JPS5817569B2 - カゼイン水性サスペンジヨンの可溶化方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は粉末形のカゼイン水性サスペンションを可溶化
する方法に関する。

ミルクを固有のたん白としてそれらの著名な材料である
カゼインは不溶化することによって全く容易に分離する
ことができる。

不溶化は概要的に３種の異なる方法によって行なうこと
ができる：カゼインの等電点すなわち約４．５のｐＨに
ミルクを酸性化する方法、その場合には生成カゼインは
酸カゼインとして知られる：ミルクにカルシウム塩を添
加する方法、その場合には生成カゼインは燐酸カルシウ
ムカゼイン（ｐｈｏｓｏｈｏ、 ｃａｌｃｉｃ ｃ−ａ
ｓｅｉｎ）として知られる：そして最後に成る条件でミ
ルクにレンネットとして知られる酵箪を添加する方法、
その場合には生成カゼインはレンネツｉ トカゼインと
して知られる。

ミルクもしくはミルクに基づく製品を要求に応じてすな
わち地理的拘束もしくは季節的変化かにかわりなく再構
成しうるようにするためにこれらのカゼインを容易に貯
蔵でき、輸送できる形すなｉわち粉末形にして、大きな
困難を伴わずに水に溶解することに潜在的関心がある。

不幸にも粉末形の酸カゼインを水に再溶解することは、
理論的には単にアルカリの添加を必要とするだけである
が、実際には非常に多くの注意を払って（全体的の不）
溶性のかたまりの形成を避けるために）行なわなけれは
ならないので、粉末形の酸カゼインの使用は予期された
程利益を得ることはなかった。

可溶化性塩による粉末形の燐酸カルシウムカゼインの溶
解は同様の問題を含む。

粉末形のレンネ゛ン５トカゼインに関する限り、不溶性
として知られる。

本発明の目的はこれらの問題に解決を与えることである
。

本発明は、カルシウム塩をミルクに添加してミルクから
沈澱させたカゼイン又はレンネットカゼインから成る群
から選択したカゼインのサスペンションを可溶化する方
法において、上記粉末状のカゼインを水性系に懸濁させ
、水性系ｌ当り多くても２７０ｇのカゼインを含有する
カゼインサスペンションを得、このサスペンションを少
くとも１０分間熟成させ、その後、初めにクエン酸又は
リン酸を徐々に添加して、約４．６以上のｐＨに維持し
、ついでアルカリを徐々に添加することにより、カルシ
ウム−錯化可溶化剤を徐々にサスペンションに形成させ
、クエン酸を使用する場合には少なくともｐｉ−ｉ ６
．８およびリン酸を使用する場合には少なくともｐＨ７
，５の均質溶液を得ることを特徴とする、上記可溶化方
法を供する。

本発明に関して「カゼインサスペンションを熟成させる
」という表現は粉末形のカゼインが完全に水和されるま
でサスペンションに可溶化剤を添加しないことを意味す
る。

この熟成期間が守られなけれは、不溶性かたまりが可溶
化剤の添加中に形成される。

その理由は、内部が乾いたま＼のカゼイン粒子は可溶化
剤とカゼインとの反応生成物の不透過層で覆われるよう
になるからである。

換言すれば、均質溶液を得ることはできない。

熟成期間は少くとも１０分間、好ましくは３０分なけれ
ばならず、その間サスペンションは撹拌することが有利
であることが判った。

サスペンションは水性媒体１１につき２７０ｇ以上のカ
ゼインを含むべきではなく、さもなければ生成した相当
溶液は均質ではなく、向出発カゼイン粒子を含む。

事実この」二限は理論的であり、２５０ｊ；ｌ／ｌのオ
ーダーの値が実際に真に超過すべきではないからでさも
なければ得られた溶液は過大に粘稠となり、取扱いが困
難となるからである。

水もしくは水性媒１１につき１８０〜２４０ｇを含む。

正常には流体溶液であるカゼインサスペンションを使用
スることが好ましい。

本発明に関して「可溶化剤」は出発カゼインの個々の粒
子を消失させ均質溶液とすることのできるものである。

本発明の記載を一層容易に理解させるために、発明者ら
は本発明によって使用されるカゼインはそれぞれ酸カゼ
イン、燐酸カルシウムカゼインおよびレンネットカゼイ
ンの３種の場合を記述しよう。

サスペンドしたカゼインが酸カゼインの場合には可溶化
剤はアルカリ剤、たとえば塩基もしくは塩基性アルカリ
金属もしくはアルカリ士金属塩であり、真の溶液すなわ
ちカゼイネートもしくはカゼイン塩の水溶液が得られる
。

この方法で出発サスペンションに水酸化ナトリウム、水
酸化カリもしくは水酸化カルシウムもしくはナトリウム
、カリウムもしくはカルシウムの炭酸塩もしくは重炭酸
塩でさえ添加して、カゼインナトリウム、カゼインカリ
ウムもしくはカゼインカルシウムを製造することができ
る。

可溶化は約６．５〜７．０のｐＨで得られる。

「酸カゼイン」なる表現は広い意味で使用され、ミルク
を直接酸性化して得た伝統的酸カゼインおよびたとえば
再酸性化したレンネットカゼインすなわち酸で充分に洗
滌して大部分のカルシウムを除いたような間接的に得た
酸カゼインの両者をも含む。

調整したカゼインサスペンションは最初にクエン酸もし
くは燐酸で、それらのｐＨ値が約４６以下に下らないこ
とを条件として次いで苛性ソーダもしくは苛性カリもし
くは相当する炭酸塩もしくは重炭酸塩のようなアルカリ
剤で、クエン酸もしくは燐酸使用による媒体のｐＨ値を
少くとも６．８〜７．５に調整するように処理すること
ができる。

ｐＨは６．９〜８．０もしくは７．５〜８０に増加させ
ることが好ましい。

カゼインがサスペンドする水性媒体は純水もしくは塩、
糖、着色剤、フレーバー、可溶性たん白質特にラクトア
ルブミン（たとえばホエイタイプの水性媒体）などのよ
うな種々の成分を含む水性溶液であることができる。

他方、水溶性は可溶化剤のかなりの量を含むべきではな
く、その場合にはカゼインと可溶化剤との反応が直ちに
起こり、サスペンションが熟成する機会を全くもたない
ことが前記の事から明らかである。

従って、アルカリ剤もしくはカルシウム−錯化剤の存在
を避けることが必要である。

すべてこれらの操作の行われる温度の問題の本来のカゼ
インに如何なる点でも作用しないことをン条件とすれば
全く重要な要素ではない。

従って、この温度は連続操作において約８０℃と同程度
、好ましくは２０〜７０℃であることができる。

生成溶液はもし必要ならばｐＨの調整後に可食組成物の
製造にそれ自体使用することができる。

濃縮し、次いで任意の方法によって乾燥し、カゼイネー
トを白色粉末形にすることもできる。

先ず第一に使用する粉末形カゼインとは異なり、このカ
ゼイネートは水に直接可溶化して真の溶液、コロイド溶
液もしくはゲルとすることができる。

カゼイネートの組成は乾燥前もしくはもし必要なら乾燥
後にたとえばマグネシウム塩もしくは塩化物を添加して
修正時に標準化することができる。

これらのカゼイネートは殺菌（ｐａｓｔｅｕｒｉｓｅｄ
ｏｒｓｔｅｒ ｉ ｌ １ｓｅｄ ）することもでき
る。

生成溶液はカゼインおよび可溶性材料に関してのみ均質
であることが明らかである。

もしカゼインの池に不容性材料が最初に存在するならば
、勿論それらは不溶のまト残るであろう。

たとえばもし不溶化ラクトアルブミンがカゼインの池に
存在するならば少くとも部分的には不溶のま＼残るであ
ろう。

この例はカゼインの池に約６０℃以上で凝固したラクト
アルブミンを含む共沈澱物の処理において出あう。

本発明方法は洗滌し、任意には殺菌しそして一定で適宜
の大きさの粒子に小さくしたカゼインで行なうことが好
ましい。

これらの操作はきわめて大量の水に粗カゼインをサスペ
ンドし、水中でカゼインを磨砕し、少くとも洗滌水の部
分を除去しくデカント、遠心分離もしくは池の任意方法
により）、そして適当量の水性媒体中に洗滌し、水和し
、磨砕したカゼインを再サスペンドすることによって行
なうことができる。

これらの操作は本発明方法が実際に行われる操作に従っ
て行なうのが有利である。

コウシて得たサスペンションは好ましくは撹拌しながら
熟成させ、続いてカルシウム−錯化剤を２工程（クエン
酸もしくは燐酸次いでアＭｙ’）剤）で徐々に添加する
。

燐酸カルシウムカゼインは直接クエン酸もしくは燐酸中
にサスペンドすることができる。

この添加もしくはこれらの添加は徐々になされ、サスペ
ンション中にｐＨが突然変化する区域もしくはカルシウ
ム−錯化剤を含む区域の出現を阻止することを保証する
ことが重要である。

この目的のため稀薄可溶化剤および以下に記載するタイ
プの装置を使用することが好ましい。

本発明は又このカゼインの水性サスペンションを循環す
る方法、サスペンションを可溶化剤の添力０前に少くと
も１０分間課持重る方法および該可溶化剤をサスペンシ
ョンに徐々に加える方法より成る粉末形カゼインの水性
サスペンションを連続的に可溶化する装置を提供する。

このタイプの装置は工程の上流に粗カゼインを洗滌し、
磨砕するための方法および工程の下流に生成溶液を乾燥
するための方法を完了させることができる製造ラインよ
り成る。

可溶化剤の添加前にサスペンションを保持する方法は、
充分な容量の緩衝タンクの形で、もしくはたとえばサス
ペンションの循環速度により計算された適当な長さの１
個もしくはそれ以上の管の形であってもよい。

添付図は本発明方法の実施装置の１例を示す。

第１図は単一工程でカゼインを可溶化する好ましい製造
ラインを図式で説明する。

第２図は２工程でカゼインを可溶化する好ましい製造ラ
インを図式で説明する。

これらの図では、破線は調整回路を示し、液体（サスペ
ンションもしくは溶液）は点線で示される。

第１図に示す如く、製造ラインは連続して配列されライ
ン１に連結された多数の要素より成る。

工程の下流の方向に配列される順序で記録したこれらの
要素は次の如くであるニ ー モーター４によって作動する計量スクリュー３を備
えた供給ホッパー２ − 撹拌機６を備え、ホッパー２によってカゼインを供
給しパイプ７によって水を供給する水利タンク５ − 容積型置換ポンプ８（容積型ポンプとして簡略に記
載） −コロライドミル９ 一カゼインサスペンションの部分を再循環するためのパ
イプ１〇 −撹拌機１２を備えた保持タンク１１ − 容積型ポンプ１３ − 水を除去するためのパイプ１５を備えた水平デカン
タ−１４ −撹拌機１７とラインの下流に位置する容積型・ ポン
プ２８を調練するフロート１８を備えた可溶化タンク１
６、該タンク１６はパイプ１９によって給水される；こ
のタンクの昇口は撹拌機２３を備えた貯蔵タンク２２か
ら供給（ラインの下流に位置するｐＨメーター２６に連
動できる計量ポンプ２１によって）される可溶化剤を導
入するためのパイプ２０に連結される − 容積型ポンプ２４ − コロイドミル２５ − 可溶化剤の投入を調整する計量ポンプ２１を調整す
るｐＨ−メーター２６ − 可溶化剤で処理されたカゼインの部分を可溶化タン
ク１６に再循環するパイプ２７ − 可溶化タンクのフロート１８により調整された容積
型ポンプ２８ − 蒸気供給パイプ３０を有する蒸気インジェクター２
９ − 脱気室３１ − 容積型のポンプ３２ − もし必要ならば、乾燥塔３３（図示せず）更にこの
ラインは生産量の調節するための多数のバルブ３４を備
えている。

更に図示したように予備給水口３５および可溶化剤２０
を導入するためのパイプとポンプ２４との間に位置する
蒸気供給パイプ３７を有する蒸気インジェクタ−３６を
４′備えることができる。

この予備給水口およびこのインジェクターは温度を管理
調整するもので、ヒーターたとえば管状ヒーターで代替
できる。

最後にラインは隔膜３８をも備えることができる。

このようなラインは中和による酸カゼインサスペン。

ジョンの可溶化もしくはクエン酸塩もしくは燐酸塩によ
る燐酸カルシウムカゼインもしくはレンネットカゼイン
サスペンションの可溶化のために使用することができる
。

第２図に示す如く、製造ラインは第１図に図示。

したラインと同一の構成要素より成り、可溶化タンク１
６は前処理タンク（クエン酸もしくは燐酸による前処理
）の機能を果たす。

本来の可溶化はタンク１６と同様な様式で１７′〜２８
′の付属物を備えたタンク１６′中で起こる。

このラインは２工。程の可溶化（クエン酸もしくは燐酸
、続いて中和による）に使用することもできる。

本発明方法を次側で説明する。

参考例 燐酸カルシウムカゼインからの混合カゼイネ−４１・ 第１図に説明した製造ラインを使用する。

ホッパー２によって、タンク５に含水量４％の粉末形燐
酸カルシウムカゼインを供給する。

カゼイン投入量は１００ｋｇ／時間に上る。

パイプ７によってタンク５に３１００に９／時間の割合
で４００Ｃの水を入れる。

生成サスペンションをポンプ８によってポンプ移送し、
カゼイン粒子を磨砕するコロイドミル８に入れる。

約９／１０のサスペンションをパイプ１０によってタン
ク５に戻し、残りの１／１０を連続的に保持タンク１１
に移しその容量はサスペンションを約３０分間烈しく撹
拌しながらそこに留める量である。

水利カゼインサスペンションは連続的にポンプ１３によ
って移し、パイプ３５により冷水（１，Ｑ〜１２℃）を
添加して冷却する。

この水の添加はポンプ１３により約９０００ｋｇ／時間
の割合で工程の上流に向って行なう。

次いでサスペンションは隔膜３８を通し、パイポ１５に
より除去する（ １０５６５ ｋｇ／時間の速度）洗滌
水を含まぬ遠心デカンタ−１４に入れる。

こうして約４５％の乾燥抽出物を有する再構成カードを
２１．１ｋｇ／時間の割合で得る。

これらのカードをきわめて烈しく撹拌するタンク１６、
いわゆる可溶化タンクに入れる。

同様に５０℃の水をこのタンクにパイプ１９を通し２２
３ｋｇ／時間の割合で入れる。

更に形成し、再循環するカゼイネートの部分をパイプ２
７を通して入れる。

１０％に３ＰＯ４溶液を１４０ｋｇ／時間の割合で移送
するパイプ２０はタンクの排出口に開口する。

更にインジェクタ−３６は全体を７０℃に加熱し、粘度
を減少させるために蒸気を注入することができる。

全体は隔膜３８およびコロイドミル２５を通して再循環
し、ｐＨメーター２６によって監視する。

ｐＨが７．８に達すると、運転が連続的となり、Ｋ３Ｐ
Ｏ４の添加はｐＨメーター２６に連動して調整する。

形成するカゼイネートの部分をポンプ２８によって除去
し、残りをパイプ２７によりタンク１６に移送する。

このポンプ２８はフロート１８によって調整し、タンク
１６のレベルを一定に保持する。

除去した部分を１３０°Ｃで殺菌するために蒸気インジ
ェクターに入れ、次に脱気室に移し、ポンプ３２により
乾燥塔３３に移送する。

水溶性「燐酸カルシウムカゼイン」粉末より成る残留水
分４％のカルシウム／カリウム混合カゼイネートを１１
０ｋｇ／時間の割合で得る。

実施例 燐酸カルシウムカゼイ からの混合力ゼイネー図２で説
明した製造ライフを使用する。

タンク１６はクエン酸による処理タンクとして使用し、
一方タンク１６′は中和に使用する。

操作パラメーターは次の如くであるニ ー 燐酸カルシウムカゼイン、粗粒、水分１０％：３０
５ｋｇ／時間 −４０℃の水（パイプ？）：６５ｏｏｋｇ／時間−滞留
：３０分 隔膜３８の通過およびデカンタ−１４で分離後に、乾燥
抽出物４５％の再構成カードを６１０ｋｇ／時間の割合
で得、タンク１６に移すニ ー １０％クエン酸溶液の連続添加：１５４ｋｇ／時間 −７０°Ｃの熱水（パイプ１９）：８５０ｋｇ／時間 −隔膜３８およびコロイドミル２５を通して再循環 −ｐＨ約４．６で連続排水 −クエン酸との平均接触時間、約１時間 排水した部分をタンク１６′に入れるニ ー ３％苛性カリ溶液による連続中和：１７０ｋｇ／時
間 −隔膜３８およびコロイドミル２５′を通しての再循環 −ｐＨ５，９で排水 殺菌、脱気および乾燥後、水溶性「燐酸カルシウムカゼ
イン」粉末より成る残留水分４％のカルシウム／カリウ
ム混合カゼイネートを２７５ｋｇ／時間の割合で得る。

比較例 本発明の２工程方式が１工程方式よりすぐれていること
を以下の比較データにより説明する。

１工程可溶化方法を参考例の記載に準じて行ない、２工
程方法は実施例に従って行なった。

すなわち、■工程方法はクエン酸塩とリン酸塩の等モル
混合物を添加して行ない、２工程方法では等モル量のク
エン酸とリン酸混合物を添加し、続いて・水酸化カリで
中和して行なった。

乾燥した後、生成物を各申分について分析して次の結果
を得た。

組成 １工程可溶化 ２工程可溶化 乾燥物 ９６．１９％ ９４．４９％タン白 ５
６．９０％ ７５．４５％０ ラクトース １３２
％ １．７２％灰分 ２５．４４％ １５．
０２％上記の表から明らかなように、２段工程方法では
余り多（の可溶化塩を必要とせずかつ生成物のタン白含
量も高い。

５図面の簡単な説明 第１図は単一工程によるカゼイン可溶化装置を示す。

１はライン、２はホッパー、３は計量スクリュー、４は
モーター、５は中和タンク、６は撹拌機、７は水供給パ
イプ、８は容積型ポンプ、９０はコロイドミル、１０は
再循環パイプ、１１は医持タンク、１２は撹拌機、１３
は容積型ポンプ、１４は水平デカンタ−１１５は排水パ
イプ、１６は可溶化タンク、１７は撹拌機、１８はフロ
ート、１９は給水パイプ、２０は可溶化タンクパイプ、
５２１は計量ポンプ、２２は貯蔵タンク、２３は撹拌機
、２４は容積型ポンプ、２５はコロイドミル、２６はｐ
Ｈメーター、２７は再循環パイプ、２８は容積型ポンプ
、２９は蒸気インジェクター、３０は蒸気供給パイプ、
３１はインジェクター、３２０は容積型ポンプ、３３は
乾燥塔を示す。

第２図は２工程によるカゼイン可溶化装置を示す。

数字は第１図に準じ、１６〜２８は前処理、１６′〜２
８′は可溶化処理を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ カルシウム塩をミルクに添加してミルクから沈澱さ
   せたカゼイン又はレンネットカゼインから成る群から選
   択したカゼインのサスペンションを可溶化する方法にお
   いて、上記粉末状のカゼインを水性系に懸濁させ、水性
   系ｌ当り多くても２７０ｇのカゼインを含有するカゼイ
   ンサスペンションを得、このサスペンションを少くとも
   １０分間熟成させ、その後、初めにクエン酸又はリン酸
   を除徐に添加して、約４．６以上のｐＨに維持し、つい
   でアルカリを徐々に添加することにより、カルシウム−
   錯化可溶化剤を徐々にサスペンションに形成させ、クエ
   ン酸を使用する場合には少なくともｐＨ６，８およびリ
   ン酸を使用する場合には少なくともｐＨ７，５の均質溶
   液を得ることを特徴とする、上記カゼインの可溶化方法
   。