(57)【要約】【課題】牛乳の濃縮方法及び乳製品の調製方法を提供する。【解決手段】本発明の牛乳の濃縮方法は、牛乳を採取し、０〜７℃下で逆浸透膜濃縮を経て、濃縮牛乳を得る。そのうち、濃縮牛乳の脂肪の質量含有量が０．２〜１０％であり、濃縮温度が４〜６℃であり、又は脂肪の質量含有量が４〜９％であり、可溶性固形物の質量含有量が１２〜３２％である。濃縮牛乳のたんぱく質の質量含有量は、３．３％である。また、乳製品の調製方法は、該濃縮方法を採用して得られる濃縮牛乳が調合工程、殺菌工程、包装工程を経て乳製品を獲得する。本発明は、０〜７℃下の低温濃縮により、牛乳を加工過程で略物理変化のみを有させ、牛乳の自然な状態を最大限に保持する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
牛乳が０〜７℃で逆浸透膜濃縮を経て、濃縮牛乳を得る牛乳の濃縮方法。
【請求項２】
前記濃縮牛乳の脂肪の質量含有量は、０．２〜１０％である請求項１に記載の牛乳の濃縮方法。
【請求項３】
前記逆浸透膜濃縮の温度が４〜６℃である請求項１に記載の牛乳の濃縮方法。
【請求項４】
前記濃縮牛乳の脂肪の質量含有量は、４〜９％である請求項１に記載の牛乳の濃縮方法。
【請求項５】
前記濃縮牛乳の可溶性固形物の質量含有量は、１２〜３２％である請求項１に記載の牛乳の濃縮方法。
【請求項６】
前記濃縮牛乳のたんぱく質の質量含有量は、少なくとも３．３％である請求項１に記載の牛乳の濃縮方法。
【請求項７】
前記逆浸透膜濃縮を経た後、濃縮過程中の水を収集し、生活飲用水を得る請求項１に記載の牛乳の濃縮方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の牛乳の濃縮方法により得られる濃縮牛乳が、調合工程、殺菌工程、包装工程を経て乳製品を得る、乳製品の調製方法。
【請求項９】
前記濃縮牛乳の調合工程の前に、更に逆浸透膜濃縮の工程を含む請求項８に記載の乳製品の調製方法。
【請求項１０】
前記調合工程は、糖分又は栄養強化剤の添加工程を含み、前記殺菌工程は、低温殺菌又は超高温滅菌の工程を含む請求項８又は請求項９に記載の乳製品の調製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、牛乳を濃縮して乳を生産すること及び関連乳製品の加工生産分野に関し、特に牛乳の濃縮方法及び乳製品の調製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
牛乳は、最も古くからある天然飲料の一つであり、「白色の血液」として知られ、人体にとって重要であると想像されている。牛乳は、豊富なミネラル、カルシウム、リン、鉄、亜鉛、銅、マンガン、モリブデンを含有する。最も貴重であるのは、牛乳が人体のカルシウムの最良な供給元であり、且つカルシウムとリンの割合が非常に適当であり、カルシウムの吸収に有利であるということである。牛乳が含む物質の種類は、複雑であり、少なくとも１００以上の種類があり、主成分は、水、脂肪、リン脂質、たんぱく質、ラクトース、無機塩等がある。人体のたんぱく質を構成するアミノ酸は、２０種あり、そのうち、８種は、人体が合成できないものであり（乳児は９種、成人より多いのはヒスチジン）、これらアミノ酸は、必要アミノ酸と称される。我々が食するたんぱく質中にもしも全ての必要アミノ酸が含まれていれば、この種のたんぱく質は、全たんぱく質と呼ぶことができる。牛乳のたんぱく質は、全たんぱく質である。牛乳の無機塩もミネラルということができる。牛乳は、Ca2+、Mg2+、K+、FE3+等のカチオン及びPO43-、SO42-、Cl-等のアニオンを含む。また、更にI、Cu、Zn、Mn等の微量の元素を有する。大自然中のカルシウムは、化合形態で存在し、動植物に吸収された後に生物活性を有するカルシウムを形成し、そうして初めてより良好に人体に吸収利用されることができる。牛乳に含まれる豊富な活性カルシウムは、人類に最良のカルシウム源の一つであり、一升の新鮮な牛乳が含む活性カルシウムは、約１２５０ｍｇであり、多くの食物でトップであり、おおよそ米の１０１倍、赤身牛肉の７５倍、赤身豚肉の１１０倍であり、含有量が高いだけでなく、更に、そのうちのラクトースが人体の腸壁のカルシウムに対する吸収を促進し、吸収率が９８％に達し、それにより体内のカルシウムの代謝を調節し、血清カルシウム濃度を維持し、骨格のカルシウム化を増進することができる。吸収が良好であることは、カルシウムを補うことにとって特に重要である。
【０００３】
相応する乳製品は、栄養が豊富であり、消化吸収され易く、多くの人に好まれる栄養食品となっている。生活水準の向上に伴って、国内の消費者の乳製品の味と品質に対する要求も益々高くなっている。但し、現在の牛乳濃縮過程及び関連乳製品の生産過程で必要な濃縮ミルクは通常蒸発器を採用して濃縮を行い、該方法の主な欠陥は、エネルギー消費が高く、濃縮温度が高いことである。温度が比較的高いことにより、濃縮過程で物理変化を生じるだけでなく、更に、比較的大きな化学変化を有し、牛乳本来の風味及び影響を良好に保留することができない。
【０００４】
従って、牛乳の自然な状態を最大限に保持し、乳と乳製品の品質を向上する牛乳濃縮方法を提供することは、重要な実現意義を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、牛乳の濃縮方法及び乳製品の調製方法を提供することにある。該方法は、０〜７℃の低温濃縮を採用し、牛乳がこの過程で略物理変化のみを有し、牛乳の自然状態を最大限に保持する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
該目的を実現する為、本発明は、以下の技術試案を提供する。
【０００７】
本発明は、牛乳の濃縮方法を提供し、牛乳が０〜７℃で逆浸透膜濃縮により濃縮牛乳を獲得する。
【０００８】
本発明の具体的実施形態において、牛乳の濃縮方法は、牛乳が前処理（標準化処理）を経て、０〜７℃で逆浸透膜濃縮により、濃縮牛乳を獲得する。
【０００９】
逆浸透は、溶液を圧力作用において、逆浸透膜に透過させ、逆浸透膜の選択的透過性によって溶液を濃縮させ、純水を取得させる過程を利用する。牛乳の濃縮の原理は、図１のとおりである。牛乳の逆浸透膜濃縮技術の応用発明は、濃縮過程を低温下で行わせることができ、栄養物質及び風味物質が十分の保存でき、従って、高品質な牛乳及び練乳等の乳製品を得ることができる。濃縮過程で発生する水は、処理を経ずに生産利用することができるだけでなく、殺菌包装も国家の提唱する二酸化炭素削減の理念に適合する。
【００１０】
ビタミンB1、ビタミンB6、ビタミンB12、葉酸及びビタミンCは、熱に対して不安定であり、従って、加熱により損失し易い。牛乳には、多種の生物活性を有するたんぱく質を有し、例えば、ビタミンと結合するたんぱく質、免疫グロブリン、金属イオンと結合するたんぱく質、抗菌たんぱく質（乳トランスフェリンたんぱく質、リゾチーム、ラクトペルオキシダーゼ）、各種成長因子及びホルモンがある。これらたんぱく質は、乳児期に栄養及び生理機能を発揮する。これらすべてのたんぱく質は、熱に対して敏感である。逆浸透膜技術は、本発明において、０〜７℃の低温濃縮を採用し、比較的大きな限度にビタミンB1、ビタミンB6、ビタミンB12、葉酸及びビタミンC及びビタミンと結合するたんぱく質、免疫グロブリン、金属イオンと結合するたんぱく質、抗菌たんぱく質（乳トランスフェリンたんぱく質、リゾチーム、ラクトペルオキシダーゼ）、各種成長因子及びホルモンを得ることができる。以上は、該技術がもたらす効果である。
【００１１】
本発明の実施例において、該濃縮牛乳の脂肪の質量含有量は、０．２〜１０％である。本発明の好適実施例において、該濃縮牛乳中の脂肪の質量含有量は、４〜９％である。本発明の最も好適実施例において、該濃縮牛乳の脂肪の質量含有量は、４．０％、４．１％、７．８％又は９％である。
【００１２】
該逆浸透膜濃縮温度は、４〜６℃である。該濃縮牛乳の可溶性固形物の質量％含有量は、１４．１％、１４．５％、２８％又は３２％である。該濃縮牛乳の可溶性固定物の質量含有量は、少なくとも２５％である。該濃縮牛乳のたんぱく質の質量含有量は、少なくとも３．３％である。該濃縮牛乳のたんぱく質の質量％含有量は、３．８％、７％又は８．３％である。
【００１３】
本発明の実施例において、該逆浸透膜濃縮を経た後、濃縮過程中の水を収集し、GB5749-2009≪生活飲用水衛生標準≫に適合し、生活用水を得る。
【００１４】
本発明は、乳製品の調製方法を提供し、該濃縮方法から得られる濃縮牛乳は、調合工程、殺菌工程、包装工程を経て乳製品を得る。
【００１５】
本発明の実施例において、該濃縮牛乳は、調合工程前に更に逆浸透膜濃縮の工程を含む。上記調合工程は、糖分又は栄養強化剤の添加工程を含む。
【００１６】
該方法を経て得られる乳製品は、高品質の脱脂、半脱脂、全脂等の乳製品及び脱脂、半脱脂、全脂の加糖又は非加糖の練乳であることができる。濃縮過程で発生する水は、殺菌包装処理を経て、生活飲用水の国家基準を完全に達成することができる。
【００１７】
該方法を経て得られる乳製品は、淡練乳及び加糖練乳であることができ、更に、淡練乳及び加糖練乳中に栄養強化剤等を添加して調製淡練乳及び調製加糖練乳等の栄養付加値が高い製品を得ることができる。
【００１８】
該殺菌工程は、低温滅菌又は超高温滅菌の工程を含む。該低温滅菌を経て得られる冷凍保存された低温滅菌乳は、異なる包装規格に従って包装販売を行うことができる。該超高温滅菌を経て得られる常温保存可能な滅菌乳は、異なる包装要求に従って包装販売を行うことができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上の説明から分かるように、本発明の特長は、牛乳が標準化処理を経て、０〜７℃で逆浸透膜濃縮を経て、濃縮牛乳を得る牛乳の濃縮方法を提供することにある。本発明は、逆浸透膜濃縮技術の乳及び乳製品の生産中への応用を公開している。従来の蒸発器濃縮の方法と比較し、該方法は、０〜７℃で低温濃縮し、ただ物理変化を発生するのみであり、牛乳の熱に敏感な栄養物質及び風味成分の損失を防止することができ、牛乳の色も変化を発生せず、牛乳の自然状態を最大限に保持する。該発明は、昇温、降温過程を必要とせず、標準化後の低温牛乳を用いて生産を行い、エネルギー消費が低い。濃縮過程で排出する水の導電率は、１５μｓ/ｃｍ未満に安定し、且つ普通微生物を除去し、直接飲用とするか直接用水を生産することができる。異なる生産の要求に応じて、相応する規格の逆浸透膜を選択し、高品質の牛乳、練乳等の乳製品を生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】牛乳の逆浸透膜の原理図であり、牛乳ガイド網、純水ガイド網、ＲＯ膜が順に所定空間内に固定され、被制御流路空間を形成し；牛乳が圧力作用下で該流路空間を通過し、水分子が逆浸透膜によって純水ガイド網の作用下で中央集水管へ流れ；濃縮された牛乳は、牛乳ガイド網を経て流れ出て濃縮乳を得る。
【図２】濃縮ユニットの具体的フロー図であり、フローの説明とし、牛乳が標準化を経た後、牛乳タンクに保存され、バッファタンクを経た後、多段増圧ポンプで増圧することにより、牛乳にＲＯ膜が集合した設備を通過させて純水及び濃縮乳を得て；純粋及び濃縮乳がそれぞれ純水タンクと濃縮乳タンクに進入し；純水を生産調合し、濃縮乳を製品として生産し；具体的に生産ラインは、牛乳の特性（脱脂、全脂）、生産能力に基づき、RO膜の選択配置を行うことができる。
【図３】牛乳の濃縮方法及び乳製品の調製方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明は、牛乳の濃縮方法及び乳製品の調製方法を公開し、当業者は、本文の内容に基づき、適当な技術パラメータの変更を行って実現することができる。特に提示すべきこととして、全ての類似する当業者が自明に交換、変更可能であることは、何れも本発明に含むとみなすものである。本発明の方法及び応用は、好適実施例により記述を行っており、当業者は、本発明の内容、精神を脱しない範囲内で本文が記載する方法及び応用に対して変動や適当な変更及び組み合わせを行い、本発明の技術を実現及び応用することができる。
【００２２】
本発明は、牛乳の濃縮方法、乳製品の調製方法が用いる原料及び試剤は、何れも市場で購入できるものである。以下に実施例を合わせ、更に本発明を開示する。
【００２３】
＜実施例１＞
生乳は、測定を経て、たんぱく質≧２．８％、脂肪≧３．１％である。乳洗浄器の処理を経た後に標準化設備に入り、完成品を生産する要求に基づいて脂肪範囲を（０．２％〜４．５％）に制御して標準化乳を得て、標準化乳が逆浸透膜処理システムに入り、完成品の要求に適合した高品質な（主にたんぱく質含有量≧３．３％）牛乳を得て、脂肪範囲が０．２％〜４．５％の濃縮乳であり、濃縮乳は、低温殺菌を経て冷凍保存された低温殺菌乳を得て、異なる包装規格に従って包装販売を行う。
【００２４】
＜実施例２＞
生乳は、測定を経て、たんぱく質≧２．８％、脂肪≧３．１％である。乳洗浄器の処理を経た後に標準化設備に入り、完成品を生産する要求に基づいて脂肪範囲を（０．２％〜４．５％）に制御して標準化乳を得て、標準化乳が逆浸透膜処理システムに入り、完成品の要求に適合した高品質な（主にたんぱく質含有量≧３．３％）牛乳を得て、脂肪範囲が０．２％〜４．５％の濃縮乳であり、濃縮乳は、超高温滅菌を経て常温保存可能な滅菌乳を得て、異なる包装の要求に従って包装販売を行う。
【００２５】
＜実施例３＞
生乳は、測定を経て、たんぱく質≧２．８％、脂肪≧３．１％である。乳洗浄器の処理を経た後に標準化設備に入り、完成品を生産する要求に基づいて脂肪範囲を（０．２％〜４．５％）に制御して標準化乳を得て、標準化乳が逆浸透膜処理システムに入り、乳固形物含有量２５％の淡練乳を得て、異なる包装の要求に従って包装販売を行う。
【００２６】
＜実施例４＞
生乳は、測定を経て、たんぱく質≧２．８％、脂肪≧３．１％である。乳洗浄器の処理を経た後に標準化設備に入り、完成品を生産する要求に基づいて脂肪範囲を（０．２％〜４．５％）に制御して標準化乳を得て、標準化乳が逆浸透膜処理システムに入り、乳固形物含有量２５％の淡練乳を得て、淡練乳中に白砂糖を加えて加糖練乳を得て、異なる包装の要求に従って包装販売を行う。
【００２７】
同方法で淡練乳及び加糖練乳を得た後、栄養強化剤等の添加を行い、調製淡練乳及び調製加糖練乳等の栄養付加値が高い製品を得る。
【００２８】
＜実施例５＞物理化学指標および微生物指標の測定
実施例１〜４で得られる滅菌乳又は練乳に各項の物理化学指標及び微生物指標の測定を行い、試験方法及び標準は、国家標準GB13102-2010空の規定方法及び標準を参照する。そのうち、GB13102-2010中の練乳に関する物理化学指標及び微生物制限量の標準は、表１、表２のとおりであり、滅菌乳物理化学指標は、表３に見られ、検査結果は、表４、表５に示すとおりである。
【００２９】
【表１】
2016158628.tif 000003
【００３０】
【表２】
2016158628.tif 000004
注：CFUは、コロニー形成単位、単位重量中の生菌数を指す。ａサンプルの分析及び処理は、GB4789.1とGB4789.18に従って実行される。n：同じバッチの製品で最終すべきサンプル件数；c：ｍ値を上回るサンプルの最大許容数；ｍは、微生物指標の受け入れ可能な水平の制限量値を指す；Ｍは、微生物指標の最高安全制限量値を指す。
【００３１】
【表３】
2016158628.tif 000005
【００３２】
【表４】
2016158628.tif 000006
【００３３】
【表５】
2016158628.tif 000007
【００３４】
GB5408.2-1999の滅菌乳製品標準に基づき、実施例１が提供する低温滅菌乳は、国家標準に適合し、実施例２が提供する滅菌乳は、測定を経て商業的無菌である。そのうち、商業的無菌は、通常温度下でそのうちに繁殖できる微生物を含まないことを指す。
【００３５】
該測定結果から分かるように、実施例１〜４が提供する滅菌乳又は練乳の各項の物理化学指標及び微生物指標が何れもGB13102-2010の要求に適合する。
【００３６】
＜実施例６＞
対照組：従来の蒸発器の濃縮：原乳、乳洗浄機、標準化、蒸発濃縮、たんぱく質３．８％。
実験組：実施例１が調製する濃縮乳。
実施例１で調製したたんぱく質３．８％膜濃縮乳と対照組で調製したたんぱく質３．８％の従来の蒸発器で濃縮した乳に官能評価試験を行い、３０名の専門官能評価員により官能評価を行い、官能評価点標準は、表６に示すとおりであり、官能評価結果は、図７に示すとおりである。
【００３７】
【表６】
2016158628.tif 000008
【００３８】
【表７】
2016158628.tif 000009
【００３９】
該実験から分かるように、３０名の専門官能評価員の膜濃縮乳の色、香り、味わい、粘着性に対する点数は、それぞれ93.7、93.2、94.6、91.4であり、何れも蒸発濃縮乳の点数よりも極めて顕著に高くなっている(P<0.01)。
【００４０】
実施例２〜４が提供する膜濃縮乳に該風味評価を行い、評価結果及び実施例１が提供する膜濃縮乳評価結果が一致し、何れも蒸発濃縮乳の点数より極めて顕著に高くなっている (P<0.01)。
【００４１】
結果に示されるように、本発明が生産する高品質の濃縮乳は、風味と味わいが大きく改善され、より多く元の風味を保留し、香りが更にピュアである。
【００４２】
＜実施例７＞膜濃縮排出水の質量測定
膜濃縮が排出する水に測定を行い、標準は、GB5749-2006を参考とし、測定結果は、表８のとおりである。
【００４３】
【表８】
2016158628.tif 000010
【００４４】
GBT5750.4-2006の生活飲用水標準試験方法、官能性及び物理指標試験方法に基づき、官能性及び物理指標は、膜濃縮過程中で排出される水の導電率は、１５μｓ/ｃｍに安定する。
【００４５】
膜濃縮が排出する水は、生活飲用水の標準要求に適合し、直接飲用でき、更に、環境保護、生態保護に適合する。
【００４６】
なお、本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない均等の範囲内で各種の変動や潤色を加えることができることは勿論である。
【図２】
2016158628.tif 000011
【図３】
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【図１】
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