MS 1.06 均質化

このビデオでは、Matt Perger氏がホモジナイジングマシンの仕組みを説明しています。

20世紀に乳業が発展していくにつれ、より標準化された乳製品が望まれるようになりました。大規模な酪農場では、様々な乳牛からの牛乳をブレンドするようになりました。その過程で、ミルクの脂質含有量の濃度と質感を均一にするために、ミルクをクリームとスキムミルクの2つの成分に分解することが一般的になり、この分解された成分を「乳化」によって再結合して、叶えたいセミスキムミルクまたは全乳を作るようになりました。 (脂質は水とあまり相互作用しない有機物質の大きなグループです。そのグループには脂質、油、ホルモン、ある特定の細胞膜の成分が含まれます。)

大規模な加工工場では、クリームとスキムミルクは別々のプロセスを通ります。プロセスの最後でどちらか一方が多すぎる場合は、最初のプロセスに戻されます。プロセスの各サイクルでスキムミルクのタンパク質が劣化するため、質の良いミルクを購入したいバイヤーはファーストパスミルクのみを受け取る取り決めを行なっています。

生産後に冷却タンクに移送されるミルク

全乳から分離された脂肪と水の均質化は、乳化プロセスを通じて可能になります。これを行うには、脂肪球をコロイド (微視的で永久に浮遊した固体) のように振る舞う小さな粒子へと砕く必要があります。これは、高圧下で非常に小さな穴にミルクを絞ることによって可能になります。この手法は食品の製造で一般的に使用されている方法です。たとえば、コカ・コーラ社は、均一的に成分を安定させるために、平方インチあたり最大35,000ポンドの圧力 (psi) を生成する圧力チャンバーを使用しています。

均質化のための最も一般的なシステムは、高圧混合バルブの使用です。ミルクとクリームを均質化するには、100～250 barの圧力をかける必要があります。液体が押し込まれる隙間の大きさは、バルブを通過した後に得られる脂肪の小球体サイズよりもはるかに大きいです。バルブは、安定して均質化されたミルクにするために脂肪球を十分小さなサイズになるまで砕くために撹拌します。
サラダドレッシングの例えに戻ると、酢中の油を均一にするためにボトルを激しく振ったにもかかわらず、油滴が合体して表面で別の層として再形成される傾向があります。均質化されたミルクにおけるこの傾向は、乳化剤としてのカゼインプロテインによって妨げられている現象です (カゼインの詳細については、レッスン 2.03 で説明します)。乳脂肪球膜は均質化のプロセスによって破壊されますが、分散した脂肪球の周囲には新しいタンパク質層が吸収されます。言い換えれば、タンパク質は脂肪球の表面全体に膜を形成します。

ホモジナイザー

ミルクのフォームの点において、均質化したミルクを使用するか均質化していないミルクを使用するかの選択は重要ではありません。「ミルクの均質化とそれに対応する脂肪球のサイズがミルクフォームの形成と安定性にわずかな影響しか及ぼさないことは驚くべき発見でした。」(Borcherdingら、2008)。

安定性と保存期間が向上するという利点は、均質化したミルクの使用を支持する議論を生みます。特に、均質化したミルクに含まれる脂肪は、その多くが液体に浸かって空気に触れないため、酸化（酸素が加わることにより化学物質が変化する過程）を受けにくくなります。ですがバリスタハッスルでは、均質化されていないミルクを使用すると、視覚的および質感的に顕著な利点があることを発見しました。味と質感の変化は、脂肪が溶けていなく凝集しにくい冷たいミルクに関連しています。均質化されていない冷たいミルクは、乳脂肪球の直径が非常に大きいため、口当たりが非常に優れています。もちろん、均質化されていないミルクを使用するには、初めの方の消費者が後の方の消費者よりも多くの脂肪（容器の上部近くに集まります）が偏らないように、適切な管理が必要です。

乳製品工場のワークフロー

均質化装置（右下）

脂肪の分解において、55～80°Cの温度帯が最も効果的です。温度が低いとミルクの粘度が高くなるため、ホモジナイザーを操作できません。ミルクは低温殺菌のために加熱されるので、ホモジナイザーは通常、低温殺菌装置の直後に配置されます。乳製品のワークフローにおいてホモジナイザーを低温殺菌装置の後に配置すると、脂肪分解に関連する問題も軽減されます。ミルクのフォームにおいて低温殺菌が、均質化の前に行われるか、またはプロセス後に最小限の時間で行われるかは重要になります(Deeth & FitzGerald、2006)。脂肪分解の非常に有害なプロセスについては、レッスン2.8 で詳しく説明します。

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