JP2001502278A - 密閉した容器を滅菌する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 容器を滅菌する方法において、容器をまず密封し、次いで、電子照射に当てる。次いで、このようにして発生したオゾンを、容器を滅菌する目的のために密閉した容器中に維持する。

Description

【発明の詳細な説明】 密閉した容器を滅菌する方法 本発明は容器を滅菌する方法に関する。 食品産業内では、密閉した容器として製造され、その後、詰める時に、無菌状 態で開けて、詰め、そして密封することができる容器を滅菌することが可能であ ることに多大なニーズがある。さらに、ポリエチレンテレフタレート(PET)の無 菌のびんについて市場からの多大な関心がある。包装材料、たとえば、ポリエス テルの無菌処理は、この型の材料はほとんどソフトドリンク等に用いられるから 、やや普通でない。 電子銃は、食品容器のために外側から比較的薄い容器を滅菌する目的のために 用いられてきており、包装産業内で、前記滅菌方法をさらに使用することについ て数年間考慮されてきた。市販のプラスチックびんを、比較的低エネルギーで、 したがって、安価な市販の電子発生機で、１側面から照射する時には、びんの中 の容積並びに容器の内側の滑らかな面を滅菌するのは比較的に簡単である。しか しながら、びんの中の他の場所、たとえば、首及び底部に関する時には、それら の場所の材料は厚すぎ、そして、低エネルギーによる放射線は低すぎて、十分な 致死効果を達成できない。したがって、この型の容器内の効果的な滅菌（容器の 開口部を経由して達成される滅菌）を得るために種々の系が開発されてきた。 電子の滅菌効果は長年知られている。電子照射は一般に知られた滅菌方法であ り、致死効果の原因となるメカニズムは完全に研究されてきた。照射の主な致死 メカニズムは、細胞内のこれらの電子がDNA鎖内の結合を破壊することである。 電子ビーム滅菌の１つの問題は、常に、滅菌される材料の照射の間はいつもオ ゾンが形成されることであった。 この方法で滅菌する時、この方法は主に密閉されていない容器で、容器の充填 と密接に関連して行なわれ、この毒性の気体を取り扱うのに多大な努力がなされ てきた。これは、無菌の空気を用いるヒーターに容器を通すことにより達成でき 、形成されたオゾンは可能な限り多量に不活化及び／または通風して取り除かれ る。代りに、過剰なオゾンを窒素で除去することができ、または滅菌方法を真空 で行うことができる。しかしながら、すべてのこれらの手順は高価である。 さらなる問題は、順に形成されたオゾンが包装材料と反応でき、そして、得ら れた反応生成物が溶化される時、前記材料から異風味を与えることがある。した がって、鋭敏な製品を詰めにくいという点で、発生したオゾンは製品に制限をも たらすと考えられる。 本発明の目的は、序論のために述べた種々の方法を与えることであり、その方 法は、上述した問題が取り除かれる安価で簡単な方法で、密閉した容器のより効 果的な滅菌を可能にする。 この目的を達成するために、本発明による方法は請求項１に特徴づけられた特 性を与えられた。 本発明をさらに説明するために、添付の図面が参考となり、そこで、 図１は、空気（空の長方形）またはヘリウム（斜線をつけた長方形）を含有す る密封されたPETびんの電子照射後の対数換算(LGR)として、微生物の殺害を示す 。 空気中での電子照射の間に、その中の酸素はオゾンに変換される。しかしなが ら、オゾンにより引き起こされる種々の効果は、電子照射によって引き起こされ た効果と同様な程には検討されていない 。オゾンは有機物質の強い酸化剤として知られているが、オゾンを用いる将来性 は、その生産のための高出資及び運転費により制限されてきた。しかしながら、 連鎖反応によるオゾン分子（活性化酸素の形）は、生体分子（DNA，RNA，酵素タ ンパク及び構造タンパク、並びに飽和脂肪酸等）の変化及び破壊に終わる、いわ ゆるフリーラジカルのもとであると考えられる。したがって、細胞中のいくつか の、もしかしたら全ての酵素はそれらの触媒またはアロステリック中心の酸化的 な変化により影響を受けることがあり得る。 本発明により、電子照射により活性化された空気は、電子照射が開始される前 に容器が密封され、形成されたオゾンは密閉した容器内で、容器の滅菌の目的の ために保持されるという点で利用される。したがって、オゾンに富んだ環境が作 り出され、その環境に適切でかつ必要な時間、満足な滅菌が得られるようにその 効果を発揮させる。 しかしながら、形成されたオゾンは、その環境、すなわち、Ｏ₃−分子の近く の分子に非常に依存する半減期を有することが見い出された。半減期は、空気の 湿度、並びに温度のようなパラメータに依存し、約10秒から数日に変化し得る。 密閉した容器中の急速すぎる分解は、必要な滅菌投与量〔ｆ（時間、濃度）〕が 低くなり過ぎることをもたらすだろう。 したがって、密閉した容器中で形成されたオゾンと共にオゾン発生電子照射が 、オゾンが一定の時間作用することを可能とすることにより効果的な滅菌を作り 出すことができるかどうかを確かめるために実験を行なった。 例１．オゾンの半減期の確認 密閉したPET容器を照射することにより発生したオゾンの分解を確認するため に、300KeVの電子ビーム及びオゾマット MP オゾン （Ozomat MP Ozone）分析機(Anseros、独国)を用いた。空気の浸透を回避する目 的のため、大気よりも少し高い圧力をかけた60本のPETびん中に、300KeVの加速 電圧及び20kGyの投与量で、オゾンを発生させた。次いで、びん中のオゾン濃度 を12.5時間追跡した。 この電子照射処理で、約５時間の半減期を確認した。この半減期は、電子への 暴露によりすでに損傷を与えられた微生物に滅菌効果を得るのに十分に長いもの と推定された。 例２．オゾン処理後のあらゆる異風味の存在の試験 電子照射によりオゾンが誘発されている、350mlのPETびん中に異風味が達成さ れたかどうかを明らかにするため、及びオゾンへの長時間の暴露が上記効果を有 するかどうかを調べるために、エネルギーレベル300KeVの電子銃を用いて一連の 実験を行なった。この点に関して、これらのびんは強い過剰放射線量、すなわち 、滅菌に必要な放射線量の２倍を得た。放射線量は、ファー・ウェスト・ラジア クロミック（Radiachromic）読み取り装置(Far West Technologies、米国、カリ フォルニア州)で測定した。 空気中に発生したオゾンを含有するびんを不活性雰囲気中で電子を照射された びんと比較した。このように、350mlの密封したPETびんを４つの種々の処理によ り試験した。 １．びんは空気を含有し、平均放射線量25kGyで照射された。 ２．びんは空気を含有し、平均放射線量40kGyで照射された。 ３．びんは窒素ガスを含有し、平均放射線量25kGyで照射された。 ４．びんは空気を含有し、照射されなかったが、参考例として処理された。 照射後、びんを約24時間置いておき、次いで、開口して、濾過水を満たした。 さらに室温で９日間のインキュベーション後、異風味 を量るために、風味試験盤で０（異風味無）から３（強い異風味）に等級をつけ た、感覚分析を行なった。 処理したすべてのびんは、許容し得る少量の異風味を有していると考えられた 。したがって、放射線量の差またはびん中の種々の雰囲気に有意な差があるとは 考えられない。 例３．オゾン処理後の致死効果の試験 この一連の実験では、電子照射されたPETびん中のオゾンの効果を、殺された 微生物の数に関して調査した。試験微生物として、バシラス・プミルス（Bucill us Pumilus）ATCC 27242及びバシラス・ズブチリス(Bucillus Subtilis)NCA 725 2が用いられた。これらの生物体を殺す能力を参考試料中の生物体の数−生存し ている生物体の数と定義された対数換算として測定した。 PETびんは試験生物体の１つを接種され、それぞれ７kGy及び９ ratories)にさらし、次に、びんを各生物体のために50mlの培養ブロスで満たし た。びんをインキュベートし、その後、びんの中に何らかの増殖が起こったかど うかを評価するために分析した。参考試料との比較は当業者に周知である通例の 方法（「最確数」を用いる方法に基づいて）で統計的に評価した。 図１は、２つの微生物について、それぞれ７kGy及び９kGyの放射線量を用いて 、ヘリウム及び空気（相対湿度30％）中のＢ．プミルス及びＢ．ズブチリスの対 数換算を示す。 活性または非活性雰囲気、すなわち、空気またはヘリウムをそれぞれ含有する PETびんを照射する時、電子照射後、対数換算で顕著な差が得られた。このよう に照射をヘリウムの雰囲気と比較して空気中で行なった時、対数換算は、バシラ ス・ズブチリスについて25％高く、バシラス・プミルスについて20％高かった。 この点につい て、容器中で発生したオゾンは微生物の数の減少に劇的な影響を及ぼしたことを 立証することができた。 本発明による、２つの滅菌方法である電子照射及びオゾン処理の同時並びに連 続的な利用により、相加的な効果ばかりでなく相乗効果も得られ、これは驚くべ きことである。さらに、放射線耐性生物体が同時にオゾン耐性ではなく、また逆 にオゾン耐性生物体が同じに放射線耐性でないという点で、補足の効果も達成さ れることを他の実験は示唆する。 特定の作用の理論またはメカニズムにどんな方法でも束縛されるものではない が本発明に従う滅菌により得られた効果は次に述べることによるかもしれない。 たとえば、25KJ／kgで滅菌する時、これは微生物を通過する滅菌過程の間に約10⁹ 電子に相当し、そして、これらの電子の小部分のみが、直接的にDNAの破壊の形 で致死効果をもたらすだろう。しかしながら、すべての電子は細胞膜を通過し、 次いで、生物体を弱らせる膜の損傷を生じ、電子照射により発生したオゾンがよ り容易に細胞に浸透できる確率を増加させるだろう。細胞内に入れば、オゾンは その付加的な効果を及ぼすことができる。補足効果は異なった方法で作用するこ とができる２つの滅菌方法により説明することができる。オゾンが酵素を破壊す るという点で、そして、とりわけ、酵素のDNA修復メカニズムが取り除かれると いう点で、効果は相乗的になる。 電子が包装材料を浸透する能力は比較的に低いが、放射線エネルギーのコース に依存する。本発明のおかげで、電子照射に必要なエネルギーレベルは、たとえ ば、びんの首のような局部的に大きな材料の厚みを有する容器により影響を受け ない。その点で、300KeV未満のエネルギーレベルを用いることができ、それは市 販の装置を用いることができることに帰着する。 本発明の方法の重要な利点は、用いられる未充填の容器は密閉されて製造され 、かつ不浸透性である点である。したがって、毒性ガスの発生並びに分解は既に 予め密封された容器の内部で起こる。容器が電子照射を受ける時、一定の滅菌が 起こると同時にオゾンが形成される。容器が充填されるまでに、オゾンは長期間 作用することができるので、その作用と共に最初の電子照射の効果が容器の十分 な滅菌をもたらす。電子照射から受けた損傷を修復するのには時間がかかるから 、容器内のオゾンを用いる長い貯蔵時間を利用することが必要となることがある 。 電子照射による容器の処理後に依然として滅菌過程は進行すると同時に、容器 は充填の場所に移送され、そこで、容器は無菌環境で充填され、再密封される。 容器の滅菌と充填の間の時間が十分に長ければ、オゾン濃度は減少するだろう。 従って、容器に充填する時に、毒性ガスの取り扱いの不便さは減少する。したが って、容器が充填機中で開けられた時に、オゾン含量が無害となるような時間ま で分解を進行させることが可能である。 しかしながら、オゾン含量は、本発明に従って、容器内の雰囲気を変更するこ とにより調整することもできる。たとえば、容器中に発生したオゾンの量は、容 器を密封する前に容器にさらに酸素を加えることにより増加させることができる 。さらに、オゾンの分解速度は、容器中の温度を低下させることにより、減少さ せることができる。同様に、温度を増加させると、増加した分解速度が得られる 。したがって、容器中に残った残留オゾンは、充填手順の前に容器を直接加熱す ることにより、除去することができる。 分解速度は、容器中の湿度を上昇させることによっても増加させることができ る。容器中の湿度を制御することにより、水の作用も制御され、それは、引き続 いて、滅菌過程の間の微生物の死亡速度 に影響する。

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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．容器の滅菌方法であって、容器を密封する工程、前記容器を電子照射に当 てる工程、容器内にオゾンが発生される工程及び容器を滅菌する目的のために密 閉した容器中に発生したオゾンを維持する工程を特徴とする方法。 ２．前記容器が電子照射後であるがその充填の前まで貯蔵されることを特徴と する請求項１に記載の方法。 ３．前記電子照射のために300KeVより低いエネルギーレベルが利用されること を特徴とする請求項１に記載の方法。 ４．前記容器内のオゾンの量がその雰囲気を修正することにより調整されるこ とを特徴とする請求項１に記載の方法。 ５．前記雰囲気が容器中の酸素の量を変更することにより修正されることを特 徴とする請求項４に記載の方法。 ６．前記雰囲気が容器中の湿度を変更することにより修正されることを特徴と する請求項４に記載の方法。 ７．前記雰囲気が容器中の温度を変更することにより修正されることを特徴と する請求項４に記載の方法。