JP4340122B2 - アイスクリーム製造用液状混合物の低温殺菌方法 - Google Patents
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Description
本発明は、アイスクリーム製造用の液状混合物を低温殺菌する方法に関するものである。さらに詳しくは、本発明は、「ソフト」タイプとして知られているアイスクリームの製造機のためのアイスクリーム用液状混合物を低温殺菌する方法に関するものである。本方法は特に、ボックスの中に柔軟なバッグが含まれているような（"bag in box"式の）容器、もしくは、アイスクリーム用液状混合物を含んだ加圧容器を使用するアイスクリーム製造機で用いるのに特に適している。
すでに知られているように、アイスクリーム用の液状混合物は通常、この液状混合物を65−85℃近辺の温度に加熱し、冷却することからなる熱的処理によって低温殺菌される。この種の処理には、生産されるアイスクリームの官能的性質（色彩、香気、風味など）、及び栄養上の諸性質が悪影響を受ける場合もあるという事実を含めて、種々の欠点を有する。事実、アイスクリーム用液状混合物中に存在するタンパク性物質の凝固は、約60℃の温度ですでに生じ、その結果、このような液状混合物を用いて生産されたアイスクリームの味や消化性が変化する。他方、殺菌処理は不可欠なものである。なぜなら、このようなアイスクリーム用液状混合物は、各種の細菌、特にブドウ球菌、コリ型菌、腸球菌、及びその他によって汚染されているかも知れず、これらの細菌は糖類やタンパク質の含量の高いこの種の液状混合物を、その成長に特に好ましい生育媒体と認知するからである。
従って本発明の目的は、簡単かつ経済的なアイスクリーム用液状混合物の低温殺菌方法を用いて、既知の熱的殺菌処理の欠点を克服し、そうして生産されるアイスクリームの官能的性質ならびに栄養上の諸性質を変化させず、しかもこの液状混合物やアイスクリームの中に存在するかも知れない細菌負荷（bacterial load）を滅失させ、効果的に細菌の成長阻止を可能ならしめることにある。
細菌の生育を遅延させ、阻止し、あるいは細菌負荷の消滅をもたらすなど、これらに何らかの影響を及ぼし得る主要な要因として次のものがあることは知られている。
(1) 温度。（これは、特定の限界を越えれば前述のような欠点を生じる。）
(2) 化学的・物理的要因。（その効果は特に、媒体のｐＨによって発揮される。事実、細菌は通常、微酸性−中性−アルカリ性の範囲内のｐＨ値を好む。）
(1) 温度。（これは、特定の限界を越えれば前述のような欠点を生じる。）
(2) 化学的・物理的要因。（その効果は特に、媒体のｐＨによって発揮される。事実、細菌は通常、微酸性−中性−アルカリ性の範囲内のｐＨ値を好む。）
意外なことに、アイスクリーム用液状混合物を、60℃より低い温度で加熱し、同時に、この液状混合物中に、処理される液状混合物に応じてそれぞれ異なる任意の時間、ただし有利には３ないし６時間程度、大気圧より高い圧力でガス状二酸化炭素を注入する、という処理に付することによって、従来の処理手段における欠点を伴うことなく、この液状混合物の完全な殺菌が行われることが見いだされた。
このような成果は、(a) 熱（この種の液状混合物の殺菌を達成するための閾値より低い温度が重要と概念的に考えられるが）、(b) ＣＯ２ の圧力（すでに知られているように、これによって細菌の細胞壁を破壊することができる）の組み合わせによって生じる相乗効果によるものであろうと考えられる。また、この液状混合物中における炭酸の形成によってこの液状混合物のｐＨは酸性領域に転移する傾向があることも考えられる。
従って本発明の主たる目的は、アイスクリーム用液状混合物を、その中に存在するタンパク性物質の凝固温度より低い温度で加熱し、同時に、ガス状二酸化炭素を、大気圧より高い圧力でこの液状混合物中に注入する、という諸行程を包含する、アイスクリーム用液状混合物の低温殺菌方法である。
本発明のその他の目的、特徴、および利点は、以下の記述説明の過程で明らかになるであろうが、これらの記述説明は単に非限定的な実施例として提示されるに過ぎないものである。
本発明におけるアイスクリーム用液状混合物をアイスクリームに転換するのに用いられる機械の説明：
本発明方法によって低温殺菌するアイスクリーム用液状混合物は、任意のアイスクリーム製造機において使用することができるので、本方法は、(a) 排出側がソフトアイスクリーム製造機のシリンダーに結合されているポンプの吸入側に結合されたチューブの取り付け部に取り付けられた柔軟なバッグ（"bag in box"式として知られている）の中の容器から液状混合物が放出されるようなタイプの、あるいは、(b) ソフトアイスクリーム製造機のシリンダーに結合させることのできる加圧タンクに液状混合物が含まれているようなタイプの、非自己殺菌性アイスクリーム製造機と組み合わせて用いるのに特に適している。以下の本記述説明の過程においては、本発明は、例えば、本件と同一の出願人による日本特許出願 2002-166308号の主題であるようなタイプの、ソフトタイプのアイスクリームを製造し、放出するための加圧式製造機に適用する場合として例示されている。また、"bag in box"式の製造機は、例えば、本件と同一の出願人による日本特許出願 2003-167323号に例示され、記述されている。
本発明方法によって低温殺菌するアイスクリーム用液状混合物は、任意のアイスクリーム製造機において使用することができるので、本方法は、(a) 排出側がソフトアイスクリーム製造機のシリンダーに結合されているポンプの吸入側に結合されたチューブの取り付け部に取り付けられた柔軟なバッグ（"bag in box"式として知られている）の中の容器から液状混合物が放出されるようなタイプの、あるいは、(b) ソフトアイスクリーム製造機のシリンダーに結合させることのできる加圧タンクに液状混合物が含まれているようなタイプの、非自己殺菌性アイスクリーム製造機と組み合わせて用いるのに特に適している。以下の本記述説明の過程においては、本発明は、例えば、本件と同一の出願人による日本特許出願 2002-166308号の主題であるようなタイプの、ソフトタイプのアイスクリームを製造し、放出するための加圧式製造機に適用する場合として例示されている。また、"bag in box"式の製造機は、例えば、本件と同一の出願人による日本特許出願 2003-167323号に例示され、記述されている。
図面の略記：
添付図面は、容器に含まれているアイスクリーム用液状混合物を本発明による低温殺菌方法によって処理するために、二酸化炭素ガスボンベに結合した、加圧式製造機中にアイスクリーム用液状混合物を供給するための容器の、部分的に断面図を含んだ透視図を示す。
添付図面は、容器に含まれているアイスクリーム用液状混合物を本発明による低温殺菌方法によって処理するために、二酸化炭素ガスボンベに結合した、加圧式製造機中にアイスクリーム用液状混合物を供給するための容器の、部分的に断面図を含んだ透視図を示す。
本発明方法を実施するのに用いられる製造機の好ましい形態の説明：
図面についていえば、１は加圧式製造機のための容器を示し、その中に耐漏液性ストッパー３を通じてアイスクリーム製造のための液状混合物２が入れられている。この容器１は金属製円筒４からなり、この円筒４はその頂部で半球形曲面板５によって封じられており、そこには、前述のストッパー３の他に、耐漏液性の、即結性（ quick-fit）の結合部のための二つの台座６及び７が設けられている。具体的には、台座７は、供給ボンベ11からの二酸化炭素を導くチューブ９の端部に設けられた、即結性の結合部８を受け止めている。容器１の内部には、頂部で即結性結合部８の台座７に結合しているパイプ10があり、そのパイプは、その下端において、容器１のほぼ底部に位置する、上方向に湾曲した立ち上がり12を有し、このパイプを通じて、ガス状二酸化炭素を液状混合物２の中で細かい気泡13の形態で吹き込ませる。容器１の円筒壁の周囲には、可撓性の電気抵抗加熱帯14が設けられており、それには対応する電気供給ケーブル15が取り付けられている。
図面についていえば、１は加圧式製造機のための容器を示し、その中に耐漏液性ストッパー３を通じてアイスクリーム製造のための液状混合物２が入れられている。この容器１は金属製円筒４からなり、この円筒４はその頂部で半球形曲面板５によって封じられており、そこには、前述のストッパー３の他に、耐漏液性の、即結性（ quick-fit）の結合部のための二つの台座６及び７が設けられている。具体的には、台座７は、供給ボンベ11からの二酸化炭素を導くチューブ９の端部に設けられた、即結性の結合部８を受け止めている。容器１の内部には、頂部で即結性結合部８の台座７に結合しているパイプ10があり、そのパイプは、その下端において、容器１のほぼ底部に位置する、上方向に湾曲した立ち上がり12を有し、このパイプを通じて、ガス状二酸化炭素を液状混合物２の中で細かい気泡13の形態で吹き込ませる。容器１の円筒壁の周囲には、可撓性の電気抵抗加熱帯14が設けられており、それには対応する電気供給ケーブル15が取り付けられている。
加圧式容器中での液状混合物の低温殺菌：
液状混合物２は、容器１に入れられた段階で、電気抵抗帯14によって加熱され、そこで、ボンベ11から供給された加圧二酸化炭素が容器１に注入される。この加熱は、以下に実施例として述べるように、温度自動調節によって60℃より低い温度、特に50ないし59℃の間にある温度、好ましくは約55℃、に制御される。ボンベ11からの二酸化炭素の圧力は、約５ないし６バール、好ましくは 5.5バールの圧力に調整される。この処理は、約３ないし約６時間にわたる間の任意の時間続けられる。この処理が終了した時点で、液状混合物を含んだこの容器は、すでに知られている様式で加圧式のアイスクリーム製造機中に置くことができる。
液状混合物２は、容器１に入れられた段階で、電気抵抗帯14によって加熱され、そこで、ボンベ11から供給された加圧二酸化炭素が容器１に注入される。この加熱は、以下に実施例として述べるように、温度自動調節によって60℃より低い温度、特に50ないし59℃の間にある温度、好ましくは約55℃、に制御される。ボンベ11からの二酸化炭素の圧力は、約５ないし６バール、好ましくは 5.5バールの圧力に調整される。この処理は、約３ないし約６時間にわたる間の任意の時間続けられる。この処理が終了した時点で、液状混合物を含んだこの容器は、すでに知られている様式で加圧式のアイスクリーム製造機中に置くことができる。
本発明によるアイスクリーム製造用液状混合物を低温殺菌する方法についての若干の試験結果を、非限定的実施例として以下に説明する。
以下の試験で用いた操作及び手段：
以下の試験では、自然環境、あるいは、用いられる液状混合物の中に存在する腐性細菌が実在するかどうか、あるいは、これらによって汚染されているかどうか、を検知するのに適切な基質を使用している。この点について、全微生物数についてはＬＢ基質が用いられ、コリ型菌についてはマッコンキー寒天（MacConkey Agar）基質（MERK社より）が用いられ、ブドウ球菌にはマンニトール塩寒天（Mannitol Salt Agar）（ DIFCO社より）が、また腸球菌にはアザイド・マルトース寒天（Azide Maltose Agar）（ BIOLIFE社より）が用いられた。各培養プレート上に、 0.1 ml 量の試料を均等に分布させた。各アイスクリーム試料を 1 ml 採取し、それを 9 ml の生理的食塩水中に希釈して潜在的汚染の基本成分とし、その連続希釈を行った。培養プレートは37℃の温度で大気中で培養させた。コリ型菌の成長は24時間後に評価し、腸球菌及び黄色ブドウ球菌（ Staphylococcus aureus）の成長は48時間後に評価した。
以下の試験では、自然環境、あるいは、用いられる液状混合物の中に存在する腐性細菌が実在するかどうか、あるいは、これらによって汚染されているかどうか、を検知するのに適切な基質を使用している。この点について、全微生物数についてはＬＢ基質が用いられ、コリ型菌についてはマッコンキー寒天（MacConkey Agar）基質（MERK社より）が用いられ、ブドウ球菌にはマンニトール塩寒天（Mannitol Salt Agar）（ DIFCO社より）が、また腸球菌にはアザイド・マルトース寒天（Azide Maltose Agar）（ BIOLIFE社より）が用いられた。各培養プレート上に、 0.1 ml 量の試料を均等に分布させた。各アイスクリーム試料を 1 ml 採取し、それを 9 ml の生理的食塩水中に希釈して潜在的汚染の基本成分とし、その連続希釈を行った。培養プレートは37℃の温度で大気中で培養させた。コリ型菌の成長は24時間後に評価し、腸球菌及び黄色ブドウ球菌（ Staphylococcus aureus）の成長は48時間後に評価した。
試験の実施：
すべての試験において、所望容量（一般に５または10リットル）の容器１を洗剤溶液及び殺菌性溶液を用いて手作業で洗浄した。容器１の外套部に加熱帯14を取り付け、適度の細菌負荷量を接種した、個別の試験に必要な量の液状混合物をこの容器１に満たした。
すべての試験において、所望容量（一般に５または10リットル）の容器１を洗剤溶液及び殺菌性溶液を用いて手作業で洗浄した。容器１の外套部に加熱帯14を取り付け、適度の細菌負荷量を接種した、個別の試験に必要な量の液状混合物をこの容器１に満たした。
試験１：
前述のように準備した５リットル容器の中に、以下に述べるように接種した「エレナ」チョコレートアイスクリーム用の液状混合物４リットルを入れた。細菌学的検査のために次のような試料を採取した。
CO 0： 接種し、温度を58℃に上げた混合物。
CO 1： 58℃で３時間後に容器１から採取した混合物。
CO 2： 52℃で４時間後に容器１から採取した混合物。
CO 3： 53℃で６時間後に容器１から採取した混合物。
ＣＯ２ を終始 5.5バールの圧力で注入しつつ、平均液状混合物温度55℃で試験を実施した。試験は６時間後に終了させた。
前述のように準備した５リットル容器の中に、以下に述べるように接種した「エレナ」チョコレートアイスクリーム用の液状混合物４リットルを入れた。細菌学的検査のために次のような試料を採取した。
CO 0： 接種し、温度を58℃に上げた混合物。
CO 1： 58℃で３時間後に容器１から採取した混合物。
CO 2： 52℃で４時間後に容器１から採取した混合物。
CO 3： 53℃で６時間後に容器１から採取した混合物。
ＣＯ２ を終始 5.5バールの圧力で注入しつつ、平均液状混合物温度55℃で試験を実施した。試験は６時間後に終了させた。
（表１） 試験１の結果
試験１の試料について実施した微生物学的検査。
数値は試料グラム当たりの細胞数を示す。
試料 ＴＭＬ S. aureus コリ型菌 腸球菌
CO 0：
０時間後の 10５ 6ｘ10４ 3ｘ10４ 1ｘ10３
接種混合物
CO 1：
３時間後の <10２ <10２ <10２ <10２
接種化合物
CO 2：
４時間後の <10２ <10２ <10２ <10２
接種化合物
CO 3：
６時間後の <10２ <10２ <10２ <10２
接種化合物
ＴＭＬ＝全微生物負荷
本表からわかるように、本試験によって、接種物はせいぜい３時間後には完全に排除された。
試験１の試料について実施した微生物学的検査。
数値は試料グラム当たりの細胞数を示す。
試料 ＴＭＬ S. aureus コリ型菌 腸球菌
CO 0：
０時間後の 10５ 6ｘ10４ 3ｘ10４ 1ｘ10３
接種混合物
CO 1：
３時間後の <10２ <10２ <10２ <10２
接種化合物
CO 2：
４時間後の <10２ <10２ <10２ <10２
接種化合物
CO 3：
６時間後の <10２ <10２ <10２ <10２
接種化合物
ＴＭＬ＝全微生物負荷
本表からわかるように、本試験によって、接種物はせいぜい３時間後には完全に排除された。
試験２：
この試験の目的は、さらに大量の、すなわち約８リットルの液状混合物を用いても加圧ＣＯ２ の効果が見られるかどうかを検討することにあった。
前述のような適度の細菌負荷量を接種したフィオルディラッテ（Fiordilatte ）アイスクリーム用液状混合物８リットルを10リットル容量の容器１に入れた。
細菌学的検査のために次の試験を実施した。
CO 4： 容器１に入れたままの混合物。
CO 5： 接種し、58℃の温度に加熱した混合物。
CO 6： 58℃で３時間後に容器１から採取した混合物。
CO 7： 51℃で５時間後に容器１から採取した混合物。
CO 8： 54℃で６時間後に容器１から採取した混合物。
この試験の目的は、さらに大量の、すなわち約８リットルの液状混合物を用いても加圧ＣＯ２ の効果が見られるかどうかを検討することにあった。
前述のような適度の細菌負荷量を接種したフィオルディラッテ（Fiordilatte ）アイスクリーム用液状混合物８リットルを10リットル容量の容器１に入れた。
細菌学的検査のために次の試験を実施した。
CO 4： 容器１に入れたままの混合物。
CO 5： 接種し、58℃の温度に加熱した混合物。
CO 6： 58℃で３時間後に容器１から採取した混合物。
CO 7： 51℃で５時間後に容器１から採取した混合物。
CO 8： 54℃で６時間後に容器１から採取した混合物。
（表２） 試験２の結果
試験２の試料について実施した微生物学的検査。
数値は試料グラム当たりの細胞数を示す。
試料 ＴＭＬ S. aureus コリ型菌 腸球菌
CO 4：
そのままの <10２ <10２ <10２ <10２
混合物
CO 5：
０時間後の 6ｘ10６ 6ｘ10４ 6ｘ10５ 6ｘ10５
接種混合物
CO 6：
３時間後の <10２ <10２ <10２ <10２
接種化合物
CO 7：
５時間後の <10２ <10２ <10２ <10２
接種化合物
CO 8：
６時間後の <10２ <10２ <10２ <10２
接種化合物
ＴＭＬ＝全微生物負荷
比較的大量のアイスクリーム用液状混合物（８リットル）を用い、ＣＯ２ の圧力、温度及び処理時間を試験１と変わらない状態に維持して実施したこの試験２では、３時間後、ならびに５及び６時間後に接種物は完全に排除された。
試験２の試料について実施した微生物学的検査。
数値は試料グラム当たりの細胞数を示す。
試料 ＴＭＬ S. aureus コリ型菌 腸球菌
CO 4：
そのままの <10２ <10２ <10２ <10２
混合物
CO 5：
０時間後の 6ｘ10６ 6ｘ10４ 6ｘ10５ 6ｘ10５
接種混合物
CO 6：
３時間後の <10２ <10２ <10２ <10２
接種化合物
CO 7：
５時間後の <10２ <10２ <10２ <10２
接種化合物
CO 8：
６時間後の <10２ <10２ <10２ <10２
接種化合物
ＴＭＬ＝全微生物負荷
比較的大量のアイスクリーム用液状混合物（８リットル）を用い、ＣＯ２ の圧力、温度及び処理時間を試験１と変わらない状態に維持して実施したこの試験２では、３時間後、ならびに５及び６時間後に接種物は完全に排除された。
試験３：
この試験の目的は、ＣＯ２ を液状混合物の中で気泡化させることによってこのＣＯ２ をアイスクリーム用液状混合物と密に混和させるのではなく、ＣＯ２ をこの液状混合物と十分混和させないで容器の上部空間に保持させたような場合でも、加圧ＣＯ２ の効果があるかどうかを検討することにある。
ＣＯ２ 放出パイプの結合部を、容器１の結合台座７ではなく、結合台座６に結合させ、ＣＯ２ が容器１の頂部に仕込まれるように変更し、その他は試験２の操作を繰り返した。
細菌学的検査のために次のような試料を採取した。
CO 9： 接種し、温度を +50℃に上げ、終始ＣＯ２ を容器１の頂部に 5.5バールの圧力 で供給し続けた場合の混合物。
CO 10： ３時間後（ +52℃）に容器１から採取した混合物。
CO 11： ４時間後（ +50℃）に容器１から採取した混合物。
CO 12： ６時間後（ +52℃）に容器１から採取した混合物。
この試験の目的は、ＣＯ２ を液状混合物の中で気泡化させることによってこのＣＯ２ をアイスクリーム用液状混合物と密に混和させるのではなく、ＣＯ２ をこの液状混合物と十分混和させないで容器の上部空間に保持させたような場合でも、加圧ＣＯ２ の効果があるかどうかを検討することにある。
ＣＯ２ 放出パイプの結合部を、容器１の結合台座７ではなく、結合台座６に結合させ、ＣＯ２ が容器１の頂部に仕込まれるように変更し、その他は試験２の操作を繰り返した。
細菌学的検査のために次のような試料を採取した。
CO 9： 接種し、温度を +50℃に上げ、終始ＣＯ２ を容器１の頂部に 5.5バールの圧力 で供給し続けた場合の混合物。
CO 10： ３時間後（ +52℃）に容器１から採取した混合物。
CO 11： ４時間後（ +50℃）に容器１から採取した混合物。
CO 12： ６時間後（ +52℃）に容器１から採取した混合物。
（表３） 試験３の結果
試験３の試料について実施した微生物学的検査。
数値は試料グラム当たりの細胞数を示す。
試料 ＴＭＬ S. aureus コリ型菌 腸球菌
CO 9：
０時間後の >10６ 2ｘ10３ 10ｘ10６ 4ｘ10５
接種混合物
CO 10：
３時間後の >10６ 27ｘ10４ 7ｘ10６ 1.5ｘ10６
接種化合物
CO 11：
４時間後の >10６ 27ｘ10３ 8ｘ10３ 33ｘ10５
接種化合物
CO 12：
６時間後の >10６ 26ｘ10３ 10ｘ10６ 15ｘ10６
接種化合物
ＴＭＬ＝全微生物負荷
本表からわかるように、加圧ＣＯ２ と液状混合物とを接触させて６時間後でも、微生物負荷量の減少は見られなかった。従って本試験の結果は、ＣＯ２ を液状混合物と密に接触させる場合に限って、ＣＯ２ による低温殺菌が効果的であることを示している。
試験３の試料について実施した微生物学的検査。
数値は試料グラム当たりの細胞数を示す。
試料 ＴＭＬ S. aureus コリ型菌 腸球菌
CO 9：
０時間後の >10６ 2ｘ10３ 10ｘ10６ 4ｘ10５
接種混合物
CO 10：
３時間後の >10６ 27ｘ10４ 7ｘ10６ 1.5ｘ10６
接種化合物
CO 11：
４時間後の >10６ 27ｘ10３ 8ｘ10３ 33ｘ10５
接種化合物
CO 12：
６時間後の >10６ 26ｘ10３ 10ｘ10６ 15ｘ10６
接種化合物
ＴＭＬ＝全微生物負荷
本表からわかるように、加圧ＣＯ２ と液状混合物とを接触させて６時間後でも、微生物負荷量の減少は見られなかった。従って本試験の結果は、ＣＯ２ を液状混合物と密に接触させる場合に限って、ＣＯ２ による低温殺菌が効果的であることを示している。
本発明は、アイスクリーム用液状混合物を、それに含まれているタンパク性物質の凝固温度より低い温度で加熱し、同時にガス状二酸化炭素をこの混合物中に注入して密な状態で接触させる、という簡単かつ経済的な低温殺菌方法によって、従来の殺菌処理における種々の欠点を克服したものである。
１ 容器
２ 液状混合物
３ 耐漏液性ストッパー
４ 金属製円筒
５ 半球形曲面板
６ 台座
７ 台座
８ 即結性結合部
９ チューブ
10 パイプ
11 二酸化炭素供給ボンベ
12 上方向湾曲立ち上がり
13 気泡
14 電気抵抗加熱帯
15 電気供給ケーブル
２ 液状混合物
３ 耐漏液性ストッパー
４ 金属製円筒
５ 半球形曲面板
６ 台座
７ 台座
８ 即結性結合部
９ チューブ
10 パイプ
11 二酸化炭素供給ボンベ
12 上方向湾曲立ち上がり
13 気泡
14 電気抵抗加熱帯
15 電気供給ケーブル
Claims (4)
- アイスクリーム用液状混合物を、凝固温度より低い５０乃至５９℃の温度に加熱することと、同時に上記加熱された混合物に二酸化炭素を５乃至６バールの圧力で、３乃至６時間注入することを特徴とするアイスクリーム用液状混合物の低温殺菌方法。
- 加熱温度が５５℃である請求項１記載の方法。
- ガス状二酸化炭素を５．５バールの圧力で注入する請求項１記載の方法。
- ガス状二酸化炭素を、処理する液状混合物に気泡状に吹き込む請求項１記載の方法。
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| DE3837604A1 (de) * | 1988-11-05 | 1990-05-10 | Lumen Gmbh | Vorrichtung zum herstellen von speiseeis, milchshake, sorbet, gefrorenen suessspeisen u. dgl. jeweils aus einem pumpfaehigen ansatz |
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