ホエイプロテインの製造方法を調べると出てくる酸性乳清とチーズ乳清。同じ乳由来でも、ミネラルの状態や濃縮・加熱時の振る舞いは異なる。脱塩と脱酸の加工試験、粉末が固まる工場での観察を手がかりに、原料の名前と製品に残る成分を分け、表示や製法説明の読み方を考える。
袋の表には「ホエイ」、裏の説明には「乳清由来」。製法を検索すると、今度は「酸性乳清」「甘性乳清」という言葉が現れる。同じ牛乳から分かれたものなら、残るミネラルも同じなのか。台所でシェーカーを用意していたはずが、調べる先は工場の分離工程にまで広がる。
答えの芯は、原料の分け方に加えて、その後の加工も見ることだ。酸性乳清はミネラルや有機酸を多く含み、粉末化の前にそれらを減らす処理が課題になる。一方、酸性乳清由来とチーズ乳清由来の濃縮ホエイたんぱく質では、ミネラル組成を入れ替えると加熱時の凝集の振る舞いも逆転した。出発点の名前だけでは、加工後の性質まで決まらない。[1][4]
「プロテインのホエイは牛乳から直接分けると違う？チーズ由来との筋合成を読む」は、由来と筋合成の比較を扱う記事である。ここでは筋肉への優劣ではなく、液体として生じた乳清から粉末原料になる間に、ミネラルがどう移り、何が製品選びの手がかりになるかを追う。
酸性乳清は、たんぱく質だけの液体ではない
乳清を、牛乳からたんぱく質だけを取り出した液体と考えると、その後の工程が見えにくい。酸性乳清にはたんぱく質に加えて乳糖やミネラルなどが含まれる。酸性乳清の利用を扱うレビューでも、膜による分離、発酵、成分回収など、用途に応じた加工が検討されている。乳清という原料と、たんぱく質を濃縮した製品は、区別して読む必要がある。[6]
工業規模の酸性乳清粉末を調べた研究では、酸性乳清を、脱脂乳のカゼインが酸によって沈殿するときに生じる液体の副産物と説明している。カゼインは乳に含まれるたんぱく質の一群である。沈殿して分かれた側がある一方、液体側にも加工の対象となる成分が残る。この研究が扱ったのは、その液体を濃縮し、乳糖を結晶化させて乾燥する工程であった。[2]
酸性乳清の動向を整理したレビューは、ギリシャ風ヨーグルトや酸で固めるチーズの需要とともに、その生産が増えてきたと述べている。乳糖やミネラルを回収する出発原料としての用途も取り上げており、たんぱく質だけに価値を置く見方ではない。何を残して使うかによって、同じ液体の行き先が変わるのである。[11]
したがって、食品の製法説明で「乳清を利用」と読んだら、次に確かめたいのは、乳清全体を使っているのか、成分を分けた原料を使っているのか、という点だ。これは高級かどうかの格付けではない。乳清そのものの組成を、そのまま手元のたんぱく質粉末の組成だと思い込まないための読み方である。[6][11]
甘性乳清と酸性乳清の比較も、この出発点で行う必要がある。酸性乳清の利用を整理したレビューは、両者の組成の違いを加工上の課題や利点と結びつけている。ここでの「違い」は、直ちに栄養上の勝敗を意味しない。原料に応じて回収や製品化の道筋を組み立てる、食品加工の問いである。[6]
初日の汗は、予約した人だけが持ち帰れる。
酸を加えると、ミネラルの居場所も動く
原料が違うとミネラルも違う、とだけ覚えるより、ミネラルが液体のどこにあるかを考えると理解しやすい。乳中の亜鉛の結びつきを調べた実験では、乳の酸性度を変えるにつれて、亜鉛、カルシウム、無機リンが沈殿しにくい側へ移った。成分の名前が同じでも、たんぱく質などとの結びつき方や、分離される側は変化する。[5]
この実験で、酸性度を表す指標であるpHを4.6まで下げると、亜鉛、カルシウム、無機リンの95%超が、用いた遠心分離では沈殿しない状態になった。pHを6.7に戻すと、変化の多くは逆方向に動いた。酸を加えた瞬間にミネラルが消える話ではなく、分離操作に対する振る舞いが変わる話である。[5]
ただし、沈殿しない割合を、そのまま人の吸収率と読むことはできない。これは牛の脱脂乳や乳の成分を対象にした実験であり、人が飲んだ後のカルシウム吸収を比べた試験ではない。18〜39歳の女性の吸収率に、この沈殿しない割合をそのまま当てはめることはできない。酸で居場所が変わるという工程の理解と、体内でどれだけ使われるかという評価は、別の問いとして扱いたい。[5]
さらに同じ研究では、酸性乳清のpHを戻して加温すると、亜鉛のかなりの部分がカルシウムや無機リンとともに沈殿した。液体側に移った成分が、別の条件で再び沈殿側に現れる。原料の分析表に載った量だけでなく、製造中にどの条件を通るのかが重要になる理由である。[5]
たとえば製法説明に「酸で分離した原料」とあっても、それを「酸っぱいからミネラルが少ない」と読み替えるのは早い。酸性乳清の乾燥では、むしろ高いミネラルや有機酸の含量が扱いにくさにつながると報告されている。味の印象を、分離後の成分量の代わりにはできない。[1]
脱塩と脱酸では、除去率が異なる
酸性乳清を粉末にする前には、ミネラルを減らす脱塩と、酸を減らす脱酸が工程上の課題となる。電気透析は、膜と電気的な作用を利用して成分を移す分離法である。酸性乳清を対象とした加工試験では、通常の構成と、双極膜という別の膜を用いる構成が比べられた。[1]
この比較では、どちらの構成も脱塩率67%、脱酸率44%に到達した。同じ液体を処理しても、ミネラルの除去と酸の除去の数字は一致しない。「処理済み」という言葉だけでは、何をどこまで減らしたかは分からないのである。これらは実験で得られた工程の値であり、あらゆるホエイ製品に共通する割合ではない。[1]
膜の表面では、別の問題も起きた。両方の構成の陰イオン交換膜に、結晶の形が明瞭でないリン酸カルシウムの付着物が見つかった。双極膜を用いた構成の陽イオン交換膜には、さらに別の鉱物の付着も観察された。液体から移した成分が、装置の表面で固体になることがあるという結果だ。[1]
この付着はスケーリングと呼ばれる。研究では、電荷を持つ成分の移動や、水が分かれる現象と結びつけて説明されている。脱塩を進めるほど、付着物の管理も工程の課題になる。成分を除く操作と、膜に成分がたまる現象を一緒に管理する必要があった。[1]
消費者にとっての手がかりは、「ミネラルが多い原料だから、完成品にも必ず多い」とは考えないことだ。原料の性質と、脱塩後に残る組成の間には工程が挟まる。逆に、脱塩という言葉だけから、すべてのミネラルがなくなったと受け取ることも避けたい。この試験で示されたのは、一定の割合を除いた処理である。[1]
製法名を見比べるときは、目的語を添えて読み直すとよい。「何を分けるための膜か」「何を減らす処理か」「どの段階の数字か」。酸を減らす数字を、たんぱく質の純度の数字として読まない。装置が難しそうであることと、飲む人に有利であることも、別々に確かめる必要がある。[1][6]
濃縮すると、液体の中の成分が一緒に動き始める
ミネラルの問題は、分離の段階だけに現れるのではない。工業規模で酸性乳清粉末を製造した独立した試行では、固形分が約55%の濃縮液を調べている。乳糖をあらかじめ結晶化させた液体が、工程中、または保存中に固まった。保存中に固まった試行では、観察された時間は24時間だった。[2]
より速く固まった濃縮液には、乳糖の結晶化がより進み、たんぱく質に対する灰分の比が高いという特徴があった。ここでの灰分は、ミネラルを評価する指標である。固まったものを顕微鏡で見ると、たんぱく質の凝集物と乳糖の結晶が分布し、粉末粒子の表面には、不溶性のリン酸カルシウムができたことを示す沈殿物も見られた。[2]
つまり、粉末化の途中で起きたことを「たんぱく質が固まった」の一言に縮めると、乳糖とミネラルの関与を取りこぼす。研究が示すのは、成分が互いに関係しながら、濃縮液や粉末の構造を作る姿である。プロテインという名前だけを見ていると、同じ場所にいる別の成分を忘れやすい。[2]
顕微鏡で確認されたたんぱく質の凝集物は10µm以下で、乳糖の結晶は100〜300µmだった。別の大きさのものが、濃縮液の中で緩い網目の構造を作っていたのである。たんぱく質だけを単独で眺める場合と違い、実際の原料には結晶と凝集物が共存する。粉末を作る前の液体を観察することが、乾燥後の状態を理解する手がかりになっている。[2]
また、この研究が用いたのは独立した工業規模の試行であり、成分を単純に混ぜた模型だけの話ではない。工程中に固まる場合と、結晶化後の濃縮液を保存している間に固まる場合を比べることで、組成と工程の両方に目を向けている。時間を置いた後の変化も製造上の問題になるという点は、出来上がった粉末の成分表だけからは想像しにくい部分だ。[2]
ここでの灰分とたんぱく質の比は、固まり方との関連を見た指標である。灰分の多さに栄養上の優劣を付けた試験ではない。工場が知りたい扱いやすさと、食べる人が知りたい栄養の量を区別すると、この数字の役割も見えやすくなる。[2]
数字で読む酸性乳清の加工
脱塩率67%：酸性乳清を電気透析した比較試験で到達した工程の値である。[1]
脱酸率44%：同じ比較での酸の除去率であり、脱塩率とは異なる。[1]
固形分約55%：工業規模の粉末製造で、固まり方を調べた酸性乳清濃縮液の条件である。[2]
pH4.6で95%超：乳の実験で亜鉛、カルシウム、無機リンが遠心分離で沈殿しない側にあった割合である。[5]
75℃：由来の異なる濃縮ホエイたんぱく質の凝集を比較した加熱温度である。[4]
初日の汗は、予約した人だけが持ち帰れる。
1
2
