牛乳
背景
ミルクは、さまざまな動物から得られ、人間が消費する栄養飲料です。ほとんどの牛乳は乳牛から得られますが、山羊、水牛、トナカイの牛乳も世界のさまざまな地域で使用されています。米国および多くの先進国では、生乳は消費される前に処理されます。処理中に牛乳の脂肪含有量が調整され、さまざまなビタミンが追加され、潜在的に有害な細菌が殺されます。ミルクは飲料として消費されるだけでなく、バター、クリーム、ヨーグルト、チーズ、その他のさまざまな製品の製造にも使用されます。
歴史
飲料としてのミルクの使用は、おそらく動物の家畜化から始まりました。ヤギとヒツジは、現在イランとアフガニスタンとして知られている地域で、紀元前9000年頃に家畜化されました。 、および紀元前7000年頃までに 牛は現在のトルコとアフリカの一部で群れをなしていた。ミルクからチーズを作る方法は古代ギリシャ人とローマ人に知られており、ミルクと乳製品の使用は次の世紀にヨーロッパ中に広まりました。
牛は1600年代に初期の入植者の何人かによって最初に米国に連れてこられました。アメリカ独立戦争以前は、乳製品のほとんどは、それらが生産された農場で消費されていました。 1790年頃までに、ボストン、ニューヨーク、フィラデルフィアなどの人口密集地は十分に成長し、大規模な酪農経営にとって魅力的な市場になりました。増大する需要を満たすために、農家は牛乳生産により適した品種の牛を輸入し始めました。最初のホルスタイン-フリーゼンは1795年に輸入され、最初のエアシャーは1822年に、最初のガーンジーは1830年に輸入されました。
米国の乳業の発展に伴い、ミルクを処理するためのさまざまな機械も開発されました。 1856年、ゲイルボーデンは、コンデンスミルクを部分真空で加熱して製造する方法の特許を取得しました。彼の方法は、ミルクをより少量で保管できるように水分の多くを除去しただけでなく、空気中の細菌からミルクを保護しました。ボーデンは1861年にニューヨーク州ワセイクにコンデンスミルク工場と缶詰工場を開設しました。内戦中、彼のコンデンスミルクは北軍によって使用され、その人気は広まりました。
1863年、フランスのルイパスツールは、ワインを酢に変える微生物を殺すためにワインを加熱する方法を開発しました。その後、有害なバクテリアを殺すこの方法は多くの食品に適応され、低温殺菌として知られるようになりました。米国で最初に低温殺菌装置を設置したミルク加工工場は、ニュージャージー州ブルームフィールドにあるシェフィールドファームズデイリーで、1891年にドイツ製の低温殺菌装置を輸入しました。 1908年、シカゴは低温殺菌されたミルクを必要とする最初の主要都市になりました。ニューヨークとフィラデルフィアは1914年に続き、1917年までに、ほとんどの主要都市はすべてのミルクを低温殺菌することを要求する法律を制定しました。
最初のガラス製牛乳瓶の1つは、子供の不潔なぼろきれ人形が誤って落ちた開いたバケツから牛乳瓶が配達をしているのを見た後、1884年にヘンリーサッチャー博士によって特許を取得しました。 1889年までに、彼のサッチャーの常識的なミルクジャーは業界標準になりました。それは、ボトルの首の内側の溝に押し込まれたパラフィン紙ディスクで密封されました。牛乳瓶とミルクマンの定期的な朝の到着は、ワックスペーパーカートンのミルクが市場に登場し始めた1950年代までアメリカの生活の一部でした。
1990年、米国のミルクの年間生産量は約1,480億ポンド（675億kg）でした。これは、約172億米ガロン（651億リットル）に相当します。この約37％は流動性のあるミルクとクリームとして消費され、約32％はさまざまなチーズに変換され、約17％はバターになり、約8％はアイスクリームやその他の冷菓に使用されました。残りは粉乳、缶詰、その他の乳製品として販売されました。
ミルクの種類
ミルクにはさまざまな種類があります。いくつかは、完成品に存在する乳脂肪の量に依存します。その他は、関連する処理のタイプによって異なります。さらに、牛乳を生産した乳牛の種類に依存する人もいます。
連邦食品医薬品局（FDA）は、さまざまな種類のミルクおよび乳製品の基準を確立しています。これらの標準を使用している州もあれば、独自の標準を使用している州もあります。 1998年以前は、連邦基準では、全乳として販売される流動乳の乳脂肪は3.25％以上、低脂肪乳の乳脂肪は0.5〜2.0％、脱脂乳の乳脂肪は0.5％未満である必要がありました。 1998年以降、FDAは、乳脂肪が2％のミルクは、1食あたりの脂肪が3グラム未満であるという低脂肪製品の新しい定義を満たしていないため、「低脂肪」と表示する必要があることを要求しました。乳脂肪が1％のミルクは、定義を満たしているため、「低脂肪」とラベル付けすることができます。比較として、ライトクリームは18％以上の乳脂肪を含み、ヘビークリームは36％以上の乳脂肪を含みます。
他の種類のミルクは、関連する処理の種類に基づいています。低温殺菌されたミルクは、潜在的に有害なバクテリアを殺すために加熱されています。均質化されたミルクは、乳脂肪粒子のサイズが小さくなり、均一にブレンドされて、クリームの形で上に上がるのを防ぎます。ビタミン強化ミルクには、さまざまなビタミンが添加されています。米国の市場で販売されているほとんどのミルクは、低温殺菌、均質化、およびビタミン強化されています。
グレードAのミルクとは、流動性のあるミルクとして使用できるように十分に衛生的な条件下で製造されたミルクを指します。米国で生産されるミルクの約90％はグレードAのミルクです。グレードBのミルクは、特定のチーズなどの製造製品にのみ受け入れられる条件下で製造され、さらに処理されます。認定ミルクは非常に高い衛生基準の下で製造され、グレードAのミルクよりも高い価格で販売されています。
特製ミルクには、フレーバーシロップを加えたチョコレートミルクなどのフレーバーミルクがあります。その他の特殊乳には、純血種のガンジー牛が生産するゴールデンガーンジー牛乳や、登録されたジャージー牛が生産するオールジャージー牛乳があります。どちらも、乳脂肪含有量が高く、味がクリーミーであるため、プレミアム価格になっています。
濃縮乳製品では、流動乳からさまざまな程度の水分が除去されます。それらには、水分含有量の降順で、無糖練乳、コンデンスミルク、および粉乳が含まれます。
原材料
牛乳の平均組成は、水87.2％、乳脂肪3.7％、タンパク質3.5％、乳糖4.9％、灰分0.7％です。この組成は牛ごとに異なり、品種ごとに異なります。たとえば、ジャージー牛の平均水分量は85.6％、乳脂肪は5.15％です。これらの数値は、季節、動物飼料の含有量、およびその他の多くの要因によっても異なります。
ビタミンD濃縮物は、1クォートあたり400国際単位（IU）の量でミルクに加えることができます。ほとんどの低脂肪および脱脂乳には、2,000IUのビタミンAも添加されています。
製造
プロセス
ミルクは腐りやすい商品です。このため、通常はローカルで処理されます 
乳牛は、機械式真空搾乳機を使用して1日2回搾乳されます。生乳はステンレス鋼またはガラスパイプを通って冷蔵バルクミルクタンクに流れます。収集の数時間。米国には、数十万の酪農場と数千のミルク加工工場があります。流動性のあるミルクのみを生産する植物もあれば、バター、チーズ、その他の乳製品も生産する植物もあります。
収集
- 1乳牛は、機械式真空搾乳機を使用して1日2回搾乳されます。生乳はステンレス鋼またはガラスパイプを通って冷蔵バルクミルクタンクに流れ、そこで約40°F（4.4°C）に冷却されます。
- 2冷蔵バルクタンクローリーは、数時間以内にその地域の酪農場から収集を行います。各農場のタンクからミルクを汲み上げる前に、運転手はサンプルを収集し、風味と温度をチェックして、量を記録します。
- 3ミルク処理プラントでは、トラック内のミルクが計量され、柔軟なステンレス鋼またはプラスチックホースを介してプラント内の冷蔵タンクにポンプで送られます。
分離
- 4冷たい生乳は、クラリファイアまたはセパレーターのいずれかを通過します。セパレーターは、エンクロージャー内の一連の円錐形のディスクを通してミルクを回転させます。クラリファイアは、生乳に存在する可能性のある破片、一部のバクテリア、および堆積物を除去します。セパレーターは同じタスクを実行しますが、重い乳脂肪を軽いミルクから分離して、クリームミルクとスキムミルクの両方を生成します。一部の加工工場では、余分な脂肪のみを除去することでミルクの乳脂肪含有量を調整する標準化クラリファイアを使用しています。余分な乳脂肪は取り除かれ、クリームまたはバターに加工されます。
要塞化
- この時点で、蠕動ポンプによって5つのビタミンAおよびDをミルクに加えることができます。
クラリファイアは、生乳に存在する可能性のある破片、一部のバクテリア、および堆積物を除去します。その後、ミルクは強化され、低温殺菌されます。これにより、正しい量のビタミン濃縮物がミルクの流れに自動的に分配されます。
低温殺菌
- 6ミルク（全乳、スキムミルク、または標準化されたミルク）は、バクテリアを殺すために低温殺菌装置にパイプで送られます。ミルクを低温殺菌するために使用されるいくつかの方法があります。最も一般的なのは高温短時間（HTST）プロセスと呼ばれ、ミルクが殺菌装置を連続的に流れるときに加熱されます。全乳、脱脂乳、および標準化乳は、162°C（161°F）に15秒間加熱する必要があります。他の乳製品には、異なる時間と温度の要件があります。熱いミルクは、液体が一方の端からもう一方の端まで通過するのに正確に15秒かかるように、長さと直径のサイズが設定された長いパイプを通過します。パイプの端にある温度センサーは、温度が必要な基準を下回った場合、再処理のためにミルクを入口に戻します。
均質化
- 7ほとんどのミルクは、残りの乳脂肪粒子のサイズを小さくするために均質化されています。これにより、乳脂肪が分離してクリームとして表面に浮くのを防ぎます。また、乳脂肪がミルク全体に均一に分散されるようにします。低温殺菌装置からのホットミルクは、多気筒ピストンポンプによって2,500〜3,000 psi（17,200〜20,700 kPa）に加圧され、調整可能なバルブの非常に小さな通路に押し込まれます。小さな開口部に押し込まれるせん断効果により、脂肪粒子が適切なサイズに分解されます。
- 8次に、味を損なうことを避けるために、ミルクを40°F（4.4°C）にすばやく冷却します。
パッケージング
- 9ミルクはコート紙のカートンまたはペットボトルにポンプで送られ、密封されます。米国では、食料品店で小売販売される予定のほとんどのミルクは、1ガロン（3.8リットル）のペットボトルに梱包されています。ボトルまたはカートンには「販売期限」の日付が刻印されており、小売業者が安全に保管できる期間を超えてミルクを棚に置いたままにしないようにしています。
- 10ミルクカートンまたはボトルは、保護用の輸送用コンテナに入れられ、冷蔵されます。それらは冷蔵トレーラーで流通倉庫に出荷され、次に個々の市場に送られ、そこで冷蔵陳列ケースに保管されます。
クリーニング
- 11衛生状態を確保するために、プロセス機器と配管システムの内面は1日1回清掃されます。加工工場や農場で使用されるほとんどすべての機器と配管はステンレス鋼で作られています。高度に自動化された定置洗浄システムがこの装置に組み込まれているため、溶剤をシステムに流してから洗浄することができます。これは、農場からの通常のミルクの流入の間に行われます。
品質管理
連邦食品医薬品局（FDA）は、ほとんどの州およびすべての州間牛乳輸送業者の牛乳生産の衛生基準を設定するグレードA牛乳条例を発行しています。ミルクと乳製品の組成は、 Agricultural Handbook 52 に指定されています。 米国農務省によって発行されました。連邦と州の両方の基準がリストされています。乳製品のテストには、脂肪含有量、全固形分、低温殺菌効率、牛の病気を制御するために使用される抗生物質の存在などのテストが含まれます。
未来
過去20年間の低脂肪乳製品の傾向は今後も続くと予想されます。バターの売上高は減少する一方、低脂肪ヨーグルトおよび低脂肪または低脂肪ミルクの売上高は増加すると予想されます。人口が増えるにつれて、液体ミルクの全体的な消費量は増えると予想されます。
製造プロセス