(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
乳を限外濾過（ＵＦ）膜処理することにより得られる透過液（パーミエート）をナノフィルトレーション（ＮＦ）膜処理して１価ミネラルを除去し、濃縮して乳糖を結晶化し除去した後、濃縮及び／又は乾燥することによる、次の（１）及び（２）に示す組成比を有するミルクミネラル組成物の製造法。
（１）0.48≧ log｛ (組成中のカルシウム量）／ (組成中のマグネシウム量）｝
（２）−0.30≦ log｛ (組成中のカルシウム量）／ (組成中のナトリウム量) ｝
【請求項２】
乳を限外濾過（ＵＦ）膜処理することにより得られる透過液（パーミエート）を１価陽イオン選択性の電気透析（ＥＤ）膜処理して１価ミネラルを除去し、濃縮して乳糖を結晶化し除去した後、濃縮及び／又は乾燥することによる、次の（１）及び（２）に示す組成比を有するミルクミネラル組成物の製造法。
（１）0.48≧ log｛ (組成中のカルシウム量）／ (組成中のマグネシウム量）｝
（２）−0.30≦ log｛ (組成中のカルシウム量）／ (組成中のナトリウム量) ｝
【請求項３】
請求項１又は２に記載のミルクミネラル組成物の製造法により得られたミルクミネラル組成物を配合してミネラルを強化した飲食品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乳から得られるミルクミネラル組成物及びその製造法に関する。
本発明のミルクミネラル組成物は、カルシウムとマグネシウムのバランスが良好であり、かつ溶解性が良好であるという性質を有するので、ミネラル強化を目的として飲食品などに添加して使用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
近年、骨粗鬆症などの骨疾患を予防するために数多くのカルシウム素材が開発されており、食品の分野でもカルシウム素材が広く利用されるようになってきている。それらのカルシウム素材の中でも、ミルクカルシウムは吸収性の点で非常に優れており、最近ではその認識も一般に定着してきている。
しかしながら、乳中のミネラル組成を見ると、他のミネラルに比べてカルシウムが非常に多く含まれており、特にマグネシウムに対しては約10倍量ものカルシウムが含まれている。そして、市販のミルクカルシウム素材においては、マグネシウムに対して約15倍量以上のカルシウムが含まれているものが多数を占めている現状にある。
ところで、マグネシウムは、生体内では骨に約50％以上分布しており、生命維持に不可欠な生理作用を担っている。そして、このマグネシウムの摂取不足が続くと、精神に障害をきたしたり疲労感が高まることが知られているにもかかわらず、体内存在量が最も低い状況にある。特に、成人における１日のマグネシウム目標摂取量は 300mg (成人女性) から 350mg (成人男性) と設定されているが、現在のところ、１日の摂取量は目標摂取量の約65％程度といわれていて、明らかに摂取不足の状況が認められているが、今後、マグネシウムの摂取量が増加する見込みも殆ど無い。それに対し、カルシウムの消費量は爆発的に増大している現状にある。
【０００３】
カルシウム及びマグネシウムは共にアルカリ土類金属に分類され、体内で活性化する場合にはいずれも二価の陽イオンとなる。このように両者の物理学的性質は極めて類似している。しかし、その一方で、カルシウム及びマグネシウムの血管に対する生理的作用は全く異なっていて、カルシウムとマグネシウムとの間には、一方が動脈を弛緩させる作用を有し、他方が動脈を収縮させる作用を有するという互いに拮抗的な働きがある。すなわち、カルシウムに対して相対的にマグネシウムが欠乏すると冠動脈の緊張が高まって血圧が上昇し、痙攣を起こす可能性が大きくなる。逆に、カルシウムに対して相対的にマグネシウムが多くなると血管は弛緩して血圧が低下する。したがって、人間が健康体でいられる条件として、血液中に微量ミネラルがバランス良く含まれていることが重要であり、成人においては、カルシウムとマグネシウムとの摂取比率が重量比でカルシウム／マグネシウム＝２／１が理想的であるといわれている。ただし、小児期から思春期にかけては、カルシウムをもう少し高く摂取すべきであるといわれている。
【０００４】
このカルシウムとマグネシウムとの摂取比率は、上述のカルシウム目標摂取量 (650mg)とマグネシウム目標摂取量 (300mg)にも適合するものである。しかし、近年、ミネラルについてはカルシウムのみがクローズアップされており、カルシウムの補給を目的とする食品が数多く開発されてきているが、これらの食品においてはマグネシウムの補給について全く考慮がなされておらず、カルシウムに対するマグネシウムの摂取比率はかなり低下している。このような現状から、カルシウムの摂取量と共にマグネシウムの摂取量を考慮した食品の開発が望まれている。
なお、カルシウムの吸収性が極めて良好なミルクカルシウム組成物であるが、この組成物中のマグネシウム含有量は、必ずしもカルシウムとマグネシウムとの好ましい摂取比率となるようなものではないという問題がある。また、市販のカルシウム素材やマグネシウム素材を飲料に配合して使用する場合、酸性飲料では問題はないが、その他の飲料においては乳化剤などの併用が不可欠であり、さらに、これらのカルシウム素材やマグネシウム素材が沈澱するなどという問題もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、上記したミネラル素材における問題を解決するために鋭意研究を進めてきたところ、全乳、脱脂乳、バターミルクなどの乳を限外濾過（ＵＦ）膜処理して得られるＵＦ透過液中のカルシウムとマグネシウムとの重量比が、カルシウム／マグネシウム≒３／１であることに着目した。そして、このＵＦ透過液をナノフィルトレーション（ＮＦ）膜処理して１価ミネラルを除去し、濃縮して乳糖を結晶化し除去した後、濃縮及び／又は乾燥することにより、カルシウムとマグネシウムのバランスが良好であり、かつ溶解性が良好であるという性質を有するミルクミネラル組成物が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。したがって、本発明は、カルシウムとマグネシウムのバランスが良好であり、かつ溶解性が良好であるという性質を有するミルクミネラル組成物及びその製造法を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では、全乳、脱脂乳、バターミルクなどの乳をＵＦ膜処理して得られるＵＦ透過液から、１価ミネラル及び乳糖を除去して、カルシウムとマグネシウムのバランスが良好であり、かつ溶解性が良好であるという性質を有するミルクマグネシウム組成物を得ることができる。
近年、乳をＵＦ膜処理して得られるミルクプロテインコンセントレート（ＭＰＣ）やトータルミルクプロテイン（ＴＭＰ）の需要が高まってきており、その副産物であるＵＦ透過液を有効利用することは、資源の有効利用という観点から極めて意義が大きい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明のミルクミネラル組成物を以下のようにして製造することができる。
まず、全乳、脱脂乳、バターミルクなどの乳をＵＦ膜処理してＵＦ透過液を得る。なお、ＵＦ膜処理して得られる濃縮液は乳タンパク質が濃縮されたものであり、種々の用途に利用される。
次に、ＵＦ透過液からナトリウムやカリウムなどの１価ミネラルを除去する。
１価ミネラルを除去する方法については、特に制限はなく、ＮＦ膜処理してＵＦ透過液を濃縮し１価ミネラルを除去すれば良く、また、加水しながら膜処理する透析濾過（ＤＦ）処理を行って１価ミネラルを除去しても良い。さらに、１価陽イオン選択性の電気透析（ＥＤ）膜で脱塩処理を行って１価ミネラルを除去しても良い。なお、ＮＦ膜処理する場合の濃縮倍率については、特に制限はないが、好ましくは５倍以上とする。また、ＤＦ処理する場合の加水倍率については、好ましくは 0.5倍以上とし、イオン交換樹脂で処理されたイオン交換水を使用することが好ましい。
また、１価ミネラルを除去したＵＦ透過液から乳糖を除去する。乳糖を除去する方法についても、特に制限はないが、例えば、１価ミネラルを除去したＵＦ透過液を濃縮して乳糖を結晶化し、この結晶化した乳糖を濾過や遠心分離などの処理により除去することができる。
そして、上記のようにして１価ミネラル及び乳糖を除去したＵＦ透過液については、必要に応じて、減圧濃縮機などで濃縮してミルクミネラル組成物濃縮液として使用しても良いし、また、噴霧乾燥や凍結乾燥してミルクミネラル組成物粉末として使用しても良い。
【０００８】
このようにして得られるミルクミネラル組成物は、次の（１）及び（２）に示す組成比を有している。
（１）0.48≧ log｛ (組成中のカルシウム量）／ (組成中のマグネシウム量）｝
（２）−0.30≦ log｛ (組成中のカルシウム量）／ (組成中のナトリウム量) ｝
なお、 log｛ (組成中のカルシウム量）／ (組成中のマグネシウム量）｝の値が0.48より高くなると、カルシウム量がマグネシウム量より高くなり過ぎて、カルシウムとマグネシウムのバランスが悪いミルクミネラル組成物となる。また、 log｛ (組成中のカルシウム量）／ (組成中のナトリウム量) ｝が−0.30より低くなると、ナトリウムなどの塩類に起因する好ましくない風味が強くなる。
そして、このミルクミネラル組成物は、カルシウムとマグネシウムのバランスが良好であり、また、１価ミネラルを低減して風味を良好なものとしており、かつ酸性飲料以外の飲料に使用しても溶解性が良好なミルクミネラル素材である。
次に、実施例を示し、本発明をさらに詳しく説明する。
【０００９】
【実施例１】
脱脂乳 300kgを分画分子量 10kDaのＵＦ膜(DK3840C：Desalination社製) で処理して５倍量に濃縮することにより得られたＵＦ透過液 240kgを、食塩阻止率50％のＮＦ膜(Desal-5：Desalination社製) で処理して10倍量まで濃縮し、ＮＦ濃縮液20kgを得た。次に、このＮＦ濃縮液20kgを減圧濃縮機で容量が１／４となるまで濃縮した後、４℃まで冷却し12時間放置して乳糖を結晶化し、結晶化した乳糖を 1.0μm のセルロースフィルターで除去して、カルシウム及びマグネシウムを含有する乳糖母液 1.5kgを得た。そして、この乳糖母液 1.5kgを凍結乾燥することにより、本発明のミルクミネラル組成物粉末400gを得た。
なお、このミルクミネラル組成物は、全固形96％で、タンパク質21.6％ (うち非タンパク態窒素 (ＮＰＮ) 17.8％) 、乳糖44％、灰分30.4％ (うち固形当たり、カルシウム 1,045mg％、マグネシウム 540mg％、ナトリウム 1,540mg％) であり、 log｛ (組成中のカルシウム量) ／ (組成中のマグネシウム量) ｝が0.29及び log｛ (組成中のカルシウム量) ／ (組成中のナトリウム量) ｝が−0.17であった。
【００１０】
【実施例２】
脱脂乳 100kgを分画分子量 10kDaのＵＦ膜(DK3840C：Desalination社製) で処理して５倍量に濃縮することにより得られたＵＦ透過液80kgを、１価陽イオン選択性のＥＤ膜(AMS/CMS：トクヤマ社製) で処理して電気伝導度が 1.0mS／cmとなるまで脱塩した。次に、このＥＤ脱塩液を減圧濃縮機で容量が１／１２となるまで濃縮した後、４℃まで冷却し12時間放置して乳糖を結晶化し、結晶化した乳糖を 1.0μm のセルロースフィルターで除去して、カルシウム及びマグネシウムを含有する乳糖母液２kgを得た。そして、この乳糖母液２kgを凍結乾燥することにより、本発明のミルクミネラル組成物粉末500gを得た。
なお、このミルクミネラル組成物は、全固形22％で、タンパク質3.23％ (うちＮＰＮ2.98％) 、乳糖10％、灰分6.98％ (うち固形当たり、カルシウム 1,043mg％、マグネシウム 540mg％、ナトリウム 1,320mg％) であり、 log｛ (組成中のカルシウム量) ／ (組成中のマグネシウム量) ｝が0.29及び log｛ (組成中のカルシウム量) ／ (組成中のナトリウム量) ｝が−0.10であった。
【００１１】
【実施例３】
バターミルク 300kgを分画分子量 10kDaのＵＦ膜(DK3840C：Desalination社製) で処理して５倍量に濃縮することにより得られたＵＦ透過液 240kgを、食塩阻止率50％のＮＦ膜(Desal-5：Desalination社製) で処理して10倍量まで濃縮し、ＮＦ濃縮液20kgを得た。次に、このＮＦ濃縮液20kgを減圧濃縮機で容量が１／４となるまで濃縮した後、４℃まで冷却し12時間放置して乳糖を結晶化し、結晶化した乳糖を 1.0μm のセルロースフィルターで除去して、カルシウム及びマグネシウムを含有する乳糖母液 1.3kgを得た。そして、この乳糖母液 1.3kgを凍結乾燥することにより、本発明のミルクミネラル組成物粉末355gを得た。
なお、このミルクミネラル組成物は、全固形96％で、タンパク質21.6％ (うちＮＰＮ17.8％) 、乳糖44％、灰分30.4％ (うち固形当たり、カルシウム 1,543mg％、マグネシウム 850mg％、ナトリウム 1,220mg％) であり、 log｛ (組成中のカルシウム量) ／ (組成中のマグネシウム量) ｝が0.25及び log｛ (組成中のカルシウム量) ／ (組成中のナトリウム量) ｝が0.10であった。
【００１２】
【実施例４】
無塩バター 24.5gを65℃の調合水1,276.5gに加えて調製した予備乳化液に、実施例１で得られたミルクミネラル組成物150g、ＭＰＣ 33.7g、乳糖 15.3gを加えてミックスとし、カルシウム・マグネシウム強化乳 (本発明品１）を製造した。
【００１３】
【比較例１】
無塩バター 24.5gを65℃の調合水1,276.5gに加えて調製した予備乳化液に、炭酸カルシウム・炭酸マグネシウム混合液 (炭酸カルシウム 6.0％、炭酸マグネシウム 3.0％、乳化剤 1.5％) 30g 、脱脂粉乳100gを加えてミックスとし、カルシウム・マグネシウム強化乳 (対照品１）を製造した。
【００１４】
【比較例２】
無塩バター 24.5gを65℃の調合水1,276.5gに加えて調製した予備乳化液に、炭酸カルシウム・炭酸マグネシウム混合液 (炭酸カルシウム 6.0％、炭酸マグネシウム 3.0％、乳化剤 1.5％）10g 、脱乳糖パーミエート100g、ＭＰＣ 33.7g、乳糖 15.3gを加えてミックスとし、カルシウム・マグネシウム強化乳 (対照品２）を製造した。
なお、実施例４及び比較例１〜２で製造したカルシウム・マグネシウム強化乳中には、カルシウム 150mg/100ml及びマグネシウム50mg/100mlが含まれており、カルシウムとマグネシウムとの重量比がカルシウム／マグネシウム＝３／１で、コップ２杯 (400ml)摂取することにより、一日のカルシウム及びマグネシウムの必要摂取量の約２／３を摂取することのできる飲料であった。
【００１５】
【試験例１】
本発明品１及び対照品１〜２の各カルシウム・マグネシウム強化乳について、ＴＫホモミキサーで撹拌 (7,000rpm、10分間) して乳化し、高圧ホモジナイザーで均質処理(150kg/cm２) した後、加熱殺菌(120℃、３秒間) し、４℃まで冷却して、専門パネラー５名による官能評価を実施した。
その結果を表１に示す。
なお、官能評価の結果については、次の評価基準で点数化し、その平均値を官能評価点とした。
１点：非常にサラツキを感じ、飲めない。
２点：飲めるが、かなりザラツキを感じる。
３点：舌にザラツキを感じる。
４点：舌にわずかにザラツキを感じる。
５点：舌に全くザラツキを感じない。
【００１６】
【表１】
本発明品１       4.5
対照品１         3.0
対照品２         4.0
これによると、本発明のミルクミネラル組成物を配合したカルシウム・マグネシウム強化乳（本発明品１）は、ザラツキが無く、良好な風味を呈していた。
【００１７】
【試験例２】
本発明品１及び対照品１〜２の各カルシウム・マグネシウム強化乳について、 100ml容の遠沈管に各カルシウム・マグネシウム強化乳 100mlを入れ、遠沈管を垂直にしたまま５℃で１週間保存した後、上清を排除して沈澱量を読み取り、保存沈降量とした。その結果を表２に示す。
【００１８】
【表２】
本発明品１      ＜0.05ml
対照品１          0.15ml
対照品２          0.10ml
【００１９】
これによると、本発明のミルクミネラル組成物を配合したカルシウム・マグネシウム強化乳（本発明品１）は、沈澱が殆ど無く、良好な状態を呈していた。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によると、カルシウム及びマグネシウム強化の目的で飲食品に配合するのに適した、カルシウムとマグネシウムのバランスが良好であり、かつ溶解性が良好であるという性質を有するミルクミネラル組成物を提供することができる。
また、ＭＰＣやＴＭＰを製造する際に副産物として得られるＵＦ透過液を原料とすることができるので、資源の有効利用という観点からも極めて意義が大きい。
さらに、本発明のミルクミネラル組成物を飲食品に配合してカルシウム及びマグネシウム強化をしても、溶解性や風味などの点で全く問題がない。