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複合ガスを用いたプラズマベースイオン注入法による高効率食品殺菌技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K05903
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分38050:食品科学関連
研究機関広島工業大学

研究代表者

角川 幸治  広島工業大学, 生命学部, 教授 (60441507)

研究分担者 田中 武  広島工業大学, 工学部, 教授 (10197444)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード応用微生物学 / 食品加工 / 非加熱殺菌 / プラズマ処理 / プラズマベースイオン注入法 / 殺菌 / HHOガス / PBII法 / プラズマベース注入法 / 耐熱性芽胞菌 / プラズマ / 食品 / 芽胞菌
研究開始時の研究の概要

本研究は、複合ガスを用いて、効率的かつ効果的な食品の新規非加熱殺菌技術の開発を目的として実施する。提案者らは、これまで、PBII法を用いて種々の耐熱性芽胞菌の殺菌に適した条件の検討を行ってきた。これまでは、酸素ガスや窒素ガスを用いて殺菌を行ってきたが、本研究では、複合ガスを用いることによって、物理的な処理と化学的な処理を併用した場合の効果的な殺菌条件を特定することを目指す。そして、食品の新規非加熱殺菌技術の開発及び新たな食品の表面処理技術の開発を目指すこととしている。

研究成果の概要

PBII処理に用いるサンプル固定用シャーレについて、その導電性の違いが殺菌効果に及ぼす影響を調査した。その結果、低い印加電圧の場合は、導電性のステンレスを用いた方が殺菌効果は高かった。その一方で、印加電圧を高くすると、誘電体のガラスを用いていても絶縁破壊が起こり、殺菌効果に違いが見られなかった。これらの知見と初歩的なシミュレーションの結果から、複合ガスとしてHHOガスを用いたところ、-2kVのような低印可電圧であってもステンレスシャーレを併用することで窒素ガスや酸素ガスよりも優れた殺菌効果を示すことが確認出来た。また、食品素材に対してPBII処理を行い、表面加工が可能であることが確認出来た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果の学術的意義は、HHOガスをチャンバー内に導入し、サンプル固定用シャーレとしてステンレスを用いることで、酸素ガスや窒素ガスを用いるよりも印加電圧等を下げた状態、すなわち温和な条件でも効果的に殺菌出来る事を見いだしたことにある。また、サンプル固定用シャーレに誘電体であるガラスを用いたとしても、一定レベル以上の印加電圧を負荷すれば絶縁破壊が起こり、PBII処理が可能であることを見いだした。この結果は、誘電体である食品素材を対象とする場合でも、条件を整える事で、表面加工や殺菌処理が可能であり、PBII処理が食品加工に利用出来る可能性を示すものである。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Effect of the conductivity of the petri dish placed on the electrode on the surface layer of the spores in the PBII method2022

    • 著者名/発表者名
      Kakugawa, K., Umemoto, S., Noda, T., Nosaki, K., Tanaka, T., Vutova, K.
    • 雑誌名

      ELECTROTECHNICA & ELECTRONICA

      巻: 57 ページ: 41-45

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The sterilization effect of plasma-based ion implantation on prokaryotic microorganisms2022

    • 著者名/発表者名
      Umemoto, S., Kakugawa, K., Nosaki, K. , Noda, T., Tanaka, T., Vutova, K.
    • 雑誌名

      ELECTROTECHNICA & ELECTRONICA

      巻: 57 ページ: 46-50

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 新規食品殺菌装置の開発を目的としたプラズマベースイオン注入(PBII)法のフラットサワー菌に対する殺菌効果2020

    • 著者名/発表者名
      角川幸治、田中武
    • 雑誌名

      アグリバイオ

      巻: 4(5) ページ: 72-76

    • NAID

      40022309366

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of the conductivity of the petri dish placed on the electrode on the surface layer of the spores in the PBII method2022

    • 著者名/発表者名
      Kakugawa, K., Umemoto, S., Noda, T., Nosaki, K., Tanaka, T., Vutova, K.
    • 学会等名
      The Fourteen International conference on Electron Beam Technologies EBT 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The sterilization effect of plasma-based ion implantation on prokaryotic microorganisms2022

    • 著者名/発表者名
      Umemoto, S., Kakugawa, K., Nosaki, K. , Noda, T., Tanaka, T., Vutova, K.
    • 学会等名
      The Fourteen International conference on Electron Beam Technologies EBT 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 酸素ガスを用いた、プラズマベースイオン注入法がGeobacillus stearothermophius の芽胞に与える影響について2020

    • 著者名/発表者名
      梅本章矢、酒瀬川健人、日山元子、田中武、角川幸治
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国支部第58回講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Influence of ion sheath size on the sterilization effect of Geobacillus stearothermophilus by plasma-based ion implantation (PBII) method2019

    • 著者名/発表者名
      Koji Kakugawa, Motoko Hiyama, Yoshinobu Tsuchiya, Takeshi Tanaka
    • 学会等名
      2019 international Conference on Agricultural and Food Science 3rd ICAFS
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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