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照射効果（ＩＲＲＡＤＩＡＴＩＯＮ　ＥＦＦＥＣＴ）：食品に放射線を照射した場合の貯蔵、衛生化等の効果

殺菌・腐敗抑制（果実・みかん）

発表場所 : 食品照射研究運営会議（放射線照射によるみかんの表面殺菌に関する研究成果報告書［資料編］）
著者所属機関名 : 日本原子力研究所高崎研究所
発行年月日 : 昭和６３年　３月

２．温州みかんの電子線照射条件の検討

２． 温州みかんの電子線照射条件の検討

１． 目　　的

　品質に変化を与えずに温州ミカンを放射線殺菌するのに必要な照射条件を決定するために、１部γ線照射と比較しながら、電子線エネルギーやビーム電流の効果、および照射前後の加熱処理の影響等について検討した。

２． 試験方法

（１） 試料および貯蔵方法

　試料としては昭和４６年１２月１５〜２０日に農林省果樹試験場興津支場で採取した温州ミカン（杉山系）を使用した。試料は収穫後、予措をしたのち、２月４日まで５℃、８５％ＲＨで貯蔵したものを入手し、褐変や傷がない良好なものだけを選別して供試した。照射した試料はプラスチック製の籠に一列に並べて、３℃、９５％ＲＨで貯蔵し、３ヶ月間にわたり褐変やカビの発生を調べた。また３ヶ月間貯蔵した後の試料の一部は、さらに１６〜２５℃の室温で貯蔵した。

（２） 照射方法

　電子加速器は日本原子力研究所高崎研究所のＧＥ製共振変圧器型加速器を使用した。本加速器の加速電圧は２．０ＭＶｐで一定であるため、電子線エネルギーを変える目的でスキャンナーとコンベアの間に厚さの異なるアルミニウム板を設置した。アルミニウム板の厚さは、１．２、２．０、２．４、３．０ｍｍである。試料の照射は、照射皿から試料への電子線の後方散乱を少なくするために、照射皿の上にさらに厚さ５ｍｍのポリエチレン板を載せ、その上に試料を置いて反転することにより両面から同線量を照射した。線量計としてはセルローストリアセテート（ＣＴＡ）フィルムを使用し、表面線量２００ｋｒａｄ照射した。

（３） 加熱処理方法

　照射前まで１０℃で貯蔵した試料を２７℃の室温に、１時間半放置して品温が１５℃になったのち、５５℃水浴中で５分間の加熱処理を行なった。加熱処理後直ちに流水中で３０分間冷却し、水切りをしてから照射した。照射後加熱処理する場合には、電子線で照射した１０分後に５５℃、５分間の加熱処理を行ない、冷却、水切りをしてから３℃に貯蔵した。

３． 試験結果

（１） 電子線エネルギーと果皮褐変との関係

　ミカンの腐敗の原因となる緑カビや青カビの殺菌には１５０〜２００ｋｒａｄ照射する必要がある。そこで、０．２〜１．５ＭｅＶの各エネルギーの電子線で表面線量２００ｋｒａｄ照射し、３℃で３ヶ月間貯蔵した場合の褐変発生率を調べた。０．２ＭｅＶで照射した場合には非照射とほとんど変わらず、照射することによって褐変発生が増加することはなかった。しかし、０．５ＭｅＶ以上では電子線エネルギーが高くなるにつれて、褐変発生率は増加し、１．５ＭｅＶでは３ヶ月貯蔵後に３０％となった。γ線で２００ｋｒａｄ照射した試料では０．９ＭｅＶの電子線とほぼ同じ褐変発生率を示すが、１．５ＭｅＶの場合よりも明らかに褐変発生率は小さかった。この結果は、０．２ＭｅＶのようにエネルギーが低い場合には照射の影響が現れないが、０．５ＭｅＶ以上では電子線のエネルギーと褐変発生との間に明らかな相関があることを示している（表１）。

（２） 電子線エネルギーとカビ抑制効果

　各エネルギーの電子線で表面２００ｋｒａｄ照射し、３℃で３ヶ月間貯蔵したときのカビ発生率を測定した。非照射では貯蔵半月後からカビの発生がみられ、３ヶ月後には１６％に達した。０．２ＭｅＶでは２ヶ月間全くカビの発生はみられず、３ヶ月後でも非照射よりカビの発生は少なかった。また０．５ＭｅＶでは３ヶ月貯蔵しても４０個中１個の腐敗果が検出されただけで、カビ抑制効果は大きかったが、０．９ＭｅＶや１．５ＭｅＶでは０．５ＭｅＶよりもカビの発生率は大きくなった（表２）。３℃、３ヶ月間貯蔵した試料の中から健全果だけを選び、室温で７日間の貯蔵試験を行なった。表３に示すように、０．５ＭｅＶでは７日後に褐変果と腐敗果が各５％検出されたにすぎないが、０．２ＭｅＶでは６０％、０．９ＭｅＶで４０％、１．５ＭｅＶでは５５％がカビによって腐敗した。非照射での腐敗果の内、１０％は緑カビによる腐敗であり、０．２ＭｅＶの場合にも３％は緑カビによって腐敗した。しかし、０．５ＭｅＶ以上のエネルギーで照射した場合には、青カビも緑カビも検出されず、暗緑色や黒色のカビが発生してきた。

［表２　カビ抑制に対する電子線エネルギーの影響］

［表３　低温貯蔵（３℃、３ヶ月）後に室温（１６〜２５℃）で貯蔵された時の褐変およびカビ発生率］

（３） ビーム電流の影響

　電子線照射において、線量率が褐変発生やカビ抑制効果に影響するかどうか検討するため、加速器のビーム電流を０．１〜１．０ｍＡまで変化させることによって、線量率を変化させた。表４に示すように、褐変発生に関しては、電流を１０倍変化させると電流の大きい方が幾分褐変が少なくなる傾向を示すが、大きな変化はみられなかった。しかし、カビの発生については、電流の大きい方がカビの発生が抑制される傾向を示した。

（４） 照射前後の加熱処理の影響

　青カビや緑カビの放射線殺菌効果は加熱処理を併用することによって大きくなることが知られていたので、照射前後の加熱処理が貯蔵中の褐変発生やカビ抑制に及ぼす影響について検討した。非照射試料においても、照射前に加熱処理すると褐変の発生は増加し、照射した場合には線量の増大につれてさらに褐変発生率は大きくなった。また、照射後、加熱処理を行なっても、照射前処理をした場合とほとんど褐変発生率は変わらなかった（表５）。一方、カビの発生についても、加熱処理によるカビ抑制効果はみられず、逆に加熱処理することによってカビの発生は増加した。照射前加熱した試料についてみると、線量の増加につれてカビ発生率は低下し、照射による殺菌効果は認められるものの、加熱処理しない試料よりもカビの発生率は大きかった。また、照射後処理しても、照射前処理したものと変わらなかった。このように電子線照射による温州ミカンの表面殺菌に対しては、加熱による相乗効果は認められず、逆に加熱処理はミカンの貯蔵中における品質を低下させた。

４． 考　　察

　ミカン果皮の褐変化と電子線エネルギーとの間に相関がみられ、果皮の褐変化が果皮部だけに吸収される線量の大きさに依存しており、ミカン全体に吸収される線量に依存しないことが明らかとなった。従って褐変化を抑制するためには電子線のエネルギーが低い方が望ましく、事実０．２ＭｅＶの場合には非照射試料と変わらない。

　しかし、カビ抑制効果についてみると、０．２ＭｅＶよりも０．５ＭｅＶの方が有効である。０．２ＭｅＶでは電子線の飛程が小さく、果皮表面から約０．４ｍｍの深さまでが照射されるにすぎないが、０．５ＭｅＶではほぼ果皮全体に電子線が吸収されていることになり、表面より０．４ｍｍ以上深い部分に存在するカビに対しても有効である。一方、０．９ＭｅＶや１．５ＭｅＶで照射した場合には、０．５ＭｅＶよりも逆にカビの発生が増加した。このような高エネルギーでカビの発生が増加した原因は、果皮部の吸収線量が増大したため果皮での組織変化が大きくなり、カビ寄生に対する抵抗力が低下した結果、生き残ったカビや二次的に汚染したカビの生育が起こりやすくなったためと考えられる。加熱処理が品質の低下を起こしたのも、温州ミカンの果皮が加温処理に対して感受性が高く、組織変化が起こったためであろう。　ビーム電流を変化させて線量率を変えても褐変発生率にはほとんど影響がみられないが、カビ抑制効果ではビーム電流が大きいほど高くなる傾向が認められた。

　以上のような効果を総合的に判断すれば、温州ミカンの照射に適した電子線エネルギーは、褐変化やカビ抑制効果、果皮組織変化等の面から０．５ＭｅＶが最適であり、高いビーム電流を用いて表面線量２００ｋｒａｄ照射することが望ましい。この照射条件下では、青カビや緑カビは殺菌され、果皮の褐変化などの品質低下もかなり抑制される。また、３℃前後の低温貯蔵と組み合わせれば３ヶ月以上の長期貯蔵が可能がある。