JPS60120968A - 密封包装体の加熱殺菌方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、密封包装体、特にレトルトパウチ詰食品の
殺菌方法及び装置に関するものである。

近年、レトルト食品が多く用いられている。レトルト食
品は、例えば、うなぎの蒲焼やカレーのような、調理済
みの食品を、再加熱可能な袋容器（レトルトパウチ）で
真空包装してレトルトパウチ詰とした後、高温殺菌して
長期保存を可能にしたものであって、内容物を利用する
際には、そのままレトルトパウチ詰の状態で再加熱する
ことができ、再加熱後レトルトパウチから取り出すこと
により、熱い状態の方が一般に美味であるような食品を
、熱い状態で利用することが簡便にできるようにしたも
のである。レトルトパウチ詰は、一般に、罐詰やビン詰
に比して、容器表面から食品の中心部に至る距離が小さ
いため再加熱が容易に出来、かつ低コストで、使用済み
容器の処理がしやすい等の手軽さが、広く用いられる要
因となっている。

このレトルトパウチ詰の高温殺菌においては、殺菌を充
分に行ないつつ内容物である食品の栄養素や色、香、及
び歯ごたえや口あたりに関するテクスチェア（ｔｅｘｔ
ｕｒｅ）の破壊をできるだけ少なくしてこれらをよく保
持し得る方法が望ましい。

従来は、この高温殺菌の方法として、例えば、厚み１２
ｍｍのうなぎの蒲焼のレトルトパウチ詰に対して、第１
図のｐｒｏｆｉｌｅ１で示すような、一定時間ｔ１（秒
）の間一定温度θｓ（℃）の蒸気の中に置いた後、一定
温度θｃの水の中に入れて急激に冷却し、内容物の温度
がこの水温に下がるまで置くという方法がとられていた
。ここで普通、θｓとしては１５０（℃）、ｔ１として
は２００（秒）等の値が採用されており、この場合、食
品中央部の最も温度上昇の遅い部位の到達最高温度はほ
ぼ１２８℃であり、この前後も含めた高温の持続により
充分に殺菌されるものである。

一般に、高温殺菌の方法は、時間ｔを横軸に、この例に
おける蒸気の温度のようなレトルトパウチ詰の周囲調度
（レトルト濃度）θを縦軸にとったグラフによって表わ
すことが出来る。

上記従来の方法のグラフにおいては、初めからレトルト
温度の最高値θｓを採用して ｃｏｍｅ　ｕｐ　ｔｉｍｅ＝０とし、かつ、その後はす
ぐさま最終冷却温度θｃの中に置きｃｏｍｅ　ｄｏｗｎ
　ｔｉｍｅ＝０とするｐｒｏｆｉｌｅとなっており、従
来は、このｐｒｏｆｉｌｅが最適であると考えられてい
た。

この方法の根拠は、熱が伝わりやすい食品では、低温で
長時間殺菌するよりも高温で短時間殺菌する方が品質の
良いものができるという、古くから良く知られた、高温
短時間殺菌の考えであり、この高温短時間殺菌法は、食
品の性質を左右する色、香、栄養素、及びテクスチュア
等が加熱によって破壊される程度は、一般の化学変化と
同じように１０℃温度が上がると２〜３倍になるが、細
菌の死滅は５〜１０倍になるという原理に基づいている
。

しかし、１のｐｒｏｆｉｌｅではレトルトパウチ内の食
品の表面部分、即ちレトルトパウチに接している部分は
、初めからθｓ（例えば１５０℃）の高温にさらされ、
これがｔ１（例えば２００秒）の時間持続されることに
なり、このときの中央部の最高温度（例えば１２８℃）
の条件に比して余りにも高い温度と長い時間である。一
方表面部分は最初に眼に見え、香りを発する部分であり
、うなぎの蒲焼の場合等は最初口中に接する部分である
ため、その味覚上に占める役割は重要であり、かつ、表
面付近は体積的にみても中央部に比して大きな割合を占
めるものであることを考えたとき、もっと表面部分の品
質の保持を大切にする、またその結果全体としての品質
を向上させ得るｐｒｏｆｉｌｅの高温短時間殺菌法が望
まれる。

この発明は、上記の如き事情に鑑みてなされたものであ
って、従来と同等の殺菌効果を有しながら、密封包装体
とした食品の品質をより良く保持し得て、かつ実施の容
易な高温短時間殺菌方法及び装置を提供することを目的
としている。

この目的に対応して、この発明の密封包装体の加熱殺菌
方法は殺菌温度以下の温度による予熱行程と１２５℃以
上の前記殺菌温度による本加熱行程と、及び前記殺菌温
度からほぼ３０℃まで降温させる冷却行程とからなるこ
とを特徴としている。

またこの発明の密封包装体の加熱殺菌装置は蒸気と空気
の給排によって内部の温度及び圧力の状態を可変にする
レトルトと、前記レトルトの内部温度を計測する温度計
測装置と前記レトルトの内部圧力を計測する圧力計測装
置とを備え、前記温度計測装置及び前記圧力計測装置の
出力信号を制御器にフィードバックするように構成し、
コンピュータの出力信号と比較しながら前記制御器によ
り前記蒸気と空気の給排を行なう弁を開閉制御するよう
に構成したことを特徴としている。

以下、この発明の詳細を、一実施例を示す図面について
説明する。なお、以下の実施例は全て下記の条件（Ｉ）
のうなぎの蒲焼のレトルトパウチ詰に関している。

第２図において２はこの発明の一実施例に係わる殺菌方
法の上記うなぎの蒲焼のレトルトパウチ詰に対するｐｒ
ｏｆｉｌｅである。

これは、例えば、レトルトパウチ詰を温度制御のできる
蒸気槽の中に入れて、蒸気の温度を７０℃から始めて５
．５分後に１５０℃に達するように一様に上昇させ、次
の１分間は１５０℃に達するら一様に下降させて１１０
℃まで下げた後、直ちに３０℃の冷却水中にさらし水温
と同じ３０℃になるまで置くという方法を表わす。

この方法では、レトルトパウチ詰の表面部分の品質が非
常に良く保持されることが理論的に、また官能検査によ
って確かめられた。以下にその理論的な根拠を示す。

密封包装体の内容食品の細菌の死滅の程度を表わすＦ値
は（１）式のように定義されている。

ここで θ：内容食品中、一番温度上昇の遅い点の温度［°Ｆ］ ｔ：時間［ｍｉｍ］ Ｚ：対象する菌の熱的な係数 関係法規上、Ｆ値はある値以上であるように規制される
。例えば、うなぎの蒲焼の場合は“１２０℃で４分間殺
菌するのと等価以上”となっており、この条件は、ほぼ
Ｆ＝３．１以上に相当する。Ｆの上限は定めないため、
実際には罐詰等の長期保存用のものでは、安全のためＦ
＝２０〜３０等とした製品まであるが、通常は食品の色
・香、栄養素やテクスチュアの保存を考慮して内容食品
の品目・用途により規制以上の一定のＦ値をそれぞれの
製造者において決めて生産している実情である。

次に内容食品の品質の低下の度合、即ち色・香、栄養素
やテクスチュア等の減少や変質の程度も（１）式と同様
に（２）式で表わしてＣｖ（Ｃｏｏｋｉｎｇ　Ｖａｌｕ
ｅ）と呼ばれているここで θ：内容食品の温度［℃］ ｔ：時間［ｍｉｎ］ Ｚｃ：対象にする品質（例えばテクスチュア）に関する
係数［ｍｉｎ］ （１）式のθは華氏、（２）式のθは摂氏で表示される
点に留意する。

ここで、内容食品の表面部分におけるＣｖを考え、Ｆ値
一定の条件下でなるべくＣｖを小さくするようなレトル
ト温度のｐｒｏｆｉｌｅのうち、実施の容易さをも考慮
した単純なｐｒｏｆｉｌｅとして見出されたのが２のｐ
ｒｏｆｉｌｅである。これは一例として（Ｔ）の条件の
うなぎの蒲焼のレトルトパウチ詰に対し、 （ＩＩ）Ｆ＝５ という条件でめたもので、以下すべて（ＩＩ）の条件で
めたものである。

また以下すべて Ｚｃ＝５０［ｍｉｎ］・・・（３） としている。

２のｐｒｏｆｉｌｅではＣｖ＝１８．７となり、第１図
の従来型のｐｒｏｆｉｌｅの中、同じくＦ＝５となる場
合を示す第３図のｐｒｏｆｉｌｅ３では、Ｃｖ＝３２．
７となり、２は３より非常に優れている。これらＣｖの
値の計算根拠を次に示す。

（２）式において、θとして内容食品の表面部分の温度
を考え、かつ簡単のため表面部分の温度は常にレトルト
温度に等しい、即ち ｈ＝∞（ｈ：総括熱伝達率）・・・（４）の場合を考え
る。こうしても実際上大きな違いはない。すると（２）
式のθはｔの関数でそのグラフはレトルト温度のｐｒｏ
ｆｉｌｅと一致する。

一方（１）式のθはこの場合食品中央部の温度と考えて
よく、θは時間ｔの関数である。

一般に厚み２ａのレトルト食品中での厚みの方向をｘ軸
にとり、厚みの中央の位置を０とすると、厚み方向の位
闘ｘは −ａ≦ｘ≦ａ の範囲にあり、位置ｘにおける時刻ｔにおける食品の温
度をθとしたとき、θは（４）の条件下では、 ∂θ／∂ｔ＝α（∂２θ／∂ｘ２）・・・（５）ｘ＝±
ａのときθ＝０（ｔ） ｔ＝０のときθ＝ｆ（ｘ） ここでｇ（ｔ）：レトルト温度 ｆ（ｘ）：初期温度 の解であることが知られており、Ｄｕｈａｍｃｌ′ｓｔ
ｈｅｏｒｅｍにより（５）の解は、 となることが知られている。

（２）式のθは（６）式のθの×＝±ａのときの値であ
り、他方（１）式のθは（６）式のθのｘ＝０のときの
値を華氏に変換したものである。

まず、３のｐｒｏｆｉｌｅの決定の仕方とＣｖ値のめ方
であるが、３の一般形である１のｐｒｏｆｉｌｅの場合
のθは、（６）より ０≦ｔ≦ｔ１では ｔ１≦ｔでは となり（７）に３のｐｒｏｆｉｌｅの具体的温度条件θ
０＝２０［℃］ θ１＝１５０［℃］（最高温度） θ２＝３０［℃］（冷却温度） ・・・（８） を与えて関数θを決定して（７）′（ｘ、ｔの関数）と
し、（７）′のｘ＝０のときの値（ｔの関数）を華氏に
変換したもの（ｔの関数）を（１）式に代入したもの（
ｔの関数）が、Ｆ＝５を満たすようなｔをめて３．３３
（ｍｉｎ） （２００ｓｅｃ）を得てｔ１＝３．３３を決定したもの
が３のｐｒｏｆｉｌｅであって、このときのＣｖ値をめ
るため、（７）′のｘ＝±ａのときの値（ｔの関数）を
（２）式のθに代入し、Ｃｖ＝３２．７を得た。

次に、ｐｒｏｆｉｌｅ２のＣｖ値をめるには、ｐｒｏｆ
ｉｌｅ２の一般形である第４図のｐｒｏｆｉｌｅ４を考
える。４はレトルト温度を、初めのｔ１分間でθ１から
始めてθ２まで一様に上昇させ、次のｔ２−ｔ１分間で
θ２からθ３まで一様に下隣させ、その後直ちにθ４と
して冷却することを示す。

ｐｒｏｆｉｌｅ４におけるθは（６）より０≦ｔ≦ｔ１ ｔ１≦ｔ≦ｔ２では ｔ２≦ｔでは ただし、 ｍ１＝（θ２−θ１）／ｔ１ ｍ２＝（θ３−θ２）／（ｔ２−ｔ１）・・・（９） となり（９）に２のｐｒｏｆｉｌｅの具体的温度条件の
うち基本的なものを（８）と同様に θ２＝１５０［℃］（最高温度） θ４＝３０［℃］（冷却温度） θ０＝２０［℃］ ・・・（１０） と与えたとき残りのθ１、θ３、ｔ１、ｔ２のうちの３
つが種々の値をとったときの最後の１つの値は、Ｆ＝５
という条件から決まるので、θが決定しＣｖの値も式（
２）により計算できるから、上記３つの値の組合せを種
々変化させて与えてできるｐｒｏｆｉｌｅのうちＣｖを
小さくするものを選んだものがｐｒｏｆｉｌｅ４であっ
て、このときＣｖ＝１８．７である。

ｐｒｏｆｉｌｅ２は条件（Ｉ）、（ＩＩ）、（３）、（
４）、（１０）のもとでＣｖを小さくするものであった
が、これらの条件、即ち、ａ（厚みの半分）、α（熱伝
導率）、Ｆ値、Ｚ値（係数）、Ｚｃ値（係数）、θ０（
初期温度）、レトルト最高温度、冷却温度が異なる値を
とった場合でも（１）式（Ｆ値）、（２）式（Ｃｖ値）
、（６）式（θ）より同様にして、ｐｒｏｆｉｌｅ４を
一般形とする、具体的温度と時間を指定したｐｒｏｆｉ
ｌｅでＣｖを小さくするものをめることができる。

上記条件が変化した場合には、ｐｒｏｆｉｌｅ４におけ
る最高温度をある時間持続した型で、ｐｒｏｆｉｌｅ４
の一般形と考えられるｐｒｏｆｉｌｅ５（第５図）が有
効であり、ｐｒｏｆｉｌｅ５は、レトルト温度を、θ１
から始めて一様に上昇させてｔ１分後にはθ２として、
θ２をｔ２−ｔ１分間持続し、その後のｔ３−ｔ２分間
で一様にθ３まで下降させ、直ちに冷却温度θ４とする
ものである。ｐｒｏｆｉｌｅ５におけるθは、（６）式
より、 ０≦ｔ≦ｔ１では ｔ１≦ｔ≦ｔ２では ｔ２≦ｔ≦ｔ３では ｔ３≦ｔでは ただし、 ｍ１−（θ２−θ１）／ｔ１ ｍ２−（θ３−θ２）／（ｔ３−ｔ２）となる。この場
合もｐｒｏｆｉｌｅ２の場合と同様に考えてＣｖを小さ
くする具体的ｐｒｏｆｉｌｅをめることができる。これ
らの計算には、コンピュータが有効に利用される。

なお、ｐｒｏｆｉｌｅ２ではレトルト温度を７０℃から
１５０℃へ、１５０℃から１１０℃へと直線に沿って一
様に、連続的に上昇させまた下降させているが、必ずし
も直線に沿って変化させる必要はなく、ほぼ直線に沿っ
ていればよい。また連続的に変化させるより制御の簡単
な、第６図に示すｐｒｏｆｉｌｅ６（Ｃｖ値２０．５）
や第７図に示すｐｒｏｒｉｌｅ７（Ｃｖ値２３．１）の
ような、階段状のｐｒｏｆｉｌｅで近似したものも、従
来型のｐｒｏｆｉｌｅ３より顕著なＣｖ値の減少を示し
、品質の保持に有効である。第８図、第９図及び第１０
図に示す曲線２′、３′、７′はそれぞれ各ｐｒｏｆｉ
ｌｅ２、３、７に対応する熱の浸透の仕方、即ちうなぎ
の蒲焼のレトルトパウチ詰の厚みの中央部分の温度の推
移を表わす。これら中央部分の温度に対応するＦ値は皆
５であり殺菌時間においては従来のｐｒｏｆｉｌｅ３が
短いが表面のＣｖ値はｐｒｏｆｉｌｅ２や７のほうが遙
かに小さく品質が良く保持されることを示し、このこと
は官能検査によっても確かめられた。

以上のようなレトルト殺菌方法を実施するための装置に
ついて、次に説明する。

第１１図に示すように、加熱殺菌装置１１のレトルト１
２には各種の流体配管が設けられている。

各種の流体配管とはスチーム供給系１３、スチーム排出
系１４、空気供給系１５、１６、冷却水供給系１７及び
冷却水排出系１８であって各系１３、１４、１５、１６
、１７、１８には弁１３′、１４′、１５′、１６′、
１７′、１８′がそれぞれ備えられ、それぞれの弁の開
閉は制御器２１によって行なう。制御器２１への制御信
号はコンピュータ２２によって与えられる。

冷却水供給系１７はレトルトの上部と下部とにつながっ
ており、上部につながる管には上部への揚水を可能にす
るポンプ１９が設けられている。

コンピュータ２２には所定のｐｒｏｆｉｌｅの加熱殺菌
方法に対応するプログラムと、内容食品の厚み、内容食
品の温度伝導率、内容食品に関する係数、内容食品の初
期温度、Ｆ値、細菌に関する係数、レトルト温度の最高
値、冷却温度等がコンピュータ２２に予め入力される。

一方、レトルト１２内の雰囲気圧力と雰囲気温度は、そ
れぞれレトルト１２に備えられた圧力検出装置２５と温
度検出装置２６によって検出して制御器２１によってコ
ンビコータからの設定値と比較され、制御されるように
構成される。

このように構成された加熱殺菌装置１１によって前記加
熱殺菌法を行なうには、まず被殺菌物である密封包装体
をレトルト１２内に収納してレトルト１２を密閉してか
ら弁１３′を開けてスチーム供給系１３からスチームを
レトルト１２内に供給し、レトルト１２内を所定の予熱
温度にする。

スチームの供給は、弁１３′を開けて行ない、スチーム
の供給量の制御は弁１３′の開閉を制御することによっ
て行なう。

このとき、必要に応じて弁１６′を開き、下部の空気供
給系１６から空気を同時に供給してレトルト１２の圧力
を調節する。

次いで、レトルト１２内が所定のｐｒｏｆｉｌｅの温度
条件となるように、スチーム供給系１３からのスチーム
の供給、空気供給系１６からの空気の供給、冷却水供給
系１７からの冷却水の供給、スチーム排出系１４からの
スチームの排出、及び冷却水排出系１８からの暖められ
た冷却水の排出を制御器２１によって制御して行ない、
前記温度条件を実現する。

以上にのように、この発明によれば、従来と同等の殺菌
効果を有しながら食品の品質をより良く保持し得て、か
つ実施の容易な高温短時間殺菌方法及び装置を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の密封包装体の加熱殺菌方法を示すｐｒｏ
ｆｉｌｅ、第２図はこの発明の一実施例に係わる密封包
装体の加熱殺菌方法を示すｐｒｏｆｉｌｅ、第３図は第
１図のＦ＝５の場合を示すｐｒｏｆｉｌｅ、第４図は第
２図の一般形を示すｐｒｏｆｉｌｅ、第５図は第４図の
一般形を示すｐｒｏｆｉｌｅ、第６図はこの発明の他の
実施例を示すｐｒｏｆｉｌｅ、第７図はこの発明の更に
他の実施例を示すｐｒｏｆｉｌｅ、第８図は第２図のｐ
ｒｏｆｉｌｅで示される殺菌方法を行なったときのうな
ぎの蒲焼のレトルトパウチ詰の中央部分の温度変化を示
すグラフ、第９図は第３図のｐｒｏｆｉｌｅで示される
殺菌法を行なったときのうなぎの蒲焼のレトルトパウチ
詰の中央部分の温度変化を示すグラフ、第１０図は第７
図のｐｒｏｆｉｌｅで示される殺菌法を行なったときの
うなぎの蒲焼のレトルトパウチ詰の中央部分の温度変化
を示すグラフ、及び第１１図はこの発明の一実施例に係
わる密封包装体の加熱殺菌装置の構成図である。 １・・・従来の殺菌方法のｐｒｏｆｉｌｅ　２、６、７
・・・この発明の一実施例に係わる殺菌方法のｐｒｏｆ
ｉｌｅ１１・・・この発明の一実施例に係わる加熱殺菌
装置１２・・・レトルト　１３・・・スチーム供給系１
４・・・スチーム排出系　１５・・・上部の空気供給系
　１６・・・下部の空気供給系　１７・・・冷却水供給
系　１８・・・冷却水排出系　２１・・・制御器２２・
・・コンピュータ　２３・・・トランスミッター第１図 時間（ｍｉｎ） 第２図 ８今　間（ｍｉｎ） （Ｃｖ　＝　１８．７　） 第３図 第４図 時ｒＪＩ（ｍＩｎ） 第５図 ｅ 第６図 θ （Ｃｖ　＝　２０．５　） 第７図 ０１２３４５６７８

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）殺菌温度以下の温度による予熱行程と、１２５℃
   以上の前記殺菌温度による本加熱行程と、及び前記殺菌
   温度からほぼ３０℃まで降温させる冷却行程とからなる
   ことを特徴とする密封包装体の加熱殺菌方法
2. （２）前記冷却行程は、前記本加熱行程からほぼ１００
   ℃までほぼ直線の温度勾配に沿って降温する第１冷却行
   程と、前記１冷却行程の次に約３０℃まで急冷する第２
   冷却行程とからなるものであることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の密封包装体の加熱殺菌方法
3. （３）前記冷却行程は前記本加熱行程からほぼ１３０℃
   まで急冷する第１冷却行程と、前記第１冷却行程の次に
   約９０℃まで急冷する第２冷却行程と前記第２冷却行程
   の次に約３０℃まで急冷する第３冷却行程とからなるも
   のであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   密封包装体の加熱殺菌方法
4. （４）前記冷却行程は前記本加熱行程から前記３０℃ま
   で急冷するものであることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の密封包装体の加熱殺菌方法
5. （５）前記予熱行程は１２５℃以下の一定温度を保つも
   のであることを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２
   項、第３項または第４項記載の密封包装体の加熱殺菌方
   法
6. （６）前記予熱行程は１００℃以下の一定温度の第１予
   熱行程から１００℃以上の一定温度の第２予熱行程へ急
   熱することを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項
   、第３項または第４項記載の密封包装体の加熱殺菌方法
7. （７）前記予熱行程は１００℃以下の温度からほぼ直線
   の温度勾配に沿って昇温するものであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項、第２項、第３項または第４項
   記載の密封包装体の加熱殺菌方法
8. （８）蒸気と空気の給排によって内部の温度及び圧力の
   状態を可変にするレトルトと、前記レトルトの内部温度
   を計測する温度計測装置と前記レトルトの内部圧力を計
   測する圧力計測装置とを備え、前記温度計測装置及び前
   記圧力計測装置の出力信号を制御器にフィードバックす
   るように構成し、コンピュータの出力信号と比較しなが
   ら前記制御器により前記蒸気と空気の給排を行なう弁を
   開閉制御するように構成したことを特徴とする加熱殺菌
   装置