殺菌方法
【專利摘要】本發明的課題在于：提供針對耐熱性的細菌孢子，在比目前溫和的加熱條件下，能夠有效地得到殺菌效果，并且，對被殺菌物的品質的影響小的殺菌方法。該殺菌方法具有：以對孢子賦予損傷為主要目的的第一加熱處理工序；和之后以使受到損傷的孢子失活為主要目的的、以低于第一加熱處理工序的溫度進行處理的第二加熱處理工序。
【專利說明】殺菌方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及殺菌方法。更具體而言涉及含有耐熱性高的細菌的孢子等的被殺菌物的殺菌方法。
【背景技術】
[0002]作為食品產業的殺菌方法，大多情況下，利用伴隨加熱的微生物的滅亡效果(熱作用)。此時，在形成孢子的細菌中，與通常的微生物相比，難以滅亡，因此如UHT處理(120?150°C、1?3秒的加熱處理)、HTST處理(72?75°C、15秒以上)這樣提高殺菌溫度，或者如LTLT處理(63?65°C、30分鐘的加熱處理)這樣延長加溫保持時間，需要使加熱(殺菌)條件變得嚴格。
[0003]但是，這樣使加熱條件變得嚴格時，存在促使有用的營養成分(蛋白質、維生素等)的變性、和風味-品質劣化的主要原因成分(糠氨酸(fu1sine)等、加熱臭)的生成等的問題。在該狀況下，希望開發使加熱條件(殺菌溫度、加溫保持時間)變得溫和，有效地將細菌類中特別是形成孢子的細菌、細菌孢子殺菌的方法，進行了各種各樣的研究。
[0004]例如，在日本特開平06 - 303899號公報(專利文獻I)中公開了一種液狀產品的滅菌法，其特征在于:通過間接加熱，將以牛奶等為原料的液狀產品預加熱到90?125°C的溫度，之后在產品中直接噴射蒸汽，加熱為140?150°C，之后通過間接冷卻工序將產品溫度冷卻為90?120°C，之后通過瞬間冷卻而冷卻到70?85°C。該方法利用直接蒸汽進行UHT處理后，快速進行間接冷卻，之后進行瞬間冷卻，因此與從140?150°C的高溫度進行瞬間冷卻的現有方法相比，能夠抑制品質的劣化。
[0005]在日本特開2003 - 125701號公報(專利文獻2)中公開了一種發酵乳原料的殺菌方法，其特征在于:進行升溫到90°C以上且100°C以下的規定溫度并保持5分鐘以上的第一加熱處理，接著進行升溫到110°C以上且115°C以下的規定溫度并保持2秒以上且15秒以下的第二加熱處理，進行冷卻。在本方法中，以90°C以上100°C以下進行第一加熱處理，因此能夠以低于UHT處理的加熱溫度的溫度進行芽孢形成菌的殺菌。因此，能夠使通過長時間發酵的風味良好的發酵乳實用化，并且能夠在短時間發酵、液狀發酵乳等的制造中，減輕發酵乳原料的工序管理的作業負擔，能夠防止風味不良。
[0006]在日本特開平05 - 227925號公報(專利文獻3)中公開了一種細菌芽孢的殺菌方法，通過60?100°C的加熱，對被殺菌物的細菌芽孢進行萌發活化處理，接著進行100?lOOOMPa、室溫?100°C、數小時以內的高壓處理。在該方法中，與只以高壓處理進行殺菌相t匕，能夠在短處理時間、低壓力等緩和條件下進行殺菌。另外，通過進行100°C以下的加熱，能夠將在食品、醫藥品等中會在衛生或品質保持方面造成問題的細菌芽孢進行殺菌。
[0007]在日本特開2003 - 235528號公報(專利文獻4)中公開了一種食品的殺菌方法，利用高壓的二氧化碳對食品進行處理，降低細菌的孢子的耐性，之后進行殺菌處理。在本方法中，能夠在100°c以下的溫度進行殺菌，因此能夠將加熱導致的食品的品質劣化抑制為最小限度，使食品中的細菌孢子滅亡。
[0008]現有技術文獻
[0009]專利文獻
[0010]專利文獻1:日本特開平06 - 303899號公報
[0011]專利文獻2:日本特開2003 - 125701號公報
[0012]專利文獻3:日本特開平05 - 227925號公報
[0013]專利文獻4:日本特開2003 - 235528號公報
【發明內容】
[0014]發明所要解決的課題
[0015]但是，專利文獻I所公開的方法通過直接加熱進行的UHT處理將芽孢形成菌殺菌，在這點上不能說充分緩和了殺菌時的加熱條件。另外，糠氨酸那樣的風味-品質劣化成分的生成、增加與加熱溫度成比例，其生成速度變高。因此，在第二加熱處理工序中的溫度為比較高溫的專利文獻2所公開的方法中，風味-品質劣化成分容易增加。
[0016]專利文獻3和專利文獻4所公開的方法在100°C以下的溫度進行加熱，因此推測風味-品質劣化成分的生成量被抑制，但分別需要用于將被殺菌物保持在高壓下的加壓裝置。因此，不只需要為此的設備投資，而且需要將以溫度和時間這樣的2個因子以外的壓力控制這樣的第3因子為必需的繁瑣控制。另外，為了在高壓下進行處理，不能采用連續工序，工作效率變差。
[0017]本發明的課題在于提供一種細菌孢子的有效殺菌方法，其針對形成耐熱性高的孢子的細菌，在與標準的殺菌方法的UHT處理和LTLT處理相比更為溫和的加熱條件下，能夠有效地得到殺菌效果，抑制了伴隨過度加熱(過熱)等的各種有用營養成分(蛋白質、維生素等)的變性和風味-品質劣化的主要原因成分(糠氨酸等、加熱臭)的生成、增加。特別而言，其課題在于:提供如標準的殺菌方法的UHT處理和LTLT處理那樣，以溫度和時間這2個因子能夠進行控制的殺菌方法。
[0018]用于解決課題的技術方案
[0019]為了解決上述課題，本發明的發明人對于針對形成孢子的細菌，以溫和的加熱條件可以得到良好效果的殺菌方法進行了研究，結果發現，改變加熱條件，以多階段進行加熱(殺菌)處理，使細菌孢子的耐熱性(熱穩定性)降低后，以比其更低的溫度實施加熱處理，由此能夠以相比于標準的殺菌方法更溫和的加熱條件(殺菌溫度、加溫保持時間)、即以相比于標準殺菌方法更溫和的熱履歷，有效地對細菌孢子進行殺菌。
[0020]S卩，本發明的第一方面記載的發明為一種殺菌方法，其特征在于，具備:針對被殺菌物的第一加熱處理工序；和之后以低于第一加熱處理工序的溫度進行處理的第二加熱處理工序。
[0021]第二方面記載的發明為第一方面所述的殺菌方法，其特征在于:在第一加熱處理工序之前具有預熱工序。
[0022]第三方面記載的發明為第一或第二方面所述的殺菌方法，其特征在于:在第一加熱處理工序之后具有冷卻工序。
[0023]第四方面記載的發明為第一至第三方面任一方面所述的殺菌方法，其特征在于:第一加熱處理工序后的冷卻工序中的處理溫度低于第二加熱處理工序中的加熱處理溫度。
[0024]第五方面記載的發明為第一至第四方面任一方面所述的殺菌方法，其特征在于:第一加熱處理工序在只以第一加熱處理工序不能充分地將被殺菌物中的孢子形成菌和細菌孢子失活的加熱條件下進行。
[0025]第六方面記載的發明為第一至第四方面任一方面所述的殺菌方法，其特征在于:第一加熱處理工序在只以第一加熱處理工序能夠充分將被殺菌物中的孢子形成菌和細菌孢子失活的加熱條件下進行。
[0026]第七方面記載的發明為第一至第六方面任一方面所述的殺菌方法，其特征在于:第一加熱處理工序是將被殺菌物的溫度設為100°c?180°c，將其溫度的保持時間設為I秒以上且60秒以下的工序。
[0027]第八方面記載的發明為第一至第七方面任一方面所述的殺菌方法，其特征在于:第一加熱處理工序是將被殺菌物的溫度設為100°C?180°C，將其溫度的保持時間設為I秒以上且60秒以下的工序，第二加熱處理工序是將被殺菌物的溫度設為40°C?100°C，將其溫度的保持時間設為5秒以上且60分鐘以下的工序。
[0028]發明效果
[0029]在本發明中，組合第一加熱處理工序和以比其低的溫度進行加熱處理的第二加熱處理工序，由此如果得到相同的殺菌效果，則能夠降低伴隨加熱處理的熱履歷。因此，能夠抑制各種有用營養成分(蛋白質、維生素等)的變性和風味-品質劣化的主要成分(糠氨酸等、加熱臭)的生成、增加，并能夠將細菌孢子失活。更具體而言,能夠在第一加熱處理工序中，以不能充分地將孢子形成菌、細菌孢子失活的加熱條件、例如能夠對孢子賦予損傷的程度的加熱條件，進行處理，接著，在第二加熱處理工序中，以低于第一加熱處理工序的溫度的加熱條件進行處理，將受到損傷的孢子失活。即，結束第一加熱處理工序和第二加熱處理工序時，如果將微生物的滅亡效果設定為與標準的方法相同(同程度)，就能夠以更溫和的熱履歷，制造與現有相比鮮度高、風味豐富的飲食品(果汁、牛奶、乳制品、豆漿、豆制品(豆腐)等)。
[0030]另外，也能夠在第一加熱處理工序中，以能夠充分地將孢子形成菌、細菌孢子失活的加熱條件，例如以標準的UHT處理中的加熱條件進行處理，接著，在第二加熱處理工序中，以低于第一加熱處理工序的溫度的加熱條件進行處理。即，如果將熱履歷設定為與標準的方法相同(同程度)或其以上，則與現有相比，微生物的滅亡效果變高，作為降低由細菌污染導致的危險性(risk:風險)的殺菌方法，能夠延長保質期。
[0031]另外，在本發明中，能夠不施加高壓地進行加熱處理，因此能夠通過對現有的處理裝置進行稍微的改變而實施。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]圖1為表示本發明的殺菌方法的時間和溫度的關系的例子的圖。
[0033]圖2為本發明的實施例的方塊流程圖。
[0034]圖3為本發明的實施例的溫度分布圖。
[0035]圖4為本發明的實施例的臘樣芽孢桿菌B — 164 (Bacillus cereus B — 164)孢子的菌數測定結果。
【具體實施方式】
[0036]本發明的殺菌方法具有:針對被殺菌物的第一加熱處理工序；和之后以低于第一加熱處理工序的溫度進行處理的第二加熱處理工序。根據需要，在第一加熱處理工序之前具有預熱工序。另外，根據需要，在第一加熱處理工序之后具有冷卻工序。
[0037]預熱工序是將冷藏或以室溫保管的被殺菌物進行加熱，將被殺菌物的溫度加溫到40°C?100°C的規定溫度的工序。該預熱工序是以與UHT處理、HTST處理這樣的公知滅菌方法中進行的預熱工序相同的目的而進行的工序。
[0038]預熱工序所使用的加熱裝置只要是能夠從I?30°C加溫至40?100°C左右的裝置即可。加熱方式沒有特別限定，例如可以列舉間接加熱方式、直接加熱方式、電加熱方式、微波加熱方式等。
[0039]該預熱工序不是必須的，根據需要可以省略。即，可以從第一加熱處理工序開始本發明的方法。
[0040]預熱工序的溫度條件根據第一加熱處理工序的溫度不同而不同，但優選為50?950C，更優選為60?90°C，進一步優選為70?85°C，特別優選為75?85°C。
[0041]在本發明的殺菌方法中，接著具有第一加熱處理工序。第一加熱處理工序將被殺菌物加熱使之達到高溫，在其溫度保持短時間的工序。該工序是用于將被殺菌物中的細菌、孢子(也稱為芽孢。)失活的第一階段。在該工序中，可以選擇只以該工序不能充分地將孢子形成菌、孢子失活的加熱條件或者能夠充分地將孢子形成菌、孢子失活的加熱條件中的任意加熱條件。
[0042]S卩，如果要利用緩和的熱履歷得到與標準的方法相同的微生物殺菌效果，選擇只以該工序不能充分地將孢子形成菌、孢子失活的加熱條件即可。另外，如果要得到與標準的方法相同或其以上的微生物殺菌效果，選擇只以該工序能夠充分地將孢子形成菌、孢子失活的加熱條件即可。換言之，第一加熱處理工序至少以向細菌孢子賦予損傷為目的。而且，為了得到緩和的熱履歷，優選以普通細菌的殺菌和向細菌孢子賦予損傷為目的來設定加熱條件即可，為了進一步減少由細菌污染帶來的風險，以孢子形成菌、孢子的充分失活為目的來設定加熱條件即可。另外，熱履歷是在殺菌工序中，與加熱溫度和其保持時間之積成比例而把握的指標，認為以高的加熱溫度且保持時間長時，則熱履歷變大。另外，在本說明書中，所謂不能充分地將孢子形成菌、孢子失活的加熱條件，是指例如比作為標準殺菌方法的UHT處理、HTST處理溫和的條件，且只以該工序不能達成細菌孢子的失活的條件，不論是否是普通細菌滅亡的條件。
[0043]具體而言，在該工序中，將被殺菌物加溫到100°C?180°C的規定溫度，在其溫度保持I秒以上且60秒以下的時間。第一加熱處理工序所使用的加熱裝置只要是能夠從40°C?100°C左右加溫至100°C?180°C左右的裝置即可。加熱方式沒有特別限定，例如可以列舉間接加熱方式、直接加熱方式、電加熱方式、微波加熱方式等。此時，可以適用板式熱交換機、管式熱交換機、蒸汽噴射式加熱機、蒸汽注入式加熱機、焦耳式加熱機等連續式的裝置、設備。另外，也適用罐、桶等間歇式的裝置、設備。
[0044]加熱條件例如可以在110?160°C為I?30秒的保持時間，在110?150°C為I?20秒的保持時間，在115?145°C為I?15秒的保持時間，在120?145°C為I?10秒的保持時間，在100?120°C為I?10秒的保持時間，在100?115°C為I?10秒的保持時間，在110?115°C為I?5秒的保持時間。在這些條件中，為了得到緩和的熱履歷，優選在100?120°C為I?10秒的保持時間，更優選在110?115°C為I?5秒的保持時間。另夕卜，為了得到與標準的方法相同或其以上的微生物的殺菌效果，優選在115?145°C為I?15秒的保持時間，更優選在120?145°C為I?10秒的保持時間。為了得到后者的效果，更具體而言，例如能夠采用超高溫(UHT)殺菌方法等的加熱溫度和保持時間。
[0045]在本發明的殺菌方法中，在第一加熱處理工序之后，根據需要具有冷卻工序。冷卻工序是將在高溫處理的被殺菌物暫時降低到低溫的工序。有時例如從設備方面的理由、和使在第一加熱處理工序沒有受到損傷的孢子容易失活的理由等考慮，在進入第二加熱處理工序之前，以暫時降低產品溫度為目的具有冷卻工序。在該冷卻工序中，將被殺菌物冷卻到80°C?1°C的規定溫度、優選冷卻到低于第二加熱處理工序中的保持溫度的低溫。冷卻工序所使用的冷卻裝置只要是能夠從100°C?180°C左右冷卻至80°C?TC左右的裝置即可。冷卻方式沒有特別限定，例如可以列舉間接冷卻方式、真空冷卻方式(急減壓沸騰冷卻方式)、冷卻水直接注入冷卻方式等。
[0046]此時，優選將被殺菌物冷卻到70?I °C，更優選冷卻到60?I °C，進一步優選冷卻到50?1°C，特別優選冷卻到40?1°C。該工序是任意的工序，可以在第一加熱處理結束馬上轉移到第二加熱處理工序。
[0047]接著，本發明的殺菌方法具有第二加熱處理工序。第二加熱處理工序是對被殺菌物進行加熱，以其溫度保持，根據需要進行冷卻的工序。在第二加熱處理工序中，保持比第一加熱處理工序的溫度低的溫度。這里，增強第一加熱處理工序中的處理。也就是說，以普通細菌的殺菌和細胞孢子的失活為目的，將在第一加熱處理工序中沒有充分失活的細菌孢子失活。另外，也進行在第一加熱處理工序中沒有被殺菌的普通細菌的殺菌。通過第一加熱處理工序，被殺菌物中含有的耐熱性高的細菌孢子等已經受到損傷，因此為了對這些細菌孢子等進行殺菌，不需要新的大的熱負荷(高的溫度、長的時間)，而即使以低的溫度、短的時間也能夠得到充分的殺菌效果。另外，以低的溫度進行加熱處理，由此在第一加熱處理工序中沒有被失活的細菌孢子等確實被失活。而且，即使是在第一加熱處理工序中將細菌孢子等充分地失活的情況下，也可以進一步可靠地進行細菌孢子等的失活，減少由細菌污染帶來的風險。
[0048]在該工序中，具體而言，將被殺菌物加溫到40°C?100°C的規定溫度，以其溫度保持5秒以上且60分鐘以下的時間。第二加熱處理工序所使用的加熱裝置只要是能夠從I °C?80 V左右加溫到40 °C?100 V左右的裝置即可。加熱方式沒有特別限定，例如可以列舉間接加熱方式、直接加熱方式、電加熱方式、微波加熱方式等。此時不只可以適用板式熱交換機、管式熱交換機、蒸汽噴射式加熱機、蒸汽注入式加熱機、焦耳式加熱機等連續式的裝置、設備，也適用罐、桶等間歇式裝置、設備。
[0049]加熱處理的條件例如可以在50?100°C左右為5秒?30分鐘的保持時間，在60?100°C左右為5秒?20分鐘的保持時間，在70?100°C左右為5秒?10分鐘的保持時間，在80?100°C左右為5秒?10分鐘的保持時間。更具體而言，例如可以采用低溫長時間(LTLT)殺菌方法、高溫短時間(HTST)殺菌方法(72?75°C、15秒以上)等的加熱條件。
[0050]加熱處理后的冷卻時的溫度例如可以為30?I°C，可以為20?I°C，可以為15?l°c，可以為10?rc。
[0051]通過以上所述的工序構成本發明的殺菌方法。將本發明的殺菌方法中的時間和溫度的關系表示在圖1中。在圖1中，A的區間表示預熱工序，B的區間表示第一加熱處理工序，C的區間表示冷卻工序，從D至F的區間表示第二加熱處理工序。
[0052]本發明的殺菌方法所適用的被殺菌物只要是能夠通過加熱進行殺菌，就沒有特別限定，優選為因細菌污染有可能產生衛生問題、擔心由加熱而品質變化的物質。被殺菌物例如為飲食品，進一步具體而言可以為果汁、牛奶、乳制品、豆漿、豆制品(豆腐)、茶等的清涼飲料水等。被殺菌物可以為完成的產品(被殺菌品)，可以為制造途中的中間品，也可以為原材料。
[0053]以下基于實施例，對本發明進行更具體地說明。另外，該實施例不對本發明進行限定。
[0054]實施例1
[0055]使用細菌孢子進行殺菌實驗。使用的細菌孢子的耐熱性信息表示在表1中。其中，所謂D值表示將一定菌量的細菌、芽孢以某種溫度進行加熱時，菌數減少到1/10所需要的時間，也就是說將菌數的90%滅亡所需要的時間。另外，所謂Z值，表示使D值為1/10、或為10倍的溫度變化范圍(岸本、“ > 卜力卜食品(譯文:蒸煮袋食品)”、株式會社光琳、p37 — 38、1994 年)。
[0056][表 I]
[0057]
【權利要求】
1.一種殺菌方法，其特征在于，具備: 針對被殺菌物的第一加熱處理工序；和之后以低于第一加熱處理工序的溫度進行處理的第二加熱處理工序。
2.如權利要求1所述的殺菌方法，其特征在于: 在第一加熱處理工序之前具有預熱工序。
3.如權利要求1或2所述的殺菌方法，其特征在于: 在第一加熱處理工序之后具有冷卻工序。
4.如權利要求1?3中任一項所述的殺菌方法，其特征在于: 第一加熱處理工序后的冷卻工序中的處理溫度低于第二加熱處理工序中的加熱處理溫度。
5.如權利要求1?4中任一項所述的殺菌方法，其特征在于: 第一加熱處理工序在只以第一加熱處理工序不能充分地將被殺菌物中的孢子形成菌和細菌孢子失活的加熱條件下進行。
6.如權利要求1?4中任一項所述的殺菌方法，其特征在于: 第一加熱處理工序在只以第一加熱處理工序能夠充分地將被殺菌物中的孢子形成菌和細菌孢子失活的加熱條件下進行。
7.如權利要求1?6中任一項所述的殺菌方法，其特征在于: 第一加熱處理工序是將被殺菌物的溫度設為100°c?180°c，將其溫度的保持時間設為I秒以上且60秒以下的工序。
8.如權利要求1?7中任一項所述的殺菌方法，其特征在于: 第一加熱處理工序是將被殺菌物的溫度設為100°C?180°C，將其溫度的保持時間設為I秒以上且60秒以下的工序，第二加熱處理工序是將被殺菌物的溫度設為40°C?100°C，將其溫度的保持時間設為5秒以上且60分鐘以下的工序。
【文檔編號】A23L3/24GK104135875SQ201380010573
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2013年3月1日 優先權日:2012年3月2日
【發明者】長田尭, 松原裕樹 申請人:株式會社明治