袋裝流動性食品的滅菌方法
2023-09-16 14:23:30
專利名稱：袋裝流動性食品的滅菌方法
技術領域：
本發明涉及袋裝流動性食品的滅菌方法，其特徵在於滅菌釜內溫度達到滅菌溫度(Tr℃)之後，以該密封完畢的袋的由(1)式求出的滅菌水平(F(Tr℃))達到F(Tr℃)＝10分鐘時的時間作為滅菌時間，以預先作為指標求出的該密封完畢的袋內頂隙為0％時的滅菌時間(T(0％))和頂隙為10％時的滅菌時間(T(10％))滿足(2)式的條件為基礎進行往復式滅菌。
F(Tr℃)＝∫0T10(Ti-Tr)/10dt…(1) 1≤T(0％)/T(10％)≤1.2 …(2) 本發明中，在流動性食品向袋內的填充率在一定範圍內的特定條件下進行往復式滅菌，則袋內的流動性食品移動，袋產生波浪現象，可幾乎不依賴頂隙量地縮短滅菌時間，並使其大致一定。本發明人為了求出適合本發明的條件，對於可利用加熱滅菌領域中認知度最高的、可在滅菌中通過個人計算機等實時自動計算的(1)式進行了反覆研究確認。這裡，是以對(1)式中滅菌開始時刻至T分鐘後進行積分求出的袋內的冷點(最慢加熱點、最冷點)的滅菌水平達到F(Tr0℃)＝10分鐘時的時間作為滅菌時間，以預先作為指標求出的頂隙為0％時的滅菌時間(T(0％))和頂隙為10％時的滅菌時間(T(10％))滿足(2)式的條件為基礎進行往復式滅菌，由此可實現本發明的目的。
即，(1)式是用於計算Tr＝121℃時對肉毒梭狀芽孢桿菌(Clostridiumbotulinum)的滅菌效果的F0值的基本公式(參照株式會社幸書房發行「高溫蒸煮食品的基礎和應用」(「レトルト食品の基礎と応用」)2005年3月10日修訂第1版76頁-80頁)，本發明中，(1)式並不限定為121℃這個特定的滅菌溫度，滅菌溫度Tr℃可以在65-135℃、135℃以上的範圍內根據需要適當設定。另外，雖然採用了肉毒梭狀芽孢桿菌的Z＝10℃(18°F)，但是並不是特別指定菌類，只是利用以通常使用的肉毒梭狀芽孢桿菌為對象的公式。需說明的是，這裡，Z值是微生物的致死時間或致死率的1/10或10倍變化所對應的過熱溫度的變化量。而且，實際生產時的滅菌水平F(Tr℃)並不限定為10分鐘，只要是調節往復式滅菌的的加速度、滅菌釜內壓力、流動性食品粘度、內容物填充率的一個或多個的組合以滿足滿足(2)式的內容的條件即可，可以比10分鐘短或長，可以根據需要適當設定。將滅菌釜內加熱時的升溫條件也可以根據實際的生產條件適當設定。例如，可以是以相同的梯度進行升溫的一步加熱方式，也可以是中途改變梯度進行升溫的一步加熱方式。還可以是為了保留內容物的風味或功能性成分而進行的2步加熱方式，即，可以是釜內溫度達到滅菌溫度之前，生物至不會使內容物的品質降低的水平的溫度，然後在該溫度下保持一定時間，使內容物升溫，然後升溫至最終滅菌溫度的升溫方式。
因此，本發明中，以達到F(Tr℃)＝10分鐘時的時間作為滅菌時間，以預先作為指標求出的頂隙為0％時的滅菌時間(T(0％))和頂隙為10％時的滅菌時間(T(10％))滿足(2)式的條件為基礎，預先確定往復式滅菌的條件，進行實際滅菌，由此可以解決本發明的課題。
根據本發明，通過調節往復式滅菌的的加速度、滅菌釜內壓力、流動性食品粘度、內容物填充率的一個或多個的組合以滿足(2)式的內容的條件進行往復式滅菌，由此可以形成促進內容物攪拌的條件，在袋內使袋壁附近與中心部附近的冷點的溫度歷程差異減小。通過進行往復式滅菌，可將袋內各處的滅菌值(F0值)的偏差控制為較小，因此F0值的確認在幾處進行即可，與不同於上述條件時必須要測定數十處的情形相比，操作性進一步提高。並且無需進行填充時、填充後的頂隙氣體量的嚴格管理，只使用現有的設備即可以縮短滅菌時間，可以穩定生產高品質的袋裝食品。
本發明可適用於所有尺寸的袋，但是對於內容量1-10kg、特別是1-5kg的所謂大型袋裝產品的適用效果大，因而優選。
根據本發明的第2構成，將該密封完畢的袋以非固定狀態裝載在滅菌機的架上，在該往復式滅菌的加速度為0.1-0.3G的範圍內使該滅菌機往復運動，由此，該流動性食品充分攪拌，同時可以抑制往復運動導致的滅菌架上的袋的移動，因此無需使用固定袋的夾具或專用的載物架，可以抑制由於使用夾具而發生的生產效率的降低或專用載物架所需的成本。需說明的是，沿水平方向的往復運動可以採用公知的方法。
根據本發明的第3構成，在柔性袋的滿注內容積為100％容量時，將該流動性食品的填充量調節至30-70％容量，由此，往復運動滅菌中由於袋的柔性使袋內的流動性食品移動，袋產生波浪，可充分進行流動性食品的攪拌，因此幾乎不依賴於頂隙氣體量也可以縮短必要的滅菌時間並使其大致一定，袋內的任何位置上內容物溫度都大致一定，因此即使袋頂隙氣體量有偏差，也沒有滅菌時間不足的危險性。另外，在其它效果中也可以發揮與第1構成同樣的效果。
根據本發明的第4構成，通過將該頂隙量調節為相對於該流動性食品的體積為相當於0-5％的範圍，在該範圍內，必要的滅菌時間比靜置式滅菌、或者頂隙量少時的旋轉式滅菌顯著縮短，並且必要的滅菌時間不依賴於頂隙量而大致一定，可確實地起到使袋內的任何位置上內容物溫度均大致一定的效果。
根據本發明的第5構成，通過將該頂隙量調節為相對於該流動性食品的體積為相當於2-20％的範圍，在該範圍內，可不依賴於頂隙氣體量而使必要的滅菌時間與靜置式滅菌相比縮短並使其大致一定，可確實地起到使袋內的任何位置上內容物溫度均大致一定的效果。
根據本發明的第6構成，該流動性食品在到達滅菌開始溫度時，使用B型粘度計，以50rpm的條件測定或計算得到的粘度為0.2-4500mPa·s以下，如果頂隙氣體量相對於流動性食品的體積在規定的範圍內，則幾乎不依賴於頂隙氣體量，可使必要的滅菌時間縮短並大致一定，袋內的任何位置上內容物的溫度均大致一定，因此即使袋的頂隙氣體量有偏差，也沒有滅菌時間不足的危險性。
根據本發明的第7構成，使用B型粘度計，以50rpm的條件測定或計算該流動性食品在滅菌溫度下的粘度，為0.2-4500mPa·s，以該袋的滿注內容積為100％容量時，以內容量30-60％容量將該流動性食品填充並密封在柔性袋內，進行往復式滅菌，由此，由於袋的柔性使袋內的流動性食品移動，外觀上袋產生波浪，流動性食品的攪拌可充分進行，因此可縮短必要的滅菌時間。另外，雖然還根據各流動性食品粘度或填充率，但是例如流動性食品粘度或填充率低時，幾乎不依賴於頂隙氣體量，可使滅菌時間縮短並大致一定，袋內的任何位置上內容物的溫度大致一定，因此即使袋的頂隙氣體量有偏差，也不會有滅菌時間不足的危險性。
根據本發明的第8構成，在第7構成中，將密封完畢的袋以非固定狀態裝載在滅菌機的架上，在該往復式滅菌的加速度為0.1-0.3G的範圍內使該滅菌機往復運動，可以同時發揮第2構成的效果。
根據本發明的第9構成，在第7構成中，使該密封完畢的袋內的頂隙量相對於該流動性食品的體積為相當於2-20％，可同時發揮第5構成的效果。
附圖簡述
圖1是表示用於實施本發明的方法的裝置的一個例子的截面圖。
圖2是實施例1中內容物的10處溫度測定位置圖。
圖3是實施例1中的內容物的溫度變化與高溫蒸煮釜內溫度的變化。
圖4是比較例1中內容物的12處溫度測定位置圖。
圖5是比較例1中內容物的溫度變化與高溫蒸煮釜內溫度的變化。
圖6是表示往復式高溫蒸煮滅菌中填充率與滅菌時間的關係的圖表。
圖7是表示往復式高溫蒸煮滅菌中填充率與滅菌時間的關係的圖表。
圖8是對比靜置式滅菌和往復式滅菌而表示各種流動性食品粘度與滅菌時間的關係的圖表。
圖9是表示達到滅菌溫度所需的時間與頂隙量的關係的圖表。
圖10是圖6的0-5％頂隙量範圍的放大圖表。
圖11是圖6的2-10％頂隙量範圍的放大的圖表。
實施發明的最佳方式 以下參照附圖對本發明的實施方案進行說明。
本發明的滅菌方法適合將含有柔性材料的袋、內容量1-10kg、特別是1-5kg的大型袋中填充並密封流動性食品、進行往復式滅菌的情況。
作為袋，只要含有柔性材料即可，沒有特別限定，可適用通常作為大型袋使用的、由外層一側開始依次含有PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)層、尼龍層、鋁箔層、聚丙烯層的4層構成的袋。作為袋的形態，可適用平躺袋或立式袋或異形袋等。
作為流動性食品，包括飲料等的低、中、高粘度的液態食品、咖喱、濃湯等含有肉或蔬菜等固形物(具材)的粘稠的流動性食品，粥等含有顆粒狀固形物的粘稠的流動性食品等。在往復式高溫蒸煮中，為了獲得上述效果而使往復運動條件或滅菌條件一定時，在直至達到滅菌溫度時粘度會降低至何種程度是很重要的。對於達到滅菌溫度時的粘度按照在50rpm的條件測定或計算得到的粘度在4500mPa·s以下範圍內的流動性食品，我們了解到在室溫附近測定的填充量如果相對於袋內滿注內容積為30-70％容量，則頂隙量相對於室溫下的流動性食品的體積在相當於2-20％的範圍內，可幾乎不依賴於頂隙量的變動地使滅菌時間一定。也發現填充率為60-70％容量時，在低於2％容量的頂隙氣體中，滅菌時間的變動比較大，難以使滅菌時間一定。
對於達到滅菌溫度時的粘度按照在50rpm的條件測定或計算得到的粘度超過4500mPa·時，內容物的粘度過高，往復式滅菌時波浪弱，內容物攪拌效果不充分，因此滅菌時間縮短的效果小。
作為本發明優選使用的流動性食品粘度，在達到滅菌溫度時使用B型粘度計，以50rpm的條件測定或計算得到的粘度優選4500mPa·s以下，更優選2500mPa·s以下，在1500mPa·s以下時滅菌時間縮短效果增大，因此進一步優選。內容物的粘度非常低時，內容物產生熱對流，因此往復式滅菌相對於靜置式滅菌的滅菌時間縮短方面效果小，因此下限優選0.2mPa·s以上，更優選10mPa·s以上。粉末食品或固體食品無法期待通過往復運動獲得攪拌效果，可能不適合於採用本發明的滅菌方法，但如咖喱等，即使流動性食品的一部分含有固形食品也沒有問題。
為了不較大依賴於頂隙氣體量的變動而獲得規定的F0值所需的滅菌時間一定時的填充率根據袋的剛性、內容物的粘度、滅菌溫度、往復運動條件(加速度、次數、往復運動行程)等而不同，由試驗結果可知，如上所述，填充率在30-70％容量的範圍內，則即使頂隙氣體量變動，與以往相比也可以大幅縮短滅菌時間。
在向袋內填充並密封內容物時所形成的頂隙可以是大氣，為防止內容物的氧化劣化，例如可以使用氮氣、以及二氧化碳或氬氣或它們的混合氣體，適當進行氣體置換來填充。該頂隙氣體量通常為內容物填充量的20％以下，優選10％以下。若頂隙氣體量超過20％，則達到即使進行氣體置換也不能忽視氧對內容物的影響的水平。另外在包裝填充滅菌後的產品時需要較大的紙箱，裝載效率降低，經濟性欠缺。
作為進行往復式滅菌的裝置，可以使用以往使用的曲柄式或偏心凸輪式的往復式的高溫蒸煮裝置。
圖1是用於實施本發明方法的裝置的一個實例的截面圖，給出了曲柄式滅菌架往復運動機構。A1是高溫蒸煮主體，A2是軌道等支撐臺。該支撐臺A2上經由車輪A3安裝移動臺A4，該移動臺A4上多層裝載了滅菌架(託盤)A5，該滅菌架上排列裝載多個裝入流動性食品的袋。A6為觀察窗，安裝在高溫蒸煮主體A1上。A10是馬達，A11是用馬達A10驅動的曲柄機構，在曲柄機構A11的另一端經由高溫蒸煮A1的密封機構A9與由移動架A4突出的驅動軸A8連接。
驅動時，驅動馬達A10通過曲柄機構A11使移動臺A4往復運動，往復運動，由此，裝載在滅菌架上的袋內的流動性食品移動，產生波浪，進行攪拌。裝入該流動性食品的袋的波浪現象可由觀察窗A6目視確認。
往復式高溫蒸煮罐中，加速度是攪拌效果的因素之一。但是考慮包裝材料的耐久性或實際生產性，認為該加速度也應有適當的範圍。
因此，為了導出適當的加速度，在以下的條件下進行了試驗。
層疊構成由外層一側依次為PET、尼龍、鋁箔、聚丙烯4層構成。
袋尺寸240mm×350mm×65mm(寬×長×內折寬度) 內容物番茄醬(將市場銷售的裝入大型袋的番茄醬重新裝袋，粘度40℃-1040mPa·s，60℃-880mPa·s、80℃-724mPa·s) 填充量2kg(填充率45％) 內容物溫度將內容物在40℃下填充到袋容器中，供給試驗。
在上述條件的袋產品中，通過改變行程和轉數來改變加速度(G)(參照表1)，觀察加速度導致的包裝材料的波浪程度以及包裝材料排列混亂的情況。觀察結果如表2所示。
[表1]
加速度的單位G [表2]
×加速度弱，「容器的波浪極小」或「未見攪拌效果」 ◎加速度適當，「容器的波浪適當發生」或「有攪拌效果」同時包裝材料沒有大的變動 ○加速度強，「容器波浪較大發生」或「有望獲得大的攪拌效果」，但根據產品的不同，包裝材料發生排列混亂。
△加速度非常強，伴隨有包裝材料排列混亂以及破損 由試驗結果判斷，加速度低於0.1G，容器的波浪極微弱，未獲得足夠的攪拌效果。(或者進行溫度測定的結果是未得到效果) 而且，若直接提高加速度，則包裝材料的波浪變大，成比例地獲得了內容物的攪拌效果。但是若加速度超過0.3G，則包裝材料在滅菌架上較大移動，發生排列混亂，或者包裝材料與滅菌架的摩擦導致劃傷，包裝材料的彎曲導致發生鋁箔的破裂(疑似針孔)的發生。
因此，可發揮充分的攪拌效果並且無關產品種類地不發生包裝材料的混亂和劃傷的加速度範圍是0.1G-0.3G。
接著，為了驗證填充率與頂隙氣體量以及滅菌時間縮短的效果的關係，通過以下試驗方法進行試驗。
滅菌方式往復式熱水噴淋高溫蒸煮方式 往復運動方法曲柄方式 往復運動速度60次/分鐘 行程75mm 加速度0.18G 往復運動方式連續往復運動 往復運動方向水平 袋裝載方向使袋的長度方向與往復運動方向為相同方向 滅菌條件121℃-0.23Mpa(溫度·壓力) 升溫時間設定(室溫→滅菌溫度)12分鐘 冷卻時間設定(滅菌溫度→30℃)12分鐘 結束溫度30℃ 內容物咖喱(將市場銷售的大型袋的咖喱重新裝袋，粘度40℃-3230mPa·s，60℃-2300mPa·s，80℃-1800mPa·s) *粘度計使用B型粘度計，在50rpm的條件下測定。
推定滅菌溫度121℃下的粘度為1120mPa·s(參照後述說明) 層疊構成由外側開始依次為PET、尼龍、鋁箔、聚丙烯4層構成。
袋尺寸240mm×350mm×65mm(寬×長×內折寬度) 滿注內容積和填充率由下述方法確定。
(1)滿注內容積 在向袋容器中進行內容物的填充時，以可通過脈衝密封儀等使容器密封的最大的內容積為滿注內容積。
(2)填充率的測定方法(立式袋的情況) 1.稱量袋的皮重並記錄。
2.將袋的頂部密封部位保留2cm左右密封。
3.在使袋自行站立的狀態下，由頂部密封部的剩餘部分向袋內填充20℃±5℃的水至溢出。
5.將剩餘部分一端彎折，一邊將水包入(噛み込み)一邊密封。
6.稱量填充後的袋總重量，由該重量減去皮重，作為該容器的滿注內容積。
需說明的是，平躺式袋不能自行站立，因此在將頂部密封的端部保持並懸垂的狀態下與3同樣地填充水並測定。
實施例1 向袋內填充2kg咖喱(填充率45％)、頂隙量為5.0％(約100ml)，按照之前所示的滅菌條件進行往復式高溫蒸煮滅菌，對於可能形成冷點的10處位置(圖2)測定內容物的溫度變化。然後，在F0值最不易上升的位置的F0值達到10的時刻進入冷卻步驟。測定的內容物的溫度變化與高溫蒸煮釜內溫度的變化如圖3所示。
擺動式滅菌中，通過滅菌架的往復運動，裝載於滅菌架上的袋內的流動性食品移動，袋產生波浪現象，通過該袋的波浪使流動性食品內容物被攪拌，均勻地進行滅菌，但是使用以往的測溫夾具(參照日本特公昭63-39225號公報)時，橫放在滅菌架上的袋的上下兩面被夾具固定，因此擺動產生的袋的波浪受限制，產生消除波浪導致的內容物的攪拌效果的問題。因此本實施例中，使橫放在滅菌架上的袋上面的運動不受測溫夾具限制地測定內容物的溫度。
實施例1中，如圖3所示，伴隨著內容物的移動袋產生波浪，通過此時的內容物攪拌效果使容器內各處均勻地發生溫度變化。並且若溫度超過110℃，則內容物的粘度也下降，攪拌效果提高，各產品溫度的升高受到限制。
比較例1 向袋內填充3kg咖喱(填充率70％)，除此之外與實施例1相同，在之前所示的滅菌條件下進行往復式高溫蒸煮滅菌。需說明的是，內容物的測定溫度是對可能產生冷點的12處(圖4)進行測定。與實施例1同樣，在F0值最不易上升的位置的F0值達到10的時刻進入冷卻步驟。測定的內容物的溫度變化與高溫蒸煮釜內溫度變化如圖5所示。
比較例1中，如圖5所示，升溫過程的容器內各處的溫度變化有很大偏差。而且，若詳細觀察，則各處的溫度有較大起伏，可推定冷點的位置在容器內移動。因此，可知即使溫度超過110℃，各物品溫度也不收斂(収束)，不好。
對於實施例1和比較例1，滅菌結束時的各測定點的最終F0值如表3所示。
[表3]
實施例1中，F0值的最大值與最小值的差(範圍)為1.5，幾乎沒有偏差，顯示良好的結果。而比較例1中，範圍為21.7，偏差較大，在F0值最大處顯示了33.1的值。
通常，F0值在其內容物的溫度大約110℃以上時值升高，表示進入了滅菌狀態。如圖3所示，實施例1中測定的各部分的溫度在110℃以上時，在任何測定點均收斂為大體相同的值，與靜置式高溫蒸煮裝置同樣，僅憑溫度測定即可評價最冷點的F0值。但是，如圖5所示，在比較例1中，測定的各部的溫度即使升高至110℃以上，其收斂性也差並且溫度起伏，難以把握最冷點的F0值。因此，無法僅憑溫度測定來評價最冷點的F0值。因此圖5中，將各部溫度中顯示最低值之處用平滑的曲線連出，將其作為最冷點的溫度變化，推定F0值，則基本未達到必要的F0值，必須進一步延長滅菌時間。比較例1中，以該方式推定必要的滅菌時間為85分鐘左右。
根據上述實施例1、比較例1的結果，為了驗證最佳填充量和頂隙氣體量與滅菌時間的關係，根據各填充率使試驗袋改變填充量和頂隙氣體量，進行往復式、靜置式的高溫蒸煮滅菌，進行滅菌時間的比較，這裡所述的各填充率是以供試袋的滿注內容積為100％容量時的各％容量。
實施例2 與上述實施例1同樣，向供試袋內填充相當於填充率30％的1305ml咖喱，調節頂隙氣體量為0％(0ml)、7.7％(100ml)、15.3％(200ml)，將所得樣品在與上述實施例1同樣的滅菌條件下進行往復式高溫蒸煮滅菌。求出頂隙氣體量與滅菌時間的關係，結果如圖6所示。與上述實施例1同樣，圖中的滅菌時間是下述時間在多處內容物溫度測定中以最低值作為最冷點的溫度變化，最冷點達到F0＝10時的滅菌時間。由圖6求出T(0％)/T(10％)＝1.06。
實施例3 與上述實施例1同樣，向供試袋內填充相當於填充率40％的1740ml咖喱，調節頂隙氣體量為0％(0ml)、5.7％(100ml)、11.5％(200ml)，將所得樣品在與上述實施例1同樣的滅菌條件下進行往復式高溫蒸煮滅菌。結果如圖6所示。由圖6求出T(0％)/T(10％)＝1.06。
實施例4 與上述實施例1同樣，向供試袋內填充相當於填充率50％的2175ml咖喱，調節頂隙氣體量為0％(0ml)、4.6％(100ml)、9.2％(200ml)、13.8％(300ml)，將所得樣品在與上述實施例1同樣的滅菌條件下進行往復式高溫蒸煮滅菌。結果如圖6所示。由圖6求出T(0％)/T(10％)＝1.11。
試驗例1 與上述實施例1同樣，向供試袋內填充相當於填充率60％的2610ml咖喱，調節頂隙氣體量為0％(0ml)、3.8％(100ml)、7.7％(200ml)、11.5％(300ml)，將所得樣品在與上述實施例1同樣的滅菌條件下進行往復式高溫蒸煮滅菌。結果如圖6所示。由圖6求出T(0％)/T(10％)＝1.32。這樣，雖然試驗例1中T(0％)/T(10％)≥1.2，但確認了如下效果如後所述，只要頂隙量在2-20％的範圍，即使頂隙量有偏差，也可以使滅菌時間相同。
比較例2 與上述實施例1同樣，向供試袋內填充相當於填充率70％的3000ml咖喱，調節頂隙氣體量為0％(0ml)、3.3％(100ml)、6.7％(200ml)、10％(300ml)，將所得樣品在與上述實施例1同樣的滅菌條件下進行往復式高溫蒸煮滅菌。結果如圖6所示。由圖6求出T(0％)/T(10％)＝1.41。
比較例3、4 與上述實施例1同樣，向供試袋內填充相當於填充率70％的3000ml咖喱，調節頂隙氣體量為0％(0ml)、1.7％(50ml)、3.3％(100ml)、6.7％(200ml)、10％(300ml)，將所得樣品在與上述實施例1同樣的滅菌條件下進行靜置式高溫蒸煮滅菌(比較例3)和旋轉式高溫蒸煮滅菌(比較例4)。結果如圖6所示。
圖6中，填充率為70％容量的袋的往復式滅菌時間與相同填充率的袋的靜置式滅菌時間相比，可見滅菌時間縮短的效果。該時間縮短效果在頂隙量為0-5％的範圍中可見與頂隙氣體量多少有些相關的傾向，但是在頂隙氣體量為5-20％的範圍內則不依賴於頂隙氣體量，由於頂隙的不同導致的滅菌時間的變動幅度在20％以內。如實施例1-4所示，填充率為30-50％容量的樣品不依賴於頂隙量，可見滅菌時間的縮短效果，因此內容物的品質較為優異，特別優選。另外，上述填充量中，滅菌時間的變動幅度在20％以內(1≤T(0％)/T(10％)≤1.2)，無需為了管理頂隙氣體量而設置特別的裝置。如試驗例1所示，在超過50％容量但在60％容量以內時，當頂隙量相當於內容物填充量的20-20％範圍時，滅菌時間的變動幅度在20％以下，因此幾乎無需調節頂隙量，滅菌時間一定。滿足1≤T(0％)/T(10％)≤1.35的條件。另外，在滿足1≤T(0％)/T(10％)≤1.2的條件、填充量為30-50％容量時，1處測定位置的溫度變化小，可通過幾處的溫度測定容易地求出F0值，因此熱電偶管理的壓力也會減輕。需說明的是，圖6表示使頂隙氣體量相對於流動性食品的體積在0-約15％範圍內達到F0＝10的滅菌時間，但是即使頂隙氣體量在10％-20％的範圍內，也與10％附近的值大致同樣。
圖10是將圖6的頂隙量0-5％的範圍放大表示。在袋裝食品中，為了防止內容物的氧化劣化或提高裝載效率，希望向使頂隙氣體量減少的目標進行設定。根據本發明的第4構成的滅菌方法，即使頂隙氣體量為微量時，也可以縮短滅菌時間。
圖11是將圖6的頂隙量2-10％的範圍擴大而得到的。填充袋裝產品時，為了將頂隙調節為0ml，必須一邊將內容物包入密封部一邊密封，而在實際生產中，從密封的穩定性角度考慮，上述方法難以應用。由圖11可知，如果頂隙量為2-20％、優選2-10％的範圍，則即使頂隙量有偏差，也可以使滅菌時間相同。因此，根據本發明的第5構成的滅菌方法，即使是多少設置一些頂隙、不特別嚴格調節頂隙量地以通常的填充裝置來填充的袋裝產品，也可以實現滅菌時間的縮短。
填充率低於30％的樣品中，內容積相對於袋過少，因此在產品形態和外觀上有問題，導致商品價值受損；或者是填充量過低，性價比不良，無法作為產品。另外袋的厚度變得很薄，即使在靜置式滅菌中也可以使滅菌時間縮短，往復式滅菌的滅菌時間縮短效果不大。
以上是基於240mm×350mm×65mm尺寸的袋的試驗結果進行的說明，本發明的效果在其它尺寸例如可填充內容量1-5kg左右的大型袋裝商用調理食品滅菌時也有效。另外，即使將F0值變更為10以外的適用於食品滅菌範圍的值時，也可得到同樣的效果。在實施例2-4、試驗例1中，由使袋的尺寸一定、使內容量改變的試驗中可知，可得到作為填充率的30-60％容量的值，所述值可得到滅菌時間不依賴於頂隙氣體量、大致一定、滅菌時間縮短的效果，但是在實際的袋裝產品化時，大多是事先決定了內容量。這種情況下，只要在不脫離本發明的構成或作用效果的範圍內，可以由內容量導出適當的袋尺寸來對應。並且，實施例中的高溫蒸煮滅菌是採用連續往復運動，但只要是在得到本發明的效果的範圍內，也可以是間歇性往復運動，還可以結合內容物的粘度變化在中途改變往復運動次數。在實施例1-4、試驗例1中，將滅菌中的釜內壓力設定為一定的壓力，以使滅菌前的頂隙量不變，在實際生產中可以使釜內壓力適當一定或者變動來進行調節，以獲得更優選的頂隙量。高溫蒸煮滅菌中的高溫蒸煮釜內的壓力為表壓在-0.07MPa至+1.0MPa的範圍內，特別優選0MPa至+0.5MPa的範圍。該壓力低於0MPa，則需要真空裝置，超過+0.5MPa則為了確保安全性，裝置的成本會提高。
實施例5 接著改變內容物進行試驗。以填充率70％向與上述實施例1相同的供試袋內填充麻婆豆腐的調料，使頂隙氣體量調節為0％、6.7％、10％，將該樣品在與上述實施例1同樣的條件下進行往復式高溫蒸煮滅菌。結果如圖7所示。由圖7求出T(0％)/T(10％)＝1.14。
供試內容物麻婆豆腐調料(將市場銷售麻婆豆腐調料的大型袋裝重新裝袋，粘度40℃-1500mPa·s、60℃-1210mPa·s、80℃-1010mPa·s) *粘度計使用B型粘度計，在50rpm的條件下測定。
滅菌溫度121℃下的粘度推定為670mPa·s(參照後述說明)。
比較例5 與實施例5同樣，以填充率45％在供試袋內填充麻婆豆腐調料，將頂隙氣體量調節為0％、5％、10％，將所得樣品在與實施例5同樣的滅菌條件下進行靜置式高溫蒸煮滅菌。結果如圖7所示。
比較例6 與實施例5同樣，以填充率70％在供試袋內填充麻婆豆腐調料，將頂隙氣體量調節為0％、1.7％、3.3％、6.7％、10％，將所得樣品在與實施例5同樣的滅菌條件下進行靜置式高溫蒸煮滅菌。結果如圖7所示。
圖7中，填充率70％的袋的往復式滅菌的滅菌時間與相同填充率的袋和45％填充率的袋的靜置式滅菌的滅菌時間相比，可見滅菌時間縮短的效果。該滅菌時間在頂隙量為0-10％的全部範圍內不依賴於頂隙量，大致一定。而且頂隙不同導致的滅菌時間的變動幅度在20％以內(1≤T(0％)/T(10％)≤1.2)。內容物為咖喱時，在填充率為70％時可見由於頂隙量導致的滅菌時間的稍微不同，但為麻婆豆腐的調料時，填充率為70％時大致一定。該區別可能是由於滅菌溫度下內容物的粘度的影響。
接著，對於各種流動性食品，與上述實施例1同樣地以填充率45％向供試袋內填充各種內容物，將頂隙氣體量調節為0ml，進行滅菌，對於各食品的粘度與滅菌時間縮短效果的關係，進行往復式滅菌和靜置式滅菌的比較，結果如表4、5和圖8所示。圖8中，橫軸表示食品名和121℃下的粘度，縱軸表示達到F0＝10時的滅菌時間和往復式滅菌相對於靜置式滅菌的滅菌時間縮短率。需說明的是，如本實施例所述，滅菌溫度超過100℃、難以測定滅菌中的內容物的粘度時，可使用andrade的粘度式(η∝exp(E/RT)，η粘性率，E流體活化能，R氣體常數，T絕對溫度(°K))計算滅菌中的內容物粘度。
粘度如下得到使用B型粘度計，在50rpm的條件下測定100℃以下至少2點以上的溫度，通過計算推定。本實施例中，由在40℃、60℃、80℃的該條件下的測定結果，按照計算推定出121℃的粘度。
[表4]
(水的粘度參照丸善(株)發行的「理科年表機上版」1989年11月30日發行第447頁) [表5]
(*玉米湯的稀釋使用水) 由以上結果可知，粘度最高的白色醬汁中，往復式滅菌相對於靜置式滅菌的滅菌時間縮短效果幾乎沒有，在粘度次高的玉米湯的1.1倍稀釋中，可見約20％的滅菌時間縮短效果。在1.3倍稀釋物中滅菌時間縮短效果顯著，在1.5倍稀釋物中該效果進一步增大。而內容物為水時，粘度低，即使進行靜置式滅菌，滅菌時間也很短，往復式滅菌的滅菌時間的縮短效果少。由此可知，往復式滅菌導致的滅菌時間縮短效果中，當達到滅菌開始溫度時，流動性食品的滅菌時的粘度優選4500mPa·s以下，更優選2500mPa·s以下，進一步優選1500mPa·s。下限優選0.2mPa·s以上，更優選10mPa·s以上。
以上實施例、試驗例和比較例中，在最冷點的F0值為10分鐘的時刻進入冷卻步驟，但在實際上實施本發明時，可以比10分鐘短或長，可以根據每種內容物確定達到必要的滅菌效價的時間。
權利要求
1.袋裝流動性食品的滅菌方法，其特徵在於滅菌釜內溫度達到滅菌溫度(Tr℃)之後，以該密封完畢的袋的由(1)式求出的滅菌水平(F(Tr℃))達到F(Tr℃)＝10分鐘時的時間作為滅菌時間，調節往復式滅菌中的加速度、滅菌釜內壓力、流動性食品粘度、內容物填充率，在柔性袋內填充並密封流動性食品，進行往復式滅菌，使預先作為指標求出的、該密封完半的袋內頂隙為0％時的滅菌時間(T(0％))和頂隙為10％時的滅菌時間(T(10％))滿足(2)式；
F(Tr℃)＝∫0T10(Ti-Tr)/10dt …(1)
式中，Ti是開始滅菌t分鐘後袋內的最冷點的溫度，dt是時間微段；
1≤T(0％)/T(10％)≤1.2 …(2)。
2.權利要求1所述的袋裝流動性食品的滅菌方法，其特徵在於將該密封完畢的袋以非固定狀態裝載在滅菌機內的架上，在該往復式滅菌的加速度為0.1-0.3G的範圍內使該滅菌機往復運動。
3.權利要求1或2所述的袋裝流動性食品的滅菌方法，其特徵在於在柔性袋的滿注內容積為100％容量時，將該流動性食品的填充量調節為30-70％容量。
4.權利要求1-3中任一項所述的袋裝流動性食品的滅菌方法，其特徵在於相對於流動性食品的體積，使該頂隙量調節至相當於0-5％的範圍。
5.權利要求1-3中任一項所述的袋裝流動性食品的滅菌方法，其特徵在於相對於流動性食品的體積，將頂隙量調節至相當於2-20％的範圍。
6.權利要求1-5中任一項所述的袋裝流動性食品的滅菌方法，其特徵在於在該流動性食品達到滅菌開始溫度時，使用B型粘度計，在50rpm的條件下測定或計算得到的粘度為0.2-4500mPa·s以下。
7.袋裝流動性食品的滅菌方法，其特徵在於使用B型粘度計，在50rpm的條件下測定或計算得到的該流動性食品的滅菌溫度下的粘度為0.2-4500mPa·s，以該袋的滿注內容積為100％容量時使內容量為30-60％容量，將該流動性食品向柔性袋內填充並密封，進行往復式滅菌。
8.權利要求7所述的袋裝流動性食品的滅菌方法，其特徵在於將該密封完畢的袋以非固定狀態裝載在滅菌機內的架上，在該往復式滅菌的加速度為0.1-0.3G的範圍內使該滅菌機往復運動。
9.權利要求7或8所述的袋裝流體食品的滅菌方法，其特徵在於相對於該流動性食品的體積，該密封完畢的袋內的項隙量相當於2-20％。
全文摘要
在縱軸表示滅菌時間、橫軸表示頂隙氣體量的滅菌時間與頂隙氣體量關係的圖表中，不依賴於頂隙氣體量，滅菌時間一定，在該填充率下將流動性食品內容物填充到柔性袋內並密封，然後將袋在非固定性狀態下進行往復式滅菌。
文檔編號A23L3/14GK101820779SQ20088011177
公開日2010年9月1日 申請日期2008年8月6日 優先權日2007年8月10日
發明者荒木宗司, 田口善文, 高井泰三, 波多野靖 申請人:東洋制罐株式會社