後、所定の温度に加熱して酵母を失活させることで、発酵を停止させる。加熱温度は、酵母の種類に応じて適切に選択する。例えば上述の白ワイン酵母は、７０℃以上で５〜１５分程度加熱することによって失活する。

以上のようにして、有機酸の影響が低減されたホエイ調製物が得られる。得られるホエイ調製物は酸味がなく、安全で優れた食品素材である。ホエイ調製物は、そのままで食品素材として使用できるが、必要に応じて、これをペースト状に濃縮、あるいは乾燥してもよい。ホエイ調製物は、例えば、減圧濃縮、凍結濃縮、凍結乾燥等の一般的な方法により乾燥した後、粉砕して乾燥粉末として使用することができる。

ホエイ調製物は、食品素材として他の食品に配合して使用できるほか、食品素材としてそのまま市販したり、使用したりすることができる。また、食品として使用するほか、それ自体でまたは常用される他の成分を配合して使用することもできる。

＜作用および効果＞
本実施形態の方法では、有機酸資化性の酵母を用いて、有機酸を含有するホエイ液を酵母発酵させてホエイ調製物を製造する。有機酸を含有するホエイ液にラクトース資化性の酵母を加えた場合には、ラクトース資化性の酵母は、ラクトースを消費し尽くすまでは有機酸を消費しない。

これに対して、有機酸資化性の酵母が、有機酸を含有するホエイ液に添加された場合、有機酸資化性の酵母は、酸素の存在下で有機酸を炭素源として直ちに消費し始める。特に、酵母がラクトース非資化性の場合には、ラクトースを代謝できないので、ホエイ液中の有機酸が優先的に消費される。ホエイ液中の有機酸が消費されて減少することは、ホエイ液のｐＨの上昇、またはホエイ液中の溶存酸素量の減少から確認することができる。こうして、有機酸の影響が低減されたホエイ調製物が得られる。

＜実施例＞
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。

（実施例１）
実施例１においては、有機酸を含有するホエイ模擬液（ホエイ培地）を用意し、このホエイ模擬液を酵母発酵させて、有機酸の有無を調べる。有機酸の有無は、ｐＨ値の変化および溶存酸素量の変化に基づいて判断する。

まず、培養装置としてのジャーファーメンター装置一式を組み上げ、１２１℃で２分間オートクレーブ滅菌した。一方、別のタンクにホエイ培地（ホエイ粉１０．５質量％、乳糖７．５質量％）を用意し、乳酸を添加してｐＨ５．５とした。具体的には、１２３０ｇの水に、ホエイ粉１５７．５ｇおよび乳糖１１２．５ｇを加え、全量を１５００ｇとした。そこにｐＨが５．５になるまで適当量の乳酸を添加して、ホエイ培地を調製した。

ホエイ培地には、消泡剤（アワブレークＬ、太陽化学（株）製）を０．３ｇ添加し、７０℃まで加温した。ホエイ培地に対する消泡剤の濃度は、０．０２質量％となる。加温されたホエイ培地は、速やかにジャーファーメンター装置内に収容し、６３℃、３０分間加熱して殺菌した。

殺菌後のホエイ培地は、３０℃に冷却し、Ａｉｒバブリング（流量；２．０Ｌ／分）により１時間以上通気した。ここに、白ワイン酵母の乾燥粉末スターターを所定量添加して、培養を開始した。酵母の添加量は、３ｇ、０．３ｇ、０．０３ｇの３種類とした。用いた白ワイン酵母は、「バイオファームブラン白ワイン用酵母」（（株）バイオファーム製）である。

培養中は、ｐＨ電極（４０５−ＤＰＡＳ−ＳＣ−Ｋ８Ｓ、メトラー・トレド（株）製）によりｐＨを測定し、溶存酸素計（ＳＤＯＣ−１２ＦＬ２４０、エイブル（株）製）により溶存酸素量を継時的にモニターした。ｐＨの時間変化を図１のグラフに示し、溶存酸素量の時間変化を図２のグラフに示す。

図１のグラフに示すように、ｐＨは、酵母の添加量が多いほど急激に上昇している。酵母の添加量が３ｇの場合には、１６時間程度でｐＨが６．３程度に達している。ｐＨが６．３程度であれば、乳酸がほぼ消費されたと考えられる。なお、ｐＨが６．３程度となるには、添加量が０．３ｇの場合には２４時間程度を要し、添加量が０．０３ｇの場合には、３６時間程度を要している。

図２のグラフに示すように、溶存酸素量は、酵母の添加量が多いほど急激に減少している。酵母の添加量が３ｇの場合には、溶存酸素量は、２時間程度で検出限界（０．０５ｐｐｍ以下）に安定している。溶存酸素量が検出限界に安定するには、添加量が０．３ｇの場合には１４時間程度を要している、添加量が０．０３ｇの場合には、溶存酸素量は多少変動しているものの、２４時間程度で検出限界に安定している。

本実施例においては、乳酸がほぼ消費されたと考えられる時点（ｐＨ６．３程度）で培養終了とし、全量を回収した。

回収したホエイ培地を７３℃、５分間加熱殺菌し酵母を失活させた後、速やかに冷却した。冷却後のホエイ培地は、凍結乾燥した後、フードミルで粉砕して、凍結乾燥粉末（ホエイ粉）とした。冷却後のホエイ培地は、乳酸がほぼ消費されているので、何の問題もなく容易に凍結乾燥することができた。

凍結乾燥粉末を摂食による風味評価に供した。風味評価は１２名で実施し、「酒のような香り」と「味噌のような香り」について、弱い（１）から強い（５）までの５段階評価を行なった。それぞれの項目についての評価の平均値を、下記表１にまとめる。なお、いずれの凍結乾燥粉末も、酸味は確認されなかった。

上記表１に示すように、酵母量が３ｇから０．３ｇ（１／１０倍）、０．０３ｇ（１／１００倍）と減少するにしたがって、酵母特有の風味は低減されている。しかしながら、酵母量０．０３ｇ（１／１００倍）としたホエイ粉であっても、酒のような酵母風味は残存している。乳酸を含有しないホエイを凍結乾燥して得られた通常のホエイ粉の場合には、酵母風味は認められない。実施例で得られたホエイ粉は、酵母風味の点で通常のホエイ粉とは風味が異なっている。

実施例で得られたホエイ粉は、酸味がないので、酵母の風味の際立った風味素材として活用することができる。実施例で得られたホエイ粉を通常のホエイ粉と混合した場合には、酵母風味が希釈されたホエイ粉として用いることもできる。

（実施例２）
実施例１と同様にして、酵母発酵させたホエイ培地を得た。ただし、酵母の添加量は、０％、０．００２％、０．２％（ホエイ培地に対する割合（質量％））とした。また、対照として、乳酸を添加しないホエイ培地を調製し、同様に酵母発酵させてホエイ培地を得た。

それぞれ酵母発酵させて得られたホエイ培地を、常法にしたがって噴霧乾燥した。得られた粉末（噴霧乾燥物）の質量を測定し、噴霧乾燥前のホエイ培地の固形分の計算値に対する回収率を求めた。回収率は、乳酸非添加ホエイ培地を１００とした際の相対値として表わす。また、得られた粉末の水分量と不溶性沈殿の量を測定した。得られた結果を、発酵前のホエイ培地のｐＨとともに下記表２にまとめる。なお、表中の％は、いずれも質量％である。

上記表２に示すように、ｐＨ５．４のホエイ培地は、酵母が添加されていない場合には、噴霧乾燥ができなかった。ｐＨ５．４のホエイ培地でも、酵母を添加し酵母発酵させた場合には、乳酸非添加のホエイと同等の回収率で噴霧乾燥物を得ることができる。しかも、得られた噴霧乾燥物は、水分量および不溶性沈殿量が、乳酸非添加のホエイの噴霧乾燥物と同程度である。本発明の方法によって、乳酸等の有機酸を含有するホエイ液の噴霧乾燥が可能となったことが示されている。

＜変形例＞
上記実施形態においては、有機酸として乳酸、グルコン酸、およびクエン酸を挙げたが、有機酸はこれらに限定されない。任意の有機酸を含有するホエイ液を、有機酸資化性の酵母により発酵させることで、有機酸の影響が低減されたホエイ調製物を製造することができる。

本発明の方法は、チーズ製造時に副産物として排出されるホエイ液に限らず、有機酸を含有しｐＨが６．０以下の任意のホエイ液に適用することによって、同様に有機酸の影響が低減されたホエイ調製物が得られる。

Claims

有機酸を含有するｐＨが６．０以下のホエイ液を、酸素の存在下、有機酸資化性の酵母により発酵させて、前記有機酸の影響が低減されたｐＨが６．２以上のホエイ調製物を得ることを特徴とするホエイ調製物の製造方法。
前記有機酸は、乳酸、グルコン酸、およびクエン酸から選択されることを特徴とする請求項１記載のホエイ調製物の製造方法。
前記有機酸資化性の酵母は、ラクトース非資化性の酵母であることを特徴とする請求項１または２記載のホエイ調製物の製造方法。
前記ラクトース非資化性の酵母は、サッカロミセス属酵母であることを特徴とする請求項３記載のホエイ調製物の製造方法。
前記ホエイ液は、チーズの製造時の副産物であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のホエイ調製物の製造方法。
前記ホエイ調製物を噴霧乾燥し、粉末素材を得る工程をさらに備える請求項１〜５のいずれか１項記載のホエイ調製物の製造方法。