专利名称:关于塑料食品容器热处理的方法
本发明是关于塑料容器中的食物热处理的方法。更确切地说，本发明是关于显著地减少塑料容器在热处理过程中的变形，使塑料容器保持有适当型状的一些方法。
众所周知，在食品包装工业中，食物是装在密封良好的金属或玻璃容器中，然后用热处理灭菌消毒，再提供给人们安全食用。在这里，如已在(美国)《联邦法规全书》(CFR)第21篇，113部分(定义，11.3节)里所规定的一样，“热处理”是指使包装容器中的食物经过一定时间-温度参数条件的处理，使食物成为“商业无菌”的食品。热处理后的食品的“商业无菌”要达到的条件是-“(ⅰ)通过加热的方法使得食品中没有(a)在通常非冷冻条件下贮存和在销售过程中有可能在食品中繁殖的微生物类;和(b)对公开卫生有显著影响的活性微生物类(包括孢子类);或者(ⅱ)通过控制水的作用和加热的方法，使得食品中没有在通常非冷冻条件下贮存和在销售过程中有可能在食物中繁殖的微生物。”通常，对金属容器中的食物进行热处理的温度大约是在190°F到280°F左右，在不同的热处理设备中(例如旋转连续式连续杀菌釜，静止式杀菌釜以及类似的设备)加热的时间从几分钟一直到超过6小时不等。食品容器经过蒸煮-冷却处理之后，就可以码堆，打包，以便运输和销售了。低酸性食品通常用最高的热处理温度，因为低酸性食品比酸性食品更有利于微生物的生长繁殖。酸性食品只需要较低的热处理温度，因为某些微生物对酸相当敏感。酸对食品的保护作用，是由于酸具有一定的氢离子浓度并且使细菌的细胞不稳定。食品中的酸类可以是食品本身所含有的天然组分，由食物发酵产生，或者以化学制剂直接加入食品。因为酸的存在增强了对微生物的杀伤能力，所以酸性食物(pH值4.6或低于4.6)通常只需加热到大约华氏205度就可以除去其中的腐败性微生物了。这比具有较高pH值的食品所需要的加热温度低很多。因此，有一些食品，特别是低酸性的蔬菜类(本专利后面列举了几种这类蔬菜)需要在相对较高的温度下经过长时间热处理过程(高的时间-温度处理参数)，以便杀死在引起食品腐败和毒性的微生物。
人们已经做出了很大的努力研究用塑料容器包装食品以代替金属容器和玻璃容器。塑料容器之所以吸引人是因为它们具有价格低廉，重量轻巧，没有生锈和腐蚀的问题，以及容易处理掉等等优点。然而，通常用来包装贮存食物的金属容器和玻璃容器可以经受住高于190°F以上的热处理温度;更重要的是它们可以毫无困难地经受商业上所用的最高热处理温度或蒸煮温度(通常约在275°F-280°F)而仍无永久变形，也不失去其密封性能。但在另一方面，硬质塑料容器，例如用聚烯烃类结构材料，象聚乙烯、聚丙烯或这两种聚合物的共混材料所制造的容器，随着热处理温度的升高和温度接近于塑料的熔点时就逐渐软化了。典型的高密度聚乙烯的熔点在275°F左右，丙烯的均聚物熔点在330°F左右。当塑料软化时，由于内外压力差和操作处理的原因塑料包装容器会产生膨胀而变形。塑料包装容器在一般的热处理过程中，除非各个热处理条件均严格控制，否则它在冷却时将发生永久变形造成难看的外观。软化了的塑料容器在高的热处理温度下会发生形变的原因之一是因为容器内的压力在热处理时增大而超过了外部压力。这外部压力是指热处理设备内的压力。塑料容器内的压力作用于容器壁上使其向外膨胀而发生形变。造成塑料容器内部压力升高的因素首先是在密封的塑料容器的上部空间(在容器内食物的上部)存在少量空气或其它气体，在高的温度下它的体积增大造成压力升高;其次，容器内食物的受热膨胀，食物的蒸汽压升高，溶于食物中的气体受热逸出，以及食物在蒸煮过程中由于发生化学反应而产生的气体等等因素，都能造成容器内部的压力升高。因此，在热处理过程中食品容器内部的总压力是上面所述的各种压力的总和。当容器内的总压力超过外部压力时，容器向外膨胀变形，从而使容器内上部空间的气体膨胀，因此减少了内部压力和外部压力的差别。人们通常设法保证外部压力总是大于包装容器内部压力。例如将装有食物的容器浸没于水中。水面上加上足够大压力的压缩空气进行处理，就可以补偿容器内压力的变化了。这就是用于热处理大家所熟悉的软包装袋(例如蒸煮袋)包装食品的方法之一。另外，可以通过在蒸汽中加入空气的方法来提高蒸汽消毒釜内的压力。但这种方法降低了蒸汽的热效率，并能改变蒸汽消毒釜内的热传导。当食品容器冷却后，其内部的压力相对于外部压力来讲是变小了，因此引起塑料容器的边壁和/或底面向里收缩以补偿内部压力的减少。冷却也使塑料变硬。这样就会造成塑料容器向外凸出和/或向内凹陷的永久性形变。
人们清楚地认识到，在开发利用可经受热处理的硬质塑料容器和探寻对装于这种塑料容器中的食物进行热处理的方法时，所遇到的主要困难是塑料容器在热处理中发生变形和泄漏;以及在诸如控制往容器中加料、预留容器内上部空间的大小，控制容器内部与外部相对压力的大小和冷却速度，操作处理等等方面的要求即复杂又严格;还有影响塑料容器壁强度和形变的其它因素;以及容器壁发生变形后是否完全毁坏了它应有的外观型状等等。这类损坏可以是边壁凸出，边壁折嵌(边壁向里扭曲)和/或者容器底边向外凸出形成“鼓凸”形底或“翘曲”形底。这些变形和损坏使外观非常难看，不易装运，在平坦的表面上放置不稳且易发生滚动。任何一种这样的损坏都会被误认为是由于内装食品发生腐烂而引起的，由此造成顾客不愿购买这种罐头。除非塑料容器的所有这些变形和损坏问题及与此相关的问题解决了或者显著减轻了，否则要开发和供应一种价格低廉，能普遍满足商业上进行热处理要求的硬质塑料容器来包装食品，用来替代能经受热处理的金属和玻璃容器将是很困难的。
要通过控制容器内顶部间隙在很窄范围内，从而限制或控制容器内气体和形成的压力在一个恰当的范围是很困难的。因为食品装罐机不可能总是在每个塑料容器中装入完全相等数量的食品;所有的塑料容器也并不总是具有完全相同的尺寸和容量;装入的食品可能溢出来。由于这种种因素，每批塑料食品罐内的上部间隙可能不同，难以控制在一个狭窄的范围内。容器上部所允许存在的空间范围的狭窄程度和严格性已成为一个特殊的难题。塑料容器在热处理过程中产生的一切复杂性的根源就在这里，并且，它还造成塑料容器在商业上热处理的困难。
一个和通常的高温热处理过程有关的问题就是在较高的蒸煮温度下，塑料变得较柔软及较不结实，更易被挤压变形。因此产生的后果是，下层的塑料容器在这样的温度下没有足够的耐压能力来承受在蒸煮消毒时堆放在它们上而的许多其它容器的重压。例如，在一试验中，假设有14层罐头堆放在一起，测试最底层的罐头盒的耐压能力。这些罐头在250°F下蒸煮消毒65分钟。底层的16个罐头盒全部严重损坏，商业上已无法应用。第二次试验，是在245°F下蒸煮75分钟，底层所有的罐头盒只有轻微的损坏。第三次试验是在240°F下蒸煮90分钟，底层16个罐头盒全部完好无缺。因此，蒸煮灭菌釜内的温度越低，排在底层的容器的耐压能力就越大，它们可承受堆放其上的容器重量就越大。实验得到的另一个结果是，对于那些容器壁薄厚不均匀或者壁上有薄弱区域的塑料包装容器，在其内部压力的作用下，将首先在这些薄弱区域受到过度的压迫并且向外凸出。而对于那些薄厚较均匀的部分则不易受损。因此，打算用于较高温度下进行热处理的塑料食品容器，对于罐体薄厚均匀程度的要求，比起用于较低热处理温度下使用的容器来就要高一些。
另一个有关塑料容器(硬质包装罐或是软包装袋)在热处理过程中的问题是，包装容器的密封性可以受到破坏。在足够高的温度下，如果原先硬质箍圈软化到一定程度时，它可能沿接缝处开裂，使得金属盖崩掉。用较低熔点的聚合物做成的热密封胶密封的食品包装袋，也可能在高的热处理温度下(例如高于240°F)，由于袋内外压力的影响而开裂。
虽然，人们知道可以用高强度的树脂来做成足够厚的塑料容器和/或者使用具有较高熔点的聚合物和热密封胶等途径，来使塑料容器更好地耐受热处理过程中逐渐增高的温度和压力。然而从实用观点考虑，诸如，因为树脂用量增加而提高成本，增加了容器重量，降低了容器的导热性、延长了塑料容器的制造工时(加热，冷却过程等等)以及其它因素，都限制了此种方法的实施。
对塑料容器里的食品进行热处理的另一途径是保持热处理温度使其低于使聚合物发生软化的温度。然而，这种方法需要大大地延长热处理时间才能达到该食品商业性无菌的水平。延长热处理时间，要增加能源成本;降低了热处理设备的生产率;并且常常会使食物的质地，色泽和味道变差，特别是低酸性食物更是如此。延长热处理时间，易使食品的质量比起在较高温度下经短时间热处理后的同样食品来，显得蒸煮过度了。
综上所述，若能提供一些可以对包装于塑料容器(包括硬质和软质)中的食物进行热处理，而且又能克服或者显著地减少前述的各种困难的方法，那将是很吸引人的。这也就是本发明的目的所在。
因此，本发明的一个目标是简化装有食物的塑料食品容器的热处理过程，提供一种经热处理后保持令人满意的外形的塑料容器。
本发明的另一个目的是降低热处理用塑料容器包装的食物所需要的温度，由此以减少因在较高热处理温度下塑料的软化问题，以及与此相关的塑料容器壁发生畴变和外形永久性损坏的问题。
本发明的另一个目的是降低热处理的时间/温度参数(特别是温度)和减少能耗，以保证设备热处理塑料包装食物的生产效率。
本发明的另一个目标是利用尽可能低的热处理温度和参数的有利条件，使得可以使用较薄的塑料容器，并保证装在塑料容器内热处理的食品至少具有和用金属或玻璃容器包装的食品相同的质量。由于使用塑料容器而带来了使用金属和玻璃容器所没有的其它优点。
本发明的另一个目的是通过增加容器内上部空间大小的方法，来达到前面所述的简化塑料包装食品的热处理过程的目的。因此也使得食物能顺利装入塑料容器内，并易进行热处理。
本发明的另一目的是使热处理过程和使形变后的塑料容器复原过程简单些，及要求的条件不那么苛刻。
本发明的另一个目的是通过在较低的温度下实施热处理的方法，保证塑料容器在热处理过程中有较好的强度和性能。保证经过热处理后的塑料食品包装容器具有商业上可接受的，美观的特色和物理机械性能。
本发明的一个特定目的是提供一种在比没加酸化剂的食物所需的热处理温度较低的温度下，对塑料容器内的食品进行热处理的方法。酸化的食品或多或少改善了其感官质量。由此，食品的综合感官效果，与不加酸化剂在较高的参数下热处理的同类食品相比较，具有同样的或者更令人满意的效果。
本发明的另一个目的是确定前面涉及的酸化剂。本发明所用的酸化剂是某种酸和其内酯的混合物。在食品中加入酸使pH值降到4.6或者低于4.6。食品不会因为所用的酸的含量和种类，或因酸和它相应的内酯共存而具有令人讨厌的酸味。而通常用于食品的酸，常使食品带有刺激性的辛辣味和刺鼻的酸味或者“酸渍”味。
本发明解决了前面所提到的所有困难，并且达到了上面列举的所有目的。本发明提供的一些对塑料包装容器进行超常规热处理的优点是，由于本发明允许在较低的温度下热处理，使得塑料容器内部气体集结较少，从而作用于容器壁的压力较低。因此，塑料容器壁受到的应力较小，膨胀作用就较小。包装容器发生胀破，开裂，泄漏或者发生超越塑料材料弹性极限的破坏性膨胀的机会也减少了。另外，较低的温度极大地简化了热处理过程，并且，使包装容器恢复到适合的外形就为容易些。因所允许的容器内上部空间范围比较宽大，不那么苛刻，对容器内外相对压力的控制要求不那么严格，所以加压冷却就不那么必要了。就塑料容器的性能来说，在塑料不发生软化的温度下，热处理温度低一些，塑料容器的强度就大些，就能受更大的压力。因此，在静止式蒸汽消毒釜中较低的热处理温度下，塑料容器表现出较好抗压损能力。这样，塑料容器可以一层层叠放在一起，提高了蒸煮处理的生产效率。对塑料容器壁的厚薄均匀性要求也不那么苛刻了。从经济上看，热处理设备可以简单些，因为加压冷却设备可以不要了。尚未装有加压冷却装置的蒸汽消毒釜如今也可以使用了。因为热处理时间和冷却时间可以缩短，而且由于允许更多的容器叠放在一起同时处理，由此就提高了热处理的生产效率，提高了经济效益。通过选用较薄的边壁结构或选用较便宜的强度较低的结构材料，也可以提高经济效益。
就增加可装于塑料容器内进行热处理的食物种类而言，由于在较低温度下食物释放出的气体较少，对于那些能放出较多气体的食品也易于进行热处理。例如谷类，干豆以及干豆制品类，如辣椒干豆。在此之前，这些食物是很难装在塑料容器内用较高温度热处理的。本发明提供的较低的热处理参数，使得对热敏感的食物，象低酸性对热敏感的蔬菜类，也可以在塑料容器内进行热处理。这些蔬菜在常规的较高的热处理温度和/或较长的处理时间下，会使感官质量下降(质地，即坚实性和成分的完整性，色泽，味道和香味等)。按本发明所用的方法处理这些蔬菜，和在较高温度下处理相同的时间或稍长时间后的同类蔬菜相比较，蔬菜很少蒸煮过度，不软烂，比较坚实，色泽鲜亮，味道也改善了。另外，装在塑料容器内经过较低温度处理的食品，比起在较高的时间/温度参数下处理的同类食品来，它的感官性质更接近于新鲜食品或者自己在家里做的食品。当选用本发明推荐的酸化剂时，可以减少或消除讨厌的酸味对食品的天然新鲜风味的影响。
将塑料容器在热处理时所经受的温度降低到足够低时，就可能允许使用软化和熔解温度比本发明例1中使用的共混材料低的其它热塑性结构材料。这类材料和隔氧层(例如乙烯-乙烯醇共聚物，偏二氯乙烯共聚物，尼龙或者隔氧性能比结构层要好的其它材料)一起使用时，很可能提供一种具有比现在应用的材料更便宜的硬塑料包装材料来包装热消毒食品。
降低对含有对湿气敏感的隔氧内层的(例如用乙烯-乙烯醇共聚物制成的防氧隔层)多层塑料容器的热处理温度，将减少或者免除在结构层中为保护隔氧层不受潮而加入的干燥剂(参见美国专利No4，407，897)。由于在较低的温度下热处理，使得在蒸煮消毒时只有较少量的或根本没有什么湿气能透过外部的聚丙烯或聚乙烯结构层达到里面的隔氧层。由于没有什么湿气能穿透进入内层，就没有什么必要使用干燥剂来吸收透过的湿气了。
前面所述的本发明的内容以及本发明的其它内容特征和优点，将在下面详细说明中和附图中进一步解释。
根据本发明，提供了一种对装有食物的塑料容器，在低于以前常用的温度下进行热处理的方法。更详细地说，是提供了一种在对严格密封于塑料容器内的食品进行热处理时，能显著地减少塑料容器的侧壁和底部变形的方法。这个方法包括在食品中加入足够量的酸化剂，使得食品的平衡pH值降到4.6或低于4.6;在足以达到食品的商业灭菌要求的时间一温度参数下，对包装于塑料容器内的食品进行热处理。但这个时间温度参数要显著低于未加酸化剂，或在热处理过程中平衡pH值高于4.6的食品要达到商业灭菌要求时的时间-温度参数。在较低的温度参数下显著减少了塑料容器的侧壁和底部在热处理过程中发生的变形，极大地简化了热处理过程和冷却过程，以及简化了对这些过程参数的控制，因而经过热处理后的塑料容器具有令人满意的外观形状。
虽然本发明可应用于任何食品和任何象前面所述的能恰当地降低食品的平衡pH值而不会显著损害食品味道的酸化剂。但是本发明特别适用于通常需要高温处理以保证它们贮存时不变质的低酸性食物。尤其是那些对热敏感的食物，在通常较为剧烈的热处理参数和条件下，它们的质地、色泽或味道会被破坏。优先选择的酸化剂是一种酸和它相应的内酯的混合物。比较可取的糖醛酸和它相应的内酯(例如葡糖酸与葡糖酸-δ-内酯和莆糖酸-γ-内酯的混合物)。更为可取的是在食品中只加入葡糖酸-δ-内酯(GDL)(它能水解而变成葡糖酸和相应的δ-内酯和γ-内酯的混合物)就能有效地使低酸性食物的平衡pH值降低到4.6或更低些，而且没有刺激性的辛辣的，刺鼻的腌渍味或酸味。然而通常使用的酸化剂，诸如醋酸，柠檬酸，乳酸，苹果酸，酒石酸以及磷酸等等，常常会使食物具有上述讨厌的味道。
下列图中，相同的数字表示相同的部分图1A 本发明的筒状塑料容器的正视图，部分用剖面图表示。一端开口，未装食物。
图1B 图1A中所示的容器装满食物在低真空密封后的正视图，部分用剖面图表示。
图1C 图1B中所示的容器在热处理时的正视图，部分用剖面图表示。图中清晰可见容器底部凸出。
图1D 图1C所示容器的正视图，部分用剖面图表示。表明经热处理之后容器底部形成翘曲。
图1E 与图1D所示的同样容器的正视图，部分用剖面图表示。但是，这里容器的侧壁发生了凹陷。
图1F是图1E所示容器沿1F-1F线的剖面图。
图1G是图1A中所示容器的正视图，部分用剖面图表示。显示了侧壁凹陷和底部隆起。
图1H是图1A中所示容器按照本发明方法进行热处理之后的正视图，部分用剖面图表示。容器的外形完全符合商业标准。
图2到图7分别表明不同的低酸性食物在商业灭菌热处理过程中的参数曲线。右边曲线表示出无酸化剂时所需要的常规参数，而左边曲线则表示按本发明使用酸化剂，例如GDL，所需的参数。图2西葫芦，图3胡罗卜，图4青豆，图5青豌豆，图6玉米，图7意大利浇
汁面条。
按照本发明，装在塑料容器中的食物在热处理之前先加入酸化剂。所用酸化剂的量应足以使容器内食物的平衡pH值在热处理之前达到4.6或低于4.6。平衡pH值是混合物的氢离子浓度的负对数值。平衡pH值参照(美国)联邦规范(CFR)114.80(a)(1)，(2)，和(美国)联邦规范(CFR)114.90，在热处理过程结束以后(即在加热停止之后)的24小时之内测量。
按照本发明的方法，任何食物都可以在塑料容器中进行热处理，而无需考虑食物的酸性大小，即酸性的，低酸性的，以及酸化后的食物都可以。因此，本发明的方法可用于任何本身是酸性的食物，或任何具有pH等于或低于4.6的酸性食物。加入酸化剂，更进一步提高了食物的酸性。使得热处理可以在更低的时间-温度参数下进行。在这种参数下，塑料容器的影响更小了。然而本发明的方法尤其适用于pH值大于4.6的低酸性食物，不论这种食物是否对热特别敏感-即食物的质地、味道和/或者色泽是否对热敏感的。低酸性食物有海味(包括鱼和河虾)，肉类及肉制品(包括辣椒牛肉，蔬菜、谷物(例如大米)和粮食制品(包括炒饭，西班牙大米饭和其它大米制品)，以及面制品(包括意大利浇囟汁面条，馄饨，通心粉。这些食物通常需要经过剧烈的热处理以达到商业无菌标准，即在高于250°F(例如280°F)下，长时间加热以便杀死使食物腐败和产生毒性的微生物。对于某些食品要经过高温处理才能熟化。一般来说，对于装在金属容器中的低酸性食物商业灭菌所用温度大约从230°F到275°F，所需时间从10分钟到6小时。所选的时间长短和温度高低取决于食物的种类、数量、热传导率、微生物致死所需时间;食物的初始温度;容器的大小;所用的灭菌过程;所用设备的操作参数;以及能量消耗和希望达到的生产率等等因素。对于那些对热不十分敏感的低酸性食物(例如豌豆和玉米，玉米相对来说比其它许多蔬菜更耐热)，装在小型以至中型(例如303×406)容器中，常用高温(如275°F)短时间(如在搅拌消毒釜中蒸煮10分钟)热处理条件来达到灭菌和使食品熟化。使用这种条件，产量高，食物的味道好，质地也良好。然而，大多数低酸性食物通常在较低温度(大约240°F到250°F)下加热15到50分钟。高温长时间蒸煮会引起大多数对热敏感的低酸性食物质量变坏。例如，食物失去坚实性(过度软化)，或者失去食品的完整性，比如煮过度了，有焦糊味道，与新鲜食物相比其色泽暗淡等等。这些对热敏感食物还会失去某些营养价值。
天然的酸性食物包括西红柿，西红柿制品，大多数水果和草莓。由于种种原因，被认为是热敏感的低酸性食物有谷物，肉类和肉制品，豆类(包括利马豆、菜豆、食荚菜豆类，例如兰湖豆、青豆和黄刀豆)及食荚菜豆制品(例如豆制沙拉)，干豆制品(包括辣椒烤豆)，甜菜，某些海味(例如河虾)，西葫芦，株西尼瓜(zucchini)，南瓜(因为其导热率在大型容器如603×700中很低，灭菌要长时间蒸煮，使其色泽变暗)，胡罗卜，芦笋，花椰菜，甜瓜类，茄子，中国炒菜，洋白菜，面食，芹菜，磨菇，橄榄，洋葱，以及包括上述一种或几种蔬菜的食物。上述食物中，西葫芦，株西尼瓜(zucchini)甜瓜类，洋蓟，花椰菜和芹菜对热是非常敏感的。
由于酸化剂具有上面所提到过的对酸敏微生物的抑制作用和酸使细菌细胞的不稳定作用，使得装于塑料容器中的食品可在较低温度下进行热处理。酸的存在提高了热对微生物和细菌的杀伤作用。
酸化剂按普通方法与食物混合。若使用固体酸，如颗粒状的，可以喷洒在食物表面或与食物均匀地混合在一起。最常用的方法是把酸加在盐水中，盐水与食物一起装在容器中。对于低酸性食物，酸的量要加到足以使要处理的食物的平衡pH值降到4.6或低于4.6。加酸量由测量pH值来决定，也由热处理后所要求的食物味道来决定。过量的酸会使食品产生强烈的酸味。加在食品中典型的酸有醋酸，柠檬酸，苹果酸等。这些酸具有明显的“腌渍”酸味。很多情况下，这些酸味儿极大地破坏或掩盖了食物的自然味道。因此腌制的甜菜虽然比未经酸化处理的罐装甜菜有较好的色泽和质地，但吃起来完全不如新鲜甜菜。因此食品中所用最好的酸化剂是某种酸与它的内酯的混合物。最好的是糖醛酸与其内酯的混合物。糖醛酸中最好的是葡糖酸，这种酸是弱酸性的有机酸，酸味较弱。
按照本发明与食物混合的糖醛酸可从蔗糖或醛糖的氧化来制备。尽管也可以由五碳糖制备，但从六碳糖制备较好。从六碳糖制备的酸是塔龙酸，半乳糖酸，古罗糖酸，甘露糖酸，葡糖酸，阿卓糖酸和阿洛糖酸，除葡糖酸外，目前这些酸还没有商品出售。这些酸分别从它们对应的糖，塔龙糖，半乳糖，艾杜糖，古罗糖，甘露糖，葡萄糖，阿卓糖，阿洛糖制备而得到。五碳糖有来苏糖，木糖，阿拉伯糖，核糖。内行的人从上面关于六碳和五碳糖醛酸的讨论例子中可以明白，其它的能生成相应内酯的酸，以及这些酸和其内酯的混合物，同样能达到本发明的目的和作用，特别是关于降低食物pH值和使热处理后的食物中没有讨厌的酸味。因此这些酸也是属于本发明的范围之内。例如，糖醛二酸，即二元酸。象能生成葡糖二酸内酯的葡糖二酸也可用来做酸化剂。
可用任何适当的方法或材料来达到糖醛酸和其内酯与食物混合。虽然也可以直接加入酸(因为这些酸与食物中的水份接触便可转化为酸的内酯的混合物)，但目前这样做还不现实，因为使用者还不能得到商品化的结晶的糖醛酸或食用的糖醛酸。对于葡糖酸也是同样的情况，工业级的酸溶液是可以买到的，例如可以买到(重量百分比)约50%的葡糖酸水溶液。而水溶液中的葡糖酸是酸及其内酯(葡糖酸-δ-内酯，葡糖酸-γ-内酯)的平衡混合物。葡糖酸的酸味很淡。
把糖醛酸和其内酯加入食品的较好方法，是把食品与糖醛酸的前身化合物相混合。这里，糖醛酸的前身化合物是指一种能将其中所含有的酸加到食物中，或在食物中生成酸，或者在食物中提供酸的液态物质或化合物。同样，当酸与食品中湿气或水份接触，部分可转化成相应的与其共存的内酯。可以采用的酸的前身化合物包括酸的内酯(这些内酯可以说是潜在的酸，因在水中，它们水解生成酸，成为酸与内酯的混合物)，这些内酯的混合物以及混有某些强酸的上述酸的盐类。例如，常用的葡糖酸的前身化合物，包括葡糖酸-δ-内酯，葡糖酸-γ-内酯，这两种酯的混合物，以及混有强酸(盐酸)的葡糖酸的盐。到目前为止，本发明认为最好的是葡糖酸-δ-内酯(GDL)，如果用细粉末状的葡糖酸-δ-内酯，开始时其味甜，然后内酯水解，其味变成微酸。很显然，尽管加GDL比起加入等量的前面提到的通常用于食品中的酸时酸味要少得多。但是随着GDL用量的增加，食物的酸味也会随之增加。因为GDL很少减弱或者掩盖食物本身的味道，并且与通常用于食品中的酸相比，GDL产生的酸味更小，所以GDL是较好的酸化剂。对于酸性食物，使用象GDL这样的酸化剂，还有一个优点，就是它使得塑料罐中的食物可以在比未加GDL时，在允许范围内(从商业灭菌角度)所能达到的尽可能低的时间-温度参数还要低得多的条件下进行热处理。与其它酸相比，GDL对食品的味道的影响较小。食用级的GDL是可以买到的，是一种无嗅味的松散的白色粉末。食用级的GDL水溶液也可以买到，并且也可以用做酸化剂。GDL是葡糖酸的内酯，水解时生成葡糖酸。GDL与水混合便发生水解反应，(例如，与盐水溶液或食物中的水份相混合)。葡糖酸-δ-内酯水解生成含55%到60%(重量百分比)的葡糖酸和45%到40%(重量百分比)的葡糖酸-δ-内酯与葡糖酸-γ-内酯混合物的平衡混合物。温度，pH值和溶液的浓度影响GDL水解过程中酸的生成速率。δ-内酯要比γ-内酯水解的快。不加热水解反应速度慢。加热盐水溶液将加速内酯的水解，因此是较好的方法。加热食物同样地可加速内酯的水解。使用其它的醛糖酸，例如半乳糖酸δ-内酯，也可有同样的结果。对于本发明来说，通过加热，加速水解反应是快速彻底酸化特定食物的较好的方法。
那些用来与强酸相混合的糖醛酸盐类(适合食品使用的)包括钠盐，钾盐和钙盐。例如葡糖酸钠，葡糖酸钾，葡糖酸钙。这里所说的“强酸”是指一种可在食物中与上述盐反应，并提供足够的氢离子，使盐生成所需的糖醛酸和相应的内酯。这样的酸可以是盐酸。当然所用强酸的种类和加料方式，用量应符合本发明的目标，不能使食物带有刺激性的令人讨厌的酸味。如果使用盐酸，则全部盐酸都要反应掉，而不能残留在食物中，只有反应产生的盐可以存在。本发明并不排除在食物和酸的混合物中加入其它的成分。例如在这混合物中与GDL一起加入少量的其它酸(如柠檬酸)，通常加在盐水中，以便克服缓冲作用(缓冲作用指某些蔬菜阻碍pH值的改变，例如芦笋)，所加的量一般很少，加入量以不会破坏或掩盖食品的味道为限。按照习惯的做法，为了调味，也可在盐水中一起加入盐，糖，水和/或者其它成分或单独加入，如香料。
塑料容器中装入食品/酸/内酯的混合物，并将其密封。例如可用常用的双重卷边法密封，典型的是在真空或在蒸汽中热装或者在容器顶部通入蒸汽的同时密封。然后将密封容器在190°F或更高的温度(一般低于240°F)下热处理，对容器和内装食品消毒灭菌所用温度取决于前面所提到的各种因素。灭菌之后，包装容器和内装食品冷却至室温就可以贮存、装运和销售了。
本发明的方法可通过参阅附图和实例得到更全面的了解。现在参照图1A到图1H加深对涉及塑料容器在热处理过程中发生的形变问题的理解。
图1A表示一个一端开口的塑料容器1。数字3指的是容器的边壁。5表示容器底。底部包括一较大的平坦部分7，和里外两道凸起的环9和9a，以及一道凹下的环9b。
图1B表示，容器装满之后，用一顶盖11盖住，密封。在容器顶部留下一定的空间(用13代表)。图中所画的容器不应该看作是本发明所用容器的唯一形式，因为容器可以是硬质或软质。同样，这里所示的顶盖，也不是对使用盖子范围的限制。盖子可以是由任何适当的材料制成。例如，用金属、塑料或金属和塑料的复合物。
图1C表示在热处理过程中，或热处理之后，但在底部复原之前的塑料容器1。如图所示，容器底部向外膨胀，因为其内部压力大于外部压力。如果没有适当的予先措施，容器冷却之后将保持膨起的形状。如图1D所示。由于底部的凸起，这种容器的形状是不稳定的，也是不受欢迎的。下面将要说明，底部的凸起(图1D)和侧壁的凹陷，(如图1E和图1F所示)，或者两者皆有(图1G)的这些形变，可通过采用本发明的方法，在较低温度和/或者较短时间下进行商业灭菌热处理，来减小或防止。
关于在较高的温度下对食品容器进行热处理的过程，以及其中涉及的问题和这些问题的解决方法的详尽的讨论，请参见1984年7月3日，美国专利申请号为No6/627，703的文件，其代理人就是本发明的代理人。所提到的申请号627，703的文件在这里作为参考文献。
图1H表示，经热处理以及复原处理之后的容器具有可接受的外形。因为它没有凸起的底部或凹陷的侧壁。这种型状与图1B中所示的形状相同或基本相同。
本发明及其优点可参照下面的实例和相关的附图予以说明。例1中，食品是装在尺寸为211×215(直径为2-11/16英寸，高为2-15/16英寸)的多层吹塑成型的硬塑料容器中，容器由下面五层材料构成，其最外层为40/60的高密度聚乙烯和聚丙烯的共混物，中间为乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)(Kuraray有限公司以商品名为EVAL-EPF销售)的隔氧层，里层同样为聚乙烯和聚丙烯共混物，三层塑料依次由在聚丙烯主链上接枝了马来酸酐的聚丙烯马来酸酐接枝共聚物的混合粘合剂粘合。(混合粘合剂包括50% Admer QF500，25% QF550和25%的其它组分，其中包括16%的磷酸氢二钠，Admers为Mitsui石油化工有限公司的商品)，容器侧壁平均厚度为0.031英寸，底部平均为0.011英寸(底部厚度是在图1E数字9的箭头所指部分测量的)。然而，容器是否仅由一层或几层材料构成每层材料的性质，以及器壁厚度如何等等，实质上都不是关键性的，这一点是很容易理解的。因为本发明中较低的热处理参数使得任何塑料容器都可使用-不论它由几层材料制成，不论是由一种或几种其它塑料制成，也不论其厚度大小有何区别。
实例一按常规把新摘下的西葫芦(一种低酸性的食物)洗净，切片(切成大约1/2英寸厚的片)，然后在200°F的水中预煮5分钟(一种常规方法主要是停止酶的作用，最后用清水冲洗。将预煮过的西葫芦片装入一批211×215的多层硬质塑料容器中，个容器装5盎司。在一些容器中装入盐水，这种盐水是用25.5克GDL，35克食盐和3升水加热到180°F配制而成。食物装容器的初始温度大约为110°F。容器内食物的平衡pH值小于4.6(即4.2)。用热盐水有利于GDL快速水解，这是十分有益的。如前所述，GDL水解时，生成葡糖酸，葡糖酸-δ-内酯和葡糖酸-γ-内酯组成的混合物。虽然盐水不一定要加热，但加热是有利的。把罐子密封，并在上部留出3/16英寸的空间，然后根据本发明在220°F的蒸汽杀菌釜中热处理15分钟，使容器中心的温度(CCT)达到205°F，以达到商业无菌要求。蒸煮15分钟后，当CCT达到205°F时，关掉蒸汽杀菌釜的蒸汽流。然后把杀菌釜中的蒸汽放空，从杀菌釜的下部通入约70°F的冷却水，把容器在5分钟左右冷却到100°F放掉冷却水之后把容器从杀菌釜中取出。取一部分容器在24小时之内打开，测量食物pH值。热处理后的西葫芦具有坚实的质地，鲜黄的色泽，接近于家庭制做的食物的鲜美味道，并且倾出的盐水是清亮干净的。
正如预料的那样，实例1中装有西葫芦的塑料容器在热处理过程中有一些变软和膨胀。但是，在220°F时的膨胀是较小的，比在240°F或更高的温度下发生的膨胀明显地小的多。由于在220°F下容器中心温度达到了205°F，所以不需要加压冷却。在冷却过程中，所有的塑料容器都可以恢复到商业上可以接受的形状。
图2简单地表示出当西葫芦酸化后使平衡pH值降低到4.6或更低时，食物达到商业无菌要求所用的热处理的时间-温度参数可以显著地降低。
在更详细地引用图2和图3-7之前，首先对各图进行一些一般的了解。一般地说，每一个图(图2-7)中右边的参数曲线给出了对装在一定大小的多层的塑料容器中没有酸化的各种给定的食物进行热处理以达到商业无菌要求时的各种时间与温度的组合。这些曲线所依据的热透过特性数据是从对特定食品和一定大小的容器所进行的热透过实验中得出的。图中各条右边曲线上的某个时间-温度数据和本发明者在对给定大小的容器和杀菌釜中对特定的食物在不使用GDL进行热处理达到商业无菌要求时，实际使用的时间-温度参数是相一致的。对应的各条左边的曲线给出了由计算得到的在相同的多层塑料容器中对给定的食物在使用酸化剂条件下热处理达到商业无菌要求的时间-温度参数的组合。左边曲线和右边曲线都是基于同样的热透过特性数据，不同的是左边曲线增加了一个关键因素。即在热处理过程中由于加入酸化剂使食物的平衡pH值达到或低于4.6。左边的曲线是在使容器中心温度(CCT)达到205°F条件下由计算得到的。这个条件是以使任何酸性食物达到商业无菌要求。
请注意，图2-7是对数座标。这些图仅仅表示了本发明中的时间-温度参数显著向左边移动。因此，内行的人就明白图中所示的参数是不精确的，不能用于选择实际热处理过程的时间和温度。
现在我们再仔细地参考图2-7。图2表示达到西葫芦商业无菌要求时静止蒸汽消毒釜热处理参数曲线向左边的移动。从不加酸化剂Fo为3.7的右边曲线移动到左边的曲线，左边曲线是在容器中心温度(CCT)达到205°F条件下由计算得到的。这个条件足以使这种食物达到商业无菌要求。CCT为205°F等价于Fo为0.01。
例1和图2表明往罐装西葫芦中加入酸化剂(这里是GDL)可以大大地减少食品商业灭菌的热处理过程的激烈程度。所以在热处理过程中相应的制造容器的热敏感性塑料材料所受的温度以及时间都显著降低。参照图2可以评价这个变化的程度。在同样的容器和蒸汽消毒釜，达到同样的无菌要求下处理同样的产品时，左边曲线表示在不使用本发明热处理方法的情况下，塑料容器将在大约240°F的温度下热处理约36分钟到40分钟。而左边曲线表明使用本发明的方法，塑料容器仅需在220°F下受热15分钟。可以注意到，图中清楚地表明，从时间、产率、能源和经济等理由以及食物蒸煮过度的可能性来看，在220°F不加酸化剂的塑料容器内热处理西葫芦，在商业上讲是行不通的，因为在这种温度下，热处理这种西葫芦的时间将达200分钟。
图中各条右边曲线的温度/时间参数是从一定产品特定灭菌数值(Fo)得到的。这里Fo数值实质上是一种在250°F下计算得到的时间对应值。达到商业上允许的无菌存放稳定性所需要的Fo值随容器的大小和类型、食物的大小和类型以及食物的酸性等因素而变动很大。文献来源于美国罐头公司出版物《罐头食品加工的计算》1967年版。这是一种美国罐头公司技术服务出版物。其中还有关于这方面内容的进一步材料以及怎样从这些材料中推出Fo数值。Fo值越大，热处理过程越激烈。一般地说，pH值越小，达到商业无菌要求的热处理就越缓和。
对已知其热特性的食物的热处理技巧可以通过已知的计算(前面提及的出版物中可得到的)方法三来确定一个对于酸化后的食物达到商业无菌要求的灭菌参数(例如容器中心温度CCT)，以及确定使用蒸汽灭菌器的类型和选用热处理过程。对于那些以前从没有在商业装罐和消毒过的食物或者还没有测出其热特性数据的食品。我们建议向热处理权威，例如本发明的代理人咨询，以获得对经过专门酸化后达到一定平衡pH值的食物进行热处理达到商业无菌要求的灭菌参数(例如这里的CCT值)。对所有平衡pH值降到4.6或更低的食品，容器中心温度为205°F即可达到商业灭菌。如果希望使容器中心的温度低于205°F，可以向前面提到的权威人士咨询，了解在较低的CCT下是否足以达到商业无菌要求。
罐头或容器的中心温度(CCT)是把热电偶预先放入容器内密封好容器再进行试验而测定的。这里的容器中心温度(CCT)是容器中食物的最低受热点的温度，随食品而定。CCT可以是，但并非必须是容器真正中心点的温度。
图3表示了胡萝卜块在401×407的热成型，多层硬质塑料容器中热处理达到商业无菌的静止蒸汽消毒过程，参数曲线在向左移动。从右边的不加酸化剂Fo为3.5的胡萝卜热处理参数曲线移到左边的Fo相当于0.01的曲线。左边曲线是在100°F装食品并使中心温度达到205°F时计算得到的。曲线表明，通常处理葫萝卜块要在240°F下热处理30分钟，而根据本发明的食品中加入酸化剂，塑料容器只需要在220°F下处理12分钟即可。要注意，葫萝卜是典型的对热敏感的低酸性食物。较高的热处理温度。例如240°F，30分钟，将使灭菌后的葫萝卜的感官质量下降，表现为稍微加深的橙红色，略有焦味和组织有些松软。相反，加酸化剂的葫萝卜在较低温度220°F下处理12分钟后，具有鲜亮的橙红色，更鲜美的味道和较结实的质地。尽管可能有轻微的酸味，但整个的感官效果得到了改善。
图4表示了青豆在303×406的多层硬质塑料容器中，商业无菌热处理过程参数曲线向左移动。从右边不加酸化剂的青豆在Fo为2.8的热处理的曲线移动到Fo相当于0.1的左边曲线。左边曲线是在100°F封装食品，并使容器中心温度达到205°F时计算得到的。青豆的金属罐头通常是在255°F下装罐。参照图4右边的曲线可知，在这个温度下，303×406大小的塑料容器在蒸汽消毒釜中达到商业无菌的热处理时间约为17分钟。在消毒釜内255°F的温度下，由聚烯烃材料(例如聚乙烯)和前面提到的其它结构材料制造的容器壁将会发生软化，使容器的变形或压损经常发生。特别是放在釜内底层的容器更容易被压坏。这些问题可以通过右边曲线上选择较低的温度参数的热处理过程来减轻。例如在240°F下处理27分钟。但在这个温度下，可能仍然需要实行加压冷却的方法。并且容器的上部空间大小，以及其它的有关容器的和处理过程的变量都要严格地加以控制，以防止偶然发生形变的问题。另外，27分钟相对于17分钟而言，所用时间较长，这将降低消毒釜的生产效率。
在这个例子中解决塑料容器变形的一个更好的方法是按照本发明的方法使用象GDL这样的酸化剂。这样就可以用图4左边的曲线的参数来达到商业灭菌的要求。这将允许在相当低的蒸煮温度下和更短的时间内完成热处理过程。例如，在220°F下处理12分钟。在这个参数下，塑料变形显著减少，提高了产率(12分钟对17或27分钟)以及生产出具有较结实的质地，没有蒸煮过火或无焦糊味的罐装青豆，并且可以更好地保存其中对热敏感的营养成分。
图5表示，在303×406的多层硬质塑料容器中，根据本发明的方法对青豌豆在静止消毒釜中进行热消毒处理的参数曲线向左移动。右边的曲线表示了无酸化剂存在时，在Fo为6.0的条件下进行热处理的参数曲线;左边曲线是食物在100°F时装入容器，并使容器中心温度达到205°F时计算出来的。对于青豌豆，CCT为205°F相当于Fo为0.01。比较两条曲线可以看出，装有青豌豆的塑料容器要在240°F下热处理大约53分钟，而根据本发明的方法在塑料容器内加入酸化剂，只需在220°F下热处理11分钟就可以达到同样的商业无菌要求。
做为一个使用不同的消毒釜的例子，把用303×406尺寸的多层硬质塑料罐头包装的青豌豆罐头分为两批。在斯特利托特(Steritort)消毒釜内进行热处理。这种消毒釜在蒸煮过程中能使罐头翻转。第一批在260°F下处理15分钟，罐头保持有适当的外形(包括具有良好的完整的接缝)。为了得到更高的产率，第二批在265°F处理了13分钟，但是失败了。因为接缝处裂开破坏了包装的完整性。前面的曲线和上面两次试验表明，获得更高产率的较好的办法是在青豌豆中加入酸化剂，然后在220°F的温度下进行热处理。
实例2新收割的玉米粒按常规洗净并充分地预蒸煮。在一批303×406的热成型多层塑料容器中加入63毫升凉盐水，每个容器中加入10.5盎司预煮过的玉米粒。然后，再往罐中加入重量为5盎司190°F的水并在上部留出3/16英寸的空间。容器经蒸汽流式密封并在一个转速为6.3RPM转动的搅拌式灭菌釜中进行热处理过程，在255°F处理20分钟达到商业无菌标准。经这样热处理的玉米具有良好的质量。
虽然在冷却时使用了10磅/英寸2的过压力，但因为有少量物质分布在容器的壁上，故有相当数量的热处理过的塑料容器有凹陷，不能达到商业上满意的外型。
图6表示，玉米在搅拌式灭菌釜中进行商业灭菌热处理的参数曲线向左移动。从不加酸化剂时的右边曲线移动到左边的加了酸化剂时的曲线。关于右边曲线，其中包括例2中玉米实际热处理过程的一个数据点，其Fo值至少为10。左边曲线是根据在100°F温度下装罐，并在罐中心温度(CCT)达到205°F的条件下计算出来的。对于玉米CCT为205°F相当于Fo为0.01。即按照例2中使用的常规方法，塑料食品容器要在大约255°F下处理大约20分钟。根据本发明的方法，只需将容器在大约230°F下处理8分钟或者在大约220°F下处理约10分钟就能达到同样的商业无菌要求。
图7表示，根据本发明的方法，在静止式消毒釜中，对意大利浇
汁面条进行商业灭菌时的热处理参数曲线向左移动。右边曲线是不加酸化剂的意大利浇
汁面条在Fo为8.3时的热处理参数曲线。左边曲线是在100°F装罐，并使罐中心温度(CCT)达到205°F时计算出来的。对这种面条，CCT为205°F相当于Fo为0.03。该图表明，装于塑料罐中的意大利浇囟汁面条应该在240°F下处理100分钟达到商业无菌。然而用本发明的方法，在罐中加入酸化剂，则只要在220°F下热处理48分钟就可以达到同样的无菌要求。
实例3意大利浇
汁面条罐头，相当普遍的是用金属罐包装，在静止式消毒釜中加热到240°F进行热处理，包装工人希望能在250°F下热处理以提高生产率。
对于塑料容器的试验，意大利面条用实例1中的塑料罐头(即211×215)包装，放入静止式消毒釜中在240°F或者245°F下进行热处理，冷却过程中加上10磅/平方英寸的过压力。罐头堆放13层，下层的罐头在室温下完全可以承受这个重量。对于245°F下处理80分钟的一箱塑料罐头，底下三层被压破了(即受力环破坏了。就是图1A中9号箭头外边的罐头的支撑点)。
对于在240°F下处理100分钟的一箱罐头，只是最底层的发生压损。尽管在240°F下热处理的时间周期较长，但在使用这种消毒釜对没有酸化的意大利面条进行热处理时能获得较好的质量。从图7中右边曲线看出，虽然试图在250°F下进行热处理以提高生产效率，但是仍然需要70分钟的蒸煮时间。因此，对意大利面条罐头，无法在这种消毒釜中以这种堆放方式来达到提高生产率的目的。然而，从图7左边曲线可以看出，酸化的意大利面条，在同样情况下，使用220°F蒸煮，处理时间可减少到48分钟。从前面实验中可知，在同样的条件下，底层的罐头在240°F的抗压损能力比在245°F时显著提高。虽然在220°F温度下底层的罐是不坏损的。这样可以缩短热处理周期。
计算图2-7中曲线所依据的多层硬质塑料容器具有5层结构。和实例1中用的塑料容器相似，最内层和最外层是由高密度聚乙烯和聚丙烯的共混材料。中间隔氧层是EVOH材料。粘接剂是单一的胶粘材料，而不是Admer材料的混合物。
关于根据本发明所使用的蒸煮处理技术，从蒸汽通入开始到关掉蒸汽结束的全部热处理技术(除了有关的温度和时间之外)，没有必要和用于处理装于同样大小的塑料容器或金属容器(不论加或不加酸化剂)中的各种食物热处理技术相同，但它们可以基本上是相同的。这种技术可以用于处理塑料包装容器。关于本发明中的温度和时间，只要通常较高的温度下不会使食物和塑料容器出问题，在能达到商业无菌要求的情况下，可以尽可能缩短热处理时间。因此可以提高生产率，亦显著提高了经济效益，降低了能耗。如果在高的温度下使食物和/或者塑料出问题，则要在达到商业无菌的要求和设备条件允许的情况下，以及对于某些食物达到熟化所要求的时间范围内(例如对于坚硬的食物要煮到适当的松软程度)降低温度。因此，对于塑料罐中的低酸性食物要达到商业无菌要求时，需要的热处理温度范围可以从240°F到265°F，最适合的温度和金属容器的一样是255°F。大多数这类食品，如果温度在低于240°F下处理将需要太长的时间才能达到商业无菌要求。另外，从255°F到265°F左右，塑料材料软化，使得容器的变形间题越来越严重，在静止消毒釜中的耐压损能力也降低了，而且容器的复原也变得更困难。用青豌豆罐头做了一个试验。在一个搅拌式消毒器中(转动速度8RPM)265°F下蒸煮13分钟，所有的多层硬质塑料罐的接缝都开裂了。在260°F下处理15分钟，在严格控制的加压冷却下，125个罐头中有9个发生了器壁凹陷损坏。
根据本发明，塑料食品容器在低于240°F的温度下热处理就可以使食物达到商业无菌标准，最好是在220°F到240°F之间。的确，正如前面所提到的，所使用的温度/时间要依赖于很多因素。但有一些情况是共同的，处理塑料食品容器的时间要比金属容器长，因为塑料的导热性不如金属好。在热处理消毒末了时，和在不加酸化剂时处理塑料容器的一样，塑料壁的任何形变都必须恢复原状。形状的恢复过程是当塑料容器底面处于可复原的温度时完成的。可以通过使外部压力超过容器内的压力使容器的形状得以恢复。压力的调整可以通过增加外部压力或减少容器内部压力来实现。正如实例1所证明和图2-7中左右曲线所表示的那样。根据本发明，由于酸性的或经酸化的食物达到商业无菌时，容器中心温度仅仅需要205°F，由于是在212°F或更高的温度下(这温度取决于有关的多种因素)，容器内的食物才会产生高的内部压力。所以在很多情况下，是不需要用加压冷却的。例如在一般情况下，旋转搅拌式消毒釜与静止式消毒釜相比更少需要加压冷却条件。缩短塑料容器在搅拌环境中的时间，可以减少容器壁表面磨损的机会。人们发现，对于静止的蒸煮时的一个一般界限(当然依赖于各种有关的因素)，在很多情况下，热处理温度在230°F以下时不需要加压冷却;而热处理温度高于230°F时，就需要加上一定的额外压力。
当高于大约230°F时，就发现大约加上10磅/平方英寸的额外压力(高于消毒釜内部热处理时的压力)就可以了。例如，在静止式消毒釜中热处理温度为240°F，消毒釜内部压力为10.5的情况下，需要加压冷却。空气或一些惰性气体在冷却之前通入气室。只要超过前述的釜内部压力约10磅/平方英寸可以使容器底部复原到适合的程度。容器底部复原之后，将釜内空气排放到大气中予以降低压力。水冷却过程可以按常规办法进行。很显然，使用较低的热处理温度冷却的时间就缩短了。
从上面能够看到，通过降低加热灭菌的温度，将免除对加压冷却的需要而消除了在允许压力下冷却的压力/时间范围内的滞留，同时，容器还可以达到适当的复原并得到良好的艺术效果。
如前面所说的，本发明提供的一个有利条件是较低的热处理温度，使得可以放宽装满容器时控制容器上部空间体积范围的条件。因为在热灭菌过程中，上部空间的大小会影响到压迫容器壁的气体压力的大小。虽然，下面数据不能直接用于食品类，但随热处理温度降低，容器上部有用的空间范围变大。在某种程度上可以用下面试验说明在多层硬质塑料容器(211×215)中封装的水，上部空间在265°F时必须保留出8cc-10cc。如果上部空间少了，容器的底部成凸形底。如果大了，则器壁发生向内凹陷变形。在260°F下，上部空间需要留6cc-10cc。在255°F，上部空间应在4cc-10cc之间;在240°F，则应在2cc-14cc之间。可以预料，对于水或者对于食物在较低温度下，容器内上部空间的有用的范围将变宽。清注意，在实例1中，(西葫芦，在220°F热处理)，上部空间为20cc时容器可以得到较好的外形。
可以想象，本发明以及伴随本发明而来的许多优点，从前面的表述中很容易理解。显然，在不离开本发明的精神实质和范围，或者在不牺牲它的实际优点的情况下，对本发明所述方法的步骤，容器结构和所用的材料进行种种改变是能做到的。前面所述的方法，容器的结构和所用的材料仅仅是作为实例而已。
权利要求
1.一种对装有食物的塑料食品容器进行热处理的方法，其特征是，在食物中加入足够量的酸化剂，使食物的平衡pH值降到4.6或低于4.6，将塑料容器密封，对装在塑料容器内的食物进行热处理。
2.根据权利要求
1的方法，其特征是，使用本方法可以降低容器热处理的温度和/或时间，因此也就减少了热处理期间容器的软化与变形，与此相比，若食品未经这样酸化，在使用的时间或温度下，将会增加塑料容器的软化和变形。
3.根据权利要求
1或者2的方法，其特征是容器中装了食物和酸化剂;容器是密封的，封装的食物经受的时间-温度参数足以使食物达到商业灭菌要求;上述参数中的温度参数比没有酸化剂存在下达到商业灭菌参数所要求的温度参数低。与较高的温度参数相比较，降低后的温度参数是使塑料容器的软化和变形减少的主要因素。
4.根据前面所述权利要求
的任何一种方法，其特征是，酸化剂是葡糖酸-δ-内酯。
5.根据前面所述权利要求
的任何一种方法，其特征是，热处理是在足以使容器中心的温度达到205°F的温度下进行。
6.根据前面所述权利要求
的任何一种方法，其特征是，酸化剂是葡糖酸-δ-内酯。
7.根据前面所述权利要求
的任何一种方法，其特征是热处理温度在240°F以下。
8.根据权利要求
7的方法，其特征是，热处理温度是从212°F左右到240°F左右。
9.根据前面所述权利要求
的任何一种方法，其特征是，容器由一种聚烯烃制成。
10.根据权利要求
9的方法，其特征是，这种容器是硬质的并有一个由金属、塑料或者金属和塑料的复合材料制成的封闭顶盖。
11.根据前面所述的权利要求
的任何一种方法，其特征是，食物是一种酸性食物。
12.根据权利要求
11的方法，其特征是，食物是一种低酸性的食物。
13.根据前面所述权利要求
的任何一种方法，其特征是，食物选自由意大利浇
汁面条，馄饨，面条，辣椒，鱼，肉类，肉制品，豆类和谷物组成的食物组。
14.一种装有商业无菌的酸性食物和一种酸化剂的密封的塑料容器，这种酸化剂使得食品的平衡pH值低于未加该酸化剂之前的pH值，和没有加入酸化剂时经过商业灭菌后的食物所应具有的感官质量相比，这种食物的感官质量改善了。
专利摘要
本发明提供了关于装有食品的塑料容器在热处理过程中减少塑料的软化和变形的方法。通过在食品中加入酸化剂，从而使食品的pH值降低到4.6或更低，使热处理的时间—温度参数减少到低于没有酸化剂时的时间—温度参数。由此显著地减少了塑料的软化和变形。
文档编号A23L3/00GK86102991SQ86102991
公开日1987年10月14日 申请日期1986年3月29日
发明者拉尔夫·W·卡克 申请人:美国制罐公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan