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JP5015522B2 - 飲食物の微生物検査方法 - Google Patents

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Description

本発明は飲食物の微生物検査方法、特に容器内に充填・密封される飲食物中の微生物検査方法の改良に関する。
PETボトルをはじめ各種の容器に飲食物が充填され、市場に出ているが、これらの容器充填飲食物は通常長期の保存安定性が要求される。特に微生物による変敗は飲食物の保存安定性を損なう極めて大きな要因であり、容器充填飲食物は十分な殺菌処理を行なうことは無論、万一の生菌残存商品の出荷を防止するため、出荷前に微生物の存在の有無を検査する。
従来、容器充填飲食物の微生物検査方法としては、寒天平板法(特開平11−221070号公報等)或いはメンブレン法(特開平8−131199号公報等)などがあった。
このうち、寒天平板法は、試料溶液である容器内の飲食物の一部をシャーレに採り、寒天培地を加え、数日間培養し、コロニーの存在を確認するものである。
しかしながら、寒天平板法では抜き取りサンプル量が少ないので、被検飲食物中に存在する微生物の数が少ない場合、検出されないという事態を生じる可能性がある。
また、メンブレン法は、被検飲食物をメンブレンフィルターで濾過し、微生物を捕捉したメンブレンフィルターをシャーレ内に充填した培地上に載置、数日間培養し、コロニーの生成を確認するものである。
しかしながら、メンブレン法では、被検飲食物の物性、特に高粘度の場合等にはフィルターによる濾過が困難なことがあり、また工程が複雑であるため作業時間、熟練を要し、作業途中に汚染される可能性も否めない。
一方、これらの欠点を改善したものとして、特開2004−229587号に記載されるような方法がある。
この方法は、濃縮培地が添加された被検飲食物の微生物増殖に起因する濁り、炭酸ガス発生、カビを目視観察することにより最終製品内における微生物の存在を確認するものである。
特開平11−221070号公報 特開平8−131199号公報 特開2004−229587号公報
しかしながら、通常、飲食物の微生物検査においては、少なくとも芽胞菌、水棲菌、ヒト常在菌、真菌類等の確認が必要であるものの、前記特開2004−229587号公報に記載の方法にあっても、成長の早い菌に関しては検出が可能であるが、水棲菌などの成長の遅い菌については検出できない場合があった。
また、最終製品を一度開封して濃縮培地を添加するため、無菌環境下で作業を行うとはいえ、微生物汚染の確率が高まり、相当の熟練者でなければ適切な検査を行うことはできないという問題があった。
本発明は前記従来技術の課題に鑑みなされたものであり、その目的は簡易に、しかも精度の高い、飲食物の微生物検査方法を提供することにある。
前記目的を達成するため、本発明にかかる飲食物の検査方法は、
容器内に充填・密封される液状または半固形状の飲食物の微生物検査方法において、
総溶解性固形分が1〜3質量%の液体培地であって、培地と飲食物との合計量に対して30〜95容量%の液体培地と、残量の飲食物とを容器内で混合させ、
検査対象微生物に応じた生育環境下に所定期間保管し、
所定期間経過後に容器内容物の性状変化を観察することにより、前記飲食物内における検査対象微生物の有無の検査を行うことを特徴とする
また、前記方法において、培地と飲食物との合計量に対して50〜80容量%の液体培地を用いることが好適である
また、前記方法において、予め液体培地が充填・密封された容器と、飲食物が充填・密封された容器とを倒立状態と正立状態で上下方向に直列的に配置し、両方の容器の各キャップのスカート部にわたって嵌挿された状態で耐熱性筒体を装着し、各キャップの天板部に挟み込まれた状態で金属製の連結具を配置し、該耐熱性筒体の外側からの高周波誘導加熱によって該連結具を加熱殺菌してから、上側の容器の底部を下方へ押圧することで該連結具の両端部分を各キャップの天板部を貫通させて各容器の内部同士を連通させ、該液体培地と該飲食物とを混合させることが好適である。
以上説明したように本発明にかかる飲食物の微生物検査方法によれば、培地と飲食物との合計量に対して30〜95容量%の液体培地と、残量の飲食物とを混合させ、検査対象微生物に応じた生育環境下に所定期間保管し、所定期間経過後に容器内容物の性状変化を観察することとしたので、検査対象微生物の培養に適した環境を容器内に形成することが可能となり、微生物の成長を早め、微生物の検出が容易となり、特に成長の遅い水棲菌等の検出も可能となる。
また、飲食物が充填・密封された容器を開封することなく、予め液体培地が充填・密封された容器と連結具を介して連通させ、該液体培地と該飲食物とを混合させることにより、外部からの微生物混入の可能性を大きく低下させることができ、より精度の高い検査を行うことが可能となる。
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。
本発明にかかる方法が適用される容器としては、缶、ビン、樹脂製ボトル、カップなどが挙げられるが、内容物の性状変化を外部から観察できる透明容器が好適である。また、材質としては、開栓、閉栓が容易に行えるPET(ポリエチレンテレフタレート)やポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂が好適である。これらの透明熱可塑性樹脂製容器を用いた場合には、内容物の目視による観察は無論、微生物増殖に伴うガス発生も容器形状の変化から容易に確認することができる。
また、本発明にかかる方法が適用される飲食物としては、飲料水或いは半固形状の飲食物などが好適であり、飲料水としては茶、水、ジュースなどが例示される。特に透明、半透明のものについては性状変化の確認を行いやすいが、ミルク入り飲料等の比較的濁度の高いものについても検査を行うことが可能である。また、半固形状の飲食物としてはヨーグルト、ゼリーなどが挙げられるが、培地を添加後、形状を崩して攪拌、混合することが好ましい。
また、液体培地は特に制限されることなく、汎用の培地を検査対象微生物の種類に応じて用いることができるが、例えば、SCD培地(Soybeen−Casein−Digest−broth)が好適なものとして例示される。これらの液体培地は、被検飲食物の組成において検査対象微生物に不足する成分を重点的に補う組成とすることが好適である。
本発明にかかる方法は、液体培地の使用量を、培地と飲食物との合計量に対して30〜95容量%、好ましくは50〜80容量%とするものである。すなわち、本発明者らによる約900通りのシミュレーション試験から、微生物を迅速に、且つ精度良く検出するために、被検飲食物に添加される液体培地を、培地と飲食物との合計量に対して30〜95容量%とすることによって、成長の遅い菌、例えば水棲菌等の検出も迅速に良好に行うことが可能となることが解った。
培地量が30容量%未満であると、相対的に飲食物の割合が多くなり、例えば、飲食物のpH、抗菌成分(例えば乳化剤、ポリフェノール量)の濃度が微生物にとって不適なものとなり、成長、増殖が鈍化してしまうため、特に成長の遅い水棲菌等については、迅速な検出を行うことができない。一方、培地量が95容量%を超えると、相対的に飲食物の割合が少なくなって微生物濃度が下がり、検査精度が低下することとなる。
また、添加される液体培地の総溶解性固形分は、1〜3質量%、好ましくは1.5〜2質量%である。水性環境で発育する菌種や乾燥環境などで自然に淘汰されないような菌種等は、概して貧栄養価のほうが発育がよく、栄養が多い環境下では発育しないこともある。このため、例えば、総溶解性固形分が5質量%以上の場合、水棲菌等が検出されない場合がある。加えて、総溶解性固形分量が多すぎると、培地添加により生じる濁りが大きくなり、微生物由来の性状変化を確認しづらくなる場合がある。
また、本発明においては、液体培地が充填・密封された容器の内部と、飲食物が充填・密封された容器の内部とを、連結具を介して連通させ、該液体培地と該飲食物とを混合させた上で、検査対象微生物の増殖、該微生物の有無の検査を行うことが好ましい。このようにすることで、飲食物が充填・密封された容器を外気に晒すことなく検査を行うことができ、専門的知識や操作の熟練などを要せずに、外部からの微生物混入の可能性を大きく低下させることができる。また、従来公知の方法(例えば、特開2004−229587号公報に記載の方法)では、そのままでは、容器内に充填された内容物に対して、容器内のヘッドスペース相当分の培地を添加できるのみであって、これ以上の培地を添加しようとした場合には、飲食物の置換を行う必要があり、外部からの微生物混入の危険性がさらに高まる恐れがある。これに対し、以上のようにすることによって、培地と飲食物との合計量に対して30〜95容量%といった、飲食物に対して比較的多量の液体培地を添加・混合した上で、検査対象微生物に応じた生育環境下に所定期間保存し、該微生物の有無の検査を行うことが可能となる。
以上のように、液体培地が充填・密封された容器の内部と、飲食物が充填・密封された容器の内部とを、連結具を介して連通し、該液体培地と該飲食物とを混合するために使用する装置の一実施例であるボトル連結装置を図7及び8に示す。
図7及び8に示すボトル連結装置1の使用方法について説明すると、まず、耐熱性筒体4の筒内に予め金属製の連結具5を装着しておくと共に、一方のボトル容器3(培地が充填されたもの)を正立させて置き、この正立させたボトル容器3のキャップ3aのスカート部に、上方から耐熱性筒体4の下端側を嵌挿してから、他方のボトル容器2(飲食物が充填されたもの)を倒立させて持ち、ボトル容器2のキャップ2aに装着された耐熱性筒体4に対して、倒立させたボトル容器2のキャップ2aのスカート部を、上方から耐熱性筒体4の上端側に挿入する。
それにより、図9に示すように、倒立状態と正立状態で上下方向に直列的に配置されたボトル容器2(飲食物が充填されたもの)とボトル容器3(培地が充填されたもの)とに対して、両方のボトル容器2,3の各キャップ2a,3aのスカート部にわたって嵌挿された状態で耐熱性筒体4が装着され、また、各キャップ2a,3aの天板部の間に挟み込まれた状態で連結具5が配置されることになる。
図9に示すように、両方のボトル容器2,3の間に耐熱性筒体4と連結具5を介装させた状態としてから、図10に示すように、その上からセッティングパイプ6を被せることで、両方のボトル容器2,3の胴部をセッティングパイプ6により保持した状態で、両方のボトル容器2,3は強固に一体化される。このセッティングパイプ6は、一方のボトル容器2の胴部を保持する円筒部と、他方のボトル容器3の胴部を保持する円筒部とが、2枚の板で連結されたような形状となるように、合成樹脂等の適宜な材料によって一体的に形成されている。
各ボトル容器2,3を一体化しているセッティングパイプ6を、ボトル連結装置1の基盤10上に設けられた平板17の上に載せて、固定ストッパーブロック18aと移動ストッパーブロック18bを開いた状態から閉じることで、各ストッパーブロック18a,18b、各ストッパー支柱19a,19b、及び各ボトルサポート20a,20bにより、装置1の基盤10に対して、平板17により水平方向での位置の微調整が可能な状態で、固定的にセットされることになる。
そのように各ボトル容器2,3を一体化しているセッティングパイプ6をボトル連結装置1に固定的にセットした後で、高周波誘導コイル13が耐熱性筒体4の外側に位置して連結具5と対峙するように高周波出力用トランス12の位置を調節した状態で、高周波出力用トランス12を作動させて、銅製の高周波誘導コイル13に通電すると、連結具5は金属製であるため、耐熱性筒体4の外側からの高周波誘導加熱を受ける。このようにして、金属製の連結具5を5〜10秒間程度加熱殺菌する。
次いで、支柱11の上端に設置されたエアシリンダー14を作動させて加圧パッド16を下方に移動させることで、倒立状態となっている上側のボトル容器2(飲食物が充填されたもの)の底部を加圧パッド16によって上方から下方へ押圧すると、上方から押圧されるボトル容器2の圧力で、連結具5の中空筒部51の両端部(51a,51b)は、各ボトル容器2,3のキャップ2a,3aの天板部を貫通して容器口部(口頸部)の内部に挿入されることとなり、その結果、図11に示すような状態となって、連結具5の中空筒部51の筒内を通して各ボトル容器2,3の内部同士が連通される。
なお、本実施例では、各ボトル容器2,3のキャップ2a,3aは、何れもポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン系樹脂からなる樹脂製キャップであるため、高周波誘導加熱により高温となっている連結具5の熱によりキャップ天板部の樹脂が軟化することになって、連結具5の中空筒部51の端部を軟化したキャップ天板部に容易に貫通させることができる。その際、加圧パッド16により押圧する加圧状態を5〜15秒間程度維持することで、キャップ天板部の軟化していた貫通部分を冷却させて固化させる。
そのように連結具5を介して各ボトル容器2,3の内部同士を連通させ、ボトル容器2に充填された飲食物ボトル容器3に充填された培地に混合してから、図11に示すような状態のままで、例えば、10〜60℃の温度環境で所定の時間保管した後に、容器内の内容物の濁り、炭酸ガスの発生、カビ等を目視することで、ボトル容器2に充填された飲食物について、細菌やカビ等の微生物の有無を検査することとなる。
次に、本発明にかかるより具体的な実施例について説明する。
〈試験方法〉
1.容器
a.クリーンベンチ内で、10Lコンテナに微酸性次亜塩素酸水(有効塩素濃度30ppm,pH5〜6.5)を入れ、300mL容量の空PETボトルを5分間、常温で浸漬した。
b.ピンセットを用いてPETボトルを取り出し、滅菌水で容器内面をすすぎ、水洗いした。
c.キャップについても、b.と同様の操作を行い、クリーンベンチ内で乾燥させた。
2.試験サンプルの調整
実施例1
a.製品1種に対し、300mL容量PETボトル2本を用意し、1本に290mLの被検飲食物を入れ、もう1本に培地と被検飲食物を半量145mLずつ、合わせて290mL入れた。
b.上記検体のそれぞれに対し、101〜2cfu/mLとなるよう、供試菌液を添加し、キャップで密封した。
c.上記検体を30℃で所定期間静置培養した。
比較例1,2
a.製品1種ごとに、500mL容量PETボトル2本を用意し、1本に500mLの被検飲食物を入れ、もう1本に500mLの被検飲食物に加え、培地5mLを入れた。
b.上記検体のそれぞれに対し、101〜2cfu/mLとなるよう、供試菌液を添加し、キャップで密封した。
c.上記検体を30℃で所定期間静置培養した。
3.微生物の確認
a.微生物増殖の確認は、1菌株×1製品×培地混合の有無で、微生物の増殖、変敗様式・時間を調べた。
b.微生物増殖の確認方法は、外観検査、及び外観検査が確実なものであることを確認する目的での菌数測定検査の二通りで行った。
外観検査: 一定時間ごとに目視による試験サンプルの外観検査(目視(裸眼)によるコロニー数のカウント)を行い、変敗を確認した。
菌数測定検査: 一定時間ごとにクリーンベンチ内で試験サンプルを開栓し、1mLシャーレに採ってSCDA寒天培地で混釈したものを30℃で3〜7日間培養する。そして、シャーレ内の菌数をカウントし、増殖曲線を作成した。
菌数測定検査用SCDA寒天培地 1L中
カゼインペプトン 17g
大豆ペプトン 3g
HPO 2.5g
グルコース 2.5g
NaCl 5g
蒸留水 残量
最終pH 6.6〜7.0
4.被検培地組成
実施例1(SCD培地) 1L中
カゼインペプトン 8.5g
大豆ペプトン 1.5g
HPO 0.625g
ショ糖型液糖(Bx68%) 1.25g
NaCl 2.5g
蒸留水 残量
最終pH 6.6〜7.0
比較例1(濃縮培地) 1L中
グルコース 200g
酵母エキス 35g
ペプトン 20g
硫酸アンモニウム 20g
オルト燐酸二水素カリウム 10g
硫酸マグネシウム 10g
蒸留水 残量
計 295g/L
比較例2(濃縮SCD液体培地) 1L中
カゼインペプトン 30g
大豆ペプトン 5.4g
HPO 2.2g
ショ糖型液糖(Bx68%) 4.5g
NaCl 8.9g
蒸留水 残量
総溶解性固形分 5%
5.供試菌
芽胞(胞子)形成菌、一般細菌(多剤耐性菌、水棲菌(水環境で発育が可能な菌)等)、ヒト常在菌、カビ、酵母を含むあらゆる菌種を用いた。
なお、芽胞(胞子)形成菌は熱や薬剤に耐性を有するため、殺菌の指標となる菌種である。
また、飲料製造ラインでは必ず水が使用されるため、飲料の製造環境分離菌の中でも、これらの水性環境発育菌は検査対象として重要である。
また、実際に製造ラインで作業を行うのはヒトであるため、多剤耐性菌、毒素産生菌、真菌(カビ、酵母)などのヒトに由来しやすいヒト常在菌も検査対象として重要である。
更に、微生物の培地における生育速度は種によって異なり、数時間で増殖するものから数日かかるものまで様々であるから、これらを考慮して供試菌を選定する必要がある。
菌種選定は、以上の点を考慮し、無菌充填PETボトル製造ラインから分離されたすべての菌種(約400種)の中から、充填設備に近いエリアでの分離菌を中心に、以下の24種類を選定した。
6.被検飲食物
被検飲食物は、微生物に対する環境を考慮して、以下のように選定した。
すなわち、微生物は生育環境のpH、抗菌物質(乳化剤、ポリフェノール(茶、コーヒー、紅茶中に存在)等)の存在の有無などにより生育に大きな影響を受ける。
このため、本発明者は、まず低酸性飲料より、以下のものを選択した。
a.ミルク入りコーヒー又は紅茶(9種類)
コーヒー豆又はリーフの銘柄別、使用豆又は使用リーフの量及び種類別、使用乳化剤別に偏りなく選択。
使用乳化剤はショ糖脂肪酸エステルおよびそれに結合する親水基の組合わせを考慮して選定し、配合量を考慮。
コーヒー類に関しては、コーヒー(生豆換算で5g/100g飲料以上)、コーヒー飲料(同2.5〜5g/100g飲料未満)、コーヒー入り清涼飲料(同1〜2.5g/100g飲料)に分類される。
b.無糖茶類(7種類)
銘柄別、使用茶葉の量及び種類別、含有カテキン量別に偏りなく選択。
c.ブラックコーヒー類
銘柄別、使用豆の量及び種類別、糖分量別に偏りなく選択。
d.酸性飲料は一般にpH4.6以下のものをいう。スポーツドリンク1種類を選択した。
〈試験結果〉
試験結果を図1〜6に示す。
図1及び2は実施例と比較例のそれぞれと供試飲料、供試菌の組み合わせ及び変敗にようる性状変化の評価基準を示し、図3〜6は各被検飲料、各被検菌類ごとの性状変化の発生時期を示す。なお、図3はミルク入り飲料、図4は茶飲料、図5はブラックコーヒー、図6は酸性飲料の結果を示す。
同図より明らかなように、SCD培地を被検飲料と同容量添加した本発明の実施例(培地が合計量に対して50容量%)によれば、いずれの飲料、菌に対しても優れた検査結果を示した。なお、従来の方法では、通常、8日間かけて検出されていたところ、同様の菌類について5日間(120h:図中点線)以内に検出可能であることが明らかとなった。
これに対し、濃縮培地を合計量に対して約1容量%添加した比較例では、ミルク飲料に関して供試菌d,f,g,l,o,s,xの検出ができず、また供試菌a,e,h,m,n,r,uで変敗の評価が困難であった。
また、茶飲料に関して供試菌e,i,j,k,s,t,xで検出ができず、また供試菌d,g,rで変敗の評価が困難であった。
以上のように、本発明の微生物検査方法は、各種の飲料、各種の変敗菌に関し、極めて優れた検出精度を有することが理解される。
〈培地の添加割合〉
また、本発明者らは、液体培地の好適な添加割合についてさらに詳しく検討を行うため、上記試験と同様にして、飲食物と、液体培地との割合を各種変化させた条件で、各種菌類の検出の有無を調べた。なお、供試菌液は飲食物が所定の菌濃度となるように飲食物中に添加した。評価基準は下記のとおりである。結果を下記表2に示す。また、表中の数値は、合計容量に対する各成分の容量の比率(容量%)である。
〈菌類の検出能〉
◎:ほとんどの菌が検出可能であった。
○:過半数の菌類が検出可能であった。
△:過半数の菌類が検出できなかった。
×:ほとんどの菌が検出できなかった。
上記表より明らかなように、飲食物:培地の容量比率が95:5の場合には、飲食物濃度が高すぎて、菌類の増殖に不適であった。また、容量比率が80:20の場合であっても、依然として菌類の検出の十分な条件であるとは言い難い。これに対して、液体培地の添加量が合計量に対して30〜95容量%の範囲では、相対的な飲食物濃度が低くなり、菌類の増殖しやすい条件となるため、検出可能な菌類の数が増加し、菌類の検出においては好ましい条件であることがわかった。さらに、液体培地の添加量が50〜80容量%の範囲であることが、特に好適であることがわかった。なお、以上の結果は、手動による飲食物−培地混合の場合であるが、ボトル連結装置を用いる場合には、予め飲食物が充填・密封された製品ボトルに対して、液体培地が充填・密封されたボトルを連結することになるため、混合後の液体培地量が30〜95容量%(あるいは50〜80容量%)となるように、検査対象の製品ボトル内の飲食物量に応じて、予めボトルに充填しておく液体培地の量を適宜調整すればよい。
実施例と比較例のそれぞれと供試飲料、供試菌の組み合わせ及び変敗による性状変化の評価基準を示す。 図1に示す評価基準についての説明のための写真図である。 ミルク入りコーヒー又は紅茶の被検菌類ごとの性状変化発生時期を示す。 無糖茶飲料の被検菌類ごとの性状変化発生時期を示す。 ブラックコーヒーの被検菌類ごとの性状変化発生時期を示す。 酸性飲料の被検菌類ごとの性状変化発生時期を示す。 本発明の方法に使用する装置の一例であるボトル連結装置の部分断面側面図を示す。 図7に示すボトル連結装置のA−A線に沿った部分断面平面図を示す。 飲食物が充填された容器と培地が充填された容器とを、両方の容器の間に耐熱性筒体と連結具を介装させた状態で、倒立状態と正立状態で上下方向に直列的に配置した状態の部分断面側面図を示す。 図9に示す状態からセッティングパイプを被せることで両方の容器を強固に一体化した状態の部分断面側面図を示す。 図9に示す状態から一方の容器が押圧されて両方の容器の内部が連結具を介して連通された(飲食物と培地が混合された)状態の部分断面側面図を示す。 本発明の方法に使用する連結具の一例を示す((A)平面図,(b)縦断面図)。
符号の説明
1 装置(ボトル連結装置)
2 容器(ボトル容器)
2a キャップ
3 容器(ボトル容器)
3a キャップ
4 耐熱性筒体
5 連結具
6 セッティングパイプ
12 高周波出力用トランス
14 エアシリンダー
16 加圧パッド

Claims (3)

  1. 容器内に充填・密封される液状または半固形状の飲食物の微生物検査方法において、
    総溶解性固形分が1〜3質量%の液体培地であって、培地と飲食物との合計量に対して30〜95容量%の液体培地と、残量の飲食物とを容器内で混合させ、
    検査対象微生物に応じた生育環境下に所定期間保管し、
    所定期間経過後に容器内容物の性状変化を観察することにより、前記飲食物内における検査対象微生物の有無の検査を行うことを特徴とする飲食物の微生物検査方法。
  2. 請求項1に記載の方法において、培地と飲食物との合計量に対して50〜80容量%の液体培地を用いることを特徴とする飲食物の検査方法。
  3. 請求項1又は2に記載の方法において、予め液体培地が充填・密封された容器と、飲食物が充填・密封された容器とを倒立状態と正立状態で上下方向に直列的に配置し、両方の容器の各キャップのスカート部にわたって嵌挿された状態で耐熱性筒体を装着し、各キャップの天板部に挟み込まれた状態で金属製の連結具を配置し、該耐熱性筒体の外側からの高周波誘導加熱によって該連結具を加熱殺菌してから、上側の容器の底部を下方へ押圧することで該連結具の両端部分を各キャップの天板部を貫通させて各容器の内部同士を連通させ、該液体培地と該飲食物とを混合させることを特徴とする飲食物の検査方法。
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