少量試料サンプリングのためのドライアイス凍結粉砕法■食品衛生学会第106回ポスター発表内容含む
株式会社 アイスティサイエンス
公益財団法人 科学技術交流財団（知の拠点重点研究プロジェクト共同研究）

背景• 残留農薬分析においてサンプルの均一化は非常に重要で、分析結果の信頼性に大きく影響する。
⇒凍結粉砕することで良好な均一化が可能である。
• 農薬成分によってはサンプルの均一化時に分解するものも存在する。
⇒極低温で均一化することで熱、酵素活性を抑えて農薬の分解を抑制できる。

ドライアイス凍結粉砕のメリット
 均一性

 保管性
 粉砕力

 分解抑制 粉末状に粉砕することで、試料全体が均一化。
 常温粉砕では水分と固形物に分離するが、本法では均一化され、再検査もそのままで可能。

 サラサラ感があり、試料を採取し易く、少量試料の粉砕が可能となる。
 すじや繊維質が多い切断し難い試料でも細かく粉砕（うなぎの皮やイカやタコなど）
 凍結により酵素や化学反応抑制により農薬の分解を抑える（キャプタン、クロロタロニルなど）また、夾雑物の増加を抑える。

予冷方式凍結粉砕方法①①試料を細切。

④②②試料にドライアイスを加える。

⑤④予めドライアイスを粉砕したフー ⑤フードプロセッサーで試料を粉砕する。
ドプロセッサーに試料を入れる。

③③試料とドライアイスを和える。
＊葉物はパリパリなり形が崩れるぐらいまで行うとよい。

⑥⑥試料を採取または保存する。

予め試料とドライアイスを和えて、試料を予冷することで容器壁面への試料の付着を防ぎ、フードプロセッサーでの粉砕がスムーズに行えるようになった。

予冷方式ドライアイス凍結粉砕方法
操作方法：葉物編（例：ほうれん草）① 試料（常温または冷蔵）は予め細断しておく。

② 板状またはペレット状のドライアイスの場合は予め粉砕しておく。
③ ①の細断した試料を量り取り予冷容器に均等になるように入れる。
④ ③の試料に同量のドライアイスを上から均等に振りかけて加え、少しだけ蓋を開けた状態で２分間程放置する。
⑤ ④の試料とドライアイスをスプーンで和えるか予冷容器ごと振り、試料全体を凍結させて予冷する。
⑥ 粉砕容器を50〜100gのドライアイスを15秒程粉砕しながら冷却する。
⑦ ③の予冷した試料と残存ドライアイスを④のドライアイスが入っている粉砕容器に入れて、試料を凍結粉砕する。

予冷方式ドライアイス凍結粉砕方法
操作方法：トマト、グレープフルーツ等① 試料（常温または冷蔵）は予め細断しておく。
② 板状またはペレット状のドライアイスの場合は予め粉砕しておく。
③ 予冷容器に試料の0.4倍量のドライアイスを均等になるように敷く。
④ ①の細断した試料を③の予冷容器の底に敷いたドライアイスの上に均等になるように入れる。
⑤ ④の試料に0.5倍量のドライアイスを上から均等に振りかけて加え、少しだけ蓋を開けた状態で２分間放置する。
⑥ ④の試料とドライアイスをスプーンで和えるか予冷容器ごと振り、試料全体を凍結させて予冷する。
⑦ 粉砕容器を50〜100gのドライアイスを15秒程粉砕しながら冷却する。
⑧ ③の予冷した試料と残存ドライアイスを④のドライアイスが入っている粉砕容器に入れて、試料を凍結粉砕する。

試料状態の比較（キュウリ）
常温粉砕

粉砕後、水分と固形分に分離しやすく、サンプリングする時は試料をよくかき混ぜて均一化させながら採取する必要があった。

凍結粉砕

試料が粉状で均一に粉砕されていた。

試料状態の比較（ブドウ）
常温粉砕

凍結粉砕

表皮の粉砕が弱く、水分と表皮が均一になるように注意しながら採取する必要があった。

表皮も細かく粉砕され、粉状で均一に粉砕されていた。（ブレンダー）

粉砕状態について（ブドウ）① 常温粉砕② 凍結粉砕① 常温粉砕② 凍結粉砕① 常温粉砕：大きな表皮が残っていた。
② 凍結粉砕：表皮が細かく粉砕されており、試料の均一性の点から、少量サンプリングに適していると思われる。

試料状態の比較（鶏肉：ササミ）
常温粉砕

混和性が悪いように感じられ、よくかき混ぜてから採取する必要があった。（ミル）凍結粉砕

予め冷凍庫で凍結させてから粉砕。粉状で均一に粉砕されていた。（ブレンダー）

他の粉砕例
常温ゴマ

凍結

凍結粉砕により発熱を抑えること
で常温粉砕であればペースト状になるゴマなども、さらさらのパウダー状に粉砕することが可能。

常温弁当

凍結弁当のようなさまざまな種類の食品も凍結粉砕することでパウダー状まで粉砕することが可能。成分分析などへの応用が期待できる。

サンプル凍結粉砕例

バナナ

ほうれん草

ニンジン
黒ゴマ

冷凍たこ焼き

アボカド

ジャガイモ
青ノリ

リンゴ

ドライアイス凍結粉砕での注意点
 予め粉砕容器を十分に冷却してから試料を粉砕。
粉砕容器が冷却されていないと試料が容器壁面に付着しやすい。
 試料を採取する場合、ドライアイスで冷却したスプーンを使用（サラサラの状態でサンプリング）
凍結粉砕した試料の採取に使用するスプーンは常温のまま使用すると試料がスプーンに付着して採取しにくい。

 凍結粉砕した試料を保管する場合はドライアイスがすべて気化していることを確認してから容器の蓋を閉じてください。
保管容器の蓋を少し開けた状態で冷凍庫（-20℃）で一時的に保管することで、ドライアイス（昇華温度：-79℃）を気化することができます。

粉砕試料の冷凍保管について【常温粉砕】× 試料全体が塊となって冷凍されるため、再分析する時は完全に解凍してから、サンプリングしなければならない。
× 解凍後は水分と固形分が分離してしまい、サンプリング誤差が懸念される。
【凍結粉砕】◎ 凍結粉末状のまま冷凍保管することができ、再分析する時も均一化された状態で直ぐにサンプリングできる。

凍結粉砕による酵素の失活と夾雑成分について【従来】
タマネギなどの硫黄成分を含む試料においては酵素を失活させるためにリン酸処理や電子レンジ処理が行われている。
●懸念事項
・リン酸処理：扱いが面倒、２系統の抽出・電子レンジ処理：熱による水分の蒸発や分解

①①②

硫黄成分

②

常温粉砕

PEG

PEG

PEG

PEG

PEG

PEG

凍結粉砕

図. タマネギを常温粉砕または凍結粉砕しSTQ法にて分析した時のそれぞれのSCANクロマトグラム【凍結粉砕法】
粉砕時に凍結することで酵素を失活させ、夾雑物の増加を抑制できる。
◎メリット・多成分同時抽出
・試料の組成成分の変動なし

Q１．空気中の水分が試料に結露しないか？

粉砕容器の中には大量のCO2（気化したドライアイス）が充満しており外気中の水分は容器内に入りにくい。

粉砕後は速やかに試料をチューブへ採取・秤量し、蓋をすることで、空気中の水分が試料に結露することを抑制する。

Q2.凍結粉砕したら試料中の水分が減少しないか？

NOT 凍結乾燥
凍結乾燥…減圧条件下で試料を乾燥させる手法

凍結粉砕…低温条件で固体試料を粉砕する手法（乾燥させない）

NG集①粉砕容器の冷却が不十分で、試料が粉砕容器の壁面で固まってしまう。

②試料採取用スプーンの冷却が不十分でサンプリング時にサンプルが溶解してスプーンに付着してしまう。

③水分の多いサンプルの予冷時に容器にドライアイスを敷かずにサンプルを入れると、サンプルの一部が凍結して予冷容器に固着してしまう。

ドライアイス凍結粉砕は『予冷』が重要!!