JP2008057998A - 容器包装内の細菌汚染の非破壊検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
食品、飲料、乳、乳製品、医薬品、医薬部外品、化粧品、保健機能食品、特別用途食品、卵を容器包装したものに混入・汚染した細菌を、容器包装または卵殻を破壊することなく検知する方法を提供する。
【解決手段】
容器包装１に入れられた食品、または、飲料、または、乳、または、乳製品、または、医薬品、または、医薬部外品、または、化粧品、または、保健機能食品、または、特別用途食品（内容物２）内に混入・汚染した細菌３が生成する気体成分４であり、その包装材を通過・拡散して、その包装材の表面から出てくる気体成分４を、センサ５が検知し、信号６に変換することにより、容器包装内に混入・汚染した細菌の検知を行う。また、卵内部に混入・汚染した細菌が生成する気体成分であって、卵殻を通過・拡散する気体成分を検知することにより卵内部への細菌の混入・汚染の検知を行う。

【選択図】図１

Description

本発明は、食品、飲料、乳、乳製品、医薬品、医薬部外品、化粧品、保健機能食品、特別用途食品、卵など容器包装内の微生物汚染を、非破壊で検知できる方法に関する。

生活での必需品である食品、飲料、乳、乳製品、医薬品、医薬部外品、化粧品、保健機能食品、特別用途食品、卵などは、混入・汚染した微生物の作用により、腐敗・変質・分解・発酵、品質の劣化、異味・異臭・膨張・褐変など変敗が起きて、製品の価値を下げるばかりでなく、人命にも影響を及ぼす可能性が懸念される。

このような微生物の混入・汚染を防止するために製造設備・装置の清浄や衛生的な製造加工操作が行われ、容器に包装されて、製品出荷する努力が行われている。

しかしながら、微生物の混入・汚染を完全に防止することは難しく、製造されたもののなかに、低い頻度ではあるが、微生物の混入・汚染が発生している。

金属やガラスや樹脂などの異物混入はX線を利用した装置が実用化されており、食品包装や医薬品・医療器具包装の製造に利用されている。

容器包装内の異物としては、気泡があるが、特開２０００−２８５８７号公報に例示されている方法のように超音波を利用して検出方法があるが、被対象物を液体中に沈める必要があり、簡便な検査方法ではない。

一方、微生物の混入・汚染の検査方法は、特開２００４−１５９６５０号広報に
例示されているような微生物の増殖や内在する酵素反応を利用して検出する方法や
特開平９−１３３６８４号広報に例示されているような微生物に対する抗原抗体反応を利用する方法や、食品衛生検査指針（非特許文献１）に示されている微生物が内在するATPの量を酵素反応の蛍光発光により検出する方法などが多種類考案されているが、いずれも、容器包装を破壊して、検査対象の試料を容器包装から取り出す必要がある。

食品などへの混入や汚染が問題となる細菌として、大腸菌やサルモネラ菌やビブリオ菌などの腸内細菌があるが、それらは、水素や二酸化炭素を生成することが知られている。（非特許文献２）

本発明は、食品、飲料、乳、乳製品、医薬品、医薬部外品、化粧品、保健機能食品、特別用途食品、卵を容器包装したものに混入・汚染した細菌を検知する方法であり、容器包装を非破壊で検知できる方法を提供することを目的とする。

特開２０００−２８５８７号公報 特開２００４−１５９６５０号公報 特開平９−１３３６８４号公報 社団法人 日本食品衛生協会，食品衛生検査指針（2004） Ｒ.Ｙ.スタニエら著、株式会社培風館，微生物学（下）

食品、飲料、乳、乳製品、医薬品、医薬部外品、化粧品、保健機能食品、特別用途食品、卵を容器包装したものに混入・汚染した細菌を、容器包装または卵殻を破壊することなく検知する方法を提供する。

本発明は、容器包装内に混入・汚染した細菌が生成する気体成分を対象として、容器包装を破壊することなく、容器包装を通過、拡散する気体成分を検知することにより、容器包装内に混入・汚染した細菌を検知する方法である。

本発明は、図１に示すように、容器包装１に入れられた食品、または、飲料、または、乳、または、乳製品、または、医薬品、または、医薬部外品、または、化粧品、または、保健機能食品、または、特別用途食品（内容物２）内に混入・汚染した細菌３が生成する気体成分４であり、その包装材を通過・拡散して、その包装材の表面から出てくる気体成分４を、センサ５が検知し、信号６に変換することで構成される。

容器包装１内の内容物２に混入・汚染した細菌３が生成する気体成分４を感度よく検知するためには、センサを容器包装に近接、あるいは、接触させる。

あるいは、図２に示すように、容器包装７全体を検査対象として、センサ１１を装填した容器１２に、容器包装ごと入れて、容器包装から出てくる混入・汚染した細菌９が生成する気体成分１０をセンサ１１で検知し、信号１３に変換する。

混入・汚染した細菌が生成する気体成分としては、水素や二酸化炭素が利用できる。

水への溶解性が低く、また、種々の包装材を通過し易く、拡散速度も速い、水素を混入・汚染した細菌が生成する気体成分として検知対象とすることが、より望ましい。

上記の気体成分の他に、細菌が生成するエタノールや２，３ブタンジオールなどのアルコール類が気化し気体状となったものを、あるいは、酢酸や乳酸やギ酸やコハク酸などの有機酸が気化し気体状となったものを検知対象としてもよい。

用いるセンサは、検知対象の気体が水素であれば、半導体式のガスセンサや、熱電変換式のガスセンサや、３電極電気化学センサーや、弾性表面波を利用したセンサーや、接触燃焼式ガスセンサなどの水素を検知するセンサーを用いることができる。

また、検知対象の気体が二酸化炭素であれば、用いるセンサは、固体電解質型センサーや赤外吸収法を利用したセンサーなどの二酸化炭素を検知するセンサーを用いることができる。

また、水素や二酸化炭素を反応基質として反応できる酵素を利用し、反応した気体量に応じて、呈色、あるいは、発色、あるいは、蛍光発光、あるいは、吸光波長のシフトを起こす化合物と組み合わせて、その変化をレーザーなどを利用して光学的に検知する方法も用いることができる。

検知対象の気体が、細菌が生成したアルコール類または有機酸類が気化し気体状になったものであっても、酵素反応を利用して、光学的に検知することもできる。

上記の酵素反応により応答する化合物の変化量は、酸化還元電位などの電気化学的な変化や、誘電率変換などの電気的特性変化や、磁性特性変化などの磁場特性変化などの信号として取り出すこともできる。

容器包装に用いる材料としては、ポリエチレンやポリ塩化ビニリデンやポリビニルアルコールやエチレン-ビニルアルコールの共重合体やナイロンやポリアクリロニトリル樹脂など汎用樹脂素材、それらの複合素材や紙や、それらの組み合わせ、あるいは、多重多層のフィルムとしたものを用いることができ、また、ボトル形状加工できるペット樹脂などの素材を用いることもでき、また、ガラスや金属材料など素材を粒子状にして組み合わせたコンポジットなども用いることができる。

本発明による細菌の検知方法は、細菌による変敗を防止または遅延させるために、内容物の酸化防止も兼ねて、汎用されている容器包装内の酸素を除去する容器包装に対しても用いることができる。

本発明による細菌の検知方法は、容器包装の内容物が、
生鮮肉 、ハム・ソーセージ 、パン・菓子類、農産物、魚介類、生鮮魚介類などの食品や、冷凍食品、冷凍菓子、菓子、レトルト調理食品など食品工場で加工されたものや、スーパーでの惣菜、コンビニでのおにぎり・惣菜などの半調理した食品や、ハンバーガーなどセントラルキッチンで調理された外食・ファミリーレストラン用調理食品や、牛乳などの乳や、乳を原料として加工された乳製品や、果汁、ジュース、炭酸飲料、コーヒー、紅茶、日本茶、健康茶などの清涼飲料水や、ビールなどの醸造物や、医薬品や医薬部外品や、天然物の抽出物、天然エキス、香料などを含む化粧品や、サプリメントなどの健康食品や、保健機能食品や、特別用途食品や、卵および、調理加工した卵であってもよく、それら複合のものであってもよい。

図３に示すように、卵については、卵の殻が内容物を包装していると見立ててもよく、生卵の卵黄や白身に混入・汚染しているサルモネラ類などの細菌を、本発明の方法により、卵を破壊することなく、検知することができる。

本発明によれば、容器包装された、食品、飲料、乳、乳製品、医薬品、医薬部外品、化粧品、保健機能食品、特別用途食品、卵を、容器包装を破壊することなく、大腸菌やサルモネラ菌やビブリオ菌などの混入・汚染した細菌を検知できる。

容器包装された食品・飲料・乳・乳製品・医薬品・医薬部外品・化粧品・保健機能食品・特別用途食品・卵の製品を出荷前に、破壊することなく、全品を細菌の混入・汚染について検査することができ、混入・汚染が認められたものは、出荷前に除外・廃棄することができ、それらを摂取することによる食中毒を起こすリスクを低くすることができる。

生卵については、卵を破壊することなく、出荷する卵のすべてについて、大腸菌やサルモネラ菌やビブリオ菌などの混入・汚染した細菌を検知でき、生卵の摂食による食中毒を起こすリスクを低くすることができる。

容器包装された食品・飲料の製品を破壊せず検査でき、従来の技術方法で必要な培養培地や抗体などの試薬反応が不要であり、従来技術の実験操作も不要となるので、検査費用が低減できる。

本発明の例示を以下に示すが、対象とする細菌の種類や、検知対象の気体成分は例示に示す成分に限定されるものではない。また、検査に用いる容器や操作方法や手順は、例示に示す方法に限定されるものではない。

容器包装内に混入・汚染した細菌が生成し、容器包装から拡散する水素を検知するため、図４に示した装置を作製し実験を行った。

図４に示す装置は、水素に応答する半導体式センサ２２を装填したガラス容器２１、センサの応答信号である抵抗値変化を電気信号である周波数に変換するＶＦ変換チップ２３、変換チップが発生する周波数を計測する周波数カウンタ２４、周波数カウンタの計測値を受信するパソコン２５の構成とした。

センサの水素への応答を確認するために、図４の装置に示したガラス容器に何も入れていない状態で、ガラス容器に水素ガスを注入した結果、図５に示しめす応答信号を確認でき、センサが水素に応答することが確認できた。

容器包装に混入・汚染する細菌として、大腸菌ＨＢ１０１株を用いた。

グルコース（ナカライテスク製）１ｇ、酵母抽出物（ナカライテスク製）５ｇ、トリプトン（ナカライテスク製）１０ｇ、塩化ナトリウム（ナカライテスク製）１５ｇを１リットルの蒸留水に溶解し、ｐＨ７．０に調製し、高圧滅菌器で滅菌処理した溶液を容器包装の内容物として用いた。

酸素に対するガスバリア性を有しており、脱酸素剤と組み合わせて容器包装に利用されているポリエチレンとナイロンの複合フィルムを切り取り、卓上ヒートシーラーで３辺をシールすることにより、１辺２ｃｍ程度の袋状とした。

袋状のポリエチレンとナイロンの複合フィルムに、上記の滅菌処理した溶液を容器包装の内容物として１ｍｌ入れて、その溶液に大腸菌を混入させたうえで、卓上ヒートシーラーで、残りの１辺をシールし、密封した。

大腸菌が混入した容器包装の内容物の溶液を含む密封したポリエチレンとナイロンの複合フィルムの袋を、水素に反応する半導体式センサを装着したガラス容器内に入れて、センサの応答信号を得た。

センサが応答して得た信号を図６に示した。容器包装内の細菌の汚染を検査できることが示された。

実施例１で作製した、大腸菌の汚染をさせた容器包装を、４℃の冷蔵庫に、１６時間、静置した後、実施例１と同様に、同じ装置で、センサの応答を見た。ガラス容器内に挿入し、２０分経過した後、ガラス容器から袋を取り出した。

図７に示すように、ガラス容器に袋を挿入すると、応答信号が得られ、ガラス容器から袋を取り出すと、応答信号がなくなった。ガラス容器内の袋の存在と、応答信号が対応していることが確認できた。また、冷蔵しておいたものでも、一度、細菌が混入・汚染した容器包装であれば、本発明の方法で検査できることを示した。

実施例１と同様に、ポリエチレンのシートを用いて、卓上ヒートシーラーで袋状の容器包装を作り、大腸菌を混入させた容器包装の内容物である溶液を入れ、卓上ヒートシーラーで封入して、図４で示した装置内に入れて、センサの応答をみた。

図８に示すとおり、細菌が生成した水素に応答するセンサの応答信号が得られ、本発明の方法で、混入・汚染した細菌を検査できることが示された。

本発明の方法により、容器包装を破壊せずに細菌の汚染が検査できるので、食品加工で生産される製品について、出荷前に、全品の検査ができ、細菌の混入・汚染が認められたものについては、出荷の除外、廃棄ができ、食中毒を消費者が起こすリスクを低くすることができ、食品加工での食中毒事故の未然予防と、発生した場合にかかる膨大な対策費用の軽減ができる。

食品工場からの出荷時の製品検査ばかりではなく、一度、細菌汚染した製品を冷蔵一時保管しても、本発明の方法で検査できるので、スーパーやコンビニで販売されるおにぎりや惣菜の検査や、セントラルキッチンで調理された外食産業での食材の細菌汚染も検査でき、フードサプライチェーンでの汚染検査を行うことができ、食品産業全体の食中毒のリスク、および、発生時の対策に必要な経費が、低減される。

生卵の卵黄・卵白の細菌汚染が、卵を破壊することなくでき、かつ、汚染している卵は除外・廃棄できるので、生卵の食事などでの直接の摂食による食中毒のリスクを低減でき、また、生卵を大量に使用する生菓子やマヨネーズなどの製造における細菌の混入のリスクを低減でき、大きなコスト低減につながる。

本発明の検知方法を示した説明図である。 本発明の検知方法を示した説明図である。 本発明の検知方法を示した説明図である。 実験装置の構成を示した説明図である。（実施例１） 実験装置の水素ガスへの応答信号を示した図である。（実施例１） 実験装置のガラス容器内に、細菌汚染内容物を容器包装した袋を入れたときの応答信号を示した図である。（実施例１） 冷蔵一時保管した細菌汚染内容物を容器包装した袋を実験装置のガラス容器内に入れたときの応答信号を示した図である。（実施例２） 実験装置のガラス容器内に、細菌汚染内容物を容器包装した袋を入れたときの応答信号を示した図である。（実施例３）

符号の説明

１ 容器包装
２ 内容物
３ 混入・汚染した細菌
４ 気体成分
５ センサ
６ 信号
７ 容器包装
８ 内容物
９ 混入・汚染した細菌
１０ 気体成分
１１ センサ
１２ 容器
１３ 信号
１４ 卵殻
１５ 卵白
１６ 卵黄
１７ 混入・汚染した細菌
１８ 気体成分
１９ センサ
２０ 信号
２１ ガラス容器
２２ 半導体式センサ
２３ ＶＦ変換チップ
２４ 周波数カウンタ
２５ パソコン
２６ 容器包装
２７ 内容物
２８ 混入・汚染した細菌

Claims (4)

1. 容器包装に入れられた食品、飲料、乳、乳製品、医薬品、医薬部外品、化粧品、保健機能食品、特別用途食品、卵に混入・汚染した細菌が生成する気体成分であって、容器包装を通過または拡散する気体成分を容器包装を開封することなく、または、破壊することなく、または、針をさすことなく、または、穴を開けることなく、または、切断することなく、検知することにより細菌の混入・汚染を検査する方法
   
2. 請求項１の検査方法であって、検知対象の気体成分が水素であることを特徴とする方法
   
3. 請求項１の検知方法であって、検知対象の微生物が大腸菌またはサルモネラ菌またはビブリオ菌であることを特徴とする方法
   
4. 検査対象が卵とし、卵殻内の卵黄または卵白を汚染しているサルモネラ菌または大腸菌が生成する水素であって、卵殻を通過、または拡散する水素を、卵を破壊することなくセンサで検知することにより、卵内のサルモネラ菌または大腸菌の汚染を検査する方法
   

Images