JP2006136217A

JP2006136217A - 食品の処理方法および処理装置、ならびに包装容器

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Publication number: JP2006136217A
Application number: JP2004326766A
Authority: JP
Inventors: Hajime Kawasaki; 元川崎; Hidenori Arai; 秀紀荒井; Koji Date; 浩嗣伊達
Original assignee: Tacmina Corp
Current assignee: Tacmina Corp
Priority date: 2004-11-10
Filing date: 2004-11-10
Publication date: 2006-06-01

Abstract

【課題】後工程における微生物などによる汚染の問題のない食品の処理方法および処理装置ならびに包装容器を提供する。
【解決手段】超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素を用いた食品の処理方法であって、包装容器３０で密封された食品１を処理容器２０内に収納する工程と、処理容器２０内に超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素１１を導入し、包装容器３０で密封された食品１と超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素１１とを接触させる工程とを含む食品の処理方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素を用いた食品の処理方法および処理装置に関する。また、本発明は、上記食品の処理方法に用いられる包装容器に関する。

超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素を用いて食品を処理することにより、食品の風味を損なうことなく、食品中の微生物の殺菌および／または酵素の失活を行なう方法および装置が提案されている。

たとえば、処理槽内の液状食品に超臨界二酸化炭素を微小泡にして導入して、連続的に液状食品中の微生物の殺菌および／または酵素の失活を効率的に行なう方法および装置が提案されている（たとえば、特許文献１を参照）。

しかし、上記特許文献１に記載された液状食品の処理方法においては、超臨界二酸化炭素を微小泡化して処理層内の液状食品に導入するための大型で高耐圧の処理槽が必要となる。また、この処理方法により殺菌および／または酵素失活を行なった液状食品について、その後のボトリング工程またはパッケージング工程などにおける微生物による汚染の問題が存在する。

また、耐圧製高速ミキサーおよび蓄圧管内において、二酸化炭素の臨界圧力以上の圧力で圧縮された液状食品と二酸化炭素とを接触させて一定時間保持した後、二酸化炭素放圧器内で放圧することにより、液状食品中の微生物の殺菌および／または酵素の失活を効率的に行なう方法および装置が提案されている（たとえば、特許文献２を参照）。

上記特許文献２に記載された液状食品の処理方法においては、大型で高耐圧の処理槽は必要としないが、この処理方法により殺菌および／または酵素失活を行なった液状食品についても、ボトリング工程またはパッケージング工程などの後工程における微生物などによる汚染の問題が存在する。

したがって、後工程における微生物などによる汚染の問題のない食品の処理方法および処理装置の開発が望まれている。
特開平０９−２０６０４４号公報特開２００３−３１０２２７号公報

本発明は、後工程における微生物などによる汚染の問題のない食品の処理方法および処理装置ならびに包装容器を提供することを目的とする。

本発明は、超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素を用いた食品の処理方法であって、包装容器で密封された食品を処理容器内に収納する工程と、処理容器内に超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素を導入し、包装容器で密封された食品と超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素とを接触させる工程とを含む食品の処理方法である。本発明にかかる食品の処理方法において、さらに、食品を密封した包装容器から二酸化炭素を除去する工程を含むことができる。

また、本発明は、超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素を用いた食品の処理装置であって、超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給装置と、包装容器で密封された食品を収納し、包装容器で密封された食品と前記超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素とを接触させる処理容器とを含む食品の処理装置である。

さらに、本発明は、上記の食品の処理方法において用いられる食品を密封する包装容器であって、超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素を透過する材料で形成されている包装容器である。本発明にかかる包装容器は残圧除去弁を有することができる。

上記のように、本発明によれば、後工程における微生物などによる汚染の問題のない食品の処理方法および処理装置ならびに包装容器を提供することができる。

本発明にかかる一の食品の処理方法は、図１を参照して、超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素１１を用いた食品１の処理方法であって、包装容器３０で密封された食品１を処理容器２０内に収納する工程と、処理容器２０内に超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素１１を導入し、包装容器３０で密封された食品１と超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素１１を接触させる工程とを含む。

ここで、超臨界二酸化炭素とは、臨界温度３１．１℃以上および臨界圧力７．３８ＭＰａ以上である流体状の二酸化炭素をいい、気体および液体の両方の性質を有する。かかる超臨界二酸化炭素は、微生物の細胞内に浸透し微生物の細胞を破壊する特徴およびタンパク質のα−ヘリックス構造を破壊する特徴を有するため、微生物の殺菌および酵素の失活を行なうことができる。また、亜臨界二酸化炭素とは、超臨界に近い亜臨界（たとえば、臨界温度３１．１℃以上または臨界圧力７．３８ＭＰａ以上の領域であって、超臨界の領域を除く領域）の状態にある流体状の二酸化炭素をいい、超臨界二酸化炭素と同様に微生物の殺菌および酵素の失活を行なうことができる。二酸化炭素の臨界温度は、３１．１℃と低いため、超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素を用いて、２０℃〜６０℃程度の比較的低温で食品を処理することにより、食品の風味を損なわずに、食品中の微生物の殺菌および／または酵素の失活を行なうことができる。

本処理方法においては、食品を包装容器に密封されたままの状態で超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素に接触させる処理を行なうことにより、食品中の微生物の殺菌および／または酵素の失活を行なうものであることから、二酸化炭素処理後の食品に対するボトリング工程またはパッケージ工程などの後工程が不要となるため、後工程における微生物などの汚染の問題が生じない。

本処理方法について、図１および図２を参照して、詳細に説明する。まず、図１および図２（ａ）に示すように、包装容器３０で密封された食品１を処理容器２０内に収納する。商品としての最終形態である食品１を密封した包装容器３０の形態のままで、食品１を超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素で処理することにより後工程が不要となる。

次に、包装容器３０で密封された食品１が収納された処理容器２０内に、超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素１１を導入する。図２（ｂ）に示すように、導入された超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素１１は、包装容器３０の容器壁を透過して、包装容器３０内の食品１に接触する。食品１に接触した超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素１１は、さらに、食品１の内部に浸透して、食品１中の微生物の殺菌および／または酵素の失活を行なう。

本処理方法において、図２（ｃ）に示すように、さらに、食品１を密封した包装容器３０から二酸化炭素を除去する工程を含めることができる。上記図２（ｂ）において説明したように、超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素１１が包装容器３０内に侵入して食品１中の微生物の殺菌および／または酵素の失活を行なうことから、食品の処理後も二酸化炭素が包装容器３０内に残留するため、処理圧力から大気圧に戻し食品を密封した包装容器３０を処理容器から取り出す際に、二酸化炭素ガスの膨脹により包装容器３０が膨脹する場合がある。かかる場合には、図２（ｃ）に示すように、包装容器３０に設けられた残圧除去弁３１を介して、包装容器３０内部の二酸化炭素１２を除去することが好ましい。

本処理方法において用いられる食品を密封する包装容器は、超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素を透過する材料で形成されているものであれば特に制限はなく、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの高分子材料で形成されていることが、加工性の観点から好ましい。

また、上記包装容器３０は、包装容器３０内部に残留した二酸化炭素１２を除去して、包装容器３０内の残圧を除去するための残圧除去弁３１が設けられていることが好ましい。さらに、外部からの微生物などの侵入を防ぐ観点から、残圧除去弁３１は逆止弁構造となっていることが好ましい。

本処理方法において、食品添加物として用いられる有機溶剤を、予め食品に添加しておくことにより、あるいは、超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素とともに食品に接触させることにより、食品中の微生物の殺菌および／または酵素の失活効果を高めることができる。上記観点から、上記有機溶剤は、超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素との相溶性が高く殺菌および／または酵素の失活効果の大きい有機溶剤がより好ましく、たとえば、エチルアルコール、プロピルアルコールなどが好ましく挙げられる。

本発明にかかる一の食品の処理装置は、図１を参照して、超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素１１を用いた食品１の処理装置１００であって、超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素１１を供給する二酸化炭素供給装置１０と、包装容器３０で密封された食品１を収納し、包装容器３０で密封された食品１と超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素１１とを接触させる処理容器２０とを含む。

二酸化炭素供給装置１０は、処理容器２０に超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素１１を供給する装置であり、その構造は特に制限はないが、たとえば、以下の構造を有する。

すなわち、本二酸化炭素供給装置１０は、図１に示すように、液体二酸化炭素タンク１０１、冷却器１０２、液体定量ポンプ１０３、加熱器１０４から構成されている。また、液体二酸化炭素タンク１０１から冷却器１０２、液体定量ポンプ１０３を経由して加熱器１０４まで液体二酸化炭素供給配管１１０が設けられており、液体二酸化炭素タンク１０１の出口から圧力調節弁１１１を介して取り出された液体二酸化炭素は、冷却器１０２で冷却された後、液体定量ポンプ１０３を用いて加熱器１０４に送られる。なお、加熱器１０４と液体定量ポンプ１０３の間に液体二酸化炭素の逆流を防止するための逆止弁１１２が設けられている。ここで、液体定量ポンプ１０３は、液体二酸化炭素を定量的に安定して送ることができるものであれば特に制限はないが、プランジャー式ポンプ、ブースター式ポンプなどが好ましく用いられる。

加熱器１０４に送られた液体二酸化炭素は、加熱器１０４内で超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素に変えられて、圧力調整弁１３１を介して二酸化炭素供給配管１３０より超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素１１が供給される。

なお、本二酸化炭素供給装置１０においては、図１に示すように、液体二酸化炭素供給配管１１０のＢ点（加熱器１０４の入口）からＡ点（冷却器１０２の入口）まで、液体二酸化炭素を循環させるための液体二酸化炭素循環配管１２０を設けることは、超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素を間欠的に供給する場合でも安定して供給できる観点から好ましい。ここで、液体二酸化炭素循環配管１２０には、液体二酸化炭素の循環量を調節するための圧力調節弁１２１と、液体二酸化炭素の逆流を防止するための逆止弁１２２とが設けられている。

処理容器２０は、包装容器３０で密封された食品１を収納することができ、包装容器３０で密封された食品１と超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素１１とを接触させることができるものである。すなわち、二酸化炭素を超臨界状態または亜臨界状態で、包装容器３０で密封された食品１と十分に接触させるだけの時間保持するための耐温耐圧性（特に耐圧性）を有することが必要となる。本処理容器２０には、処理容器２０内部の温度および圧力を検出するための、温度センサ２０１および圧力センサ２０２が設けられている。また、図示はしないが、処理容器２０には、超臨界状態または亜臨界状態を一定に保つための圧力調節装置ならびに温度調節装置（加熱装置および冷却装置）が設けられていることが好ましい。

処理容器２０において、超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素を用いて包装容器で密封された食品を処理した後、二酸化炭素排出配管１４０から圧力調節弁１４１を介して、二酸化炭素が排出される。

（実施例１）
図１を参照して、内容量３９８ｃｍ³（直径１３ｃｍ×高さ３ｃｍ）の処理容器２０に、モヤシ２５ｇ（食品１）を密封した１０ｃｍ×１０ｃｍのＰＶＣ袋（包装容器３０）を一部折り曲げて収納した後、処理容器２０の内部温度を４０℃、内部圧力を１０ＭＰａとなるように超臨界二酸化炭素を処理容器２０に導入して、この超臨界状態で６０分間保持した。その後、超臨界二酸化炭素の導入を停止して、処理容器２０の内部圧力を３０分間かけて大気圧に戻した後、モヤシを密封したポリ塩化ビニル袋を回収した。

次に、滅菌室内で、ポリ塩化ビニル袋からモヤシを取り出し、厚生省生活衛生局監修「食品衛生検査指針」微生物編（日本食品衛生検査協会、１９９０年）に準拠して、モヤシ中の一般生菌数を測定した。なお、一般生菌の測定は、モヤシ２５ｇに対して１０倍量となる０．２％Ｔｗｅｅｎ８０加生理食塩水を加えて２５℃で３０分間振とうした液を用いて標準寒天培地培養を行なったものから算出した。ここで、Ｔｗｅｅｎ８０とは、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート（オキシエチレンの総数が２０個）をいい、非イオン界面活性剤の１種である。結果を表１にまとめた。

（実施例２）
包装容器として１０ｃｍ×１０ｃｍのＰＥ袋を用いた以外は、実施例１と同様にしてモヤシ中の一般生菌数を算出した。結果を表１にまとめた。

（実施例３）
処理容器の内部温度を２５℃、内部圧力を８ＭＰａとなるように亜臨界二酸化炭素を処理容器に導入して、この超臨界状態で６０分間保持した以外は、実施例１と同様にしてモヤシ中の一般生菌数を算出した。結果を表１にまとめた。

（実施例４）
包装容器として１０ｃｍ×１０ｃｍのＰＥ袋を用いた以外は、実施例３と同様にしてモヤシ中の一般生菌数を算出した。結果を表１にまとめた。

（比較例１）
上記実施例１から実施例４において用いたモヤシ２５ｇを超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素で処理することなく、実施例１と同様にしてモヤシ中の一般生菌数を算出した。結果を表１にまとめた。

表１から明らかなように、超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素を用いて、包装容器で密封された食品を処理することにより、食品中の生菌数を３．２×１０⁶個／ｇ（モヤシのｇ数、以下同じ）から１０個／ｇ〜１００個／ｇまでに著しく低減することができた。このことから、超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素を用いて、包装容器で密封された食品を処理することにより、食品中の微生物を殺菌できることが確認できた。

（実施例５）
タンパク質分解酵素の一つであるパパイン（規格力価：３００，０００ｕ／ｇ）１０ｇを１０００ｃｍ³の純水に希釈したパパイン水溶液を密封した外形が３．５ｃｍ×２．５ｃｍ×４．５ｃｍで内容量３５ｃｍ³のＰＥ容器（包装容器３０）を、内容量３９８ｃｍ³（直径１３ｃｍ×高さ３ｃｍ）の処理容器２０に収納した後、処理容器２０の内部温度を４０℃、内部圧力を１０ＭＰａとなるように超臨界二酸化炭素を処理容器２０に導入して、この超臨界状態で６０分間保持した。その後、超臨界二酸化炭素の導入を停止して、処理容器２０の内部圧力を３０分間かけて大気圧に戻した後、パパイン水溶液を密封したリ塩化ビニル袋を回収した。二酸化炭素処理後のパパイン水溶液中におけるパパインの力価を、プロテアーゼの力価測定方法である波長２７５μｍにおける吸光度を測定する方法により測定した。結果を表２にまとめた。

（実施例６）
処理容器２０の内部温度を３１℃、内部圧力を８ＭＰａの臨界点近傍となるように臨界点近傍にある二酸化炭素を処理容器２０に導入して、この臨界点近傍状態で６０分間保持した以外は、実施例５と同様にして、パパイン水溶液を処理して、処理後のパパインの力価を測定した。結果を表２にまとめた。

（実施例７）
処理容器２０の内部温度を２５℃、内部圧力を８ＭＰａとなるように亜臨界二酸化炭素を処理容器２０に導入して、この亜臨界状態で６０分間保持した保持した以外は、実施例５と同様にして、パパイン水溶液を処理して、処理後のパパインの力価を測定した。結果を表２にまとめた。

（比較例２）
実施例５から実施例７において用いたパパイン水溶液について、超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素で処理することなく、パパインの力価を測定した。結果を表２にまとめた。

表２から明らかなように、超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素を用いて、包装容器で密封された酵素を処理することにより、酵素の力価を３２５０ｕ／ｇから５０ｕ／ｇ未満に著しく低減することができた。このことから、超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素を用いて、包装容器で密封された食品を処理することにより、食品中の酵素を失活できることが確認できた。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明でなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内のすべての変更が含まれることが意図される。

本発明にかかる一の食品の処理装置を示す模式図である。本発明にかかる一の食品の処置方法において、食品を密封した包装容器の状態を示す模式図である。ここで、（ａ）は処理前の包装容器の状態を示し、（ｂ）は処理中および処理後の包装容器の状態を示し、（ｃ）は包装容器内部の二酸化炭素を除去した後の包装容器の状態を示す。

符号の説明

１食品、１０二酸化炭素供給装置、１１超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素、１２二酸化炭素、２０処理容器、３０包装容器、３１残圧除去弁、１００処理装置、１０１液体二酸化炭素タンク、１０２冷却器、１０３液体定量ポンプ、１０４加熱器、１１０液体二酸化炭素供給配管、１１１，１２１，１３１，１４１圧力調整弁、１１２，１２２逆止弁、１２０液体二酸化炭素循環配管、１３０二酸化炭素供給配管、１４０二酸化炭素排出配管、２０１温度センサ、２０２圧力センサ。

Claims

超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素を用いた食品の処理方法であって、
包装容器で密封された食品を処理容器内に収納する工程と、前記処理容器内に前記超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素を導入し、前記包装容器で密封された食品と前記超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素とを接触させる工程とを含む食品の処理方法。
さらに、前記食品を密封した包装容器から二酸化炭素を除去する工程を含む請求項１に記載の食品の処理方法。
超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素を用いた食品の処理装置であって、
前記超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給装置と、包装容器で密封された食品を収納し、前記包装容器で密封された食品と前記超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素とを接触させる処理容器とを含む食品の処理装置。
請求項１または請求項２に記載の食品の処理方法において用いられる食品を密封する包装容器であって、超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素を透過する材料で形成されている包装容器。
残圧除去弁を有する請求項４に記載の包装容器。