食品の保存方法

テーマ食品の保存方法
【発明の属する技術分野】本発明は抗菌剤系を使って食品を保存する方法に関する。さらに詳述すると、本発明は冷蔵食品や飲料の腐敗菌および(または)病原菌の生育をコントロールするのに有効な酢酸および(または)その塩類を含有する抗菌剤系の使用に関する。
【従来の技術】食品は多くの理由で飲食に危険がある。毒素あるいはウイルスおよび寄生プロトゾアや虫さえも含むことがある。西洋諸国ではしばしば、食品は病原菌の毒素を受けている。
例えば、大腸菌は乳児の下痢および腹部痙攣、低度の熱、吐気および倦怠感と関連のあるヒトの胃腸炎の原因となることは多年知られていた。大腸菌は水中に見出され、食品のコンタミ原因となる。例えばセミソフトチーズなどの乳製品からしばしば単離される。
サルモネラ菌は家禽類に分布しているグラム陰性菌であるが、これらの菌の環境源は水、土壌、昆虫、工場や台所の表面、生肉および海鮮食品でもある。これらは急性症状の原因になるが、関節炎症状などの慢性の結果と往々にして関係する。
バチルス?セレウスは肉、乳、野菜、魚および澱粉食品を含む広い範囲の食品に巣食うグラム陽性菌である。下痢、腹部の痙攣、痛みおよび吐気の原因となる。
リステリア?モノシトゲネスは特に妊婦や年寄に危険である。このグラム陽性菌の発現は敗血症、髄膜炎、脳炎、あるいは妊婦の子宮内感染または頚部感染である。この細菌は生乳、チーズ、アイスクリーム、生野菜、生肉、発酵生肉ソーセージ等の食品に見出すことができる。3℃の低い温度での生育能は冷蔵食品で増殖することになる。
市販の酢酸、酢酸塩、具体的には気体またはオイルから生成される酢酸ナトリウムは、多くの食品由来の病原菌、特にサルモネラ菌や大腸菌に対し、特に温度やおよび(または)高い酸性のような初期のハードルと併用したときに抗菌性を有することが知られている。しかし、これらの化合物はリステリア?モノシトゲネス、乳酸菌、酵母およびカビなどの微生物に対する初期のハードルとして使用する場合にはあまり有効でない。
食品における酢酸やその塩類の保存性は文献に記載される。特に、米国特許第5,811,147号明細書には酢、アルコールおよび発酵剤の発酵溶液に溶解したカルシウム成分からなる飲食品の保存剤に関する。主として貝殻や骨由来のカルシウム成分は保存剤溶液100?200cc中に3000?4000mgの量で存在する。この保存料はその製造過程で生じる比較的高濃度(5?95%)のアルコールを含有し、バクテリアの減少には正の影響を有するが、ある種の飲食品では保存料の使用を不適当にさせる。さらには食品の味やフレーバに悪影響を及ぼす。さらに、この保存組成物は食品の最終コストを上げる量のカルシウムを含む。またある場合には、カルシウム含有食品は上皮小体亢進症、腎結石、ビタミンDに過敏症等の特定の疾病をもつ人に許容されない。
米国特許第5,431,940号明細書は細菌安定性の改善された非炭酸飲料の製造方法に関し、ソルビン酸、安息香酸、そのアルカリ金属塩およびそれらの混合物からなる群から選ばれた)保存剤、フルーツジュース、ポリリン酸塩および水の混合物からなる。この方法は非炭酸希釈ジュース飲料中の微生物の生育をコントロールすることを目的としている。
【発明が解決しようとする課題】従来技術の食品の保存方法は飲食品の領域の用途、特に冷蔵食品の保存条件に制限を加えている。さらに、これらの方法のどれにも病原菌、特に冷蔵温度またはアビューズ温度でリステリア?モノシトゲネスに満足のいく阻害効果を与えることは立証されていない。本発明はこれらの問題を克服するものであり、食品の腐敗および(または)病原性の感染原因となり得る微生物の生育をコントロールしながら、飲食品に使用し得る保存方法を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】本発明は棚寿命の延長または病原菌、特に冷蔵温度やアビューズ温度で非独占的にリステリア?モノシトゲネスでも微生物の腐敗から食品を保護する有効かつコスト的に有用な方法を供するものである。この方法は酢酸産生菌による発酵から得られる酢酸および(または)その塩類からなるアルコールを含まない発酵産物を食品に添加し、かつこの食品を5.8未満のpHに維持するものである。
市販のあるいは純粋の酢酸またはその塩類とは反対に、それ自身保存系として使う酢酸またはその塩類の発酵産物は、食品の貯蔵中冷蔵および冷蔵アビューズ条件下で貯蔵している間、食品中のグラム陰性および陽性菌に対して改善された阻害効果を有することが見出され、ただし、食品の酸性度は十分なレベルで維持される。
阻害効果は約5.6以下のpHで一層顕著であることも見出された。食品のpHは発酵産物が十分有効であるために重要であることが証明された。特に、規定された低pHで、十分量の未解離酢酸化合物が食品中で生成され、病原菌に対し阻止効果を発揮する。
発酵産物が食品の重量に対して、約0.2?1重量%の濃度に相当する量の酢酸またはその塩類を食品に添加する場合に阻止効果は特に顕著である。発酵産物は食品の重量に対して、約0.25?0.6重量%の酢酸またはその塩類を添加するのが望ましい。優れた阻止効果は0.5(+/?0.01)重量%で認められる。
本発明方法は、酢酸産生菌を接種した成長培地および水酸化ナトリウムから酢酸および(または)その塩類の発酵産物を調製し、調整pHで酢酸および(または)その塩類を得る工程を含む。培地の望ましいpHは約3.8?5.2、さらには約5である。このようなpHレベルでは、生成する発酵産物は粉末にした場合、優れた流動性を示す。培地は少なくとも1つの炭水化物、アルコール、酵母エキス、ペプトンおよび水からなるのがよい。
発酵は少なくとも2日間、望ましくは約5?10日間、さらには7日間で行うのがよく、その結果、酢酸産生菌の生育および発酵産物中の酢酸およびその塩類の適当な濃度の有効量に達する。発酵産物中の酢酸およびその塩類の適当な濃度は約3?6g/Lである。
本発明の望ましい特徴では、本方法はさらに食品に添加する前に発酵産物を乾燥して、粉末保存剤を得ることである。発酵産物を乾燥すると、アルコール化合物が極端に低い濃度で減少することができ、経時的保存料の安定性に有利でありかつ食品中の保存剤の適性用量が容易になる。
本発明で「食品」とは食品または飲料を意味する。「冷蔵」温度とは、約0℃?10℃の範囲の温度であり、「冷蔵アビューズ温度」とは、約10?30℃の温度を意味する。本明細書で、「GRAS」とは「一般に安全と認められる」の語句の代わりに記載するものである。本発明は冷蔵温度および冷蔵アビューズ温度でグラム陰性およびグラム陽性菌に対し有効である酢酸に基づく広範囲のスペクトルのGRAS抗菌剤を供する。本発明方法は抗菌剤を供し、主として酢酸塩および(または)酢酸ならびにその他の発酵最終産物例えば、遊離脂肪酸、過酸化水素および有機酸からなる。
発酵剤は培地中水酸化ナトリウムの存在下酢酸を生成し得るものなら何でも良い。水酸化ナトリウムを適当なナトリウム源として培地に加える。例えば、発酵剤はアセトバクター属で選ぶことができる。望ましい態様では、使用する微生物はアセトバクター?アセティである。本菌は例えば、グルコンアセトバクター?リケファシエンス、グルコンアセトバクター?キシリナス、グルコンアセトバクター?ハンセニ、グルコンアセトバクター?ジアゾトロフィカス、ブラキスピラ?ピロシコリまたはグルコンアセトバクター?ユーロパエウスでもよい。
酢酸塩、特に酢酸ナトリウムはFDAによりGRASとして認定されたものであり、これは良好な製造条件で使用した場合にFDAにより安全とみなされた化合物を意味する(実用コード、第21章、182‐186部)。アセトバクター?アセティもGRAS微生物である。
酢酸産生菌の培地例は約0.05?2%の炭水化物、約0.05?2%のアセトン、約0.1?1%の酵母エキス、約1?8%のアルコール、約5?15%の発酵剤または接種材料および水(全ての%は重量基準である)を含む。望ましい培地は約0.08?1.2%炭水化物、約0.08?1.2%のペプトン、約0.3?0.7%の酵母エキス、約2?5%のエタノール、約8?12%の接種材料および水である。
適当な炭水化物はグルコース、フラクトースまたはガラクトースのような単糖類、サトウキビやテンサイに含まれる二糖類、または澱粉の部分加水分解から得られるようなオリゴ糖である。望ましい炭水化物は培地の約0.08?1.2重量%の量のグルコースである。
発酵工程中、発酵産物のpHは望ましくは6未満を保つ様に調整し修正する。pHは約5.2未満が良く、約4.5?5.2が望ましい。pHはNaOHあるいはペットフード組成物に使われる公知成分である水酸化カルシウムのような任意の塩基を加えて調整する。インキュベーションは約25?35℃の温度で少なくとも2日間、望ましくは少なくとも約4?10日間処理して、十分量の酢酸および(あるいは)酢酸塩を製造することができる。
発酵中、酢酸塩特に酢酸ナトリウムが生成される。他の有機酸、有機リン酸塩および多糖類も発酵産物系に存在する。発酵産物で阻害の促進が起きるメカニズムは未解読のままである。しかし、これらの化合物やその他の代謝産物は酢酸塩について抗菌効果をおよぼす相乗的影響を生むようである。
発酵後、発酵産物を殺菌して、発酵工程中に増えた菌を不活性にする。殺菌は酢酸産生菌を不活性にできる温度で行なうが、酢酸塩が揮発するのを防ぐ十分低い温度である。したがって、殺菌温度は約85‐100℃で約5?25分である。酢酸または酢酸塩の性質を保持しつつ、殺菌できる他の任意の方法を使うこともできる。つぎに殺菌溶液を乾燥工程に付し、液体発酵産物を固体産物に転換させる。発酵産物を乾燥するのに各種技術を使用でき、例えば、噴霧乾燥、真空乾燥、凍結乾燥あるいは生物的または栄養的乾燥に使用するのが公知の他の任意の乾燥方法である。
乾燥した発酵産物の酢酸および(または)酢酸塩の濃度が乾燥発酵産物の重量に対して約65?85重量%が望ましく、さらには約72%がよい。
ついで乾燥発酵産物をペットフード組成物に添加する量は、ペットフードの全重量に対して、ペットフード中の酢酸および酢酸塩の最終量が約0.2?1重量%、望ましくは約0.25?0.6重量%になるように計算した量である。ペットフード中の濃度は単に発酵産物中の濃度に基づいて計算する。
理論に束縛されるものではないが、観察された抗菌効果は、上記した発酵条件で発酵中に生成される、酢酸および(または)酢酸塩との相乗効果で作用する代謝産物や最終産物の存在に多分よるものと考えられる。
本発明の保存系としての適用可能性は、酢酸塩が抗菌剤としてだけでなくフレーバ付与剤として作用する肉の発酵にある。発酵産物はリステリア?モノシトゲネスが冷蔵野菜やチーズ成分のような問題を有する冷蔵製品の添加剤として使用できることが分かった。次の例は本発明の説明のために示すのであって、限定的に解するものではない。
例1 発酵産物の製造アセトバクター?アセティATCC15973は1gグルコース、1gペプトン、および5g酵母エキスを脱イオン水1リットルに混ぜた「GPYE」培地で増殖させる。150mLGPYEを含む500mLフラスコにて培養する。インキュベーションは攪拌(300rpm)しながら28℃の温度で5日間行う。ついで予備培養物(130mL)は4%食品級エタノールを有するGPYE1.3リットルを含有する2リットル発酵器にて接種する。この第2の発酵は28℃の温度で、350rpmの攪拌、および0.2vvm空気流速で行う。2回の発酵は調整pH4.0で(20%NaOHで)およびpH5.0(20%NaOHで)それぞれ行った。定期的に試料を抜き取り、プレートのカウントをGPYE寒天培地にて30℃、4日間行った。酢酸ナトリウムの製造はHPLC(高速液体クロマトグラフィ)により測定し、HPLCは210nmでH2SO4移動相(0.009N)による有機酸分析カラム(Aminex、イオン排除HPX?87H、バイオラド、米国)を使う。ここに記載の条件では、アセトバクター?アセティの生育と酢酸ナトリウムの製造は調整pH5.0で行った。表1に示すように、誘導期の1日後、菌体は成長を開始し、2日の培養後に定常期に達した。酢酸ナトリウムの生成は培養の2日目から増え始め、培養の7日まで増殖し続け、その時点で発酵は中止にできる。培養の7日後、発酵産物を殺菌した。殺菌は90℃で10分間行った。生成溶液は凍結乾燥し、昇華と脱着により生成物から水を除いた。この方法はVirTis凍結乾燥装置で行った。この装置は温度調整棚のついた乾燥室、生成物から除かれた水をトラップするコンデンサー、棚やコンデンサーに冷却材を供給する冷却系、およびチャンバーとコンデンサー内の圧力を減じて、乾燥工程を容易にする真空系からなる。pH5.0で生成した凍結乾燥材料の自由流動特性はpH4.0の材料より優れていることが分かり、チャレンジ実験に使用した。
例2 ブロス系でのチャレンジ試験市販の酢酸ナトリウム(シグマ)と本発明の凍結乾燥発酵産物をブレーン?ハート?インフュージョンブロス(BHI)にて、単一とカクテル試験を使って試験した。BHIは以下のものに加えた。
(a) 最終濃度0.25と0.5%の市販の酢酸ナトリウム、(b) 酢酸ナトリウムの最終濃度0.25?0.5%の凍結乾燥発酵産物、および(c) 酢酸ナトリウムを含まないBHIブロスからなる対照試料。最初の試料では、酢酸ナトリウムの存在又は不存在のBHIブロスのpHはHCl(10%)により5.6に調整し、試料を濾過殺菌した(0.22mm、ミリポア)。比較試料では、pHは7.0で調整し、試料を濾過殺菌した。凍結乾燥生成物はグラム陰性菌と陽性菌に対する阻害作用を評価した。20mLの試料をL.モノシトゲネス、B.セレウス,大腸菌、またはS.ティフィムリウムの単独あるいは併用したもの104?105cfu.mLに接種した。試料は2つの条件、即ち、30℃で24時間と12℃で2週間で培養した。対照試料は市販の酢酸ナトリウムを含むおよび含まない試料からなる。中性pH(6.5?7.0)および30℃で、市販の酢酸ナトリウムも発酵産物もチャレンジ菌を阻害せず、中性pHと30℃で阻害化合物の無効性を示す(表2)。pH5.6以下では、市販の酢酸ナトリウムと発酵生成物は大腸菌、バチラス?セレウスおよびサルモネラ?チフィムリウムの生育に及ぼす阻害効果を示した。拡張した阻害効果はリステリア?モノシトゲネスに対する0.5%の酢酸ナトリウムの発酵産物で観察された(表3)。リステリア?モノシトゲネス、大腸菌、バチルス?セレウスおよびサルモネラ?チフィムリウムのカクテル菌株について付加的なチャレンジ試験を行った。表4はpH5.6と12℃でこのカクテルに及ぼす市販酢酸ナトリウムの影響を示す。市販の酢酸ナトリウムはリステリア?モノシトゲネスの存在により多分菌カクテルを阻害しないが、使用される両濃度の発酵産物はリステリア?モノシトゲネス、大腸菌、バチルス?セレウスおよびサルモネラ?チフィムリウムカクテルに対して阻害効果を示した。酢酸塩特に酢酸ナトリウムノ発酵産物は、グラム陰性菌の生育を阻止する能力を有する。例えば、アセトバクター?アセティの発酵による酢酸塩の製造は、リステリア?モノシトゲネスの生育阻止に対して市販の酢酸塩より優れた阻止効果を示す。
例3 マッシュポテトでのチャレンジ試験400グラムのマッシュポテトを500gの蒸留水に添加し、十分に混合した。混合物のpHを1N HClにより5.6に調整した。300gのマッシュポテトの3つの別々の試料をそれぞれ0.5%の市販酢酸ナトリウム、0.5%の凍結乾燥発酵産物および酢酸塩無添加の対照に添加した。3つのマッシュポテト試料(それぞれ市販の酢酸塩、発酵産物および対照を含む)をマイクロウェーブにて70℃で5分間加熱し、それぞれ30gの別々の試料として無菌的に迅速処理した。全ての試料のpHは接種前にチェックした。3つのマッシュポテト試料にグラム陰性菌カクテル(3大腸菌と3サルモネラ?菌株)またはL.モノシトゲネスカクテルグラム当たり(cfu/g)103?104コロニー形成単位を接種し、ついで12℃で2週間培養した。定期的に、試料を取り出し、BHI寒天を使って菌数を数えそして30℃で48時間培養した。グラム陰性菌に対する2つの起源の酢酸ナトリウムの有効性を確認するために、グラム陰性菌カクテルをマッシュポテトのチャレンジ試験に使用した。表5に示した結果は明らかに、大腸菌やサルモネラのような細菌の生育に及ぼす市販のおよび発酵酢酸塩の阻止有効性を示した。リステリア?モノシトゲネスに対する2つの起源の酢酸塩の有効性を確認するために、マッシュポテトに別のチャレンジ試験を行った。表6に示す結果は明らかに、本発明の発酵物のみが全培養期間(12℃で14日間)についてリステリア?モノシトゲネス菌体の生育を遅らせている。市販の酢酸塩は、表6に示す様に、この微生物の発育を1週間遅らせることができない。
特許請求の範囲
【請求項1】 酢酸産生菌により発酵させて得た酢酸および(または)その塩類からなるアルコールを含まない発酵産物を食品に添加し、食品はpH5.8未満に維持させることからなる、食品の保存方法。
【請求項2】 食品は約4.5?5.6のpHに維持させる、請求項1記載の食品の保存方法。
【請求項3】 発酵産物を、食品の重量に基づいて約0.2?1重量%の酢酸および(または)その塩類の濃度に相当する量で食品に添加する、請求項1記載の食品の保存方法。
【請求項4】 保存料は冷蔵温度およびアビューズ温度で有効である、請求項1記載の食品の保存方法。
【請求項5】 発酵産物を乾燥形で食品に添加する、請求項1記載の方法。
【請求項6】 発酵産物は凍結乾燥、噴霧乾燥あるいは真空乾燥により乾燥させる、請求項1記載の方法。
【請求項7】 発酵産物を乾燥前に殺菌する、請求項5記載の方法。
【請求項8】 発酵産物は少なくとも65重量%の酢酸および(または)その塩類を含む、請求項5記載の方法。
【請求項9】 酢酸および(または)その塩類はアセトバクター?アセチィ、グルコンアセトバクター?リケファシエンス、グルコンアセトバクター?キシリナス、グルコンアセトバクター?ハンセニイ、グルコンアセトバクター?ジアゾトロフィクス、ブラキスピラ?ピロシコリまたはグルコンアセトバクター?ユーロパエウスにより生成させる、請求項5記載の方法。
【請求項10】 発酵は少なくとも2日間、約0.05?2重量%の炭水化物、約0.05?2重量%のペプトン、約0.1?1重量%の酵母エキス、約1?8重量%のアルコール、約5から15重量%の発酵剤または接種材料および水からなる培養培地で行うのが望ましい、請求項1記載の方法。
【請求項11】 発酵は5?10日間行うのが望ましい、請求項10記載の方法。
【請求項12】 食品中のリステリア?モノシトゲネスの生育は、発酵剤を含まないコントロールのBHIブロスの生育に比較して少なくとも70%まで減少させる、請求項1記載の方法。
図面の簡単
食品の保存方法 図面の
要約
【課題】 従来の保存方法は病原菌、特に冷蔵温度又は室温でリステリア?モノシトゲネスに対し満足のいく阻害効果を示さない。本発明はこれらの問題を克服するものである。
【解決手段】 酢酸産生菌による発酵にから得られる酢酸またはその塩類からなる発酵産物を食品に添加して、この食品をpH5.8未満に維持させる。
IPC分類A23L
公開番号特開2002?142738(P2002?142738A)
【公開日】平成14年5月21日(2002.5.21)
【発明の名称】食品の保存方法
【出願番号】特願2001?296080(P2001?296080)
【出願日】平成13年9月27日(2001.9.27)
【出願人】
【識別番号】590002013
【氏名又は名称】ソシエテ デ プロデユイ ネツスル ソシエテ アノニム
【代理人】
【識別番号】100066692
【弁理士】
【氏名又は名称】浅村 皓 (外3名)