(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品を、１２０℃〜１８０℃の範囲の殺菌温度に到達するまでの時間を１０〜９０秒とし、０〜１８０秒間その殺菌温度に保持して１ＭＨｚないし１００ＭＨｚの周波数を有する電磁波で誘電加熱して殺菌し、その後２０〜３００秒で対象物の温度を３０℃以下まで冷却することを特徴とする食品の殺菌方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食品の殺菌方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
食品において、微生物特に食中毒菌や腐敗菌等、人に危害を加える微生物に対する対策は非常に重要であるが、近年では、食品加工技術の発達により、食品を無菌状態に殺菌する技術が確立され、このような殺菌済の食品が数多くみられるようになった。これらの殺菌済食品は、そのままの状態で長期間保存することができる利便性、また開封して直ちにあるいは若干加温する等の簡単な処理をするだけですぐに食することができる簡便性により、非常に有用な食品の形態である。
【０００３】
同様の効果を持つ形態として、食品を加工した後、冷凍あるいは冷蔵温度で保存することにより、微生物の増殖を抑え長期間保存することのできる食品も存在するが、これら食品を低温度域で保管、流通するには、その温度まで食品を冷却するためあるいはその温度を維持するために大規模な設備、また多大なエネルギーを要する。これに対し、上記の殺菌済食品は、常温温度域で保存することが可能であり、これら設備面、消費エネルギー面においても殺菌済食品は非常に有用である。
【０００４】
このような殺菌処理は現在主として、食品を加熱することにより行われている。しかし、殺菌における過度の加熱処理は食品に対して様々な影響を及ぼし、場合によっては、その本来の性質を変化させてしまい、嗜好性を大きく低下させる原因となる。すなわち、加熱臭など風味の劣化、褐変などの色調の変化、粘性・食感の変化等である。そこで、殺菌に要する加熱処理をできるだけ短時間で行い、加熱による食品の劣化を最小限にするために、種々の殺菌方法が開発されている。
【０００５】
例えば、直接加熱法としてスチームインジェクション法やスチームインフュージョン法、間接加熱法としてプレート式殺菌、チューブラー式殺菌、表面かき取り式殺菌、その他の方法として通電加熱殺菌やマイクロ波加熱殺菌等がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの殺菌方法はそれぞれある一定の性質を持った食品にのみ適しており、種々多様な食品に対する汎用性には乏しい。
【０００７】
例えば、スチームインジェクション法、スチームインフュージョン法やプレート式殺菌は、飲料のような低粘度の液状食品には非常に有効であるが、ジャムやソース、ペースト等、高粘度の食品あるいは固形物の含まれる食品は殺菌不可能である。
【０００８】
これに対して、表面かき取り式殺菌やチューブラー式殺菌は、高粘度あるいは固形物の含まれる流動状食品の殺菌に適しているが、低粘度で水分を多く含む液状食品には非効率的である。
【０００９】
また、通電加熱殺菌やマイクロ波加熱殺菌は、対象物を内部から発熱させる方法であり、対象物そのものの粘性や水分含量による影響は小さい。しかし、通電加熱殺菌は、食品の導電率により加熱効率が変化するため、食品自体を最も適した導電率に調整する必要がある。これは主に塩類を用いて調整するが、場合によっては風味に影響を及ぼしてしまい、その食品には適用できないことが多々ある。
【００１０】
マイクロ波加熱殺菌は、マイクロ波の侵入深度がそれほど大きくないために、全体が均一に加熱されにくい。表面はマイクロ波により急速に加熱されるが、中心部はマイクロ波が到達せず、周囲からの熱伝導によるためなかなか加熱されにくい。また、食品あるいは食品中の固形物の形状の影響を受けやすく、その形状に角や突起があると、マイクロ波がそこに集中しその部分だけが焦げるといったこともある。
【００１１】
このように、上記従来の殺菌方法は、それぞれ、ある一定の性質を持った食品にしか対応できず、種々多様な性質を持った食品を短時間で殺菌することができないという問題がある。
【００１２】
種々多様な食品の殺菌処理を行うには、それぞれの食品に対応した専用の殺菌設備を複数備える必要がある。しかし、殺菌のための設備は、他の食品加工設備に比べて比較的大規模かつ高額な物であり、これらを複数備えることは非常に多大な投資となり、非常に困難である。
【００１３】
本発明は、上記従来の問題点を鑑みなされたものであり、その目的は、種々多様な性質を持った食品に対して汎用性があり、小規模な設備で様々な食品を短時間の加熱で殺菌できる食品の殺菌方法を提供することにある。
【００１４】
より具体的には、食品の粘度の高低、導電率の大小にかかわらず適用でき、また、厚みや角・突起等のように種々の形状に対して部分的な過熱の恐れがなく全体にわたって十分殺菌できる、食品の殺菌方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１記載の食品の殺菌方法は、食品を、１ＭＨｚないし１００ＭＨｚの周波数を有する電磁波で誘電加熱して殺菌することを特徴としている。
【００１６】
上記の方法により、１ＭＨｚから１００ＭＨｚの周波数の電磁波を使用した誘電加熱によって、加熱対象物である食品が内部発熱する。その熱によって、食品が殺菌される。
【００１７】
したがって、加熱対象物である食品の特性、すなわち、対象食品の形状、容量、水分含量の高低、粘性の違い、非連続相の存在の有無、形状、導電率の高低等が加熱効率に及ぼす影響が小さく、若干の能力調整のみを行うことにより、種々多様な食品の殺菌に対応することが可能である。
【００１８】
それゆえ、単一の殺菌方法で種々多様な性質を持った食品に対する汎用性が備わることにより、小規模な設備で効率的な殺菌処理が可能となる。
【００１９】
また、加熱対象物である食品自身の内部発熱による熱で殺菌しているため、短時間で全体にわたって均一かつ十分殺菌される。それゆえ、厚い部分や角・突起等のように種々の形状を持った食品に対して部分的な過熱の恐れがなく、食品の風味や色調、食感等の劣化を抑えることができる。
【００２０】
また、１２０℃〜１８０℃の範囲において対象物を殺菌する。これにより、加熱による食品の劣化をより効果的に防ぐことが可能である。
【００２１】
また、殺菌温度に到達するまでの時間を１０〜９０秒とし、０〜１８０秒間その温度に保持した後、直ちに冷却を行って２０〜３００秒で対象物の温度を３０℃以下まで急速に冷却することにより、加熱による食品の劣化をさらに効果的に抑え、劣化を最小限にすることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について説明すれば、以下の通りである。
本発明における食品とは、広く一般的な食品すべてを含み、特にその性状、組成に限定を加えるものではない。すなわち、食品が液体状、半流動状、固体、粉体等どのような性状でもよく、粘弾性等の物性についても制限はなく、また、その組成において、水分含量の高低や糖分含量、塩類濃度、また非連続相の存在や固液混合等、その形状にも特に限定を加えるものではない。
【００２３】
食品は多くの場合、最終的に何らかの包装された形態をとる。本発明においては、包装は殺菌工程の前後どちらでも良いが、前にする場合は、その包装工程は、無菌状態である必要はなく、比較的簡単な装置で可能である。その際、包装材は電磁波透過性があり、かつ耐熱性のある材質であれば良い。例えば、ＣＰ（セルロースプロピオネート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ナイロン、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等、あるいはこれらの複合素材が適している。
【００２４】
後にした場合、その包装工程は、無菌状態を維持する必要がある。その際、包装材は特に電磁波透過性や耐熱性のあるものである必要はなく、その食品に適した材質、形態であり無菌性を維持できるものであれば良い。
【００２５】
本発明において殺菌に使用する電磁波の周波数は、１ＭＨｚから１００ＭＨｚである。これより小さい周波数では内部発熱による加熱ではなく、通電による抵抗発熱が起こる。これは従来技術で述べた通電加熱殺菌と同様であり、食品の導電率による影響が大きく、多種多様な食品に対する汎用性に欠ける。また、これより大きい周波数では、従来技術で述べたマイクロ波と同様となり、全体の均一な加熱が困難となる。
【００２６】
殺菌温度は、対象物の内容、組成に応じて最適の温度を設定すればよいが、１２０℃から１８０℃の温度が食品の殺菌には効果的であり好ましい。あまり低い温度では食品を殺菌するためには長時間を要し、またあまり高い温度では食品が焦げる等加熱による悪影響が生じる。
【００２７】
殺菌温度まで到達するのに要する時間は、食品に対する加熱の影響を少なくするためには短いほど良く、１０〜９０秒の範囲が好ましい。あまり短くすると殺菌温度の制御が困難となる。また、あまり長いと食品に加熱による悪影響が生じる。
【００２８】
上記殺菌温度に到達した後、必要に応じ、食品を殺菌するための保持時間（殺菌時間）だけ食品をこの温度に維持する。この保持時間は、殺菌温度および加熱対象物の内容組成、大きさ等に応じて適宜設定するが、０〜１８０秒の保持時間が好ましい。あまり長いと食品に加熱による悪影響が生じ、また殺菌処理効率が低下する。
【００２９】
一般的には、任意の温度Ｔｉ  における殺菌時間Ｍは以下の式により算出される。
Ｍ＝Ｆ×１０（Ｔｒ−Ｔｉ）／ｚ  
この式において、Ｆは必要とするＦ値、Ｔｒ  は基準温度、Ｔｉ  は任意の温度、ｚは微生物の耐熱性を示すパラメーターである。基準温度Ｔｒ  、ｚの値およびＦ値は個々の食品の性質に応じて設定するが、例えばｐＨが中性域の食品においては、基準温度を１２１．１℃、ｚ＝１０℃、Ｆ値は最低限４分とするのが通例である。この殺菌時間Ｍの間だけ、上記殺菌温度を保持する。
【００３０】
このようにして殺菌処理が終了すると、次に冷却を行う。冷却については、食品に対する加熱による影響を少なくするためには、殺菌処理終了後、直ちに迅速に行う必要がある。殺菌終了後、２０秒〜３００秒で３０℃以下まで冷却させるのが良い。冷却方法は特に限定するものではないが、一般的には、冷却された液体または気体を食品の周囲に接触させ、その熱伝導により冷却させる。冷却された食品は、必要に応じてさらに包装され、そのまま常温で保管、流通される。ただし、食品の特性上、必要であれば冷蔵温度等に冷却保管される。
【００３１】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
本実施例に使用した装置の概略は以下の通りである。
図１に示すように、殺菌装置１は、周波数１３．５６ＭＨｚ、出力７ｋＷの真空管式の高周波発振器２を有し、静電容量が可変のコンデンサーとインピーダンスが可変のコイルからなる同調回路３を経て、加熱部４へ接続されている。
【００３２】
加熱部４は、上下２枚の電極板すなわち上側電極板５ａ・下側電極板５ｂと、絶縁体で形成されたシェル６とを備えている。上側電極板５ａには上記同調回路３を経て上記高周波発振器２が接続されており、下側電極板５ｂは接地されている。上側電極板５ａにはプレスシリンダー７が連結されており、下側電極板５ｂに向かってプレスすることができる。上記シェル６は、上記上側電極板５ａと下側電極板５ｂとの間に位置しており、その中央部には、加熱対象の試料を配置するための空間がある。
【００３３】
加熱は以下の方法により行う。以下の実施例ではすべて同様の方法で実施した。すなわち、試料は、ＣＰとナイロンの２層でピロータイプ包装で形成されたピロー状容器に２００ｇ充填し、ヒートシールにより密封包装して作製した。この試料をシェル６の中央部に配置し、上側電極板５ａをプレスシリンダー７により下降させ、シェル６の中央部の空間を密閉状態とした後、高周波を発振させ試料を加熱した。このとき、上側電極板５ａからの高周波出力を１．８２ｋＷとなるように制御した。試料はすべて加熱開始後約１分３０秒で１３０℃まで昇温され、その時点で高周波の発振を停止して１３０℃の状態を約１分保った。続いて冷却に移り、試料温度が３０℃以下になるようにした。
【００３４】
〔実施例１〕
砂糖１０重量部、水飴１６重量部、ヤシ油６重量部、脱脂粉乳４重量部、グリセリン脂肪酸エステル０．５重量部、カラギーナン０．０５重量部を、加熱、撹拌しながら水に順次加え、全体を１００とした。７０℃まで加熱し、完全に溶解させた後、ホモゲナイザーで均質化し、アイスクリームミックスを得た。これを上記要領で容器に充填、包装して試料とし、上記装置、条件にて加熱殺菌処理を行った。
【００３５】
〔比較例１〕
実施例１と同様に調整したアイスクリームミックスを、スチームインジェクション方式の殺菌機にて、１４０℃、４秒間の殺菌を行い、比較試料とした。
【００３６】
実施例１および比較例１の試料について菌検査を実施したところ、どちらにも菌は検出されず完全に殺菌されていた。
【００３７】
色調、風味についても両試料間に有意な差はなく、ともに良好であった。
【００３８】
〔比較例２〕
実施例１と同様に調整したアイスクリームミックスを、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）製の密閉容器に入れ、出力６００Ｗのマイクロ波オーブンで４分間加熱した後冷却した。
【００３９】
このものは、上記実施例１および比較例１と比較して、明らかに色調の褐変がみられた。
【００４０】
〔実施例２〕
砂糖２０重量部、ストロベリー果肉３０重量部、ペクチン０．５重量部、クエン酸０．１重量部に水を加え全体を１００重量部とした。これを撹拌しながら７０℃まで加熱し、ストロベリーソースを得た。これを実施例１と同様に容器に充填、包装して試料とし、上記装置、条件にて加熱殺菌処理を行った。
【００４１】
〔比較例３〕
実施例２と同様に調整したストロベリーソースを、かき取り式殺菌機にて殺菌処理を行い、比較試料とした。
【００４２】
実施例２および比較例３の試料について菌検査を実施したところ、どちらにも菌は検出されず完全に殺菌されていた。
【００４３】
色調、風味についても両試料を比較したところ、有意な差は得られなかったが、ストロベリー果肉は比較例３ではほとんど形が残っていないのに対し、実施例２のほうはかなり大きな果肉が残っており良好であった。
【００４４】
〔実施例３〕
タマネギ、ジャガイモ、人参、アサリ、牛乳、スープストック、小麦粉、バターを用い、常法によりクラムチャウダースープを調整した。ただし、牛乳の量を常法より減じ、２倍濃縮タイプとした。これを実施例１と同様に容器に充填、包装して試料とし、上記装置、条件にて加熱殺菌処理を行った。
【００４５】
加熱後の試料は、色調、風味ともに加熱前のスープと全く変化はなく、良好な状態であった。
【００４６】
〔実施例４〕
カカオパウダー１５０ｇを上記実施例１と同様に容器に充填、包装して試料とし、上記装置、条件にて加熱殺菌処理を行った。
【００４７】
加熱前後で菌検査を実施したところ、加熱前には一般生菌が３×１０２  、かび、酵母が２．７×１０２  検出されたが、加熱後の試料では検出されなかった。
【００４８】
以上の結果より、本発明による殺菌方法は、スチームインジェクション法やかき取り式殺菌と同等の殺菌効果を有し、また色調、風味においても遜色が無いばかりか、優位な結果も得られた。また、単一の殺菌方法によって、実施例に見られるような多様な食品の殺菌処理が可能である。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載の食品の殺菌方法は、食品を、１ＭＨｚないし１００ＭＨｚの周波数を有する電磁波で誘電加熱して殺菌する方法である。
【００５０】
それゆえ、種々多様な食品に対して、小規模な設備で、効率的な殺菌処理が可能となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る殺菌装置の一構成例を示す説明図である。
【符号の説明】
１    殺菌装置
２    高周波発振器
３    同調回路
４    加熱部
５ａ  上側電極板
５ｂ  下側電極板
６    シェル
７    プレスシリンダー
【図１】
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