JP2003072719A

JP2003072719A - 無菌充填方法および容器の殺菌方法

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Publication number: JP2003072719A
Application number: JP2001257682A
Authority: JP
Inventors: Etsuo Shimamura; 悦夫島村; Shinsuke Yamazaki; 晋輔山崎
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2001-08-28
Filing date: 2001-08-28
Publication date: 2003-03-12

Abstract

(57)【要約】【課題】充填される酸性食品あるいは貧栄養の飲料の風
味の変化や栄養成分の劣化がなく、薬剤を使用せず品質
管理と作業環境管理に費用を要せず、容器に耐熱性が要
求されずかつ設備にコストが嵩まない汎用性のある無菌
充填方法の提供にある。【解決手段】プラスチック製の容器を殺菌し、該殺菌さ
れたプラスチック製の容器に腐敗の対象が真菌類である
酸性食品または貧栄養の飲料を充填する無菌充填方法で
あって、前記殺菌は、ＰＥＴボトル１０の外側へキセノ
ンフラッシュランプ１３が発するパルス光の照射によっ
て成され、このＰＥＴボトル１０は透明である無菌充填
方法とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、食品や流動性食品
などの流動性のある食品を無菌状態の容器に充填する無
菌充填方法に関するものあり、特に酸性食品あるいは貧
栄養の飲料の腐敗の原因である真菌類（カビ、酵母）を
殺菌し、無菌状態の容器とし、この容器に流動性のある
食品を充填する無菌充填方法および容器の殺菌方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】オレンジジュースやリンゴジュース等ｐ
Ｈが４．６以下の酸性食品の腐敗の原因は、比較的耐熱
性のない真菌類（カビ、酵母）であり、耐熱性のある細
菌類はｐＨの影響により繁殖できないため、腐敗の原因
とはならない。また、ミネラルウォーターの如き貧栄養
の飲料は、細菌類は繁殖せず、ごく稀に耐熱性のないカ
ビの繁殖による事故が発生する場合がある。

【０００３】従来これら真菌類（カビ、酵母）が制御の
対象となるオレンジジュース等酸性食品あるいはミネラ
ルウォーター等貧栄養素の飲料の微生物制御法として
は、例えば熱間充填、いわゆるホットパックで熱による
容器の殺菌方法が最も一般的である。

【０００４】しかし、このホットパックによる容器の殺
菌方法では、充填物（飲料等内容液）が過加熱状態とな
り、風味の変化をはじめとする味覚の官能的劣化や栄養
成分の減少などが問題となるものであった。また、特に
プラスチック製の容器に熱い内容液を充填すると、その
容器由来の臭気が内容液に移行し易いという問題もあっ
た。さらにまた、容器にある程度の耐熱性（１００℃未
満）が要求され、例えばＰＥＴボトルなどは、耐熱仕様
（非晶性の特殊ＰＥＴ等）の容器が必要となり、材料を
はじめ製造コストがアップとなるという問題があった。

【０００５】そこで上記ホットパックでの熱による風味
の変化や栄養成分の減少等の問題点を解決する方法とし
て、各種の無菌充填法があり、この方法として予め殺菌
した容器に、これとは別に殺菌または除菌した充填物を
無菌雰囲気下で充填・密封する方法があり、容器の殺菌
方法としては、過酸化水素や過酢酸などの薬剤殺菌によ
る方法がある。またその他の方法として、容器を充填物
とは別にスチームを用いて殺菌し、それに常温の充填物
を充填する方法がある。さらにまたその他の方法とし
て、バッチ式のγ線殺菌、電子線（ＥＢ）殺菌等による
容器を殺菌する方法がある。

【０００６】しかしながら、これら無菌充填方法では、
高温短時間処理なのでホットパックで問題となる過加熱
による充填物（飲料等）の風味の変化や栄養成分の減少
などは殆どないが、例えば過酸化水素等による薬剤殺菌
では、殺菌液の残留問題や、この残留薬剤を解決するた
めの残留薬剤除去設備とその品質管理のためのコストア
ップが問題となるものであった。さらに殺菌剤の充填室
へのリーク等による作業環境（健康管理上）の問題が発
生するものであった。

【０００７】また、スチームによる無菌充填方法では、
容器を１００℃程度の高温で殺菌するため、前記のホッ
トパック以上に容器の耐熱性が要求され、特にＰＥＴボ
トルでは材料等を含めた製造コストのアップとなる問題
があり、さらに使用するスチームのドリップが容器内に
残存し、内容液（充填物）の品質を低下させるという問
題もあった。

【０００８】さらにまた、バッチ式のγ線殺菌、電子線
（ＥＢ）殺菌による無菌充填方法では、その装置が大規
模で、大スペースと高コストとなるので、バックインボ
ックスの如き特殊な容器形態（他の方法では不可能に近
い）で、大量生産の場合のみ可能で、汎用性に欠けると
いう問題があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
技術の問題点を解決するものであり、その課題とすると
ころは、酸性食品あるいは貧栄養の飲料の無菌充填方法
であって、充填される内容液の風味の変化や栄養成分の
劣化がなく、薬剤を使用せず品質管理と作業環境管理に
費用を要せず、容器に耐熱性が要求されずかつ設備にコ
ストが嵩まない汎用性のある無菌充填方法を提供するこ
とにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に於いて上記課題
を達成するために、まず請求項１の発明では、容器を殺
菌し、該殺菌された容器に流動性のある食品を充填する
無菌充填方法であって、前記殺菌は、容器の外側へパル
ス光の照射を行うことによって成されることを特徴とす
る無菌充填方法としたものである。

【００１１】また、請求項２の発明では、前記流動性の
ある食品は、酸性食品または貧栄養の飲料である請求項
１記載の無菌充填方法としたものである。

【００１２】また、請求項３の発明では、前記パルス光
は、キセノンフラッシュランプより発せられたものであ
る請求項１記載の無菌充填方法としたものである。

【００１３】上記請求項１、２、３の発明によれば、容
器（ボトル、袋等）の殺菌は、その容器の外側からパル
ス光、具体的にはキセノンフラッシュランプから発する
パルス光の照射を行うことによって成されるので、この
照射源から発せられる２００ｎｍ〜３００ｎｍの遠紫外
線および、３００ｎｍ〜３８０ｎｍの近紫外線の２種類
の紫外線の光子は、酸性食品あるいは貧栄養の飲料の腐
敗の原因となる真菌類（カビ、酵母）に含まれる芳香族
に吸収される。この芳香族は真菌類等菌やバクテリアの
遺伝情報の入ったＤＮＡ、ＲＮＡに含まれていて、芳香
族の２重結合部分の安定を破壊する。このように安定を
壊された分子は運動を始め熱を発生する。上記パルス光
発せられる紫外線の他に可視から赤外に至る瞬間的熱は
この運動によって生まれる熱とそれ自体から発せられる
熱になり真菌類等菌やバクテリアにとって重要なＤＮ
Ａ、ＲＮＡを破壊し、不活性化させる。つまりこのキセ
ノンフラッシュランプには、断続的な加熱の必要がな
く、パルス化された光の瞬間的照射で菌やその他のバク
テリアを破壊する。よって熱的影響がないので充填され
る内容液の風味の変化や栄養成分の劣化がなく、また薬
剤を使用しないのでその品質管理と作業環境管理に費用
を要せず、さらに容器に耐熱性が要求されることがな
く、かつ設備にコストも嵩まない汎用性のある流動性の
ある食品即ち酸性食品あるいは貧栄養の飲料の無菌充填
方法とすることができる。

【００１４】また、請求項４の発明では、前記容器は、
少なくとも殺菌時は透明であることを特徴とする請求項
１、２または３記載の無菌充填方法としたものである。

【００１５】上記請求項４の発明によれば、前記容器
を、少なくとも殺菌時は透明なもの（ラベル貼り等は内
容液の充填後のほうが好ましい）とすることによって、
照射されるボトル等容器の表面とともに内面へも照射
（殺菌）効果が発揮され、高効率の無菌充填方法とする
ことができる。

【００１６】さらにまた、請求項５の発明では、容器に
対してパルス光を照射することを特徴とする容器の殺菌
方法としたものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
用いながら説明する。本発明の無菌充填方法は、図１に
示すように、例えば透明な容器としてのＰＥＴボトル
（１０）が搬送用ベルトコンベア（１１）で搬送され、
無菌チャンバー（１２）内に搬入される。この無菌チャ
ンバー（１２）内では、このＢ−Ｂ断面として、図２に
示すように、透明なポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）ボトル（１０）の両側と上側に配備されているキセ
ノンフラッシュランプ（１３）より発するパルス光でＰ
ＥＴボトル（１０）の両側と上側から照射して殺菌を行
う。それらキセノンフラッシュランプ（１３）のそれぞ
れの背後に反射ミラー（１８）を備えている。

【００１８】続いて図１に示すように、上記で殺菌され
た透明なＰＥＴボトル（１０）は、さらに搬送用ベルト
コンベア（１１）で搬送され、内容液の入っている充填
タンク（１４）から充填ノズル（１５）を通して内容液
（２０）が充填される。

【００１９】続いて上記で内容液（２０）が充填された
ＰＥＴボトル（１０）口部に陽圧用無菌エアー（Ａ）を
吹き付けた後、既に殺菌されたキャップ（１６）をＰＥ
Ｔボトル（１０）の口部に載せ、キャップ巻き締め部
（１９）でキャップ（１６）が巻き締めされて密封され
て無菌チャンバー（１２）から排出され、それにラベル
（１７）が貼られて製品（５）となる。

【００２０】上記無菌チャンバー（１２）内での容器殺
菌工程として、充分な殺菌効果を得るには、１００〜２
０００Ｊの範囲の出力で、１〜１００回の範囲のキセノ
ンフラッシュランプが発するパルス光の照射を必要とす
る。

【００２１】このように、キセノンフラッシュランプか
ら発するパルス化された光を利用した殺菌法は、通常従
来のＵＶランプにおける長時間の照射と異なり、瞬間的
な発熱で菌やバクテリアだけ破壊し、透明な容器や食品
等の処理表面にこのエネルギーは蓄積せず、拡散し、こ
の間ほとんど熱伝達が起こらないので容器等製品にダメ
ージを与えることはない。

【００２２】また、キャップ（１６）の殺菌は、種々の
方法で可能で特に限定されるものではないが、その一例
として、過酸化水素ガスを用いた殺菌方法があり、これ
は過酸化水素を加熱してガス化する発生装置より送られ
たガスをキャップ殺菌室にあるガスノズルからキャップ
に噴出させて殺菌し、それに乾燥用の無菌ホットエアー
を吹き付け、過酸化水素の活性化と除去を行ってＰＥＴ
ボトル（１０）へ載せるものである。

【００２３】このキャップ（１６）の殺菌に、上記のキ
セノンフラッシュランプによるパルス光照射してもよい
が、キャップ（１６）が不透明な場合が多く、内面まで
殺菌されないので、キャップ外面のほか、内面にも照射
されるようにキャップを回転させるなど工夫を要する。
これらの他キャップの殺菌法として、過酢酸等の薬剤殺
菌、スチーム殺菌等も可能である。

【００２４】上記透明な容器としては、上記事例のポリ
エチレンテレフタレート（ＰＥＴ）ボトル（１０）の他
塩化ビニル、ポリプロピレン（ＰＰ）の如きプラスチッ
クボトルの他、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン
等ポリオレフィン系フィルムでなる単体の袋、あるいは
これらにナイロンフィルム等あるいはセラミック蒸着層
（透明）を積層したフィルムでなる袋などが挙げられ、
本発明の無菌充填方法および容器の殺菌方法の容器の対
象となる。また、ガラス容器も本発明の容器として使用
できる。

【００２５】以上のように本発明のキセノンフラッシュ
ランプが発するパルス光照射による殺菌する無菌充填方
法によれば、殺菌等制御対象が真菌類（カビ、酵母）
で、容器が透明なものに限定されるが、常温での効果的
な殺菌が可能で、耐熱性に劣るとされるポリオレフィン
系プラスチックからなる容器にも使用でき、薬剤残留の
問題もなく、かつ大規模で高コストの設備の必要もない
無菌充填方法とすることができる。

【００２６】

【実験例】次に実験例により、本発明の効果等を具体的
に説明する。〈実験例１〉図３の側面概略図に示すように、５０×５
０ｍｍのステンレス板（３０）上に、約１０ｃｍ²の面
積に菌液（３２）として黒カビの菌液１ｍｌをシリンジ
を用いて滴下し、それを乾燥してバイオロジカルインジ
ケーター（ＢＩ）とした。このバイオロジカルインジケ
ーター（ＢＩ）上に以下に記す各種の透過プラスチック
（３４）を載せ、このバイオロジカルインジケーター
（ＢＩ）との距離（Ｈ）１００ｍｍの位置に、反射ミラ
ー（１８）を背後に備えたキセノンフラッシュランプ
（１３）を配備し、このランプから出力１０００Ｊで照
射回数５回のパルス光を照射した。

【００２７】〔透過プラスチック（３４）〕１．ポリエチレン（ＰＥ）フィルム（７５μｍ）２．ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シート（５
００μｍ）３．積層フィルム−１：ＰＥＴフィルム（１２μｍ）／
セラミック蒸着ＰＥＴフィルム（１２μｍ）／ＰＥフィ
ルム（６０μｍ）４．積層フィルム−２：ＰＥフィルム（５０μｍ）／ナ
イロンフィルム（１５μｍ）／ＰＥフィルム（３５μ
ｍ）５．透過プラスチック（３４）なしを使用し、透過プラスチック（３４）なしを除いたそれ
ぞれの紫外線透過率（％）は、３００ｎｍでの透過率と
した。

【００２８】以上の実験で初期菌数としてｌｏｇ個／Ｂ
Ｉを、生残菌数としてｌｏｇ個／ＢＩを、その検出限界
を１．０（ｌｏｇ個／ＢＩ）として観察した。その結果
を表１に示した。

【００２９】

【表１】

【００３０】表１から、パルス光の照射により、菌が真
菌類の一種である黒かびの場合、透明であれば紫外線透
過率がかなり低いプラスチックでも、フィルムがない場
合と同様の殺菌効果が得られるものであった。

【００３１】〈実験例２〉菌液（３２）をパン酵母とし
た以外は、実験例１と同様にして菌数を観察し、その結
果を表２に示した。

【００３２】

【表２】

【００３３】表２から、パルス光の照射により、菌が真
菌類の一種であるパン酵母の場合、透明なプラスチック
であれば、紫外線透過率がかなり低い場合でも、フィル
ムがない場合と同様の殺菌効果が得られるものであっ
た。

【００３４】〈実験例３〉菌液（３２）を枯草菌とした
以外は、実験例１と同様にして菌数を観察し、その結果
を表３に示した。

【００３５】

【表３】

【００３６】表３から、パルス光の照射により、菌が細
菌の一種である枯草菌の場合、フィルムがないときは高
い殺菌効果が得られるが、透明なプラスチックでも紫外
線透過率が低くなると殺菌効果が低くなり、ＰＥＴボト
ル程度の低い紫外線透過率（７％程度）になると、殺菌
効果がほとんどなくなるものであった。

【００３７】以上より、ＰＥＴ等紫外線をほとんど透過
しないプラスチックフィルムでは、細菌芽胞に効果がな
いが、紫外線を透過しないプラスチックフィルムでも真
菌類には効果があることが判る。このことは細菌は、耐
熱性が高く、紫外線を含んだ光でないと殺菌が不可能で
あるが、真菌は耐熱性が乏しく、ＰＥＴ等で紫外線が吸
収されてもパルス光に含む可視から赤外にいたる熱線の
照射による瞬間的な昇温効果が熱的な殺菌効果を生み出
すことが判明された。

【００３８】従ってキセノンフラッシュランプより発す
るパルス光殺菌は、腐敗の原因となる真菌類の制御（殺
菌）を目的に、ｐＨ４．６以下の酸性食品やミネラルウ
ォーターの如き貧栄養の飲料を収納する透明な容器に有
効な無菌充填方法であることが確認できた。

【００３９】

【発明の効果】本発明は以上の構成であるから、下記に
示す如き効果がある。即ち、容器（ボトル、パウチを含
む）を殺菌し、その殺菌された容器に酸性食品または貧
栄養の飲料を充填する無菌充填方法であって、その容器
（ボトル、袋等）の殺菌を、その容器の外側からキセノ
ンフラッシュランプが発する瞬間的なパルス光の照射に
よって成されるので、その結果として酸性食品または貧
栄養の飲料の腐敗の対象となる真菌類（カビ、酵母）の
みを破壊し、容器や食品等に影響（熱によるダメージ）
がなく、よって充填される内容液の風味の変化や栄養成
分の劣化がなく、かつ薬剤を使用しないのでその品質管
理と作業環境管理に費用を要せず、さらに容器に耐熱性
が要求されることがなく、かつ設備にコストが嵩まない
汎用性のある酸性食品あるいは貧栄養の飲料の無菌充填
方法とすることができる。

【００４０】また、前記容器を、少なくとも殺菌時は透
明なもの（ラベル貼り等は内容液の充填後の方が好まし
い）とすることによって、照射されるボトル等容器の表
面とともに内面の真菌類に対しても照射効果（殺菌効
果）が発揮されるので、特別に内面を照射する手段をと
る必要がなく高効率の無菌充填方法とすることができ
る。

【００４１】従って本発明は、特にオレンジジュースや
リンゴジュース等の如きＰＨが４．６以下の酸性食品あ
るいはミネラルウォーターの如き貧栄養の飲料の無菌充
填方法として、優れた実用上の効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の無菌充填方法の一実施の形態を側面で
表した概略説明図である。

【図２】本発明の無菌充填方法を構成する殺菌工程の一
実施の形態を示すもので、図１のＢ−Ｂ断面拡大図であ
る。

【図３】本発明の無菌充填方法の実験装置を説明する側
面概略図である。

【符号の説明】

５‥‥製品１０‥‥ＰＥＴボトル１１‥‥搬送要ベルトコンベア１２‥‥無菌チャンバー１３‥‥キセノンフラッシュランプ１４‥‥充填タンク１５‥‥充填ノズル１６‥‥キャップ１７‥‥ラベル１８‥‥反射ミラー１９‥‥キャップ巻き締め部２０‥‥内容液３０‥‥ステンレス板３２‥‥菌液３４‥‥透過プラスチックＡ‥‥陽圧用無菌エアーＢＩ‥‥バイオロジカルインジケーターＨ‥‥バイオロジカルインジケーターとランプとの距離

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】容器を殺菌し、該殺菌された容器に流動性
のある食品を充填する無菌充填方法であって、前記殺菌
は、容器の外側へパルス光の照射を行うことによって成
されることを特徴とする無菌充填方法。
【請求項２】前記流動性のある食品は、酸性食品または
貧栄養の飲料である請求項１記載の無菌充填方法。
【請求項３】前記パルス光は、キセノンフラッシュラン
プより発せられたものである請求項１記載の無菌充填方
法。
【請求項４】前記容器は、少なくとも殺菌時は透明であ
ることを特徴とする請求項１、２または３記載の無菌充
填方法。
【請求項５】容器に対してパルス光を照射することを特
徴とする容器の殺菌方法。