食品照射に関する文献検索

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 : （社）日本アイソトープ協会
発行年月日 : 昭和６３年　３月

４．電子線表面照射によるみかんのかび発生防止効果に関する試験研究

４． 電子線表面照射によるみかんのかび発生防止効果に関する試験研究

○ 序

　わが国の特産品である温州みかんについては、放射線照射により貯蔵中のかび発生を防止し、保存期間の延長を図ることが期待されており、果肉の品質を劣化させない方法として、電子線による１５０ｋｒａｄの表面照射が設定されている。

　当協会では昭和４６〜４８年度にわたり、食品照射委員会の組織の下に、温州みかんに１５０ｋｒａｄの電子線表面照射を行った場合の殺菌効果、貯蔵中のかび発生防止効果、果皮中の諸成分の変化ならびに電子線照射に際してのみかん表面の線量均一性について広く試験研究を行った。

１． かび発生防止効果と包装方法および褐変発生

（１） 試　　料

　予備実験用として、愛媛県産夏みかんと大阪府和泉市産早生温州みかん（いずれも市販品）。

　本実験用として、大阪府和泉市春木川産温州みかんの貯蔵用品種「杉山」を使用した。

（２） 試験方法

　予備実験として、表１に示した各種プラスチックフィルムでみかんを包装し、水蒸気・ガス透過性について検討し、その結果から本実験では、ポリブタジエン、ポリエチレン、酢酸繊維素、塩化ビニール、ビニロン等を用いた。

　本実験では、試料採取後４℃で２０日間貯蔵し、試験区に従い処理し、照射した。試験区は、密封包装区（ヒート・シールした）、折曲げ包装区（袋の口を約１ｃｍ折曲げセロテープでとめた）および無包装区とし、それぞれ照射し、非照射区ももうけた。

　照射は、大阪府立放射線中央研究所のコッククロフト・ワルトン型電子線表面処理装置（三菱電気製）により、０．５ＭｅＶ、４５０μＡで行った。線量は、みかんの片面１００および１５０ｋｒａｄとし、それぞれの試料は上下反転して両面を照射した。吸収線量の算出法は梅田ら（食品照射、Ｖｏｌ．４、Ｎｏ．１、９１（１９６９））と同様。また、ガラス線量計（小原光学ガラス製）とラドカラー（日東電気工業製）を用い、線量分布の均一性、試料毎の線量の再現性を確認した。

　照射後の試料は、４℃、相対湿度８０〜９０％の恒温室に貯蔵した。

　照射後１ヶ月毎に、（１）かびの発生、（２）重量減少、（３）表皮および果軸の色、（４）組織の変化を調査した。

（３） 試験結果と考察

（ｉ） かびの発生

　電子線表面処理後１ヶ月毎に、かびの発生が認められたもの（＋）またその疑いのあるもの（±）の個数を表２に示した。貯蔵２ヶ月後までは、顕著なかびの発生はなかった。３ヶ月後では水蒸気透過性の小さいフィルム（表１）で包装した区では、かびの発生が多数みられるようになった。４ヶ月後には、腐敗著しく、これらの処理区は実用的にみかんの貯蔵には不適と考えられる。一方、無包装、酢酸繊維素、ビニロン区では、貯蔵４ヶ月でかびの発生した個数は全個数に対して、非照射区で約１０％程度、電子線照射区では５％程度である、電子線照射によるみかんのかび発生防止の効果がみられる（表３）。

　　　　まとめ表４に、貯蔵４ヶ月後、発生したかびの種類、多少、腐敗等の概況について示した。また、貯蔵４ヶ月後の状態を調査した。

（ｉｉ） 重量減少

　貯蔵期間中のみかんの重量減少を、貯蔵開始時の重量に対する減少率（％）で表５に示した。重量減少率の小さい場合は、貯蔵３ヶ月でかびの発生、腐敗が著しかった。照射、非照射区の比較では、両者の重量減少に大差はなかったが、照射区の方がやや少なかった。４ヶ月の貯蔵で、重量減少は２０〜３０％であった。

　貯蔵中の重量減少は、包装の有無にかかわらず、照射区の方が非照射区に比べてやや少なかった。

（ｉｉｉ） 表皮および果軸の色

　結果を表６に示した。表皮褐変の発現経過は、かび発生の経過と、貯蔵３ヶ月後でその発現が著しくなった。果軸黒変の方は、比較的早い時期から発現がみられ、また、貯蔵４ヶ月後までかび発生、腐敗の少なかった試験区（過湿でない区）ほど、果軸黒変個数の割合が多かった。　照射区の方が非照射区に比べて、表皮褐変、果実黒変とも発現の割合が多かった。このことは、電子線表面処理の影響と考えられる。

（ｉｖ） 組織の変化

　軟化および油胞陥没について調査の結果を表７に、貯蔵４ヶ月後の果皮の顕微鏡観察を行った。

　軟化について、貯蔵２ヶ月後までは、包装の有無、包装法にかかわらず、非照射区の方が照射区に比べて軟化の程度が多い傾向がみられた。しかし、貯蔵３ヶ月後はポリブタジエン、ポリエチレン、塩化ビニール区で、かび発生腐敗の傾向と同じく軟化の程度が急激に進行し、一方、無包装、酢酸繊維素、ビニロン区では軟化の程度はむしろ減少した。また、非照射区に比べて照射区の方が軟化の程度が低い傾向は、貯蔵４ヶ月後までは持続した。

２． 電子線照射による表皮の褐変発生条件とその回避

（１） 試　　料

　堺市上別所奥山産の早生種温州みかん「宮川早生」、および普通温州晩熟系（以下晩生種と略称）「大岩」を供試した。収穫は早生種が１１月９日、晩生種が１１月２１日で、８割以上着色果を選んだ。現地でＭ級果（９０〜１１０ｇ）を選別して、収穫コンテナー（２７×５９×９ｃｍ）に１段に詰めて、直ちに大放研の外気温貯蔵室（１０℃±２℃）に収容した。照射までの期間ここで予措を行った。（予措温度試験の一部試料を除く）。晩生種では、予措期間中の目減りが６．９％で、強度の予措となった。（大放研以外の試料に共通）このほか、大放研では収穫直後照射試験のため研究所産の普通温州中塾系の「杉山」を用いた。

（２） 試験方法

（ｉ） 電子線照射

　大放研での試験試料（２ー１項の試験）はすべて当研究所のコッククロフト・ワルトン型加速器（ＣＷ）で行ったが、大放研以外の試料（２−２，２−３、２−４項）は、大量照射の可能な日新ハイボルテージ（株）の変圧器型加速器（ＥＰＳ）により照射した。照射期日は、早生種が１１月２８日、晩生種が１２月７日（ＥＰＳでは６日）に、それぞれの照射を行った。電子線エネルギーは３００ｋｅＶであったが、比較のため一部５００ｋｅＶ電子線も使用した。電子線照射の線量は、次式によって算出した。

　　　　　　Ｄ　＝　Ｅ／Ｒ　×　Ｉ／ｖ・１

　　　　　　ただし、Ｄ＝吸収線量（ｋｒａｄ）、

　　　　　　　　　　Ｉ＝加速管電流（μＡ）、

　　　　　　　　　　Ｖ＝コンベア速度（ｃｍ／ｓｅｃ）、

　　　　　　　　　　ｌ＝ビーム・スキャン幅（ｃｍ）、

　　　　　　　　　　Ｅ＝加速電圧（ｋＶ）、

　　　　　　　　　　Ｒ＝水での電子線最大飛程（ｍｍ）。

　ここで、ＮＢＳの数値を参考にしてＥ／Ｒの値は、３００、５００、１０００ｋＶそれぞれ３６０、２９０、２００（ｋＶ／ｍｍ）として計算した。（２０μＴｉのスキャン窓や、約１０ｃｍの空気層での吸収などについては補正していない。）

　みかんの照射方法は、パットまたは収穫コンテナー上に２ｃｍ以上の間隔でみかんを並べ、片面それぞれ１５０ｋｒａｄずつ照射されるよう、みかんの上下を反転して照射を行った。

　コバルトガラス線量計を用いて照射容器ごとに吸収線量を測定した結果、１５０ｋｒａｄ照射の場合、大放研ＣＷで、平均１３５（ｍｉｎ．１１１〜ｍａｘ．１６２）ｋｒａｄであり、日新ＥＰＳでは、平均１２４（ｍｉｎ．９５〜ｍａｘ．１５０）ｋｒａｄであった。

（ｉｉ） 試料の処理と調査項目

　照射前の貯蔵温度は１０゜±２℃（外気温）を基準とし、２０℃および５℃を比較した。照射後の試料は５℃を基準として１０、１５、２０℃に貯蔵して比較した。５℃の低温室は、ＲＨが８０〜９０％であるが、空気の移動が激しく、果実が萎凋するので、コンテナーを１０段積み重ねた周囲および上面を片面ダンボール紙で囲い、みかんに風が直接あたらないように考慮した。なお、貯蔵温度２０と１５℃は恒温室であり、１０℃は外気温貯蔵室である。貯蔵中の調査は、早生種では数日間隔で３０日間、晩生種では約１５日間隔で１１２日間行った。調査項目は褐変の発現に重点を置き、そのほか腐敗、かび発生果、軟化、ヘタ枯など１果ごとに追跡調査した。

　本報告では、照射後３０日目の褐変の程度とその発生割合、および貯蔵最終日の健全果、腐敗およびカビ発生果の割合と貯蔵中の重量減少の割合を示した。

（３） 試験結果と考察

（ｉ） 照射前の予措温度と褐変発生の関係

　結果は表８および９に示した。早生種では、予措温度が高いほど、照射による褐変の程度が強く、その発現率も高かった。しかし、晩生種では、予措温度を２０℃に７日間保って急激な目減りを起こさせたのち、１０℃で予措した区では、照射による褐変の程度が弱く、しかも発現の割合が最も少なくて、ゆっくり褐変した。この区は、貯蔵初期に果皮の萎凋が目立ったが、後期になると外観的には回復した。１０℃区は５℃区に比べて、照射による強い褐変が多く現われたが、５℃の方が褐変発現の割合は多い。これらの試料を長期間貯蔵すると予措温度２０℃区は健全果の割合は高いが目減りが２２％以上となった。長期貯蔵の効果を合わせ考えると５℃予措、５℃貯蔵区が最も良好である。貯蔵後の腐敗とカビ発生果は照射区で明らかに少なかった。

（ｉｉ） 照射後の貯蔵温度と褐変発生の関係

　結果は表１０および１１に示した。早生種では、照射後の貯蔵温度が高いものほど早く褐変が現れる傾向がみられ、照射後、１５日目頃が最高で以後次第に退色する。しかし、強く褐変したものは、貯蔵回数の経過と共に褐変がひどくなり表皮から腐敗していく。なお褐変の状態も二、三の違った型が認められた。晩生種では２０℃貯蔵が他の貯蔵温度より褐変の発生が少なかった。これは予措温度２０℃の晩生種の場合と共通した原因によるものかも知れない。貯蔵温度１０℃と５℃を比較すると、晩生種では５℃の方が褐変が少なく、貯蔵後の健全果も多かった。以上の結果、晩生種では照射前後の温度が２０℃の場合に褐変が少なくなるが、貯蔵効果を考慮すると、予措、貯蔵とも低温に保つほど有効と考えられる。

（ｉｉｉ） 包装と褐変との関係

　結果は表１２および１３に示した。いずれも包装したものの方が、無包装より照射による褐変がやや多くなる傾向が見られた。また晩生種で腐敗カビ果の率が、照射区でも見られたのは、貯蔵中に包装袋内に結露がみられたことから、過湿によるものと考えられる。

（ｉｖ） 収穫直後照射と褐変との関係

　表１４に示すように強い褐変が多量に現われた。みかんの生理活性が高いときに照射すると褐変が強く出るものと思われる。

　以上の結果から照射による褐変防止には、照射時のみかんの生理的活性を低くすることが重要で、よく熟成した果実をなるべく低温で長く予措したのち照射を行うのが良いと思われる。照射後の貯蔵温度も低い方がよい。

　ただし晩生種では、照射前後に短時間２０℃以上の高温に保つことが有効かも知れない。

　包装や加速電圧（３００ｋｅＶと５００ｋｅＶ）による褐変の防止効果は認められなかったが、加速器の違いによる照射効果の相違はなお検討する必要がある。

【追加資料】

　（１）照射加速器の種類と褐変との関係についての試験結果を

　　　　表１５に参考のため示した。ＣＷ照射では褐変がやや少

　　　　なく、貯蔵中に進行しなかったのに対し、ＥＰＳ照射の

　　　　試料は、４８日目の調査で褐変が著しく進行し、最終調

　　　　査では健全果が全くなかった。吸収線量は、前述の通り

　　　　ＥＰＳの方がむしろ少ない傾向であるが、ＥＰＳ照射の

　　　　試料は、照射直前に堺から京都まで約５時間（交通渋滞

　　　　、試料はホロで包み直射日を受けた）輸送したことによ

　　　　り、みかんに何らかの生理的変化を生じたことが考えら

　　　　れる。このほか、両加速器の間に褐変に影響する未知の

　　　　条件があるかも知れない。

　（２）　照射電子線の加速電圧と褐変との関係

　　　　　結果は、表１６に示した。前回の試験で５００ｋｅＶ

　　　　、１５０ｋｒａｄ照射した試料ではほとんど褐変が現れ

　　　　なかったが、さらにこの点の追試と加速電圧を変えた場

　　　　合の効果とを比較するため行った。この結果、本年の試

　　　　料では３００ｋｅＶでも５００ｋｅＶでも両者の間に褐

　　　　変発生について有意差は認めない。昨年の試料は品種が

　　　　「杉山」で収穫が１２月４日、５℃の予措期間が２０日

　　　　間で、１２月２７日照射という点から考えると、本年の

　　　　試料より熟成しており、照射時の生理的活性がおちてい

　　　　たことが考えられる。

（ｖ） 収穫時期と褐変との関係

　電子線照射による表皮の褐変はみかんの熟度、および生理活性と関係が深いことが予想されたので、収穫の時期を違えた試料で、収穫してから照射までの期間も半ヶ月と１ヶ月のものについて比較した。試料の数は各区１００個（ただし完全着色果の対象区は１４０個）ずつ供試した。

　表１７と表１８の比較よりわかるとおり、褐変の程度は、貯蔵中に減少していった。

　また、７、８分着色果は、完全着色果より明らかに褐変が多くあらわれた。７、８分着色果は、収穫から照射までの期間を１ヶ月としても褐変発生率には減少がみられないが、完全着色果では収穫後１ヶ月目に照射したものの方が半ヶ月のものよりも明らかに褐変発生が少なかった。

　電子線照射によるみかん表皮の褐変は照射１ヶ月後が最高になり、その後少しずつ消えていく。したがって、表１７には照射１ヶ月後、表１８には２〜３ヶ月後（３月２日調査）の褐変の状況を示した。表中、褐変のみられないもの、および褐変の疑いのあるものは、−とし、わずかでも明らかに褐変のみられたものは、＋、かなり強く褐変したものは、＋＋、強くまたは広い範囲に褐変したものを、＋＋＋としてあらわした。

３． みかんの附着微生物の放射線感受性

（１） 試　　料

　みかんに附着し変敗の主原因となるみどりかび（Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ　ｄｉｇｉｔａｔｕｍ）３株、あおかび（Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ　ｉｔａｌｉｃｕｍ）２株、はいいろかび（Ｂｏｔｒｙｔｉｓ　ｃｉｎｅｒｅａ）、くろぐされ菌、酵母菌各１株の合計１０菌株を用いた。これら菌株は、農林水産省園芸試験場興津支場より分与を受けた保存菌株、前項１で貯蔵試験に用いた大阪府和泉市産みかんから分離した菌株および東京における市販みかんから分離した菌株に分かたれ、それぞれＯｋｉｔｓｕ株、Ｏｓａｋａ株およびＴｏｋｙｏ株として区別した。

（２） 試験方法

　みどりかび、あおかびおよびＰｅｎ．ｅｘｐａｎｓｕｍは、ポテト・シュークローズ斜面寒天上に、また、はいいろかびは、分生芽胞の着生を良好にするため殺菌したみかん果皮上に室温で培養し、生じた分生芽胞をりん酸緩衝液（ｐＨ６．８）にけん濁した。くろぐされ菌および酵母にポテト・シュークローズ斜面寒天上に室温培養したのち細胞けん濁液とした。これらけん濁液に線量率４０００ｒａｄ／ｍｉｎ、温度２０℃、気相空気でＣｏ−６０γ線照射を行い、適当に稀釈してポテト・シュークローズ平板寒天上に散布し、室温（約２５℃）で２〜３日間の培養を行い、コロニー・カウントを行って生存率を測定した。各段階の線量に対する生存率曲線を作製し、それらの直接部分のＤ１０線量、シグモイド型生存率曲線の肩の線量に相当する誘導期線量ならびに線量１５０ｋｒａｄにおける不活性化係数（１５０ｋｒａｄから誘導期線量を減じ、Ｄ１０線量で除した数値）を算出して放射線感受性を比較した。

（３） 試験結果と考察

　各菌株について得られたＣｏ−６０γ線に対する生存率曲線は、図１〜４に示す通りである。

　糸状菌８株についてγ線感受性を比較すると表１９のように、あおかびおよびＰｅｎ．ｅｘｐａｎｓｕｍ芽胞のＤ１０線量は、２０ｋｒａｄ台であり、感受性が大きい。みどりかび芽胞がこれに次ぎ、Ｄ１０線量２９．５〜４３．５ｋｒａｄであるが、はいいろかびの放射線抵抗は、最も大きく、Ｄ１０線量が５０〜７０ｋｒａｄと大きいばかりでなく、誘導期線量も６２〜１２４ｋｒａｄなので、１５０ｋｒａｄの照射線量では不活性化係数０．４〜１．８と、当初の生菌数が１／１００に減少しない。ことに、表にみられるように、多くの場合、新たに分離した菌株の抵抗性は、Ｄ１０線量として１０〜２０ｋｒａｄ程度保存菌株よりも大きい。

　以上の結果を総括すると、温州みかんに附着する微生物のうち、あおかび、みどりかびの芽胞および酵母細胞は、１５０ｋｒａｄの表面処理線量により、原生菌数が１０・Ｅ（３）〜１０・Ｅ（６）以下と著しく減少し、相当な殺菌効果が予想できるが、はいいろかび芽胞およびくろぐされ菌細胞では原生菌数が半減、あるいは１０・Ｅ（２）まで減少する程度であろう。温州みかん変敗菌として最も一般的な菌は、あおかび、および、みどりかびなので、電子線による表面処理は、相当な効果を期待できるが、実際にみかん果皮に附着した状態での放射線感受性が、本実験結果と異なる可能性もあり、また芽胞が極めて濃密に附着している可能性もあるので、１５０ｋｒａｄの線量による完全殺菌はやや困難であるように思われる。

４． かびを接種したみかんに対する発生防止効果

（１） 試　　料

　晩生種「大岩」の完全着色果に４℃、１ヶ月の予措を行ったものを試験に供した。

（２） 試験方法

　あおかび（Ｐｅｎ．ｉｔａｌｉｃｕｍ）、みどりかび（Ｐｅｎ．ｄｉｇｉｔａｔｕｍ）、および、はいいろかび（Ｂｏｔｒｙｉｓ　ｃｉｎｅｒｅａ）は、いずれも園芸試験場興津支場より分与された標準菌株を用い、これらの芽胞を次のように接種した。

　先端約２ｍｍが、突出するように５本の虫ピンを植えた直径約１０ｍｍのゴム栓で、みかんの肩の部分に４回刺し傷をつけ、その周囲をマークした。予め大量培養し、集積した糸状菌芽胞を０．１Ｍりん酸緩衝液に懸濁し、約１×１０・Ｅ（５）個／ｍｌの濃度とした。直径１５ｍｍ程度の脱脂綿をガーゼで包み殺菌したタンポンを、芽胞けん濁液に浸し、マークした刺突部に２回づつ芽胞を塗布して接種した。接種の終わった試料は、ただちに収穫コンテナーにならべ、大阪府放射線中央研究所において、電子線照射を行った。水分の蒸散を防ぎつつ、空気の流通をはかるため、収穫コンテナー内にアセチルセルローズフィルム（フジタック、厚さ２００μ）でケースをつくり、各菌株、照射、非照射別に３０〜３２個づつの試料をならべて密封した。照射後ただちに理化学研究所に輸送し、照射終了後１２時間で４℃および室温（２０〜２２℃）の貯蔵を開始し、糸状菌の生育状況を経日的に観察した。

（３） 試験結果と考察

　全貯蔵試験を通じ、糸状菌によらない腐敗果はなく、また接種部以外からのかび発生は１個しかなくて、他はすべて接種した芽胞が生育した事は疑いなかった。かびの生育にともない、表皮組織の軟化や陥没が生じ、ついで菌そうが発生し、その後は、菌そう拡大と芽胞着生が進行する。この試験では、肉眼的に数ｍｍの直径のある白色菌そうの発生を以てかびの発生としたが、試験終了時には、更に生育が進んでいて、それ以後の新たなかび発生は全くみられない。

　あおかびの結果を図５、みどりかびを図６に示す。両菌株とも極めて類似した結果を与え、非照射対照では、１０〜１４日でかびの発生が明確になり、２０日目の発生率は８０％以上に達する。また４℃貯蔵では大分発生がおそくなるが、それでも５９日目には、６５％前後の高率になる。電子線照射を行った場合、室温貯蔵ではかび発生がおくれる上に発生率も低いが、最終的にはあおかびで６２．５％、みどりかびで４１．９％となり、非照射対照の半数以上の発生率となる。これに対し、４℃貯蔵では、かび発生が大幅におくれるのみでなく、日数を経ても発生は極度におさえられ、５７日目の最終結果でも発生率は１２．９％、１５．６％にすぎず、対照の６５％前後に対し、かび発生防止効果は著しく大きい。同様な傾向は図７に示すはいいろかびでもみられる。

　はいいろかびは、一体に生育がおそく常温でも４℃でも、約１ヶ月後から生育が認められるようになるが、７０日後に常温の対照は７４．２％の、また照射試料は４５．２％の発生率を示してそれほど照射効果は大きくない。しかも、４℃貯蔵では７０日後、対照が４３．３％の発生率を示すのに対し、照射試料は３．２％の発生しかなく、極めて照射効果が大きい。

　最終的にかび発生果の出現率を比較すると、表２０のようになる。非照射対照での出現率を１００とし、照射処理によりどの程度減少したかの比率を求めて、これをかび発生防止率とすると、室温貯蔵の場合２８．２〜５０．０％の防止率であるが、４℃貯蔵の場合７５．８〜９２．９％であり、低温貯蔵でのかび発生防止効果は、著しいものがある。昨年度の試験研究で各菌株芽胞のγ線抵抗性を測定したところでは、線量１５０ｋｒａｄにおける　Ｉｎａｃｔｉｖａｔｉｏｎ　ｆａｃｔｏｒ　は、あおかび６．１、みどりかび４．１、はいいろかび１．８であり、放射線抵抗性からいえば、照射効果はあおかびで著しく大きく、はいいろかびでは極めて小さいはずである。しかし、貯蔵試験では、全く逆であって、照射効果は、はいいろかびで最大であり、あおかびが最小である。また各菌株を通じ、低温貯蔵での照射効果は、常温貯蔵の場合よりも明らかに大きい。

　このような結果を与える理由は、接種された芽胞の発芽生長速度と、刺突より生じたみかん表皮の損傷のキュアリングによるものと考えられる。すなわち、常温では表皮損傷が、キュアリングする前に残存する芽胞が発芽生育し始め、このため照射により相当に芽胞が死滅してもなお充分な照射効果を期待できない。一方、低温貯蔵は表皮損傷のキュアリングのために適当な条件であるばかりでなく、図５〜７にも明かなように、芽胞の生育は著しくおそい。したがって照射後の残存生菌数は常温貯蔵と同一であっても、菌が生育、浸害することが困難となる。はいいろかびは、特に生育のおそい菌株であるため、非照射対照区でも、かび発生率が低くなるほどであり、照射による生菌数減少がかび発生の有無にクリティカルな影響を与えているものと考えられる。

　結論として、あおかび、みどりかび、及びはいいろかびに関するかぎり、常温および４℃貯蔵とも、１５０ｋｒａｄの電子線表面処理はかび発生防止効果がある。常温貯蔵では、防止効果は大きいとはいえず、かび発生を最大約半数に減少させる程度と考えられるが、４℃貯蔵では防止効果が著しく、対照のかび発生率を７５％以上減少させるものと考えられる。

５． 果皮中の香気成分の変化

（１） 試　　料

　試験材料とした晩生種温州みかんは、収穫直後、日新ハイボルテージ（株）において、健全果に電子線を両面より、線量１５０ｋｒａｄ照射した。本試験には、照射直後および照射後１ヶ月間、大阪府立放射線中央研究所の貯蔵室（４℃、湿度８０〜９０％）にて貯蔵したものを用い、それぞれ非対照の対照区と比較した。

（２） 試験方法

（ｉ） 試料の調製

　精油の調製は、山西ら、および門田、中村が行った低温処理法を用いた。温州みかんを剥皮し、外果皮を細切して細口びんに入れ、１．５倍量（重量比）のエーテルを加え、２０℃室温にて１回約７日、計３回抽出した。抽出後、エーテル層を採り、スナイダーカラムを用いてエーテルを除去した後、２０〜３０ｍｍＨｇ、４０℃にて減圧水蒸気蒸留を行った。蒸留液に食塩を飽和してエーテル層を採り、エーテルを除去して精油を得た（図８）。

　得られた精油を、Ｋｉｒｃｈｎｅｒ，Ｍｉｌｌｅｒ　の方法を引用した門田、中村の方法に従い、炭化水素化合物と含酸素化合物とに分割した。

　１００℃で２４時間活性化した１００〜２００メッシュのシリカゲルをｎ−ヘキサンに懸濁し、直径２ｃｍ，高さ２０ｃｍのカラムを作成した。次に精油１０ｍｌをカラム上部より注入し、ｎ−ヘキサンで溶出した。溶出液を５ｇずつフラクションコレクターで分割採取し、それぞれのフラクションをシリカゲルの薄層プレートにスポットした。これに０．０５％フルオレッセイン溶液を、噴霧して臭素蒸気にさらし、ピンクの地に黄色のスポットを生じたフラクションを合併した。シリカゲルカラムに吸着した含酸素化合物は酢酸エチルで溶出した。それぞれの溶媒を無水芒硝で脱水した後、減圧蒸留により除去し、残留物を少量のエーテルで抽出して、これをガスクロマトグラフィーの試料とした（図９）。

（ｉｉ） ガスクロマトグラフィー

　本試験に用いたガスクロマトグラフは、水素炎イオン化検出器を備えた島津ＧＣ−４ＢＰＴＦ型で、カラムは６０〜８０メッシュのＳｉｍａｌｉｔｅ担体ＰＦＧ−６０００の固定相液体を２５％含む充填剤を３×３０００ｍｍのステンレススチール管につめたものを用いた。なお、キャリヤーガスは窒素を用いた。

（３） 試験結果

（ｉ） 官能検査による比較

　照射直後（採取直後照射区）のものについては、外観、香り、共に非照射（採取直後対照区）のものと変わりなかった。照射後、１ヶ月間貯蔵（貯蔵照射区）したものについては外果皮表面が一部褐変し、著しいものは果皮全体におよんでいた。

　外果皮の香りについても、貯蔵照射区のみ変化があった。これは個体差が著しく、いわゆる温州みかんの臭いとは別に、欧米のオレンジに近いような臭いのするものもあり、また僅かに腐敗臭のするものあった。貯蔵対照区では、上述のような現象はみられず、外観上、照射しない方が優っていた。

　果肉についても、貯蔵照射区ではみかん缶詰が水素膨張したときのような膨張缶臭のするものがほとんどで、この点も照射しない方が優れていた。

（ｉｉ） 精油の収率

　エーテル抽出した粗精油を減圧水蒸気蒸留し、得られた精油の収率を表２１に示す。収率は、貯蔵照射区が極めて低い値であった。

（ｉｉｉ） ガスクロマトグラフィ

　シリカゲルカラムにより分割した炭化水素化合物および含酸素化合物について、ガスクロマトグラフィにより、精油成分の変化を調べた。

ａ） 採取直後の炭化水素化合物

　採取直後の炭化水素化合物についてのガスクロマトグラムは、図１０のようなピークパターンを示した。照射区、非照射対照区を比較すると特に変化はみられなかった。図１０において対照区の方が、全体にピークが小さいが、これはガスクロマトグラフィの試料とする際、少量のエーテルで抽出した為、精油の濃度の差によって生じたものである。

ｂ） 採取直後の含酸素化合物

　採取直後の含酸素化合物については、図１２に示したように、ピークＮｏ．２１より前半に多少の変化があった。即ち、対照区と比較して、６、７、１１、１４、１７のピークが大きく、１９と２０のピークは大きさが逆転していた。

ｃ） 貯蔵後の炭化水素化合物

　照射後１ヶ月間、低温貯蔵した場合の炭化水素化合物についてのガスクロマトグラムは図１１のようなピークパターンを示した。この場合、前半に多少の変化があり、また、ピークＮｏ．２２より前半のピークが全体に対照区と比べて照射区の方が小さくなっていた。

ｄ） 貯蔵後の含酸素化合物

　貯蔵後の含酸素化合物については、図１３に示すようなガスクロマトグラムを得た。この場合も、対照区と比べてピークＮｏ．１８から、前半のピークが小さくなった。特にピークＮｏ．２、８、９、１１、１２、１３等のピークの減少が目立った。

（４） 考　　察

　温州みかんに電子線を照射した場合、２５０ｋｒａｄまでは外観、食味に悪影響を与えないという梅田、川嶋らの報告がある。また、さらに梅田、川嶋らは、油胞陥没から褐変までの現象は収穫から照射処理までの経過時間が短いほど発生しやすい、と報告している。熟度７〜８分の温州みかんを用いた本試験の場合は、１５０ｋｒａｄではあったが、褐変が著しく、食味もやや劣った。また油胞陥没の著しかった貯蔵照射区については、精油の収率が極めて低かった。温州みかんの照射による表皮褐変の発生条件とくに熟度との関係については今後さらに検討を要する。

　官能検査において、対照区では採取直後と貯蔵後との間に変化を認めず、貯蔵照射区で異臭を感じたことから、この異臭を感じる何らかの成分は貯蔵照射区のガスクロマトグラムのピークパターン中にあると考えられる。

（５） 要　　約

　試験結果を要約すると次のようになる。

　（１）　外観、食味等、官能による比較は貯蔵照射区に著しい劣化

　　　　がみられた。即ち、外果皮が褐変し、油胞の陥没した果実が

　　　　多く、食味もやや異臭のするものがあった。

　（２）　精油の収率は貯蔵照射区が極めて低い値であった。

　（３）　ガスクロマトグラフィによる精油成分の比較は、各区に多

　　　　少の変化を認め、特に貯蔵照射区では炭化水素化合物、含酸

　　　　素化合物共に顕著な変化がみられた。官能検査で貯蔵照射区

　　　　に異臭を感じたのは、このピークの差異によるものと考えら

　　　　れる。

６． 果皮中の有機酸の変化

（１） 試　　料

　供試材料（温州みかん、品種：大岩）は、１２月５日に収穫した。収穫後約１ヶ月間は、大阪府立放射線中央研究所の低温室（４℃）で予措を行った。その後、同研究所の電子線照射装置で１５０ｋｒａｄの電子線を照射し、貯蔵は上記低温室（４℃）で行った。

（２） 試験方法

　照射によって障害を受けやすい果皮（フラペド）の有機酸を、収穫直後の非照射試料、照射直後ならびに照射後１ヶ月の試料について測定した。有機酸としては、呼吸に関係するＴＣＡｃｙｃｌｅの有機酸、褐変現象と関係すると考えられるアスコルビン酸、脂肪酸（過酸化物価を含めて）を測定した。ＴＣＡｃｙｃｌｅに関する有機酸は常法により、イオン交換樹脂を用いて分離し、さらにシリカゲルカラムクロマトグラフィにより分離定量した。アスコルビン酸は、ＲＱａ法により測定した。脂質は、クロロホルム：メタノール（１：１）溶液で抽出し、５％メタノール性ＫＯＨでケン化後、ジアゾメタンでメチルエステル化を行い、ガスクロマトグラフィで分析した。本試験では、脂肪酸の組成の変動を検討した。脂質の過酸化物価は、クロロホルム：メタノール（１：１）溶液で抽出した脂質について測定した。すなわち、脂質抽出液１ｍｌ、ＣＨＣｌ３　１０ｍｌ、氷酢酸１５ｍｌ，ＫＩ　１ｇを混合し、３分間加熱した後冷却し、７５ｍｌの水を加えて、デンプンを指示薬として、０．００１Ｎチオ硫酸ソーダで滴定して求めた。

（３） 試験結果と考察

　表２２にＴＣＡｃｙｃｌｅに関する有機酸の変化を示した。リンゴ酸、クエン酸の他、数種の有機酸が認められたが、含有量が少ないが、分離が十分でなかったので、それらはＡ，Ｂのグループとして中和に要した０．０１ＮＮａＯＨ量で示した。これらの有機酸については、非照射区、照射区とも貯蔵中ほぼ同様な変化を示した。すなわち、貯蔵中には、Ａに属する有機酸とクエン酸は増加し、リンゴ酸は減少した。アスコルビン酸においても照射の影響はほとんど認められなかったが、貯蔵中には非照射区、照射区とも減少した（表２３）。果皮中に含有される脂質含量は７００〜１６００ｍｇ／１００ｇ新鮮重で、貯蔵中に減少する傾向にあったが、この傾向は照射の有無とは関係がないようであった。構成する脂肪酸組成を調べたところ（表２４）、リノール酸（ｃ１８：２）が最も多く、リノレン酸（ｃ１８：３）、パルミトオレイン酸（ｃ１６：１）、オレイン酸（ｃ１８：１）、パルミチン酸（ｃ１６：０）の順であった。収穫直後の非照射試料と照射後１ヶ月の照射試料で、ｃ１８：２、ｃ１８：３が多いようであるが、遊離脂肪酸含量やその組成など詳しく調べなくては断定することはできない。果皮の脂肪抽出液の過酸化物価は、収穫直後４０．７であったものが、貯蔵中に減少し、予措１ヶ月後には検出できなかった。そして、この時期では照射によって過酸化物価がとくに大きくなることもなかった。

７． 果皮中のカロチノイドパターンの変化

（１） 試　　料

　試験に供試した晩生種温州みかん試料の大部分は１５０ｋｒａｄ電子線照射直後には表面色に変化が認められなかった。しかし、１５０ｋｒａｄ電子線照射後５週間貯蔵した試料においては、多くのものに褐変が認められ、褐変の生じなかった試料は全個数６３個のうち１３個（２１％）であった。

　以下の試験においては、１５０ｋｒａｄ照射した後、５週間貯蔵の試料のうち、褐変の生じていないものを選別して使用した。

　なお参考として、褐変試料より褐変部位を切り取って分析を行い、非褐変部位の試料と比較検討した。

（２） 試験方法

（ｉ） カロチノイドの抽出

　果皮を剥皮し、アルペドの除去を行わないで細断し、精秤後図１４に示す操作によってカロチノイドの抽出および精製を行った。即ち試料果皮の磨砕物よりアセトンで抽出し、その抽出物をケン化し、不ケン化フラクションを集めステロイド除去を行って、カロチノイドのエーテル溶液を得た。

（ｉｉ） 全カロチノイド量の定量

　果皮の全カロチノイド量は、β−カロチンの　λ　ｍａｘ　４５１ｎｍでの

　　　　　　１％

吸光係数　Ｅ　　　　（エーテル中）が２５００であることにも

　　　　　　１ｃｍ

とづき、前述のカロチノイドエーテル定容溶液の４５１ｎｍでの　ΩＤを求め、β−カロチン換算値を算出し、果皮の乾燥物１００ｇ当たりのｍｇ数（ｍｇ％）で表示した。

（ｉｉｉ） カロチノイドの分離

　前述のカロチノイド溶液をＴＬＣに供し、カロチノイドの有する官能基の種類と数によって、９つのカロチノイドグループに分離した。

（ｉｖ） 各カロチノイドグループの構成比率（カロチノイドパターン）の測定

　前述のＴＬＣをそのまま光電濃度計に供して、全カロチノイドに対する各カロチノイドグループの占める割合を％で示した。

（ｖ） カロチノイドグループの定性

　各カロチノイドグループの定性はＴＬＣにおける標品のＲｆ値との比較、吸収スペクトル、エポキサイトの定性実験などによって行った。

（３） 試験結果と考察

（ｉ） 全カロチノイド量

　全カロチノイド量の測定の結果は表２５に示した。照射直後の試料の全カロチノイド量は、対照の試料に比べて１７．４％の増加を示した。また、未照射の試料の全カロチノイド量は５週間の貯蔵中に約８％の増加を示したが、一方照射試料においては、全カロチノイド量の増減は、認められなかった。

　このような現象は柿、しそ葉およびほうれん草葉に用いた研究において報告されており、その理由として、カロチノイド生合成系の賦活、または、カロチノイドの放射線化学反応による吸光係数のより高いものへの変換を推論している。この温州みかん果皮における現象も後述のカロチノイドパターンが変化しないことから次のように推論される。

　１５０ｋｒａｄ照射したものは、カロチノイド生合成が、一時的に賦活され、そのカロチノイド含有量は、急速に増加するが、やがて放射線障害が表れてその後の生合成は抑えられる。これに対して未照射の果皮は、その生合成は正常であるので、続く５℃という低温貯蔵中にもカロチノイドが生合成されるものと推論される。

（ｉｉ） カロチノイドグループの定性

　果皮のカロチノイドをＴＬＣに供した結果は、図１５のように１０本のバンドに分離した。Ｒｆ値の高いものからＦ−１〜Ｆ−１０と記号を付す。これらのバンドをかき取り、エーテルで抽出し、その抽出液について種々の定性実験を行い、その定性の結果とそれに基づくカロチノイドグループの同定を表２６に示した。なお、表２６のうち、吸収極大とクエン酸テストに関しての吸収スペクトルは、図１６のその１〜４に示した。

　カロチノイドパターンは、表２７に示すように、分析したいずれの試料においても同一のパターンを示した。その特徴は、Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ　と　ｍｏｎｏ−ｏｌ　の和（Ｈ＋Ｍ１＋Ｍ２＋ＭＭ）　と　ｄｉ−ｏｌ（Ｄ＋ＤＭ１＋ＤＤ１＋ＤＭ２＋ＤＤ２＋Ｐ）が半々に存在していることである。このことは、温州みかん果皮におけるカロチノイドには、普遍性があるという報告と一致する。

　このように照射および貯蔵試料において同じパターンを示すことは、その表皮の色調が同じであることを意味するものと考えられる。

（ｉｉｉ） 温州みかん果皮の褐変とカロチノイドの関係

　前に述べた実験の際に、１５０ｋｒａｄの電子線照射後３週間貯蔵した試料において、多くの褐変が生じた。その褐変の部位について、カロチノイドの量およびパターンを調べた結果は表２８に示す通りである。

　褐変部の全カロチノイド量は非褐変部に比較して、約２０％減少しており、カロチノイドが分解されることを示している。

　カロチノイドパターンは、非褐変部に比べて大きく異なっている。その特徴は、Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ，ｍｏｎｏ−ｏｌ　が減少していることである。非褐変部において、Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ　と　ｍｏｎｏ−ｏｌ　の和は約５０％を占めているのに対して、褐変部は約３８％であり、酸化された型のカロチノイド（Ｄ＋ＤＭ１＋ＤＤ１＋ＤＭ２＋ＤＤ２＋Ｐ）の占める割合が増加している

　この結果から、褐変反応はカロチノイドの酸化を伴い、カロチノイドの分解をも引き起こすものと考えられる。

（４） 要　　約

　温州みかんに電子線を１５０ｋｒａｄ照射した場合の果皮の色の変化をカロチノイド色素について調べた結果を要約すると次のようである。

　１）　カロチノイド含有量は、照射によって一時的にその含有量が

　　　増加する。しかし、続く貯蔵中に照射試料においては、全カロ

　　　チノイド量の増加は認められないが、未照射試料においては、

　　　全カロチノイド量が増加する。したがって照射直後に生じた全

　　　カロチノイド量の差は約５週間の貯蔵後には、ほぼ認められな

　　　くなる。なおこの間の表面色の変化は、肉眼的には認め難い。

　２）　カロチノイドパターンは、全カロチノイド量の変化に関係な

　　　く、照射および貯蔵試料のすべてにおいて全く同一のパターン

　　　を示した。

８． 果皮中のポリフェノールオキシダーゼ、フェニールアラニン・アンモニアリアーゼの活性およびポリフェノー ル物質の変化

（１） 試料と試験方法

　試料として用いた晩生種温州みかんは、１１月２１日に収穫した後、照射まで予措を行った（４℃２週間）。照射は、１２月６日に日新ハイボルテージ（株）の電子線照射装置を用いて行った。電子線照射の線量は１５０ｋｒａｄで、照射後の貯蔵は２０℃および５℃下で行った。　ポリフェノールオキシダーゼ活性の測定は、果皮のフラベド部分のアセトンパウダーから、ｐＨ６．０の燐酸塩緩衝液（１／１５Ｍ）で抽出した粗酵素液につきカテコール（終末濃度、５×１０・Ｅ（−３）Ｍ）を基質として、ワールブルク検圧計を用いて３０℃下で行った。

　フェニールアラニン・アンモニアリアーゼの活性の測定は、上記と同様アセトンパウダーから、ｐＨ８．８のホウ酸塩緩衝液で抽出した粗酵素液についてＲｉｏｖらの方法を適用して行った。すなわち、Ｌ−フェニールアラニンを基質とし、生成されるケイ皮酸の量を測定した。反応液のｐＨ８．８（ホウ酸塩緩衝液）、反応温度４０℃、ケイ皮酸の測定は、反応液を適当に希釈し、波長２９０ｍμにおける吸光度を測定することによった。

　ポリフェノール物質の測定は、果皮のフラベド部分の熱アルコール抽出液について、全フェノールの定量には、Ｆｏｌｉｎ　Ｄｅｎｉｓ試薬を、オルト・ジフェノールの定量には　Ａｒｎｏｗ　試薬を用いて行った。

（２） 試験結果

（ｉ） 温州みかんのフラベド部分のフェノール物質の変化

　全フェノールおよびオルト・ジフェノールの照射による変化は、表２７（１）に示すように、照射後、２０℃または５℃に貯蔵した場合においても、一時的に１割〜２割増大することが認められた。