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HOME > 牛乳のおはなし > 牛乳の熱処理
どうして熱処理が必要なのか?

原乳をそのまま飲んでもいいような気もしますが、熱処理を行うのは殺菌するためです。原乳の栄養価が高いのは事実です。搾乳後数時間以内ならば、原乳には除菌作用があるため、細菌に負けないよう自らを守る性質があります。しかし時間が経つにつれて生命力は失われていきます。その結果、菌が繁殖しやすい環境が動物の乳にはあります。

殺菌の目的はふたつあります。ひとつめは、人間に病気をうつす心配のある細菌、つまり病原微生物を殺すことです。そしてふたつめは、流通過程と保存課程で牛乳を腐敗させたり、それと同時に乳質を悪化させたりする微生物や酵素から牛乳を守るためです。

国際酪農連盟(IDF)でも、原乳の本質を損なわないよう最低限の加熱を条件としていますが、これは新鮮な原乳に含まれる有効な酵素や乳酸菌をむだに殺さないようにするためです。

ただし、熱処理法の違いによっては、牛乳の味や質に変化が生じるという問題もあります。これは殺菌(有害な菌のみを殺す方法)と滅菌(乳酸菌のような有益な菌も含めてすべての菌を殺す方法)の違いから生じる問題です。この問題は最終的にとても重要な問題に関係してきます。

近世までのヨーロッパでは、牛、羊、山羊など、動物の種類にかかわらず絞りたての乳を飲むことが原則でした。しかし、都市が発達して人間が密集して暮し始めると、伝染病などの病気が発生しやすくなりました。

こうした病気を防ぐため、原乳の加熱による殺菌に関するいくつもの実験が行われ、これが技術として確立されたのは19世紀末ごろでした。元来のアイデアは、乳酸発酵と狂犬病の研究で有名なフランスの細菌学者ルイ・パステル(Louis Pasteur,1822-95)によるものでした。パステルは初め、ワインの異常発酵を防ぐために加熱殺菌を発見したのでした。このとき得られた結果では、50度から60度で数分間加熱を行うと、ワインの品質を損なうことなく、またワインを腐らせずに乳酸菌を殺せるというものでした。この方法を原乳に応用したのが低温殺菌方法です。
低温殺菌(LTLT: 低温長時間殺菌)
この熱処理方法は、パステルの名前をとってパステリゼーションと名づけられました。現在ではこの方法は「低温殺菌法」とも呼ばれています。この方法は今でもヨーロッパやアメリカなどで広く行われている低温殺菌法です。

この方法では、62度から65度で30分間加熱するため、低温長時間殺菌法(Low Temperature Long Time/LTLT)と呼ばれています。
低温殺菌(HTST: 高温短時間殺菌)

その後、1911年にアメリカのノース氏は、加熱温度と時間に伴う殺菌効果と乳質への影響を総合的に調査しました。その結果、72度で15秒間過熱した場合でも有害な菌をすべて殺せるなど、低温長時間殺菌(LTLT)と同一な結果が得られることを発見しました。そこで、72度で15秒間熱処理する方法もやはり低温殺菌と呼ばれるようになりました。

低温長時間殺菌(LTLT)は一回ごとに少量を釜で煮なければなりませんが、これに比べ、72度で15秒ならば熱板を使って連続流動式に大量処理することができます。工場ラインに設置するにはこのほうが便利なため、現在工場で生産される低温殺菌牛乳は72度で15秒間の基準が一般化されています。具体的にはパイプや熱板の間に原乳を通し、連続的に加熱処理を行います。この殺菌方法は高温短時間殺菌法(High Temperature Short Time/HTST)と呼ばれていますが、パステリゼーションと同じ低温殺菌に分類されます。現在国内で行われている低温殺菌法の大部分はこの方法を用いています。

超高温滅菌(UHT)
超高温滅菌法(UHT)とはUltra High Temperatureの略で、超高温加熱処理とも呼ばれます。1951年にスイスで開発されましたが、冷蔵庫が普及していなかった時代に主に保存食として、さらに調理用や加工用、携帯用として利用するために、また後には輸出用に利用するために開発されたとされています。

超高温滅菌法では135度から150度の温度で0.5秒から4秒の加熱が行われます。処理過程はHTST方式に似ており、熱板やパイプに原乳を連続通過させ、高圧蒸気熱を外から加えることにより瞬間的に滅菌します。数字にすると99.9999パーセント以上の滅菌効果があります。つまり、100万分の1以下にするため、低温殺菌の一万倍の殺菌力があります。これは超高温滅菌用の機械が初めから滅菌を目的に開発されたものだからです。ただし、ここで殺菌と滅菌の違いを混同してはなりません。
熱処理方法のまとめ

製品化されたすべての牛乳製品には、法律上、必ず熱処理の温度と時間を表記しなければなりません。この熱処理の温度と時間を決定する基準は、人間に病気を誘発するあらゆる病原性微生物を完全に死滅させるための条件です。

牛乳を殺菌する方法には、63度から65度で30分間殺菌する低温長時間殺菌法と、72度から75度で15秒間殺菌する高温短時間殺菌法、それから約130度で二秒間殺菌する超高温瞬間殺菌法があります。

大腸菌は70度で約1秒間加熱するか、65度で10秒間加熱すれば死滅します。そのため、大腸菌は70度で1秒間加熱したときと65度で10秒間加熱したときに同様の死滅効果があります。牛乳に対する強力な熱処理は微生物学的に望ましいのですが、牛乳の外観、風味、栄養学的価値の保存を考えると逆効果になる場合があります。牛乳のたんぱく質は高い温度で加熱すると変性するため、強力な熱処理はチーズ製造用牛乳に決定的なダメージを与えることとなり、加熱臭(Cooked FlavorまたはBurnt Flavor)が発生することとなります。そのため、殺菌するときは微生物学的効果と乳製品の品質や製品の目的を考慮し、加熱温度と維持時間を選ぶ必要があります。

殺菌方法
用語

温度/時間

定義
パステリゼーション (pasteurization) 低温長時間殺菌 (LTLT) Low temperature
Long time
63~65℃
30分
製品に対する化学的、物理的及び官能検査的変化を最低限に抑える熱処理方法

牛乳に関連する病原性微生物によって起こりえる健康障害を最低限に抑える目的で製品に適用
高温短時間殺菌 (HTST) High temperature
short time
72-75℃
15-20秒
滅菌 (Sterilization)

超高温瞬間滅菌 (UHT) Ultra
high temperature

130-150℃
0.5-5秒

100度以上で加熱処理するため、すべての微生物の死滅、もしくは最低限、残留微生物の繁殖を抑えることを目的に製品に適用される処理