JP2006061053A - 果汁の殺菌方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】加圧処理と加熱処理を併用する殺菌方法であって、これまで圧媒として採用されることがなかった酸素ガスと果汁を直接接触させて5MPa以上、10MPa以下の圧力による加圧処理と60℃以下、より好ましくは40℃以上、50℃以下の比較的低温での加熱処理の併用により殺菌する。加熱、酸素、及び加圧が相乗効果を発揮して殺菌作用を奏し、超高圧を用いることなく、比較的低温・短時間で効率的に殺菌できるため、簡易な技術と設備でよく且つ省エネルギーで量産に適した技術を、農産物加工の分野、特に果汁の殺菌処理工程に利用することができる。
【選択図】 図2
Description
1.実施方法
(1)供試菌
供試菌として、低いpH値の領域に強い酵母菌Candida boidinii(以下「菌A」という。)を用いた。
スダチ果汁中に生存する酵母を以下の方法で分離し、確認した。スダチを圧搾して得た果汁(pH2.4)を採取した後、三角フラスコに入れて30℃の恒温槽内で48時間振とう培養した。その果汁から0.1mlを寒天培地に塗抹し、30℃で静置培養した後、形成されたコロニーから酵母と見られるものを掻き取り、YPD培地に移して懸濁するまで30℃で振とう培養した。菌懸濁液は斜面培地に塗抹し増殖させた後、冷蔵庫で保存した。このようにしてスダチ果汁より分離した酵母を、財団法人・日本食品分析センターにおいて属種の同定を行った。その結果、酵母は土壌やオリーブ、ブドウなどの果実表面からも分離することができる酵母で、特に低いpH領域において生存力が強いCandida boidinii (菌A)と同定された。
加圧装置の概略を図1に示す。加圧装置は酸素の高圧ガスボンベ1、窒素の高圧ガスボンベ2、圧力調整弁3、圧力計4、圧力表示部5、分岐バルブ6、圧抜きバルブ7、遮断バルブ8および高圧容器9からなり、それぞれを接続する配管は、外径が1/16インチのステンレス製パイプを使用し、高圧に耐えられるようにした。高圧ガスボンベ1、2と高圧容器9を繋ぐ配管は、途中から分岐して圧力計4と圧抜きバルブ7にそれぞれ接続した。高圧容器9はステンレス製の容器部(容量約17ml)と蓋からなり、Oリングを蓋で締め付けて圧力の漏れを防いだ。また、異なる条件で同時に加圧実験ができるように、途中から配管を5本に分岐し、遮断バルブ8を通して高圧容器9に接続した。高圧ガスボンベ1、2はそれぞれ酸素、窒素の配管を通して分岐バルブ6に接続され、バルブの開閉により、使用するガスを選択できるようにした。
試験液を入れる高圧容器9は132℃、3時間乾熱殺菌装置で滅菌したものを使用した。高圧容器9を加圧装置に接続する際は、クリーンベンチ内で高圧容器9に試験液5.0mlを入れ、蓋を閉めた後、加圧装置の配管に接続した。加圧の際は、圧力調整弁3を徐々に開いて約30秒間で所定の圧力まで加圧した。減圧は、加圧と同じ約30秒間で、ガス抜きを開いてゆっくり減圧し、常圧になった後、高圧容器9を取り外した。加圧中は温度を一定に保つため、高圧容器9を恒温槽内に設置した。また、高圧容器9は試験液を所定の温度まで加温するため、加圧前に5分間恒温槽内に静置した。
試験液を所定の条件で加圧した後の生存率は、加圧前と加圧後の生菌数を比較して算出した。生菌数はコロニーカウント法で直接計測した。試験液中の生菌数が適切な数になるよう、滅菌した脱イオン水で希釈した後、0.1mlを加熱滅菌(120℃、15分間)後に冷却固化した寒天培地(グルコース2.0%、ペプトン0.5%、酵母エキス0.3%、マルトエキス0.3%)に塗抹した。これを30℃の恒温庫内で72時間静置培養した後、形成されたコロニーをカウントした。生存率は次の式(数1)で表し、実験結果を示す各図の縦軸とした。
酸素ガスで加圧殺菌した場合のスダチ果汁の成分への影響について、外観として色調、香気成分としてD−リモネン、及び栄養成分としてビタミンCをそれぞれ指標として選び、次の方法で評価した。すなわち、色調は分光式色差計(日本電色工業株式会社製)により、D−リモネンはブロム-ブロム酸滴定法により、ビタミンCはインドフェノール滴定法により、それぞれ日本農林規格検査法に従い測定した。
(1)菌Aの殺菌
図2、3及び4は、スダチ果汁中に菌Aを含む試験液の実験結果を示すグラフである。図において縦軸は対数表示で示す菌Aの生存率(数1)であり、横軸は酸素加圧の処理時間(分)である。図から、菌Aの試験液について、果汁温度を50℃(図2)、40℃(図3)、及び30℃(図4)とし、圧力については酸素ガス単独でそれぞれ0.1MPa、5.0MPa及び10.0MPaに変えたときの、菌Aの生存率変化が分かる。生存率は、試験した条件内では、酸素ガス圧力と果汁温度が高くなるに従い、短時間で減少している。50℃の場合は10.0MPa及び5MPaの加圧により約1分間で殺菌できた。40℃の場合は10MPaの加圧で5分間以内、5.0MPaの加圧では10分以内で殺菌できた。30℃の場合では10MPaないし5MPaの加圧で約10ないし15分間を要した。これらの結果から、清涼飲料水の殺菌条件である65℃、10分間(pH4.0未満のもの)及び85℃、30分間(pH4.0以上のもの)の加熱処理に比較して、より短時間又は
より低温での殺菌処理が可能であることが分かる。
表1は、スダチ果汁に10.0MPaの酸素ガス圧力を果汁温度20℃で30分間、30℃で15分間、40℃で5分間および50℃で1分間加え、加圧前後の試験液の色調を比較したときのDL*(明度)、Da*(彩度)、Db*(色調)およびDE*(色差)を示す。スダチ果汁は通常、空気中に放置すると酸化により変色し、Db*およびDE*の絶対値が大きくなるが、調査した殺菌条件では値は小さく、色調に殆ど影響を及ぼさないことが分かる。
また、色調の比較と同じ条件で酸素ガス加圧を行ったスダチ果汁について、香気成分であるD−リモネンの含有量を測定した。D−リモネンの含有量は、加圧前が0.105mg/100mlであったのに対して、加圧後はどの条件も0.100ないし0.110mg/100mlの範囲内にあり、加圧前後に違いはなかった。酸素ガス加圧殺菌は低温で処理できることから、加熱殺菌で問題となる香りと色の変化が抑制されたと考えられる。
通常、食品における香味付けが目的のスダチ果汁などは、栄養素としてのビタミンC含有の程度はそれほど重要視されないが、酸素加圧による品質の変化の有無を確認するため、スダチ果汁中のビタミンC含有量に対する酸素加圧の影響を調べた。その結果を表2に示す。すなわち表2は、果汁中のビタミンC含有量と残存率について、酸素加圧前後の変化及び食品衛生法に定められている清涼飲料水の殺菌条件である65℃、10分間(pH4.0未満のもの)と、85℃、30分間(pH4.0以上のもの)の加熱を行った果汁中のビタミンC含有量の変化を示している。これによると、各温度条件において、高圧になるに従い残存率がやや減少する傾向があるが、50℃、5MPa及び10MPaの条件下でそれぞれ1分間の加圧処理で86.3%、78.3%であり、常圧下における清涼飲料水の殺菌条件65℃での80.0%、85℃での74.5%に比べてほぼ同等である。また、40℃ではそれぞれ5MPa、10MPaの条件下で5分間の加圧処理で64.8%、48.6%と低い傾向を示しているが、それでも約半分程度の残存率があり、酸素加圧によるビタミンC含有率に対する影響は比較的軽微であることが確認された。
本発明者らは、本発明に至る基礎実験として、酸素加圧の殺菌効果確認のため、圧媒として窒素と酸素を用い、菌として一般的に指標菌として使用される酵母菌Saccharomyces cerevisiae(IFO 10149、以下「菌B」という。)を用い、下記の実験を行った。加圧装置は、前記段落「0024」に記載の加圧装置を用いた。
(1)菌Bの試験液調製
菌Bの冷蔵保存菌を、加熱滅菌(120℃、15分間)したYPD培地(グルコース2.0%、ペプトン2.0%、酵母エキス1.0%)に植菌した後、30℃の恒温槽内で72時間、成長における定常期まで振とう培養した。この培養液をYPD培地で20倍に希釈し、30℃で6時間振とう培養した後、OD660(分光光度計による波長660nmにおける濁度)を0.8に合せ菌数を調整した。実験に使用する場合はYPD培地で2倍希釈して試験液とした。予備実験から、定常期の培養液をYPD培地で20倍に希釈後、6時間培養した酵母は成長における対数期であること、OD660を0.8に調整した菌懸濁液は菌数がおよそ5×106個/mlであることを確認した。
図5は、菌Bの試験結果を示すグラフである。図において縦軸は対数表示の生存率(数1)であり、横軸は酸素加圧の処理時間(時間)である。図から、菌Bの試験液について、YPD培地温度を50℃とし、圧力については酸素ガスと窒素ガスの混合気体で全圧が10.0MPaとなるように加圧し、酸素ガスの分圧を0.0、2.5、5.0、7.5、及び10.0MPaに変えた場合の、菌Bの生存率変化が分かる。生存率は、酸素ガス圧力とYPD培地温度が高くなるに従い、短時間で減少している。50℃、10.0MPaないし5MPaの加圧で約15分で1/106まで生存率を減少させることができた。すなわち、酸素ガスによる直接加圧処理によると、菌Aのみならず、一般的な酵母菌についても効果的に殺菌できることが明らかとなった。なお,本参考例は栄養培地(YPD培地)中で行ったため、スダチ果汁に比べ殺菌に長時間を要した。
また、同じく図5に示す実験の範囲内では菌Bは、酸素分圧が高くなるに従い生存率が急激に低下するが、逆に窒素分圧が高いほど生存率の低下が少ない。窒素ガスの分圧7.5MPaの加圧では,処理時間2時間経過後においても1/104程度までの減少であり,さらに窒素ガス単独の10MPaの加圧では、処理時間5時間経過後において生存率は1/102程度までの減少に留まっている。すなわち10MPa程度の空気による加圧では殺菌効果は期待できないと言える。以上の結果から、前記酵母菌に対する酸素加圧の効果は単なる圧力効果ではなく、酸素そのものに由来するものであることが明らかとなった。
2・・・・・・・・・窒素の高圧ボンベ
3・・・・・・・・・圧力調整弁
4・・・・・・・・・圧力計
5・・・・・・・・・圧力表示部
6・・・・・・・・・分岐バルブ
7・・・・・・・・・圧抜きバルブ
8・・・・・・・・・遮断バルブ
9・・・・・・・・・高圧容器
10、25・・・・・殺菌後の果汁貯蔵タンク
11・・・・・・・・安全弁
12・・・・・・・・攪拌装置
13、16、23・・送液ポンプ
14・・・・・・・・ジャケット
15・・・・・・・・果汁貯蔵タンク
17・・・・・・・・加熱装置(熱交換機プレートヒーター)
18・・・・・・・・酸素ガス供給装置(酸素ガスインジェクション装置)
19・・・・・・・・攪拌混合装置(インラインミキサー)
20・・・・・・・・酸素ガス圧縮装置
21・・・・・・・・殺菌後の果汁貯蔵タンク(フラッシュチャンバー)
22、24・・・・・冷却装置(熱交換機プレートヒーター)
Claims (5)
- 加圧と加熱を併用する果汁の殺菌方法であって、60℃以下の温度の果汁を酸素に直接接触させて加圧処理することを特徴とする、果汁の殺菌方法。
- 加圧処理の圧力が5MPa以上、10MPa以下である請求項1記載の果汁の殺菌方法。
- 果汁の温度が40℃以上、50℃以下である請求項1又は請求項2記載の果汁の殺菌方法。
- 果汁が香酸柑橘果汁である請求項1ないし請求項3いずれか1項記載の果汁の殺菌方法。
- 香酸柑橘がスダチである請求項4記載の果汁の殺菌方法。
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CN102771870A (zh) * | 2012-07-09 | 2012-11-14 | 广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所 | 一种荔枝汁非热杀菌方法 |
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