JP2019165707A - 水素含有飲料の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金属缶容器に充填してなる水素含有飲料製品の製造方法であって、溶存水素濃度を長期間高く維持でき、加熱殺菌工程や冷却工程に処した際にも缶容器の変形が生じることなく量産性に優れた水素含有飲料の缶充填製品の製造方法を提供する。【解決手段】水素が溶解してなる水素含有飲料を缶容器に密封する工程と、前記缶容器に密封された水素含有飲料を殺菌処理する工程と、を有する水素含有飲料の製造方法において、前記水素含有飲料を缶容器に密封する際の温度が５０℃以上８０℃以下であることを特徴とする水素含有飲料の製造方法。【選択図】なし

Description

本発明は、水素含有飲料の缶充填製品の製造方法に関する。

近年、健康促進等に有効であるとして、水素水あるいは水素含有飲料が注目されている。水素水を手軽に飲用する方法として、容器に充填された水素水が市販されている。
容器に充填された水素水の形態としては、概ね３つの形態が挙げられ、ペットボトル充填、アルミパウチ充填、缶容器充填に分類できる。
いずれの形態の水素水であっても、その保存性に難があり、保存中に溶存水素濃度が低下してしまうという問題が存在する。

その中でも水素含有飲料をアルミニウム缶、スチール缶等の金属缶容器に充填した製品形態は、気体遮断性の面から、他の充填形態の製品と比較して保存性が優れていると言われている。
しかしながら、そのような缶充填製品においても容器内のヘッドスペース（気相部）に水素ガスが放出し、水素濃度が低下してしまうという問題点が指摘されている。
そこで、特許文献１には、缶のヘッドスペースを無くすべく、水素水を金属製の缶容器に充填する工程、及び、水素水を充填した缶容器に缶蓋部を取り付ける工程において、水素水を缶体から溢水させるオーバーフローを生じさせ、水素水を金属缶体に満注充填するようにした水素水の充填製品の製造方法が開示されている。

特許第５３８８１５５号公報

特許文献１の技術は、上記ヘッドスペースへの水素ガス放出による水素濃度低下を防止する効果はあるものの、水素水をオーバーフローさせる工程が必須であるため、付着した水素水の容器からのふき取り工程、オーバーフローした水素水の除去工程などの複雑な工程が必要であり、無駄な水素水を生じさせるなど、コスト面や生産効率の面で問題がある。またキャップの開封時において内容物がこぼれやすいなど、使用時も不便である。

また、本発明者等が検討した結果、水素水のステイオンタブ缶（ＳＯＴ缶）への充填製品の場合、缶への充填率が満注に近い状態で加熱殺菌処理されると缶の変形が生じるという問題があることが判明した。これは、加熱時の温度上昇により缶の内容物の体積膨張等によって内圧が上昇し、バックリングと呼ばれる缶容器の缶蓋もしくは缶底が膨れ上がる現象が発生するためである。

従って、缶内部にヘッドスペース（気相部）が一定以上存在すると上述の通り、気相部に水素ガスが放出し、水素濃度が低下する。一方、水素含有飲料の充填率が高く気相部が一定以下の場合では内圧上昇によるバックリングが発生し不良製品が生じるという異なる２つの課題があった。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、溶存水素濃度を長期間高く維持でき、缶容器の変形が生じることなく量産性に優れた水素含有飲料の缶充填製品の製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る水素含有飲料の製造方法は、水素が溶解してなる水素含有飲料を缶容器に密封する工程と、前記缶容器に密封された水素含有飲料を殺菌処理する工程を少なくとも有する水素含有飲料の製造方法において、前記水素含有飲料を缶容器に密封する際の温度が５０℃以上８０℃以下であることを特徴とする水素含有飲料の製造方法である。

この構成により、加熱殺菌及び冷却時における缶変形が生じず、初期溶存水素濃度が高く、かつ長期間高濃度に維持可能な水素含有飲料の缶充填製品を製造可能である。

また、本発明の一形態に係る水素含有飲料の製造方法は、前記水素含有飲料を缶容器に密封する際の充填率が前記缶容器の容量の９９．０％以上９９．９５％以下であることを特徴とする水素含有飲料の製造方法である。

さらに、本発明の一形態に係る水素含有飲料の製造方法は、充填直後における水素含有飲料の溶存水素濃度が１．６ｐｐｍ以上であることを特徴とする水素含有飲料の製造方法である。

本発明によれば、初期溶存水素濃度が高く、かつ長期間高濃度に維持可能であり、製造工程において缶容器の変形が生じることなく量産性に優れた水素含有飲料の缶充填製品の製造方法を提供できる。

以下、 水素含有飲料を缶容器に充填した製品を例に挙げて本発明の実施形態を説明する。

［缶容器の説明］
本発明を適用できる缶充填製品としては、缶蓋を開ける際にプルタブが内容物中に入らないフルオープンエンド缶（フルオープン蓋）、開栓時にプルタブが内容物中に入ってしまうステイオンタブ缶（ＳＯＴ缶）いずれでも構わない。充填製品は、水素含有飲料を缶容器に充填した後、蓋をして水素含有飲料を外部から密封遮断した缶体を指すものである。
缶容器とは、缶胴部に缶底（底蓋）を備えた有底筒状の状態を示すものであり、この缶容器を得るにあたっては、缶胴部と缶底部とを絞り加工で一体に形成しても構わないし（いわゆる２ピース缶）、缶胴部と缶底部とを別体で形成し接合しても構わないものである（いわゆる３ピース缶）。

水素含有飲料を充填する缶の容量は、主に１００〜３５０ミリリットル程度の比較的小容量（いわゆる「飲みきりサイズ」）を想定している。しかしながら、水素水の用途としては、飲用のみに限定されるものではなく、例えば化粧品・化粧水への用途も想定される他、工業用用途も考えられる。このため容量としても上記「飲みきりサイズ」に限定されるものではなく、いわゆるペール缶やドラム缶等の大容量の缶体も想定可能である。このようなことから充填製品としては、飲用であれば、通常、円筒状が一般的であるが、必ずしもこれに限定されるものではない。

［水素水／水素含有飲料の説明］
水素含有飲料は、例えば蒸留水等の原水に、水素ガスを溶存させて調整するものであり、できる限り高濃度つまり過飽和濃度もしくは飽和濃度に近い状態まで水素を溶存させることが望ましい。また、原水としては、上述した蒸留水の他にも水道水などの適用が考えられる。
前記水素ガスの生成手法には、電気分解法、加圧溶解法、気液混合ノズル法、マイクロ・ナノバブル法、気液分離中空糸法等が列挙でき、そのいずれでも飽和濃度に近い高濃度の水素含有飲料を生成することができる。

本発明の効果を損なわない範囲で、水と水素以外の他の成分を含んでいてもよい。かかる他の成分としては、例えば、植物汁、植物抽出液、旨味成分、ミネラル、甘味付与剤、香料、酸味料等が挙げられる。また、さらに本発明の効果を損なわない範囲において、ビタミン類、酸化防止剤、乳化剤、糊料、ｐＨ調整剤、着色料（色素）、油、品質安定剤等を含有してもよい。ただし、水素濃度の保持率を優れたものとする観点からは、少なくとも糖分、脂質、タンパク質については実質的に含有せず、その他の成分についても溶媒である水に由来する成分（例えば、ミネラル）以外の成分を含まないことが好ましい。

［水素含有飲料の製造方法］
以下、このような水素含有飲料の缶充填製品の製造方法について説明する。
充填製品の製造工程は、原水に水素を所望濃度になるまで溶存・含有させる水素水生成工程と、生成した水素水を缶容器に充填する（注入する）水素水充填工程と、この缶容器に缶蓋部を封着する（取り付ける）缶蓋封着工程とを少なくとも有する。
ここで水素水を得るための水素ガス生成工程にあたっては、上述したように電気分解法、加圧溶解法、気液混合ノズル法、マイクロ・ナノバブル法、気液分離中空糸法等種々の公知の手法が存在し、いずれの手法も採用でき、また水素ガスを原水に溶解せしめる手段としても公知の方法を採用することができ、特に限定されることはない。

水素含有飲料の製造方法としては例えば、前段の水素水生成工程により生成された水素水を充填機に向けて移送するステップと、水素水を缶容器に注入する充填するステップと、水素水を浄化するための濾過フィルタ等の浄化するステップと、水素水を加熱殺菌するための殺菌するステップと、殺菌後の水素水を常温まで冷却するステップを備えていても良い。

ここで、水素水を充填するステップにおいて、充填温度を５０℃〜８０℃、好ましくは５０℃〜７０℃にて実施することが好ましい。
５０℃に満たない場合、加熱殺菌時における缶の変形が生じ易くなるとともに溶存水素濃度の経時変化が大きくなる傾向が見られる。
また、８０℃を超えた場合、加熱殺菌工程における缶の変形は生じにくいが、その後の冷却工程において缶変形が生じやすくなる場合がある。また、充填温度が８０℃を超えると充填時における溶存水素濃度が飽和濃度より小さくなる場合がある。

また、本発明の水素含有飲料の缶容器への充填率は缶容器の容積に対し、９９．０％以上９９．９５以下で充填することが好ましい。
９９．０％に満たない場合、缶容器中のヘッドスペース（気相部）が大きくなり、水素ガス放出による水素濃度低下が生じる場合がある。
９９．９５％を超える場合、缶蓋封着工程や、蓋の開封時において内容物がこぼれやすくなる場合がある。

また、充填時及び充填直後における溶存水素濃度は１．６ｐｐｍ以上であることが好ましい。１．６ｐｐｍに満たない場合、溶存水素濃度の経時変化が大きくなり、水素濃度が低下しやすくなる場合がある。

以下、本発明について実施例を挙げて説明するが、本発明は実施例に限定されるものでない。

本発明の製造方法によって水素含有飲料の缶充填製品について実施例を挙げて説明する。
まず、ガス混合機を具備した水素水生成装置を使用し、２０℃の蒸留水に水素ガスを溶解させ２．５ｐｐｍの水素水を準備した。この水素水をインライン加温装置によって２０℃〜９０℃に加温することにより、溶存水素濃度を過飽和まで高めた蒸留水（水素水）を準備した。
ついで、容量２００ミリリットル用のスチール製ＳＯＴ缶（ステイオンタブ缶）に準備した水素水を充填した。
この時の水素水充填量は１９９ｍｌ（充填率９９．５％）とした。
充填時の水素水温度を２０℃〜９０℃の間に変化させたいくつかの条件にて缶容器に充填し、二重巻締により蓋をした後、加熱殺菌工程に投入した。加熱殺菌工程の条件は８５℃、３５分とした。その後２０℃まで冷却し水素水缶充填製品を完成した。

充填温度を表１の通り変更した各条件数十本の水素水缶充填製品の製造を行い、（ア）加熱殺菌時における缶変形、（イ）冷却時の缶変形、をそれぞれ目視により確認した。結果を表１に示す。
また、溶存水素濃度（ｐｐｍ）を充填直後と殺菌後に測定し、さらに、保存性を確認するために、２５℃にて所定日間保存した際の溶存水素濃度の経時変化を測定した。なお、溶存水素濃度の測定は、東亜ディーケーケー株式会社製の溶存水素計「ＤＨ−３５Ａ」を用いて実施した。
結果を表２に示す。

○：試験本数１０本当たり、変形品（不良品）なし
△：試験本数１０本当たり、変形品（不良品）１〜５本
×：試験本数１０本当たり、変形品（不良品）６〜１０本

［考察］
以上の結果、充填温度が５０℃に満たない場合、加熱殺菌後に溶存水素濃度の低下が著しい。これは加熱殺菌時に缶が膨れて変形し、缶の容積が増大し、缶内部のヘッドスペースが拡大した部分に水素ガスが放出したものと推察される。
充填温度が５０℃〜８０℃の場合では、殺菌後、冷却後ともに缶の変形が生じず、保存後溶存水素濃度を高濃度（１．０ｐｐｍ以上）に維持できた。
充填温度が８０℃を超える場合では、充填直後の溶存水素濃度を飽和濃度（１．６ｐｐｍ）以上にすることが困難であり、かつ、保存後の溶存水素濃度を１．０ｐｐｍ以上に維持することが困難であることが明らかとなった。また、冷却工程後で缶が凹み変形した。冷却工程において水素水の体積収縮が大きくなり、缶内部の減圧度が大きくなったものと推察される。

次に、水素水充填温度を６５℃とし、充填量（充填率）に対する溶存水素濃度の経時変化の影響を確認するため、充填量を表３のように変更した試験を行った。
溶存水素濃度（ｐｐｍ）を充填後と殺菌後に測定し、さらに、保存性を確認するために、２５℃にて所定日間保存した際の溶存水素濃度の経時変化を測定した。なお、溶存水素濃度の測定は、東亜ディーケーケー株式会社製の溶存水素計「ＤＨ−３５Ａ」を用いて実施した。結果を表３に示す。

［考察］
以上の結果、充填率を９９．０％〜９９．９５％とした場合、溶存水素濃度を長期間維持できたが、９９．０％を下回る場合溶存水素濃度の低下が著しくなり、長期の保存性に問題があることが明らかとなった。

本発明は、飲用（飲料用）の水素水の製造方法、保存手法として適用できることはもちろん、飲用以外にも化粧品（化粧水）用の水素水の製造方法、保存手法としても適用でき、また工業用にも適用できるものである。

Claims (3)

1. 水素が溶解してなる水素含有飲料を缶容器に密封する工程と、前記缶容器に密封された水素含有飲料を殺菌処理する工程と、を有する水素含有飲料の製造方法において、前記水素含有飲料を缶容器に密封する際の温度が５０℃以上８０℃以下であることを特徴とする水素含有飲料の製造方法。
2. 前記水素含有飲料を缶容器に密封する際の充填率が、前記缶容器の内容積に対し、９９．０％以上９９．９５％以下であることを特徴とする請求項1に記載の水素含有飲料の製造方法。
3. 前記水素含有飲料の充填直後における水素濃度が１．６ｐｐｍ以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の水素含有飲料の製造方法。