JP2009189279A

JP2009189279A - 超音波処理およびオゾン含有マイクロバブル処理による食品材料における微生物の制御方法

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Publication number: JP2009189279A
Application number: JP2008032346A
Authority: JP
Inventors: Naoaki Misawa; 尚明三澤; Toshitaka Okumura; 敏孝奥村; 常二郎 ▲高▼橋; Tsunejiro Takahashi
Original assignee: University of Miyazaki NUC
Current assignee: University of Miyazaki NUC
Priority date: 2008-02-13
Filing date: 2008-02-13
Publication date: 2009-08-27
Anticipated expiration: 2028-02-13
Also published as: JP4975659B2

Abstract

【課題】本発明は、食鳥肉等の食品材料の品質劣化を引き起こす細菌群や食中毒の原因となる病原微生物を効率的に制御することができ、なおかつ有害物質を発生しない技術を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、食品材料を浸漬してなる水性液中に超音波を照射する超音波処理工程と、超音波処理工程後の食品材料を、オゾン含有マイクロバブルを発生させてなる水性液中に浸漬するオゾン含有マイクロバブル処理工程とを含む、食品材料における微生物の制御方法に関する。
【選択図】なし

Description

本発明は食品材料、特に食鳥肉における微生物の制御方法に関する。

食肉の中でも食鳥肉は、牛肉や豚肉と比べると皮のついた状態で処理・販売されるため、牛肉や豚肉に比べると肉の鮮度低下の原因となる付着細菌数が多い。しかも食鳥肉は皮膚表面の傷や羽毛の毛穴に入った微生物汚染を処理工程で制御することが難しい。従って、消費期限は他の食肉と比べると短く設定されている。さらに国産の市販鶏肉の約７割が、カンピロバクター（国内での食中毒発生件数が第一位となっている食中毒菌）に汚染されている調査結果が出ており、その防除対策が急がれている。

これまでの食肉処理場における病原微生物制御には次亜塩素酸などの薬剤が使用されてきたが、食鳥肉に対する殺菌効果は低かった。さらに塩素剤を使用すると、副産物としてトリハロメタンなどの有害物質の生成や最終製品の塩素臭などが問題となっていた。欧米では、薬品で微生物制御ができない場合については、食肉の放射線照射による殺菌が認められているが、日本の食品衛生法では認められていない。

一方、オゾンは、塩素系殺菌剤に比べて10倍近い殺菌能力を有しているが、その一方でオゾン水を製造しても、散逸や分解により短時間内に大部分のオゾンが消滅してしまう。さらに、有機物が存在すると、オゾンの殺菌効果は減少してしまうという欠点があった。

特表２００６−５１４８５７号公報特開２００４−３５７５２１号公報特開平６−１３３６８５号公報

本発明は、食鳥肉等の食品材料の品質劣化を引き起こす細菌群や食中毒の原因となる病原微生物を効率的に制御することができ、なおかつ有害物質を発生しない技術を提供することを目的とする。

有害な微生物は、食鳥肉の皮膚の毛穴や皮膚の表面についた傷のような食品材料の微細な窪み部に付着して存在していると考えられている。そこで本発明者らは、これらの微生物を食品材料から効果的に遊離させることが食品材料における微生物の制御に効果的であると考えた。更に本発明者らは、オゾンによって食品材料の微生物制御を行うためには、溶存オゾン濃度を長時間維持することが重要であると考えた。これらの点に着眼して鋭意研究した結果、本発明者らは以下の発明を完成させるに至った。

（１）食品材料を浸漬してなる水性液中に超音波を照射する超音波処理工程と、超音波処理工程後の食品材料を、オゾン含有マイクロバブルを発生させてなる水性液中に浸漬するオゾン含有マイクロバブル処理工程とを含む、食品材料における微生物の制御方法。
（２）超音波処理工程において用いられる水性液が塩化セチルピリジニウムを溶解してなる水性液である、（１）記載の方法。
（３）超音波処理工程において用いられる水性液中の塩化セチルピリジニウムの濃度が１０００ｐｐｍ以上である、（２）記載の方法。

（４）超音波処理工程が、食品材料を浸漬してなる２５〜３０℃の水性液中に周波数が２０〜３０ＫＨｚの超音波を３０〜６０分間照射する工程である、（１）〜（３）のいずれかに記載の方法。
（５）オゾン含有マイクロバブル処理工程が、超音波処理工程後の食品材料を浸漬させてなる４〜１０℃の水性液にオゾン含有マイクロバブルを３０〜６０分間にわたり発生させる工程である、（１）〜（４）のいずれかに記載の方法。

（６）オゾン含有マイクロバブル処理工程において、オゾン含有マイクロバブルを発生させてなる水性液中に超音波を照射することを更なる特徴とする、（１）〜（５）のいずれかに記載の方法。
（７）オゾン含有マイクロバブル処理工程の間、周波数が２０〜３０ＫＨｚの超音波を前記水溶液中に照射する、（６）記載の方法。
（８）食品材料が食肉である、（１）〜（７）のいずれかに記載の方法。
（９）食肉が食鳥肉である、（８）記載の方法。

本発明の方法によれば、食鳥肉等の食品材料の品質劣化を引き起こす細菌群や食中毒の原因となる病原微生物を効率的に制御することができる。また本発明の方法は有害物質を発生しない。

本発明の方法において食品材料として食鳥肉を用いる場合、食鳥肉の表面に付着している細菌（特にサルモネラやカンピロバクターなどの主要な食中毒菌）の数を最大で１００分の１またはそれ以下にまで減少させることが可能である。

１．食品材料
本発明による処理の対象となる食品材料としては食肉、特に食鳥肉が挙げられる。

２．水性液
本発明において「水性液」とは水または水溶液を指す。水溶液には緩衝液も包含される。

３．超音波処理工程
超音波処理工程は、食品材料の表面上の微生物を水性液中に遊離させるのに十分な条件で行われる限り特に条件は限定されない。しかしながら以下の条件が特に好ましい。周波数が２０〜３０ＫＨｚである超音波を使用することが好ましい。超音波処理工程に用いる水性液の温度は２５〜３０℃であることが好ましい。超音波の照射時間は３０〜６０分間であることが好ましい。

超音波処理に用いる水性液は塩化セチルピリジニウムを溶解してなる水性液であることが好ましい。塩化セチルピリジニウムの濃度は１，０００ｐｐｍ以上が好ましい。上限は特に限定されないが通常は３,０００ｐｐｍ以下である。

４．オゾン含有マイクロバブル処理工程
オゾン含有マイクロバブル処理工程は、超音波処理工程後の食品材料を浸漬させてなる１０℃以下、好ましくは４〜１０℃の水性液にオゾン含有マイクロバブルを３０〜６０分間にわたり発生させる工程であることが好ましい。このような条件で処理を行うことにより、驚くべきことに、従来の方法では困難であった高濃度のオゾン溶液、具体的には２５ｐｐｍ以上のオゾン濃度を有する溶液が得られる。オゾン含有マイクロバブル処理工程で用いられる水性液中の溶存オゾン濃度として好ましいのは２５〜３５ｐｐｍである。

オゾン含有マイクロバブルの泡径は４〜２０μｍであることが好ましい。水性液中での気泡密度は３，５００個〜１３，３００個／ｍｌであることが好ましい。マイクロバブル発生装置に供給されるオゾンの量は４．８〜６ｇ／時となることが好ましい。マイクロバブル発生装置から４．８〜６ｇ／時のオゾン発生量にて供給されるオゾンガスを封入してなる泡径４〜２０μｍのマイクロバブルを、水温が４〜１０℃の水性液中に、気泡が３，５００個〜１３，３００個／ｍｌとなるように注入する場合、注入開始から３０分後に２５〜３５ｐｐｍの溶存オゾン濃度が達成され得る。

オゾン含有マイクロバブルは、オゾン発生装置と、マイクロバブル発生装置とを組み合わせて用いることにより水性液中に発生させることができる。

オゾン発生装置としては特に限定されないが、たとえば、株式会社オズワン社製OF-6型、単相AC１００V ２５０ｗ空冷式酸素ボンベ仕様の装置が使用可能である。

マイクロバブル発生装置としては特に限定されないが、たとえば、特開２００７−１３０６０１の公報のごときマイクロバブル発生装置が使用可能である。

オゾン含有マイクロバブル処理工程では、オゾン含有マイクロバブルを発生させてなる水性液中に超音波を照射することが更に好ましい。超音波の照射は、オゾン含有マイクロバブル処理工程の期間にわたり行うことが好ましい。用いられる超音波の周波数は、２０〜３０ＫＨｚであることが好ましい。

５．制御される微生物
本発明の方法により制御される微生物としては、サルモネラ属に属する細菌、カンピロバクター属に属する細菌、腸管出血性大腸菌、腸炎ビブリオ菌、枯草菌、セレウス菌、大腸菌群、低温細菌などが挙げられる。本発明の方法により食品材料中の微生物数が減少される。

実験１〜５及び１０〜１１は実験室において行った。実験６〜９は食鳥処理場において行った。

以下の実験ではマイクロバブル発生装置として、資源開発株式会社製A-01型のマイクロバブル発生装置を使用した。

以下の実験ではオゾン発生装置として、株式会社オズワン社製OF-6型のオゾン発生装置を使用した。

実験１
オゾンを吹き込む装置（マイクロバブル発生装置またはエアストーン）の違い、及び水温（４℃または１８℃）の違いによる溶存オゾン濃度の差異を調べた。

４０Ｌの水道水に、オゾン発生器（6g/h製造）から毎分２Ｌのオゾンガスをエアストーン（魚を飼育する際に使用する空気を送り込む器具）又はマイクロバブル発生装置に接続し、４℃と１８℃の水温で３０分間オゾンを吹き込んだ場合の溶存オゾン濃度を経時的に測定した（溶存オゾン濃度の測定はヨウ化カリウム法による滴定）。その結果、水温４℃、マイクロバブル発生装置を用いた場合の溶存オゾン濃度が最も高い値を示した。結果を図１に示す。

実験２
水道水に、オゾン発生器（6g/h製造）から毎分２Ｌのオゾンガスをエアストーン又はマイクロバブル発生装置に接続し、４℃の水温で３０分間オゾンを吹き込んだ後、鶏血清を0.1または0.5％添加し、経時的に溶存オゾン濃度を経時的に測定した。その結果、オゾン濃度は血清添加量に依存して急速に低下した（図２上段）。

ここに食中毒細菌であるカンピロバクターを接種し、殺菌効果を測定したところ、0.1％血清添加では両者に殺菌効果が見られたが、0.5％血清添加ではオゾン・マイクロバブル水にのみ殺菌効果が認められ、オゾン・エアストーンでは殺菌効果を発揮するのに必要なオゾン濃度は得られなかった（図２下段）。

実験３
実験室において、モモ肉を１０℃に調整した４０Ｌの水道水を満たした容器に浸漬し、（１）超音波処理、（２）マイクロバブル処理、（３）オゾン・マイクロバブル処理をそれぞれ６０分間行い、処理前後の皮の表面の一般生菌数（25cm²）を測定した。結果を図３に示す。

その結果、オゾン・マイクロバブル処理により付着細菌の減少が認められたが、超音波処理、マイクロバブル処理では細菌数の減少は認められなかった。

実験４
実験室において、３０℃に調整した４０Ｌの水道水にモモ肉を入れ、２８ＫＨｚの超音波を３０分間肉の表面に当てた後、１０℃以下に冷却した３０Ｌの水道水にマイクロバブル（ＭＢ）発生装置を使ってオゾンを注入したオゾン・ＭＢ水を作製し、モモ肉を６０分間浸漬させた。結果を図４に示す。

グラフは、処理前、超音波処理後、オゾン・ＭＢ処理後のモモ肉の皮の表面25cm²当たりの一般生菌数を測定した結果を示しており、処理前の1/10〜1/100程度に減少している。

実験５
実験室において、３０℃に調整した４０Ｌの水道水にモモ肉を入れ、２８ＫＨｚの超音波を３０分間肉の表面に当てた後、１０℃以下に冷却した３０Ｌの水道水にマイクロバブル（ＭＢ）発生装置を使ってオゾンを注入したオゾン・ＭＢ水を作製し、超音波処理と併用してモモ肉を６０分間浸漬させた。結果を図５に示す。

図５Ａは、処理前、超音波処理後、オゾン・ＭＢ処理および超音波処理併用後のモモ肉の皮の表面25cm²当たりの一般生菌数を測定した結果を示しており、処理前の1/100以下に減少している。

図５Ｂは、超音波処理前、超音波処理後、およびオゾン・ＭＢ処理後の水中の一般生菌数を測定した結果を示している。超音波処理により、モモ肉に付着していた細菌が遊離したことが分かる。

実験６
食鳥処理場において、脱羽後のと体を３０℃に調整した４０Ｌの井水を満たした容器に浸漬し、２８ＫＨｚの超音波を３０分間当てた。まんべんなく超音波が当たるようにするため、と体は回転させた。処理前後のと体表面のムネと背の皮の表面の一般生菌数（25cm²）を測定した。結果を図６に示す。
その結果、処理前後で菌数がムネでは減少し、背中では増加した。

実験７
食鳥処理場において、チラー前のと体を３０℃に調整した４０Ｌの井水を満たした容器に浸漬し、２８ＫＨｚの超音波を３０分間当てた。まんべんなく超音波が当たるようにするため、と体は回転させた。処理前後のと体表面のムネと背の皮の表面の一般生菌数（25cm²）を測定した。結果を図７に示す。

その結果、ムネと背中では処理前後で菌数の変化はなかったが、超音波処理によって遊離した菌が処理後の水中から検出されており、付着した細菌が遊離していることを示している。

実験８
食鳥処理場において、脱羽後のと体を３０℃に調整した４０Ｌの井水を満たした容器に浸漬し、２８ＫＨｚの超音波を３０分間当てた。まんべんなく超音波が当たるようにするため、と体は回転させた。その後、３０Ｌの井水を満たした容器内でオゾン・ＭＢ水を作製し、４℃に冷却しながらと体を６０分間浸漬させた。と体は１５分おきに上下の向きを変えた。処理各段階での一般生菌数を測定した結果を図８に示す。

脱羽後の超音波処理−オゾン・ＭＢ処理により、と体表面の細菌数はムネで処理前の1/100近くまで減少した。

実験９
食鳥処理場において、脱羽後のと体を３０℃に調整した４０Ｌの井水を満たした容器に浸漬し、２８ＫＨｚの超音波を３０分間当てた。まんべんなく超音波が当たるようにするため、と体は回転させた。その後、３０Ｌの井水を満たした容器内でオゾン・ＭＢ水を作製し、４℃に冷却しながらと体を６０分間浸漬させた。と体は１５分おきに上下の向きを変えた。処理各段階での一般生菌数を測定した結果を図９に示す。

チラー前の超音波処理−オゾン・ＭＢ処理により、と体表面の細菌数は処理前の1/10〜1/100の範囲まで減少した。

実験１０
塩化セチルピリジニウム(ＣＰＣ)粉末1gを1Lの10mMリン酸緩衝液(pH7.2)に溶解し、鳥モモ肉を浸漬させ、30℃で28KHzの超音波処理を30〜60分間行った。オゾン含有マイクロバブルと28KHzの超音波処理は10℃で30〜60分間行った。鳥モモ肉には予めCampylobacter jejuni (C. jejuni)を付着させておき、以下の各条件において皮の表面の生菌数（25cm²）を測定し、殺菌効果を確認した。その結果を表１に示す。

オゾン含有マイクロバブルと28KHzの超音波処理を同時に３０〜６０分間実施した場合、C. jejuniの付着菌数は処理前と比べほとんど減少しなかった（処理１、処理２）。一方、CPCに浸漬させると付着菌数は減少し、28KHzの超音波処理を同時に３０〜６０分間実施すると、検出限界値以下に減少した（処理３、処理４）。CPC浸漬あるいはCPC浸漬と28KHzの超音波処理を同時に３０分間行った後、鳥モモ肉を別の容器に移し、オゾン含有マイクロバブルと28KHzの超音波処理を同時に６０分間実施した場合、付着菌数は処理前の1/100の範囲まで減少した（処理５、処理６）。さらに、この工程を2回繰り返すことにより、付着菌数は検出限界値以下まで減少した（処理７、処理８）。しかしながら、鳥モモ肉を水道水に浸漬しただけでは、付着菌数の減少は見られなかった（処理９）。

処理１：オゾン含有マイクロバブルと28KHzの超音波処理を同時に３０分間実施した。
処理２：オゾン含有マイクロバブルと28KHzの超音波処理を同時に６０分間実施した。
処理３：塩化セチルピリジニウム（CPC）浸漬を３０分間実施した。
処理４：CPC浸漬と28KHzの超音波処理を同時に３０分間実施した。
処理５：CPC浸漬と28KHzの超音波処理を同時に６０分間実施した。
処理６：CPC浸漬処理を３０分間行った後、オゾン含有マイクロバブルと28KHzの超音波処理を同時に６０分間実施した。
処理７：CPC浸漬と28KHzの超音波処理を同時に３０分間行った後、オゾン含有マイクロバブルと28KHzの超音波処理を同時に６０分間実施した。
処理８： CPC浸漬と28KHzの超音波処理を同時に３０分間行った後、オゾン含有マイクロバブルと28KHzの超音波処理を同時に３０分間行う工程を2回繰り返した。
処理９：水道水に６０分間浸漬した。

実験１１
塩化セチルピリジニウム(ＣＰＣ)粉末1gを1Lの10mMリン酸緩衝液(pH7.2)に溶解し、鳥モモ肉を浸漬させ、30℃で28KHzの超音波処理を30〜60分間行った。オゾン含有マイクロバブルと28KHzの超音波処理は10℃で30〜60分間行った。鳥モモ肉には予め Salmonella Enteritidisを付着させておき、以下の各条件において皮の表面の生菌数（25cm²）を測定し、殺菌効果を確認した。その結果を表２に示す。

オゾン含有マイクロバブルと28KHzの超音波処理を同時に３０〜６０分間実施した場合、Salmonella Enteritidisの付着菌数は処理前の約1/10の範囲まで減少した（処理１、処理２）。CPCに浸漬させると付着菌数は減少し、28KHzの超音波処理を同時に３０〜６０分間実施すると、付着菌数は処理前の1/10の範囲まで減少した（処理３、処理４）。CPC浸漬あるいはCPC浸漬と28KHzの超音波処理を同時に３０分間行った後、鳥モモ肉を別の容器に移し、オゾン含有マイクロバブルと28KHzの超音波処理を同時に６０分間実施した場合、付着菌数は処理前の1/10〜1/100の範囲まで減少した（処理５、処理６）。さらに、この工程を２回繰り返すことにより、付着菌数は検出限界値以下まで減少した（処理７、処理８）。しかしながら、鳥モモ肉を水道水に浸漬しただけでは、付着菌数の減少はほとんど見られなかった（処理９）。

オゾンの注入条件の違いによる溶存オゾン濃度の変化を示す図である。上段は、オゾン濃度に及ぼす血清添加の影響を示す図である。下段は、血清添加後のカンピロバクターに対する殺菌効果を示す図である。鶏肉の殺菌効果の比較（モモ肉）を示す図である。モモ肉の超音波処理後オゾン・ＭＢによる殺菌効果を示す図である。モモ肉の超音波処理後オゾン・ＭＢおよび超音波処理併用による殺菌効果を示す図である。脱羽後と体の超音波処理による細菌数の変化を示す図である。チラー前と体の超音波処理による細菌数の変化を示す図である。脱羽後と体における殺菌効果を示す図である。チラー前と体における殺菌効果を示す図である。

Claims

食品材料を浸漬してなる水性液中に超音波を照射する超音波処理工程と、超音波処理工程後の食品材料を、オゾン含有マイクロバブルを発生させてなる水性液中に浸漬するオゾン含有マイクロバブル処理工程とを含む、食品材料における微生物の制御方法。
超音波処理工程において用いられる水性液が塩化セチルピリジニウムを溶解してなる水性液である、請求項１記載の方法。
超音波処理工程において用いられる水性液中の塩化セチルピリジニウムの濃度が１０００ｐｐｍ以上である、請求項２記載の方法。
超音波処理工程が、食品材料を浸漬してなる２５〜３０℃の水性液中に周波数が２０〜３０ＫＨｚの超音波を３０〜６０分間照射する工程である、請求項１〜３のいずれか１項記載の方法。
オゾン含有マイクロバブル処理工程が、超音波処理工程後の食品材料を浸漬させてなる４〜１０℃の水性液にオゾン含有マイクロバブルを３０〜６０分間にわたり発生させる工程である、請求項１〜４のいずれか１項記載の方法。
オゾン含有マイクロバブル処理工程において、オゾン含有マイクロバブルを発生させてなる水性液中に超音波を照射することを更なる特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項記載の方法。
オゾン含有マイクロバブル処理工程の間、周波数が２０〜３０ＫＨｚの超音波を前記水溶液中に照射する、請求項６記載の方法。
食品材料が食肉である、請求項１〜７のいずれか１項記載の方法。
食肉が食鳥肉である、請求項８記載の方法。