本発明は、飲料等の液状食品やカレー等� ��粘調な流動性食品あるいは経腸栄養剤等の� ��動性食品を可撓性パウチに充填、密封し摺� ��式殺菌を行う場合の殺菌方法に関する。

背景技術
一般に容器詰め食品を殺菌する場合、殺菌時 間は容器内の最も温度が上がらない箇所であ るコールドスポット(最遅速加熱点、最冷点)� ��呼ばれる箇所の殺菌値(F ₀ 値)が必要値に達するまでの時間によって決� �される。従って、内容物が受ける温度履歴� �るいはF ₀ 値は、最も熱伝達がよい容器壁近傍では過剰 となり、容器内の各部の温度履歴の差が殺菌 時間の長時間化および内容物の品質低下の原 因となっている。昇温時間・殺菌時間・冷却 時間のトータルの殺菌時間は、容器材質と形 状、内容物の充填量とヘッドスペースガス量 、内容物の熱伝達性、粘度など、種々の因子 に依存するため、缶詰、ビン詰め、パウチ詰 めなどそれぞれについて、殺菌時間の短縮な どの生産性向上と内容物劣化防止の両面から 様々な殺菌方式が検討されてきた。

パウチ詰め流動性食品を殺菌する場合、一 般には静置式殺菌機と呼ばれる殺菌機が用い られる。しかし、パウチのヘッドスペースガ ス量が多いとガスが熱伝達を妨げるために殺 菌時間が長くなり生産効率が悪くなるので、 ヘッドスペースガスをなるべく少なくして殺 菌を行っている。また反対に、回転式殺菌に おいては、回転によってパウチ内のヘッドス ペースガスが移動して内容物を強制的に攪拌 することにより、内容物の熱伝達を促進し殺 菌時間の短縮が図られている。このため一般 に回転式殺菌における殺菌時間はヘッドスペ ースガス量に依存すると考えられており、殺 菌時間を短縮するためにヘッドスペース内の ガス量を正確に計量することが求められてい る。加えて、回転式殺菌を行う場合には回転 機構部のスペースを必要とするとともに殺菌 機内でパウチが移動することを防止するため 、治具などを用いてパウチを拘束したり専用 の載置棚を用いたりするが、この方法では載 置できる数量が少なくなり生産効率が低下し たり、専用載置棚を用いるためにコスト高と なり経済性を欠くこととなる。

 内容量1~10kg特に1~5kgの大型パウチ詰業務� �調理食品を殺菌するに際しては、パウチ内� �ヘッドスペースガス量のバラツキが生じ易� �、目標としているガスの充填量より不足す� �と殺菌不足の危険性が生じ、逆にガスの充� �量が多すぎると殺菌が過剰になり品質劣化� �大きくなることから、パウチ内に正確に定� �のガスを充填することが重要な課題となっ� �いる。

 しかし既存の充填機により各パウチに内� ��物を充填する際には、パウチの可撓性によ� ��パウチ形状を一定に保つことが難しいため� ��ッドスペースガス量にかなりのばらつきが� ��じるのが現実であり、各パウチについて均� ��な量のヘッドスペースガスを充填すること� ��困難である。したがって各パウチに均一に� ��量のヘッドスペースガスを充填するために� ��特別の装置を設けるとともに、ヘッドスペ� ��スガスが各パウチに正確に充填されたか否� ��について各パウチのヘッドスペース量を非� ��壊状態で検査するために特別な検査装置が� ��要になる。

 特開平9-221108号公報は、ガス充填中にパ� �チからのガス漏れを防止し、パウチ内に定� �のガスが充填できて正確なヘッドスペース� �有するパウチ詰め食品を得る装置および方� �を開示している。

発明の開示
 本発明は上記従来のパウチ詰め食品の殺菌� ��法における問題点にかんがみなされたもの� ��あって、パウチ詰め食品を積載した殺菌棚� ��前後または左右に往復運動させるパウチ食� ��の摺動式殺菌(特開2008-17726号公報参照)にお� ��て、パウチ内への内容物充填時および充填� ��におけるヘッドスペースガス量の厳密な管� ��を行うことなく、また、このための既存の� ��填装置のみを使用して殺菌時間の短縮がで� ��、かつパウチ内における内容物の温度履歴� ��差を小さく抑え、品質低下を防止できる新� ��な殺菌方法を提供するものである。

 本発明者等は種々実験と研究を重ねた結� ��、パウチ内への流動性食品の充填率をある� ��囲内としてある特定の条件下で摺動式殺菌� ��行うと、パウチ内の流動性食品が移動して� ��ウチが波打つ現象が生じ、ヘッドスペース� ��ス量にほとんど依存することなく殺菌時間� ��短縮されてほぼ一定になることを発見し、� ��発明に到達した。ここで示す流動性食品の� ��填率とは、後述する方法で求められる可撓� ��パウチに充填密封可能な最大体積(満注内容 積)と実際の充填体積の割合をいう。

 本発明の上記目的を達成する第1の構成は、 パウチ詰め流動性食品の殺菌方法であって、 殺菌釜内温度が殺菌温度(Tr℃)に達してから� �該密封済みパウチの(1)式から求められる殺� �レベル(F(Tr℃))が
 F(Tr℃)=∫ ₀ ^T 10 ^(Ti―Tr)/10 dt ・・・(1) 
 (式中Tiは殺菌を開始してからt分後のパウチ 内の最冷点での温度、dtは微小時間)
F(Tr℃)=10分に達するまでの時間を殺菌時間と� ��て、予め指標として求められる該密封済み� ��ウチ内のヘッドスペースを0%としたときの� �菌時間(T(0%))とヘッドスペース10%としたとき� ��殺菌時間(T(10%))とが(2)式を満たすように、� �動式殺菌における加速度、殺菌釜内の圧力� �流動性食品の粘度、内容物の充填率を調整� �て可撓性パウチに流動性食品を充填密封し� �動式殺菌することを特徴とするものである� �

 1≦T(0%)/T(10%)≦1.2 ・・・(2)
そして、上記内容を好適に実現するためには 、摺動式殺菌における摺動式殺菌の加速度、 殺菌釜の釜内圧力、流動性食品の粘度、可撓 性パウチへの充填率などの要因を、一つまた は複数組み合わせてある特定の条件とするこ とにより達成することができる。

 本発明の第2の構成は、該密封済みパウチ を殺菌機内の棚に非拘束状態で載置し、該摺 動式殺菌の加速度を0.1~0.3Gの範囲で該殺菌機� ��摺動させることを特徴とする第1の構成のパ ウチ詰め流動性食品の殺菌方法である。

 本発明の第3の構成は、該流動性食品の充 填量を、可撓性パウチの満注内容積を100容量 %としたとき、流動性食品の充填量が30~70容量 %に調整することを特徴とする第1または第2の 構成のパウチ詰め流動性食品の殺菌方法であ る。

 本発明の第4の構成は、該ヘッドスペース 量を、該流動性食品の容積に対して0~5%に相� �する範囲に調整することを特徴とする構成1~ 3のいずれかのパウチ詰め流動性食品の殺菌� �法である。

 また、本願でいうヘッドスペース量のパ� ��センテージ(%)は室温での該流動性食品の容� ��100%に対してのものである。

 本発明の第5の構成は、該ヘッドスペース 量を、該流動性食品の容積に対して2~20%に相� ��する範囲に調整することを特徴とする構成1 ~3のいずれかのパウチ詰め流動性食品の殺菌� ��法である。

 本発明の第6の構成は、該流動性食品が殺 菌開始温度に達したとき、B型粘度計を用い� �50rpmの条件で測定または算出した粘度が0.2~45 00mPa・s以下であることを特徴とする構成1~5の いずれかのパウチ詰め流動性食品の殺菌方法 である。

 本発明の第7の構成は、パウチ詰め流動食 品の殺菌方法であって、該流動性食品は殺菌 温度での粘度がB型粘度計を用いて50rpmの条件 で測定または算出して0.2~4500mPa・sであり、該 流動性食品を可撓性パウチに該パウチの満注 内容積を100容量%としたとき内容量30~60容量%� �して充填し密封し、摺動式殺菌することを� �徴とするパウチ詰め流動性食品の殺菌方法� �ある。

 本発明の第8の構成は、該密封済みパウチ を殺菌機内の棚に非拘束状態で載置し、該摺 動式殺菌の加速度を0.1~0.3Gの範囲で該殺菌機� ��摺動させることを特徴とする構成7のパウチ 詰め流動性食品の殺菌方法である。

 本発明の第9の構成は、該密封済みパウチ 内のヘッドスペース量が、該流動性食品の容 積に対して2~20%に相当することを特徴とする� ��成7または8のパウチ詰め流動食品の殺菌方� �である。

 本発明の第1の構成によれば、図9に示す� �うに、一定の充填率になるように充填量を� �整しながら可撓性パウチに流動性食品を秤� �充填し、次いでヘッドスペース量を調整し� �密封し、殺菌レベルF(Tr℃)=10分に達するまで の時間を殺菌時間として、予め指標として求 められるヘッドスペースを0%としたときの殺� ��時間(T(0%))とヘッドスペース10%としたときの 殺菌時間(T(10%))とが1≦T(0%)/T(10%)≦1.2を満たす 条件を基にして、摺動式殺菌における加速度 、殺菌釜内の圧力、流動性食品の粘度、内容 物の充填率を調整して摺動式殺菌を行うこと により、パウチの可撓性に起因してパウチ内 の流動性食品が移動し、攪拌が十分に行われ るため、ヘッドスペースガス量が流動性食品 の容積に対して所定の範囲内においてはヘッ ドスペースガス量にほとんど依存することな く必要な殺菌時間が短縮されてほぼ一定とな り、パウチ内のどの箇所においても内容物温 度がほぼ一定となるので、パウチによってヘ ッドスペースガス量にばらつきがあっても殺 菌時間が不足する危険性がなくなる。

 本発明では、殺菌釜内温度が殺菌温度(Tr℃) に達してから、
該密封済みパウチの(1)式から求められる殺菌 レベル(F(Tr℃))が
    F(Tr℃)=∫ ₀ ^T 10 ^(Ti―Tr)/10 dt      (1)
F(Tr℃)=10分に達するまでの時間を殺菌時間と� ��て、
予め指標として求められる該密封済みパウチ 内のヘッドスペースを0%としたときの殺菌時� ��(T(0%))とヘッドスペース10%としたときの殺菌 時間(T(10%))とが(2)式を満たす条件を基にして� ��摺動式殺菌することを特徴とするパウチ詰� ��流動性食品の殺菌方法である。

    1 ≦ T(0%)/T(10%) ≦ 1.2    (2)

 本発明では、パウチ内への流動性食品の充� ��率をある範囲内としてある特定の条件下で� ��動式殺菌を行うと、パウチ内の流動性食品� ��移動してパウチが波打つ現象が生じ、ヘッ� ��スペース量にほとんど依存することなく殺� ��時間が短縮されてほぼ一定になる。本発明� ��等は、本発明に適する条件を予め求めるた� ��に、加熱殺菌分野で最も認知度が高く、パ� ��ソナルコンピュータなどで殺菌中リアルタ� ��ムに自動計算ができる(1)式が利用できるこ� ��を種々検討を重ね認めたのである。ここで� ��(1)式を殺菌開始時点からT分後まで積分し求 められるパウチ内のコールドスポット(最遅� �加熱点、最冷点)の殺菌レベルがF(Tr℃)=10分� �達するまでの時間を殺菌時間として、予め� �標として求めたヘッドスペースを0%としたと きの殺菌時間(T(0%))とヘッドスペース10%とし� �ときの殺菌時間(T(10%))とが(2)式を満たす条件 を基にして、摺動式殺菌することにより、本 発明の目的が達成されることを意味するので ある。

 すなわち、(1)式は、Tr=121℃のとき、ボツリ� ��ス菌に対する殺菌効果であるF ₀ 値を計算するための基本式となるが(株式会� �幸書房発行「レトルト食品の基礎と応用」20 05年3月10日改訂第1版76頁~80頁参照)、本発明で は、(1)式は121℃といった特定の殺菌温度に限 定されるものではなく、殺菌温度Tr℃は65~135� ��、135℃以上といった範囲で必要に応じて適� ��設定できる。また、ボツリヌス菌のZ=10℃(18 ゜F)を用いたものの、特定の菌を意識したも� ��ではなく、一般的に用いられているボツリ� ��ス菌を対象とした式として利用しただけで� ��る。なお、ここでZ値とは微生物の致死時間 や致死率の1/10または10倍の変化に対応する過 熱温度の変化量である。また、実際の生産時 の殺菌レベルF(Tr℃)についても、10分に限定� �るものではなく、(2)式の内容を満たすよう� �摺動式殺菌における加速度、殺菌釜内の圧� �、流動性食品の粘度、内容物の充填率を一� �または複数組み合わせて調節した条件であ� �ば10分より短くても長くてもよく、必要に応 じて適宜設定すればよい。殺菌釜内を加熱す るときの昇温条件についても、実際の生産条 件に応じて適宜設定できる。例えば、昇温を 同じ勾配で昇温する1段加熱方式としてもよ� �、途中で勾配を変化させ昇温する1段加熱方� ��とすることもできる。また、内容物の旨味� ��機能性成分を残すために行われる2段加熱方 式をとってもよい。すなわち、釜内温度を最 終殺菌温度とするまでに、内容物の品質を落 とさないレベルの温度まで昇温し、その温度 で一定時間保持して内容物を昇温した後、そ の後最終殺菌温度まで昇温する方式をとって もよい。

 従って、本発明では、F(Tr℃)=10分に達す� �までの時間を殺菌時間として、予め指標と� �て求められるヘッドスペースを0%としたとき の殺菌時間(T(0%))とヘッドスペース10%とした� �きの殺菌時間(T(10%))が(2)式を満たす条件を基 にして、予め摺動式殺菌する条件を決定し、 実際の殺菌を行うことにより、本発明の課題 を解決するものである。

 本発明によれば、(2)式の内容を満たすよう� ��摺動式殺菌における加速度、殺菌釜内の圧� ��、流動性食品の粘度、内容物の充填率を一� ��または複数組み合わせて調節した条件で摺� ��式殺菌を行うことにより、内容物の攪拌を� ��す条件となりパウチ内においてパウチ壁近� ��と中心部付近のコールドスポットとの温度� ��歴の差を小さくすることができる。また、� ��動式殺菌を行うことによりパウチ内での各� ��所での殺菌値(F ₀ 値)のばらつきが小さく押さえられるためにF ₀ 値の確認は数ヵ所でよく、先の条件から外れ る場合は数10ヵ所を測定する必要があったこ� ��から比較して作業性が格段に向上する。更� ��、充填時、充填後におけるヘッドスペース� ��ス量の厳密な管理の必要がなく、既存の設� ��のみを使って殺菌時間を短縮することがで� ��、高品質のパウチ食品を安定して生産する� ��とができる。

 本発明はあらゆるサイズのパウチに適用� ��能であるが、内容量1~10kg、特に1~5kgのいわ� �る大型パウチ製品への適用が効果が大きく� �ましい。

 本発明の第2の構成によれば、該密封済み パウチを殺菌機内の棚に非拘束状態で載置し 、該摺動式殺菌の加速度を0.1~0.3Gの範囲で該� ��菌機を摺動させることにより、該流動性食� ��が充分に攪拌される一方、摺動による殺菌� ��上でのパウチの移動が抑えられるため、パ� ��チ拘束治具や専用の載置棚を用いる必要が� ��く、治具を用いることによって起こる生産� ��率の低下や、専用載置棚にかかるコストを� ��えることができる。なお、水平方向への摺� ��は、クランクなどを用いた公知の方法を用� ��ることができる。

  本発明の第3の構成によれば、該流動性� ��品の充填量を、可撓性パウチの満注内容積� ��100容量%としたとき、流動性食品の充填量を 30~70容量%に調整することにより、摺動殺菌中 にパウチの可撓性に起因してパウチ内の流動 性食品が移動してパウチの波打ちが起こり、 流動性食品の攪拌が十分に行われるため、ヘ ッドスペースガス量にほとんど依存すること なく必要な殺菌時間が短縮されてほぼ一定と なり、パウチ内のどの箇所においても内容物 温度がほぼ一定となるので、パウチによって ヘッドスペースガス量にばらつきがあっても 殺菌時間が不足する危険性がなくなる。また その他の効果においても第1の構成と同様の� �果を奏することができる。

  本発明の第4の構成によれば、該ヘッド� ��ペース量を、該流動性食品の容積に対して0 ~5%に相当する範囲に調整することにより、こ の範囲内においては必要な殺菌時間が静置式 殺菌やヘッドスペース量が少ない場合には回 転式殺菌に比べても顕著に短縮され、さらに 必要な殺菌時間がヘッドスペース量によらず ほぼ一定となり、パウチ内のどの箇所におい ても内容物温度がほぼ一定となる効果を確実 に奏することができる。

  本発明の第5の構成によれば、該ヘッド� ��ペース量を該流動性食品の容積に対して2~20 %に相当する範囲に調整することにより、こ� �範囲内においてはヘッドスペースガス量に� �存することなく必要な殺菌時間が静置式殺� �に比べて短縮されてほぼ一定となり、パウ� �内のどの箇所においても内容物温度がほぼ� �定となる効果を確実に奏することができる� �

本発明の第6の構成によれば、該流動性食� �が殺菌開始温度に達したとき、B型粘度計を� ��いて50rpmの条件で測定または算出した粘度� �0.2~4500mPa・s以下であることにより、ヘッド� �ペースガス量が流動性食品の容積に対して� �定の範囲内であればヘッドスペースガス量� �ほとんど依存することなく必要な殺菌時間� �短縮されてほぼ一定となり、パウチ内のど� �箇所においても内容物温度がほぼ一定とな� �ので、パウチによってヘッドスペースガス� �にばらつきがあっても殺菌時間が不足する� �険性がなくなる。

 本発明の第7の構成によれば、該流動性食 品は殺菌温度での粘度がB型粘度計を用いて50 rpmの条件で測定または算出して0.2~4500mPa・sで あり、該流動性食品を可撓性パウチに該パウ チの満注内容積を100容量%としたとき内容量30 ~60容量%にして充填し密封し、摺動式殺菌す� �ことによって、パウチの可撓性に起因して� �ウチ内の流動性食品が移動して外観上パウ� �の波打ちが起こり、流動性食品の攪拌が十� �に行われるため、必要な殺菌時間が短縮さ� �る。また、流動性食品の粘度や充填率など� �もよるが、例えば、流動性食品の粘度や充� �率が低い場合には、ヘッドスペースガス量� �ほとんど依存することなく殺菌時間が短縮� �れてほぼ一定となり、パウチ内のどの箇所� �おいても内容物温度がほぼ一定となるので� �パウチによってヘッドスペースガス量にば� �つきがあっても殺菌時間が不足する危険性� �なくなる。

 本発明の第8の構成によれば、第7の構成� �おいて、該密封済みパウチを殺菌機内の棚� �非拘束状態で載置し、該摺動式殺菌の加速� �を0.1~0.3Gの範囲で該殺菌機を摺動させること により、第2の構成の効果を合わせ奏するこ� �ができる。

 本発明の第9の構成によれば、第7の構成� �おいて、該密封済みパウチ内のヘッドスペ� �ス量が、該流動性食品の容積に対して2~20%に 相当することにより、第5の構成の効果を合� �せ奏することができる。