JPH1033114A

JPH1033114A - ゲル化食品の製造管理方法

Info

Publication number: JPH1033114A
Application number: JP8215516A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Shiiki; 靖彦椎木
Original assignee: Snow Brand Milk Products Co Ltd
Current assignee: Snow Brand Milk Products Co Ltd
Priority date: 1996-07-26
Filing date: 1996-07-26
Publication date: 1998-02-10

Abstract

(57)【要約】【課題】ゲル化食品製造のさいにゲル化の状態の経時
的変化を測定し、ゲル化時間を適正に定め製品の品質を
一定に保つゲル化食品の製造管理方法の提供。【解決手段】ゲル化食品原料を容器に充填し、ゲル化
させてゲル化食品を製造するに当り、該容器の一部に断
続的に振動を与え、該容器の他部でこの振動波を測定
し、この振動波の特定値の変化からゲル化物の経時的変
化を判定してゲル化物の品質を管理するゲル化食品の製
造管理方法。振動波の特性値には、振動波消失までの時
間、周波数、振幅等が用いられる。発酵乳の品質管理に
好適である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、チルドデザートや
発酵食品などの原料ゾルを容器に充填し、ゲル化させて
製造するゲル化食品のゲル化状態の変化を容器外から非
破壊的に測定し、その製造を管理する方法に関する。本
発明の方法は、特にヨーグルト等の乳酸発酵食品の発酵
工程において原料のゲル状態の変化を管理する上で有用
であって、品質が一定でしかも優れた品質の乳酸発酵食
品を得ることができる。

【０００２】

【従来の技術】ゲル状食品の製造方法には冷却や加温等
の温度変化によりゲル化させるもの、酵素や菌を利用し
溶解物の疎水性を増してゲル化するものなどがある。そ
の中で乳酸菌を利用して発酵させてゲル化させる食品は
多数知られている。例えばヨーグルトなどがこれにあた
り、これらの製造方法は一般的には以下に述べるような
ものである。牛乳、脱脂乳に脱脂粉乳あるいは濃縮乳を
添加し、副原料を調合混和する。これを常法に従い均質
化、殺菌処理を行い、30〜50℃に冷却後混合スターター
あるいは単独スターターを２〜３％接種し、乳酸発酵さ
せて製造する。発酵の停止は、通常発酵基質の冷却、ま
たは加熱殺菌によって行なわれるが、その発酵停止のタ
イミングの判定は、滴定による乳酸酸度あるいはpHの測
定をもって行なわれる。しかし、これらの測定による判
定方法は、測定者によるばらつきや、インライン測定に
は不向き、温度による影響が大きいなどの欠点を有す
る。特に、乳酸酸度測定による発酵停止のタイミングの
判定方法の場合は、測定時間を要し発酵が進みすぎるこ
ともある。インラインにおいて発酵過程をモニターする
方法としては、pHセンサーをタンク内に設置してそのpH
変化をモニターする方法があるが、pH電極の構造上から
電極の内部液の基質中への流出は避けられず、食品製造
用のインライン測定法としては不適当である。

【０００３】またチルドデザートなどは果汁にペクチ
ン、寒天などの凝固剤、安定剤、甘味剤およびビタミ
ン、ミネラルなどを配合してミックスを製造し、容器に
充填したのち冷却プールなどで容器ごと冷却媒体に接触
させて固化して製品とする。この場合、特に固化のため
の条件に難しいものはないが、安全のため必要以上の時
間を冷却工程に費やしたり、必要以上の冷却を行なった
りしてエネルギーを無駄にしていることが多い。エネル
ギーは製造工程における設備能力との見合いで製造工程
を適切に管理することによって無駄を無くすことができ
る。しかしそのためには製品が完全に固化したかどうか
測定できなければならないが従来は適当な測定方法がな
かった。

【０００４】これらの問題を解決する手段として、特公
平2-9780号公報では電磁誘導型の電気伝導率計を用いた
発酵管理法を提示している。しかし、この方法では電気
伝導率の温度による影響が大きく、電気伝導率の値が基
質成分によって大きく異なり、従来の乳酸酸度との対応
が一意的に決まらないなどの欠点がある。また、特開平
7-87995 号公報では、細線加熱法を利用して新規な乳酸
菌の活力の測定方法を提示しており、この方法は乳酸生
成による基質の凝固を検知するものであり、その発酵停
止のタイミングを間接的に判定する方法を用いるもので
ある。さらに、近赤外線の吸光度測定により乳酸発酵を
管理する方法も提示されている(Giuseppe Vaccari
ら、'A Near-Infrared Spectroscopy Technique for th
e Control Fermentation Process: An Application to
Lactic Fermentation',Biotechnologyand Bioengineeri
ng, Vol.43. PP,913-917, 1994) 。しかし、この手法は
基質成分が発酵毎に異なった場合には再度吸光度と乳酸
酸度などの管理値との回帰式を求めなければならず煩雑
であり、直ちに判定できないという欠点を有している。

【０００５】ヨーグルト製造方法には、容器内で発酵さ
せる方法とタンク内で発酵させた後攪拌して製造する方
法があるが、前者の場合、容器内の発酵状態をモニター
することが必要である。この方法としては特公平2-2362
41号公報のように発酵して固化する食品を容器に入れシ
ールした後、容器ごと減衰自由振動させ減衰自由振動の
周期、または減衰自由振動数、および振幅を測定して発
酵管理する方法が提示されている。この方法は発酵停止
のタイミングを任意に設定することが不可能であるとい
う欠点を有している。また、減衰自由振動の連続的測定
を行なっているためその測定は固化するまで連続して行
なわなければならず、数百個や数千個単位の製造工程で
は全てを代表する測定値にはならない。特に発酵製品は
発酵室での一定温度による保持発酵という工程があり、
かつ発酵室の全ての位置で同じように発酵が進行するも
のではない。それは発酵温度を発酵室の全ての立体位置
で一定にすることは不可能に近いことからくる避けられ
ない条件である。この場合においては複数個の測定対象
による判定が必要になる。

【０００６】さらに、この方法は、固化または流動化状
態を判定する方法であるから、この方法によると冷却後
の弾性増加の挙動を追跡することができない。一方、ヨ
ーグルトの場合、ゲル化後のゲルの挙動を追跡して発酵
を停止するタイミングが大切であり、ゲル化後の特性の
変化を追跡する必要がある。従って、この方法はヨーグ
ルトのゲル化状態を測定することが好ましい方法とはい
えない。また、この方法は、その実施に用いる装置の小
型化が困難であり、試料を装置の場所まで移動させなけ
ればならない。移動した場合、特にゲル化直前ではヨー
グルトの組織が移動による振動によって破壊される恐れ
がある。以上のようにゲル化食品のゲル化状態を判定す
る再現性の高い管理方法はいまだに提案されていない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、これら
の現状に鑑みてゲル化食品の製造におけるゲル化状態を
判定する方法を検討した。その結果、振動、特に打音お
よび音波によるゲル化状態の測定について検討を行な
い、従来から要望されているより非破壊的で、高精度
で、また再現性の高いゲル化食品のゲル化状態を測定
し、そのゲル化の完了点を管理する製造管理方法を見い
出した。従って、本発明は、容器に充填してゲル化させ
てゲル化食品を製造するさいに容器に振動を与え、その
振動波の特性値の変化からゲル状態を判定してゲル化の
完了点を管理するゲル化食品の製造管理方法を提供する
ことを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】ヨーグルト等の乳酸発酵
食品を充填密閉した後、容器内で発酵させ、冷却により
発酵を停止して製造するものが数多く知られている。そ
のためには、その発酵停止のタイミングを非接触、非破
壊的に測定し、その測定値を用いてタイミングを決定し
なければならない。そこで本発明者等は断続的振動によ
る容器の振動波を測定する方法に着目した。シール材で
密封した容器内でゲル化して製造されるゲル状食品の容
器を一定の力で叩き、その振動を観察すると、ゲル化前
とゲル化後とではその振動の様子が大きく変化すること
を本発明者らは見い出した。これは、ゲル化に至る過程
での食品の粘性増加とゲル化後の弾性率の増加により、
断続的振動による容器の振動特性が間接的に変化するも
のと考えられる。そこで、シール材で密封された未発酵
（ゲル化）食品の容器を一定の力で叩き、その振動波を
発酵中に経時的に測定すれば、その測定値あるいはその
特性値の変化から、発酵の状態をモニターできると考え
た。本発明は、一定の力で未ゲル化食品を密封した容器
の一部を叩き、その振動波の特定値の変化量を測定し、
ゲル化食品の製造における管理指標値が短時間に高精度
で測定できることを見い出してなされたものである。

【０００９】すなわち、本発明は、ゲル化食品を容器に
充填し、ゲル化させてゲル化食品を製造するに当り、該
容器の一部に接触または非接触で断続的に振動を与え、
該容器の他部でこの振動波を接触または非接触で測定
し、この振動波の特性値の変化からゲル化物の経時的変
化を判定してゲル化の完了点を管理することよりなるゲ
ル化食品の製造管理方法に関する。本発明における容器
の一部に対して断続的に振動を与えるには、容器と振動
を与える物体とを接触させてもよく、あるいは非接触で
与えてもよい。このようにして振動を与える方法は、例
えば容器の一部を叩くことによって接触的に打音振動を
与える方法やあるいは音波発生装置を非接触的に置き、
音波振動を与える方法などがある。さらに、非接触的方
法としては、超音波を当てたり、スピーカーからの音を
単に当てたり、水を噴射したりあるいは球のような物体
を当てたりする方法がある。また、バネや磁石を利用す
ることもできる。そして、この振動波を容器の他部で測
定し、その特性値の変化からゲル化物の状態の経時的変
化を判定する。この振動波を測定するには、容器に振動
を付与してから振動が完全に消失するまでの時間、振動
波の周波数、振動の一定回数目の振幅等を振動波の特性
値とすることができる。本発明における容器とは、紙、
プラスチック、ガラス、金属、発泡スチロール樹脂、ポ
リスチレン樹脂、ビニール樹脂、アクリル樹脂、ポリエ
ステル樹脂等既知の材料の容器が用いられる。

【００１０】本発明を実施するに当り、次のような点を
留意する必要がある。 1. 容器の厚みは、包装材料の特性値に多少変動を与え
るが包装材料が同一で、通常の製造方法で製造されたも
のであれば、厚みの影響は小さい。 2. 容器密封のための熱シールは通常の厚みで同一の材
料であれば、その影響は小さい。 3. 容器天面から振動を与えると液面と天面との間に空
気層があるため、容器内容物の特性の変化が捉えにく
い。容器底面あるいは側面から振動を与える場合は何ら
問題ない。従って、振動は、容器側面から与え、その反
対の側面で測定することが望ましい。 4. 容器外壁の形状と大きさの影響は大きい。よって、
同一の形状と大きさの容器で実施しなければならない。 5. 容器の一部を叩くことによって振動を与える場合
は、測定中は同一の力で叩くことが条件である。 6. 受波は、測定装置を接触させて受波してもよく、ま
た測定装置を非接触的において受波してもよい。受波を
接触的に測定する方法には、電圧素子を利用する方法が
ある。また非接触的に測定する方法にはレーザー変位計
で測定する方法がある。これらは、msオーダーの短時間
にμm オーダーの変位が測定できる方法であればどのよ
うな方法であってもよい。接触であろうと非接触であろ
うと容器内における食品の物性変化に伴う振動伝達の変
化特性は変わらないので、測定感度に多少の差がある程
度でいずれの場合にも同様の結果が得られる。 7. プリン等チルドデザートの場合、加熱によるゲル化
と冷却によるゲル化があるが、いずれの場合も冷却のタ
イミングを客観的に判定でき、ゲル化後の弾性の増加も
追跡できる。 8. 容器の材質の影響も大きい。よって同一の材質の容
器で実施しなければならない。 9. 騒音などの環境の影響は小さい。なお、被測定物が
振動しているものと接していてはいけない。 10. 充填量の影響はあるが、通常の生産における充填量
の誤差の範囲では影響は小さい。

【００１１】この振動波の特性値の変化量を測定し、こ
の値をそのまま発酵（ゲル化）管理値として用いるか、
あるいはこの値を従来の乳酸酸度のような発酵管理値に
変換すると、短時間で非破壊的かつ高精度に発酵（ゲル
化）管理が可能となる。従来の乳酸酸度の上昇を品質管
理値とする方法では、接種スターターの濃度、培地固形
分、温度等の影響によって乳酸酸度の上昇はばらばらで
あるから、滴定による乳酸酸度の測定を常時行なって冷
却による発酵停止のタイミングを図っている。本発明の
方法によると上記のような振動波の特性値の測定によっ
てこれらの影響を受けることなく非破壊的に発酵（ゲル
化）停止のタイミングを的確に把握することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に実施例を示し、本発明をさ
らに詳細に説明する。

【実施例１】本実施例においては、アシドフィルス菌と
サーモフィルス菌の混合スターターを用いた。培地には
12重量％となるよう脱脂粉乳を水に溶解し、95℃で20分
殺菌し40℃に調整した。この培地に３重量％となるよう
菌を接種後、石油を原料とした合成高分子（ポリスチレ
ン樹脂）を素材として製造された500ml 容器(65X80X105
mm) に入れ、アルミ箔でシールした。この容器を図１に
示すように40℃に制御された空気恒温槽内に設置した。
容器の断続的振動にはシリコン栓の材質を用い、この1
7.4g のシリコン栓を発酵乳容器側面から30度の位置か
ら１分間に１回の割合で容器側面に当てた。振動波の測
定はこのシリコン栓の振動を与えている箇所と、180 度
反対側の部位にデジタル標示振動計 (昭和測定器株式会
社、MODEL-1332) を接触させておき、得られる振動をデ
ジタルオシロスコープ (ヒューレットパッカード、HP54
501A) を用いて測定した。

【００１３】図２(A) に凝固（ゲル化）前の状態での断
続的振動による振動の波形を示す。また、図２(B) に凝
固（ゲル化）後の状態の振動の波形を示す。このよう
に、振動波は、ゲル化が進むに従って、消失までの時間
（振動波消失時間）が減少する。また図３に発酵過程に
おける断続的振動による振動波の消失時間の経時変化を
示す。発酵の進行および乳酸濃度の増加に伴い培地の粘
度は増加し、その結果、振動波の消失時間が経時的に減
少する結果となった。しかし、ゲル化後冷却するとその
弾性率が増加し、消失時間が増加する結果となった。こ
の結果を用いて振動波消失時間の減少が終了した時点か
ら１時間後に５℃に冷却し、発酵を停止させた。このよ
うにして発酵管理値としてこの断続的振動による振動波
の消失時間を用い、温度制御によって発酵を制御した結
果、最終的に一定品質のヨーグルトが製造できた。この
方法によると、ゲル化後の弾性が増加する経時変化もモ
ニターすることができる。

【００１４】

【実施例２】実施例１と同様に試料を調製し、今度は断
続的振動による振動波の周波数を用いてモニターした。
発酵過程における周波数の経時的変化を図４に示す。最
初27〜28Hzであったが、ゲル化が進むに従って、周波数
が減少し、ゲル化が完了した時点では25〜26Hzとなる。
また、冷却を行なうとこの周波数はさらに急激に減少し
20Hz前後となった。ヨーグルトの発酵が進行するに従っ
て、周波数は減少したが、冷却後その周波数はさらに、
急速に減少した。しかし、冷却し一定の温度になるとそ
の周波数は一定値となり変化しなかった。振動波の周波
数の減少が終了した時点から２時間後に５℃に冷却し、
発酵を停止させた。このように、発酵管理値としてこの
振動波の周波数を用い適切な時間で冷却することによっ
て発酵を停止し、適切な時間と温度で冷却した結果、一
定品質のヨーグルトが製造できた。この方法によるとゲ
ル化前の振動波の周波数の変化は小さいが、冷却後の弾
性の変化を的確に捉えることができる。

【００１５】

【実施例３】実施例１と同様に試料を調製し、断続的振
動による振動波の２回目の波の振幅をモニターした。発
酵過程における振幅の経時的変化を図５に示す。図に示
すように、ヨーグルトがゲル化した時点まで振幅は増加
し、ゲル化後は減少した。しかし、冷却すると少し増加
しその後一定値となり変化しなかった。この２回目の振
動波の振幅が最大値となった時点から２時間後に５℃に
冷却し、発酵を停止させた。このように発酵管理値とし
てこの振動波の振幅を用い適切な時間で冷却することに
よって発酵を停止し、適切な時間と温度で冷却した結
果、最終的に一定品質のヨーグルトが製造できた。この
方法によるとゲル化時点の判定を容易に行なうことがで
きる。

【００１６】

【発明の効果】本発明によると、スターター接種後、容
器に入れ密封した発酵乳の発酵過程を非破壊的にモニタ
ーすることが可能となり、冷却により発酵（ゲル化）停
止を適切な時間で実施し、適切な時間と温度で冷却する
ことが可能となる。また、この方法は、発酵乳ばかりで
はなく、その他のゲル化食品、例えば、フルーツゼリ
ー、アイスクリーム、プリンなどのゲル化食品の製造の
品質管理にも用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１で使用した断続的振動による振動測定
装置の概略図を示す。

【図２】(A) 実施例１の凝固前の容器の断続的振動によ
る振動波を示す。 (B) 実施例１の凝固後の容器の断続的振動による振動波
を示す。

【図３】実施例１の発酵過程における断続的振動による
振動波の消失時間の経時変化を示す。

【図４】実施例２の発酵過程における断続的振動による
振動波の周波数の経時変化を示す。

【図５】実施例３の発酵過程における断続的振動による
振動波の２回目の波の振幅の経時変化を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ゲル化食品の原料を容器に充填しゲル化
させてゲル化食品を製造するに当り、該容器の一部に接
触または非接触で断続的に振動を与え、該容器の他部で
この振動波を接触または非接触で測定し、この振動波の
特性値の変化からゲル化物の経時的変化を判定して、ゲ
ル化の完了点を管理することを特徴とするゲル化食品の
製造管理方法。
【請求項２】容器の一部に断続的に振動を与える方法
が容器の一部を叩くことによる打音振動によるものであ
る請求項１記載の方法。
【請求項３】容器の一部に断続的に振動を与える方法
が容器の一部に、音波振動発生装置より発生する音波振
動を与えるものである請求項１記載の方法。
【請求項４】振動波の特性値を、容器の他部で振動が
発生してから消失するまでの時間とする請求項１〜３の
いずれかに記載の方法。
【請求項５】振動波の特性値を、容器の他部で振動を
測定したときの周波数とする請求項１〜３のいずれかに
記載の方法。
【請求項６】振動波の特性値を、容器の他部で振動を
測定したときの振動の一定回数目の振幅とする請求項１
〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項７】ゲル化食品がヨーグルトである請求項１
〜６のいずれかに記載の方法。