乳製品の安定性の向上

分散安定性装置TURBISCANは、30年にわたり、様々な業界で標準化された分析装置として使用されてきました。

TURBISCANは、サンプルの高さ（20μmごと）方向の後方散乱光と透過光の強度を経時的にモニタリングすることで、製品濃度や粒子径の経時変化を表示します。

これらの値は、不安定化のメカニズムと不安定化量を直接測定するため、主観的な解釈を排除します。測定値は、目視観察よりも200倍以上高速かつ高感度で、製品の長期安定性を容易に予測できます。

Microtracは、優れた安定性と分散性を備えた幅広い製品ラインナップを提供しています。

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Introduction

乳製品は、カルシウム、タンパク質、ビタミンなどの必須栄養素を供給し、私たちの毎日の食生活に欠かせない存在です。物理的安定性とは、乳製品が保管および取り扱い中にその構造、食感、外観を維持する能力を指します。物理的安定性の原理を理解することは、乳製品の品質を確保し、消費者の期待に応えるために不可欠です。

今日の乳製品の配合は複雑で、物理的安定性と保存期間（Shelf-Life）に影響を与える複数の成分が含まれています。TURBISCANを用いることで、以下のような多くの安定性の問題を解決できます。

様々な分散剤やココアパウダーの沈降速度、脂肪球のクリーミング速度の影響を評価することにより、チョコレートミルク処方の安定性を向上させる。
移動強度や移動速度、流体力学的直径（粒度分布）に基づき、クリーミング現象を客観的に定量化する。
気泡のサイズと合一速度、排水相の速度、泡の半減期を追跡することにより、泡の安定性を評価する。
粉末の再水和速度を評価することにより、食品粉末の品質を確保する。
ホモジナイズ処理（均質化）と脂肪含有量がミルクのクリーミングに及ぼす影響を検出する。

Enhancing Stability of Chocolate Milk Formulations

^{安定剤A、B、Cを含むチョコレートミルクのTURBISCAN Stability Index (TSI) と時間の関係}

^{安定剤A、B、Cを含むチョコレートミルクの沈降速度と時間の関係}

サンプル間の迅速な安定性比較。 安定剤Bは、TSIが最も低く、沈降速度が最も遅いことから、不安定化の防止において最も優れた安定剤であることが示されました。

クリーミング現象の定量化

クリーミング現象：エマルション中の粒子が経時的に上部へ移動し、底部で濃度が低下することで清澄化層が形成される一方で、上部にはクリーミング層が形成されます。

クリーミングの定量化

数時間の測定でクリーミングに関するサンプル間の安定性比較が可能に。サンプルAは、最も高い濃度変化（クリーミング強度、左のグラフ）を示し、最も速く最も厚いクリーミング層（右のグラフ）を生成しました。これは、より大きな流体力学的直径であることにも相関しています。

	Creaming Velocity	Dhydrodynamic
サンプル A	0.109	2.60 µm
サンプル B	0.084	2.29 µm
サンプル C	0.607	2.04 µm

気泡の安定性

気泡の合一速度: 界面活性剤BおよびCでは、初期気泡サイズが界面活性剤Aと比較して小さく（約430 µm対630 µm）、さらに、界面活性剤Cで形成された泡は最も遅い合一速度を示した。

	初期気泡サイズ	Coalescence Speed
Surfactant A	635 µm	31,6 µm/min
Surfactant B	432 µm	38,6 µm/min
Surfactant C	440 µm	27,4 µm/min

排液速度: 界面活性剤Cで生成された気泡は、最も遅い排液速度を示し、これは気泡サイズ（最小）および気泡の安定性に関連していると考えられる。

	初期排液段階	廃液速度
Surfactant A	18.1 mm	3.42 mm/hr
Surfactant B	17.2 mm	4.8 µm/hr
Surfactant C	17.5 mm	3.1 mm/hr

粉ミルクの再構成

^{The 3 infant milks' rehydration kinetics after 10 minutes of mixing time}

TURBISCANを用いることで、数分以内に結果を取得可能。3つの製品はそれぞれ異なる再水和 (rehydration) 速度を示し、そのためミルクの再構成 (reconstitution) 速度も異なります。乳児用ミルク1は再構成速度が最も遅く、これは粉末の粒度分布の違いによるものと考えられます。一方、乳児用ミルク3は約10秒で90%の回収率に達します。

サンプル	t90
Infant milk 1	60 秒
Infant milk 2	22 秒
Infant milk 3	14 秒

^{Time to reach 90% of recovery rate for the 3 Infant milks}

均質化と脂肪含有量が牛乳のクリーミングに与える影響

^{4種類のミルクにおけるTURBISCAN Stability Indexと時間の関係}

^{Thickness of creaming layer versus time for all 4 milks}

均質化プロセスの影響評価および処方最適化に対する迅速かつ定量的な結果を取得可能。 ミルクのホモジナイズ（均質化）プロセスは、脂肪球のサイズを縮小するため、ミルクの安定化に重要な役割を果たします。均質化されたミルクは、脂肪球の移動が最も遅いため、非均質化ミルクよりも安定しています。一方、油滴を多く含む全脂ミルクは、低脂肪ミルクよりも安定性が低くなります。ミルクの安定性は、脂肪含有量と脂肪球のサイズに依存します。

最終的に、シンプルなふるい振とう機を使用するか、レーザー回折・散乱式測定装置や動的画像解析式装置に投資するかの選択は、試験の量、利用可能な予算や人員、そして準拠すべき国際規格や顧客要件によって決まります。

どのソリューションが必要な成果と投資対効果（ROI）をもたらすかを知るために、MICROTRACに無料相談をお申し込みください。

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