牛乳:米国における生産、処理、栄養
背景
牛乳は様々な哺乳類から得られる栄養豊富な飲料、最も一般的は乳牛。米国と多くの工業国では生乳は飲用前処理されます。処理で脂肪分調整、必須ビタミン強化、有害菌除去。飲用以外にバター、クリーム、ヨーグルト、チーズ等多くの乳製品ベースとなります。
歴史
酪農は紀元前9000年頃イラン高原山羊/羊家畜化開始、続いて紀元前7000年頃現在トルコとアフリカ一部で牛家畜化。古代ギリシャ・ローマでチーズ製造、以降ヨーロッパへ普及。
牛は1600年代米国導入。独立前は主に農場レベル。1790年ボストン、ニューヨーク、フィラデルフィア等都市大量需要でホルスタイン・フリージアン(1795年)、エアシャー(1822年)、ガーンジー(1830年)輸入。
工業化で新処理技術導入。1856年ゲイル・ボーデン真空加熱濃縮乳特許、1861年商業化。ボーデン濃縮乳南北戦争北軍使用で普及。1863年ルイ・パスツールワイン熱処理基礎で牛乳低温殺菌法確立、19世紀末米国広範採用。
1884年ヘンリー・サッチャー博士「コモンセンスミルクジャー」特許、ロウ引き紙ディスク密封ガラス瓶登場。業界標準1950年代ワックス紙パック置換まで継続。
1990年米国牛乳生産約1,480億ポンド(675億kg)、約172億ガロン(651億リットル)相当。約37%液状乳/クリーム、32%チーズ、17%バター、8%アイスクリーム/冷凍デザート、残り乾燥/缶詰乳分配。
牛乳種類
牛乳は脂肪分、処理法、産出牛種で多様。米国FDA連邦基準設定、多州採用。1998年以前:全乳≥3.25%脂肪、低脂肪0.5〜2.0%、無脂肪<0.5%。1998年以降:2%「低脂肪」、1%「低脂肪」表示可能。ライトクリーム≥18%脂肪、ヘビークリーム≥36%。
処理分類:低温殺菌(加熱殺菌)、均質化(脂肪球均一分散)、ビタミン強化(A/D添加)。米国小売乳大半は低温殺菌・均質化・強化済み。
グレードA乳(厳格衛生条件生産)約90%占有。グレードB特定チーズ等加工品限定。認定乳更高基準、プレミアム価格。
特殊乳:チョコレートミルク、ゴールデンガーンジー、オールジャージー等、風味/高脂肪で高価格帯。
濃縮乳製品:無糖練乳、加糖練乳、脱脂粉乳、液状乳から水分段階的除去。
原材料
平均牛乳組成:水87.2%、脂肪3.7%、タンパク質3.5%、乳糖4.9%、灰分0.7%。ジャージー種典型水85.6%、脂肪5.15%。季節、飼料、品種で変動。
強化:低脂肪/無脂肪乳多くクォート当たりビタミンD 400IU、ビタミンA 2,000IU含有。
製造プロセス
牛乳は腐敗しやすい商品、農場近く地元で処理。ステップバイステップ概要:
集乳
- 乳牛1日2回機械式真空搾乳機で搾乳。乳はステンレス/ガラス配管で約40°F(4.4℃)冷蔵バルクタンクへ。
- 冷蔵バルクタンクロリが数時間以内農場巡回、風味/温度/量検体採取。
- 処理場で重量計量、フレキシブルステンレス/プラスチックホースで冷蔵タンクへ移送。
分離
- 生乳クラリファイア/セパレーター通過—円錐ディスク高速回転で異物/細菌除去。セパレーターで脂肪分離脱脂乳生成。一部プラント標準化クラリファイアで脂肪含有率調整、余剰脂肪クリーム/バター用転用。
強化
- チューブポンプでビタミンA/D精密添加。
低温殺菌
- 乳(全乳/脱脂/標準化)をパスチャライザー投入。最一般的HTST法(高温短時間)で161°F(72℃)15秒加熱。製品別固有時間/温度設定。温度センサーでコンプライアンス確保、不適合時再循環再処理。
均質化
- 殺菌後熱乳を2,500〜3,000psi(17,200〜20,700kPa)加圧、マイクロトンネル通過で脂肪球微細化、クリーム分離防止。
- 急速冷却40°F(4.4℃)で風味保持。
包装
- コート紙パック/プラスチックボトル充填密封。米国小売多く1ガロン(3.8リットル)プラボトル、「売り切り期限」刻印。
- 包装乳を冷蔵トレーラーで配送センター経由店舗へ、冷蔵ケース陳列。
洗浄
- 日次CIP(定位洗浄)システムで溶剤/水循環、全ステンレス表面衛生維持。
品質管理
FDAグレードA乳条例が生産/州間輸送衛生基準設定。組成/安全要件はUSDA農業ハンドブック52詳細。検査項目:脂肪含量、総固形分、殺菌効力、抗生物質残留等。
将来
過去20年低脂肪乳製品嗜好強化。バター売上減少予測、低脂肪ヨーグルトと低脂肪乳成長期待。米国人口増加で液状乳総消費量増加見込み。
製造プロセス