(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
味が苦くなく、
カリウム          １９−２７％
カルシウム         ０.５−２％
ナトリウム            ５−７％
マグネシウム       ０.１−１％
塩化物            １７−３７％
リン               ０.５−３％
さらに、
タンパク質        １０−２０％
ラクトース        １０−３５％
を含有することを特徴とする、乳漿塩粉末。
【請求項２】
カリウム          ２５−２６％
カルシウム         ０.８−２％
ナトリウム            ５−６％
マグネシウム    ０.１−０.２％
塩化物            ３２−３７％
リン               １.４−３％
さらに好ましくは、
タンパク質        １０−１６％
ラクトース        １０−１５％
を含有することを特徴とする、請求項１に記載の乳漿塩粉末。
【請求項３】
乳漿を、あるいは牛乳または乳漿から得られる限外濾過透過物を、（両者の乾燥物質含有量は多くて２０重量％である）
ナノ濾過膜を用いて膜濾過し、
ナノ濾過から得られる乾燥物質含有量０.１−１.０重量％の透過物を濃縮し、
最終的に乾燥して粉末にする、
ことを特徴とする、請求項１に記載の乳漿塩粉末の生成方法。
【請求項４】
出発物質がチーズ乳漿、カゼイン乳漿または凝乳乳漿などの乳漿あるいは牛乳または乳漿から限外濾過によって得られる透過物であり、乳漿または透過物の乾燥物質含有量が多くて１５重量％であることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
膜でナノ濾過する前に、乳漿あるいは牛乳または乳漿から得られる透過物の乾燥物質含有量を多くて２０重量％、適切には多くて１５重量％、好ましくは５−１０重量％の値に合わせることを特徴とする、請求項３または４に記載の方法。
【請求項６】
１５０−３００Ｄａのナノ濾過膜をナノ濾過において使用することを特徴とする、請求項３−５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
ナノ濾過から得た透過物を蒸発により濃縮して、乾燥物質含有量を３０−４０重量％にすることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
ナノ濾過から得た透過物を、
９９％Ｃｌイオンを拒絶する膜を有する逆浸透圧器で最初に濃縮して、乾燥物質含有量を４−２４重量％にし、
その後蒸発により乾燥物質含有量を３０−４０重量％にする、
ことを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
濃縮されたナノ濾過透過物を噴霧乾燥により乾燥させて粉末にすることを特徴とする、請求項３−８いずれかに記載の方法。
【請求項１０】
食物または食品に塩味を付加するための調味料である、請求項１に記載の乳漿塩粉末。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、味が苦くない乳漿（ホエー）塩粉末、その生成方法およびその使用に関する。本発明の乳漿塩粉末は、乳漿の天然無機物を含有する生成物であり、完全にまたは部分的に、食物および食品において使用される従来の塩の代わりとなり得る。
【０００２】
チーズの製造において、味を薄めるカゼインと脂肪を牛乳からチーズの塊へ沈殿させると、残留するものは、塩辛い乳漿である。その塩辛さのため、食品産業における乳漿の使用は限られる。乳漿の塩分含有量を低下させるために、電気透析、イオン交換および最近ではナノ濾過など、種々の方法が開発されている。実際、ナノ濾過は、逆浸透圧法に基づいた濃縮方法であり、ナノ濾過で使用される膜は非常に粗いので、水に加え、特に一価イオンが膜を透過する。このことは、多くて６％−２４％の乾燥物質含有量からの希薄溶液、例えば乳漿などを予め濃縮するのに非常に適している。本明細書において、別記しない限り、パーセンテージは重量パーセントのことである。
【０００３】
上記の脱塩方法とその組合せを用いて、脱塩乳漿粉末を生成し、一般に、例えば、ベビーフード、チョコレートおよびアイスクリームなどに使用する。例えば、フィンランドでは、乳漿の大部分は脱塩乳漿粉末を生成するのに使用する。これらの方法では、除去された塩は廃水処理プラントから水系へ流れる。
【０００４】
別の通常の乳漿処理方法は限外濾過である。この方法において、乳漿タンパク質は、乳漿の高分子成分を維持する膜システムによって濃縮される。濃縮物を乾燥させて乳漿タンパク質粉末にし、食品産業において、例えば、粉ミルクの代用品として通常使用する。また、牛乳も同様に限外濾過し得る。
【０００５】
乳漿および牛乳の両方とも限外濾過において、膜を通過する透過物は、ラクトース、塩および他のミクロ分子物質を含有する。限外濾過透過物は通常、結晶化によりラクトースを生成するのに使用される。残留透過母液は、塩味が強く、乾燥が極度に困難であるので、動物飼料用の液体濃縮物として非常に低価格で通常販売される。
【０００６】
現在、乳漿塩は、一般に否定的な価値しかないので、結局、廃水または動物飼料となってしまう。たとえ動物飼料に使用し得ても、使用する量は動物の飼料では限られたものである。従って、乳漿中の塩を有効に利用する方法をみつける必要が常にある。
【０００７】
乳漿の無機物組成は、血清の無機物組成と同じであるので、非常に生理的といえる。乳漿は、貴重な無機物：カリウム、カルシウムおよびマグネシウムを含有し、およびそのナトリウム含有量がかなり低い。表１に乾燥物質の重量％で算出した乳漿の無機物組成を示す。
【０００８】
【表１】
表１：乳漿の無機物組成(乾燥物質の％)
無機物            ８.８
カルシウム        ０.９
ナトリウム        ０.８
カリウム          ２.２
マグネシウム      ０.１
リン              ０.７
塩化物            ２.０
クエン酸塩        ２.５
乳酸塩            １.５
【０００９】
乳漿の高いカリウム含有量はナトリウムの副作用から人体を保護する。同様にマグネシウムは高血圧を防止する。アニオンとして、乳漿は塩化物に加え、リン酸塩、クエン酸塩および乳酸塩を含有する。乳漿中の塩を分離して乾燥生成物を製造すると、天然の無機物塩様調製物が得られる。
【００１０】
種々の化学製品を混合して製造され、食卓塩(ＮａＣｌ)の代わりとなる無機物が開示された(ヨーロッパ特許１２４ ２５４；ドイツ特許３１ ０７ ８００)。しかしながら、天然無機物塩の調製物はない。
【００１１】
ヨーロッパ特許出願４０８ ７５６および２９１ ９８０は、塩代用品としてラクトース処理の透過母液、すなわち役に立たない副産物の使用を開示している。透過母液は、主にラクトースを含有するが、それ自体無機物塩として適切でない。透過母液の組成を表２に示す。
【００１２】
【表２】
表２：透過母液の組成(乾燥物質の％)
ラクトース          ５６
タンパク質          １５
無機物              ２２
【００１３】
また、吸湿性が高いので、透過母液を乾燥することはほぼ不可能である。
透過母液からナノ濾過によって塩を取り出し、得た塩溶液をある種の乳漿塩に結晶化する試みがなされた。ヨーロッパ特許出願５３６ ６１２は、塩を含む透過母液からナノ濾過により塩を取り出し、その後、ナノ濾過からの透過物を蒸発させ、残渣から主に塩化カリウムを結晶化する方法を開示しているが、透過物の他の成分のいくつかが不純物として該塩化カリウムに残留する。得た塩生成物の組成は該ヨーロッパ特許公報５頁の表２に示されている。
【００１４】
ヨーロッパ特許出願５３６ ６１２の方法は、脱塩のみに用いられる追加の操作工程としてナノ濾過を必要とするので、非実用的である。しかしながら、水を浸透圧的に‘間違った'方向に流すためには、処理圧が溶液の浸透圧を超えなければならないので、ナノ濾過は濃縮された溶液を処理するのにあまり適していない。さらに、該既知の方法の問題は、不十分な結晶化の収率、困難な結晶塊の後処理および塩化カリウム結晶化からの残留液であり、そのために利用が進められていない。
【００１５】
驚くべきことに、本発明において、乳漿塩粉末を生成することができた。このものは、天然の無機物塩様調製物であり、食卓塩の代用品として使用し得る。この乳漿塩粉末の味は苦くない。
【００１６】
本発明の乳漿塩粉末は、
カリウム          １９−２７％
カルシウム         ０.５−２％
ナトリウム            ５−７％
マグネシウム       ０.１−１％
塩化物            １７−３７％
リン               ０.５−３％
さらに、
タンパク質        １０−２０％
ラクトース        １０−３５％
を含有することを特徴とする。
【００１７】
本発明により開発された新規乳漿塩粉末は、フィンランド特許９８６９６に開示された塩調製物より塩味が強く、同じ塩味にするために、新規乳漿塩粉末は、該既知の塩調製物に比べ非常に少量のみを必要とする。しかしながら、本発明の乳漿塩粉末は苦味がない。その乳漿塩粉末のカリウム含有量が、フィンランド特許９８６９６に開示された塩調製物より高いにもかかわらず、本発明の乳漿塩粉末は苦味がない。また、そのカリウム含有量は、ヨーロッパ特許出願５３６ ６１２に開示された塩調製物ほど高くはない。過剰の高カリウム含有量は、塩を苦くすることがわかっている。
【００１８】
本発明の乳漿塩粉末において、タンパク質とラクトースの存在は苦味を隠す。本明細書の下記実施例６および７からわかるように、この実験で、本発明に従って乳漿塩粉末から製造された水溶液は苦くないが、等しいカリウム含有量で単に塩化カリウムから製造された水溶液、およびヨーロッパ特許出願５３６ ６１２に従った方法で製造された乳漿塩の水溶液は、両方とも苦いことが証明された。
【００１９】
ヨーロッパ特許出願５３６ ６１２の５頁の表２に開示された乳漿塩粉末の組成は、請求項１に定義された本発明の乳漿塩粉末とは実質的に異なる。既知の乳漿塩粉末が主に、苦いカリウム(４２％)および塩化物(３８％)から構成される灰分(８３.５％)であるからである。これは、既知の乳漿塩粉末の製造方法に起因し、その方法において塩化カリウムは濃縮されたナノ濾過透過物から結晶化される。塩化カリウム含有量が高いので、該既知乳漿塩は本発明の新規乳漿塩粉末よりも明らかに苦く、味が悪い。本発明の新規乳漿塩粉末は、本出願に開示された方法で製造される。
【００２０】
本発明の乳漿塩粉末とその溶液は、特に等しいカリウム含有量を有する塩溶液と比較して苦くないので、産業および様々な調理施設の両方における食卓塩や他の塩調製物の優れた代用品である。
【００２１】
本発明の好都合な乳漿塩粉末は、
カリウム          ２５−２６％
カルシウム         ０.８−２％
ナトリウム            ５−６％
マグネシウム    ０.１−０.２％
塩化物            ３２−３７％
リン               １.４−３％
さらに、
タンパク質        １０−２０％
ラクトース        １０−３５％
を含有する。
【００２２】
乳漿塩粉末は、タンパク質を最も好ましくは１０−１８％およびラクトースを最も好ましくは１０−１５％含有する。
最も好都合な本発明の乳漿塩粉末は、実施例１の乳漿塩粉末であり、主な成分の全組成を下記表３に示す。
【００２３】
同時に、本発明において意外にも、乳漿塩粉末の新規生成方法が発見され、その方法より、乳漿塩粉末を経済的に、容易に、かつ高収率で生成することができる。本発明に従って、乳漿または乳漿透過物が膜濾過により適切に処理され、それにより、ラクトースとタンパク質を除去し、その後に得た透過物を乾燥して粉末にすると、乳漿塩粉末が得られる。
【００２４】
本発明に従った乳漿塩粉末の新規生成方法は、乳漿を、あるいは牛乳または乳漿から得られる限外濾過透過物を（両者の乾燥物質含有量は多くて２０重量％である）、  ナノ濾過膜を用いて膜濾過し、
ナノ濾過によって得られた乾燥物質含有量０.１−１.０重量％の透過物を濃縮し、
最終的に乾燥して粉末にする、
ことを特徴とする。
【００２５】
上記したように、ナノ濾過は濃縮された溶液を処理するのにあまり適していない。しかしながら、本発明の方法においてはナノ濾過を充分に利用している。すなわち、蒸発に代わる濃縮方法として本明細書で使用し、同時に塩の一部を除去し、乳漿濃縮物の使用価値を高める。一方、本発明の乳漿粉末は、ナノ濾過膜を通過したすべての乳漿成分を含有する。本発明の方法によって、乳漿中のすべての乾燥物質を利用できる。本発明の方法を用いて、以前よりも多くの乳漿塩を回収でき、同時に、廃水が全く出ないので、乳漿が引き起こす廃水問題を回避できる。
【００２６】
本発明の新規方法において、出発物質は、チーズ乳漿、カゼイン乳漿または凝乳乳漿などの乳漿、あるいは牛乳または乳漿から限外濾過によって得られた透過物であり、乳漿または透過物の乾燥物質含有量は、多くて２０重量％、適切には多くて１５重量％、好ましくは５−１０重量％である。必要ならば、ナノ濾過の前に、出発物質として使用される乳漿または透過物の乾燥物質含有量を上記値のいずれかに合わせる。
【００２７】
ナノ濾過には、好ましくは１５０−３００Ｄａ膜である半透膜を使用する。例えば、適切なのは、米国、Ｏsmonics製造のＤesal−５  ＤＫ膜または米国、Ｄow製造のＤow  ＮＦ４５膜である。
【００２８】
乳漿または限外濾過透過物をナノ濾過して得た透過物は、乾燥物質含有量０.１−１.０重量％、好ましくは０.３−０.５重量％の希釈塩溶液である。この透過物を蒸発により、または逆浸透圧法と蒸発の適切な組み合わせにより濃縮し、乾燥物質含有量を３０−４０重量％、好ましくは３５−４０重量％にする。逆浸透圧法により透過物を最初に適切に濃縮し、乾燥物質含有量を４−２４重量％にし、該逆浸透圧法において、９９％Ｃｌイオンを拒絶する膜を有する逆浸透圧器を適切に使用できる。適切な膜は、例えば、米国、Ｆluid Ｓystems製造のＴＦＣ(商標)２８２２ＨＲ−ＮＷタイプの膜である。
【００２９】
本発明により意外なことに、ラクトースおよび塩の両方とも極度に吸湿性が高く乾燥が困難であると考えられていたにもかかわらず、上記の乳漿塩濃縮物は、粉ミルクまたは乳漿粉末を乾燥するのに使用する従来の乾燥機で容易に噴霧乾燥し得ることがわかった。こうして得た乾燥粉末の特定の重量は、約０.４−０.６ｇ/mlであり、その水分含有量は約２％である。
【００３０】
明らかに、ナノ濾過膜を通過するミクロ分子窒素化合物は、生成物において担体として機能し、一方、最も吸湿性の高い塩は、ナノ濾過膜を通過しない。
言うまでもなく、高い塩化物含有量で操作しているとき、器具の鋼鉄が腐食する恐れにより乳漿塩の使用は妨げられる。しかしながら、本発明に関する実験において、器具に腐食を発見したり、乳漿塩粉末の鉄含有量が上がることはなかった。
【００３１】
上記の方法によって、現在廃水処理プラントを必要とする塩溶液から乳漿塩粉末を簡単にかつ高い収率で生成することができる。該乳漿塩粉末は産業および家庭の両方において天然の無機物塩調製物および食卓塩の代用品であり、完全にまたは部分的に食物または食品で食卓塩の代わりとなり得る。
【００３２】
下記の実施例で本発明をより詳細に記載する。
実施例１
６.５％の乾燥物質含有量を有するチーズ乳漿を原料として使用した。この乳漿は乾燥物質中にラクトース７３％、タンパク質１２％および灰分８％を含有していた。乳漿を分離し、ふるいにかけ、その後、低温殺菌して半透膜によりナノ濾過した(１５０−３００Ｄａ；Ｄｅｓａｌ−５ＤＫ)。乳漿から主に、一価イオン(ナトリウム、カリウム、塩化物)で構成される塩を水とともに膜を通じて、透過物へ取り出した。透過物へ取り出した物は、５０％の塩と１％のラクトースを含んでいた。
【００３３】
乳漿の濾過において、残留物（retentate）の乾燥物質含有量は２２％であった。器具を用いると、原料の流速は２５,０００l/h、残留物の流速は５,０００l/h、透過物の流速は２０,０００l/hであった。濾過温度は２０℃で、処理圧は２２バールであった。
【００３４】
ナノ濾過透過物(乾燥物質含有量０.４％)をさらに、Ｃｌイオンを９９％通さない膜を有する逆浸透圧器を用いて濃縮した。膜はＴＦＣ(商標)２８２２ＨＲ−ＮＷのタイプである。このように乾燥物質含有量４％の残留物を得、透過物を工業処理水として再利用できる。
【００３５】
得た逆浸透圧濃縮物を蒸発により濃縮して、乾燥物質含有量を４０％にし、従来の噴霧乾燥器で乾燥して粉末にした。
全組成の重量％で得た乳漿塩粉末の主な構成要素の量を表３に示す。
【００３６】
【表３】
表３：乳漿塩粉末の主な構成要素
0003898890.tif 000002
【００３７】
実施例２
原料はカゼイン乳漿であり、その乾燥物質含有量は５.６％であった。乳漿は、乾燥物質中にラクトース７０％、タンパク質１６％および灰分１４％を含有していた。乳漿を分離し、ふるいにかけ、実施例１に従って低温殺菌し、ナノ濾過した。ナノ濾過からの透過物を逆浸透圧法により濃縮し、実施例１に従って濃縮物を蒸発し、乾燥して粉末にした。
得た乳漿塩粉末中の主な構成要素の組成を表３に示す。
【００３８】
実施例３
原料は凝乳乳漿で、その乾燥物質含有量は５.７％であった。凝乳乳漿は、乾燥物質中にラクトース６８％、タンパク質８％および灰分９％を含有していた。分離し、ふるいにかけた乳漿を、実施例１に従って低温殺菌し、ナノ濾過した。ナノ濾過からの透過物を逆浸透圧法により濃縮し、実施例１に従って濃縮物を蒸発し、乾燥して粉末にした。
得た乳漿塩粉末中の主な構成要素の組成を表３に示す。
【００３９】
実施例４
原料は、乾燥物質含有量６％の透過物であり、無脂肪乳から限外濾過により得た。透過物は乾燥物質にラクトース８３％、タンパク質５％および灰分９％を含有していた。実施例１に従って、透過物を低温殺菌し、ナノ濾過した。ナノ濾過からの透過物を逆浸透圧法により濃縮し、実施例１に従って濃縮物を蒸発し、乾燥して粉末にした。
得た乳漿塩粉末中の主な構成要素の組成を表３に示す。
【００４０】
実施例５
原料は、乾燥物質含有量１０％の透過物であり、乳漿から限外濾過により得た。乳漿透過物は乾燥物質中にラクトース８３％、タンパク質５％および灰分９％を含有していた。実施例１に従って、透過物を低温殺菌し、ナノ濾過した。ナノ濾過からの透過物を逆浸透圧法により濃縮し、実施例１に従って濃縮物を蒸発し、乾燥して粉末にした。
得た乳漿塩粉末中の主な構成要素の組成を表３に示す。
【００４１】
実施例６
等しいカリウム含有量(１.９g/l)を有する水溶液を、チーズ乳漿からつくられた本発明の乳漿塩粉末から、および塩化カリウム(ＫＣｌ)から、製造した。感覚評価で１０人が溶液を試験し、１から１０の等級で苦味を評価した。Ｔ検定をデータについて行った。塩化カリウム溶液の平均的な苦味は６.８７であり、乳漿塩溶液の苦味は１.７４であった。苦味の差異は統計的に有意である(ｐ＝０.００００８９)。
【００４２】
実施例７
ヨーロッパ特許出願ＥＰ−Ａ１−０ ５３６ ６１２に開示された方法に従って乳漿塩を製造した既知の生成物を、チーズ乳漿からつくった本発明の乳漿塩粉末と感覚評価で比較した。８人の評価者が０−１０の等級で評価を行った。評価者には、苦味とおいしさの観点で１％溶液の味を評価することが求められた。上記の既知乳漿塩の苦味は５.７２で、おいしさは２.６７であった。本発明の乳漿塩の苦味はわずか２.１であり、味のおいしさは６.２２であった。苦味の差異は統計学的に有意であった(ｐ＝０.００７４)。