2020 Fiscal Year Research-status Report

Development of LED sterilization system for Campylobacter jejuni-contaminated raw chicken

Research Project

Project/Area Number	20K11647
Research Institution	The University of Tokushima
Principal Investigator	原田優美徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 技術補佐員 (80568395)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	粟飯原睦美徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 助教 (60596211) 下畑隆明徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 助教 (90609687) 馬渡一諭徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 講師 (40352372) 高橋章徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 教授 (90304047)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	カンピロバクター / LED / 殺菌 / 鶏肉
Outline of Annual Research Achievements	カンピロバクター(Campylobacter jejuni)は日本で頻発する食中毒の原因菌であり、本菌で汚染された鶏肉の摂取によって食中毒が発症する。カンピロバクターは家禽類の腸管常在菌として広く分布しているため、食鳥処理場工程(特に脱羽→浸水冷却)で、鶏糞便の漏出・拡散が生じ、鶏肉表が汚染される事が、食中毒発生のリスクを高める要因となっている。浸水冷却用チラー水には汚染防止の目的で、多量の塩素が導入されているが、大量の有機物が含まれたチラー水では塩素の殺菌消毒作用が十分に発揮されないという問題がある。そのため食鳥処理場ではカンピロバクター汚染拡大を防ぐ新たな殺菌システムの導入が求められている。研究代表者達は先行研究において、近紫外線発光ダイオード(UVA-LED)はカンピロバクターに対して強力な殺菌効果を示すこと、また塩素存在下ではさらに殺菌効果が増強する事を明らかとしてきた。本研究では食鳥処理場所に応用する新しい殺菌システムとして、UVA-LEDと塩素併用の有用性について検討を行った。令和２年度には肉表面に付着したカンピロバクターに対して、UVA-LEDを用いた殺菌実験を行なってきた。カンピロバクター汚染肉モデルを構築し、30分のUVA-LED光照射で90%程度の菌を殺菌することに成功した。また塩素存在下で同様の殺菌実験を行なった場合、10分間のUVA-LED照射で同等の殺菌効果が得られることが明らかとなった。また同時に光照射後の肉質の変動について色素計を用いた解析を進めたが、UVA-LEDの処理、塩素の処理、双方の併用処理、いずれの群においても肉の色調に変化が認められなかった。今後は肉の酸化と臭気について解析を進めていく。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 令和２年度は市販鶏肉を用い、肉表面に付着したカンピロバクターに対するUVA-LEDの殺菌評価や、肉の色調変化について解析を行なってきた。実験室で培養したカンピロバクターを用い、菌懸濁液を作成し、肉の浸漬、洗浄（３回）操作で市販鶏肉においても103/gの安定した菌の定着を確認出来、カンピロバクター汚染肉モデルを構築することができた。UVA-LED光照射では30分の光照射で90%程度の菌を殺菌することに成功した。しかしながら照射条件（照射光の角度、光量、光波長）については検討が及ばなかったため、令和３年度は照射条件の最適化目的に、短い照射時間で有効な殺菌効果が得られる条件を決定する。またUVA-LED光照射によるカンピロバクターの殺菌効果は、鶏肉表面においても、塩素存在下で殺菌効果増強されることが確認できた。令和３年度は相乗的な殺菌効果が得られる機序解明に向けた検討に検討段階を進めていく。令和２年度は光照射後の肉質の変動について色素計を用いた解析を進めたが、UVA-LEDの処理、塩素の処理、双方の併用処理、いずれの群においても肉の色調に変化が認められなかった。令和３年度は肉の酸化と臭気について解析を進め、肉質の評価系の構築を進めていく予定である。
Strategy for Future Research Activity	令和3年度の研究では、令和２年度に行なったUVA-LED照射による殺菌効率の評価や肉の品質評価の発展を目的とした実験を実施する。殺菌条件の適正化では、照射光の角度、光量、光波長など、適切なUVA-LED照射条件条件を模索し、より短時間で有効な殺菌効果が得られる条件を決定する。またUVAによる殺菌効果が酸化ストレスに付随することが明らかとなっているため、UVA-LED照射によって、肉成分（DNA、タンパク質、脂質）が酸化されてしまわないか解析を行う。またUVA-LED照射では肉の色調に影響するほどの劣化が生じなかったため、他の肉質評価系として、臭気に着目した解析を予定している。静置により劣化した肉をポジティブコントロールとし、UVA-LED照射で肉の劣化と関連の深い化合物の変動についてGC-MSで解析を行う。より強い殺菌効果が得られる条件の決定を最優先に、肉質のさらなる安全評価系の構築に努めていく。
Causes of Carryover	プラスチック消耗品の納品遅延により、次年度使用額が生じた。次年度の納品で消化する予定である。