JPH03178661A - 高電圧パルスによる殺菌方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は高電圧パルスによる殺菌方法に関し、さらに詳
しくは、高電圧パルスにより液体中に存在する微生物を
殺菌する方法に関する。

（従来の技術） 従来、溶液中に含まれる微生物、特に細菌類を死滅させ
る方法として加熱滅菌法、放射線滅菌法等が用いられて
いる。しかし加熱滅菌法は、例えばボツリヌス菌のよう
な胞子形成菌を死滅させる為に通常核間を含む被処理液
を加圧下で１２１を以上にするので、エネルギー消費が
大きく被処理物にも熱変性を与える可能性があった。ま
た放射線による滅菌法は放射線の漏れに対する遮蔽が必
要になり、又食品においでは安全面に不安が残る等の問
題があった。

このような問題を解決する殺菌方法として高電圧パルス
等を利用する殺菌方法が知られている。

これらの方法によれば被処理物に熱変性を与えることも
なく簡易に溶液の滅菌が可能である。

例えば液体中に存在する一徹生物の殺菌方法として特開
昭６１−２３９８８０号公報に記載されたアルコール飲
料の殺菌方法が知られている。本方法は水中に１０〜７
０ＫＶの高電圧を印加することにより高圧プラズマを発
生して微生物を死滅させるものである。該方法と同様な
方法が牛乳の殺菌方法にも応用されている＜！ｔＧ−開
昭６１−２３９９４６号公報）。

また高電圧パルスを与えて水中の微生物を死滅させる方
法としては特開昭６３−８２６６６号公報記載の方法が
ある。該方法においては処理液と電極の間に高電圧パル
スを一定時間連続的に印加することにより微生物を死滅
させるものである。

さらに特開昭５５−７１４３７号公報には高圧電場によ
る微生物を死滅させる方法が開示されている。また、特
開昭６２−１５１１７４号公報には高電圧パルスによる
細胞破壊装置が開示されている。

しかし、高電圧パルス等を利用するこれらの殺菌方法は
微生物を完全に死滅させるためには相当量の電気エネル
ギーを必要とするので経済的に好ましいものではなかっ
た。

（発明が解決しようとする課題） 従って、本発明は以上のような問題点を解消した微生物
の殺菌方法を提供することを目的とし、特に大量の電気
エネルギーを利用せずに効率的に液体中の微生物を殺菌
する方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明者は上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、
高電圧パルスを液体表面に印加した後に？ａ５電圧パル
スの印加を一旦休止し、再び高電圧パルスを印加する方
法、または該印加休止工程においてさらに超音波処理を
施す方法により、極めて効率的に溶液中の微生物を殺菌
できることを見出し本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、被処理液体表面に高電圧パルスを印
加して該液体中に含まれる微生物を殺菌する方法であっ
て、 （ａ）　　高電圧パルスを印加する工程、ｂ）高電圧パ
ルスの印加を休止する工程、及グ（ｃ）　　該印加休止
後に高電圧パルスを印加する工程を含むことを特徴とす
る殺菌方法、及び被処理液体表面に高電圧パルスを印加
して該液体中に含まれる微生物を殺菌する方法であって
、（ａ）　　高電圧パルスを印加する工程、（ｂ）　　
高電圧パルスの印加を休止する工程、及び（ｃ）　　該
印加休止後に高電圧パルスを印加する工程を含み、工程
０））において超音波処理を施すことを特徴とする殺菌
方法を提供するものである。

以下に本発明の詳細な説明する。

本発明の方法で処理される被処理液体としては例えば上
水等の飲料水、食品や医薬品における用水、医療機関や
生物実験室から排出される排水等を例示できる。これら
の被処理液体の液温は特に制限されないが、通常５〜４
０℃で高電圧パルス印加処理に付せばよい。

滅菌の対象となる微生物として芽胞菌、大腸菌等の細菌
類、カビ、酵母等の真菌類を例示することができる。こ
れらの微生物を１ｍｌ当たり１０８〜１０７個、好まし
くは１０５個以下で含む液体を本発明の方法で殺菌する
ことがてきる。

高電圧パルスは被処理液体の印加中に常に一定条件で印
加する必要はなく、パルスの印加条件を種々に変化させ
ることも可能であるが、−船釣には以下に示す条件を満
足する一定条件の高電圧パルスを印加することが好まし
い。

高電圧パルスのパルス電圧は、空気中で放電が起こる条
件であればよい。電圧が高くなれば殺請効果が高くなる
傾向があるが、余りに高電圧のパルスを使用すると装置
が大がかりで経済的にも不利益になるので、例えば、電
極と被処理液体表面との距離が５　ｍｍ程度のときは５
〜５０ＫＶ、好ましくは２０ＫＶのパルス電圧を使用す
ればよい。

印加すべき高電圧パルス波形の一例を第５図に示す。パ
ルス波形は該方形波に限定されるものではなく、尖頭波
、正弦波等の種々のパルスを使用することもできる。こ
れらのパルス波形のうち方形波を使用することが好まし
い。

高電圧パルスのパルス幅を第５図のパルス波形について
説明すると、パルス電圧が立ち上がるときにおける該パ
ルス電圧の最大値の半分の値Ｖｔから、引き続いて最大
１直を経て立ち下がるときにおける最大ｉ直の半分の（
＊　Ｖ　２までの時間Ｔとして定義される。パルス幅が
大きくなると殺菌効果が高くなるが、パルス幅が必要以
上に大きくなると電気分解、過度の発熱等の不利益を生
じるので、パルス幅が０．Ｏ１〜１０００μｓ、好まし
くは１μｓの高電圧パルスを使用すればよい。

高電圧パルスの周波数を第５図のパルス波形について説
明すると、パルス電圧が立ち上がって最大渣を与えてか
ら、再び立ち上がって最大値を与えるまでの周期が１秒
間に繰り返される回数として定義される。パルス周波数
が大きくなると殺菌効果は大きくなるが、余りに周波数
の大きいパルスを使用すると放電径路が定まらなくなり
放電が液体表面に充分に施されなくなるので、パルス周
波数が１０’　〜１０”　Ｈｚ、好ましくは１０３）ｔ
ｚの高電圧パルスを使用すれば良い。

高電圧パルスを被処理液体に印加する電極としては、例
えばタングステン、ステンレス、白金、グラフフィト等
の導電性部材で製造された種々の電極が使用でき、例え
ば針状、板状、球状、線状等の種々の形状の電極が使用
できる。

該電極は、被処理液体の液体表面からの空中放電距離が
３０ｍ＋ｍ以内、好ましくは約５ｍｍとなるように液面
上方に配置されるが、必要に応じて電極のＩＢ又は全部
を被処理液体中に浸漬して高電圧パルスの印加を行って
もよい。

本発明の滅菌方法は、上記のような高電圧パルスを被処
理液体表面に印加するにあたり、（ａ）　　高電圧パル
スを印加する工程、（ｂ）　　高電圧パルスの印加を休
止する工程、及び（ｃ）　　該印加休止後に高電圧パル
スを印加する工程を含むことを特徴とする。

高電圧パルスを印加する工程では、上記の様を高電圧パ
ルスを被処理液体表面に印加する。この場合における印
加時間は、被処理液体に含まれる微生物の種類や量、高
電圧パルスの印加条件等により適宜決定すればよい。

高電圧パルスの印加を休止する工程では、上記の随な高
電圧パルスの印加後に、印加休止時間を設；する。該印
加休止時間は、殺菌の対象となる菌種、殺菌すべき被処
理液体に含まれる食塩等の溶質の種類、被処理液体の温
度等の種々の条件に応じて適宜決定すればよい。

該印加休止工程の後に行われる高電圧パルスの印加は、
印加休止工程前に使用した高電圧パルスと同条件の高電
圧パルスを使用してもよいが、必要により異なったパル
ス幅、パルス周波数等を選択して高電圧パルスの印加を
行ってもよい。

本発明の第２の態様は、上記方法の工程（ｂ）において
超音波処理を施すものである。本発明に使用される超音
波は周波数が１６ＫＨｚ以上、好ましくは２０ＫＨｚ以
上の超音波である。高電圧パルスの印加休止工程に被処
理液体を超音波処理するにあたり、上記の超音波を発生
可能な超音波発生装置なろばいかなる種類の装置も（吏
用することができる。

超音波処理の条件は特に限定されないが例えば最大出力
２００ワツトの超音波発生装置を使用して０．１　Ａの
被処理液体を周波数２０ＫＨｚの超音波で処理する場合
には、出力１００’ｖＶ／時で３分間処理すればよい。

工程（ａ）の高電圧パルスの印加時間が長い場合には該
超音波処理も長くすることが好ましい。また、工程（ｂ
）の印加休止時間の全てにわたり該超音波処理を施して
もよいが、該休止時間の一部に超音波処理を施してもよ
・、）っ尚、該超音波処理を施した後は、できるだ）す
早く高電圧パルスの印加処理を施すことが望ましい。

以上の方法を実施するにあたり、所望により高電圧パル
ス印加工程と印加休止工程を繰り返して殺菌することも
できる。この様な繰り返し処理により、放電処理による
過度の発熱を抑制することができ、被処理液体の温度上
昇を防止できる。

また、本発明の殺菌方法により処理した後に通常の加熱
殺菌処理や公知の滅菌処理に付することもできる。特に
、かなり高温で処理しなければ殺菌が因難な芽胞菌等を
殺菌する場合には、本発明の殺菌処理を施すことにより
１００℃よりも低い温度条件で該芽抱菌等を殺菌するこ
とができるので極めて有効である。

（発明の効果） 本発明の方法により、液体中の微生物を確実かつ経済的
に殺菌することができる。本発明の方法によれば、連続
的に高電圧パルスを印加して殺菌する公知の方法に比し
て、短時間の放電、すなわち少量の電気エネルギーで同
等の殺菌効果を得ることができる。また放電時間が短縮
されるために被処理液体に発熱やｐＨの低下等を惹起す
ることがなく、安全に食品、薬剤等を含む被処理液体を
殺菌処理に付することかできる。

以下に本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、
本発明はこれらの実施例に限定されることはない。

（実施例） 実施例１ バチルスズブチリスＡＴＣＣ６６３３を標準寒天培地を
用いて３５℃で７日間培養し、培養した菌体のうち栄養
菌体を９０℃、２０分間の処理で死滅させた菌体を、脱
イオン水１００ｃｃに対して■０５個／ｃｃとなる様に
懸濁して被処理液を作成した。

第１図に示す回路において、底部がステンレス製の被処
理液収容容器２に上記の被処理液１００ｃＣを充填し、
該液面から５　ｍｍ離れた位置にステンレス製の針状電
極１を配置した。該電極１は電気回路４を経てパルス正
出力部５に接続されており、被処理液収容容器２の底面
は電気回路４を経てパルス負出力Ｂ６に接続され、さら
にパルス負出力部はアース７で接地されている。

該液面に１０分間高電圧パルスを印加し、次いで１０分
間の印加休止時間を設けた後に、該液面に６分間にわた
り第５図に示す波形の高電圧パルスを印加した。上記高
電圧パルスの印加条件は、パルス電圧：２０ＫＶ、出力
極性：正、パルス幅：１μｓ、周波数：１０００Ｈｚと
した。

比較例１ 印加休止時間を設けることなく１５分間連続して高電圧
パルスを印加した以外は実施例１と同様の条件により殺
菌処理を行った。

実施例２ ５分間高電圧パルスを印加した後に、１５分間の印加休
止時間を設け、その後に５分間高電圧パルスを印加し、
さらに１５分間の印加休止時間を設：すた後に再び６分
間高電圧パルスを印加した以外は実施例１と同様の条件
により殺菌処理を行った。

実施例３ １４分間高電圧パルスを印加した後に１０分間の印加休
止時間を設け、その後：こ２分間高電圧パルスを印加し
た以外は実施例１と同様の条件により殺菌処理を行った
。

実施例４ １０分間高電圧パルスを印加した後に３０分間の印加休
止時間を設け、その後に６分間高電圧パルスを印加した
以外は実施例１と同様の条件により殺菌処理を行った。

実施例５ ８分間高電圧パルスを印加した後に１０分間の印加休止
時間を設け、その後に８分間高電圧パルスを印加した以
外は実施例１と同様の条件により殺菌処理を行った。

実施例６ ６分間高電圧パルスを印加した後に５分間の印加休止時
間を設け、その後に１０分間高電圧パルスを印加した以
外は実施例１と同様の条件により殺菌処理を行った。

以上の実施例及び比較例で得られた結果を第２図及び第
３図に示す。これらの結果から本発明の方法により少量
の電気エネルギーでもすぐれた殺菌効果が得られること
が明らかである。

実施例７ バチルスズブチリスＡＴＣＣ６６３３を標準寒天培地を
用いて３５℃で７日間培養した菌体のうち、栄養菌体を
８０℃、２０分の条件で死滅させた菌体を、１／１５Ｍ
の第一リン酸カリウムとＬ／１５Ｍの第ニリン酸ナトリ
ウムを３ニア（Ｋ積比）の割合で混合したリン酸緩衝液
１００ｃｃ　（ｐＨ７，０）に１０６個／ｃｃとなる様
：＝懸濁して被処理液体を作製した。

上記の被処理液１００ｃｃ（ｐＨ７，０）の液面に実施
例１の回路を１吏用して１５分間高電圧パルスを印加し
、次い＜３分間の印加休止時間を設けた後に、該液面に
１５分間にわたり第５図に示す波形の高電圧パルスを印
加した。上記高電圧パルスの印加条件は、パルス電圧：
２０ＫＶ、出力極性：正、パルス幅：１μｓ１周波数：
１０００Ｈｚとした。

該休止時間中に、トミー精工＠製ＵＲ−２００Ｐ型超音
波発生器を用いて出力１００Ｗ／時、周波数２０Ｋｌ（
ｚの超音波処理を３分間行った。

比較例２ 実施例７の被処理液に実施例７の高電圧パルス印加条件
で３０分間連続して高電圧パルスを印加したつ 実施例８ ２０分間高電圧パルスを印加した後に３分間の印加体止
時間を設け、その後に１０分間高電圧パルスを印加した
以外は実施例７と同様の条件により殺菌処理を行った。

実施例９ 実施例７の様にして得た菌体を、脱イオン水１００ｃｃ
に１０６個／ｃｃとなる様に懸濁した以外は実施例８と
同様の殺菌処理を行った。

比較例３ 実施例９の被処理液に実施例７の高電圧パルス印加条件
で３０分間連続して高電圧パルスを印加した。

実施例７〜９及び比較例２及び３で得られた結果を第４
図に示す。これらの結果から超音波処理を含む本発明の
方法により少量の電気エネルギーでもすぐれた殺菌効果
が得られることが明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するための回路の一例を示
す図であり、第２図及び第３図はバチルスズブチリス菌
に対して本発明の殺菌方法を適用した場合の殺菌効果を
示す図であり、第４図はバチルスズブチリス菌に対して
超音波処理を含む本発明の殺菌方法を適用した場合の殺
菌効果を示す図であり、第５図は本発明の方法で（吏用
する高電圧パルス波形の一例を示す図である。 第■図中、ｌ　　電極、２　　被処理液収容容聚、３　
　被処理液、４　　電気回路、５　　パルス正出力部、
６　　パルス負出力部、７　　アースを示す。 第１図 逗 ｙ、４Ａゑイ、〆 １０ ＼ ＼ ０ 一〇一実施例７ 一一一一・比較例２ 一ロー実施例８ 一Δ一実施例９ ０ Ｗ 田 手 続 補 正 書 平底 ２．１１．−８ 年　　　月 日 １、事件の表示 平成２年特許頭第３４ ２４号 ２、発明の名称 高電圧パルスによる殺菌方法 ３、補正をする者 事件との関係 出 願 人 名 称 ハウス食品工業株式会社 ４、代 理 人 ５、補正命令の日付 自 発 １、　明細書第１６頁１４行の“ある。′の後に行をか
えて以下を挿入する。 「（実施例１０） 大腸菌ＡＴＣＣ１１７７５を標準寒天培地を用いて３５
°Ｃで２日間培養し、得られた菌体を脱イオン水２０ｃ
ｃに対して１０７個／ｃｃとなるように懸濁して被処理
液を作成した。 第１図に示す回路において、底部がステンレス製の被処
理液収容容器２に上記の被処理液２０ｃｃを充填し、該
液面から５ｎｍ離れた位置にステンレス製の針状電極ｌ
を配置した。該電極１は電気回路４を経てパルス正出力
部５に接続されており、被処理液収容容器２の底面は電
気回路４を経てパルス負出力部６に接続され、さらにパ
ルス負出力部はアース７で設置されている。 該液面に１５秒間高電圧パルスを印加し、次いで１０分
間の印加休止時間を設けた後に該液面に１５秒間にわた
り第５図に示す波形の高電圧パルスを印加した。該高電
圧パルスの印加条件は、パルス電圧：２０ＫＶ、出力極
性：正、パルス幅：　１　ｐ　Ｓ　％周波数：１０００
Ｈｚとした。 （比較例４） 印加休止時間を設けることなく３０秒間連続して高電圧
パルスを印加した以外は実施例１Ｏと同様の条件により
殺菌処理を行なった。 （実施例１１） ３０秒間高電圧パルスを印加した後に、１０分間の印加
休止時間を設け、その後に３０秒間高電圧パルスを印加
した以外は実施例１０と同様の条件により殺菌処理を行
なった。 （比較例５） 印加休止時間を設けることなく６０秒間連続して高電圧
パルスを印加した以外は実施例１０と同様の条件により
殺菌処理を行なった。 実施例１０．１１および比較例４．５の結果を第６図に
示す。これらの結果から本発明の方法により大腸菌に対
してもすぐれた殺菌効果が得られることが明らかである
。」 ２、明細書中第１７頁３行の“−例を示す図である。”
の後に「第６図は本発明の殺菌方法を大腸菌に適用した
場合の殺菌効果を示す図である。 を挿入する。 ３、　添付の図面「第６図」を追加する。 」 ０ 印加時間　（秒） ０

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被処理液体表面に高電圧パルスを印加して該液体
   中に含まれる微生物を殺菌する方法であって、 （ａ）高電圧パルスを印加する工程、 （ｂ）高電圧パルスの印加を休止する工程、及び（ｃ）
   該印加休止後に高電圧パルスを印加する工程 を含むことを特徴とする殺菌方法。
2. （２）被処理液体表面に高電圧パルスを印加して該液体
   中に含まれる微生物を殺菌する方法であって、 （ａ）高電圧パルスを印加する工程、 （ｂ）高電圧パルスの印加を休止する工程、及び（ｃ）
   該印加休止後に高電圧パルスを印加する工程 を含み、工程（ｂ）において超音波処理を施すことを特
   徴とする殺菌方法。