JP5964989B2

JP5964989B2 - 電場印加方法

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Publication number: JP5964989B2
Application number: JP2014553120A
Authority: JP
Inventors: 寿秀松井; 正樹大野
Original assignee: 寿秀松井
Priority date: 2012-12-18
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2016-08-03
Anticipated expiration: 2033-12-16
Also published as: EP2936990B1; EP2936990A4; EP2936990A1; WO2014098009A1; JPWO2014098009A1; US20150327561A1; US10085461B2

Description

本発明は、食品の熟成、鮮度保持、発酵等のために電場を印加する電場印加方法に関する。

一般に、食品の鮮度保持、熟成の促進のために食品に高電圧を印加して電場雰囲気にすることが知られているが、この電場雰囲気は２ｋＶ〜１０ｋＶの電圧、商用電源周波数（５０又は６０Ｈｚ）の電源によって形成される。また、食品の鮮度保持、熟成の際には、冷蔵庫内を０〜−２℃に維持し、単に前記電源によって電場雰囲気を形成していた。更に、電場は食品に付着する細菌を抑制する作用があることも公知であり、発酵飲料に電場を印加することも公知である。

特開２００１−２０４４２８ＰＣＴ／ＪＰ９８／１８０９２７特開２００５−１５６０４２特開２００１−１９０４４４

しかしながら、前記特許文献１、２には、食肉の鮮度保持と熟成の促進の両方の場合において電場の印加方法に差を設けることがなく、同一の印加方法を使用しており、鮮度保持を主目的としての電場の印加か熟成の促進を主目的としての電場の印加なのかが明確でない。また、前記特許文献３では、乳酸菌飲料に電場を印加することは開示されているが、発酵促進の効果を有することも開示されていないし、その具体的印加方法も全く開示されていない。更に、また、前記特許文献４には、どのように電場を印加したら制菌効果が増大するかについても十分な検討がなされていない。

そこで、本発明の電場印加方法は、畜肉、魚肉、鶏肉、野菜、果物等の食品を電場雰囲気中に設置して鮮度保持処理又は熟成処理をする場合において、食品に電場を形成する電源の正弦波を整流して正（＋）の波成分からなる正（＋）波整流と負（−）の波成分からなる負（−）波整流を行い、鮮度保持の場合は負波整流を食品に印加し、熟成処理の場合は正波整流を食品に印加するようにした。

正弦波を整流して正（＋）の波成分を整流した半波整流又は全波整流を食品に印加すると肉、魚、野菜（キムチ等）の熟成を促進させることができ、逆に負（−）の波成分を整流した半波整流又は全波整流を食品に印加すると、肉、魚、野菜等の鮮度保持を促進させることができ、目的に応じて電源の選択的制御が行える。

電場の印加状態説明図である。電源の交流正弦波の波形図である。正（＋）半波整流の波形図である。正（＋）全波整流の波形図である。負（−）半波整流の波形図である。負（−）全波整流の波形図である。ヨーグルトの乳酸菌の発酵促進の実験システム図である。電場内と非電場内の細菌の増殖状態比較グラフである。電場印加タイミング説明図である。三角波の整流波形図である。パルス波の整流波形図である。パルス波を集めて正弦波の形状とした整流波形図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

畜肉、魚肉、野菜等の食品の鮮度保持、解凍、又は熟成を行うための技術として食品を電気的に絶縁し、電極を通して食品に高電圧（１ｋＶ〜７ｋＶ）を印加する電場技術が知られている。ドリップの少ない解凍はさておき、鮮度保持と熟成促進は見方によっては相反する効果であるが、交流の正弦波を食品に印加すると、これら両効果がバランスよく得られることが知られている。

畜肉、魚肉、野菜等の電場処理は、一般的に図１に示すように、冷蔵庫１内に電極板２を設置し、この電極板２上に食品３を絶縁状態で載置し、前記電極板２に電源４を接続し、この電源４から交流の正弦波形（図２）の電圧（１〜５ｋＶ）を印加するようにしている。このような、正弦波形の電圧印加は、食品の鮮度保持と熟成促進効果がバランスよく得られるが、図３に示すような、正（＋；プラス）半波整流の波形の電圧、又は、図４に示すような正成分が連続した全波整流の波形の電圧を印加すると、熟成効果が著しく促進され、逆に、図５に示すような負（−；マイナス）半波整流の波形の電圧又は、図６に示すような負成分が連続した全波整流の波形の電圧を印加すると、鮮度保持効果が著しく促進される。

また、波形としては、目的に応じて図１０に示すようなパルス波形、又は、図１１に示すような三角波形の正負成分を利用するようにしてもよく、図１２に示すように正弦波の正負成分をパルス波の集合体で形成するような波形でもよい。

１）第１実験例（選択的波形制御）
正弦波と、正半波整流と、負半波整流を冷蔵庫内に戴置した畜肉、魚肉に印加した場合にその効果は表１に示す結果になった。

実験条件冷蔵庫温度 -１℃
冷蔵庫湿度３０〜５０％
電源５０Ｈz、５ＫＶ
期間５日間
判断鮮度保持目視
熟成アミノ酸量

ここで、△はやや不良、○はやや良好、◎は良好を示し、これより、正弦波は鮮度保持と熟成促進がバランスがとれており、正半波整流は熟成効果が大で鮮度保持効果はやや不良で、負半波整流は鮮度保持効果が大で、熟成効果がやや不良であることが判る。したがって、目的に応じて波形が選択される。

また、電場雰囲気は、食品を美味とする乳酸菌、納豆菌等の発酵菌を活性化する。その効果は周波数、電圧に応じて異なるが、その結果は表２、表３の通りである。

２）第２実験例（発酵促進）
実験条件菌の種類米ぬか由来枯草菌(Bacillus sp)
温度４０℃
湿度５０％
電源
周波数５０Ｈz、３００Ｈz
電圧５ＫＶ
波形正弦波
発酵原料脱脂大豆
始発温度４０℃

表２によれば、電場なしでは、発酵原料の脱脂大豆においては４０℃から発酵熱ピーク温度の５２℃まで発酵して上昇するまで２０時間要したが、周波数、電圧が高くなると発酵熱ピーク温度も５７℃に上昇するだけでなく、その到達時間も１６.５時間に短縮されることが判る。これは、高電圧、高周波の電場雰囲気では、微生物が持っている酵素の活性が高くなり、微生物の体内の酸化還元の生化学反応が促進されるものと思われる。

３）第３実験例（発酵促進）
図７に示すように、温度、湿度調節可能な２つのボックス５、６を準備し、容器８、９をその中にセットした。ボックス６内には、電極板１０が設置され、電極板１０には電源１１が接続され、ボックス５はコントロール区で、ボックス６は電場区をなしている。前記容器８、９は、２３６ｃｃのポリプロピレン製のもので、これらの中に成分無調整牛乳（無脂乳固形分８.３％以上、乳脂成分３．５％以上、生乳１００％）２００ｃｃにＬＢ８１乳酸菌（明治ブルガリアヨーグルト）又はビフィズス菌を１５ｃｃ入れて発酵させた結果は表３に示す通りである。

実験条件菌の種類ＬＢ８１乳酸菌(明治ブルガリアヨーグルト)
温度２５℃
（通常ヨーグルトを作る温度は４０℃であるが、比較のため低い温度に設定した）
湿度４５〜５０％
電源５０Ｈz、１．０〜２．０ｍＡ、５ＫＶ、正弦波
印加時間２４時間

表３の結果によれば、電場区では、ＬＢ８１乳酸菌、ビフィズス菌の場合に同じ結果となり、発酵菌の活性が促進され２４時間で生乳が通常のヨーグルトに近いものとなり、電場なしのコントロール区では、水分が表面に浮き上がる離水部分１２が観察されたが、電場区では、全く観察されず、キメ細かいし酸味もきつくなく柔らかく感じられた。

４）第４実験例（植物性プランクトンの増殖）
電場雰囲気内では、植物性プランクトンが活性化されるので、淡水にアサリ煮汁を０．５％と、植物性プランクトンの淡水クロレラを加えて４５０ＬＵＸの光を当てて１ヶ月間植物性プランクトンの増殖を行ったが、その結果を表４に示す。

実験条件水淡水
植物性プランクトン淡水クロレラ
培養液（アサリ煮汁）濃度０．５％
照度４５０ＬＵＸ
温度２８℃
培養期間１ヶ月間
電源５０Ｈz、３００Ｈz、５ＫＶ、正弦波

表４によれば、電場は植物性プランクトンを増殖させ、電圧を１００Ｖより高くし、周波数が常用周波数５０Ｈｚより高い方が活性化が大きくなる。植物性プランクトンの光合成反応に光子が必要とされるが、低照度のときには光子エネルギーが低く光合成反応が進まないが、電場（電子）が印加されると、光合成反応に必要なエネルギーの閾値が低くなり、比較的低照度でも光合成反応が促進される。これにより植物工場で照度を低くでき、省エネに繋がる。

５）第５実験例（細菌の増殖抑制）
また、一般的に食品に付着する一般細菌、大腸菌、ブドウ球菌等の細菌は、電場なしの場合に、図８のＡ直線に示すように、時間の経過とともに一定割合で増加するが、電場を連続的に印加した場合には、Ｂ曲線に示すように、一定時間迄は、増加率は低いが、細菌が電場環境に慣れると急激に増加し、電場なしのばあいより急激に増殖する傾向にある。そこで細菌が電場環境に慣れる前に環境を変化させ環境対応を鈍らせると最近の増殖の抑制が可能となる。

そのために、一般細菌、大腸菌、ブドウ球菌等を冷蔵庫内にセットしたシャーレ内で培養し、細菌に１５分置きに、電場ＯＮと電場ＯＦＦ制御を７２時間繰り返したときのシャーレ内の細菌数を顕微鏡で数えた時の制菌効果を表５に示す。
実験条件冷蔵庫温度０℃
電源５０Ｈz、５ＫＶ、正弦波、
１５分毎にＯＮ、ＯＦＦ制限
期間７２時間

表５によれば、間欠的に電場を印加する印加タイミング制御をしたものは、しないものに比較して明らかに一般細菌については、細菌増殖抑制の効果が大きいことが判るが、大腸菌については変化がなかった。ブドウ球菌については、印加タイミングを制御した方が、しない方より僅かに良好であった。尚、間欠的ＯＮ・ＯＦＦタイミングの制御において、図９におけるＯＮの時間Ｔ_1ONとＴ_2ON、ＯＦＦの時間Ｔ_1OFFとＴ_2OFFの時間とを逐次変化させ細菌の環境対応をより鈍らせるようにしてもよい。

本発明は、畜肉、魚肉の鮮度保持、乳酸菌を使用する発酵業界、魚介類の養殖産業界等に適用可能である。

１…冷蔵庫
２…電極板
３…食品
４…電源

８…容器
９…容器
１１…電源
１２…離水部

Claims

畜肉、魚肉、鶏肉、野菜、果物等の食品を電場雰囲気中に設置して鮮度保持処理又は熟成処理をする場合において、食品に電場を形成する電源の正弦波を整流して正（＋）の波成分からなる正（＋）波整流と負（−）の波成分からなる負（−）波整流を行い、鮮度保持の場合は負波整流を食品に印加し、熟成処理の場合は正波整流を食品に印加するようにした電場印加方法。