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超臨界二酸化炭素を用いる非加熱殺菌・酵素失活技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 12556021
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 食品科学・製品科学
研究機関九州大学

研究代表者

下田 満哉  九州大学, 大学院・農学研究院, 助教授 (70149871)

研究分担者 井倉 則之  九州大学, 大学院・農学研究院, 助手 (30260722)
早川 功  九州大学, 大学院・農学研究院, 教授 (30038252)
石川 洋哉  九州大学, 大学院・農学研究院, 助手 (00325490)
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
12,600千円 (直接経費: 12,600千円)
2002年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2001年度: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円)
2000年度: 5,400千円 (直接経費: 5,400千円)
キーワード食品工学 / 殺菌 / 酵素失活 / 非加熱殺菌 / 非加熱酵素失活 / 超臨界二酸化炭素 / 食品加工 / 非加熱酵素失活化
研究概要

Saccaromyces cerevisiae及びAspergilus niger胞子の死滅挙動を速度論的に解析した。
Saccharomyces cerevisiae:処理圧力(4,6,8,10MPa)及び処理温度(30,34,36,38℃)の種々の組合せ下でミクロバブル超臨界CO_2処理を行った。D値(ある条件下で生残菌数を1/10に減らすのに必要な処理時間(min))は、8MPa-38℃の条件下で0.14min、10MPa-36℃の条件下で0.15minであった。さらに、log D値は処理温度のみならず溶存CO_2濃度に対して直線関係にあることが明らかとなった。溶存CO_2濃度一定下で耐熱性係数(D値を1/10に短縮するのに必要な処理温度の上昇分)は、9.5℃であった。一方、CO_2抵抗係数は7.2γ(γ,Kuenenのガス吸収係数;単位体積の溶液に溶解している気体の標準状態における体積)であった。
Aspergillus niger胞子:処理圧力(5,8,10,15,19MPa)、処理温度(44,46,48,50,52℃)、処理時間(0.25min〜2.1min)及び溶存CO_2濃度(2.6〜24.2γ)の種々の組合せ下で行われた。25γでの耐熱性係数は4.7℃、52℃でのCO_2抵抗係数は6.4γであった。
以上の結果、ミクロバブル超臨界CO_2による殺菌挙動が一次反応に従うこと、処理温度と溶存CO_2濃度が殺菌に関して等価であることが明らかとなった。したがって、任意の温度、溶存CO_2濃度におけるD値を予測することが可能となった。
本成果は、ミクロバブル超臨界CO_2処理が各種果汁など酸性飲料の非加熱殺菌処理を実現する技術であることを示す。
ミクロバブル超臨界CO_2法により酵素失活挙動が速度論的に解析された。35℃、30MPaの条件下におけるα-アミラーゼのD値5.0±1.2minは、70℃の加熱処理におけるD値227±15.9minよりも短かった。50℃、30MPaの処理における酸性プロテアーゼのD値(15.4±4.1min)は、50℃の熱処理における値(233±15.2min)に比べて有意に減少した。以上の結果、ミクロバブル超臨界CO_2を用いる連続処理は液状食品中の酵素の失活化に極めて効果的であることが明示された。

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (29件)

  • [文献書誌] 石川洋哉, 下田満哉, 吉村臣史: "pH-Dependent Inactivation of Enzymes by Microbubbling of Supercritical Carbon Dioxide"Food Science and Technology Research. 6. 212-215 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 石川洋哉, 下田満哉, 松本清: "Unfolding of Poly-L-glutamic Acid by Microbubbling of Supercritical Carbon Dioxide"Biosience, Biotechnology, and Biochemistry. 64. 1295-1297 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 石川洋哉, 下田満哉, 松本清: "Irresible Unfolding of Myoglobin in an Aqueous Solution by Supercritical Carbon Dioxide"Journal of Agricultural and Food Chemistry. 48. 4535-4539 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 下田満哉, J.C.-Castellanos, 早川功: "The influence of dissolved CO_2 concentration on the death kinetics of Saccharomyces serevisiae"Journal of Applied Microbiology. 91. 306-311 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 吉村臣史, 下田満哉, 早川功: "Inactivation Kinetics of Enzymes by Using Continuous Treatment with Microbubbles of Supercritical Carbon Dioxide"Journal of Food Science. 66. 694-697 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 下職満哉, 籠 寛之, 早川功: "Accelerated death kinetics of Aspergillus niger spores under high-pressure carbonation"Applied and Environmental Microbiology. 68. 4162-4167 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 下田満哉: "ミクロバブルCO_2殺菌 「食品の非加熱殺菌応用ハンドブック」"サイエンスフォーラム. 7 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroya Ishikawa, Takashi Yoshimura, Miwa Kajiwara, Mitsuya Shimoda, Kiyoshi Matsumoto, and Yutaka Osajima: "pH-Dependent Inactivation of Enzymes by Microbubbling of Supercritical Carbon Dioxide"Food Science and Technology, Research. 6. 212-215 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroya Ishikawa, Mitsuya Shimoda, Akiyoshi Yonekura, Keiko Mishima, Kiyoshi Matsumoto, and Yutaka Osajima: "Unfolding of Poly-L-glutamic Acid by Microbubbling of Supercritical Carbon Dioxide"Biosience, Biotechnology, and Biochemistry. 64. 1295-1297 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroya Ishikawa, Mitsuya Shimoda, Akiyoshi Yonekura, Keiko Mishima, Kiyashi Matsumoto, and Yutaka Osajima: "Irresible Unfolding of Myoglobin in an Aqueous Solution by Supercritical Carbon Dioxide"Journal of Agricultural and Food Chemistry. 48. 4535-4539 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mitsuya Shimoda, J. Cocunubo-Castellanos, Hiroyuki Kago, Masaki Miyake, Yutaka Osajima, and Isao Hayakawa: "The influence of dissolved CO_2 concentration on the death kinetics of Saccharomyces serevisiae"Journal of Applied Microbiology. 91. 306-311 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takashi Yoshimura, Mitsuya Shimoda, Hiroya Ishikawa, Masaki Miyake, Isao Hayakawa, Kiyashi Matsumoto, and Yutaka Osajima: "Inactivation Kinetics of Enzymes by Using Continuous Treatment with Microbubbles of Supercritical Carbon Dioxide"Journal of Food Science. 66. 694-697 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mitsuya Shimoda, Hiroyuki Kaga, Naoko Kojima, Masaki Miyake, Yutaka Osajima, and Isao Hayakawa: "Accelerated death kinetics of Aspergillus niger spores under high-pressure carbonation"Applied and Environmental Microbiology. 68. 4162-4167 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] "Applied handbook for non-thermal microbial inactivation of foods. Microbial inactivation with microbubbles of pressured CO_2"Science Forum Ltd Co.. 59-65 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mitsuya Shimoda: "Accelerated Death Kinetics of Aspergillus niger Spores under High-Pressure Carbonation"Applied and Environmental Microbiology. Vol68(8). 4162-4167 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Takashi Yoshimura: "Effect of CO2 Flow Rate on Enzyme Inactivation by Continuous Method with Microbubbles of Supercritical Carbon Dioxide"J. Fac. Agr., Kyushu Univ.. Vol46(2). 345-352 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Mitsuya Shimoda: "Kinetics of Microganism Death and Enzyme Inactivation in High-pressure Carbonated Solutions"Foods and Food Ingredients Journal of Japan. No197. 7-12 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 下田満哉, J.Cocunybo, 早川功: "The influence of dissolved CO_2 concentration on the death kinetics of Saccharomyces serevisiae"Journal of Applied Microbiology. 91巻・2号. 306-311 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 吉村臣史, 下田満哉, 早川功: "Inactivation kinetics of enzymes by using continuous treatment with microbubbles of supercritical carbon dioxide"Journal of Food Science. 66巻・5号. 694-697 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 下田満哉: "液状食品の二酸化炭素処理 -殺菌・酵素失活へのCO_2の利用-"食品工業. 44巻・24号. 18-24 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 下田満哉, 三宅正起, 筬島 豊: "ミクロバブル超臨界CO_2殺菌法 -殺菌効果に影響を及ぼす因子の定量化-"食晶と開発. 36巻・10号. 13-16 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 下田満哉(分担): "食品の非加熱殺菌応用ハンドブック"(株)サイエンスフォーラム. 264-7 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 石川洋哉,下田満哉,筬島豊 ら: "Irreversible Unfolding of Myoglobin in an Aqueous Solution by Spercritical Carbon Dioxide"Journal of Food and Agriculture. 48巻・10号. 4535-4539 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 石川洋哉,下田満哉,筬島豊 ら: "Unfolding of Poly-L-glutamic Acid by Microbubbling of Supercritical Carbon Dioxide"Bioscience, Biotechnology and Biochemistry. 64巻・6号. 1295-1297 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 石川洋哉,下田満哉,筬島豊 ら: "pH-Dependent Inactivation of Enzymes by Microbubbling of Supercritical Carbon Dioxide"Food Science Technology Research. 64巻・3号. 212-215 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 下田満哉: "ミクロバブル超臨界炭酸ガス殺菌"防菌防黴. 29巻・2号. 99-105 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 下田満哉,三宅正起,筬島豊 ら: "二酸化炭素を使用する液体食品の非加熱殺菌"製剤機械技術研究会誌. 9巻・4号. 9-14 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 下田満哉: "非加熱低エネルギー・リサイクル型殺菌・酵素失活システム"食品と科学. 2000・5号. 86-90 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 下田満哉(共著): "超臨界流体プロセスの実用化"(株)技術情報協会. 214(7) (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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