(57)【要約】【課題】  液体や膜状物、医薬品原料や試薬原料などの中に含まれるタンパク質を、従来と比較して格段に簡便かつ確実に分解することができる処理方法、およびそのための処理装置を提供する。【解決手段】  液体または膜状物に反応性を有する粒子を放出することによって、当該液体または膜状物に含まれるタンパク質を断片化することを特徴とする処理方法、ならびに、反応性を有する粒子を発生する手段と、タンパク質を含む材料中のタンパク質を材料表面に露出させるための手段と、前記露出したタンパク質に前記反応性を有する粒子を放出する手段とを備える処理装置。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体または膜状物に反応性を有する粒子を放出することによって、当該液体または膜状物に含まれるタンパク質を断片化することを特徴とする処理方法。
【請求項２】
液体を循環または攪拌させながら反応性を有する粒子を放出することによって、当該液体に含まれるタンパク質を断片化することを特徴とする、請求項１に記載の処理方法。
【請求項３】
前記反応性を有する粒子を放出後の膜状物または液体を覆うように保護層を形成することを特徴とする、請求項１に記載の処理方法。
【請求項４】
前記反応性を有する粒子は、タンパク質に対し、酸化、還元、加水分解および付加反応から選ばれるいずれかの反応を生じさせることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の処理方法。
【請求項５】
前記反応性を有する粒子は、空気中で自然消滅する性質を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の処理方法。
【請求項６】
前記反応性を有する粒子が、プラズマ、イオンおよびラジカルから選ばれる少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の処理方法。
【請求項７】
前記タンパク質が微生物、ウイルスまたはプリオンを構成するタンパク質であって、前記タンパク質を断片化することにより、微生物、ウイルスまたはプリオンの増殖を抑制することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の処理方法。
【請求項８】
前記タンパク質がアレルゲン物質を構成するタンパク質であって、前記タンパク質を断片化することにより、アレルギー性を除去することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の処理方法。
【請求項９】
前記タンパク質を含有する液体または膜状物が食品原料である、請求項１〜８のいずれかに記載の処理方法。
【請求項１０】
前記タンパク質を含有する液体が洗浄液、もしくは洗浄液の残存物である、請求項１〜８のいずれかに記載の処理方法。
【請求項１１】
前記タンパク質を含有する液体または膜状物が医薬品原料または試薬原料である、請求項１〜８のいずれかに記載の処理方法。
【請求項１２】
前記医薬品原料がワクチンである、請求項１１に記載の処理方法。
【請求項１３】
反応性を有する粒子を発生する手段と、
タンパク質を含む材料中のタンパク質を材料表面に露出させるための手段と、
前記露出したタンパク質に前記反応性を有する粒子を放出する手段とを備える、処理装置。
【請求項１４】
前記タンパク質を材料表面に露出させるための手段が、前記タンパク質を含む材料を物体表面に塗布する機構を有する、請求項１３に記載の処理装置。
【請求項１５】
前記タンパク質を含む材料が液体であり、前記タンパク質を材料表面に露出させるための手段が当該液体を循環または攪拌させる機構を有する、請求項１３に記載の処理装置。
【請求項１６】
前記反応性を有する粒子が、空気中で自然消滅することを特徴とする請求項１３〜１５のいずれかに記載の処理装置。
【請求項１７】
前記反応性を有する粒子が、プラズマ、イオンおよびラジカルから選ばれる少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１３〜１６のいずれかに記載の処理装置。
【請求項１８】
反応性を有する粒子を発生する手段と、
タンパク質を含む洗浄液を物体表面に接触もしくは噴霧する手段と、
前記接触もしくは噴霧した後の物体表面に反応性を有する粒子を放出する手段とを備える、洗浄装置。
【請求項１９】
反応性を有する粒子を発生する手段と、
反応性を有する粒子を放出する手段と、
不活化対象物である微生物、タンパク質またはウイルスに関する情報を入力する入力手段と、
前記不活化対象物に関する生化学的特長データを予め記憶する記憶手段と、
入力手段により入力された情報を記憶手段のデータを照合し、不活化対象物の不活化性能を予測する演算手段と、
演算手段による結果に基づき、不活化対象物が有するタンパク質を断片化するような条件で反応性の粒子を当該不活化対象物に放出するように放出手段を制御する制御手段とを備える、処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反応性を有する粒子を用いて材料中のタンパク質を断片化することによって、洗浄、食品製造、薬品製造などの分野において処理プロセスの改質、品質の確保を行い、さらに優れた品質の製品を製造するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、タンパク質を分解する技術が食品製造あるいは医療分野において利用されている。たとえば、発酵を用いる方法では、タンパク質あるいはデンプンなどをバクテリアや酵素の反応により、アルコールやビタミンに変換することが行われている。
【０００３】
たとえば、特許文献１には、タンパク質分解を食品製造分野に利用した例として、仕込槽で麦芽と温水を混合し所定温度で所定時間経過させてタンパク質を分解させてマイシェ（もろみ状のもの）を形成する工程において所定量のタンパク質分解酵素を添加し、かつ添加量を調整して、麦汁中の遊離アミノ態窒素生成量を制御する発泡酒の製造方法が開示されている。
【０００４】
また特許文献２には、タンパク質分解を利用しアレルギー性を除去して食品を製造するための技術として、原料タンパク質に、エンドプロテアーゼにより、分解率が２０〜３０％の範囲で第一の加水分解を実施し、得られたタンパク質加水分解質物を孔径１ｎｍ〜５μｍの膜を使用して膜分画し、透過画分に、エキソプロテアーゼを含むプロテアーゼにより、分解率を２〜８％増加し、かつ最終的な分解率が２５〜３５％となる範囲で、第二の加水分解を実施するタンパク質加水分解物の製造方法が開示されている。
【０００５】
さらに特許文献３には、タンパク質分解を医療分野に利用した例として、人体の血液を体外循環させ、体外循環させている血液を、電気分解を起こさない範囲内の電圧または電気分解を起こす電圧以上の電圧または磁場をかけている、電極と電極または磁場と磁場の間を通過させて、電圧、電流の直接的な影響かまたは電気分解により発生する塩素などの間接的な影響で、たとえば血液中および血漿成分中などに存在するＨＩＶウイルスのＲＮＡまたは逆転写酵素またはタンパク質分解酵素またはＨＩＶウイルスの表面上にあるエンベロープまたはその他のＨＩＶウイルスの重要な部分を損傷または破壊する、ウイルスを不活化する方法が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−１１７７６０号公報
【特許文献２】特開２００１−３３３７９４号公報
【特許文献３】特開平８−５６６５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１〜３に記載の方法は、いずれも大量のタンパク質を分解する方法としては適しているが、それを実現するための装置が大掛かりになるという問題がある。たとえばタンパク質を分解する方法として酵素を用いる場合、変換効率を上げるため適度な温度条件で反応を生じさせる必要がある。そのため、反応を起こさせるための熱源や温度制御装置などが必要となる。またこの場合、発酵のために長時間を要するという問題もある。
【０００７】
一方、タンパク質を含む材料に電圧または電流を印加することによりタンパク質を分解する方法では、当該材料が流動性のないゲルや導電性を有しない場合にはタンパク質分解の効果を得ることができないという問題がある。特に、前記タンパク質を含む材料が膜状に加工されている場合には、当該膜状物を破壊することなく、電圧や電流を印加するための通電電極を安定して接触させにくいという問題が生ずる。
【０００８】
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、その目的とするところは、液体や膜状物、医薬品原料や試薬原料などの中に含まれるタンパク質を、従来と比較して格段に簡便かつ確実に分解することができる処理方法、およびそのための処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、液体または膜状物に反応性を有する粒子を放出することによって、当該液体または膜状物に含まれるタンパク質を断片化することを特徴とする処理方法である。
【００１０】
本発明の処理方法においては、液体を循環または攪拌させながら反応性を有する粒子を放出することによって、当該液体に含まれるタンパク質を断片化するのが好ましい。
【００１１】
また本発明の処理方法においては、前記反応性を有する粒子を放出後の膜状物または液体を覆うように保護層を形成するのが好ましい。
【００１２】
本発明における反応性を有する粒子は、タンパク質に対し、酸化、還元、加水分解および付加反応から選ばれるいずれかの反応を生じさせることを特徴とするものであることが好ましい。
【００１３】
また前記反応性を有する粒子は、空気中で自然消滅する性質を有することを特徴とするものであるのが好ましい。
【００１４】
本発明における前記反応性を有する粒子が、プラズマ、イオンおよびラジカルから選ばれる少なくともいずれかであることが好ましい。
【００１５】
本発明の処理方法は、前記タンパク質が微生物、ウイルスまたはプリオンを構成するタンパク質であって、前記タンパク質を断片化することにより、微生物、ウイルスまたはプリオンの増殖を抑制することを特徴とするものであるのが好ましい。
【００１６】
また本発明の処理方法は、前記タンパク質がアレルゲン物質を構成するタンパク質であって、前記タンパク質を断片化することにより、アレルギー性を除去することを特徴とするものであるのが好ましい。
【００１７】
本発明の処理方法において、前記タンパク質を含有する液体または膜状物は、以下の（（１）〜（３）のいずれかであるのが好ましい。
【００１８】
（１）食品原料
（２）洗浄液または、洗浄液の残存物
（３）医薬品原料または試薬原料（医薬品原料の中でも特にワクチン）
本発明はまた、反応性を有する粒子を発生する手段と、タンパク質を含む材料中のタンパク質を材料表面に露出させるための手段と、前記露出したタンパク質に前記反応性を有する粒子を放出する手段とを備える処理装置を提供する。
【００１９】
本発明の処理装置において、前記タンパク質を材料表面に露出させるための手段が、前記タンパク質を含む材料を物体表面に塗布する機構を有するのが好ましい。
【００２０】
また前記タンパク質を含む材料が液体である場合には、本発明の処理装置における前記前記タンパク質を材料表面に露出させるための手段は、当該液体を循環または攪拌させる機構を有するのが、好ましい。
【００２１】
本発明の処理装置において、前記反応性を有する粒子が、空気中で自然消滅することを特徴とするものであることが好ましい。
【００２２】
本発明の処理装置における前記反応性を有する粒子は、プラズマ、イオンおよびラジカルから選ばれる少なくともいずれかであることが好ましい。
【００２３】
また本発明は、反応性を有する粒子を発生する手段と、タンパク質を含む洗浄液を物体表面に接触もしくは噴霧する手段と、前記接触もしくは噴霧した後の物体表面に反応性を有する粒子を放出する手段とを備える洗浄装置も提供する。
【００２４】
さらに本発明は、反応性を有する粒子を発生する手段と、反応性を有する粒子を放出する手段と、不活化対象物である微生物、タンパク質またはウイルスに関する情報を入力する入力手段と、前記不活化対象物に関する生化学的特長データを予め記憶する記憶手段と、入力手段により入力された情報を記憶手段のデータを照合し、不活化対象物の不活化性能を予測する演算手段と演算手段による結果に基づき、不活化対象物が有するタンパク質を断片化するような条件で反応性の粒子を当該不活化対象物に放出するように放出手段を制御する制御手段とを備える処理装置も提供する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る処理方法および処理装置によれば、製造工程において細菌などのタンパク質を効果的にかつ安全に断片化できるので、食品や薬品の製造、あるいは洗浄などに大きく貢献できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明は、液体または膜状物に反応性を有する粒子を含む空気を放出することによって、当該液体または膜状物に含まれるタンパク質を断片化する処理方法である。本発明の処理方法によれば、反応性を有する粒子を空気に含ませて放出することにより、対象物の表面に沿って、反応性を有する粒子を拡散あるいは送り出すことが可能で、前記粒子と対象物とを効率よく反応させることができる。また、本発明の処理方法によれば、従来のように大掛かりな装置等を必要とすることなく、簡便かつ確実に上記液体また膜状物中に含まれるタンパク質を断片化することができる。ここで、本発明における「タンパク質の断片化」とは、タンパク質内の分子結合を切断することにより構造的に分離・分解することを指し、化学修飾を伴う分解も包含する。タンパク質を断片化することにより、本来のタンパク質の分子量が変化し、本来の物性および機能を欠失する。これによって、当該タンパク質を含有していた材料におけるアレルギー性の除去、微生物、ウイルスまたはプリオンなどの増殖能力の低下、アミノ酸などの生成などが可能となる。したがって、本発明の処理方法は、食品製造、医薬品製造、試薬製造など、広範な分野への応用が可能である。また、本発明の処理方法によれば、従来の電圧または電流の印加を利用した方法とは異なり、ゲルや導電性を有しない材料であってもその中に含有されるタンパク質を断片化することができ、また、膜状物であっても破壊することなくタンパク質の断片化を行うことができるという利点がある。また本発明の処理方法では、断片化するタンパク質を含有する材料が液体または膜状物であることにより、反応性を有する粒子によりタンパク質を含む材料表面における酸化などの相互作用を効率的に行うことが可能となる。
【００２７】
本発明の処理方法における反応性を有する粒子とは、原子または分子が物理的または化学的に高いエネルギー状態となったものを指す。当該反応性を有する粒子の生成方法としては、放電、電界による電子の励起、あるいは電界などにより加速された荷電粒子などを衝突させること、光励起、運動エネルギーを与えることなどが応用可能である。なお、前記反応性を有する粒子は、外部の有機化学物質に化学的反応を及ぼすことが可能である特徴を有するため、タンパク質に対して直接あるいは二次的に、酸化、還元、加水分解、付加反応などの作用を及ぼすことが可能で、タンパク質を断片化、すなわち分解し、タンパク質としての機能を変化させる効果を示すような性質を有する粒子を指す。反応性を有する粒子は、具体的には、プラズマ、イオン、ラジカル、窒素酸化物（ＮＯ、ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、炭化水素類、酸化水素（Ｈ2Ｏ2、ＨＯ2）や、さらには加速した電子、加速した陽子、原子状水素、放射能から放出される高エネルギー原子あるいは分子などが挙げられるが、中でもプラズマ、イオンおよびラジカルから選ばれる少なくともいずれかの反応性を有する粒子を含む空気が好ましく、正イオンと負イオンを反応性の粒子として含む空気が特に好ましい。なお、上述した反応性を有する粒子の生成方法においては、副生成物としてオゾンが発生する場合がある。オゾンは寿命が長く残留性があるため、できるだけ濃度が低いほうが望ましいが、周辺において人体等に影響を及ぼさない量であれば、わずかに含まれていてもよい。
【００２８】
前記プラズマ、イオンおよびラジカルから選ばれる少なくともいずれかの反応性を有する粒子は、たとえば電気的に励起することで生成可能であり、比較的寿命が短い粒子であることから放出対象である材料に含有されるタンパク質を迅速に断片化し、さらに短時間で消滅するため放出対象には大きな効果を与えるとともに、放出対象以外に与える影響を小さく抑えることができる。そのため、放出対象の外部に反応性を有する粒子を含む空気が漏れ出るような環境下でも、外部への影響を考慮する必要がない。
【００２９】
正イオンおよび／または負イオンとしては、Ｈ3Ｏ+（Ｈ2Ｏ）n（ｎは０または自然数）および／またはＯ2-（Ｈ2Ｏ）m（ｍは０または自然数）を挙げることができ、これらを主体として構成することが好ましい。大気中の酸素や水分などから発生させることができるため環境負荷が低く、またこれらの両者が反応して過酸化水素Ｈ2Ｏ2、二酸化水素Ｏ2Ｈ、ヒドロキシラジカル・ＯＨなどのさらに活性な活性種を容易に生成するからである。
【００３０】
たとえば、放電電極表面において、沿面放電により生成されたプラズマにより、空気中の酸素（Ｏ2）および水（Ｈ2Ｏ）などの分子がエネルギーを受け、反応性を有する粒子に変換される。なお、正負両イオンは、主としてイオン発生素子の放電現象により発生するものであり、通常、正負の電圧を交互に印加させることにより正負両イオンを同時に発生させ空気中に放出することができる。しかしながら、本発明の処理方法において用いられる正負両イオンの発生方法はこれに限定されるものではなく、正負いずれかの一方の電圧のみを印加し正負いずれかの一方のみのイオンを先に発生させた後、次に逆の電圧を印加し既に送出されたイオンとは逆の電荷をもったイオンを発生させることもできる。なお、これらの正負両イオンの発生に必要な印加電圧は、電極の構造にもよるが３．０〜５．５ｋＶ、好ましくは３．２〜５．５ｋＶの範囲とすることができる。
【００３１】
放電素子の表面に存在する酸素分子および／または水分子を原料として放電現象により発生した正負両イオンの組成は、主として正イオンとしてはプラズマ放電により空気中の水分子が電離して水素イオンＨ+が生成し、これが溶媒和エネルギーにより空気中の水分子とクラスタリングすることによりＨ3Ｏ+（Ｈ2Ｏ）n（ｎは０または自然数）を形成する。一方、負イオンとしてはプラズマ放電により空気中の酸素分子または水分子が電離して酸素イオンＯ2-が生成し、これが溶媒和エネルギーにより空気中の水分子とクラスタリングすることによりＯ2-（Ｈ2Ｏ）m（ｍは０または自然数）を形成する。
【００３２】
そして、空間に放出されたこれらの正負両イオンは細菌などを取り囲み、菌の表面で正負両イオンが以下のような化学反応（１）、（２）によって、活性種である過酸化水素Ｈ2Ｏ2、二酸化水素ＨＯ2またはヒドロキシラジカル・ＯＨを生成する。
【００３３】
Ｈ3Ｏ+＋Ｏ2-→・ＯＨ＋Ｈ2Ｏ2      （１）
Ｈ3Ｏ+＋Ｏ2-→ＨＯ2＋Ｈ2Ｏ        （２）
正負両イオンの濃度は、効果を発揮する対象領域において、該正負両イオンの合計数として、５０個／ｍ3〜５００万個／ｍ3、好ましくは５００個／ｍ3〜５０万個／ｍ3、さらに好ましくは５０００個／ｍ3〜５万個／ｍ3とすることが好適である。５０個／ｍ3未満となる場合には十分な殺菌効果が得られない虞があるのに対して、５００万個／ｍ3を越える場合には副生するオゾンの濃度が上昇し、さらに設計条件によっては一般に安全とされている基準を超える可能性があり、後述する処理装置の安定性などを考慮すると、特に必要性がない限りは避けることが適当であると考えられる。なお、ここでイオン数の定義としては、小イオンを対象として計数したものであり、空気中の臨界移動度として、１ｃｍ2／Ｖ・秒としたものである。
【００３４】
なお、空気がこのような反応性の粒子を含むか否かは、ガス質量分析検査、ガス濃度検査、変色検査、臭気検査、発光検査、発生音検査などによって、ガス組成を検査する方法が挙げられる。ガス質量分析検査は、従来公知の質量分析装置を利用することができ、ガス濃度検査は、ガスクロマトグラフィやイオンカウンターを利用して計測することができる。また、変色検査や臭気検査は、目視判定や嗅覚検査など官能性検査に付すことができるほか、色差計やニオイセンサなどを利用することもできる。また、発光検査や発生音検査は、これも目視判定や聴覚検査など官能性試験に付すことができるほか、吸光光度計、分光器、光センサ、照度計、マイクロフォンなどを利用することができる。
【００３５】
本発明の処理方法において用いる反応性を有する粒子は、その寿命（すなわち、粒子数が時間に対して対数的に減少し、自然対数分の１に減少する時間を寿命と定義する。）がたとえば０．１μ秒〜３０００秒であり、自然消滅することが望ましい。好ましくは、１μ秒〜３００秒の寿命であるのがより好ましい。反応性を有する粒子の寿命が０．１μ秒未満であると、送風中に粒子が激減し、材料中のタンパク質まで粒子を十分到達させられないためであり、また、寿命が３０００秒を越えると、粒子が消滅せず濃度上昇が抑えられず、性能の安定性が保てない可能性がある。ここで、前記反応性を有する粒子の寿命は、当該粒子が生成してから粒子数が時間に対して対数的に減少し、自然対数分の１に減少する時間を指し、たとえばイオンカウンターとイオン発生器である後述する放電手段との間に風洞を配置し、さらに一定流量の空気を流してイオン濃度を測定する方法において、風洞の長さを数種類に変更し、イオン数を比較することで、測定することができる。
【００３６】
寿命がたとえば０．１μ秒〜３０００秒である反応性を有する粒子を含む空気を用いることで、タンパク質との反応が急速に進み、所定の安定した効果を得ることができ、また、空間で蓄積することなく、目的とする箇所に安定した量のガスを放出することが可能となる。プラズマ、イオンおよびラジカルから選ばれる少なくともいずれかの反応性を有する粒子は、空間での寿命が比較的短く、上述した範囲の寿命を満たすよう、公知の条件にて適宜調整することが可能である。さらに、プラズマ、イオンおよびラジカルから選ばれる少なくともいずれかの反応性を有する粒子は、空間での寿命が短く、固体に接触した場合の寿命も短い。そのため、細胞に接触した場合に、細胞タンパク質を破壊するが、細胞内部にある遺伝子を破壊する可能性が低い。したがって、遺伝子の変化を生じさせにくいことから、様々な突然変異による病原菌の発生や、アレルゲン物質を生じる新しい微生物が生じる可能性が低いため、食品や医薬品などの人体に摂取される物質の製造に応用することに適する。
【００３７】
本発明の処理方法において、タンパク質を含有する材料が液体である場合、この液体を循環または攪拌させながら反応性を有する粒子を含む空気を放出することによって、当該液体に含まれるタンパク質を断片化するのが好ましい。循環または攪拌させることで、液体中のタンパク質が順次表面に露出された状態でこれに反応性を有する粒子を含む空気を放出することができ、液体中のタンパク質を効果的に断片化することが可能となるためである。
【００３８】
また、本発明の処理方法においては、反応性を有する粒子を含む空気を放出した後のタンパク質を含有する膜状物または液体の表面に、保護層を形成するのが好ましい。保護層は膜状物の形態（保護膜）であってもよいし、保護用の部材で覆う形態（保護カバー）、あるいはビンのキャップなどのいずれであってもよい。このように保護層を形成することで、前記材料中のタンパク質を有していた微生物、ウイルスまたはプリオンなどの増殖能力が低減されたまま、タンパク質断片化後の前記材料を保護することができるため、前記材料の変性が長期間生じにくく、前記材料の品質を長期間にわたって安定に保つことができる。保護層の形成材料としては、空気を透過しない材料が望ましく、アルミホイルや鉄などの金属、ビニール、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのプラスチックに代表される有機化学物質などを用いることができる。
【００３９】
本発明においては、放出対象が含有するタンパク質は微生物、ウイルスまたはプリオンを構成するタンパク質であって、前記タンパク質を断片化することにより、処理後の微生物、ウイルスまたはプリオンの増殖を抑制する処理方法が、その好適な例として挙げられる。この処理方法により、放出対象に含有される菌、細菌などの微生物やウイルス、また感染性のタンパク質であるプリオンなどの増殖能力を低減でき、食品製造や医薬品製造の分野に適用することで、処理後の食品、医薬品、試薬などの安全性を高めることが可能となる。
【００４０】
また本発明の処理方法は、液体または膜状物に含まれるタンパク質を断片化することにより、当該液体または膜状物からアレルギー性を除去することもできる。これは、液体または膜状物中に含有されるアレルゲン物質もタンパク質から形成されていることを利用したものである。
【００４１】
本発明の処理方法におけるタンパク質を含有する液体または膜状物は特に制限されるものではないが、当該タンパク質を含有する液体または膜状物が以下の（１）〜（３）のいずれかである場合に、特に有用である。
【００４２】
（１）食品原料
（２）洗浄液または、洗浄液の残存物
（３）医薬品原料または試薬原料
また、タンパク質を含有する液体または膜状物が医薬品原料である場合には、当該医薬品原料がワクチンであるのが特に有用である。タンパク質を断片化させる対象がワクチン原料である場合、ワクチン原料に含まれる微生物またはウイルスが有するタンパク質を断片化することによる増殖能力の抑制と同時に、断片化されたタンパク質を利用したワクチンの効果を発揮させ、ワクチンとして免疫力の確保と、前記微生物またはウイルスによりまれに引き起こされる感染症の可能性の低下という効果を両立することできる。
【００４３】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の処理方法の第１の実施形態を模式的に示す図である。図１は、本発明の処理方法を食品（具体的にはカマボコ）の製造方法に適用し、断片化させるタンパク質を含有する材料が膜状物である例を段階的に示している。
【００４４】
本発明の第１の実施の形態においては、まず、対象物であるカマボコ１を適宜配置し（図１（ａ））、カマボコ１の表面にたとえばへら３を利用して、表面に染料を含む魚肉入り練り材料を塗布し、膜状物２を形成する（図１（ｂ））。
【００４５】
次に、カマボコ１上に形成された膜状物２に、反応性を有する粒子を含む空気を放出することによって、魚肉入り練り材料である膜状物２に含有されるタンパク質を断片化する（図１（ｃ））。反応性を有する粒子を含む空気としては、たとえばイオンを含む空気を用いる。具体的には、カマボコ１と放電手段との距離が３０ｃｍの位置となるように後述する本発明の処理装置（図示せず）を設置し、放出手段の送風管４より風速１ｍ／秒で送風を行い、カマボコ１の表面におけるイオン濃度が正イオンについて１０万個／ｃｍ3、負イオンについて１０万個／ｃｍ3、放出時間が３分間の条件で放出することができる。
【００４６】
このようにカマボコ１上の膜状物２に反応性を有する粒子を含む空気を放出することで、膜状物２を構成する魚肉練り材料に含まれるタンパク質を断片化することにより、内部に存在する微生物の増殖能力を低下させることができる。また、魚肉練り材料に含まれるタンパク質からなるアレルゲン物質を破壊し、人体への影響を下げるという利点もある。なお、前記反応性を有する粒子を含む空気としては、反応性を有する粒子としてイオンを含むものに限定されず、プラズマまたはラジカルを含むものであっても勿論よい。
【００４７】
図１に示す例の食品製造方法においては、図１（ｄ）に示すように、上記反応性を有する粒子を含む空気の放出後、膜状物２を保護層６でコーティングする工程をさらに有していてもよい。保護層６でコーティングすることで、タンパク質を断片化した後の膜状物２を大気と接触させないように保護することができる。この場合、膜状物２に菌が含まれていても、前記反応性を有する粒子を含む空気の放出によって菌の増殖能力が抑えられるため、カマボコ１の内部で嫌気性菌などが増殖する虞もない。保護層６の形成材料としては、空気を透過しない材料が望ましく、上記例示したビニールやアルミホイルなどを用いることができる。図１（ｄ）には、保護層６としてビニールを用い、へら７を用いて膜状物２上に塗布する例を示している。
【００４８】
図１に示した例の製造方法に適用できる装置としては、反応性を有する粒子を発生する手段と、タンパク質を含む材料中のタンパク質を材料表面に露出させるための手段と、前記露出したタンパク質に反応性を有する粒子をを放出する手段とを備え、前記タンパク質を材料表面に露出させるための手段が、前記タンパク質を含む材料を物体表面に塗布する機構を有する装置を用いることができる。また、所望により、保護層６を塗布する機構をさらに備えていてもよい。
【００４９】
＜第２の実施の形態＞
図２は、本発明の処理方法の第２の実施形態を模式的に示す図である。図２は、本発明の処理方法を洗浄（具体的には食器の洗浄）方法に適用し、断片化させるタンパク質を含有する材料が洗浄液である例を段階的に示している。
【００５０】
本発明の第２の実施の形態においては、まず、食器用の洗浄装置が通常備える適宜の枠体１２に、食器１１を立てかけるように収容する（図２（ａ））。なお、図２（ａ）に示す食器１１には、食材の残り１３が表面に残存している。
【００５１】
次に、洗浄液１４を用いて、枠体１２内に収容された食器１１を洗浄する。洗浄は、たとえば１０ｍ／秒の速度で噴出された洗浄液１４を用い、約５分間洗浄する。この洗浄工程によって、食器１１の表面に残存していた食材の残り１３は除去される。
【００５２】
そして、洗浄後の食器１１に反応性を有する粒子を含む空気１５を放出し、食器１１表面上の洗浄液１４またはその残存物（図示せず）に含有されるタンパク質を断片化する（図２（ｃ））。反応性を有する粒子を含む空気としては、たとえば反応性を有する粒子としてプラズマを含むものを用いることができる。具体的には、酸素ボンベから供給された酸素ガス中で放電することでプラズマを発生させる手段と、食器１１の表面でＯ2+が約０．０１ｐｐｍの濃度となるようにプラズマを放出する手段とを少なくとも備える装置を用いて実施することができる。なお、Ｏ2+はイオンであることから寿命が数秒あるいはそれ以下と見積もられるが、送風を工夫することにより洗浄装置内に上記イオンを充満させることが可能であり、食器１１の表面に残存した水または残存物に含まれるタンパク質を断片化する効果を有し、菌などの増殖を抑制することが可能になる。そのため食器１１をそのまま洗浄装置内で保存する場合においても、食器１１の表面を清潔に保つことができる。なお、Ｏ2+の寿命は短いため、外部に対しては短期間で濃度が低下するため、外部への影響は無視できるという効果を得ることができる。
【００５３】
なお、上述した本発明の第２の実施の態様において、反応性を有する粒子を含む空気は上述したものに限定されるものではなく、Ｎ2+、Ｏ2-、ＮＯ2-、ＣＯ2-などのイオンやＯＨラジカルなどのラジカル種、あるいはプラズマを含んでいたとしても同様の効果が期待できる。
【００５４】
＜第３の実施の形態＞
図３は、本発明の処理方法の第３の実施形態の処理工程を示すフローチャートである。図３は、本発明の処理方法を医薬品または試薬の製造方法に適用し、断片化させるタンパク質を含有する材料が、医薬品原料または試薬原料である例を示している。本発明は、医薬品原料または試薬原料に反応性を有する粒子を含む空気を放出することによって、当該医薬品原料または試薬原料に含まれるタンパク質を断片化し、当該医薬品原料または試薬原料に含まれる微生物、ウイルスまたはタンパク質の増殖能力を除去することを特徴とする処理方法も提供する。
【００５５】
本発明の第３の実施の形態では、まず、培養材料と微生物とを混合する（ステップ３−ａ）。続く工程では、前記培養材料と微生物との混合物を培養して、化学的成分を生成する（ステップ３−ｂ）。続く工程では、培養後に生成された化学的成分を抽出する（ステップ３−ｃ）。そして、前記工程で得られた抽出物（医薬品原料または試薬原料）に反応性を有する粒子を含む空気を放出する（ステップ３−ｄ）。これによって該抽出物に含まれるタンパク質を断片化し、当該タンパク質を有していた微生物やウイルス、プリオンなどの増殖能力を低下させる。さらに、以上のようにして作成した物質を続く工程にてたとえば無菌包装することで、製品を完成させることができる（ステップ３−ｅ）。
【００５６】
上述した本発明の第３の実施形態では、反応性を有する粒子を含む空気を放出することにより医薬品原料、試薬原料中の微生物、ウイルス、プリオンなどの増殖能力を低減させることができ、これら微生物、ウイルス、プリオンなどによる感染症などの危険性を低下できる。
【００５７】
なお、本発明の第３の実施形態において、化学的成分の抽出工程（ステップ３−ｃ）と、反応性を有する粒子を含む空気の放出工程（ステップ３−ｄ）とは、順序が逆であってもよい。また、前記抽出工程（ステップ３−ｃ）を省略し、加熱工程などで代替するようにしてもよい。
【００５８】
また本発明の第３の実施形態は、たとえば、遺伝子組換え大腸菌などを用いた薬品製造に利用できる。具体的には、培養材料と遺伝子組換え大腸菌を利用し、培養することにより、所定の化学物質を前記大腸菌に生産させる。その後、成分を遠心分離などで抽出し、その液を膜状に形成、あるいは循環または攪拌させながら反応性を有する粒子を含む空気を放出し、膜状物または液体に含まれるタンパク質を分解させる。この工程により、生存している大腸菌の細胞膜タンパク質が分解され、大腸菌の増殖が以後停止するため、生成した化学物質を薬品、あるいは医薬品として利用することが可能となる。
【００５９】
＜第４の実施の形態＞
図４は、本発明の処理方法の第４の実施の形態を模式的に示す図である。図４は、本発明の処理方法を食品（具体的には牛ハム）の製造方法に適用した例を、段階的に示している。
【００６０】
本発明の第４の実施の形態においては、まず、加熱、醸成および味付けを予め行った後の牛肉を分断し、独立した適度な大きさのハムの塊２１に加工する（図４（ａ））。次に、このハムの塊２１の表面を洗浄または上薬を塗るなどの処理を行う。図４（ｂ）には、前記処理後、ハムの塊２１の表面に液体（洗浄液の残存物）または膜状物２２が付着した状態を示している。
【００６１】
続いて、ハムの塊２１の表面に付着した液体または膜状物２２に含まれるタンパク質、または、ハムの塊２１自身の表面に存在するタンパク質を不活化するために、反応性を有する粒子を含む空気を放出する（図４（ｃ））。反応性を有する粒子を含む空気としては、たとえば、ラジカル（望ましくはＯＨラジカル）を放出する。ラジカルを生成する方法としては、放電により直接生成する方法でもよいが、これに限定されるものではない。たとえばＨ2Ｏ2すなわち過酸化水素が分解されＯＨラジカルに変換される方法を用いてもよいし、イオン化したガスを材料表面で反応させ、ＯＨラジカルを生成する方法を用いてもよい。なお、図４（ｃ）において、２３はラジカル放出口、２４はラジカルの進路を示している。上記工程後、袋（望ましくは真空パック）２５によりハムの塊２１を包装し、新たなタンパク質がハムの塊２１に付着しないようにする（図４（ｄ））。
【００６２】
このような本発明の処理方法の第４の実施形態によれば、菌や細菌などの微生物やウイルスが有するタンパク質を不活化させるだけでなく、ＢＳＥ（牛海綿状脳症）の原因とされるプリオンと呼ばれるタンパク質の一種などを分解の対象とすることも原理的に可能である。この場合、食品自体にわずかに残存する前記プリオンを表面にて取り除き、食生活の安全性を高めるために本製造技術を利用することが可能である。
【００６３】
本発明はまた、上述した本発明の処理方法を実施するための処理装置も提供する。本発明の処理装置は、反応性を有する粒子を発生する手段と、タンパク質を含む材料中のタンパク質を材料表面に露出させるための手段と、前記露出したタンパク質に反応性を有する粒子を放出する手段とを、基本的に備える。このような本発明の処理装置は、断片化したいタンパク質を含む材料を気体に面する個所に移動させ、材料に含有されるタンパク質を順次材料表面に露出させながら、反応性を有する粒子を放出することができる。これによって、材料中に含有されるタンパク質を効率よく断片化することが可能となる。
【００６４】
本発明の処理装置において、反応性を有する粒子は、本発明の処理方法において上述したように、酸化、還元、加水分解および付加反応から選ばれるいずれかの反応を生じさせる性質を有することが好ましい。さらに上述したように、この反応性の粒子は、自然消滅する性質を有することが望ましく、その寿命が０．１μ秒〜３０００秒であるのがより好ましい。また前記反応性を有する粒子は、プラズマ、イオンおよびラジカルから選ばれる少なくともいずれかであることが好ましい。
【００６５】
本発明の処理装置における反応性を有する粒子を発生する手段としては、上述した反応性を有する粒子を含む空気を発生させるために従来より広く用いられてきた放電手段を適宜用いることができ、特に制限されるものではない。たとえば、沿面放電素子、コロナ放電素子、プラズマ放電素子などの各放電素子や、紫外線や電子線を放出する素子を利用したものを挙げることができる。放電手段における電極の形状や材質は、特に制限されるものではなく、従来公知の適宜のものを選択することができる。
【００６６】
図５は、本発明の処理装置に好適に用いられる放電手段３１を簡略化して示す図である。放電手段３１は、たとえば、断面方形状の誘電体３２と、誘電体３２の一表面に網目状に形成された放電電極３３と、誘電体３２に埋め込まれた対向電極３４と、電源３５とを、基本的に備える。誘電体３２としては、たとえばアルミナで形成された、約１ｃｍ×３ｃｍのサイズのものを好適に用いることができる。放電手段３１において、放電電極３３および対向電極３４は適当な間隔（たとえば０．２ｍｍ）を有するように形成される。電源３５としては高圧パルス電源を用いることができ、放電電極３３および対向電極３４に電気的に接続されてなる。
【００６７】
図５に示したような沿面放電素子を用いる場合、ある瞬間において正イオンが発生するかあるいは負イオンが発生するかは、放電素子の電極に印加される電圧がプラスであるかマイナスであるかにより定まる。すなわち、電極にマイナスの電圧が印加されると、電極はマイナスに帯電するので、空気中に存在する水蒸気が帯電して負イオンとなる。このため空気中に負イオンが多量に含まれることになる。逆に、電極にプラスの電圧が印加されると、空気中に存在する水蒸気が帯電して正イオンとなる。このため、空気中には正イオンが多量に含まれることになる。具体的には、上記高圧パルス電源からは、正と負からなる高圧パルス電圧（周波数６０Ｈｚ、尖頭電圧約２ｋＶ）が生成され前記電極間に印加される。また、電極に印加する電圧を交流とすることにより、正イオンと負イオンが交互に生成されるようにしてもよい。
【００６８】
本発明の処理装置におけるタンパク質を材料表面に露出させるための手段の一例としては、前記タンパク質を含む材料を物体表面に塗布する機構を有するものが挙げられる。このような機構を有することで、タンパク質を含む材料を膜状物に形成した上で、これに反応性を有する粒子を含む空気を放出して、膜状物中のタンパク質を断片化することができる。このような処理装置は、たとえば、図１を参照して上述した本発明の処理方法の第１の実施形態を実施するために好適に用いることができる。前記タンパク質を含む材料を物体表面に塗布する機構は、従来公知の適宜の機構を応用して実現すればよい。
【００６９】
また、前記タンパク質を含む材料が液体である場合には、本発明の処理装置における前記タンパク質を材料表面に露出させるための手段として、当該液体を循環または攪拌させる機構を有するものを挙げることができる。図６は、本発明の好ましい一例の処理装置４１を模式的に示す図である。処理装置４１は、筐体４２中に、上述した放電手段３１と、その内部に液体４４が収容された容器４３と、放電手段３１により生成された反応性を有する粒子を含む空気を液体４４に放出するための放出手段（図示せず）とを備える。そして、容器４３の底部には攪拌子４５が載置され、この攪拌子４５によって容器４３内に収容された液体４４が攪拌されて液体４４の表面が順次入れ替わるように構成されている。図中白抜きの矢符で示すように、この液体４４の表面に反応性を有する粒子を含む空気を放出することで、液体４４の表面に順次露出したタンパク質を断片化し、液体４４に含有されるタンパク質を効率的に不活化することができる。
【００７０】
なお、図６に示した装置では、液体を攪拌させる構成としているが、液体表面にタンパク質を露出させるための手段として、ポンプを用いて溶液を循環させる機構を利用するようにしても勿論よい。
【００７１】
本発明の処理装置における反応性を有する粒子を放出する手段（放出手段）としては、上記放電手段で生成された反応性を有する粒子を含む空気を放出対象に放出し得るように流動することができるものであればよく、特に制限されるものではない。たとえば、モータおよびそのモータの軸に取り付けられたファンからなり、モータを駆動することによりファンが回転し、送風するような機構を有する放出手段を好適に用いることができる。
【００７２】
また本発明は、反応性を有する粒子を発生する手段（たとえば、放電手段）と、タンパク質を含む洗浄液を物体表面に接触もしくは噴霧する手段と、前記接触もしくは噴霧した後の物体表面に反応性を有する粒子を放出する手段（放出手段）とを備える洗浄装置も提供する。このような本発明の洗浄装置によれば、洗浄表面に付着したタンパク質成分を分解し、清浄な表面を形成するために好ましく適用でき、たとえば、上述した本発明の処理方法の第２の実施形態を実施するために特に好適に用いることができる。
【００７３】
本発明の洗浄装置において、タンパク質を含む洗浄液を物体表面に接触もしくは噴霧する手段としては、たとえば、ポンプを用いて物体に熱した水道水を吹き付ける機構、水に界面活性剤を含む水を混ぜた後噴霧器で物体に前記水を吹きつける機構など適宜の公知の機構を適用したものにより実現できる。
【００７４】
なお、本発明の洗浄装置における放電手段および放出手段は、本発明の処理装置において上述したものを適宜用いることができる。
【００７５】
図７は、本発明の他の例の処理装置５１を概念的に示す図である。図７に示す例の処理装置５１は、反応性を有する粒子を発生する手段（放電手段５２）と、反応性を有する粒子を放出する手段（図示せず）と、不活化対象物である微生物、タンパク質またはウイルスに関する情報を入力する入力手段５３と、前記不活化対象物に関する生化学的特長データを予め記憶する記憶手段５４と、入力手段により入力された情報を記憶手段のデータを照合し、不活化対象物の不活化性能を予測する演算手段５５と、演算手段による結果に基づき、不活化対象物が有するタンパク質を断片化するような条件で反応性を有する粒子を当該不活化対象物に放出するように放出手段を制御する制御手段５６とを、基本的に備えるものである。
【００７６】
図７に示す例の処理装置５１において、放電手段５２および放出手段としては、上述したのと同様のものを適宜用いればよい。
【００７７】
入力手段５３は、不活化対象物である微生物、タンパク質またはウイルスに関する情報を入力するための手段である。ここで、入力する情報としては、たとえば、微生物、タンパク質またはウイルスの名称が挙げられる。なお、不活化対象物である微生物、タンパク質またはウイルスが記憶手段に記憶されていないものである場合には、既に記憶されている類似の微生物、タンパク質またはウイルスの名称を入力するようにする。
【００７８】
記憶手段５４は、前記不活化対象物に関する生化学的特長データを予め記憶する手段である。記憶手段５４は、用事所望の情報にアクセスし得るようなデータベースとして実現される。前記不活化対象物に関する生化学的特長データとしては、たとえば、種々の微生物、ウイルスが有するタンパク質やプリオンなどのタンパク質のデータのほか、莢膜の有無、ペンタグリシン架橋構造の有無、タイコ酸の有無あるいは量、代謝型、酸素利用の特性、カタラーゼの量、シトクロムの量、芽胞形成の有無、色素生成量、細胞構造、生存メカニズムなどのうちの少なくともいずれかのデータが挙げられる。
【００７９】
演算手段５５は、入力手段５３により入力された情報を記憶手段５４のデータを照合し、不活化対象物の不活化性能を予測する手段である。すなわち、入力された情報に連動して記憶手段５４に格納されたこれに対応するデータが呼び出され、このデータより、本発明の処理装置５１で生成する反応性を有する粒子を含む空気に対する、不活化対象である微生物、タンパク質、ウイルスの不活化性能を予測し、不活化動作に適した放出条件等を求める機能を有する。
【００８０】
制御手段５６は、演算手段５５による結果に基づき、不活化対象物が有するタンパク質を断片化するような条件で反応性を有する粒子を含む空気を当該不活化対象物に放出するように放出手段を制御する手段である。図７に示す例の処理装置５１においては、制御手段５６は、前記演算手段５５により決定された結果に基づき、所定の設定、すなわち自動動作か手動動作のいずれかにより、反応性を有する粒子を含む空気の放出を自動的に行うか、あるいは操作者が手動で反応性を有する粒子を含む空気の放出を作動させるかを選択する。反応性を有する粒子を含む空気の放出を自動的に行う場合には、制御手段５６は、演算手段５４により予測された結果に応じて放出手段による各種条件を設定し、作動させる。
【００８１】
このような図７に示した構成の処理装置５１によれば、不活化の効果と、各細胞の構成との関係とを所定の関係式でモデル化することにより、不活化を実際に試験していない細胞であっても、その種類から導かれる細胞の構成などをデータベースなどから入手し、不活化の速度などを予想することが可能になる。そして、あらゆる既存の菌、ウイルス、タンパク質以外の、未知の菌、ウイルス、タンパク質に対しても、既存の科目などから、タンパク質的な性質を既存データベースから予測し、分解性能を少ない誤差で求めることが可能になり、不活化を精度よく行うことができる。したがって図７に示した構成の処理装置５１を用いることにより、食生活の安全性のみならず、生活空間の殺菌などに本装置を利用可能で、安全な生活を得るために本処理装置を利用することが可能となる。
【００８２】
なお、図７に示した処理装置５１における入力手段５３は、処理装置５１の記憶手段５４や演算手段５５における情報処理と連動するように情報を入力し得るよう実現された適宜の公知の手段を用いて実現される。また記憶手段５４、演算手段５５および制御手段５６は、たとえば中央演算装置（ＣＰＵ）、マイクロコンピュータなどで実現できる。また図７に示した処理装置５１は、好ましくは、入力手段５３により入力された情報や、用事呼び出された記憶手段５４に格納されたデータ、手動により反応性を有する粒子を含む空気を放出する場合の操作者に提示すべき情報などを表示するための表示手段を有するように実現される。
【００８３】
以下、本発明の処理方法および処理装置に関し、対象物に反応性を有する粒子を含む空気を放出した場合の試験データを開示する。当該試験は、放電により生じさせた反応性を有する粒子を含む空気が付着菌に対して示す殺菌性能を評価試験したものである。
【００８４】
＜実験例１＞
以下の条件で試験を行った。
【００８５】
試験方法には、菌をＰＢＳ緩衝溶液（ｐＨ＝７．４）に懸濁させた後、トレイ６３内に形成された寒天培地６４上に塗布し、所定の処理（放電手段により生成した、正イオンであるＨ3Ｏ+（Ｈ2Ｏ）n（ｎは０または自然数）および、負イオンであるＯ2-（Ｈ2Ｏ）m（ｍは０または自然数）を放出および、寒天培地上に前記イオンを自然拡散。）を行った後、７２時間、３７℃の培養を行い、コロニー数を計測する方法を利用した。第一の試験として、付着菌への放電ガスの殺菌性能を調べるため、菌としてスタフィロコッカス（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ：ブドウ球菌）、エンテロコッカスマロドーラトゥス（Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ  ｍａｌｏｄｏｒａｔｕｓ：腸球菌）、サルチナフレイバ（Ｓａｒｃｈｉｎａｆｌａｖａ）、マイクロコッカスロゼウス（Ｍｉｃｒｏｃｏｃｃｕｓ  ｒｏｓｅｕｓ）を用いて、前記方法により寒天培地上に菌を塗布し、さらに８時間の培養（３７℃）を行い、菌のコロニーを形成させた。
【００８６】
続いて、図８に示すような、筐体６２内に放電手段３１および放出手段（図示せず）を備える装置６１を用い、放電素子の表面に存在する酸素分子および／または水分子を原料として放電現象により正負両イオンを発生させ、上述したような反応により生じた過酸化水素Ｈ2Ｏ2、二酸化水素Ｏ2Ｈまたはヒドロキシラジカル・ＯＨを反応性の粒子として含有する空気を対象に放出した。なお、筐体６２は、２１ｃｍ×１４ｃｍ×１４ｃｍのサイズのものを用いた。このような処理装置６１の筐体６２内に、前記菌を塗布した寒天培地６４を収容したトレイ６３を順次載置し、白抜きの矢符で示すように反応性を有する粒子を含む空気を放出し、寒天培地にイオンが行き渡るようにして、反応性を有する粒子を含む空気に暴露させた。イオン濃度は、寒天培地上で正負イオンが各約３，５００個／ｃｍ3（ただし限界移動度を１ｃｍ2／Ｖ・ｃｍとして小イオンの濃度を測定）としており、オゾン濃度は０．０１ｐｐｍ未満であった。なお、試験の箱内部にはファンは設けず、イオンは自然対流と自然拡散により暴露するようにした。
【００８７】
以上の試験において、引き続いて７２時間、３７℃の培養を行い、コロニー数および状態を観察した。図９は、その結果を示すグラフである。図９に示すように、イオンを反応性を有する粒子として含む空気を菌に放出すると、放出時間が長くなるにつれて、培養後に得られたコロニー数（ＣＦＵ；Ｃｏｌｏｎｙ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）が減少した。このことから、イオンが付着菌を殺菌する効果があることが分かる。なお、図９においては、菌種により不活化の速度あるいは程度が異なっていることが示されている。このような差が生じる理由として、菌種により細胞の構成（細胞膜の材料、細胞表面および内部の状態、生存の方法など）が異なり、プラズマ、イオンあるいはラジカルなどに対する細胞の耐性が異なることが原因と考えられる。
【００８８】
ここで、以上４種の菌における細胞壁の比較を行った結果を表１に示す。
【００８９】
【表１】
2006075733.tif 000003
【００９０】
表１には、菌の主な構成要素であるペプチドグリカンタンパク、タイコ酸、多糖類などを構成する代表的な要素と、細胞の特徴について示している。なお、表において、＋はその性質を多く有していること、−はその性質が少ないことを示し、＋／−はその中間であることを示すものである。
【００９１】
表１における項目を次に説明する。
・莢膜は多糖類からなる膜で、たとえば病原性の強い細菌は莢膜多糖類をペプチドグリカン層の外に持っているとされる。
・ペンタグリシン架橋構造（５−Ｇｌｙ−ｃｒｏｓｓ  ｂｒｉｄｇｅｓ  ｉｎ  ｃｅｌｌ  ｗａｌｌ）は、細胞壁を構成する構造の一つである。
・タイコ酸は、細胞壁に含まれており、アルコールとリン酸基の化合物である。
・代謝型は、原材料となる物質を摂取し、細胞の構成要素の構築やエネルギー生産、あるいは副産物を放出したりする方法である。
・酸素利用については、菌がどのような空気環境を好むかについての項目である。
・カタラーゼは、過酸化水素を分解して酸素と水に変える酵素であり、抗酸化剤として機能する。
・シトクロムは、酸化還元機能を持つヘム鉄を含有するヘムタンパク質の一種である。
・芽胞形成は、細菌が殻につつまれた状態になる性質をいう。
・色素生成は、細胞において自ら色素を生成し、細胞内に蓄積／保持する性質を示す。
【００９２】
図９に示したグラフでは、同じ試験条件において、サルチナフレイバおよびマイクロコッカスロゼウスが比較的不活化の時間を要しているのに対して、エンテロコッカスマロドーラトゥスおよびスタフィロコッカスでは急速に不活化が進んでいる。
【００９３】
図９において処理時間が１００分のところを指標にすると、不活化が遅いものから、サルチナフレイバ、マイクロコッカスロゼウス、スタフィロコッカス、エンテロコッカスマロドーラトゥスの順になる。この不活化の速度の差と表１とを比較すると、サルチナフレイバは、カタラーゼ、芽胞形成、色素生成の特徴を多く有し、さらに耐気性の性質を有していることから、空気中に存在する反応性の高い物質（オゾン、酸素、イオンなど）に耐えやすい性質を有していると考えられ、最も不活化が進まないというモデルが考えられる。また、マイクロコッカスロゼウスは、カタラーゼ、シトクロム、芽胞形成、色素生成の特徴を多く有していることから、サルチノフレイバに次いで不活化が遅い性質を示すと考えられる。
【００９４】
一方、スタフィロコッカスは、カタラーゼ、シトクロムを多く有しているものの、芽胞を形成せず、色素生成が少なく、さらに条件的嫌気性菌であることから、反応性の高い物質（オゾン、酸素、イオンなど）に耐え難い性質を前記２種より示すものと考えられる。
【００９５】
次に、エンテロコッカスマロドーラトゥスは、カタラーゼ、シトクロム、芽胞形成、色素生成などの防御機構が少なく、さらに条件的嫌気性菌であることから、他の３種の菌より反応性の高い物質（オゾン、酸素、イオンなど）に耐えにくい性質を有していることが予想され、実際に最も不活化が大きい結果を得られている。
【００９６】
なお、以上の考察では、酸素利用については好気性が不活化に大きな耐性を示し、また、カタラーゼ、シトクロム、芽胞形成、色素生成についてはこれらが不活化に大きな耐性を示すものと予想され、実際にその傾向を確認できた。
【００９７】
一方、その他の項目である、莢膜、ペンタグリシン架橋構造、タイコ酸、代謝型については今回の試験では作用は明確にできないが、他の対照試験により、それらの項目の作用および作用の程度を確認することが可能である。
【００９８】
以上に示したように、菌における細胞の構成を調べることにより、イオン、プラズマ、オゾン、ラジカル、またさらにはたとえば酸化や還元作用などを有する化学物質などの反応性を有する粒子を含む空気によって、細胞の不活化の制御が可能である。また、不活化の効果と、各細胞の構成との関係とを所定の計算式でモデル化することにより、不活化を実際に試験していない細胞であっても、その種類から導かれる細胞の構成などをデータベースなどから入手し、不活化の速度などを予想することが可能になる。そして、このことを利用して、図７を参照して上述した処理装置５１などを実現することができる。
【００９９】
＜実験例２＞
カビへの殺菌性能を調べるため、ペニシリウムクリソゲナム（Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ  ｃｈｒｙｓｏｇｅｎｕｍ）、スタキボトリスチャルトラム（Ｓｔａｃｈｙｂｏｔｒｙｓ  ｃｈａｒｔａｒｕｍ）、アスペルギルスベルシコロル（Ａｓｐｅｒｉｇｉｌｌｕｓ  ｖｅｒｓｉｃｏｌｏｒ：コウジカビ）、ペニシリウムカマンベルティ（Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ  ｃａｍａｍｂｅｒｔｉｉ）、クラドスポリウムヘルバレム（Ｃｌａｄｏｓｐｏｒｉｕｍ  ｈｅｒｂａｒｕｍ：黒カビ）に対して、実験例１と同様の実験を行った。図１０はペニシリウムクリソゲナム、図１１はスタキボトリスチャルトラム、図１２はアスペルギルスベルシコロル、図１３はペニシリウムカマンベルティ、図１４はクラドスポリウムヘルバレムについての結果をそれぞれ示すグラフである。実験の結果、カビに対してもイオンを放出すると放出時間が長くなるにつれて、培養後に得られたコロニー数（ＣＦＵ：Ｃｏｌｏｎｙ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）が減少することが明らかとなった。
【０１００】
＜実験例３＞
カビは熱的衝撃や物理的攻撃に耐性がある胞子形成を行う菌であることより、胞子を形成し始めた時に、それがイオンをブロックして本発明による細菌のタンパク質の分解が起こらなくなる懸念がある。そこで、我々の生活環境で非常に多く見られるカビであるアスペルギルスベルシコロル（Ａｓｐｅｒｉｇｉｌｌｕｓ  ｖｅｒｓｉｃｏｌｏｒ：コウジカビ）とクラドスポリウムヘルバレム（Ｃｌａｄｏｓｐｏｒｉｕｍ  ｈｅｒｂａｒｕｍ：黒カビ）をシャーレ上で培養し、胞子を一端形成した後、これに実験例１と同様にしてイオンの放出を４時間行い、どのような変化が見られるかを調べた。図１５は、実験例３のアスペルギルスベルシコロルとクラドスポリウムヘルバレムについての結果を示す写真である。図１５に示すように、上記実験の結果、イオンの放出によりさらなる胞子の形成を阻害し、カビのコロニーを消滅させることがわかった。
【０１０１】
そこで、上記以外のカビについても同様の実験を行った。結果を表２に示す。表２に示すように、他のカビの場合にも、同様に胞子形成の阻害、コロニーの消滅が観察されることが分かった。このことから、イオンがグラム陽性球菌およびカビ、両者の付着菌を殺菌する効果があることが分かる。
【０１０２】
【表２】
2006075733.tif 000004
【０１０３】
＜実験例４＞
反応性を有する粒子としてイオンを含む空気を付着菌に放出することによるタンパク質の変化を調べた。実験方法としては、エンテロコッカスマロドーラトゥス（Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ  ｍａｌｏｄｏｒａｔｕｓ）をそれぞれ塗布した複数の寒天培地に、実験例１と同様にしてイオンを放出し、放出後１５分、３０分、６０分、９０分、１２０分、２４０分、４８０分、９６０分の時点での膜タンパク質をそれぞれ抽出し、ＳＤＳ−ＰＡＧＥにて二次元電気泳動を行った。図１６は、実験例４の結果を示す写真である。図１６に示すように、イオンを放出することで、病理的な現象として現れるような多数のタンパク質の断片が観察された。この膜タンパク質の断片化および凝集は、イオンの放出時間と対応しており、イオンの放出時間が長くなるほど、膜タンパク質の損傷が大きくなることを示している。
【０１０４】
以上の結果は以下のようなメカニズムにより説明される。つまり、寒天培地に塗布した菌は、当初は菌が単体で寒天培地の表面に露出しており、空気中のイオンと接触することにより細胞膜が破壊され、細胞内のタンパク質が外へ流れ出ていることが考えられる。このタンパク質の流出により膜の機能不全が起こることが菌の不活化（殺菌）につながると考えられる。実験例１において示した図９では、以上の作用の結果が示されているものと考えられる。
【０１０５】
＜実験例５＞
次に、上述した実験において用いてきたイオンにＤＮＡの損傷力がなく、発癌作用がないことを実証した。実験例５では、エンテロコッカスマロドーラトゥス（Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ  ｍａｌｏｄｏｒａｔｕｓ）、バチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ：枯草菌）に、実験例１と同様にしてイオンを含む空気を放出し、未放出、放出後１時間、放出後２時間の時点の菌よりそれぞれ常法にて抽出したＤＮＡを電気泳動した。図１７は、実験例５の結果を示す写真である。図１７において、各レーンは以下を意味している。
【０１０６】
・ＥＫ：エンテロコッカスのイオン未放出
・Ｅ１：エンテロコッカスのイオン１時間放出
・Ｅ２：エンテロコッカスのイオン２時間放出
・ＢＫ：バチルスのイオン未放出
・Ｂ１：バチルスのイオン１時間放出
・Ｂ２：バチルスのイオン２時間放出
また、図１７の中央の２つのレーンには、対照実験として、エンテロコッカス、バチルスからのＤＮＡ抽出物それぞれについて、標準の陽性反応が生じる反応を生じさせ、断片化した結果を示している。
【０１０７】
結果、ＤＮＡはイオンの放出を受けても単一なバンドとして現れたことから、一本鎖になっていないことが明らかとなった。つまり、イオンの放出を行っても、ＤＮＡには損傷がなく発癌性の危険性はないといえる。なお、本試験では、正イオンとしてＨ3Ｏ（Ｈ2Ｏ）n（ｎは０または自然数）、負イオンとしてＯ2（Ｈ2Ｏ）m（ｍは０または自然数）を主に放出するような放電条件を選んだが、放電により生成される反応性を有する粒子は以上の物質に限られるものではない。上記２種以上の物質、たとえば、Ｎ2+、Ｏ2+、ＮＯ2-、ＣＯ2-などのイオンやラジカルなどを含んでいたとしても同様の効果が期待できる。
【０１０８】
以上のように、菌にイオンを含む空気を放出した場合、菌の細胞膜は破壊されたが、内部のＤＮＡが保存されているという結果は以下のように説明される。以上のタンパク質破壊に寄与する物質は、空間に放出された正イオンおよび負イオンであり、これは我々の実験によれば、条件により異なるが空間での寿命が約５〜３０秒である。これは、イオンが反応性を有する粒子であり、空気中の塵やイオンと衝突し、反応して消滅することが原因である。そのため、このイオンが細胞に接触すると、細胞と反応が急速に進む一方、その短い寿命のため内部のＤＮＡへは影響を及ぼさないものと考えられる。以上のような効果は、粒子の寿命がイオンと同程度あるいはそれより短い粒子であれば実現可能と考えられ、たとえば空気中での寿命が約１μ秒であるＯＨラジカルなどでも同様の効果が示されると考えられる。
【０１０９】
また、タンパク質の破壊のために、上記反応性を有する粒子の必要な濃度について考察を行ってみる。細胞はサイズがおおよそ１０μｍ程度と考えられることから、１ｃｍ2の面積の中には、細胞が１００万個並んでいることになる。これらのタンパク質を破壊するためには、細胞の量に匹敵する粒子を接触させる必要があるから、反応性を有する粒子の数としては、１ｃｍ3中にその数倍、たとえば５００万個程度の粒子数があれば一定のタンパク質分解効率を確保することができる。また、空気中の浮遊菌に対しては、たとえば空間での菌が１ｃｍ3あたり１個存在する場合、反応性を有する粒子は衝突確率がたとえば１／１０００とすると、反応性を有する粒子の数は１ｃｍ3中に１，０００個程度の粒子数があれば一定の浮遊菌のタンパク質分解効率を確保することができる。
【０１１０】
以上から、寿命が比較的短い反応性を有する粒子を用いることにより、細胞膜を破壊し、かつＤＮＡを保存することが可能となる。
【０１１１】
＜実験例６＞
次に、細菌は自己修復能力があり、殺菌処理が不十分な場合（たとえば紫外線照射時間が短かったり、薬剤投与量が少なかったりした場合）、細菌が生き返り増殖が起こる場合が知られている。そこで、正と負イオンによる細菌不活化の不可逆性の試験を実施した。菌種はエンテロコッカスマロドーラトゥス（Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ  ｍａｌｏｄｏｒａｔｕｓ）、スタフィロコッカスクロモゲネス（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｃｈｒｏｍｏｇｅｎｅｓ）、マイクロコッカスロゼウス（Ｍｉｃｒｏｃｏｃｃｕｓ  ｒｏｓｅｕｓ）、サルチナフレイバ（Ｓａｒｃｉｎａ  ｆｌａｖａ）を用いた。
【０１１２】
寒天培地上に菌を付着させ、実験例１と同様にして、正負両イオンを含む空気を９０分間放出した。イオン処理後の細菌を４℃で３日間低温保存した。これは、細菌に回復時間を与えたこととなる。低温保存した場合と保存しない場合でのイオン放出による残存菌数の経時変化を測定した。図１８はエンテロコッカスマロドーラトゥス、図１９はスタフィロコッカスクロモゲネス、図２０はマイクロコッカスロゼウス、図２１はサルチナフレイバについての結果をそれぞれ示すグラフである。４種全ての細菌において低温保存有無による経時変化の有意な差は確認されず、低温保存による細菌の回復はみられなかった。
【０１１３】
また、寒天培地上に菌を付着させ、実験例１と同様にして、正負両イオンを含む空気を９０分間放出した後、培養器で３７℃、４８時間培養し、細菌のコロニーを発生させた後、さらに２１日間３７℃で培養し、新たなコロニー発生の有無を調べる実験も併せて行った。結果、２１日間培養しても新たなコロニーの発生は確認されず。増殖環境においても、細菌の回復は見られなかった。
【０１１４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０１１５】
さらに、イオン放出による培地の劣化影響を調べるため、寒天培地上に菌を付着させた後、正負両イオンを含む空気を放出した。その後、イオンを放出していない培地に細菌を移し、細菌の回復を調べたが、細菌の回復はみられなかった。
【０１１６】
これらより、反応性を有する粒子を含む空気を放出することによる細菌不活化方法は、細菌の自己修復能力をなくし、完全に死滅させる方法であることが分かる。
【０１１７】
なお、本発明の処理方法は、付着した物体に対して有効であるが、空間に浮遊する菌、ウイルス、タンパク質にも効果が期待できるため、付着物と浮遊物の両方に該反応性を有する粒子を含む空気を放出するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明の処理方法の第１の実施形態を模式的に示す図である。
【図２】本発明の処理方法の第２の実施形態を模式的に示す図である。
【図３】本発明の処理方法の第３の実施形態の処理工程を示すフローチャートである。
【図４】本発明の処理方法の第４の実施形態を模式的に示す図である。
【図５】本発明の処理装置に好適に用いられる放電手段３１を簡略化して示す図である。
【図６】本発明の好ましい一例の処理装置４１を模式的に示す図である。
【図７】本発明の他の例の処理装置５１を概念的に示す図である。
【図８】評価試験に用いた処置装置６１を模式的に示す図である。
【図９】実験例１の結果を示すグラフである。
【図１０】実験例２のペニシリウムクリソゲナム（Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ  ｃｈｒｙｓｏｇｅｎｕｍ）についての結果を示すグラフである。
【図１１】実験例２のスタキボトリスチャルトラム（Ｓｔａｃｈｙｂｏｔｒｙｓ  ｃｈａｒｔａｒｕｍ）についての結果を示すグラフである。
【図１２】実験例２のアスペルギルスベルシコロル（Ａｓｐｅｒｉｇｉｌｌｕｓ  ｖｅｒｓｉｃｏｌｏｒ）についての結果を示すグラフである。
【図１３】実験例２のペニシリウムカマンベルティ（Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ  ｃａｍａｍｂｅｒｔｉｉ）についての結果を示すグラフである。
【図１４】実験例２のクラドスポリウムヘルバレム（Ｃｌａｄｏｓｐｏｒｉｕｍ  ｈｅｒｂａｒｕｍ）についての結果を示すグラフである。
【図１５】実験例３のアスペルギルスベルシコロル（Ａｓｐｅｒｉｇｉｌｌｕｓ  ｖｅｒｓｉｃｏｌｏｒ）とクラドスポリウムヘルバレム（Ｃｌａｄｏｓｐｏｒｉｕｍ  ｈｅｒｂａｒｕｍ）についての結果を示す写真である。
【図１６】実験例４の結果を示す写真である。
【図１７】実験例５の結果を示す写真である。
【図１８】実験例６のエンテロコッカスマロドーラトゥス（Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ  ｍａｌｏｄｏｒａｔｕｓ）についての結果を示すグラフである。
【図１９】実験例６のスタフィロコッカスクロモゲネス（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｃｈｒｏｍｏｇｅｎｅｓ）についての結果を示すグラフである。
【図２０】実験例６のマイクロコッカスロゼウス（Ｍｉｃｒｏｃｏｃｃｕｓ  ｒｏｓｅｕｓ）についての結果を示すグラフである。
【図２１】実験例６のサルチナフレイバ（Ｓａｒｃｉｎａ  ｆｌａｖａ）についての結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１１９】
１  カマボコ、２  膜状物、３  へら、４  送風管、６  保護層、１１  食器、１２  枠体、１３  食材の残り、１４  洗浄液、１５  反応性を有する粒子を含む空気、２１  ハムの塊、２２  液体または膜状物、２３  ラジカル放出口、２４  ラジカルの進路、２５  袋、３１  放電手段、３２  誘電体、３３  放電電極、３４  対向電極、３５  電源、４１  処理装置、４２  筐体、４３  容器、４４  液体、４５  攪拌子、５１  処理装置、５２  放電手段、５３  入力手段、５４  記憶手段、５５  演算手段、５６  制御手段。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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