パルス電界による 青汁の循環殺菌処理装置の開発と 殺菌効果 ·...

国立大学法人山形大学大学院理工学研究科

准教授 南谷靖史

包装状態のメリット•乾燥防止•外部からの菌付着なし•食中毒リスク抑制•賞味期限の延長

食品市場現在ほとんどの食品が包装状態で販売

包装状態で殺菌することが可能ならば

背景

更なる賞味期限の延長食中毒リスクの抑制

現在、包装状態で殺菌できる殺菌方法

加熱殺菌 紫外線殺菌

品質の劣化

生鮮食品に使用できない

影部は殺菌不可

専用のフィルムを使用する必要

がある

包装のメリット•乾燥防止•外部からの菌付着なし•食中毒リスク抑制•賞味期限の延長

食品市場ほとんどの食品が包装状態で販売

殺菌方法の検討•品質変化•限定的，殺菌剤の残留•影部の殺菌不可…etc

を提案している

パルス電界殺菌，パルス放電殺菌

包装食品の殺菌方法として

主流な食品の殺菌方法•加熱殺菌•化学殺菌

•紫外線殺菌

対策

電極

電極

プラスチックフィルム

プラスチックフィルム

包装の簡略図

包装物のインピーダンスが高い包装食品によって内部の状態が異なる

包装状態の問題点

菌

固形食品

菌 菌

包装(空気層)の等価回路

短パルス印加で解決

包装内部の状態で殺菌方法を使い分ける

空気中

空気の

インピーダンスが高く殺菌不可

放電で発生する活性種で

殺菌可能

パルス放電殺菌

液中

細胞膜の絶縁破壊で

殺菌可能

空気がないと放電しないので

殺菌不可

パルス電界殺菌

包装内部

パルス

電界殺菌

パルス

放電殺菌

使用する

殺菌方法

包装内部の状態とパルス電圧の関係

空気中

空気の

インピーダンスが高く殺菌不可

放電で発生する活性種で

殺菌可能

パルス放電殺菌

液中

細胞膜の絶縁破壊で

殺菌可能

空気がないと放電しないので

殺菌不可

パルス電界殺菌

包装内部

パルス

電界殺菌

パルス

放電殺菌

使用する

殺菌方法

トレイ封止食品 真空パック食品

刺身、肉etc… ジュース、牛乳etc…

包装内部の状態とパルス電圧の関係

ここでの対象

パルスプラズマによる殺菌

・処理時間が短い・非毒性（殺菌因子はすぐに消滅する）・電極の大きさや包装素材を変更して殺菌を行える

生鮮食品かつ包装状態の食品でも殺菌を行える

殺菌作用

プラズマを印加

活性種やオゾン，紫外線が発生

・紫外線は細胞壁や細胞膜を浸透し，直接DNAに作用することで生理機能を破壊させる・活性種やオゾンによる殺菌は溶菌とよばれ細菌の細胞壁(膜)

のタンパク質と化学反応することにより細胞壁（膜）を破壊し細胞内部が漏れだすことで殺菌する

パルスプラズマの殺菌原理

本研究ではバリア放電を用いている

電極が誘電体で遮られ，直接触れていない空間でもプラズマを発生させることが可能

(包装容器内にプラズマを発生させることが可能)

放電方法

包装食品の模擬

食品の模式図

Dielectric

(1)Agar

Electrode

E.coli

寒天培地と大腸菌の配置

菌 ・・・大腸菌(ATTC11229)食品 ・・・寒天培地誘電体・・・プラスチックシャーレ

⇒形状(1)について模擬包装殺菌を行う

Top view Sectional view

実際の包装食品

模擬包装食品の殺菌効果

Input voltage：110kV

６～７秒で殺菌（１秒間に１０回印加した場合）食品表面の殺菌は可能である

0

20

40

60

80

100

120

10 15 20 25 30 40 50 60 75 100

10ppsS

urv

ival

rati

o [

%]

Number of shots [shots]

本技術の特徴のまとめ

包装された食品の非加熱殺菌に注目し，パルスプラズマによる殺菌の可能性について紹介。

①食品表面に付着した菌の殺菌可

②食品の重なった部分もバランのような絶縁物で食品同士を分けることで菌の殺菌可

実用化に向けた課題

空気のない重なり部分の殺菌がプラズマではできず，パルス電界殺菌との融合が必要

食品にパルス電界を印加する方法の開発

電極にはさむ食品の厚さ、形状で食品に

印加すべきパルス電圧が変化する

企業への期待

本技術の実用化には各種細菌の状態の分析が必要である。

生物細胞分析ができる

新装置の製作にはパルス高電圧機器の研究開発，製造ノウハウを期待

本技術に関する知的財産権発明の名称：パルスプラズマを用いた殺菌方法及び被殺菌物

出願番号：特願2016-163641

出願人：国立大学法人山形大学

発明者：南谷靖史

お問い合わせ先

国立大学法人山形大学

国際事業化研究センター

コーディネーター 松崎 辰夫

知的財産部門 樋口, 菅井, 馬場, 小松

ＴＥＬ 0238-26-3025, 3024

ＦＡＸ 0238-26-3409

E-mail t_matsuzaki@yz.yamagata-u.ac.jp

yu-chizai@jm.kj.yamagata-u.ac.jp