JP4483590B2 - 豆乳の製造法 - Google Patents

Description

本発明は豆乳の製造法および豆乳や豆乳製品を加熱処理する際のスケーリング防止方法に関する。

近年、大豆蛋白質のコレステロールを低下させる効果が明らかにされ、これに伴い伝統的な豆乳、豆腐、湯葉や調製豆乳、豆乳飲料その他各種豆乳製品への関心が急速に高まっている。なお、豆乳、調製豆乳及び豆乳飲料の規格は日本農林規格により定められている（非特許文献１）。

同時に、豆乳は近年風味や食感が改善されたものが開発されている。例えば特許文献１では豆乳臭を改善し、すっきりした食感の豆乳を得る方法が開示されている。さらに甘味や香料、ココア、コーヒー、麦芽、果汁等を加えたりして、より飲みやすくした調製豆乳や豆乳飲料、その他各種豆乳製品も増えている。

しかし従来の豆乳の製法では、豆乳を用いた飲料等の豆乳製品製造時の加熱殺菌処理において間接加熱殺菌機であるプレート式殺菌機やチューブラー式殺菌機を使用した場合、スケーリング（殺菌機の配管内に凝集物が付着する現象）が多くなり、これにより配管内の焦げ付きや加熱効率の低下等が発生し、長時間連続運転することが困難であった。
このため一般的には同様の殺菌ラインを複数系列用意し、配管内を洗浄しながら順次切替えていくという、作業効率が悪くコストのかかる方式が採られている。特に大豆固形分８％以上にもなる豆乳製品においては殺菌ラインの切替えが頻繁となって製造効率が相当悪く、製造上困難を伴っていた。
またスケーリングが比較的少ないとされる直接蒸気注入式等の直接加熱殺菌を用いても長時間の安定的な運転は難しいものであった。

（参考文献）
平成１２年１２月１９日農林水産省告示第１６８４号 特許第３４４０７４９号公報

本発明の目的は、上記のような問題が生ずることなく豆乳や豆乳製品の加熱処理の際に生ずるスケーリングを防止し、長時間の連続運転を安定的に行うことができ、豆乳の品質も安定させることのできる豆乳の製造法を提供することである。

本発明者らは上記課題に鑑み鋭意研究を行った結果、大豆の浸漬温度を一定温度以上に保持すること、および豆乳中のオカラ残渣を極力減少させることを組み合わせることにより、さらには浸漬大豆の湿式粉砕時の温度を一定温度以上に保持することを組み合わせることにより、上記課題を解決できる知見を得た。

以上得られた知見から、本発明は下記に記載の通り、
１．大豆を浸漬後、湿式粉砕し、得られたスラリーを豆乳とオカラに分離する豆乳の製造工程において、大豆の浸漬工程を８０℃以上に保持すること、かつ、得られた豆乳を１４００Ｇで１０分間遠心分離した際の沈殿量が豆乳の１．０容量％以下となるまでオカラを分離することを特徴とする豆乳の製造法、
２．湿式粉砕時の温度を５０℃以上に保持する前記１．記載の製造法、
３．前記１．記載の製造法で得た豆乳を配合し、加熱処理を行うことを特徴とする豆乳製品の製造法、
４．前記１．記載の製造法を用いることを特徴とする、豆乳を加熱処理する際のスケーリング防止方法、
５．前記１．記載の製造法で得た豆乳を配合することを特徴とする、豆乳製品を加熱処理する際のスケーリング防止方法、
を提供するものである。

本発明は、大豆の浸漬温度、豆乳の沈殿物量を制御することによって、従来の豆乳では解消し得なかった加熱殺菌時、特に間接殺菌機による加熱時のスケーリングの発生量を著しく低下させ、その発生を防止することが可能となったものである。これにより、長時間の連続運転で加熱工程を安定的に行うことができ、豆乳の品質も安定させることができる。

本発明は、豆乳の製造工程において、大豆の浸漬工程を８０℃以上に保持すること、かつ、得られた豆乳を１４００Ｇで１０分間遠心分離した際の沈殿量（スピッツ量）が豆乳の１．０容量％以下となるまでオカラを分離することを特徴とする豆乳の製造法、並びに豆乳製品を加熱処理する際のスケーリング防止方法である。
以下に本発明について詳細に説明する。

（原料大豆）
本発明の豆乳は白大豆、黄大豆、緑豆、黒大豆等の大豆種子を原料とすることが適当である。大豆は雑味を除去するために種皮、胚軸部を予め除去した脱皮脱胚軸大豆が適当である。

（浸漬工程）
本発明の豆乳を得るためには、まず大豆を水に浸漬し、吸水させる。浸漬する水の温度は８０℃以上とし、８０〜９５℃が望ましい。浸漬温度が低すぎると、仮にオカラの固形分を十分に分離しても、加熱工程におけるスケーリングの発生を防止することが困難である。また浸漬温度が高すぎると、豆乳の抽出率が低下し、歩留まりが下がる傾向となる。
スケーリングを防止するに足る浸漬時間は浸漬温度によって変動し、適宜調整しつつ設定すればよいが、目安として８０℃ならば１５分以上、好ましくは２５分以上の浸漬が望ましく、浸漬温度が高いほど浸漬時間は短くすることができる。
大豆はほぼ同重量の水を吸水するため、浸漬水量は２倍以上は必要であり、通常２〜１０倍量の浸漬水を用いる。また、大豆の吸水を良くするため、あるいは豆乳の風味を良くするために重曹等のｐＨ調整剤を適宜浸漬水に添加することができる。

（湿式粉砕工程）
次に、浸漬した大豆をそのまま、又は浸漬水を廃棄して新たに水、好ましくは熱水を加え、湿式粉砕工程に入る。
粉砕は湿式粉砕機を使用することができ、粉砕後の懸濁液（以下、「スラリー」と称する。）を得る。湿式粉砕機としては、グラインダー、コロイドミル、回転刃型剪断力を作用させる粉砕装置等の公知のものを用いることができる。
特に磨砕方式の粉砕装置では豆乳固形分の抽出率を向上させるため、特許文献１に記載されるように、回転刃型剪断力を作用させる粉砕装置、例えば「COMITROL」（URSCHEL社製）等の使用が好ましい。
本発明においては、粉砕温度が５０℃未満であっても高温浸漬によりスケーリングの発生を通常よりも十分抑制することは可能であるが、さらに長時間に渡って加熱装置の配管内にスケーリングがさらに生じにくい豆乳を得たい場合、前記大豆の浸漬工程と共に、湿式粉砕工程を５０℃以上の温度で処理することが好ましい。さらに７０℃以上がより好ましく、浸漬温度と同じ８０℃以上が特に好ましい。これにより加熱時にスケーリングが生ずる核となる物質をさらに多く熱変性させ、除去することができる。
粉砕により得られたスラリーは必要によりさらに上記温度範囲に所定の時間（例えば、３０秒〜１時間）加熱保持し、スケーリングの発生の抑制効果を高めることができる。
また、スラリーをさらにホモゲナイザー等の摩擦剪断力を作用させる装置により均質化し、微粒子化することにより、豆乳固形分の抽出率をさらに向上させることができる。この場合、かかる工程も上記温度範囲に保持すると、さらにスケーリング発生の抑制効果を高めることができる。

（オカラの分離工程）
次に、上記スラリーからオカラに相当する不溶性残渣を固液分離により除去して豆乳を得る。本発明においては、この分離工程も上記温度範囲に保持すると、さらにスケーリングを生じにくい豆乳を得ることができるのでより好ましい。
本発明における固液分離の方法は、得られた豆乳を１４００Ｇで１０分間遠心分離した際の沈殿量（以下、「スピッツ量」と称する。）が豆乳の１．０容量％以下、すなわち豆乳100mlあたり1.0ml以下となるまで分離する方法によることが重要である。スピッツ量がこの範囲を超えると、いくら豆乳の製造を上記の通り高温域において行っても、加熱殺菌工程において加熱装置の配管内にスケーリングを生じやすくなり、加熱装置の連続運転が困難となり製造効率の悪いものとなってしまう。
豆乳のスピッツ量を上記範囲内にするためには、例えば遠心分離機を使用することが好ましい。圧搾濾過等による方法では不溶性残渣を十分に除去できないためスピッツ量が上記上限値を超え、加熱時にスケーリングが生じやすくなる。遠心分離機は、デカンター型、ディスク型等のいずれを使用しても良い。より高度に不溶性残渣を除去したい場合にはこれら複数の遠心分離機を組合せることが好ましい。遠心分離機の運転条件は、豆乳のスピッツ量が上記範囲に入るように流量、遠心力、遠心時間を適宜設定することができる。

（豆乳の大豆固形分）
以上により得られる豆乳の固形分（大豆固形分）は、豆乳に換算した場合に７〜１５重量％、好ましくは８〜１４重量％、より好ましくは９〜１２重量％の固形分とすることが適当である。大豆固形分が８重量％未満になると規格上豆乳とは呼び難く、また豆乳の製品の原料として配合しにくいためである。

（加熱処理）
次に、本豆乳は製造工程中において８０℃以上の高温下で処理されているが、大豆中の耐熱菌はかかる温度では死滅しないため、上記の豆乳を豆乳製品用原料として流通させる場合、そのまま冷蔵又は冷凍して流通するか、加熱処理装置にて加熱殺菌後、常温以下で流通することが好ましい。当該加熱処理装置としてはプレート式熱交換装置や掻き取り式熱交換装置等の間接加熱装置、又は直接加熱装置のいずれをも用いることができる。またＵＨＴ装置とは異なるがレトルト装置によっても加熱処理が可能である。加熱処理時のスケーリングの発生は本発明の豆乳の場合有効に防止されるが、一般的には直接加熱装置を使用する方がスケーリングの発生が少なくなるので好ましい。特に、蒸気吹込み式の直接加熱装置が豆乳製品製造時のスケーリング防止においてより好ましい。これは、高温高圧の蒸気と豆乳が直接接触するので大豆蛋白質をさらに熱変性させることができ、そして常圧に戻される際の減圧により剪断力が生じ、豆乳中の固形分粒子がさらに微細化されるためである。
本発明の豆乳のスケーリング防止効果は、第一に、本豆乳を原料用豆乳として流通させるため加熱処理する際に発揮される。すなわち、豆乳中の耐熱菌を滅菌する場合には、牛乳等の乳製品に比べて厳しい加熱条件が必要であり、少なくともＦ値が４（分）相当、好ましくは６（分）相当以上の加熱処理が施されることが好ましいが、このように加熱条件が厳しいほど加熱装置の配管内にスケーリングの発生が生じやすくなるため、本発明の製造法を用いることによるスケーリング防止効果が極めて有益なのである。
上記Ｆ値の条件を満足するために、加熱温度は１２０〜１６０℃、好ましくは１３５〜１６０℃、さらに好ましくは１４０〜１５０℃とすることが適当である。で行うことが適当である。１２０℃より低いと大豆中の耐熱菌の滅菌が困難か、又は滅菌に長時間を要する。また１６０℃を超えると風味の劣化等が生じやすい。滅菌のための加熱時間は上記温度帯においてＦ値が４相当以上となる時間を設定すればよいが、通常２秒〜３０秒、好ましくは４秒〜１０秒で行うことが適当である。２秒より短時間であると滅菌が十分でなく、３０秒を超えると風味の劣化や焦げ、着色等の問題が生じる可能性がある。

（各種豆乳製品の製造）
本豆乳を通常の製造法で得た豆乳と同様に、製造原料として配合し、各種豆乳製品や豆腐製品を製造することができる。例えば調製豆乳、豆乳飲料、清涼飲料、乳酸発酵豆乳、プリン、スープ、ゼリー、冷菓、焼菓子、和菓子、スナック、パン、ケーキ、ヨーグルト、チーズ、クリーム、フィリング、チョコレート、スプレッド、マヨネーズ、ソース、フライ食品、水産練製品、畜肉製品等に配合することができ、かかる例示に限定されるものでもない。
各種豆乳製品の製造に際しては、本豆乳の他に製造に必要な食品原料（果汁、果肉、野菜、糖類、油脂、乳製品、穀粉類、カカオマス、鳥獣魚介肉等）や食品添加剤（ミネラル、ビタミン、増粘安定剤、乳化剤、酸味料、香料等）を適宜使用することができる。

本発明のスケーリング防止効果は、第二に、上記豆乳製品製造時の加熱処理時にも大きく発揮される。
通常の豆乳製品の場合、加熱処理されると加熱装置内にスケール（不溶性固形分の付着物）が発生し、長時間の連続運転中に焦げが生じたり、それらが成長することで加熱効率が悪くなり、最後にはラインが閉塞してしまう。その傾向は飲料等の製造ラインで普及しているプレート式等の間接加熱装置において顕著である。一方、本豆乳の場合は同じような処理を行ってもスケーリングが発生しにくい。そのため運転時間も長時間の連続運転が可能となる。
したがって、上記豆乳製品の内、特に加熱殺菌を行う液状豆乳製品（調製豆乳、豆乳飲料、清涼飲料、乳酸発酵豆乳、スープ、ソース、クリーム）や、固形状豆乳製品であって中間製造物が液状のもの（プリン、ゼリー、冷菓、ヨーグルト、フィリング、チョコレート、スプレッド、マヨネーズ等）の製造において有効である。
また、豆乳製品に栄養強化剤としてカルシウムのような蛋白質との反応性が高いアルカリ土類金属イオンを添加すると蛋白質の凝集が促進され、加熱殺菌時のスケーリングの問題がさらに甚大となるが、本発明の豆乳はカルシウムとの反応性が低くなっているため、スケーリングの発生を有効に抑制することができる。そのためアルカリ土類金属イオンを添加する豆乳製品への使用は特に有効である。

なお本発明の豆乳を用いた豆乳製品の製造に際しては、本豆乳を原料豆乳として購入し、各種豆乳製品を製造してもよいし、上記各種豆乳製品を製造する工程中において本発明の豆乳を製造する工程が含まれていても良く、いずれにしてもスケーリング発生の防止効果により、効率的に各種豆乳製品を製造することが可能である。

以下に本発明の豆乳の実施例を記載するが、かかる記載により本発明の技術的思想が限定されないことはいうまでもない。なお、以下「％」、「部」と記載するときは、特に記載のない限り重量単位を指すものとする。

＜実施例１＞
脱皮脱胚軸大豆１部に水１０部を加え、８５℃で３０分間浸漬し、吸水して重量が２倍になった脱皮脱胚軸大豆（水分含量40〜55％）１部に対し、熱水（９０℃）３部を加えたものをCOMITROL(URSCHEL社製)で湿式粉砕し、得られたスラリーをホモゲナイザー（APV社製）に供給し、15MPaで均質化処理した。均質化したスラリーを遠心分離機（3000Ｇ、５分間）に供給してオカラを分離し、本発明の豆乳を得た。なお、浸漬、湿式粉砕、均質化、および分離工程における温度は全て８０℃以上に保持した。得られた豆乳は固形分９．０％、蛋白質４．５％でpHは6.7であり、この豆乳を１０ｍｌのスピッツ管に入れて1400Gで10分間遠心分離した時の沈殿量（スピッツ量）は、豆乳１０ｍｌあたり０．０７ｍｌであり、すなわち豆乳の０．７容量％あった。

＜比較例１＞
脱皮脱胚軸大豆を２０℃で２４０分間浸漬すること、並びに、浸漬、湿式粉砕、均質化、および分離工程における温度を全て２０℃±３℃に保持すること以外は、実施例１と同様にして豆乳を得た。得られた豆乳は固形分9.0重量％、蛋白質4.5重量％でpHは6.7であり、スピッツ量は豆乳の０．７容量％であった。

＜実施例２‐(a)、２-(b)、２-(c)＞（オカラの分離条件の検討）
実施例１と同様の方法で、均質化したスラリーから遠心分離機によってオカラを分離する際に、遠心分離の遠心力のみを2500G(a)、2000G(b)、1500G(c)に変更し、スピッツ量の異なる豆乳を得た。得られた原料豆乳はいずれも固形分9.0重量％に調整した。蛋白質含量は4.5重量％でpHは6.7であった。また豆乳の容量当たりのスピッツ量は実施例２-(a)で1.0容量％、実施例２-(b)で1.5容量％、実施例２-(c)で2.0容量％であった。

＜実施例３-(a)、３-(b)、３-(c)＞
８５℃で浸漬後の吸水した脱皮脱胚軸大豆に対し、水（20℃-(a)、40℃-(b)、60℃-(c)）をそれぞれ加え、同加水温度±３℃に保持しつつ、湿式粉砕、均質化、及び分離を行う以外は、実施例１と同様の製法を用い、湿式粉砕、均質化及び分離を低温から中温域で行った豆乳を得た。得られた３種類の豆乳はいずれも固形分9.0重量％、蛋白質4.5重量％でpHは6.7であり、スピッツ量は豆乳の０．７容量％であった。

＜比較例２-(a)、２-(b)、２-(c)＞
浸漬温度を20℃-(a)、40℃-(b)、60℃-(c)の３種類の温度に変更する以外は、実施例１と同様の製法を用い、浸漬を低温から中温域で行った豆乳を得た。なお、浸漬工程以降の湿式粉砕、均質化、分離工程における温度は実施例１と同様８０℃以上に保持した。得られた３種類の豆乳はいずれも固形分9.0重量％、蛋白質4.5重量％でpHは6.7であり、スピッツ量は豆乳の０．７容量％であった。

＜実施例４＞
浸漬時間を２０分とする以外は、実施例１と同様にして豆乳を得た。得られた豆乳は固形分9.0重量％、蛋白質4.5重量％でpHは6.7であり、スピッツ量は豆乳の０．７容量％であった。

（試験例）
実施例１〜４、および比較例１、２で得られた豆乳をそれぞれ60℃に予備加熱し、プレート式ＵＨＴ加熱装置（パワーポイント社製）で第一加熱で110℃、続いて第二加熱で140℃に昇温し、ホールディングチューブで30秒間保持した。流量は２０Ｌ／時間で行った。加熱プレートの面積は0.0095m²で行った。
スケーリングの状態の判断は、プレート式UHT加熱装置の熱源温度と背圧の上昇の有無、および加熱終了後にプレートを分解した際のプレートへの固形分の付着量を確認した。結果を表１に示した。
なお、一般的に加熱装置内にスケーリングが生じると、熱源からの熱伝導性が悪くなり、それにつれて豆乳の温度を設定殺菌温度に維持するため熱源温度が上昇する。またスケーリングにより豆乳がラインを流れにくくなると、それにつれて流量を一定に維持するため背圧が上昇する。よって熱源温度と背圧の上昇をスケーリング発生の指標とすることができる。

（表１）

実施例１、実施例２-(a)の豆乳は５時間連続で流したが、熱源温度と背圧の上昇はほとんどなく、終始問題なく加熱処理することができた。プレート分解時のスケーリングもほとんどなく、加熱装置を長時間安定的に連続運転させることができた。

実施例２-(b)、(c)の豆乳はそれぞれ加熱開始40分、70分以降から、熱源温度と背圧の上昇が認められた。この時点で運転を中断して装置を分解すると、プレート全体に薄くスケーリングが認められ、さらに連続運転することは困難と判断された。

実施例３-(a)〜(c)の豆乳は実施例１に比べ湿式粉砕時の温度が低かったためか、加熱開始100分以降から熱源温度と背圧の上昇が認められ、スケーリングも発生した。しかし、比較例１と比べると明らかに熱源温度と背圧の上昇が起こるまでの時間が延長され、スケーリングが抑制された。そして湿式粉砕時の温度が高いほどスケーリング防止効果が高くなった。

比較例１，２の豆乳はいずれも加熱開始60分以降から、熱源温度と背圧の上昇が認められた。この時点で運転を中断して装置を分解すると、プレート全体に薄くスケーリングが認められ、さらに連続運転することは困難と判断された。ちなみに比較例１については、熱源温度と背圧の上昇後も、さらに加熱処理を続けたが、開始２時間後で流量が低下し、処理液に焦げの混入が認められたため、運転を停止した。装置分解後のプレートを観察すると、全面にびっしりとスケーリングが認められ、ラインが閉塞寸前であった。

実施例４の豆乳は浸漬時間を短くしたためか、加熱開始１２０分以降から熱源温度と背圧の上昇が認められた。この時点で運転を中断して装置を分解すると、プレート全体に薄くスケーリングが認められ、さらに連続運転することは困難と判断された。しかし比較例１と比べると連続運転可能な時間が延長され、スケーリングの抑制効果は見られた。

＜実施例５＞ 調製豆乳での検討１
実施例１で得られた豆乳を使用して調製豆乳を以下の通り調製した。
豆乳70部に、砂糖1.5部、乳酸カルシウム0.3部、食塩0.1部、グリセリン脂肪酸エステル0.1部、水18部を加え、60℃で混合し、15MPaで均質化後、プレート式ＵＨＴ加熱装置（パワーポイント社製）で第一加熱で110℃、続いて第二加熱で140℃に昇温し、ホールディングチューブで30秒間保持した。流量は２０Ｌ／時間で行った。加熱プレートの面積は0.0095m²で行った。スケーリングの状態の判断は試験例と同様にして確認した。

＜比較例３＞ 調製豆乳での検討２
比較例１で得られた豆乳を使用し、実施例５と同様にして調製豆乳を調製した。スケーリングの状態の判断は試験例と同様にして確認した。

＜実施例６＞ 調製豆乳での検討３
実施例３-(c)で得られた豆乳を使用し、実施例５と同様にして調製豆乳を調製した。スケーリングの状態の判断は試験例と同様にして確認した。
実施例５，６、及び比較例３におけるスケーリングの評価結果は表２に示した。

（表２）

実施例５の調製豆乳は加熱開始300分後に、熱源の温度、背圧の上昇がわずかに認められ始めたが、その後の上昇はおだやかで、連続で5時間処理しても分解後のプレートには薄いスケーリングが認められただけであった。本調製豆乳はカルシウムイオンが添加されているため、通常は加熱処理により蛋白質との凝集が著しく起こり、スケーリングを助長するはずであるが、かかる懸念をよそに、ほとんど問題なく連続での加熱処理が可能であった。
比較例３の調製豆乳は加熱開始40分くらいから、熱源の温度、背圧の上昇が認められ、70分で流量が低下し、処理液に焦げの混入が認められた。急遽停止し、装置分解後のプレートを観察すると、全面にびっしりとスケーリングが認められ、閉塞寸前であった。
実施例６の調製豆乳も連続で加熱できた時間は実施例５よりは短かったものの、比較例３よりも長くなり、スケーリング抑制効果が見られた。

＜実施例７＞調製豆乳での検討４
実施例１で得られた豆乳を蒸気吹込み式の直接加熱装置で温度１４４℃、４秒間処理した豆乳を使用し、実施例５と同様にして調製豆乳を調製した。
実施例７の調製豆乳は加熱開始300分を過ぎても、熱源の温度、背圧の上昇が認められず、実施例５の調製豆乳よりもさらにスケーリングの防止効果が確認できた。連続で5時間処理しても分解後のプレートにもほとんどスケーリングは認められなかった。

従来の豆乳や豆乳製品の製造においてはプレート式加熱殺菌機などの加熱装置内に発生するスケーリングが長時間連続運転する際の障害となっていた。本発明の豆乳の製法を用いれば加熱処理時のスケーリングの発生が顕著に防止されるため、製造途中において中断し、装置の洗浄を余儀なくされることなく、長時間に渡り連続的かつ安定的に豆乳とそれを配合した豆乳製品を製造できる。したがって豆乳産業の発達に大いに貢献しうる。

Claims (6)

1. 大豆を浸漬後、湿式粉砕し、得られたスラリーを豆乳とオカラに分離する豆乳の製造工程において、大豆の浸漬工程を８０℃以上に１５分以上保持すること、かつ、得られた豆乳を１４００Ｇで１０分間遠心分離した際の沈殿量が豆乳の１．０容量％以下となるまでオカラを分離することを特徴とする豆乳の製造法。
2. 湿式粉砕時の温度を５０℃以上に保持する請求項１記載の製造法。
3. オカラの分離時の温度を５０℃以上に保持する請求項２記載の製造法。
4. 請求項１記載の製造法で得た豆乳を配合し、加熱処理を行うことを特徴とする豆乳製品の製造法。
5. 請求項１記載の製造法を用いることを特徴とする、豆乳を加熱処理する際のスケーリング防止方法。
6. 請求項１記載の製造法で得た豆乳を配合することを特徴とする、豆乳製品を加熱処理する際のスケーリング防止方法。