高温加熱牛乳のレンネットカードの硬度に及ぼすカルシウムおよびpHの影響-香川大学学術情報リポジトリ

香川大学農学部学術報曽 第38巻 第2号17∼23，1987

高温加熱牛乳のレンネットカードの硬度に．及ぼす

カルシウムおよびpHの影響

今 出 保，高 田 果，官 辺 豊 紀

EFFECTS OF CALCIUM ANDpHON THE HARDNESS

OF RENNET CURD OF HIGHrTEMPERATURE−HEATED MILK

TamotsuIMADE，KonomiTAKADAandToyokiMIYABE

A study was made of the effects of calcium and phosphorus concentrations，and pH on the haEdness of rennet curd of heated milksto attempt naturalcheese−making using ultra−high−temperature（UHT）LpaSteuIization Or−Sterilization milk Heat treatment was donein the range of75℃to140℃

1）Theresultsobtained about the relation among hardness of rennet Curd，heat temperatures（750−140℃）， and heat times（15sec−−30min）are as follows：（a）the hardness of rennet curd o董 UHT−paSteurization or ，Sterilizationmilk could not determine asit was too soft（b）the hardness o董 curd below5min at75℃ was 416−521g

2）The fractionation oIwhey proteinih heatedmilks by slab−disc electrophoresis：the heat denaturation of Whey proteins was most remarkableinimmune globulin andit wasin order o董 β，1actoglobulin B，β −1actoglobulin A，blood serum albumin，andα」actalbumin Heatdenaturationofβ−1actoglobulin hadthegreatest COnneCtionwith the decrease of the hardness of curd

3）Calcium，0−80mg／100ml，WaS added to UHT−Sterilizationmilk（3sec，at140℃）The curd hardness oi

UHT−Sterilizationmi1k when Ca40mg／100mlwas added，WaS the same as that of the heated milktreatedlor5min at75℃ The pH of UHT−Sterilization milk was adjustedin the range o董54to64 The UHT−milk（without Calcium）showed the same hardness at pH56，WheLeaS the UHT∼mi1k（with calcium，40mg／100ml）showed the Same hardness at pH62 本研究は超高温殺菌…滅菌乳（UHT殺菌・滅菌乳）を用いたナチュラルチーズ製造を試みるために ，加熱処理乳の レンネットカードの硬度に及ぼすカルシウムりりん濃度およびpHの影響について調べたものである。加熱処理ほ75 ℃∼140℃の範囲で行なった。 1）加熱処理乳のレンネソトカー・ドの硬度と加熱温度（75℃∼140℃），加熱時間（15秒∼30分）の関係について調

べた結果，UHT殺菌・滅菌乳はレンネットか−ドの硬度が軟かすぎて測定不可能であった。75℃，5分以内のカード

の硬度は41．6∼521gであった。 2）スラブディスク電気泳動法によって加熱処理乳のホエー・蛋白質を分画した結果，免疫グロブリンが最も熱変性 を受け易すく，β−ラクトグロプリンB，β−ラクトグロブリンA，血清アルブミン，α−ラクトアルブミンの順に 変性し易すかった。β−ラクトグロブリンの熱変性がレンネットカードの硬度の低下に最も関連があった。 3）UHT滅菌乳（140℃，3秒）にCa淡度として0∼80mg／100mlの範囲で加えた場合，40n塔／100mlの濃度における カードの硬度ほ75℃5分の加熱処理乳のカードの硬度と同等であった。また，UHT滅菌乳（Ca無駄加）のpHを5，4∼ 6．4の範囲で調節した場合は，PH5．6でこれと同じ硬度を待た。UHT滅菌乳（Ca添加）のpHを調節した場合は，PH6．2で 同じ硬度を示した。

香川大学農学部学術報舎 弟38巻 第2号（1987） 18 結 R ナチュラルチーズは消費層の嗜好の多様化と高級化志向に合致した食品として∴最近，わが国でもその需要が急速 に伸びて：きている。チーズ製造の際には高温短時間殺菌乳（High−temperature−Short−time−paSteurization milk， HTST乳）および低温長時間殺菌乳（LowLtemperature，longLtime−paSteurization milk，LTLT乳）が使用されている。 しかし，数か月以上の長期保存が可能である超高温滅菌乳（Ultra−high−temperature−Ster・iJization milk，UHT滅菌乳） および市乳として用いられている超高温殺菌乳（UltravHighLtemperature−paSteurizationmilk，UHT殺菌乳）ほ，チー ズ製造に際して，レンネッナカードが形成されない（12）ために用いられていない。これらのUHT殺菌乳・滅菌乳がチー ズ製造の際の原料乳として使用が可儲であるかどうかの試みについて行なわれた報告ほ余りみられない。大橋ら（34）ほ 可溶性カルシウムとカゼインミセルを添加L，Pr！62でUH丁字Lのレンネッt・カードの物性が改善できることを認めて いる。しかし，カゼインミセルの調製および添加量の点で実用的でないように思われる。 、本研究ほUHT乳を用いてナチュラルチーズ製造を行なうことが可能であるかどうかの基礎的研究として，高温加 熱牛乳のレンネットカードの硬度とカルシウム濃度，PHおよび蛋白質成分との関係について調べたので報賃する。 実 験 方 法 1 供試乳の調製と加熱処理 生年乳ほ本学附近の酪農家で飼育するホルスタイン種40頭の新鮮乳の混合乳を用い，遠心脱脂した。加熱処理の温 度および時間は，75C（15秒，1分∼30分），85℃（15秒，1分∼30分）および95℃（2秒）である。試料乳250m接■ アルミホイルで覆い，振盤しながら恒温槽中でポケット温度計（横河北辰竃機社製，2542型，ブロー・ブ2578−32）を 用いて温度を測定した。乳温を所定の湿度に上げるために要した時間は，75℃で5分，85℃で7分，95Cで12分で あった。加熱後は直ちに冷水にて−冷却し実験に供した。また，120℃，2秒と135℃，2秒の加熱は次の通り行なった。 共栓試験管（2×20cm）に脱脂乳を20mげつ入れ密栓後（その内の1本の試験管にポケット湿度言1を設置），湯浴中で 60℃に湿度を上げたのち，140℃のシリコンオイル恒温槽中で振没しながら加熱し，所定の温度に2秒保ったのち，急 冷した。120℃の場合ほ60℃以上になったのち，2分30秒，135℃の場合ほ3分50秒を要した。UHT乳ほ実験室におい て同−・条件で大尉こ得難いために，市販のUHT殺菌乳（130C，2秒殺菌）およびUHT滅菌乳（140℃，3秒殺菌無菌 充填）を脱脂することなく用いた。 2 供試験の組成分分析 比蚤，酸度，全国形分，脂肪，乳糖，蛋白質および灰分ほ常法−5）により，PHほガラス電極pHメーターを用いて測定し た。 3窒素化合物・りん・カルシウムの定量 各種形態窒素はROWLAND法こ6）により，ミクロケルタール法で定昂した。PはAI．LEN一中村変法（T），Caほ原子吸光 法により測定した。可溶性Pおよび可溶性Caの定量には，日立分離用超遠心機55P72型（RP55型ローター・）を用い， 20℃，41，000rpm（109，800×G）で60分間超遠心分離しト上澄液を用いた。CaおよびPともに60％過塩素酸を用いて 湿式分解した。 4レンネットカードの硬度測定 35土0．5℃の恒温槽で予温した試料乳24mZを50m∠容ビーカーにとり5分予温したのち，同温度に予温したレンネッ ト溶液（Hansen社レンネット，05g／100ml）24mlを添加した。撹拝後，アルミホイルで覆いを・し，厚さ2cmのレン ネットカードを形成させ，レオメーター（KK山電製，RE−3305型∴プランジャー直径3Ocm）を用いて硬度を測定し た。

今出 保・高田 果・官辺豊紀：高温加熱牛乳のレンネソトカードの硬度 19 5スラブディスク電気泳動による蛋白質成分の分画 各種形態窒素（3項）の非カゼイン態窒素の定量と同様の操作で，試料乳10mJより得た音戸液60m′を・ビスキング チューブに入れ，ポリエチレングリコールを用いて12時間冷蔵庫内で濃縮して3mJとした。これを試料としてスラブ ディスク電気永動を行なった。染色にはアミドブラソク10Bを用い，ホエ・−蛋白質成分の加熱による変化を調べた。 結果および考察 1供試乳の化学的成分 生年乳（試料A，B，C），市販のUHT数菌乳（試料I））および市販のUHT滅菌乳（試料E）のd傲性状と化学成 分の分析結果をTablelに示した。市販のUHT殺菌乳およびUHT滅菌乳が脂肪調整してあるため，これらのUHT乳が 生乳より低い脂肪含毘を示した。PH，比重，酸度，脂肪，全固形分，乳糖，蛋白質および灰分含螢ほすべて正常値の 範囲にあった。

TablelGross composition of heatedmi1ks

Unheated milks UHT− PaSteurization milk D t）H’T、− sterilization milk E Milk composition A B C 673 670 674 675 670 10322 10323 015 016 332 353 1200 1217 407 410 323 342 075 0J75 Speci董ic gravity 10307 10324 10321 Acidity（％） 016 015 015 Fat（％） 366 379 370 Totalsolids（％）1221 1236 1211 Lactose（％） 404 400 406 Protein（％） 331 313 315 Ash（％） 074 074 074 2各種形態窒素，りんおよびカルシウムの加熱による変化 供試乳の各種形態窒素，PおよびCaの含長の加熱処理による変化をTable2に示した。いずれの加熱処理において も，全窒素，非蛋白態窒素，プロテオース・ペプトン態窒素，全Pおよび全Caに変化ほなかったが，カゼイン態窒素 は増加した。この原因は，加熱変性したホエー蛋白質がカゼインの等電点で沈殿し，カゼイン区分に含まれるために 増加したものと思われた一。故にアルブミン・・グロブリン態窒素ほ減少した。加熱によるカゼイン態窒素の増加量とア ルブミン・グロブリン態窒素の減少毘は−致した。カゼイン態窒素の増加鼻は75℃，15秒加熱で15mg／100m∠であった が，温度の上月あるいは加熱時間の延長によって増大した。95℃L2秒以上で54∼56mg／100m∠となり平衡に達した。こ れは95℃2秒加熱においてアルブミンとグロプリンの大部分が加熱変性したことを意味する。SAME：L：8ユらの結果と 一致している。 可溶性Caは75℃の加熱で僅かに減少し，85℃では顕著に減少した。95℃以上では未加熱乳に比べて約2mMの減少 品を示した。この値ほ大橋ら3〉の結果より大であった。可溶性Pについても可溶性Caと全く併行的に減少し，95℃以 上で末加熱乳に比べて約2mMの減少となり，可溶性Ca：可溶性P＝1：1の減少量を示した。これほカゼインミセ ルにりん酸カルシウムが結合したか，もしくは遊離の状態でカルンウム塩を形成したものと思われるが詳細は不明で ある。 市販のUHT殺菌乳とUHT滅菌乳の各種形態窒素，PおよびCaの分析結果を同じTable2に示した。これらUHT乳 では末加熱試料の値が得られなかったため比較ほ出来なかったが，実験室で加熱処理した場合に比べて可溶性Caおよ び可溶性Pの昆が多かった。

香川大学農学部学術報告 欝38巻 第2号（1987）

Table2 PrOtein distribGtion，Calcium，and phosphorous oivariousheatedmi1ks

（喝／100m∠）

20

C D E

Sample milk A B

Heated Heated Heated Marketted Marketted

at95℃at120℃at135℃UHT UHT for2sec for2sec for2sec pasteuri・Sterilization

zation milk milk Unheated Heated Heated Unheated Heated Heated Unheated

at75℃ at75℃ at85℃ at85℃

forl5sec for30min forl5sec for5mln

496 496 506 72 71 76 424 425 429 30 30 31 6 2 4 0 3 7 6 3 4 5 2 ■・1 3 0 9 7 2 3 4 4 3 4 9 0 9 2 ごU 3 4 1 3 2 4 8 1 9 7 1 3 4 4 9 8 1 3 4 4 1 2 0 1 9 2 7 3 4 1 3 2 4 7 1 2 〇 一−▲ 3 5 1 4 2 2 9 1 2 1 0 3 5 1 4 9 5 4 2 1 2 9 3 5 1 3 TotalN Noncasein N Casein N Non protein N Proteoserpeptone・67 nonpIOtein N 69 69 69 70 2 3 2 6 952 928 928 932 474 470 464 490 1332132013121322 416 426 408 498 70 70 68 10 4 56 956 944 956 504 500 524 1372 1352 1292 447 435 500 69 70 L70 43 34 52 952 940 968 476 472 520 133213401362 413 408 506 Albumin golbulin’N 58 0 2 2 1 0 9 3 8 9 4 3 4 TotalP 948 Soluble P 504 T−otalCa 1337 Soluble Ca 423 7 8 9 10 ■ −− − − 3 4 5 6 2 脚 感

1豊野

↓

＿＿＿＿− 二 1 Immune globulin 轡i離・・、車上中1野肇崇細・y ヽ・ ．■■▲、▲一一一■′■山 賊、仰 −−・・ 糸声・叩・寸 前 ぷ彗、†、i】り 鵬・ 態 ㈲．仇r 舶 ■h● 叫 ∋阜ふ ・ −ポー†

Bloodserumalbuminニ＞臓

α＿La。talbumin −す為

義 伽 倣 Yとだ β−Lactoglobulin B −＞ βLLactoglobulinA ￣＞

義

蜘 ■− 一紺 鈷・← 咄 酢 恥 虻甜 ■叫■蟻■ヽ−一− w 一■■ 州i，相 島瘍

Fig1Slab disc electrophoretic patternsof sample whey

Condition of heatingl）unheated 2）75℃，15sec3）75℃，30min

4）85℃，15sec5）85℃，5min6）95℃，2sec 7）120℃，2sec8）135℃，2sec

9）markettedUHTpasteurizatやnmi1k

今出 保・高田 果・官辺豊紀：高温加熟年乳のレンネットカードの硬度 ₂₁ 3スラブディスク電気泳動によるホエー蛋白質の分画 ホエー蛋白質の電気泳動図ほFiglに示した。加熱ホヱ・−蛋白質は未加熱ホエーに比べて，加熱温度が高く，加熱 時間が長くなるほど蛋白の濃度がうすくなった。PH4．．6の等電点で凝固させたカゼインを炉過によって除去した際に， 熱凝固したホエー・蛋白質も同時に炉過，除去されたことによるものである。ホエ・−蛋白質のうち，免疫グロブリンは 75℃，30分の加熱ですでに消失し，最も熱変性を受け易いことが認められた。その他のホエー蛋白質成分ではβ−ラ クトグロブリンB，β−ラクトグロプリンA，血治アルブミン，α−ラクトアルブミンの順に変性し易いことが認め られた。本実験の結果ほLARSONら（9）の結果とM致した。 4加熱温度・加熱時間とレンネットカードの硬度との関係 75℃および85℃における加熱温度および加熱時間とレンネットカードの硬度との関係について調べた結果ほFig2 に示した。75℃の場合は加熱時間10分までに，85℃の場合ほ2分までにカードの硬度ほ直線的に低下し，それ以上の 加熱時間では硬度が軟らかすぎて測定不可能であった。95C以上の加熱温度では加熱時間に関係なぐすべて測定不可 能であった。75℃で加熱処理した加熱乳を冷蔵し，2日後に硬度を測定すると値が低くなった（Fig2）。このように 加熱直後および加熱処理後の放置ともにレンネットカードの硬度が減少した。これは明らかに“rennin hysteresis” （10」一3）の現象に困るものセある。このために実験室規模（20ml／tube）で調製したUHT乳を集めて，種々の条件において レンネットカードの硬度測定実験をすることほ極めて困難であった。それ故，それらの硬度測定には市販のUHT滅菌 乳を用いることにした。加熱によるレンネットカー・ドの硬度の低下とFiglのスラブディスク電気泳動図を対比した 結果，β一ラクー・グロプリンの熱変性がレンネットカードの硬度の低下に最も関連があった。 ︵Ⅶ︶p﹂コU芯uU巴︼O SS賀p−dH 10 30 0 2 5 Heated time（min）

Fig2 Effect of heated temperatureand time on the hardnessof rennetcurd −○−．immediatelyafter heated at75℃

＋：2days after heated at75℃ 一公一−：immediately after heated at85℃

香川大学農学部学術報告 欝38巻 第2号（1987） 22 5UHT滅菌乳のレンネソトカードの硬度に及ぼすカルシウム濃度およびpHの影響

uHT滅菌乳に4MCaC12溶液を0．125∼0。5ml／100ml（Ca渡度として20∼80mg／100ml）添加し，レンネットカードの

硬度を測定した結果を・Fig3に示した。UHT滅菌乳にCa濃度として20打塔／100mlのCaを添加することによって僅かに

硬度測定が可能となり，40mg／100m∠で硬度が最高値となり，75℃，5分加熱乳の硬度にほぼ等しくなった。それ以上

のCa濃度では却って硬度が低下することが認められた。 0 0 6 4 ︵叫︶pJnU︼賀u巴lOSS賀P︼巾H 0 4 ︵叫︶phnU︼むuU巴︼○のS賀p完〓 20 40 60 80 Ca concentration（mg／100ml） 54 56 58 60 62 64 1）H

Fig 4 Effect of the pHand Caconcentration on the hardnessof rennet curd oE UHT−Sterilization milk

→○−：With Ca，40mg／100JれJ 一十：Without Ca Fig 3 Effect of Ca concentration on thehardness of rennet curd

of UHT−SteriIization milk 大橋ら（4）ほ，州6．0∼67に調節した高温加熱乳のレンネソトカー・ドの物性が未加熱乳のレンネットカードの物性に 達しなかったと報賃している。本実験では，PHを54∼64の範囲に調節したUHT、滅菌乳のレンネソトカートの硬度を 測定した。その結果はFig4に示した。PH56でレンネットカートの硬度は最高値となり，75℃，5分加熱乳の硬度に 等しくなった。PH54と64ではいずれもレンネットカードが軟かく，硬度測定ほ不可能であった。UHT滅菌乳にCa浪 皮として40mg／100ml∠のCaを添加し，PHを54∼64に調節してレンネットカー・ドの硬度を測定した（Fig4）。その結 果，レンネソトカードの硬度ほほば同じ値を示した。ただし，PHは62に上昇した。 このようにUHT滅菌乳はCa添加によってレンネッヤカードを形成したが，P11を調節することによっても同じ程 のカードの硬度が得られた。このことはUHT乳においても，乳酸菌スターターの使用によってレンネットカードが形 成することを示唆するものである。

今出 保・高田 果・官辺豊紀：高温加熱牛乳のレンネットカードの硬度 23

引 用 文 献

（7）中村道徳：戯化，24，1（1950）

（8）SAMEL R，WEAVER，R WVand GAMMA− CK，D B：JDairyRes，38，323（1971）

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（1969） qD 佐藤 泰，長谷佳信：農化，43，654（1969） （12）官辺豊紀，川井窓久：香大農学報，35，131（198 2） （13）官辺豊紀，納田知美：酪農科研，34，A−129 （1985） （1986年10月31日 受理） （1）MATTICK，ECVand HALLETT，H S：J AgγZ（ぶcま，C‘‡mあ，19，452（1929） （2）KANNAN，A andJENNESS，R：JDaiYγSci， 44，808（1961） （3）大橋登美男，芳賀聖−，山内清，藤野 博史，N Fオー・ルソン：食品工誌，26，480（1979） （4） OHASHI，T，HAGA，S，YAMAUCHI，K and OLSON，NF：JJpn Soc Food SciTechn oJ，29，70（1982）

（5）乳業技術講座編集委員会編：乳業技術講座5， 9，東京，朝倉書店（1964）

（6）同上：乳業技術講座597，東京，朝倉書店（19 64）