「ミスター・ラクトース」が水分活性と乳糖一水和物について語る

ケラー・テクノロジーズ社のケント・ケラー氏は、40年以上にわたり、乳糖業界の関係者に知識を伝え、世界中の乳糖製造システムの改良に取り組んできました。2000年には、乳糖加工業界への長年の貢献が認められ、米国乳製品協会（American Dairy Product Institute）から名誉ある功労賞を授与され、「ミスター・ラクトース」と称されるほどです。

ケント氏は、ホエイと乳糖の製造について独自の洞察を語ってくれ、両業界において水分活度の綿密な管理がいかに重要であるかを解説しています。

ホエイプロテインコンセントレートの製造

ケラーは化学工学の学士号を取得後、ミシガン州ミッドランドにあるダウ・ケミカル社に就職した。大学を卒業してわずか6週間後、彼は沈降性テトラブロミドを製造するための新しい光化学プロセスを開発する機会を与えられ、ダウ社はこの技術を特許取得し、商業プロセスとして確立した。

ダウ社で徴兵延期措置を受けていた間、臭素製品部門の生産管理補佐を務めていたケラーは、平和部隊への志願を決意した。これにより彼は、現在のベリーズにあるマヤ族の村へ赴き、米の販売協同組合の設立を支援するとともに、より低コストで家畜を効率的に飼育する方法を実演した。

村には良質なタンパク質源が乏しかったため、子供たちの間でタンパク質欠乏症が蔓延していた。この状況を受けて、ケラーは帰国後、より安価なタンパク質製造法を研究することを目標にミシガン州立大学に入学した。彼の卒業論文は、チーズのホエイを発酵させて高タンパク質の牛用飼料サプリメントを製造する方法に関するものであった。

ケラーは、ホエイが牛の飼料として優れているだけでなく、高品質なタンパク質の優れた供給源でもあることに気づいた。カーギル社での短期間の勤務を経て、彼はホエイプロテインコンセントレートを商業規模で製造する最初の工場の一つで、生産マネージャーの職に就いた。

ホエイから乳糖の生産まで

生産マネージャーを務めていた当時、ケラーは限外ろ過法を用いて大量のホエイプロテインを製造し、牛乳タンパク質の約20％をホエイとして回収した。残りの製品は膜を通過させ、80％の乳糖を分離した。その乳糖はその後、粉ミルクなどの製造に用いられた。

残念ながら、このタンパク質工場は閉鎖されてしまったが、そのおかげでケラーはホエイに関する経験を活かし、「Whey Systems, Inc.」というコンサルティング会社を設立することができた。同社では、チーズ工場が余ったホエイを外部の施設までトラックで運ぶ代わりに、工場内でホエイプロテインコンセントレートを製造できるよう支援している。

新会社を立ち上げた当初、チーズ工場の経営者たちは、ホエイプロテインコンセントレートよりも乳糖の生産に関心を寄せていた。当時、ケラーの加工工場が閉鎖された際、国内の乳糖生産量が50％も減少したことは彼には知らされていなかったが、その結果、乾燥乳糖の価格は5倍に跳ね上がった。

市場の変化を察知した後、彼はWPCから乳糖生産へと事業の方向性を転換し、Whey Systems, Inc.での20年間にわたり、世界中に40カ所の加工工場を開設した。

水分活性と乳糖

簡単に言えば、乳糖とは牛乳に含まれる糖分です。余分な水分が砂糖の袋を石のように固くしてしまうのと同じように、乳糖もまた、深刻な固まりや塊の原因となります。乳糖はショ糖よりもさらに水に溶けにくい性質を持っているからです。重要なのは、乳糖は極めて乾燥した状態を保つ必要があるという点です。特に輸送中は、固まりやカビの発生が懸念されるため、注意が必要です。

水分活性計が開発される以前、ケラー氏は、乾燥乳糖の水分活性を算出するために簡易な湿度計と温度計を使用し、顧客に提示する最低基準値を設定していました。2000年、彼はAQUALAB社の水分活性計に出会い、測定の精度をさらに高めることができました。

また、出荷品に含まれる水分量を把握するだけでは不十分です。水分含有量よりも、乳糖の水分活度を把握することの方が重要です。ケラー社の乳糖は乳糖一水和物であり、各結晶に5%の結合水が含まれています。したがって、この水分を考慮しない水分分析では、誤った結果が得られてしまいます。水分活度を測定することで、試料中の遊離水のみを測定することになります。

一般的に、ケラー社は乳糖の水活性の目標値を約0.2に設定しています。これをわずかに超えた0.3程度になると、固まりや塊が生じ始める可能性があります。国内向けの製品であれば、この範囲の水活性でも問題ないかもしれませんが、海外への出荷の場合、追加の要因が重なり、許容範囲外の数値となってしまうことがあります。

0.5％という極めて低い濃度でも、カビが発生する可能性があります。カビが呼吸を始め、乳糖を二酸化炭素と水に分解し始めると、制御が困難な連鎖反応が起こり、環境中に遊離水分が絶えず増加していきます。製品内部での遊離水分の移動を抑制することが極めて重要です。

乳糖のようにデリケートな製品の加工において、適切な品質保証（QA）および品質管理（QC）の手法を統合（そして多くの場合、自ら開発）することで、ケント・ケラーは乳糖業界に永遠の変革をもたらし、間違いなく「ミスター・ラクトース」という異名を獲得した。

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