JP6780238B2

JP6780238B2 - 殺菌方法および殺菌装置

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Publication number: JP6780238B2
Application number: JP2015231516A
Authority: JP
Inventors: 敬祐内藤; 貴法常喜
Original assignee: Ushio Denki KK
Current assignee: Ushio Denki KK
Priority date: 2015-11-27
Filing date: 2015-11-27
Publication date: 2020-11-04
Anticipated expiration: 2035-11-27
Also published as: JP2017093390A

Description

本発明は、例えば、食品添加剤である香料自体もしくは香料を含んだ飲食品の殺菌方法および殺菌装置に関する。

一般に、人の口から摂取する飲食品の味は、それ単独ではなく香りと一体となって知覚されることから、香り、味の一部を飲食品に付与する目的で、香料が広く利用されている。
従来においては、香料を含んだ飲食品もしくは香料自体の殺菌方法として、通常、加熱殺菌法が利用されてきた。例えば特許文献１には、香料を含んだ野菜処方炭酸飲料の製造過程において、９０〜９８℃の温度で達温殺菌および７５℃を超えない温度で低温殺菌されることが記載されている。

特開２００９−１７８０５３号公報

而して、香料自体もしくは香料を含んだ飲食品の加熱殺菌法による殺菌処理においては、十分な殺菌処理を行うための加熱殺菌条件では、香料が劣化して風味が損なわれることがあるという問題があった。一方、香料が劣化しないような加熱殺菌条件では、充分に殺菌することできない、という問題があった。

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、香料自体もしくは香料を含んだ飲食品の殺菌処理において、香料の劣化を防ぎながら、充分な殺菌処理を行うことのできる殺菌方法および殺菌装置を提供することを目的とする。

本発明の殺菌方法は、香料を含んだ被処理溶液に対して、ピーク波長が少なくとも波長２８０〜３１０ｎｍの範囲内である紫外光を、照射量が１７０〜５００ｍＪ/ｃｍ ² となる条件で、照射することにより当該被処理溶液の殺菌処理を行うことを特徴とする。

本発明の殺菌装置は、香料を含んだ被処理溶液が流通される流路に沿って紫外光照射装置が設けられ、当該紫外光照射装置からの紫外光を照射することのみにより当該被処理溶液の殺菌処理を行う殺菌処理装置であって、当該紫外光照射装置は、当該被処理溶液にピーク波長が少なくとも波長２８０〜３１０ｎｍの範囲内である紫外光を照射する紫外光光源を備えており、当該紫外光射装置からの紫外光の照射量が１７０〜５００ｍＪ/ｃｍ ² であることを特徴とする。

本発明によれば、特定の波長範囲の紫外光が、香料を含んだ飲食品などの被処理溶液に照射されることにより、香料の劣化を防ぎながら、充分な殺菌処理を行うことができる。

本発明の殺菌装置の一例における要部の構成を概略的に示す、流路に沿った断面図である。図１におけるＡ−Ａ線断面図である。中心波長が２８３ｎｍの紫外光を放射する紫外光光源による紫外光照射処理を行ったコーヒー香料の味の分析結果を示す図である。中心波長が２８３ｎｍの紫外光照射により殺菌処理を行った試験結果を示す図である。実験例１で使用した紫外光光源における紫外光の発光スペクトルを示す図である。

本発明の殺菌装置および殺菌方法における処理対象は、香料を含んだ被処理溶液であって、当該被処理溶液には、例えば、液状の香料自体もしくは香料を含んだ飲食品などが含まれる。

図１は、本発明の殺菌装置の一例における要部の構成を概略的に示す、流路に沿った断面図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
この殺菌装置は、波長２８０ｎｍ〜３１０ｎｍに主の発光をもつ紫外光を放射する紫外光照射装置２０が被処理溶液Ｆが流通される流路に沿って設けられてなるリアクター１０を備えている。ここに、波長２８０〜３１０ｎｍに主の発光をもつ紫外光とは、ピーク波長が少なくとも波長２８０〜３１０ｎｍの範囲内である紫外光をいう。

リアクター１０は、互いに同軸上に配置された円筒状の外管１１および円筒状の内管１２よりなり、外管１１の内周面と内管１２の外周面との間に、被処理溶液Ｆが流通される円筒状の流路（以下、「被処理溶液流路」という。）Ｒｆが形成されている。

リアクター１０における外管１１を構成する材料としては、特に限定されないが、例えばステンレス鋼などの金属材料を用いることができる。
リアクター１０における内管１２を構成する材料としては、紫外光照射装置２０からの紫外光を透過するものであればよく、例えば石英ガラスなどを用いることができる。

リアクター１０における内管１２の内部には、紫外光照射装置２０がリアクター１０の中心軸Ｃに沿って配置されている。
紫外光照射装置２０は、波長２８０ｎｍ〜３１０ｎｍに主の発光をもつ紫外光を放射する紫外光光源を備えている。紫外光光源が、２８０ｎｍより短波長の光を含む紫外光を放射するもの、例えば低圧水銀ランプ（２５４ｎｍの輝線）よりなる場合には、被処理溶液Ｆに含まれる香料の変性の程度が大きくなる。

紫外光光源としては、例えば、ＸｅとＢｒの混合ガスが放電用ガスとして封入されたＸｅＢｒエキシマランプ（ピーク波長が２８３ｎｍ）、Ｂｒ₂ が放電用ガスとして封入されたエキシマランプ（ピーク波長が２８９ｎｍ）、ＸｅとＣｌの混合ガスが放電用ガスとして封入されたＸｅＣｌエキシマランプ（ピーク波長が３０８ｎｍ）などを用いることができる。これらのうちでも、香料の劣化、変質を防止しながら、高い殺菌作用が得られることから、ＸｅＢｒエキシマランプを用いることが好ましい。
また、紫外光光源としては、例えば紫外光放射蛍光ランプを用いることもできる。紫外光放射蛍光ランプは、誘電体バリア放電によって生成されるエキシマから放出される光を励起光として蛍光体に照射し、その蛍光体が励起することによって得られる特定の波長範囲の紫外光を放射光として放射する構成のものである。蛍光体としては、例えば、励起によってピーク波長が２９０ｎｍの紫外光を放射するビスマス付活イットリウムアルミニウムホウ酸塩などを用いることができる。

紫外光照射装置２０による被処理溶液Ｆに対する紫外光照射量は、例えば１７０ｍＪ/ｃｍ²以上であることが好ましく、より好ましくは１７０〜５００ｍＪ／ｃｍ²である。紫外光照射量が１７０ｍＪ/ｃｍ²以上であることにより、後述する実験例の結果に示されるように、被処理溶液Ｆに含まれる香料の劣化、変質を防止しながら、充分な殺菌処理を行うことができる。
また、リアクター１０における外管１１の内周面と内管１２の外周面との間の距離（被処理溶液流路Ｒｆにおける光路長）ｄは、例えば０．０５〜１ｍｍであることが好ましい。
上記のような構成によれば、被処理溶液Ｆが紫外光照射装置２０からの紫外光の透過率が低いものである場合（例えば被処理溶液Ｆに照射される紫外光の光量の９９％が不透過である場合）においても、被処理溶液Ｆを均一に殺菌することができる。なお、光路長ｄが０．０５ｍｍ以下である場合には、被処理溶液流路Ｒｆ内に被処理溶液Ｆを流通することが困難となる。

以上において、被処理溶液流路Ｒｆ内に流通される被処理溶液Ｆの流量、被処理溶液流路Ｒｆにおける紫外光が照射される領域の大きさ（紫外光光源を構成するランプの発光長）およびその他の条件は、紫外光照射量が上記特定の範囲内の大きさとなるよう適宜設定することができる。

上記の殺菌装置においては、処理すべき被処理溶液Ｆが被処理溶液流路Ｒｆ内に導入されて当該被処理溶液流路Ｒｆ内を流通される過程において、紫外光射装置２０から放射される波長２８０ｎｍ〜３１０ｎｍに主の発光をもつ紫外光が被処理溶液Ｆに照射されることにより、被処理溶液Ｆの殺菌処理が行われる。

而して、本発明者らが鋭意研究を重ねた結果、後述する実施例の結果に示されるように、波長２８０ｎｍ〜３１０ｎｍに主の発光をもつ紫外光は、例えば飲食品の殺菌に有効でありながら、香料の劣化、変質を回避することができるものであることが明らかになった。
従って、本発明の殺菌方法によれば、波長２８０ｎｍ〜３１０ｎｍに主の発光をもつ紫外光が、香料自体もしくは香料を含んだ飲食品などの被処理溶液Ｆに照射されることにより、香料の劣化、変質を防ぎながら、充分な殺菌処理を行うことができる。
そして、上記構成の殺菌装置によれば、このような殺菌方法を確実に実施することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、リアクターの構造は、被処理溶液が流通される流路に沿って紫外光照射装置が設けられた構造とされていれば、上記のような構造に限定されるものではない。

以下、本発明の効果を確認するために行った実験例を示す。
＜実験例１＞
図１に示す構成に従い、下記の仕様のリアクターを製作した。
外管はステンレス鋼よりなり、内径がφ２７ｍｍである。また、内管は石英ガラスよりなり、外径がφ２６．５ｍｍ、肉厚が１．０ｍｍである。紫外光照射装置からの紫外光が照射される領域の長さは８０ｍｍである。また、外管１１の内周面と内管１２の外周面との間の距離（被処理溶液流路Ｒｆにおける光路長ｄ）は、０．５ｍｍである。
紫外光光源としては、ピーク波長が２８３ｎｍの紫外光を放射するＸｅＢｒエキシマランプを用いた。図５に、実験例１で用いたＸｅＢｒエキシマランプの発光スペクトルを示す。ＸｅＢｒエキシマランプの発光長は８０ｍｍである。

１．味分析試験
液状のコーヒー香料を試験溶液として用い、この試験溶液について、製作したリアクターによる紫外光照射処理（殺菌処理）を行った。そして、紫外光照射処理後の試験溶液について、味覚センサー（株式会社インテリジェントセンサーテクノロジー製の味認識装置「ＴＳ−５０００Ｚ」）を用いて味の分析試験を行った。結果を図３に示す。図３は、紫外光照射処理を行わない場合の試験溶液の味（試験溶液本来の味）の分析により得られた各項目の数値を０．０（図３において一点鎖線で示す。）とする相対値で示されている。この味認識装置による味分析試験において、敏感な人が味の違いを検知できる閾値は±０．８程度である。
［殺菌処理条件］
被処理溶液流路内における試験溶液の流量：２．３ミリリットル／ｍｉｎ
被処理溶液流路における紫外光強度：３．６ｍＷ／ｃｍ²
処理時間：１７５秒
紫外光照射量：１７０ｍＪ／ｃｍ²
処理中の被処理溶液温度：３０℃
［分析項目］
Ａ．酸味（先味）：クエン酸や酒石酸が呈する酸味
Ｂ．苦味雑味（先味）：苦味由来物質で、低濃度ではコクや隠し味などに相当するもの
Ｃ．渋味刺激（先味）：渋味物質による刺激味
Ｄ．旨味（先味）：アミノ酸、核酸などの旨味
Ｅ．塩味（先味）：食塩などの無機塩の塩味
Ｆ．苦味（後味）：一般食品に見られる味の苦味
Ｇ．渋味（後味）：渋味物質由来の後味の渋味
Ｈ．旨味コク（後味）：旨味物質が呈する持続性のあるコク味

２．殺菌処理試験
セレウス菌（ＪＣＭ２１５２）を芽胞状態としたものを供試菌として用い、初発菌数が１０⁵ＣＦＵ／ｍＬとなるよう、所定量の供試菌を液状のコーヒー香料に懸濁させて試験溶液を調製した。
紫外光照射処理（殺菌処理）を行う前の試験溶液と、上記リアクターによる紫外光照射処理（殺菌処理）を上記味分析試験と同一の条件で行った後の試験溶液とをそれぞれ寒天培地上に塗沫し、３０℃で４８時間培養した後、寒天培地に発生したコロニーの数を調べた。結果を図４に示す。図４における（ａ）は紫外光照射処理前の試験溶液を１０００倍に希釈した希釈液についての結果、（ｂ）は紫外光照射処理後の試験溶液の原液についての結果である。図４より、充分な殺菌処理を行うことができることが確認された。

以上の結果より明らかなように、波長２８０ｎｍ〜３１０ｎｍに主の発光をもつ紫外光を照射することにより、香料の劣化、変質を防止しながら、充分な殺菌処理を行うことができることが確認された。

また、紫外光照射量を１７０ｍＪ/ｃｍ² 未満の範囲で適宜変更したことの他は、上記実験例１と同一の条件で、紫外光照射処理を行い、上記味分析試験および上記殺菌処理試験を実験例１と同一の条件で行ったところ、いずれの場合も、香料の劣化、変質が生ずることは回避することができるものの、紫外光照射量が小さくなるに従って、寒天培地上に発生するコロニーの数が増加すること（殺菌作用が低下すること）が確認された。
さらに、紫外光照射量を１７０ｍＪ/ｃｍ² より大きい範囲で適宜変更したことの他は、上記実験例１と同一の条件で、紫外光照射処理を行い、上記味分析試験および上記殺菌処理試験を実験例１と同一の条件で行ったところ、紫外光照射量が５００ｍＪ/ｃｍ² （上限値）を超えると、いくつかの分析項目（例えば項目Ｄ、項目Ｅ）において閾値を超える香料の劣化、変質が生ずることが確認された。

本発明は、例えば、香料自体もしくは香料を含んだ飲食品の殺菌処理、具体的には、コーヒー飲料や清涼飲料水などの殺菌処理にきわめて有用なものである。

１０リアクター
１１外管
１２内管
２０紫外光照射装置
Ｃリアクターの中心軸
Ｒｆ被処理溶液流路
Ｆ被処理溶液

Claims

香料を含んだ被処理溶液に対して、ピーク波長が少なくとも波長２８０〜３１０ｎｍの範囲内である紫外光を、照射量が１７０〜５００ｍＪ/ｃｍ ² となる条件で、照射することのみにより当該被処理溶液の殺菌処理を行うことを特徴とする殺菌方法。
香料を含んだ被処理溶液が流通される流路に沿って紫外光照射装置が設けられ、当該紫外光照射装置からの紫外光を照射することのみにより当該被処理溶液の殺菌処理を行う殺菌処理装置であって、
当該紫外光照射装置は、当該被処理溶液にピーク波長が少なくとも波長２８０〜３１０ｎｍの範囲内である紫外光を照射する紫外光光源を備えており、
当該紫外光射装置からの紫外光の照射量が１７０〜５００ｍＪ/ｃｍ ² であることを特徴とする殺菌装置。