カビ毒不活性化方法及び不活性化処理装置
【課題】 処理対象物の品質を低下させることなく、カビ毒を分解除去する手段を提供する。
【解決手段】 農作物などに含まれているカビ毒にプラズマ状態にある原子を作用させることを特徴とするカビ毒の不活性化方法、並びに処理対象物を搬送する搬送手段、及び搬送手段の搬送経路上に間隔をおいて配置された複数のプラズマ噴射装置を備えたことを特徴とするカビ毒不活性化処理装置。
【解決手段】 農作物などに含まれているカビ毒にプラズマ状態にある原子を作用させることを特徴とするカビ毒の不活性化方法、並びに処理対象物を搬送する搬送手段、及び搬送手段の搬送経路上に間隔をおいて配置された複数のプラズマ噴射装置を備えたことを特徴とするカビ毒不活性化処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カビ毒（マイコトキシン）の不活性化方法、及びカビ毒不活性化処理装置、並びに農作物のカビ毒不活性化処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイコトキシンと総称されるカビ毒は、コウジカビ（Aspergillus）属、アオカビ（Penicillium）属、フザリウム（Fusarium）属のカビが生育する過程に放出する有毒代謝物であり、ヒト、家畜、家禽が摂取した場合に障害をもたらす。これらのカビは穀類、果実、ナッツ類に発生するため、これら農作物の流通・加工にあたっては有害なカビ毒を、安全基準値として定められている含有量以下に低減する技術に大きなニーズが存在する。特にフザリウム属の産生するカビ毒として１２，１３−エポキシトリコテセン類と総称される一連の化合物およびマクロライド系のカビ毒に分類されるエストロジェン様物質ゼアラレノンが、穀類においては最も問題視されている。
【０００３】
現状では、目視や自動画像認識装置によるカビ発生農作物のロット単位（場合によっては全数）検査とカビ発生個体の選別除去、あるいは検出感度の高いＥＬＩＳＡ法によるロット単位での検査実施による汚染ロットの廃棄、などの処置が講じられている。
【０００４】
しかし、目視や画像ではわからない程度のカビの発生でも、産生されるカビ毒量が安全基準を超える場合があり、ＥＬＩＳＡ法による検査の結果ロット単位で廃棄処分される農作物が大量発生する、という問題があった。このような廃棄農作物を減らすために、農作物上に既に産生されたカビ毒を不活性化する方法ならびに装置の開発が望まれていた。
【０００５】
食品のカビ毒汚染を防ぐためには、二通りの戦略がある。ひとつは農作物にカビを生じさせないようにする戦略であり、もうひとつはカビやカビ毒を除去する戦略である。前者の戦略としては、たとえば特許文献１（フザリウム属に属するカビが産生するカビ毒の防除方法）において、バチルス・ズブチリスに属する菌株が産生するアイツリンＡによりフザリウムの増殖抑制が起こることを利用し、当該菌株の培養液で農産物を処理する方法が提案されている。一方、後者の戦略として、カビ毒の多くは調理程度の加熱で分解しないため、化学的な分解または物理的吸着により不活性化または排除する方法がとられている。たとえば特許文献２（飼料の脱マイコトキシン用組成物）においては、家畜が食べてもそのまま排泄可能なカビ毒吸着剤（酵母壁製剤とミネラルクレーの混合物）、特許文献３（生物汚染および化学汚染の破壊吸着剤に用いる反応性ナノパーティクル）においてはマイコトキシンを吸着除去する金属酸化物粒子複合体が提案されている。さらには、アルカリ添加剤により化学的に分解して濃度を下げる方法や、アフラトキシンについては紫外線による分解方法が存在する。食品においては、食用油の場合には精製工程においてアルカリ添加剤によりカビ毒を分解除去する方法が知られている。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−８５９１１号公報
【特許文献２】特表２００２−５１２０１１号公報
【特許文献３】特表２００４−５００２１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
カビ毒を産生する菌の増殖を防ぐ方法では、対象とする農作物全てに処理を要するため発生するコストが膨大となる、既にカビ毒で汚染されている対象物には適用できない、などの問題がある。一方、カビ毒除去方式についても、物理的吸着による方法では、吸着剤の人体への影響を考慮しなければならないために適用が困難である。また、化学的分解の場合も、水溶液に浸す、あるいは吹き付けるなどの湿式処理工程が必要であり、その結果として処理対象物への処理薬剤の浸透や、過湿による品質劣化・腐敗が起こりうるため、食品としてそのまま、または半加工（製粉など）して食用にする農作物に適用することができない。
【０００８】
本発明は、以上のような技術的背景の下になされたものであり、処理対象物の品質を低下させることなく、カビ毒を分解除去する手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、カビ毒に対してプラズマ状態にある酸素原子（酸素プラズマ）を作用させることにより、高エネルギーの電離又は励起又はラジカル化酸素原子がカビ毒を構成する炭素原子と直接反応し、カビ毒の化学構造が分解され、不活性化することを見出し、この知見に基づき、本発明を完成するに至った。
【００１０】
即ち、本発明は、以下の（１）〜（１０）を提供するものである。
【００１１】
（１）プラズマ状態にある原子をカビ毒に作用させることを特徴とするカビ毒の不活性化方法。
【００１２】
（２）プラズマ状態にある原子が、酸素原子であることを特徴とする（１）記載のカビ毒の不活性化方法。
【００１３】
（３）カビ毒が、デオキシニバレノール、ニバレノール、ゼアラレノン、アフラトキシンＡ、アフラトキシンＢ、アフラトキシンＭ１、オクラトキシンＡ、パツリン、フモニシン、Ｔ２トキシン、ディアセトキシン、ネオソラニオール、又はシトリニンであることを特徴とする（１）又は（２）記載のカビ毒の不活性化方法。
【００１４】
（４）プラズマ状態にある原子をカビ毒に間欠的に作用させることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれか記載のカビ毒の不活性化方法。
【００１５】
（５）処理対象物を搬送する搬送手段、及び搬送手段の搬送経路上に間隔をおいて配置された複数のプラズマ噴射装置を備えたことを特徴とするカビ毒不活性化処理装置。
【００１６】
（６）カビ除去手段及び／又はカビ増殖抑制手段を備えたことを特徴とする（５）記載のカビ毒不活性化処理装置。
【００１７】
（７）プラズマ状態にある原子を含むガスに農作物を曝露することを特徴とする農作物のカビ毒不活性化処理方法。
【００１８】
（８）プラズマ状態にある原子が、酸素原子であることを特徴とする（７）記載の農作物のカビ毒不活性化処理方法。
【００１９】
（９）農作物が、穀類、豆類、芋類、果実、又は食用種子類であることを特徴とする（７）又は（８）記載の農作物のカビ毒不活性化処理方法。
【００２０】
（１０）プラズマ状態にある原子を含むガスに農作物を間欠的に曝露することを特徴とする（７）乃至（９）のいずれか記載の農作物のカビ毒不活性化処理方法。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のカビ毒の不活性化方法は、残留性のないプラズマを利用しているため、従来のカビ毒の不活性化方法と異なり、人体に害を及ぼす物質を対象物に残さない利点がある。また、ガスによる乾式処理であることから、過湿による劣化・腐敗を被りやすい農作物の品質維持が容易であるという利点もある。さらにプラズマ処理において懸念される、品質要素である蛋白質などの温度変性・劣化の原因となる処理対象物の温度上昇についても、プラズマガスへの曝露を間欠的に行うことによって改善が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００２３】
本発明のカビ毒の不活性化方法は、プラズマ状態にある原子をカビ毒に作用させることを特徴とするものである。
【００２４】
プラズマ状態にある原子の発生方法としては、グロー放電、アーク放電、コロナ放電、マグネトロン放電、高周波放電、マイクロ波放電等の方法が実用化されている。本発明において使用するプラズマ状態にある原子は、これらいずれの方法によって発生させたものでもよいが、マイクロ波放電によって発生させたものを使用するのが好ましい。
【００２５】
プラズマ状態にある原子をカビ毒に作用させる方法は特に限定されないが、プラズマ状態にある原子を含むガス（プラズマガス）にカビ毒を含む対象物を曝露する方法を例示できる。
【００２６】
プラズマガスの組成は特に限定されないが、化学反応性の高い電離又は励起又はラジカル化原子を生じやすい酸素プラズマが主成分であることが望ましい。その他のガス組成は不活性ガスであれば、窒素、二酸化炭素、アルゴン、キセノン、クリプトン、ヘリウム、ネオンのいずれでもよい。酸素プラズマが主成分であるプラズマガスを使用する場合、ガス中の酸素濃度は３０〜８０％であることが好ましい。
【００２７】
本発明によって不活性化されるカビ毒は特別なものに限定されない。これは、以下の理由による。カビ毒として総称されるカビの有害代謝物は、その分子骨格に必ず炭素原子で構成された五員環または六員環構造を有している。化学構造として、環状構造では、直鎖状構造と比べてπ電子の量子論的存在確率が二次元（平面）的になるため、電子を失った状態である電離酸素原子などの求電子攻撃や励起酸素原子によるラジカル化を受けやすい部位となる。
【００２８】
上述のように不活性化されるカビ毒は限定されないが、その具体例としては、実施例で不活性化が確認されているデオキシニバレノールを例示することができる。また、デオキシニバレノールと同様の分子構造を有するニバレノール、ゼアラレノン、アフラトキシンＡ、アフラトキシンＢ、アフラトキシンＭ１、オクラトキシンＡ、パツリン、フモニシン、Ｔ２トキシン、ディアセトキシン、ネオソラニオール、シトリニンも具体例として例示できる。
【００２９】
プラズマガスの強さを表す投入電力量とガス流量は、カビ毒を不活性化させることのできる範囲内であれば特に限定されないが、投入電力量として１００〜６００Ｗ、ガス流量として０．１〜１０Ｌ／ｍｉｎの範囲内であることが好ましい。
【００３０】
プラズマガスへの曝露は連続的に行ってもよいが、間欠的に行うことが好ましい。プラズマガスへの曝露が中断されることにより、対象物が冷却され、過度の温度上昇が抑制できるからである。間欠的な曝露における諸条件、即ち、曝露期及び非曝露期のそれぞれの長さ並びにこれらの繰り返し回数は特に限定されないが、曝露期は０．１〜２０秒、非曝露期は５〜４０秒とするのが好ましく、曝露期と非曝露期の繰り返し回数は４〜２０回程度とすることが好ましい。このようなプラズマガスへの間欠的な曝露は、例えば、後述する本発明のカビ毒不活性化処理装置を用いて行うことができる。
【００３１】
本発明のカビ毒不活性化方法は、例えば、農作物のカビ毒不活性化処理に利用できる。ここで処理対象とする農作物の種類は特に限定されず、例えば、穀類、豆類、芋類、果実、食用種子類などを挙げることができ、より具体的には、オオムギ、コムギ、ダイズ、アズキ、甘藷、馬鈴薯、コメ、トウモロコシ、コショウ、サンショ、ゴマ、リンゴ、ナシ類、柑橘類、オリーブ、クルミ、落花生、ピスタチオ、アーモンド、カシューナッツ、カカオなどを挙げることができる。また、処理対象とする農作物はカビ毒に汚染されているものだけでなく、汚染のおそれのある農作物も対象とすることができる。
【００３２】
本発明のカビ毒不活性化処理装置は、処理対象物を搬送する搬送手段、及び搬送手段の搬送経路上に間隔をおいて配置されたプラズマ噴射装置を備えたことを特徴とするものである。
【００３３】
搬送手段は、処理対象物を搬送できるものであれば特に限定されず、例えば、ベルトコンベアのような装置を用いることができる。
【００３４】
プラズマ噴射装置も特に限定されず、市販の装置を使用することができる。プラズマ噴射装置は、搬送手段の搬送経路上に間隔をおいて配置する。このような配置にすることにより、処理対象物を間欠的にプラズマガスに曝露することができる。配置するプラズマ噴射装置の数、搬送手段の搬送速度、及びプラズマ噴射装置の間隔は、上述した間欠的な曝露における諸条件を満たすように設定することが望ましい。
【００３５】
処理対象物としては、農作物を例示できるが、これに限定されるわけではない。
【００３６】
本発明のカビ毒不活性化処理装置は、カビ除去手段及び／又はカビ増殖抑制手段を備えていてもよい。
【００３７】
カビ除去手段は、処理対象物に付着したカビを除去できるようなものであればどのようなものでもよく、例えば、ブラスト研磨法、攪拌式研磨法、研削式剥皮法などが利用可能である。ブラスト研磨法は粉体を高圧の圧縮空気でノズルから噴射して研磨対象物の表面汚れなどを落とす方法、攪拌式研磨法は物体を回転ドラム内に入れて攪拌した際に物体同士を擦れあわせて表面を研磨する方法、研削式剥皮法は回転砥石に相当するものに物体を送り込んで表層部をこそぎ落とす方法である。これらの方法と併用して研磨剤となるセラミック微粒子などを混入して摩擦させれば、隙間に入り込んだカビの除去なども可能である。
【００３８】
カビ増殖抑制手段は、処理対象物に付着したカビの増殖を抑制できるようなものであればどのようなものでもよく、例えば、前述したプラズマ噴射装置よりも、高温（具体的には２００〜６００℃）のプラズマガスを噴射できるプラズマ噴射装置などを例示できる。なお、高温のプラズマガスに長時間曝露すると、処理対象物を損傷させるおそれがあるので、曝露時間を短時間（具体的には１秒以下）にする。
【００３９】
本発明のカビ毒不活性化装置は、更に、冷風噴射装置や窒素酸化物吸引機能付ガス吸引装置を備えていてもよい。
【００４０】
冷風噴射装置は、プラズマ噴射装置の間に配置され、プラズマガスにより、高温化した処理対象物を冷却する働きを持つ。
【００４１】
窒素酸化物吸引機能付ガス吸引装置は、プラズマ処理によって発生する窒素化合物を装置内から除去する働きを持つ。
【００４２】
以下、本発明のカビ毒不活性化処理装置の一例を図１を用いて説明する。
【００４３】
農作物貯留槽１から送り出された農作物２は、ベルトコンベア３のモータ３Ｂ、３Ｃで駆動されているベルト３Ａ上に送り出され、コンベア上をモータ３Ｃに向かって搬送されていく。ベルト３Ａの上方には、複数の酸素プラズマ噴射装置８１〜８ｎが間隔をおいて配置されている。酸素プラズマ噴射装置には、酸素ガスボンベ４から電磁弁６Ａと配管７Ａを経由した酸素ガスが、不活性ガスボンベ５から電磁弁６Ｂを経て供給される不活性ガスと配管７Ｂで混合・供給される。
【００４４】
ベルト３Ａ上を搬送される農作物２は、最初に８１から噴射される酸素プラズマに曝露され、その後、酸素プラズマに曝露されない状態を経た後、８２から噴射される酸素プラズマに再び曝露される。このようにして農作物２は、間欠的に酸素プラズマに曝露されることになり、これによってカビ毒が不活性化される。
【００４５】
以上のように、複数の酸素プラズマ噴射装置を間隔おいて配置することにより、１台のプラズマ噴射装置だけで長時間処理する場合に比較して、流れ作業的に積算処理時間を稼ぐことができる。しかも、プラズマ噴射により対象物に温度上昇が生じても搬送過程で放冷されるため、蛋白質の変性などに起因する品質劣化を軽減できる。
【実施例】
【００４６】
トリコテセン系のカビ毒であるデオキシニバレノール（ＤＯＮ）に対する酸素プラズマの不活性化効果を以下の実験により調べた。
【００４７】
濃度０．３ｐｐｍのＤＯＮ水溶液をスライドガラス上に２０μＬ滴下し、風乾させた。このＤＯＮに対して酸素プラズマを１０分間噴射した。酸素プラズマは、プラズマ発生装置（製造元：ヤマト科学）を用いて生成させた。プラズマ発生装置の酸素供給量は１００ｍＬ／ｍｉｎに設定し、プラズマ出力は３００〜５００Ｗとした。なお、通常、大気圧下でのプラズマ発生には不活性ガスが必要であるが、ここでは、酸素プラズマ単独の効果を確認するために、不活性ガスを要しない真空状態で実験を行った。
【００４８】
プラズマ処理後のＤＯＮ及びプラズマ未処理のＤＯＮをＥＬＩＳＡ法によって定量した。処理後ならびに未処理のＤＯＮは、スライドガラス上のＤＯＮ風乾部分に１００μＬの純水を滴下して１分間放置後、ピペットで吸引することにより水溶液として約８０μＬ回収し、そのうち５０μＬを定量に用いた。ＥＬＩＳＡは、市販のキット（Ｂｉｏｐｈａｒｍ社製、ＦＡＳＴ ＤＯＮ）を用いて行った。
【００４９】
プラズマ未処理のＤＯＮの測定値（Ａ）及びプラズマ処理のＤＯＮの測定値（Ｂ）から、次式に従って、不活性化率（％）を算出した。
【００５０】
不活性化率（％）＝{（Ａ−Ｂ）／Ａ}×１００
また、酸素プラズマ処理終了後のスライドガラスの温度（基板温度）も測定した。以上の結果を図２に示す。
【００５１】
図に示すように、プラズマ出力（投入電力量）を４００Ｗ以上にすることにより、８０％以上のＤＯＮが不活性化された。また、プラズマ出力を４００Ｗにした場合は、スライドガラスの温度を６０℃程度に抑えることができた。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の装置の一例を模式的に表した図。
【図２】プラズマ発生装置の出力と、ＤＯＮの不活化率及び基板温度との関係を示す図。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カビ毒（マイコトキシン）の不活性化方法、及びカビ毒不活性化処理装置、並びに農作物のカビ毒不活性化処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイコトキシンと総称されるカビ毒は、コウジカビ（Aspergillus）属、アオカビ（Penicillium）属、フザリウム（Fusarium）属のカビが生育する過程に放出する有毒代謝物であり、ヒト、家畜、家禽が摂取した場合に障害をもたらす。これらのカビは穀類、果実、ナッツ類に発生するため、これら農作物の流通・加工にあたっては有害なカビ毒を、安全基準値として定められている含有量以下に低減する技術に大きなニーズが存在する。特にフザリウム属の産生するカビ毒として１２，１３−エポキシトリコテセン類と総称される一連の化合物およびマクロライド系のカビ毒に分類されるエストロジェン様物質ゼアラレノンが、穀類においては最も問題視されている。
【０００３】
現状では、目視や自動画像認識装置によるカビ発生農作物のロット単位（場合によっては全数）検査とカビ発生個体の選別除去、あるいは検出感度の高いＥＬＩＳＡ法によるロット単位での検査実施による汚染ロットの廃棄、などの処置が講じられている。
【０００４】
しかし、目視や画像ではわからない程度のカビの発生でも、産生されるカビ毒量が安全基準を超える場合があり、ＥＬＩＳＡ法による検査の結果ロット単位で廃棄処分される農作物が大量発生する、という問題があった。このような廃棄農作物を減らすために、農作物上に既に産生されたカビ毒を不活性化する方法ならびに装置の開発が望まれていた。
【０００５】
食品のカビ毒汚染を防ぐためには、二通りの戦略がある。ひとつは農作物にカビを生じさせないようにする戦略であり、もうひとつはカビやカビ毒を除去する戦略である。前者の戦略としては、たとえば特許文献１（フザリウム属に属するカビが産生するカビ毒の防除方法）において、バチルス・ズブチリスに属する菌株が産生するアイツリンＡによりフザリウムの増殖抑制が起こることを利用し、当該菌株の培養液で農産物を処理する方法が提案されている。一方、後者の戦略として、カビ毒の多くは調理程度の加熱で分解しないため、化学的な分解または物理的吸着により不活性化または排除する方法がとられている。たとえば特許文献２（飼料の脱マイコトキシン用組成物）においては、家畜が食べてもそのまま排泄可能なカビ毒吸着剤（酵母壁製剤とミネラルクレーの混合物）、特許文献３（生物汚染および化学汚染の破壊吸着剤に用いる反応性ナノパーティクル）においてはマイコトキシンを吸着除去する金属酸化物粒子複合体が提案されている。さらには、アルカリ添加剤により化学的に分解して濃度を下げる方法や、アフラトキシンについては紫外線による分解方法が存在する。食品においては、食用油の場合には精製工程においてアルカリ添加剤によりカビ毒を分解除去する方法が知られている。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−８５９１１号公報
【特許文献２】特表２００２−５１２０１１号公報
【特許文献３】特表２００４−５００２１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
カビ毒を産生する菌の増殖を防ぐ方法では、対象とする農作物全てに処理を要するため発生するコストが膨大となる、既にカビ毒で汚染されている対象物には適用できない、などの問題がある。一方、カビ毒除去方式についても、物理的吸着による方法では、吸着剤の人体への影響を考慮しなければならないために適用が困難である。また、化学的分解の場合も、水溶液に浸す、あるいは吹き付けるなどの湿式処理工程が必要であり、その結果として処理対象物への処理薬剤の浸透や、過湿による品質劣化・腐敗が起こりうるため、食品としてそのまま、または半加工（製粉など）して食用にする農作物に適用することができない。
【０００８】
本発明は、以上のような技術的背景の下になされたものであり、処理対象物の品質を低下させることなく、カビ毒を分解除去する手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、カビ毒に対してプラズマ状態にある酸素原子（酸素プラズマ）を作用させることにより、高エネルギーの電離又は励起又はラジカル化酸素原子がカビ毒を構成する炭素原子と直接反応し、カビ毒の化学構造が分解され、不活性化することを見出し、この知見に基づき、本発明を完成するに至った。
【００１０】
即ち、本発明は、以下の（１）〜（１０）を提供するものである。
【００１１】
（１）プラズマ状態にある原子をカビ毒に作用させることを特徴とするカビ毒の不活性化方法。
【００１２】
（２）プラズマ状態にある原子が、酸素原子であることを特徴とする（１）記載のカビ毒の不活性化方法。
【００１３】
（３）カビ毒が、デオキシニバレノール、ニバレノール、ゼアラレノン、アフラトキシンＡ、アフラトキシンＢ、アフラトキシンＭ１、オクラトキシンＡ、パツリン、フモニシン、Ｔ２トキシン、ディアセトキシン、ネオソラニオール、又はシトリニンであることを特徴とする（１）又は（２）記載のカビ毒の不活性化方法。
【００１４】
（４）プラズマ状態にある原子をカビ毒に間欠的に作用させることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれか記載のカビ毒の不活性化方法。
【００１５】
（５）処理対象物を搬送する搬送手段、及び搬送手段の搬送経路上に間隔をおいて配置された複数のプラズマ噴射装置を備えたことを特徴とするカビ毒不活性化処理装置。
【００１６】
（６）カビ除去手段及び／又はカビ増殖抑制手段を備えたことを特徴とする（５）記載のカビ毒不活性化処理装置。
【００１７】
（７）プラズマ状態にある原子を含むガスに農作物を曝露することを特徴とする農作物のカビ毒不活性化処理方法。
【００１８】
（８）プラズマ状態にある原子が、酸素原子であることを特徴とする（７）記載の農作物のカビ毒不活性化処理方法。
【００１９】
（９）農作物が、穀類、豆類、芋類、果実、又は食用種子類であることを特徴とする（７）又は（８）記載の農作物のカビ毒不活性化処理方法。
【００２０】
（１０）プラズマ状態にある原子を含むガスに農作物を間欠的に曝露することを特徴とする（７）乃至（９）のいずれか記載の農作物のカビ毒不活性化処理方法。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のカビ毒の不活性化方法は、残留性のないプラズマを利用しているため、従来のカビ毒の不活性化方法と異なり、人体に害を及ぼす物質を対象物に残さない利点がある。また、ガスによる乾式処理であることから、過湿による劣化・腐敗を被りやすい農作物の品質維持が容易であるという利点もある。さらにプラズマ処理において懸念される、品質要素である蛋白質などの温度変性・劣化の原因となる処理対象物の温度上昇についても、プラズマガスへの曝露を間欠的に行うことによって改善が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００２３】
本発明のカビ毒の不活性化方法は、プラズマ状態にある原子をカビ毒に作用させることを特徴とするものである。
【００２４】
プラズマ状態にある原子の発生方法としては、グロー放電、アーク放電、コロナ放電、マグネトロン放電、高周波放電、マイクロ波放電等の方法が実用化されている。本発明において使用するプラズマ状態にある原子は、これらいずれの方法によって発生させたものでもよいが、マイクロ波放電によって発生させたものを使用するのが好ましい。
【００２５】
プラズマ状態にある原子をカビ毒に作用させる方法は特に限定されないが、プラズマ状態にある原子を含むガス（プラズマガス）にカビ毒を含む対象物を曝露する方法を例示できる。
【００２６】
プラズマガスの組成は特に限定されないが、化学反応性の高い電離又は励起又はラジカル化原子を生じやすい酸素プラズマが主成分であることが望ましい。その他のガス組成は不活性ガスであれば、窒素、二酸化炭素、アルゴン、キセノン、クリプトン、ヘリウム、ネオンのいずれでもよい。酸素プラズマが主成分であるプラズマガスを使用する場合、ガス中の酸素濃度は３０〜８０％であることが好ましい。
【００２７】
本発明によって不活性化されるカビ毒は特別なものに限定されない。これは、以下の理由による。カビ毒として総称されるカビの有害代謝物は、その分子骨格に必ず炭素原子で構成された五員環または六員環構造を有している。化学構造として、環状構造では、直鎖状構造と比べてπ電子の量子論的存在確率が二次元（平面）的になるため、電子を失った状態である電離酸素原子などの求電子攻撃や励起酸素原子によるラジカル化を受けやすい部位となる。
【００２８】
上述のように不活性化されるカビ毒は限定されないが、その具体例としては、実施例で不活性化が確認されているデオキシニバレノールを例示することができる。また、デオキシニバレノールと同様の分子構造を有するニバレノール、ゼアラレノン、アフラトキシンＡ、アフラトキシンＢ、アフラトキシンＭ１、オクラトキシンＡ、パツリン、フモニシン、Ｔ２トキシン、ディアセトキシン、ネオソラニオール、シトリニンも具体例として例示できる。
【００２９】
プラズマガスの強さを表す投入電力量とガス流量は、カビ毒を不活性化させることのできる範囲内であれば特に限定されないが、投入電力量として１００〜６００Ｗ、ガス流量として０．１〜１０Ｌ／ｍｉｎの範囲内であることが好ましい。
【００３０】
プラズマガスへの曝露は連続的に行ってもよいが、間欠的に行うことが好ましい。プラズマガスへの曝露が中断されることにより、対象物が冷却され、過度の温度上昇が抑制できるからである。間欠的な曝露における諸条件、即ち、曝露期及び非曝露期のそれぞれの長さ並びにこれらの繰り返し回数は特に限定されないが、曝露期は０．１〜２０秒、非曝露期は５〜４０秒とするのが好ましく、曝露期と非曝露期の繰り返し回数は４〜２０回程度とすることが好ましい。このようなプラズマガスへの間欠的な曝露は、例えば、後述する本発明のカビ毒不活性化処理装置を用いて行うことができる。
【００３１】
本発明のカビ毒不活性化方法は、例えば、農作物のカビ毒不活性化処理に利用できる。ここで処理対象とする農作物の種類は特に限定されず、例えば、穀類、豆類、芋類、果実、食用種子類などを挙げることができ、より具体的には、オオムギ、コムギ、ダイズ、アズキ、甘藷、馬鈴薯、コメ、トウモロコシ、コショウ、サンショ、ゴマ、リンゴ、ナシ類、柑橘類、オリーブ、クルミ、落花生、ピスタチオ、アーモンド、カシューナッツ、カカオなどを挙げることができる。また、処理対象とする農作物はカビ毒に汚染されているものだけでなく、汚染のおそれのある農作物も対象とすることができる。
【００３２】
本発明のカビ毒不活性化処理装置は、処理対象物を搬送する搬送手段、及び搬送手段の搬送経路上に間隔をおいて配置されたプラズマ噴射装置を備えたことを特徴とするものである。
【００３３】
搬送手段は、処理対象物を搬送できるものであれば特に限定されず、例えば、ベルトコンベアのような装置を用いることができる。
【００３４】
プラズマ噴射装置も特に限定されず、市販の装置を使用することができる。プラズマ噴射装置は、搬送手段の搬送経路上に間隔をおいて配置する。このような配置にすることにより、処理対象物を間欠的にプラズマガスに曝露することができる。配置するプラズマ噴射装置の数、搬送手段の搬送速度、及びプラズマ噴射装置の間隔は、上述した間欠的な曝露における諸条件を満たすように設定することが望ましい。
【００３５】
処理対象物としては、農作物を例示できるが、これに限定されるわけではない。
【００３６】
本発明のカビ毒不活性化処理装置は、カビ除去手段及び／又はカビ増殖抑制手段を備えていてもよい。
【００３７】
カビ除去手段は、処理対象物に付着したカビを除去できるようなものであればどのようなものでもよく、例えば、ブラスト研磨法、攪拌式研磨法、研削式剥皮法などが利用可能である。ブラスト研磨法は粉体を高圧の圧縮空気でノズルから噴射して研磨対象物の表面汚れなどを落とす方法、攪拌式研磨法は物体を回転ドラム内に入れて攪拌した際に物体同士を擦れあわせて表面を研磨する方法、研削式剥皮法は回転砥石に相当するものに物体を送り込んで表層部をこそぎ落とす方法である。これらの方法と併用して研磨剤となるセラミック微粒子などを混入して摩擦させれば、隙間に入り込んだカビの除去なども可能である。
【００３８】
カビ増殖抑制手段は、処理対象物に付着したカビの増殖を抑制できるようなものであればどのようなものでもよく、例えば、前述したプラズマ噴射装置よりも、高温（具体的には２００〜６００℃）のプラズマガスを噴射できるプラズマ噴射装置などを例示できる。なお、高温のプラズマガスに長時間曝露すると、処理対象物を損傷させるおそれがあるので、曝露時間を短時間（具体的には１秒以下）にする。
【００３９】
本発明のカビ毒不活性化装置は、更に、冷風噴射装置や窒素酸化物吸引機能付ガス吸引装置を備えていてもよい。
【００４０】
冷風噴射装置は、プラズマ噴射装置の間に配置され、プラズマガスにより、高温化した処理対象物を冷却する働きを持つ。
【００４１】
窒素酸化物吸引機能付ガス吸引装置は、プラズマ処理によって発生する窒素化合物を装置内から除去する働きを持つ。
【００４２】
以下、本発明のカビ毒不活性化処理装置の一例を図１を用いて説明する。
【００４３】
農作物貯留槽１から送り出された農作物２は、ベルトコンベア３のモータ３Ｂ、３Ｃで駆動されているベルト３Ａ上に送り出され、コンベア上をモータ３Ｃに向かって搬送されていく。ベルト３Ａの上方には、複数の酸素プラズマ噴射装置８１〜８ｎが間隔をおいて配置されている。酸素プラズマ噴射装置には、酸素ガスボンベ４から電磁弁６Ａと配管７Ａを経由した酸素ガスが、不活性ガスボンベ５から電磁弁６Ｂを経て供給される不活性ガスと配管７Ｂで混合・供給される。
【００４４】
ベルト３Ａ上を搬送される農作物２は、最初に８１から噴射される酸素プラズマに曝露され、その後、酸素プラズマに曝露されない状態を経た後、８２から噴射される酸素プラズマに再び曝露される。このようにして農作物２は、間欠的に酸素プラズマに曝露されることになり、これによってカビ毒が不活性化される。
【００４５】
以上のように、複数の酸素プラズマ噴射装置を間隔おいて配置することにより、１台のプラズマ噴射装置だけで長時間処理する場合に比較して、流れ作業的に積算処理時間を稼ぐことができる。しかも、プラズマ噴射により対象物に温度上昇が生じても搬送過程で放冷されるため、蛋白質の変性などに起因する品質劣化を軽減できる。
【実施例】
【００４６】
トリコテセン系のカビ毒であるデオキシニバレノール（ＤＯＮ）に対する酸素プラズマの不活性化効果を以下の実験により調べた。
【００４７】
濃度０．３ｐｐｍのＤＯＮ水溶液をスライドガラス上に２０μＬ滴下し、風乾させた。このＤＯＮに対して酸素プラズマを１０分間噴射した。酸素プラズマは、プラズマ発生装置（製造元：ヤマト科学）を用いて生成させた。プラズマ発生装置の酸素供給量は１００ｍＬ／ｍｉｎに設定し、プラズマ出力は３００〜５００Ｗとした。なお、通常、大気圧下でのプラズマ発生には不活性ガスが必要であるが、ここでは、酸素プラズマ単独の効果を確認するために、不活性ガスを要しない真空状態で実験を行った。
【００４８】
プラズマ処理後のＤＯＮ及びプラズマ未処理のＤＯＮをＥＬＩＳＡ法によって定量した。処理後ならびに未処理のＤＯＮは、スライドガラス上のＤＯＮ風乾部分に１００μＬの純水を滴下して１分間放置後、ピペットで吸引することにより水溶液として約８０μＬ回収し、そのうち５０μＬを定量に用いた。ＥＬＩＳＡは、市販のキット（Ｂｉｏｐｈａｒｍ社製、ＦＡＳＴ ＤＯＮ）を用いて行った。
【００４９】
プラズマ未処理のＤＯＮの測定値（Ａ）及びプラズマ処理のＤＯＮの測定値（Ｂ）から、次式に従って、不活性化率（％）を算出した。
【００５０】
不活性化率（％）＝{（Ａ−Ｂ）／Ａ}×１００
また、酸素プラズマ処理終了後のスライドガラスの温度（基板温度）も測定した。以上の結果を図２に示す。
【００５１】
図に示すように、プラズマ出力（投入電力量）を４００Ｗ以上にすることにより、８０％以上のＤＯＮが不活性化された。また、プラズマ出力を４００Ｗにした場合は、スライドガラスの温度を６０℃程度に抑えることができた。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の装置の一例を模式的に表した図。
【図２】プラズマ発生装置の出力と、ＤＯＮの不活化率及び基板温度との関係を示す図。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ状態にある原子をカビ毒に作用させることを特徴とするカビ毒の不活性化方法。
【請求項２】
プラズマ状態にある原子が、酸素原子であることを特徴とする請求項１記載のカビ毒の不活性化方法。
【請求項３】
カビ毒が、デオキシニバレノール、ニバレノール、ゼアラレノン、アフラトキシンＡ、アフラトキシンＢ、アフラトキシンＭ１、オクラトキシンＡ、パツリン、フモニシン、Ｔ２トキシン、ディアセトキシン、ネオソラニオール、又はシトリニンであることを特徴とする請求項１又は２記載のカビ毒の不活性化方法。
【請求項４】
プラズマ状態にある原子をカビ毒に間欠的に作用させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載のカビ毒の不活性化方法。
【請求項５】
処理対象物を搬送する搬送手段、及び搬送手段の搬送経路上に間隔をおいて配置された複数のプラズマ噴射装置を備えたことを特徴とするカビ毒不活性化処理装置。
【請求項６】
カビ除去手段及び／又はカビ増殖抑制手段を備えたことを特徴とする請求項５記載のカビ毒不活性化処理装置。
【請求項７】
プラズマ状態にある原子を含むガスに農作物を曝露することを特徴とする農作物のカビ毒不活性化処理方法。
【請求項８】
プラズマ状態にある原子が、酸素原子であることを特徴とする請求項７記載の農作物のカビ毒不活性化処理方法。
【請求項９】
農作物が、穀類、豆類、芋類、果実、又は食用種子類であることを特徴とする請求項７又は８記載の農作物のカビ毒不活性化処理方法。
【請求項１０】
プラズマ状態にある原子を含むガスに農作物を間欠的に曝露することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一項記載の農作物のカビ毒不活性化処理方法。
【請求項１】
プラズマ状態にある原子をカビ毒に作用させることを特徴とするカビ毒の不活性化方法。
【請求項２】
プラズマ状態にある原子が、酸素原子であることを特徴とする請求項１記載のカビ毒の不活性化方法。
【請求項３】
カビ毒が、デオキシニバレノール、ニバレノール、ゼアラレノン、アフラトキシンＡ、アフラトキシンＢ、アフラトキシンＭ１、オクラトキシンＡ、パツリン、フモニシン、Ｔ２トキシン、ディアセトキシン、ネオソラニオール、又はシトリニンであることを特徴とする請求項１又は２記載のカビ毒の不活性化方法。
【請求項４】
プラズマ状態にある原子をカビ毒に間欠的に作用させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載のカビ毒の不活性化方法。
【請求項５】
処理対象物を搬送する搬送手段、及び搬送手段の搬送経路上に間隔をおいて配置された複数のプラズマ噴射装置を備えたことを特徴とするカビ毒不活性化処理装置。
【請求項６】
カビ除去手段及び／又はカビ増殖抑制手段を備えたことを特徴とする請求項５記載のカビ毒不活性化処理装置。
【請求項７】
プラズマ状態にある原子を含むガスに農作物を曝露することを特徴とする農作物のカビ毒不活性化処理方法。
【請求項８】
プラズマ状態にある原子が、酸素原子であることを特徴とする請求項７記載の農作物のカビ毒不活性化処理方法。
【請求項９】
農作物が、穀類、豆類、芋類、果実、又は食用種子類であることを特徴とする請求項７又は８記載の農作物のカビ毒不活性化処理方法。
【請求項１０】
プラズマ状態にある原子を含むガスに農作物を間欠的に曝露することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一項記載の農作物のカビ毒不活性化処理方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００６−２９６８１４（Ｐ２００６−２９６８１４Ａ）
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１２４４４４（Ｐ２００５−１２４４４４）
【出願日】平成１７年４月２２日（２００５．４．２２）
【出願人】（５０１２０３３４４）独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構 (827)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月２２日（２００５．４．２２）
【出願人】（５０１２０３３４４）独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構 (827)
【Ｆターム（参考）】
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