JP2897775B2 - Sterilization method of experimental animal feed by high energy electron beam irradiation - Google Patents

Sterilization method of experimental animal feed by high energy electron beam irradiation

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、クリーンな実験動物用の飼料の高エネルギ
ー電子線照射による滅菌方法に関する。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for sterilizing feed for clean laboratory animals by irradiation with high energy electron beams.

[従来の技術] 動物実験への使用を目的としたマウス、ラット等のク
リーンな動物(無菌動物を含む。)は飼育環境の他、飼
育するための飼料(実験動物飼料)に対しても無菌ある
いはクリーンな状態での飼育という環境の制約から従来
から滅菌処理が施されている。飼料の滅菌法としてこれ
まで用いられている方法は、高圧蒸気滅菌法、コバルト
−60からのガンマ線による放射線滅菌法(以下ガンマ線
滅菌法と呼ぶ。)あるいはエチレンオキサイドガスによ
るガス滅菌法のいずれかの滅菌法であるが、ガス滅菌法
については残留ガスによる発ガン性が高い等の点から現
在、実質的にはほとんど利用されておらず、高圧蒸気滅
菌法かもしくはガンマ線滅菌法による滅菌処理が行われ
ている。
[Background Art] Clean animals (including sterile animals) such as mice and rats intended for use in animal experiments are sterilized not only in the breeding environment but also in the feed for breeding (experimental animal feed). Alternatively, sterilization has been conventionally performed due to environmental restrictions of breeding in a clean state. The methods used to sterilize feeds include high-pressure steam sterilization, radiation sterilization using gamma rays from cobalt-60 (hereinafter referred to as gamma-ray sterilization), and gas sterilization using ethylene oxide gas. Although it is a sterilization method, the gas sterilization method is practically hardly used at present because of its high carcinogenicity due to residual gas.Sterilization treatment by high-pressure steam sterilization or gamma-ray sterilization is performed. Have been done.

高圧蒸気滅菌法の場合、滅菌工程は、始めに、袋ある
いは缶等の容器に入った実験動物飼料をオートクレーブ
の中に入れる。次にオートクレーブ内を排気した後、蒸
気を供給し、121℃に達した状態で20分間維持する。そ
の後、排蒸気、真空排気を行い、最後に熱風給気乾燥
し、滅菌処理を終了する工程となっている。
In the case of the high-pressure steam sterilization method, in the sterilization step, first, a laboratory animal feed contained in a container such as a bag or a can is placed in an autoclave. Next, after the inside of the autoclave is evacuated, steam is supplied and the temperature is maintained at 121 ° C. for 20 minutes. Thereafter, exhaust steam and vacuum evacuation are performed, and finally, hot air supply and drying are performed to complete the sterilization process.

一方、ガンマ線滅菌では、次のような手順に従い滅菌
を行っている。予めビニール袋かあるいは缶に詰めた実
験動物飼料を一定の大きさのダンボール箱に入れ、この
ダンボール箱を更にカートンケースに入れる。次に、こ
のケースをコンベアに乗せてコバルト−60照射室へ移動
させ、照射室内で所定量のガンマ線を照射し滅菌を行っ
ている。現在商業用規模で滅菌を行うために稼働してい
るコバルト−60照射施設のガンマ線滅菌条件を挙げる
と、滅菌に要する線量としては10KGyから50KGyまでの照
射線量であり、室温下、空気中で照射を行い、通常の商
業用規模の施設(50万Ci)では1個のカートンケース当
りに要する照射時間(滅菌時間)は、10KGy照射ではお
よそ2.0時間、50KGy照射では約10時間となる。
On the other hand, in gamma ray sterilization, sterilization is performed according to the following procedure. The experimental animal feed previously packed in a plastic bag or can is placed in a cardboard box of a fixed size, and the cardboard box is further placed in a carton case. Next, the case is placed on a conveyor and moved to a cobalt-60 irradiation room, and a predetermined amount of gamma rays are irradiated in the irradiation room to sterilize the case. Gamma ray sterilization conditions for a cobalt-60 irradiation facility currently operating for sterilization on a commercial scale are as follows: The dose required for sterilization is 10 KGy to 50 KGy, and irradiation is performed at room temperature and in air at room temperature. The irradiation time (sterilization time) required for one carton case in a normal commercial scale facility (500,000 Ci) is about 2.0 hours for 10KGy irradiation and about 10 hours for 50KGy irradiation.

以上、現行の滅菌法である高圧蒸気滅菌法そしてガン
マ線滅菌法の両方の概要を述べたが、それぞれの方法に
は長短があり、それらをまとめてみると次のようにな
る。
The outline of both the high-pressure steam sterilization method and the gamma-ray sterilization method, which are the current sterilization methods, has been described above. Each method has advantages and disadvantages.

高圧蒸気滅菌法では経済性の点からは滅菌コストを低
下できる点、また設備的には単純であり、維持管理が容
易であるなどの点が長所であるが、滅菌処理による飼料
の物性変化(堅くなったり、脆くなる)、飼料中のビタ
ミン成分の劣化、滅菌飼料に対する嗜好性の減少などの
点は短所である。更に、滅菌処理後には飼料中に蒸気に
よる水分が残留することから飼料の保存期間が短くなる
点も短所である。一方、ガンマ線滅菌法においては前者
の滅菌法とは反対に、滅菌後の飼料に物性変化がほとん
ど見られない、ビタミン成分の劣化が小さく、しかも飼
料の保存期間にも滅菌が影響を与えないなどの点が長所
であるが、その反面、滅菌コストが高い、ガンマ線照射
施設の維持管理が容易でないなどの点が欠点である。
The high-pressure steam sterilization method is advantageous in that sterilization costs can be reduced from the economic point of view, and that the equipment is simple and easy to maintain and manage. It is disadvantageous in that it becomes harder or more brittle), the vitamin components in the feed deteriorate, and the preference for sterile feed decreases. Further, after sterilization, moisture due to steam remains in the feed, which shortens the storage period of the feed. On the other hand, in the gamma ray sterilization method, contrary to the former sterilization method, there is almost no change in physical properties of the feed after sterilization, the deterioration of vitamin components is small, and sterilization does not affect the storage period of the feed, etc. However, on the other hand, there are disadvantages such as high sterilization cost and difficulty in maintaining and managing a gamma irradiation facility.

滅菌処理による飼料の物性変化、ビタミン成分の劣
化、嗜好性の点からは上記で述べたようにガンマ線滅菌
法が高圧蒸気滅菌法よりも優れた滅菌法となるがこの点
については実験により定量的に示されている。桑原らの
実験報告(第31回実験動物学会総会,1984年)によれば
物性変化においては、飼料の硬度が高圧蒸気滅菌前後で
は最高で数十%変化するのに対し、ガンマ線滅菌では照
射前後にはほとんど硬度の変化のないことが明かにされ
ている。また、ビタミンの劣化については特にビタミン
B1の劣化がガンマ線滅菌でほとんど起こらないのに対
し、高圧蒸気滅菌では劣化が著しく、未処理のものに比
べて半分以上が劣化することが判明している。更に、嗜
好性についてはガンマ線滅菌飼育に対する嗜好比率か蒸
気滅菌飼料に対するそれよりも2〜3倍高いことが分か
っている。しかしながら、この優れた滅菌法であるガン
マ線滅菌法は滅菌処理能力、ガンマ線照射設備の維持管
理、滅菌コスト等が既に述べたようにこの滅菌法の欠点
であり、これらは高圧蒸気滅菌法に劣る点である。
As described above, gamma ray sterilization is superior to high-pressure steam sterilization in terms of changes in the physical properties of feed, deterioration of vitamin components, and palatability due to sterilization, but this is quantitatively determined by experiments. Is shown in According to the experimental report by Kuwahara et al. (The 31st Annual Meeting of the Society of Experimental Animal Science, 1984), in physical property changes, the hardness of feed changed by up to several tens of percent before and after autoclaving, whereas before and after irradiation in gamma sterilization. It is clear that there is almost no change in hardness. Also, regarding vitamin degradation, especially vitamin
Degradation of B 1 is while hardly with gamma sterilization, significantly deteriorates in the high-pressure steam sterilization, it has been found that more than half as compared with the untreated deteriorates. In addition, it has been found that the palatability is 2-3 times higher for gamma-ray sterilized breeding than for steam-sterilized feed. However, gamma ray sterilization, which is an excellent sterilization method, is a drawback of this sterilization method as described above in terms of sterilization processing capacity, maintenance and management of gamma ray irradiation equipment, sterilization cost, etc., and these are inferior to high-pressure steam sterilization method. It is.

ガンマ線滅菌法での現行の照射条件を示したように、
1個のカートンケースの照射には2.0時間以上を要する
ことからガンマ線滅菌法では滅菌工程の生産性を著しく
低下させ、滅菌コストは必然的に高いものになってい
る。また、さらに、コバルト−60の半減期が約5.3年で
あることから時間の経過とともにコバルト−60の放射能
は低下し、つまり、単位時間当りのガンマ線照射量は低
下し、照射時間(滅菌処理時間)が増加することから滅
菌処理能力は益々低下し、滅菌コストの一層の上昇を招
いている。例えば50万Ciの商業用照射施設の場合、施設
の完成時には50KGy照射に対して10時間を要した照射時
間は約5年後には2倍の20時間となり、滅菌処理の生産
性は時間の経過と共に低下することになる。しかしなが
ら商業用の照射施設では照射時間(滅菌処理時間)をで
きるだけ一定に維持するために通常は定期的にコバルト
−60の補充を行うが、現状ではこうした線源の補充も問
題となっている。ガンマ線源であるコバルト−60が日本
国内では生産されていないことから国内の全ての照射施
設はカナダの原子力公社(AECL)からの輸入に頼ってお
り、供給の不安定性、輸送時の安全性の確保などが大き
な問題となる他、線源そのものの価格が高くなることか
ら照射施設の維持コストが高く、滅菌処理能力が低いこ
とと併せてこの点も滅菌処理コストを上昇させる要因と
なっている。
As shown the current irradiation conditions in gamma sterilization,
Since irradiation of one carton case requires 2.0 hours or more, the gamma-ray sterilization method significantly reduces the productivity of the sterilization process, and the sterilization cost is necessarily high. Further, since the half-life of cobalt-60 is about 5.3 years, the activity of cobalt-60 decreases with time, that is, the amount of gamma irradiation per unit time decreases, and the irradiation time (sterilization time) increases. As the time increases, the sterilization capacity is increasingly reduced, further increasing the cost of sterilization. For example, in the case of a 500,000 Ci commercial irradiation facility, the irradiation time required for 10 kg for 50KGy irradiation at the time of completion of the facility will be doubled to 20 hours after about 5 years, and the productivity of sterilization will elapse over time. Together with it. However, in commercial irradiation facilities, in order to keep the irradiation time (sterilization processing time) as constant as possible, cobalt-60 is normally replenished regularly. At present, such replenishment of such a radiation source is also a problem. Since the gamma-ray source Cobalt-60 is not produced in Japan, all irradiation facilities in Japan rely on imports from the Canadian Atomic Energy Authority (AECL), resulting in supply instability and safety during transportation. In addition to securing a large amount of radiation, the cost of the radiation source itself is high, and the maintenance cost of the irradiation facility is high, and the sterilization processing capacity is low. .

ガンマ線滅菌は優れた滅菌法であるにも関わらずこれ
まで述べた問題点よりそれほどは普及しておらず、全滅
菌飼料の5〜6%に過ぎないのが現状である。さらに提
案としては電子線照射による滅菌法が示されているが、
具体的な照射条件の提示はなく、それによる格別の特徴
も開示されていないので、その照射条件、生産性等はガ
ンマ線滅菌法と同程度と考えられ、かつその実用化は未
だ知られていない。
Despite being an excellent sterilization method, gamma ray sterilization is not so widespread due to the problems described so far, and currently only accounts for 5 to 6% of the total sterilized feed. As a proposal, a sterilization method by electron beam irradiation is shown,
No specific irradiation conditions are presented, and no special features are disclosed, so that the irradiation conditions, productivity, etc. are considered to be comparable to those of gamma-ray sterilization, and its practical use is not yet known. .

[当該発明が解決しようとする課題] 現在、より優れた新薬の開発、あるいはバイオテクノ
ロジー分野での高度な技術の確立が日進月歩である状況
下で、今後、実験動物の質に対する要求も益々厳しくな
ることは容易に推測できる。そうした要求に応えるため
にもこれまで以上に管理された無菌を含むクリーンな環
境下での飼育が必要となり、実験動物飼料においても、
滅菌による物性変化がなく成分劣化のない飼料であるこ
とが要求され、この要求に十分に応えられ、しかも生産
性に優れかつ維持管理の容易な新規の滅菌法を確立する
ことが本願の課題である。
[Problems to be Solved by the Invention] At present, with the development of superior new drugs or the establishment of advanced technologies in the field of biotechnology constantly progressing, the requirements for the quality of experimental animals will become increasingly severe in the future. That is easy to guess. To meet such demands, breeding in a clean environment, including aseptic conditions that are more controlled than ever, is necessary.
The challenge is to establish a new sterilization method that does not change the physical properties due to sterilization and does not deteriorate the components, and that can fully meet this requirement, and that is excellent in productivity and easy to maintain. is there.

[課題を解決するための手段] コバルト−60からのガンマ線滅菌法が備える長所を持
ち、併せて高圧蒸気滅菌法の利点も備えた新規の滅菌法
として、本発明者らは電子線を使った電子線滅菌法を見
いだしている。特に本発明では高圧蒸気滅菌法のように
生産性を求めることから電子線の中でも5MeVを超え10Me
Vまでの高エネルギーの電子線を滅菌に利用することを
特徴としている。従来から1MeVに満たない低エネルギ
ー、あるいは5MeVまでの中エネルギーの電子線はプラス
チック、ゴム製品の改良等を目的として、あるいは医療
用具の滅菌を目的として利用されているが、実験動物飼
料の滅菌を対象とした利用例はなく、また、高エネルギ
ーの電子線がビタミン等へ与える影響についても明かで
なかったことから、本発明は実験動物飼料の滅菌法に関
して従来になかった知見と技術を提供するものである。
[Means for Solving the Problems] As a novel sterilization method having the advantages of gamma ray sterilization from cobalt-60 and the advantages of high-pressure steam sterilization, the present inventors have used electron beams. We have found electron beam sterilization. Especially in the present invention, in order to obtain productivity as in the high-pressure steam sterilization method, the electron beam exceeds 5 MeV and exceeds 10 MeV.
It is characterized by utilizing high-energy electron beams up to V for sterilization. Conventionally, low-energy electron beams of less than 1 MeV or medium-energy electron beams of up to 5 MeV have been used to improve plastics and rubber products, or to sterilize medical devices. The present invention provides unprecedented knowledge and techniques regarding sterilization of experimental animal feed, because there was no target use case and the effect of high-energy electron beams on vitamins, etc. was not clear. Things.

電子線は物質に対する照射効果と言う点からは化学
的、物理的効果はガンマ線と類似する放射線の一つであ
るが、ガンマ線とは被照射物に対する透過力の点で大き
く異なる放射線であり、またガンマ線では放射性同位体
が線源であるのに対し、電子線は電子加速器により電気
的に作りだされる放射線であることが異なる点である。
従って、電子線照射施設はガンマ線照射施設に於けるよ
うな線源の補充を必要とせず、照射時のみに加速器を運
転することから施設の維持管理が容易であると言える。
また、更にコバルト−60からのガンマ線が1.25MeVの一
定なエネルギーの放射線であるのに対し、電子線では電
子加速器の性能によりエネルギーと電流の大きさを自在
にコントロールでき、つまり生産性がコントロールでき
被照射物に応じた照射条件の設定が可能となってくる。
その上、ガンマ線では発生するガンマ線が全空間に照射
されることから利用効率が低いのに対し、電子線では被
対象物に対してのみ電子が照射されることから利用効率
は高く、照射処理の生産性は大きくなってくる。本発明
者らはこうした電子線が持つ特徴に着目し、電子線によ
る実験動物飼料の滅菌法を見いだしている。
An electron beam is one of radiations similar to gamma rays in terms of chemical and physical effects in terms of radiation effects on substances, but gamma rays are radiations that differ greatly in terms of penetrative power to an irradiated object. The difference is that radioisotopes are the source of gamma rays, whereas electron beams are radiation that is generated electrically by an electron accelerator.
Therefore, it can be said that the electron beam irradiation facility does not require replenishment of the radiation source as in the gamma ray irradiation facility, and operates the accelerator only at the time of irradiation, thereby facilitating the maintenance and management of the facility.
Furthermore, while gamma rays from cobalt-60 are radiation with a constant energy of 1.25 MeV, electron beams can freely control the magnitude of energy and current by the performance of the electron accelerator, which means that productivity can be controlled. It becomes possible to set irradiation conditions according to an object to be irradiated.
In addition, the use efficiency of gamma rays is low because the generated gamma rays irradiate the entire space, whereas the use efficiency of electron beams is high because electrons are emitted only to the target object. Productivity grows. The present inventors have focused on such characteristics of the electron beam and have found a method of sterilizing experimental animal feed using the electron beam.

本発明者らによる電子線滅菌法は、ガンマ線滅菌法と
同様に被照射物をコンベアに乗せて電子線照射室へ搬入
し、電子線照射による滅菌処理を行う方法であるが、滅
菌の対象物となる実験動物飼料の平均比重が0.5〜0.7の
範囲にあることから、経済性を考慮し、本滅菌法では照
射電子のエネルギーを5MeV乃至10MeVの範囲、好ましく
は8MeV乃至10MeVであるとしていることに特徴がある。
The electron beam sterilization method by the present inventors is a method in which an object to be irradiated is placed on a conveyor, carried into an electron beam irradiation chamber, and sterilized by electron beam irradiation, similar to the gamma ray sterilization method. Since the average specific gravity of the experimental animal feed is in the range of 0.5 to 0.7, in consideration of economy, the sterilization method assumes that the irradiation electron energy is in the range of 5 MeV to 10 MeV, preferably 8 MeV to 10 MeV. There is a feature.

ここで、エネルギーの最大値を10MeVとしているのは
電子線による放射化に対する制約からであり、これ以上
のエネルギーの電子線照射では放射化が起こりうる危険
性から最大値を10MeVとしている。照射電子の持つエネ
ルギーの大きさは、同じ比重を持つ被照射物に対しては
被対象物中の透過距離と比例関係にある。電子線のエネ
ルギーと平均比重1.0の被照射試料中の電子線透過距離
との関係を第1図に示す。比重dの試料中への電子線の
透過距離=平均比重1.0の被照射試料中の電子線の透過
距離(cm)÷比重dの関係がある。5MeVのエネルギーを
持つ電子では透過距離が約2.2〜3.1cm(平均比重0.7〜
0.5に対応する)また10MeVのエネルギーを持つ照射電子
では約4.6〜6.5cm(平均比重0.7〜0.5に対応する)とな
る。依って、本発明による電子線滅菌では滅菌処理可能
な厚みは実験動物試料(平均比重0.5)の詰められたダ
ンボール箱の表裏両面を順に照射することを仮定すると
第1図より8cmより大きく最大約16cmとなる。
Here, the maximum value of the energy is set to 10 MeV due to the restriction on activation by an electron beam, and the maximum value is set to 10 MeV due to the danger that activation may occur if the electron beam is irradiated with more energy. The magnitude of the energy of the irradiation electrons is proportional to the transmission distance in the object for the object having the same specific gravity. FIG. 1 shows the relationship between the energy of the electron beam and the transmission distance of the electron beam in the irradiated sample having an average specific gravity of 1.0. The transmission distance of an electron beam into a sample having a specific gravity d = the transmission distance (cm) of an electron beam in an irradiated sample having an average specific gravity of 1.0 ÷ the specific gravity d. For electrons with 5 MeV energy, the transmission distance is about 2.2 to 3.1 cm (average specific gravity 0.7 to
For irradiated electrons having an energy of 10 MeV, it is about 4.6 to 6.5 cm (corresponding to an average specific gravity of 0.7 to 0.5). Therefore, in the electron beam sterilization according to the present invention, assuming that the front and back surfaces of a cardboard box packed with laboratory animal samples (average specific gravity: 0.5) are sequentially irradiated, the thickness that can be sterilized is larger than 8 cm from FIG. It becomes 16cm.

次に、照射電子の電流値については発明者らは最大で
10mAまでと限定し、好ましくは1mA乃至5mAであるとして
いる。照射電子の持つ電流値が大きければ大きいほど単
位時間当りの照射線量は増加し生産性は増加するが、本
発明の特徴とする5MeVを超えるエネルギーの電子線に対
して、10mAより大きな電流値を与えることは電子を作り
出す電子加速器の加速原理より困難なことであり、安定
な上記エネルギー範囲の電子線を作り出すためには1mA
以上5mA以下の電流値が好ましい。前記のような電子線
を照射する時間としては約10分間以内で充分である。
Next, regarding the current value of the irradiation electrons, the inventors have at most
It is limited to 10 mA, preferably 1 mA to 5 mA. The higher the current value of the irradiation electrons, the higher the irradiation dose per unit time and the higher the productivity.However, for an electron beam having an energy exceeding 5 MeV, which is a feature of the present invention, a current value larger than 10 mA is used. Giving electrons is more difficult than the acceleration principle of an electron accelerator that produces electrons, and it takes 1 mA to produce a stable electron beam in the above energy range.
A current value of 5 mA or more and 5 mA or less is preferable. About 10 minutes or less is sufficient for the irradiation time of the electron beam as described above.

本発明で好ましいとする照射電子エネルギー及び電流
値の範囲から仮に、10MeVの照射電子が1mAの電流値で照
射できるような商業用電子加速器を想定すると、比重0.
5の被照射物に対しては、1時間当りの処理量は10KGy照
射では4.85m3または50KGy照射では0.97m3となる。従っ
て、この処理量は50万Ciコバルト線源によるガンマ線滅
菌の10KGyで0.2m3、50KGyで0.04m3と比較すると約25倍
の極めて生産性のある滅菌法であることが分かる。電子
線滅菌施設の設備額が同等な能力のガンマ線滅菌施設の
それ以下である事実を考慮すると本発明による電子線滅
菌のコストはガンマ線滅菌に比べて著しく低下すること
になる。
Assuming that a commercial electron accelerator capable of irradiating 10 MeV irradiation electrons with a current value of 1 mA is assumed from the range of irradiation electron energy and current value that is preferable in the present invention, specific gravity is 0.
For irradiated object 5, the processing amount per hour becomes 0.97 m 3 in 4.85M 3 or 50KGy irradiation at 10KGy irradiation. Therefore, the amount of processing is found to be 500,000 Ci cobalt-ray source sterilization 0.2 m 3, with about 25 times extremely productive when compared to 0.04 m 3 at 50KGy at 10KGy gamma sterilization. Taking into account the fact that the cost of an electron beam sterilization facility is less than that of a gamma ray sterilization facility of equivalent capacity, the cost of the electron beam sterilization according to the present invention will be significantly lower than that of the gamma sterilization.

以下順に、本発明の実施例を示すが、実施例では、全
て直線型加速器より取り出した電子線を使用している。
電子加速器には現在2つのタイプがあり、その1つは静
電型(直流型)の加速器であり、残る1つは直線型(交
流型)のタイプである。前者は高エネルギーの電子線を
作り出すのには原理的に困難であり、これまでのとこ5M
eVのエネルギーまで電子を加速する加速器は製作されて
いるがそれを超えるエネルギーの電子を加速するような
加速器は実現されていない。一方、直線型の加速器の場
合は、上述したように電流値の大きさには加速原理より
限度があるものの電子のエネルギーは原理的に際限なく
加速することが可能であり、所望のエネルギーレベルま
で電子を加速することができる。従って、5MeVを超える
エネルギーの電子線を必要とすることから発明者らは実
施例に直線型加速器を用いている。実際には10MeV,50μ
Aの電子線を用いて照射を行い、照射後に滅菌効果、ビ
タミン劣化、物性変化を評価している。評価結果は、実
施例中で具体的に示す通り本発明による滅菌法は滅菌効
果、ビタミン劣化、物性変化の全ての点で満足のいくも
のであり、これらの点についてはガンマ線滅菌法と同等
の長所を備えた滅菌法であることが確認されている。ガ
ンマ線と比較して8倍のエネルギーでかつ照射線量率に
して100〜1000倍である電子線によって、著しい生産性
の向上が達成され、かつ維持管理が容易であり、その上
に実験動物試料に対してガンマ線と同様の滅菌効果が得
られたことは、本発明により見いだされた新規な知見で
ある。本発明はこの新規な知見に基づくものである。
The embodiments of the present invention will be described in the following order. In the embodiments, all the electron beams extracted from the linear accelerator are used.
There are currently two types of electron accelerators, one of which is an electrostatic (DC) accelerator and the other is a linear (AC) type. The former is difficult in principle to produce high-energy electron beams.
Accelerators that accelerate electrons up to eV energy have been manufactured, but accelerators that accelerate electrons with energies exceeding that have not been realized. On the other hand, in the case of a linear accelerator, as described above, although the magnitude of the current value is limited by the acceleration principle, the electron energy can be accelerated infinitely in principle, and to the desired energy level It can accelerate electrons. Therefore, the present inventors use a linear accelerator in the embodiment because an electron beam having an energy exceeding 5 MeV is required. Actually 10MeV, 50μ
Irradiation is performed using the electron beam of A, and after irradiation, the sterilization effect, vitamin deterioration, and change in physical properties are evaluated. The evaluation results show that the sterilization method according to the present invention is satisfactory in all aspects of sterilization effect, vitamin deterioration, and changes in physical properties, as specifically shown in Examples, and these points are equivalent to the gamma-ray sterilization method. It has been confirmed that the sterilization method has advantages. Efficiency of productivity is improved and maintenance is easy by the electron beam which is 8 times the energy of the gamma ray and the irradiation dose rate is 100 to 1000 times, and is easy to maintain. The fact that the same sterilization effect as that of gamma rays was obtained is a novel finding found by the present invention. The present invention is based on this new finding.

実施例 1 90μm厚のポリエチレン袋(38×27.5cm)を6袋用意
し、それぞれにマウス、ラット用の14φ×平均長18mmの
固形飼料(小麦、ふすま、とうもろこし、大豆粕、ホワ
イトフィッシュミール、ビール酵母、アルファルファミ
ール、ミネラル混合物、ビタミン混合物)を入れ、ポリ
シーラーで袋の口を溶封した後、袋に入った飼料が平面
状に平に並ぶよう、整えたならそれぞれの袋を順にダン
ボール箱(30×35×10cm)に重ねて入れ、6段に積み上
げてからダンボールの蓋をし、これに電子線滅菌処理を
行った。
Example 1 Six polyethylene bags (38 × 27.5 cm) each having a thickness of 90 μm were prepared, and a solid feed (wheat, bran, corn, soybean meal, white fish meal, beer) of 14 mm × average length 18 mm for mice and rats was prepared for each. After adding yeast, alfalfa meal, mineral mixture, and vitamin mixture), seal the mouth of the bag with a policyr and arrange the feed in the bag so that the feed is lined up flatly. (30 × 35 × 10 cm), piled up in six layers, covered with a cardboard cover, and subjected to electron beam sterilization.

尚、滅菌処理後に滅菌の状態、照射線量を評価するた
めに各段の袋の表面にアルミ箔で包んだ、指標菌を付け
たインジケータと線量測定のためのラジオクロミックフ
ィルムを第2図に示すように添付した。
FIG. 2 shows an indicator with indicator bacteria and a radiochromic film for dose measurement wrapped with aluminum foil on the surface of each stage bag to evaluate the sterilization state and irradiation dose after sterilization. So attached.

電子加速器は直線型加速器を使用し、照射電子エネル
ギーを10MeV、電流値は50μAに設定した。上記ダンボ
ール箱の片面へ上方向から30KGy照射を行うことからコ
ンベア速度を10cm/minにセットし、コンベアの上にダン
ボール箱を乗せ、電子線照射を行った。照射はおよそ4
分で終了し、終了後、滅菌、線量分布の評価、ビタミン
成分劣化の検討、更に、飼料中の一般成分の照射による
影響も併せて評価した。
The electron accelerator used was a linear accelerator, the irradiation electron energy was set to 10 MeV, and the current value was set to 50 μA. The conveyor speed was set to 10 cm / min since one side of the cardboard box was irradiated with 30 KGy from above, the cardboard box was placed on the conveyor, and electron beam irradiation was performed. Irradiation is about 4
Minutes, and after that, sterilization, evaluation of dose distribution, examination of deterioration of vitamin components, and the effects of irradiation of general components in feed were also evaluated.

第1表には各測定点の平均吸収線量、指標菌の生存率
の評価結果を示した。第1表から分かるように、上から
四段目までは吸収線量が20KGy以上であるのに対し、5
段目では10KGyにも満たないことが判明した。また、こ
の結果と対応して指標菌の生存も上から4段目までは認
められないことが判明した。従って、片面照射の場合、
ダンボール箱の厚みにしておよそ6cmまでは滅菌可能で
あることが確認された。次に、第2表には飼料そのもの
の無菌試験の結果を示した。ペレット共試数20粒で試験
を行った結果、5段目、6段目ではほとんどのペレット
が陽性であることが分かった。よって、この結果が指標
菌評価で得られた評価結果に対応することから、指標菌
の評価結果のみで飼料に対する滅菌効果が確認できるこ
とも明かとなった。飼料中のビタミン成分の劣化評価に
ついては第3表に示した。吸収線量が20KGy以上である
4段目までのビタミンの劣化はガンマ線滅菌の場合と同
様に各ビタミン成分で劣化が小さく、高圧蒸気滅菌法に
比べて優れている滅菌法であることが分かった。その
他、飼料中の一般成分についても第4表に示したように
各成分は電子線照射による影響をほとんど受けず、電子
線滅菌法が望ましい方法であることが判明した。
Table 1 shows the evaluation results of the average absorbed dose at each measurement point and the survival rate of the indicator bacteria. As can be seen from Table 1, the absorbed dose is 20 KGy or more up to the fourth row from the top, whereas 5
It turned out that it was less than 10KGy at the first stage. In addition, it was found that the survival of the indicator bacterium was not observed up to the fourth stage from the top in correspondence with this result. Therefore, in the case of single-sided irradiation,
It was confirmed that the thickness of the cardboard box was sterilizable up to about 6 cm. Next, Table 2 shows the results of the sterility test of the feed itself. As a result of conducting the test with 20 pellets, it was found that most of the pellets were positive in the fifth and sixth stages. Therefore, since this result corresponds to the evaluation result obtained in the evaluation of the indicator bacterium, it was clarified that the sterilization effect on the feed could be confirmed only by the evaluation result of the indicator bacterium. Table 3 shows the evaluation of the deterioration of the vitamin components in the feed. The degradation of vitamins up to the fourth stage, where the absorbed dose is 20 KGy or more, was small in each vitamin component, as in the case of gamma-ray sterilization, and was found to be a sterilization method superior to high-pressure steam sterilization. In addition, as shown in Table 4, the general components in the feed were hardly affected by electron beam irradiation as shown in Table 4, and it was found that electron beam sterilization was a desirable method.

実施例 2 実施例1と同様な方法により飼料をダンボール箱に詰
め、30KGyの照射線量でダンボール箱両面への照射を行
った。電子線加速器は実施例1と同じものを用い、また
エネルギー、電流の設定条件も実施例1と同じにした。
尚、ダンボール箱への両面照射は、片面を照射した後、
一旦ビームを止めて反転してからもう一面の照射を行っ
た。第5表、第6表には吸収線量、指標菌の生存率、無
菌試験の評価結果を示した。第5表から分かるように、
両面照射により指標菌の生存がすべての測定点でゼロに
なることが分かった。従って、10MeVの電子線による両
面照射では厚みが10cm程度では透過性の点では何等問題
の無いことが確認された。
Example 2 A feed was packed in a cardboard box in the same manner as in Example 1, and both sides of the cardboard box were irradiated at an irradiation dose of 30 KGy. The same electron beam accelerator as in Example 1 was used, and the setting conditions for energy and current were the same as in Example 1.
In addition, after irradiating one side of the cardboard box on both sides,
Once the beam was stopped and inverted, the other side was irradiated. Tables 5 and 6 show the absorbed dose, the survival rate of the indicator bacteria, and the evaluation results of the sterility test. As can be seen from Table 5,
The two-sided irradiation showed that the survival of the indicator bacteria became zero at all measurement points. Therefore, it was confirmed that there was no problem in terms of transparency when the thickness was about 10 cm in the case of double-sided irradiation with a 10 MeV electron beam.

実施例 3 実施例1と同様な方法により飼料をダンボール箱に詰
め、20KGyの照射線量でダンボール箱の片面への照射を
行った。電子線加速器は実施例1と同じものを用い、ま
たエネルギー、電流値も同じ設定とした。但し、コンベ
ア速度は15cm/minとし照射を行った。第7表には吸収線
量と指標菌の生存率の評価結果を示した。実施例1,2で
得られた結果と同様に20KGyの照射線量でも滅菌効果は
十分に確認された。但し、片面照射であることから実施
例1と同様に指標菌残存率がゼロであるのは深さに対し
て表面から6cmまでのところである。第8表にはビタミ
ン成分の劣化評価を示した。20KGyの照射においても当
然のことながらビタミンB1の劣化がほとんど起こらない
ことが判明した。
Example 3 A feed was packed in a cardboard box in the same manner as in Example 1, and one side of the cardboard box was irradiated with an irradiation dose of 20 KGy. The same electron beam accelerator as in Example 1 was used, and the same energy and current values were set. However, irradiation was performed at a conveyor speed of 15 cm / min. Table 7 shows the evaluation results of the absorbed dose and the survival rate of the indicator bacteria. Similar to the results obtained in Examples 1 and 2, the sterilization effect was sufficiently confirmed even at an irradiation dose of 20 KGy. However, because of single-sided irradiation, the residual ratio of indicator bacteria is zero as in Example 1 at a depth of 6 cm from the surface with respect to the depth. Table 8 shows the deterioration evaluation of the vitamin components. Also a matter of course, the deterioration of the vitamin B 1 in the irradiation of 20KGy it was found that almost does not occur.

実施例 4 実施例1と同サイズのダンボール箱へ飼料を袋に入れ
ず、むき出しの状態で箱一杯に詰めた後、ラジオクロミ
ックフィルムを9枚張り付けた1cm幅の矩形のダンボー
ルを第3図のように仕込み、実施例3と同条件で20KGy
の片面照射を行い深部線量分布を測定した。第4図には
測定結果を示した。これによれば吸収線量は深さ8cmの
ところまで10KGy以上であることから、両面照射を想定
すると厚みが16cmまでは全領域で吸収線量が20KGyとな
ることが分かる。この20KGyの吸収線量であれば実施例
3で示したような滅菌効果にはまったく問題のないこと
が分かっている。従って、実際には飼料がこの実施例の
ようにバラ詰めされていることを考慮すると、実験動物
飼料の場合10MeVのエネルギーの電子線照射により16cm
の厚みのものまで滅菌可能であることが確認された。
Example 4 After filling the entire box in a bare state without feeding the feed into a cardboard box of the same size as that of Example 1, a 1-cm-wide rectangular cardboard with 9 pieces of radiochromic film attached thereto was used as shown in FIG. 20KGy under the same conditions as in Example 3
Was irradiated on one side, and the deep dose distribution was measured. FIG. 4 shows the measurement results. According to this, since the absorbed dose is 10 KGy or more up to a depth of 8 cm, it can be understood that the absorbed dose is 20 KGy in the entire region up to a thickness of 16 cm assuming double-sided irradiation. With this absorbed dose of 20 KGy, it has been found that there is no problem with the sterilizing effect as shown in Example 3. Therefore, in consideration of the fact that the feed is actually packed loose as in this example, in the case of the experimental animal feed, 16 cm is irradiated by the electron beam irradiation with the energy of 10 MeV.
It was confirmed that sterilization was possible up to the thickness.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、電子線のエネルギーと平均比重1.0の被照射
物中の電子線、透過距離との関係を示す。 第2図は、電子線滅菌処理のために、6段重ね飼料のそ
れぞれの表面のA,B,Cの位置にアルミ箔で包んだ(指標
菌を張り付けた紙片とラジオクロミックフィルム)とを
添付させてある状態を示す。 第3図は、飼料を袋に入れず、ばらの状態で箱一杯に詰
めた後、1cm幅の矩形の紙片にラジオクロミックフィル
ムを9枚張り付けたものをダンボール箱に挿入した、深
部線量分布の測定をするための状態を示す。 第4図は、第3図の深部線量分布の測定結果を示す。
FIG. 1 shows the relationship between the energy of an electron beam, the electron beam in an irradiated object having an average specific gravity of 1.0, and the transmission distance. Fig. 2 shows a 6-tiered feed wrapped with aluminum foil (a piece of paper and radiochromic film with indicator bacteria attached) at positions A, B and C on the surface of each feed for electron beam sterilization. This shows the state in which it is performed. Fig. 3 shows the deep dose distribution obtained by inserting a box of 1 cm wide rectangular paper with nine pieces of radiochromic film into a cardboard box, after packing the box in a bulk state without putting the feed in a bag. This shows the state for measuring. FIG. 4 shows the measurement results of the deep dose distribution of FIG.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古田 雅一 大阪府大阪市北区豊崎5丁目5―5―24 ―206 (72)発明者 乙幡 和重 東京都武蔵村山市中央3―34―5 (72)発明者 諏訪 富雄 埼玉県川越市大字的場471番地4 (56)参考文献 特開 昭63−189152(JP,A) 特開 昭63−65865(JP,A) 特開 昭60−24847(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) A61L 2/08 - 2/14 A23K 1/00 - 1/24 A23L 3/00 A23L 3/26 - 3/30 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Masakazu Furuta, Inventor 5-5--24-206, Toyosaki, Kita-ku, Osaka-shi, Osaka (72) Inventor Kazushige Otohata 3-34-5, Chuo, Musashimurayama-shi, Tokyo (72) Inventor: Tomio Suwa, 471-4, Kawagata-shi, Saitama Prefecture (56) Reference: JP-A-63-189152 (JP, A) JP-A-63-65865 (JP, A) JP-A 60-24847 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) A61L 2/08-2/14 A23K 1/00-1/24 A23L 3/00 A23L 3/26-3/30

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】クリーンな実験動物のための飼料の単位立
方センチメートル当り、照射電子のエネルギー5〜10Me
V、電流値0.03〜10mAの高エネルギー電子線を短時間照
射による生産性を高めた滅菌方法。
1. The energy of irradiated electrons is 5 to 10 Me per cubic centimeter of feed for clean laboratory animals.
V, a sterilization method that improves productivity by irradiating a high-energy electron beam with a current value of 0.03 to 10 mA for a short time.
【請求項2】照射電子エネルギー8〜10MeV、電流値1
〜5mAの高エネルギー電子線を10分間以内の短時間照射
する請求項1記載の滅菌方法。
2. Irradiation electron energy: 8 to 10 MeV, current value: 1
The sterilization method according to claim 1, wherein the high-energy electron beam of 5 mA is irradiated for a short time within 10 minutes.
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