牛乳
牛乳（ぎゅうにゅう、英: milk）とは、ウシの乳汁である。日本の#法律による定義は、成分を調整していない生乳が牛乳と定義され、脂肪分を調整したものが低脂肪牛乳などとされ、また商品に「牛乳」の名をつけることができる。牛乳成分を増減したり乳糖を分解すれば加工乳であり、乳飲料は牛乳由来成分以外を加えた栄養添加やコーヒーミルクなどである。牛乳の加工製品は乳製品であり、脱脂粉乳、バター、生クリーム、チーズ、ヨーグルト、アイスクリームなどが作られる。
牛乳はカルシウムが豊富な食品として知られる。脂肪分は飽和脂肪酸の比率が高く、健康上の懸念のため低脂肪牛乳などが製造されている。タンパク質のアミノ酸スコアは100だが、牛乳たんぱく質のカゼインは、特に子供にとって鶏卵に次ぐ主な食物アレルギーの原因となりうる。炭水化物は乳糖が豊富で、離乳期を過ぎたヒトでは多かれ少なかれ乳糖不耐症として消化不良となる。
牛乳の利用の歴史は古く、チーズやバターなどと共にヨーロッパ、アフリカ、インドで用いられてきた。利用のはっきりとした証拠としては、5500年から6千年前の現在のイギリスにあたる地域の陶器から牛乳の脂肪分が発見されている。そのまま飲まれた牛乳が大きく産業化されて普及するのは、19世紀に低温殺菌法が開発され、保存技術が向上してからである。そうした時代に日本や中国では牛乳は普及しておらず、日本では戦後にアメリカ合衆国からの脱脂粉乳を含む食糧支援のララ物資を経て、1954年に学校給食法が制定され、牛乳の提供を規則としてから大きく普及してきたが、50年を経た2005年には、中央酪農会議が日本人の牛乳離れを期に「牛乳に相談だ。」のキャンペーンを実施した。
牛乳がカルシウムを摂取するために適切な食品であるかに疑問を投げかける栄養学者もいる。
古くから利用されてきた食品である一方、乳牛の強制妊娠や出産した子牛の引き離し、断角・除角が苦痛をもたらすこと、高泌乳量牛への品種改良など、動物の権利から反対がなされている。
歴史
食物としての乳の利用は、動物の家畜化とともにはじまった。野生の哺乳動物から授乳することが困難であった家畜化前の利用は不可能だと考えられる。今から約1万1千年前にヒツジが、1万年前にウシとヤギが家畜化され、はっきりとした化学的な証拠は5,500年から6千年前の現在のイギリスにあたる地域の陶器に残っていた乳脂肪分である。
当初、動物の飼育は、食肉および衣服製作のために行われたと思われる。ウシの乳が飲料として最初に利用された地域は中東である。ヤギ、ヒツジも中東であった。これらの動物は反芻動物であって、乾燥した草を食べることに適応した哺乳類である。草は人間にはそのまま利用できないが蓄積は容易である。耕作されていない草地を利用するために効率的な酪農という方法が生み出された。ある動物を肉のために殺せば、その栄養価は、例えばその動物から1年間に採れる乳と同等かもしれない。しかし生きていれば、その動物からはさらに何年もの間、乳が採れるし、1頭丸々の肉と違って、乳は1日にちょうど利用しやすい分量だけ使うことができるのである。
紀元前7000年頃、トルコの一部でウシの遊牧が行われていた。新石器時代、ブリテン諸島で乳が利用されていた証拠が見つかっている。チーズとバターの利用はヨーロッパ、アジアの一部、アフリカの一部に広まった。ウシの畜養はもともとユーラシア的な習慣であったが、大航海時代以降、世界に広がるヨーロッパ諸国の植民地に導入された。
牛乳は腐敗しやすく保存が困難だった事から、ヨーロッパにおいても長年に渡りアーモンドミルクが常用され、牛乳の利用は農家での小規模な生産に頼っていたが、輸送技術や冷蔵技術の進歩、そして19世紀後半に風味を損なわない低温殺菌法（パスチャライゼーション）の実用化により、今日では世界的に牛乳がひとつの産業として大規模に生産されている。さらに先進国では、自動化された搾乳設備を持つ酪農業者によって、その大部分が生産されている。
牛の品種は、ホルスタインのように、牛乳生産量の向上に特化して改良された。マクジーによれば、アメリカ合衆国の乳牛の90 %、イギリスの乳牛の85 %がホルスタインである。アメリカの代表的な乳牛品種は、ホルスタインのほか、エアシャー、ブラウンスイス、ガーンジー、ジャージー、ミルキング・ショートホーンなどである。今日、乳製品と牛乳の生産量が最も大きい国はインドで、これにアメリカと中国が次ぐ。
商品名として
以前は、加工乳や乳飲料であっても一定以上の成分（無脂乳固形分8.0%以上、乳脂肪分3.0%以上、生乳50%以上）が含まれていれば、商品名に「牛乳」という名称を使用できたが（濃厚牛乳、カルシウム牛乳、コーヒー牛乳など）、2000年（平成12年）の雪印集団食中毒事件をきっかけに、消費者から「ややこしい」という声が起こり、2001年に公正競争規約が改正され、生乳を100%使用していないものは「牛乳」とは名乗れなくなった（2年間の経過措置あり）。この結果、商品名から「牛乳」を外したり、「ミルク」への言い換えなどを余儀なくされ、コーヒー牛乳は「コーヒーミルク」「カフェ・オ・レ」「カフェ・ラテ」またはただの「コーヒー」などに商品名を変更した。
処理方法
主にホルスタイン、ジャージー種などの乳牛から得られる生乳（搾っただけで何もしない乳）のみを原料として、均質化（ホモジナイズ）や加熱殺菌工程（後述）を経て、ガラス瓶（牛乳瓶）や紙パックに詰められて製品（市乳）となる。
ホモジナイズ
「均質化処理」の事である。
多くの場合は、ホモジナイザー（乳化機、均質機）と呼ばれる主に高圧ポンプを使用して牛乳の脂肪成分を均一化する「ホモジナイズ」を行う（これを行ったものを「ホモ牛乳」とも言う）。これによって脂肪組織が2マイクロメーター以下の大きさに破壊されて均一となり、製品内のクリーム層など分離を防ぐとともに、製品間のばらつきを抑える。また、過酸化水素は殺菌および漂白効果があるが、発がん性が認められているために未検出とされており、この工程により検出できなくなる場合がある。（低温殺菌牛乳#特徴も参照）
一方、脂肪分の香りやコクなど味が変化する事から、いわゆる牧場のしぼりたて生乳とは異なってくる。例えば、脂肪球が微細化され絞りたての生乳では濃さ（同時に水っぽさ）を感じるが、ホモ牛乳では濃さを感じにくくなっている。それを、絞りたての生乳は濃く成分無調整のホモ牛乳は薄めたものだと誤解する人もいる。ホモジナイズを行っていない「ノンホモ」牛乳では、瓶詰めから数日経つと白いトロリとしたクリーム状のものが浮く事があるが、これは一般の牛乳や低脂肪乳、加工乳では通常見られない。搾乳された後に均質化処理をしていないため、粒子の大きな脂肪球が壊されずそのまま残っているために、分離してクリーム状の物として残るためである。この浮いたものが本来の意味でのクリームであり、遠心分離を用いる近代工業的な製法が普及する前は、クリームとはこのように生乳を静置して表面に浮上するものを採取したものであり、これを撹拌して脂肪球をさらに大きくしたものがバターである。
販売形態の推移
1970年代以前は、180ミリリットル（1970年、昭和45年まで） - 200ミリリットルのガラス瓶（＝牛乳瓶）で、給食や銭湯、ミルクスタンドなど、一部の販売個所以外では牛乳店から早朝に個別宅配されていた。
1970年代にはテトラパック（三角錐型の紙パック）の商品が主流になった。
1980年代以降はブリックパック（四角柱型の紙パック）に変わり、販売ルートもスーパーやコンビニ経由にシフトしている。一部にはガラス瓶も残るが、薄くなって軽量化された新形態の瓶に移行されつつある。
価格
製品の種類によって価格帯が異なるが、2010年（平成22年）現在、1リットルパック1本が、約90 - 280円程度で販売されている。
その他
沖縄県では、かつて米軍統治下にあった関係で、ほとんどのパックの容量がヤード・ポンド法に従って946ml（1クオート=1/4ガロン）、473ml（1/2クオート）となっている。これは牛乳に限らず、紅茶飲料などほぼ全ての紙パック飲料で共通である（ただし、沖縄県でもリウボウの牛乳などごく一部に1リットルの製品が存在する）。なお、メーカーによっては視覚障害者への配慮（バリアフリー、ユニバーサルデザインの一環）のため、スーパーやコンビニで多く販売される、1リットルや500ミリリットルパックについては、写真のように飲み口の反対側の部分を丸く切り取って、他の飲料（低脂肪乳、フルーツ飲料、コーヒー、お茶など）と区別している。
欧米では、超高温殺菌処理をしてプラスチックボトルに入ったものも一般的で、常温で1ヶ月以上保存できる（フランスの例）。
安全性についての議論
栄養学者や医者は、様々な観点から牛乳の安全性の問題を議論してきた。
アメリカ小児科医アカデミーは、牛乳を1歳未満の子供に与えないように推奨しており、理由はビタミンE、鉄分、必須脂肪酸が不十分で、牛乳中の多いたんぱく質、脂肪、ナトリウム、カリウムを乳児が処理しきれないということである。世界保健機関は母乳を推奨している。アメリカ小児科学会は、牛乳たんぱく質が膵臓β細胞の破壊の過程に重要な原因であるとし、糖尿病につながるおそれがあるということで、ハイリスクな乳児は生後1年まで摂取しないことを推奨する声明を行っている。
またそれ以上の年齢においても、ハーバード大学の公衆衛生大学院の教授のウォルター・ウィレットらによれば、アメリカ農務省のフードピラミッドで1日に2-3杯の牛乳を推奨しているという問題があり、カルシウム摂取の目的とする乳製品が骨折のリスクを下げるというデータがないものの、後述するように他のリスクがあり、これではとりすぎだという。成人なら牛乳は1日1杯でよく、余分なカロリーや脂肪分を摂取することなくサプリメントによって低価格で摂取することもできる。牛乳が、カルシウムの適切な摂取源であるかには議論の余地がある。
現代の牛乳は、20世紀初頭に牧場の牛から搾乳されたのとは全く異なり、血中エストロゲンの量が上昇する妊娠期の後期に授乳されており牛乳中にも増加するため、回帰分析により卵巣がんや子宮体がんにつながる可能性があると主張している研究者がいる。2004年発表の財団法人・日本食品分析センターの調査報告によると、牛乳には平均で0.012ng/gのエストロゲン、17ng/gのプロゲステロンが含まれていた。
主として先進国で酪農の産業化のために70年ほど前から始まった妊娠牛からの搾乳により、現在市販されている牛乳の乳漿中の女性ホルモンエストロゲン、プロゲステロン濃度は、妊娠していない牛から搾乳された牛乳に比べてエストロゲンで約2倍、プロゲステロンで6-8倍である。これらの過剰な女性ホルモンはヒトの免疫機能を低下させるため、感染症への抵抗力を落とす。また月経障害、生殖機能低下を招き、各種アレルギー反応を助長する。
含まれる乳糖（ラクトース）の摂取量が日に牛乳3杯分である場合に、低い摂取量の場合と比較して卵巣がんのリスクがやや高い。乳糖の消化によって生成されるガラクトースが多い場合に、卵巣にダメージを与え、卵巣がんにつながる可能性が考えられる。それはガラクトースの直接的な毒性と、ゴナドトロピンの濃度を上昇させることによると考えられている。
乳糖不耐症は、牛乳に含まれる乳糖（ラクトース）の分解酵素であるラクターゼを持たないことである。ガス、下痢、腹部の膨張感といった問題が生じる。これはアジア系で90%、黒人とアメリカ先住民で70%、ヒスパニック系の50%が該当し、北欧系では約15%でしかない。先天的にラクターゼが欠損している例はほとんどなく、乳児期を過ぎて、または成人になり分解酵素の活性が低下するものである。後者の場合には、牛乳を常飲することで活性が再び上昇する可能性がある。活性が続いている場合にラクターゼ活性持続症であり乳製品を利用してきた民族に多い。ヨーグルトやチーズでは微生物によって乳糖が一部分解されているので、この問題は起きにくい。胃腸症状だけでは乳糖不耐症だとは確定できず、胃腸症状や皮膚症状は牛乳アレルギーの主な症状である。
牛乳を飲みすぎることで骨を脆くし、骨折を招くという週刊誌に掲載された説に対して、2001年に、農林水産省の佐藤と、同・生産局畜産部牛乳乳製品課長の五十嵐は、骨折の発生には要因が様々にあり牛乳の摂取量の相関を比較することは不正確で誤解を招くとした。
1997年には、牛乳やその他のカルシウム源が骨折率を低下させなかったという研究、2000年には動物性タンパク質の消費が多い国で骨折率が高く、植物性たんぱく質の消費が多い国で骨折率が低いといった研究結果が得られている。世界保健機関による類似する現象への言及についてはカルシウム・パラドックスを参照。
マグネシウムはカルシウムに次いで骨に多く含まれるミネラルである。牛乳のマグネシウムの比率は少ないと言える。一方で、骨形成に必要な成分としては、他にリン、ビタミンDなどのバランスの取れた摂取が求められる。
2002年の農水省の消費者相談ページでは、殺菌温度の違いによる栄養価の違いはないと返答している。過酸化水素が発生し（または残留し）、危険であるという説があるが、国立医薬品食品衛生研究所の加工食品中の過酸化水素含有量の調査データでは牛乳1グラムあたり最大0.1マイクログラム、コーヒー牛乳で0.59-2.96同、フルーツ牛乳で0.08-0.43同の結果が得られている。ビタミンB1、B2、葉酸、ビタミンEやビタミンB12は生乳と比較して熱処理後には減少し、ビタミンAは増加する。B2以外はもともと含有量が少ないため影響が弱いが、B2においては牛乳は主な摂取源であるため熱処理の影響を考慮する必要がある。多価不飽和脂肪酸の豊富な牛乳にて、高温短時間のUHTでは共役リノール酸が増加し、殺菌用のマイクロ波によってcis-9,trans-11共役リノール酸をtrans-9,trans-11へとシグマトロピー転位された。そうした加熱法では変化がなかったが、マイクロ波では共役リノール酸を減少させトランス脂肪酸を増加させたという研究結果がある。
2016年の研究は、超高温瞬間殺菌(UHT)、高温短時間殺菌(HTST)、ホモジナイズによって牛乳の構造や試験管内の消化に変化が観察された。たんぱく質はUHTよりもHTSTで消化が遅かった。
低温殺菌では殺菌時間が長く、普通はバッチ式の殺菌機械が使われるため、加熱中に空気と触れる事により脂肪の酸化が起きやすいという説には根拠が乏しい。
ホモジナイズ（均質化）された牛乳の悪影響は、カート・A・オスターが心臓病の原因として提唱し1960年代から1980年代にかけて研究され後に否定された説であるが、それが否定されたとしても均質化され脂肪球の表面積が大きくなった近代の牛乳はアレルギーを増やしているのではとも考えられる。ホモジナイズにより乳清たんぱく質の構造は変化し、それは破壊的である可能性がある。ホモジナイズの高圧処理は酸化を促す。熱処理は脂質に影響を与えず、ホモジナイズではC8からC14の飽和脂肪酸（C8 カプリル酸、C10 カプリン酸、C12 ラウリン酸、C14 ミリスチン酸の4種）が増加した。融点で言えば、融点が高い飽和脂肪酸が増加している。
疾患との関連
ハーバード大学医学部・公衆衛生大学院では、乳脂肪には心臓病のリスクとなる飽和脂肪酸が多く含まれると解説されており、低脂肪の牛乳の選択も可能であるが、除去された脂肪はバターやアイスクリームなどに使われておりそうした形で消費されることもある。ハーバード公衆衛生大学院は、乳製品は骨粗鬆症と大腸癌の危険性を低下させる一方で、前立腺癌と卵巣癌のリスクを上げうるとして、乳製品以外のカルシウムの摂取源としてコラード、チンゲンサイ、豆乳、ベイクドビーンズを挙げている。
2007年の世界がん研究基金の報告では、牛乳は大腸癌のリスクをおそらく (Probable) 下げ、膀胱癌のリスクを下げると限られた証拠が示しており(Limited - suggestive)、牛乳および乳製品が前立腺癌のリスクを上げると限られた証拠が示しているため(Limited - suggestive)、この衝突があるためどれくらい食べる、あるいは控えるといった推奨を行わないことを決定した。日本の国立がん研究センターが4万3000人を追跡した大規模調査でも、牛乳や乳製品の摂取が前立腺癌のリスクを上げることを示し、カルシウムや飽和脂肪酸の摂取が前立腺癌のリスクをやや上げることを示した。
2016年の文献調査では、。
骨折
ハーバード大学やそこの教授のウォルター・ウィレットはこう記している。牛乳には過剰摂取で骨を弱める可能性のあるレチノール（ビタミンA）も含まれる。ハーバード大学の研究では、1週間に1本かそれ以下の牛乳を飲んだ場合と、1週間に2杯以上飲んだ場合では骨折のリスクに違いはなかったなど、いくつかの研究がカルシウムは大量には必要ないと疑問を投げかけている。2013年ハーバード大学のウォルター・ウィレット教授と、デビッド・ルートヴィヒ教授はボストングローブ紙の取材に対し「カルシウムの豊富な食事をしている大人は恩恵が少ないが、貧しい食生活を行っている場合は、（米農務省が勧める）一日3杯の牛乳が必要かもしれない」と語っている。
牛乳1日2杯の飲用は大腿骨頸部を骨折するリスクを上げるという日本の研究論文がある。2011年のメタアナリシスでは、中高年の牛乳消費が股関節骨折を予防するかを調査し、女性では関連がないことされ、男性では追加の調査が必要だとした。2014年のアメリカで行われたある研究では、10代の時期の牛乳の消費量は男女共に高齢になってからの骨折の予防とは関連していなかった。同年のスウェーデンで行われたある研究では、男女共に牛乳の摂取が骨折率と死亡率を高めており、特に女性では1日3杯以上では1杯未満より約2倍の死亡率であった。
2018年のメタアナリシスでは、乳製品の消費は股関節の骨折と関連しないが、チーズやヨーグルトではそのリスク低下に関連していた
アレルギー
カゼインなど牛乳たんぱく質へのアレルギーである。2008年に厚生労働科学研究班が全年齢の食物アレルギー発症患者を調査した結果、原因食物として牛乳は20.9%を占め、鶏卵の38.7%に次いで高い割合となっている。
アレルギーやアトピー性疾患の発症に関わるのは、母乳の保護効果なのか、牛乳たんぱく質の回避によるのか、どちらなのかと提起されてきた。アトピー性皮膚炎のリスク排除の第一手段として乳児の完全母乳が推奨されており、実施しない場合には、システマティック・レビューによる18の研究はすべて、100%乳清タンパク質の分解乳を用いたほうが、牛乳たんぱく質を原料とする調整粉よりも、アトピー性皮膚炎とアトピー性疾患の発症リスクを低下させていた。あるいは、母乳哺育を行う生後4か月までの乳児の母親が、牛乳の摂取を制限することで、その子のアトピー性皮膚炎の発症率を下げる。母乳中に主な食物アレルゲンであるα1カゼインが移行することは確認されている。
システマティック・レビューにより、牛乳の摂取がニキビの有病率と重症度を増加させることを裏付ける確かな証拠があることが報告された。
日本の法令では、牛乳を原材料として使用した加工食品にはその旨を表示することが義務付けられている。
放射線障害
主に牛が食べた飼料（牧草など）に含まれる放射性物質が牛の体内で生体濃縮されるため、牛乳などの摂取による内部被曝の危険性がある。チェルノブイリの原発事故ではウクライナの子供に多くの甲状腺癌患者が現れ問題になったが、（海藻などの摂取量が少ないため）もともとのヨウ素摂取量が少ないところへ、高濃度の放射性ヨウ素に汚染された牛乳を飲み続けていたことも一因とみられている。ポーランドは原発事故直後に国内での牛乳を禁止して、すべて輸入粉ミルクに変えたため、ポーランドでは甲状腺癌の増加がなかった。