はじめに

食品製造の現場において、製品の安全性と保存可能期間は、業界における最も重要な目標であり続けている。この作業における主な敵は、腐敗の原因となり消費者の健康を害する微生物の活動である。熱処理は、19世紀にフランスの化学者ルイ・パスツールが発明して以来、微生物制御における最も一般的で一貫した制御手段となっている。この分野では、低温殺菌と滅菌という、異なるが混同しやすい2つの主なプロセスがある。

熱処理方法の選択は無作為ではなく、製品の安全性、感覚的価値、栄養的価値、商業的実現可能性に対して、広範囲に及ぶ結果をもたらす決定である。この決定は、保管と流通のロジスティクス、包装の必要性、そして最終的には消費者の経験を決定する。この記事では、低温殺菌と滅菌について、基礎的なことから始め、2つのプロセスの操作上の変数と影響の比較まで、方法論に基づいた探求を行う。産業界で両プロセスがどのように使用されているかを検証し、プロセスを選択するのに役立つ構造を提供し、一貫した安全な製造結果を確保するために機器が重要な役割を果たす理由を説明します。

低温殺菌と滅菌入門

食品の腐敗は、細菌、酵母、カビなどの微生物の存在と増殖の直接的な結果である。これらの微生物は、食品自体の酵素活性とともに、食感、風味、香り、外観を変化させる分解反応を触媒し、製品を使用不能にする。さらに、クロストリジウム・ボツリヌス菌、サルモネラ菌、リステリア菌など、一部の病原性微生物は、うまく除去されない限り、重篤な疾病を引き起こす可能性がある。

熱処理は、熱エネルギーを利用して微生物の重要なタンパク質や酵素を破壊し、その過程で微生物を死滅させるため、主要な保存方法である。この微生物減少の程度は、温度と時間によって測定される熱の強さによって決まる。ここで、殺菌と低温殺菌は異なる方向性を持つ。

低温殺菌 比較的穏やかな熱処理で、通常は100℃以下の温度で行われる。その主な目的は、病原性細菌、つまり病気を引き起こす微生物を死滅させ、製品を安全に消費できるようにすることである。また、腐敗菌の数を大幅に減少させるため、冷蔵での保存期間が長くなる。とはいえ、低温殺菌はすべての微生物を死滅させることを目的としているわけではなく、耐熱性の細菌や細菌の芽胞は処理後も生き残る。

滅菌、 これは、すべての微生物（植物細胞と非常に耐性のある細菌芽胞の両方）を死滅させることを目的とした高熱処理である。通常、湿熱、圧力、熱を使用して、密閉容器内で製品を実質的に100℃を超える温度、約121℃（250oF）まで加熱する。その結果、製品は商業的に無菌となる。つまり、通常の温度での保存中に発生する可能性のある生菌を含まないため、常温での長期保存が可能となる。

低温殺菌と滅菌：主な違い

しかし、この2つの工程はその使い方が異なり、同じ熱の使用であっても結果は大きく異なる。これらの区別は、あらゆる食品製造業者にとって重要である。両アプローチの主な特徴の比較は、以下の図表で見ることができる。

品質のトレードオフ：滅菌と低温殺菌

低温殺菌か滅菌かの判断は、風味、食感、色、香りなど、最終製品の官能特性に直接的かつ定量的に影響する。加える熱の強さと長さは、これらの変化に正比例する。

低温殺菌された製品では、その変化はごくわずかである。例えば牛乳の場合、最も一般的な低温殺菌のひとつである高温短時間殺菌（HTST）では、極めて短時間に液体を加熱し、その後急速に冷却する。このような迅速で高い熱伝達は、一般的にプレート式または管状の熱交換器を使用することで達成される。消費者が望む新鮮でクリーミーな味を維持しながら、病原菌を死滅させる効果的な方法である。デリケートな風味成分は主に保存され、これはPo値（パスチャライゼーション・ユニット）などのパラメーターで測定することができる。

殺菌は製品に著しく高い熱負荷を与え、化学的・物理的反応の連鎖を引き起こし、食品の栄養価に影響を与える。主な要因は、アミノ酸と還元糖の化学反応であるメイラード反応である。この反応は、缶詰のスープ、シチュー、ミートソースなど、より濃厚で深い色になり、より複雑で香ばしい味になる製品では望ましい。しかし、他の製品では有害である。例えば、殺菌乳（UHTミルク）に高温を使用すると、カラメル風味が特徴的になり、色も低温殺菌のものより濃くなるが、これは高熱反応の直接的な結果である。

また、食感にも大きな影響を与える。高温と高圧を伴う殺菌は、野菜や果物のペクチンを分解し、肉のタンパク質を変性させることがあり、その結果、食感はかなり柔らかくなり、時にはドロドロになる。これはインゲンやニンジンなどの缶詰野菜に見られる現象で、生や冷凍のものに比べて明らかに柔らかい。これは缶詰食品の典型的な特徴であり、許容されるものであるが、生鮮食品と表示された製品の特徴としては好ましくない。

食品産業における一般的な用途

この2つのプロセスの理論的な違いを理解するには、食品業界全体における実践的な応用が最も良い方法であろう。どの方法を選択するかは、食品の性質、対象市場、流通チェーンによって決まる。

低温殺菌の実際

低温殺菌は、冷蔵流通チェーンで販売され、比較的短期間で食べられる製品によく見られる。

• 乳製品:小売販売では、新鮮な風味を損なわない安全対策として、ほとんどの生乳とその他の大量の乳製品が低温殺菌（通常はHTST）されている。
• フルーツジュース:濃縮還元ではないプレミアム・ジュースは通常冷蔵コーナーで売られており、デリケートな風味と鮮やかな色を閉じ込めるために低温殺菌されていることが多い。
• ビールとワイン:低温殺菌は酵母の活動を止め、腐敗微生物を死滅させ、最終製品を安定させる。
• 液卵:消費者や外食産業向けに提供され、サルモネラ菌の可能性を排除するために低温殺菌されている。

不妊手術の実際

缶詰や保存可能な食品産業は、製品を冷蔵せずに長期間保存できる殺菌を基本としている。

• 野菜と果物の缶詰:これが従来の保存食の基本である。とうもろこし、エンドウ豆、桃は缶詰にされるか、ガラス瓶に入れられて殺菌される。
• 肉と魚の缶詰:マグロ、サーモン、チキンなどの肉類は缶詰のまま殺菌され、保存可能なタンパク源となる。
• すぐに食べられる食事とスープ:スープ、チリ、調理済み食品など、消費者に便利なように缶やレトルトパウチで殺菌された食品は多種多様である。
• ペットフード:缶詰やパウチ入りのウェットフードやドライフード製品は、長期保存と微生物学的安全性を保証するために滅菌されています。

生産に適したプロセスの選択

適切なサーマルプロセスの選択は戦略的な動きであるため、製品、市場、ロジスティクスの要素を慎重に評価する必要がある。以下は、生産者が選択を決定する際に考慮すべき本質的な質問である：

1. 目標とする賞味期限は？

滅菌は、製品を数ヶ月から数年という特定の期間に保存したい場合の唯一の選択肢である。低温殺菌は、製品がすぐに消費される場合に適しており、それほど激しくありません。

2. 貴社の流通チャネルは常温保管を必要としますか？

サプライ・チェーン全体を見てみよう。製品を常温で出荷、保管、陳列する必要がある場合は、商業用の無菌製品が必要になる。冷蔵カートンや保存可能な缶など、利用できる容器の種類も物流によって決まる。

3. 製品は熱にどの程度敏感ですか？

高熱が製品の風味、食感、栄養特性に与える影響を評価する。デリケートな製品の場合は、低温殺菌の穏やかな熱が望ましい。堅牢な製品であれば、殺菌による変化を許容できるかもしれない。

4. 何が問題なのか？ pH 食べ物の？

製品の酸度は決定的なパラメータである。ボツリヌス菌の芽胞は、トマトを含む高酸性食品（pH < 4.6）によって自然に抑制される。これらの製品の場合、それほど厳しくない加熱処理で十分な場合がある。肉類やほとんどの野菜などの低酸性食品（pH4.6以上）には、この自然な保護機能がないため、低酸性食品を保存可能にするためには、あらゆる殺菌処理を行わなければならない。

業務用滅菌装置の重要な役割

滅菌は戦略的な選択である。しかし、この戦略は適切に実施されて初めて機能するものであり、機器の品質と精度にかかっています。業務用滅菌器（レトルト）は単なる機械ではなく、製品の安全性とブランドの完全性を保証する管理ポイントです。温度、圧力、タイミングを一定に保つことができなければ、腐敗や人体への影響など、致命的な失敗を招く可能性があります。

だからこそ、専門メーカーとのコラボレーションは譲れないのです。レバパックでは、信頼できる滅菌ソリューションを提供するために、強力なエンジニアリングによって滅菌ソリューションを開発してきました。私たちは、包括的かつ社内的なアプローチを提供することができます。私たちの熟練したエンジニアは、すべての 缶殺菌機 錆びない優れたステンレス鋼を使用し、最高水準の食品安全性を実現しています。そのため、お客様の容器の種類、生産量、工場のレイアウトに合わせて機械をカスタマイズし、スムーズな導入と最高のパフォーマンスを実現します。

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熱を超えて：保存の未来

熱処理は業界標準であるが、その限界を広げるべく、食品保存の研究開発はまだ続いている。より新鮮な味、より栄養価の高い、より加工度の低い食品を求める消費者の要望により、いくつかの非加熱技術が普及しつつある。これらは、熱を加えることなく、あるいはより少ない熱で微生物を破壊し、食品本来の特徴をより効率的に保持することを目的としている。

• 高圧処理 (HPP): 密封された食品は、圧力媒体である熱水によって非常に高い静水圧（通常300～600MPa）にさらされる。この圧力は、共有結合を破壊することなく、植物性細菌、酵母、カビの細胞活動を変化させ、ビタミンやフレーバーなどの低分子を保存する。
• パルス電界（PEF）： これは、2つの電極間の液体食品に高電圧電界の短時間パルスを使用することによって行われる。このパルスが微生物の細胞膜に孔を開け、微生物を不活性化する。エネルギー的にも時間的にも効率的なメカニズムで、主にジュースや牛乳などの液体製品に適用される。

これらの技術は有望な利点をもたらすが、法外な資本コストや細菌芽胞に対する効果の低さなど、批判がないわけではない。短中期的には、従来の熱プロセスの代替というよりは、むしろそれに加えて使用される可能性が最も高く、特に、滅菌の絶対的な致死性が必要とされる低酸性、保存可能な食品カテゴリーではそうである。

よくある質問（FAQ）

UHTミルクは殺菌されていますか、それとも低温殺菌されていますか？

超高温（UHT）牛乳は、商業的に無菌の牛乳である。また、牛乳を高温で急速に加熱し、その後急速に冷却する一種の殺菌プロセスを経ている。このプロセスにより、芽胞を含むすべての微生物が破壊されるため、密封された製品は室温で数ヶ月間保存することができる。

家庭で効果的に食品を殺菌できますか？

低酸性食品を家庭で殺菌するには、圧力カンナが必要である。圧力カンナは、ボツリヌス菌の芽胞を破壊するのに必要な水の沸点以上の温度に達することができる特殊な機器である。通常の熱湯風呂は、高酸性食品にのみ安全である。

殺菌は食品の栄養素をすべて破壊するのか？

いいえ、すべての栄養素が死滅するわけではありません。殺菌処理は熱に弱いビタミンに大きな影響を及ぼし、ビタミンCやビタミンB群の一部も含まれる。しかし、多量栄養素（タンパク質、脂質、炭水化物）やミネラルはあまり影響を受けません。缶詰には栄養価もある。

商業的無菌」とは何か？

商業的無菌状態とは、冷蔵されていない通常の保存・流通条件下で、食品中に増殖可能な微生物が存在しない状態にするのに十分な熱が加えられたときに生じる状態のことである。完全な無菌状態ではないが、保存可能な缶詰食品の標準的な基準である。

なぜ酸性の食品は酸味しか必要としないのか？ 低温殺菌 長期保管のために？

トマトやピクルスなどの食品の酸性度（pH＜4.6）は、ボツリヌス菌のような有害菌の発育に致命的である。このボツリヌス菌は高酸性の培地では増殖できず、致死性の毒素を分泌できない。従って、製品を開封時まで保存可能で良好な状態に保つには、より低いレベルの加熱処理が必要となる。

結論

低温殺菌と滅菌の判断は、単なる技術的判断ではなく、食品製造の根幹に関わる戦略的判断である。低温殺菌は、生鮮食品に必要な繊細な感覚と栄養品質を破壊しません。一方、殺菌は、細菌負荷をほとんど排除し、大量の常温市場に流通させるのに必要な完全な安全性と長期保存性を提供します。正しい方向性は、製品の性質、市場の目的、流通能力によって決まる。結局のところ、いずれの場合も、成功するかどうかは、どれだけ慎重で信頼できる手順で行うかにかかっており、これこそ、専門的な知識と、高品質で特注の機器の助けを借りて初めて達成できる基準なのである。