JP2012219053A

JP2012219053A - 過酢酸組成物

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Publication number: JP2012219053A
Application number: JP2011085475A
Authority: JP
Inventors: Toshio Suzuki; 敏夫鈴木; Katsuko Hirakuri; かつ子平栗
Original assignee: Nippon Peroxide Co Ltd
Current assignee: Nippon Peroxide Co Ltd
Priority date: 2011-04-07
Filing date: 2011-04-07
Publication date: 2012-11-12

Abstract

【課題】芽胞を形成し、過酢酸／過酸化水素製剤に強い抵抗性を持つパエニバチルス属細菌やバチルス・セレウスなどの有害菌に対する有効な過酢酸含有殺菌組成物を提供する。
【解決手段】従来の過酢酸製剤を用いても、耐薬品性の高い芽胞形成菌であるバチルス・セレウス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ
ｃｅｒｅｕｓ）に関しては、殺菌が難しいことが知られている。芽胞形成菌であるバチルス・セレウスやパエニバチルス属細菌に対し、過酢酸平衡組成物中の過酸化水素含有比率を低くした過酢酸組成物が高い殺菌効果を示すことを見出し、短時間での処理でも有効な過酢酸殺菌組成物を完成させた。

【選択図】なし

Description

本発明は食品・醸造・医療産業等の多くの分野で、製造装置や容器・包装資材等の殺菌・洗浄等の目的で幅広く使用される過酢酸殺菌組成物に関する。さらに、詳細には各種飲料食品関連および医療機器類に使用される過酢酸殺菌組成物に関する。

過酢酸製剤は低濃度でも殺菌力が強く即効性があり、抗菌スペクトルが広く、細菌芽胞、カビ、酵母等にも優れた効果を示す事から、殺菌処置が必要とされる食品・飲料産業場面で広く使用されている。しかし、従来の過酢酸製剤を用いても、耐薬品性の高い芽胞形成菌であるバチルス・セレウス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ
ｃｅｒｅｕｓ）に関しては、殺菌が難しいことが知られている。

このバチルス・セレウスに対し、過酢酸組成物中の過酢酸濃度を５００〜３０００ｐｐｍとし、かつ過酸化水素／過酢酸比率を０．７以下に低く抑えた過酢酸組成物が、有効な殺菌性を示す事が開示されている。（特許文献１および非特許文献１）特許文献１では、一般的な過酢酸１０％、過酸化水素１５％を含む過酢酸系殺菌剤を水で希釈して過酢酸濃度が５００〜３０００ｐｐｍのものを調製すると記載されている。また、同文献の実施例１では、その調製液にさらに過酸化水素を加えて所望の過酸化水素／過酢酸比のサンプルを調製するように記載されている。
しかし、上記の過酢酸組成物に単に水を加えて希釈するという方法では、過酢酸と過酸化水素の比率は変化せず、過酸化水素／過酢酸比は１．５のままであり、また、それに過酸化水素をさらに加えるという方法では過酸化水素濃度が上昇するだけで、いずれにしても過酢酸濃度を５００〜３０００ｐｐｍとし、かつ過酸化水素／過酢酸比率を０．７以下に低く抑えた過酢酸組成物は得られない。
また、近年、各種飲料食品関連では、この過酢酸に対し強い抵抗性を示すパエニバチルス（Ｐａｅｎｉｂａｃｉｌｌｕｓ）属細菌等の耐性菌の問題が顕在化してきている。（特許文献２）

ＷＯ２００７／１４８４１０号公報特開２００９−１１３８５８号公報

防菌防黴２００６年７月号３９７〜４００ページ

本発明は、これらの芽胞形成菌に対して、短時間で高い殺菌効果を示す過酢酸殺菌組成物を提供する。

本発明者らは、耐薬品性の高い芽胞形成菌であるバチルス・セレウスやパエニバチルス属細菌に対し、過酢酸平衡組成物中の過酸化水素含有比率を低くした過酢酸組成物が高い殺菌効果を示すことを見出した。そこで、鋭意検討した結果、本発明のバチルス・セレウスやパエニバチルス属細菌に有効な過酢酸殺菌組成物を完成させた。

すなわち、本発明は以下の構成を有する。

（１）過酢酸濃度３２００ｐｐｍ以上かつ過酢酸／過酸化水素比が１〜２５である過酢酸含有殺菌組成物。

（２）パエニバチルス属細菌およびバチルス・セレウスに対して殺菌性を示すことを特徴とする、（１）に記載の過酢酸含有殺菌組成物。

（３）（１）に記載の過酢酸含有殺菌組成物を用いる殺菌方法。

（４）（２）に記載の過酢酸含有殺菌組成物を用いる、パエニバチルス属細菌およびバチルス・セレウスに対する殺菌方法。

（５）殺菌処理を６０℃〜９５℃で行うことを特徴とする、（３）または（４）に記載の殺菌方法。

（６）殺菌処理を５秒〜６０秒で行うことを特徴とする、（３）または（４）に記載の殺菌方法。

以下、本発明を詳しく説明する。
通常、過酢酸は過酸化水素と酢酸との平衡反応により生成され、該平衡組成物中の過酸化水素含有比率を低くすることで、芽胞形成菌であるバチルス・セレウスやパエニバチルス属細菌に有効な殺菌効果を発揮するが、その生成に当たり、過酸化水素と酢酸の極端な比率を用いる事は、経済性や安全性の面から見て好ましくない。製造の際に、過酸化水素の比率を極端に下げて過酢酸／過酸化水素の比率が著しく高い過酢酸組成物を得ようとすると、結果として酢酸濃度の高い平衡組成となり、危険性が高まるため扱いにくいものとなる。危険性を回避するために、希釈して過酢酸濃度を下げた低濃度過酢酸組成物とすれば、輸送・保管などの経済的な面から実用に合わないものとなる。

本発明の過酢酸組成物の合成方法は、安全性や経済性、また調製時間の速さなどから適切な方法を選択すればよい。
一般的な過酢酸組成物の調製方法としては、酢酸と過酸化水素を十分に混合して適度な温度条件下で数日から数週間ほど静置する方法が例示できる。この調製過程は、酢酸＋過酸化水素←→過酢酸＋水の平衡反応であるため、混合の際に酢酸と過酸化水素の量を適切に調整することで、過酢酸／過酸化水素比が１〜２５となる過酢酸組成物が得られる。平衡に達した状態では、常に過酢酸・過酸化水素・酢酸・水を含む。
この調製方法の変法に、グリセリン酢酸エステルと過酸化水素から過酢酸組成物を得る方法などがある。

この製造方法により得られた過酢酸組成物を、水等の希釈液により所望の濃度に希釈して用いる。一般に過酢酸濃度が高いほど、殺菌効果は高い傾向にあるが、取扱性や経済性の観点から過酢酸濃度が３２００ｐｐｍ〜１２０００ｐｐｍが好ましく、より好ましい濃度は３４００ｐｐｍ〜１００００ｐｐｍ、さらに好ましい濃度は３４００ｐｐｍ〜８０００ｐｐｍである。
また、過酢酸は、上記のように通常過酸化水素と酢酸の平衡反応で生成し、調製し終わった過酢酸組成物中には、過酢酸、過酸化水素および酢酸が平衡を保つ形で存在している。その過酢酸組成物中の過酢酸／過酸化水素の濃度比は、バチルス・セレウスやパエニバチルス属細菌に対する殺菌性の面からは１〜２５が好ましく、２〜２５がより好ましく、２．５〜２５がさらに好ましい。

本発明の過酢酸組成物を用いて殺菌処理を行う際の条件としては、該過酢酸組成物が芽胞などの菌体に作用する時間・温度として、より長時間・より高温が好ましい。
しかし、食品飲料容器の殺菌処理などにおいて、作業の効率性や容器の耐熱性等の実用性を考慮すれば、作用時間としては５秒〜１２０秒が好ましく、より好ましくは５秒〜６０秒、さらに好ましくは５秒〜１５秒である。また、殺菌処理の温度としては、６０℃〜９５℃が好ましく、より好ましくは６５℃〜９０℃、さらに好ましくは６５℃〜７５℃である。

また、本発明の過酢酸組成物の作用形態には特に制限は無く、用いる対象・装置設備・状況に応じて最適な形態をとればよい。たとえば、容器の殺菌処理の場合、対象容器を本組成物に浸漬する方法が例示できる。あるいは、容器表面を洗浄するように本組成物を流動させる方法が例示できる。また、適量の本組成物を容器表面に噴霧する方法が例示できる。処理後は、残留している本組成物が十分に除かれるよう、対象物を清浄な無菌水等で洗浄するのが望ましい。処理後の本組成物は特段の支障がない限り再使用することができるが、過酢酸濃度の低下等に留意する必要がある。

また、本発明の過酢酸組成物に対し、その目的・用途に応じて、添加物等を加えてもよい。ただし、特に過酢酸の分解を引き起こす金属類・化合物類の添加は避けなければならない。また、食品飲料関係の場合、その添加剤の使用が人体などに安全か否かに留意する必要がある。
添加剤としては、過酢酸組成物の安定化剤として１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、アミノトリメチレンホスホン酸、ピロリン酸、２，６−ピリジンジカルボン酸などが挙げられる。また、殺菌助剤としては、ベンジルアルコール、２−フェノキシエタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、フェニルエチルアルコール、クロロブタノール、プロピレングリコール、１，５−ペンタンジオール、ヘキシレングリコール、ｐ−エチルフェノール、ｐ−プロピルフェノール、ショ糖グリセリンエステル、ソルビトール、グリセリントリ酢酸エステル、クロロ酢酸、ギ酸、ギ酸ナトリウムなどが挙げられる。洗浄助剤としては、一般的な界面活性剤であれば、特に制限されない。目的に応じてアニオン系、カチオン系、あるいはノニオン系界面活性剤から１種または２種以上を選択すればよいが、
特に好ましくは、第２級アルキルスルホン酸ナトリウムまたはアルキルベンゼンスルホン酸とポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム（ＬＥＳ７０％）を８５：１５の割合で配合したものである。

過酢酸は、過酸化水素同様、過酸化物であり、その殺菌効果は、過酢酸が分解して発生する酢酸＋水＋活性酸素のうちの活性酸素によるものと考えられる。すなわち、発生した活性酸素が、細菌などの対象微生物の酵素タンパク等構成分子を酸化して、その機能を失わせるために微生物が死滅するとみられる。また、過酢酸／過酸化水素濃度比を１以上に高めることにより、バチルス・セレウスやパエニバチルス属細菌の芽胞に対してより有効となることに関し、その詳細なメカニズムは明らかではないが、過酢酸がパエニバチルス属細菌等の芽胞の胞子膜を透過して芽胞内部で殺菌効果を発揮し、過酸化水素はその過酢酸の胞子膜透過性を阻害するため、と考えられる。

本発明による過酢酸組成物は、その優れた殺菌力から、パエニバチルス属細菌やバチルス・セレウスを含む菌類・微生物の汚染・混入が問題となる分野・用途で使用でき、たとえば、食品関連、無菌包装容器、設備機器・容器類、室内環境殺菌、医療関連、高水準消毒・内視鏡・透析ライン・その他医療機器類・院内環境殺菌、リネン関連、農・漁業関連設備器具類、病原菌殺菌などで用いることが出来る。

本発明の過酢酸組成物は、以下のようにして調製した。
３５％過酸化水素と、氷酢酸または８０％酢酸を適量混合し、さらに０．３％となるようピロリン酸を加えて攪拌し、均一な溶液とした。これを４０℃温浴中に３日間静置した。さらに室温で３日間静置して所望の過酢酸組成物を得た。
該方法で、３５％過酸化水素：１０．０％、氷酢酸：８９．７％、ピロリン酸：０．３％とした場合、得られた過酢酸組成物において、過酢酸濃度は７．４％、過酸化水素は０．３％、酢酸は８３％であり、過酢酸／過酸化水素濃度比は２５であった。
また、３５％過酸化水素：５２．３％、８０％酢酸：４７．４％、ピロリン酸：０．３％とした場合、過酢酸濃度は１２．１％、過酸化水素は１２．９％、酢酸は２８％であり、過酢酸／過酸化水素濃度は０．９であった。

なお、過酢酸の濃度は以下の方法によって求めた。
（１）トータルパーオキサイド濃度の測定
過酢酸を含む溶液０．１ｇに純水約２０ｍｌを加え、（１＋９）硫酸１０ｍｌ、１Ｎヨウ化カリウム溶液１０ｍｌ、０．５％モリブデン酸アンモニウム溶液１〜２滴を加えてＮ／１０チオ硫酸ナトリウム標準液で滴定した。
（２）過酸化水素濃度の測定
同じ過酢酸を含む溶液０．１ｇに純水約２０ｍｌを加え、（１＋９）硫酸１０ｍｌ、フェロイン指示薬２〜３滴を加えてＮ／１０硫酸セリウム標準液で滴定した。
過酢酸濃度は、次式により、（１）トータルパーオキサイド濃度から（２）過酸化水素濃度を引いた値を過酢酸に換算して求めた。
過酢酸濃度（％）＝（トータルパーオキサイド濃度％−過酸化水素濃度％）×７６／３４

殺菌効果の検証には、バチルス・セレウス、パエニバチルス属細菌および芽胞形成菌であるバチルス・サブチリス（Ｂａｃｉｌｌｕｓｓｕｂｔｉｌｉｓ）を用いた。

また、各種飲料食品関連では、殺菌効果の指標を５Ｄ以上としており、それを本発明の過酢酸組成物の殺菌効果の指標とした。
ここで、Ｄ値（１Ｄ）とは、一定の温度において被実験組成物で殺菌処理を行った場合に、対象微生物の初菌数（当初芽胞数）（Ｎ_０）と生残菌数（Ｎ）の比（Ｎ／Ｎ_０）が１／１０となるのに要する処理時間（分）である。
また、被実験組成物の所定殺菌時間は０．２５分（１５秒）とした。そして、この所定殺菌時間０．２５分をＤ値で除した値（０．２５／１Ｄ）を殺菌効果の指標とし、それが５以上である場合、５Ｄ以上として十分な殺菌効果があると判定した。

なお、非耐熱のＰＥＴボトル無菌充填に関して、ボトリング各社で用いられている処理温度、過酢酸濃度、処理時間はそれぞれ異なるが、一般的には処理温度５３℃〜６５℃、処理時間１０秒〜２０秒で行なわれている事から、所定殺菌時間を０．２５分（１５秒）と定めた。

（殺菌試験法）
（１）２０ｍｌ容滅菌済みビーカーに、過酢酸組成物の試験液９ｍｌを分取した。
（２）４０℃〜７０℃の温浴中に設置し、攪拌しながら５分間保持した。
（３）芽胞液１ｍｌを接種し、所定時間経過後に１ｍｌを採取して、氷冷した不活化剤９ｍｌと直ちに混和した。
（４）段階希釈し、標準寒天培地（日水製薬製）で混釈後、３５℃・２日間培養した。
（５）コロニー数をカウントして生残菌数とし、Ｄ値を算出した。

（実施例１）
パエニバチルス属細菌としてパエニバチルス・チベンシス（Ｐａｅｎｉｂａｃｉｌｌｕｓｃｈｉｂｅｎｓｉｓ）を用い、殺菌効果を評価した。当初芽胞数は３．２×１０^６ｃｆｕ／ｍｌとした。用いた過酢酸組成物は、過酢酸濃度：過酸化水素（ｐｐｍ）＝３０００：１０４１、３５００：１２１５、４０００：１３８８、５０００：１７３５であった。
以下に、その結果を示す。

上記の結果より、パエニバチルス・チベンシスに対し、過酢酸５０００ｐｐｍ／過酸化水素１７３５ｐｐｍの過酢酸組成物では、６０℃で指標５Ｄ以上であった。過酢酸４０００ｐｐｍ／過酸化水素１３８８ｐｐｍ、および過酢酸３５００ｐｐｍ／過酸化水素１２１５ｐｐｍの過酢酸組成物では、７０℃で指標５Ｄ以上であった。過酢酸３０００ｐｐｍ／過酸化水素１０４１ｐｐｍでは、指標５Ｄは得られなかった。

（実施例２）
バチルス・セレウスを用い、殺菌効果を評価した。当初芽胞数は１．２×１０^６ｃｆｕ／ｍｌとした。用いた過酢酸組成物は、過酢酸濃度：過酸化水素（ｐｐｍ）＝３５００：１２１５であった。
以下に、その結果を示す。

上記の結果より、バチルス・セレウスに対しては、過酢酸濃度３５００ｐｐｍ／過酸化水素濃度１２１５ｐｐｍの過酢酸組成物により６５℃以上において、５Ｄ以上の殺菌効果が示された。

（比較例１）
パエニバチルス属細菌としてパエニバチルス・ファビスポラス（Ｐａｅｎｉｂａｃｉｌｌｕｓｆａｖｉｓｐｏｒｕｓ）を用い、殺菌効果を評価した。当初芽胞数は１．５×１０^７ｃｆｕ／ｍｌとした。用いた過酢酸組成物は、過酢酸濃度：過酸化水素（ｐｐｍ）＝６０００：１２０００であった。
以下に、その結果を示す。

上記の結果より、過酢酸／過酸化水素濃度比が１を下回った過酢酸組成物では、パエニバチルス・ファビスポラスに対して、７０℃の高温条件下でも５Ｄを得られないことが示された。

（比較例２）
パエニバチルス属細菌としてパエニバチルス・チベンシス（Ｐａｅｎｉｂａｃｉｌｌｕｓｃｈｉｂｅｎｓｉｓ）を用い、殺菌効果を評価した。当初芽胞数は６．１×１０^５ｃｆｕ／ｍｌとした。用いた過酢酸組成物は、過酢酸濃度：過酸化水素（ｐｐｍ）＝４０００：６６６７、６０００：１００００、８０００：１３３３３であった。
以下に、その結果を示す。

上記の結果より、過酢酸／過酸化水素濃度比が０．６である過酢酸組成物では、過酢酸濃度が８０００ｐｐｍあっても、比較例１と同様、パエニバチルス・チベンシスに対して、５Ｄの殺菌効果は得られなかった。

（比較例３）
バチルス・サブチリスを用い、殺菌効果を評価した。当初芽胞数は１．１×１０^６ｃｆｕ／ｍｌとした。用いた過酢酸組成物は、過酢酸濃度：過酸化水素（ｐｐｍ）＝２０００：６９４であった。
以下に、その結果を示す。

上記の結果より、バチルス・サブチリスでは、過酢酸２０００ｐｐｍ／過酸化水素６９４ｐｐｍの過酢酸組成物で、４０℃において５Ｄ以上が得られた。

本発明による過酢酸組成物は、食品関連、無菌包装容器、設備機器・容器類、室内環境殺菌、医療関連、高水準消毒・内視鏡・透析ライン・その他医療機器類・院内環境殺菌、リネン関連、農・漁業関連設備器具類、病原菌殺菌などの分野・用途で、パエニバチルス属細菌やバチルス・セレウスを含む有害菌の殺菌操作に有効な組成物である。

Claims

過酢酸濃度３２００ｐｐｍ以上かつ過酢酸／過酸化水素比が１〜２５である過酢酸含有殺菌組成物。
パエニバチルス属細菌およびバチルス・セレウスに対して殺菌性を示すことを特徴とする、請求項１に記載の過酢酸含有殺菌組成物。
請求項１に記載の過酢酸含有殺菌組成物を用いる殺菌方法。
請求項２に記載の過酢酸含有殺菌組成物を用いる、パエニバチルス属細菌およびバチルス・セレウスに対する殺菌方法。
殺菌処理を６０℃〜９５℃で行うことを特徴とする、請求項３または４に記載の殺菌方法。
殺菌処理を５秒〜６０秒で行うことを特徴とする、請求項３または４に記載の殺菌方法。