食品工場の微生物制御への紫外線の利用技術

紫外線の食品工業への利用における利点を以下に示す。

1. 非照射物にはほとんど変化を与えない（一部の食品には部分的に色調の変化、脂質の酸化促進はある）。
2. 照射された微生物に耐性を与えない。
3. 使用方法が簡単であり、経済的である。
4. ヒトが在室したまま殺菌ができる。
5. 殺菌効果は照射中に限られ、残存がない。
6. 殆ど全ての微生物の殺菌に有効である。
7. 微生物細胞、胞子の均一な集団を一定の照度で照射すると、残存菌数は時間の経過とともに対数的に低下する場合が多いので、微生物の紫外線抵抗値をD値で表すことができる。
8. 殺菌に必要な照射量は次に計算により認められる
   　必要殺菌線量＝殺菌線照度×照射時間

　紫外線の食品工業への利用における課題を以下に示す。

1. 水以外のほとんどの物質は照射を受けた表面の殺菌効果に限定される。
2. 影の部分は殺菌できない。いわゆるシャドウ効果がある。
3. 殺菌効果はランプの距離に関係し、ランプから離れるほど殺菌効果は低下する。
4. 眼及び皮膚に対し有害であるために注意を必要とする。
5. その殺菌作用は対象微生物、菌齢、菌濃度、酸素、水分、温度、有機物等に大きく影響を受ける。
6. ランプの使用状況や使用時間により殺菌線照度が低下するためランプを交換する必要がある。
7. ランプ表面は照射器の汚れ等により殺菌線出力が低下する。

環境の殺菌

1. 工場内の環境殺菌（壁、天井、側溝）
2. 業務用冷蔵庫の殺菌・脱臭
3. 容器・包装材料・機械装置の殺菌
4. 包装前の食品の殺菌（液体食品、固体食品）
5. 食品原料水及び洗浄水・飲料水の殺菌
6. 製品貯蔵施設及び製品貯蔵設備の殺菌
7. 製造工程の殺菌（調理加工台、調理加工器具）
8. 従業員の衣服及び長靴の殺菌・脱臭

食品の殺菌
　種々の原液殺菌、液状製品の殺菌に流水形殺菌器、タンク用殺菌器が用いられている。
　波長253.7nmの紫外線は、水に対して透過力が高く、水中に浮遊する菌を効率的に殺菌する手段として有効である。紫外線殺菌は清涼飲料水やビールの原料水の殺菌、精製糖工場の高濃度糖液の殺菌等に利用されている。表3に飲料等の紫外線（253.7nm）の透過率を示した。

表3　飲料等の紫外線（253.7nm）透過率

飲料名	厚さ（mm）	透過率（%）
蒸留水	3000	10.0
飲料水	100〜300	10.0
海水	50	10.0
砂糖液（無色）	9	10.0
砂糖液（褐色）	0.5	10.0
牛乳	0.07	10.0
ビール	1.5	10.0
洋酒	0.8〜3	10.0
合成酒	20	10.0
ブイヨン	0.002	8.2
人血	0.002	16.5

　表4に包装材料の紫外線(253.7nm)の透過率を示した。

表4　包装材料の紫外線(253.7nm)の透過率

包装材料	厚さ（mm）	透過率（%）
高圧法のポリエチレン	0.080	61.0
中圧法のポリエチレン	0.050	13.2
低圧法のポリエチレン	0.055	21.0
ポリプロピレン（不透明）	0.035	43.5
ポリプロピレン（透明）	0.055	71.5
塩化ビニル（高可塑）	0.040	0.9
塩化ビニル（無可塑）	0.025	4.0
塩化ビニリデン	0.040	2.1
ポリエステル	0.050	0.5
ポリスチレン	0.050	0.5

　紫外線は電離放射線に比べるとそのエネルギーは少なく、約49eVである。従って殺菌力も物質透過力も電離放射線に比べて弱い。微生物の紫外線感受性はグラム陰性菌（Esheirichia coli,Neisseria catarrhalis,Proteus vulgaris,Salmonella ,Serratia, Shigella,Pseudomonas ) が最も大きく、カビが最も抵抗力が大であって、グラム陰性細菌、酵母、細菌芽胞がこの中間に位置している。
　紫外線の食品への利用例としては、リンゴ果汁、ランチ用肉、牛肉片、ウインナーソーセージ、生魚、食肉、はんぺん、かまぼこ、ゆば、生麺、餃子の皮、シュウマイの皮、半生麺、饅頭の皮、サイダー、ラムネ、ミネラルウオーター、大豆タンパク、輸入エビがある。形態及び付着菌数及び菌叢の相違により又、処理方法によりその効果が大きく変化する。目的を明確にして行う必要がある。更に個々の食品についてそれぞれの処理方法を工夫することも必要である。紫外線は短波長であるため、ある程度のエネルギーを持っており、酸化力は強い。食品の脂質の酸化の影響を考えることも大事である。
　紫外線による果実及び野菜の表面殺菌に関する報告は極めて少ない。しかしトマト、キュウリ、リンゴ、ミカン、レタス、パセリ、セロリに関しては一部行われている。果実や野菜は表面形態が大きく異なり、付着する微生物の数も多い。特定の微生物をターゲットとして処理することは有効である。
　製品に直接紫外線を照射する場合には、紫外線のもつエネルギーによって照射物が劣化する場合があるため、予め劣化テストを行い、適切な紫外線照射量を検討する必要がある。
　紫外線処理後の二次汚染を考慮すると、包装された食品を包装材料の上から紫外線処理を行いトタールサニテーションの確立を目指すべきである。
　従来の化学的殺菌剤に比較して残留せず、異臭もしない殺菌剤として有効であり、合成保存料に代わる保存性向上の手段の一つとしての応用が考えられる。