より多くの乳製品メーカーが ESL（品質保持期限の延長）牛乳の製品ライン追加を検討する中、ESL 製品製造の開始が決して単純ではないことも明らかになりつつあります。牛乳加工処理の経験が豊富なテトラパックの専門家1のインサイトに基づき、切り替えを検討している場合に考慮すべき事項をまとめたガイドを作成しました。
ESL 牛乳への関心の高まりは、世界中の乳製品メーカーに新たなビジネスチャンスを生み出しています。しかし、新たな機会には新たな課題が伴うことが多く、ESL も例外ではありません。ほとんどの乳製品メーカーにとって、初めての ESL 生産ラインの構築には、従来経験したことのない数多くの検討事項が伴います。これは従来の低温殺菌牛乳の加工を行っている場合でも、常温保存可能な UHT 製品を扱っている場合でも同様です。
潜在的な落とし穴を回避し、ESL 製品の発売の成功確率を最大化するにはどうすればよいでしょうか？ 導入時に問うべき質問が 4 つあります。
ESL の加工処理では、万能なソリューションは存在しません。収益性の高い生産は、お客様の要件に合わせて可能な限り特別に設計されたラインを持つことにかかっています。その結果、出発点として製造を計画している製品の種類に焦点を当てる必要があります。
このステップの大部分は、お客様の市場の消費者が重要視する製品品質を定義することにあります。感覚の観点から重要なことは何でしょうか？ 消費者はどのような味と口当たりを求めているのでしょうか？ これらの質問への答えは、後に技術的要件を特定するうえで重要です。
たとえば、従来の低温殺菌乳製品が主流の市場では、消費者は新鮮な牛乳の風味に慣れている可能性があり、チルドの ESL 製品にも同様の新鮮な風味を期待するようになります。これとは対照的に、常温流通が標準的な地域では、牛乳といえば UHT 乳製品の「加熱処理された」風味と濃厚でクリーミーな食感を連想します。こうした微妙ながらも重要な差異こそが、他の市場の ESL ライン設計を単に流用しても成功を期待できない理由です。
万能な ESL ソリューションが存在しないのと同様に、「品質保持期限の延長」の普遍的な定義も存在しません。つまり ESL 製品の開発は、特定の日数目標を達成することではなく、従来の低温殺菌を基準としてチルド製品の品質保持期限をどこまで延長できるかを模索するプロセスなのです。そのため、必要な技術だけでなく、作業を制限する要因も考慮する必要があります。
ここでの課題の 1 つは、「品質保持期限」の意味を理解することです。これは定義が非常に難しい指標として知られています2。一般的に、これは時間の経過に伴う牛乳の微生物負荷の測定値です。しかし、微生物の増殖が腐敗を引き起こすか、牛乳中の総菌数の許容限度を超えるまでに要する時間には、いくつかの変数が影響を及ぼす可能性があります。
1 つ目は、使用する生乳の品質と、農場と加工工場の間で牛乳がどのように処理されるかです。一部の乳製品メーカーは農家との緊密な関係を築いており、バリューチェーンのこの部分を管理することで、自社製品に最高級の牛乳のみを使用できるようになります。しかし、他のメーカーは、その時点で公開市場で入手可能なものしか利用できない場合もあります。結局のところ、これは達成可能な成果を大きく左右します。出発点となる品質が高いほど、処理効果は高まり、保存期間を長く延ばすことが可能になります。
市場の流通条件も大きな影響を与えます。これも管理の問題であり、加工後の牛乳を低温で保持することで微生物の増殖を遅らせることができます。工場から消費者までの全工程で 8°C 以下を保証できる乳製品メーカーほど、長期品質保持期限を実現できる可能性が高くなります。逆に、確立されておらず不安定なコールドチェーンでは品質保持期限が制限されます。低温流通の信頼性が特に低い場合、チルド ESL 製品を提供すること自体が不可能になる場合もあります。
品質目標と潜在的な制約を特定すれば、ニーズに合った適切な処理手法を選択しやすくなります。微生物負荷を最小化する方法には、牛乳から微生物を除去するか、殺菌するかの 2 つがあります。
マイクロフィルトレーション
微生物の除去においては、マイクロフィルトレーション技術が最も効率的なソリューションです。除去の対象となる細菌や胞子は微小ながらも、脱脂乳の望ましい成分よりもわずかに大きいため、適切なフィルター設計により微生物を捕捉・除去しつつ、「きれい」な脱脂乳を下流工程へスムーズに通過させることが可能です。
マイクロフィルトレーションを採用する理由は複数ありますが、主な理由は感覚プロファイルにあります。胞子を死滅させるための高温処理とは異なり、ろ過除去の場合は、味も口当たりも低温殺菌牛乳に似た製品が得られます。これは、牛乳の消費者が従来のチルド製品に慣れている市場において最適です。
特定の規制要件では、マイクロフィルトレーションの使用が必要になる場合もあります。たとえば、一部の国では現行法により、新鮮なチルド牛乳として販売される製品はペルオキシダーゼ陽性であることが義務付けられています。これらの酵素は高熱処理プロセスに耐えられないため、このような規制が存在する場合には、ESL 製造における細菌除去が唯一の選択肢となります。
高熱処理
前述のように、腐敗の原因となるバクテリアを死滅させる方法は、高熱処理（HHT）です。HHT は、マイクロフィルトレーション技術よりも微生物負荷を効率的に低減します。つまり、大幅に長い保存期間を実現できるほか、生乳の品質やコールドチェーン安定性の限界を補う手段としても活用可能です。したがって、このアプローチは、従来の「新鮮な」牛乳の味を提供するよりも、冷蔵時の品質保持期限の最大化が優先される市場に適している可能性があります。
ESL 牛乳の製造には、直接および間接 HHT が成功裏に適用できます。直接加熱処理は熱負荷を最小限に抑えられるため、最終製品の感覚プロファイルが最優先される場合の一般的な選択肢になります。間接加熱システムも ESL 製造向けに最適化でき、風味は異なるものの、直接加熱方式に比べてエネルギー消費量が低く、運用コスト削減と環境への影響の低減を実現します。
柔軟性は、一部の乳製品メーカーが HHT を選択する理由の 1 つです。マイクロフィルトレーションが適用できるのは ESL 牛乳のみですが、HHT は ESL フレーバーミルクや調製牛乳、ESL クリームなど、より幅広い製品に機会を提供します。HHT を使用すると、チルド ESL 製品と常温保存の UHT 製品を同一ラインで製造することもできます。
地域の規制によりHHTが禁止される場合もありますが、その逆も同様です。特定の管轄区域では、残留物など、加工工程で牛乳から手動で除去できる物質とできない物質を制限する規則が存在します。こうした地域では、ESL 生産において HHT が唯一の選択肢となる場合があります。
お客様の製品に適した処理ソリューションを特定することは重要なステップですが、ESL 加工の成否はマイクロフィルトレーションか HHT かの選択だけで決まると考えるのは誤りです。これは、考慮すべき数多くの決定事項の一つに過ぎません。
処理液の選択は最初の課題解決に役立ちますが、プラント内の残る 2 つの重点領域に対処する必要があります。再汚染防止には、加工工程と下流工程、包材の取り扱い、充填ラインについて衛生的なライン設計が求められます。紙容器に記載された品質保持期限を満たすためには、これらの全工程および物流・流通過程において、可能な限り牛乳を 8°C 以下に保つ必要があります。
つまり、冷蔵時の品質保持期限の延長は、考慮すべき数多くの重複する変数が存在する極めて複雑な課題です。これにより、乳製品加工処理業者であるお客様に高い要求が課せられるだけでなく、プロセスソリューションサプライヤーの選択にも影響を及ぼします。乳製品バリューチェーンを 360 度の視点で把握し、製造工程のあらゆるステップをサポートできるパートナーとの緊密な連携こそが、最適な品質保持期限を備えた理想の製品を生み出す確実な道です。
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1 特に記載のない限り、本記事の内容は、ESL 加工ソリューション開発においてお客様をサポートした豊富な経験を持つテトラパックのラインソリューションマネージャー、Carin Cronström との詳細なインタビューに基づいています。掲載情報の詳細については、お気軽にお問い合せください。
2 乳製品の品質保持期限の定義と測定の様々な方法に関する詳細は、ESL ホワイトペーパーをダウンロードしてください。