説明

容器詰め牛乳の製造方法

【課題】常温で長期間保存が可能で、レトルト殺菌処理しても変色することがなく、かつ膜状凝集物が生成することがない容器詰め牛乳の製造方法を提供する。
【解決手段】牛乳を金属缶等の不通気性容器に充填密封した後該容器を振動させながら125〜135℃の温度範囲内で0.5分〜5分間、F値4以上、C値65以下の加熱殺菌を行うことを特徴とする容器詰め牛乳の製造方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は容器詰め牛乳の製造方法に係り、特に常温で長期間保存が可能な容器詰め牛乳の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年自動販売機の普及に伴い、容器詰め牛乳を自動販売機等で流通させるために、常温で長期間保存可能な容器詰め牛乳が知られている。このような常温で長期間保存可能な容器詰め牛乳は加熱殺菌が必要であり、この加熱殺菌は比較的長時間のレトルト殺菌により行われている。たとえば、特許文献1には、乳脂肪の乳化状態を安定に保つために、牛乳を直径1μm以下の脂肪球が95%以上になるまで均質化した牛乳を、不通気性容器に充填密封した後115から118℃の温度で15〜20分間加熱処理する製造方法が開示されている。
【0003】
容器詰め牛乳にこのようなレトルト殺菌を行うと、乳成分中のカゼインと乳糖との反応により褐変と呼ばれる変色反応が生じ、また容器のヘッドスペース表面部に湯葉状の膜状凝集物が生成することがある。このような褐変は外観を悪くし、また膜状凝集物は外観を悪くするとともに牛乳を飲んだ時の喉越しを悪くし、牛乳の商品価値を下げることになる。
【0004】
常温で長期間保存可能な容器詰め牛乳を製造するに際して上記のような褐変を防止する方法として、特許文献2には、加熱殺菌前の均質化工程、充填密封工程等の全工程において牛乳を80℃以下の温度で処理した後牛乳を充填し密封した容器を110〜120℃の温度で10〜30分間加熱殺菌する方法が開示されている。しかし特許文献2においては、110〜120℃の温度で10〜30分間の加熱殺菌によって生じる膜状凝集物の生成という問題をどう解決するかについては何も開示していない。
【0005】
また、常温で長期間保存可能で、レトルト殺菌処理しても変色することのない容器詰め牛乳の製造方法として、特許文献3には、牛乳に全体の0.001〜0.02重量%亜硫酸水素ナトリウム及び/又はピロ亜硫酸カリウムを添加して、混合した牛乳を均質化処理するか、均質化処理した牛乳に全体の0.001〜0.02重量%の亜硫酸水素ナトリウム及び/又はピロ亜硫酸カリウムを添加、混合した牛乳を、不通気性容器に充填密封し、加熱殺菌処理する方法が開示されている。しかし特許文献3においても、加熱殺菌は115〜125℃の温度で5〜30分間の殺菌処理で行っており(段落[0016])、この加熱殺菌によって生じる膜状凝集物の生成という問題をどう解決するかについては何も開示していない。
【0006】
特許文献4には、レトルト殺菌法を用いて、良好な乳感を伴った優れた飲料の風味、味覚を有し、さらに清澄感を伴った乳入り缶飲料の製造方法を提供することを目的として、レトルト殺菌機による加熱処理を130℃から140℃の範囲で最大8分間行う方法が開示されている。しかし、特許文献4において、乳入り缶飲料とは、コーヒー、ココア、紅茶、スープ等で、乳入りであり、かつ缶容器に充填されたものに限定されるものであり(段落[0013])、実施例を見ても、牛乳の含有量は缶内容物の10〜12重量%に過ぎず、本発明に係る製造方法の対象物である常温で長期保存可能な容器詰め牛乳ではない。したがって、牛乳そのものを容器詰めにしてレトルト殺菌する場合に生じる褐変および膜状凝集物の生成にどう対処するかという課題を解決するための手段についてはなんら開示されていない。
【0007】
特許文献5には、牛乳等のプラスチック容器詰め乳成分含有飲料を殺菌する際に、熱水シャワー式摺動レトルト殺菌法を用いて容器詰め飲料を摺動させることにより膜状凝集物の発生を防止する方法が開示されている。しかし、この方法は、殺菌温度124℃で35分間レトルト殺菌を行うものであって(段落[0030])、容器内容物が牛乳の場合、膜状凝集物の発生は防止できているが、色調が牛乳の白さを保持するために充分でなく、本発明の目標であるL*値92以上、a*値−1.0以下、b*値12以下の値を満たしていない(段落[0054]表12)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特公昭62−19810号公報
【特許文献2】特開平5−227883号公報
【特許文献3】特開平5−137503号公報
【特許文献4】特開2001−275632号公報
【特許文献5】特開2008−220207号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みなされたものであって、常温で長期間保存が可能で、レトルト殺菌処理しても変色することがなく、かつ膜状凝集物が生成することがない容器詰め牛乳の製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記課題を解決するために、本発明者等は鋭意研究と実験を重ねた結果、牛乳を金属缶等の不通気性容器に充填密封した後容器を振動させながら高温短時間殺菌を行うと、レトルト殺菌機による処理を行うにもかかわらず牛乳の変色がなく、また膜状凝集物も生成しないことを発見し、本発明に到達した。
【0011】
すなわち、本発明の第1の構成は、牛乳を不通気性容器に充填密封した後該容器を振動させながら125〜135℃の温度範囲内で0.5分〜5分間、F値4以上、C値65以下の加熱殺菌を行うことを特徴とする容器詰め牛乳の製造方法である。
【0012】
本発明の第2の構成は、第1の構成に加え、前記加熱殺菌は、熱水シャワー式または熱水スプレー式のレトルト殺菌機を使用し、前記牛乳を充填し密封した容器を水平方向に摺動させることにより行うことを特徴とする容器詰め牛乳の製造方法である。
【0013】
本発明の第3の構成は、第1または第2の構成に加え、前記加熱殺菌の温度範囲が125℃〜130℃であることを特徴とする容器詰め牛乳の製造方法である。
【0014】
本発明の第4の構成は、第1乃至第3の構成のいずれかに加え、前記不通気性容器は金属缶であることを特徴とする容器詰め牛乳の製造方法である。
【発明の効果】
【0015】
上記本発明の第1の構成によれば、充填密封後の容器を振動させながら125〜135℃の温度範囲内で0.5分〜5分間、F値4以上、C値65以下の加熱殺菌することにより、製造された牛乳は変色が極めて少なく、また湯葉状の膜状凝集物が生成されることがなく、常温で長期間保存が可能な優れた容器詰め牛乳が得られる。また、殺菌時間が短いので、110〜120℃の温度で10〜30分間の加熱殺菌を行う従来のレトルト殺菌に比べて加熱臭の発生を最小限に抑えることができる。
【0016】
本発明の第2の構成によれば、熱水シャワー式または熱水スプレー式のレトルト殺菌機を使用し、水平方向の摺動殺菌を行うことにより、他のレトルト殺菌方法に比べて膜状凝集物の生成を最小限に抑制することができる。
【0017】
本発明の第3の構成によれば、加熱殺菌の温度範囲を125℃〜130℃とすることにより、耐圧強度を気遣うことなく通常使用しているレトルト殺菌機のまま使用することが出来る。
【0018】
本発明の第4の構成によれば、不通気性容器として金属缶を用いることにより、高温度短時間殺菌による容器の変形を防止することができ、また容器詰め牛乳を常温で長期間流通させた場合の酸化による内容物の変敗を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の方法を実施するための装置の1例を示す断面図である。
【図2】本発明の方法を実施するための装置の他の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下添付図面を参照して、本発明を実施するための形態について説明する。
本明細書において、牛乳という用語は、牛乳、脱脂乳、加工乳、生クリーム、無糖練乳、殺菌乳酸菌飲料および乳化剤、安定化剤等を添加した乳飲料を包含する。
【0021】
本発明は不通気性容器に充填密封される容器詰め牛乳の製造方法に適用され、加熱殺菌において、牛乳を不通気性容器に充填密封した後該容器を振動させながら125〜135℃の温度範囲内で0.5分〜5分間、F値4以上、C値65以下の加熱殺菌を行うものである。そして、達成すべき色調は、製造直後の時点においてL値92以上、好ましくは93以上、より好ましくは94以上であり、a値−1.0以下、b値12以下が好ましい。上記殺菌値F値については、F値4以上は日本の法規である食品衛生法規上規定される最低値であり、F値が4以上であれば良い。しかしながら、殺菌方法にもよるが、F値が過剰に大となる加熱殺菌を行うと、牛乳の白さが充分でなくL値92以上の達成が困難となる傾向がある。またL値に影響を与えてなくても、過剰殺菌となるため意味がない。上記C値については、後述する実施例で示す通り、C値が65以下であれば上記達成すべき良好な色調が得られる。そして、上記したように、本発明においては、加熱殺菌条件は125〜135℃の温度範囲内で0.5分〜5分間であり、この範囲内でF値4以上の殺菌値とC値65以下を達成できる温度と時間を設定する。
【0022】
ここでいうC値とはクッキング・バリューとも言われており、食品成分などの熱による変化(劣化等)の程度を表す指標であり、

t=処理時間,T=品温,Tref=基準温度(100℃),z=z値(25℃)で定義されるものである。
【0023】
(出典:光琳テクノブックス16「レトルト食品」P.235−236,
光琳「新・食品工学 改訂版」P.60「褐変・山羊乳・Z値」)
そして、殺菌温度が125℃未満では所望のF値、C値を得るための殺菌時間が長くなり、変色を完全に防止することが困難になる。一方殺菌温度が135℃を超えると、レトルト殺菌機にかかる圧力は更に高くなり、通常使用されている構成のレトルト殺菌機においては過酷使用となってしまう。このため、高温度・高圧力での連続使用を控えるか、連続使用に耐えうる頑強なレトルト殺菌機構成に変更する必要があり、耐圧強度を気遣うことなく、通常使用しているレトルト殺菌機のまま使用することが出来る殺菌温度の上限は135℃、好ましくは130℃である。
【0024】
本発明の容器詰め牛乳の製造方法に使用する不通気性容器としては、上記した125〜135℃の温度範囲内で0.5〜5分間、F値4以上、C値65以下の高温度短時間殺菌でも変形せず、また容器詰め牛乳を常温で長期間流通させた場合の酸化による内容物の変敗を防止することができる点で金属缶が最適であるが、不通気性でかつ耐熱性のプラスチック容器を使用することもできる。
【0025】
本発明の方法を実施するには、牛乳を常法により容器に充填し、容器のヘッドスペースを窒素ガス等の不活性ガスにより置換し密封した後、牛乳を充填し密封した容器を振動させながら高温短時間殺菌を行うものである。そして、レトルト殺菌方法としては、上方から熱水をシャワーする熱水シャワー式または側方から熱水をスプレーする熱水スプレー式のレトルト殺菌、蒸気レトルト殺菌、或いは熱水レトルト殺菌等が挙げられ、上記熱水シャワー式または熱水スプレー式のレトルト殺菌が膜状凝集物の生成を抑制する点で好ましい。また、容器を振動させる方法としては、回転、揺動でもよいが、水平方向の摺動が好ましく、特に膜状凝集物の生成を防止するためには熱水シャワー式または熱水スプレー式のレトルト殺菌機を使用する水平方向の摺動が好ましい。
【0026】
熱水シャワー式または熱水スプレー式レトルト殺菌機により殺菌を行う際に、容器詰め牛乳を積載した殺菌棚を加熱、殺菌、排水工程まで前後または左右など水平方向に摺動させることにより、容器内容物である牛乳の表面を強制的に攪拌し膜状凝集物の生成を有効に防止することができる。
【0027】
殺菌棚の摺動条件は飲料内容物によって異なるが、摺動回数としては、5回/分〜90回/分の範囲に設定する。摺動回数が5回/分よりも少ないと内容物の静置状態が長くなり、脂肪・乳蛋白の分離や膜状凝集物の生成が発生しやすく、摺動回数が90回/分よりも多いと容器の動きが激しくなり、容器の転倒を起こすことがある。より好ましい範囲は40回/分〜80回/分である。また摺動ストロークは50〜100mmの範囲が好ましい。
【0028】
摺動時の加速度については、0.2G〜5Gの加速度に設定することが好ましい。加速度が0.2Gより低い場合は、内容物の攪拌が不充分となり脂肪・乳蛋白の分離や膜状凝集物が生成しやすくなり、加速度が5Gを超えると摺動による動きが大きくなり、頑強なレトルト殺菌機の構成にしておいた方が良い。より好ましい加速度の範囲は、0.4G〜2Gである。
【0029】
図1および図2は本発明の方法を実施するための装置の1例を示す断面図である。
【0030】
図1はエアシリンダー方式による殺菌棚摺動機構を示す。
図1において、A1はレトルト本体、A2はレール等の支持台である。この支持台A2上には車輪A3を介して可動台A4が装架され、この可動台A4上に容器詰め牛乳を多数並べて収容した殺菌棚(トレー)A5が多段に積載されている。
【0031】
A6はエアシリンダー、A7はエアシリンダーA6を固定する固定台であり、エアシリンダーA6の他端はレトルト本体A1のシール機構A9を介して可動台A4から突出させた駆動軸A8に連結されている。
駆動時にエアシリンダーA7を駆動すれば可動台A4は前後に往復運動することになり、可動台A4に収容された容器詰め牛乳は前後に摺動して充填物が攪拌される。
【0032】
図2はクランク方式による殺菌棚摺動機構を示す。図2において、図1と同一構成要素は図1と同一符号で示し、その説明を省略する。
図2において、A10はモーター、A11はモーターA10で駆動されるクランク機構であり、駆動時にモーターA10を駆動すればクランク機構A11によって可動台A4が前後に往復運動することになり、図1同様容器詰め牛乳が前後に摺動して攪拌される。
【実施例】
【0033】
[評価]
1.殺菌後の変色
金属缶に充填密封・殺菌した直後の牛乳のL値、a値、b値をミノルタ製分光測色計「CM−3500d」・反射光で測定した。
2.殺菌後の膜状凝集物生成
金属缶に充填密封・殺菌した直後の牛乳の膜状凝集物生成の程度を目視で確認した。
【0034】
[内容物、容器、充填条件]
1.内容物
市販の1L紙パック牛乳をリパックした。
2.容器
ティンフリースチール金属板の両面にポリエステルフィルムを被覆したラミネート金属板を用いて絞りしごき加工を行い、内容量200mlの金属缶を作成し、一方、内面側となる面にポリエステルフィルム被覆したアルミニウム金属板を用いて金属蓋を作成した。
3.充填条件
充填温度 5℃
充填量 185ml
封入酸素量 窒素とスチームによるヘッドスペース置換により、酸素残存量を0.5ml以下とした。
【実施例1】
【0035】
牛乳入り金属缶を、熱水シャワー式水平方向摺動レトルト殺菌機で、振幅75mm、摺動ストローク71rpmの条件でレトルト殺菌開始と同時に摺動を行い、100℃迄の昇温時間を3分、100℃から殺菌温度迄の昇温時間を3.5分とし、その後、殺菌温度125℃で5分の加熱殺菌を行った結果、達成されたF値は8.9、C値は51.2であった。
次いで、上記レトルト殺菌後の牛乳のL値、a値、b値及び膜状凝集物生成の評価を行った。
【実施例2】
【0036】
実施例1において、殺菌温度を127℃、殺菌時間(殺菌保持時間)を2分とした以外は同条件で加熱殺菌を行った結果、達成されたF値は4.0、C値は26.3であり、同様の評価を行った。
【実施例3】
【0037】
実施例2において、殺菌時間(殺菌保持時間)を3分とした以外は同条件で加熱殺菌を行った結果、達成されたF値は6.5、C値は36.0であり、同様の評価を行った。
【実施例4】
【0038】
実施例3において、摺動の振幅を210mm、摺動ストローク50rpm、とした以外は同条件で加熱殺菌を行った結果、達成されたF値は6.4、C値は34.3であり、同様の評価を行った。
【実施例5】
【0039】
実施例3において、殺菌時間(殺菌保持時間)を3分20秒とした以外は同条件で加熱殺菌を行った結果、達成されたF値は7.4、C値は38.8であり、同様の評価を行った。
【実施例6】
【0040】
実施例1において、殺菌温度を132℃、殺菌時間(殺菌保持時間)を1分とした以外は同条件で加熱殺菌を行った結果、達成されたF値は6.0、C値は28.0であり、同様の評価を行った。
【実施例7】
【0041】
実施例1において、殺菌機を熱水スプレー式水平方向摺動レトルト殺菌機とし、殺菌温度を127℃、殺菌時間(殺菌保持時間)を3分とした以外は同条件で加熱殺菌を行った結果、達成されたF値は6.7、C値は38.5であり、同様の評価を行った。
【実施例8】
【0042】
蒸気式水平方向摺動レトルト殺菌機で、振幅75mm、摺動ストローク71rpmの条件でレトルト殺菌開始と同時に摺動を行い、100℃迄の昇温時間を2分、100℃で5分保持後、100℃から殺菌温度迄の昇温時間を2.0分とし、その後、殺菌温度127℃で1分の加熱殺菌を行った結果、達成されたF値は5.0、C値は35.1であった。
次いで、上記レトルト殺菌後の牛乳のL値及び膜状凝集物生成の評価を行った。
【実施例9】
【0043】
実施例8において、殺菌温度を135℃、殺菌時間(殺菌保持時間)を0.5分とした以外は同条件で加熱殺菌を行った結果、達成されたF値は11.6、C値は49.3であり、同様の評価を行った。
【実施例10】
【0044】
熱水回転式レトルト殺菌機に115℃の熱水を導入し、導入完了後の昇温開始と同時に毎分8回転の回転を行った。115℃熱水の導入から導入完了までの時間を3分、115℃〜殺菌温度までの昇温時間を4分とし、その後、殺菌温度127℃で2分3秒の加熱殺菌を行った結果、達成されたF値は10.9、C値は58.6であった。
次いで、上記レトルト殺菌後の牛乳のL値及び膜状凝集物生成の評価を行った。
【比較例1】
【0045】
実施例5において、熱水シャワー式水平方向摺動レトルト殺菌機でレトルト殺菌開始と同時に摺動をおこなわずに加熱殺菌を行った結果、達成されたF値は6.4、C値は36.2であり、同様の評価を行った。
【比較例2】
【0046】
実施例1において、100℃から殺菌温度迄の昇温時間を2.0分とし、殺菌温度を115℃、殺菌時間(殺菌保持時間)を23分とした以外は同条件で加熱殺菌を行った結果、達成されたF値は6.2、C値は102.6であり、同様の評価を行った。
【比較例3】
【0047】
実施例8において、殺菌温度を132℃とした以外は同条件で加熱殺菌を行った結果、達成されたF値は11.6、C値は60.0であり、同様の評価を行った。
【比較例4】
【0048】
実施例8において、蒸気式水平方向摺動レトルト殺菌機でレトルト殺菌開始と同時に摺動をおこなわず、殺菌温度を125℃、殺菌時間(殺菌保持時間)を6分の加熱殺菌を行った結果、達成されたF値は15.4、C値は91.0であり、同様の評価を行った。
評価した結果を表1に示す。
【表1】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
牛乳を不通気性容器に充填密封した後該容器を振動させながら125〜135℃の温度範囲内で0.5分〜5分間、F値4以上、C値65以下の加熱殺菌を行うことを特徴とする容器詰め牛乳の製造方法。
【請求項2】
前記加熱殺菌は、熱水シャワー式または熱水スプレー式のレトルト殺菌機を使用し、前記牛乳を充填し密封した容器を水平方向に摺動させることにより行うことを特徴とする請求項1記載の容器詰め牛乳の製造方法。
【請求項3】
前記加熱殺菌の温度範囲が125℃〜130℃であることを特徴とする請求項1または2に記載の容器詰め牛乳の製造方法。
【請求項4】
前記不通気性容器は金属缶であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の容器詰め牛乳の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2011−36134(P2011−36134A)
【公開日】平成23年2月24日(2011.2.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−183514(P2009−183514)
【出願日】平成21年8月6日(2009.8.6)
【出願人】(000003768)東洋製罐株式会社 (1,150)
【Fターム(参考)】