采用膜浓缩法和冷冻浓缩法的浓缩制品的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及利用膜浓缩技术和冷冻浓缩技术的浓缩制品的制造方法。
【背景技术】
[0002]在冷冻浓缩法中，由于处理液(被处理流体)在浓缩中不会被过度加热，因此能够在不伴随由加热或加温引起的风味变化(加热臭等)的情况下制备浓缩液。
[0003]在冷冻浓缩法中，已知有在析晶槽内生成粒状冰晶的悬浮析晶法(悬浮晶体浓缩法)、和使冰晶在冷却面上生长的界面渐进冷冻浓缩法。考虑到冰(水)与浓缩液的固液分离容易等，通常，作为冷冻浓缩法，大多采用界面渐进冷冻浓缩法。
[0004]例如，在作为日本专利第4306018号成立的专利文献I中，作为冷冻浓缩装置，提出了刮板导热冷冻浓缩法及其装置。另外，在作为日本专利第4429665号成立的专利文献2中，作为冷冻浓缩装置，提出了渐进冷冻浓缩法及其装置。
[0005]进而，在液态食品中，特别是对于果汁、咖啡、茶类等，也提出了能够抑制浓缩液的品质下降的冷冻浓缩方法。例如，专利文献3中记载了通过并用界面渐进冷冻浓缩法和脱氧处理而得到的能够防止果汁等浓缩液的品质下降的方法，另外，也记载了可将该技术应用于牛奶。
[0006]进而，专利文献4提出了如下方法:在悬浮晶体浓缩法中，在由多阶段构成的各阶段中形成规定大小的晶种，通过将该晶种移送到装有浓缩度低的浓缩液的重结晶容器中，再将进一步生成的晶种移送到装有浓缩度低的浓缩液的重结晶容器中，能够通过悬浮晶体浓缩法有效地浓缩。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献I:日本特开2000-334203号公报
[0010]专利文献2:日本特开2005-81215号公报[0011 ] 专利文献3:日本特开2006-166880号公报
[0012]专利文献4:日本特开昭57-105202号公报
【发明内容】
[0013]发明要解决的课题
[0014]根据冷冻浓缩法，处理液在浓缩中不会被过度加热，所以能够在不带来加热或加温引起的风味变化(加热臭等)的情况下制备浓缩液。另外，能够抑制由加热或加温引起的浓缩液的微生物繁殖，且能够抑制微生物引起的浓缩液的劣化、以及微生物引起的浓缩液的污染等的风险。因而认为，对于冷冻浓缩法来说，适用于浓缩微生物数量被认为多的液体原料(例如，杀菌前的原料乳等乳材料)。
[0015]但是，以往，每当将乳材料(例如，生乳、脱脂乳、发酵乳(液体发酵乳、酸奶饮料等)、乳酸菌饮料、乳清、酪乳以及它们的浓缩液(膜浓缩液等)等)浓缩时，难以采用利用冷冻浓缩法的浓缩液的制备方法。
[0016]其原因之一是，在乳材料的浓缩中采用冷冻浓缩法时产生的损失大。例如，以往，采用公知的冷冻浓缩法(例如，界面渐进冷冻浓缩法)，就杀菌前的原料乳等乳材料而言，在将其固体成分浓度(固体成分含量)浓缩至浓缩前的固体成分浓度(固体成分含量)的2倍时，在多的情况下，按固体成分量换算，则全体的约2重量％被损失掉而不能保持在浓缩液中。
[0017]在如乳制品的大规模的(商业规模的)制造那样大量地对乳材料进行浓缩处理的情况下，该损耗率高，成为无意图的废弃，在乳材料的浓缩采用冷冻浓缩法方面，成为很大的阻碍。这样，以往，因为经济的生产效率差，所以在实用上难以在乳材料的浓缩中采用冷冻浓缩法。
[0018]而且，在假设采用专利文献4的多级逆流浓缩方法的情况下，需要同时使用多个冷冻浓缩装置等，不容易得到令人满意的良好效率。
[0019]从这样的观点考虑，以往，在乳材料的浓缩中，单独或组合采用减压加热浓缩法、
膜浓缩法(例如，反渗透膜:RO膜，纳滤膜:NF膜)等。
[0020]在此，减压加热浓缩法是指在用真空栗等进行了减压的气氛中，在将乳材料升温到40?80 °C左右的状态下，使水分从处理液中蒸发的浓缩方法。
[0021 ]但是，在该减压加热浓缩法中，已知，就杀菌前的原料乳等乳材料而言，在从开始浓缩起数日间，浓缩液中微生物繁殖，其繁殖程度也反映了存在于实际制备的浓缩液中的微生物数。另一方面，为了降低该微生物数，设想对用减压加热浓缩法浓缩的乳材料进行加热杀菌。该乳材料的浓缩液因为来源于乳成分的固体成分浓度高，因而有可能导致该乳成分在加热杀菌机(板式杀菌机、管式杀菌机、喷射式杀菌机、注入式杀菌机、刮取式杀菌机等)的加热用导热面或喷嘴等上发生焦糊，或者物性和品质发生较大变化(例如，粘度增加，产生凝聚物等)。因此，难以或不可能长时间地对该浓缩后的乳材料进行杀菌来降低该微生物数。
[0022]另外，膜浓缩法是在冷却了乳材料的状态(5?10°C等)下使用反渗透膜等分离膜，用加压栗等将该处理液加压，从处理液中除去水分而进行浓缩的方法。
[0023]但是，在该膜浓缩法中，已知能够浓缩处理液的极限浓度低。例如，在单纯的膜浓缩工序中，当对杀菌前的原料乳等乳材料进行膜浓缩时，难以或不可能将该乳材料的固体成分浓度提高到30?40重量％左右。
[0024]因此，本发明的目的在于，提供一种在大规模(商业规模的)制造中所需要的可实用化的回收率高的(损耗率低的)采用膜浓缩法和冷冻浓缩法的浓缩制品的有效的制造方法。
[0025]解决课题的手段
[0026]本发明人等进行了深入研究，结果发现，通过将采用膜浓缩法(反渗透膜法:R0膜法，纳滤膜法:NF膜法，超滤膜法:UF膜法，微滤膜法:MF膜法等)的被处理流体的浓缩以及对该膜浓缩后的膜浓缩被处理流体采用悬浮析晶法(或悬浮结晶法)的浓缩与该悬浮析晶法中生成的冰晶的分离、排出相组合，并连续进行该组合，按被处理流体的单位体积(单位重量)换算，与以往的冷冻浓缩法相比，能够有效地缩短处理时间(浓缩时间)。
[0027]进而发现，在采用膜浓缩法的被处理流体的浓缩中，通过冷却被处理流体或被处理浓缩流体的温度，调整到O?20°C，不必将被处理流体或被处理浓缩流体加热到必要以上，因此，能够商业化制造出冷冻浓缩制品(冷冻浓缩食品)，其在维持来自被处理流体(乳材料等)的本来的风味的状态下能够长时间稳定地保存。
[0028]在此，作为被处理流体，使用乳材料时，例如，在固体成分浓度提高(浓缩)至约12重量％至约30重量％时，对基于本发明得到的浓缩制品(膜浓缩/冷冻浓缩乳性食品)来说，与以往的浓缩制品(以往公知的采用冷冻浓缩法的冷冻浓缩乳性食品)相比，能够缩短处理时间(浓缩时间)到70 %左右。具体地，作为被处理流体，使用I OOkg乳材料时，将固体成分浓度浓缩至约12重量％至约30重量％时，用以往公知的冷冻浓缩法制备(制造)以往的浓缩制品的处理时间为约40小时，但基于本发明得到的制备浓缩制品的处理时间为约30小时。
[0029]在如乳制品的大规模的(商业规模的)制造那样大量地对乳材料进行浓缩处理的情况下，从该处理开始到浓缩制品的回收为止所需的时间(处理时间)长，这在乳材料的浓缩采用冷冻浓缩法方面，成为很大的阻碍。这样，以往，由于不能根据需要迅速地制造浓缩制品，因此在实际中在乳材料的浓缩中难以采用冷冻浓缩法。
[0030]S卩，本发明的第一方面的发明是，采用膜浓缩法和冷冻浓缩法的浓缩制品的制造方法，包括:
[0031]膜浓缩工序，将被处理流体冷却，使用反渗透膜、纳滤膜、超滤膜、微滤膜中的任一种，将固体成分浓度膜浓缩至I.5倍以上，调制膜浓缩被处理流体，
[0032]冰晶生成工序，将膜浓缩被处理流体冷却，使上述膜浓缩被处理流体中生成上述膜浓缩被处理流体的冰晶，制成通过生成上述冰晶而使上述膜浓缩被处理流体进一步浓缩的浓缩被处理流体与上述冰晶的混合流体，和
[0033]冰晶分离工序，将上述混合流体分离成上述浓缩被处理流体和上述冰晶，并取出上述浓缩被处理流体。
[0034]第二方面的发明是如第一方面的采用冷冻浓缩法的浓缩制品的制造方法，其特征在于，分多次进行以下处理:调制上述膜浓缩被处理流体的处理、制成上述膜浓缩被处理流体被进一步浓缩的浓缩被处理流体与上述冰晶的混合流体的处理、以及将上述混合流体分离成上述浓缩被处理流体和上述冰晶并取出上述浓缩被处理流体的处理。
[0035 ]第三方面的发明是如第一或二方面的采用膜浓缩法和冷冻浓缩法的浓缩制品的制造方法，其特征在于，对在上述冰晶分离工序中取出的上述浓缩被处理流体反复进行一次或多次上述冰晶生成工序及随后的上述冰晶分离工序。
[0036]第四方面的发明是如第三方面的采用膜浓缩法和冷冻浓缩法的浓缩制品的制造方法，其特征在于，在第二次以后的上述冰晶生成工序中，向上一次的上述冰晶分离工序中取出的上述浓缩被处理流体中添加与上一次的冰晶分离工序中分离出的上述冰晶体积相当的上述被处理流体，制成重新进行浓缩处理的被处理流体，以进行第二次以后的上述冰晶生成工序。
[0037]第五方面的发明是如第一?四的任一项的采用膜浓缩法和冷冻浓缩法的浓缩制品的制造方法，其特征在于，上述被处理流体为生乳、脱脂乳、发酵乳(液体发酵乳、