专利名称：袋装流动性食品的灭菌方法
技术领域：
本发明涉及袋装流动性食品的灭菌方法，其特征在于灭菌釜内温度达到灭菌温度(Tr℃)之后，以该密封完毕的袋的由(1)式求出的灭菌水平(F(Tr℃))达到F(Tr℃)＝10分钟时的时间作为灭菌时间，以预先作为指标求出的该密封完毕的袋内顶隙为0％时的灭菌时间(T(0％))和顶隙为10％时的灭菌时间(T(10％))满足(2)式的条件为基础进行往复式灭菌。
F(Tr℃)＝∫0T10(Ti-Tr)/10dt…(1) 1≤T(0％)/T(10％)≤1.2 …(2) 本发明中，在流动性食品向袋内的填充率在一定范围内的特定条件下进行往复式灭菌，则袋内的流动性食品移动，袋产生波浪现象，可几乎不依赖顶隙量地缩短灭菌时间，并使其大致一定。本发明人为了求出适合本发明的条件，对于可利用加热灭菌领域中认知度最高的、可在灭菌中通过个人计算机等实时自动计算的(1)式进行了反复研究确认。这里，是以对(1)式中灭菌开始时刻至T分钟后进行积分求出的袋内的冷点(最慢加热点、最冷点)的灭菌水平达到F(Tr0℃)＝10分钟时的时间作为灭菌时间，以预先作为指标求出的顶隙为0％时的灭菌时间(T(0％))和顶隙为10％时的灭菌时间(T(10％))满足(2)式的条件为基础进行往复式灭菌，由此可实现本发明的目的。
即，(1)式是用于计算Tr＝121℃时对肉毒梭状芽孢杆菌(Clostridiumbotulinum)的灭菌效果的F0值的基本公式(参照株式会社幸书房发行“高温蒸煮食品的基础和应用”(“レトルト食品の基礎と応用”)2005年3月10日修订第1版76页-80页)，本发明中，(1)式并不限定为121℃这个特定的灭菌温度，灭菌温度Tr℃可以在65-135℃、135℃以上的范围内根据需要适当设定。另外，虽然采用了肉毒梭状芽孢杆菌的Z＝10℃(18°F)，但是并不是特别指定菌类，只是利用以通常使用的肉毒梭状芽孢杆菌为对象的公式。需说明的是，这里，Z值是微生物的致死时间或致死率的1/10或10倍变化所对应的过热温度的变化量。而且，实际生产时的灭菌水平F(Tr℃)并不限定为10分钟，只要是调节往复式灭菌的的加速度、灭菌釜内压力、流动性食品粘度、内容物填充率的一个或多个的组合以满足满足(2)式的内容的条件即可，可以比10分钟短或长，可以根据需要适当设定。将灭菌釜内加热时的升温条件也可以根据实际的生产条件适当设定。例如，可以是以相同的梯度进行升温的一步加热方式，也可以是中途改变梯度进行升温的一步加热方式。还可以是为了保留内容物的风味或功能性成分而进行的2步加热方式，即，可以是釜内温度达到灭菌温度之前，生物至不会使内容物的品质降低的水平的温度，然后在该温度下保持一定时间，使内容物升温，然后升温至最终灭菌温度的升温方式。
因此，本发明中，以达到F(Tr℃)＝10分钟时的时间作为灭菌时间，以预先作为指标求出的顶隙为0％时的灭菌时间(T(0％))和顶隙为10％时的灭菌时间(T(10％))满足(2)式的条件为基础，预先确定往复式灭菌的条件，进行实际灭菌，由此可以解决本发明的课题。
根据本发明，通过调节往复式灭菌的的加速度、灭菌釜内压力、流动性食品粘度、内容物填充率的一个或多个的组合以满足(2)式的内容的条件进行往复式灭菌，由此可以形成促进内容物搅拌的条件，在袋内使袋壁附近与中心部附近的冷点的温度历程差异减小。通过进行往复式灭菌，可将袋内各处的灭菌值(F0值)的偏差控制为较小，因此F0值的确认在几处进行即可，与不同于上述条件时必须要测定数十处的情形相比，操作性进一步提高。并且无需进行填充时、填充后的顶隙气体量的严格管理，只使用现有的设备即可以缩短灭菌时间，可以稳定生产高品质的袋装食品。
本发明可适用于所有尺寸的袋，但是对于内容量1-10kg、特别是1-5kg的所谓大型袋装产品的适用效果大，因而优选。
根据本发明的第2构成，将该密封完毕的袋以非固定状态装载在灭菌机的架上，在该往复式灭菌的加速度为0.1-0.3G的范围内使该灭菌机往复运动，由此，该流动性食品充分搅拌，同时可以抑制往复运动导致的灭菌架上的袋的移动，因此无需使用固定袋的夹具或专用的载物架，可以抑制由于使用夹具而发生的生产效率的降低或专用载物架所需的成本。需说明的是，沿水平方向的往复运动可以采用公知的方法。
根据本发明的第3构成，在柔性袋的满注内容积为100％容量时，将该流动性食品的填充量调节至30-70％容量，由此，往复运动灭菌中由于袋的柔性使袋内的流动性食品移动，袋产生波浪，可充分进行流动性食品的搅拌，因此几乎不依赖于顶隙气体量也可以缩短必要的灭菌时间并使其大致一定，袋内的任何位置上内容物温度都大致一定，因此即使袋顶隙气体量有偏差，也没有灭菌时间不足的危险性。另外，在其它效果中也可以发挥与第1构成同样的效果。
根据本发明的第4构成，通过将该顶隙量调节为相对于该流动性食品的体积为相当于0-5％的范围，在该范围内，必要的灭菌时间比静置式灭菌、或者顶隙量少时的旋转式灭菌显著缩短，并且必要的灭菌时间不依赖于顶隙量而大致一定，可确实地起到使袋内的任何位置上内容物温度均大致一定的效果。
根据本发明的第5构成，通过将该顶隙量调节为相对于该流动性食品的体积为相当于2-20％的范围，在该范围内，可不依赖于顶隙气体量而使必要的灭菌时间与静置式灭菌相比缩短并使其大致一定，可确实地起到使袋内的任何位置上内容物温度均大致一定的效果。
根据本发明的第6构成，该流动性食品在到达灭菌开始温度时，使用B型粘度计，以50rpm的条件测定或计算得到的粘度为0.2-4500mPa·s以下，如果顶隙气体量相对于流动性食品的体积在规定的范围内，则几乎不依赖于顶隙气体量，可使必要的灭菌时间缩短并大致一定，袋内的任何位置上内容物的温度均大致一定，因此即使袋的顶隙气体量有偏差，也没有灭菌时间不足的危险性。
根据本发明的第7构成，使用B型粘度计，以50rpm的条件测定或计算该流动性食品在灭菌温度下的粘度，为0.2-4500mPa·s，以该袋的满注内容积为100％容量时，以内容量30-60％容量将该流动性食品填充并密封在柔性袋内，进行往复式灭菌，由此，由于袋的柔性使袋内的流动性食品移动，外观上袋产生波浪，流动性食品的搅拌可充分进行，因此可缩短必要的灭菌时间。另外，虽然还根据各流动性食品粘度或填充率，但是例如流动性食品粘度或填充率低时，几乎不依赖于顶隙气体量，可使灭菌时间缩短并大致一定，袋内的任何位置上内容物的温度大致一定，因此即使袋的顶隙气体量有偏差，也不会有灭菌时间不足的危险性。
根据本发明的第8构成，在第7构成中，将密封完毕的袋以非固定状态装载在灭菌机的架上，在该往复式灭菌的加速度为0.1-0.3G的范围内使该灭菌机往复运动，可以同时发挥第2构成的效果。
根据本发明的第9构成，在第7构成中，使该密封完毕的袋内的顶隙量相对于该流动性食品的体积为相当于2-20％，可同时发挥第5构成的效果。
附图简述
图1是表示用于实施本发明的方法的装置的一个例子的截面图。
图2是实施例1中内容物的10处温度测定位置图。
图3是实施例1中的内容物的温度变化与高温蒸煮釜内温度的变化。
图4是比较例1中内容物的12处温度测定位置图。
图5是比较例1中内容物的温度变化与高温蒸煮釜内温度的变化。
图6是表示往复式高温蒸煮灭菌中填充率与灭菌时间的关系的图表。
图7是表示往复式高温蒸煮灭菌中填充率与灭菌时间的关系的图表。
图8是对比静置式灭菌和往复式灭菌而表示各种流动性食品粘度与灭菌时间的关系的图表。
图9是表示达到灭菌温度所需的时间与顶隙量的关系的图表。
图10是图6的0-5％顶隙量范围的放大图表。
图11是图6的2-10％顶隙量范围的放大的图表。
实施发明的最佳方式 以下参照附图对本发明的实施方案进行说明。
本发明的灭菌方法适合将含有柔性材料的袋、内容量1-10kg、特别是1-5kg的大型袋中填充并密封流动性食品、进行往复式灭菌的情况。
作为袋，只要含有柔性材料即可，没有特别限定，可适用通常作为大型袋使用的、由外层一侧开始依次含有PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)层、尼龙层、铝箔层、聚丙烯层的4层构成的袋。作为袋的形态，可适用平躺袋或立式袋或异形袋等。
作为流动性食品，包括饮料等的低、中、高粘度的液态食品、咖喱、浓汤等含有肉或蔬菜等固形物(具材)的粘稠的流动性食品，粥等含有颗粒状固形物的粘稠的流动性食品等。在往复式高温蒸煮中，为了获得上述效果而使往复运动条件或灭菌条件一定时，在直至达到灭菌温度时粘度会降低至何种程度是很重要的。对于达到灭菌温度时的粘度按照在50rpm的条件测定或计算得到的粘度在4500mPa·s以下范围内的流动性食品，我们了解到在室温附近测定的填充量如果相对于袋内满注内容积为30-70％容量，则顶隙量相对于室温下的流动性食品的体积在相当于2-20％的范围内，可几乎不依赖于顶隙量的变动地使灭菌时间一定。也发现填充率为60-70％容量时，在低于2％容量的顶隙气体中，灭菌时间的变动比较大，难以使灭菌时间一定。
对于达到灭菌温度时的粘度按照在50rpm的条件测定或计算得到的粘度超过4500mPa·时，内容物的粘度过高，往复式灭菌时波浪弱，内容物搅拌效果不充分，因此灭菌时间缩短的效果小。
作为本发明优选使用的流动性食品粘度，在达到灭菌温度时使用B型粘度计，以50rpm的条件测定或计算得到的粘度优选4500mPa·s以下，更优选2500mPa·s以下，在1500mPa·s以下时灭菌时间缩短效果增大，因此进一步优选。内容物的粘度非常低时，内容物产生热对流，因此往复式灭菌相对于静置式灭菌的灭菌时间缩短方面效果小，因此下限优选0.2mPa·s以上，更优选10mPa·s以上。粉末食品或固体食品无法期待通过往复运动获得搅拌效果，可能不适合于采用本发明的灭菌方法，但如咖喱等，即使流动性食品的一部分含有固形食品也没有问题。
为了不较大依赖于顶隙气体量的变动而获得规定的F0值所需的灭菌时间一定时的填充率根据袋的刚性、内容物的粘度、灭菌温度、往复运动条件(加速度、次数、往复运动行程)等而不同，由试验结果可知，如上所述，填充率在30-70％容量的范围内，则即使顶隙气体量变动，与以往相比也可以大幅缩短灭菌时间。
在向袋内填充并密封内容物时所形成的顶隙可以是大气，为防止内容物的氧化劣化，例如可以使用氮气、以及二氧化碳或氩气或它们的混合气体，适当进行气体置换来填充。该顶隙气体量通常为内容物填充量的20％以下，优选10％以下。若顶隙气体量超过20％，则达到即使进行气体置换也不能忽视氧对内容物的影响的水平。另外在包装填充灭菌后的产品时需要较大的纸箱，装载效率降低，经济性欠缺。
作为进行往复式灭菌的装置，可以使用以往使用的曲柄式或偏心凸轮式的往复式的高温蒸煮装置。
图1是用于实施本发明方法的装置的一个实例的截面图，给出了曲柄式灭菌架往复运动机构。A1是高温蒸煮主体，A2是轨道等支撑台。该支撑台A2上经由车轮A3安装移动台A4，该移动台A4上多层装载了灭菌架(托盘)A5，该灭菌架上排列装载多个装入流动性食品的袋。A6为观察窗，安装在高温蒸煮主体A1上。A10是马达，A11是用马达A10驱动的曲柄机构，在曲柄机构A11的另一端经由高温蒸煮A1的密封机构A9与由移动架A4突出的驱动轴A8连接。
驱动时，驱动马达A10通过曲柄机构A11使移动台A4往复运动，往复运动，由此，装载在灭菌架上的袋内的流动性食品移动，产生波浪，进行搅拌。装入该流动性食品的袋的波浪现象可由观察窗A6目视确认。
往复式高温蒸煮罐中，加速度是搅拌效果的因素之一。但是考虑包装材料的耐久性或实际生产性，认为该加速度也应有适当的范围。
因此，为了导出适当的加速度，在以下的条件下进行了试验。
层叠构成由外层一侧依次为PET、尼龙、铝箔、聚丙烯4层构成。
袋尺寸240mm×350mm×65mm(宽×长×内折宽度) 内容物番茄酱(将市场销售的装入大型袋的番茄酱重新装袋，粘度40℃-1040mPa·s，60℃-880mPa·s、80℃-724mPa·s) 填充量2kg(填充率45％) 内容物温度将内容物在40℃下填充到袋容器中，供给试验。
在上述条件的袋产品中，通过改变行程和转数来改变加速度(G)(参照表1)，观察加速度导致的包装材料的波浪程度以及包装材料排列混乱的情况。观察结果如表2所示。
[表1]
加速度的单位G [表2]
×加速度弱，“容器的波浪极小”或“未见搅拌效果” ◎加速度适当，“容器的波浪适当发生”或“有搅拌效果”同时包装材料没有大的变动 ○加速度强，“容器波浪较大发生”或“有望获得大的搅拌效果”，但根据产品的不同，包装材料发生排列混乱。
△加速度非常强，伴随有包装材料排列混乱以及破损 由试验结果判断，加速度低于0.1G，容器的波浪极微弱，未获得足够的搅拌效果。(或者进行温度测定的结果是未得到效果) 而且，若直接提高加速度，则包装材料的波浪变大，成比例地获得了内容物的搅拌效果。但是若加速度超过0.3G，则包装材料在灭菌架上较大移动，发生排列混乱，或者包装材料与灭菌架的摩擦导致划伤，包装材料的弯曲导致发生铝箔的破裂(疑似针孔)的发生。
因此，可发挥充分的搅拌效果并且无关产品种类地不发生包装材料的混乱和划伤的加速度范围是0.1G-0.3G。
接着，为了验证填充率与顶隙气体量以及灭菌时间缩短的效果的关系，通过以下试验方法进行试验。
灭菌方式往复式热水喷淋高温蒸煮方式 往复运动方法曲柄方式 往复运动速度60次/分钟 行程75mm 加速度0.18G 往复运动方式连续往复运动 往复运动方向水平 袋装载方向使袋的长度方向与往复运动方向为相同方向 灭菌条件121℃-0.23Mpa(温度·压力) 升温时间设定(室温→灭菌温度)12分钟 冷却时间设定(灭菌温度→30℃)12分钟 结束温度30℃ 内容物咖喱(将市场销售的大型袋的咖喱重新装袋，粘度40℃-3230mPa·s，60℃-2300mPa·s，80℃-1800mPa·s) *粘度计使用B型粘度计，在50rpm的条件下测定。
推定灭菌温度121℃下的粘度为1120mPa·s(参照后述说明) 层叠构成由外侧开始依次为PET、尼龙、铝箔、聚丙烯4层构成。
袋尺寸240mm×350mm×65mm(宽×长×内折宽度) 满注内容积和填充率由下述方法确定。
(1)满注内容积 在向袋容器中进行内容物的填充时，以可通过脉冲密封仪等使容器密封的最大的内容积为满注内容积。
(2)填充率的测定方法(立式袋的情况) 1.称量袋的皮重并记录。
2.将袋的顶部密封部位保留2cm左右密封。
3.在使袋自行站立的状态下，由顶部密封部的剩余部分向袋内填充20℃±5℃的水至溢出。
5.将剩余部分一端弯折，一边将水包入(噛み込み)一边密封。
6.称量填充后的袋总重量，由该重量减去皮重，作为该容器的满注内容积。
需说明的是，平躺式袋不能自行站立，因此在将顶部密封的端部保持并悬垂的状态下与3同样地填充水并测定。
实施例1 向袋内填充2kg咖喱(填充率45％)、顶隙量为5.0％(约100ml)，按照之前所示的灭菌条件进行往复式高温蒸煮灭菌，对于可能形成冷点的10处位置(图2)测定内容物的温度变化。然后，在F0值最不易上升的位置的F0值达到10的时刻进入冷却步骤。测定的内容物的温度变化与高温蒸煮釜内温度的变化如图3所示。
摆动式灭菌中，通过灭菌架的往复运动，装载于灭菌架上的袋内的流动性食品移动，袋产生波浪现象，通过该袋的波浪使流动性食品内容物被搅拌，均匀地进行灭菌，但是使用以往的测温夹具(参照日本特公昭63-39225号公报)时，横放在灭菌架上的袋的上下两面被夹具固定，因此摆动产生的袋的波浪受限制，产生消除波浪导致的内容物的搅拌效果的问题。因此本实施例中，使横放在灭菌架上的袋上面的运动不受测温夹具限制地测定内容物的温度。
实施例1中，如图3所示，伴随着内容物的移动袋产生波浪，通过此时的内容物搅拌效果使容器内各处均匀地发生温度变化。并且若温度超过110℃，则内容物的粘度也下降，搅拌效果提高，各产品温度的升高受到限制。
比较例1 向袋内填充3kg咖喱(填充率70％)，除此之外与实施例1相同，在之前所示的灭菌条件下进行往复式高温蒸煮灭菌。需说明的是，内容物的测定温度是对可能产生冷点的12处(图4)进行测定。与实施例1同样，在F0值最不易上升的位置的F0值达到10的时刻进入冷却步骤。测定的内容物的温度变化与高温蒸煮釜内温度变化如图5所示。
比较例1中，如图5所示，升温过程的容器内各处的温度变化有很大偏差。而且，若详细观察，则各处的温度有较大起伏，可推定冷点的位置在容器内移动。因此，可知即使温度超过110℃，各物品温度也不收敛(収束)，不好。
对于实施例1和比较例1，灭菌结束时的各测定点的最终F0值如表3所示。
[表3]
实施例1中，F0值的最大值与最小值的差(范围)为1.5，几乎没有偏差，显示良好的结果。而比较例1中，范围为21.7，偏差较大，在F0值最大处显示了33.1的值。
通常，F0值在其内容物的温度大约110℃以上时值升高，表示进入了灭菌状态。如图3所示，实施例1中测定的各部分的温度在110℃以上时，在任何测定点均收敛为大体相同的值，与静置式高温蒸煮装置同样，仅凭温度测定即可评价最冷点的F0值。但是，如图5所示，在比较例1中，测定的各部的温度即使升高至110℃以上，其收敛性也差并且温度起伏，难以把握最冷点的F0值。因此，无法仅凭温度测定来评价最冷点的F0值。因此图5中，将各部温度中显示最低值之处用平滑的曲线连出，将其作为最冷点的温度变化，推定F0值，则基本未达到必要的F0值，必须进一步延长灭菌时间。比较例1中，以该方式推定必要的灭菌时间为85分钟左右。
根据上述实施例1、比较例1的结果，为了验证最佳填充量和顶隙气体量与灭菌时间的关系，根据各填充率使试验袋改变填充量和顶隙气体量，进行往复式、静置式的高温蒸煮灭菌，进行灭菌时间的比较，这里所述的各填充率是以供试袋的满注内容积为100％容量时的各％容量。
实施例2 与上述实施例1同样，向供试袋内填充相当于填充率30％的1305ml咖喱，调节顶隙气体量为0％(0ml)、7.7％(100ml)、15.3％(200ml)，将所得样品在与上述实施例1同样的灭菌条件下进行往复式高温蒸煮灭菌。求出顶隙气体量与灭菌时间的关系，结果如图6所示。与上述实施例1同样，图中的灭菌时间是下述时间在多处内容物温度测定中以最低值作为最冷点的温度变化，最冷点达到F0＝10时的灭菌时间。由图6求出T(0％)/T(10％)＝1.06。
实施例3 与上述实施例1同样，向供试袋内填充相当于填充率40％的1740ml咖喱，调节顶隙气体量为0％(0ml)、5.7％(100ml)、11.5％(200ml)，将所得样品在与上述实施例1同样的灭菌条件下进行往复式高温蒸煮灭菌。结果如图6所示。由图6求出T(0％)/T(10％)＝1.06。
实施例4 与上述实施例1同样，向供试袋内填充相当于填充率50％的2175ml咖喱，调节顶隙气体量为0％(0ml)、4.6％(100ml)、9.2％(200ml)、13.8％(300ml)，将所得样品在与上述实施例1同样的灭菌条件下进行往复式高温蒸煮灭菌。结果如图6所示。由图6求出T(0％)/T(10％)＝1.11。
试验例1 与上述实施例1同样，向供试袋内填充相当于填充率60％的2610ml咖喱，调节顶隙气体量为0％(0ml)、3.8％(100ml)、7.7％(200ml)、11.5％(300ml)，将所得样品在与上述实施例1同样的灭菌条件下进行往复式高温蒸煮灭菌。结果如图6所示。由图6求出T(0％)/T(10％)＝1.32。这样，虽然试验例1中T(0％)/T(10％)≥1.2，但确认了如下效果如后所述，只要顶隙量在2-20％的范围，即使顶隙量有偏差，也可以使灭菌时间相同。
比较例2 与上述实施例1同样，向供试袋内填充相当于填充率70％的3000ml咖喱，调节顶隙气体量为0％(0ml)、3.3％(100ml)、6.7％(200ml)、10％(300ml)，将所得样品在与上述实施例1同样的灭菌条件下进行往复式高温蒸煮灭菌。结果如图6所示。由图6求出T(0％)/T(10％)＝1.41。
比较例3、4 与上述实施例1同样，向供试袋内填充相当于填充率70％的3000ml咖喱，调节顶隙气体量为0％(0ml)、1.7％(50ml)、3.3％(100ml)、6.7％(200ml)、10％(300ml)，将所得样品在与上述实施例1同样的灭菌条件下进行静置式高温蒸煮灭菌(比较例3)和旋转式高温蒸煮灭菌(比较例4)。结果如图6所示。
图6中，填充率为70％容量的袋的往复式灭菌时间与相同填充率的袋的静置式灭菌时间相比，可见灭菌时间缩短的效果。该时间缩短效果在顶隙量为0-5％的范围中可见与顶隙气体量多少有些相关的倾向，但是在顶隙气体量为5-20％的范围内则不依赖于顶隙气体量，由于顶隙的不同导致的灭菌时间的变动幅度在20％以内。如实施例1-4所示，填充率为30-50％容量的样品不依赖于顶隙量，可见灭菌时间的缩短效果，因此内容物的品质较为优异，特别优选。另外，上述填充量中，灭菌时间的变动幅度在20％以内(1≤T(0％)/T(10％)≤1.2)，无需为了管理顶隙气体量而设置特别的装置。如试验例1所示，在超过50％容量但在60％容量以内时，当顶隙量相当于内容物填充量的20-20％范围时，灭菌时间的变动幅度在20％以下，因此几乎无需调节顶隙量，灭菌时间一定。满足1≤T(0％)/T(10％)≤1.35的条件。另外，在满足1≤T(0％)/T(10％)≤1.2的条件、填充量为30-50％容量时，1处测定位置的温度变化小，可通过几处的温度测定容易地求出F0值，因此热电偶管理的压力也会减轻。需说明的是，图6表示使顶隙气体量相对于流动性食品的体积在0-约15％范围内达到F0＝10的灭菌时间，但是即使顶隙气体量在10％-20％的范围内，也与10％附近的值大致同样。
图10是将图6的顶隙量0-5％的范围放大表示。在袋装食品中，为了防止内容物的氧化劣化或提高装载效率，希望向使顶隙气体量减少的目标进行设定。根据本发明的第4构成的灭菌方法，即使顶隙气体量为微量时，也可以缩短灭菌时间。
图11是将图6的顶隙量2-10％的范围扩大而得到的。填充袋装产品时，为了将顶隙调节为0ml，必须一边将内容物包入密封部一边密封，而在实际生产中，从密封的稳定性角度考虑，上述方法难以应用。由图11可知，如果顶隙量为2-20％、优选2-10％的范围，则即使顶隙量有偏差，也可以使灭菌时间相同。因此，根据本发明的第5构成的灭菌方法，即使是多少设置一些顶隙、不特别严格调节顶隙量地以通常的填充装置来填充的袋装产品，也可以实现灭菌时间的缩短。
填充率低于30％的样品中，内容积相对于袋过少，因此在产品形态和外观上有问题，导致商品价值受损；或者是填充量过低，性价比不良，无法作为产品。另外袋的厚度变得很薄，即使在静置式灭菌中也可以使灭菌时间缩短，往复式灭菌的灭菌时间缩短效果不大。
以上是基于240mm×350mm×65mm尺寸的袋的试验结果进行的说明，本发明的效果在其它尺寸例如可填充内容量1-5kg左右的大型袋装商用调理食品灭菌时也有效。另外，即使将F0值变更为10以外的适用于食品灭菌范围的值时，也可得到同样的效果。在实施例2-4、试验例1中，由使袋的尺寸一定、使内容量改变的试验中可知，可得到作为填充率的30-60％容量的值，所述值可得到灭菌时间不依赖于顶隙气体量、大致一定、灭菌时间缩短的效果，但是在实际的袋装产品化时，大多是事先决定了内容量。这种情况下，只要在不脱离本发明的构成或作用效果的范围内，可以由内容量导出适当的袋尺寸来对应。并且，实施例中的高温蒸煮灭菌是采用连续往复运动，但只要是在得到本发明的效果的范围内，也可以是间歇性往复运动，还可以结合内容物的粘度变化在中途改变往复运动次数。在实施例1-4、试验例1中，将灭菌中的釜内压力设定为一定的压力，以使灭菌前的顶隙量不变，在实际生产中可以使釜内压力适当一定或者变动来进行调节，以获得更优选的顶隙量。高温蒸煮灭菌中的高温蒸煮釜内的压力为表压在-0.07MPa至+1.0MPa的范围内，特别优选0MPa至+0.5MPa的范围。该压力低于0MPa，则需要真空装置，超过+0.5MPa则为了确保安全性，装置的成本会提高。
实施例5 接着改变内容物进行试验。以填充率70％向与上述实施例1相同的供试袋内填充麻婆豆腐的调料，使顶隙气体量调节为0％、6.7％、10％，将该样品在与上述实施例1同样的条件下进行往复式高温蒸煮灭菌。结果如图7所示。由图7求出T(0％)/T(10％)＝1.14。
供试内容物麻婆豆腐调料(将市场销售麻婆豆腐调料的大型袋装重新装袋，粘度40℃-1500mPa·s、60℃-1210mPa·s、80℃-1010mPa·s) *粘度计使用B型粘度计，在50rpm的条件下测定。
灭菌温度121℃下的粘度推定为670mPa·s(参照后述说明)。
比较例5 与实施例5同样，以填充率45％在供试袋内填充麻婆豆腐调料，将顶隙气体量调节为0％、5％、10％，将所得样品在与实施例5同样的灭菌条件下进行静置式高温蒸煮灭菌。结果如图7所示。
比较例6 与实施例5同样，以填充率70％在供试袋内填充麻婆豆腐调料，将顶隙气体量调节为0％、1.7％、3.3％、6.7％、10％，将所得样品在与实施例5同样的灭菌条件下进行静置式高温蒸煮灭菌。结果如图7所示。
图7中，填充率70％的袋的往复式灭菌的灭菌时间与相同填充率的袋和45％填充率的袋的静置式灭菌的灭菌时间相比，可见灭菌时间缩短的效果。该灭菌时间在顶隙量为0-10％的全部范围内不依赖于顶隙量，大致一定。而且顶隙不同导致的灭菌时间的变动幅度在20％以内(1≤T(0％)/T(10％)≤1.2)。内容物为咖喱时，在填充率为70％时可见由于顶隙量导致的灭菌时间的稍微不同，但为麻婆豆腐的调料时，填充率为70％时大致一定。该区别可能是由于灭菌温度下内容物的粘度的影响。
接着，对于各种流动性食品，与上述实施例1同样地以填充率45％向供试袋内填充各种内容物，将顶隙气体量调节为0ml，进行灭菌，对于各食品的粘度与灭菌时间缩短效果的关系，进行往复式灭菌和静置式灭菌的比较，结果如表4、5和图8所示。图8中，横轴表示食品名和121℃下的粘度，纵轴表示达到F0＝10时的灭菌时间和往复式灭菌相对于静置式灭菌的灭菌时间缩短率。需说明的是，如本实施例所述，灭菌温度超过100℃、难以测定灭菌中的内容物的粘度时，可使用andrade的粘度式(η∝exp(E/RT)，η粘性率，E流体活化能，R气体常数，T绝对温度(°K))计算灭菌中的内容物粘度。
粘度如下得到使用B型粘度计，在50rpm的条件下测定100℃以下至少2点以上的温度，通过计算推定。本实施例中，由在40℃、60℃、80℃的该条件下的测定结果，按照计算推定出121℃的粘度。
[表4]
(水的粘度参照丸善(株)发行的“理科年表机上版”1989年11月30日发行第447页) [表5]
(*玉米汤的稀释使用水) 由以上结果可知，粘度最高的白色酱汁中，往复式灭菌相对于静置式灭菌的灭菌时间缩短效果几乎没有，在粘度次高的玉米汤的1.1倍稀释中，可见约20％的灭菌时间缩短效果。在1.3倍稀释物中灭菌时间缩短效果显著，在1.5倍稀释物中该效果进一步增大。而内容物为水时，粘度低，即使进行静置式灭菌，灭菌时间也很短，往复式灭菌的灭菌时间的缩短效果少。由此可知，往复式灭菌导致的灭菌时间缩短效果中，当达到灭菌开始温度时，流动性食品的灭菌时的粘度优选4500mPa·s以下，更优选2500mPa·s以下，进一步优选1500mPa·s。下限优选0.2mPa·s以上，更优选10mPa·s以上。
以上实施例、试验例和比较例中，在最冷点的F0值为10分钟的时刻进入冷却步骤，但在实际上实施本发明时，可以比10分钟短或长，可以根据每种内容物确定达到必要的灭菌效价的时间。
权利要求
1.袋装流动性食品的灭菌方法，其特征在于灭菌釜内温度达到灭菌温度(Tr℃)之后，以该密封完毕的袋的由(1)式求出的灭菌水平(F(Tr℃))达到F(Tr℃)＝10分钟时的时间作为灭菌时间，调节往复式灭菌中的加速度、灭菌釜内压力、流动性食品粘度、内容物填充率，在柔性袋内填充并密封流动性食品，进行往复式灭菌，使预先作为指标求出的、该密封完半的袋内顶隙为0％时的灭菌时间(T(0％))和顶隙为10％时的灭菌时间(T(10％))满足(2)式；
F(Tr℃)＝∫0T10(Ti-Tr)/10dt …(1)
式中，Ti是开始灭菌t分钟后袋内的最冷点的温度，dt是时间微段；
1≤T(0％)/T(10％)≤1.2 …(2)。
2.权利要求1所述的袋装流动性食品的灭菌方法，其特征在于将该密封完毕的袋以非固定状态装载在灭菌机内的架上，在该往复式灭菌的加速度为0.1-0.3G的范围内使该灭菌机往复运动。
3.权利要求1或2所述的袋装流动性食品的灭菌方法，其特征在于在柔性袋的满注内容积为100％容量时，将该流动性食品的填充量调节为30-70％容量。
4.权利要求1-3中任一项所述的袋装流动性食品的灭菌方法，其特征在于相对于流动性食品的体积，使该顶隙量调节至相当于0-5％的范围。
5.权利要求1-3中任一项所述的袋装流动性食品的灭菌方法，其特征在于相对于流动性食品的体积，将顶隙量调节至相当于2-20％的范围。
6.权利要求1-5中任一项所述的袋装流动性食品的灭菌方法，其特征在于在该流动性食品达到灭菌开始温度时，使用B型粘度计，在50rpm的条件下测定或计算得到的粘度为0.2-4500mPa·s以下。
7.袋装流动性食品的灭菌方法，其特征在于使用B型粘度计，在50rpm的条件下测定或计算得到的该流动性食品的灭菌温度下的粘度为0.2-4500mPa·s，以该袋的满注内容积为100％容量时使内容量为30-60％容量，将该流动性食品向柔性袋内填充并密封，进行往复式灭菌。
8.权利要求7所述的袋装流动性食品的灭菌方法，其特征在于将该密封完毕的袋以非固定状态装载在灭菌机内的架上，在该往复式灭菌的加速度为0.1-0.3G的范围内使该灭菌机往复运动。
9.权利要求7或8所述的袋装流体食品的灭菌方法，其特征在于相对于该流动性食品的体积，该密封完毕的袋内的项隙量相当于2-20％。
全文摘要
在纵轴表示灭菌时间、横轴表示顶隙气体量的灭菌时间与顶隙气体量关系的图表中，不依赖于顶隙气体量，灭菌时间一定，在该填充率下将流动性食品内容物填充到柔性袋内并密封，然后将袋在非固定性状态下进行往复式灭菌。
文档编号A23L3/14GK101820779SQ20088011177
公开日2010年9月1日 申请日期2008年8月6日 优先权日2007年8月10日
发明者荒木宗司, 田口善文, 高井泰三, 波多野靖 申请人:东洋制罐株式会社