液状食品の連続通電殺菌装置の開発

要約

液状食品に20kHz,10kV/cm程度の交流電界を印加することにより、通電による熱的効果と電界による電気穿孔の効果が相乗腸菌の効率的な殺菌が実現される。

  • 担当:食品総合研究所・食品工学部・製造工学研究室
  • 代表連絡先:0298-38-8029
  • 部会名:食品
  • 専門:加工利用
  • 対象:微生物
  • 分類:指導

背景

昨今、大腸菌O157を初めとする食品衛生上の問題が表面化したのに対応し、食品の安全性への意識と殺菌方法への期待が高まっている。本研究の目的は、従来の熱による食品の殺菌だけでなく、食品に電気エネルギーを印加することで、品質劣化の少ない殺菌方法を開発することにある。

成果の内容・特徴

  • 0.2mmの間隔に対向させて配置したマッチの軸状のチタニウム板(1x2x20mm)に周波数20kHz,電圧200Vの交流電気を印加し、その間を連続して通過する液状食品(0.1%食塩水)に、通電殺菌を行える装置を開発した(図1、図2参照)。
  • 殺菌に対する通電加熱の効果と電界印加の効果を分離するため、食塩水の濃度を0.05%~1.0%まで変化させた溶液にたいして、処理温度が同じ値になるような電界を印加して通電殺菌を行った。その結果、同じ処理温度のときは印加電界が高いほど殺菌効果が高く、また、同じ印加電界のときは処理温度が高いほうが殺菌効果が高くなることがわかった(図3参照)。
  • 本通電殺菌のメカニズムは、通電加熱により大腸菌の細胞膜が変性しやすくなっているところに、電界が印加されたため、電気穿孔(細胞膜に穴が開く)が生じやすくなり、電界と温度の相乗効果で液状食品の効率的な殺菌が実現できたものと考えられた。
  • 大腸菌の顕微鏡写真より、未処理大腸菌(図4(a))に通電殺菌処理を施すことにより、大腸菌同士が融合する(図4(b))ことが観察された。このことから、本通電殺菌においても高電圧電気パルス殺菌で報告されているような電気穿孔と細胞融合が生じたことがわかった。

成果の活用面・留意点

本研究で開発した装置は液状食品の連続的な殺菌処理を可能とするものであり、今後、液状食品以外にも工業用水、農業用水などの殺菌処理への応用展開が期待されるところである。

具体的データ

図1 連続式通電殺菌装置
図2 通電殺菌ユニット
図3 印加電界と殺菌効果
図4 大腸菌の電顕写真

その他

  • 研究課題名:通電による素材への電界・熱的効果
  • 予算区分:経常
  • 研究期間:平成10年度(平成7~10年)
  • 研究担当者:植村邦彦・五十部誠一郎
  • 発表論文等:液体の連続殺菌装置及び液体の連続殺菌方法、国内特許登録H10,2848591号