JP2005130777A - 香気回収工程を有する液状食品の殺菌処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 超臨界又は亜臨界状態の二酸化炭素を用いて物質の殺菌処理を行う方法において、殺菌処理による含有香気成分の低下を防止する方法を提供する。
【解決手段】 加圧下で二酸化炭素を液状被処理物に吸収させる工程、二酸化炭素が超臨界又は亜臨界状態となるように該液状被処理物を30〜60℃に加温する工程、加温された液状被処理物を数秒〜30分保持する工程、および該液状被処理物を急速に圧力低下させる工程の後に、二酸化炭素と被処理物の混合物を-5〜25℃で1〜30分間保持する香気回収工程を経る殺菌処理方法とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、超臨界又は亜臨界状態の二酸化炭素を用いて生酒等の液状食品の殺菌処理を行う方法および装置に関する。

微生物を原因とする製品の腐敗や食中毒等を防止する目的で、食品に対して、加熱やその他の方法による殺菌処理が行われている。その中で、加熱処理が最も一般的な殺菌方法であるが、食品に対する加熱処理は風味の低下や有効成分の分解などを伴うという問題がある。

そこで、例えば液状食品については、超臨界状態又は亜臨界状態の二酸化炭素を用いた殺菌処理が提案されている（例えば、特許文献１）。この方法では、まず、液状被処理物中に液体二酸化炭素を微小泡化して放出することにより、その被処理物に二酸化炭素を溶解させる。次に、その被処理物を、それに溶解した二酸化炭素が超臨界又は亜臨界状態となるような温度および圧力条件下に置き、所定時間保持する。これにより、殺菌が行われる。その後、被処理物を急速に減圧することにより被処理物と二酸化炭素を速やかに分離し、二酸化炭素の除去および被処理物の回収を行う。

特開２０００−１３９４３３号公報

特許文献１に記載の超臨界又は亜臨界状態の二酸化炭素を使用する殺菌方法においては、被処理物中の香気成分（特に低沸点香気成分）が減圧処理の気液分離に伴って二酸化炭素側に混入することがある。このため、被処理物によっては、殺菌処理後に香りがあまり感じられなくなる場合がある。

本発明はこのような課題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、加圧された二酸化炭素を用いて液状食品の殺菌を行う方法において、殺菌処理による被処理物の香りの低下を防止する方法を提供することにある。

上記課題を解決するために成された本発明に係る液状食品の殺菌処理方法は、加圧下で二酸化炭素を液状被処理物に吸収させる工程、二酸化炭素が超臨界又は亜臨界状態となるように該液状被処理物を30〜60℃に加温する工程、加温された液状被処理物を数秒〜30分間保持する工程、該液状被処理物を急速に圧力低下させる工程、および二酸化炭素と液状被処理物の混合物を-5〜25℃で1〜30分間保持する香気回収工程を有することを特徴としている。

二酸化炭素は殺菌作用を有しており、超臨界又は亜臨界状態の二酸化炭素を液状食品等に溶解させる方法等により食品等の殺菌が行われている。しかし、減圧処理時に液状食品と二酸化炭素が気液分離するのに伴って、香気成分が二酸化炭素側に混入し、殺菌処理後に被処理物の香りが低下するという問題がある。
本発明に係る方法では、殺菌処理工程の後に香気回収工程を設けることにより、二酸化炭素に混入した被処理物中の香気成分を回収する。その結果、殺菌処理による香りの低下を防止することができる。

殺菌処理および香気成分の回収は、具体的には以下のような工程で行う。
まず、加圧下で二酸化炭素を液状被処理物に吸収させた後、二酸化炭素が超臨界又は亜臨界状態となるように該液状被処理物を30〜60℃に加温した後、その状態で数秒〜30分間保持する。ただし、処理時間を長くしすぎたり、処理温度を高くしすぎると被処理物の品質が低下することとなるため、保持時間および保持温度は、被処理物の性質に応じて上記の範囲内で適宜設定しなければならない。
被処理物を上記時間および上記温度で保持した後、これを速やかに大気圧に戻す。この減圧の際に、菌の細胞中に溶解している二酸化炭素が急激に放出され、細胞膜を破壊することによっても殺菌が行われる。

その後、気液分離した二酸化炭素と被処理物が十分混ざり合うような状態で、これらを冷却しながら所定の時間保持することにより、二酸化炭素から被処理物の香気成分が回収される。処理時間は処理温度に応じて決定されるが、-5〜25℃の温度範囲で1〜30分間保持することにより、従来、特に殺菌処理工程で失われていた被処理物中の低沸点香気成分が、この香気回収工程で二酸化炭素から被処理物に再溶解し、殺菌処理による被処理物の香気成分量の低下が防止されることとなる。なお、香気回収工程における処理時間を長くすると香気成分の回収率は高まるが、全体的な処理能力の低下につながることに留意しなければならない。

被処理物の殺菌処理工程の後に香気回収工程を設けることにより、従来の液状食品の殺菌処理方法に比べて被処理物の香気成分の損逸量が顕著に減少し、香り高い製品が得られるようになる。特に、生酒のように、より香り高い製品が要求され、吟醸香の強弱によって商品価値が決定される被処理物に対して、本願発明に係る方法は好適である。

上記方法を実施可能な、香気回収部を有する殺菌処理装置の一例を挙げて、本発明に係る方法を以下に詳細に説明する。

図１に示す通り、本実施例の液状食品の殺菌処理装置は、二酸化炭素供給部１０、被処理物供給部２０、二酸化炭素溶解部３０、加温部４０、保持部５０、減圧部６０、香気回収部７０および装置全体の動作を制御する制御部８０を備える。

二酸化炭素供給部１０は、液体二酸化炭素が封入された二酸化炭素ボンベ１１、ボンベ１１から放出される液体二酸化炭素を冷却するための冷却ユニット１２、二酸化炭素を二酸化炭素溶解部３０に送るためのポンプ１３、および各所に設けられたバルブ１４，１５，１６や圧力ゲージ１７等を備える。

被処理物供給部２０は、液状被処理物を貯留しておくタンク２１、被処理物を二酸化炭素溶解部３０の溶解槽３１に送液するためのポンプ２２、および流路の圧力を検出する圧力ゲージ２３等を備える。

二酸化炭素溶解部３０は、液状被処理物に二酸化炭素を溶解させるための溶解槽３１、二酸化炭素を微小泡化して溶解槽３１に導入するためのミクロフィルタ３２、溶解槽３１を出る被処理物の温度を検出する温度センサ３３等を備える。

加温部４０は、二酸化炭素を超臨界又は亜臨界状態とし、また、二酸化炭素が溶解した被処理物の温度を30〜60℃とするための加熱器４１を備える。

保持部５０は、上記温度に加温された被処理物を数秒〜30分間保持するための保持槽５１を備える。保持槽５１の前後には、それぞれの箇所における被処理物の温度を検出する温度センサ５２および５３が設けられている。

減圧部６０は、被処理物混合液を大気圧に減圧するための圧力調整弁６１および圧力調整弁の直前に設けられた圧力ゲージ６２等を備える。

香気回収部７０は、二酸化炭素と被処理物の混合物を-5〜25℃で1〜30分間保持するための冷却器７１を備えた保持槽７２、製品タンク７４等を備える。保持槽７２には、被処理物の温度を検出する温度センサ７３が設けられている。

制御部８０には、操作者が操業パラメータや指令を入力するための操作部８１（キーボード、マウス等）と、操作部８１からの指令信号や各温度センサ３３，５２，５３，７３、圧力ゲージ１７，２３，６２からの出力信号に応じてポンプ１３，２２、加熱器４１、圧力調整弁６１等の動作を制御する制御装置８２が備えられている。

操作者は、操作部８１を操作することにより、被処理物の圧力、温度、処理時間等の操業パラメータを入力する。これに応じて制御装置８２は、予め定められたプログラムに従い以下の制御を行う。

まず、ポンプ２２を駆動し、タンク２１に貯留されている被処理物を所定の圧力で溶解槽３１に送り込む。一方、ポンプ１３を駆動することにより、ボンベ１１内の液体二酸化炭素を、所定の圧力で溶解槽３１に送出する。その間、ポンプ１３の作動効率を高めるために液体二酸化炭素はポンプ１３の前で冷却ユニット１２により一旦冷却される。その後、溶解槽３１への導入口に設けられたミクロフィルタ３２により、二酸化炭素は細かい泡状で溶解槽３１に投入される。これは、被処理物中への二酸化炭素の溶解速度を高めるためである。

溶解槽３１内において、被処理物および二酸化炭素は溶解槽３１の中を上向きに流れ、その間に二酸化炭素は被処理物に溶解する。

二酸化炭素を溶解した被処理物は、加熱器４１において30〜60℃まで加温される。30〜60℃に被処理物を加温することにより、二酸化炭素は超臨界又は亜臨界状態となり被処理物への溶解性が高まる。加温された被処理物は保持槽５１に導入され、ここで数秒〜30分間保持される間に、被処理物中の細菌がほぼ完全に死滅する。なお、本発明に係る方法では、二酸化炭素は必ずしも超臨界又は亜臨界状態にする必要はなく、5〜10MPa程度の高圧の二酸化炭素であれば十分な殺菌効果及び二酸化炭素溶解効果を得ることができる。この場合には、処理時間を長くする必要はあるものの、処理温度を30℃程度あるいはそれ以下の低温としてもよい。

以上のような工程で殺菌処理が行われた被処理物は、圧力調整弁６１により大気圧に戻される。この減圧の際に、菌の細胞中に取り込まれている二酸化炭素が急激に放出され、細胞膜を破壊することによっても殺菌が行われる。

大気圧に戻された被処理物混合液は、二酸化炭素と被処理物に気液分離する。これらは香気回収部７０に導入され、二酸化炭素（分離した香気成分を含む）と被処理物が十分混ざり合うような状態で、保持槽７２において-5〜25℃で1〜30分間保持される。これにより香気成分の被処理物への再吸収が起こり、香気成分が被処理物に再溶解する。その後被処理物は回収されて製品タンク７４に保存され、二酸化炭素はリサイクル流路に送られて再利用される。

上記方法による香気成分回収効果を確認するため、香気回収部を有する液状食品の殺菌処理装置および香気回収部を有さない従来の殺菌処理装置を用いて、生酒の殺菌処理を行った。処理条件は、二酸化炭素溶解工程から保持工程の間の圧力を15MPa、処理温度を45℃、保持時間を5分、二酸化炭素供給量を対原料比（重量）で25%、香気回収工程における保持時間を10分、保持温度を5℃とした。

それぞれの装置を用いて殺菌処理を行った後における、生酒中の吟醸香（n-プロパノール、イソアミルアルコール、酢酸エチル、酢酸イソアミル、カプロン酸エチル）の量を図２に示す。
その結果、殺菌処理を行っていない場合の吟醸香を構成する各成分量を100%とすると、香気回収部を有する殺菌処理装置を用いて殺菌処理を行った場合は、殺菌処理後も90〜95%の香気成分が生酒中に残存していた。これらの値を香気回収部を有さない従来の殺菌処理装置により処理を行った場合の数値と比較すると、いずれの成分も飛躍的に残存量が増加している。

このことから、二酸化炭素と被処理物を所定の時間、所定の温度（低温）で保持する香気回収工程を経ることにより、殺菌処理を行った被処理物の香気成分の損逸はほとんどなくなることが示された。

香気回収部を有する液状食品の殺菌処理装置の一例の概略構成図。 香気回収部を有する液状食品の殺菌処理装置で生酒の殺菌処理を行った場合と、従来の殺菌処理装置で生酒の殺菌処理を行った場合の吟醸香含有量を示す表。

符号の説明

１０…二酸化炭素供給部
１１…二酸化炭素ボンベ
１２…冷却ユニット
１３，２２…ポンプ
２０…被処理物供給部
３０…二酸化炭素溶解部
３１…溶解槽
３２…ミクロフィルタ
４０…加温部
４１…加熱器
５０…保持部
５１…保持槽
６０…減圧部
６１…圧力調整弁
７０…香気回収部
７１…冷却器
７２…保持槽
８０…制御部
８１…操作部
８２…制御装置

Claims (4)

1. 加圧下で二酸化炭素を液状被処理物に吸収させる工程、二酸化炭素が超臨界又は亜臨界状態となるように該液状被処理物を30〜60℃に加温する工程、加温された液状被処理物を数秒〜30分間保持する工程、該液状被処理物を急速に圧力低下させる工程、および二酸化炭素と液状被処理物の混合物を-5〜25℃で1〜30分間保持する香気回収工程を有することを特徴とする液状食品の殺菌処理方法。
2. a)被処理物供給部から供給された液状被処理物に、加圧下で二酸化炭素を溶解させる二酸化炭素溶解部、
   b)二酸化炭素が溶解した液状被処理物を30〜60℃に加温して二酸化炭素を超臨界又は亜臨界状態とする加温部、
   c)加温された液状被処理物をその状態で数秒〜30分間保持する保持部、
   d)該保持後の液状被処理物の圧力を急速に低下させる減圧部、および
   e)二酸化炭素と被処理物の混合物を-5〜25℃で1〜30分間保持する香気回収部
   を有することを特徴とする液状食品の殺菌処理装置。
3. 加圧下で二酸化炭素を液状被処理物に吸収させる工程、二酸化炭素が超臨界又は亜臨界状態となるように該液状被処理物を30〜60℃に加温する工程、加温された液状被処理物を数秒〜30分間保持する工程、および該液状被処理物を急速に圧力低下させる工程を経た後、二酸化炭素と液状被処理物の混合物を-5〜25℃で1〜30分間保持する香気回収工程を経る殺菌処理を行ったことを特徴とする液状食品。
4. 5MPa以上の加圧下で二酸化炭素を液状被処理物に吸収させる工程、二酸化炭素を吸収させた該液状被処理物を30〜60℃に加温する工程、加温された液状被処理物を数秒〜30分間保持する工程、該液状被処理物を急速に圧力低下させる工程、および二酸化炭素と液状被処理物の混合物を-5〜25℃で1〜30分間保持する香気回収工程を有することを特徴とする液状食品の殺菌処理方法。

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