JPH04200353A - 電子線照射による実験動物飼料の滅菌方法 - 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、クリーンな実験動物用の飼料の電子線照射に
よる滅菌方法に関する。

［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ｉ！Ｉ烙理が施されている。

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。

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０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。

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シケースに入れる。次に、この
ゲースをコ〉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動しているコバル
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ｌ０ＬＧｙ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個のカートンゲ
ース当りに要する照射時間（滅菌時間）は、１０ＫＧｙ
照射てはおよそ２．０時間、５０ＫＧｙ照射では約１０
時間となる。

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。

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
てきる点、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（ヒ（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と゛
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［ヒ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。

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
では最高て数十％変化するのに対し、ガンマ線滅菌では
照射前後にほとんど硬度の変化のないことが明らかにさ
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はほとんど起こらないの
に対し、高圧蒸気滅菌では劣（ヒが著しく、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料に対する嗜好比
率から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。

ガンマ線滅菌法での現行の照射条件を示したように、１
個のカートンゲースの照射には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、単位時間当りのガシマ線照射量
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Ｃ１の商業用照射施設の場
き、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開の経過と共に下することにな
る。しかしながら商業用の照射施設では照射時開く滅菌
処理時間）をて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。

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Ｌ、た問題点よりそれほとは普及しておらず、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。

［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ている。

本発明者らは既に、こうした要求に答えるべく新規の滅
菌法として、高二木ルギー電子線を利用した生産性の優
れた実験動物飼料の滅菌法を発明し特許出願している。

しかしながらこの既出願の発明を実施するための既存の
商業用電子線照射施設はこれまでのところなく現状では
前記発明の実施は容易てなかった。そこて本発明におい
て、発明者らは既存する５ＭｅＶ以下の中エネルギー電
子線（ＩＭｅＶを超え５ＭｅＶ以下）照射施設を利用す
る目的から、中エネルギーでも滅菌可能である電子線照
射条件、またエネルギーが小さいことからくる電子線透
過能の制限を考慮した包装形態を確立することを本発明
の目的としている。

［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。

既に出願済みの発明をさらに検討した結果、本発明者ら
は、電子線のエネルギー、電流値の既出願の範囲を超え
ても滅菌可能であることを見いだした。すなわち、電子
線ニオ・ルギー、３ＭｅＶ以上５ＭｅＶのエネ・ルギー
、電流直が１０彌Ａを超え４０ｍＡまでて・あって乙、
実験動物飼料成分へ特にビタミンに対して影響を与える
ことなく、滅菌可能であることを見いだし、本発明を提
案するに至った。また、この際、今回提案された電子線
エネルギー域では電子線透過能が小さいことから被照射
物の厚みを均一なものとすること、あるいは両面照射を
行う場きにおいては、表面から裏面への反転時に袋類り
容器を含む）内の飼料粉、飼料固形物が袋内で移動する
ことがないことが要求されるが、この要求については発
明者らはガスバリア性の高い袋内を真空脱気する包装形
態が十分に満たすことを見いだしている。さらに、袋内
を真空脱気する包装形態においては次の様な点において
も包装形態として優れた特徴となる。

（１）真空脱気により飼料が袋類内に固定されているの
で、搬送その他の取扱い時に固形をした飼料が壊れ、崩
れることを防止できる。

（２）袋にできたピンホールの検査は真空脱気色装であ
ることがら脱気１責の袋の膨らみにより滅菌状態が検査
できる。

（３）真空脱気をすることから袋に詰めた飼料の体積が
収縮し、小さくなることから取扱が容易となる。

従来からＩＭｅＶに満たない低エネルギー、あるいは５
ＭｅＶ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、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。

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力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の全空間に
照射されることから利用効率が低いのに対し、電子線で
は被照射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だしている。

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、電子
線エネルギーとして３へ５ＭｅＶ、電流値が１０ｍＡを
超え、４０積Ａまての範囲に特徴がある。

［作用］ 照射電子の持つエネルギーの大きさは、同し比重を持つ
被照射物に対しては被照射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圧ＰＩ（ｃ＋−＞÷比重ｄの関
係がある。５　Ｍ　ｅ　Ｖのエネルギーを持つ電子ては
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３　Ｍ　ｅ　Ｖのエネルギーを
持つ、照射電子では約１．４〜２ｃｎ（平均比重０．７
〜０．５に対応する。）となる。よって、本発明による
電子線滅菌では滅菌可能な厚みは実験動物飼料（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
３〜５ＭｅＶ照射することを仮定すると、真空バックの
厚みは第１図（平均比重１．０）より約２ｃＩｌｌ〜約
８ｃＩＬ１となる。

次に、照射電子の電流値については発明者・５は最大で
４０ｍＡまでとし、好ましくは２０ｍＡ乃至３０彌Ａで
あるとしている。照射電子のもつ電流値が大きければ、
大きいほど、単位時間当たり、７）照射線量は増加し、
生産性は増加するが、大電流による実験動物飼料の発熱
、あるいは熱によるビタミン劣化を考慮して、最大４０
ｍＡとしている。

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３ＭｅＶの電子が２５ｍＡ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の実験動物飼料に対しては１時間当たりの処理
量は１０ＫＧｙ照射では約７．０ｍ’、また５０ＫＧｙ
照射では１．４ｉとなる。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０．２ｍ：
ｌ、５０　Ｋ　Ｇｙで０．０４＋ｍ３と比較すると約３
５倍の極めて生産性が高いことが分かる。従って、本発
明により提案されたエネルギー電流域であってもガンマ
線滅菌法に比べて、滅菌コストは著しく低下することに
なる。

電子加速器には現在２つのタイプがあり、その］つは静
電型（直流型）の加速器であり、残る１′）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てあり、これまてのとこ
ろ５ＭｅＶ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
は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、本発明に依るところのエネルギー、及び電流値
域からは直流型の加速器が適当となる。

電子線照射後は、電流値域の増加に伴う発熱を考慮し、
実験動物飼料（固形飼料）の温度上昇、あるいは、真空
パック包装形態への影響、ビタミン劣化の程度について
評価した。

以下順に、本発明の実施例を示すが、実施例ではすべて
直流型加速器から発生した電子線を使用している。

［実施ｒＩＡ１］ マウス、ラット用の１４ｍｍφ〈平均長１８＋ａ…の固
形飼料（小麦、ふすま、とうもろこし、大豆粕、ホワイ
トフィシュミール、ビール酵母、アルファルファミール
、ミオ・ラル混合物、ビタミン混き物）を５００ｙ９０
μｍのポリエチレン袋に入れ、袋内て固形飼料同士が重
ならないように袋内−面に広げた後、内部をＭＵＬＴＩ
ＶＡＣ社製Ａ３００型を用いて、真空セント指針−１０
００ｍｂａｒにセット、真空速度はオートて処理して脱
気、これに電子線滅菌処理を行った。電子線加速器は直
流型のものを使用し、電子線エネルギー、３ＭｅＶ、電
流値２０＋ＴＩＡで照射を行った。ステンレス製のベル
トコンベアーにのせた上記飼料に上方向からの電子線５
Ｍｒａｄの照射については、１袋あたり３０秒以内の短
時間で終了した。また、別個の真空脱気していない袋内
の前記と同様の飼料についての照射時には熱電対を使い
固形飼料内部の温度測定も行った。測定の結果、固形飼
料中心温度は平均５５°Ｃて、この程度の温度上昇では
真空パックした包装形態、飼料のビタミン劣化に実用上
問題のないことが判明した。

［実施例２］ 電子線の電流値のみを２５ｍＡ変え、実施例１と同様な
方法で照射したところ、固形飼ｙｔの中心部の温度は平
均７２℃であり、この電流値においても、真空パックに
した包装形態は健全てあった。

［実施例３］ 実施例１と同様の固形飼料５００ｇをビニール袋に入れ
た後、袋内の飼料を袋−面に飼料同士が重ならないよう
に広げ、脱気をせずにビニール袋の口をヒートシールし
、これと同じものを６袋準備して、ダンボール箱の中に
段重ねにて入れ上方向より電子線照射した。電子線照射
は直流型の加速器で、電子エネルギー、５ＭｅＶ、電流
値、１０ｍＡで行った。照射後、６段重ねにした各段に
ついて無菌試験を行った結果、１段目以外の各段は表１
に示した様に全て陽性であったが、１段目は陰性となり
、５ＭｅＶの電子線エネルギーてあれば、１４ｆＩｌｌ
ＩＩφの固形飼料においては片側からの照射（片面照射
のＪ′％会）の場き５この種の包装形態テは１段目分の
厚み（１４１１１１１１）であれば滅菌可能であること
が、確コ２された。

※　指標菌：Ｂ　、　ｐｕｍｉｌａｓ 線量マーカー：ラジオクロミンクフィルム◎　試験検体
数　１０べし・ソト、チオグリコし一ト培地、７日間培
養で無菌試験結果は陽性検体数を示す ［発明の効果］ 以上説明したように、電子線照射による滅菌処理を行う
本発明の方法は、照射エネルギー３ＭｅＶから５ＭｅＶ
、電流値１０ｍＡを超え、４０ｍＡま゛での短時間照射
に特徴があり、従来のガンマ線滅菌法よりも生産性が高
く、しかも維持管理が容易であって、滅菌による飼料の
物性変化や成分劣化のないことへの要求に対して十分答
えうる新規な滅菌法を提供することとなり、併せて、飼
料を袋詰の上、真空脱気することにより電子線照射に好
適な包装形態が確立された。

【図面の簡単な説明】

第１図は、電子線のエネルギーと平均比重１．０の被照
射物中の電子線の透過距離との関係を示すグラフである
。 ５　　　　　鳴　　　　　牛　　　　　Ｑ咬−ミ（愼苓
ε（帖に神倒艙（ジ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）クリーンな実験動物のための飼料に対し、照射電
   子エネルギー３ＭｅＶから５ＭｅＶ、電流値１０ｍＡを
   超え、４０ｍＡまで電子線の短時間照射によることを特
   徴とする生産性を高めた実験動物飼料の滅菌方法。
2. （２）実験動物飼料の一定量を袋類に詰め、内部を真空
   脱気した後、電子線を照射する請求項１記載の滅菌方法
   。