(57)【要約】【課題】レトルト殺菌中の、非金属製容器に封入されている食品の加工状態を推定する、より簡便な方法を提供する。【解決手段】上記非金属製容器に封入されている食品のＣＰＥ指数を測定する、ＣＰＥ指数測定工程を含むことを特徴とする方法とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レトルト殺菌中の、非金属製容器に封入されている食品の加工状態を推定する方法であって、
上記非金属製容器に封入されている食品のＣＰＥ指数を測定する、ＣＰＥ指数測定工程を含むことを特徴とする、方法。
【請求項２】
上記ＣＰＥ指数測定工程に用いる電極の少なくとも一部は、測定時の温度において安定な絶縁性物質により被覆されており、
上記電極は、網状電極であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
上記ＣＰＥ指数測定工程は、上記非金属製容器に封入されている食品のＣＰＥ指数の経時的変化を測定することを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
上記食品は、米飯を含んでいる食品である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
レトルト殺菌中の、非金属製容器に封入されている食品の加工状態を推定するための装置であって、
上記非金属製容器に封入されている食品の、ＣＰＥ指数を測定するための電極を備えており、
上記電極は、測定時の温度において安定な絶縁性物質により少なくとも一部が被覆されている、網状電極であることを特徴とする、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レトルト殺菌中の、非金属製容器に封入されている食品の加工状態を推定する方法に関する。本発明はまた、レトルト殺菌中の、非金属製容器に封入されている食品の加工状態を推定するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
缶詰食品、瓶詰食品、レトルトパウチ封入食品などの食品は、製造の段階で、レトルト殺菌装置による高温での熱処理を受ける（このようにレトルト殺菌装置による熱処理を受ける食品を総称して、本明細書では「レトルト食品」と称する）。上記熱処理は、（１）食品に含まれる微生物を殺菌する目的、および（２）原料食品を熱によって加工（調理）する目的、で行われる。
【０００３】
このうち、微生物の殺菌については、Ｆ値に代表される指標が広く用いられている。Ｆ値は、ボツリヌス菌の耐熱性芽胞を死滅させられる条件に由来しており、レトルト殺菌の条件（加熱時間、加熱温度など）が異なっても、相互に比較することができる。一方、食品の加工状態（調理の程度）に関しては、試行錯誤により好ましい条件を探求することが通常であった。すなわち、レトルト食品の加工条件を決定するためには、あるレトルト殺菌条件で加工した食品を開封して加工状態を確認し、その結果を基に、レトルト殺菌条件を調整して加工した食品を開封し加工状態を確認するといった、トライアンドエラーを繰り返す必要があった。また、同じＦ値であっても、レトルト殺菌条件が異なれば加工状態が異なるため、特定のレトルト殺菌条件による食品の加工状態を、事前に推定することは困難であった。
【０００４】
本発明者らは、レトルト食品の電気物性に着目し、レトルト食品の加工状態を非破壊かつ連続的に測定する方法、および、レトルト食品の加工状態を推定する方法を追究してきた。その成果の一例として、非特許文献１において、レトルト殺菌中の肉試料の電気物性を、電気インピーダンス法によって追跡したことを報告している。その結果、肉試料のインピーダンスの値と、当該肉試料の破断に必要なエネルギー（すなわち当該肉試料の硬さ）とが、高い相関を示すことも報告している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】岡本拓海、川合清司、羽倉義雄「レトルトパウチ封入食品の硬さの未開封・非破壊計測に関する研究」『日本食品工学会第１６回（２０１５年度）年次大会講演要旨集』、日本食品工学会、２０１５年７月２７日発行、４５頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、非特許文献１に記載の技術は、試料の分析にインピーダンスの経時的変化を用いている。ここでいう「インピーダンスの経時的変化」とは、特定の時点におけるナイキスト線図のピークトップの経時的変化を意味している。そのため、各時点において、ナイキスト線図のピークトップを決定できる程度に細かく、インピーダンススペクトルの測定点を設ける必要があった。これは、非常に手間を要する操作であった。
【０００７】
本発明の一態様は、レトルト殺菌中の、非金属製容器に封入されている食品の加工状態を推定する、より簡便な方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、レトルト殺菌中の食品のＣＰＥ指数が、当該食品の加工状態と関係していることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は以下の構成を包含している。
【０００９】
＜１＞レトルト殺菌中の、非金属製容器に封入されている食品の加工状態を推定する方法であって、
上記非金属製容器に封入されている食品のＣＰＥ指数を測定する、ＣＰＥ指数測定工程を含むことを特徴とする、方法。
【００１０】
＜２＞上記ＣＰＥ指数測定工程に用いる電極の少なくとも一部が、測定時の温度において安定な絶縁性物質により被覆されており、
上記電極は、網状電極であることを特徴とする、＜１＞に記載の方法。
【００１１】
＜３＞上記ＣＰＥ指数測定工程は、上記非金属製容器に封入されている食品のＣＰＥ指数の経時的変化を測定することを特徴とする、＜１＞または＜２＞に記載の方法。
【００１２】
＜４＞上記食品は、米飯を含んでいる食品である、＜１＞〜＜３＞のいずれか１つに記載の方法。
【００１３】
＜５＞レトルト殺菌中の、非金属製容器に封入されている食品の加工状態を推定するための装置であって、
上記非金属製容器に封入されている食品の、ＣＰＥ指数を測定するための電極を備えており、
上記電極は、測定時の温度において安定な絶縁性物質により少なくとも一部が被覆されている、網状電極であることを特徴とする、装置。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一態様によれば、レトルト殺菌中の、非金属製容器に封入されている食品の加工状態を推定する、より簡便な方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）は、ナイキスト線図の一例を表す模式図である。（ｂ）は、ＣＰＥを含んでいる等価回路と見做せる、ナイキスト線図の一例を表す模式図である。（ｃ）は、ＣＰＥのみを含んでいる等価回路における、ナイキスト線図の一例を表す模式図である。
【図２】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る装置が備えている、網状電極の一例を表す図である。装置内に設置された状態を示している。（ｂ）は、上記網状電極（左）と、従来技術で用いられる平板電極（右）とを、比較した図である。（ｃ）従来技術で用いる平板電極を、防水用耐熱袋で覆った図である。従来技術の一例においては、この状態の電極にて測定を行う。（ｄ）は、本発明の一実施形態に係る装置の全体像である。蓋を開き、装置内部が見える状態としている。
【図３】本発明の一実施形態に係る電極を用いてレトルト殺菌した場合の、米飯試料の中心温度；従来技術で用いられる電極を用いてレトルト殺菌した場合の、米飯試料の中心温度；および、レトルト殺菌装置内の温度の、経時的変化を表す図である。
【図４】（ａ）は、米飯試料をレトルト殺菌した際における、ナイキスト線図の経時的変化を表す図である。（ｂ）は、（ａ）におけるＣＰＥ指数の経時的変化を表す図である。（ｃ）は、米飯試料、冷却後再加熱した米飯試料、および容器のみをレトルト殺菌した際における、ＣＰＥ指数の経時的変化を表す図である。
【図５】（ａ）は、水分量が異なる３種類の米飯試料をレトルト殺菌した際に、ＣＰＥ指数の平均値の経時的変化を表す図である。それぞれの試料につき、５回ずつの計測を行った。（ｂ）は、米飯試料をレトルト殺菌した際の、ＣＰＥ指数の経時的変化を表す図である。５回の実験のデータ、および平均値が示されている。（ｃ）は、（ｂ）の結果を規格化した図である。
【図６】（ａ）は、米澱粉試料をレトルト殺菌した際における、ＣＰＥ指数の経時的変化を表す図である。（ｂ）は、調味液と共に封入されている、米飯試料または米澱粉試料をレトルト殺菌した際における、ＣＰＥ指数の経時的変化を表す図である。
【図７】（ａ）は、米飯試料のＣＰＥ指数と、当該米飯試料の硬さとの相関を表す図である。（ｂ）は、水分量およびレトルト殺菌時間を変化させて得られた米飯試料における、当該米飯試料のＣＰＥ指数と硬さとの相関を表す図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、肉試料をレトルト殺菌した際における、ナイキスト線図の経時的変化を表す図である。それぞれ、（ａ）は加熱昇温中、（ｂ）は等温殺菌中、（ｃ）は冷却降温中のデータを表している。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、肉試料を他の条件でレトルト殺菌した際における、ナイキスト線図の経時的変化を表す図である。それぞれ、（ａ）は加熱昇温中、（ｂ）は等温殺菌中、（ｃ）は冷却降温中のデータを表している。
【図１０】（ａ）は、肉試料をレトルト殺菌した際における、ナイキスト線図である。等温殺菌開始から１０分後に測定したデータである。（ｂ）は、肉試料をレトルト殺菌した際における、ＣＰＥ指数の経時的変化を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態の一例について詳細に説明するが、本発明は、これらに限定されない。
【００１７】
本明細書において特記しない限り、数値範囲を表す「Ａ〜Ｂ」は、「Ａ以上、Ｂ以下」を意味する。
【００１８】
〔１．ＣＰＥ指数〕
まず、本発明の一実施形態に係る方法において測定される、ＣＰＥ指数（本明細書においては、「ｐ（−）」および「ｐ値」の表記も併用される）について説明する。
【００１９】
物体の電気物性を表す指標の一つとして、インピーダンススペクトルがある。これは、物体に流す交流電流の周波数を変化させながら、インピーダンスの変化を記録するものである。インピーダンスは、実部（レジスタンス）および虚部（リアクタンス）に分解することができるので、ガウス平面上にプロットできる。したがって、インピーダンススペクトルは、ガウス平面上にプロットされた複数の点として表すことができる。これらの複数の点を線で結んだものが、ナイキスト線図である（図１の（ａ）参照）。なお、便宜上、本明細書では、「インピーダンススペクトルをガウス平面上にプロットしたもの」全般を、「ナイキスト線図」と称する（すなわち、プロットされた点を線で結んでいない図も「ナイキスト線図」と称する）。
【００２０】
一般的なナイキスト線図は、図１の（ａ）に示されているように、円弧状になる。しかし、図１の（ｂ）に示されているように、ナイキスト線図が実部方向に潰れた形状となる場合がある。このような場合には、インピーダンスの測定系全体を、ＣＰＥ（constant phase element）を含んでいる等価回路であると見做し、解析が行われる場合がある。
【００２１】
ＣＰＥを含んでいる等価回路についてナイキスト線図を描くと、線形の挙動を示すことが知られている。このとき、上記ナイキスト線図が描く直線の傾きは、ＣＰＥ指数ｐを用いて、９０×ｐ（°）となる。参考までに、ｐ＝０．５、ｐ＝０．８、ｐ＝１である、ＣＰＥのみからなる回路におけるインピーダンススペクトルのナイキスト線図を、図１の（ｃ）に示す。
【００２２】
［食品のＣＰＥ指数］
本発明の一実施形態に係る方法は、レトルト殺菌中の食品の加工状態と、当該食品のＣＰＥ指数との関係に着目したものである。これは、レトルト殺菌中の食品の加工状態を推定する際に、インピーダンスそのものを用いるよりも、以下の点で優れている。すなわち、単にインピーダンスそのものを測定する場合は、ナイキスト線図からピークトップを決定し、その値を測定値とする。したがって、ナイキスト線図のピークトップを決定できる程度に細かく、インピーダンススペクトルの測定点を設ける必要があった。一方ＣＰＥ指数は、直線の傾きから算出できる。したがって、より少ない数のインピーダンススペクトルの測定点から、その値を算出することができる。
【００２３】
以上の理由により、本発明の一実施形態に係る方法によれば、測定に要する時間を短縮できる、測定に使用する装置の構成を単純化できる、などの利点を享受することができる。
【００２４】
本発明の一実施形態に係る方法は、レトルト殺菌中の食品のＣＰＥ指数を測定する。そのため、測定装置および食品を含むインピーダンス測定系が、ＣＰＥを含んでいる等価回路と見做すことができる必要がある。このような等価回路は、食品の種類に起因して成立する場合もあるし、食品と装置との組み合わせに起因して成立する場合もある。
【００２５】
以上の事項を具体的に説明すると、以下の通りである。ある種の食品は、インピーダンススペクトルを測定すると、ＣＰＥを含んでいる等価回路と見做せる挙動を示す（例えば、米飯を含んでいる食品）。このような食品ならば、比較的自由な測定条件で、ＣＰＥ指数の測定ができる。一方、他の種の食品では、特定の測定条件（例えば、特定の電極を用いる、など）でインピーダンスを測定することにより、ＣＰＥを含んでいる等価回路と見做せる挙動を示すことがある（例えば、肉を含んでいる食品）。このような食品ならば、適切に測定条件を選択することにより、ＣＰＥ指数の測定ができる。
【００２６】
測定条件を自由に設定しやすいとの観点からは、本発明の一実施形態に係る方法を、インピーダンススペクトルを測定した際に、ＣＰＥを含んでいる等価回路と見做せる挙動を示す食品に用いることが好ましい。一例としては、本発明の一実施形態に係る方法を、米飯を含んでいる食品に用いることが好ましい。
【００２７】
〔２．加工状態の推定方法〕
本発明の一実施形態に係る方法は、レトルト殺菌中の食品のＣＰＥ指数を測定することができれば、具体的な態様は限定されない。好ましい態様の一例として、レトルト殺菌装置内に、ＣＰＥ指数を測定するための電極と、食品試料とを設置して、当該食品試料のＣＰＥ指数を測定する方法がある。以下、それぞれの要素について個別に説明する。
【００２８】
［レトルト殺菌装置］
本発明の一実施形態に係る方法において使用されるレトルト殺菌装置は、特に限定されない。後述の実施例で用いるようにシミュレータレトルトを用いてもよいし、業務用のレトルト殺菌装置を用いてもよい。また、レトルト殺菌と同等の環境を作り出せる、ＣＰＥ指数測定用の専用装置を用いてもよい。
【００２９】
レトルト殺菌装置が採用するレトルト殺菌の方式は、特に限定されない。例えば、蒸気殺菌方式（装置内に、高温・高圧の蒸気を送入する方式）、熱水シャワー方式（装置内に、高圧状態で沸騰を抑えた高温の水を循環させる方式）などを採用することができる。よりノイズの少ない測定が可能であるとの観点からは、蒸気殺菌方式を採用することが好ましい。
【００３０】
［電極］
図２の（ａ）に、本発明の一実施形態に係る方法で好適に用いることのできる、電極の一例を示す。電極１は、測定時の温度において安定な絶縁性物質により被覆されている、網状電極である。電極１は、絶縁スペーサ２によって電極間距離を一定に保たれている。また、同軸ケーブル３によってレトルト殺菌装置外部へと接続されている。本発明の一実施形態に係る方法では、食品試料を２枚の電極１の間に挟み、当該食品試料のインピーダンススペクトルを測定することにより、最終的にＣＰＥ指数を算出する。
【００３１】
電極１が、測定時の温度（レトルト殺菌中の温度）において安定な絶縁性物質により被覆されている理由は、交流電流が食品試料を経由せずに流れる（ショートする）事態を防ぐためである。稼働中のレトルト殺菌装置内には、蒸気または熱水として、大量の水が存在する。したがって、正確な電気物性を測定するために、電極１を防水する必要がある。
【００３２】
このような絶縁物質としては、例えば、フッ素系樹脂（テフロン（登録商標）など）、ガラス、絶縁性高分子材料などが挙げられる。電極１の表面のうち、このような絶縁物質により被覆されている部分は、水が付着してもショートのおそれがない。上記の効果を高めるためには、絶縁物質による被覆は、電極１と他の素子（例えば、上記電極を他の装置と接続するためのコード・ケーブル類（同軸ケーブル３など））との接続点を除く、電極の全表面に行うことが好ましい。
【００３３】
なお、電極間のショートを防ぐための従来技術としては、表面に金属が露出している電極全体を、耐熱袋で覆う方法があった（図２の（ｃ）を参照。非特許文献１で用いられているのも、この方法である）。しかしこの方法では、電極の間に挟まれている食品試料まで、耐熱袋で覆ってしまうことになる。そのため、上記食品試料の内部温度の温度履歴が、レトルト殺菌装置内の温度履歴と乖離してしまうおそれがある。
【００３４】
電極１が網状電極である理由は、食品試料が熱媒体（蒸気、熱水など）に接触する面積を、従来技術で用いられている電極よりも増加させるためである。図２の（ｂ）に、網状電極（左）と、従来技術で用いられる平板電極（右）とを並べて示した。同図から判るように、平板電極は表面に孔が開いていない。
【００３５】
測定の際、食品試料は２枚の電極板の間に送入されるから、平板電極では、食品試料に熱媒体が直接接触することは少ない。むしろ、電極板からの熱伝導により、食品試料に熱が伝わることになる。一方、網状電極においては、網の目の部分において食品試料が露出しているため、熱媒体から直接熱を受け取りやすくなる。通常のレトルト食品の製造現場では、当該食品は熱媒体から直接熱を受け取るので、網状電極を用いる方が、より製造現場に近い条件で測定を行うことができる。
【００３６】
なお、本明細書において「網状電極」とは、複数の孔が形成されている電極のことを意図する。例えば、図２の（ａ）、（ｂ）に示されているように、金属板にパンチ穴を空けたものであってもよいし、金属線を編んで作製されたものであってもよい。
【００３７】
以上に示したように、（１）電極の少なくとも一部を、測定時の温度において安定な絶縁性物質により被覆する構成、および（２）電極を網状電極とする構成、により、食品試料の内部温度の温度履歴を、レトルト殺菌装置内の温度履歴を反映しているものとすることができる。このことは、製造現場における条件に、より近い条件での測定を可能とする。したがって、得られるデータの、より高い信用性、およびより高い実用性を担保することができる。
【００３８】
［食品試料］
食品試料のＣＰＥ指数を測定する際、当該食品試料は、２枚の電極板の間に設置される。このとき、食品試料を容器に封入したまま測定を行うことが、本発明の特徴である。電気物性により食品の加工状態を推定する従来技術は、食品自体に電極を挿入することが多かった。しかし、本発明の一実施形態に係る方法は、食品試料を容器に封入したまま測定を行う、非破壊的な測定方法である。
【００３９】
本発明の一実施形態に係る方法では、容器内部の食品に交流電流を流し、インピーダンススペクトルを得ることにより、ＣＰＥ指数を算出する。ここで、容器内部の食品に交流電流を流すためには、当該容器は非金属製である必要がある。なぜならば、容器が金属製である場合には、電流が容器自体を通って流れ、容器内部の食品のＣＰＥ指数を算出できないためである。
【００４０】
上述の条件を満たす容器の例としては、レトルトパウチ、ガラス瓶などが挙げられる。なお、容器の一部が金属製であったとしても、容器内部の食品に交流電流を流し、インピーダンススペクトルを得ることができるならば、本発明の一実施形態に係る方法を実施することができる。例えば、ガラス製の瓶と、金属製の蓋とを有する瓶詰食品の場合は、ガラス製の瓶を挟むように電極を設置することにより、本発明の一実施形態に係る方法を実施することができる。
【００４１】
［ＣＰＥ指数の測定方法、および測定結果の利用］
以上に説明した要素を適切に組み合わせれば、レトルト殺菌中の、非金属製容器に封入されている食品のＣＰＥ指数を測定することができる。一例を挙げると、レトルト殺菌装置内に２枚の電極を設置し、当該電極の間に非金属製容器に封入されている食品を挿入してから、レトルト殺菌を開始する。そしてレトルト殺菌の開始後、食品のインピーダンススペクトルを測定し、ＣＰＥ指数を算出すればよい。インピーダンススペクトルは、公知の装置（インピーダンスアナライザ、ＬＣＲメータ、ポテンショ−ガルバノ・スタット、周波数応答アナライザなど）を、上記電極と適切に接続することにより、測定することができる。
【００４２】
このようにして得られたＣＰＥ指数は、特定の時点における１つのデータであっても、時系列に沿った複数のデータであってもよい。
【００４３】
例えば、食品のＣＰＥ指数と当該食品の加工状態との関係が既知である場合には、特定の時点における１つのＣＰＥ指数のデータから、食品の加工状態を推定することができる。そのため、例えば、レトルト食品が特定の品質を満たしているか否かの検品に用いることができる。
【００４４】
例えば、食品のＣＰＥ指数と当該食品の加工状態との関係が未知である場合には、時系列に沿った複数のＣＰＥ指数のデータから、食品に起こっている物理変化または化学変化を追跡することができる。これによって、例えば、レトルト殺菌を行いながら、食品の加工状態の変化を追跡することができる。つまり、レトルト殺菌中の食品の加工状態の変化に関する情報を、より少ない実験回数で収集することができる。
【００４５】
〔３．加工状態を推定するための装置〕
〔２〕で説明した本発明の方法の好ましい実施形態を、レトルト殺菌中の食品のＣＰＥ指数の測定装置の観点から説明する。図２の（ａ）、（ｄ）は、本発明の一実施形態に係る装置の、好適な例を示す図である。
【００４６】
本発明の一実施形態に係る装置は、測定時の温度において安定な絶縁性物質により少なくとも一部が被覆されている、網状電極を備えている（図２の（ａ）参照）。なお、絶縁物質により被覆することの効果、電極を網状電極とすることの効果は、〔２〕に記載の通りである。
【００４７】
網状電極は、間に食品試料が挟むことができるように、２枚の網状電極が一定の間隔を置いて固定されうることが好ましい。図２の（ａ）では、絶縁スペーサ２がその役割を果たしている。しかし、２枚の網状電極の間隔を固定できるならば、特に構成は限定されない。
【００４８】
網状電極は、コード・ケーブル類（図２の（ａ）においては、同軸ケーブル３）によって、インピーダンススペクトルを測定できる公知の装置と接続されている。ＣＰＥ指数の算出は、上記インピーダンススペクトルを測定できる公知の装置が行ってもよいし、他の装置（例えば、汎用コンピュータ）が行ってもよい。
【００４９】
レトルト殺菌装置の稼働中、上記装置の内部は水の多い環境となる。そのため、網状電極とコード・ケーブル類との接続点、コード・ケーブル類がレトルト殺菌装置の外部へ出る点などには、適宜防水機構を設けることが好ましい。このような防水機構は、例えば、ゴム栓、Ｏリングなどを用いることにより達成される。また、レトルト殺菌装置内部に溜まった水が、コード・ケーブル類を伝って、インピーダンススペクトル測定装置に達することを防止するため、中継器を用いることも好ましい。さらに、レトルト殺菌の方式として蒸気殺菌方式を採用する場合には、レトルト殺菌装置の内壁上部から滴下する水を防ぐために、電極の上部に覆いを設けることも好ましい。
【００５０】
本発明の一実施形態に係る装置は、ＣＰＥ指数以外の物性を測定できる構成としてもよい。このような物性の例としては、その他の電気物性（キャパシタンス、損失係数など）、食品の中心温度などが挙げられる。これらの物性を測定するには、公知の手段を適宜用いればよい。
【００５１】
上記各項目で記載した内容は、他の項目においても適宜援用できる。また、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。したがって、異なる実施形態にそれぞれ開示されている技術的手段を、適宜組み合わせて得られる実施形態についても、本発明の技術的範囲に含まれる。以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は下記実施例のみに限定されるものではない。
【実施例】
【００５２】
以下の実施例を通じて用いられている装置および実験方法について、先に説明する。別途記載のない限り、以下の実施例は、下記の条件において行われた。
【００５３】
［レトルト殺菌の方法］
レトルト殺菌装置として、シミュレータレトルト殺菌装置（東洋製罐製、H60-C50-S・WR・SHW・P・SD・AR-T）を使用した。上記レトルト殺菌装置は、円筒型クラッチ式加熱器（島倉鉄工所製、H-60-060）および円筒型貯水槽（島倉鉄工所製、H60-M75）を備えている。レトルト殺菌の条件（加熱時間、加熱温度など）は、上記レトルト殺菌装置が備えているコンピュータによって制御した。
【００５４】
レトルト殺菌は、蒸気殺菌方式により行った。蒸気殺菌方式とは、高温高圧の蒸気を加熱器内に送入することにより、レトルト殺菌を行う方式である。また、レトルト殺菌は、以下の工程を順に経過させることにより行った。なお、殺菌工程の温度および時間は、各実施例において設定した。
一次加熱（１０３℃まで５分間かけて上昇）→予熱（１０３℃にて５分間保持）→二次加熱（所定温度まで３分間かけて上昇）→殺菌（定温にて所定時間）→冷却（３７℃まで１０分間かけて下降）。
【００５５】
レトルト殺菌装置の具体的な操作手順は、以下の通りである。まず、電極を上記レトルト殺菌装置内に設置する。次に、上記電極間に食品試料を挿入する。その後、上記レトルト殺菌装置を始動させ、レトルト殺菌を開始する。
【００５６】
［電気物性の測定方法］
インピーダンスの測定には、ＬＣＲメータ（日置電機製、3532-80、測定可能周波数：４２Ｈｚ〜５ＭＨｚ）、網状電極（本発明の一実施形態に係る電極）、および同軸ケーブルを用いた。具体的には、網状電極とＬＣＲメータとを、同軸ケーブルで接続し、インピーダンスを測定した。同軸ケーブルは、レトルト殺菌装置のサービスポートを通じてレトルト殺菌装置内に導入した。このとき、上記サービスポートにはシリコーンゴム栓を挿入し、当該シリコーンゴム栓に貫通させた孔に同軸ケーブルを通すことにより、装置の密閉性を保った。ＬＣＲメータのアースをレトルト殺菌装置本体の金属部に接続し、外部に由来するノイズを遮断した。
【００５７】
網状電極は、フッ素樹脂加工（テフロン（登録商標）加工）が施されているステンレス製の、平行電極であった。上記網状電極の測定部は、縦２２０ｍｍ×横１７５ｍｍ、電極間距離３０ｍｍであった。上記網状電極の外観に関しては、図２の（ａ）、（ｂ）を参照。
【００５８】
ＬＣＲメータを用いたインピーダンスの測定方法は、以下の通りである。まず、測定開始より１時間以上前に、ＬＣＲメータの電源を入れ、ウォーミングアップさせる。その後、測定開始前にオープン補正およびショート補正を行う。１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの間の２００点の周波数において試料のインピーダンスを測定し、ナイキスト線図を得る。ナイキスト線図の作成は、２分ごとに行う。
【００５９】
以下の実施例で測定した米飯試料、米澱粉試料および肉試料はすべて、ＣＰＥを含んでいる等価回路の示すインピーダンス挙動と近い挙動を示した。そこで、以下の実施例では、上記の試料を、ＣＰＥを含んでいる等価回路と見做して解析を行った。具体的には、ＣＰＥを含んでいる等価回路で成立する、（ｚ''／ｚ’＝ｔａｎθ，θ＝（π／２）×ｐ；式中、ｚ’はレジスタンス、ｚ''はリアクタンスを表す）の式から、ＣＰＥ指数ｐを算出し、解析に用いた。
【００６０】
［その他の物性の測定］
米飯試料の中心温度は、高温用温度データロガー（ＫＮラボラトリーズ製、スーパーサーモクロン）によって測定した。上記データロガーを米飯試料に封入し、加熱開始から冷却終了まで、１分ごとに中心温度を測定した。レトルト殺菌の終了後、試料内から上記データロガーを取り出し、ソフトウェア（RhManager、ＫＮラボラトリーズ提供）を用いて解析した。
【００６１】
米飯試料の硬さは、小型卓上試験機（島津製作所製、EZ-SX）によって測定した。具体的な操作手順は以下の通りである。まず、レトルト殺菌終了後の米飯試料を、直ちに９０℃の恒温槽に移動させる。その後３０時間以内に、測定用容器（内径４０ｍｍ、深さ１５ｍｍ）に上記米飯試料を擦り切りに入れる。そして、直径２０ｍｍのプランジャーにて、１ｍｍ／秒の速度で二回圧縮試験を行う。レトルト殺菌を終えた米飯入り容器１つから、硬さを測定するための米飯試料を３つ作製する。測定データは、ソフトウェア（TRAPEZIUM X、島津製作所製）を用いて解析する。
【００６２】
〔実施例１〕
従来技術で用いられる電極（ステンレス製平行平板電極）、および本発明の一実施形態に係る電極（フッ素樹脂加工網状電極）を用いて、レトルト殺菌を行った。そして、上記レトルト殺菌中の米飯試料の中心温度を、経時的に観測した。
【００６３】
［電極の防水］
レトルト殺菌中のレトルト殺菌装置内には、熱媒体として蒸気が多く存在する。そのため、電極表面が導電性物質である場合には、インピーダンスを正確に測定するために、蒸気に触れないようにする必要がある。
【００６４】
ステンレス製平行平板電極の表面は、導電性のステンレスである。そこで、電極全体を耐熱袋で覆った（図２の（ｃ）参照）。具体的には、耐熱袋（オートクレーブ用、５００ｍｍ×３００ｍｍ）の底に、シリコーンゴム栓が通る大きさの穴をあけ、当該シリコーンゴム栓に貫通させた孔に同軸ケーブルを通した。耐熱袋の開口部は、針金で縛った。また、耐熱袋およびシリコーンゴム栓は、留め具で固定した。さらに、もう１枚の耐熱袋を全体に被せ、開口部を針金で縛った。
【００６５】
一方、網状電極は、表面がフッ素樹脂加工されている。つまり、絶縁性の物質で表面が被覆されている。そのため、ステンレス製平行平板電極のように、全体を耐熱袋で覆う必要がない。そこで、同軸ケーブルとの接続箇所のみフッ素樹脂を剥がし、ＰＥＥＫ樹脂製のケーブルコネクタを介して、網状電極と同軸ケーブルとを接続した。ケーブルコネクタにはシリコーンゴム製Ｏリングを取り付け、水の浸入を防いだ。
【００６６】
また、網状電極、ステンレス製平行平板電極ともに、レトルト殺菌装置の内壁上部から滴下する水を防ぐため、電極の上部にステンレス製のパンを傘のように設置した。
【００６７】
以上の防水処理により、ステンレス平行平板電極を用いる測定環境では、電極間に挟まれた試料が、耐熱袋に覆われた状態となる。一方、フッ素樹脂加工網状電極を用いる測定環境では、電極および試料に直接蒸気が当たる状態となる。
【００６８】
［米飯試料の調製およびレトルト殺菌条件］
生米（広島県産コシヒカリ、無洗米）を、使用する２倍量の水に１時間以上浸漬させた。このとき、生米の重量は約１．３倍に増加した。浸漬済生米７０ｇと、水道水１００ｇとを、容器（縦１１０ｍｍ×横１３５ｍｍ×深さ２０ｍｍ、シール部は縦１３０ｍｍ×横１５５ｍｍ）に封入し、スチームアイロン（パナソニック製、NI-S55）でヒートシールした。このようにして、未調理の米飯試料を作製した。
【００６９】
レトルト殺菌における殺菌工程の条件を、１２０℃、３０分間とした。データロガーの測定開始と同時に一次加熱を開始し、冷却終了まで１分ごとに、米飯試料の中心温度を測定した。
【００７０】
なお、レトルト殺菌装置内の温度としては、当該装置に表示された現在温度を採用した。
【００７１】
（結果）
図３に、それぞれの温度履歴を示す。同図から判るように、フッ素樹脂加工網状電極を用いた米飯試料の中心温度は、レトルト殺菌装置内の温度と、概ね類似した温度履歴を示した。一方、耐熱袋で覆われたステンレス製平行平板電極を用いた米飯試料の中心温度は、レトルト殺菌装置内の温度よりも、温度上昇が大きく遅れていた。一例を挙げると、殺菌工程（１２０℃の定温）の開始から１３分の時点で、フッ素樹脂加工網状電極を用いた米飯試料の中心温度は１０５℃であったのに対し、耐熱袋で覆われたステンレス製平行平板電極を用いた米飯試料の中心温度は５８．９１℃でしかなかった。
【００７２】
このことから、本発明の一実施形態に係る電極を用いることにより、従来の電極よりも、よりレトルト殺菌装置内の温度履歴に近い条件で、試料の電気物性を測定できることが示された。このことは、本発明の一実施形態に係る電極を用いる測定では、食品試料を現実のレトルト殺菌条件に近い条件で加熱できることを意味している。したがって、本発明の一実施形態に係る電極を用いる測定により、より実用性の高い電気物性データが提供されることが示唆される。
【００７３】
〔実施例２〕
米飯試料および米澱粉試料をレトルト殺菌し、レトルト殺菌工程全体を通した電気物性の変化を測定した。データの解析には、主としてＣＰＥ指数を用いた。
【００７４】
［試料の調製およびレトルト殺菌条件］
実施例２では、以下の８種類の組成を有する試料を用いた。
・生米＋水Ａ試料：浸漬済生米７０ｇ＋水道水１００ｇ（実施例１と同じ組成）
・生米＋水Ｂ試料：浸漬済生米１０５ｇ＋水道水６５ｇ
・生米のみ試料：浸漬済生米１７０ｇ
・生米＋調味液試料：浸漬生米７０ｇ＋調味液１００ｇ
・米澱粉＋水試料：米澱粉７０ｇ＋水１００ｇ
・米澱粉＋調味液試料：米澱粉７０ｇ＋調味液１００ｇ
・米澱粉のみ試料：米澱粉７０ｇ
・調味液のみ試料：調味液１７０ｇ。
【００７５】
ここで、生米は、実施例１と同様に水に浸漬させ、重量が約１．３倍に増加したものを用いた。米澱粉は、S7260（SIGMA-ALDRICH製）を用いた。調味液は、醤油８０ｇ、酒１５ｇ、味醂３０ｇ、異性化液糖２０ｇ、および水２５０ｇを混合した液体を用いた。それぞれの材料を、実施例１と同じ容器に封入して、電気物性測定用の試料とした。
【００７６】
レトルト殺菌における殺菌工程の条件を、１２０℃、３０分間とした。一次加熱の開始と同時に電気物性の測定を開始し、冷却終了まで２分ごとに、１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの間の２００点について測定を行い、ナイキスト線図を得た。そして、ＣＰＥ指数（ｐ（−）、ｐ値）を算出し、解析した。
【００７７】
なお、生米＋水Ａ試料、生米＋調味液試料、米澱粉＋水試料、および米澱粉のみ試料については、冷却後再加熱におけるデータも測定した。具体的には、１回目のレトルト殺菌後に、室温にて１時間試料を冷却した後、同じレトルト殺菌条件で２回目のレトルト殺菌を行った。そして、２回目のレトルト殺菌中においても、試料の電気物性を測定した。
【００７８】
（結果）
（１）米飯試料におけるＣＰＥ指数の経時的変化
生米＋水Ａ試料をレトルト殺菌した際のナイキスト線図の経時的変化を、図４の（ａ）に示す。同図から判るように、生米＋水Ａ試料を、ＣＰＥを含んでいる等価回路として扱った際のナイキスト線図は、レトルト殺菌の全過程を通じて、ほぼ線形であった。このことから、生米＋水Ａ試料は、ＣＰＥを含んでいる等価回路と見做すことができる。また、図４の（ａ）において、ナイキスト線図の傾きは、二次加熱開始まではほとんど変化がなく、二次加熱開始時から緩やかに低下を続け、冷却工程が始まると急激に上昇している。
【００７９】
このことをより判りやすく示しているのが、図４の（ｂ）である。同図は、上述のレトルト殺菌過程における、ＣＰＥ指数の経時的変化を示している。同図によると、加熱工程開始〜二次加熱工程開始（０分〜１０分）には、ほとんどＣＰＥ指数の変化がない。その後、二次加熱開始時以降になると、ＣＰＥ指数は低下を始め、殺菌工程が進むにつれ低下速度は緩やかになった。さらに、冷却工程開始（４３分）からは、ＣＰＥ指数は急激に上昇している。
【００８０】
ここで、殺菌工程（１３分〜４３分）中のレトルト殺菌装置内は、１２０℃の定温状態である。実施例１の結果から、試料の中心温度も、ほぼ定温であると考えられる。しかし、図４の（ｂ）に示されているように、ＣＰＥ指数は殺菌工程を通じて低下している。このことから、加熱中の米飯試料の加工状態がＣＰＥ指数に反映されていることが示唆される。より具体的に言えば、ＣＰＥ指数の低下の継続が、米飯の加工の進行（糊化の進行）を表していることも示唆される。
【００８１】
上記の示唆を支持するのが、図４の（ｃ）である。同図は、生米＋水Ａ試料（１回目のレトルト殺菌）、生米＋水Ａ試料の冷却後再加熱（２回目のレトルト殺菌）、および容器のみに対してレトルト殺菌を行い、ＣＰＥ指数の経時的変化を測定した結果を表している。同図から判るように、２回目のレトルト殺菌を行う生米＋水Ａ試料においては、１回目のレトルト殺菌を行う生米＋水Ａ試料よりも、急激なＣＰＥ指数の低下が認められる。これは、２回目のレトルト殺菌を行う生米＋水Ａ試料では、加熱開始前から、澱粉の糊化がある程度進行しているためと考えられる。この実験結果も、ＣＰＥ指数の低下の継続が、米飯の加工の進行を表すことを示唆している。
【００８２】
（２）ＣＰＥ指数の再現性
生米＋水Ａ試料、生米＋水Ｂ試料、および生米のみ試料のそれぞれについて、レトルト殺菌中のＣＰＥ指数の経時的変化の測定を５回ずつ行った。その平均値と標準偏差を、図５の（ａ）に示す。また、生米＋水Ｂ試料について、レトルト殺菌中のＣＰＥ指数の経時的変化の測定を５回ずつ行った。その平均値と標準偏差を、図５の（ｂ）に示す。
【００８３】
これらの図から判るように、ＣＰＥ指数の測定値は、試料ごとのばらつきが大きい。しかし、二次加熱開始時（１０分）辺りからＣＰＥ指数の低下が始まり、殺菌工程が進むにつれ低下速度が緩やかになり、冷却工程開始（４３分）と共に急激に上昇する、という挙動は一致していた。
【００８４】
そこで、図５の（ｂ）の各測定結果についてＣＰＥ指数の最大値をｐｍａｘとし、各時点のｐ／ｐｍａｘをプロットした（図５の（ｃ））。すなわち、図５の（ｃ）は、規格化されたＣＰＥ指数の経時的変化を表す図である。同図によると、規格化されたＣＰＥ指数は、概ね類似した挙動を示すことが判る。これより、ＣＰＥ指数を規格化することにより、実験結果を相互に比較することが可能であると推認される。なお、このような試料ごとのばらつきは、電極の設置状態に起因する誤差と考えられる。したがって、電極および試料の位置を所定のものとできるように装置を構成すれば（例えば、電極の位置を固定する、試料の挿入スロットを設ける、など）、測定誤差を減らすことができると考えられる。
【００８５】
（３）米澱粉試料におけるＣＰＥ指数の経時的変化
図６の（ａ）は、米澱粉＋水試料（１回目のレトルト殺菌）、米澱粉＋水試料の冷却後再加熱（２回目のレトルト殺菌）、米澱粉のみ試料（１回目のレトルト殺菌）、および米澱粉のみ試料の冷却後再加熱（２回目のレトルト殺菌）に対してレトルト殺菌を行い、ＣＰＥ指数の経時的変化を測定した結果を表している。
【００８６】
同図によると、米澱粉のみ試料は、レトルト殺菌を繰り返しても、ＣＰＥ指数の挙動にほとんど変化はなく、またＣＰＥ指数の低下幅も小さかった。一方、米澱粉＋水試料は、１回目のレトルト殺菌においてＣＰＥ指数の低下が見られ、２回目のレトルト殺菌においては大幅なＣＰＥ指数の低下が見られた。この事実は、殺菌工程中のＣＰＥ指数の低下は、澱粉に水を加えて加熱することによる澱粉の糊化に由来する、との仮定を強く支持している。
【００８７】
（４）調味液を含んでいる試料におけるＣＰＥ指数の経時的変化
図６の（ｂ）は、米澱粉＋調味液水試料（１回目のレトルト殺菌）、米澱粉＋調味液試料の冷却後再加熱（２回目のレトルト殺菌）、米澱粉＋調味液試料（１回目のレトルト殺菌）、および調味液のみ試料（２回目のレトルト殺菌）に対してレトルト殺菌を行い、ＣＰＥ指数の経時的変化を測定した結果を表している。
【００８８】
同図によると、調味液を封入した米飯試料および米澱粉試料の、１回目のレトルト殺菌においては、２０〜３０分ころに急激なＣＰＥ指数の上昇が認められる。また、調味液を封入した米飯試料の２回目のレトルト殺菌においては、１回目のレトルト殺菌よりも、ＣＰＥ指数の低下幅が小さくなっている。これらは、水を封入した米飯試料および米澱粉試料には見られなかった挙動である。この違いは、調味液と澱粉との間に、何らかの化学変化または物理変化が発生したことに起因していると考えられる。
【００８９】
〔実施例３〕
実施例２では、ＣＰＥ指数の低下と澱粉の糊化とが、関係していることが示唆された。そこで、米飯試料のＣＰＥ指数と、当該米飯試料の硬さとの相関を調査した。
【００９０】
［試料の調製およびレトルト殺菌条件］
米飯試料として、実施例２で用いられている、生米＋水Ａ試料（浸漬済生米７０ｇ＋水道水１００ｇ）および生米＋水Ｂ試料（浸漬済生米１０５ｇ＋水道水６５ｇ）を用いた。
【００９１】
米飯試料のＣＰＥ指数および当該米飯試料の硬さは、以下の実験操作により求めた。
１．予め、殺菌工程を１２０℃、３０分間として米飯試料のレトルト殺菌を行い、その間のＣＰＥ指数の履歴を記録した。
２．１と同じ温度履歴となるように、米飯試料のレトルト殺菌を開始した。ただし、殺菌工程の開始から、それぞれ５分、１０分、１５分、２０分、３０分が経過した時点で冷却工程を開始し、殺菌工程を停止させた。これにより、殺菌時間の異なる５つの米飯試料を作製した。
３．２で得られたそれぞれの米飯試料について、硬さを測定するための試料を３つずつ作製し、硬さを測定した。
４．２で得られたそれぞれの米飯試料のＣＰＥ指数の値は、１で測定したＣＰＥ指数の履歴において、殺菌工程の開始からそれぞれ５分、１０分、１５分、２０分、３０分が経過した時点におけるＣＰＥ指数の値とした。
【００９２】
（結果）
図７の（ａ）に、生米＋水Ａ試料をレトルト殺菌した際の、ＣＰＥ指数と米飯の硬さとの関係を示す。横軸には米飯試料の硬さの平均値および標準偏差、縦軸には当該米飯試料のＣＰＥ指数をプロットした。同図から、ＣＰＥ指数が高いほど、硬い米飯であることが示された。
【００９３】
図７の（ｂ）に、生米＋水Ａ試料および生米＋水Ｂ試料をレトルト殺菌した際の、ＣＰＥ指数と米飯の硬さとの関係を示す。横軸には米飯試料の硬さの平均値および標準偏差、縦軸には当該米飯試料のＣＰＥ指数をプロットした。同図から、生米と水との組成比が異なる試料においても、ＣＰＥ指数と米飯の硬さとは、同じ相関を示すことが判る。すなわち、ＣＰＥ指数の値から、レトルト食品の加工状態を推定できる可能性が示された。
【００９４】
〔実施例４〕
肉試料をレトルト殺菌し、レトルト殺菌工程全体を通した電気物性の変化を測定した。データの解析には、主としてＣＰＥ指数を用いた。
【００９５】
［試料の調製およびレトルト殺菌条件］
肉試料として、未殺菌調理済チャーシュー（縦４０ｍｍ×横４０ｍｍ×厚さ８ｍｍ）を用いた。上記肉試料を、卓上真空包装機（ＴＯＳＥＩ製、HVP-282）を用いて、真空脱気密封した。真空脱気密封の具体的な工程は、以下の通りである。肉試料を真空下に置く（６０秒間、真空率９９．９％）→シール（２秒間）→冷却（４秒間）。
【００９６】
殺菌工程は、（１）１１０℃、３０分間、および、（２）１２０℃、３０分間の２条件にて行った。
【００９７】
実施例４においては、フッ素樹脂加工網状電極の電極間距離を１０ｍｍとした。また、肉試料を包んでいるレトルトパウチが熱で変形し、電極に接触することを防ぐために、テフロン（登録商標）製の錘でパウチの周囲を固定した。
【００９８】
（結果）
図８に、１１０℃、３０分間の殺菌工程でレトルト殺菌を行った際における、ナイキスト線図の経時的変化を示す。また、図９に、１２０℃、３０分間の殺菌工程でレトルト殺菌を行った際における、ナイキスト線図の経時的変化を示す。図８、９において、（ａ）は加熱昇温中、（ｂ）は等温殺菌中、（ｃ）は冷却降温中のデータである。
【００９９】
これらの図より、肉試料を、ＣＰＥを含んでいる等価回路として扱った際のナイキスト線図も、線形となる場合があることが示された。特に、１２０℃、３０分間の殺菌工程とした場合には、線形にかなり近いナイキスト線図が得られた（図９の（ｂ））。一例として、殺菌工程の開始後１０分におけるナイキスト線図を抜き出して、図１０の（ａ）に示す。このことから、肉試料は、ＣＰＥを含んでいる等価回路と見做せる場合があることが示唆される。
【０１００】
図１０の（ｂ）は、１２０℃、３０分間の殺菌工程で肉試料をレトルト殺菌した際における、ＣＰＥ指数の経時的変化を表す。同図によると、殺菌工程の途中（２０分前後）に、ＣＰＥ指数の急激な低下が見られる。これは、同時刻に肉試料中で発生した、何らかの物理変化または化学変化を反映していると考えられる。
【符号の説明】
【０１０１】
１  電極（網状電極）
２  絶縁スペーサ
３  同軸ケーブル
【図１】
2019045356.tif 000003
【図２】
2019045356.tif 000004
【図３】
2019045356.tif 000005
【図４】
2019045356.tif 000006
【図５】
2019045356.tif 000007
【図６】
2019045356.tif 000008
【図７】
2019045356.tif 000009
【図８】
2019045356.tif 000010
【図９】
2019045356.tif 000011
【図１０】
2019045356.tif 000012