JPH02211855A - 液体食品の殺菌装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、食品が有する特有の味、香り、風味等を損
なわずに、液体食品を殺菌する方法及びその装置に関す
るものである。

［従来の技術］ 従来、液体食品の殺菌は、バッチ式やプレート式等の熱
交換殺菌装置が一般に使用されるが、加熱水蒸気を強制
的に吹き込む等の方法もある。

［９！明が解決しようとする課Ｍ］ しかしながら、従来の加熱殺菌方法にあっては、加熱時
間が数分から数十分と長いため、食品が有する本来の味
、香り、風味等の成分が分解して失われてしまいがちで
あるという問題点があった。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、食品が有する本来の味、香り、
風味等を保持したまま殺菌することが可能な液体食品を
殺菌する方法及び装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記の目的を達成させるため、マイクロ波照射
による急速加熱と加熱後の急速冷却とを交互に繰り返し
、液体を低温状態のまま短時間に殺菌することを特徴と
したものである。また、マイクロ波を発生させるマイク
ロ波発振器と、マイクロ波発振器に装着した導波管と、
マイクロ波電界中にあって誘電体損失が小さく且つ加熱
されにくい管を導波管内に貫通させると共に、導波管を
出た管を冷却する冷却器を備えた殺菌装置とを有し、管
内を流れる液体に導波管を介してマイクロ波を照射し、
その後、冷却器により冷却される急熱急冷を繰り返すこ
とを特徴とするものである。

［作用］ 上記のような構成とした液体食品を殺菌する方法及び装
置により、液体食品は内部から急速に昇温されその後急
速冷却される。この昇温冷却を繰り返すことにより、食
品内の微生物の環境を著しく変化させ、短時間に殺菌す
ることが可能となる。

［実施例］ 以下、本発明に係るマイクロ波による液体殺菌方法の一
実施例である、マイクロ波による清酒（火傷ｒｓ）の殺
菌基礎試験について説明する。

火落菌は、アルコール濃度が１５〜２０％でも増殖する
乳酸菌の一種であり、清酒中にあって白濁、増成、変香
味をもたらす有害菌である。

工、はじめに 第７図に示すように、通常の清酒は、瓶詰までに「火入
れ」と呼ばれる加熱殺菌（６５〜７０℃、３分）を２回
行い、火落菌を完全に殺菌して常温で流通されている。

しかしながら、長時間の「火入れ」は、同時に絞り立で
の香り・風味をも失わせることとなる。

一方、最近、グルメ志向派の嗜好傾向が強い生酒は、　
「火入れ」をせずに絞りたての香り・風味を保ったまま
瓶詰して出荷し、更に低温流通させるため、かなりのコ
ストがかかる。このため、清酒メーカーには、低温で殺
菌することにより香り・風味を保ち、その状態のまま常
温で流通させたいという要望がある。

そこで、マイクロ波による液体殺菌方法の清酒への適用
の可能性を探る基礎試験を実施した。その結果、二種類
の試験装置を用いた加熱段ｒＭ（温度＝６３〜６５℃９
時間：１．０〜３．８秒）により、火落菌を完全に殺菌
できることが確認できた。

なお、マイクロ波（極超短波）加熱とは、マイクロ波の
エネルギーを食品の成分（主として水）の分子運動に変
えさせ、瞬間的に食品の内外層各部の温度を上昇させる
方法である ＩＩ、　　試験方法 （１）試験装置 第４図に試験装置を示す。

ａ、急熱急冷型マイクロ波殺菌試験装置第４図（ａ）に
示す試験装置は、マイクロ波発振器（最大出力１．５ｋ
Ｗ）１の導波管２の先端部に、導波管２の軸方向と直交
するようにテフロン管３（内径４φ。

肉厚１ｍｍ、長さ５５ｍａ＋）を５本貫通させたもので
ある。

このテフロン管３のそれぞれの出口部には、内部を冷却
水が循環している冷却器４が取り付けられている。そし
て、試料（清酒）Ｓは定量ポンプ５によりテフロン管３
へと送り込まれる。

導波管２内のテフロン管３を通過中の試料Ｓは、マイク
ロ波発振器ｌから発振されたマイクロ波の照射により急
速に加熱される。加熱された試料Ｓは、導波管２を出た
直後に冷却器４を通り冷却水により急速に冷却される。

そして、試料Ｓは急熱急冷を５回繰り返して送出される
。

この装置は、火落菌の環境温度を急激に変化させて殺菌
する効果をねらいとする。

なお、冷却器４を通過する前後のテフロン管３には熱電
封子Ｃが取り付けられており、熱電封子Ｃに接続された
レコーダーＲにより温度変化が記録される。

ｂ、スパイラル型マイクロ波殺菌試験装置第４図（ｂ）
に示す試験装置は、第４図（ａ）に示す試験装置のテフ
ロン管３の代わりにスパイラル型のテフロン管８（内径
４φ、肉厚１＋＋ｍ、長さ１．５＋ｍ）を、導波管２内
に配置したものである。この装置は、マイクロ波を比較
的長く試料Ｓに照射し、温度上昇により殺菌することを
ねらいとする。

（２）殺菌試験 第１表に殺菌試験の概要を示す。

ａ、試料の調整 試料Ｓは、原酒（アルコール温度２０％）に純水を加え
て市販の清酒と同じアルコール濃度（１６％）としたも
のに火落菌を添加し、欠落１滴度を１０３個／−程度に
調整して試験に供した。

ｂ、試験操作 急熱急冷型マイクロ波殺菌試験装置は、マイクロ波出力
を一定（１，５ｋＷ）とし、定Ｉポンプ５で試料Ｓの流
量を変えることにより、殺菌温度（最高到達温度）を調
整した。

一方、スパイラル型マイクロ波殺菌試験装置は、試料Ｓ
の流量を一定（３００ｍｆ／分）とし、マイクロ波出力
を変更することにより殺菌温度を調整した。

Ｃ１温度設定 試料Ｓの昇温状況は、試験装置の各所に取り付けた熱電
対ＴＣで計測し、各条件毎に温度が定常状態に達した時
点で試料Ｓを採取し、欠落菌数を測定した。また、その
時の最高到達温度を殺菌温度とした。

ｄ、菌数測定 （財）日本醸造協会の火落菌検出培地（３１培地）を用
いた寒天平板培養法により、３０°Ｃで７〜１０日間培
ｌｌ後コロニーを計数した。

１１■、試験結果 （１）二種類のマイクロ波殺菌試験装置を通過する際の
試料Ｓの温度の経時変化は、第５図のようになった。

第５図（ａ）に示す急熱急冷型の試験装置の場合は、最
初の導波管２を通過する時点で最高温度に達し、その後
、冷却器４で急冷され、導波管２を通過する度に昇温す
るというパターンを縁り返したが、昇温幅は次第に減少
した。

第５図（ｂ）に示すスパイラルをの試験装置の場合は、
導波管２を３．８秒で通過し、導波管２の出口で最高温
度を示す、導波管２を通過後は冷却器４で急冷される。

（２）加熱効率 第２表に示すように、マイクロ波殺菌を清酒に適用した
場合の加熱効率は５０％程度であった。

急熱急冷型の試験装置に比べて、マイクロ波照射時間が
比較的長いスパイラル型の試験装置の方がやや加熱効率
はよかった。

（３）殺菌効率 第６ｒ２及び第３表に、マイクロ波殺菌の温度と火落菌
生存率との関係を示す。

ａ、急熱急冷型マイクロ波！１１１においては、最高到
達温度５０℃までは殺菌効果が認められず、５６℃あた
りから殺菌され始め６３℃で完全にｊＪ２菌された。

この場合、試料８が導波管２を通過する時間は１．０秒
程度である。

ｂ、スパイラル型マイクロ波殺菌においては、最高到達
温度５５℃から殺菌効果が認められ６５℃で完全に殺菌
された。この場合、試料Ｓの導波管通過時間は３．８秒
である。

■、考察 上記基礎試験の結果から、マイクロｉｆＩ！ｊ！２ｒｌ
ｉには以下の効果が認められる。

（１）殺菌効果 ａ、熱効果 試料３へのマイクロ波照射により、液体と同時に国体も
均一な温度で内部加熱される。

ｂ、変成効果 細菌を構成する生体高分子の極性基・イオン等が電界作
用により激しく振動を受け、国体の蛋白質や核酸が変成
する。

今回の試験において、清酒の火落菌は加熱温度６３〜６
５℃で殺菌され、従来の殺菌方法の「火入れＪ温度（６
５〜７０℃）と比べて大幅な温度差は認められなかった
。しかし、殺菌に要した時間は、従来と比べて数十分の
−から口数十分の−と極めて短時間で完全殺菌を達成す
ることができ、清酒へのマイクロ波による液体殺菌の適
用の有効性が確認された。

（２）品質評価 今回は官能検査等の品質評価は実施しなかったが、瞬間
的に食品の内外層各部の温度を上昇させることができる
マイクロ波加熱により昇温時間が極めて短時間であるた
め、品質劣化は生じていないと考えられる。

＜３＞ｙＩ済性 マイクロ波による液体ＢｒＩＪの加熱効力は、５０％程
度と通常の石油ボイラ等と比べて高くはなく、従来の殺
菌方法の「火入れ」工程を全てマイクロ波による液体殺
菌に置き換えるには、装置自体も大型化し経済的利点は
大きくはないと思われる。

しかしながら、マイクロ波による液体殺菌は温度制御が
容易であると共に加熱による品質劣化が少ないこと等か
ら、原酒の絞りたての香り・風味を重視する高級清酒等
への適用がとりわけ有効であると考えられる。

次に、マイクロ波による液体殺菌装置の一実施例を第１
図〜第３図に示す。

第１図の殺菌装置ｌＯは、導波管１１に貫通させた複数
本の管１２と、容管１２に接続された処理液冷却コイル
１３と、処理液冷却コイル１３を内包する冷却器１４と
を備えている。

管１２は、マイクロ波電界中にあって誘電体損失が少な
く且つ加熱されにくいものが適しており、−例としてテ
フロン管が用いられる。容管１２は、スパイラル状に形
成された処理液冷却コイル１３により連結されており、
連続する一本の通路を形成している。この通路の両端は
未処理液人口１５と処理液出口１６とされている。

第２図、第３図にマイクロ波による液体殺菌システムを
示す、殺菌装置ｌＯは、マイクロ波発振器１７にマイク
ロ波チューナー１８を介して接続された導波管１１の先
端に取り付けられている。マイクロ波発振器１７はスラ
イダック１９を介して電源ＡＣに接続されている。そし
て、殺菌装置１０の未処理液人口１５と処理液出口１６
は、それぞれ未処理液タンク２０及び処理液タンク２１
に接続されている。また、未処理液タンク２０には未処
理液を殺菌装置１０へと送出する定量ポンプ２２が設け
られている。

冷却器１４内部には、冷却水人口１４ａから取り入れら
れ冷却水出口１４ｂから送出される冷却水が循環してお
り、配設された処理液冷却コイル１３を冷却している。

殺菌装置１０へと送られ、導波管１１内の管１２を通過
中の未処理液（例えば清酒）は、マイクロ波発振器１７
から発振されたマイクロ波の照射により瞬間的に昇温さ
れる。昇温された未処理液は、導波管１１を出た直後に
処理液冷却コイル１３に送られ、冷却器１４内の冷却水
により急速に冷却される。そして、処理液は未処理液人
口１５から処理液出口１６へと送られる間に急熱急冷を
繰り返すことになる。

急熱急冷の繰り返しは、導波管１１に貫通させる管１２
を一本とし、再流入させることによっても可能である。

また、導波管１１の中央部分を、例えばＹ時型に分離さ
せてマイクロ波通路を二本並列に形成し、管１２が両通
路を連続して貫通することによっても可能である。この
場合、マイクロ波通路は二本に限らない、更に、複数の
殺菌装置を連続して経由することによっても同様である
。

なお、スライダック１９により、マイクロ波出力が調整
され目的温度まで昇温されると同時に、マイクロ波チュ
ーナー１８により、反射波が最小になるように調整され
る。

［効果］ 以上説明してきたように、本発明のマイクロ波による液
体殺菌方法は、マイクロ波照射による急速加熱と加熱後
の急速冷却とを交互に繰り返し、液体を低温状態のまま
短時間に殺菌すること−を特徴としたものである。また
、マイクロ波を発生させるマイクロ波発振器と、マイク
ロ波発振器に装着した導波管と、マイクロ波電界中にあ
って誘電体損失が小さく且つ加熱されにくい管を導波管
内に貫通させると共に、導波管を出た管を冷却する冷却
器を備えた殺菌装置とを有し、管内を流れる液体に導波
管を介してマイクロ波を照射し、その後、冷却器により
冷却される急熱急冷を繰り返すことを特徴とするもので
ある。この結果、食品がイｊする本来の味、香り、風味
等を保持したまま、液体食品の殺菌が可能となる。

（以下余白） 第 表 第 表 ４、　　Ｉｉ！Ｊ面の簡単な説明 第１図〜第３図は本発明に係るマイクロ波による液体殺
菌装置を示しており、第１図は液体殺菌装置を示す説明
図、第２図はシステム全体の正面図、第３図はシステム
全体の平面図である。

第４＠〜第７図は本発明に係るマイクロ波による清酒（
火落菌）の殺菌基礎試験を示している。第４図は試験装
置を示しており、（ａ）は急熱急冷型を示す説明図、（
ｂ）はスパイラル型を示す説明図、第５図は試料温度の
経時変化を示しており、（ａ）は急熱急冷型における説
明図、（ｂ）はスパイラル型における説明図、第６図は
マイクロ波殺菌の温度と火落菌生存率との関係を示す説
明図、第７ｒｊ！Ｉは火入れに係わる清酒の種類を示す
説明図である。

１０・・・殺菌装置　　　　　１１・・・導波管１２・
・・管　　　　　　　　１４・・・冷却器１７・・・マ
イクロ波発振器 （以下余白） 第 図 第 図 １４ｂ　　１４ａ 第 図 （ａ） （ｂ） 暗 藺 第 凶 （ａ） 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）マイクロ波照射による急速加熱と加熱後の急速冷
   却とを交互に繰り返し、液体を低温状態のまま短時間に
   殺菌することを特徴とするマイクロ波による液体殺菌方
   法。
2. （２）マイクロ波を発生させるマイクロ波発振器と、該
   マイクロ波発振器に装着した導波管と、 前記マイクロ波電界中にあって誘電体損失が小さく且つ
   加熱されにくい管を前記導波管内に貫通させると共に、
   前記導波管を出た前記管を冷却する冷却器を備えた殺菌
   装置とを有し、 前記管内を流れる液体に前記導波管を介して前記マイク
   ロ波を照射し、その後、前記冷却器により冷却される急
   熱急冷を繰り返すことを特徴とするマイクロ波による液
   体殺菌装置。