JP4844156B2 - 加熱処理方法および該加熱処理に用いるトレー - Google Patents

Description

本発明は、耐熱性容器に充填された内容物を品質劣化させることなく均一に加熱処理する方法、および該加熱処理において前記容器を載置するために用いるトレーに関する。

食品や医薬品等、経口でまたは経管的に体内に取り込まれる製品のうち、水分を多く含み水分活性の高いものやｐＨが中性付近にあるほとんどの製品については、長期間保存される場合、何らかの方法で殺菌処理または滅菌処理されることが一般的である。その処理方法としては、製品の包装形態や容器への充填形態ごとに様々な方法が知られているが、容器に充填された製品の殺菌処理または滅菌処理の方法としては、加熱によるものが広く普及している。

しかし加熱により殺菌処理または滅菌処理を行う場合は、内容物の褐変化や変性、各種栄養素や呈味・香気成分の分解等が少なからず生じてしまう。例えば、一般に市販されているゼリー飲料や高粘度の栄養組成物を、口栓スパウト付きパウチ容器に充填して静置式もしくは連続式の低温加熱殺菌を行う場合においては、パウチ内部と口栓スパウト内部とでは加熱条件が異なる。すなわち、口栓スパウト内部の方がパウチ内部より、単位体積あたりの内容物が容器内面に接触する面積が広いため、加熱条件がより過酷であり、固化物や褐色凝集物が発生し易い。しかし、可能な限りこれら品質劣化を抑制することが品質上求められている。

そこで、これら問題点を解決するために、例えば、バッチ式レトルト装置内で、容器をトレーに載置して回転あるいは揺動等させることで内容物の攪拌を行い、内容物をより均一に加熱しようとする方法が採られる場合がある。しかしこの場合、機械的運動に伴って容器がトレー内で移動し易く、その結果、静置式の加熱処理方法と比較すると、容器が変形し易く、また容器へピンホールが生じ易いという問題点がある。また内容物の粘度が高い場合には、本法でも十分な攪拌効果が得られないという問題点がある。さらに、既設で静置式のレトルト装置が導入されている場合には、装置の改造や新設が必要であり、コスト上このような方法の採用は困難で、より高品質の製品を製造することが困難となる。

そこで、内容物をより均一に加熱できる静置式の加熱殺菌方法として、例えば、トレー上にパウチ容器を縦置きにして、容器内の気体の占める部分を容器内の上部に集めて加熱処理する方法が知られている（非特許文献１参照）。この方法は、気体を上部に集めて、例えば、口栓スパウト内部に内容物が付着しないようにするものであるが、同時に、容器内の気体の占める部分、すなわち非充填部が、容器を外部から加熱した場合に内容物への熱伝達を妨げるため、容器内における内容物と非充填部との界面の面積を可能な限り小さくして、内容物への熱伝達効率を向上させたものである。
一方、非充填部が内容物への熱伝達を妨げることを回避する方法としては、容器内の脱気操作を行うことにより気体をできるだけ排除した状態として殺菌処理を行う方法が各種知られている（非特許文献２参照）。
レトルト食品 １３４−１３５ｐ 岸本昭監修、光琳 食品の殺菌−その科学と技術− ２３９−２４１ｐ 高野光男・横山理雄著、幸書房

しかし、容器を縦置きにして残存空気を容器内の上部に集めて加熱処理する方法では、トレーへの容器の積み込みおよび積み出し作業が煩雑で非効率であり、製造ラインも複雑となり、その自動化には高コストを要するという問題点がある。このため、効率的な商業的生産を行う場合は、容器をトレー上に横置き（平置き）にして殺菌処理が実施されることが一般的である。
また、容器内の脱気操作を行ってから加熱処理する方法では、脱気時に容器のシール部位に内容物が付着するとシール不良の原因になるという問題点があり、また、内容物の粘度が高い場合には、内容物中の気泡が抜けにくいため脱気が不十分になるという問題点がある。さらに、口栓スパウト付パウチ容器を用いる場合には、容器内が十分脱気されたとしても、前記の口栓スパウト内部における加熱時の内容物の固化や褐色凝集物の発生という問題はそもそも解決されない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、耐熱性容器に充填された内容物を、変性、褐変化、風味成分の変質等の品質劣化を抑制して、簡便に且つ低コストで加熱処理する方法、および該加熱処理時に容器を載置するために用いるトレーを提供することを課題とする。

本発明者らは鋭意研究した結果、耐熱性シートおよび耐熱性樹脂の少なくとも一つから成る容器に、非充填部を残して内容物を充填して密封し、該容器を所定の角度で傾斜させて静置した状態で加熱処理することにより、品質劣化を抑制しながら内容物を加熱殺菌処理できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、前記課題を解決するため、
請求項１に記載の発明は、耐熱性シートおよび耐熱性樹脂の少なくとも一つから成る容器に充填された内容物を加熱処理する方法であって、前記容器が口栓付きパウチ容器であり、非充填部の体積が口栓部内の体積よりも大きく、前記容器を、内容物の高さが最も低くなるようにトレーに載置した状態から、９０°未満の角度だけ傾けて載置し、口栓部内が非充填部となり、かつ容器内の非充填部が該容器内の一部に偏った状態を保持しながら内容物を加熱することを特徴とする加熱処理方法である。

請求項２に記載の発明は、容器内の非充填部の体積が、充填された内容物の体積の２〜３０％であることを特徴とする請求項１に記載の加熱処理方法である。

請求項３に記載の発明は、前記容器の体積が５０〜２５０ｍｌ、非充填部の体積が３〜７５ｍｌであり、該容器を傾ける角度が５〜３０°であることを特徴とする請求項１に記載の加熱処理方法である。

請求項４に記載の発明は、前記内容物が経口摂取可能なものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の加熱処理方法である。

請求項５に記載の発明は、前記内容物が、粘度が２００〜５００００ｃＰの流動状のものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の加熱処理方法である。

請求項６に記載の発明は、静置式レトルト装置によって加熱することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の加熱処理方法である。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の加熱処理方法を行うための、内容物を充填した容器を載置するトレーであって、前記容器が口栓付きパウチ容器であり、前記容器を載置する面に、該容器を、内容物の高さが最も低くなるように載置した状態から、９０°未満の角度だけ傾けて載置するための支持体が設けられていることを特徴とするトレーである。

本発明により、容器内の内容物への熱伝達効率を向上させて、内容物を均一に加熱することで、加熱処理時間を短縮すると同時に、内容物の変性、褐変化、風味成分の変質等の品質劣化を抑制することができる。また、製造ラインの自動化も容易であり、低コストで加熱処理することができる。

以下、本発明について詳しく説明する。なお、本発明において非充填部とは、容器内において気体が占める部位のことを指し、例えば、容器が口栓付きのものである場合は、口栓部内の気体で占められている部位も、非充填部に含めるものとする。

本発明で用いる容器は、耐熱性シートおよび耐熱性樹脂の少なくとも一つから成り、耐熱性シートは一層または多層構造を有するもので、その材質としては、例えば、ポリエステル、ポリプロピレン、ナイロン、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、エチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）樹脂、アルミ箔、スチール箔、紙、各種無機物の蒸着フィルム等が挙げられる。また、耐熱性樹脂としては、例えば、ポリエステル、ＰＥＴ、ポリプロピレン、ポリエチレン、またはこれらから選ばれる二種以上をブレンドした樹脂等が挙げられる。

そして、これら耐熱性シートおよび耐熱性樹脂の少なくとも一つから成る容器としては、具体的には、例えば、スタンディングパウチ、４方シールパウチ、ガセット型パウチ、ラミネートチューブ、プラスチック缶、カップ等が挙げられ、さらに用途に応じて、これらにスパウト、口栓が溶着または接着され、吸出しが容易となるようなストロー状もしくは棒状の導出部構造が設けられたものでも良い。また、これら容器の形状は特に限定されない。

本発明においては、前記容器に内容物を充填する際は、該容器内に一定の非充填部を残すことが必要である。ただし、非充填部の体積が大き過ぎると、輸送中に容器が破袋することがあり、また、内容物の量に対する包装コストも増すことから、非充填部の体積は、内容物の体積の２〜３０％とすることが好ましく、３〜８％とすることがより好ましい。

内容物を充填した容器を、内容物の高さが最も低くなるようにトレーに載置した状態のままでは、非充填部を一部に偏らせることが困難であり、容器を縦置きにした場合は、非充填部を一部に偏らせることは容易となるがトレーへの容器の積み込みおよび積み出し作業が煩雑で非効率となる。
そこで、本発明においては、前記のような内容物を充填した容器を、内容物の高さが最も低くなるようにトレーに載置した状態から、９０°未満の角度だけ傾けて載置し、容器内の非充填部が該容器内の一部に偏った状態を保持しながら加熱することで、内容物をより均一にかつ効率的に加熱することができる。具体的には、例えば、図１に示すように、容器１をトレー１０の載置面１１上に平置きにした状態から、支持体１２を用いて９０°未満の角度だけ傾けて載置し、容器１内の非充填部２が容器１内の一部に偏った状態を保持して、加熱すれば良い。
ただし、容器１にスパウト、口栓等が設けられている場合には、これらの部位に内容物３が付着しないように角度を調整することが好ましい。このようにすることで、これらの部位において内容物の著しい加熱による品質劣化を効果的に抑制することができる。

容器を傾ける角度は、用いる容器の大きさ、形態および材質、あるいは内容物の種類および体積等に応じて、９０°未満の範囲で適宜選択すれば良い。具体的には、例えば、一般的に小売販売されている５０〜２５０ｍｌ容量の容器を用いる場合は、非充填部の体積を３〜７５ｍｌとして、該容器を５〜３０°の角度だけ傾けることが好ましく、１０〜２５°の角度だけ傾けることがより好ましい。傾ける角度がこの範囲より小さいと、非充填部が一部に偏よりにくくなることがあり、また、傾ける角度がこの範囲より大きいと、トレーへの容器の積み込みおよび積み出し作業が煩雑で非効率となることがある。なお、傾ける角度が９０°であると、積み込みおよび積み出し作業は最も煩雑となる。また、パウチ状容器のような軟質性の容器を用いた場合には、傾ける角度が大きくなるに従って、内容物が容器内の下部に偏ることで「下ぶくれ」状の形状となることがあり、この場合、容器下部の内容物の厚みが増すことでかえって内容物全体への熱伝達効率が悪くなることがある。

容器が口栓付きパウチ容器である場合には、非充填部の体積を口栓部内の体積よりも大きくし、口栓部内が非充填部となるように該容器を傾けることが好ましい。すなわち、静止状態において口栓部内にまで内容物が充填されないようにすることで、口栓部内への内容物の付着を抑制して、口栓部内における内容物の品質劣化を効果的に抑制することができる。

静置した状態で容器内の内容物を加熱する場合には、一般的に、内容物の粘度が高いと、内容物のうちレトルト釜内の雰囲気熱が伝わり易い容器内壁近傍より、そこから遠い容器内中心付近部位においては対流が起こりにくいため伝熱効率が低くなり、その結果、容器内壁に近い部位と容器内壁から遠い中心部位との間の温度格差が大きくなる。また、このような粘度の高い内容物は、揺動式や回転式のレトルト装置によっても攪拌されにくい。
本発明の加熱処理方法は、このような粘度が高くて取り扱いの難しい内容物に対しても静置した状態で効率的に加熱することができ、しかも縦置き容器のトレーへの積み込みおよび積み出し作業のような煩雑さを伴わない。よって、例えば、粘度が２００〜５００００ｃＰで流動状の内容物に対して好適である。なお、ここで言う粘度とは、Ｂ型式回転式粘度計による、２５℃での測定値のことを指す。このような高粘度の内容物は、胃瘻・腸瘻経管栄養法において胃または腸にチューブ等を介して導入する際、好適に用いられる。
また、本発明の加熱処理方法は、内容物の品質劣化を抑制できるので、内容物として、例えば、経口摂取可能なものが好適である。

本発明においては、容器を傾けて静置することができれば、内容物を加熱する方法は特に限定されず、例えば、静置式レトルト装置を用いる加熱法、連続式のボイル殺菌法、マイクロ波加熱殺菌法等の各種静置式加熱処理方法を適用することができる。なかでも、静置式レトルト装置を用いる加熱法が好適であり、通常では加熱条件が過酷で内容物が品質劣化しやすい１００℃以上、特に、１２０℃を超える高温条件下においても、流動性の低い内容物も効率良く、品質劣化を抑制して加熱処理することができる。

また加熱方式としては、例えば、蒸気式、熱水シャワー式、熱水噴水式、熱水浸漬式等が挙げられるが、これら加熱方式および製品の製造ラインの特性にあわせた適切な形状のトレーを適宜選択することにより、いずれの方式も適用することができる。

通常の静置式レトルト装置で用いられるトレー４０は、例えば、図４（ａ）に示すように平坦な底板４３を有し、その載置面４１上に、内容物を充填された容器１を、図４（ｂ）に示すように平置き（ベタ置き）した状態で加熱処理するのが一般的である。
しかし本発明においては、例えば、図２に示すように、容器１を載置する面１１上に、該容器１を、内容物の高さが最も低くなるように載置した状態から、９０°未満の角度だけ傾けて載置するための支持体１２が設けられているトレー１０を用いて、容器１の内容物に対して加熱処理を行う。

本発明のトレーの材質は、耐熱性を有するものであれば特に限定されず、例えば、耐熱性樹脂、木材および金属等が挙げられ、これらのうち少なくとも一つを用いれば良い。なかでも、耐熱性、耐腐食性および機械的衝撃耐性等を考慮すると、アルミニウムやその合金、およびステンレスが好ましい。

本発明のトレーは、このような材質のものをせん断、曲げ、プレス成形、切削、接合および表面処理等の各種加工を行うことで作製することができる。特に底板は、加熱方式や製造ライン上の特性にあわせて適切な形状となるように成形することが好ましく、例えば、前記材質からなる板の打ち抜きや切り抜き等の加工を行うことで、または、前記材質からなる棒状部材等をスノコ状や格子状に組んで成形することができる。

さらに、本発明のトレーには、容器を前記のように傾けて載置するための支持体が設けられている。支持体は、例えば、トレーの容器載置面に適当な形状の部材を設置する（方法１とする）ことで、またはトレー底板を所定の形状に曲げ加工する（方法２とする）ことで、あるいはこれらを組み合わせる（方法３とする）ことで設けることができる。図２は、方法１により支持体を設けたトレーの一例を示すものである。

方法１および３においては、支持体とする部材の形状は特に限定されず、例えば、角柱状、円柱状、角錐状、円錐状、半球状等を挙げることができる。これら部材をトレーへ設置する場合には、例えば、角柱状および円柱状等の柱状部材であれば、特に該部材の長手方向の長さが十分長い場合には、長手方向が水平面方向となるように平坦面をトレーの載置面に接触させて設置しても良いし、特に長手方向の長さが比較的短い場合には、長手方向が鉛直方向となるように平坦面をトレーの載置面に接触させて設置しても良い。このような部材を用いて支持体とする場合には、容器は概ね該支持体と面接触または線接触することにより、傾いて支持される。
また例えば、角錐状、円錐状および半球状等の部材であれば、該部材の平坦面をトレーの載置面に接触させて設置すれば良い。この場合には、容器は概ね該支持体と点接触することにより、傾いて支持される。

これら部材の大きさは、容器の形状や、耐熱性シートまたは耐熱性樹脂の力学的強度、該部材のトレーへの設置方法、および容器を傾ける角度に応じて、適宜最適な大きさを選定すれば良い。またこれら部材をトレーへ設置する数および場所等も、状況に応じて適宜選定すれば良い。そしてこれら部材は、トレーに用いられる前記材質からなるものを用いれば良い。

方法２および３においても、支持体の形状は特に限定されず、容器の形状および容器を傾ける角度等に応じて適宜選定すれば良い。また、支持体の数および位置等も状況に応じて適宜選定すれば良い。

本発明において、容器をトレー上に傾けて載置する時は、前記支持体で容器を支持する場所は、該容器を安定してトレー上に静置できる場所であれば特に限定されない。ただし、少なくとも容器本体上部で該容器を支持することが好ましく、特に容器が口栓付きパウチ容器である場合には、少なくとも口栓、あるいは口栓近傍の容器本体上部で該容器を支持することが好ましい。

図３は、本発明のトレーの例として、その縦断面図を示すものであり、図３（ａ）および（ｂ）は方法１により支持体を設けたもの、図３（ｃ）および（ｄ）は方法２により支持体を設けたもの、図３（ｅ）は方法３により支持体を設けたものの例をそれぞれ示す。
図３（ａ）においては、同じ種類の支持体１２を複数設けたトレー１０を、図３（ｂ）においては、異なる種類の支持体１２ａおよび１２ｂをいずれも複数設けたトレー１０を、それぞれ示している。
また、図３（ｃ）においては、底板を曲げ加工して得られた複数の凸部を支持体１２としたトレー１０を、図３（ｄ）においては、底板を曲げ加工して得られた複数の凸部を、支持体１２と載置面１１を兼ねるものとしたトレー１０を、それぞれ示している。
さらに、図３（ｅ）においては、支持体１２ａおよび底板を曲げ加工して得られた凸部１２ｂをいずれも複数設けて、これら支持体を組み合わせて容器１を載置するトレー１０を示している。
ただし、本発明のトレーはここに示すものに限定されるものではなく、前記の通り状況に応じて適宜最適な形状のものを選択して用いれば良い。

なお、図３においては省略したが、トレー１０の載置面には図２に示すように、小さい凹凸状の表面加工を施すか、貫通穴を設けておくことが好ましい。このようにすることで、容器１のトレー上における移動が抑制され、加熱処理中に容器１をより安定して載置することができ、トレーへの容器１の積み込みおよび積み出し作業も安定して行うことができる。また、貫通穴を設けておけば、容器１の加熱に用いた熱水をトレーから容易に除去することができる。

さらに、通常の静置式レトルト装置で用いられるトレー等、既に生産現場において広く普及している底板が平坦なトレーを用いて、本発明のトレーを作製することもできる。
すなわち支持体は、例えば、図４（ａ）、（ｂ）および（ｅ）に示すように、前記各部材をトレーに一体化させて固定化して設けても良いが、これら各部材を、好ましくは一時的にトレーに固定化できる着脱可能なものとして、通常用いているトレー上に支持体として載置することで、本発明のトレーとすることができる。
さらに、図３（ｆ）に示すように、容器１を傾けるための支持体３２が設けられた補助トレー３０を別途用意し、これを好ましくは一時的にトレーに固定化できる着脱可能なものとして、通常用いているトレー４０上に載置して、本発明のトレーとすることもできる。この時、補助トレー３０は、本発明のトレー１０と同様の材質のものを、同様に所定の形状に曲げ加工等することで容易に作製することができる。

この方法によれば、加熱する製品の種類により容器を傾けることの必要性の有無に応じて、通常用いるトレーと本発明のトレーとを容易に使い分けることができるため、トレーの汎用性を高くすることができるだけでなく、通常用いているトレーをそのまま適用することで、本発明のトレーの作製コストを低減することもできる。

以下、具体的実施例により、本発明についてさらに詳しく説明する。ただし、本発明は、以下に示す実施例に何ら限定されるものではない。
（実施例１）
粘度２０００ｃＰの高粘度栄養組成物（２ｋｃａｌ／ｇ）を、従来公知の袋状の口栓スパウト付パウチ容器（口栓部：長さ３０ｍｍ×内径８．５ｍｍ、棒状導出部：長さ４５ｍｍ、以下容器Ａと記す）１０個に、非充填部の体積が５〜１０ｍｌとなるように１５０ｇ充填し、図３（ｆ）に示す構造を有する、補助トレー（支持体高さ２５ｍｍ）を載置したトレーを使用して、容器を傾ける角度（図1における「９０°未満の角度」）が１０°程度となるように口栓部を持ち上げて、口栓部内が非充填部となるような状態で、内容物の最終Ｆ_０値が９〜１１となるよう１２６℃にて加熱殺菌を行った。殺菌後、殺菌時の傾斜状態を保ったまま室温まで該容器を冷却し、口栓を開封して口栓部内に付着している内容物の量を観察した。結果を表１に示す。

（比較例1）
実施例1と同様に調製した高粘度栄養組成物を内容物とする容器Ａを、図４（ａ）に示したトレーに平置き（ベタ置き）した状態で、その他は実施例1と同様の条件で加熱殺菌、冷却を行い、口栓部内に付着している内容物の量を観察した。結果を表１に示す。

上記結果から、本発明の加熱方法およびトレーを採用することにより、口栓スパウト付パウチ容器を加熱した際の従来の問題点である、口栓部内における内容物の劣化を抑制できることが確認された。

本発明は、容器に充填された食品や医薬品等の、殺菌または滅菌等を目的とする加熱処理に有用である。

本発明におけるトレー上への容器の載置例を示す断面図である。 本発明のトレーに容器を載置した状態の一例を示す斜視図である。 本発明のトレーに容器を載置した状態の例を示す断面図である。 従来の静置式レトルト装置に用いるトレーの一例を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は容器を載置した状態での斜視図である。

符号の説明

１・・・容器、２・・・非充填部、３・・・内容物、１１・・・載置面、１２・・・支持体。

Claims (7)

1. 耐熱性シートおよび耐熱性樹脂の少なくとも一つから成る容器に充填された内容物を加熱処理する方法であって、
   前記容器が口栓付きパウチ容器であり、非充填部の体積が口栓部内の体積よりも大きく、
   前記容器を、内容物の高さが最も低くなるようにトレーに載置した状態から、９０°未満の角度だけ傾けて載置し、口栓部内が非充填部となり、かつ容器内の非充填部が該容器内の一部に偏った状態を保持しながら内容物を加熱することを特徴とする加熱処理方法。
2. 容器内の非充填部の体積が、充填された内容物の体積の２〜３０％であることを特徴とする請求項１に記載の加熱処理方法。
3. 前記容器の体積が５０〜２５０ｍｌ、非充填部の体積が３〜７５ｍｌであり、該容器を傾ける角度が５〜３０°であることを特徴とする請求項１に記載の加熱処理方法。
4. 前記内容物が経口摂取可能なものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の加熱処理方法。
5. 前記内容物が、粘度が２００〜５００００ｃＰの流動状のものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の加熱処理方法。
6. 静置式レトルト装置によって加熱することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の加熱処理方法。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の加熱処理方法を行うための、内容物を充填した容器を載置するトレーであって、
   前記容器が口栓付きパウチ容器であり、
   前記容器を載置する面に、該容器を、内容物の高さが最も低くなるように載置した状態から、９０°未満の角度だけ傾けて載置するための支持体が設けられていることを特徴とするトレー。

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