일본포장기술 편람(식품의 포장) - 17 레토르트 카레(2)

[YDfamily]

(5) 레토르트 카레의 포장설계

1) 안전, 안심 설계

레토르트 식품을 포함하는 식품 전반에 있어서 식품위생법을 준수해야 한다. 특히 용기 포장에 관해서는, 제15조, 제16조, 제18조에 규정되어 있다. 구체적으로는 “식품, 첨가물 등의 규격 기준 제3 기구 및 용기포장”에 설명되어 있고, A~F항의 규격 기준에 적합해야 한다. 이하, 상세하게 설명한다.

A항 “기구 또는 용기 포장 또는 이들의 원재료 일반의 규격”은, 납이나 안티몬을 포함하는 금속, 착색료, 프탈산비스(2-ethylhexyl)를 포함하는 폴리염화비닐, 고지를 포함하는 종이재에 대해서 규제하고 있다. 또한, polyolefin 등 위생 협의회나 염화비닐 식품 위생 협의회 등의 업계 단체가 정하고 있는 자주 기준에 적합해야 한다. B항 “기구 또는 용기 포장 일반의 시험법” 및 C항 “시약, 시약 등”은, 위생시험에 관한 상세한 설명이고, 또한 D항 “기구 또는 용기 포장 또는 이들의 원재료의 재질별 규격”은, 모든 포장재료에 공통된 위생 시험의 일반규격(표2.10) 및 재질별로 실시하는 위생 시험의 개별 규격(표2.11)이고, 이들에 적합해야 한다. 또한, 레토르트 카레는 유지 및 지방성 식품을 포함하고 있다. E항 “기구 또는 용기 포장의 용도별 규격(표2.12)”는 포장재료의 성능에 관한 규격이고, 이들의 항목을 준수해야 한다. F항 “기구 및 용기 포장의 제조기준”은, 포장재료를 공급하는 메이커에 대한 기준이고, 구체적으로 연포장 위생 협의회의 제조 기준 매뉴얼에 기초하여 제조되고 있는 것을 담보한다. 현재, 식품 위생법의 개정작업이 진행되고 있고, 가까운 장래, 포장재료에는 positive list 인증이 필수로 된다. 이 외, 미국의 FDA 규격에 적합 또는 준거하고 있는 것이 요망된다.

표2.10 일반시험

	평가 항목	추출 용매	기준치
재질시험	카드뮴 및 납	-	≦ 100㎍/g
용출시험	중금속	용매: 4% 초산	≦ 1㎍/ml
	과망간산칼륨 소비량	용매: 물	≦ 10㎍/ml

표2.11 개별기험(최내 층이 PE, PP의 경우)

대상품목	평가항목	추출조건	기준치
유지 및 지방성 식품	n-heptane	25℃ ‧ 60분	≦ 30㎍/ml
주류	20% ethanol	60℃ ‧ 30분	≦ 30㎍/ml
상기 이외의 수성 식품	물(> pH5)	95℃ ‧ 30분	≦ 30㎍/ml
	4% 초산(≦ pH 5)	95℃ ‧ 30분	≦ 30㎍/ml

표2.12 E항 기구 또는 용기포장의 용도별 규격(용기 포장 가압 가열 살균 식품의 경우)

(1) 차광성을 갖고, 또한, 기체 투과성이 없는 것일 것. 단, 내용물이 유지의 변패에 의한 품질의 저하의 위험이 없는 경우에서는, 이에 한정되지 않는다.
(2) 물을 가득 채워 밀봉하고, 제조에 있어서 가압 가열과 동일한 가압 가열을 행하였을 때, 파손, 변형, 착색, 변색 등이 생기지 않는 것을 것
(3) 강도 등 시험법 중의 내압 시험을 행할 때, 내용물 또는 물이 새지 않을 것
(4) 강도 등 시험법 중의 열 봉함 강도 시험을 행할 때, 측정된 값이 23N 이상일 것. 단, 상자 상의 용기 포장에 있어서, 강도 시험법 중의 내압 강도 시험을 행할 때, 파열 시의 최대 압력이 20kPa 이상인 것에 대해서는, 이에 한정되지 않는다.
(5) 강도 등 시험법 중의 낙하 시험을 행할 때, 내용물 또는 물이 새지 않을 것. 단, 용기 포장이 소매를 위해 포장되어 있는 경우는, 해당 소매를 위한 포장의 상태 그대로 시험을 행할 것

한편, 안전성에 대해서는 제조물 책임법(PL법)을 준수해야 한다. 1995년에 대폭 개정되어, 소비자 보호의 입장에서, 제조업자에 대해 소비자 눈 높이에서의 제품 제작이 요구되고 있다. 구체적으로는, 상품의 설계, 제조 및 표시에 있어서, 소비자의 기대 기준을 만족시키는 것이다. 특히, 용기 포장 설계에서는 찰과상이나 화상 등의 인체 피해나 조리 중의 의복이나 전자레인지의 오손(汚損) 등의 재산피해에는 세심한 주의를 기울여야 한다. 일본 통조림 병조림 레토르트 식품 협회에서는, 소비자의 안전안심을 위해 식품 메이커에 애해, “통조림, 병조림, 레토르트 식품의 경고 표시 가이드라인(2013년)”이나 “레토르트 식품을 이용 용이성 향상을 위한 업계 자주 가이드라인(2015년”을 작성하고, 표시를 포함하는 용기 포장 설계에 관한 지침을 나타내고 있다. 또한, 식품 메이커에서는 소비자의 사용 실태나 클레임을 조사하고, 높은 수준의 사용 평가 기준을 게재하고, 이것을 클리어 하는 것으로 사고를 미연에 막아야 한다.

2) 내 내용물설계(물리화학적 설계)

레토르트 살균은 통상 121℃에서 약 30분간의 가압 가열 살균이 일반적인데, 105~115℃에서 살균하는 세미 레토르트 살균, 130~135℃에서 살균하는 하이 레토르트 살균도 있다. 살균 온도에 대응한 내열성 재료를 선정한다. 구체적으로 살균 온도보다도 매우 높은 결정 융해 peak 온도(융점)를 가진 내열성 재료로 구성해야 하고, 특히 seal 재에는 주의가 필요하다. 카레의 경우, 수분의 투과, 향신료(향, 색)에 함유되는 정유 성분의 투과, 및 유지를 산화시키는 산소의 투과 등, 가스 성분에 의한 식품 열화나 포장 재료의 변성을 막기 위해, 높은 barrier성을 갖는 알루미늄박을 사용한다. 또한, 낙하나 진동 등의 외력으로부터 내용물을 보호하기 위해, 기재로서 강도가 강한 PET 필름이나 Ny 필름을 적층한다. 또한, 식품과 접하는 최내 층에는 위생적으로, 또한 밀봉 seal에 적합한 PP 필름을 적층한다. 이들 개개의 포장재료를 조합한 것으로 보완하면서 성능을 높이고, 레토르트 카레는 1.5년 이상의 장기 상온 보존이 가능하다.

이상의 점으로부터, 일반적으로 레토르트 파우치는 PET/Al/CPP의 3층 또는 PET/Ny/Al/CPP의 4층으로 구성된다. 파우치의 사용 분류는, 외상의 carton이 있는 경우나 내용물이 적은 경우는 3층, 또한 carton이 없는 경우나 내용물이 많은 경우는 더욱 강도를 올린 4층을 사용한다. 사진2.8은 4층 알루미늄박 적층 파우치의 단면 사진인데, 엄밀하게는 인쇄층이나 접착제층을 포함하면 8층으로 된다. 용도별에서는, 일반적으로 내용물 중량이 500g 미만의 가정용 파우치, 500g 이상의 업무용 파우치로 나뉘는데, 최근에는 업무용 파우치를 가정용으로 사용하는 경우가 늘고 있다. 내용량이 많아지면 낙하충격의 에너지가 증대하고, 파대할 염려가 있기 때문에, 특히 업무용 파우치는 4층 구성으로, seal층의 PP의 두께를 더욱 높인다.

사진2.8 4층 파우치의 단면(광학 현미경)

레토르트 용기의 경우, barrier재는 일반적으로 EVOH(ethylene vinyl alcohol 공중합체)가 사용되는데, EVOH는 수분에 닿으면 barrier성이 저하하기 때문에, 양 사이드를 PP로 적층한 PP/EVOH/PP 구성으로 두껍게 설계한다. 뚜껑재는 barrier재로서 알루미늄박 필름, 또는 PET나 Ny의 표면을 AlOx(알루미나)나 SiOx(실리카) 등을 증착한 필름, 또는 유기물을 코팅한 필름 등의 투명 barrier 필름을 사용하고, seal재에는 상기 용기 와 열 용착성이 양호하고, 쉬운 개봉성이나 내열성이 있는 PP계 sealant재를 사용한다. 또한 용기는 레토르트 파우치와는 달리, 그 형상 특성 때문에 파우치와 동등한 살균 값을 얻기 위해서는 살균시간이 길어지기 때문에, 품질 열화를 고려할 필요가 있다. 또한, 상기 용기에 있어서 산소 흡수제를 첨가한 용기(active package)도 출시되어 있고, 내부에 침입하는 산소를 포획하고, 식품의 산화 열화를 억제하여 상미기한의 연장이나 금속용기를 대체하는 경우도 있다.

3) 레토르트 파우치의 치수 설계

가정용 레토르트 카레 180~200g 파우치의 일반적인 치수는, 폭 120~130mm, 길이 160~170mm인데, 파우치를 담는 carton의 치수는, 파우치의 움직임을 억제하기 위해 일반적으로 타이트하게 설계한다. 단, 포장 기계에서 삽입하는 경우 개구로 되는 폭 방향으로 파우치 폭 0~+10mm로 하고, carton으로 삽입 미스나 파우치의 damage를 적게 하고 있다. 또한, carton은 5개씩 쌓아 올인 2열(10상자 단위)를 wrap 필름으로 감싸고, 골판지 상자에 수납한다. 이것은 수평으로 수송하는 것으로 파우치의 치우침이 없도록 하고, 쌓아 올린 수를 적게 하여 최하부의 제품에 걸리는 부하를 저감하는 것을 목표로 하고, 치수 설계와 집합 포장을 조합하는 것에 의해, 파대나 pin hole을 미연에 방지한다.

골판지 상자는 일반적으로는 wrap around식(0406형)을 사용한다. 이 골판지 상자는, 기본적으로 제품과의 사이에 간격(clearance)이 없고, 골판지 상자와 골판지 상자의 중간에 수납되어 있는 carton에 적층 하중이 걸리기 때문에, 골판지 상자가 찌그러지기 전에 carton이 찌그러지는 리스크가 있다. 그러므로, 설계 단계에서 clearance를 설계하고, 찌그러짐을 방지하는 경우도 있다. 또한, 골판지 상자의 강도 설계는 창고 내의 pallet 적층을 상정하고, pallet 최하부의 골판지 상자에 걸리는 하중에 3~5배의 안전율을 곱해 하중에 견딜 수 있는 것이 일반적인 고려 방식이다. 또한, 수송 효율을 생각하면, simulation soft로부터 적층 효율의 가장 효율적인 적층 패턴을 설정하고, 이것에 맞춰 carton 및 골판지 상자의 치수를 설계해 두는 경우도 있다.

최근에는, 지구 온난화에 의한 집중 호우나 장마, 또는 골판지 상자의 합리화 등의 요인에 의해, 골판지 상자가 흡습하여 부풀거나 찌그러짐이 다발하는 경향이다. 우리의 연구에서는, carton이 들어가는 골판지 상자에 있어서, 골판지 상자의 함수율이 11%(창고 내 상대 습도 약 80% 상당: 10~40℃)를 넘으면 급격히 강도가 저하하고, 유통부터의 반품 리스크가 증가하는 것이 보고되었다. 이 리스크의 회피를 위해, 종래의 23℃, 50% RH로 골판지 상자 압축 시험에 더하여, 새로운 리스크 평가 시험으로서 함수율 11%(30℃, 80% RH)에서의 적층의 하중 시험(부품 시험)의 필요성을 제창하고 있다. 또한, 창고 관리에 있어서는 함수율 또는 상대 습도를 측정하고, 각각 11% 이상 또는 80% RH 이상으로 되는 보관 기간을 계산하는 것에 의해 부적합의 발생이 예측 가능한 점, 또는 골판지 상자가 흡습하기 쉬운 상태가 계속되는 경우의 대책으로서, 적층 단수를 적게 하는 것이나 보관 장소를 이동하는 것, 제품 pallet를 stretch 필름으로 감싸는 것 등을 제안하고 있다. 또한, 컴퓨터의 진보에 의해 연산 처리 속도나 조작성이 향상된 CAE(computer aided engineering)를 활용한 강도 simulation에 의해, 종래의 골판지 상자의 연구를 실시하는 것으로 레토르트 파우치 제품용 골판지 상자의 흡습 변형이 개선 가능한 경우도 보고되고 있다.

4) 편리성 향상 설계

최근에는, 여성의 사회 진출이나 저출산 고령화, 또한 지구 온난화 문제 등에 의해, 시간 단축, 간편, 환경 배려를 추구한 제품 개발이 활발하다. 레토르트 식품에 있어서도 간편하고 이산화탄소 배출량이 적은 가열 조리법인 전자레인지에서 그대로 가열 조리하는 제품이 증가하고 있다. 레토르트 카레의 경우, 전자레인지의 마이크로 파를 투과하고, 또한 barrier성이 높은 특수한 투명 레토르트 파우치를 사용한다. 알루미늄박 적층 파우치는, 알루미늄박이 마이크로파를 차폐(遮蔽)하기 때문에 식품을 가열 불가하다. 또한 그 외측의 단면은 알루미늄박이 노출해 있고, 이것이 마이크로파에 의해 발화(spark)라기 때문에 매우 위험하다. 현재, 출시되어 있는 전자레인지 대응의 레토르트 카레는, 가열 조리 방법으로서, ①cut하고 평 파우치를 들어 있는 체 전자레인지에 가열하는 사양, ②평 파우치만을 전자레인지 가열하는 사양, ③standing pouch만을 전자레인지에 가열하는 사양의 3가지로 되어 있다.

여기서, 상기 ①의 사양인 전자레인지 대응 레토르트 카레(사진2.9)에 대해서 설명한다. 이 제품에 사용하고 있는 파우치는, barrier 층에 알루미늄박을 사용하지 않고, 투명한 high barrier 필름을 사용한 4층 구성이다. 이 high barrier 필름은, 앞서 설명한 레토르트 용기의 뚜껑재와 동일한 무기물 증착을 실시하였고, 높은 barrier성을 갖는다. 이 필름은 다양한 종류의 grade가 있고, 식품이 갖고 잇는 산소 및 수증기 barrier성의 요구도에 대응하고, 최적의 grade를 선정한다. 하지만, 현재 출시되어 있는 투명 barrier 파우치는, 카레와 같이 유지를 포함하는 식품을 대상으로 하는 경우, 상미기한은 약 1년이다. 또한, 이 파우치는 개봉하지 않고 밀봉한 채로 전자레인지에 조리하기 때문에, 가열 조리 시에 파우치 내에 충만하는 증기를 안전하게 밖으로 빼내는 기능을 부여하고 있다. 여기서 특히 주의해야만 하는 점은, 전자레인지의 종류나 내용물의 특성에 따라, 증기압의 급격한 상승에 견디지 못하고 파우치가 파열하는 것이나 국소 가열에 의해 파우치가 용융하여 구멍이 발생하는 것도 있다. 그래서, 전자레인지에서 안전하고 적당한 온도로 가열 조리하기 위해서, 내용물의 수분, 식염 농도, 점성, 고형물 등을 조제하는 경우도 있는데, 풍미가 변할 염려가 있기 때문에, 파우치의 재료 구성, seal 강도, laminate 강도, 증기 방출 구조(형상이나 위치 등)의 설계를 다시 검토한다. 또한, 카레의 경우, 자외선 만이 아닌 가시광선에 의해 열화하기 때문에, carton이 없는 경우는 파우치를 차광 잉크 등으로 차광한다. 또한, 산소 투과도나 투습도 등의 barrier성은 알루미늄 적층 파우치 보다도 확실히 열등하기 때문에, 적절한 상미기한을 설정해야 한다. 또한, 잉크나 용제 등의 취기가 내용물에 이행하는 것을 막기 위해, 이들 재료의 내측에 barrier 층을 배치한다. 파우치의 기본 구성은 PET, Ny, CPP의 3층인데, 전자레인지 가열 조리 시에 있어서 내열성이나 내한 충격성을 고려하면, PET나 Ny을 1층 더 추가한 4층 구성이 바람직하다. 단, 4층 구성 필름은 필름 자체가 두껍고, 개봉성이 나빠지기 때문에, easy cut 기능을 가진 필름을 적층하고, 개봉성을 향상시킬 필요가 있다. 또한, 개봉성의 평가에 대해서는, 포장-accessible design JIS S 0021: 2014 및 JIS S 0021-2: 2018을 참고하면 좋다.

사진2.9 전자레인지 대응 레토르트 카레

5) 쾌적포장 설계(환경 배려 설계)

2000년에 용기 포장 리사이클법이 완전 시행되고, 제품을 제조 판매하는 기업이나 포장 재료를 공급하는 기업에, 용기 포장의 재상품화 의무가 부과되고 있다. 레토르트 식품의 경우, 포장재료는 주로 플라스틱과 종이가 원료이고, 레토르트 파우치나 레토르트 용기는 “플라스틱 포장”으로 분류되어, 자연적으로 분해되지 않고, 복합 재료로 구성되어 있기 때문에 재이용이 어려운 포장재료이다. 그래서, 메이커 각 회사에서는 환경 배려를 하기 위해서, 본래의 내용물을 보호하는 포장기능을 유지하는 것을 전제로, 포장재료의 두께를 얇게 하고, 용적을 compact하게 하고, 외상자를 없애는 등, 환경 배려 설계를 적극적으로 행하고 있다. 2015년에는 국제 표준에서 제정한 환경 배려 설계 JIS Z 0130: 2015가 설정되어, 환경 배려 설계의 통일된 고려 방법이나 수순이 제시되고, 메이커 각 회사에 환경 영향이 적은 제품 제조가 기대되고 있다. 또한, 3R 추진 단체 연락회(8단체)에 있어서, 재료별로 각 단체가 5년씩 자주 행동 계획을 책정하고, 업계 모두 환경활동을 추진하고 있다.

최근, 지진이나 홍수 등의 자연 재해가 다발하고, 재해 시의 비축품으로서 상온에서 장기 보존이 가능한 레토르트 식품에 대한 니즈가 높아지고, 사진2.10과 같은 상미기한이 5년인 레토르트 카레가 등장하고 있다. 이 제품은 상미기한에 도달함에 따라 폐기되는 식품 로스도 저감하는 것이 기대되고, 재래 대응인 환경 배려의 양면에서 사회에 크게 공헌하는 것이다. 통상의 레토르트 카레는 상미기한이 1~2년인데, 종래의 알루미늄박 적층 파우치를 사용하면서, 원료나 제법을 바꾸는 등 보존 중의 화학적 변질을 억제하는 것으로 상미기한을 대폭 길게 하고, 또한, 창고에서의 보관기간도 종래보다도 길게 되는 것을 상정하여, 골판지 상자의 강도 설계도 고려하고 있다.

사진2.10 Long life 레토르트 카레

(6) 맺음말

레토르트 카레가 등장한지 반세기가 지나고 있다. 레토르트 파우치의 등장이 일본의 당시의 식생활에 큰 영향을 주었고, 새로운 식문화가 생겨난 것은 주지의 사실이다. 현재의 레토르트 파우치는 긴 세월에 따라 개량을 진행하였고, 즉석 식품용 가공식품에 있어서 용기포장의 완성도는 매우 높은 레벨이다. 앞으로, 이 파우치를 능가하는 획기적으로 진화한 용기 포장이 개발되어, 차세대에 새로운 식문화가 형성되는 것을 기대한다.