作成： 1996/08/19 林 徹
データ番号 ：020003
香辛料および乾燥野菜の放射線殺菌
目的 ：香辛料の殺菌線量と品質に及ぼす影響の解明
放射線の種別 ：ガンマ線,電子
放射線源 ：コバルト60
線量（率） ：1-15kGy
利用施設名 ：日本原子力研究所高崎研究所、日本アイソトープ協会甲賀研究所
照射条件 ：空気中、室温
応用分野 ：食品照射、食品工業、製薬
概要 ：
香辛料は微生物により著しく汚染されており、黒コショウ、ターメリックなどでは1g当たり100万個以上の微生物が付着しているが、すべての香辛料は10kGy照射により生菌数を1g当たり1000個以下に殺菌することができ、12-15kGy照射により微生物が検出されなくなる。香辛料の精油、揮発成分、フレーバー、色素は放射線に対して安定であり、エチレンオキサイドや加熱水蒸気による殺菌と比べて、品質の変化がはるかに小さい。
詳細説明 ：
1.香辛料に対する殺菌効果
黒コショウ、ターメリック、バジル、パプリカなどの香辛料は殺菌処理を施していない状態では1g当たり100万個以上の微生物で汚染されており、場合によっては1000万個を超えるものがある。その約半数は細菌の耐熱芽胞であり、他に細菌の栄養細胞、酵母、カビ、大腸菌群も存在する。耐熱芽胞は放射線に対して抵抗性があり、低線量の放射線では死滅しない。酵母、カビ、大腸菌は放射線照射により容易に死滅させることができる。表1に示すように、いずれの香辛料も、10kGy照射すると生菌数は1g当たり1000個以下になる。
表1 Microbiological data: irradiated spices（原論文2より引用）
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Standard
Dose plate MPN
Spice (kGy) count Yeast Mould coliforms
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Allspice 0 2,278,000 <10 0 0
10 <10 <10 0 0
Greek oregano 0 12,144,000 40,000 9,000 2,636
10 <10 <10 <10 0
Black pepper 0 32,000,000 0 0 25
10 60 0 0 0
Garlic powder 0 414,000 <10 7,800 0
10 700 <10 <10 0
Egyptian basil 0 3,000,000 >30,000 400 >11,000
10 1,000 <10 <10 0
Thyme 0 150,000 0 300 30
10 40 0 <10 0
Mexican oregano 0 1,500,000 >30,000 10,000 5,000
10 30 <10 <10 10
Domestic paprika 0 1,000,000 0 0 0
10 100 0 0 0
Spanish paprika 0 2,200,000 0 0 410
10 260 0 0 0
Celery seed 0 440,000 1,500 200 25,000
10 <10 <10 <10 0
Crushed red 0 130,800 <10 0 0
pepper 6.5 <10 <10 0 0
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さらに、12-15kGy照射すると香辛料や乾燥野菜から微生物が検出されなくなる。無処理の香辛料を湿度84%、温度30-35℃で1-2ヶ月貯蔵するとカビが増殖するが、4kGy照射した香辛料ではカビが死滅しているので、高温多湿の条件で貯蔵してもカビの増殖は認められない。
なお、電子線の殺菌効果はガンマ線よりもわずかに小さいが、実用上問題になるほどではない。乾燥食品原材料の殺菌技術であるエチレンオキサイドガス殺菌および過熱水蒸気殺菌の殺菌効果は、5kGyのガンマ線照射よりは大きい。しかし、10kGyのガンマ線を照射した時の殺菌効果はこれらの殺菌技術よりもはるかに大きい。
2.香辛料の品質に及ぼす影響
一般に香辛料の精油、揮発成分、フレーバー、色素は放射線に対して安定であり、放射線を照射してもほとんど変化しない。一例として、32-35kGyのガンマ線を照射した時の黒コショウの精油を抽出してガスクロマトグラフで分析した結果を表2に示す。
表2 Compounds identified in the essential oil of black pepper and their amounts before and after irradiation（原論文3より引用）
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Compounds mg/100g % in oil
Before After Before After
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α-Pinene 86.28 230.16 4.25 5.48
Camphene 1.83 4.20 0.09 0.10
Sabinene 133.19 299.04 6.56 7.12
β-Pinene 193.66 459.06 9.54 10.93
Myrcene 45.68 100.80 2.25 2.40
Car-3-ene 70.85 141.76 3.49 3.38
α-Phellanadrene 334.54 758.94 16.48 18.07
p-Cymene 15.23 37.38 0.75 0.89
Limonene 406.00 866.46 20.00 20.63
Linalool 15.23 26.04 0.76 0.62
1-Terpinene-4-ol 9.14 20.16 0.45 0.48
α-Terpineol 2.44 4.20 0.12 0.10
δ-Elemene 7.71 15.54 0.38 0.37
α-Capaene 24.36 43.26 1.20 1.03
β-Caryophyllene 465.48 819.84 22.93 19.52
α-Humulene 27.20 45.78 1.34 1.09
δ-Cadinene 9.14 14.28 0.45 0.34
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黒コショウの精油成分量はガンマ線を照射することにより増加している。しかし、成分組成(%)を見ると照射の影響はほとんど認められない。すなわち、精油自身の変化は認められない。このことより、照射により精油が化学変化を起こしたのではなく、精油の抽出効率が上昇したことがわかる。放射線を照射すると、香辛料の細胞壁や細胞膜が損傷を受けるために、精油の抽出効率が上昇するためである。香辛料や乾燥野菜の色調、フレーバーなども照射により変化することはほとんどない。さらに、照射した香辛料や乾燥野菜を貯蔵した時の精油、色調、フレーバーなどは、非照射のものを貯蔵した時とほとんど同じである。したがって、放射線照射が香辛料や乾燥野菜の品質に著しく影響を及ぼすことはない。
10kGyのガンマ線照射、エチレンオキサイドガスによるガス殺菌、過熱水蒸気による殺菌処理を施した黒コショウの精油をガスクロマトグラフで分析した結果が図1である。
図1 Gas chromatogram of essential oil black pepper treated with different sterilization methods. a)Irradiation(32-35 kGy), b)Ethyleneoxide fumigation, c)High temperature steaming in short time(100-200 ℃, 2-3 sec.).（原論文3より引用）
図1から明らかなように、エチレンオキサイドおよび過熱水蒸気で処理した試料と比較して、ガンマ線照射した試料では精油成分の損失が非常に少ないことがわかる。また、エチレンオキサイドガス殺菌と過熱水蒸気殺菌では揮散する精油成分が異なる。ガンマ線照射した黒コショウのガスクロマトグラムは無処理のものとほとんど同じである。
以上の結果をまとめると、10kGyの放射線照射により品質変化をほとんど起こさせずに香辛料や乾燥野菜を殺菌することができる。
コメント ：
殺菌効果、品質への影響から判断して、放射線照射が香辛料や乾燥野菜の殺菌技術として最も優れており、各国ですでに香辛料や乾燥野菜の放射線殺菌が実用化されている。
原論文１ Data source 1：
Distribution of Microorganisms in Spices and Their Decontamination by Gamma-irradiation
Juri M.L. Ito H. Watanabe H. Tamura N.
Takasaki Radiation Chemistry Research Establishment, Japan Atomic Energy Research Institute, Watanuki, Takasaki, Gunma 370-12, Japan
Agric.Biol.Chem., Vol.50, No.2. p347 (1986)
原論文２ Data source 2：
Irradiation of Spices and Herbs
Eiss M.I.
McCormick & amp Co. Inc., Research & Development Laboratories, Hunt Valley, MD 21031, USA
Food Technology in Australia, Vol.36, No.8. p362 (1984)
原論文３ Data source 3：
放射線照射による香辛料の風味変化
小林 彰夫
お茶の水女子大学生活科学部 〒112 東京都文京区大塚2-1-1
食品照射研究委員会研究成果最終報告書(日本アイソトープ協会)p.90 (1992)
参考資料１ Reference 1：
香辛料の殺菌技術としての電子線照射とガンマ線照射の比較
林 徹、マムン、等々力 節子
農林水産省食品総合研究所 〒305 茨城県つくば市観音台2-1-2
食品総合研究所研究報告 No.57. p.1 (1993)
参考資料２ Reference 2：
Irradiation Effects on Pepper Starch Viscosity
Hayashi T. Todoriki S. Kohyama K.
National Food Research Institute, Ministry of Agriculture, Forestry and Fisheries, 2-1-2 Kannondai, Tsukuba, Ibaraki 305, Japan
J.Food Sci., Vol.59, No.1. p118 (1994)
キーワード：香辛料、乾燥野菜、衛生化、汚染除去、精油、揮発物質、フレーバー、殺菌
spice, dehydrated vegetable, sanitization, decontamination, essential oil, volatile component, flavor, sterilization
分類コード：020403