WO2009119646A1 - 脱塩ホエイの製造方法 - Google Patents

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WO2009119646A1
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信夫 関
貴絵 木下
正俊 大西
賢司 西
吉隆 田村
浩 越智
仁志 齋藤
Original Assignee
森永乳業株式会社
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    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
    • A23C9/00—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations
    • A23C9/14—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment
    • A23C9/142—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment by dialysis, reverse osmosis or ultrafiltration
    • A23C9/1425—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment by dialysis, reverse osmosis or ultrafiltration by ultrafiltration, microfiltration or diafiltration of whey, e.g. treatment of the UF permeate
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
    • A23C21/00—Whey; Whey preparations
    • A23C21/10—Whey; Whey preparations containing inorganic additives

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing desalted whey.
  • Whey is a by-product of producing dairy products, and is used as a raw material for whey protein or lactose, as well as a flavor improver for bread and baked confectionery, a raw material for beverages, and a raw material for infant formula. ing.
  • whey contains its unique flavor and a large amount of minerals, its use is limited as it is. Therefore, many methods for desalting whey by ion exchange, nanofiltration, electrodialysis and the like have been proposed.
  • calcium and magnesium are important nutrients as the intake standards are determined in each country including the Japanese dietary intake standards (2005 version).
  • Calcium and magnesium are defined as nutritional components that can be labeled as functional nutritional foods. By satisfying certain requirements, the functions of calcium and magnesium can be demonstrated, and their nutritional importance is widely recognized. Yes.
  • the current rate of satisfaction with the dietary intake standards is insufficient, and in recent years, foods and supplements enriched with calcium and / or magnesium have been widely distributed. is doing.
  • Dairy products are expected to be a good source of calcium, and whey is no exception.
  • whey desalination process not only the mineral content is simply reduced, but also divalent cations, that is, monovalent minerals such as sodium and potassium are selectively desalted while leaving calcium and magnesium. desirable.
  • a membrane filtration method As a method for performing such selective desalting, there is a membrane filtration method.
  • Patent Document 1 below proposes a method for producing a low mineral milk powder in which the sodium and potassium contents are reduced using a nanofiltration method.
  • the desalting by nanofiltration has a problem that the desalting efficiency decreases as the desalting rate increases. Therefore, in order to achieve a high desalting rate, it is necessary to perform membrane filtration for a long time, for example, and the production efficiency is poor.
  • Patent Document 2 proposes a method of adding an electrolyte (milk casein, whey protein concentrate, etc.) that does not permeate the nanofiltration membrane to the milk before desalting in order to promote desalting in the nanofiltration method.
  • an electrolyte milk casein, whey protein concentrate, etc.
  • Patent Document 2 is not preferable because the composition of proteins, carbohydrates, and the like is greatly changed by adding milk casein, whey protein concentrate, and the like.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and without greatly changing the composition of proteins and carbohydrates contained in whey, while suppressing the reduction of the content of calcium and magnesium, sodium and potassium are
  • An object is to provide a method capable of producing a sufficiently reduced desalted whey.
  • the present inventors have determined that the molar ratio of the chlorine content to the total of the potassium content and the sodium content in the whey stock solution in the desalination treatment by the membrane separation method. It has been found that when the value of [chlorine / (potassium + sodium)] decreases, the rejection of sodium and potassium in the separation membrane increases, and the amount of sodium and potassium remaining in the desalted whey increases. Then, by increasing the chlorine content in the whey stock solution so that the molar ratio of [chlorine / (potassium + sodium)] is greater than or equal to a predetermined value, an increase in the rejection of sodium and potassium (decrease in permeability) can be achieved. The present invention has been completed by finding that it can be suppressed.
  • the present invention is a method for producing a desalted whey having a step of subjecting a whey stock solution containing whey to a desalting treatment by a membrane separation method, wherein the potassium content and the sodium content immediately before the treatment with the separation membrane are performed.
  • a method for producing salt whey is provided.
  • a desalted whey in which sodium and potassium are sufficiently reduced while suppressing the reduction of calcium and magnesium without greatly changing the composition of proteins and carbohydrates contained in the whey can be obtained.
  • whey In the process of producing cheese, casein, sodium caseinate, yoghurt, etc. using milk such as cows, sheep, goats, etc. as a raw material, whey is a transparent liquid remaining after removing the coagulated milk.
  • the whey used in the present invention may be an untreated whey obtained by separating the coagulated milk, and the untreated whey is degreased, desalted using a separator, a separation membrane, an ion exchange resin, etc.
  • a pre-treated product such as deproteinized protein may be used, or the untreated whey or the pre-treated whey may be powdered by a conventional method such as spray drying or freeze drying. Commercial whey powder can also be used.
  • the whey stock solution used for membrane separation may be a liquid containing whey.
  • liquid whey may be used as it is or an aqueous solution of whey powder. If necessary, a concentrated solution may be used as the whey stock solution.
  • membrane separation method As the membrane separation method used for the desalting treatment, a method having a high calcium and magnesium rejection and a high sodium and potassium permeability is used. For example, a known method can be used as a method for selectively desalting monovalent minerals, such as electrodialysis, nanofiltration, and dialysis. The nanofiltration method is preferable in that desalting and concentration can be performed in parallel at the same time, and high desalting is possible by combining diafiltration steps as necessary. A membrane separator and a separation membrane can be appropriately selected and used.
  • the membrane separation apparatus usually includes a membrane module equipped with a separation membrane, a supply pump that sends a stock solution to the membrane module, a means for taking out the permeate that has permeated through the separation membrane, and a retentate that has not permeated through the separation membrane. Means for taking out the membrane from the membrane module.
  • the batch-type apparatus further includes a stock solution tank that holds the stock solution before being supplied to the membrane module, and means for returning the retained solution taken out from the membrane module to the stock solution tank.
  • the membrane separation operation may be a batch concentration type in which the permeate is taken out and the retentate is returned to the stock tank.
  • the permeate is taken out and the retentate is returned to the stock tank, and the same amount of deionized water as the taken out permeate is used as the stock solution.
  • Diafiltration diafiltration
  • applied to the tank may be used, or the stock solution may be continuously supplied to the membrane module, and the retentate and permeate may be continuously taken out.
  • the method for producing desalted whey of the present invention includes a step of subjecting a whey stock solution to a desalting treatment by a membrane separation method and a step of increasing the chlorine content in the whey stock solution.
  • a part of potassium, sodium and chlorine in the whey stock solution permeates the separation membrane.
  • the sodium permeability represented by the following formula (1) indicates the ratio of the sodium concentration (mol / L) in the permeate to the sodium concentration (mol / L) in the retentate. The higher the transmittance, the more desalted whey with a reduced sodium content is obtained.
  • the potassium permeability and the chlorine permeability are calculated in the same manner.
  • Sodium permeability sodium concentration in permeate / sodium concentration in retentate (1)
  • a method of increasing the chlorine content in the whey stock solution a method of adding acids containing chlorine and / or a salt containing chlorine to the whey stock solution, a method of passing the whey stock solution through an anionic ion exchange resin having a chlorine type Etc. can be used.
  • the acid containing chlorine hydrochloric acid is preferable.
  • the salt containing chlorine is preferably one containing a divalent cation such as calcium chloride or magnesium chloride.
  • the amount of increase in the chlorine content in the whey stock solution is the molar ratio of the chlorine content to the total of the potassium content and the sodium content immediately before being treated with the separation membrane (in this specification, [chlorine / (Potassium + sodium)] is 0.4 or more, preferably 0.6 or more.
  • the molar ratio of [chlorine / (potassium + sodium)] is 0.4 or more, the sodium permeability is sufficiently high. Since there is no significant difference in the mobility of sodium and potassium, the potassium permeability is high when the sodium permeability is high. Therefore, desalting of sodium and potassium can be performed with high efficiency.
  • the upper limit of the molar ratio of [chlorine / (potassium + sodium)] is not particularly limited.
  • the molar ratio of [chlorine / (potassium + sodium)] immediately before being treated with the separation membrane is changed with time unless the chlorine content is increased in the middle. To decrease. Therefore, the value of the molar ratio of [chlorine / (potassium + sodium)] immediately before being treated with the separation membrane is always kept at 0.4 or more, preferably 0.6 or more during the desalting treatment. It is preferable to increase the chlorine content in the whey stock solution.
  • the timing for increasing the chlorine content in the whey stock solution may be before the start of the desalting process by the membrane separation method, and after the desalting process is started, before the desalting process is completed, that is, even during the desalting process. Well, both.
  • finish of a desalting process may be 1 time, and may be 2 times or more.
  • the amount of chlorine to be added is not particularly limited, but it is necessary to make it within a range that does not hinder after desalting.
  • the molar ratio of [chlorine / (potassium + sodium)] at the end of desalting is preferably 0.4 to 0.6.
  • Desalted whey is obtained from the retentate that has been desalted by the membrane separation method. It is preferable to perform the desalting treatment so that the total of the sodium content and the potassium content in the retentate is 40 mmol or less per 100 g of the solid content.
  • the retentate obtained after the desalting treatment may be used as it is as a liquid desalted whey, and if necessary, a concentrated liquid desalted whey may be used as a concentrated liquid desalted whey. Further, the retentate may be concentrated as necessary, and then subjected to a normal drying step such as freeze drying or spray drying to obtain a powdered desalted whey. Desalted whey can be used as a raw material for other products.
  • the desalting of sodium and potassium proceeds (when the desalting rate is increased). Moreover, since the fall of sodium permeability and potassium permeability is suppressed satisfactorily, desalting treatment can be performed efficiently until sodium and potassium are sufficiently reduced. Therefore, the desalting efficiency can be improved. In addition, since it is only necessary to increase the chlorine content in the whey undiluted solution, a desalted whey with sufficiently reduced sodium and potassium is obtained without greatly changing the composition of proteins and carbohydrates contained in the whey. be able to.
  • a membrane separation method with a high rejection rate of calcium and magnesium and a high permeability of potassium and sodium is used, reduction of calcium and magnesium due to desalting treatment can be suppressed.
  • a desalted whey having a total calcium content and a magnesium content per 100 g of solid content of 12 mmol or more and a total of sodium content and potassium content of 40 mmol or less can be obtained. .
  • the molar ratio of [chlorine / (potassium + sodium)] in the whey stock solution in the raw material tank that is, the value of the molar ratio of [chlorine / (potassium + sodium)] immediately before being processed in the separation membrane is as follows.
  • Sodium permeability also decreased with time.
  • Table 1 shows the relative values of sodium permeability (sodium relative permeability) for each time when the sodium permeability value in the sixth measurement is 1.
  • Example 1 6 kg of the same cheese whey powder as in Test Example 1 was dissolved in 94 kg of water to obtain a whey stock solution. To this solution, 250 g of concentrated hydrochloric acid (35% by mass) diluted 10-fold with deionized water was gradually added while stirring. The molar ratio of [chlorine / (potassium + sodium)] immediately after the addition of hydrochloric acid was 0.9. This solution was concentrated 2.4 times with the same nanofiltration membrane as in Test Example 1 to obtain a concentrated solution, and subsequently diafiltration with the same amount of deionized water as the concentrated solution (diafiltration) with the same nanofiltration membrane. ) To carry out desalting treatment.
  • Diafiltration with the same amount of deionized water is the concentration in which the total amount of deionized water added to the stock solution tank (the same amount as the total amount of permeate taken out during processing) is processed by diafiltration. In this method, the amount of the liquid is equal to that of the liquid.
  • the obtained desalted whey (concentrated solution) was freeze-dried to obtain 5.0 kg of desalted whey powder.
  • Table 2 shows component compositions of the raw material cheese whey powder and the obtained desalted whey powder.
  • Example 1 In Example 1, desalting treatment was performed in the same manner except that 250 g of hydrochloric acid was not added to obtain 5.1 kg of desalted whey powder.
  • the component composition of the obtained desalted whey powder is shown in Table 2.
  • Example 1 in which the chlorine content in the whey stock solution was increased before the nanofiltration step, despite the desalting step using the same nanofiltration membrane, was compared with Comparative Example 1.
  • the contents of sodium and potassium are greatly reduced, and the desalination rate is greatly improved.
  • Example 1 the content of protein, carbohydrate, calcium, and magnesium is hardly changed compared to the raw material.
  • This solution is concentrated twice with a nanofiltration membrane (product name: Duratherm Pro NF3840HR, manufactured by GE Water & Process Technologies) to obtain a concentrated solution, and subsequently with the same nanofiltration membrane, deionized in an amount equivalent to twice the concentrated solution.
  • Desalination treatment was performed by a method of diafiltration with water.
  • the obtained desalted whey (concentrated solution) was freeze-dried to obtain a desalted whey powder (protein 12.1%, lipid 1.1%, carbohydrate 80.7%, ash 3.6%, moisture 2.5).
  • Example 3 Cheese whey powder (protein 12.7%, lipid 0.9%, carbohydrate 76.3%, ash 8.1%, moisture 2.0%, sodium 25.8mmol / 100g, potassium 69.6mmol / 100g, calcium 12 (2 mmol / 100 g, magnesium 4.8 mmol / 100 g, chlorine 47.6 mmol / 100 g) was dissolved in 94 kg of water to prepare a whey stock solution. The solution was passed through 3 L of a strong anionic ion exchange resin (product name: Amberlite IRA 402BL, manufactured by Rohm and Haas) made into a chlorine type.
  • a strong anionic ion exchange resin product name: Amberlite IRA 402BL, manufactured by Rohm and Haas
  • the value of the molar ratio of [chlorine / (potassium + sodium)] in the liquid after passing was 1.0.
  • the obtained ion exchange whey solution was concentrated twice with the same nanofiltration membrane as in Test Example 1 to obtain a concentrated solution, and subsequently with the same nanofiltration membrane, a dialysis solution with 1.2 times equivalent amount of deionized water of the concentrated solution. Desalination treatment was performed by a method of filtration.
  • the obtained desalted whey (concentrated solution) was freeze-dried to obtain a desalted whey powder (protein 12.3%, lipid 1%, carbohydrate 82.1%, ash 3.1%, moisture 1.5%, 4.7 kg of sodium (6.9 mmol / 100 g, potassium 18.6 mmol / 100 g, calcium 10.9 mmol / 100 g, magnesium 3.3 mmol / 100 g, chlorine 14.2 mmol / 100 g).
  • the desalted whey in which sodium and potassium were fully reduced was obtained, suppressing the reduction

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Abstract

　ホエイに含まれている蛋白質や炭水化物等の組成を大きく変えることなく、カルシウムおよびマグネシウムの含有量の低減を抑えつつ、ナトリウムおよびカリウムが充分に低減された脱塩ホエイを製造できる方法を提供する。ホエイを含むホエイ原液を膜分離法により脱塩処理する工程を有する脱塩ホエイの製造方法であって、分離膜で処理される直前における、カリウム含有量とナトリウム含有量の合計に対する、塩素含有量のモル比［塩素／（カリウム＋ナトリウム）］が０．４以上となるように、ホエイ原液中の塩素含有量を増加させる工程を有することを特徴とする脱塩ホエイの製造方法。

Description

脱塩ホエイの製造方法
　本発明は、脱塩ホエイの製造方法に関する。
本願は、２００８年３月２８日に、日本に出願された特願２００８－０８６３０４号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　ホエイは乳製品を製造する際の副生成物であり、ホエイ蛋白質、または乳糖の原料として用いられる他、パン、焼き菓子の風味改良剤、飲料の原料、育児用調製粉乳の原料等として用いられている。
　しかしながら、ホエイはその独特の風味および大量のミネラルを含むことから、そのままでは使用用途に制限がある。そのため、イオン交換、ナノろ過、電気透析等により、ホエイを脱塩する方法が多く提案されている。
　ホエイに含まれるミネラルのうち、カルシウムおよびマグネシウムは、日本人の食事摂取基準（２００５年版）をはじめとして、各国において摂取基準が定められているように、重要な栄養素である。またカルシウムおよびマグネシウムは栄養機能食品として表示出来る栄養成分に定められており、一定の要件を満たすことで、カルシウムおよびマグネシウムの機能を示すことが可能でありその栄養上の重要性は広く認識されている。
　しかしながら、平成１７年の国民健康・栄養調査結果によれば、食事摂取基準に対する充足率が足りていないというのが現状であり、近年、カルシウムおよび／またはマグネシウムが強化された食品やサプリメントが幅広く流通している。
　乳製品はカルシウムの良質な供給源として期待されており、ホエイもその例外ではない。ホエイの脱塩工程においては、単純にミネラル含量を減らすだけでは無く、２価のカチオンすなわち、カルシウムおよびマグネシウムを残したまま、ナトリウムやカリウム等の１価のミネラルを選択的に脱塩することが望ましい。そのような選択的脱塩を行う方法としては、膜ろ過法がある。下記特許文献１には、ナノろ過法を用いてナトリウムおよびカリウム含量を低減させた低ミネラルミルクパウダーの製造方法が提案されている。
　しかしながら、ナノろ過法による脱塩は脱塩率が上昇するに従って脱塩効率が落ちるという問題がある。そのため、高度な脱塩率を達成するためには、例えば長時間の膜ろ過を行うことが必要であり製造効率が悪い。
　下記特許文献２には、ナノろ過法における脱塩を促進するために、脱塩前の乳類に、ナノろ過膜を透過しない電解質(ミルクカゼイン、ホエイ蛋白質濃縮物等)を添加する方法が提案されている。
特開平８－２６６２２１号公報 特開２００４－１８０５８０号公報
　しかしながら、特許文献２に記載されている方法では、ミルクカゼイン、ホエイ蛋白質濃縮物等を添加することによって、蛋白質や炭水化物等の組成が大きく変更されるため好ましくない。
　また、イオン交換樹脂を用いてホエイの脱塩を行う方法もあるが、イオン交換樹脂による脱塩は、ナトリウム等の１価のカチオンだけでなく、栄養学的に価値の高い、カルシウム、マグネシウム等の２価のカチオンをむしろ優先的に除去してしまう。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ホエイに含まれている蛋白質や炭水化物等の組成を大きく変えることなく、カルシウムおよびマグネシウムの含有量の低減を抑えつつ、ナトリウムおよびカリウムが充分に低減された脱塩ホエイを製造できる方法を提供することを目的とする。
　本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、膜分離法による脱塩処理において、ホエイ原液中の、カリウム含有量とナトリウム含有量の合計に対する、塩素含有量のモル比［塩素／（カリウム＋ナトリウム）］の値が低下すると、分離膜におけるナトリウムおよびカリウムの阻止率が高くなり、脱塩ホエイに残存するナトリウムおよびカリウムが多くなることを知見した。
　そして、ホエイ原液中の塩素含有量を増加させて、該［塩素／（カリウム＋ナトリウム）］のモル比を所定の値以上にすることにより、ナトリウムおよびカリウムの阻止率上昇（透過率低下）が抑えられることを見出して本発明を完成した。
　[１]　すなわち本発明は、ホエイを含むホエイ原液を膜分離法により脱塩処理する工程を有する脱塩ホエイの製造方法であって、分離膜で処理される直前における、カリウム含有量とナトリウム含有量の合計に対する、塩素含有量のモル比［塩素／（カリウム＋ナトリウム）］が０．４以上となるように、前記ホエイ原液中の塩素含有量を増加させる工程を有することを特徴とする脱塩ホエイの製造方法を提供する。
　[２]　前記モル比が０．６以上である[１]に記載の脱塩ホエイの製造方法。
　[３]　前記膜分離法がナノろ過法である[１]または[２]に記載の脱塩ホエイの製造方法。
　[４]　前記脱塩処理後に得られる脱塩ホエイにおける、固形分１００ｇ当たりの、カルシウム含有量およびマグネシウム含有量の合計が１２ｍｍｏｌ以上であり、ナトリウム含有量とカリウム含有量の合計が４０ｍｍｏｌ以下である、[１]～[３]の何れか一項に記載の脱塩ホエイの製造方法。
　本発明によれば、ホエイに含まれている蛋白質や炭水化物等の組成を大きく変えることなく、カルシウムおよびマグネシウムの低減を抑えつつ、ナトリウムおよびカリウムが充分に低減された脱塩ホエイが得られる。
　本発明について、詳細に説明する。なお、以下において、％は、特に断りの無い限り質量％である。
［ホエイ］
　ウシ、ヒツジ、ヤギ等の乳を原料として、チーズ、カゼイン、カゼインナトリウム、ヨーグルト等を製造する過程において、凝固させた乳分を取り除いて残る透明な液をホエイと言う。本発明で用いられるホエイは、凝固した乳分を分離しただけの未処理のホエイでもよく、該未処理のホエイに対して、セパレーター、分離膜、イオン交換樹脂等を用いて脱脂、脱塩、脱蛋白質等の前処理を施したものでもよく、前記未処理のホエイまたは前処理後のホエイを、噴霧乾燥や凍結乾燥等の常法により粉末化したものでもよい。市販のホエイパウダーも使用できる。
［ホエイ原液］
　膜分離に供されるホエイ原液はホエイを含む液体であればよく、例えば液体のホエイをそのまま用いてもよく、ホエイパウダーの水溶液でもよい。必要に応じて予め濃縮した濃縮液をホエイ原液として用いてもよい。
［膜分離法］
　脱塩処理に用いる膜分離法としては、カルシウムおよびマグネシウムの阻止率が高く、ナトリウムおよびカリウムの透過率が高い方法が用いられる。例えば、電気透析法、ナノろ過法、透析法等、１価のミネラルを選択的に脱塩する方法として公知の手法を用いることができる。脱塩および濃縮を同時に並行して行うことができる点、および必要に応じて透析ろ過工程を組み合わせることで高度な脱塩が可能である点でナノろ過法が好ましい。
　膜分離装置、および分離膜は公知のものを適宜選択して用いることができる。
　膜分離装置は、通常、分離膜を備えた膜モジュールと、膜モジュールに原液を送る供給ポンプと、分離膜を透過した透過液を膜モジュールから取り出す手段と、分離膜を透過しなかった保持液を膜モジュールから取り出す手段を備えている。回分式の装置はさらに膜モジュールに供給される前の原液を保持する原液タンクと、膜モジュールから取り出した保持液を原液タンクに戻す手段を備えている。
　膜分離操作は、透過液を取り出し、保持液を原液タンクに戻す回分濃縮式でもよく、透過液を取り出し、保持液を原液タンクに戻すとともに、取り出した透過液と同量の脱イオン水を原液タンクに加えるダイアフィルトレーション（透析ろ過）でもよく、原液を膜モジュールに連続的に供給し、保持液および透過液をそれぞれ連続的に取り出す連続式でもよい。
［脱塩ホエイの製造方法］
　本発明の脱塩ホエイの製造方法は、ホエイ原液を膜分離法により脱塩処理する工程と、ホエイ原液中の塩素含有量を増加させる工程を有する。
　ホエイ原液を膜分離法により脱塩処理する工程では、ホエイ原液中のカリウム、ナトリウムおよび塩素の一部が分離膜を透過する。
　下記式（１）で表されるナトリウム透過率は、保持液中のナトリウム濃度（ｍｏｌ／Ｌ）に対する、透過液中のナトリウム濃度（ｍｏｌ／Ｌ）の割合を示す。この透過率が高いほど、ナトリウム含有量がより低減された脱塩ホエイが得られる。なお、カリウム透過率および塩素透過率も同様にして算出される。
　ナトリウム透過率＝透過液中のナトリウム濃度／保持液中のナトリウム濃度…（１）
　ホエイ原液中の塩素含有量を増加させる方法としては、塩素を含む酸類および／または塩素を含む塩類をホエイ原液に添加する方法、ホエイ原液を塩素型にしたアニオン性イオン交換樹脂に通液する方法等を用いることができる。
　塩素を含む酸類としては、塩酸が好ましい。
　塩素を含む塩類は、塩化カルシウム、塩化マグネシウム等２価のカチオンを含むものが好ましい。
　ホエイ原液中の塩素含有量を増加させる際の増加量は、分離膜で処理される直前における、カリウム含有量とナトリウム含有量の合計に対する、塩素含有量のモル比（本明細書では［塩素／（カリウム＋ナトリウム）］と表わす）が０．４以上、好ましくは０．６以上となるようにする。該［塩素／（カリウム＋ナトリウム）］のモル比が０．４以上であると、ナトリウム透過率が充分に高くなる。ナトリウムとカリウムの移動度に大きな差は無いため、ナトリウムの透過率が高いときはカリウムの透過率も高い。したがって、ナトリウムおよびカリウムの脱塩を高効率で行うことができる。
　該［塩素／（カリウム＋ナトリウム）］のモル比の上限は特に制限されない。
　回分濃縮式またはダイアフィルトレーションで脱塩処理を行う場合、途中で塩素含有量を増加させなければ、分離膜で処理される直前における［塩素／（カリウム＋ナトリウム）］のモル比は経時的に減少する。
　したがって、分離膜で処理される直前における［塩素／（カリウム＋ナトリウム）］のモル比の値が、脱塩処理中、常に０．４以上、好ましくは０．６以上に保持されるように、ホエイ原液中の塩素含有量を増加させることが好ましい。
　ホエイ原液中の塩素含有量を増やす時機は、膜分離法による脱塩処理を開始する前でもよく、該脱塩処理を開始した後、脱塩処理を終了する前、すなわち脱塩処理の途中でもよく、両方でもよい。
　またホエイ原液中に、塩素を含む酸類および／または塩素を含む塩類を添加する場合、脱塩処理を終了するまでに添加を行う回数は、１回でもよく、２回以上でもよい。
　加える塩素の量は、特に制限は無いが、脱塩後において支障が無い範囲とすることが必要である。通常のホエイに比べて塩素含有量が大きくならない方が好ましい場合は、脱塩終了時の［塩素／（カリウム＋ナトリウム）］のモル比が０．４～０．６になることが好ましい。
　膜分離法による脱塩処理を経た保持液から脱塩ホエイが得られる。
　保持液中のナトリウム含有量とカリウム含有量の合計が固形分１００ｇ当たり４０ｍｍｏｌ以下となるように、脱塩処理を行うことが好ましい。
　脱塩処理後に得られる保持液をそのままの状態で液状の脱塩ホエイとして用いてもよく、必要に応じて通常の方法で濃縮したものを濃縮液状の脱塩ホエイとしてもよい。また保持液を必要に応じて濃縮した後、凍結乾燥、噴霧乾燥等の通常の乾燥工程を経て、粉末状の脱塩ホエイとしてもよい。脱塩ホエイは他製品の原料として用いることが可能である。
　本発明によれば、［塩素／（カリウム＋ナトリウム）］のモル比を上記特定の値以上とすることにより、ナトリウムおよびカリウムの脱塩が進行したときの（脱塩率が上昇したときの）、ナトリウム透過率およびカリウム透過率の低下が良好に抑えられるため、ナトリウムおよびカリウムが充分に低減するまで脱塩処理を効率良く行うことができる。したがって脱塩効率を向上させることができる。
　また、ホエイ原液中の塩素含有量を増加させればよいため、ホエイに含まれている蛋白質や炭水化物等の組成を大きく変えずに、かつナトリウムおよびカリウムが充分に低減された脱塩ホエイを得ることができる。
　また、カルシウムおよびマグネシウムの阻止率が高く、カリウムおよびナトリウムの透過率が高い膜分離法が用いられるため、脱塩処理によるカルシウムおよびマグネシウムの低減が抑えられる。
　本発明によれば、固形分１００ｇ当たりの、カルシウム含有量およびマグネシウム含有量の合計が１２ｍｍｏｌ以上であり、かつナトリウム含有量とカリウム含有量の合計が４０ｍｍｏｌ以下である脱塩ホエイを得ることができる。
　以下実施例を示して本発明を更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
［試験例１］
　チーズホエイパウダー（蛋白質１２．１％、脂質１．１％、炭水化物７７．２％、灰分７．８％、水分１．８％、ナトリウム２４．８ｍｍｏｌ／１００ｇ、カリウム６５．７ｍｍｏｌ／１００ｇ、塩素４５．４ｍｍｏｌ／１００ｇ）６ｋｇを、水９４ｋｇに溶解した。原料として用いたチーズホエイパウダーにおける［塩素／（カリウム＋ナトリウム）］のモル比の値は０．５である。
　この溶液に濃塩酸（３５質量％）３３３ｇを脱イオン水で１０倍に希釈したものを、撹拌しながら徐々に加えた。塩酸を添加した直後の［塩素／（カリウム＋ナトリウム）］のモル比の値は１．１であった。
　次いで、得られた液をナノろ過膜（製品名：ＤＬ３８４０Ｃ－３０Ｄ、ＧＥ　Ｗａｔｅｒ＆Ｐｒｏｃｅｓｓ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製）で、リテンテート（保持液）を原液タンクにもどしながら回分濃縮式で脱塩処理を行った。途中で塩酸の添加は行わなかった。
　脱塩処理の途中で、１回目の測定として、リテンテートと、パーミエイト（透過液）と、原料タンク内のホエイ原液を、各々４０ｍＬ同時に採取した。採取した原料タンク内のホエイ原液のナトリウム、カリウム、および塩素の含有量を測定し、［塩素／（カリウム＋ナトリウム）］のモル比を求めた。またリテンテートと、パーミエイトの採取液それぞれについてナトリウム濃度（ｍｏｌ／Ｌ）を求め、上記式（１）によりナトリウム透過率を求めた。
　同様にして６回目の測定まで、液の採取と各値の算出を経時的に行った。
　その結果、原料タンク内のホエイ原液における［塩素／（カリウム＋ナトリウム）］のモル比、すなわち分離膜で処理される直前における［塩素／（カリウム＋ナトリウム）］のモル比の値は、下記表１に示すように経時的に低下した。
　ナトリウム透過率も経時的に低下した。６回目の測定におけるナトリウム透過率の値を１としたときの、各回のナトリウム透過率の相対値（ナトリウムの相対透過率）を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示すように、［塩素／（カリウム＋ナトリウム）］のモル比の値が０．０６の時（６回目）に比べて、０．４の時（４回目）は相対透過率が３．１であり、透過率が約３倍に増加している。［塩素／（カリウム＋ナトリウム）］のモル比が０．６以上になると相対透過率の向上が緩やかになる。
　これらのことから、［塩素／（カリウム＋ナトリウム）］のモル比が０．４以上であると、ナトリウムの高い透過率（脱塩効率）が得られることがわかる。
　なお、原料として用いたチーズホエイパウダーにおける［塩素／（カリウム＋ナトリウム）］のモル比の値は０．５であるため、塩酸を添加せずに、同様の脱塩処理を行うと、表１における４回目以降と同様の傾向を示す。
［実施例１］
　試験例１と同じチーズホエイパウダー６ｋｇを水９４ｋｇに溶解し、ホエイ原液とした。この溶液に濃塩酸（３５質量％）２５０ｇを脱イオン水で１０倍に希釈したものを、撹拌しながら徐々に加えた。塩酸を添加した直後の［塩素／（カリウム＋ナトリウム）］のモル比の値は０．９であった。この溶液を試験例１と同じナノろ過膜で、２．４倍に濃縮して濃縮液とし、引き続き同じナノろ過膜で、該濃縮液と等量の脱イオン水によるダイアフィルトレーション（透析ろ過）を行う方法で脱塩処理を行った。前記等量の脱イオン水によるダイアフィルトレーションは、原液タンクに加える脱イオン水の合計量（処理中に取り出す透過液の合計量と同量）が、ダイアフィルトレーションで処理される前記濃縮液と等量となるように処理を行う方法である。
　得られた脱塩ホエイ（濃縮液）を凍結乾燥することにより、脱塩ホエイパウダーを５．０ｋｇ得た。
　原料のチーズホエイパウダーおよび得られた脱塩ホエイパウダーの成分組成を表２に示す。
［比較例１］
　実施例１において、塩酸２５０ｇを加えないほかは同様にして脱塩処理を行い、脱塩ホエイパウダーを５．１ｋｇ得た。得られた脱塩ホエイパウダーの成分組成を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２に示す通り、同じナノろ過膜を用いた脱塩工程を経たにも関わらず、ナノろ過工程前にホエイ原液中の塩素含量を増やした実施例1は、比較例1と比較して、ナトリウムおよびカリウムの含有量が大幅に低減されており、脱塩率が大きく向上している。また実施例１は原料と比べて、蛋白質、炭水化物、カルシウム、マグネシウムの含有量がほとんど変化していない。
［実施例２］
　チーズホエイパウダー（蛋白質１１．８％、脂質０．９％、炭水化物７８．２％、灰分７．３％、水分１．８％、ナトリウム２３．１ｍｍｏｌ／１００ｇ、カリウム６１．９ｍｍｏｌ／１００ｇ、カルシウム１１．１ｍｍｏｌ／１００ｇ、マグネシウム４．４ｍｍｏｌ／１００ｇ、塩素４３．１ｍｍｏｌ／１００ｇ）８ｋｇを水９２ｋｇに溶解し、ホエイ原液とした。その溶液に、塩化カルシウム２水和物を１８５ｇ加えて撹拌した。塩化カルシウム添加直後の［塩素／（カリウム＋ナトリウム）］のモル比の値は０．９であった。
　この溶液をナノろ過膜（製品名：Ｄｕｒａｔｈｅｒｍ　Ｐｒｏ　ＮＦ３８４０ＨＲ、ＧＥ　Ｗａｔｅｒ＆Ｐｒｏｃｅｓｓ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製）で、２倍に濃縮して濃縮液とし、引き続き同じナノろ過膜で、該濃縮液の２倍等量の脱イオン水によるダイアフィルトレーションを行う方法で脱塩処理を行った。
　得られた脱塩ホエイ（濃縮液）を凍結乾燥することにより、脱塩ホエイパウダー（蛋白質１２．１％、脂質１．１％、炭水化物８０．７％、灰分３．６％、水分２．５％、ナトリウム９．０ｍｍｏｌ／１００ｇ、カリウム２２．６ｍｍｏｌ／１００ｇ、カルシウム２７．２ｍｍｏｌ／１００ｇ、マグネシウム３．７ｍｍｏｌ／１００ｇ、塩素１３．８ｍｍｏｌ／１００ｇ）を６．２ｋｇ得た。
［実施例３］
　チーズホエイパウダー（蛋白質１２．７％、脂質０．９％、炭水化物７６．３％、灰分８．１％、水分２．０％、ナトリウム２５．８ｍｍｏｌ／１００ｇ、カリウム６９．６ｍｍｏｌ／１００ｇ、カルシウム１２．２ｍｍｏｌ／１００ｇ、マグネシウム４．８ｍｍｏｌ／１００ｇ、塩素４７．６ｍｍｏｌ／１００ｇ）６ｋｇを水９４ｋｇに溶解し、ホエイ原液とした。
　塩素型にした強アニオン性イオン交換樹脂（製品名：アンバーライトＩＲＡ４０２ＢＬ、ローム・アンド・ハース社製）３Ｌに通液した。通液後の液における［塩素／（カリウム＋ナトリウム）］のモル比の値は１．０であった。得られたイオン交換ホエイ液を試験例１と同じナノろ過膜で２倍に濃縮して濃縮液とし、引き続き同じナノろ過膜で、該濃縮液の１．２倍等量の脱イオン水によるダイアフィルトレーションを行う方法で脱塩処理を行った。
　得られた脱塩ホエイ（濃縮液）を凍結乾燥することにより、脱塩ホエイパウダー（蛋白質１２．３％、脂質１％、炭水化物８２．１％、灰分３．１％、水分１．５％、ナトリウム６．９ｍｍｏｌ／１００ｇ、カリウム１８．６ｍｍｏｌ／１００ｇ、カルシウム１０．９ｍｍｏｌ／１００ｇ、マグネシウム３．３ｍｍｏｌ／１００ｇ、塩素１４．２ｍｍｏｌ／１００ｇ）を４．７ｋｇ得た。
　本発明によれば、ホエイに含まれる蛋白質や炭水化物等の組成を大きく変えることなく、カルシウムおよびマグネシウムの低減を抑えつつ、ナトリウムおよびカリウムが充分に低減された脱塩ホエイが得られ、２価カチオンを残存させつつ、１価カチオンを脱塩する脱塩処理における脱塩効率を向上させることができる。

Claims (4)

  1. 　ホエイを含むホエイ原液を膜分離法により脱塩処理する工程を有する脱塩ホエイの製造方法であって、
    　分離膜で処理される直前における、カリウム含有量とナトリウム含有量の合計に対する、塩素含有量のモル比［塩素／（カリウム＋ナトリウム）］が０．４以上となるように、前記ホエイ原液中の塩素含有量を増加させる工程を有することを特徴とする脱塩ホエイの製造方法。
  2. 　前記モル比が０．６以上である、請求項1に記載の脱塩ホエイの製造方法。
  3. 　前記膜分離法がナノろ過法である、請求項１または２に記載の脱塩ホエイの製造方法。
  4. 　前記脱塩処理後に得られる脱塩ホエイにおける、固形分１００ｇ当たりの、カルシウム含有量およびマグネシウム含有量の合計が１２ｍｍｏｌ以上であり、ナトリウム含有量とカリウム含有量の合計が４０ｍｍｏｌ以下である、請求項１～３の何れか一項に記載の脱塩ホエイの製造方法。 
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