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超高温処理（UHT）、超熱処理、または超低温殺菌[1]は、液体食品を140℃（284℉）以上（細菌胞子を殺すのに必要な温度）で2〜5秒間加熱して殺菌する食品加工技術です。 [2] UHTは牛乳の生産に最も一般的に使用されますが、フルーツジュース、クリーム、豆乳、ヨーグルト、ワイン、スープ、蜂蜜、シチューにも使用されます。[3] UHT牛乳は1960年代に初めて開発され、1970年代に一般に消費されるようになりました。[4] UHT処理中に使用される熱により、メイラード変色が発生し、乳製品の味と香りが変化する可能性があります。[5]代替処理として瞬間殺菌があり、牛乳を72℃（162℉）で少なくとも15秒間加熱します。
滅菌容器に包装されたUHT牛乳の保存期間は、冷蔵しない場合で通常6～9か月です。対照的に、瞬間殺菌牛乳の保存期間は、加工から約2週間、または販売から約1週間です。[6]
歴史
安全で常温保存可能な牛乳を提供するための最も一般的に適用される技術は、熱処理です。連続流による間接加熱 (125 °C [257 °F] で 6 分間) を伴う最初のシステムは、1893 年に製造されました。1912 年には、130 ～ 140 °C (266 ～ 284 °F、403 ～ 413 K) の温度で蒸気を牛乳と混合する連続流直接加熱法が特許を取得しました。しかし、製品を包装して保管するための市販の無菌包装システムがなかったため、このような技術自体はあまり役に立たず、さらなる開発は 1950 年代まで停滞していました。1953 年、APV は、Uperiser というブランド名で、特別に設計されたノズルから蒸気を直接注入して製品温度を瞬時に上昇させる蒸気注入技術を開発し、牛乳は滅菌缶に包装されました。 1960年代にAPVはPalarisatorというブランド名で最初の商用蒸気注入システムを発売した。[7] [8]
1952年、スウェーデンでテトラパック社が四面体ボール紙のカートンを発売した。1960年代には技術進歩によりカートン組み立てと無菌包装技術を組み合わせ、商業的に大きな進歩を遂げ、その後国際展開を果たした。無菌処理では、製品と包装を別々に殺菌し、その後無菌雰囲気で組み合わせて密封する。缶詰では、製品と包装を最初に組み合わせてから殺菌する。[9]
1983年、英国議会は、政府によるUHT牛乳の輸入禁止を阻止する欧州司法裁判所への上訴が認められた後、1983年牛乳輸入法を可決した。 [10]
1993年6月、パルマラットはUHTミルクを米国に導入した。[11]米国市場では、消費者は冷蔵されていない牛乳を飲むことに不安を感じ、購入をためらう。これに対処するため、パルマラットはUHTミルクを旧式の容器で販売しており、冷蔵コーナーで販売する必要がなくなった。[6] UHTミルクは多くの乳製品にも使用されている。[要出典]
2008年、英国政府は2020年までに10台中9台をUHTで生産することを提案した。[12]これにより冷蔵の必要性が大幅に減り、温室効果ガスの排出が削減されて環境に良い影響を与えると政府は考えた。[13]しかし、牛乳業界がこれに反対し、提案は廃案となった。[要出典]
テクノロジー
超高温処理は、食品加工と包装の複数の段階を自動的かつ連続的に実行する複雑な生産工場で行われます。[14]
- フラッシュ加熱
- フラッシュ冷却
- 均質化
- 無菌包装
加熱段階では、処理された液体はまず非臨界温度（牛乳の場合は70～80℃ [158～176℉]）まで予熱され、その後プロセスに必要な温度まで急速に加熱される。加熱技術には、製品が熱い蒸気と直接接触する直接加熱と、製品と加熱媒体が装置の接触面によって分離されたままである間接加熱の2種類がある。製品の品質と効率の両方の観点から見た設計の主な目標は、製品の高い温度を可能な限り短時間に維持し、温度が全体に均一に分散されるようにすることである。[14] [15]
直接加熱システム
直接システムの利点は、製品を高温で短時間保持できるため、牛乳などの敏感な製品の熱による損傷が軽減されることです。直接システムには2つのグループがあります。[15]
- 高圧蒸気を液体に注入する注入方式。急速加熱・冷却が可能ですが、一部の製品にしか適していません。製品が高温のノズルに接触するため、局所的に過熱する可能性があります。
- 注入ベースでは、液体がノズルを通して高圧蒸気とともに比較的低濃度のチャンバーに送り込まれ、大きな表面積が確保されます。この方法では、ほぼ瞬時の加熱と冷却、均一な温度分布が実現され、局所的な過熱を回避できます。低粘度と高粘度の両方の液体に適しています。
間接暖房システム
間接システムでは、製品は低温殺菌に使用されるものと同様の固体熱交換器によって加熱されます。しかし、より高い温度が適用される場合、沸騰を防ぐためにより高い圧力を使用する必要があります。[14]使用されている交換器には3つのタイプがあります。[15]
- プレート交換器、
- 管状熱交換器
- 削り取り式熱交換器。
効率を高めるために、加圧水または蒸気が交換器自体を加熱するための媒体として使用され、媒体の再利用とエネルギー節約を可能にする再生ユニットが付属しています。[14]
フラッシュ冷却
加熱後、熱い製品は保持管に送られ、次に真空チャンバーに送られ、そこで急激に温度が下がり蒸発します。フラッシュ冷却と呼ばれるこのプロセスは、熱による損傷のリスクを減らし、急激な温度低下による好熱性微生物の不活性化、蒸気との接触によって得られた余分な水の一部またはすべてを除去し、製品の品質に悪影響を与える揮発性化合物の一部を除去します。冷却速度と除去される水の量は真空レベルによって決まり、真空レベルは慎重に調整する必要があります。[14]
均質化
均質化は牛乳特有のプロセスの一部です。均質化は機械的処理であり、牛乳中の脂肪球のサイズを縮小し、脂肪球の数と総表面積を増加させます。これにより、牛乳の表面でクリームを形成する傾向が減り、容器と接触したときに牛乳の安定性が向上し、消費者にとってより美味しいものになります。[16]
世界中で使用
UHT牛乳はヨーロッパの多くの地域で大きな成功を収めており、大陸全体で10人中7人が定期的に消費しています。[17]スペインなどの温暖な気候の国では、冷蔵輸送のコストが高く、「非効率的な冷蔵キャビネット」があるため、UHT牛乳が好まれています。[18] UHTは北欧やスカンジナビア、特にデンマーク、フィンランド、ノルウェー、スウェーデン、イギリス、アイルランドではあまり人気がありません。また、新鮮な低温殺菌牛乳が最も人気があるギリシャでも、法律や社会的な態度により、あまり人気がありません。[19]
米国で販売されている通常の牛乳のほとんどは低温殺菌されていますが、米国で販売されているオーガニック牛乳のかなりの割合はUHT処理されています（オーガニック牛乳は生産場所が少ないため、サプライチェーンでより多くの時間を費やし、低温殺菌されている場合は販売前または販売直後に腐敗する可能性があります）。[6]
品質への影響
牛乳
UHT牛乳には低温殺菌牛乳と同じ量のカロリーとカルシウムが含まれています。UHT牛乳ではビタミンB12 、ビタミンC（牛乳は重要な供給源ではありません）、チアミンが多少失われる可能性があります。[21] UHT牛乳には1μgの葉酸を100g、低温殺菌牛乳には9 μg . [4] [疑わしい–議論する]
UHT牛乳のタンパク質構造は低温殺菌牛乳のそれとは異なり、チーズ製造時に分離するのを防ぎます。[22]
20世紀後半に発表された2つの研究では、UHT処理によって牛乳に含まれるタンパク質が展開して平らになり、以前は「埋もれていた」スルフィドリル（SH）基（通常は天然タンパク質では隠されている）が、人間の味覚に極度に加熱された、または焦げた風味を感知させることが示された。ある研究では、UHT加熱脱脂乳中のスルフィドリル酸化酵素を固定化することでチオール含有量を減らし、酵素酸化後に風味が改善されたと報告した。[5]米国の2人の著者は、加熱前に牛乳にフラボノイド化合物のエピカテキンを添加し、熱で発生した香りが部分的に減少したと報告した。[23]
参照
参考文献
- ^ 「CFR - 連邦規則集第21編」FDA 2016年4月1日。
- ^ “Introduction | Food Science”. グエルフ大学. 2021年3月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。2019年3月17日閲覧。
- ^ 「UHT処理」。グエルフ大学、酪農科学技術学部。2008年1月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年1月7日閲覧。
- ^ ab Elliott, Valerie (2007年10月15日). 「冷たいピンタの味は英国の伝統」. The Times . ロンドン. 2008年4月3日閲覧。
- ^ ab Clare, DA; WS Bang; G. Cartwright; MA Drake; P. Coronel; J. Simunovic (2005 年 12 月 1 日)。「マイクロ波加熱脱脂乳と間接加熱脱脂乳の保存中の官能的、微生物学的、生化学的パラメータの比較」。Journal of Dairy Science。88 ( 12): 4172–4182。doi : 10.3168 /jds.S0022-0302(05)73103-9。PMID 16291608。
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- ^ 「Long Life Dairy, Food and Beverage Products」（PDF） SPX Flow Technology、2013年、16ページ。2018年6月19日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。
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- ^ 「新鮮な牛乳：政府とEUの間で議論を呼ぶ問題」irtea.gr 2016年9月9日。
- ^ 「Udio trajnog mlijeka veći od 70%」（クロアチア語）。ザグレブ: ヤ・トルゴヴァツ。 2009 年 9 月 8 日。2010 年 9 月 9 日のオリジナルからアーカイブ。2010 年3 月 5 日に取得。
- ^ モラゴ、グレッグ (2003 年 12 月 27 日)。「UHT: 価値あるものをすべて搾り取る」ハートフォード クーラント。
- ^ 「30分でパニールチーズを作る方法」The Kitchn 。 2014年2月19日閲覧。
- ^ Colahan-Sederstrom, PM; Peterson, DG (2005). 「エピカテキン添加による牛乳の超高温処理中に生成される重要な芳香化合物の抑制」農業および食品化学ジャーナル。53 (2): 398–402。doi :10.1021/jf0487248。PMID 15656679 。
外部リンク
- 箱入りミルク – Wayback Machineでボトルを紛失(2017-04-02 アーカイブ) 出典: 今日の興味深いこと