食品照射に関する文献検索

照射技術（ＲＡＤＩＡＴＩＯＮ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ）：食品に放射線を照射するためのさまざまな手法

照射技術

発表場所 : 食品照射、ｖｏｌ．１（１，２）、１８−２６．
著者名 : 飯塚　義助
著者所属機関名 : 東京都アイソトープ総合研究所
発行年月日 : １９６６年

食品照射の経済性と照射食品の安全性

食品照射の経済性と照射食品の安全性

○ 序

　食品照射の研究は世界各国において広く行なわれており、なかにはすでに本格的実用化に入ろうとしているものもある。食品照射の実用化にあたっては、その経済性と安全性とが重要な問題となる。施設にどのくらい金がかかるか、照射費はどうなるか、また従来法にくらべてどのようなメリットがあるかなどが問題となる。またさらに強い関心をもたれることは、照射した食品の安全性すなわち、毒性物質が生成しないか、ガン原性物質はできないか、栄養成分が破壊されないか、放射能をおびはしないかなどといったことが問題となる。

　照射費について従来多くの報告があるが、それらも実際の経験に基ずいての結果というよりは、いろいろ理想的な条件を設定して推定したものが多く、あまり確定的なものともいいがたい。まして食品照射が経済的になり立つかどうかの問題になると、対象になる食品の生産、流通、さらには需要の状況等を考慮して判断されるべきものであって、単に照射費の問題だけではない。つぎに安全性の試験となると、物理的、化学的試験などのほかに動物の飼育試験が要請される。飼育試験を長期にわたって行なうとなると、莫大な経費もかかるので、現在までのところ本格的な試験を行なっているのは米国ぐらいなものである。他の国では米国のデータ待ちといった状態である。ここに食品照射の経済性を判断する上に必要な若干の資料を提供し、また安全性についてのこれまでの試験結果の概要を紹介する。

１． 線源および照射費

１．１ ＲＩ線源

　従来食品照射には多くＣｏ−６０、Ｃｓ−１３７などのアイソトープが用いられてきた。Ｃｏ−６０は普通の金属コバルトを原子炉で中性子照射してつくられるものであり、Ｃｓ−１３７は原子炉の燃料の燃えかすである原子炉灰から分離されるものであって、いずれもγ線を放出する。Ｃｏ−６０を線源とした照射施設が、大は１０・Ｅ（６）Ｃｉの程度のものまで数多くつくられて、基礎的研究、実用化試験などが行なわれている。

　Ｃｏ−６０の価格は年年安くなっており、その推移を示したのが第１図である。昨年１２月、米国原子力委員会はさらにＣｏ−６０の価格を改訂した。それによると、１〜１５Ｃｉ／ｇの比放射能のもので、１０・Ｅ（５）Ｃｉ以上を購入する場合４０セント／Ｃｉ、３０〜４５Ｃｉ／ｇのもので５５〜６５セント／Ｃｉとなっている。

　Ｃｏ−６０のほかに、原子炉灰から分離されるＣｓ−１３７が用いられることは前述したが、Ｃｓ−１３７は半減期が長く（Ｃｏ−６０が約５年であるのに対し、Ｃｓ−１３７は約３０年）、またγ線のエネルギーがＣｏ−６０の約半分で、照射室などの遮蔽設備に要する経費が少なくてすむなどの利点がある。Ｃｓ−１３７の価格も年々安くなっており、現在でもＣｏ−６０と大体同じである。将来原子炉の運転が多くなるとともに大量に生産されるようになり、価格も当然低下し、工業用線源として最も適したものの１つになることが予想される。

　このようなＲ１線源を用いると照射費がどうなるか、実際に本格的実用化に成功している例が少ないので、信用しうるデータもあまりないが、参考までに２、３報告にあらわれている検討結果を紹介する。第１表に示したのは、英国のＮｕｃｌｅａｒ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｐｌａｎｔ社が設計し建設したもので、主として医療用具の殺菌の目的でつくられた施設によるデータである。

　第１表の結果は次のような仮定のもとに試算したものである。

１）処理量は施設の耐用期間中一定とする。

２）年１回線源を補充する（１２．５％）

３）年５０週運転する。

４）施設費は１０年償却とする。

５）Ｃｏ−６０資本費についてはその２５％を償却する。

６）利息は施設費については２．５％、Ｃｏ−６０資本費の７５％に

　ついて５％

７）年間維持費は施設資本費の２％

８）特別の技術者は１人とし、週５日運転

９）Ｃｏ−６０　８０セント／Ｃｉ　（装着までの全経費を含む）

１０）線量　２．５Ｍｒａｄ

　わが国でこのような施設をつくるとすれば、施設費は若干安くなると思われるが、線源価格が輸送費その他の関係で２０〜３０％高くなると思われる。年間総経費のなかで、線源関係の占める割合は４０〜６０％と見込まれるので、したがって照射費が２０％程度高くなると見るのが安全である。

　第１表の結果からわかるように、線源が大きくなり処理量が多くなるとともに照射量は安くなる。このような計算においては、施設が能力一杯に利用されると仮定したものであることは注意を要する。また表の結果は、所要線量２．５Ｍｒａｄとしての照射費であるが、食品の種類、照射の目的によって所要線量が変ってくることは当然である。そして線量が少なくなるほど照射費が安くなることも当然である。しかしそれには処理能力の点から限度がある。第２表にはいろいろな食品について照射費の推定値がのせてある。

　照射施設としては、上記のような固定式の施設のほかに、移動式の線源も開発され、試験的に利用されている。たとえばカナダでは、ジャガイモの照射用に１．８×１０・Ｅ（４）ＣｉのＣｏ−６０をトレーラーに装備したものを試作しており、２．２００１ｂ／ｈｒの処理ができる。また米国ではイチゴ用に１２．５×１０・Ｅ（４）ＣｉのＣｏ−６０を装備し、線量０．２Ｍｒａｄで１．０００１ｂ／ｈｒの処理能力を有するもの、魚の照射用で船積式の３×１０・Ｅ（４）ＣｉのＣｏ−６０で１５０１ｂ／ｈｒの処理能力を有するものなどを開発しつつある。わが国で移動式線源を利用するとすれば、道路事情などの関係から軽量のものが要求され、この点でも照射の目的に適したＸ線発生装置の開発が望まれる。

１．２ 加速器

　放射線としては、アイソトープからの放射線のほかに、機械によって人工的に発生した放射線も利用される。このような機械を一般的に加速器と呼ぶ。バンデグラフ、線型加速器などいろいろな加速器が開発されている。第３表にはこれらの加速器による電子線照射の照射費試算の結果を示す。表中最下段に示した照射費は、Ｍｒａｄ照射するときの１ｋｇあたりの経費である。所要線量が低くなればそれだけ照射費が安くなることは当然である。また一般の加速器の出力が大きいものほど安くなる。Ｃｏ−６０などのアイソートプに比べて、加速器の方が照射費は安くなる。しかし問題は、電子線では透過性が悪く、１ＭｅＶの電子線でほぼ均一に照射できるのはたかだか数ｍｍの程度である。したがって薄物の照射とか、表面だけの処理などには加速器電子線がすぐれているが、厚物には不適当である。そこでこの電子線をさらに金属のターゲットにあてて、Ｘ線に変換して利用する試みもある。この場合、電子線のエネルギーをＸ線のエネルギーに変換する変換効率が低い点に問題がある。

２． 食品照射の経済性

　食品の損敗を防ぎ、貯蔵期間を延長する方法として、従来もいろいろの方法が用いられているが、あらたに放射線照射の方法が加わったわけである。食品損敗の主な原因とその防禦法をまとめてみると、第４表のとおりである。放射線照射も万能なものではなく、照射したものを冷蔵するとか、照射に加熱を加味するとか、従来法と組合わされるとき、より一層その効果を発揮しうるものである。

　放射線照射は食品貯蔵に利用されるばかりでなく、照射によって食品の品質を改良する上にも利用される。以下には将来有望と思われる食品照射の例について、その概略を述べ、若干の経済性の検討を加えてみる。

　１）完全殺菌

　食品を完全に殺菌して、罐詰などの代りにしようとするものである。対象としてはベーコンハムなどの肉類が取上げられ、主として米国陸軍におてい研究が重ねられてきたものであって、米国ではベーコンをＣｏ−６０γ線で４．５〜５．６Ｍｒａｄ照射したものについて、１９６３年２月１５日に許可が出されている。現在３０，０００ポンドを民間会社に発注する程度まで実用化に入っているが、これはもっぱら軍用として重視されているものである。わが国におていこのような肉類の完全殺菌が近い将来重要になるかどうかは疑問である。

　２）パスツリゼーション

　完全殺菌ではなく、大部分の菌を殺して、菌の密度をさげ、しかも冷蔵して貯蔵期間延長する方法である。果物類、魚介類などが有望視されている。米国ではイチゴ、オレンジなどが注目されているが、特にイチゴは主として西部カリフォルニヤで生産され、東部へ運ばれるため、輸送には少なくとも数日を要する。そのため従来は２５％の損失が出ていたが、照射を用いると損失を５％以下におさえることができるとして重要視されているものである。

　魚介類はわが国では特に重要な蛋白源であり、その貯蔵は従来から問題になっている。魚はとってからすぐに氷で冷蔵して、貯蔵期間は４〜１０日といわれている。従来これを長期貯蔵ために冷凍が用いられているが、放射線照射して氷で冷蔵すると、１カ月あるいはそれ以上貯蔵することができ、しかも鮮魚の味はそのまま保たれる。処理費は冷凍と大体同じ程度である。

　米国水産庁で魚の放射線貯蔵について意見をもとめた結果が報告されているが、それによると、鮮魚の貯蔵期間延長についての希望として、生産者は２０〜３０日、加工者は７〜３０日、卸業者は１０〜３０日、小売業者は１〜３０日の期間延長が望まれるとしている。また処理費については、解答者の４０％が４〜８円／ｋｇ、３０％が８〜２４円／ｋｇ、残りの３０％が１６〜４０円／ｋｇの程度ならば有望であるとしている。わが国でこのような調査をしてどのような解答がでるか興味がもたれる。

　３）消毒

　主としてサルモネラ菌の殺菌消毒を目的としたものであって、対象は、生卵、冷凍あるいは乾燥した卵、肉類などである。従来熱処理の方法が用いられ、１４８Ｆ，２．５分の処理が行なわれているが、ちょっとあやまると蛋白変性を起こしたり、殺菌不十分になったりする。放射線照射では殺菌は完全であり、処理費も従来法と大差ない。

　４）殺虫

　主として穀類を対象とし、害虫の駆除を目的としたものである。従来害虫の駆除にはメチルプロマイド、クロロピクリン、ホストキシン（燐化水素）などの燻蒸剤が用いられているが、燻蒸剤では透過性が悪いため、殺虫も完全にはいかず、特に卵が殺虫不十分になるおそれがある。放射線を用いると、卵も含めて殺虫は完全にできる。処理費は燻蒸の場合１００〜２５０円／ｔｏｎといわれているが、放射線照射費は現状では２倍程度に高くなると推定される。将来照射費が安くなれば、実用が期待される。

　５）発芽抑制

　ジャガイモ、タマネギはそ菜の中でももっとも主要なものであり、これらの貯蔵法が改良されて価格が安定することは、そ菜全体の価格安定の上にきわめて重要なことといわれている。ジャガイモ、タマネギの貯蔵でもっとも問題になることは、発芽による損失である。収穫してから２，３ヵ月の休眠期をすぎると発芽する。従来この発芽をおさえるため、化学薬剤を散布する方法が試みられている。たとえばジャガイモでは、収穫前４〜６週にマレイン酸ヒドラジッド（ＭＨ）を圃場に散布するとか、収穫後ＣＩＰＣを散布するなどの方法が用いられ、またタマネギについてもＭＨ散布が試みられており、その経費はいずれの場合も４００〜５６０円／ｔｏｎといわれている。これらの薬剤による方法は、うまくゆくと良結果を与えるが、その使用条件に厳密さを要求され、早すぎたり、濃度が適当でないと、そのためにかえって損敗したり、効果が出なかったりする。タマネギの場合には、０°〜２℃に冷蔵して発芽を抑制する方法も用いられているが、その経費は７月から１１月頃まで貯蔵するとしても〜５０００円／ｔｏｎの程度となる。

　放射線照射を用いると、わずかの線量で顕著な発芽抑制効果が現われ、操作もきわめて簡便である。ジャガイモの場合５〜１０Ｋｒａｄ、タマネギで３〜４Ｋｒａｄの照射でよく、照射費は２００〜５００円／ｔｏｎの程度である。

　６）品質改良

　殺菌貯蔵などとことなり、照射によって食品自体の品質を改良しようとするものである。乾燥野菜を照射すると、水に戻したとき短時間で復元することが知られており、実用される可能性がある。海草から寒天を抽出するとき、照射するとき、照射した海草を用いると、収量も多く、また処理も迅速にできるなどの利点があげられている。またウィスキーなどの蒸溜酒に照射して熟成をはやめる方法などもいろいろ研究されており、有望なものと思われる。

　以上のような有望視される食品照射について、その照射費をまとめてみると第５表の通りである。

３． 照射食品の安全性

　食品照射を実用するにあたっては、経済性の問題とならんで、あるいはむしろそれより先に安全性が問題となる。安全性の試験としては、最後の断は動物試験に頼らざるをえない。照射した食品を飼料として動物を飼育し、その影響の有無をしらべ、さらにできれば人体試験も望まれるわけである。現在までのところ、本格的な動物試験を行っているのは米国くらいのものである。米国では１９５４年頃から本格的な動物試験を行なわれ、安全性を確めた上で、すでに数種の食品について、許可が出されている。第６表は米国で行なわれた安全性に関する試験の概要をまとめたものである。

　表に見られるように４０種にのぼる食品について、完全殺菌線量に相当する高線量を照射し、３ヵ月間貯蔵したのち、これによってラット、犬、猿などを飼育して影響をしらべている。人体試験としては、３３人について、０．０１〜４Ｍｒａｄ照射した５４種の食品で１００％１５日間給食を行なった。これらの数多くの動物試験の結果は、ほとんど照射による悪い影響のないことを示したが、中で２，３疑問のもたれたものをあげてみると次のようなものがある。小麦粉、エビで犬を飼育して甲状腺炎が多くなる。ラードの場合、犬で消化率が低下する。ニンジンの場合、ラットで成長率が低下する。混合飼料、マウスで心退行変性を起こすなどである。これらの点についてさらに試験が繰返され、これらが照射とは無関係な他の原因によることが確かめられた。照射したエビで犬の甲状腺炎が増加する問題については、目下追試中との報告がある。

　栄養価の点でも照射の影響はそれほど問題にならないといわれている。ビタミンなどはもっともこわれやすいものであるが、罐詰、加熱などでも同様にビタミンはこわれるわけで、照射が特に悪いということはない。特にこわれやすいビタミンＫなどについては、これを添加するなどの方法を用いれば問題はないと思われる。

　食品の照射によって放射能が誘起されるものではないかという心配がある。照射をするのはちょうど光で照らすようなものであって、照射を終ったあとに照射に用いた放射線が残るようなことはない。しかしエネルギーの高い放射線で照射した場合、放射線が食品中の元素の原子核に作用して、新たな放射能を生ずる可能性はある。そこでいろいろなエネルギーの放射線で食品を照射し、誘起放射能の測定が行なわれた。その結果、Ｃｏ−６０γ線および１１．２ＭｅＶ以下の電子線が照射する場合には、検出されるような放射能は生じないことが確かめられた。以上はすべて米国における結果ではあるが、完全殺菌線量のような高線量照射の場合においても、照射が特に有害な影響を与えないことを示しており、この結果からみれば、パスツリゼーションとか、発芽抑制などのように、線量の低い照射では、安全性の上には問題はないと思われる。しかしながらわが国において食品照射を実用しようとする場合、その安全性をどのように考えるかが問題となる。外国のデータをそのまま信用してしまうか、それともわが国では独自の安全性の試験を行なうべきか、行なうとすればどの程度まで行なうか、それらの点については、原子力委員会にできた食品照射専門部会において検討され、早急に結論を出されるものと期待される。

○ 結び

　以上不十分ながら、食品照射の経済性と安全性の問題を概観した。これまで述べてきた照射費というのは、照射施設が、故障もなく、また対象となるものが十分にあって、施設が有効にフルに利用されるとしてのデータであることは注意を要する。したがって照射費を安くするためには、施設を多目的に利用することが必要となり、放射線照射の一層広い利用面の開発が望まれる。安全性の点について、照射が無害であるといっても、照射によって食品の色が変ったり、においが変るというような問題がある。これらの点を防ぐための研究が必要であり、所要線量をさげる研究なども主要な研究課題となると思われる。

　安全性が確かめられ、経済性の点でも見通しがたったとしても、これが直ちに民間企業として発展することを期待することは無理なように思われる。１つの問題は受容性の問題である。特にわが国では、放射線、放射能について神経質であり、照射食品を一般が受入れるまでには、相当長期にわたる啓蒙を必要とすると思われる。