JPH0573383B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、マイクロ波により液体食品を殺菌
する液体食品の殺菌装置に関する。

［従来の技術］ 従来、液体食品の殺菌は、パツチ式やプレート
式等の熱交換殺菌装置が一般に使用されるが、加
熱水蒸気を強制的に吹き込む等の方法もある。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、従来の加熱殺菌方法では、加熱時間が
数分から数十分と長いため、食品が持つ本来の
味、香り、風味等の成分が分解して失われてしま
う問題点がある。

この発明はこのような欠点を除き、液体食品が
持つ本体の味、香り、風味等を損なわずに殺菌す
ることが可能な液体食品の殺菌装置を提供するこ
とにある。

［課題を解決するための手段］ この発明は上記の目的を達成させるため、マイ
クロ波を発生させるマイクロ波発振器と、マイク
ロ波発振器の出力側に装着された導波管と、液体
食品が流通可能な管を複数備え、各管を導波管に
貫通し、１つの管を流通した液体食品が別の管に
流れるように各管を連結し、連結した管の一方の
端を液体食品の流入口とすると共に他方の端を液
体食品の流出口とした管体と、導波管の外側に露
出した管体の部分を冷却する冷却器とを有する。

［作用］ この構成により、液体食品は内部から急速に昇
温加熱され、その後急速冷却される。この急速加
熱と急速冷却を繰り返すことにより、液体食品内
の微生物の環境を著しく変化させ、液体食品を高
温状態に保持せずに低温状態のまま短時間に殺菌
することが可能となる。

［実施例］ 以下、この発明に係る、マイクロ波による清酒
（火落菌）の殺菌基礎試験について説明する。

火落菌は、アルコール濃度が15〜20％でも増殖
する乳酸菌の一種であり、清酒中にあつて白濁、
増酸、変香味をもたらす有害菌である。

はじめに 第７図に示すように、通常の清酒は、瓶詰ま
でに「火入れ」と呼ばれる加熱殺菌（65〜70
℃、３分）を２回行い、火落菌を完全に殺菌し
て常温で流通されている。しかし、長時間の
「火入れ」は、同時に絞り立ての香り・風味を
も失わせることとなる。

一方、最近、グルメ志向派の嗜好傾向が強い
生酒は、「火入れ」をせずに絞りたての香り・
風味を保つたまま瓶詰めして出荷し、更に低温
流通させるため、かなりのコストがかかる。こ
のため、清酒メーカーには、低温で殺菌するこ
とにより香り・風味を保ち、その状態のまま常
温で流通させたいという要望がある。

そこで、マイクロ波による液体殺菌方法の清
酒への適用の可能性を探る基礎試験を実施し
た。その結果、二種類の試験装置を用いた加熱
装置（温度：63〜65℃、時間：1.0〜3.8秒）に
より、火落菌を完全に殺菌できることが確認で
きた。

なお、マイクロ波（極超短波）加熱とは、マ
イクロ波のエネルギーを食品の成分（主として
水）の分子運動に変えさせ、瞬間的に食品の内
外層各部の温度を上昇させる方法である 試験方法 (1) 試験方法 第４図に試験装置を示す。

ａ 急熱急冷型マイクロ波殺菌試験装置 第４図ａに示す試験装置は、マイクロ波
発振器（最大出力1.5kW）１の導波管２の
先端側に、導波管２の軸方向と直交するよ
うにテフロン管３（内径4φ、肉厚１mm、
長さ55mm）を５本貫通させたものである。
このテフロン管３のそれぞれの出口部に
は、内部を冷却水が循環している冷却器４
が取り付けられている。そして、試料（清
酒）ｓは定量ポンプ５によりテフロン管３
へと送り込まれる。

導波管２内のテフロン管３を通過中の試
料ｓは、マイクロ波発振器１から発振され
たマイクロ波の照射により急速に加熱され
る。加熱された試料ｓは、導波管２を出た
直後に冷却器４を通り冷却水により急速に
冷却される。そして、試料ｓは急速急冷を
５回繰り返して送出される。

この装置は、火落菌の環境温度を急激に
変化させて殺菌する効果をねらいとする。

なお、冷却器４を通過する前後のテフロ
ン管３には熱電対TCが取り付けられてお
り、熱電対TCに接続されたレコーダーＲ
により温度変化が記録される。

ｂ スパイラル型マイクロ波殺菌試験装置 第４図ｂに示す試験装置は、第４図ａに
示す試験装置のテフロン管３の代わりにス
パイラル型のテフロン管６（内径4φ、肉
厚１mm、長さ1.5ｍ）を、導波管２内に配
置したものである。この装置は、マイクロ
波を比較的長く試料ｓに照射し、温度上昇
により殺菌することをねらいとする。

(2) 殺菌試験 第１表に殺菌試験の概要を示す。

ａ 試料の調整 試料ｓは、原酒（アルコール濃度20％）
に純水を加えて市販の清酒と同じアルコー
ル濃度（16％）としたものに火落菌を添加
し、火落菌濃度を10個／ml程度に調整して
試験に供した。

ｂ 試験操作 急熱急冷型マイクロ波殺菌試験装置は、
マイクロ波出力を一定（1.5kW）とし、定
量ポンプ５で試料ｓの流量を変えることに
より、殺菌温度（最高到達温度）を調整し
た。

一方、スパイラル型マイクロ波殺菌試験
装置は、試料ｓの流量を一定（300ml／分）
とし、マイクロ波出力を変更することによ
り殺菌温度を調整した。

ｃ 温度設定 試料ｓの昇温状況は、試験装置の各所に
取り付けた熱電対TCで計測し、各条件毎
に温度が定常状態に達した時点で試料ｓを
採取し、火落菌数を測定した。また、その
時の最高到達温度を殺菌温度とした。

ｄ 菌数測定 (財)日本醸造協会の火落菌検出培地（SI培
地）を用いた寒天平板培養法により、30℃
で７〜10日間培養後コロニーを計数した。

試験結果 (1) 二種類のマイクロ波殺菌試験装置を通過す
る際の試料ｓの温度の経時変化は、第５図の
ようになつた。

第５図ａに示す急熱急冷型の試験装置の場
合は、最初の導波管２を通過する時点で最高
温度に達して急速加熱され、その後、冷却器
４で急冷され、導波管２を通過する度に昇温
するというパターンを繰り返したが、昇温幅
は次第に減少した。

第５図ｂに示すスパイラル型の試験装置の
場合は、導波管２を3.8秒で通過し、導波管
２の出口で最高温度を示す急速加熱状態とな
る。導波管２を通過後は冷却器４で急冷され
る。

(2) 加熱効率 第２表に示すように、マイクロ波殺菌を清
酒に適用した場合の加熱効率は50％程度であ
つた。

急熱急冷型の試験装置に比べて、マイクロ
波照射時間が比較的長いスパイラル型の試験
装置の方がやや加熱効率はよかつた。

(3) 殺菌効率 第６図及び第３表に、マイクロ波殺菌の温
度と火落菌生存率との関係を示す。

ａ 急熱急冷型マイクロ波殺菌においては、
最高到達温度50℃までは殺菌効果が認めら
れず、56℃あたりから殺菌され始め63℃で
完全に殺菌された。この場合、試料ｓが導
波管２を通過する時間は1.0秒程度である。

ｂ スパイラル型マイクロ波殺菌において
は、最高到達温度56℃から殺菌効果が認め
られ65℃で完全に殺菌された。この場合、
試料ｓの導波管通過時間は3.8秒である。

考察 上記基礎試験の結果から、マイクロ波殺菌に
は以下の効果が認められる。

(1) 殺菌効果 ａ 熱効果 試料ｓへのマイクロ波照射により、液体
と同時に菌体も均一な温度で内部加熱され
る。

ｂ 変成効果 細菌を構成する生体高分子の極性基・イ
オン等が電界作用により激しく振動を受
け、菌体の蛋白質や核酸が変成する。

今回の試験において、清酒の火落菌は加
熱温度63〜65℃で殺菌され、従来の殺菌方
法の「火入れ」温度（65〜70℃）と比べて
大幅な温度差は認められなかつた。しか
し、殺菌に要した時間は、従来と比べて数
十分の一から百数十分の一と極めて短時間
で完全殺菌を達成することができ、清酒へ
のマイクロ波による液体殺菌の適用の有効
性が確認された。

(2) 品質評価 今回は官能検査等の品質評価は実施しなか
つたが、瞬間的に食品の内外層各部の温度を
上昇させることができるマイクロ波加熱によ
り昇温時間が極めて短時間であることに加
え、急速加熱と急速冷却とを交互に繰り返す
ことにより、被殺菌物の環境温度を急激に変
化させて殺菌することから、液体を加熱によ
る高温状態に保持せず低温状態のまま短時間
に殺菌することが可能となり、被加熱物であ
る液体状の食品が持つ本来の味、香り及び風
味等を保持したままの殺菌が可能となる。

つまり、殺菌のための加熱は、同時に食品
に備わつている本来の味、香り及び風味等も
損なわせてしまうが、殺菌のために必要とす
る加熱時間を、加熱状態を保持したまま確保
するのではなく瞬間的な加熱の繰り返しによ
り確保して、一回毎の加熱時間を極力短くす
ることにより、加熱による食品への影響を極
力排除し味、香り及び風味等の損失を可能な
限り少なくすることができる。

(3) 経済性 マイクロ波による液体殺菌の加熱効力は、
50％程度と通常の石油ボイラ等と比べて高く
はなく、従来の殺菌方法の「火入れ」工程を
全てマイクロ波による液体殺菌に置き換える
には、装置自体も大型化し経済的利点は大き
くはないと思われる。しかし、マイクロ波に
よる液体殺菌は温度制御が容易であると共に
加熱による品質劣化が少ないこと等から、原
酒の絞りたての香り・風味を重視する高級清
酒等への適用がとりわけ有効であると考えら
れる。

次に、液体食品の殺菌装置の一実施例を第１図
〜第３図に示す。

第１図の殺菌装置１０は、導波管１１に貫通さ
せた複数本の管１２と、各管１２に接続された処
理液冷却コイル１３と、処理液冷却コイル１３を
内包する冷却器１４とを備えている。

管１２は、マイクロ波電界中にあつて誘電体損
失が少なく且つ加熱されにくいものが適してお
り、一例としてテフロン管が用いられる。各管１
２は、スパイラル状に形成された処理液冷却コイ
ル１３により連結されており、連続する一本の通
路すなわち、管体を形成している。この通路の両
端は、流入口である未処理液入口１５と、流出口
である処理流出口１６とされている。

第２図、第３図にマイクロ波による液体殺菌シ
ステムを示す。殺菌装置１０は、マイクロ波発振
器１７にマイクロ波チユーナー１８を介して接続
された導波管１１の先端に取り付けられている。
マイクロ波発振器１７はスライダツク１９を介し
て電源ACに接続されている。そして、殺菌装置
１０の未処理液入口１５と処理液出口１６は、そ
れぞれ未処理液タンク２０及び処理液タンク２１
に接続されている。また、未処理液タンク２０に
は未処理液を殺菌装置１０へと送出する定量ポン
プ２２が設けられている。

冷却器１４内部には、冷却水入口１４ａから取
り入れられ冷却水出口１４ｂから送出される冷却
水が循環しており、配設された処理液冷却コイル
１３を冷却している。

殺菌装置１０へと送られ、導波管１１内の管１
２を通過中の未処理液（例えば清酒）は、マイク
ロ波発振器１７から発振されたマイクロ波の照射
により瞬間的に昇温加熱される。昇温加熱された
未処理液は、導波管１１を出た直後に処理液冷却
コイル１３に送られ、冷却器１４内の冷却水によ
り急速に冷却される。そして、処理液は未処理液
入口１５から処理液出口１６へと送られる間に急
熱急冷を繰り返すことになる。

急熱急冷の繰り返しは、導波管１１に貫通させ
る管１２を一本とし、再流入させることによつて
も可能である。また、導波管１１の中央部分を、
冷えばＹ時型に分離させてマイクロ波通路を二本
並列に形成し、管１２が両通路を連続して貫通す
ることによつても可能である。この場合、マイク
ロ波通路は二本に限らない。さらに、複数の殺菌
装置を連続して経由することによつても同様であ
る。

なお、スライダツク１９により、マイクロ波出
力が調整され目的温度まで昇温されると同時に、
マイクロ波チユーナー１８により、反射波が最小
になるように調整される。

［効果］ 以上、説明したように、この発明により、管内
を流れる液体に導波管を介してマイクロ波を照射
し、その後、冷却器により冷却される急熱急冷を
繰り返すので、食品が持つ本来の味、香り、風味
等を保持したまま、液体食品の殺菌が可能とな
る。

しかも、マイクロ波発振器の導波管に、管体お
よび冷却器を取り付けた簡単な構造で、液体食品
の急熱急冷を可能にしている。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明に係る液体食品の殺菌
装置を示しており、第１図は液体食品の殺菌装置
を示す説明図、第２図はシステム全体の正面図、
第３図はシステム全体の平面図である。第４図〜
第７図は本発明に係るマイクロ波による清酒（火
落菌）の殺菌基礎試験を示している。第４図は試
験装置を示しており、ａは急熱急冷型を示す説明
図、ｂはスパイラル型を示す説明図、第５図は試
料温度の経時変化を示しており、ａは急熱急冷型
における説明図、ｂはスパイラル型における説明
図、第６図はマイクロ波殺菌の温度と火落菌生存
率との関係を示す説明図、第７図は火入れに係わ
る清酒の種類を示す説明図である。 １０……殺菌装置、１１……導波管、１２……
管、１４……冷却器、１７……マイクロ波発振
器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ マイクロ波を発生させるマイクロ波発振器
   と、前記マイクロ波発振器の出力側に装着された
   導波管と、 液体食品が流通可能な管を複数備え、前記各管
   を前記導波管に貫通し、１つの管を流通した液体
   食品が別の管に流れるように前記各管を連結し、
   連結した管の一方の端を液体食品の流入口とする
   と共に他方の端を液体食品の流出口とした管体
   と、 前記導波管の外側に露出した前記管体の部分を
   冷却する冷却器とを有する液体食品の殺菌装置。