(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数２０ｋＨｚ〜５０ＭＨｚの交流電界を液状食品に印加し、液状食品中に流れる誘導電流によって液状食品を滅菌する方法であって、牛乳、肉汁などのタンパク質を含む液状食品に対して、ジュール加熱処理を施して８０℃まで加熱処理し、この加熱処理に続いて短波帯交流電界処理により前記ジュール加熱処理よりも短い時間で１２０℃以上で加熱処理し、この加熱処理に続いて冷却処理を行い、この冷却処理に続いて８０℃以下の低温加熱処理を施すことを特徴とする液状食品の滅菌方法。
【請求項２】
請求項１に記載の液状食品の滅菌方法において、前記滅菌の対象となる微生物には大腸菌や酵母などの栄養細胞、耐熱芽胞細菌、カビが含まれることを特徴とする液状食品の滅菌方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は交流電界処理と低温殺菌処理を併用した液状食品の滅菌方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
牛乳、果汁、スープ、飲料水などの液状食品の風味やビタミンなどの食品中の有用成分をなるべく壊すことなく滅菌（殺菌）する方法として、従来から交流電界処理と低温殺菌処理が行われている。
【０００３】
交流電解処理は印加する周波数によって、交流高電界処理（約２０ｋＨｚ）と短波帯交流電界処理（約２７ＭＨｚ）があり、具体的な先行技術としては特許文献１〜４が挙げられる。
【０００４】
特許文献１には、電極間に流す電流をＩ(アンペア)、電極間の間隔をＧ（ｍｍ）、各電極の対向面の面積をＳ(ｍｍ２)とした場合、Ｉ／Ｇ×Ｓ１／２≦２．０の関係を満たすように制御することが記載され、特許文献２には通電ユニット内の圧を０．４５〜０．９５ＭＰａとするとともに、電極間距離あたりの印加電圧（Ｖ／ｃｍ）×印加時間(秒)≧５０の関係を満たすように制御することが記載され、特許文献３及び特許文献４には交流高電界処理に先立って、複数回ろ過処理することが記載されている。
【０００５】
低温殺菌処理はタンパク質などの変性が起きない比較的低温で長時間（例えば３０分）処理する方法であり、具体的な先行技術としては特許文献５，６が挙げられる。
【０００６】
特許文献５には、流路式保持殺菌装置により、生乳中の微生物を低温保持殺菌し、牛乳成分中のホエータンパク質の熱変性を少なく保ち、加熱処理することが記載され、特許文献６には、ホモゲナイザーを介して熱交換器の蒸気加熱部に牛乳を導き、ここで再加熱（６５℃）して低温殺菌することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１９７８８７号公報
【特許文献２】特開２００６−２３８８２７号公報
【特許文献３】特開２００７−２９０１２号公報
【特許文献４】特開２００７−２９０１４号公報
【特許文献５】特開平５−１３０８３１号公報
【特許文献６】特開平８−３２２４６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１〜４に開示されるような交流電界処理による場合、液状食品の出口温度が細菌（耐熱芽胞細菌）の臨界温度よりも高ければ、出口温度に比例して細菌の失活率は高くなる。しかしながら、失活率が３対数オーダー程度になると殺菌効果が飽和し、これ以上に液状食品の品質に影響なく失活率を上げることは困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、耐熱芽胞細菌に対して鋭意研究を行った結果、交流電界処理において滅菌に有効なのは、耐熱芽胞細菌に対する電界効果よりも耐熱芽胞細菌固有の臨界温度を超える熱処理の方であること、また一旦、熱的ダメージを受けた耐熱芽胞細菌は、その後の低温加熱により死滅しやすいという知見を得た。
【００１０】
本発明は上記知見に基づきなされたものであり、周波数２０ｋＨｚ〜５０ＭＨｚの交流電界を液状食品に印加し、液状食品中に流れる誘導電流によって液状食品を滅菌の対象となる微生物の臨界温度以上に短時間の間上昇させた後、直ちに冷却する交流電界処理を施し、この交流電界処理に続いて８０℃以下の低温加熱処理を施すことを特徴とする。
【００１１】
前記交流電界処理において、液状食品は一対の電極間を加圧下（例えば０．６ＭＰａ）、一定速度（例えば６００ｍＬ／分）で流動し、短時間の印加時間(例えば０．４秒)で出口温度は１２０℃となる。また低温加熱の条件は、例えば６５〜８０℃で３０分〜１０秒とする。
【００１２】
また、交流電界処理を施すにあたり、コーヒー、茶、果汁などのタンパク質を含まない液状食品に対しては前記交流電界処理として交流高電界処理を施し、牛乳、肉汁などのタンパク質を含む液状食品に対しては前記交流電界処理として短波帯交流電解処理を施す。
【００１３】
更に、滅菌対象となる微生物には大腸菌や酵母などの栄養細胞、耐熱芽胞細菌、カビなど全ての微生物が含まれる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、液状食品の風味を損なうことなく且つ液状食品中のビタミンやタンパク質などの有効成分の変性を伴うことなく、液状食品中の微生物を従来に比較して大幅に滅菌効果を高めることができる。
【００１５】
例えば、ロングライフ牛乳と同等の滅菌を行いながら、低温殺菌牛乳の品質を有する牛乳を製造することが可能となる。
また、本発明方法で滅菌処理した牛乳はタンパク質の熱変性が少なく、安全性が高いため、乳加工品の付加価値が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明にかかる液状食品の滅菌方法の実施に用いる装置の概略全体図
【図２】交流高電界処理装置の構造を説明した斜視図
【図３】短波帯交流電界処理装置の構造を説明した斜視図
【図４】サンプルの温度履歴を示すグラフ
【図５】インキュベート時間とコロニー数との関係を示すグラフ
【図６】牛乳の電極出口温度と枯草菌芽胞の残存率を示すグラフ
【図７】豆乳の電極出口温度と枯草菌芽胞の残存率を示すグラフ
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に本発明の好適な実施例を説明する。
図１は本発明にかかる液状食品の滅菌方法の実施に用いる装置の概略全体図であり、原料タンク１の下流側に交流高電界処理装置２が設けられ、ポンプ３によって原料タンク１内の液状食品が送り込まれる。交流高電界処理装置２には周波数２０ｋＨｚの交流電源４が接続されている。
【００１８】
交流高電界処理装置２は図２に示すように、筒状の流路５の周囲にリング状の電極６が設けられている。この流路５内を液状食品が通過する際にジュール熱により８０℃程度まで加熱される。
【００１９】
交流高電界処理装置２の下流側には短波帯交流電界処理装置７が配置され、この短波帯交流電界処理装置７には周波数２７ＭＨｚの交流電源８が接続されている。また交流高電界処理装置２と短波帯交流電界処理装置７とをつなぐ配管には温度計９が設けられている。
【００２０】
前記短波帯交流電界処理装置７は図３に示すように、上下のブロック１０、１１の間に２本の幅狭のブロック１２、１２を間隔をあけて配置することで、流路を形成している。ブロック自体をテフロン（登録商標）製とするか、流路を構成する面にテフロン(登録商標）をコーティングする。また、上下のブロック１０、１１には電極１３、１４を設けている。電極１３、１４を介して流路内を流れる液状食品に短波帯交流電界を印加することで、液状食品は瞬時に１２０℃以上に加熱される。
【００２１】
短波帯交流電界処理装置７の下流側には冷却機１５が配置され、この冷却機１５と短波帯交流電界処理装置７とをつなぐ配管には温度計１６が設けられている。この冷却機１５により液状食品は４０℃程度まで短時間で冷却される。
【００２２】
冷却機１５の下流側には圧力計１７及び圧力調整弁１８が設けられ、この圧力調整弁１８を介して交流電界処理された液状食品が低温加熱処理用の温浴槽１９に送り込まれる。
【００２３】
上記において、牛乳などのタンパク質を含む液状食品に対しては短波帯交流電界処理装置７を用いて瞬間的に加熱してタンパク質の変性を防ぎ、コーヒーなどのタンパク質を含まない液状食品に対しては短波帯交流電界処理装置７を用いず交流高電界処理装置２を用いて臨界温度以上に加熱してもよい。
【００２４】
尚、図５はジュール加熱のみ行ったサンプルと短波帯処理まで行ったサンプル中の枯草菌をインキュベートしたときのコロニー数を比較したものであり、交流高電界処理装置２によるジュール加熱のみでなく短波帯交流電界処理装置７を用いた瞬間的な加熱がコロニー数の増加速度を遅くする効果があるので、両者を併用することが好ましい。
【００２５】
以上の処理装置を用い、牛乳に芽胞液を添加した液状食品を調整し、この牛乳を一定速度（６００ｍＬ／分）で流動させた。図４に示すように、交流高電界処理装置２では４秒間で牛乳を１０℃から８０℃まで加熱した。次いでこの牛乳を２７ＭＨｚ、最大出力５ｋＷの短波帯交流を印加することで、０．４秒間で１２０℃まで昇温させた。
【００２６】
この後、冷却機１５で4 秒かけて牛乳の温度を４０℃まで降下させ、この温度が低下した牛乳を入れた試験管を６５℃の温浴槽（恒温槽）１９に３０分間浸漬し、低温殺菌を行った。
【００２７】
図６は牛乳に対し、短波帯交流電界処理のみを行った場合と短波帯交流電界処理と低温処理を併用した場合の枯草菌芽胞の失活率を示したグラフである。
このグラフから短波帯交流電界処理のみの場合は３対数オーダーで失活率が飽和するが、低温処理を併用することで、失活率は飽和することなく５対数オーダー以上失活することが分かる。
【００２８】
図７は豆乳に対し、牛乳に対して行なった実験と同じ条件で、短波帯交流電界処理のみを行った場合と短波帯交流電界処理と低温処理を併用した場合の枯草菌芽胞の失活率を示したグラフである。
このグラフからも短波帯交流電界処理のみの場合は３対数オーダーで失活率が飽和するが、低温処理を後に併用することで、失活率は飽和することなく５対数オーダー以上失活することが分かる。
【００２９】
このように、低温処理を後に併用するとそれぞれを単独で施す場合に比べ、失活率が高まるのは、電極間を流れる液状食品に交流電界を印加すると、液状食品中に誘導電流が流れ、その結果、誘導電流によって滅菌の対象となる微生物の臨界温度以上に液状食品を短時間の間に上昇させることができる。この処理で微生物は死滅するかダメージを受ける。そしてその後に行われる８０℃以下の低温加熱処理によってダメージを受けた微生物の多くは死滅するからと考えられる。
【００３０】
以上より、液状食品に対する滅菌方法として、最初に交流電界処理によって微生物に熱的なダメージを与えておき、その後に低温殺菌を行うことで低温殺菌の効果が増長する。特に交流電界処理として交流高電界処理と短波帯交流電界処理の両方を行えば更に効果は高まる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明に係る液状食品の滅菌方法は、牛乳、コーヒー、果汁、茶、スープなどあらゆる液状食品の滅菌に利用することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１…原料タンク、２…交流高電界処理装置、３…ポンプ、４…交流電源、５…流路、６…リング状の電極、７…短波帯交流電界処理装置、８…交流電源、９…温度計、１０…上ブロック、１１…下ブロック、１２…幅狭のブロック、１３、１４…電極、１５…冷却機、１６…温度計、１７…圧力計、１８…圧力調整弁、１９…温浴槽。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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