JPH0482556A - 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℃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、又食品において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微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１０〜７０
ＫＶ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（特開昭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６３−８２６６
６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ｔ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。また、高電圧パルスを被処理液体表面に印加すると
、該液体のｐＨが低下し、殺菌効果が著しく減少するば
かりでなく、液体の物件が変化して蛋白質の変性や酸味
の増強がおこるという問題があった。

（発胡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、特に被処理液体
の物性を変化させることなく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する際に特定量の緩衝剤
を被処理液体中に添加して印加処理を行うと、被処理液
体の物性変化を惹起することなく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、印加後の被処理液体のｐＨ値が５〜９の範囲内にな
る様な緩衝剤の存在下で印加処理を行うことを特徴とす
る方法、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、印加後の
被処理液体のｐＨ値が５〜９の範囲内になる様な緩衝剤
の存在下て印加処理を行うことを特徴とする方法を提供
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等の細菌類を例示
することができる。これらの微生物を１−当たり１０８
〜１０７個、好ましくは１０５個以下で含む液体を本発
＋４月の方法で殺菌することができる。

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、−船釣には以下を示す条件を満
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菌効果が高くなる
傾向があるが、余りに高電圧のパルスを使用すると装置
が大がかりて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卸程度のときは５〜５
０ＫＶ、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２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波形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２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Ｖから、引き続いて最大値
を経て立ち下がるときにおける最大値の半分の値Ｖ２ま
ての時間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０．０１〜１０００μｓ、好ましくは１μｓの
高電圧パルスを使用すればよし）、、。

高電圧パルスの周波数を第２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値を与えてか
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が大きくなるが、余りに周波数
の大きいパルスを使用すると放電経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１０１〜１０５Ｈ２、好ましくは１０３Ｈｚ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、グラファイト等
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
３０ＩＤＩＤ以内、好ましくは約５　ｍｍとなるように
液面上方に配置される。

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、被処理液体中に印加終
了後の被処理液体のｐＨが５〜９の範囲内になる様な緩
衝剤の存在下で印加処理を行うことを特徴としている。

当初から被処理液体に印加処理後の被処理液体のｐＨが
５〜９の範囲内になる様な十分量の緩衝剤が含まれてい
る場合には、印加処理にあたり緩衝剤を添加する必要は
ないが、一般には必要量の緩衝剤を添加して印加処理を
行うのが好ましい。

当初から十分量の緩衝剤を含む被処理液体としては、例
えばコーンスーブ、ポタージュスープ、コンソメスーツ
等のスープ類やホワイトソース、デミグラスソース等の
ソース類を例示することができる。これらの被処理液体
に印加処理をするにあたり、さらに緩衝剤を添加して印
加処理をしてもよい。

緩衝剤の種類は緩衝能を有する物質であればいかなるも
のでもよく、特に限定されない。例えば第１リン酸カリ
ウムと第２リン酸ナトリウムを混合したもの、第１リン
酸カリウムとホウ砂を混合したもの、トリスアミノメタ
ンを塩酸に混合溶解したもの等を例示することができる
が、特にこれらの組成に限定されるものではなく、これ
らをさらに組み合わせて使用してもよい。

緩衝剤を添加する場合には、粉状若しくは固体状の緩衝
剤を直接被処理液体に添加混合してもよいが、予じめ水
等の適当な溶媒に溶解して溶液状態として添加してもよ
い。

添加量は印加終了時に被処理液体のｐＨが５〜９の範囲
内になる様に添加すればよい。パルスの印加時間が長く
なる程、またパルス巾が長くなる程、印加中に被処理液
体の酸性化が進行し易いので、この様な場合には十分量
の緩衝剤の添加が必要である。

例えば第２図に示すパルスを用いてパルス電圧２０に〜
１、周波数１０００Ｈｚ、印加時間２０分間の印加処理
を行う場合には、被処理液体が脱イオン水（２０ｍｆ）
の場合には印加後急速にｐＨが３以下となり、その後被
処理液体のｐＨは徐々に低下する。

１／１５Ｍのリン酸緩衝液を添加して同様の印加処理を
行った場合には２０分後においてもｐＨが７以上に維持
される。この様な条件で印加を行うと高い殺菌効果が得
られる。

例えば、印加処理を１０分間行うに当たり、パルス印加
前の被処理液体のｐＨが８．０４であって、印加終了後
にそのｐＨが５．０より低下しないように抑制する場合
には、第１リン酸カリウムのような酸性種の緩衝剤が６
．１２　Ｘ　１０−５Ｍ、第２リン酸ナトリウムのよう
な塩基性種の緩衝剤が１．００　Ｘｌ　０−３Ｍになる
ように混合したリン酸緩衝液を被処理液体に添加するこ
とが好ましい。

更に具体例を挙げるならば、パルス印加前の被処理液体
のｐＨが５．２９であって、印加終了後にそのｐＨが５
．０より低下しないように抑制する場合には、上記酸性
種の緩衝剤が７．０５　Ｘ　Ｉ　Ｏ−”Ｍ、塩基性種の
緩衝剤が２．０８　Ｘ　１０−３Ｍになるように混合し
た緩衝液を被処理液体に添加することが好ましい。

本発明の第２の態様は、上記の様な条件下に高電圧パル
スを被処理液体表面に印加するにあたり、さろに （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止を特
徴とする。

本方法において添加される緩衝剤の種類、添加方法、及
び添加量は前記の通りである。

高電圧パルスを印加する工程では、上記の様な高電圧パ
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、上記の様な高
電圧パルスの印加後に、印加休止時間を設ける。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。該休止工
程の間に緩衝剤を追加添加してもよい。緩衝剤の種類、
及び添加方法は前記の通りである。

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。

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困難な芽胞菌等を
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胞菌等を殺菌するこ
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、被処
理液体のｐＨの変動が抑制されるので、被処理液中の蛋
白質等の変性を生じず、かつ酸味の増強もない。さらに
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。

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３５１℃で７日間培養し、培養した菌体のうち栄
養囲体を８０℃、２０分間の処理で死滅させた菌体を、
’／１ｓＭの第１リン酸カリウムとワ１５Ｍの第２リン
酸ナトリウムを３ニア　（体積比）の割合で混合したリ
ン酸緩衝液１００ｃｃに対して１０６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ＩＤ０ＣＣを充填し、
該液面から５ｍｍ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部６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３０分間にわたり第２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：　１０．００Ｈｚとした。

実施例２ ２５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５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。

比較例１ 実施例１における菌体を脱イオン水（１００ｃｃ）に懸
濁した以外は実施例１と同様の条件により殺菌処理を行
った。

結果を以下の表に示す。

第３図は本発明の方法による殺菌効果を示した図である
。

第１図中、 １　電極、　　　　　２　被処理液収容容器、３　被処
理液、　　　４　電気回路、 ５　パルス正出力部、６　パルス負８カ部、７　アース
、 を示す。

上記の結果及び第３図に示された結果から、本発明の方
法は、緩衝剤を使用しなし）方法に比して、殺菌効果が
向上していることがわかる。

【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図は本発明の方法で使用する高電圧パ
ルス波形の一例を示す図であり、−　田

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、印加後の
   被処理液体のｐＨ値が５〜９の範囲内になる様な緩衝剤
   の存在下で印加処理を行うことを特徴とする方法。
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、印加後の被処理液体のｐＨ値が５〜９の範囲内
   になる様な緩衝剤の存在下で印加処理を行うことを特徴
   とする方法。