JPWO2007148410A1 - 無菌充填における殺菌剤および殺菌方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1は、63℃以上の温水を食品容器に接触させて、まず、温水のみで殺菌できるPenicillium属のような菌種を殺菌し、次いで、温水のみでは殺菌できないBacillus属等の芽胞を形成する有芽胞細菌やNeosartorya属等の子のう胞子を持つカビ等の菌種を過酢酸水溶液からなる殺菌剤で殺菌し、温水および過酢酸系殺菌剤を必要以上に使用することなく、有効に食品容器の殺菌を行うものである。
また、特許文献2には、過酸化水素が配合されると共に過酢酸濃度が1000ppmないし1500ppmの過酢酸系殺菌剤を60℃以上に加温し、ノズルによってPETボトルの少なくとも内側に噴射することによってPETボトルを殺菌する方法が開示されている。
過酢酸系殺菌剤を用いた容器の殺菌においては、十分な殺菌を行うために、殺菌時間が長時間になってしまうという不経済性や、殺菌後の無菌水による洗浄を十分に行うために過酢酸系殺菌剤の濃度を低く抑えたいという要請があり、低い濃度の過酢酸系殺菌剤を用いて短時間で容器の殺菌を行う手段が要請されていたものであり、特許文献2は、係る問題点を解決し得る技術として評価されている。
<過酸化水素濃度および過酢酸濃度の測定法>
本発明における過酸化水素濃度および過酢酸濃度は、過マンガン酸カリウム−ヨウ素法によって測定された値である。
すなわち、試料を硫酸酸性下で過マンガン酸カリウム滴定で過酸化水素濃度を測定した後、ヨウ化カリウム及びでんぷん指示薬を加え、チオ硫酸ナトリウム滴定で過酢酸濃度を測定した値である。
本発明における殺菌剤とは、滅菌ないし除菌を含む広い概念での殺菌効果を目的とするものであるが、なかんずく、殺菌効果の指標が4D以上の値を示すものを意図している。
殺菌効果の評価は、一般に、Suspension testとして知られている懸濁液法によって評価される値が一般に精度が高いといわれているが、本発明においては、懸濁液法だけでなく、それ以外の評価方法として知られている、ボトル菌付着法やテストピース菌付着法に付いても殺菌効果の評価を行ない、実施例に開示した。
本発明の特徴は下記のように規定される。
すなわち、本発明によれば、主たる成分として、過酸化水素、過酢酸および水を含む過酢酸系殺菌剤水溶液において、水溶液のpHが2ないし4、過酸化水素濃度/過酢酸濃度の比が0.7以下であり、かつ過酢酸濃度が500ppmないし3000ppmである無菌充填における過酢酸系殺菌剤水溶液が提供される。
また、本発明によれば、無菌充填の殺菌対象が、飲食品容器、医薬品容器、該容器用のキャップまたは蓋及び殺菌装置内壁面からなる群より選ばれた少なくとも1種である上記過酢酸系殺菌剤水溶液が提供される。
また、本発明によれば、上記過酢酸系殺菌剤水溶液を、少なくとも食品容器の内面に噴射して、次いで該殺菌剤水溶液を無菌水で洗浄することを特徴とする食品容器の殺菌方法が提供される。
また、本発明によれば、無菌充填系内表面および/または過酢酸系殺菌剤水溶液の温度が60℃ないし95℃である上記殺菌方法が提供される。
また、本発明によれば、60℃ないし95℃に加温した過酢酸系殺菌剤水溶液に、エアーを混合した状態で無菌充填系の少なくとも内面に噴射する上記殺菌方法が提供される。
図2は、ジェット殺菌法において倒立状態の容器の口部下方から過酢酸系殺菌剤水溶液をエアーを混合した状態で噴射するノズルの断面図である。
過酢酸系殺菌剤のpHを2ないし4に規定した理由は、この範囲が過酢酸系殺菌剤としての安定性にすぐれていることによるものであり、中でも、pHが2.5ないし3.5の範囲が安定性において特にすぐれている。
過酸化水素濃度/過酢酸濃度の比が1以下の過酢酸系殺菌剤は、本願出願前には全く未知のものであり、いわんや、過酸化水素濃度/過酢酸濃度の比が0.7以下で、過酢酸の濃度が500ppmないし3000ppmの過酢酸系殺菌剤水溶液がすぐれた殺菌効果を示すことは従来の技術常識にからは予測できない驚くべきことである。
本発明において、過酸化水素濃度/過酢酸濃度の比が0.7以下と言うことは、とりもなおさず、過酸化水素濃度が過酢酸濃度よりも低いということを意味するものであり、過酸化水素を全く含まない過酢酸だけの場合にもすぐれた殺菌効果を奏し得る。
<過酢酸系殺菌剤の製造方法>
本発明の過酢酸系殺菌剤は、主たる成分として、過酢酸、過酸化水素及び水を含むものであり、酢酸、pH調整剤としての酸またはアルカリ、さらには、1−hydroxyethylidene−1,1−diphosphonic acidのような過酢酸の安定剤が含まれていてもよい。
pH調整剤として用いられる酸としては硫酸やリン酸、アルカリとしては水酸化ナトリウム等が挙げられる。
現在使用されている過酢酸系殺菌剤の配合例としては、過酢酸:10%、過酸化水素:15%、酢酸:25%、安定剤:0.1%、水:49.9%であり、これを、最終的に過酢酸の濃度が500ppmないし3000ppmとなるように水で希釈して、本発明で規定する濃度域の過酢酸系殺菌剤が得られる。
本発明の殺菌剤は、上記過酸化水素、酢酸の配合比を調製することにより酸性下で過酢酸を生成させ、さらにこれを水で希釈することにより、所定の過酸化水素濃度/過酢酸濃度の比の過酢酸系殺菌剤とするものである。また、過酢酸を他の化学反応により生成させ、水で希釈させて調製する方法でも所定の過酸化水素濃度/過酢酸濃度の比の過酢酸系殺菌剤を得ることが可能であり、精製された過酢酸単体を水で希釈することによっても得ることができる。
本発明の過酢酸系殺菌剤は、上記過酸化水素濃度/過酢酸濃度の比が0.7以下であることが必要であるが、無菌充填における殺菌剤の適用対象物および/または過酢酸系殺菌剤の噴射時の温度、噴射時間、あるいは過酢酸濃度によってその好適な濃度比が若干異なることが知見された。
本発明者等の知見によれば、過酢酸濃度が500ppmないし1000ppmの場合は、過酸化水素濃度/過酢酸濃度の比が0.5以下の時に殺菌効果が特にすぐれており、過酢酸濃度が1000ppmないし2000ppmの場合は、過酸化水素濃度/過酢酸濃度の比が0.7以下の時により好ましい殺菌効果が得られることが判明した。過酢酸濃度は500ppmないし3000pm、とくに500ppmないし2000ppmの範囲で適宜好ましい濃度を採択すれば良いが、さらに、殺菌温度や殺菌時間を適宜調製することによって、最も好ましい過酢酸濃度を採択すれば良い。
本発明における殺菌効果とは、食中毒の原因菌とされているBacillus cereus ATCC9139の殺菌レベルが4D以上に達する状態をいう。
本発明に係る食品容器の殺菌方法は、常温(20℃)でも実施することができるが、この場合は、殺菌対象が好ましい殺菌の目安である4Dに達するには、長い殺菌時間を必要とするため、過酢酸系殺菌剤および/または食品容器を加温した状態で行うことが好ましい。
殺菌に際しての加温条件は特に限定されるものではないが、60℃以上であることが好ましく、その上限は、食品容器の耐熱性や過酢酸系殺菌剤が分解することなく、過酢酸が残存するという観点から95℃程度までが好ましく、過酢酸系殺菌剤が液体で存在し、且つ食品容器の耐熱性を阻害しない範囲であれば良い。
この加温とは、殺菌対象物である無菌充填系および過酢酸系殺菌剤のどちらを加温してもよく、また、両方を加温しておいてもよい。
<無菌充填における殺菌剤の適用対象>
本発明における殺菌剤の適用対象は、無菌充填に供される飲食品や医薬品用の容器はむろんのこと、該容器に用いられるキャップや蓋ならびに無菌充填空間に設置される設備(洗浄機、充填機、巻締機)外面や無菌充填空間境界面を形成する内壁面等である。
容器としては、通常PETボトルと称されているポリエチレンテレフタレート製やポリオレフィン製などの各種プラスチックボトル、および金属製の容器が挙げられ、それらの封緘用として用いられるキャップや蓋も殺菌剤の適用対象として含まれるものである。
したがって、本発明の過酢酸系殺菌剤は、無菌充填系に供される飲食品及び医薬品容器、それらのキャップや蓋、ならびに殺菌装置の少なくとも内壁面に噴射等の手段によって殺菌するものであり、その好適な一例として、図1に示したジェット殺菌による工程図を参照して無菌充填系の殺菌工程を説明する。
図1は、容器搬入域▲1▼→容器殺菌域▲2▼→容器洗浄域▲3▼→容器反転域▲4▼→充填域▲5▼→キャッピング域▲6▼の工程を模式図的に示したものである。
容器の殺菌に先立って、殺菌域内は、内壁面に過酢酸系殺菌剤を噴射して殺菌した後、無菌水によって洗浄し洗浄域全体を無菌状態にしておくことが必要である。
この工程において、容器はネック部分を挟持されて正立状態で殺菌域のクリーンボックス内に搬入された後、倒立状態にされて、少なくとも、容器開口部の下方に配置されたノズルから過酢酸系殺菌剤が容器内に噴射される。この際、容器の外周にも容器外壁面に向けて殺菌液噴射用のノズルが付設されていることが好ましく、これによって、容器の内外面が過酢酸系殺菌剤で食品衛生法で規定するレベルに殺菌される。殺菌剤の噴射時間は、3秒ないし20秒であり、殺菌された容器はそのまま倒立状態で、次の工程である洗浄域に送り込まれる。洗浄域では、殺菌剤の噴射時との同じ配置に構成されたノズルによって容器の下方と側面から無菌水が噴射されて殺菌液が洗浄される。
本発明の場合、無菌水の噴射時間は3秒程度であり、この程度の短時間で殺菌液が完全に検出されない状態まで洗浄される。このように短時間の無菌水による噴射で殺菌剤が完全に殺菌剤が洗浄できるのは、本発明の殺菌剤に含まれる過酸化水素の濃度が低いからであり、この点も本発明の重要な技術的特徴である。
ちなみに、従来の過酢酸系殺菌剤のように、過酸化水素の濃度が高いものは、本発明の様に短時間での無菌水による洗浄を行なったのでは、過酸化水素が残留してしまうため、食品や医薬品を充填可能なレベルにまでするには、より多くの無菌水による洗浄時間が必要になる。
洗浄された容器は反転され、再び正立状態で充填域に送り込まれ内溶液が充填された後、さらにキャッピング(巻き締め)工程に送られ、予め滅菌されたキャップによりキャッピングされ、製品としてラインから送り出される。
この容器の殺菌・洗浄を行なうクリーンボックスは、外部からの細菌や、異物の浸人を防止するために、常に陽圧状態に保持されている。
容器の殺菌方法は、これ以外にも、正立状態の容器の上方から殺菌剤を容器内に注ぎ込み、所定の時間後に容器を倒立状態にして殺菌剤を排出する、所謂、満注方式とよばれる方法や、反転した容器の下方から噴射した殺菌液が容器内面の底部に直接当たり容器壁を伝わって下方に流下するようにされる直進棒流方法、あるいは、図2に示したような、反転した容器の下方から、エアーを混合した状態で殺菌液を容器内に噴射する方法を採用することもできる。
また、本発明において、加温を伴う容器の殺菌方法を実施するためには、温調手段によって加温された過酢酸系殺菌剤を殺菌系において供給する殺菌剤供給手段を複数個備えていることが好ましい。
また、噴射された殺菌剤を回収し、再度、殺菌剤供給系に供給し、薬剤循環系で再使用することもできる。
上記の容器殺菌域における殺菌においては、過酢酸系殺菌剤を所定の温度に加熱した状態、すなわち、過酢酸系殺菌剤の殺菌力を高めた状態でボトルに噴出しているので、殺菌時間が短縮される。ここで重要なことは、過酢酸系殺菌剤のpHが2ないし4で、過酸化水素濃度/過酢酸濃度の比が0.7以下に保持されており、かつ、過酢酸濃度が500ppmないし3000ppmにコントロールされていることである。
上記のように、本発明においては、pHが2ないし4で、過酸化水素濃度/過酢酸濃度の比を0.7以下に調製され、かつ、コントロールされた過酢酸濃度を有する過酢酸系殺菌剤を用いて殺菌対象物を殺菌しているので、殺菌剤の過酢酸濃度を低く抑えることができ、経済性にもすぐれている。
[実施例1]
実施例1は、殺菌温度の違いによる殺菌効果、過酢酸濃度を一定にした時の殺菌効果、ならびに過酢酸濃度を1000ppm,2000ppm,3000ppmにして、過酸化水素濃度/過酢酸濃度を変化させた時の、それぞれについて殺菌効果を評価したものである。
・殺菌効果の評価:懸濁液法によって評価した。評価方法の具体的な測定法は、下記の通りである。
・所定の過酢酸濃度でpH2.7〜3.3に調製した水溶液(酢酸0.3%、硫酸0.2%、りん酸0.1%、水酸化ナトリウムで調製)に処方した過酢酸系殺菌剤に所定の濃度の過酸化水素を添加することによりサンプルを作製した。
以下、実施例2、3も同様にしてサンプルを作製した。
・pH2.7〜3.3の過酢酸系殺菌剤(測定温度、過酢酸濃度、初菌数は表1及び表2に示したとおり)99mlに菌懸濁液濃度がおよそ105〜106cfu/mlになるように菌懸濁液を1ml摂取する。
作用時間経過後、その一定量(1ml)を一定量(9ml)の不活性剤含有液に添加し、殺菌成分を不活性化させる。不活性剤含有液中の生残菌数を標準寒天培地によるメンブランフィルター法で計測し、初菌数および生残菌数より殺菌効果(D)を求めた。
殺菌効果の計算は、下記の方法で行なった。
D=LOG(N0/N)
ここで、N0は初菌数であり、Nは生残菌数である。
試験数をn=3で実施し、平均生残菌数を生残菌数として殺菌効果を評価した。
上記方法で評価した殺菌効果の結果を表1及び表2に示した。
評価1:
表1に示した条件で、過酢酸(PAA)濃度を一定(2000pm)とし、過酸化水素(H2O2)濃度を100ppm,1300ppm,3000ppmと変えた殺菌剤を用い、20℃では、殺菌時間を1分、2分、4分、8分に設定し、65℃では殺菌時間を8秒に設定して殺菌効果を評価した。
その結果、殺菌温度が20℃では、H2O2濃度/PAA濃度の濃度比0.05の場合に、殺菌時間4分以上で目的とする殺菌効果(4D以上)得られたが、それ以外では、殺菌剤の浸漬時間が8分以内では十分な殺菌効果が得られていないことが分かる。
評価2:
表2に示したように、殺菌温度を65℃に設定したときは、PAA濃度が1000ppmおよび2000ppmの場合は、H2O2濃度/PAA濃度の濃度比が0.7以下で十分な殺菌効果が得られ、PAA濃度が3000ppmの場合には、H2O2濃度/PAA濃度の濃度比が0.8以下でも十分な殺菌効果が得られていることが分かる。
実施例2は、テストピース菌付着法による過酢酸系殺菌剤のBacillus cereus芽胞に対する殺菌効果を評価するものである。
テストピースは、1cm2のアルミピース片に、1.5×106,1.5×105,1.5×104cfu/テストピースの菌液を乗せて24時間、クリーンルーム(クラス10000)内で自然乾燥させた。
測定法は、表3に示したpHが2.7〜3.3の過酢酸系殺菌剤40mlに上記アルミテストピースを所定時間浸漬させる。次に、試験管中に入れておいた滅菌済不活性化剤5ml中にアルミテストピースを浸漬させて、その後、滅菌済のSCD液体培地45mlを試験管に添加し、所定の判定条件で培地の混濁を確認し、菌の生残を確認する。菌生育の認められたものを陽性、菌生育が認められなかったものを陰性とし、MPN法(n=4)より生残菌数を計測し、初菌数および生残菌数より殺菌効果を評価した。
・判定条件:SCD液体培地で30℃、1週間
結果を表3に示した。
実施例3は、ボトル菌付着法によって、本発明の過酢酸系殺菌剤の殺菌効果を評価した結果を示すものである。
下記の条件で図1に示した工程による倒立ジェット噴射方式で、過酢酸系殺菌剤を用いて容量500mlのポリエチレンテレフタレート製ボトルの殺菌を行った。
・殺菌剤:過酢酸系殺菌剤(pH2.7〜3.3)
・過酢酸濃度:500ppm
・殺菌剤の温度:55〜95℃
・噴霧ノズル:エアーアシスト内部混合スプレー SU12(図2参照)
・殺菌剤の流量:噴霧液量0.27L/min(0.15MPa)
・エアーの流量と温度:噴霧エアー量 15NL/min(0.07MPa),
30℃
・ボトル口部と噴射ノズル:非挿入 30mm
・殺菌後のボトル洗浄:殺菌後のボトル内面に殺菌剤が残留しないようにボトル内面を100ml/sec×3秒の無菌水で倒立させたボトル内面に噴射することによりボトルを洗浄した。
噴射ノズルはφ5で、ボトル口部より50mm挿入し、ノズルから噴射した無菌水がボトルの底面に当たり、ボトル口部から排出されるようにした。無菌水の温度は30℃であった。
・殺菌サンプルボトルの作製:上記供試菌の菌懸濁液を所定の濃度に調製し、ボトル内面に所定の濃度になるようにスプレーにて噴霧(0.3ml/本)し、ボトル内面に菌懸濁液を付着させた。
ボトルはクリーンルーム(クラス10000)内で24時間保存し、ボトル内面を乾燥させた。
作製ボトルを殺菌機→洗浄機と通過させ、滅菌済のキャップで密封した。
・生残菌計測方法:SCD液体培地を500ml充填する。
30℃×1週間保存し、培地に混濁の認められるものを陽性,培地に混濁が認められないものを陰性とし、MPN法(n=4)より生残菌数を計測し、初菌数および生残菌数より殺菌効果を評価した。
・判定条件:SCD液体培地で30℃、1週間
試験結果を表4に示した。
表中の○は殺菌効果4D以上を示し、×は殺菌効果4D未満を示す。
Claims (5)
- 主たる成分として、過酸化水素、過酢酸および水を含む過酢酸系殺菌剤水溶液において、水溶液のpHが2ないし4、過酸化水素濃度/過酢酸濃度の比が0.7以下であり、かつ過酢酸濃度が500ppmないし3000ppmである無菌充填における過酢酸系殺菌剤水溶液。
- 無菌充填における殺菌剤の適用対象が、飲食品容器、医薬品容器、該容器用のキャップまたは蓋、無菌充填空間に設置される設備および無菌充填空間境界面を形成する内壁面からなる群より選ばれた少なくとも1種である請求項1記載の過酢酸系殺菌剤水溶液。
- 請求項1記載の過酢酸系殺菌剤水溶液を、少なくとも無菌充填に供される殺菌剤の適用対象の内面に噴射して、次いで該殺菌剤を無菌水で洗浄することを特徴とする無菌充填系の殺菌方法。
- 無菌充填に供される容器内表面および/または過酢酸系殺菌剤の温度が60℃ないし95℃である請求項3記載の殺菌方法。
- 60℃ないし95℃に加温した過酢酸系殺菌剤に、エアーを混合した状態で無菌充填系の少なくとも内面に噴射する請求項4記載の殺菌方法。
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