JPH07132903A - 液状食品を包装するための方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 改善された液状食品の包装方法を提供する。 【構成】 オレンジジュースのような高い酸性の液体を
切妻形の上部を有するカートンに充填するのに使用でき
る方法であり、食品を殺菌するのに充分な高い温度に短
時間加熱し、細菌の増殖を防ぐのに充分な高さの中程度
の温度に冷却し、該中程度の温度の食品を上部が切妻形
のカートンに充填し、カートンの上部開口部を閉めてヒ
ートシールし、その後食品を室温に冷却することを特徴
とする前記方法。 【効果】 高いシール強度を有しカートンのゆがみが比
較的軽い食品パッケージを生産できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フルーツジュースのよ
うな液状食品(liquid food product) を紙製カートン(p
aperboard carton) 中に包装(package) するための方法
及び装置に関わり、特に冷蔵することなく液状食品に長
い保存可能期間(shelf life)を与える方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来技術】酪農製品やフルーツジュースを、両面を熱
可塑製物質、例えばポリエチレンで被覆された紙の基体
を有する積層物で作製された上部が切妻形になったカー
トンに包装することは通常に行われている。包装の内部
に酸素が侵入することを防ぐために、前記の積層物は基
体とポリエチレン液体接触層との間にアルミニウム箔ま
たはその他の適当な材料のバリヤー層を含んでいてもよ
い。カートンは、カートンブランクから適当な形に形成
され、底部の継目がヒートシールにより一体に接着され
る。充填操作の間、ジュースやその他の液状製品は開口
上部からカートンに導入される。カートンは完全には充
填されず、上部を閉めたときに液体上にヘッドスペース
と呼ばれる空間があるようにされる。両側の側壁部を中
央で互いにむかって折り、別の２つの側壁を互いに向か
って移動させ、屋根の切妻に似た上部を形成する。切妻
の上部で４つ全部の側部の上端部が重なり、圧力下に一
体にヒートシールされる。切妻上部が閉鎖されシールさ
れるとヘッドスペースはカートンの内部に捕らえられた
空気あるいはその他のガスを含む。もしカートンの内部
から微生物が除去されているか、慣用の方法、例えば加
熱、過酸化水素処理、紫外線処理等により死滅させられ
ていれば、オレンジジュースのようなジュース製品はか
なりの長期間、これらのカートン中で室温で貯蔵するこ
とが可能である。例えば米国特許第4,384,438 号及び第
4,464,156 号に記載されているテトラブリックシステム
のような形成、充填及びシール方法が紙被覆カートン中
にジュースや液状食品を包装するのに使用されており成
功をおさめている。このカートンにおいては、液体が包
装中に完全に充填されるものである。しかしこのシステ
ムは、切妻状の上部を有するカートン中に液状食品を包
装するのには適していない。

【０００３】製品の保存可能期間を延長する条件下で切
妻状の上部のカートンにジュース製品を充填する種々の
方法が提案されているが、これらの方法は好ましい味、
ビタミンＣの保持、色、充填特性等をもたらさないとい
う欠点を有している。切妻状の上部のカートンにオレン
ジジュースを充填し、室温で長い保存期間を持たせる２
つの方法が最近提案されている。これらの方法の第１の
ものは、包装後熱処理法(post packaging thermal proc
ess, PPTP)として知られている。第２のものは、「熱充
填(hot fill)」法として知られている。PPTP法は1991年
10月22付のカナダ特許第1,290,972 号に記載されてお
り、室温で切妻上部のカートンにジュースを充填するも
のである。カートンはそれが充填された後にシールされ
る。充填及びシール機から移動された後、充填されシー
ルされたカートンはカートン中の全ての細菌を死滅させ
るのに充分に高い温度に充分に長い時間加熱される。こ
の加熱段階は10〜12分かかる。充填されたカートンはそ
の後室温に冷却され、冷蔵することなく３か月に渡って
貯蔵することができる。熱充填法においては、非殺菌ジ
ュースが約95℃に加熱される。熱いジュースはその後切
妻上部カートンの開口上部に注がれる。充填されたカー
トンは、ジュースが95℃に維持されている間にシールさ
れる。その後カートンは倒立させられカートンのヘッド
スペースが熱いジュースで殺菌されるようにされる。そ
の後カートンは1.5 時間(one-half an hour)にわたり室
温に冷却される。

【０００４】これらの方法は高い酸性の液状食品、特に
オレンジジュースの包装において種々の欠点を有する。
PPTP法は、室温でのカートンの充填及びシールを要す
る。カートンはその後少なくとも75℃に10〜12分間加熱
され、内容物が殺菌される。シールされたカートンを加
熱する場合、製品及びカートンの両方が膨張し、包装材
料に重大なストレスを与え、漏れを起こすことがある。
さらに、PPTP法は加熱、保持及び冷却段階を完了するの
に約35分かかる。熱充填法またはPPTP法により充填され
たカートンを冷却すると、カートン中の製品が収縮する
傾向を見せる。この収縮はカートン中に減圧を生じ、こ
れによりカートンの形状がゆがむことがよくある。熱充
填法のまた別の問題は、高い温度で充填する場合、オレ
ンジジュースは泡を形成する傾向が有意に強くなり、カ
ートン中の充填レベルを正確にコントロールすることが
困難になり、泡がカートン上部のシールを妨げることに
なる。さらに、カートン及び内容物が95℃というような
高温に加熱されると、カートンの上部のシールの強度は
より低い温度におけるものよりもかなり低くなる。これ
らの方法を使用した場合のまた別の欠点は、95℃の温度
にカートンを加熱した場合、揮発性のフレーバー成分が
より高い速度で失われるというこである。

【０００５】オレンジジュースを包装する場合、ジュー
ス中の欠くことのできない油分及びフレーバー成分の損
失を防ぐバリヤー層を有する包装積層物を使用するのが
有利である。典型的には、アルミニウム箔がこの目的で
使用される。最近、このような包装用積層物において、
アルミニウム箔がエチレンビニルアルコールコポリマー
(EVOH)に置き換えられている。冷却時の包装のねじれを
防止するため、積層物に追加のポリエチレン層が含めら
れる。これは積層物のコストを上昇させ、紙をベースと
する包装を使用することの経済的利点を減じることにな
る。これらの方法により形成される包装を冷却する際に
起こる別の問題は、ヘッドスペースに減圧が形成され、
カートンを開けにくくし、またこれは上部ひれ状部のシ
ールで漏れを起こし得るものとなる。カートンに漏れ入
る周囲空気は、オレンジジュースの早期の劣化を引き起
こすことになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、オレ
ンジジュース及び同様の食品を含む高い酸性の液状食品
を包装するための改良された方法及び装置を提供するこ
とである。本発明の別の目的は、オレンジジュース及び
同様の食品を含む高い酸性の液状食品を、ジュースのビ
タミンＣ含有量を維持し、ヘッドスペースの酸素のパー
センテージを減少し、好ましいフレーバー品質を維持
し、d-リモネン及びその他の成分の過剰な損失を防ぐよ
うに、紙製切妻上部カートン中に包装するための改良さ
れた方法及び装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決する手段】上記の目的は、本発明の好適な
態様に従い、非殺菌ジュースを劣化を起こし得る細菌及
びその他の生物を死滅させるのに充分な高さの温度に加
熱する方法により達成される。この目的には95℃の温度
に20秒間加熱することが適当である。ジュースは約70℃
の温度に冷却され、その後慣用の切妻上部カートン充填
機に供給される。ジュースは加熱され断熱された貯蔵部
に貯蔵され、貯蔵部からカートンに注がれる。その後カ
ートンはヒートシールされる。カートン中の製品は約65
℃〜70℃に維持されその間にカートンは倒立されてカー
トンの全ての内部表面が濡らされ、カートンの上部のヘ
ッドスペースが殺菌される。その後製品は、約40分間に
わたって室温に冷却される。好ましくは、ジュース導管
中の熱交換体が95℃のジュースから熱を奪い、その温度
を約70℃に低下させ、同時に殺菌温度に加熱されている
ジュースの温度を上昇させる。本発明の好ましい態様を
添付の図面を参照して説明する。好ましい態様による本
発明の装置を図１に示した。製品パイプ２は、非殺菌オ
レンジジュースのような、包装される製品を本発明の装
置に供給する。パイプ２は導管３を通って流れる製品に
熱を供給する第１熱交換体部４中で導管３に結合されて
いる。導管３はその出口端部において、再生熱交換体部
６を通る導管５に結合されている。導管５はその出口端
部において、最終熱交換体部８を通る導管７に結合され
ている。各熱交換体４，６及び８における導管の長さ及
び流速は、製品がそれぞれの熱交換体部を通る間に、液
状食品製品中の所望の温度変化を起こすのに適当な滞留
時間が得られるように選択される。最終熱交換体部８か
ら、製品導管７は、液状食品を再生部６に導き、ここで
は製品は製品がパイプ５中の液状製品との熱交換関係に
おいて製品が冷却される導管９を通る。供給パイプ10
は、製品を再生熱交換体部６から、例えば切妻上部カー
トン充填及びシール機12のような、カートン充填及びシ
ール装置に導く。

【０００８】テトラレックスパッケージングシステムズ
から入手できるTR/7型の切妻上部包装機は装置12に適し
た切妻上部カートン充填機の一例である。製品は充填機
12に導入され、ここで予め形成された切妻上部容器は開
口上部を通して製品で充填され、充填機12は自動的に上
部を閉鎖して切妻形の形状を形成し、上部のひれ状部分
をヒートシールして切妻上部カートン14を生産する。カ
ートン14は製品で完全には充填されておらず、液状食品
表面と上部ひれ状シールの間のヘッドスペースが空気と
水蒸気で占められるようになっている。細菌の増殖を防
ぐのに充分な温度の液状製品を含むカートンは充填機12
を離れ、カートンを素早く倒立させるコンベア16上を移
動し、熱い液体がカートン上部の内壁を殺菌するように
する。直立した充填済カートンは冷却チャンバー18を通
過し、ここでカートンは例えば水スプレーによりほぼ室
温まで冷却される。本発明の方法は、例えばオレンジ、
アップル、グレープ、クランベリーあるいはその他のフ
ルーツのジュースのような4.6 未満のpH値を有する高い
酸性の液状食品のいずれにも適している。図２は、方法
の間の製品の温度と時間の関係を示す。線20で示される
ように製品は約95℃に加熱され、次に線22により示され
るように急速に（好ましくは60秒未満）約70℃に冷却さ
れる。カートンが製品で充填され、カートンがシールさ
れて倒立される間、製品は約70℃に維持され（線24）、
これは好ましくは５分未満で完了される。次に充填済カ
ートンは線26で示されるように、ほぼ室温、即ち20〜30
℃に冷却されるまで冷却チャンバーを通過する。

【０００９】製品を95℃に20秒間加熱することにより、
製品中の糸状菌及び酵母は死滅させられる。カートンの
内壁に糸状菌が付いているようなことはないので、カー
トンに充填するときに製品を無菌状態に保つために60〜
70℃の温度に製品を維持することが適当である。第１の
熱交換体部４に入る前に、製品は約21℃の温度を有す
る。それは第１の熱交換体部４で約50℃の温度に加熱さ
れる。再生体部６においては、導管５中の液状製品は好
ましくは約70℃に加熱される。最終熱交換体８において
は、導管７中の製品は約95℃に加熱される。製品は次に
再生部６に供給され、ここで導管９中の製品は導管５と
の熱交換関係にある。導管７の長さ及び製品の流速は、
製品を少なくとも20秒間約95℃の温度にあるようにし、
製品中の全ての生物が確実に死滅するようにする。再生
部６においては、導管９中の製品の温度は約70℃に下げ
られる。充填機14においては、液状製品は温度を約70〜
72℃に維持するチャンバーに一時的に貯蔵される。カー
トンは充填されシールされた後、倒立させられ、チャン
バー18中で約35℃の温度に冷却される。充填済カートン
は次に右側面を上にして回転され、コンベア18を離れる
際にカートンは貯蔵のための室温に冷却され得る。

【００１０】本発明の方法によりオレンジジュースを処
理するには、ジュースの比重は約12.9°brix（％可溶性
固形物）であるべきである。カートン16は種々の材料で
製造することができるが、典型的にはカートンは、外側
及び内側表面に低密度ポリエチレンのような熱可塑性材
料の被覆を有する紙基体を有する積層物から製造され
る。カートン中への酸素の移動及びジュースからのフレ
ーバー成分の損失に対するバリヤーとするために、積層
物は箔層、ＥＶＯＨ層、あるいはその他の適当なバリヤ
ー物質の層を含んでもよい。充填機は、無菌条件下に切
妻上部カートンを充填できるものであれば慣用の充填機
のいずれでもよい。例えば、テトラレックスパッケージ
ングシステムズ社により製造されているTetra Rex TR/7
充填機は本方法で充填機12として使用するのに適してい
る。充填段階の間、液状製品の温度は約70〜73℃の間に
維持される。この温度は、カートンが倒立させられ、冷
却段階が始まるまで維持される。本発明の装置及び方法
の比較における利点を明らかにするものとして以下の実
施例を示す。実施例１ 50のパッケージを非殺菌オレンジジュースにより手作業
で充填し、PPTP法を使用するTetra Pak TR/7包装機でシ
ールした。非殺菌カートンを室温で充填し、カートン中
で75℃に12分間加熱した。充填済カートンをこの温度に
10分間維持し、約20分で室温に冷却した。製造した50の
カートン中、５つのパッケージのみがさらに試験できる
充分なパッケージの完全性を有していた。残りのパッケ
ージは漏れているか、シールが破裂していた。この状態
は、加熱過程における液状製品及びカートンの膨張によ
り起こったものである。実施例２ 熱充填法に従い、非殺菌カートンを充填する前に液状ジ
ュース製品を殺菌した。使用した充填機はTetra Rex TR
/7充填機であり、殺菌条件を与えるために充填工程の
間、液状製品の温度を85〜95℃の間に維持するように調
整されたものであった。充填の後、前記充填機により切
妻上部カートンをシールし、次にカートンの上部のヘッ
ドスペースを殺菌するためにカートンを倒立させた。次
に充填済カートンを約27分間で室温に冷却した。充填工
程の間、液状製品の高い温度のために製品の一部が気化
し、カートンの上部に泡を生じた。泡の存在はカートン
の不十分な充填をもたらした。泡は、カートンの上部の
ひれ状部分のシールも妨げた。やはり充填の間の高温の
ため、熱い液状製品から気化した流れによりジュースの
揮発性成分が持ち去られた。実施例３ 本発明の方法に従い、オレンジジュースを95℃に加熱
し、20秒間維持し、Tetra Rex TR/7充填機で充填する前
に70℃に冷却した。最低温度65℃で300 カートンを充填
した。カートンをシールした後、カートンを倒立させて
熱い液状によりカートンの上部の内部表面を殺菌した。
その後カートンを40分の間水スプレーにより67℃から20
℃に冷却した。

【００１１】実施例１〜３に記載したオレンジジュース
によるカートンの充填の結果の比較により、本発明の方
法の利点が明確に示されている。充填重量 実施例１ １０３９ｇ （平均グラム／カートン） 実施例２ ８０１ｇ （平均グラム／カートン） 実施例３ １０４４ｇ （平均グラム／カートン）ビタミンＣ保持 ビタミンＣの測定は、"Official Methods of Analysis
of the Association of Official Analytical Chemist
s, 15th edition, 1990", "Vitamin C (Ascorbic Acid)
in Vitamin Preparations and Juices" の表題のMetho
d 967.21 に記載されている。

【００１２】

【表１】 ─────────────────────────────────── 実施例 １ ２ ３ 原料製品 ─────────────────────────────────── 第１日 ４１．４* ３９．９* ４０．４* ４４．５* 第６日 ４１．７ ４１．０ ４３．１ 〃 第13日 ３７．５ ３２．９ ３７．８ 〃 第20日 ３５．３ ３４．２ ３９．９ 〃 第41日 ４０．３ ２９．７ ４０．９ 〃 第76日 ２９．４ １４．５ ３３．７ 〃 ─────────────────────────────────── * ビタミンＣ (mg/100g)ヘッドスペース酸素 Mocon 酸素分析機LC-700 Fにより酸素濃度を測定した。
装置を20分間ウォームアップし、室内空気(20.6 ％酸
素) を使用してカリブレートした。シリンジによりヘッ
ドスペースガスサンプルを抜取り、ガスを装置に注入し
た。この試験はシールされたカートンへの空気の漏入を
測定するものである。

【００１３】

【表２】 ─────────────────────────────────── 実施例 １ ２ ３ ─────────────────────────────────── 第６日 試験せず １７．９* １３．２* 変形 （極端なへこみ） （へこみ） 第13日 試験せず １８．５ １０．６ 変形 （極端なへこみ） （へこみ） 第20日 試験せず １６．６ ８．０ 変形 （極端なへこみ） （へこみ） 第36日 試験せず １４．６ ４．０ 変形 （極端なへこみ） （へこみ） 第42日 試験せず １５．３ ３．１ 変形 （極端なへこみ） （へこみ） 第78日 試験せず １１．０ ０．６ 変形 （極端なへこみ） （へこみ） ─────────────────────────────────── * ヘッドスペース中の％酸素カートンのゆがみ 実施例１〜３の方法で製造されたカートンのゆがみを測
定するため、これらの方法のカートンの代表について対
向する側壁間及び前面壁と後面壁の間の口径を測定し
た。この測定は、各壁の長さにわたって１cm間隔で行っ
た。各間隔における測定値を平均し、図３に示した。

【００１４】本発明の方法は、PPTP法と比較して、本発
明の方法の低い温度及び短い時間のため相互反応が少な
いので当初の製品の良好なフレーバー特性を維持すると
いう点においても有利である。本発明の方法における加
熱段階はより穏やかであり、ヘッドスペース中の酸素も
少ないのでビタミンＣの保持もより良好である。本発明
の方法のまた別の利点は、カートンの上部のヒートシー
ルが熱充填法（95℃）よりも低い温度で行われ（70
℃）、従って包装積層物のポリエチレン表面層のより強
固な接着をもたらすことである。従って、本発明の方法
でシールされたカートンは上部シール部分で漏れる可能
性がより低い。さらに、図３に示すように、本方法によ
り充填されたカートンのゆがみは有意に小さい。本発明
の好ましい態様に基づいて本発明を説明し記載したが、
特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく
変形させ変更することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の方法を実施する装置の概略図
である。

【図２】図２は、本発明の方法の時間対温度のグラフで
ある。

【図３】図３は、他の方法と比較した、本発明の方法に
より包装したオレンジジュース製品のカートンのゆがみ
を示すグラフである。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液状食品を予め形成されプラスチック被
   覆された紙製カートン中に包装する方法であって、前記
   カートンは開口上端部を有し、カートンの内部を殺菌し
   た後にそこから液状食品が充填できるものであり、液状
   食品を商業的な殺菌状態にするのに充分な温度に加熱す
   ることにより該食品を殺菌し、次に約65℃〜72℃の間の
   温度に食品を冷却し、殺菌されたカートンを約65℃〜72
   ℃の間の温度の液状食品で充填し、カートンの上部開口
   部を閉めてヒートシールし、その後食品を室温に冷却す
   ることを特徴とする前記方法。
2. 【請求項２】 前記加熱段階が、液状食品の温度を約95
   ℃に約20秒間上昇させるものである請求項１に記載の方
   法。
3. 【請求項３】 充填されてシールされたカートンを倒立
   させて液状食品がカートンの上部の内部表面に接触でき
   るようにする請求項１に記載の方法。
4. 【請求項４】 殺菌の後の製品の冷却が60秒間未満で行
   われる請求項１に記載の方法。
5. 【請求項５】 液状食品が、冷却段階の完了の後、５分
   以内にカートンに充填される請求項１に記載の方法。
6. 【請求項６】 液状食品がpH値4.6 未満のジュースを含
   む請求項１に記載の方法。
7. 【請求項７】 液状食品がオレンジジュースを含む請求
   項６に記載の方法。
8. 【請求項８】 殺菌段階の後、カートンに充填する前
   に、加熱されているより冷たい製品との熱交換関係に製
   品を送ることにより製品を冷却することを含む請求項１
   に記載の方法。