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おいしさ・健康・安全を包む!食品包装の基礎知識

食品包装の基礎知識

著者:野田治郎技術士事務所 所長 経営工学部門(包装・物流) 野田 治郎

第1回:包装の役割と歴史

1. 食品における包装の役割

食品の基本は「おいしさ・健康・安全」です。包装はこれを実現するための重要な役割を担っています。具体的には、包装は次の3つの基本的な役割を持っています。

1:おいしさなど、食品の品質を保つ役割
生産から消費までの間に受ける、外力、環境変化から内容物を守ります。 

2:流通時や使用時の取り扱いを便利にする役割
荷役、保管、輸送の作業効率の向上および消費にあたっての利便性が求められます。

3:情報提供と販売促進の役割
商品として必要な表示、内容物の説明、商品をアピールするデザインが求められます。

昔の対面販売による量り売りの時代では、包装は持ち運ぶための入れ物でした。現在では、食品の包装は商品の顔となっています。包装が商品の価値を高め、売れる商品を創ると言っても過言ではありません。

図1に革新的な包装により売れる商品となった例を示します。Aは絞り出して出せる軟質ボトルの例、Bは常温保存できるレトルトパウチの例、Cは容器でそのまま食べられるカップ麺の例です

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図1:革新的な包装により売れる商品となった例

次に、売れる商品を創るための包装設計について説明します。
包装を設計するためには、まず、包装する食品の特性、流通条件、使用条件を知ることが必要です。特に、食品の特性を知らずに包装設計すると必ず消費者クレームが来ます。次に、表1に示した要求機能を達成するために、包装形態、包装材料を設計します。

表1:食品包装への要求機能
保護性酸素バリア性、水蒸気バリア性、遮光性、耐熱性、耐寒性、耐酸性、耐油性、包材臭、強度、シール性
使用性開封性、再封性、取り出しやすさ、持ちやすさ、安定性、加熱調理適性、冷蔵庫収納性、適正容量、表示の見易さ
安全衛生性溶出物、使用添加物の安全性、残留溶剤、異物・コンタミ、いたずら防止、使用時のケガ、トレーサビリティー
環境適性省資源、省エネルギー、リサイクル適性、環境汚染物質、分別適性、廃棄時減容性
生産性充填ライン適性、資材コスト、包装経費
適法性食品衛生法、日本農林規格、PL法、計量法、容器包装リサイクル法、知的財産 など

包装は様々な技術の集大成であり、技術の進歩とともに包装も進歩してきました。
包装に関わる技術:材料技術、成形加工技術、印刷技術、包装機械、物流技術、食品加工技術、リサイクル技術 など

また、図2に示した社会環境の変化によって、包装に求められる機能も変化しています。技術の進歩や社会環境の動きを知った上で包装を考えることが、売れる商品創りのために重要となります。image_150706_2

図2:包装を取り巻く社会環境の変化2.

2.包装の歴史

食品包装の基礎知識として、包装の大まかな歴史を紹介します。

太古から昭和20年代まで

人類は自給自足の時代から、収穫、生産したものを運んだり貯蔵したりしています。その時の入れ物としては、身近にあるあらゆる材料を使ってきました。例えば、木、竹、皮、土器、わら、縄、筵(むしろ)、俵、籠、木箱、麻袋、樽、桶、布、紙、ガラス、金属などです。その後、商品としての食品の包装には紙、ガラス瓶、金属缶が主に使われました。

昭和30年代:包装の近代化

スーパーマーケットが急成長し、大量生産、大量流通、大量消費が起こりました。対面販売からスーパーマーケット販売方式への転換により、大量の包装需要が発生しました。ちょうど、包装材料としてプラスチックが採用され始めた時期でもあります。小袋、大袋、トレイ、カップ、ボトルなど、様々な形態の容器包装が製品化されました。

さらに、耐熱性、酸素バリア性などの性能の優れたプラスチックが開発され、それに伴い各種の包装技法が確立されました。防湿包装、真空包装、ガス置換包装、ボイル・レトルト包装などです。その結果、保存性が大きく向上しました。

昭和40年代後半~:適正包装化

昭和48年の石油危機により資源不安、資材高騰がおこりました。また、安全性、過剰包装、埋め立て地不足などの問題が次々と発生し、社会問題化しました。それに対し、包装の適正化、安全化、環境対策、公正化などの社会的要望が起こりました。

当時の問題点とその対応を紹介します。

1:安全性への疑問

PCBを含む包装紙・印刷インキが大問題になりました。その後、可塑剤、モノマー、色素、溶剤などの安全性に対する疑問が次から次へと発生しました。安全性への過剰反応、マスコミによる風評被害が起こり、正しいリスク評価が求められるようになりました。

2:ごまかし包装の横行

取引の信義に反した過剰包装や誇大広告的な不正表示が横行し社会問題となりました。

3:包装の高コスト化

……

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第2回:包装の種類と製造方法

1.包装の種類:包装材料と包装形態

食品包装に使われる材料は、紙、プラスチック、金属、ガラスがあります。各材料の容器包装出荷金額比率は多い順に、紙40.8%、プラスチック31.3%、金属16.2%、ガラス2.2%となっています。(平成26年日本の包装産業出荷統計 公益社団法人日本包装技術協会調べ)各材料の特徴を以下にまとめます。

包装形態は、液体紙パック(ブリックタイプ、ゲーブルトップタイプ、ペーパー缶)、紙トレー(製函トレー、絞り成形トレー、パルプモールド)、化粧箱、包装紙、ラベル、段ボールなどがあります。紙の特長は印刷しやすいことと、リサイクルしやすいことです。欠点は、耐水性、耐油性、酸素バリア性、ヒートシール性(熱による接着性)がありません。そのため、食品を直接入れる紙製の容器包装はプラスチックをラミネートして使われます。

図1:代表的な紙材料の包装

プラスチック

容器包装に使われるプラスチックはPE(ポリエチレン)、PP(ポリプロピレン)、PS(ポリスチレン)、PET(ポリエチレンテレフタラート)の4樹脂で95%以上を占めています。それ以外にも、バリア性、シール性、耐熱性、強度などさまざまな特徴を持つプラスチックがあります。用途に応じて選択し組み合わせて使用されますが、逆に、選択を間違えるとトラブルを起こします。加熱成形しやすいためフィルムやシート、成形品など、次のような多くの包装形態で使われています。

<軟包装>4方シール袋、3方シール袋、ピロー包装袋、スティック袋、ガセット袋、角底袋、スタンディングパウチ、深絞り容器、真空包装袋、スキンパック、チャック袋、スパウトパウチ、ひねり包装、包み包装、シュリンク包装、ラベル
<成形品>トレー、カップ、ボトル、キャップ・中栓

図2:代表的なプラスチック材料の包装

金属

鉄とアルミが使われ、薄板や箔から容器包装に加工します。腐食を防ぐため、鉄は錫(スズ)メッキまたはクロムメッキ処理をして、必要により樹脂をコーティングします。金属は強度があり、光、酸素、水に対して完璧な遮断性を持っています。そのため、保存性、密封性に優れた容器ができます。

<金属容器の例>飲料缶、食缶、ボトル缶、美粧缶、5ガロン缶(一斗缶、18リットル缶)、ドラム缶、キャップ(ロールオンキャップ、スクリューキャップ、ツイストキャップ、PTキャップなど)、アルミトレー

図3:代表的な金属材料の包装

ガラス

透明性があり、光以外は遮断性があるため、高級感のある保存容器ができます。逆に、重くて割れやすいという欠点があり、缶やプラスチックへの移行が進んできました。ガラス瓶は広口瓶、細口瓶、フロスト加工瓶、着色瓶、ドリンク瓶などさまざまな形状があります。

図4:代表的なガラス材料の包装

以上のように、容器包装に使用される材料はそれぞれ長所、欠点があります。それを補うために、材料を組み合わせる必要があります。最適な組み合わせを見つけることが包装設計では重要で、包装設計者の腕の見せ所となります。また、包装材料は常に進化しており、最新の情報を知っておく必要があります。

2. 主な包装の製造方法と充填包装機

液体紙パック、レトルトパウチ、PETボトル、缶、ガラス缶の製造方法を説明します。

<液体紙パック>

屋根型のゲーブルトップタイプとレンガ型のブリックタイプがあります。原紙は9割以上が輸入です。耐水性を持たせるために両面PEラミネートしたポリエチレン加工紙として輸入され、国内で印刷されます。

ゲーブルトップタイプは、1パックずつ、たたまれた状態のブランクとして納入されます。充填機上でボトムを成形・シールし、充填後、トップ側を屋根型に成形・シールします。

ブリックタイプは、ロールで納入されます。縦型の充填機でセンターをシールして筒状にし、充填、横シール後ブリック型に成形されます。アセプティック(無菌)充填が可能です。

<レトルトパウチ>

レトルトパウチは一般的にはドライラミネートによる4層構成となっています。

外層 :耐熱水性のあるPETフィルム
内層 :耐熱・低臭性のPPシーラント
中間層 :強度を持たせるNY(ナイロン)フィルム、およびバリア性を持たせるアルミ箔

充填シール機は水平ロータリー式で、充填、脱気、ヒートシール、冷却シールします。シールされた製品はレトルト佂に入れ、所定の温度・時間で加圧加熱殺菌します、レトルト佂はバッチ式と連続式があります。

PETボトル

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第3回:品質保持とユニーバーサルデザイン

1. 食品包装と品質保持

食品包装は、保管流通段階における生物的、化学的、物理的な変質要因から食品を保護する役割を持っています。表1に、食品を変質させる要因とそれを防止するための包装技術をまとめます。

表1:食品の変質と包装技術
変質要因食品の変質変質を防止するための包装技術
生物的変質
(微生物・酵素・昆虫)
腐敗、膨張、風味劣化、変色、物性変化 虫害ホットパック、包装後加熱殺菌包装(ボイル殺菌、セミレトルト殺菌、 レトルト殺菌、ハイレトルト殺菌)、無菌包装
化学的変質
(酸素・温度・光線・化学反応)
風味劣化、褐変、退色、異臭、物性変化、栄養成分の減少真空・ガス置換包装、脱酸素剤封入包装、酸素機能付包材、青果物鮮度保持包装(MA包装)
物理的変質
(物質の移行・散逸・衝撃・振動・加重)
物性変化(粘度・食感)、異臭、形状破壊防湿包装、緩衝包装

生物的変質を防止する包装技術

ホットパック:加熱殺菌した食品を熱いまま充填し密封する方法です。果汁飲料、ジャム、タレ・ソース、ケチャップなどがあります。(図1)

ホットパックの製品例

図1:ホットパックの製品例(著者撮影)

包装後加熱殺菌:殺菌温度によりボイル殺菌(100℃未満)、セミレトルト殺菌(約115℃以下)、レトルト殺菌(約125℃以下)、ハイレトルト殺菌(約130℃以上)があります。

無菌包装:高温短時間、殺菌した食品を冷却し、無菌雰囲気化で充填し密封する方法です。熱による食品の品質劣化が少なく、食品本来の色や味を保つことができます。ポーションミルク、カップ入りデザート、スライスハム、ミネラルウオーター、ブリック型紙パック入り牛乳・果汁などがあります。(図2)

これらの殺菌のための包装技術は、食品の性状、pH、水分活性、対象菌、包装形態、保管・流通条件(常温かチルドか)、賞味期間、生産数量などから最適な方法が選択されます。

無菌包装の製品例

図2:無菌包装の製品例(著者撮影)

化学的変質を防止する包装技術

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2. 食品包装とユニバーサルデザイン

ユニバーサルデザイン(UD)は、年齢や能力にかかわりなく、全ての生活者に対して適合する製品のデザインと定義されています。誰もが暮らしやすい豊かな社会の実現に向けて、UDを考慮した製品の必要性が高まっています。

超高齢化社会が進行する中で、自立して生活する元気な高齢者は2,500万人以上と推定されています。食品産業にとって、この巨大な市場を念頭に置いた商品開発が急務となっています。表示の見やすさ、安全性、開けやすさ、握りやすさ、再封性、 適切な内容量など、高齢者が利用しやすい商品が求められます。

食品包装で、UDとして配慮すべき項目は6つあります。

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第4回:環境対応と安全安心

1. 食品包装と環境対応

地球温暖化対策として、低炭素社会実現に向けた取り組みが待ったなしの状況になっています。持続可能な社会への貢献は企業の社会的責任(CSR)の一つで、毎年発行する社会環境報告書(CSRレポート)は企業を評価する重要な判断材料となっています。企業の存続のためには、継続的に環境対応に取り組む必要があります。

食品包装の環境対応は、地球温暖化対策の効果としては微々たるものです。しかし、包装が消費者の手で廃棄されることや、リサイクル費用負担の点で食品企業にとっては重要な課題です。

また、流通時・保管販売時の食品の廃棄が問題となっています。食品の廃棄を減らすために、包装は大きな役割を果たします

容器包装における環境対応のポイントは次の4つです。

  1. 消費者がメリットを感じる環境対応であること。
    安い、軽い、使いやすい、無駄がない、捨てやすいなど、消費者がメリットを具体的に感じることにより、販促効果につながります。
  2. 合理化やコストダウンができること。
    コストアップになる環境対応は、まず採用されません。
  3. 企業の社会的評価を高めるものであること。
    環境効果に賛否両論があるものは採用できません。かえって企業イメージを損なうことがあります。
  4. 保存性、強度など、容器包装に必要な本来の機能は同等以上であること
    保存性や強度を損なってまで、省資源、簡素化をするのは本末転倒です。

つぎに、環境対応のための包装事例をいくつか紹介します。

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2. 食品包装における安全安心と品質保証

安全な食品を提供し、消費者の健康増進に寄与することは、食品メーカーの社会的使命です。食品の安全衛生性を確保するために、食品メーカーは使用原料、製造工程など細心の注意を払って製造しています。一方で、容器包装については安全なものという前提で使用しています。

表1:食品の容器包装の品質保証で考慮すべき項
包装設計と機能評価包装仕様書、品質規格書
評価方法の標準化と評価基準包装の品質
保持機能と賞味期間
包装設計と機能評価包装仕様書、品質規格書
レーサビリティ
人為的危害
包装の品質管理設計段階での品質確認と保証
日常の管理
適法性食品衛生法、容器包装リサイクル法製造
物責任法、知的財産など

表1は、食品の容器包装の品質保証で考慮すべき項目を列挙したものです。日頃から情報収集に努め、危機管理を徹底することが重要です。また、適正なリスク評価をおこない、コストアップにつながる過剰防衛的な対応は避けるべきです。

包装の安全・衛生性については、次の3つの観点から考える必要があります。

1:包装材料の安全性の確保

食品衛生法に基づく昭和34年厚生省告示370号「食品・添加物等の規格基準」に適合することが必須です。しかし、食品衛生法で求められているとおりに、企業判断で安全・衛生性を確保することは困難なことから、各業界団体が設けている自主基準に適合することが求められます。

その中でも食品容器での使用量が多い PE(ポリエチレン)、PP(ポリプロピレン)、PS(ポリスチレン)、PET(ポリエチレンテレフタラート)などを管轄する「ポリオレフィン等衛生協議会」の自主基準が特に重要です。

また、添加剤の使用も必要最小限にする考え方が、食品の容器包装には必要となります。

参照:ポリオレフィン等衛生協議会 ウェブサイト

2:製造工程での異物の排除

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第5回:食品包装に関わる法律と新しい包材

1. 食品包装に関わる法律

食品包装に関係する法律は、以下のように多岐にわたります。

食品衛生法、日本農林規格(JAS法:品質表示基準)、健康増進法、食品表示法、計量法、酒税法、消防法、製造物責任法(PL法)、知的財産基本法(特許・商標・意匠)、景品表示法、資源有効利用促進法、容器包装リサイクル法、日本工業規格(JIS)など

法律はたびたび改正されるため、法律を熟知した専任者による日常のチェックが必要です。法律違反はたちまち市場からの製品回収につながります。特に表示についてはトラブルが起きやすく、開発段階から製品の出荷段階まで熟練者による何重ものチェックが必要です。

<トラブルを起こしやすい項目>
表示事項(特に原材料・添加剤、アレルギー表示)、版下のミス、印刷仕上がり(判読不能となる汚れやかすれ)、期限表示日付、包材の取り間違え、異種包材の混入など

つぎに、食品包装で気を付ける必要のある法律を説明します。

1:食品衛生法

食品衛生法で食品包装に関係する条文は、表1に示した第15条、第16条、第18条、および第18条に基づいて定められた昭和34年厚生省告示370号「食品・添加物等 の規格基準」です。

表1:食品衛生法の器具および容器包装に関する条文
第15条営業上使用する器具および容器包装は、清潔で衛生的でなければならない。
第16条有毒な、若しくは有害な物質が含まれ、若しくは付着して人の健康を損なうおそれがある器具若しくは容器包装又は食品若しくは添加物に接触してこれらに有害な影響を与えることにより人の健康を損なうおそれがある器具若しくは容器包装は、これを販売し、販売の用に供するために製造し、若しくは輸入し、又は営業上使用してはならない。
第18条厚生労働大臣は、公衆衛生の見地から、販売の用に供し、若しくは営業上使用する器具若しくは容器包装若しくはこれらの原材料につき規格を定め、又はこれらの製造方法につき基準を定めることができる。 2 前項の規定により規格又は基準が定められたときは、その規格に合わない器具若しくは容器包装を販売し、販売の用に供するために製造し、若しくは輸入し、若しくは営業上使用し、その規格に合わない原材料を使用し、又はその基準に合わない方法により器具若しくは容器包装を製造してはならない。

しかし、食品衛生法だけでは安全・衛生性を確保する判断基準が明確でないため、それを補完するための自主基準をいろいろな業界団体が作っています。(表2)

表2:自主基準を制定している団体の一覧
種類団体名自主基準の形態
原材料に関する自主基準ポリオレフィン等衛生協議会ポジティブリスト
塩ビ食品衛生協議会ポジティブリスト
塩化ビニリデン衛生協議会ポジティブリスト
合成樹脂工業協会ポジティブリスト
印刷インキ工業連合会ネガティブリスト
食品包装材料用接着剤等衛生協議会ネガティブリスト
日本製紙連合会ネガティブリスト
日本製缶協会ネガティブリスト
製造に関する自主基準軟包装衛生協議会適合工場認定制度

その中でも食品包装での使用量が多いポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、PETなどのプラスチックを管轄するポリオレフィン等衛生協議会 の自主基準が特に重要です。

日本で製造および販売される器具・容器包装は、食品衛生法だけでなく自主基準に適合することが求められます。

2:製造物責任法(PL法)

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2. 食品包装の新しい動き

最近の食品包装の動きについては、すでに、「食品包装の基礎知識 3:品質保持とユニーバーサルデザイン」でいくつか紹介しました。ここでは、食品ロスの削減に貢献する新しい包材を紹介します。

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