CN1092622A - 充碳酸气食品及其改进方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种给容器中的消毒食品充碳酸 气的方法，其包括往容器中加入适量的能产生二氧化 碳气体的无菌物质并将容器密封。

Description

本发明涉及给食品充碳酸气的方法以及通过该方法得到的充碳酸气的食品。本发明特别适用于液体食品，例如饮料，包括水、软饮料和酒精饮料。
目前给食品，如饮料充碳酸气的方法包括在压力下用气态二氧化碳处理，然后把得到的充碳酸气的食品装入适当的容器中。
然而，如果食品在无菌条件下包装（例如，如果食品不含防腐剂），便不能容易地使用该技术。
到目前为止，尚未公开过任何简便易行的解决充碳酸气食品无菌填充容器问题的技术方案。
一方面，本发明提供了一种给容器中的无菌食品充碳酸气的方法，该方法包括向容器中添加适量的能产生二氧化碳气体的无菌物质，然后密封容器。
本领域技术人员认识到很难达到完全无菌（完全没有任何活的微生物）并且很难测得，而且也没有严格到这种程度的必要。只要微生物的存活量减少至低于某一数值，食品在其货架期内就不会腐坏或者有被污染的危险。因此，本文中的术语“无菌”意指“有效地无菌”，本领域技术人员应将它理解为是指存活的微生物的数量和类型没有任何意义这样的状况。例如，传统的牛奶灭菌并不会使牛奶无菌（即减少存活的微生物数量至零），而是使食品变得安全并极大地减小食品腐败的速率。按照指标，软饮料的可接受的微生物污染的上限典型地是每25m/s食品约1个酵母或1个霉菌菌落形成单位以及每ml100个细菌孢子左右。
要充碳酸气的食品典型地是液体形式。因此，本发明的方法特别适用于生产充碳酸气的饮料。一般地，将要充碳酸气的食品通过瞬时灭菌“消毒（例如75℃30秒）。另外，根据食品的性质，可以过滤消毒食品。优选能产生二氧化碳（CO2）又不会赋予食品任何不期望的风味或其它特性的无菌物质。
最优选的能产生二氧化碳气体的物质是固态二氧化碳。
然而，其它物质对本领域技术人员来说是显而易见的。例如，要充碳酸气的食品可含有试剂（试剂Ⅰ）。因此，能产生CO2气体的物质可以是适量的另一种试剂（试剂Ⅱ），即当与试剂Ⅰ反应时会产生出二氧化碳气体的试剂。例如试剂Ⅰ可以是酸，试剂Ⅱ可以是碳酸盐（或反之）。柠檬酸和碳酸铵被认为是特别适用的物质。
显然，加入能产生气体二氧化碳的物质之后，需密封容器以致基本上达到气密。这样，一旦容器从无菌条件下移出，亦可防止二氧化碳从溶液中逃逸出来和保护无菌的食品。
本领域技术人员将认识到形成气体CO2的速率可能很快，如果是使用固态CO2作为能产生气体CO2的物质的话。当往食品中加固态CO2时，它开始升华。然而，升华的速率比气体溶解进食品中的速率大很多。这可在容器中导致很高的CO2压力，该压力会损坏容器的完整性。
因此，在加入能产生CO2气体的物质之前，将食品部分地充碳酸气是本发明非常优选的特征，这样充气分两步完成。消毒后用简单的传统方法（例如，用稍微升高的压力下的气体二氧化碳）可方便地进行最初的部分充气作用。典型地，先将食品充碳酸气至其饱和量左右，但也可充碳酸气至66-100%饱和度。因此，该最初的充气作用减少了随后使食品达到最终期望的充气量所需的气体二氧化碳的量。
由此，在一优选的实施方式中，本发明提供了一种给食品充碳酸气的方法，该方法包括将食品消毒，在无菌条件下对食品进行初步充碳酸气，将食品无菌地装入容器中，往容器中加入适量的能产生二氧化碳气体的灭菌物质进行第二次充碳酸气，然后将容器密封。
当将CO2压入液体时，一些CO2将会溶解直至液体被CO2饱和。饱和后，在压力下可将过量的CO2压入液体。该过量CO2不会溶解，但可在液体的分子间“残存”。
在充碳酸气的食品中“残存的”CO2的量可多，可少或大约和实际溶解在食品中的CO2量一样，这取决于充气程度。
通过本领域技术人员公知的方法可确定在食品中溶解的和残存的CO2的量，方便的作法是振荡食品（例如摇晃它）迫使残存的CO2逸出。然后可以测出被迫逸出的残存CO2的体积，再由该体积通过简单的计算得到溶解的CO2的量假定，例如，从1升食品中收集得到2升CO2，那么可以说食品已被充气至“2体积”。
为达到期望的充气度所需的“过压”程度将根据CO2溶解在其中的液体的温度而变化（在液体中，气体二氧化碳的溶解度在较低温度下增高）。一般地，在温度大约1℃-10℃的范围内为达到1体积的CO2充气量，二氧化碳过压1-4bar将是足够的。
最好是食品一经至少部分充气后，立即放置在进行充气时的温度或低于该温度下。这是因为，如果温度增高，CO2气体将会从食品中逃逸出来。
使食品达到其最终的充气量所需的二氧化碳的量显然取决于最终充气时的条件以及在最初充气期间所达到的饱和度。
典型地，在容器中大约有1.5体积的CO2在最初的充气过程中溶解，大约有另1体积的CO2在最终的充气过程中被加入。因此，一般说来，容器中最终食品的充碳酸气程度在1.5-5.0CO2体积范围里。因此可调节加到每个容器中的能产生气体CO2的物质的量以得到期望的最终充气量。
目前，充碳酸气的食品例如饮料经常装在含有聚对苯二甲酸乙酯（PET）的瓶子里出售，这种瓶子可以是一次性使用，然后丢弃的瓶子（“一次性”瓶子）或者是可再灌装/再使用的瓶子，这些瓶子一般称为“PRBs”（RET可回收的瓶子）。尽管这种瓶子的材料很轻并且相当结实，但如果承受非常强的CO2内压，其是会变形的。这就是优选先经最初充气步骤的原因之一，因为它能减少容器内部充碳酸气所需的CO2的压力。
当使用固态CO2作为能产生气体CO2的物质时，使用PET会出现另一个问题。当往食品中加固态CO2时，它会沉积在瓶子的底部并被冷冻食品包围。与二氧化碳/冰直接接触的区域出现很低的温度，该温度可造成如PET这种材料的受力破裂。
因此，当使用PET容器时，加入能产生二氧化碳的物质后密封，将容器翻转是本发明特别优选的特征。
优选将容器翻转2-10次。这样做不仅可防止瓶子的任何部分处于低温下太长时间，而且翻转具有帮助气体二氧化碳溶解的优点。
翻转容器的装置已广泛用于相关的工业领域中。如果需要，很容易对其进行改进以翻转容器多次。
由于不同的制造商生产的不同的PET瓶子具有不同的特性，因而优选的具体条件是可以改变的。由此说，某些标准（例如充气度）的最佳和/或最大值可以以本领域技术人员可预测的方式而变化。
本发明另一方面提供了由上面所限定的方法制得的装有无菌的充碳酸气的食品的容器。
下面用实施例进一步描述本发明。
实施例
将一批量的矿泉水瞬时灭菌，随后保持在无菌条件下。将水冷却至2℃并在2bar的过压下用二氧化碳气体将其充气至1.6体积的CO2。然后将经过此初步充气的水灌装入1.5升一次性PET瓶子和1.5升的可再灌装PRBs中（由Wellstar提供）（类似的适合的瓶子可从一些其它制造商得到），在该过程及随后的最终充气过程温度均保持在2℃，接下来往每个容器中加入大约2.7克固态CO2，并尽可能快地塞紧瓶子。2.7克固态CO2相当于0.9体积。由此，固态CO2溶解时地，将最终食品充碳酸气至大约2.5体积。翻转瓶子以防止由于低温造成的瓶子的受力破裂。

Claims (10)

1、一种给在容器中的消毒食品充碳酸气的方法，其包括往容器中加入适量的能产生二氧化碳气体的无菌物质并将容器密封。
2、一种给食品充碳酸气的方法，包括将食品消毒，在无菌条件下将所述食品初步充碳酸气，把食品无菌地装入容器，往容器中加入适量的能产生二氧化碳气体的无菌物质以进行第二次充碳酸气，并将容器密封。
3、根据权利要求2的方法，其特征在于先将食品部分充碳酸气至66-100%饱和度。
4、根据权利要求2或3的方法，其特征在于往食品中加的能产生二氧化碳气体的无菌物质的量足够产生大约1体积的二氧化碳。
5、根据前述任一权利要求的方法，其特征在于能产生二氧化碳气体的无菌物质是固态二氧化碳。
6、根据前述任一权利要求的方法，其特征在于容器含有聚对苯二甲酸乙酯。
7、根据前述任一权利要求的方法，其特征在于加入能产生二氧化碳气体的物质后翻转容器。
8、根据前述任一权利要求的方法，其特征在于将最终食品充碳酸气为1.5-5.0体积的CO2范围。
9、根据前述任一权利要求的方法，其特征在于一步或多个步骤是在温度为1-10℃的范围内进行的。
10、由权利要求1-9的任一权利要求的方法生产所得的装有无菌充碳酸气食品的容器。
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