(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被殺菌素材に混入する全ての微生物を流体中に分散あるいは懸濁して加圧した後、前記加圧力を解放することにより菌体を破壊して殺菌又は滅菌する方法において、前記流体が水または水を主とした液体であって、かつ、前記加圧力の解放による殺菌又は滅菌が瞬時の水の断熱膨脹に基づく菌体破壊を利用したことを特徴とする殺菌又は滅菌する方法。
【請求項２】
請求項１記載の殺菌又は滅菌する方法において、被殺菌素材は、食品及び食品素材，飼料，医薬品並びに医薬品素材であることを特徴とする殺菌又は滅菌する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、菌体を破壊して殺菌又は滅菌する方法に係り、特に食品，飼料，医薬品の原料並びに製品中の微生物を無加熱的に殺菌又は滅菌する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、殺菌又は滅菌する方法としては加熱処理が直ちに想起される。そして加熱処理は処理が簡単で、最も経済的に優れた殺菌方法であるからである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記加熱処理による殺菌方法は、優れた方法ではあるが、食品，医薬品，その他各種の飼料のような全ての物質に対して適用可能ではない。特に、過度の加熱処理にても殺菌し難い耐熱性芽胞菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ）を含む食品並びに食品素材では、現行の加熱殺菌法は問題を有する。
【０００４】
即ち、香辛料の場合、従来、エチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを用いて殺菌していたが、この方法では処理後に発ガン性物質の生成の余地があるとされていた。したがって現状ではこれらは使用禁止となっており、現在有効な手法が求められている。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、食品，医薬品，飼料の原料並びに製品中の微生物を無加熱的（マイナス温度領域もしくは緩慢加熱下で）に殺菌又は滅菌することの可能な方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
物体もしくは組織物（体）の破壊に最も有効な方法は衝撃力の応用であることは既に理論的に解明されている。一方、地上に生息する全ての微生物は細胞膜（又は膜組織）を有し、この細胞膜を介して外界から水や栄養素、更には棲息に必要な情報などを得ている。この細胞膜は微生物が棲息する上で非常に重要な役割を担っている。それ故に、この細胞膜を物理的にあるいは科学的に破壊（又は損傷）した時点で、全ての微生物は棲息不能になることが既に立証されている。
【０００７】
従って、本発明は微生物菌体内に浸透させた水を内側から菌体の外側に断熱膨脹させ、その時、細胞膜に生じる力で微生物の細胞膜を物理的に破壊するようにしたものであり、その手法にエネルギー効率で最も優れている水の衝撃力を応用するところに特徴がある。
【０００８】
即ち、製品あるいはそれらの原材料（食品,食品素材,飼料,飼料原料,医薬品,医薬品原料）が微生物で汚染されているものを流体（液体）中に分散（あるいは懸濁）させ、その流体を充分に加圧し、流体を微生物菌体内部にまで充分浸透させる。
【０００９】
そして細胞膜の内外で圧力差がなくなるか、もしくは限りなく両者の圧力差をゼロに近似できるような状態になるまで加圧する。次に加圧した流体の圧力を瞬時に解放する。この時、菌体外部の流体は流体自身の体積弾性係数に準じ、瞬間的に断熱膨脹する。この時、非常に大きな衝撃力が菌体の細胞膜に発生する。但し、強い衝撃力は速い断熱膨脹速度から得る。
【００１０】
それ故、技術的に可能な限り、開口比が大きく、且つ作動速度の速い高圧バルブの開発がこの殺菌法（滅菌法）で重要となり、殺菌装置の性能はこのバルブの作動性能に支配される。この断熱膨脹するとき、微生物菌体内に浸透した流体は菌体外部の流体と全く同一速度で断熱膨脹し、微生物の細胞膜は内側から外側に瞬間的に押さる。
【００１１】
これは、丁度、菌体内で火薬が爆発するのに類似し、細胞膜は瞬間に破壊される。この流体の瞬間的な断熱膨脹力は正に運動エネルギーの有効利用であるため、装置的には作動速度の著しく速い高圧弁の開発が最も重要であり、装置の殺菌特性は必然的にこの弁の作動特性に支配される。
【００１２】
一方、外形１μｍ内外の細菌胞子に機械的な作用で３００〜４００ＭＰａの均等荷重を加えることは不可能であるが、流体中（微生物が流体中に分散あるいは懸濁）に存在する菌体に３００ＭＰａ〜４００ＭＰａを加圧することは容易である。更に瞬間的に圧縮流体の圧力を解放することで加えた圧力よりも更に大きな圧力を引き出すことも可能である。このためには高速耐圧バルブの開発が必須である。
【００１３】
理論的にはバルブ解放の瞬間、その流体の亜音速で断熱膨脹させることも可能である。この時、菌体細胞膜に生じる衝撃力は流体に加えた圧力の数倍、若しくは数十倍の力を発生し、菌体膜を内側から外側に破壊する。又、いかなる微生物の殺菌も８０℃未満で可能となる。
【００１４】
又、水を圧力媒体に用いるならば、マイナスの温度領域でも殺菌できるところに本方法の特徴がある（その理由は２５０ＭＰａ下の水は−２５℃でも凍らず液体であるためであり、栄養細胞などの一部の微生物に対しては理論的に２５０ＭＰａ，−２５℃でも殺菌可能となる）。
【００１５】
【発明の実態の形態】
以下、実施例を説明する。
実施例１
図１は耐熱性芽胞菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ）の胞子懸濁液の殺菌特性を示す。図において縦軸は生き残り個数（ｃｏｕｎｔ／ｍＬ）を示し、横軸は圧力（ＭＰａ）を示す。即ち、水温２０℃の状態では、時間２０〜６０分ではたとえ圧力を２００→８００ＭＰａと順次上昇しても、上記菌体の生き残り個数はほぼ１０6 個／ｍＬ近傍であって殆ど変化がない。
【００１６】
一方、温度を６０℃とし２０分間の場合は圧力を４００ＭＰａ→５００ＭＰａと上昇すると、菌体の個数は１０5 →１０4 程度にまで急速に生き残り個数が減少する。ここで、温度を７０℃とし時間を６０分とすると急速に生き残り個数が減少し、圧力８００ＭＰａとなると殆ど０となる。
【００１７】
実施例２
図２は耐熱芽胞菌（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）の破壊殺菌特性を示す。図２において縦軸は生存率（％）を示し、横軸は加圧時間（分）を示している。
【００１８】
実験条件は、温度６０℃，圧力３００ＭＰａで加圧時間を実験因子にしたものである。図から明らかなように、上記条件で９０分経過したとき生存率は零となった。即ち、鉄系部材の許容限界荷重内で十分に殺菌可能であることがわかった。
【００１９】
実施例３
図３はパン酵母菌についての殺菌特性を示す図であり、縦軸は生存率（％）を示し、横軸は加圧時間（分）を示す。なお、図３において白丸は常圧、黒丸は２００ＭＰａ、白角は３００ＭＰａ、黒角は４００ＭＰａを加圧した場合であり、これらは全て−５℃なる温度条件にて行なったものである。
【００２０】
図３から明らかなように、常圧では時間の経過に対して生存率はほゞ１００％であって殺菌には関係ないのに対して、２００ＭＰａを加圧すると３０分で生存率は２５％程度にまで低下する。又、３００ＭＰａに加圧すると、３０分で生存率は０になり、更に４００ＭＰａに加圧すると、５分で生存率は０になることが確認できた。
【００２１】
なお、上記説明ではいずれも加圧圧力と加圧時間についてのみ説明したが、既に説明した通り、いずれも加圧圧力と加圧時間後瞬時に加圧力を解放することを意味し、以下も同様である。又、本実施例ではパン酵母菌について説明したが、これ以外の一般生菌についても同様の効果が得られた。
【００２２】
実施例４
図４は上記図３の加圧圧力条件で、温度条件のみを０℃として生存率（％）を求めたものである。図４からわかるように、加圧圧力が常温では図３の場合と同様に変化がない。
【００２３】
又、２００ＭＰａに加圧すると加圧時間３０分で生存率はほゞ８０％になり、３００ＭＰａに加圧すると７５％程度になる。更に４００ＭＰａに加圧すると加圧時間１０分でほゞ１０％以下になる。ここでは温度条件を−５℃の場合と０℃の場合について説明したが、耐熱芽胞菌の場合でも説明した通り、加圧圧力２５０ＭＰａ下の水は−２５℃までは凍らず液体であることからしても、少なくとも温度条件は−２５℃であっても良いことが理解できる。
【００２４】
以上の各結果を整理すると、耐熱性芽胞菌の場合は温度を上げ、加圧圧力を増大すると生き残り個数が減少することがわかり、パン酵母菌の場合にはむしろ温度を低下させて、加圧圧力を増大させた方が、むしろ生存率が低下することが確認できた。これらは一見矛盾するようであるが、菌の性質から言ってあり得ることと考える。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば食品等の原料中に含まれる微生物を液体中に分散あるいは懸濁し、加圧した後、瞬時に加圧状態を解除するようにしたので、水の断熱膨脹力による物理的な力によって微生物の細胞膜は瞬間に破壊される。この場合、過度の加熱を必要としないため、比較的自然状態に近い状態で殺菌又は滅菌が可能である。又、加熱殺菌操作が最終製品の品質に悪影響をもたらす場合には特にこの殺菌方法が有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法による耐熱性芽胞菌の殺菌特性を示す図。
【図２】本発明方法による耐熱性芽胞菌の加圧時間と生存率を示す特性図。
【図３】本発明方法によるパン酵母菌についての殺菌特性を示す図。
【図４】図３において温度条件のみを変更した殺菌特性を示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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