KR102375198B1 - 살균 방법, 살균 장치 - Google Patents

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Abstract

액상물에 대한 살균 방법에 있어서, 살균 작용을 담보하면서도, 추가로 풍미의 열화를 억제한 살균 방법 및 장치를 제공한다. 본 발명의 살균 방법은, 물 이외의 음료물인 피처리 용액에 대하여, 발광 파장이 260nm 이하인 자외광을 실질적으로 조사하지 않고, 발광 파장이 280nm 이상 320nm 이하인 자외광을 조사하는 방법이다.

Description

살균 방법, 살균 장치
본 발명은, 물 이외의 음료물에 대한 살균 방법, 및 살균 장치에 관한 것이다.
종래, 광을 이용한 살균 처리로서, 자외로부터 가시역까지의 광을 펄스 조사시키는 것이 있다. 또한 최근에는, 자외광을 이용한 살균 처리 방법이 기대되고 있다.
특히, 식품의 살균 용도에서는, 자외광을 이용한 살균(UV 살균)은 열살균과 비교하여 풍미를 열화시키기 어려운 방법으로서 생각되고 있다. 그리고, 발광 효율의 관점으로부터, 수은 램프(주된 발광 파장은 254nm)를 이용하고, 당해 램프로부터 방사되는 자외광을 대상물에 대하여 조사함으로써, 풍미의 열화를 억제하면서 살균 처리하는 것이 알려져 있다(하기 특허문헌 1, 2 참조).
또한, 하기 특허문헌 3에서는, 음식물인 과즙 음료나 젤리, 무스 등의 살균 처리로서, 자외광을 조사하는 장치가 기재되어 있다. 이 문헌에서는, 파장역으로서 200~300nm, 특히 220nm~280nm(UV-C)의 자외광을 이용함으로써, 살균 처리를 행하는 것이 기재되어 있다.
일본국 특허공개 2004-201535호 공보 일본국 특허 제5924394호 공보 국제 공개 제2016/186068호
본 발명은, 액상물에 대한 살균 방법에 있어서, 살균 작용을 담보하면서도, 추가로 풍미의 열화를 억제한 살균 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
종래, 음료물을 포함하는 식품 등의 풍미의 열화의 분석은, 관능 검사에 의하여 행해지고 있었다. 이것에 대하여, 최근의 화학 분석 기술의 진보에 의하여, 분석 장치에 의한 정량적인 분석이 가능해졌다. 본 발명자는, 이 분석 장치에 의하여 정량적인 분석을 행한바, 액상물에 대하여 자외광 조사에 의하여 살균을 행하는 경우에 있어서, 종래 바람직하다고 여겨지고 있었던 수은 램프로부터의 광(파장 254nm)을 이용하면, 처리 전에는 존재하지 않았던 새로운 물질이 발생하거나, 특정 물질의 양이 크게 변화함으로써, 맛이나 냄새(향기)가 변화해 버린다고 하는 과제를 신규로 발견했다.
본 발명에 따른 살균 방법은, 물 이외의 음료물인 피처리 용액에 대하여, 발광 파장이 260nm 이하인 자외광을 실질적으로 조사하지 않고, 발광 파장이 280nm 이상 320nm 이하인 자외광을 조사하는 것을 특징으로 한다.
피처리 용액에 대하여 상기 파장대(UV-B)의 광을 조사함으로써, 파장 254nm의 광이 조사될 때에 생기는 쓴맛이나 잡맛 성분이나 악취 성분의 근원이 되는 물질의 발생을 억제하여, 풍미의 저해를 방지하면서, 살균이 가능한 것이 확인되었다.
본 발명에 따른 살균 장치는, 물 이외의 음료물인 피처리 용액이 유통되는 유로를 따라서, 주된 발광 파장이 280nm 이상 320nm 이하이고, 발광 파장이 260nm 이하인 성분을 실질적으로 포함하지 않는 자외광을 조사하는 자외광 조사 장치가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 살균 작용을 담보하면서도, 추가로 풍미의 열화를 억제한 살균 방법 및 장치가 실현된다.
도 1은 본 발명의 살균 장치의 일례에 있어서의 주요부의 구성을 개략적으로 나타내는, 유로를 따른 단면도이다.
도 2는 도 1에 있어서의 A-A선 단면도이다.
도 3은 실시예 1, 실시예 2, 및 비교예 1의 각 광원의 발광 스펙트럼이다.
도 4a는 커피 음료에 대한 냄새 맡기 GC/GCMS 시스템의 분석 결과이다.
도 4b는 도 4a의 그래프의 묘화 양태를 변경하여 도시한 그래프이다.
도 5a는 애플 과즙에 대한 냄새 맡기 GC/GCMS 시스템의 분석 결과이다.
도 5b는 도 5a의 그래프의 묘화 양태를 변경하여 도시한 그래프이다.
도 6a는 레몬 과즙에 대한 냄새 맡기 GC/GCMS 시스템의 분석 결과이다.
도 6b는 도 6a의 그래프의 묘화 양태를 변경하여 도시한 그래프이다.
도 7a는 와인에 대한 냄새 맡기 GC/GCMS 시스템의 분석 결과이다.
도 7b는 도 7a의 그래프의 묘화 양태를 변경하여 도시한 그래프이다.
도 8은 커피 음료에 대한 미각 센서의 분석 결과이다.
도 9는 실시예 1의 광원을 이용하여 자외광 조사 처리를 행했을 때의 살균 효과를 나타내는 사진이다.
도 10은 파장별 살균력의 상댓값을 나타내는 그래프이다.
본 발명의 살균 장치 및 살균 방법에 있어서의 처리 대상은, 물 이외의 음료물인 피처리 용액이다. 이와 같은 피처리 용액의 예로서는, 와인, 일본주, 맥주 등의 주류, 커피, 주스, 및, 액상의 향료 자체가 포함된다.
도 1은, 본 발명의 살균 장치의 일례에 있어서의 주요부의 구성을 개략적으로 나타내는, 유로를 따른 단면도이다. 도 2는, 도 1에 있어서의 A-A선 단면도이다. 또한, 각 도면에 있어서, 도면 상의 치수비와 실제의 치수비는 반드시 일치하지는 않는다.
이 살균 장치는, 리액터(10)를 구비하고 있다. 리액터(10)는, 피처리 용액(2)이 유통되는 유로(3)와, 이 유로(3)를 따라서 설치된 자외광 조사 장치(20)를 구비한다. 자외광 조사 장치(20)는, 주된 발광 파장이 280nm 이상 320nm 이하이고, 발광 파장이 260nm 이하인 성분을 실질적으로 포함하지 않는 자외광을 발하는 구성이다.
본 명세서에 있어서, 주된 발광 파장이 280nm 이상 320nm 이하인 광이란, 발광 스펙트럼의 반값을 나타내는 파장대가 280nm 이상 320nm 이하의 범위 내를 나타내는 광을 가리킨다. 또한, 발광 파장이 260nm 이하인 성분을 실질적으로 포함하지 않는 광이란, 발광 스펙트럼의 반값을 나타내는 파장대에 260nm 이하의 성분이 포함되지 않는 광을 가리킨다.
리액터(10)는, 서로 동축 상에 배치된 원통형의 외관(11) 및 원통형의 내관(12)을 갖는다. 피처리 용액(2)의 유로(3)는, 외관(11)의 내주면과 내관(12)의 외주면 사이에 끼인 영역에 의하여 구성된다.
리액터(10)에 있어서의 외관(11)을 구성하는 재료로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 스테인리스강 등의 금속 재료를 이용할 수 있다. 리액터(10)에 있어서의 내관(12)을 구성하는 재료로서는, 자외광 조사 장치(20)로부터의 자외광을 투과하는 것이면 되고, 예를 들면 석영 유리 등을 이용할 수 있다.
자외광 조사 장치(20)는, 리액터(10)에 있어서의 내관(12)의 내부에 있어서, 리액터(10)의 중심축(5)을 따라서 배치되어 있다. 상술한 바와 같이, 자외광 조사 장치(20)는, 주된 발광 파장이 280nm 이상 320nm 이하이고, 발광 파장이 260nm 이하인 성분을 실질적으로 포함하지 않는 자외광을 방사하는 광원을 구비하고 있다. 발광 파장에 260nm 이하의 성분이 포함되는 광(예를 들면, 저압 수은 램프(254nm의 휘선(輝線))로부터의 광)이 피처리 용액(2)에 방사되면, 피처리 용액(2)의 풍미가 열화되어 버린다. 이 점은, 실시예를 참조하여 후술된다.
자외광 조사 장치(20)로서 이용되는 광원으로서는, 예를 들면, Xe와 Br의 혼합 가스가 방전용 가스로서 봉입된 XeBr 엑시머 램프(피크 파장이 283nm), Br2가 방전용 가스로서 봉입된 엑시머 램프(피크 파장이 289nm), Xe와 Cl의 혼합 가스가 방전용 가스로서 봉입된 XeCl 엑시머 램프(피크 파장이 308nm) 등을 이용할 수 있다.
또한, 자외광 조사 장치(20)로서 이용되는 광원으로서, 예를 들면 자외광 방사 형광 램프를 이용할 수도 있다. 자외광 방사 형광 램프는, 유전체 배리어 방전에 의하여 생성되는 엑시머로부터 방출되는 광을 여기광으로 하여 형광체에 조사하고, 그 형광체가 여기함으로서 얻어지는 특정 파장 범위의 자외광을 방사광으로 하여 방사한다. 형광체로서는, 예를 들면, 여기에 의하여 피크 파장이 290nm인 자외광을 방사하는 비스무트 부활(付活) 이트륨알루미늄붕산염 등을 이용할 수 있다. 또한, 형광체로서, 여기에 의하여 피크 파장이 320nm 부근에 반값폭이 넓은 발광 피크를 갖는 세륨 부활 인산 란탄 등을 이용할 수도 있다.
또한, 자외광 조사 장치(20)로서 이용되는 광원으로서, 발광 파장이 280nm 이상 320nm 이하이고, 발광 파장이 260nm 이하인 성분을 실질적으로 포함하지 않도록 구성된 LED 소자를 이용할 수도 있다.
자외광 조사 장치(20)에 의한 피처리 용액(2)에 대한 자외광 조사량은, 예를 들면 170mJ/cm2 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 170~500mJ/cm2이다. 자외광 조사량을 170mJ/cm2 이상으로 함으로써, 피처리 용액(2) 자체의 맛이나 냄새의 변화를 억제하면서, 살균 처리를 행할 수 있다.
또한, 리액터(10)에 있어서의 유로(3)의 직경, 즉, 외관(11)의 내주면과 내관(12)의 외주면 사이의 거리는, 예를 들면 0.05~1mm인 것이 바람직하다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 만일, 피처리 용액(2)이, 자외광 조사 장치(20)로부터의 자외광의 투과율이 낮은 재료로 구성되어 있는 경우(예를 들면 피처리 용액(2)에 조사되는 자외광의 광량의 99%가 불투과인 경우)에 있어서도, 피처리 용액(2)에 대하여 균일하게 살균할 수 있다.
유로(3) 내에 유통되는 피처리 용액(2)의 유량, 유로(3)에 있어서의 자외광이 조사되는 영역의 크기(즉, 자외광 조사 장치(20)에 포함되는 광원의, 유로(3)의 방향에 관한 길이), 및 그 외의 조건은, 자외광 조사량이 상기 특정 범위 내의 크기가 되도록 적절히 설정할 수 있다.
상기의 살균 장치에 있어서는, 처리해야 할 피처리 용액(2)이 유로(3) 내에 도입되고, 당해 유로(3) 내를 유통되는 과정에 있어서, 자외광 조사 장치(20)로부터 방사되는, 상기 파장대의 자외광이 피처리 용액(2)에 조사됨으로써, 피처리 용액(2)의 살균 처리가 행해진다. 이것에 의하여, 후술하는 실시예의 결과에 나타내어지는 바와 같이, 음료물로서의 피처리 용액(2)의 풍미의 열화를 억제하면서도, 살균 효과를 나타낼 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상기의 실시 형태에 한정되는 것이 아니고, 다양한 변경을 가할 수 있다. 예를 들면, 리액터(10)는, 피처리 용액(2)이 유통되는 유로를 따라서 자외광 조사 장치(20)가 설치되는 구조면 되고, 상기와 같은 구조에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
이하, 실시예를 참조하여, 본 발명의 효과에 대하여 설명한다.
도 1에 나타내는 구성에 따라, 하기의 사양의 리액터(10)를 제작했다.
외관(11)은 스테인리스강으로 이루어지고, 내경이 φ27mm이다. 내관(12)은 석영 유리로 이루어지고, 외경이 φ26.5mm, 두께가 1.0mm이다. 자외광 조사 장치(20)로부터의 자외광이 조사되는 영역의 길이는 80mm이다. 외관(11)의 내주면과 내관(12)의 외주면 사이의 거리, 즉 유로(3)의 직경 방향의 폭은, 0.5mm이다.
(실시예 1)
자외광 조사 장치(20)에 포함되는 광원으로서, 피크 파장이 283nm(반값이 280nm~286nm)인 자외광을 방사하는 XeBr 엑시머 램프를 이용했다. 당해 XeBr 엑시머 램프의 발광 길이는 80mm이다.
(실시예 2)
자외광 조사 장치(20)에 포함되는 광원으로서, 피크 파장이 320nm(반값이 310nm~360nm)인 자외광을 방사하는 자외선 엑시머 형광 램프(우시오덴키 주식회사제 UV-XEFL320BB)를 이용했다. 당해 자외선 엑시머 형광 램프의 발광 길이는 80mm이다.
(실시예 3)
자외광 조사 장치(20)에 포함되는 광원으로서, 피크 파장이 290nm(반값이 270nm~320nm)인 자외광을 방사하는 자외선 엑시머 형광 램프(우시오덴키 주식회사제 UV-XEFL290BB)를 이용했다. 당해 자외선 엑시머 형광 램프의 발광 길이는 80mm이다.
(비교예 1)
자외광 조사 장치(20)에 포함되는 광원으로서, 피크 파장이 254nm(반값이 251~257nm)인 자외광을 방사하는 저압 수은 램프를 이용했다. 당해 저압 수은 램프의 발광 길이는 80mm이다.
(비교예 2)
자외광 조사 장치(20)에 포함되는 광원으로서, 피크 파장이 222nm(반값이 215~229nm)인 자외광을 방사하는 KrCl 엑시머 램프를 이용했다. 당해 KrCl 엑시머 램프의 발광 길이는 80mm이다.
도 3은, 실시예 1~실시예 3, 비교예 1~2의 각 광원의 발광 스펙트럼을 나타낸다.
<검증 1>
피처리 용액(2)으로서, 수 종류의 재료를 준비하고, 각각의 피처리 용액(2)에 대하여, 실시예 1 및 비교예 1의 자외광을 조사하여, 향기 분석을 행했다. 피처리 용액(2)으로서 준비된 재료는, 커피 음료, 애플 과즙, 레몬 과즙, 와인의 4종류이다.
자외광의 조사 조건은, 이하와 같다.
피처리 용액 유로 내에 있어서의 시험 용액의 유량: 0.72밀리리터/시
피처리 용액 유로에 있어서의 자외광 강도: 3.6mW/cm2
처리 시간: 139초
자외광 조사량: 500mJ/cm2
처리 중의 피처리 용액 온도: 20℃
향기 분석 시험은, 이하의 방법으로 행해졌다.
자외광 조사 처리 후의 각 피처리 용액(2)에 대하여, 냄새 맡기 GC/GCMS 시스템(주식회사 시마즈 제작소제의 가스 크로마토그래프 질량 분석 장치 QP-2010Plus)을 이용하여, 냄새 성분의 분석 시험을 행했다. 보다 상세하게는, 실시예 1의 광원, 및 비교예 1의 광원을 이용하여 자외광을 조사한 후의 각 피처리 용액(2)에 대하여 분석 시험을 행했다. 이 결과를, 도 4a, 도 4b, 도 5a, 도 5b, 도 6a, 도 6b, 도 7a, 및 도 7b에 나타낸다. 또한, 상기 도 4a~도 7b의 각 그래프에 있어서, 가로축이 유지 시간이고, 세로축이 강도이다.
(커피 음료)
도 4a 및 도 4b는, 피처리 용액(2)이 커피 음료인 경우의 결과이다. 도 4b는, 도 4a를 보기 쉽게 하는 관점에서, 미처리, 실시예 1, 및 비교예 1의 각 그래프를, 세로축 방향으로 평행 이동시켜 다시 묘화한 것이다. 도 4a 및 도 4b의 결과에 의하면, 비교예 1에 있어서, 미처리 시 및 실시예 1에서는 존재하지 않았던 3-메틸-1-부탄올이 검출되었다. 3-메틸-1-부탄올은, 불쾌한 악취를 갖는 물질인바, 비교예 1의 광원에 의하여 처리를 행함으로써, 처리 전의 상태로부터 냄새가 변화하는 것이 확인된다.
또한, 도 4a 및 도 4b의 분석 결과로부터는, 실시예 1의 광원에 의한 광 조사 후에 있어서는, 커피 유래의 냄새 성분을 제외한, 새로운 냄새 성분의 발생은 확인되지 않았다. 또한, 실시예 1 및 비교예 1의 쌍방에 있어서, 미처리 시와 비교하여 함유되는 물질의 양에 어느 정도 변화가 보이지만, 이들 변화는, 커피 유래의 냄새를 변화시킬 만큼의 것이라고는 인정되지 않았다.
(애플 과즙)
도 5a 및 도 5b는, 피처리 용액(2)이 애플 과즙인 경우의 결과이다. 도 5b는, 도 5a를 보기 쉽게 하는 관점에서, 미처리, 실시예 1, 및 비교예 1의 각 그래프를, 세로축 방향으로 평행 이동시켜 다시 묘화한 것이다. 도 5a 및 도 5b의 결과에 의하면, 비교예 1에 있어서, 미처리 시 및 실시예 1에서는 존재하지 않았던 시클로헵탄온이 검출되었다. 시클로헵탄온은, 박하 냄새를 갖는 물질인바, 비교예 1의 광원에 의하여 처리를 행함으로써, 이 냄새 성분이 증가하여, 애플 과즙이 본래 갖는 냄새와는 상이한 냄새로 변화하는 것이 확인된다.
또한, 도 5a 및 도 5b의 분석 결과로부터는, 실시예 1의 광원에 의한 광 조사 후에 있어서는, 애플 과즙 유래의 냄새 성분을 제외한, 새로운 냄새 성분의 발생은 확인되지 않았다. 또한, 실시예 1 및 비교예 1의 쌍방에 있어서, 미처리 시와 비교하여 함유되는 물질의 양에 어느 정도 변화가 보이지만, 이들 변화는, 애플 과즙 본래의 냄새를 변화시킬 만큼의 것이라고는 인정되지 않았다.
(레몬 과즙)
도 6a 및 도 6b는, 피처리 용액(2)이 레몬 과즙인 경우의 결과이다. 도 6b는, 도 6a를 보기 쉽게 하는 관점에서, 미처리, 실시예 1, 및 비교예 1의 각 그래프를, 세로축 방향으로 평행 이동시켜 다시 묘화한 것이다. 도 6a 및 도 6b의 결과에 의하면, 비교예 1에 있어서, 에탄올의 강도가 크게 상승하는 것이 확인되었다. 에탄올은, 알코올 냄새를 갖는 물질인바, 비교예 1의 광원에 의하여 처리를 행함으로써, 이 냄새 성분이 증가하여, 레몬 과즙이 본래 갖는 냄새와는 상이한 냄새로 변화하는 것이 확인된다.
또한, 도 6a 및 도 6b의 결과에 의하면, 비교예 1에 있어서, 미처리 시 및 실시예 1에서는 존재하지 않았던 리모넨 이성체(異性體)가 검출되었다. 이 결과를 감안하면, 비교예 1의 광원으로부터의 자외광이 레몬 과즙에 조사된 것에 의하여, 감귤 냄새를 갖는 물질인 리모넨의 일부가 파괴되고, 새롭게 리모넨 이성체가 생성된 것이라고 생각된다. 이것에 의하여, 미처리 시 및 실시예 1의 경우와 비교하여, 레몬 과즙 본래의 감귤계의 냄새가 변화한 것이라고 생각된다.
(와인)
도 7a 및 도 7b는, 피처리 용액(2)이 와인인 경우의 결과이다. 도 7b는, 도 6a를 보기 쉽게 하는 관점에서, 미처리, 실시예 1, 및 비교예 1의 각 그래프를, 세로축 방향으로 평행 이동시켜 다시 묘화한 것이다. 도 7a 및 도 7b의 결과에 의하면, 비교예 1에 있어서, 3-메틸-1-부탄올의 강도가 크게 상승하는 것이 확인되었다. 3-메틸-1-부탄올은, 불쾌한 악취를 갖는 물질인바, 비교예 1의 광원에 의하여 처리를 행함으로써, 이 냄새 성분이 증가하여, 와인이 본래 갖는 냄새와는 상이한 냄새로 변화하는 것이 확인된다.
또한, 도 7a 및 도 7b의 분석 결과로부터는, 실시예 1 및 비교예 1의 쌍방에 있어서, 미처리 시와 비교하여 함유되는 물질의 양에 어느 정도 변화가 보이지만, 이들 변화는, 와인의 냄새를 변화시킬 만큼의 것이라고는 인정되지 않았다.
<검증 2>
피처리 용액(2)으로서, 커피 음료를 준비하고, 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1의 자외광을 조사하여, 미각 분석을 행했다. 자외광의 조사 조건은, 검증 1과 동일하다.
미각 분석 시험은, 이하의 방법으로 행해졌다.
각 피처리 용액(2)에 대하여, 상기의 리액터(10)에 의한 자외광 조사 처리(살균 처리)를 행했다. 그리고, 자외광 조사 처리 후의 각 피처리 용액(2)에 대하여, 미각 센서(주식회사 인텔리전트 센서 테크놀로지제의 맛 인식 장치 「TS-5000Z」)를 이용하여 맛의 분석 시험을 행했다. 그 결과를 도 5에 나타낸다.
도 8에 나타내는 차트는, 자외광 조사 처리를 행하지 않는 경우의 피처리 용액(2)의 본래의 맛의 분석에 의하여 얻어진 각 항목의 수치를 0.0으로 했을 때의 상댓값으로 나타나 있다. 이 맛 인식 장치에 의한 미각 분석 시험에 있어서, 민감한 사람이 맛의 차이를 검지할 수 있는 역치는 ±0.8 정도이다. 또한, 도 8의 차트에 표시되어 있는 8개의 분석 항목은, 각각 이하와 같다.
[분석 항목]
(1) 신맛(첫맛): 구연산이나 주석산이 나타내는 신맛
(2) 쓴맛 잡맛(첫맛): 쓴맛 유래 물질이고, 저농도에서는 감칠맛이나 숨은 맛 등에 상당하는 것
(3) 떫은맛 자극(첫맛): 떫은맛 물질에 의한 자극적인 맛
(4) 감칠맛(첫맛): 아미노산, 핵산 등의 감칠맛
(5) 짠맛(첫맛): 식염 등의 무기 염의 짠맛
(6) 쓴맛(뒷맛): 일반 식품에서 볼 수 있는 맛인 쓴맛
(7) 떫은맛(뒷맛): 떫은맛 물질 유래의 뒷맛인 떫은맛
(8) 뒤에 남는 감칠맛(뒷맛): 감칠맛 물질이 나타내는 지속성이 있는 감칠맛
도 8에 의하면, 비교예 1의 광원을 이용하여 처리를 한 경우, 미처리 시와 비교하여 쓴맛 잡맛을 인식할 수 있을 정도로 변화되어 있는 것이 확인된다. 한편, 실시예 1 및 실시예 2의 광원을 이용하여 처리를 한 경우에는, 미처리 시와 비교하여 맛의 차이를 인식할 수 있을 정도로는 변화되어 있지 않다.
또한, 피처리 용액(2)을, 애플 과즙, 레몬 과즙, 와인으로 하여 동일한 검증을 행한바, 비교예 2는, 실시예 1 및 실시예 2와 비교하여 맛의 변화를 나타냈지만, 변화량은 ±0.8 이내에 머물러 있었던 것이 확인되었다.
이 검증 결과로부터, 커피 음료에 대하여 자외광을 조사하는 경우, 비교예 1의 광원을 이용하면, 냄새뿐만 아니라, 맛도 변화하는 것이 확인되었다.
<검증 3>
피처리 용액(2)으로서, 커피 향료, 그레이프 향료, 및 오렌지 향료를 준비하고, 실시예 1~실시예 3, 비교예 1~비교예 2의 자외광을 조사하여, 미각 분석의 관능 평가를 행했다. 구체적으로는, φ71mm의 투명의 플라워 용기(70g) 내에 수용한 각 샘플을 3개씩 준비하고, 자외광의 조사 전과 조사 후에 풍미의 변화를 확인할 수 있을지 여부에 대하여, 10명에 대하여 확인시켰다. 이 관능 평가의 결과를 표 1에 나타낸다. 표 1에 있어서, 평가 A는, 풍미의 변화를 확인할 수 있었던 사람의 비율이 3% 미만인 것을 나타내고, 평가 B는, 풍미의 변화를 확인할 수 있었던 사람의 비율이 3% 이상 40% 미만인 것을 나타내며, 평가 C는, 풍미의 변화를 확인할 수 있었던 사람의 비율이 40% 이상인 것을 나타내고 있다.
Figure 112019119297575-pct00001
커피 향료에 대해서는, 비교예 1의 광원으로부터의 광을 조사한 후에는, 광 조사 전과 비교하여 풍미가 저하된 것이 확인되었다. 또한, 비교예 2의 광원으로부터의 광을 조사한 후에는, 광 조사 전과 비교하여 풍미의 저하와 함께 잡맛이 증가한 것이 확인되었다. 한편, 실시예 1~3의 각 광원으로부터의 광을 조사한 후에 있어서는, 광 조사 전과 비교하여 풍미의 열화가 거의 확인되지 않았다.
그레이프 향료에 대해서는, 비교예 1의 광원으로부터의 광을 조사한 후에는, 광 조사 전과 비교하여 풍미 및 뒷맛이 저하한 것이 확인되었다. 또한, 비교예 2의 광원으로부터의 광을 조사한 후에는, 광 조사 전과 비교하여 맛이 연해진 것이 확인되었다. 한편, 실시예 1~3의 각 광원으로부터의 광을 조사한 후에 있어서는, 광 조사 전과 비교하여 풍미의 열화가 거의 확인되지 않았다.
오렌지 향료에 대해서는, 비교예 1의 광원으로부터의 광을 조사한 후에는, 광 조사 전과 비교하여 풍미가 저하된 것이 확인되었다. 또한, 비교예 2의 광원으로부터의 광을 조사한 후에는, 광 조사 전과 비교하여 맛이 연해진 것이 확인되었다. 한편, 실시예 1~3의 각 광원으로부터의 광을 조사한 후에 있어서는, 광 조사 전과 비교하여 풍미의 열화가 거의 확인되지 않았다.
<검증 4>
세레우스균(JCM2152)을 아포 상태로 한 것을 공시균으로서 이용하고, 초발균수가 105CFU/mL가 되도록, 소정량의 공시균을 피처리 용액(2)에 현탁시켜 시험 용액을 조제했다. 여기에서는, 피처리 용액(2)으로서, 커피 젤리 향료를 채용했다.
자외광 조사 처리(살균 처리)를 행하기 전의 시험 용액과, 실시예 1의 광원을 이용하여 자외광 조사 처리(살균 처리)를 상기 검증 1과 동일한 조건으로 행한 후의 시험 용액을 각각 한천 배지 상에 도말하여, 30℃에서 48시간 배양한 후, 한천 배지에 발생한 콜로니의 수를 조사했다. 이 결과를 도 9에 나타낸다. 도 9에 의하면, 실시예 1의 광원을 이용한 경우이더라도, 살균 효과를 담보할 수 있는 것이 확인되었다. 또한, 처리 시간을 적절히 설정함으로써, 실시예 2 및 실시예 3의 광원을 이용한 경우이더라도, 살균 효과를 담보할 수 있는 것이 확인되었다.
일례로서, 실시예 1의 광원을 이용하는 경우의 처리 시간은, 55초 이상 84초 이하이고, 실시예 2의 광원을 이용하는 경우의 처리 시간은, 100초 이상 300초 이하이다. 또한, 이 처리 시간은, 고기나 생선 등의 식품 분야에 있어서 플래시 램프를 이용한 살균 처리의 시간(msec 오더)과 비교하여 충분히 긴 시간이다. 고기나 생선은 많은 기름을 포함하고 있고, 이 기름이 광을 흡수함으로써 변질되어 버린다. 이 때문에, 식품 분야에 있어서는, 매우 짧은 시간만 광을 조사함으로써, 순간적으로 고온화하여 살균 처리를 행하는 방법이 이용되는 경우가 있다.
상기의 검증 결과에 의하면, 음료물에 포함되는 성분(예를 들면, 당질, 지질, 단백질, 탄수화물 등과 같은 화합물)의 일부가, 광의 작용에 의하여 변화하여, 풍미를 바꾸고 있는 것이라고 고찰할 수 있다. 특히, 커피 음료, 애플 과즙이나 레몬 과즙 등의 과즙을 포함하는 과즙 음료, 와인 등의 주류 음료에 포함되는 성분에는, 광의 작용에 의하여 변화하여, 풍미를 바꾸는 것이 포함되어 있는 것을 알 수 있다. 본 발명은, 음료물의 분야에 있어서, 소정의 파장대의 자외광을 조사함으로써 냄새나 맛에 변화가 생기는 것을 새롭게 발견한 후에, 상기 소정의 파장대를 제외한 특정 파장대의 자외광을 조사함으로써, 살균 효과를 담보하면서도, 냄새나 맛의 변화·열화를 억제하는 것을 가능하게 하는 것이다.
그런데, 광은, 파장이 짧을수록 에너지가 높다. 상술한 분석에 의하면, 피크 파장이 254nm(반값이 251~257nm)인 비교예 1의 광원을 이용하여 처리를 행한 경우, 피처리 용액(2)이 본래 갖고 있는 물질의 결합이 파괴되는 등에 의하여, 새로운 물질이 발생하거나, 이미 포함되어 있는 물질의 양이 크게 변화한 것이라고 추찰된다. 이것을 감안하면, 비교예 1의 광원보다 더 파장이 짧은 광원의 광을 이용한 경우에는, 냄새나 맛이 더 변화해 버릴 것이라고 생각된다. 이 점은, 검증 3에 있어서, 비교예 2의 광원으로부터의 광을 각 샘플에 조사했을 때의 결과에도, 나타나 있다.
한편, 실시예 1의 광원을 이용하여 처리를 행한 경우, 미처리 시와 비교하여 냄새 및 맛에 대하여 큰 변화는 확인되지 않았다. 이것을 감안하면, 실시예 1의 광원보다 더 파장이 긴 광원의 광을 이용한 경우에는, 냄새나 맛에 대한 변화의 정도는, 실시예 1과 동등하거나, 그것보다 억제될 것이라고 생각된다. 이 점은, 검증 3에 있어서, 실시예 2 및 실시예 3의 광원으로부터의 광을 각 샘플에 조사했을 때의 결과에도, 나타나 있다.
그리고, 검증 4에서 나타낸 바와 같이, 실시예 2 및 실시예 3의 광원을 이용한 경우이더라도, 살균 효과가 확인된 점에서, 발광 파장이 260nm 이하인 자외광을 실질적으로 조사하지 않고, 발광 파장이 280nm 이상 320nm 이하인 자외광을 조사함으로써, 맛이나 냄새의 변화를 억제하면서, 살균 처리를 행할 수 있는 것을 알 수 있다.
도 10은, 동일한 광량을 조사했을 때의 파장별 살균력의 상댓값을 나타내는 그래프이다. 도 10에 있어서, 가로축은 파장을 나타내고, 세로축은 254nm에 있어서의 살균력을 100%로 했을 때의 파장별 살균력의 상댓값을 나타낸다. 파장 280nm의 광의 살균력은, 파장 254nm에 대하여 약 60%이다. 또한, 파장 320nm보다 장파장의 광의 살균력은, 파장 254nm에 대하여 0.001% 이하가 된다.
살균의 능력은, 조사 광량을 높임으로써 향상된다. 즉, 광원의 출력이나 조사 시간을 조정함으로써, 실질적으로 살균 능력을 실용적인 레벨로 담보할 수 있다. 그러나, 파장이 320nm보다 장파장의 범위 내의 광에 대해서는, 광원의 출력을 매우 높게 하고, 또한, 매우 긴 조사 시간을 확보하지 않으면, 살균의 효과를 충분히 확보할 수 없다. 특히, 도 1에 나타내는 바와 같이, 유로(3) 내에 피처리 용액(2)을 흐르게 하면서, 광원으로부터 광을 조사하여 살균하는 것을 상정한 경우, 320nm보다 장파장의 광을 발하는 광원을 채용하는 경우에는, 매우 긴 조사 시간을 확보하기 위하여, 피처리 용액(2)의 유속을 매우 느리게 함과 더불어, 광원의 유로 방향의 길이를 매우 길게 할 필요가 있어, 실용적이지 않다.
이상의 점을 감안하면, 발광 파장이 260nm 이하인 자외광을 실질적으로 조사하지 않고, 발광 파장이 280nm 이상 320nm 이하인 자외광을 조사함으로써, 현실적인 장치 설계하에서, 맛이나 냄새의 변화를 억제하면서, 살균 처리를 행할 수 있는 것을 알 수 있다.
2: 피처리 용액
3: 유로
5: 리액터의 중심축
10: 리액터
11: 외관
12: 내관
20: 자외광 조사 장치

Claims (5)

  1. 물 이외의 음료물인 피처리 용액에 대하여, 유로 내를 유통시키면서, 발광 파장이 280nm 이상 320nm 이하이고, 발광 스펙트럼의 반값을 나타내는 파장대에 발광 파장이 260nm 이하인 성분을 포함하지 않는 자외광을, 170mJ/cm2 이상의 조사량으로, 초 이상의 소정 시간에 걸쳐 연속적으로 조사하는 것을 특징으로 하는 살균 방법.
  2. 커피 음료인 피처리 용액에 대하여, 유로 내를 유통시키면서, 발광 파장이 280nm 이상 320nm 이하이고, 발광 스펙트럼의 반값을 나타내는 파장대에 발광 파장이 260nm 이하인 성분을 포함하지 않는 자외광을, 170mJ/cm2 이상의 조사량으로, 초 이상의 소정 시간에 걸쳐 연속적으로 조사하는 것을 특징으로 하는 살균 방법.
  3. 과즙 음료인 피처리 용액에 대하여, 유로 내를 유통시키면서, 발광 파장이 280nm 이상 320nm 이하이고, 발광 스펙트럼의 반값을 나타내는 파장대에 발광 파장이 260nm 이하인 성분을 포함하지 않는 자외광을, 170mJ/cm2 이상의 조사량으로, 초 이상의 소정 시간에 걸쳐 연속적으로 조사하는 것을 특징으로 하는 살균 방법.
  4. 주류 음료인 피처리 용액에 대하여, 유로 내를 유통시키면서, 발광 파장이 280nm 이상 320nm 이하이고, 발광 스펙트럼의 반값을 나타내는 파장대에 발광 파장이 260nm 이하인 성분을 포함하지 않는 자외광을, 170mJ/cm2 이상의 조사량으로, 초 이상의 소정 시간에 걸쳐 연속적으로 조사하는 것을 특징으로 하는 살균 방법.
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