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超臨界二酸化炭素を用いた殺菌・酵素失活法(以下、SC-CO_2殺菌)は約60年前から研究が行われているが、装置コストが高くなるなどの問題から実用化に至っていない。また、SC-CO_2殺菌の殺菌機構については未だに明らかにされていない。我々は低装置コストで製造可能な低加圧二酸化炭素マイクロ・ナノバブル(MNB-CO_2)法を開発し、殺菌・酵素失活効果を確認した。そこで、本研究ではMNB-CO_2法の殺菌機構の解析(研究1)およびMNB-CO_2法による日本酒の殺菌および酵素失活(研究2)の2つのテーマについて行った。研究1では上記に述べた2つの殺菌機構の仮説についてより明確に解析し、研究2ではバッチ処理での基礎的な実験を行うことで、実用化に向けた連続処理のための基礎データを得ることを目的とした。
1殺菌機構の解析:電子顕微鏡を用いてMNB-CO_2処理前後の酵母を観察したが、細胞破裂のような現象は認められなかった。しかしながら、MNB-CO_2処理後の酵母から核酸の細胞外への漏出を確認したため、今後さらに詳細な解析が必要である。
2日本酒の殺菌および酵素失活:MNB-CO_2処理により日本酒を処理したところ、日本酒中の火落菌は検出不可能となり、酵素についてもα-アミラーゼ、グルコアミラーゼおよび酸性カルボキシペプチダーゼは完全に失活した。一方、α-グルコシダーゼ活性はMNB-CO_2処理後においても30%程度残存したが、通常の火入れは2回行われており、MNB-CO_2処理を2回行うことで活性は10%以下まで低下した。この結果から、火入れに替わる日本酒の殺菌および酵素失活法としてのMNB-CO_2処理の有効性が示唆された。
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