(57)【要約】【課題】二酸化炭素溶解工程と殺菌工程とを一つの装置を用いて連続的に行うことが可能であって、かつ、食品の品質を損なうことのない発泡性液状食品製造方法を提供する。【解決手段】まず、二酸化炭素を超臨界又は亜臨界状態で液状食品に溶解させる（第１工程）。こうして二酸化炭素を溶解させた液状食品を、所定の温度で所定の時間保持することにより、殺菌を行う（第２工程）。そして、この液状食品の圧力を所定の値まで急速に低下させることにより、更に殺菌を行うと共に所期の量の二酸化炭素を該液状食品に溶存させる（第３工程）。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二酸化炭素を超臨界又は亜臨界状態で液状食品に溶解させる第１工程と、該液状食品を所定の温度で所定の時間保持することにより該液状食品を殺菌する第２工程と、該液状食品の圧力を所定の値まで急速に低下させることにより、殺菌を行うと共に所期の量の二酸化炭素を該液状食品に溶存させる第３工程と、を含むことを特徴とする発泡性液状食品の製造方法。
【請求項２】
第２工程における上記温度が２０〜６０℃、上記時間が３０分以内であることを特徴とする請求項１に記載の発泡性液状食品の製造方法。
【請求項３】
第３工程における上記圧力値が大気圧〜１．０ＭＰａの範囲内であることを特徴とする請求項１又は２に記載の発泡性液状食品の製造方法。
【請求項４】
第３工程において、液状食品の温度を調整することにより液状食品への二酸化炭素の溶存量を調整することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の発泡性液状食品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サイダーやビール等の発泡性液状食品の殺菌及び発泡工程を効率的に行う、発泡性液状食品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発泡性液状食品の製造工程においては、原料である液状食品に二酸化炭素（炭酸ガス）を溶解させる工程と殺菌を行う工程とが別個の工程で行われている。
液状食品に二酸化炭素を含有させる方法には、およそ５ｋｇ／ｃｍ２までのガス内圧で二酸化炭素を吹き込む方法、炭酸水を添加・混合する方法、液状食品自体の発酵によって生成する二酸化炭素を利用する方法などが知られている。例えば炭酸飲料の製造では最初の方法、ビールや発泡性日本酒の場合は最初と最後の方法を組み合わせた方法が用いられる。
【０００３】
一方、液状食品の殺菌処理は、通常、加熱により行われている。しかし、食品によっては加熱処理により風味の低下等の品質の劣化が生じる場合がある。例えば、生ビールの場合は加熱を行うことができない。このような場合には、フィルター濾過による除菌処理等が行われる。しかし、フィルター濾過では、フィルターにより液状食品に含まれる有効成分が捕捉されてしまい、同様に品質が低下する場合がある。このことから、加熱処理やフィルター濾過によらずに、二酸化炭素を利用して殺菌を行う方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−１７０９６５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の通り、従来の発泡性液状食品の製造においては、いずれの場合であっても、二酸化炭素溶解（生成）工程と殺菌（除菌）工程とは別個に行われていた。しかし、これらを一つの装置を用いて連続的に行うことができれば、生産性を向上させることが可能となる。
【０００６】
本発明はこのような課題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、二酸化炭素含有工程と殺菌工程とを一つの装置を用いて連続的に行うことが可能であって、かつ、食品の品質を損なうことのない発泡性液状食品の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために成された本発明に係る発泡性液状食品製造方法は、二酸化炭素を超臨界又は亜臨界状態で液状食品に溶解させる第１工程と、該液状食品を所定の温度で所定の時間保持することにより該液状食品を殺菌する第２工程と、該液状食品の圧力を所定の値まで急速に低下させることにより、殺菌を行うと共に所期の量の二酸化炭素を該液状食品に溶存させる第３工程と、を含むことを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
第１工程においては、二酸化炭素を液状食品に吹き込んで溶解させ、二酸化炭素を超臨界状態又は亜臨界状態とする。なお、この際、二酸化炭素は十分な量を液状食品に吹き込み、液状食品中で飽和させることが望ましい。
【０００９】
第２工程では、こうして超臨界又は亜臨界状態となった二酸化炭素を含有する液状食品を所定温度で所定時間だけ保持することにより、液状食品の殺菌を行う。この際の温度及び時間は、液状食品の加熱殺菌処理工程で従来より一般に知られている条件に比べて、品質に有利な設定（低温、短時間処理）を行うことができる。例えば、上記温度を２０〜６０℃、上記時間を３０分以内で適宜設定して、殺菌処理を行うことができる。
【００１０】
第３工程では、前述のように加圧されている液状食品の圧力を、所定の圧力まで急速に低下させる。この工程の目的は２つあり、一つは殺菌、もう一つは液状食品への所定量の二酸化炭素の溶存である。このような目的を達成するため、圧力値は大気圧〜１．０ＭＰａの範囲内に設定することが好ましい。
殺菌は、液状食品の圧力を急速に低下させる際に、細菌の中に溶解している二酸化炭素の体積が急速に膨張し、細菌が物理的に破壊されるというメカニズムで行われる。
また、二酸化炭素の溶存は、減圧後の最終圧力を適切に設定することにより、所望の量の二酸化炭素を液状食品中に溶存させることが可能となる。
【００１１】
発泡性液状食品にはサイダー、コーラ、ビール等様々な種類があるが、二酸化炭素含有量はこれらの種類によって異なる。例えば発泡性飲料の場合、一般的には、温度２０℃で、製品によって定められた５．０ｋｇ／ｃｍ２程度までの所定のガス内圧で二酸化炭素を圧入する。
【００１２】
本発明に係る方法では、第３工程における減圧後の最終圧力を調整することにより、この溶存二酸化炭素量を任意の値に調整することが可能である。
【００１３】
なお、この最終圧力を調整することに加え、その際の液状食品の温度を調整することにより、二酸化炭素溶存量を更に細かく設定することが可能となる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明に係る方法によれば、二酸化炭素を含有させる工程と殺菌工程とを一つの装置を用いて連続的に行うことが可能であって、かつ、食品の品質も損なわれない。また、二酸化炭素含有量の微調整が可能となるため、酒、ジュース等様々な発泡性液状食品の製造を行うことができる。
【００１５】
【実施例】
図１に示した装置を用いて、本発明に係る方法を用いた発泡性食品の殺菌・二酸化炭素溶存処理を説明する。
本実施例の処理装置は、二酸化炭素供給部１０、原料供給部２０、二酸化炭素溶解部３０、加熱部４０、回収部５０、二酸化炭素リサイクル部６０及び装置全体の動作を制御する制御部７０を備える。
【００１６】
二酸化炭素供給部１０は、液体二酸化炭素が封入された二酸化炭素ボンベ１１、ラインフィルタ１２、ボンベ１１から放出される液体二酸化炭素を冷却するための冷却ユニット１３、二酸化炭素を二酸化炭素溶解部３０に送るためのポンプ１４、及び各所に設けられたバルブ１５等を備える。
【００１７】
原料供給部２０は、液状食品を貯留しておくタンク２１、液状食品を二酸化炭素溶解部３０の溶解槽３１に送液するためのポンプ２２等を備える。
【００１８】
二酸化炭素溶解部３０は、液状食品に二酸化炭素を溶解させるための溶解槽３１、二酸化炭素を微小泡化して溶解槽３１に導入するためのミクロフィルタ３２、溶解槽３１内の液位を略一定に維持するための液位センサ３３、開閉バルブを有するドレイン３４、圧力センサ３５等を備える。また、溶解槽３１の蓋部には、二酸化炭素排出口３６が設けられている。
【００１９】
加熱部４０は、二酸化炭素が溶解した液状食品が所定の時間をかけて通過する加温配管４１、その間に液状食品を所定の殺菌温度に加熱する加熱コイル４２、液状食品の温度を検出する温度センサ４３等を備える。
【００２０】
回収部５０は、液状食品を所定の圧力まで減圧するための圧力調整弁５１，５６、液状食品と二酸化炭素を分離する分離槽５２、圧力センサ５３，５７等を備える。減圧時の圧力は、液状食品に溶存させる二酸化炭素量に応じて、大気圧〜１．０ＭＰａの範囲で設定され、制御部７０によりそのように制御される。分離された気体二酸化炭素は、バルブ５４を介してリサイクル流路６３に戻される。
【００２１】
二酸化炭素排出口３６は、二酸化炭素回収流路３７により、圧力調節弁６１を介してリサイクルタンク６２に接続される。
【００２２】
制御部７０には、操作者が操業パラメータや指令を入力するための操作部７１（キーボード、マウス等）と、操作部７１からの指令信号や液位センサ３３、温度センサ４３、圧力センサ３５，５３，５７からの出力信号に応じてポンプ１４，２２、加熱コイル４２、圧力調整弁５１，５６，６１等の動作を制御する制御装置７２が備えられている。
【００２３】
上記のように構成された装置により、液状食品の殺菌処理及び二酸化炭素溶解処理が以下のように連続的に行われる。
【００２４】
まず、処理を行う液状食品をタンク２１内に貯留しておく。操作者は、操作部７１より、液状食品の圧力、温度、処理時間等の操業パラメータを入力する。これに応じて制御装置７２は、予め定められたプログラムに従い、以下の制御を行う。
【００２５】
まず、ポンプ２２を駆動し、タンク２１に貯留されている液状食品を所定の圧力で溶解槽３１に送り込む。一方、ポンプ１４を駆動することにより、ボンベ１１内の液体二酸化炭素を所定の圧力で溶解槽３１に送出する。その間、ポンプ１４の作動効率を高めるために、液体二酸化炭素はポンプ１４の前で冷却ユニット１３により一旦冷却される。溶解槽３１への導入口に設けられたミクロフィルタ３２により、二酸化炭素は細かい泡状で溶解槽３１に投入される。細かい泡状で二酸化炭素を投入するのは、液状食品中への二酸化炭素の溶解効率を高めるためである。
【００２６】
溶解槽３１内において、液状食品及び二酸化炭素は溶解槽３１の中を上向きに流れるが、その間に二酸化炭素は液状食品に溶解する。液状食品に溶解しきれなかった二酸化炭素は、溶解槽３１頂部の二酸化炭素排出口３６から二酸化炭素回収流路３７に排出される。二酸化炭素を過度に導入しても不溶二酸化炭素はこのように無駄に放出されるだけであるため、溶解槽３１における二酸化炭素導入量は、液状食品の重量に対して２０％程度とするのが望ましい。
【００２７】
二酸化炭素を溶解した液状食品は、溶解槽３１から加温配管４１に送出される。液状食品はここでヒータ４２により所定の温度まで加熱され、加温配管４１を流れる間に殺菌が行われる。
【００２８】
ポンプ２２から圧力調整弁５１までの間の液状食品の圧力、加温配管４１における加熱温度、及び流通時間（保持時間）は、液状食品の種類や殺菌の目的等に応じて適宜設定する。例えば二酸化炭素を超臨界状態にして殺菌する場合には、圧力を２０ＭＰａとし、温度を４０℃とする。ここで、加熱温度や保持時間に関しては、被処理物の風味の低下や有効成分の分解等への影響を考慮しなければならない。それらを考慮すると、例えば発泡性飲料の場合は、処理温度は常温、処理時間は数分の範囲内で設定するのが妥当である。なお、上記の通り、本発明に係る方法では、二酸化炭素は必ずしも超臨界又は亜臨界状態にする必要はなく、高圧の二酸化炭素の状態であっても殺菌効果及び二酸化炭素溶解効果を得ることができる。この場合には、処理時間を長くする必要はあるものの、処理温度は３０℃程度あるいはそれ以下の低温であってもよい。
【００２９】
所定の時間で加温配管４１を通過した後、液状食品は圧力調整弁５１により大気圧〜１．０ＭＰａの間に減圧され、分離槽５２に導入される。大気圧〜１．０ＭＰａの圧力に戻された液状食品はここで気液分離し、多くの二酸化炭素はバルブ５４を介してリサイクル流路６３に戻される。気液分離した液状食品には、所定量の二酸化炭素が溶存しているが、液状食品中の二酸化炭素量は圧力調整弁５６により更に圧力調整され、こうして目標量の二酸化炭素を溶存した液状食品が製品タンク５５に移される。製品タンク５５には圧力センサ５７が備えられ、タンク５５中に放出された二酸化炭素は、適宜、バルブ５８を介してリサイクル流路に戻される。
【００３０】
なお、この減圧の際に、菌の細胞中に溶解している二酸化炭素が急激に膨張し、細胞膜を破壊することによっても殺菌が行われる。従って、この減圧の速度は十分に大きいことが望ましい。例えば、溶解槽３１における圧力を２０ＭＰａとしていた場合、それを上記圧力に戻すのに数秒程度の時間内に行う速度とする。
【００３１】
なお、溶解槽３１の頂部の二酸化炭素排出口３６から排出された余剰の二酸化炭素は圧力調節弁６１で減圧され、リサイクルタンク６２に回収される。この二酸化炭素は、前述の分離槽５２で分離された二酸化炭素とともに、逆止弁６４、バルブ６５を介して二酸化炭素供給流路に戻され、再度溶解槽３１に投入される。
【００３２】
以上の方法により製造した発泡液状食品の各種特性を次に説明する。
糖度：Ｂｒｉｘ１０、酸度：０．５％  ｐＨ３．５、ビタミンＣ：３０ｍｇ／１００ｍＬになるように調整したシロップ液に、酵母を１０３／ｍＬとなるように植菌した試料液を作成した。図１に示した装置を使用して、本発明に係る方法によりこの試料液の殺菌処理及び二酸化炭素溶解処理を行い、発泡性飲料とした。処理条件は、処理圧力：１０ＭＰａ、二酸化炭素供給量：試料液重量に対して２０％、保持温度：５０℃、保持時間：５分、減圧後圧力：０．２ＭＰａであった。これにより得られた発泡性液状飲料は、菌数ゼロ、含有二酸化炭素濃度２．０００ｐｐｍであった。
【００３３】
次に、図２に示す装置を使用して、本発明に係る方法により、微炭酸オレンジ果汁の製造を行った。図２の装置は図１のような独立した溶解槽を有さず、原料たる液状食品が加熱部４０に送られる配管中で二酸化炭素が液状食品に投入される構成となっている。処理条件は、処理圧力：１０ＭＰａ、二酸化炭素供給量：果汁重量に対して２０％、保持温度：５５℃、保持時間：５分とした。また、減圧後の圧力は大気圧状態とし、更に、製品温度が３０℃になるようにした。これにより得られた微炭酸果汁飲料からは、カビ及び酵母は検出されず、含有二酸化炭素濃度は５００ｐｐｍであった。
【００３４】
更に、溶解部３０及び加熱部４０が図３に示すような概略構成を有する装置を使用して、通常の方法により製造された生酒に対して本発明による殺菌処理及び二酸化炭素溶解処理を行い、発泡性生酒とした。図３の装置では、多量の液体を一度に処理できるように、溶解部３０及び加熱部４０が複数設けられた構造となっている。また、それぞれの溶解部３０ａ，３０ｂの直前にはバルブ２３ａ及び２３ｂが設けられ、処理の目的に応じてバルブを適宜開閉することにより、いずれか一方又は両方の溶解・処理ユニットを稼動ユニットとして選択することができる。図３の装置においても、図１及び図２の装置と同様、余剰の二酸化炭素はリサイクル流路（図示せず）に戻され、再利用されるようになっている。図３の装置を用いて、圧力：１５ＭＰａ、二酸化炭素供給量：生酒重量に対して２０％、保持温度：５０℃、保持時間：５分、減圧後の圧力：大気圧状態、減圧後の製品温度：１０℃、になるような処理条件で得られた発泡性生酒においては、火落菌及び風味を損なわせる原因となる酵素がいずれも失活し、含有二酸化炭素濃度は７００ｐｐｍであった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る方法を用いて液状食品の殺菌及び二酸化炭素溶解処理を行う装置の概略構成図。
【図２】本発明の別の実施例で用いた、独立した溶解槽を持たない殺菌・二酸化炭素溶解処理装置の概略構成図。
【図３】本発明の更に別の実施例で用いた、溶解部及び加熱部を複数有する殺菌・二酸化炭素溶解処理装置の概略構成図。
【符号の説明】
１０…二酸化炭素供給部
１１…二酸化炭素ボンベ
１２…ラインフィルタ
１３…冷却ユニット
１４，２２…ポンプ
２０…原料供給部
２１…原料タンク
３０…二酸化炭素溶解部
３１…溶解槽
３２…ミクロフィルタ
４０…加熱部
４１…加温配管
４２…加熱コイル
５０…回収部
５１，５６，６１…圧力調整弁
５２…分離槽
６０…二酸化炭素リサイクル部
６２…リサイクルタンク
６３…リサイクル流路
７０…制御部
７１…操作部
７２…制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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