안전을 중시한 레토르트 살균 포장

미생물이 잔존하지 않는다는 점에서 레토르트 식품이 성장하고 있다. 레토르트 식품에 적용되는 포장 재료는 내열성, 하이배리어성의 파우치나 용기가 사용되고 있지만, 포장 재료의 씰성이나 고온·고압 살균 시의 잔존균이 문제가 되고 있다. 다음에 이것에 관하여 알아보도록 한다.

용기·포장재의 씰 불량과 대책

1) 식품위생법을 준수한 레토르트 식품의 제조와 품질

레토르트 식품의 판매용 용기 포장은 ①차광성을 가지며, 기체 투과성이 없을 것(다만, 내용물이 유지의 변패에 의한 품질 저하 우려가 없는 경우는 제외), ②물을 채우고, 밀봉하고, 제조할 때의 가압가열과 동일한 수준의 가압가열을 했을 때, 파손, 착색, 변형, 변색 등을 일으키지 않을 것, ③내압축 시험 : 내용물은 물이 새지 않을 것, ④열 봉함 강도 시험 : 23N이상일 것, ⑤낙하 시험 : 내용물 또는 물이 새지 않을 것 등의 요구사항에 만족해야 한다. 내압축 시험, 열 봉함 강도 시험과 낙하 시험의 상세한 항목은 다음과 같다.

(1) 내압축 시험 : 파우치와 같은 주머니(袋) 모양의 용기는 평면의 받침대 및 상판 사이에 끼워서 정하중(靜荷重, 100g 미만의 용기는 20㎏, 100g 이상~400g 미만의 용기는 40㎏)을 1분간 가한 후에 내용물이 샌 것을 조사한다. 또한, 상자 용기는 용기를 평면의 받침대위에 놓고, 뚜껑 주변부를 뺀 면에 평면의 상판을 올린 다음, 정하중을 1분간 가한 후에 내용물이 샌 여부를 조사한다. 파우치나 트레이 용기에 담은 용기포장들이 가압가열 살균 식품은 이 내압축 시험에서 씰 부분에서 액체가 새거나 파우치가 파손되면 안 된다.

(2) 열 봉함 강도 시험 : 실제의 레토르트 파우치나 트레이 용기의 씰 강도는 15㎜ 폭으로 4.5~5.5㎏가 되고 있다. 일본 후생성 고시 제20호(1982년 2월 16일 고시)의 측정 방법은 씰된 부분을 15㎜ 폭으로 자르고, 그 열린 양끝을 300±20㎜/속도로 인장하고, 열 용융 밀봉부가 박리할 때까지의 최대 하중을 측정하여 그 값을 킬로그램으로 나타낸다. 그 수치는 2.3㎏/15㎜ 이상인 것으로 정해지고 있다(최근의 법률에서는 열 봉함부의 박리 최대 하중을 23N 이상으로 한다).

(3) 낙하 시험 : 내용물 또는 물을 채워 뚜껑을 잠그거나 또는 밀봉한 용기 포장을 무게에 비례한 높이에서 콘크리트 바닥면에 용기 포장의 바닥부 또는 평면부가 닿도록 2번 낙하시킨다. 그 후, 내용물 또는 물이 샜는지의 유무를 조사한다. 일본 후생노동성의 「종합위생관리제조과정」의 레토르트 식품의 승인 신청에서의 중점은 다음의 4가지이다. ①식품 원재료의 이물 검지, ②포장 재료 씰의 재질과 강도, ③레토르트 살균 온도와 가열의 균일성, ④냉각 공정에서의 씰 에지에서부터의 침수(유리잔류염소를 1ppm이상 포함한 물)


2) 레토르트 식품용 포장 재료의 씰 온도 범위

레토르트 파우치나 트레이 용기의 씰 면에는 미연신 폴리프로필렌, 특수 폴리에틸렌에 래미네이트되고 있다. 또한, 하이레토르트나 u 레토르트와 같은 초고온·고압으로 살균되는 레토르트 파우치에는 고온으로밖에 씰할 수 없는 특수 폴리프로필렌이 사용되고 있다.

100℃까지의 일반 레토르트 살균에서는 파우치의 씰 온도 범위는 160~210℃이며, 트레이는 140~175℃이다. 135℃의 고온 단시간 살균에서는 투명 파우치의 씰 온도 범위는 170~220℃이며, 불투명 배리어 타입의 씰 온도 범위는 190~240℃이다.


3) 레토르트 식품용 포장재의 씰 불량과 대책

플라스틱 포장재의 접착 방법에는 열에 의한 히트씰, 전류의 임펄스 씰, 고주파 씰의 3가지 방법이 있다. 레토르트 파우치에서는 주로 히트씰 방법이 사용되며, 열판의 온도·압력에 의해 벗겨진 씰이나 파손된 씰 불량이 발생한다. 또한, 기존의 열판에 대한 테프론 테이프 장착은 오버 히트로 인한 핀 홀이 발생하기 쉽다고 보고되고 있다.

레토르트 파우치의 씰 불량을 해결하는 방법으로는 파우치의 씰층 수지의 검토와 히트씰 방법의 개량이 있다. 일반 레토르트 파우치는 바깥층 재료에는 내열성과 핀 홀성이 뛰어난 PET(폴리에스테르)나 Ny(나일론)이 사용되고, 중간층에는 배리어성이 뛰어난 EVOH(에틸렌 비닐알코올 공중합체), PVDC(염화비닐리덴)나 Al(알루미늄 포일)이, 내층에는 씰성이 뛰어난 폴리에틸렌(PE)이나 폴리프로필렌(PP)이 사용되고 있다.

120℃까지의 레토르트용 재료로는 중밀도 PE(0.926~0.939g/㎖)와 고밀도 PE(0.94~0.97g/㎖)가, 140℃의 레토르트 살균용 재료로써는 PP가 씰런트에 사용되고 있다.

레토르트 파우치 충전 포장기는 히트씰 기구에 씰 불량 대책이 실시되고 있다. 파우치의 재질, 두께, 충전 포장 속도에 따라 씰 조건이 다르며, 더욱이 운전 중의 환경과 씰 면의 액즙 부착 등으로 씰 불량이 발생한다.

그 대책으로써 파우치용 충전 포장기는 히트씰 2번, 냉각 프레스 1번의 방식이다. 제1 씰은 제2 씰보다 온도는 높고, 압력은 낮고, 제2 씰은 제1 씰보다 온도는 낮고, 압력은 높아서 완전 밀봉 씰한다.


각종 레토르트 식품의 살균 조건

1) 일반 레토르트 식품의 살균 조건

각 식품별 레토르트 살균 조건을 살펴보면, 비프스튜, 마카로니 그라탱 등은 121℃로 25~30분간 살균되며, 옥수수 등은 124℃에서 13분간 살균되고 있다. 또한, 파우치(17×12.7×1.3㎝)에 213g을 담은 전골 요리는 115℃, 40분간의 살균이 필요하다.

2) 레토르트 살균에서의 F값과 F0값

레토르트 식품을 제조할 때, F값과 F0값이라는 용어가 나온다. 이 단어는 무엇을 의미하는 것일까. 다음에 설명해본다.

F값 : 가열 공정을 통한 레토르트 살균의 전 살균 효과를 어느 기준 온도에서의 살균 효과로 환산한 값(단위는 분).

기준 온도로 121℃(250°F)를 정하는 경우가 많다. 식품의 중심 온도가 상승하여 일정 온도에 도달하고, 가열 완료 후에는 온도가 다시 내려가는 동안의 각각의 살균 효과를 적산(積算)하여, 이 식품을 기준 온도(121℃)로 가열했을 때의 몇 분간의 살균 효과에 해당하는지를 나타내는 수치이다. 121℃로 1분의 가열과 같은 효과를 얻기 위해서는 110℃에서는 10배(10분)의 가열 시간을 필요로 한다.

F0값 : 가열의 기준 온도를 121℃, 또는 Z값을 10℃로 한 때의 F값을 F0값이라고 한다. F값을 계산할 때에는 Z=10[℃(18°F)]의 값을 이용한다. 이는 보툴리누스균의 최대 Z값이 거의 Z=10(℃)이 되기 때문에 편의상 Z=10으로 간주하여 사용하는 것이다.

<참고> Z값 : 열 사멸 시간을 1/10으로 줄이기 위해 필요한 온도 상승분(단위는 ℃)

D값 : 가열에 의해 세균수를 1/10으로 감소시키는 데에 필요한 시간(단위는 분)


레토르트 살균에서의 잔존 세균과 플랫사워균 대책

1) 미생물의 가열에 의한 살균

몇 개인가의 미생물에 대한 살균에 의한 사멸 시험에서 부패균인 Bacillus subtilis는 영양세포(균체)는 53.4℃, 4~12분으로 사멸하지만, 아포(芽胞)균은 99.5℃, 4~12분으로 사멸한다는 것이 보고되고 있다.

통조림이나 레토르트 파우치 등의 용기포장들이 가압가열 살균 식품은 식품의 중심부를 온도 120℃, 4분간 가열하는 것이 기준이 되고 있다. 120℃에서 4분간 가열하면, 내열성 아포균인 보툴리누스균이 완전히 사멸한다.

하지만 식품 부패균인 Bacillus subtilis(고초균)의 포자는 100℃·175분, 110℃·37~38분, 120℃·7.5~8분으로 사멸하고, Clostridium botulinum의 포자는 100℃·330분, 110℃·32분, 120~121℃·4분으로 사멸한다고 보고되고 있다.

또한, 내열성 세균 중에서도 Cl. sporogenes의 포자는 110℃·85~90분, 120~121℃·15~17분으로 사멸한다고 하며, 120℃, 4분 이상의 살균에서도 내열성 세균의 포자가 생존할 가능성이 있다.

레토르트 식품 중에서도 열효율이 높기 때문에 파우치들이 식품의 비율이 높지만, 트레이 용기들이 레토르트 식품도 늘어나고 있으며, 미생물 살균 온도와 용기의 변형이 중요한 과제가 되고 있다.

트레이 용기들이 레토르트 식품은 파우치들이 레토르트 식품과 달리, 120℃ 이하로 장시간 살균되는 것이 있다. 트레이 용기들이 레토르트 식품의 살균 조건을 보면 장어덮밥이나 중화풍 볶음밥 등의 즉석밥류는 115℃, 50~60분간, 어묵과 탕수육은 115℃, 45분간, 비프스튜나 그라탱은 115℃, 40~50분간 레토르트 살균되고 있다. 또한, 정어리유 절임 식품이나 리버 페이스트는 115℃, 30분간, 버섯은 115℃, 50분간 레토르트 살균되고 있다.

트레이 용기에서의 레토르트 살균 조건은 투명 용기도, 불투명 용기에서도 같지만, 같은 투명 용기라도 용적의 크기에 따라 살균 조건은 달라진다.


2) 레토르트 살균 후의 손상균과 플랫사워균 대책

양갱, 죽, 어묵 등의 레토르트 식품을 하절기, 장기간 보관한 경우, 액즙이 탁해지거나 부분 팽창이 일어난다. 이 현상의 메커니즘은 확실히 설명할 수 없지만, 손상균의 회복에 의한 변패가 아닐까라고 말하고 있다.

레토르트 식품에서는 120℃, 4분이상의 가열 살균이 이루어지고 있기 때문에 세균의 포자도 사멸하고 있는 것이 보통이지만, 식품 중에 아미노산, 당이나 단백질, Mg 등의 중금속, 수분이 많은 경우, 보통의 배지(培地)에서는 발육하지 않는 세균이 발육한다.

이와 같은 세균을 손상균이라고 한다. 실제로 레토르트 식품에서 손상균에 의한 변패를 막기 위한 구체적인 대책은 현재 나오지 않고 있다. 한편, 플랫사워(flat-sour)균*1에 의한 변패 방지에는 사탕액에 대한 자외선 살균과 슈가에스테르의 첨가가 효과가 있다.

(자료 : 월간포장 2007년 11월호)