무균포장시스템

[원텍지기]

Ⅰ.무균포장시스템

20세기의 패키지에서 찬연하게 빛난 것은 식품의 무균포장이라 할 수 있습니다. 1917년에 미국의 돌(Dole)사에 의해 어셉틱(aseptic) 통조림에 무균 캔을 사용하는 시험이 이루어지고 나서 세계 각국에서는 커피용 밀크 (성분은 크림의 경우가 많지만 여기에서는 우유라 합니다), 과즙음료, 차음료 등의 무균 진공포장식품이 생겨났습니다.

과산화수소 등에서 살균한 포장용기에 롱 파이프 밀크 (상온에서 장시간 보존할 수 있는 우유를 말합니다)나 커피용 밀크 등

주로 액상의 식품을 고온단시간 살균하고 나서 무균충전포장하는 것이고, 이렇게 제조된 제품을 무균충전 포장식품(aseptic fill packaged food)이라 부르고 있습니다.

이밖에도 슬라이스치즈나 슬라이스햄 등 고형식품의 무균화 포장식품도 착실하게 신장되고 있습니다.

(1) 무균충전포장식품과 무균화 포장식품의 정의

무균충전포장에서 무균(aseptic)의 정의는 지금까지 명확하지 않았습니다. 그러나 지금은 무균충전포장에서 무균이라는 것은 상업적 무균을 의미한다고 정의하고 있습니다.

상업적 무균이라는 것은 식중독균이나 병원균이 존재하지 않고 상온 유통 하에서 부패나 경제적 손실을 초래하는 것 같은 미생물이 존재하지 않는것을 의미합니다.

한편, 미생물적인 레벨이 상업적 무균에 까지 이르지 않지만, 냉장 등에서 보존시간을 연장시키기 위해 무균화 처리를 한 식품을 무균화 포장식품 (semi aseptic food)이라 불리고 있습니다.

식품의 무균포장은 ① 액체식품의 무균충전포장, ② 업무용을 중심으로 한 고점성 식품의 무균 충전포장 ③ 고액 혼합식품의 무균포장 ④ 고형식품의 무균화포장 등 4가지로 대별됩니다.

이것들의 공정에는 식품살균장치, 무균포장기, 바이오 클린룸 등에 의한 무균포장시스템이 어디에나 설치돼 있습니다.

해외에서의 무균포장 역사는 오래되었고, 그 중에서도 롱 파이프 밀크의 테트라팩시스템이나 무균 통조림의 돌시스템 등의 주요한 개발이 있어, 지금도 새로운 무균포장시스템이 생겨나고 있습니다.

오늘날 식품의 무균포장에는 미생물살균기술, 로봇기술 등이 구사되고 있는데, 지금까지 불가능했던 식품에도 무균포장이 가능하게 되고 있습니다.

무균포장식품은 당초 보존성이나 맛의 유지를 중점으로 만들어지고 있느데, 점차 식품의 안전성이나 위생성에 역점을 두고

있습니다. HACCP (Hazard Analysis and Critical Control Point) 방식에 의해 만들어지는 무균포장식품은 21세기 식품의 주류를 차지하는 것은 틀림없습니다.

여기에서는 무균포장시스템이라는 테마로 해외에서 무균포장식품의 움직임과 무균충전포장시스템, 무균포장을 위한 무균화 기술, 무균포장 방법의 실제에 관해서 서술합니다.

(2) 해외의 무균포장식품의 움직임

(표1-1)에 세계 각국에서 시판되고 있는 무균충전포장식품에 관해서 나타냈습니다.

이 표에서도 알 수 있듯이 롱 라이프 밀크, 과즙음료, 술, 와인 외에 두유, 두부 등도 무균충전포장돼 있습니다.

오늘날 해외에서 페이퍼 카톤으로 무균충전포장된 태킹 소스가 나오고, 고점성 식품이나 고액 혼합식품의 무균충전포장이

주목되고 있습니다.

<표 1-1> 세계 각국에서 시판 무균충전포장식품

유제품	과일제품	소스.장류	기타
발효우유 롱 라이프 밀크 요구르트 음료 커피용 밀크 푸딩 아이스크림밀크 거품크림 치즈 스프레드	파파야음료 멜론음료 망고음료 구아바음료 오렌지음료 과즙넥타 ​ ​	케첩 장유 초콜릿소스 술 와인 ​ ​ ​	두유 두부 믹스 과즙시럽 건강음료 물 커피 각종 차 ​

가. 미국에서의 무균충전포장식품

1917년 Dole사에서 어셉틱 통조림에 무균 캔을 사용하는 시험이 이루어지고 나서 미국의 식품업체에서는 식품의 무균충전

포장에 적극적으로 노력해 왔습니다.

미국에서의 최초 무균충전포장식품은 1940년대에 Avoset Food에서 만든 유리병포장 탁상 크림이었습니다.

그 후 Dole시스템을 사용해 Real Fresh사의 스프류와 농축 밀크, Hunt사의 알루미늄캔을 사용한 밀크푸딩이 생산되고, 이어서 종이용기포장 과즙음료의 무균충전포장도 활발하게 되었습니다.

이렇게 식품의 무균충전포장에 관해서 긴 역사를 가지고 있는 미국에서 테트라팩 방식에 의해 무균충전포장된 밀크 등이 오랫동안 FDA(미국식품.의약품국)에서 인가되지 않았던 1981년, FDA는 Brik Pak사에 대해 종이용기에 과산화수소를 사용해 미생물을 살균하는 것을 허가했습니다.

그러나 포장재료에 존재하는 과산화수소 농도도 0.01ppm으로 엄격하게 규정돼 있었습니다. 그 후 미국의 Parmalat사가 미국에 진출해 액체 밀크제품의 테트라팩 카톤포장의 무균충전포장을 개시해 토마토 제품의 무균충전포장에도 착수했습니다.

또 Lyons Magnus사에서는 Combibloc사의 재봉함식 추출구를 붙인 무균충전포장 과즙음료를 팔기 시작했습니다. 그 후 동사에서는 1L의 PET보틀을 사용한 후레이버포장 비탄산수를 Remy사제의 무균충전포장기를 이용해 제조를 개시했습니다.

일리노이주의 Jelsert사는 Automatic Liquid Packaging사제 무균충전포장시스템을 사용해 10% 과즙음료를 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 스퀴즈보틀에 포장해 시판했습니다.

Pepsics Wines & Sprits사에서는 1L의 종이제 용기포장 무균충전포장 와인을 팔기 시작했습니다. 흰색과 적색의 2종류가 있고, Brik Pak사의 무균충전포장기로 포장하고 있습니다.

베이비 푸드는 병포장의 경우가 많지만 Natural Food사는 Conoffast사의 무균충전포장기를 사용해 플라스틱 용기포장의 무균충전포장 베이비 푸드를 시판했습니다. 이 제품은 상온에서 10개월간의 보존성이 보증되고 있습니다.

나. 유럽에서의 무균충전포장식품

테트라팩사의 무균충전포장기에 관해서 스위스에서 처음 롱 라이프 밀크가 제조되고 유럽 각국에서는 밀크, 과즙음료, 와인,

요구르트 등이 무균충전포장되고 있습니다.

오늘날에는 음료에 비타민류나 철분 등을 더한 기능성 음료나 종이용기에 취출구를 붙인 것이나 플라스틱용기를 사용한 무균충전포장식품이 나오고 있습니다.

이탈리아의 Parmalat사에서는 밀크에 비타민 A, C, E, D3, 엽산, 철분, 아연을 더한 롱 라이프 밀크를 팔기 시작, 1996년 3~12월 사이에 500mL, 사이즈가 100만개, 1L 사이즈가 400만개 팔렸다고 전해지고 있습니다.

영국의 Gerber Foods사에서는 Tetra Rex사의 무균충전포장기를 사용, 에틸렌비닐알콜 공중합체 (EVOH)를 차단재로 한 종이용기에 오렌지주스 등의 과즙음료를 무균충전포장하고 있습니다. 이 용기에는 플라스틱의 취출구가 설치돼 있습니다.

영국의 Wiseman Dairie사에서는 고밀도 폴리에틸렌보틀 무균충전포장된 밀크를 생산하고 있습니다. 그 보틀은 밀크 제조라인에서 수 미터밖에 떨어지지 않은 공장에서 생산되고 있고, 2L 외에 수 종류의 용기가 있습니다.

프랑스의 Diepal NSA사에서는 PP/EVOH/PP 용기에 포장, 마이크로파 가열이 가능한 무균충전포장 베이비 푸드를 개발했습니다. 이 제품은 식품제조기술과 포장기술이 뛰어나서 Dupont사의 다이아몬드상을 받았습니다.

독일의 Ehrmann사에서는 Adolph ILLig사의 무균충전포장기를 사용해 후르츠 요구르트나 크림 푸딩을 1일에 3만6천컵 생산하고 있습니다.

Jagenberg사는 독일의 유제품 회사에 1시간에 1만5천개의 능력을 가진 유리병 무균충전포장기를 납품했습니다.

이 기계에 사용되는 유리병은 가열된 과산화수수에 의해 멸균되고, 스팀, 열탕으로 세정되고, 무균상태가 됩니다.

영국의 Sous Chef사에서는 오믹 살균장치에 의해 살균된 고액 혼합식품의 안트레를 Robert Bosch사의 무균충전 포장기로

포장한 제품을 팔기 시작했습니다.

(3) 해외에서의 무균충전포장시스템

가. 미국에서의 무균충전포장시스템

미국은 유럽, 일본에 비해 무균충전포장식품의 전개는 늦었지만, 착실히 무균충전포장식품이 증가하고 있습니다.

(표1-2)에 미국에서 사용되고 있는 무균충전포장시스템에 관해서 나타냈습니다.

<표1-2> 미국에서 사용 중인 무균충전포장시스템

포장재료	회사	포장시스템명	내용물
종이용기 (두루마리)	Brik Pak Blocpak Liquipak International	Brik Pak Combibloc Liqui pak	액체식품 전반 액체식품 전반 밀크, 과즙음료
플라스틱용기 (용기와 두루마리, 시트에서의 성형)	Bosch(H&K) Continental Benco Thermoforming USA	Servac 78 AS Conoffast Labar Pack Packform	푸딩, 과즙음료 유제품, 과즙음료 요구르트, 디저트 과즙음료, 요구르트
플라스틱보틀	Kosher (ALP)	Bottlepack	의약품, 우유
플라스틱파우치	Prepac	Prepac as 2	우유
콤포지트캔	Dole-Boise	Dole system	과즙음료
백인박스	Sholle CTI-Fran Rica	AF system ABF system	산성식품 토마토제품

용기의 살균에 과산화수소 등을 사용하지 않는 Conoffast 무균포장기는 요구르트, 베이비푸드 등의 무균충전포장에 사용되고 있습니다. 이 기계에 의하면 권취된 PE/PP/PVDC/PE의 다층공압출 시트인 PE/PP의 2층이 벗겨진 후 남은 무균의 시트가 컵 모양으로 성형되고, 다시 살균 터널에서 살균됩니다. 그 용기에 무균상태가 된 액상식품을 포장, 무균상태가 된 알루미늄박으로 밀봉합니다.

백인박스에 의한 무균충전포장시스템에서는 Sholle과 Liqui 2개사가 선행하고 있습니다. 이 외에는 Fran Rica사와 Container Technologies사가 3~5가론 (11.37~19L)의 작은 용기와 300가론 (1137L)의 대형 용기의 무균충전포장시스템을 개발했습니다. 이 대형시스템에 의해 식품용 원료가 되는 토마토페이스트등의 고점도 유동성 식품을 무균충전포장해 대륙 내에서의 수송이나 해외로의 수출이 행해지고 있습니다.

이들 무균충전포장에 사용되는 포장재료로서는 두께 150㎛의 LDPE / PVDC / LDPE / PVDC / LDPE / EVA-LDPE의 공압출 필름이나 알루미늄 증착 PET백이 사용되고 있습니다.

2L 용량의 대형 유리병이나 PET보틀용의 무균충전포장기는 Hema USA사에서 개발됐습니다. 이 장치는 7개의 피스톤 충전장치를 가지고, 매분 25개의 충전 능력이 있고, 열탕조 중에서 예비 가열된 용기에 마요네즈, 케첩이나 샐러드드레싱을 무균충전포장하는 것이 가능합니다.

고형물을 포함한 스프류의 무균충전포장에 관해서는 FDA가 허가하지 않았지만, 테트라팩사가 FDA에 대해서 신청한 포테이토 스프에 관해서 FDA는 1997년 3월 31일부로 동사에 대해 승인 문서를 보냈습니다.

(표1-3)에 미국의 무균충전포장시스템에 이용되고 있는 각종 포장용기에 관해서 나타냈습니다.

<표1-3> 미국에서의 무균충전포장시스템에 이용되는 포장용기

식 품 명	PF	TFFS	DFS	CC	PP	BIB
과즙음료, 농축주스	○	○	○	○	○	​
우유	○	​	​	​	○	○
크림	​	○	​	​	​	​
사워크림, 요구르트	​	○	○	​	​	​
아이스밀크와 밀크셰이크	○	​	​	​	○	○
푸딩, 디제트	​	○	○	​	​	​
스프	​	○	○	​	​	○
펫트 푸드	​	○	○	​	​	​
토마토 제품	○	○	○	​	​	○
과일과 채소 제품	​	○	○	​	​	○

PF : 종이 용기/두루마리 롤, TFFS : 플라스틱 열성형 충전 씰, DFS : 용기(종이 플라스틱 금속캔 유리병)

충전 접착, CC : 콤포지트 용기, PP : 플라스틱 파우치, BIB : 백인박스

이 표에서 무균충전포장시스템에 이용되고 있는 포장용기는 PF, TFFS, DFS가 많습니다. 밀크, 스프, 토마토 제품

등에는 BIB가 사용됩니다.

(참조:월간포장타임즈)