乳の加熱処理と「おいしさ｣
神

谷

哲

(株式会社 明治研究本部#〒1920919 東京都八王子市七国 1291)

Heating process and deliciousness of milk and milk products
Tetsu Kamiya, Ph.D.
(R&D Strategy Group, R&D Strategy Department R&D Total Oversight Department, R&D Division Meiji Co., Ltd., 1291

Nanakuni, Hachiouji, Tokyo 1920919, Japan)

要約
乳IŠr乳製品m製造jICe#加熱処理n重要Jc中心的i加工Óé·μm一cfA‘"加熱処
理m装置†方法n複数種類A‘K#\’]’m方法jŠŒ最終製品m風味#物性n異iŒ#R’K製
品m「ICVT」m評価j影響˜及{X"本稿fn#加熱方式m異i‘装置m概要（間接加熱方式#
直接加熱方式#通電加熱方式#摩擦熱方式）˜説明X‘gg„j#\’]’m装置f処理V^製品m
香気成分m特徴jcCe紹介X‘"}^#加熱操作単体m~i‹Y#加熱前後m工程˜適宜変G‘R
gf#最終製品m風味発現mÌåïμ˜制御X‘方法（脱酸素処理#熱履歴制御#低温IŠr非加熱処理）jcCe#工程m概要i‹rj風味発現m特徴j関X‘情報˜紹介V^"\’]’m装置#工程jnÝæ¿Ä・ÃÝæ¿ÄK存在X‘mf#要求T’‘商品特性˜考慮V^設備IŠr工程設計K
重要fA‘"

1.

gjŠbe風味m制御˜行beC‘実例†#低温・n W ƒ j

非加熱処理jŠ‘乳風味m維持j関X‘最新情報j

栄養価K高N#必須栄養素˜多N含‚乳・乳製品

cCe„紹介X‘"

m加工jICe#加熱操作n極ƒe重要iÓé·μ2.

fA‘"ÎÄjgbe有用i栄養素n#腐敗†劣化

各種加熱処理方式jcCe

˜引L起RX微生物jgbe„}^有用fA‘Rg

乳・乳製品m加熱方式gVe一般的j用C‹’‘J‹#微生物m働L˜制御ViK‹#風味m良C

 間接加熱方式#◯
 直接加熱方式fA‘"
方法n#◯

乳・乳製品˜製造X‘^ƒj#乳業技術者n常j既R’‹m方式n比較的古NJ‹使•’eC‘^ƒ#

存m技術˜改善V#新VC技術j挑戦VeC‘"

多Nm理論的・実験的研究KiT’#}^多Nm知
見K各社j蓄積T’eC‘"

本稿fn#一般的i加熱処理装置m概要˜振Œ返‘gg„j#乳業fn}_A}Œ使•’eCiCK

 通電加熱方式m
一方#最近fn用途jŠben◯効果的g思•’‘最新m加熱技術jcCem情報˜

導入„増GeL^"Rm方式n古NnÑçôÀ・Ó

紹介X‘"}^#加熱処理m前後工程˜工夫X‘R

èÍèô³ãïih固形物˜多N含‚製品†#J}{Rihm粘度K高C食品用途f使•’‘RgK多Tel : 0426325803, Fax : 042
637
3011
E-mail: tetsu.kamiya＠meiji.com

Vol. 70. 2020

Jb^"昨今m技術革新jŠŒCNcJm課題K解― 42 ―

決T’#通電加熱方式„低粘度m液体（卵黄液†å2.1

間接加熱方式

間接加熱方式n#古NJ‹乳業Óé·μj用C‹ŸμÛçª#¸æô飲料#高^™pN製品）fm導’eC‘"一般的i装置m外観1)˜図 1 j示X"大入K国内外f進™fL^"
 摩擦熱方式m}^#新VC加熱方式gVen#◯

別Ve#多数mÓèôÄ˜組~合•Z‘「ÓèôÄ

加熱装置ih„近年開発K進™fC‘"Rm方式

式」（図 1a）i‹rj#2 重管（図 1b）„VNn 3n#微小間隙˜有X‘回転体m隙間j液体˜通液T

重管m構造˜持c「½áôÒ式」m構造KA‘"½

Z#液体K微小間隙˜通過X‘際m摩擦熱f#液体

áôÒ式j関Ven単管型（図 2a ）g多管型（図自身˜加熱X‘方式fA‘"Rm方式m加熱装置f2b）KA‘"n熱媒˜用C‘RgKiCmf#μ¬ôçÑæôm

加熱m仕組~n図 3a j示V^ŠEj#中央j設

加熱K可能fA‘g言•’eIŒ#熱変性V†X

置T’^金属m板m左j高温m媒体#右側j低温m

N#汚’K付着V†XC高^™pNm製品加工用途

媒体KAŒ#板˜介Ve間接的j熱˜伝G‘方式ffm導入K見込}’eC‘"本章fn#\’]’mA‘"図 3b#図 3c \’]’ÓèôÄ式#½áôÒ

加熱方式m概要#構造i‹rj工程上重要i情報j式m伝熱m模式図˜示X"一般的jÓèôÄ式n単cCe述x‘"位設置面積A^Œm伝熱面積K大LC^ƒ設置面積
K小TN#}^ÓèôÄ編成m変更jŠŒ比較的容
易j熱履歴˜調整fL‘"一方#½áôÒ式nÓ

図1

間接加熱式熱交換器m外観1)

図2½áôÒ式m型1)― 43 ―

乳

業

技

術

図3

間接加熱方式

図4

伝熱m概念図1)

直接加熱方式概略図

èôÄ式g比較Ve耐圧K高N#ŠŒ高C線速度f2.2

直接加熱方式

m運転K可能fA‘^ƒ#汚’m付着m成長˜抑制

直接加熱方式n#加熱用m蒸気K製品g直接接触

fL#長時間運転j向CeC‘"}^½áôÒ式n

Ve#蒸気K凝縮X‘際m凝縮潜熱m放出jŠbe

ÓèôÄ式g比較Ve§μ¬¿Ä等K少iN#交換

処理液˜加熱X‘方式fA‘"製品m中j蒸気˜注„容易i^ƒ#現場fmÝïÂÆïμ性K良C"双入X‘「Ÿï´¢ª³ãï方式」（図 4a）g蒸気雰

方m構造g„Ýæ¿ÄgÃÝæ¿ÄKA‘^ƒ#要囲気m中j製品˜流下TZ‘「ŸïÑáô´ãï方求T’‘Óé·μj応We方式˜選定X‘必要KA式」（図 4b）m 2 cm方式KA‘"‘"Ÿï´¢ª³ãï方式nŸïÑáô´ãï方式g
比較Ve¯ïÍªÄJc構造K³ïÓçfÝïÂÆ

Vol. 70. 2020

― 44 ―

ïμ性K良C"}^Ê¶çfm汚’m付着˜軽減X}^#ÙïÓ˜用CY#差圧_Pf液˜排出X‘方‘^ƒm材質m最適化†#ŠŒ高C£¸ª»ô効果式m装置„A‘"˜発揮X‘^ƒm構造設計ih#運転中mÊ¶çm
開度˜調整Ve凝縮時m音†振動˜低減TZ‘Rg

2.3

K可能iÊ¶ç„A‘2)"

通電加熱方式

通電加熱方式n#導電性m処理物j通電V#処理ŸïÑáô´ãï方式n#Ÿï´¢ª³ãï方式

物自身m電気抵抗jŠbe自己発熱X‘現象˜利用

g比較X‘g#蒸気―処理液m温度差（ DT ）K小Ve加熱X‘方式fA‘"古Nn果肉ih˜含‚液

TC条件fm昇温K可能f#}^保持時間m開始点

体†高粘度m食品m処理ihj利用T’eL^"低K明確fAŒ#処理液˜過度m加熱状態jX‘Rg

粘度m液体m場合#配管内m流’m速度分布（壁面iN加熱fL‘"蒸気雰囲気中j製品˜供給X‘方

K遅N#中心K早C）i‹rj#電流密度m分布j

法†蒸気m投入m方向（並流#対向流）#付着抑制

ŠŒ#配管内f温度ÜåK発生X‘"結果gVe局

m^ƒm壁面冷却m方法ih#Ÿï´¢ª³ãï方所的j沸騰K起RŒ#運転中j配管†電極近傍j汚式m装置同様#各社g„様々i工夫˜行beC‘"’K付着X‘課題„散見T’eC^^ƒ#通電加熱

図 5 j特徴的i構造m一例˜示X"図 5a n中実m

方式K低粘度m液体fA‘乳・乳製品j用C‹’‘

液柱gVe蒸気g処理液˜接触TZeC‘K#図

RgnA}ŒiJb^"

5b fn薄膜円筒m内側g外側J‹蒸気f製品˜挟

昨今m技術革新jŠŒ#ŠŒ早C線速度f完全i~込‚形f処理液g蒸気˜接触TZeC‘"½ßï

乱流状態f処理液˜通液TZ‘新VC通電加熱装置

ÌôJ‹m液m排出方法„CNcJm方法KAŒ#„国内外fm導入K始}beC‘"通電加熱装置m

図 4b j示V^方法fn遠心ÙïÓ˜利用V#液m

概略図jcCe#従来m層流方式（図 6a ）g新V

先入’先出VjŠ‘液m滞留抑制˜可能jVeC

C乱流方式（図 6b）˜対比Ve示X"‘"図 5a n#½ßïÌô下部jéô»æôÙïÓ

乱流方式m装置m設計指針5)n図 7 j示V^通Œ#

˜設置Ve#極短時間（ 0.5 秒～）m保持時間˜可 確実j乱流状態（èŸÊç¶数 Re ＝ 3000 ～◯能jX‘「×ôçÃœï«·ç」m機構˜有X‘"4000 以上）gi‘配管径jX‘Rg#i‹rj◯

図5ŸïÑáô´ãï方式― 45 ―

液供給方法

乳

業

技

術

図6

図7

通電加熱方式

乱流方式m設計指針説明図

図8

摩擦熱方式m概略図6)

ŠŒ低C電流密度ji‘ŠEj電極˜配置・設計X

j液体˜通液TZ#液体K微小間隙˜通過X‘際m‘Rg#以上 2 点K重要fA‘"h`‹„従来m

摩擦熱f#液体自身˜加熱X‘方式fA‘"装置m

通電加熱方式m課題fAb^#電極fm汚’m付

概略図˜図 8 j示X"

着#系内m温度Üåm抑制j寄与X‘"

図 8a j示V^通Œ#本装置nÙïÓmŠEi形
状˜VeIŒ#¯ïÍªÄimfŸïåŸïf既存

2.4

摩擦熱方式

Óé·μj導入X‘RgK可能fA‘"回転体部分

加熱処理方式m技術情報整理m最後j#今後導入

n図 8b j示V^gIŒ#回転体m外周部分j円形

m可能性KA‘「摩擦熱方式」m装置jcCe紹介

m孔K空CeIŒ#Rm穴m中f図 8c j示V^ŠX‘"Rm方式n#微小間隙˜有X‘回転体m隙間Ei¨ßÏÂô³ãïK発生V#孔表面近傍f激V

Vol. 70. 2020

― 46 ―

N液K動LiK‹摩擦熱f発熱V#均一Jc壁面w

方#直接加熱方式n熱履歴m値K小TCmf Furo-m汚’m付着˜抑制V^「μ¬ôçÑæôm加熱」

sine 濃度n低C„mm#真空脱気jŠ‘冷却工程

K可能ji‘"KA‘^ƒ#Acetone 濃度n大幅j減少X‘RgK

本機構m装置n#回転数g滞留時間f昇温時間K

確認fL‘"}^乱流式m通電加熱n#小TC熱履

制御fL‘K#摩擦熱_Pf大幅j昇温X‘Rgn

歴m値f乳風味˜維持ViK‹加熱処理fL‘Rg

fLiC"Šbe既存m加熱方式f予熱˜行C#最K確認fL‘"\’]’m加熱方法jŠŒ特徴的i

終加熱部_P本機構m装置˜使EihX‘Rgf#

風味Ìåïμm製品KfL‘RgK分J‘"

異i‘加熱方式mÃÝæ¿Ä˜解消V^#新VC加3.

熱Óé·μm開発„可能ji‘g考G‹’‘"

加熱時m風味変化˜抑制・制御X‘技術

前章fn#加熱装置単体m特徴†構造#IŠr加2.5

殺菌方法m違CjŠ‘加熱生成物g香気成分

熱mÝ¦Ç¶Ü由来mÝæ¿Ä・ÃÝæ¿ÄjcCm比較5)

e述x^"本章fn#加熱前後m工程m違CjŠ‘#加熱時m風味変化˜抑制・制御X‘技術jcCR’}f紹介V^加熱装置jICe（摩擦熱方式
˜除N）#同一m殺菌条件（ 130 °C 5 秒）f処理V

e述x‘"^際m代表的i香気成分g加熱生成物m分析結果˜

同一m処理装置˜用C^場合f„#加熱前後mÓ

図 9 j示X"加熱m熱履歴m多寡g相関X‘ Furo-é·μ˜変G‘Rgf乳・乳製品m風味発現m傾向

sine 濃度˜図 9a j#}^乳m代表的i香気成分m

˜制御fL‘^ƒ#各社K様々iÊ¡Ë¡˜駆使V

指標gi‘ Acetone m濃度˜図 9b j示V^"間接

e#製品j反映V#顧客m多様i嗜好j対応VeC

加熱#i‹rj層流式m通電加熱n#熱履歴m値K

 脱酸素処理#◯‘"代表的iÓé·μm種類n#◯

大LCmf Furosine 濃度K高CRgK分J‘"一 低温IŠr非加熱処理j大別T’
熱履歴制御#◯‘"以下fn\’]’mÓé·μm特徴jcCe述
x‘"

3.1

脱酸素処理

加熱処理前m液中m溶存酸素˜低下X‘Rgf#
処理液m加熱時m酸化˜抑制V#風味m良C製品˜
製造fL‘RgK果汁†飲料分野fn広N知‹’eC^"乳・乳製品j関Ve„同様m効果K得‹’‘RgK分JŒ#加熱前j溶存酸素˜低減X‘Óé·μK開発T’^"脱酸素n以下m 2 cm操作# a.
窒素jŠ‘放散操作7) # b.

真空jŠ‘脱気操作8)

j大別T’‘"脱酸素工程m概略図˜図 10 j示V
^"

3.1.1

窒素jŠ‘放散操作

液体中j溶解VeC‘成分˜他m気体˜投入X‘
図9

殺菌方法m違CjŠ‘乳m香気成分i‹rj

Rgf追C出X操作˜#「放散」}^n「μÄæ¿

加熱生成物m比較5)（ 上  a.

Furosine 濃 度 下  b.

Ðï«」gCE"図10a j示V^窒素jŠ‘放散操

Acetone 濃

作fn#処理液中jŸïåŸïf窒素˜投入V#液度）― 47 ―

乳

業

技

術

図10

脱酸素工程m概略図

中J‹酸素˜放散TZ‘脱酸素工程m他#T‹j»

3.2

熱履歴制御

ïªm最適設計jŠŒ液中気泡˜分離X‘気泡分離

加熱時m酸化抑制fniN#殺菌後m酸化抑制j（脱泡）工程#»ïª内m³ßëôæï«fm消泡

着目V^製造Óé·μ„提案T’eC‘9)"具体的

工程K一cmÓé·μgVe設計T’eC‘"Rmjn#直接加熱方式g高温J‹m急減圧冷却jŠ‘

Óé·μn#真空操作˜用CiC^ƒ低沸点m香気

低熱履歴化#i‹rj窒素雰囲気下f貯液i‹rj

成分K脱臭T’‘RgiN#乳m香気成分m量†Ì

充填jŠ‘酸化抑制˜組~合•Z^方法K提案T’åïμ˜維持V^}}加熱時m酸化˜抑制V#自然

eC‘"Rm方式n#市販m直接加熱³μÂÜ（急i風味˜維持V^}}m商品˜製造X‘RgK可能

速減圧冷却槽˜含‚）g無菌»ïªi‹rj無菌充

fA‘"一方#RmÓé·μn複数m工程˜組~合填³μÂÜm組~合•Zf実現X‘RgK可能fA•Z^独自mÓé·μfAŒ#市販装置KA‘•P‘"
一方#牛乳m処理j直接加熱方式˜使E場合#牛fniC^ƒ#処理量j合•Z^装置設計#i‹r

乳n加熱m^ƒj使•’^蒸気m凝縮水K投入T’

j運転条件m最適化K必要gi‘"

e#一旦希釈T’eV}E"Šbe#Rm凝縮水˜
3.1.2

真空jŠ‘脱気操作

真空脱気jŠbe取Œ除L#元m濃度j戻X必要K

図10b j示V^真空jŠ‘脱気操作fn#処理液

A‘"Rm凝縮水jŠ‘希釈水分m除去n#高温状

n真空状態m»ïª内j供給T’#様々i方法（例態J‹m真空脱気操作jŠbe行•’‘K#Rm

GoÊ¶ç#回転円盤#薄膜流下）f微粒化・薄膜

際#水分gg„j高沸点m乳特有m香気成分（加熱

化T’#気液m接触面積˜増大TZ^状態f効果的

臭˜含‚）„取Œ除J’eV}E点j注意K必要fj真空jŠ‘脱酸素#脱気#脱臭T’‘"真空fm

A‘"RmRgn#「高温fm真空脱気jŠŒ#乳

脱気・脱臭jŠŒ酸素以外m低沸点m香気成分m散

m香気成分mÌåïμ˜制御V#不快i加熱臭˜除逸nA‘„mm#加熱前m溶存酸素˜低減TZ‘R

去X‘」g考G’o#有用i風味調整技術m一cf

gK可能fAŒ#装置Ýô¦ôJ‹多Nm真空jŠ

A‘g„解釈fL‘"‘脱気・脱臭装置K販売T’eC‘^ƒ#R’‹m

牛乳以外m乳製品m場合n#直接加熱方式f希釈装置˜導入X‘Rgf本方法˜実施X‘RgK可能T’‘水分量˜A‹JWƒ考慮V#高濃度f調合V

fA‘"^処理液˜使ERgf#殺菌後m真空冷却工程˜不要gV#低熱履歴iK‹香気成分˜維持X‘Óé·μ„考G‹’‘"

Vol. 70. 2020

― 48 ―

3.3

低温IŠr非加熱処理

i装置gVe#薄膜下降式濃縮装置KA‘"図 11

非加熱処理gCEg#電気穿孔jŠbe菌˜破壊

j示X多管式薄膜降下型濃縮機n#加熱部K複数本

X‘「電気Íçμ殺菌法」†#静水圧fm菌破壊#

m½áôÒ配管J‹iŒ#原料乳n上部jA‘分散„VNn高圧J‹m急減圧時m菌体g液体m膨張速板f均一j分散V#配管内壁˜伝be降下X‘"配度m違C˜利用Ve菌˜破壊X‘「高圧殺菌法」#

管m外側J‹蒸気f加熱X‘Rgf原料乳j含}’T‹j超臨界二酸化炭素m特性˜利用V^「超臨界‘水分n蒸発V#濃縮T’‘"通常n熱変性m抑制

殺菌法」ihm方法K古NJ‹報告T’eC‘K#

m^ƒ装置内˜真空状態jV#沸点˜下Qe濃縮˜

乳業m生産規模m処理量fn未_実現fLeCiC"

行E"出口j設置T’^·Íèô»ôf濃縮乳J‹

Šbe乳・乳製品m殺菌工程n#今後„加熱操作

蒸気˜分離V#得‹’^濃縮乳n装置底部ŠŒ次工
程j送液T’‘"

K技術m中心fA‘Rgn変•‹iCg思•’‘K#製造工程全体fn#低温処理IŠr非加熱処理

一般的jŠN利用T’eC‘濃縮³μÂÜgVjŠ‘風味維持i‹rj改善m検討K進™fC‘"

e#±ôÞ¯ïÓè¿±―f一部m低圧蒸気˜再利

本節fn#特j乳・乳製品製造時m濃縮工程j着目

用 X ‘ 熱 圧 縮 方 式 （ TVR  thermal vapor recom-

V#一般的i加熱˜伴E a. 蒸発濃縮技術m説明˜pression ）#排出T’‘低圧蒸気˜全量回収V#機行C#\m後#低温„VNn加熱˜伴•iC b. 膜

械的j圧縮Ve再利用X‘機械圧縮方式（ MVR処理技術#i‹rj c. 凍結濃縮技術m最新情報jmechanical vapor recompression）ihKA‘（図cCe述x‘"12）"

蒸発濃縮技術n#大流量fm処理K可能fAŒ#3.3.1

蒸発濃縮技術}^他m濃縮方法fn到達fLiC高C濃度}f濃蒸発濃縮n濃縮乳m製造f広N用C‹’eC‘"

縮可能fA‘K#加熱jŠbe乳^™pNK変性V

蒸気˜熱源gVe原料乳˜加熱V#水分˜蒸発TZ

風味変化˜生W‘Rg#}^運転温度KCNcJm

e濃縮˜行E方法fA‘"乳業f„使•’‘代表的

細菌m至適温度帯fA‘RgJ‹#細菌増殖æμª
˜考慮V^運用K必要fA‘"}^#減圧jŠbe
沸点˜下Qe熱変性˜極力低減X‘^ƒ#減圧操作
jŠ‘香気成分K揮発・減少X‘ÃÝæ¿Ä„A‘"

3.3.2

膜処理技術

膜濃縮n#原料乳˜膜m入b^Ë¡´ï«内j供
給V#Ë¡´ï«j圧力˜加Ge乳中J‹特定m成分˜分離・“過#精製X‘方法fA‘"乳業f広N
使用T’‘膜jn#精密“過（MF）膜#限外“過（UF）膜#ÆÊ“過（NF）膜#逆浸透（RO）膜m
4 種類KAŒ#目的j応We使C分P‘（図 13 ）"

原料乳中m水分˜除去・分離V濃縮X‘場合jn#RO 膜˜使用X‘"代表的i膜fA‘μÍŸåç膜

m構造m詳細˜図 14 j#膜mÓåïÄm概略図˜
図15j示X"
膜濃縮n#原料乳˜低温f操作X‘^ƒ#熱jŠ
図11

薄膜降下式濃縮装置m概略図‘風味変化n少iCK#香気成分n膜wm吸着†透― 49 ―

乳

業

技

術

図12

蒸気m効果的i再利用方法

図13

図14

膜m分画特性μÍŸåç膜m構造10)
図15Vol. 70. 2020

― 50 ―

膜mÓåïÄ概略図10)

過jŠŒ一部失•’eV}E"}^#長時間j•^n#化学製品†果汁#¯ôÎô#清酒等f応用T’

be運転V^場合#膜表面wm乳^™pNihm目

eC‘技術fA‘K#乳業jICen微生物制御m詰}Œ†堆積（Ñš¡æï«）jŠbe分離性能K

問題†設備¯μÄm観点J‹#R’}fj商業規模

変化X‘^ƒ#運転条件†膜m洗浄方法K重要gi

fm導入実績niJb^"VJV#昨今m冷凍機性‘"能m向上#i‹rj±Ç»æô性g装置¯μÄ˜改

具体例gVe脱脂乳m濃縮m例˜挙Q‘g#商用

善V^設備開発K進~#乳業jICe„R’‹m技

規模f固形分値 34 程度}f濃縮可能iÓåïÄ

術m応用11) i‹rj膜濃縮方法gm組~合•Zj„海外fn操業VeC‘K#処理前m加熱条件

Š‘工程開発12) K進™fC‘"\m結果#商用規（72°
C15 sec#DT≦2°C以下）†運転温度（6°C以下

模f運転K開始T’#非加熱濃縮原料˜用C^商品„VNn15°C以下）#操作圧力（2～4 MPa）jŠb„上市T’eC‘13)"e#連続運転時間†到達濃度K大LN影響˜受P

凍結濃縮n#大LN分Pe原料乳˜冷却Ve氷結‘"}^膜m透過液jn若干m固形分K流出V#透晶˜生成・成長TZ‘工程#氷g濃縮液˜分離X‘

過液m香気成分分析fn#新鮮i乳香m指標物質f

工程KA‘"図 17 j凍結濃縮³μÂÜm概要˜示

A‘ Acetone 類† Butanone 類K流出VeC‘Rg

X"設備n#冷凍機#結晶生成»ïª#結晶分離¦

K分JbeC‘"特j高濃度領域}f膜f濃縮X‘

åÜf構成T’eC‘"結晶生成»ïªj送‹’^場合n透過液wm固形分#香気成分m流出K多Ni

原料乳n#冷凍機J‹供給T’‘冷媒jŠbe過冷‘"却状態}f冷却T’#原料乳中m水m氷結晶K生膜n他m濃縮方法g比較X‘g#設置面積K小T

成・成長X‘RgjŠbe#原料乳n濃縮T’‘"

N#導入¯μÄK低CgCEÝæ¿ÄKA‘"一方氷結晶g濃縮T’^原料乳m混合物（以下#μå

f#洗浄¯μÄ（¯μÄm高C特殊i洗剤˜複数種æôgX‘）n#結晶分離¦åÜj送液T’#μå

類組~合•Ze使用X‘）#膜m交換¯μÄ（ 2～3æô中J‹濃縮乳m~次工程j送液V#氷結晶n¦

年j一度交換）ih#åïÇï«¯μÄK大LCg

åÜ内f層˜形成X‘"氷結晶層m間j含}’‘濃CEÃÝæ¿ÄKA‘"Šbe#各濃縮方法g組~

縮乳n氷˜融JV^水（分離水）˜利用Ve結晶表合•Z#低濃度領域m予備濃縮m用途f使ERgf

面˜洗浄ViK‹回収T’#系内j押V戻T’‘"

効果˜最大化fL‘場合K多C"

安定V^運転状態f排出T’‘水n#固形分†香気成分m流出n検出T’Y#z{純水j近C水fA‘"

3.3.3

凍結濃縮技術RmŠEj#凍結濃縮n加熱部KiN#原料乳˜

凍結濃縮n#原液中m成分m凝固点m違C˜利用

氷点下f操作X‘^ƒ#熱jŠ‘風味劣化K極ƒe

V#最„凝固点m高C水m~凝固TZ#氷˜分離X

少iC"}^#蒸発濃縮mŠEi減圧操作„iN#‘Rgf濃縮˜行E方法fA‘（図16）"凍結濃縮T‹j膜mŠEj分離X‘水側wm固形分†香気成

図16

凍結濃縮

― 51 ―

概念図

乳

業

技

術

図17

凍結濃縮³μÂÜm概要

分m流出KiC^ƒ#乳\m„mm香気成分˜維持

4.1

加熱処理jIP‘「酸化抑制」「香気成分Ìå
ïμ制御」m効果

V^}}原料˜濃縮X‘RgK可能i濃縮方法fA

一 般 的 i殺 菌 条 件 f処 理 T’^ 牛 乳 （ 130 °C2‘"
一方f#蒸発濃縮mŠEi高濃度}fm濃縮K困

秒通常処理g表記）˜標準±ïÓçgV#放散操

難fA‘Rg#}^装置K安定状態ji‘}f 1

作jŠ‘脱酸素処理V^牛乳（130°C 2 秒脱酸素

日程度JJ‘^ƒ#1 週間単位fm連続生産KfLg表記）#低温真空減圧jŠŒ脱酸素#脱気#脱臭‘ŠEi原料fiCg生産効率K上K‹iCgCE

処理V^牛乳（ 130 °C 2 秒真空脱気g表記）#\ÃÝæ¿Ä„A‘"

Ve熱履歴制御（直接加熱方式g高温J‹m急減圧

以上mŠEj#各種濃縮方法n殺菌方法g同様

冷却m組~合•Z）f処理T’^牛乳（135°C 2 秒

j#\’]’Ýæ¿Ä・ÃÝæ¿ÄK存在V#用途

直接加熱g表記）jcCe#\’]’m特徴˜比較

j応We適切iÓé·μ˜選定X‘必要KA‘"例V^結果˜以下j示X"«åÑm値nXxe標準±

Go#蒸発濃縮n#工業的j大量j原料˜濃縮X‘ïÓç˜基準j正規化V^「相対検出量」f示X"

場合j適V^方法fAŒ#凍結濃縮n乳˜極力自然
i状態（加熱変性˜TZYj#Jc香気成分˜保持）

4.1.1

熱変性m程度m比較

f濃縮X‘目的j適VeC‘"一方#膜濃縮n#\

熱変性m程度˜比較X‘^ƒj#各±ïÓçm’]’m濃縮方法m前処理（低濃度領域m予備濃縮）

Furosine 量˜比較V^結果˜図 18 j示X"図 9 f

mÓé·μgVe利用X‘Rgf#低¯μÄf処理„述x^ŠEj# Furosine 量nÝŸåôÅ反応m

能力m向上˜実現fL‘"

多寡˜評価X‘指標物質fAŒ#量K多CzhÝŸ

4.

åôÅ反応K進™fC‘g解釈fL‘"図J‹分J

製造Óé·μm違CjŠ‘香気成分#‘ŠEj#直接加熱˜用C^殺菌方法n#短時間f生成物m特徴比較

m昇温・冷却jŠbe他m製法g比較Ve熱変性m

前章jICe#加熱時m風味変化˜抑制X‘技術

程度K少iC特徴KA‘RgK分J‘"真空脱気方

jcCe紹介V^K#\’]’m方法m特徴˜#香法K通常処理ŠŒ„若干高C値˜示VeC‘理由

気成分†生成物m量m比較jŠbe説明X‘"

n#予熱保持工程m有無†加熱冷却m熱履歴m違C
m影響（熱交換器m編成m違C）g考G‹’‘"

Vol. 70. 2020

― 52 ―

図18

4.1.2

熱変性程度m比較
図19^™pN質m加熱劣化m比較

脱酸素K加熱劣化j及{X影響m比較

加熱前m脱酸素K^™pN質m加熱劣化j及{X影 響 ˜ 比 較 X ‘ ^ ƒ j # 各 ± ï Ó ç m Dimethyl
disulˆde（DMDS）量˜比較V^結果˜図19j示X"
DMDS n含硫›ÛÊ酸等K加熱jŠŒ分解Ve生

Y‘硫黄化合物fAŒ#硫黄臭m原因m一cfA‘"図J‹分J‘ŠEj加熱前j脱酸素V^±ïÓçn標準品ŠŒ„ 15 程度低C"一方#真空脱気i‹rj直接加熱fn標準品ŠŒ„高C量˜示V^"

図20

脂肪m酸化程度m比較

DMDS n硫黄臭m原因m一cfA‘"加熱前m脱酸素処理n#製品中m^™pN質m加熱劣化K少i
CRgK分J‘"

4.1.3

n考察fLeCiC"

脂肪m酸化程度m比較

4.1.4

新鮮i乳香m程度m比較

脂肪m酸化程度˜比較X‘^ƒj#各±ïÓçm

新鮮i乳香m程度˜比較X‘^ƒj#各±ïÓç

Hexanal 検出量˜比較V^結果˜図 20 j示X"図m¬Äï化合物m検出量˜比較V^結果˜図 21 j

J‹分J‘ŠEj#真空脱気m±ïÓçm Hex-

示X"図 21a n Acetone 検出量#図 21b n 2 buta-

anal 検出量n高N#直接加熱m±ïÓçm Hex-

none 検出量m比較結果fA‘"図J‹分J‘ŠEanal 検出量n低Nib^"脱酸素処理†真空脱気

j#直接加熱m±ïÓçfn# Acetone 検出量i

処理fn#液中m溶存酸素量K少iCRgJ‹#‹rj 2 butanone 検出量n大幅j低Nib^"

Hexanal 検出量n通常処理ŠŒ„少i‘g考GeC

直接加熱m±ïÓçm検出量K低C理由n#高C温^K#実際m測定fn Hexanal 検出量K増GeC

度J‹m急激i真空冷却jŠbeR’‹m香気成分^"特j真空脱気処理品fn差K顕著fAb^"R

K除去T’^g考G‹’‘"’n製法m差„T‘RgiK‹#使用V^原乳m特
徴#工程m熱履歴ih„影響V^可能性KA‘"今4.1.4

加熱生成物#香気成分Ìåïμ制御

回使用V^±ïÓçn市販m製品˜比較VeC‘^

前節}fj#製造方法m異i‘±ïÓçjcC

ƒ#原乳m質†工程jIP‘熱処理m影響jcCee#代表的i香気成分†加熱生成物m多寡m傾向j― 53 ―

乳

業

技

術

図21

図22

新鮮i乳香m検出量m比較

加熱生成物#香気成分Ìåïμ制御「風味」
cCe考察VeL^K#乳m「ICVT」#

J確認X‘Rgf#俯瞰的j理解X‘RgKfL

n単一m成分m多寡f評価fL‘„mfniN#全‘"図J‹分J‘ŠEj#\’]’m製法n特徴的体m香気成分mÌåïμ†物性ih„「ICVT」#

i形m½ßôÄjibeC‘RgK確認fL‘"「風味」j大LN影響˜及{X"

Rm比較m目的n#\’]’m製法m「優劣」†

RRfn#代表的i香気成分†加熱生成物m多寡「ICVT」#「風味m良T」ih˜議論X‘Rgf

˜俯瞰的j確認X‘^ƒmèô¼ô½ßôÄ˜図

niN#製造工程˜適宜調整X‘Rgf#香気成分

22 j示X"通常処理m±ïÓçm値˜ 1 gVeC

mÌåïμ˜制御fL‘事実˜説明X‘RgfA‘mf#èô¼ô½ßôÄ上f標準処理m±ïÓç‘"特j牛乳m風味j関Ven#乳等省令f決ƒ‹mÌåïμn円形gi‘"Šbe異i‘方法f作成’^基準m„gf製造˜行E^ƒ#R’}fn殺菌T’^±ïÓçm香気成分mÌåïμn#通常処理

温度†乳化程度以外f差別化X‘Rgn困難fA‘±ïÓçm値fA‘円形J‹h’N‹C違CKA‘g言•’eL^"今回紹介V^方法jŠbe#牛乳

Vol. 70. 2020

― 54 ―

m風味発現制御j新VC道K開P^g言G‘_“E"

4.2

低温処理jIP‘風味m特徴13,14)

前章fn#一般的i蒸発濃縮法m課題˜解決X‘#低温・非加熱濃縮法jcCem概要jcCe述
x^"RRfn#蒸発濃縮法g低温・非加熱濃縮法
f製造T’^±ïÓçm風味m特徴jcCe述x‘"

4.2.1

加熱変性程度m比較

蒸発濃縮法g凍結濃縮法m加熱変性程度˜比較X‘ ^ ƒ j # \ ’ ] ’ m ± ï Ó ç m Whey Protein

図23

加熱変性程度m比較

図24

新鮮i乳香m比較

Nitrogen Index （ WPNI ）˜測定V#凍結濃縮法

m値˜基準gVe正規化V^結果˜図 23 j示X"
WPNI m数値n#^™pN質 1 g A^Œj含}’‘未変性×£Ÿ^™pN質m量fAŒ#加熱変性m程度˜表X指標gVe用C‹’‘"図J‹分J‘ŠEj#凍結濃縮法m WPNI ˜ 1 gV^gLj#蒸発濃縮法fn約半分程度m値gib^"c}Œ蒸発濃縮法fn未変性×£Ÿm量K凍結濃縮法m半分程度}f減少VeV}E#c}Œ熱変性m程度K大LC
RgK分J‘"4.2.2

新鮮i乳香m比較

蒸発濃縮法g凍結濃縮法m新鮮i乳香m指標gVe#\’]’m±ïÓçm Acetone #i‹rj 2 
Butanone m検出量˜測定V#蒸発濃縮法m検出量

˜基準gVe正規化V^結果˜図 24 j示X"図J‹分J‘ŠEj#凍結濃縮法m Acetone 検出量n
蒸発濃縮法j対Ve約6.4倍#2Butanone 検出量n
約 25 倍維持VeC‘RgK分J‘"c}Œ凍結濃縮法n新鮮i乳香˜維持V^状態f濃縮fL‘Rg
K分J‘"

4.2.3

^™pN質m加熱劣化程度m比較

蒸発濃縮法g凍結濃縮法m^™pN質m加熱劣化程度˜比較X‘^ƒj#\’]’m±ïÓçm

図25^™pN質m加熱劣化程度m比較

Methanthiol # i ‹ r j DMDS m 検 出 量 ˜ 測 定

V#蒸発濃縮法m検出量˜基準gVe正規化V^結法 m Methanthiol 検 出 量 i ‹ r j DMDS 検 出 量

果˜図 25 j示X"図J‹分J‘ŠEj#凍結濃縮

n#蒸発濃縮法m約 40 程度fA‘"c}Œ凍結― 55 ―

乳業

技術

濃縮法n^™pN質m加熱劣化m程度˜抑制ViK

˜VeCNJK重要fA‘"\m^ƒjn#乳業j‹濃縮fL‘技術fA‘RgK分J‘"

関係X‘関係各所K#個人m壁#会社m壁#業界/

5.

}

g

業種m壁#\Ve国m壁˜越Ge協業ViK‹技術ƒ

g経験g知見˜新結合TZe新VCRgj½ßèï

本稿fn#乳業f一般的j用C‹’eC‘加熱装´V#\Ve価値A‘商品˜市場j#世界j提供V

置#IŠr今後導入K加速X‘可能性mA‘新VC

eCN必要KA‘g考G‘"

加熱技術jcCe言及X‘gg„j#加熱jŠ‘風

本稿n著者m約 23 年間m乳業技術研究˜総括V

味変化˜制御・抑制X‘技術jcCe#設備面#香^内容gib^"本稿f記述V^Xxem装置†Ó

気分析ihm観点J‹客観的j特徴˜説明V^"\

é·μj関Ve研究gCE形f直接携•‘RgKf’]’m方法jn#Ýæ¿Ä・ÃÝæ¿ÄKAŒ#L#乳業技術m研究者/£ï´Ç›gVege„良

各方法˜組~合•Z‘Rgf#競争力A‘¯μÄI

C経験˜X‘RgKfL^g考GeC‘"国内外}

Šr品質fm乳・乳製品m製造K可能fA‘g考G^会社m枠˜超G#装置†Óé·μ˜開発V^£ï‘"´Ç›†Ýô¦ôgm技術的i†Œ取ŒK#自分自日本m人口n減少m一途˜辿beC‘K#qg^

身m成長†開発研究m着想jciKb^g考GeC

r世界j目˜向P‘g#世界人口n年々増加VeC‘"本稿執筆jA^Œ#R’}f一緒j検討˜進ƒ‘"今後m世界的i食糧供給事情n}X}X逼迫V

eL^関係各社J‹#装置j関X‘図†情報˜快N

eN‘g考G‹’‘"\m中f„乳・乳製品n#栄

提供VeC^_C^Rgj感謝C^V}X"

養面#機能面#風味面#\Ve情緒m面f„重要i

本稿K今後m乳業技術m発展m^ƒj#}^乳業
関係者†装置Ýô¦ôm皆様j少Vf„役j立c内「³ãªæã¡」ji‘g言GŠE"

容ji’o幸CfA‘"

食品市場m~i‹Y#社会n「量」m時代J‹「質」m時代w変化VeL^"R’J‹n「質」m

参 考 文 献時代J‹「心」m時代#T‹jn個人#社会#環境

1) Tetra Pak, ``Dairy processing handbook'', 61

gciK‘Rgf価値K出‘「結」m時代j変化V
eCNg考G‘"言C換G‘g#「³ãªæã¡」Heat exchanger (2015)
2)

gCE言葉n#食糧（量）J‹食料（質）w#\Ve食良（心）w#T‹jnR’}fm食˜凌駕X‘GEA Process Engineering, ``Aseptic Process
Technology 2011'', p26

食凌（結）w変化X‘g考G‘"

3) Tetra Pak, ``Dairy processing handbook'', 9Long-Life Milk (2015)

R’}fm概念˜凌駕X‘「食」˜実現X‘^ƒ4) SPX Flow, ``Long Life Dairy, Food andjn#ŸÊÕô³ãïK必要fA‘"ŸÊÕô³ã
ïn「技術革新」g訳T’‘RgK多CK#本来m

Beverage

意味n#「経済活動m中f#生産手段†資源#労働(2013)

Products'',

Whate

paper,

p23

力ih˜\’}fgn異i‘仕方f新結合X‘R5) 羽生圭吾#“加熱乳含有加工品m製造方法”#

g」定義T’eC‘"}^#Óé¼ªÄ・ŸÊÕô

特開201954732#出願2017年 9 月19日

 素材#◯
 加工#◯
 評価mŸÊÕô³ã
³ãïn#◯

6) SPX Flow, ``The APV Cavitator''#¦»é«#p3 (2013)

ïjŠbe成立X‘g考G‹’eC‘"今後„貴重
i乳原料gCE素材˜#CJj価値A‘ÞÊgVe

“牛乳等m溶存酸素˜窒素§μg置7) 神谷哲他#

加工V#CJj価値A‘¯Äji‘ŠE評価V#\

換Ve殺菌X‘方法及r窒素§μ置換装置”#

Ve生活者m¯¯é†地球環境j寄Œ添E^ƒj#

特許第3091752号#登録2000年 7 月21日

CJj価値A‘¦ï¬Ÿ˜想像/創造X‘文脈設計

8) 別惣俊二他#“飲料中m溶存酸素濃度˜低下TVol. 70. 2020

― 56 ―

Z‘方法”#特許第 4015134号#登録2007年 912) 柏木和典他#“膜濃縮法及r凍結濃縮法jŠ‘

月21日

濃縮製品m製造方法”#特許第6529132#登録

9) 岩附慧二他#“牛乳類m製造方法IŠr製造装

2019年 5 月24日

置”特許第3490428号#登録2003年11月 7 日“氷点濃縮製法jŠ‘「明治ICV
13) 宮内淳他#

10) Tetra Pak, ``Dairy processing handbook'', 64C低脂肪乳」m開発”# JATAFF journal 農林水産技術#8(3), 3035 (2020)

Membrane technology (2015)11) 柏木和典他#“凍結濃縮法jŠ‘濃縮製品m製

14) 神谷哲#“氷点濃縮製法K拓N国内乳原料m高造方法”#特許第 6529131 #登録 2019 年 5 月

付加価値化g競争力向上”#酪農科学³ïÙ´

24日¡Ü2020講演要旨集#p2326 (2020)― 57 ―

乳業

技術