JP4189969B2 - マイクロ波による包装食品の殺菌方法 - Google Patents

Description

本発明は、カップ容器や袋状容器等の容器内に食品が充填・密封された包装食品（食品と容器）をマイクロ波の照射により加熱殺菌するための殺菌方法に関し、特に、チャンバー内に収納して液体中に浸漬させた状態の包装食品に対してマイクロ波を照射することで包装食品を加熱殺菌するようにしたマイクロ波による包装食品の殺菌方法に関する。

プラスチック製又は防水紙製のカップ状容器（カップ容器）や、プラスチック製の袋状容器（パウチ）などの包装容器として、該容器内にカレー，シチュー，各種スープ類等の流動性食品や味付けツナ，風味付け蒲鉾等の固形食品などを充填・密封したような包装食品については、近年、様々な種類の商品が数多く提供されるようになっている。そのような包装食品について、容器内に食品を充填・密封した後で食品と容器を共に加熱殺菌するために、レトルト殺菌に代わる加熱殺菌方法として、包装食品にマイクロ波を照射するということが従来から検討されており、そのようなマイクロ波による包装食品の加熱殺菌として、マイクロ波を透過させる材質からなる容器内に食品が充填・密封された包装食品を、マイクロ波を透過させる材質からなるチャンバー内に収納して、該チャンバー内に充填された液体中に浸漬させた状態で、チャンバーを透過させたマイクロ波の照射によりチャンバー内の包装食品を加熱殺菌する、ということが下記の特許文献１、２等により既に従来公知となっている。
特公平１−５７９４４号公報 特開２００１−１３０５１７号公報

ところで、上記のような従来公知のマイクロ波による包装食品の殺菌方法によれば、容器内に食品が充填・密封された包装食品に対して、これをチャンバー内で液体中に浸漬させた状態としてマイクロ波を照射していることから、マイクロ波により先ず液体が加熱されることで、容器中に食品が充満されていなくても、液体中に浸漬された容器を全体的に加熱殺菌することができると共に、容器内の周辺部で食品が過加熱されてしまう所謂エッジ効果と言われる現象が起きるのを抑えることができる。

すなわち、包装食品の中身となる食品が、固形物を含んでいて熱による対流が行なわれ難いもので、食品中に０．５％から１．０％の塩分を含有するような場合には、マイクロ波を照射した際に、容器の周辺部では食品が過加熱され、容器の中心部では食品が昇温し難い、所謂エッジ効果と言われる現象が起きることが知られているが、液体中に浸漬させた状態でチャンバー内に包装食品を収納してマイクロ波を照射した場合には、液体の部分が仮想エッジとして作用することにより、包装食品の部分でのエッジ効果が緩和されるものと考えられる。

しかしながら、何れにしても、上記の各引用文献に開示されているような従来公知のマイクロ波による包装食品の殺菌方法の場合には、チャンバー内に包装食品を収納した状態で、包装食品の容器がチャンバーの底面に接地していることから、この接地部分での昇温が遅くなって、トータルでのマイクロ波の照射時間が延びてしまい、その結果、内容物である食品の劣化や容器臭の発生を引き起こしてしまう虞が有る。

本発明は、上記のような問題の解消を課題とするものであり、具体的には、マイクロ波を透過させる材質からなる容器内に食品が充填・密封された包装食品を、マイクロ波を透過させる材質からなるチャンバー内に収納して、該チャンバー内に充填された液体中に浸漬させた状態で、チャンバーを透過させたマイクロ波の照射によりチャンバー内の包装食品を加熱殺菌するような包装食品の殺菌方法について、短時間でのマイクロ波の照射により１００℃以上の温度で均一に効率良く加熱殺菌できるようにすることを課題とするものである。

本発明は、上記のような課題を解決するために、マイクロ波を透過させる材質からなる容器内に食品が充填・密封された包装食品を、マイクロ波を透過させる材質からなるチャンバー内に収納して、該チャンバー内に充填された液体中に浸漬させた状態で、チャンバーを透過させたマイクロ波の照射によりチャンバー内の包装食品を加熱殺菌するような包装食品の殺菌方法において、チャンバーの材質よりもマイクロ波誘電損失が大きく、且つ、容器内の食品よりもマイクロ波誘電損失が小さい液体が充填されているチャンバー内で、チャンバーの底面から包装食品の容器が離れるように、チャンバーの内面と包装食品の外面との間に所定の間隔を設けて、包装食品を液体中に完全に浸漬させると共に、チャンバーを外箱に収納して、この外箱に加熱加圧空気を吹き込んだ状態で、外箱の窓部から外箱内にマイクロ波を照射することによって、マイクロ波により包装食品を照射するようにしたことを特徴とするものである。

上記のような本発明のマイクロ波による包装食品の殺菌方法によれば、チャンバーを透過して包装食品に照射されるマイクロ波が、チャンバーの材質よりもマイクロ波誘電損失の大きな液体によって邪魔されることで、該液体が包装食品の周辺部の代替物（仮想エッジ）として作用することにより、たとえ固形物を含んで自己対流を起こし難く且つ塩分を含有するような食品を内容物とする包装食品であっても、エッジ効果による局部的な昇温を抑えることができて、加熱ムラの無い均一な状態に加熱殺菌することができる。

しかも、チャンバー内で、包装食品が、その容器をチャンバーの底面と接触させるようなことなく、チャンバーの内面と包装食品の外面との間に所定の間隔を設けた状態で、液体中に完全に浸漬されていることから、チャンバー底面との対向部分を含む包装食品の全体において、チャンバーとの接触による包装食品の局部的な昇温の遅れを招くようなことなく、包装食品（食品と容器）を短時間で均一に加熱殺菌することができて、食品の劣化や容器臭の発生が起きるのを防止することができると共に、外箱内での加熱加圧空気による昇温とマイクロ波の反射とによって、包装食品を１００℃以上の加熱殺菌温度に容易に到達させることができる。

マイクロ波を透過させる材質からなる容器内に食品が充填・密封された包装食品を、マイクロ波を透過させる材質からなるチャンバー内に収納して、該チャンバー内に充填された液体中に浸漬させた状態で、チャンバーを透過させたマイクロ波の照射によりチャンバー内の包装食品を加熱殺菌するような包装食品の殺菌方法について、短時間でのマイクロ波の照射により１００℃以上の温度で均一に効率良く加熱殺菌できるようにするという目的を、最良の形態として以下の実施例に具体的に示すように、チャンバーの材質よりもマイクロ波誘電損失が大きく、且つ、容器内の食品よりもマイクロ波誘電損失が小さい液体が充填されているチャンバー内で、チャンバーの底面から包装食品の容器が離れるように、チャンバーの内面と包装食品の外面との間に所定の間隔を設けて、包装食品を液体中に完全に浸漬させると共に、チャンバーを外箱に収納して、この外箱に加熱加圧空気を吹き込んだ状態で、外箱の窓部から外箱内にマイクロ波を照射することによって、マイクロ波により包装食品を照射するということで実現した。

本実施例のマイクロ波による包装食品の殺菌方法は、包装容器としてカップ容器を使用した包装食品に関するものであって、図１に示すように、包装食品１において、内部に食品２を充填して密封するためのカップ容器３は、底部３１ａと胴部３１ｂとを備えた逆円錐台形状の容器本体３１と、皿状の容器蓋３２とからなり、容器本体３１の胴部開口端縁に形成されたフランジ部３１ｃに、容器蓋３２の外周縁部をヒートシールさせるものである。なお、本実施例のカップ容器３の容器本体３１と容器蓋３２とは、何れについても、熱接着性樹脂であるポリプロピレンやポリエチレン等のオレフィン系樹脂で、エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂等の酸素を透過させない樹脂をサンドイッチ構造に積層したプラスチックフィルムを材料として、従来の圧空成形方法や真空成形方法やプレス成形方法等により製造されるものである。

容器本体３１と容器蓋３２とからなるカップ容器３の内部に充填・密封される食品２については、特に限定されるものではないが、例えば、熱対流を起こして均一に加熱され易い液状の食品（ジュース等）や、固形物により熱対流を起こし難く、しかも、塩分を含むことでマイクロ波による加熱が均一になり難いような固形物を含む流動性食品（具入りスープやカレー等）や、更には、味付けツナや味付け蒲鉾等のような固形食品などがあり、それらの食品の容器３内への充填・密封の状態については、蓋３２で密閉される容器３内の上部にへッドスペースと言われる空気や不活性ガスによる空間部が存在していない満注の状態で充填・密封されていることが望ましいが、容器３内にヘッドスペースが存在するように充填・密封するようにしても良い。

容器３内に食品２が充填・密封された包装食品１を殺菌時に収納するためのチャンバー４については、図２に示すように、包装食品１のカップ容器３と略同じ相似形であり、底部４１ａと胴部４１ｂとを備えた逆円錐台形状のチャンバー本体４１と、皿状のチャンバー蓋４２とからなるものであり、チャンバー４内の加熱に伴う圧力上昇によって蓋４２が開かないように、チャンバー本体４１の胴部４１ｂには、図示していないが、チャンバー蓋４２を固定するための固着具が設けられている。なお、本実施例のチャンバー４の本体４１と蓋４２とは、何れについても、蒸留水よりもマイクロ波誘電損失の小さな四フッ化エチレン樹脂等のフッ素樹脂を材料として、射出成形法等の常法により製造されるものであり、その壁厚については、強度が許される限りにおいて出来るだけ薄肉とすることが望ましい。

そのようなチャンバー本体４１の内面には、図３に示すように、底部４１ａの内面に、中心から１２０°の間隔で３個の円錐形の突起４ａが一体的に形成され、また、胴部４１ｂの内面に、中心から１２０°の間隔で３個の円錐形の突起４ａが一体的に形成されていて、そのようにチャンバー本体４１の内面に複数個の突起４ａが形成されていることで、チャンバー本体４１内に包装食品１（食品２が充填・密封されたカップ容器３）を収納したときに、チャンバー本体４１の内面に形成された複数の突起４ａにより包装食品１が支持されて、チャンバー本体４１の底面（底部４１ａの上面）から包装食品１の容器３が離れるように、チャンバー本体４１の内面と包装食品１の外面との間に所定の間隔が設けられる。また、チャンバー本体４１内に包装食品１を収納してから、チャンバー本体４１にチャンバー蓋４２を被せた状態で、包装食品１の上面とチャンバー蓋４２の下面との間にも所定の間隔が形成されている。

そのようなチャンバー４の内面と包装食品１の外面との間の空間部には、マイクロ波による加熱殺菌に際して、チャンバー４内に包装食品１を収納した状態で、包装食品１が完全に液体中に浸漬されるように、蒸留水等の液体が満たされる。なお、チャンバー４内を液体で満たす場合には、チャンバー４の内面と包装食品１の外面との間の空間部に気泡などが入らないようにするために、チャンバー本体４１に包装食品１を収納する前に、先にチャンバー本体４１に液体を充分に入れてから液体が溢れ出る状態で包装食品１を収納したり、或いは、チャンバー本体４１を液体の中に完全に浸した状態で、包装食品１をチャンバー本体４１に収納してから、チャンバー蓋４２を被せるようにしたりすることが望ましい。

チャンバー４の内面と包装食品１の外面との間隔については、マイクロ波加熱殺菌装置で一般的に使用されている２４５０ＭＨｚの周波数を、出力５００〜６００Ｗで、一定量の食塩水に照射時間を変化させて照射して実験した結果、間隔が２〜８ｍｍの範囲であれば、固形物を含んだ流動性食品で塩分を含有するような食品であっても、包装食品１内を均一に昇温させられることが判明した。その結果、本実施例の方法では、チャンバー４の内面と包装食品１の外面との間隔については、２〜８ｍｍの範囲となるようにしている。

チャンバー４内に充填する液体については、本実施例では蒸留水を使用しているが、加熱殺菌される食品に塩分が含まれていないような場合には、チャンバー４の内面と包装食品１の外面との間に満たされる液体のマイクロ波誘電損失を大きくすることで急速加熱を得るために、蒸留水を水道水や食塩水等に適宜変更することが可能である。

上記のようにチャンバー４の内面と包装食品１の外面との間に所定の間隔を設けて、包装食品１を液体中に完全に浸漬させた状態で、マイクロ波により包装食品１を照射するよにした場合、チャンバー４を透過して包装食品１に照射されるマイクロ波が、チャンバー４の材質よりもマイクロ波誘電損失の大きな液体によって邪魔されることで、該液体が包装食品１の周辺部の代替物（仮想エッジ）として作用することにより、たとえ固形物を含んで自己対流を起こし難く且つ塩分を含有するような食品を内容物とする包装食品であっても、エッジ効果による局部的な昇温を抑えることができて、包装食品１を加熱ムラの無い均一な状態に加熱殺菌することができる。

しかも、チャンバー４内で、包装食品１が、その容器３をチャンバー４の底面（底部４１ａの上面）と接触させるようなことなく、チャンバー４の内面と包装食品１の外面との間に所定の間隔を設けた状態で、液体中に完全に浸漬されていることから、チャンバー４の底面との対向部分を含む包装食品１の全体において、チャンバー４との接触による包装食品１の局部的な昇温の遅れを招くようなことなく、包装食品１（食品２と容器３）を短時間で均一に加熱殺菌することができて、食品の劣化や容器臭の発生が起きるのを防止することができる。

なお、本実施例の方法では、チャンバー４の内面と包装食品１の外面との間隔が２〜８ｍｍの範囲となるようにしているが、そのようにすることで、包装食品１の加熱殺菌を、より均一な状態で、より昇温効率が良いように効果的に行なうことができる。すなわち、該間隔を２ｍｍよりも小さくすると、均一加熱の効果が小さくなり、一方、該間隔を８ｍｍよりも大きくすると、昇温に要する時間が長くなって昇温効率が悪くなる。

ところで、包装食品１の加熱殺菌温度が１００℃未満の場合には、上記のように、チャンバー４内に液体と共に包装食品１を収納させた状態で、そのままチャンバー４の外側の所望の位置からマイクロ波を照射することで加熱殺菌を実施しているが、本実施例の方法では、包装食品１の加熱殺菌温度を短時間で１００℃以上とするために、図４に示すように、液体と共に包装食品１を収納させたチャンバー４を、更にステンレス製の外箱５に収納した状態で、外箱５の窓部５ｂからマイクロ波を照射するようにしている。

ステンレス製の外箱５は、底板５１ａと側壁５１ｂとを備えた箱本体５１と、蓋板５２とからなるものであり、チャンバー４を浮かせた状態で外箱５の中心部に保持するために、箱本体５１の底板５１ａと側壁５１ｂには、四フッ化エチレン樹脂等のフッ素樹脂製の円錐形の突起５ａが適当数だけ接着固定されており、蓋板５２には四フッ化エチレン樹脂等のフッ素樹脂製の窓部５ｂがはめ込まれていて、箱本体５１の側壁５１ｂにはパイプ５ｃが設置されている。

そのような外箱５を使用した本実施例の方法では、マイクロ波により包装食品１を加熱殺菌する際に、パイプ５ｃから１３０〜１５０℃で約３０００ｈＰａの加熱加圧空気を外箱５内に吹き込んでおり、それによって、チャンバー４の熱による膨張を防止すると共に、外箱５内とチャンバー４を昇温させている。また、包装食品１を加熱殺菌するためのマイクロ波は、蓋板５２の窓部５ｂから外箱５内に照射しているが、照射されたマイクロ波は、外箱５内において底板５１ａや側壁５１ｂや蓋板５２で反射を繰り返すこととなる。

そのような本実施例の方法によれば、パイプ５ｃからの加熱加圧空気による昇温と、外箱５内でのマイクロ波の反射とによって、包装食品１の食品２を１００℃以上の加熱殺菌温度に容易に到達させることができる。

以上、本発明のマイクロ波による包装食品の殺菌方法の一実施例について説明したが、本発明は、上記の実施例に示した具体的な方法にのみ限定されるものではなく、例えば、対象となる包装食品については、必ずしも各実施例に示したようなカップ容器入りの食品に限らず、袋状容器（パウチ）入りの食品等のような異なる容器を使用した包装食品であっても良く、また、チャンバーの内面と包装食品の外面との間に所定の間隔を設けるという点について、上記の実施例では、チャンバーの内面に形成された複数の突起により包装食品を支持するようにしているが、必ずしもそのような方法に限らず、包装食品の容器がカップ容器である場合には、図５に示すように、カップ容器３の上端のフランジ部をチャンバー４の本体４１と蓋４２とにより挟持して、チャンバー４内に容器３を宙吊りの状態に保持することで、チャンバー４の内面と包装食品１の外面との間に所定の間隔を設けるようにしても良い等、適宜に変更可能なものであることはいうまでもない。

本発明の方法の対象となる包装容器の一例（カップ容器入り食品）を示す縦断面図。 図１に示した包装食品がチャンバー内に収納されている状態を示す縦断面図。 図２に示したチャンバーの本体内面を示す平面図。 本発明の方法の一実施例について、包装食品を収納したチャンバーが外箱内に収納されている状態を示す縦断面図。 包装食品がチャンバー内に収納されている状態の他の例を示す縦断面図。

符号の説明

１ 包装食品
２ 食品
３ 容器（カップ容器）
４ チャンバー
４ａ （チャンバー内面の）突起
５ 外箱
５ｂ （外箱の）窓部

Claims (2)

1. マイクロ波を透過させる材質からなる容器内に食品が充填・密封された包装食品を、マイクロ波を透過させる材質からなるチャンバー内に収納して、該チャンバー内に充填された液体中に浸漬させた状態で、チャンバーを透過させたマイクロ波の照射によりチャンバー内の包装食品を加熱殺菌するような包装食品の殺菌方法において、チャンバーの材質よりもマイクロ波誘電損失が大きく、且つ、容器内の食品よりもマイクロ波誘電損失が小さい液体が充填されているチャンバー内で、チャンバーの底面から包装食品の容器が離れるように、チャンバーの内面と包装食品の外面との間に所定の間隔を設けて、包装食品を液体中に完全に浸漬させると共に、チャンバーを外箱に収納して、この外箱に加熱加圧空気を吹き込んだ状態で、外箱の窓部から外箱内にマイクロ波を照射することによって、マイクロ波により包装食品を照射するようにしたことを特徴とするマイクロ波による包装食品の殺菌方法。
2. チャンバーの内面と包装食品の外面との間の間隔が２〜８ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波による包装食品の殺菌方法。

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