処理方法および処理装置
【課題】殺菌作用あるいは酵素失活作用が高い処理方法および処理装置を提供すること。
【解決手段】微生物の殺菌と酵素の失活との少なくともいずれかの処理を液状の被処理物に対して行う処理方法であって、第一温度Ｔ１且つ第一圧力Ｐ１のもとで二酸化炭素の微細気泡を被処理物と混合する気泡混合工程と、第一温度Ｔ１より高い第二温度Ｔ２且つ第一圧力Ｐ１よりも高い第二圧力Ｐ２のもとで被処理物を保持する処理工程と、を備える。
【解決手段】微生物の殺菌と酵素の失活との少なくともいずれかの処理を液状の被処理物に対して行う処理方法であって、第一温度Ｔ１且つ第一圧力Ｐ１のもとで二酸化炭素の微細気泡を被処理物と混合する気泡混合工程と、第一温度Ｔ１より高い第二温度Ｔ２且つ第一圧力Ｐ１よりも高い第二圧力Ｐ２のもとで被処理物を保持する処理工程と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微生物の殺菌と酵素の失活との少なくともいずれかの処理を液状の被処理物に対して行う処理方法、およびこの処理方法に用いる処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、二酸化炭素を用いて食品や飲料などの殺菌を行うことが知られている。たとえば、特許文献１には、微生物が混入している液状物に対して、５気圧ないし７０気圧の範囲の分圧で気体状態の二酸化炭素を溶解する工程と、液状物と二酸化炭素との混合物の圧力を急速に低下させる工程とを交互に繰り返すことによって、液状物に混入した微生物の少なくとも一部を死滅させることができる殺菌方法が開示されている。
【０００３】
また、気体状態の二酸化炭素ではなく、超臨界状態の二酸化炭素を用いて食品や飲料などの殺菌を行うことも知られている。超臨界状態の二酸化炭素は、温度と圧力とが臨界点を超えた状態の二酸化炭素であり、固体、液体、気体の何れの相とも異なるものである。二酸化炭素が超臨界状態となる臨界点は、温度が３０４．１Ｋ（臨界温度）、圧力が７．３８ＭＰａ（臨界圧力）である相図上の点として知られている。超臨界状態の二酸化炭素は、気体状態の二酸化炭素よりも高い殺菌作用があることが知られており、たとえば特許文献２ないし４には、超臨界状態の二酸化炭素を液状食品等の被処理物に混合して被処理物を殺菌することが開示されている。
【０００４】
また、特許文献５には、気体状態の二酸化炭素をマイクロナノバブルとすることによって、液状食品や固体状の食品の殺菌をすることができることが開示されている。
【０００５】
また、非特許文献１には、超臨界状態の二酸化炭素の殺菌作用について、菌体内に浸透して菌体内に蓄積された二酸化炭素が急速に膨張することによって菌体を効率よく破壊することができ、これにより優れた殺菌効果が得られたと考えられる旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２８９２２０号公報
【特許文献２】特開平９−２０６０４４号公報
【特許文献３】特開２０００−１３９４３３号公報
【特許文献４】特開２００１−２９９３０３号公報
【特許文献５】国際公開第２００９／０１６９９８号パンフレット
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】下田満哉、筬島豊 日本食品科学工学会誌 第４５巻 第５号 334-339ページ 1998年5月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、殺菌作用あるいは酵素失活作用を高めるために気体状態の二酸化炭素を超臨界状態にするには、気体状態の二酸化炭素に上記臨界圧力以上の圧力をかける必要がある。この場合、臨界圧力以上の圧力とされた二酸化炭素を内部に収容可能な耐圧容器内で殺菌等の処理を行う必要があり、殺菌等の処理を行う装置が大掛かりになってしまうという問題がある。
【０００９】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、殺菌作用あるいは酵素失活作用が高く、装置構成を簡素とすることができる処理方法および処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の処理方法は、微生物の殺菌と酵素の失活との少なくともいずれかの処理を液状の被処理物に対して行う処理方法であって、第一温度且つ第一圧力のもとで二酸化炭素の微細気泡を前記被処理物と混合する気泡混合工程と、前記第一温度より高い第二温度且つ前記第一圧力よりも高い第二圧力のもとで前記被処理物を保持する処理工程と、を備えることを特徴とする処理方法。
【００１１】
また、前記処理工程では、前記気泡混合工程において前記微細気泡が混合された前記被処理物を取り出し、取り出された前記被処理物を前記第二温度且つ前記第二圧力のもとで保持することが好ましい。
【００１２】
また、前記処理工程では、前記気泡混合工程において前記微細気泡が混合された前記被処理物を一定流量で連続して取り出し、前記一定流量で連続して取り出された前記被処理物が前記第二温度且つ前記第二圧力のもとで保持されてから一定時間経過後に前記被処理物を連続して排出してもよい。
このとき、前記気泡混合工程では、前記一定流量で新たな前記被処理物を受け入れ、前記一定流量で受け入れた新たな前記被処理物に前記微細気泡を混合させてもよい。
【００１３】
また、前記第一温度は、−１５℃以上５０℃以下であり、前記第二温度は、前記第一温度より高い温度であって且つ２０℃以上１００℃以下であることが好ましい。
【００１４】
また、前記第一圧力は、ゲージ圧で０．０ＭＰａ以上２．０ＭＰａ以下であり、前記第二圧力は、第一圧力より高い圧力であって且つゲージ圧で０．１ＭＰａ以上６．０ＭＰａ以下であることが好ましい。
【００１５】
また、前記被処理物は、液状食品、飲料水、温泉あるいは浴場の湯、プールの水、液体肥料のいずれかとすることができる。
【００１６】
また、前記被処理物がエタノールを含有している場合には、前記第一温度は−１５℃以上２０℃以下であり、前記第二温度は３０℃以上５０℃以下であることが好ましい。
【００１７】
また、前記被処理物は、アルコール飲料の製造中間物であってもよい。
【００１８】
また、前記アルコール飲料の製造中間物は、火入れ前の清酒、亜硫酸若しくは亜硫酸塩添加前のワイン、またはろ過若しくは加熱処理前のビール系飲料であってもよい。
【００１９】
本発明の処理装置は、微生物の殺菌と酵素の失活との少なくともいずれかの処理を液状の被処理物に対して行う処理装置であって、第一温度且つ第一圧力のもとで二酸化炭素の微細気泡を前記被処理物に混合する気泡混合部と、前記第一温度より高い第二温度且つ前記第一圧力よりも高い第二圧力のもとで前記被処理物を保持する殺菌失活処理部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の処理方法および処理装置によれば、相対的に低い第一温度および第一圧力の下でまず二酸化炭素の微細気泡を被処理物と混合し、その後、二酸化炭素の微細気泡が混合された被処理物を相対的に高い第二温度および第二圧力のもとで保持させるので、被処理物により多くの二酸化炭素を混合させることができる。このため、従来より低圧下であっても殺菌作用あるいは酵素失活作用を効率よく容易に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態の処理方法に用いる処理装置の構成を示す模式図である。
【図２】同処理方法を説明するためのフローチャートである。
【図３】同処理装置の他の構成例を示す模式図である。
【図４】同処理装置の変形例の構成を示す模式図である。
【図５】（Ａ）および（Ｂ）は、同処理方法および同処理装置における酵母に対する殺菌作用を検討した実験結果を示すグラフである。
【図６】同処理方法および同処理装置における酵母に対する殺菌作用を検討した実験結果を示すグラフである。
【図７】（Ａ）および（Ｂ）は、同処理方法および同処理装置における酵母に対する殺菌作用を検討した実験結果を示すグラフである。
【図８】同処理方法および同処理装置における酵母に対する殺菌作用を検討した実験結果を示すグラフである。
【図９】（Ａ）および（Ｂ）は、同処理方法および同処理装置における火落菌に対する殺菌作用を検討した実験結果を示すグラフである。
【図１０】同処理方法および同処理装置におけるグルコアミラーゼに対する酵素失活作用を検討した実験結果を示すグラフである。
【図１１】同処理方法および同処理装置におけるグルコアミラーゼに対する酵素失活作用を検討した実験結果を示すグラフである。
【図１２】同処理方法および同処理装置におけるグルコアミラーゼに対する酵素失活作用を検討した実験結果を示すグラフである。
【図１３】同処理方法および同処理装置における酸性プロテアーゼに対する酵素失活作用を検討した実験結果を示すグラフである。
【図１４】同処理方法および同処理装置における酸性プロテアーゼに対する酵素失活作用を検討した実験結果を示すグラフである。
【図１５】従来の処理方法および処理装置におけるグルコアミラーゼに対する酵素失活作用を示すグラフである。
【図１６】従来の処理方法および従来の処理装置における酸性プロテアーゼに対する酵素失活作用を示すグラフである。
【図１７】加熱処理によるグルコアミラーゼに対する酵素失活作用を示すグラフである。
【図１８】加熱処理による酸性プロテアーゼに対する酵素失活作用を示すグラフである。
【図１９】第１実施形態の変形例の処理方法および処理装置における生酒の風味を検討した官能評価の結果を示すグラフである。
【図２０】本発明の第２実施形態の処理方法および処理装置における酵母および火落菌に対する殺菌作用を検討した実験結果を示すグラフで、（Ａ）は酵母に対する殺菌作用を示し、（Ｂ）は火落菌に対する殺菌作用を示している。
【図２１】同処理方法および処理装置におけるグルコアミラーゼおよび酸性プロテアーゼに対する失活作用を示すグラフで、（Ａ）はグルコアミラーゼに対する失活作用を示し、（Ｂ）は酸性プロテアーゼに対する失活作用を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（第１実施形態：「二段半連続」方式）
本発明の第１実施形態の処理方法および処理装置１について説明する。
本実施形態の処理方法は、被処理物に対して細菌類を殺菌する処理と酵素類を失活させる処理との少なくともいずれかを行うための処理方法である。本実施形態の処理方法によって殺菌あるいは失活の処理をする被処理物は、液状の被処理物である。ここで、「液状」とは液体に不溶の固形物が実質的に含まれない液体、又は液体に微生物や酵素、粉粒体等の液体に溶解しない微細な固形物が液体に分散して流動性のあるものを意味する。以下では、特に断らない限り、液状の被処理物を単に被処理物と称する。
【００２３】
まず、本実施形態の処理方法を行うための処理装置１の概略構成について図１を参照して説明する。図１は、本実施形態の処理方法に用いる処理装置１の構成を示す模式図である。
図１に示すように、処理装置１は、被処理物貯蔵容器２と、第一送液部３と、飽和処理部（気泡混合部）４と、第二送液部５と、殺菌失活処理部６と、被処理物回収容器７と、二酸化炭素回収部８とを備える。
【００２４】
被処理物貯蔵容器２は、本実施形態の処理方法によって処理される被処理物を内部に収容するための容器である。被処理物貯蔵容器２は、後述する第一容器１１および殺菌失活処理部６と同様に被処理物の温度変化を抑えるために断熱性を有することが好ましい。
【００２５】
第一送液部３は、被処理物貯蔵容器２の内部と、後述する第一容器１１の内部とにそれぞれ内部が連通する送液管路９と、送液管路９に取り付けられた送液ポンプ１０とを備える。
【００２６】
送液ポンプ１０は、被処理物貯蔵容器２の内部に収容された被処理物を第一容器１１へと送液するためのものである。送液ポンプ１０の構造は、ロータリーポンプやシリンジポンプ等どのような構造であってもよい。また、本実施形態では被処理物が食品の場合には、送液ポンプ１０としては食品用ポンプが用いられる。
【００２７】
飽和処理部４は、被処理物貯蔵容器２から送液ポンプ１０によって送液される被処理物を内部に収容する第一容器１１と、第一容器１１内に二酸化炭素の微細気泡を供給するマイクロナノバブル発生装置１２とを備える。
【００２８】
第一容器１１は、内部に被処理物を収容可能な耐圧容器である。また、第一容器１１には、温度調整部１３と、分岐管路１４と、大気開放弁１５と、第一圧力計１６と、ドレイン管路１７とが設けられている。
【００２９】
温度調整部１３は、第一容器１１の内部の温度を一定の第一温度Ｔ１に保つものである。第一温度Ｔ１は、被処理物に対して悪影響が少ない温度範囲のうちで低い温度とされていることが好ましい。温度調整部１３によって、第一容器１１の内部に二酸化炭素が供給されて第一容器１１の内部で二酸化炭素が断熱圧縮された場合でも、第一容器１１の内部の温度を第一温度Ｔ１に保つことができるようになっている。
第一温度Ｔ１は、通常−１５℃以上５０℃以下とすることができる。第一温度Ｔ１は、被処理物が固化したり凍結したりする温度域よりも高い範囲においてより低い温度であることが好ましく、この場合には、第一温度Ｔ１は−５度以上２０度以下の範囲で定められた一定の温度であることが好ましい。さらに好ましくは、第一温度Ｔ１は、−５度以上１０度以下の範囲で定められた一定の温度である。
【００３０】
分岐管路１４は、一端１４ａが第一容器１１内に開口され、後述するマイクロナノバブル発生装置１２の二酸化炭素供給管路２１に他端１４ｂが連通された管路である。また、分岐管路１４は、第一容器１１の上部に開口されている。また、分岐管路１４には、分岐管路１４を開閉することによって第一容器１１の内圧を一定の第一圧力Ｐ１に保つ圧力調整弁１８が設けられている。第一圧力Ｐ１は、０．０ＭＰａ以上２．０ＭＰａ以下の範囲にある一定の圧力である。より好ましくは、第一圧力Ｐ１は、０．５ＭＰａ以上２．０ＭＰａ以下の範囲にある一定の圧力である。なお、本明細書では、圧力の表記としてゲージ圧を用いる。
【００３１】
本実施形態では、第一容器１１に被処理物が供給されたときに上側にできる気体層（以下、「ヘッドスペース」と称する。）へ気体状の二酸化炭素が分岐管路１４を通じて供給される。
【００３２】
大気開放弁１５は、開閉動作することによって第一容器１１の内外の連通状態を切り替える弁である。大気開放弁１５は、第一容器１１の内圧が第一容器１１を破裂させるおそれがある圧力まで上がると第一容器１１の内部と外部とを自動的に連通させる安全装置である。本実施形態では、大気開放弁１５は、第一容器１１の内圧が２．０ＭＰａに達すると第一容器１１の内外を連通させるように設定されている。
【００３３】
第一圧力計１６は、第一容器１１の内部の圧力を操作者が確認するためのものである。
【００３４】
ドレイン管路１７は、第一容器１１の内部の被処理物を外部に取り出すための管路である。ドレイン管路１７には、開閉動作することによりドレイン管路１７の内外の連通状態を切り替えるドレイン弁１９が取り付けられている。なお、ドレイン管路１７は、第一容器１１から後述する第二容器２８へ被処理物を移すときにはドレイン弁１９によって閉じられている。
【００３５】
マイクロナノバブル発生装置１２（二酸化炭素供給部）は、二酸化炭素貯蔵タンク２０、二酸化炭素供給管路２１、被処理物循環管路２２、循環ポンプ２３及び微細気泡発生器２４を備える。循環ポンプ２３、微細気泡発生器２４及び後述の供給量調整弁２５は、それぞれが連通して独立して配置されていてもよく、一体として構成されていてもよい。循環ポンプ２３、微細気泡発生器２４及び後述の供給量調整弁２５が一体として構成されている場合には、第一容器１１内で被処理物にマイクロナノバブルを混合することに代えて、循環ポンプ２３、微細気泡発生器２４及び後述の供給量調整弁２５における各流路内を流れる被処理物に対して、微細気泡発生器２４における被処理物の出口部分において測定した温度および圧力が第一温度Ｔ１且つ第一圧力Ｐ１となる条件のもとで、微細気泡を混合することも可能である。
【００３６】
二酸化炭素貯蔵タンク２０は、気体状あるいは液体状の二酸化炭素が内部に収容された容器である。
【００３７】
二酸化炭素供給管路２１は、二酸化炭素貯蔵タンク２０に一端が接続され、被処理物循環管路２２に他端が接続された管路である。二酸化炭素供給管路２１には、二酸化炭素を被処理物循環管路２２へ供給する量を調整する供給量調整弁２５が設けられている。供給量調整弁２５は、二酸化炭素供給管路２１と分岐管路１４との分岐部よりも下流側に設けられている。
【００３８】
被処理物循環管路２２は、第一容器１１に接続された管路であり、管路の中間部には被処理物を送液するための循環ポンプ２３が取り付けられている。また、被処理物循環管路２２には供給量調整弁２５が配置され、上述の二酸化炭素供給管路２１が接続されている。これにより、供給量調整弁２５が開放されたときに二酸化炭素供給管路２１から被処理物循環管路２２へ二酸化炭素が供給されるようになっている。
【００３９】
循環ポンプ２３は、被処理物循環管路２２内で被処理物を一方向へ送液するポンプである。循環ポンプ２３の構造は、ロータリーポンプやシリンジポンプ等どのような構造であってもよい。循環ポンプ２３によって、被処理物循環管路２２の一端２２ａから被処理物が吸引され、二酸化炭素が混合された被処理物が被処理物循環管路２２の他端２２ｂから微細気泡発生器２４へ送られるようになっている。なお、被処理物が食品である場合には、循環ポンプ２３には食品用ポンプが用いられる。被処理物が食品でない場合には循環ポンプ２３が食品用ポンプである必要はない。
【００４０】
微細気泡発生器２４は、第一容器１１の内部又は外部に配置され、被処理物循環管路２２の他端２２ｂに接続される。
図１は、微細気泡発生器２４が第一容器１１の内部に配置されている場合の構成を示している。図１に示すように、微細気泡発生器２４が第一容器２４の内部に配置されている場合には、被処理物循環管路２２から排出された被処理物と二酸化炭素との混合物は、微細気泡発生器２４の内部に供給されるようになっている。
【００４１】
また、図３は、図１に示す第一容器１１の内部に配置された微細気泡発生器２４に代えて、第一容器１１の外部に配置された微細気泡発生器２４Ａを備える構成を示している。微細気泡発生器２４を第一容器１１の外部に配置する場合には、たとえば被処理物循環管路２２と二酸化炭素供給管路２１との接続部よりも下流側で被処理物循環管路２２の一部に微細気泡発生器２４Ａを配置し、微細気泡発生器２４Ａの出口が接続管路２２Ａを介して第一容器１１に連通されている構成とすることができる。
【００４２】
微細気泡発生器２４（２４Ａ）はいかなる方式によって微細気泡を発生させるものでもよく、たとえば、内部に供給された被処理物と二酸化炭素との混合物の旋回流を発生させて二酸化炭素の気泡をマイクロナノバブル化する方式（たとえば、特許第３６８２２８６号公報に記載された旋回流方式の微細気泡発生器）や加圧溶解方式、特開２００７−２２９６７４号公報に開示されたようにフリップフロップ流によって生じるラム効果を用いてマイクロナノバブルを発生させる方式を採用してもよい。以下の説明では旋回流方式の微細気泡発生器を用いた場合を説明する。
【００４３】
このように、飽和処理部４は、第一温度Ｔ１且つ第一圧力Ｐ１のもとで二酸化炭素のマイクロナノバブル（微細気泡）を被処理物に混合することができるようになっている。
【００４４】
第二送液部５は、一端９ａが第一容器１１内に開口し、他端９ｂが第二容器２８内に開口し、中間部に加圧ポンプ２６および流量調整弁２７が取り付けられた送液管路９を備える。
【００４５】
加圧ポンプ２６は、送液管路９の内部の被処理物を第二容器２８側へ圧送するものである。加圧ポンプ２６の構造は、ロータリーポンプやシリンジポンプ等どのような構造であってもよい。被処理物が食品である場合には加圧ポンプ２６として食品用ポンプが用いられる。
【００４６】
流量調整弁２７は、送液管路９のうち第一容器１１と加圧ポンプ２６との間に取り付けられており、送液管路９の内部における被処理物の流量を調整するものである。流量調整弁２７は、送液管路９を完全に閉鎖することができ、第一容器１１の内部に被処理物を収容しているときに第一容器１１から第二容器２８へ被処理物が移動しないようにせき止めることができる。また、流量調整弁２７は、時間当たり一定量の被処理物が第一容器１１から第二容器２８へ移動するようにその開閉動作が制御されるものであってもよい。流量調整弁２７としては、例えば電磁弁を採用することができる。
第二送液部５によって、第一容器１１の内部の被処理物を後述する第二容器２８へ移すことができるようになっている。
【００４７】
殺菌失活処理部６は、第二容器２８と、加熱部２９とを備える。
第二容器２８の形状は槽状でもよく管状であってもよく、所要の温度と圧力が加えられる機能を有していればその形状は特に限定されない。第二容器２８の形状が管状の場合は、設置スペース及び熱管理の観点から、第二容器２８はらせん状に巻かれた管形状であることが好ましい。以下の記述では、第二容器２８としてらせん状に巻かれた管路からなる容器を使用する例を述べる。
【００４８】
第二容器２８の一端２８ａ側には加圧ポンプ２６が設けられ、第二容器２８の他端２８ｂ側には減圧弁３０が設けられている。第二容器２８は断面積が一定とされた管状であり、単位時間あたり一定流量で加圧ポンプ２６が被処理物を第二容器２８側へ送ることによって、被処理物を一端２８ａから他端２８ｂへ向かって一定速度で移動させるようになっている。これにより、本実施形態では、第二容器２８の内部に被処理物が一定時間だけ保持（以下、「滞留」という場合がある。）され、一定時間経過後に第二容器２８から連続して排出されるようになっている。
【００４９】
また、第二容器２８の他端２８ｂには、第二容器２８から後述する被処理物回収容器７へ被処理物を送るための排出管路３１が取り付けられている。また、排出管路３１には、管路の他端から排出されて後述する被処理物回収容器７へ送られる被処理物にかかる圧力を下げるための減圧弁３０が設けられている。
【００５０】
本実施形態では、加圧ポンプ２６と減圧弁３０とによって、第二容器２８の管路内の圧力は一定の第二圧力Ｐ２に維持されるようになっている。第二圧力Ｐ２は、上述の第一圧力Ｐ１よりも高い圧力である。たとえば、第一圧力Ｐ１を０．１ＭＰａとした場合、第二圧力Ｐ２は０．１ＭＰａより高い圧力である。また、第二圧力Ｐ２は、０．５ＭＰａ以上４．０ＭＰａ以下であることが好ましい。特に好ましくは、第二圧力Ｐ２は、１．０ＭＰａ以上４．０ＭＰａ以下の範囲における一定の圧力である。
【００５１】
なお、第二圧力Ｐ２は、第一圧力Ｐ１よりも大きな値に設定されていればよく、例えば第一圧力Ｐ１を常圧（０．０ＭＰａ）に設定して動作させる場合には、第二圧力Ｐ２はたとえば０．１ＭＰａ以上６ＭＰａ以下の範囲で一定の圧力に設定することができる。
【００５２】
ここで、細菌類に対する殺菌を行う観点では、本実施形態の処理方法および処理装置１によって細菌類が実質的に滅菌されることが好ましい。例えば酵母や火落菌を殺菌する場合、第二容器２８内での処理後に、酵母や火落菌の菌数が初発菌数に対し１０分後に１０万分の一以下となるように第一温度Ｔ１、第一圧力Ｐ１、第二容器２８内における被処理物の滞留時間、第二温度Ｔ２、および第二圧力Ｐ２を設定するのが実用的に好ましい。
【００５３】
なお、本実施形態では、排出管路３１において減圧弁３０よりも上流側に第二圧力計３２が設けられており、第二容器２８の内部の圧力を操作者が確認することができるようになっている。
【００５４】
加熱部２９は、第二容器２８の内部の温度を、第一温度Ｔ１よりも高い第二温度Ｔ２に維持するものである。本実施形態では、第二温度Ｔ２は、例えば、２０℃以上１００℃以下の範囲にある一定の温度とすることができる。第二温度Ｔ２は、好ましくは、３０℃以上９５℃以下、特に好ましくは、３０℃以上５０℃以下の範囲にある一定の温度とすることができる。
【００５５】
加熱部２９の構成としては、ガス等の燃料を燃焼させて加熱するものや、バンドヒーター、電熱器等によって加熱するもの、あるいは誘導加熱や誘電加熱により管路を一定温度に保持させるもの等を適宜採用することができる。
【００５６】
このように、殺菌失活処理部６は、第一温度Ｔ１より高い第二温度Ｔ２且つ第一圧力Ｐ１よりも高い第二圧力Ｐ２のもとで被処理物を保持することができるようになっている。
【００５７】
被処理物回収容器７は、排出管路３１の内部を通って排出された被処理物（ここでいう「被処理物」とは、第一容器１１と第２容器２８内で処理された被処理物をいう。以後、同様にいう場合がある。）を内部に収容する容器である。被処理物回収容器７には、被処理物に混合された二酸化炭素の少なくとも一部を回収するための二酸化炭素回収部８が着脱可能に取り付けられている。
【００５８】
二酸化炭素回収部８は、被処理物回収容器７と二酸化炭素貯蔵タンク２０とのそれぞれの内部に連通された二酸化炭素回収管路３３と、二酸化炭素回収管路３３の中間部に取り付けられた流量調整弁３４とを備える。
【００５９】
二酸化炭素回収管路３３は、二酸化炭素のマイクロナノバブルが混合された被処理物から放出された二酸化炭素を二酸化炭素貯蔵タンク２０へ移動させるための管路である。
流量調整弁３４は、二酸化炭素回収管路３３を流れる二酸化炭素の流量を調整するためのものである。なお、流量調整弁３４は、被処理物回収容器７の内圧が上がりすぎた場合に被処理物回収容器７内の気体を二酸化炭素貯蔵タンク２０内あるいは大気へ送る安全装置としての機能をさらに備えていてもよい。流量調整弁３４の下流には、二酸化炭素を圧縮して二酸化炭素貯蔵タンク２０に移動させるための加圧ポンプ３５が配置されている。
【００６０】
次に、本実施形態の処理方法について、上述の処理装置１を用いて被処理物を処理する場合の例で図１と図２を参照して説明する。図２は、本実施形態の処理方法を説明するためのフローチャートである。
まず、被処理物貯蔵容器２に被処理物を投入する。続いて、第一送液部３の送液ポンプ１０を作動させ、送液管路９を通じて第一容器１１内へ被処理物を送液する。このとき、ドレイン管路１７のドレイン弁１９および第二送液部５の流量調整弁２７は閉じておく。そして、第一容器１１内に気体層が残る程度の量の被処理物を第一容器１１内に収容し、マイクロナノバブル発生装置１２の微細気泡発生器２４が被処理物中に位置したら、送液ポンプ１０の動作は停止する。
【００６１】
続いて、分岐管路１４の圧力調整弁１８を開き、第一容器１１のヘッドスペースへ二酸化炭素を供給する。これにより、第一容器１１の内圧は上昇し、圧力調整弁１８によって第一圧力Ｐ１に保たれる。また、本実施形態では、第一容器１１の内圧が２ＭＰａとなったときに大気開放弁１５が第一容器１１の内外を連通させるように設定されているので、第一容器１１の内圧が２ＭＰａに達した場合には安全装置として大気開放弁１５が動作し、第一容器１１の内圧が２ＭＰａ以上となることは防止される。
【００６２】
なお、第一容器１１の内圧が上がることで第一容器１１内の気体が断熱圧縮されて発熱するが、温度調整部１３によって第一容器１１内の温度は−１５℃以上５０℃以下の一定の範囲の温度に維持される。これにより、被処理物への二酸化炭素の溶解度が低下することを防ぐことができる。
【００６３】
続いて、マイクロナノバブル発生装置１２を作動させる。マイクロナノバブル発生装置１２を作動させるためには、まず、循環ポンプ２３を作動させる。さらに、二酸化炭素供給管路２１の供給量調整弁２５を開く。すると、二酸化炭素貯蔵タンク２０内に収容されている二酸化炭素は二酸化炭素供給管路２１を通じて被処理物循環管路２２へ供給され、被処理物循環管路２２において被処理物と二酸化炭素が混合される。さらに、被処理物と二酸化炭素との混合物は、循環ポンプ２３によって被処理物循環管路２２の他端側へ送られ、微細気泡発生器２４の内部に供給される。
【００６４】
微細気泡発生器２４では、被処理物と二酸化炭素の気泡との混合物による旋回流が発生し、これにより二酸化炭素の気泡は剪断されてマイクロナノバブルになる。被処理物と、マイクロナノバブルとなった二酸化炭素とは、ともに微細気泡発生器２４の外部へ押し出され、第一容器１１の内部へ移動する。マイクロナノバブルとなった二酸化炭素はマイクロナノバブル状のまま被処理物中に存在し、その一部は被処理物に溶解し、溶解しきれない一部の二酸化炭素は被処理物の液面から気体層へ移動する。二酸化炭素が気体層へ移動すると、気体層における二酸化炭素の分圧は増加する。
【００６５】
本実施形態では、第一温度Ｔ１且つ第一圧力Ｐ１のもとで二酸化炭素のマイクロナノバブル（微細気泡）が被処理物と混合される。さらに、第一容器１１内の被処理物に対して、二酸化炭素のマイクロナノバブルが飽和するまで二酸化炭素のマイクロナノバブルを第一容器１１内に供給する。二酸化炭素のマイクロナノバブルが飽和したことは、ドレイン管路１７を通じて少量の被処理物を取り出して被処理物中の二酸化炭素濃度を測定することによって知ることができる。また、第一容器１１に透明なのぞき窓を設けてマイクロナノバブルの発生状態を観察することによっても二酸化炭素のマイクロナノバブルが飽和したことを知ることができる。
【００６６】
被処理物内の二酸化炭素のマイクロナノバブルが飽和したら、二酸化炭素供給管路２１の供給量調整弁２５を閉じ、さらに被処理物循環管路２２に取り付けられた循環ポンプ２３の動作を停止させる。第一容器１１の内部に被処理物が貯留されてから被処理物への二酸化炭素のマイクロナノバブルの供給を停止するまでが、本実施形態における気泡混合工程Ｓ１である。
気泡混合工程Ｓ１が終了するまでに、殺菌失活処理部６の加熱部２９を動作させて第二容器２８の管路を加熱し、第二容器２８の管路の内部温度を第二温度Ｔ２にしておく。
【００６７】
第二容器２８の管路の内部温度が上述の第二温度Ｔ２となった後、第二送液部５の流量調整弁２７を開き、第一容器１１から加圧ポンプ２６へ被処理物を移動させる。加圧ポンプ２６は、気泡混合工程Ｓ１においてマイクロナノバブルが混合された被処理物を第一容器１１から一定流量で連続して取り出し、この被処理物を第二容器２８の管路内へ圧送する。このとき、第二送液部５に設けられた加圧ポンプ２６と第二容器２８に設けられた減圧弁３０とによって、第二容器２８の管路内に送られた被処理物は第二圧力Ｐ２まで加圧される。
【００６８】
第二容器２８の管路内の被処理物は、加圧ポンプ２６によって管路の他端２８ｂ側へと一定速度で移動する。これにより、第二容器２８の管路の一端２８ａから流入した被処理物は、第二容器２８の内部に第二温度Ｔ２且つ第二圧力Ｐ２の下で一定時間だけ第二容器２８内に滞留し、その後、管路の他端２８ｂから排出される。これにより、被処理物は、第一温度Ｔ１より高い第二温度Ｔ２且つ第一圧力Ｐ１よりも高い第二圧力Ｐ２のもとで保持される。
【００６９】
第二容器２８の管路の内部において、二酸化炭素のマイクロナノバブルによって、被処理物内に含まれる酵母や火落菌などの細菌類は殺菌される。また、第二容器２８の管路の内部において、二酸化炭素のマイクロナノバブルによって、グルコアミラーゼや酸性プロテアーゼなどの酵素類は失活する。
このように、第二容器２８内に被処理物を滞留させる工程が、本実施形態における処理工程Ｓ２である。
【００７０】
第二容器２８の管路の内部を通って一端２８ａから他端２８ｂへ圧送された被処理物は、第二容器２８の他端から排出される。すなわち、第一容器１１から一定流量で連続して取り出された被処理物は、第二温度Ｔ２且つ第二圧力Ｐ２のもとに置かれてから一定時間経過後に連続して排出される。被処理物は、減圧弁３０によって大気圧まで減圧されたのち排出管路３１を通じて被処理物回収容器７内に収容される。
【００７１】
被処理物回収容器７の内部は大気圧であるので、第二容器２８内では溶解していた二酸化炭素の一部は溶解できなくなり、被処理物から被処理物回収容器７の気層へと移動する。被処理物回収容器７内の気層に移動した二酸化炭素は、流量調整弁３４を開いたときに二酸化炭素回収管路３３を通じて二酸化炭素貯蔵タンク２０へと送られる。
被処理物回収容器７に回収された被処理物は、細菌類が殺菌され、酵素類が失活している。これで処理工程Ｓ２は終了する。
【００７２】
次に、アルコール飲料の製造中間物である生酒に対して本実施形態の処理方法および処理装置によって処理を行う場合における好適な処理条件について説明する。
一般的に、生酒は、風味が劣化することを抑制するために、火入れと呼ばれる加熱処理を行うことによって生酒中に含まれる酵母や火落菌等の細菌類を殺菌し、またグルコアミラーゼや酸性プロテアーゼなどの酵素を失活させている。本実施形態の処理方法では、生酒に対する火入れに代えて以下に説明する各処理条件に基づいて本実施形態の処理方法を行い、生酒を殺菌し、生酒に含まれる酵素を失活させる。
【００７３】
生酒を処理する場合、生酒にかける熱によって生酒の風味が変わることを抑えるために、以下の温度条件の下で処理を行うことが好ましい。
被処理物貯蔵容器２は、生酒の温度が醸造中の生酒の温度から変化するのを抑えるために断熱性を有することが好ましい。また、被処理物貯蔵容器２は、−１５℃以上２０℃以下の温度の範囲内で内部温度を維持するようになっていてもよい。これにより、生酒の風味が劣化するのを抑えることができる。
【００７４】
第一温度Ｔ１は、−１５℃以上２０℃以下の範囲の一定の温度に設定される。これにより生酒の風味が劣化するのを防ぐことができる。
第二温度Ｔ２は、３０℃以上５０℃以下であることがより好ましい。第二温度Ｔ２は、生酒に対して一般的に行われる火入れの温度（例えば６５℃）よりも低い温度となっている。これは、生酒中の香気成分等が熱によって揮発あるいは変質することを抑えるためである。
【００７５】
なお、生酒を被処理物とした場合における上記処理条件は、生酒以外にも、エタノールを含有するさまざまな液状食品に適用することができる。また、食品以外であってエタノールを含有する液状物に対しても同様の処理条件を適用することができる。
【００７６】
以上説明したように、本実施形態の処理方法および処理装置１によれば、第一温度Ｔ１および第一圧力Ｐ１の下でまず二酸化炭素の微細気泡を被処理物に混合し、その後、二酸化炭素のマイクロナノバブルが混合された被処理物を第一温度Ｔ１より高い第二温度Ｔ２且つ第一圧力Ｐ１より高い第二圧力Ｐ２の下で滞留させるので、より多くの二酸化炭素を被処理物に混合させることができる。このため、殺菌失活処理部６において、従来より低圧の条件の下でも殺菌作用あるいは酵素失活作用を容易に高めることができる。
これにより、超臨界状態の二酸化炭素を用いて被処理物の殺菌や酵素失活等を行う場合と比較して、第二容器２８として耐圧性が低い容器を採用することができ、処理装置１の構造を、より安全でより簡易なものとすることができる。
【００７７】
また、超臨界状態の二酸化炭素は、食品や飲料などに含まれる香気成分を取り去ってしまうことから、超臨界状態の二酸化炭素を用いて食品や飲料の殺菌を行うと、食品や飲料の風味を損なうおそれがある。
これに対して、本実施形態の処理方法では、二酸化炭素を超臨界状態とすることなくマイクロナノバブル状態で被処理物と混合するので、超臨界状態の二酸化炭素を用いたり熱処理を用いたりして被処理物の殺菌を行う場合と比較して被処理物に含まれる香気成分の残存量を高め、被処理物の風味を維持しつつ殺菌を行うことができる。
【００７８】
また、処理工程Ｓ２において、一定の流量で連続して第一容器１１から第二容器２８へ被処理物を移し、さらに第二容器２８から被処理物回収容器７へ一定流量で被処理物を移すので、第一容器１１内の被処理物を第一容器１１に収容された総量よりも少ない量ずつ第二容器２８へ移すことができ、第二容器２８の容量は少なくてよく、第一容器１１に対して相対的に高い圧力がかかる第二容器２８を容易に製造することができる。
【００７９】
また、処理工程Ｓ２において、被処理物を第二温度Ｔ２且つ第二圧力Ｐ２の下で一定の流量で連続して前記第二容器２８から排出するので、第二容器２８の内部に被処理物が滞留する時間を一定に保ちながら、第二容器２８に一度に収容できる最大量を超える被処理物を処理することができる。
【００８０】
また、第一温度Ｔ１は−１５℃以上５０℃以下であり、第二温度Ｔ２は２０℃以上１００℃以下、且つＴ１＜Ｔ２であるので、第二温度Ｔ２の下で二酸化炭素のマイクロナノバブルを被処理物内に飽和させるのと比較してより多くのマイクロナノバブルを被処理物に混合することができる。これにより、より多くのマイクロナノバブルが混合された状態で被処理物の殺菌あるいは酵素の失活を行うことができる。その結果、被処理物に対する殺菌作用および酵素失活作用を高めることができ、国際公開第２００９／０１６９９８号パンフレット（上記特許文献５）に記載された食品の処理方法と比べて被処理物を高温高圧下にさらす時間を短くすることができる。被処理物を高温高圧下にさらす時間を短くすることができると、十分な殺菌および酵素失活をしつつ、加熱あるいは加圧することによる被処理物の風味の変化や被処理物の変質などを抑えることができる。
【００８１】
例えば、本実施形態のように生酒を被処理物とする場合には、生酒の風味が劣化するのを抑えることができる。また、生酒以外の液状食品を被処理物とする場合にも風味の劣化を抑えることができる。
【００８２】
また、第一圧力Ｐ１は０．０ＭＰａ以上２．０ＭＰａ以下であり、第二圧力Ｐ２は０．１ＭＰａ以上６．０ＭＰａ以下、且つＰ１＜Ｐ２であり、二酸化炭素を超臨界状態とせずに十分な殺菌および酵素失活を行うことができる。このため、超臨界状態の二酸化炭素を用いる場合と比較してより低圧の条件で細菌類を殺菌し、酵素類を失活させることができる。
【００８３】
また、第一温度Ｔ１が−５℃以上２０℃以下であり、第二温度Ｔ２が３０℃以上５０℃以下である場合には、エタノールが蒸発しやすい温度に被処理物がさらされる時間を短くできるので、被処理物がエタノールを含有している場合に被処理物の組成に対する影響を抑えることができる。
【００８４】
また、本実施形態で例示した被処理物はアルコール飲料の製造中間物である生酒であり、本実施形態の処理方法および処理装置１によれば、生酒が高温高圧下にさらされる時間を短くすることができ、その風味を劣化させることを抑えつつ短時間で細菌類の殺菌と酵素類の失活とを十分におこなうことができる。
なお、本実施形態の処理装置１および処理方法に適用できる被処理物は、二酸化炭素のマイクロナノバブルと混合した混合液とすることができるものであればどのようなものであっても構わない。たとえば、上記例示したものに限られず、液状食品、飲料水、温泉あるいは浴場の湯、プールの水、液体肥料を被処理物として適用してもよい。また、本実施形態ではアルコール飲料の製造中間物として生酒を例に説明したが、火入れ前の清酒、亜硫酸若しくは亜硫酸塩添加前のワイン、またはろ過若しくは加熱処理前のビール系飲料を本実施形態の被処理物として適用することもできる。本明細書において、ビール系飲料とは、ビール、発泡酒、およびいわゆる第三のビール（日本国の酒税法において「その他の醸造酒（発泡性）１」、および「リキュール（発泡性）１」として分類された酒類をいう）を含む総称である。
【００８５】
また、本実施形態の処理装置１では二酸化炭素回収部８によって第二容器２８から排出された被処理物から二酸化炭素をマイクロナノバブル発生装置１２（二酸化炭素供給部）へ戻すことができるので、二酸化炭素が処理装置１の外部へ排出される量を減らすことができる。
【００８６】
また、第一容器１１から第二容器２８へ連続して液体を移す加圧ポンプ２６を備え、排出管路３１を通じて連続して被処理物を排出させることができるので、殺菌あるいは酵素が失活された被処理物を連続して回収することができる。
【００８７】
また、第二容器２８が、一端が加圧部を介して第一容器１１の内部と連通され内部に被処理物が流れるらせん状の管路を有しているので、被処理物を均一に加熱することができ、被処理物に対して均一に殺菌あるいは失活の処理をすることができる。
【００８８】
また、被処理物回収容器７において被処理物から二酸化炭素が除去されるので被処理物中に二酸化炭素が残存していることによる被処理物への影響を抑えることができる。
【００８９】
（変形例）
次に、本実施形態の処理方法および処理装置１の変形例について図４を参照して説明する。図４は、本変形例の処理方法に用いられる処理装置１Ａの構成を示す模式図である。
本変形例の処理方法と上述の実施形態で説明した処理方法との異なる点は、第二容器２８から被処理物を排出したあとに被処理物を冷却する点である。
図４に示すように、本変形例では、上述の実施形態において説明した処理装置１と異なり、排出管路３１に冷却器３６を備えた処理装置１Ａを用いる。
【００９０】
冷却器３６は、第二容器２８内で第二温度Ｔ２まで加熱された被処理物を、たとえば第一温度Ｔ１まで下げるものである。冷却器３６の構造は特に限定されるものでなく、公知の冷却器を適宜採用することができる。
たとえば、冷却器３６としては、ヒートポンプによって熱交換を行うものや、ペルチェ素子を用いて熱交換を行うものなどを適宜採用することができる。この場合、冷却器３６における放熱側のラジエータ等を第二容器２８に接続してもよい。
【００９１】
このような構成であっても、上述の実施形態で説明した処理方法および処理装置１と同様の効果を奏する。
また、冷却器３６として熱交換を行うものを用いた場合、被処理物から奪った熱を第二容器２８内の被処理物を加熱するための熱として用いることができる。これにより、加熱部２９が消費するエネルギーを低減することができる。
【００９２】
なお、第１実施形態およびその変形例において説明した処理方法は、第一容器１１と第二容器２８とによって二段の処理を行い、被処理物貯蔵容器２から第一容器１１へはバッチ式で一定量の被処理物を移し、第一容器１１から第二容器２８へは一定流量で連続して被処理物を移動させているものである。以下、本実施形態で説明した処理方法およびその変形例において説明した処理方法を、「二段半連続」方式と称する。
【００９３】
（第２実施形態：「二段全連続」方式）
次に、本発明の第２実施形態の処理方法および処理装置１Ｂについて図１を参照しながら説明する。
本実施形態の処理方法は、上述の第１実施形態で説明した処理方法と異なり、被処理物貯蔵容器２から第一容器１１へ被処理物を移す際に、単位時間当たりの被処理物の流量を一定にして移す方法である。
【００９４】
本実施形態の処理装置１Ｂは、上述の第１実施形態で説明した処理装置１に対して、送液ポンプ１０に代えて送液ポンプ１０Ａを備え、送液ポンプ１０Ａによって移動させる被処理物の流速を一定に定めることができるものである点が異なっている。
【００９５】
本実施形態の送液ポンプ１０Ａは、第一容器１１から第二容器２８へ被処理物を移すときの単位時間当たりの流量と等しい流量で被処理物貯蔵容器２から二酸化炭素のマイクロナノバブルがすでに混合された被処理物が入っている第一容器１１へ被処理物を移動させるように設定されている。第一容器１１は、一定流量で新たな被処理物を受け入れ、微細気泡発生器２４によって、一定流量で受け入れた新たな被処理物およびすでに第一容器１１内に収容された被処理物にマイクロナノバブルをさらに混合させるようになっている。これにより、第一容器１１には、二酸化炭素のマイクロナノバブルがすでに混合された一定量の被処理物が常に収容されるようになっている。
【００９６】
本実施形態の処理方法について、処理装置１Ｂを用いて行う場合に基づいて、第１実施形態の処理方法と異なる点を中心に説明する。
まず、被処理物貯蔵容器２内に収容された被処理物は、送液ポンプ１０Ａによって時間あたり一定の流量で第一容器１１へ移される。第一容器１１内に上記一定量の被処理物が収容されたら、送液ポンプ１０Ａの動作は停止し、第１実施形態と同様に第一容器１１内の被処理物に二酸化炭素のマイクロナノバブルを混合する。
【００９７】
被処理物内の二酸化炭素のマイクロナノバブルが飽和したあと、マイクロナノバブル発生装置１２を停止させることなく、第一容器１１に二酸化炭素のマイクロナノバブルを供給し続けながら、第１実施形態と同様に第一容器１１から第二容器２８へ被処理物を移す。このとき、第一送液部３の送液ポンプ１０Ａを作動させ、第一容器１１から第二容器２８へ流れる被処理物と同量の被処理物を被処理物貯蔵容器２から第一容器１１へと連続的に移す。
第二容器２８における処理工程Ｓ２は第１実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
【００９８】
本実施形態においても、第１実施形態と同様に被処理物を殺菌し、酵素を失活させることができる。
また、第１実施形態の処理方法と異なり、本実施形態では、被処理物貯蔵容器２から第一容器１１へ連続的に被処理物を移すので、第一容器１１から第二容器２８への被処理物の移動を開始するタイミングで送液ポンプ１０Ａを作動させた後は、被処理物貯蔵容器２の内部の被処理物がなくなるまで送液ポンプ１０Ａを操作する必要がない。
【００９９】
なお、第２実施形態において説明した処理方法は、第一容器１１と第二容器２８とによって二段の処理を行い、被処理物貯蔵容器２から第一容器１１へ連続的に単位時間当たり一定の流量で被処理物を移し、第一容器１１から第二容器２８へも単位時間あたり一定の流量で連続して被処理物を移動させている。以下の説明において、第２実施形態において説明した処理方法を、第１実施形態で述べた「二段半連続」方式と対比させて「二段全連続」方式と称する。
【０１００】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【０１０１】
たとえば、上記各実施形態において、処理工程Ｓ２は、第一容器１１内の被処理物の全量に対する気泡混合工程Ｓ１が終了してからその全量を第一容器１１から取り出し、被処理物の全量を第二容器２８へ移して第二容器２８内で行われるようになっていてもよい。この場合、第一容器１１および第二容器２８に対して被処理物の流量を制御する必要がないので、機器構成を簡素にすることができる。
また、処理装置の処理能力の大小と被処理物の量の大小との関係を勘案し、二段半連続式、二段全連続式、二段バッチ式のいずれかの方式を適宜選択すればよい。
【０１０２】
なお、上述の各実施形態および変形例の処理装置１、１Ａ、１Ｂにおいて、第一容器１１において気泡混合工程Ｓ１が終了した後に第一容器１１の温度および圧力を第二温度Ｔ２および第二圧力Ｐ２に変更すれば、気泡混合工程Ｓ１を行った第一容器１１を処理工程Ｓ２を行うための第二容器２８として兼用することもできる。この場合、第二容器２８を第一容器１１と別体に備える必要はなく、処理装置１、１Ａ、１Ｂを小型化することができる。
【０１０３】
また、第一容器１１、循環ポンプ２３、微細気泡発生器２４、および供給量調整弁２５が一体として構成されていてもよい。
【０１０４】
次に、以下に示す各検討実験に基づいて、本発明の処理方法および処理装置についてより詳細に説明する。
＜実験例１：酵母の二段半連続二酸化炭素マイクロナノバブル処理＞
本実験例は、エタノールを含有する液体に酵母を混合した試料を被処理物として用いて、本発明の第１実施形態の処理方法（二段半連続方式）における酵母に対する殺菌作用について検討したものである。また、本実験例では、二段半連続方式において、上記第１実施形態で説明した処理装置１の第一容器１１の温度および内圧、並びに第二容器２８の温度および内圧の条件をそれぞれ変更して、酵母への殺菌作用に対するこれらの条件の影響を検討した。なお、以下では、二酸化炭素のマイクロナノバブルを「MNB-CO2」と略記する場合がある。
【０１０５】
（試料の調製）
本実験例では、殺菌作用を検討する酵母株は、Saccharomyces cerevisiae NBRC1423とした。まず、１白金耳量の上記酵母株の菌体を１０ｍＬのＹＭ培地（Difco社製）を含む試験管内に懸濁したものを、３０℃で１０時間培養した。１０時間経過後、その培養液を、１９０ｍＬのＹＭ培地を含む内容量３００ｍＬの三角フラスコに移し、３０℃で１２時間培養した。１２時間経過後、その培養液を遠心分離機（４℃、１００００×ｇ（ｇは重力加速度）、３０分）に２回かけて酵母菌体を回収し、初発菌数１．０×１０５ＣＦＵ／ｍＬになるように５％エタノール含有生理食塩水中に懸濁し１２Ｌの試料を調製した。なお、ＣＦＵは、ｃｏｌｏｎｙ ｆｏｒｍｉｎｇ ｕｎｉｔの略である。
【０１０６】
（二段半連続MNB-CO2処理）
本実験例では、第１実施形態で説明した構成の処理装置１（図１参照）を使用した。具体的な構成を以下に示す。
第一容器１１：内容量１５Ｌの円筒状のタンク
送液ポンプ１０および加圧ポンプ２６：日本精密科学製NP-KX-500
循環ポンプ２３：帝国電機製作所製F42-119F2AM-0204R1-BV
微細気泡発生器２４：バブルタンク社製BT-50
第二容器２８：内径１．５ｃｍ、長さ１００ｃｍのらせん状の管路、内容量１７０ｍＬ
【０１０７】
第一容器１１の温度条件および圧力条件等の諸条件は、以下のように設定した。
第一温度Ｔ１：１０℃、２０℃、および４０℃、
第一圧力Ｐ１：０．０ＭＰａ、０．５ＭＰａ、および１．０ＭＰａ
第一容器１１への二酸化炭素供給量：２．０Ｌ／ｍｉｎ
【０１０８】
第二容器２８の温度条件および圧力条件等の諸条件は、以下のように設定した。
第二温度Ｔ２：４０℃および４５℃、
第二圧力Ｐ２：２．０ＭＰａおよび４．０ＭＰａ
第二容器２８内における被処理物の滞留時間：０ｍｉｎ、５ｍｉｎ、１０ｍｉｎ、１５ｍｉｎ、２０ｍｉｎ、２５ｍｉｎ、および３０ｍｉｎ
【０１０９】
本実験例における各実験条件を表１に示す。
【０１１０】
【表１】
【０１１１】
実験は以下の手順で行った。まず、内容量１５Ｌの第一容器１１に１２Ｌの試料を供給し、供給した１２Ｌの試料を第一温度Ｔ１に維持し、第一容器１１のヘッドスペース部分に上記実験条件の各圧力に達するまで二酸化炭素を供給した。
【０１１２】
次に、MNB-CO2を次の手順で発生させた。循環ポンプ２３により、被処理物循環管路２２内で試料を１５ｍＬ／ｍｉｎで循環させつつ、供給量調整弁２５を開き、二酸化炭素を循環ポンプ２３の出口付近から被処理物循環管路２２内へ供給し、試料と二酸化炭素が混合された混合流体を微細気泡発生器２４へ供給した。
【０１１３】
MNB-CO2は、試料中のMNB-CO2量が飽和に至るまで発生させた。本実験例では、MNB-CO2の供給を開始してから一定間隔で溶存二酸化炭素濃度を測定し、約６ｍｉｎでMNB-CO2が飽和したことを確認した。MNB-CO2が飽和した後、流量調整弁２７を開き、第一容器１１内の試料を加圧ポンプ２６によって第二容器２８の管路内へ連続的に供給した。なお、第一容器１１の内圧は、第一容器１１のヘッドスペース部分に圧力調整弁１８を介して二酸化炭素を供給することで一定に維持した。第二容器２８内の試料滞留時間は、加圧ポンプ２６により試料の流速を５．７〜３４．０ｍＬ／ｍｉｎの範囲で変えることによって調節した。排出管路３１から排出される試料をそれぞれ採取し、これらの試料中の生菌数を測定した。
【０１１４】
（生菌数の測定）
MNB-CO2処理前後の酵母生菌数の測定は、MNB-CO2処理を行う前の試料と、MNB-CO2処理を行った後の試料とを、シャーレ内で培養した場合に肉眼でコロニー数が確認できる程度(３００コロニー/シャーレ以下)までそれぞれ滅菌生理食塩水を用いて希釈し、その各希釈試料１ｍＬを１５ｍＬのＹＭ寒天培地溶液と混合し、３０℃で４８時間培養後に形成したコロニー数を測定することにより行った。
４８時間培養されたシャーレにおけるコロニー数に希釈倍率を掛けた値を生菌数Ｎとし、初発生菌数をＮ０として、生存率Ｎ／Ｎ０の常用対数ｌｏｇ(Ｎ／Ｎ０)をそれぞれ結果として算出した。実験は全て３反復行い、３反復の結果の平均値とその標準誤差をグラフ化した。
【０１１５】
また、得られたデータの解釈としては、第二容器２８の滞留時間１０ｍｉｎにおける生菌数が初発菌数に対して１０万分の１を越える場合を、実用上十分な程度には滅菌されていないものと判定した。すなわち、第二容器２８の滞留時間１０ｍｉｎにおいて酵母の生存率が１０万分の１を越える温度条件および圧力条件の組み合わせは本発明に対する比較例とした。
【０１１６】
（結果と考察）
図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図６、図７（Ａ）、図７（Ｂ）、および図８に、本実験例を行った結果のグラフを示す。これらの図において、横軸は第二容器２８内における試料の滞留時間を示し、縦軸は酵母の生存率を示している。
【０１１７】
（比較例１の結果）
図５（Ａ）は、第一容器１１の温度を４０℃、第一容器１１の圧力を２．０ＭＰａ、第二容器２８の温度を４０℃、第二容器２８の圧力を２．０ＭＰａとした条件（表１に示す比較例１）下で行った実験の結果を示している。なお、この実験では、第一容器１１と第二容器２８とは温度および圧力が同じ値に設定されており、一段の処理を行ったのと実質的に同等の処理内容となっている。図５（Ａ）に示すように、この実験では、第二容器２８内において試料の滞留時間が２０ｍｉｎ以上において初発菌数に対して１０万分の１以下の生存率となった。なお、酵母の殺菌において、初発菌数（１．０×１０５ＣＦＵ／ｍＬ）に対して１０万分の１以下の生存率は、実質的に試料が滅菌された状態に相当する生存率である。
【０１１８】
（第一容器の温度の影響）
図５（Ｂ）は、第一容器１１の圧力を１．０ＭＰａ、第二容器２８の温度を４０℃、第二容器２８の圧力を２．０ＭＰａとし、第一容器１１の温度条件を４０℃（比較例２）、２０℃（比較例３）、１０℃（実施例１）とした条件下で行った実験の結果を示している。図５（Ｂ）において、◇は上記比較例２、□は上記比較例３、△は上記実施例１における結果をそれぞれ示している。
図５（Ｂ）に示すように、第一容器１１の温度が４０℃の場合には３０ｍｉｎで酵母の生存率を処理前の１０万分の１以下にすることができることが分かった。また、第一容器１１の温度を２０℃とした場合には、酵母の生存率を処理前の１０万分の１以下にするのに２０ｍｉｎ要した。
これに対して、第一容器１１の温度を１０℃とした場合には、１０ｍｉｎで酵母の生存率を処理前の１０万分の１以下にすることができた。
【０１１９】
（第一容器の圧力の影響）
図６は、第一容器１１の温度を１０℃、第二容器２８の温度を４０℃、第二容器２８の圧力を２．０ＭＰａとし、第一容器１１の圧力条件を０．０ＭＰａ（比較例４）、０．５ＭＰａ（比較例５）、１．０ＭＰａ（上記実施例１）とした条件下で行った実験の結果を示している。図６において、◇は上記比較例４、□は上記比較例５、△は上記実施例１における結果をそれぞれ示している。
図６に示すように、第一容器１１の圧力が０．０ＭＰａ（常圧）の条件では酵母の生存率は３０ｍｉｎ経過しても０ｍｉｎとほとんど差がなく、殺菌作用は得られなかった。また、第一容器１１の圧力が０．５ＭＰａの条件では、実験条件内で最も長い３０ｍｉｎだけ第二容器２８に試料を滞留させても酵母の生存率は処理前の１００分の１であり、酵母を殺菌することはできるが酵母を完全に滅菌することはできなかった。
これに対して、第一容器１１の圧力が１．０ＭＰａの条件では、第二容器２８に試料を滞留させる滞留時間が１０ｍｉｎの条件で、酵母の生存率は処理前の１０万分の１以下となり、酵母を含む試料は滅菌された。
【０１２０】
（第二容器の温度の影響）
図７（Ａ）は、第一容器１１の温度を１０℃、第一容器１１の圧力を０．５ＭＰａ、第二容器２８の圧力を２．０ＭＰａとし、第二容器２８の温度条件を、４０℃（上記比較例５）、４５℃（実施例２）とした条件下で行った実験の結果を示している。図７（Ａ）において、◇は上記比較例５、□は上記実施例２における結果をそれぞれ示している。
図７（Ａ）に示すように、第二容器２８の温度を４５℃とした条件では、試料を第二容器２８内に滞留させる滞留時間が１０ｍｉｎの条件で、酵母の生存率は処理前の１０万分の１以下となり、酵母を含む試料は滅菌された。
【０１２１】
図７（Ｂ）は、第一容器１１の温度を１０℃、第一容器１１の圧力を１．０ＭＰａ、第二容器２８の圧力を２．０ＭＰａとし、第二容器２８の温度条件を４０℃（上記実施例１）、４５℃（実施例３）とした条件下で行った実験の結果を示している。図７（Ｂ）において、◇は上記実施例１、□は上記実施例３における結果をそれぞれ示している。
図７（Ｂ）に示すように、第二容器２８の温度を４０℃とした条件では第二容器２８に試料を滞留させる滞留時間が１０ｍｉｎで、第二容器２８の温度を４５℃とした条件では第二容器２８に試料を滞留させる滞留時間が５ｍｉｎでそれぞれ酵母の生存率は処理前の１０万分の１以下となり酵母を含む試料は滅菌された。
【０１２２】
図８は、第一容器１１の温度を１０℃、第一容器１１の圧力を０．５ＭＰａ、第二容器２８の温度を４０℃とし、第二容器２８の圧力を２．０ＭＰａ（上記比較例５）、４．０ＭＰａ（比較例６）とした条件下における実験の結果を示している。図８において、◇は上記比較例５、□は上記比較例６における結果をそれぞれ示している。
図８に示すように、第二容器２８の圧力条件を２．０ＭＰａから４．０ＭＰａに変更しても、酵母の生存率に著しい変化があるとはいえないが、第二容器２８の圧力条件が４．０ＭＰａの方が酵母の生存率は低いという結果となった。
【０１２３】
本実験例の結果から、二段半連続MNB-CO2処理による酵母の殺菌効果は、第一容器１１の温度を相対的に低くし、第二容器２８の温度を相対的に高くすることによって著しく高まること、並びに、第一容器１１の圧力を相対的に低くし、第二容器２８の圧力を相対的に高くすることで高まることがわかった。
【０１２４】
＜実験例２：火落菌の二段半連続MNB-CO2処理＞
次に、被処理物として酵母に代えて火落菌を使用し、上述の実験例１と同様の条件で検討を行った例を示す。
本実験例は、エタノールを含有する液体に火落菌を混合した試料を被処理物として用いて、本発明の第１実施形態の処理方法（二段半連続方式）における火落菌に対する殺菌作用について検討したものである。また、本実験例では、二段半連続方式において、第一容器１１の温度および内圧、並びに第二容器２８の温度および内圧の条件を変更して火落菌への殺菌作用に対する影響を検討した。
【０１２５】
（試料の調製）
本実験例では、殺菌作用を検討する火落菌株は、Lactobacillus fructivorans s36とした。まず、１白金耳量の上記火落菌株の菌体を、最終濃度１０％のエタノールを含有する１０ｍＬのＳＩ培地（(財)日本醸造協会製)に懸濁し、３０℃で７日間培養した。７日後、０．５ｍＬの培養液を最終濃度１５％のエタノールを含有する１０ｍＬのＳＩ培地に移し、３０℃で７日間培養した。７日後、培養液から菌体を遠心分離機（４℃、１００００×ｇ、１０分）に２回かけて火落菌を回収し、初発菌数１．０×１０６ＣＦＵ／ｍＬになるように５％エタノール含有生理食塩水中に懸濁して１２Ｌの試料を調製した。
【０１２６】
（二段半連続MNB-CO2処理）
本実験例では、図１に示した装置を使用し、具体的な構成は上記実験例１で採用した構成と同一とした。
【０１２７】
第一容器１１の温度条件および圧力条件等の諸条件は、以下のように設定した。
第一温度Ｔ１：１０℃および４０℃
第一圧力Ｐ１：０．０ＭＰａ、０．５ＭＰａ、１．０ＭＰａ
第一容器１１への二酸化炭素供給量：２．０Ｌ／ｍｉｎ
【０１２８】
第二容器２８の温度条件および圧力条件等の諸条件は、以下のように設定した。
第二温度Ｔ２：４０℃
第二圧力Ｐ２：２．０ＭＰａ
第二容器２８内における被処理物の滞留時間：０ｍｉｎ、１０ｍｉｎ、２０ｍｉｎ、および３０ｍｉｎ
【０１２９】
本実験例における各実験条件を表２に示す。
【０１３０】
【表２】
【０１３１】
（生菌数の測定）
本実験例におけるMNB-CO2処理前後の火落菌生菌数の測定は、MNB-CO2処理前後の試料を、シャーレ内で培養したときに肉眼でコロニー数が確認できる程度(３００コロニー／シャーレ以下)まで滅菌生理食塩水を用いて希釈し、その各希釈試料１ｍＬを１５ｍＬのＳＩ寒天培地溶液と混合し、３０℃で１０日間培養し、コロニー数を数えた。また、上記実験例１と同様の方法で火落菌の生存率を算出した。
【０１３２】
また、得られたデータの解釈としては、第二容器２８の滞留時間１０ｍｉｎにおける生菌数が初発菌数に対して１０万分の１を越える場合を、実用上十分な程度には滅菌されていないものと判定した。すなわち、第二容器２８の滞留時間１０ｍｉｎにおいて酵母の生存率が１０万分の１を越える温度条件および圧力条件の組み合わせは本発明に対する比較例とした。
【０１３３】
（結果と考察）
図９（Ａ）、図９（Ｂ）に、本実験例を行った結果のグラフを示す。これらの図において、横軸は第二容器２８内における試料の滞留時間を示し、縦軸は火落菌の生存率を示している。
【０１３４】
図９（Ａ）は、第一容器１１の温度を４０℃、第一容器１１の圧力を２．０ＭＰａ、第二容器２８の温度を４０℃、第二容器２８の圧力を２．０ＭＰａとした条件（比較例７）の下で行った実験の結果を示している。なお、この実験では、第一容器１１と第二容器２８とは温度および圧力が同じ値に設定されており、一段の処理を行ったのと実質的に同等の処理内容となっている。
図９（Ａ）に示すように、この実験では、第二容器２８内において試料の滞留時間が２０ｍｉｎ以上において初発菌数に対して１００万分の１以下の生存率となった。なお、火落菌の殺菌において、初発菌数（１．０×１０５ＣＦＵ／ｍＬ）に対して１００万分の１以下の生存率は、実質的に試料が滅菌された状態に相当する生存率である。
【０１３５】
図９（Ｂ）は、第一容器１１の温度を１０℃、第二容器２８の温度を４０℃、第二容器２８の圧力を２．０ＭＰａとし、第一容器１１の圧力条件を０．０ＭＰａ（比較例８）、０．５ＭＰａ（比較例９）、１．０ＭＰａ（実施例４）とした条件下で行った実験の結果を示している。図９（Ｂ）において、◇は上記比較例８、□は上記比較例９、△は上記実施例４の条件における結果をそれぞれ示している。
図９（Ｂ）に示すように、第一容器１１の圧力を０．０ＭＰａ（常圧）とした場合には、実験条件内で最長の３０ｍｉｎだけ試料を第二容器２８内に滞留させても火落菌は処理前の１０分の１程度しか減少せず、完全に滅菌することはできなかった。また、第一容器１１の圧力を０．５ＭＰａとした条件では上記比較例７と同様の傾向を示し、第二容器２８に試料を２０ｍｉｎだけ滞留させることで、火落菌の生存率は処理前の１００万分の１以下となり火落菌を含む試料は滅菌された。また、第一容器１１の温度を１０℃とし、第一容器１１の圧力を１．０ＭＰａとした上記実施例４では、上記比較例７に比べて短時間の１０ｍｉｎで火落菌を滅菌することができた。
本実験例の結果から、上記実験例１における酵母に対する殺菌作用と同様に、第一容器１１の圧力が高い方が火落菌に対する殺菌作用が強いことがわかった。
【０１３６】
また、上記実験例１と上記実験例２の結果を合わせて考えると、二段半連続方式による細菌類に対する殺菌作用は、第一容器１１の温度を低くするとともに第一容器１１の圧力を高くし、第二容器２８の温度を第一容器１１の温度よりも高くすることによって著しく高まると考えられる。
【０１３７】
＜実験例３：グルコアミラーゼの二段半連続MNB-CO2処理＞
本実験例は、エタノールを含有する液体にグルコアミラーゼを混合した試料を被処理物として用いて、本発明の第１実施形態の処理方法（二段半連続方式）におけるグルコアミラーゼに対する失活作用について検討したものである。また、本実験例では、二段半連続方式において、第一容器１１の温度、並びに第二容器２８の温度および圧力の条件をそれぞれ変更してグルコアミラーゼに対する失活作用に対する影響を検討した。
【０１３８】
（試料の調製）
本実験例では、グルコアミラーゼ（エイチビィアイ株式会社製）を、最終濃度が０．００４％となるように、１５％エタノール含有酢酸緩衝液（ｐＨ４．０）で希釈したものを試料とした。
（二段半連続MNB-CO2処理）
本実験例では、図１に示した装置を使用した。具体的な構成は上記実験例１において採用した構成と同一である。
【０１３９】
第一容器１１の温度条件および圧力条件等の諸条件は、以下のように設定した。
第一温度Ｔ１：１０℃および４５℃、
第一圧力Ｐ１：２．０ＭＰａ
第一容器１１への二酸化炭素供給量：２．０Ｌ／ｍｉｎ
【０１４０】
第二容器２８の温度条件および圧力条件等の諸条件は、以下のように設定した。
第二温度Ｔ２：４０℃、４５℃、および５０℃
第二圧力Ｐ２：２．０ＭＰａ、４．０ＭＰａ、および６．０ＭＰａ
第二容器２８内における被処理物の滞留時間：０ｍｉｎ、１０ｍｉｎ、２０ｍｉｎ、および３０ｍｉｎ
MNB-CO2を発生させる手順については上記実験例１と同様の手順で行った。
【０１４１】
本実験例における各実験条件を表３に示す。
【０１４２】
【表３】
【０１４３】
（試料中の残存酵素活性の測定）
本実験例では、MNB-CO2処理前後のグルコアミラーゼの残存活性を、糖化力測定キット（キッコーマン株式会社製）を使用して測定した。グルコアミラーゼの残存活性は、MNB-CO2処理をしていない試料におけるグルコアミラーゼの活性に対する相対活性として、百分率（％）で表示した。実験は全て３反復行い、３反復において得られたデータの平均値と標準誤差をそれぞれ算出し、グラフ化した。
【０１４４】
また、得られたデータの解釈としては、第二容器２８の滞留時間３０ｍｉｎにおける残存酵素活性が、６０％を越える場合には、実用上十分な酵素失活作用が得られなかったものと判定した。すなわち、第二容器２８の滞留時間３０ｍｉｎにおいてグルコアミラーゼの残存酵素活性が６０％を越える温度条件および圧力条件の組み合わせは本発明に対する比較例とした。
【０１４５】
（結果と考察）
図１０、図１１、および図１２に、本実験例を行った結果のグラフを示す。これらの図において、横軸は第二容器２８内における試料の滞留時間を示し、縦軸はグルコアミラーゼの残存活性を示している。
【０１４６】
図１０は、第一容器１１の圧力を２．０ＭＰａ、第二容器２８の温度を４５℃、第二容器２８の圧力を４．０ＭＰａとし、第一容器１１の温度条件を１０℃（実施例５）、４５℃（比較例１０）とした条件下における実験の結果を示している。図１０において、◇は上記実施例５、□は上記比較例１０における結果を示している。
図１０に示すように、第二容器２８に試料を滞留させる時間が３０ｍｉｎである場合について比較すると、第一容器１１の温度を４５℃とした場合のグルコアミラーゼの残存活性は、MNB-CO2処理をしていない試料に対して８０％であり、第一容器１１の温度を１０℃とした場合のグルコアミラーゼの残存活性は、MNB-CO2処理をしていない試料に対して４０％であった。また、第二容器２８に試料を滞留させる時間が３０ｍｉｎ未満の場合においては、
も、第一容器１１の温度が低いほうがグルコアミラーゼの残存活性が低かった。
この結果は、第一容器１１の温度が低い方が、第一容器１１の温度が高い場合よりもグルコアミラーゼに対する失活作用が強いことを示している。
【０１４７】
図１１は、第一容器１１の温度を１０℃、第一容器１１の圧力を２．０ＭＰａ、第二容器２８の圧力を４．０ＭＰａとし、第二容器２８の温度条件を４０℃（実施例６）、４５℃（上記実施例５）、５０℃（実施例７）の条件下で行った実験の結果を示している。図１１において、◇は上記実施例６、□は上記実施例５、△は上記実施例７における結果を示している。
図１１に示すように、第二容器２８に試料を滞留させる時間が３０ｍｉｎである場合について比較すると、第二容器２８の温度が４０℃、４５℃および５０℃におけるグルコアミラーゼの残存活性はそれぞれ６０％、５０％、および５％となった。また、第二容器２８に試料を滞留させる時間が３０ｍｉｎ未満の場合においても、第二容器２８の温度が高い方がグルコアミラーゼの残存活性が低かった。また、上記実施例５、実施例６、および実施例７の条件は、いずれも上記比較例１０の条件よりもグルコアミラーゼの失活作用が強い条件であることが分かった。この結果は、第二容器２８の温度が高い方が、第二容器２８の温度が低い場合よりもグルコアミラーゼに対する失活作用が強いことを示している。
【０１４８】
図１２は、第一容器１１の温度を１０℃、第一容器１１の圧力を２．０ＭＰａ、第二容器２８の温度を４５℃とし、第二容器２８の圧力条件を、２．０ＭＰａ（比較例１１）、４．０ＭＰａ（上記実施例５）、６．０ＭＰａ（実施例８）とした条件下における実験の結果を示している。図１２において、◇は上記比較例１１、□は上記実施例５、△は上記実施例８における結果を示している。
図１２に示すように、第二容器２８に試料を滞留させる時間を３０ｍｉｎとした場合について比較すると、第二容器２８の圧力が２．０ＭＰａ、４．０ＭＰａ、および６．０ＭＰａにおけるグルコアミラーゼの残存活性はそれぞれ６５％、４３％および３８％であった。また、第二容器２８に試料を滞留させる時間が３０ｍｉｎ未満の場合においても、第二容器２８の圧力が高いほうがグルコアミラーゼの残存活性が低かった。また、上記実施例５、および実施例８の条件は、上記比較例１１の結果と比較してグルコアミラーゼの残存活性が低く、グルコアミラーゼの失活作用が高い条件であることが分かった。また、この結果は、第二容器２８の圧力が高い方が、第二容器２８の圧力が低い場合よりもグルコアミラーゼに対する失活作用が強いことを示している。
【０１４９】
本実験例の結果から、グルコアミラーゼを含有する試料を被処理物とした二段半連続MNB-CO2処理において、第一容器１１の温度を低くすること、および第二容器２８の温度を高くすることによって失活作用を著しく高めることができることが分かった。
【０１５０】
＜実験例４：酸性プロテアーゼの二段半連続MNB-CO2処理＞
本実験例は、エタノールを含有する液体に酸性プロテアーゼを混合した試料を被処理物として用いて、本発明の第１実施形態の処理方法（二段半連続方式）における酸性プロテアーゼに対する失活作用について検討したものである。また、本実験例では、二段半連続方式において、第一容器１１の温度および内圧、並びに第二容器２８の温度および内圧の条件をそれぞれ変更して、酸性プロテアーゼに対する失活作用におけるこれらの条件の影響を検討した。
【０１５１】
（試料の調製）
本実験例では、酸性プロテアーゼ（エイチビィアイ株式会社製）を、最終濃度が０．０１５％となるように、１５％エタノール含有酢酸緩衝液（ｐＨ４．０）で調整したものを試料とした。
（二段半連続MNB-CO2処理）
本実験例では、図１に示した装置を使用した。具体的な構成は上記実験例１において採用した構成と同一である。
【０１５２】
第一容器１１の温度条件および圧力条件等の諸条件は、以下のように設定した。
第一温度Ｔ１：１０℃および４５℃、
第一圧力Ｐ１：２．０ＭＰａ
第一容器１１への二酸化炭素供給量：２．０Ｌ／ｍｉｎ
【０１５３】
第二容器２８の温度条件および圧力条件等の諸条件は、以下のように設定した。
第二温度Ｔ２：４５℃、および５０℃
第二圧力Ｐ２：４．０ＭＰａ
第二容器２８内における被処理物の滞留時間：０ｍｉｎ、１０ｍｉｎ、２０ｍｉｎ、および３０ｍｉｎ
【０１５４】
本実験例における各実験条件を表４に示す。
【０１５５】
【表４】
MNB-CO2を発生させる手順については上記実験例１と同様の手順で行った。
【０１５６】
（試料中の残存酵素活性の測定）
本実験例では、MNB-CO2処理前後の酸性プロテアーゼの残存活性を、次に示す手順で測定した。
まず、酢酸緩衝液（ｐＨ４．０）中に最終濃度２％のカゼインを含有する溶液１ｍＬと試料０．５ｍＬとを混合し、３７℃、ｐＨ４．０の条件下で静置し、１０分間酵素反応させた。次に、１０分間酵素反応させた反応後溶液に、０．４ｍｏｌ／Ｌのトリクロロ酢酸溶液３ｍＬを加え反応を停止させた後、沈殿物をろ過してろ液を回収し、５倍希釈したフェノール試薬(関東化学株式会社Cat. No. 32914-23)１ｍＬと、０．５５ｍｏｌ／Ｌの炭酸ナトリウム溶液５ｍＬとの混合物を、ろ液１ｍＬに加えて発色させた。ろ液の色は、波長６６０ｎｍの光の吸光度を計測する吸光度計を用いて測定した。
なお、測定方法の詳細は以下の文献に記載されている(文献：Ishikawa et al., 1995 Inactivation of enzymes in an aqueous solution by micro-bubbles of supercritical carbon dioxide. Biosci. Biotechnol. Biochem., 59(4), 628-631)。
【０１５７】
酸性プロテアーゼの残存活性は、MNB-CO2処理を行っていない試料の酵素活性に対する相対活性として百分率（％）で表示した。実験は全て３反復行い、３反復において得られたデータの平均値と標準誤差をそれぞれ算出し、グラフ化した。
【０１５８】
また、得られたデータの解釈としては、第二容器２８の滞留時間３０ｍｉｎにおける残存酵素活性が１５％を越える場合には、実用上十分な酵素失活作用が得られなかったものと判定した。すなわち、第二容器２８の滞留時間３０ｍｉｎにおいて酸性プロテアーゼの残存酵素活性が１５％を越える温度条件および圧力条件の組み合わせは本発明に対する比較例とした。
【０１５９】
（結果と考察）
図１３および図１４に、本実験例を行った結果のグラフを示す。図１３および図１４において、横軸は第二容器２８内における試料の滞留時間を示し、縦軸は酸性プロテアーゼの残存活性を示している。
【０１６０】
図１３は、第一容器１１の圧力を２．０ＭＰａ、第二容器２８の温度を４５℃、第二容器２８の圧力を４．０ＭＰａとし、第一容器１１の温度条件を、１０℃（実施例９）、４５℃（比較例１２）とした条件下における実験の結果を示している。図１３において、◇は上記実施例９、□は上記比較例１２における結果をそれぞれ示している。
図１３に示すように、滞留時間３０ｍｉｎ後の試料における酸性プロテアーゼの残存活性は、第一容器１１の温度が４５℃の条件では２０％であり、第一容器１１の温度が１０℃の条件では２．０％であった。また、第二容器２８に試料を滞留させる時間が３０ｍｉｎ未満の場合においても、第一容器１１の温度が低い方が酸性プロテアーゼの残存活性が低かった。この結果は、第一容器１１の温度が低い方が、第一容器１１の温度が高い場合よりも酸性プロテアーゼに対する失活作用が強いことを示している。
【０１６１】
図１４は、第一容器１１の温度を１０℃、第一容器１１の圧力を２．０ＭＰａ、第二容器２８の圧力を４．０ＭＰａとし、第二容器２８の温度条件を４５℃（上記実施例９）、５０℃（実施例１０）とした条件下における実験の結果を示している。図１４において、◇は上記実施例９、□は上記実施例１０における結果を示している。
図１４に示すように、第二容器２８に試料を滞留させる時間が３０ｍｉｎの場合について比較すると、酸性プロテアーゼの残存活性は、第二容器２８の温度が４５℃の条件では２．３％であり、第二容器２８の温度が５０℃の条件では１．１％であった。
【０１６２】
また、第二容器２８に試料を滞留させる時間を３０ｍｉｎよりも短い時間とした場合においては、第二容器２８の温度が４５℃の条件では２０ｍｉｎで酸性プロテアーゼの残存活性が５．１％となり、第二容器２８の温度が５０℃の条件では１０ｍｉｎで酸性プロテアーゼの残存活性が３．１％以下となった。
これらの結果は、第二容器２８の温度が高い方が、第二容器２８の温度が低い場合よりも酸性プロテアーゼに対する失活作用が強いことを示している。
【０１６３】
本実験例の結果から、酸性プロテアーゼの二段半連続MNB-CO2処理においても第一容器１１の温度を低くすること、および第二容器２８の温度を高くすることによって失活効果は著しく高くなることがわかった。
【０１６４】
次に、本発明の処理方法および処理装置１と従来の処理方法および処理装置とを対比するために、従来の処理方法と同様の条件で酵素を失活させる処理を行う例を示す。以下に示す比較例１３、１４は、本発明の処理方法および処理装置１による処理を示すものではなく、国際公開第２００９／０１６９９８号パンフレットにおいて開示された食品の処理方法を用いて上記実験例３および実験例４と同一の試料をそれぞれ処理した例を示したものである。なお、国際公開第２００９／０１６９９８号パンフレットに開示された処理方法を用いた処理を、以下では「一段バッチMNB-CO2処理」と称する。
【０１６５】
＜比較例１３：グルコアミラーゼの一段バッチMNB-CO2処理＞
比較例１３は、第１実施形態で説明した処理装置１を用いて行うが、第二容器２８へ試料を流すことなく、ドレイン管路１７から試料を排出させることにより第一容器１１のみを用い、第一容器１１内の温度、圧力および滞留時間の処理条件を、国際公開第２００９／０１６９９８号に示す処理装置と同様の処理条件にして実験を行ったものである。装置の具体的な構成は上記実験例１において採用した構成と同一である。
また、比較例１３は、実験例３で示したのと同一の組成の試料を、グルコアミラーゼを含有する被処理物として用いたものであり、上記実験例３に対する対照実験である。
【０１６６】
第一容器１１の温度条件および圧力条件等の諸条件は、以下のように設定した。
第一温度Ｔ１：４５℃、
第一圧力Ｐ１：２．０ＭＰａ
第一容器１１への二酸化炭素供給量：２．０Ｌ／ｍｉｎ
第一容器１１内における試料の処理時間：１０ｍｉｎ、２０ｎｉｍ、および３０ｍｉｎ
【０１６７】
なお、比較例１３において、第一容器１１内における試料の処理時間は、第一容器１１内において二酸化炭素のマイクロナノバブルが飽和したことが確認された時点を０ｍｉｎとして計測している。すなわち、二酸化炭素のマイクロナノバブルが試料中で飽和した後に試料が加熱および加圧されている時間という点で、比較例１３および後述する比較例１４における処理時間は上記実験例３および４で説明した第二容器２８内の滞留時間に相当するものである。
【０１６８】
（一段バッチMNB-CO2処理）
比較例１３では、一段バッチMNB-CO2処理を以下の手順で行った。まず、内容量１５Ｌの第一容器１１に１２Ｌの試料を供給した。続いて、１２Ｌの試料を上記第一温度Ｔ１まで加熱し、第一容器１１のヘッドスペース部分に二酸化炭素を２．０ＭＰａに達するまで供給した。その後、MNB-CO2を、上記実験例１と同様の方法で発生させた。
【０１６９】
（試料中の残存酵素活性の測定）
残存酵素活性測定用サンプルは、第一容器１１のドレイン弁１９を開放することによってドレイン管路１７から１０分おきに採取した。採取した試料におけるグルコアミラーゼの残存活性は上記実験例３と同様の方法で測定し、上記実験例３と同様にグルコアミラーゼの残存活性を百分率でグラフに示した。
【０１７０】
（結果と考察）
図１５に比較例１３の実験の結果を示す。図１５において、横軸は第一容器内に試料を滞留させて処理を行った処理時間を示し、縦軸はグルコアミラーゼの残存活性を示している。図１５に示すように、比較例１３の実験の結果、試料の処理時間が３０ｍｉｎであってもグルコアミラーゼの残存活性は８０％であった。
比較例１３の結果と上記実験例３の結果とを対比すると、二段半連続MNB-CO2処理（上記実施例５ないし８）は一段バッチMNB-CO2処理（比較例１３）よりもグルコアミラーゼの失活作用が強い処理方法であることが分かる。
【０１７１】
＜比較例１４：酸性プロテアーゼの一段バッチMNB-CO2処理＞
比較例１４は、比較例１３と同様の条件で、グルコアミラーゼに代えて酸性プロテアーゼを含む試料を被処理物として処理を行った例を示すものである。なお、比較例１４は、上記実験例４において使用した試料と同一の組成の試料を用いた実験であり、上記実験例４に対する対照実験である。
【０１７２】
比較例１４における第一容器１１の温度、圧力、第一容器１１内に試料を滞留させる処理時間、並びに第一容器１１からの試料の採取方法は上記比較例１３で説明したのと同一である。
また、試料中の残存酵素活性の測定方法および結果のグラフ化の方法は、上記実験例４において説明した方法と同一である。
【０１７３】
（結果と考察）
図１６に比較例１４の実験の結果を示す。図１６において、横軸は第一容器内で試料を滞留させる処理時間を示し、縦軸は酸性プロテアーゼの残存活性を示す。図１６に示すように、比較例１４の実験の結果、試料の処理時間が３０ｍｉｎであっても酸性プロテアーゼの残存活性は２０％であった。
比較例１４の結果と上記実験例４の結果とを対比すると、二段半連続MNB-CO2処理（上記実施例９、１０）は一段バッチMNB-CO2処理（比較例１４）よりも酸性プロテアーゼに対する失活作用が強い処理方法であることが分かる。
【０１７４】
＜比較例１５：グルコアミラーゼの加熱処理＞
次に、グルコアミラーゼを含有する試料を加熱処理することによって試料中のグルコアミラーゼを失活させる処理を行った場合のグルコアミラーゼに対する失活作用を示す。
比較例１５では、第１実施形態で説明した処理装置１を用いて行うが、第二容器２８へ試料を流すことなく、ドレイン管路１７から試料を排出させることにより第一容器１１のみを用い、MNB-CO2を試料に混合させることなく加熱のみを行った。なお、装置の具体的な構成は上記実験例１において採用した構成と同一であり、第一容器１１内で加熱処理を行った試料は上記比較例１３で説明したのと同様にドレイン管路１７から採取した。
【０１７５】
第一容器１１の温度条件は４０℃（比較例１５−１）、４５℃（比較例１５−２）、５０℃（比較例１５−３）、６０℃（比較例１５−４）、６５℃（比較例１５−５）、及び７０℃（比較例１５−６）とし、前記温度条件下で第一容器１１内に被処理物を滞留させる時間は１０ｍｉｎ、２０ｍｉｎ、および３０ｍｉｎとした。また、試料中の残存酵素活性の測定は上記実験例３と同様の方法で行った。
【０１７６】
（結果と考察）
図１７に比較例１５の実験の結果を示す。図１７において、横軸は第一容器内で試料を加熱処理した処理時間を示し、縦軸はグルコアミラーゼの残存活性を示している。また、図１７において、◇は第一容器１１の温度が４０℃、□は第一容器１１の温度が４５℃、△は第一容器１１の温度が５０℃、＊は第一容器１１の温度が６０℃、×は第一容器１１の温度が６５℃、○は第一容器１１の温度が７０℃である条件における結果を示している。図１７に示すように、比較例１５の実験の結果、第一容器１１の温度が６５℃および７０℃である場合には他の温度条件の場合と比較して顕著にグルコアミラーゼの残存活性が低下した。
【０１７７】
これらの結果から、二段半連続MNB-CO2処理（上記実施例５ないし８）は、被処理物に対して５０℃以下の温度で処理を行う場合に、グルコアミラーゼに対する失活作用が単純な加熱処理よりも顕著に高い処理方法であることが分かる。また、比較例１５と上記実験例３の結果とを対比すると、二段半連続MNB-CO2処理は、グルコアミラーゼの失活作用において、一般的に行われる火入れ温度（６５℃）よりも低い温度（５０℃）で、６５℃で火入れを行ったのと同程度の殺菌作用を有することがわかり、これらの結果は、二段半連続MNB-CO2処理によって、従来の火入れ温度よりも低温で十分な酵素失活作用を試料にあたえることができることを示唆している。
【０１７８】
＜比較例１６：酸性プロテアーゼの加熱処理＞
次に、酸性プロテアーゼを含有する試料を加熱処理することによって試料中の酸性プロテアーゼを失活させる処理を行った場合の酸性プロテアーゼに対する失活作用を示す。
比較例１６では、試料は上記実験例４において説明したのと同一の組成の試料を用いた。また、比較例１６において、処理装置１の構成、および試料の採取方法は上記比較例１５と同一である。また、試料中の酸性プロテアーゼの残存活性の測定の方法は上記実験例４で説明した測定方法と同一である。
【０１７９】
（結果と考察）
図１８に、比較例１６の実験の結果を示す。図１８において、横軸は加熱処理を行う処理時間を示し、縦軸は酸性プロテアーゼの残存活性を示している。また、図１８において、◇は第一容器１１の温度が４０℃（比較例１６−１）、□は第一容器１１の温度が４５℃（比較例１６−２）、△は第一容器１１の温度が５０℃（比較例１６−３）、×は第一容器１１の温度が６０℃（比較例１６−４）、＊は第一容器１１の温度が６５℃（比較例１６−５）である条件における結果をそれぞれ示している。
図１８に示すように、比較例１６の実験の結果、酸性プロテアーゼの残存活性は温度が高いほど高いことが分かった。例えば６０℃で３０ｍｉｎだけ試料を第一容器１１内に滞留させた場合には、酸性プロテアーゼの残存活性は３５％であった。
【０１８０】
比較例１６の結果と上記実験例４の結果とを対比すると、二段半連続MNB-CO2処理（上記実施例９、１０）は、酸性プロテアーゼに対する失活作用が単純な加熱処理（比較例１６）よりも顕著に高い処理方法であることが分かる。また、加熱処理のみでは、通常の火入れ温度（６５℃）では３０ｍｉｎの処理時間で酸性プロテアーゼの残存活性は２０％であったが、二段半連続MNB-CO2処理では、第一容器１１の温度を１０℃、第二容器２８の温度を４５℃とすることで３０ｍｉｎの処理時間で酸性プロテアーゼの残存活性を２．０％と顕著に低下させることができることから、通常の火入れ温度（６５℃）よりも低い温度で十分に酸性プロテアーゼを失活させることができる。これにより、生酒の風味の劣化を防ぐことができるとともに、火入れを行って製造した酒とは異なる風味の酒を製造することもできると考えられる。
【０１８１】
上記実験例１ないし４では、細菌あるいは酵素を緩衝液中に混合させた試料を実験的な被処理物として第一温度Ｔ１、第一圧力Ｐ１、第二温度Ｔ２、および第二圧力Ｐ２について好適な範囲の例を示した。以下では、醸造により製造された日本酒の生酒に細菌を混合させた試料を被処理物として、二段半連続方式と従来の方法とを対比して説明する。
【０１８２】
＜実験例５：生酒の二段半連続MNB-CO2処理＞
本実験例は、生酒中の細菌類に対する殺菌作用と、生酒中の酵素類に対する失活作用とをそれぞれ検討したものである。また、本実験例では、二段半連続方式において、第一容器１１の温度および内圧、並びに第二容器２８の温度および内圧の条件をそれぞれ変更してこれらの条件の影響を検討した。
【０１８３】
（試料の調製）
本実験例では、熊澤酒造株式会社より購入した生酒(品名：湘南しぼりたて生原酒)に、上記実験例２に記載の方法と同様の方法により培養した火落菌（Lactobacillus fructivorans s36）を１×１０５ＣＦＵ／ｍＬとなるように添加した。なお、予備検討において上記生酒中の火落菌の菌数を測定した結果、生酒に予め含まれる火落菌の生菌数は添加した火落菌の生菌数に対して十分に少なく、生酒に予め含まれる火落菌の生菌数は本実験例の結果に影響しないと考えられる。
【０１８４】
（二段半連続MNB-CO2処理）
本実験例では、上記実験例１で説明した処理装置１を元に一部変更してMNB-CO2処理を行った。すなわち、本実験例では、第１実施形態の変形例で説明した構成の処理装置１Ａを用い、第二容器２８から被処理物回収容器７へ移動する被処理物を冷却器３６によって冷却するようにした。これは、第二容器２８内で加熱された生酒から香気成分が揮散するのを防ぐためである。
本実験例において、冷却器３６の具体的な構成は、内径１．５ｃｍ、長さ１００ｃｍのらせん状の管路であって管路の内容量は１７０ｍＬとした。また、冷却器３６は、管路の内部温度を０℃±１℃の範囲に維持するものとした。
【０１８５】
第一容器１１の温度条件および圧力条件等の諸条件は、以下のように設定した。
第一温度Ｔ１：１０℃
第一圧力Ｐ１：２．０ＭＰａ
第一容器１１への二酸化炭素供給量：２．０Ｌ／ｍｉｎ
【０１８６】
第二容器２８の温度条件および圧力条件等の諸条件は、以下のように設定した。
第二温度Ｔ２：４５℃および５０℃、
第二圧力Ｐ２：４．０ＭＰａ
第二容器２８内における試料の滞留時間：０ｍｉｎ、１０ｍｉｎ、２０ｍｉｎ、および３０ｍｉｎ
【０１８７】
実験は以下の手順で行った。試料を被処理物貯蔵容器２に入れてから、試料を第二容器２８から排出するまでの手順は上記実験例１と同様である。試料を第二容器２８から排出した後、冷却器３６を用いて試料を冷却してから試料を被処理物回収容器７内に収容した。その後、被処理物回収容器７に回収された試料中の火落菌の生存率と酵素類の残存活性を、それぞれ上記実験例２ないし４で説明したのと同様の方法で測定した。以下、この手順を用いた実験を「１回処理実験」と称する。
【０１８８】
また、本実験例では、二段半連続方式による生酒の処理を２回繰り返す実験（以下、「２回処理実験」と称する）も行った。２回処理実験は、上記１回処理実験を、第二容器２８の温度を４５℃とし、第二容器２８内における試料の滞留時間を１０ｍｉｎとした条件で行い、上記１回処理実験の終了後、１回処理実験において被処理物回収容器７に回収された試料を５℃で1週間貯蔵したものに対して二段半連続方式による２回目の処理を行った。本実験例では、２回目の処理において、第一容器１１の温度および圧力、並びに第二容器２８の温度および圧力の条件をそれぞれ変更してそれらの条件が殺菌作用および失活作用に及ぼす影響を検討した。
【０１８９】
（生菌数の測定）
二段半連続MNB-CO2処理前後の火落菌の生菌数の測定は、上記実験例２と同様の方法で行い、上記実験例２で説明したのと同様にグラフ化した。
【０１９０】
（残存酵素活性の測定）
本実験例では、グルコアミラーゼ、α-グルコシダーゼの残存活性を、上記実験例３で説明したのと同様の測定方法を用いて測定した。また、酸性カルボキシペプチダーゼの残存活性を、酸性カルボキシペプチダーゼ活性測定キット(キッコーマン株式会社製)を用いて測定し、α-アミラーゼの残存活性をα-アミラーゼ活性測定キット(キッコーマン株式会社製)を用いて測定した。
これらの酵素の残存活性は、上記１回処理実験および上記２回処理実験をする前の試料中の酵素の活性に対する相対活性として百分率(%)で表示した。実験は全て３反復行い、３反復実験で得られたデータの平均値と標準誤差とをそれぞれ算出し、グラフ化した。
【０１９１】
また、火落菌に対する殺菌作用と上記各酵素に対する失活作用とのそれぞれの強弱を判定する基準は上記実験例１ないし４における判定基準と同様とした。この判定基準に基づいて殺菌作用あるいは酵素失活作用が不十分となる条件を本発明に対する比較例として示す。
【０１９２】
（結果と考察）
本実験例の結果を表５、表６、および表７に示す。
【０１９３】
【表５】
【０１９４】
表５は、生酒の二段半連続MNB-CO2処理において、第二容器２８の温度が４５℃および５０℃である条件における結果を示している。表５に示すように、生酒中の生存火落菌数はいずれも滞留時間１０ｍｉｎで検出限界以下の生菌数となり、生酒中の火落菌は滅菌された。この結果から、二段半連続MNB-CO2処理は生酒中の火落菌殺菌に対して極めて効果的であると考えられる。
【０１９５】
【表６】
【０１９６】
表６は、第二容器２８の温度が４５℃の条件におけるα-アミラーゼ、グルコアミラーゼ、α-グルコシダーゼ、および酸性カルボキシペプチダーゼの残存活性を示している。表６に示すように、α-アミラーゼ、グルコアミラーゼおよび酸性カルボキシペプチダーゼはいずれも滞留時間１０ｍｉｎでその残存活性は検出限界以下となり、α-アミラーゼ、グルコアミラーゼおよび酸性カルボキシペプチダーゼは完全に失活した。さらに、α-グルコシダーゼの残存活性は、滞留時間３０ｍｉｎにおいて、２９．１％であった。
【０１９７】
また、α-グルコシダーゼの残存活性について、１回処理実験では３０ｍｉｎだけ試料を第二容器２８に滞留させても２９．１％の残存活性があったが、１０ｍｉｎの１回処理を行い１週間貯蔵を行った後、２回目の処理を行った場合には、２回目の処理において１０ｍｉｎ以上第二容器２８内に試料を滞留させれば生酒におけるα-グルコシダーゼの失活として実用的な程度にα-グルコシダーゼを失活させることができることが分かった。
【０１９８】
２回処理実験では、第二容器２８内に試料を滞留させる時間は１回目に１０分、２回目に１０分の計２０分であるが、このときの残存活性は、１回処理実験で２０分だけ試料を第二容器２８内に滞留させた場合の残存活性よりも低い。これは、２回処理実験では、１回目の処理の終了後、２回目の処理において再び試料中に二酸化炭素のマイクロナノバブルが飽和されたことによって高い酵素失活作用が得られたものと考えられる。
２回処理実験の結果から、本実験例の処理方法では、第二容器２８内に試料を滞留させて試料に対する酵素の失活処理を行うときに、滞留時間の初期段階で急激に酵素は失活し、滞留時間が経過するにしたがってその失活作用は徐々に低下する可能性が示唆される。
【０１９９】
【表７】
【０２００】
表７は、第二容器２８の温度が５０℃である条件における結果を示している。表７に示すように、α-アミラーゼ、グルコアミラーゼおよび酸性カルボキシペプチダーゼはいずれも滞留時間１０ｍｉｎでその残存活性は検出限界以下となり、α-アミラーゼ、グルコアミラーゼおよび酸性カルボキシペプチダーゼは完全に失活した。さらに、第二容器２８の温度が５０である場合には、１０ｍｉｎの処理時間でα-グルコシダーゼの失活として実用的な程度にα-グルコシダーゼを失活させることができ、３０ｍｉｎだけ滞留させることでさらに失活させることができることが分かった。
【０２０１】
本実験例から、生酒に対する二段半連続MNB-CO2処理においても、上記実験例２ないし４と同様の傾向が見られ、生酒中の細菌類に対する殺菌作用および生酒中の酵素類に対する失活作用があることが分かった。
【０２０２】
＜実験例６：二段半連続MNB-CO2処理前の試料（生酒）と処理後の試料との香気成分残存量＞
本実験例は、生酒を試料として二段半連続MNB-CO2処理を行った場合に処理後の試料の風味にどのような変化が生じるかを検討したものである。本実験例では、細菌類や酵素類を生酒に添加していない。
【０２０３】
本実験例では、二段半連続MNB-CO2処理をする前の試料（生酒）の風味と処理後の試料の風味との差を定量的に示すために、試料に含まれる香気成分の分析を行った。
二段半連続MNB-CO2処理は、上記実験例５で説明した条件を元に、第一容器１１の温度を１０℃、第一容器１１の圧力を２．０ＭＰａ、第二容器２８の温度を４５℃、第二容器２８の圧力を４．０ＭＰａ、第二容器２８内の試料の滞留時間を３０ｍｉｎにそれぞれ設定して実験を行った。
【０２０４】
本実験例では、香気成分の分析方法として、Porapak Qカラム濃縮法を用いた。すなわち、二段半連続MNB-CO2処理前後の試料を各３０ｍＬ採取し、２０ｍＬのPorapak Q （polydivinylbenzene, 50-80 mesh, Waters Co. Ltd., Milford, MA）が充填されたガラスカラム（直径２ｃｍ、長さ１０ｃｍ）に試料を流してPorapak Qに香気成分を吸着させた後、１００ｍＬの蒸留水でカラム内を洗浄し、次いで１００ｍＬのジエチルエーテル（和光純薬工業株式会社製）をカラムに流して香気成分を溶出させた。これらの操作は全て約５℃の条件下で行った。
【０２０５】
さらに、香気成分が溶出された溶出液に内部標準物質としてシクロヘキサノール（片山化学工業株式会社製；１００ｐｐｍ水溶液）を１００μＬ添加し、無水硫酸ナトリウム（和光純薬工業株式会社製）１００ｇを加えて一晩脱水後、窒素気流を用いて約４ｍＬまで濃縮し、ガスクロマトグラフィー質量分析計（Shimadzu GC2010）により各香気成分を定量した。結果は、二段半連続MNB-CO2処理前の生酒中に含まれる各香気成分含量を１００％として百分率で示した。
【０２０６】
（比較例１７：生酒の一段バッチMNB-CO2処理）
香気成分の残存量を定量した上記実験例６に対する別の対照実験として、上記一段バッチMNB-CO2による処理を生酒に対して行った例を示す。比較例１７では、ドレイン管路１７に冷却器３６（第１実施形態の変形例参照）が取り付けられた上述の処理装置１Ａを用いた。
【０２０７】
第一容器１１の温度条件および圧力条件等の諸条件は、以下のように設定した。
第一温度Ｔ１：４５℃、
第一圧力Ｐ１：２．０ＭＰａ
第一容器１１への二酸化炭素供給量：２．０Ｌ／ｍｉｎ
第一容器１１内における試料の滞留時間：３０ｍｉｎ
【０２０８】
香気成分の分析方法は、上述した方法と同一である。
【０２０９】
（結果と考察）
表８に本実験例の実験の結果を示す。
【０２１０】
【表８】
【０２１１】
生酒中に含まれる香気成分として、酢酸エチル、イソブチルアルコール、イソアミルアルコール、酢酸イソアミル、およびカプロン酸エチルに着目してその残存量を測定した。
表８に示すように、本実験例の結果、二段半連続MNB-CO2処理を行った試料は、第二容器２８内における試料の滞留時間が３０ｍｉｎのときに、酢酸エチル、イソブチルアルコールおよびイソアミルアルコールがそれぞれ９０．１％、１０１．５％、９３．９％残存していた。なお、イソブチルアルコールは未処理よりも二段半連続MNB-CO2処理の方が増加しているかのような数値を示したが、これは測定誤差であると考えられる。また、酢酸イソアミルおよびカプロン酸エチルは、このときそれぞれ８３．４％および８０．０％残存していた。
【０２１２】
一方、上記比較例１７の条件で第一容器１１内に３０ｍｉｎだけ試料を滞留させて処理を行った場合では、酢酸エチル、イソブチルアルコール、酢酸イソアミル、イソアミルアルコールおよびカプロン酸エチルの残存率はこの順に６２．５％、６６．２％、６０．１％、７５．４％、および６３．４％であった。
以上の結果から、本実験例では、二段半連続MNB-CO2処理の方が、比較例１７で示した一段バッチMNB-CO2処理よりも香気成分の残存率が高いことが分かった。
【０２１３】
＜実験例７：二段半連続MNB-CO2処理をした生酒、加熱処理をした生酒、および未処理の生酒の風味の官能評価＞
本実験例では、二段半連続MNB-CO2処理をした生酒の風味と、従来の加熱処理をした生酒および未処理の生酒の風味とを比較するために、二段半連続MNB-CO2処理をした生酒と、従来の加熱処理をした生酒と、未処理の生酒をそれぞれ被験者に試飲させ、これらの香りおよび味について５段階の評価基準（４：非常に良い、３：良い、２：どちらともいえない、１：悪い、０：非常に悪い）に基づいて官能評価を行った。本実験例における被験者は、明治大学農学部の大学院生および大学生の合計２２人であった。
【０２１４】
なお、官能評価の手法としては、試料提供者が提供した試料と被験者が試飲した試料とをいずれも試料提供者および被験者に明示しないいわゆるダブルブラインドテストの手法を採用した。
次に、本実験例における生酒の各処理の詳細について説明する。
【０２１５】
（実施例１１：二段半連続MNB-CO2処理）
本実験例では、生酒に対する二段半連続MNB-CO2処理の実施例１１として、以下の条件に設定して生酒に対して殺菌および酵素失活処理を実施した。また、実施例１１では、第１実施形態の変形例で説明した処理装置１Ａを用い、具体的な構成は上記実験例５で説明したのと同一の構成を採用した。
【０２１６】
第一容器１１の温度条件および圧力条件等の諸条件は、以下のように設定した。
第一温度Ｔ１：１０℃
第一圧力Ｐ１：２．０ＭＰａ
第一容器１１への二酸化炭素供給量：２．０Ｌ／ｍｉｎ
【０２１７】
第二容器２８の温度条件および圧力条件等の諸条件は、以下のように設定した。
第二温度Ｔ２：５０℃、
第二圧力Ｐ２：４．０ＭＰａ
第二容器２８内における試料の滞留時間：３０ｍｉｎ
【０２１８】
二段半連続方式による生酒の処理手順は上記実験例５と同様である。
【０２１９】
（比較例１８：生酒の加熱処理）
比較のため、二段半連続MNB-CO2処理をしないで生酒の加熱処理のみを以下のとおり行った。生酒は、二段半連続MNB-CO2処理に供するものと同じもの（実験例５で用いた生酒と同一工程で醸造され、実験例５で用いた生酒と同一の容器に収容された状態で入手した生酒）を用いた。生酒が内部に収容された３００ｍＬバイアル瓶を、７０℃に設定されたウォーターバス内に入れ、生酒の中心部の温度が６５℃に達した時点でバイアル瓶をウォーターバスから取り出した。なお、比較例１８においては生酒は攪拌していない。加熱処理された生酒は、バイアル瓶ごと冷蔵庫内に静置することによって冷却し、上記官能評価に供した。
【０２２０】
（比較例１９：未処理の生酒）
また、比較のため、二段半連続MNB-CO2処理に供するものと同一の生酒を、冷蔵庫内に静置することによって冷却し、上記官能評価に供した。
【０２２１】
（結果と考察）
本実験例における官能評価の結果を図１９に示す。なお、図１９においてＭＮＢと表記したグラフは二段半連続MNB-CO2処理を行った試料に対する結果を示している。図１９に示すように、官能評価の結果、加熱処理を行った生酒（比較例１８）は未処理の生酒（比較例１９）よりも香り、味ともに劣る評価となった。これに対して、二段半連続MNB-CO2処理（実施例１１）を行った試料は、加熱処理（比較例１８）を行った酒よりも香り、味ともに高い評価が得られた。
【０２２２】
なお、官能評価において、生酒の香りに対するスコアが２．４０であるのに対して二段半連続MNB-CO2処理をした試料の香りに対するスコアは２．９５であり、生酒の味に対するスコアが２．２０であるのに対して二段半連続MNB-CO2処理をした試料の味に対するスコアは２．８５であった。これは、官能評価においては、二段半連続MNB-CO2処理をした試料（実施例１１）が未処理の生酒（比較例１９）よりも味および香りについて優れていることを示している。また、二段半連続MNB-CO2処理を行った試料については、多くの被験者から非常に飲みやすいという意見が得られた。
【０２２３】
＜実験例８：酵母、火落菌、グルコアミラーゼおよび酸性プロテアーゼの二段全連続MNB-CO2処理＞
本実験例は、第２実施形態で説明した処理方法（二段全連続方式）を用いて被処理物の処理を行う具体的な例を示し、細菌類に対する殺菌作用と、酵素類に対する失活作用とのそれぞれについて検討した結果を示すものである。
【０２２４】
（試料の調製）
本実験例では、上記実験例１、実験例２、実験例３、実験例４において説明したのと同様の試料をそれぞれ調製して実験に用いた。
（二段全連続MNB-CO2処理）
本実験例では、第２実施形態で説明した処理装置１Ｂを用い、具体的な構成は上記実験例１で採用した構成と同一とした。
【０２２５】
第一容器１１の温度条件および圧力条件等の諸条件は、以下のように設定した。
第一温度Ｔ１：１０℃
第一圧力Ｐ１：２．０ＭＰａ
第一容器１１への二酸化炭素供給量：０．１Ｌ／ｍｉｎ
第一容器１１内における滞留試料量：６Ｌ
【０２２６】
第二容器２８の温度条件および圧力条件等の諸条件は、以下のように設定した。
第二温度Ｔ２：４０℃（酵母および火落菌の場合、実施例１２）、および４５℃（グルコアミラーゼおよび酸性プロテアーゼの場合、実施例１３）
第二圧力Ｐ２：４．０ＭＰａ
第二容器２８内における被処理物の滞留時間：０ｍｉｎ、１０ｍｉｎ、２０ｍｉｎ、および３０ｍｉｎ
【０２２７】
本実験例における各実験条件を表９に示す。
【０２２８】
【表９】
【０２２９】
また、本実験例では、第一容器１１内における滞留試料量を６Ｌに維持するために、第一容器１１から連続して排出される試料と同量の試料が被処理物貯蔵容器２から第一容器１１へ連続して供給されるように送液ポンプ１０における流量が設定されている。なお、本実験例で採用した構成の処理装置１Ｂでは、被処理物貯蔵容器２から被処理物回収容器７までの管路内における単位時間あたりの試料の流量は、第二容器２８の管路を流れる試料の滞留時間によって定まる。
【０２３０】
（生菌数の測定）
酵母の生菌数の測定は上記実験例１に記載の方法で行い、火落菌の生菌数の測定は上記実験例２に記載の方法で行った。
（残存酵素活性の測定）
グルコアミラーゼの残存酵素活性の測定は上記実験例３に記載の方法で行い、酸性プロテアーゼの残存酵素活性の測定は上記実験例４に記載の方法で行った。
【０２３１】
（結果と考察）
図２０（Ａ）、図２０（Ｂ）、図２１（Ａ）、および図２１（Ｂ）に、本実験例を行った結果を示す。
【０２３２】
図２０（Ａ）において、横軸は第二容器２８内に試料を滞留させた時間を示し、縦軸は酵母の生存率を示している。また、図２０（Ｂ）において、横軸は第二容器２８内に試料を滞留させた時間を示し、縦軸は火落菌の生存率を示している。
図２０（Ａ）および図２０（Ｂ）に示すように、実施例１２において、酵母および火落菌は、いずれも第二容器２８内に１０分以上滞留する場合に滅菌された。すなわち、実施例１２において、酵母および火落菌に対する殺菌作用は、上記実験例１および上記実験例２と略同様の傾向を示しており、酵母および火落菌は実質的に滅菌されたと考えられる。
【０２３３】
また、図２１（Ａ）において、横軸は第二容器２８内に試料を滞留させた時間を示し、縦軸はグルコアミラーゼの残存活性を示している。また、図２１（Ｂ）において、横軸は第二容器２８内に試料を滞留させた時間を示し、縦軸は酸性プロテアーゼの残存活性を示している。
図２１（Ａ）および図２１（Ｂ）に示すように、実施例１３において、グルコアミラーゼおよび酸性プロテアーゼに対する酵素失活作用は、上記実験例３および上記実験例４と略同様の傾向を示しており、上記一段バッチ処理（比較例１３、１４）あるいは加熱処理（比較例１５、１６）よりも酵素失活作用が高いことが分かった。
これらの結果から、第一容器１１において連続して試料を供給しつつ連続して試料を排出しても、試料には十分にMNB-CO2を混合することができることが分かった。
【符号の説明】
【０２３４】
１、１Ａ、１Ｂ 処理装置
２ 被処理物貯蔵容器
３ 第一送液部
４ 飽和処理部（気泡混合部）
５ 第二送液部
６ 殺菌失活処理部
７ 被処理物回収容器
８ 二酸化炭素回収部
９ 送液管路
１０、１０Ａ 送液ポンプ
１１ 第一容器
１２ マイクロナノバブル発生装置
１３ 温度調整部
１４ 分岐管路
１５ 大気開放弁
１６ 第一圧力計
１７ ドレイン管路
１８ 圧力調整弁
１９ ドレイン弁
２０ 二酸化炭素貯蔵タンク
２１ 二酸化炭素供給管路
２２ 被処理物循環管路
２２Ａ 接続管路
２３ 循環ポンプ
２４、２４Ａ 微細気泡発生器
２５ 供給量調整弁
２６ 加圧ポンプ
２７ 流量調整弁
２８ 第二容器
２９ 加熱部
３０ 減圧弁
３１ 排出管路
３２ 第二圧力計
３３ 二酸化炭素回収管路
３４ 流量調整弁
３５ 加圧ポンプ
３６ 冷却器
Ｐ１ 第一圧力
Ｐ２ 第二圧力
Ｓ１ 気泡混合工程
Ｓ２ 処理工程
Ｔ１ 第一温度
Ｔ２ 第二温度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微生物の殺菌と酵素の失活との少なくともいずれかの処理を液状の被処理物に対して行う処理方法、およびこの処理方法に用いる処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、二酸化炭素を用いて食品や飲料などの殺菌を行うことが知られている。たとえば、特許文献１には、微生物が混入している液状物に対して、５気圧ないし７０気圧の範囲の分圧で気体状態の二酸化炭素を溶解する工程と、液状物と二酸化炭素との混合物の圧力を急速に低下させる工程とを交互に繰り返すことによって、液状物に混入した微生物の少なくとも一部を死滅させることができる殺菌方法が開示されている。
【０００３】
また、気体状態の二酸化炭素ではなく、超臨界状態の二酸化炭素を用いて食品や飲料などの殺菌を行うことも知られている。超臨界状態の二酸化炭素は、温度と圧力とが臨界点を超えた状態の二酸化炭素であり、固体、液体、気体の何れの相とも異なるものである。二酸化炭素が超臨界状態となる臨界点は、温度が３０４．１Ｋ（臨界温度）、圧力が７．３８ＭＰａ（臨界圧力）である相図上の点として知られている。超臨界状態の二酸化炭素は、気体状態の二酸化炭素よりも高い殺菌作用があることが知られており、たとえば特許文献２ないし４には、超臨界状態の二酸化炭素を液状食品等の被処理物に混合して被処理物を殺菌することが開示されている。
【０００４】
また、特許文献５には、気体状態の二酸化炭素をマイクロナノバブルとすることによって、液状食品や固体状の食品の殺菌をすることができることが開示されている。
【０００５】
また、非特許文献１には、超臨界状態の二酸化炭素の殺菌作用について、菌体内に浸透して菌体内に蓄積された二酸化炭素が急速に膨張することによって菌体を効率よく破壊することができ、これにより優れた殺菌効果が得られたと考えられる旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２８９２２０号公報
【特許文献２】特開平９−２０６０４４号公報
【特許文献３】特開２０００−１３９４３３号公報
【特許文献４】特開２００１−２９９３０３号公報
【特許文献５】国際公開第２００９／０１６９９８号パンフレット
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】下田満哉、筬島豊 日本食品科学工学会誌 第４５巻 第５号 334-339ページ 1998年5月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、殺菌作用あるいは酵素失活作用を高めるために気体状態の二酸化炭素を超臨界状態にするには、気体状態の二酸化炭素に上記臨界圧力以上の圧力をかける必要がある。この場合、臨界圧力以上の圧力とされた二酸化炭素を内部に収容可能な耐圧容器内で殺菌等の処理を行う必要があり、殺菌等の処理を行う装置が大掛かりになってしまうという問題がある。
【０００９】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、殺菌作用あるいは酵素失活作用が高く、装置構成を簡素とすることができる処理方法および処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の処理方法は、微生物の殺菌と酵素の失活との少なくともいずれかの処理を液状の被処理物に対して行う処理方法であって、第一温度且つ第一圧力のもとで二酸化炭素の微細気泡を前記被処理物と混合する気泡混合工程と、前記第一温度より高い第二温度且つ前記第一圧力よりも高い第二圧力のもとで前記被処理物を保持する処理工程と、を備えることを特徴とする処理方法。
【００１１】
また、前記処理工程では、前記気泡混合工程において前記微細気泡が混合された前記被処理物を取り出し、取り出された前記被処理物を前記第二温度且つ前記第二圧力のもとで保持することが好ましい。
【００１２】
また、前記処理工程では、前記気泡混合工程において前記微細気泡が混合された前記被処理物を一定流量で連続して取り出し、前記一定流量で連続して取り出された前記被処理物が前記第二温度且つ前記第二圧力のもとで保持されてから一定時間経過後に前記被処理物を連続して排出してもよい。
このとき、前記気泡混合工程では、前記一定流量で新たな前記被処理物を受け入れ、前記一定流量で受け入れた新たな前記被処理物に前記微細気泡を混合させてもよい。
【００１３】
また、前記第一温度は、−１５℃以上５０℃以下であり、前記第二温度は、前記第一温度より高い温度であって且つ２０℃以上１００℃以下であることが好ましい。
【００１４】
また、前記第一圧力は、ゲージ圧で０．０ＭＰａ以上２．０ＭＰａ以下であり、前記第二圧力は、第一圧力より高い圧力であって且つゲージ圧で０．１ＭＰａ以上６．０ＭＰａ以下であることが好ましい。
【００１５】
また、前記被処理物は、液状食品、飲料水、温泉あるいは浴場の湯、プールの水、液体肥料のいずれかとすることができる。
【００１６】
また、前記被処理物がエタノールを含有している場合には、前記第一温度は−１５℃以上２０℃以下であり、前記第二温度は３０℃以上５０℃以下であることが好ましい。
【００１７】
また、前記被処理物は、アルコール飲料の製造中間物であってもよい。
【００１８】
また、前記アルコール飲料の製造中間物は、火入れ前の清酒、亜硫酸若しくは亜硫酸塩添加前のワイン、またはろ過若しくは加熱処理前のビール系飲料であってもよい。
【００１９】
本発明の処理装置は、微生物の殺菌と酵素の失活との少なくともいずれかの処理を液状の被処理物に対して行う処理装置であって、第一温度且つ第一圧力のもとで二酸化炭素の微細気泡を前記被処理物に混合する気泡混合部と、前記第一温度より高い第二温度且つ前記第一圧力よりも高い第二圧力のもとで前記被処理物を保持する殺菌失活処理部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の処理方法および処理装置によれば、相対的に低い第一温度および第一圧力の下でまず二酸化炭素の微細気泡を被処理物と混合し、その後、二酸化炭素の微細気泡が混合された被処理物を相対的に高い第二温度および第二圧力のもとで保持させるので、被処理物により多くの二酸化炭素を混合させることができる。このため、従来より低圧下であっても殺菌作用あるいは酵素失活作用を効率よく容易に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態の処理方法に用いる処理装置の構成を示す模式図である。
【図２】同処理方法を説明するためのフローチャートである。
【図３】同処理装置の他の構成例を示す模式図である。
【図４】同処理装置の変形例の構成を示す模式図である。
【図５】（Ａ）および（Ｂ）は、同処理方法および同処理装置における酵母に対する殺菌作用を検討した実験結果を示すグラフである。
【図６】同処理方法および同処理装置における酵母に対する殺菌作用を検討した実験結果を示すグラフである。
【図７】（Ａ）および（Ｂ）は、同処理方法および同処理装置における酵母に対する殺菌作用を検討した実験結果を示すグラフである。
【図８】同処理方法および同処理装置における酵母に対する殺菌作用を検討した実験結果を示すグラフである。
【図９】（Ａ）および（Ｂ）は、同処理方法および同処理装置における火落菌に対する殺菌作用を検討した実験結果を示すグラフである。
【図１０】同処理方法および同処理装置におけるグルコアミラーゼに対する酵素失活作用を検討した実験結果を示すグラフである。
【図１１】同処理方法および同処理装置におけるグルコアミラーゼに対する酵素失活作用を検討した実験結果を示すグラフである。
【図１２】同処理方法および同処理装置におけるグルコアミラーゼに対する酵素失活作用を検討した実験結果を示すグラフである。
【図１３】同処理方法および同処理装置における酸性プロテアーゼに対する酵素失活作用を検討した実験結果を示すグラフである。
【図１４】同処理方法および同処理装置における酸性プロテアーゼに対する酵素失活作用を検討した実験結果を示すグラフである。
【図１５】従来の処理方法および処理装置におけるグルコアミラーゼに対する酵素失活作用を示すグラフである。
【図１６】従来の処理方法および従来の処理装置における酸性プロテアーゼに対する酵素失活作用を示すグラフである。
【図１７】加熱処理によるグルコアミラーゼに対する酵素失活作用を示すグラフである。
【図１８】加熱処理による酸性プロテアーゼに対する酵素失活作用を示すグラフである。
【図１９】第１実施形態の変形例の処理方法および処理装置における生酒の風味を検討した官能評価の結果を示すグラフである。
【図２０】本発明の第２実施形態の処理方法および処理装置における酵母および火落菌に対する殺菌作用を検討した実験結果を示すグラフで、（Ａ）は酵母に対する殺菌作用を示し、（Ｂ）は火落菌に対する殺菌作用を示している。
【図２１】同処理方法および処理装置におけるグルコアミラーゼおよび酸性プロテアーゼに対する失活作用を示すグラフで、（Ａ）はグルコアミラーゼに対する失活作用を示し、（Ｂ）は酸性プロテアーゼに対する失活作用を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（第１実施形態：「二段半連続」方式）
本発明の第１実施形態の処理方法および処理装置１について説明する。
本実施形態の処理方法は、被処理物に対して細菌類を殺菌する処理と酵素類を失活させる処理との少なくともいずれかを行うための処理方法である。本実施形態の処理方法によって殺菌あるいは失活の処理をする被処理物は、液状の被処理物である。ここで、「液状」とは液体に不溶の固形物が実質的に含まれない液体、又は液体に微生物や酵素、粉粒体等の液体に溶解しない微細な固形物が液体に分散して流動性のあるものを意味する。以下では、特に断らない限り、液状の被処理物を単に被処理物と称する。
【００２３】
まず、本実施形態の処理方法を行うための処理装置１の概略構成について図１を参照して説明する。図１は、本実施形態の処理方法に用いる処理装置１の構成を示す模式図である。
図１に示すように、処理装置１は、被処理物貯蔵容器２と、第一送液部３と、飽和処理部（気泡混合部）４と、第二送液部５と、殺菌失活処理部６と、被処理物回収容器７と、二酸化炭素回収部８とを備える。
【００２４】
被処理物貯蔵容器２は、本実施形態の処理方法によって処理される被処理物を内部に収容するための容器である。被処理物貯蔵容器２は、後述する第一容器１１および殺菌失活処理部６と同様に被処理物の温度変化を抑えるために断熱性を有することが好ましい。
【００２５】
第一送液部３は、被処理物貯蔵容器２の内部と、後述する第一容器１１の内部とにそれぞれ内部が連通する送液管路９と、送液管路９に取り付けられた送液ポンプ１０とを備える。
【００２６】
送液ポンプ１０は、被処理物貯蔵容器２の内部に収容された被処理物を第一容器１１へと送液するためのものである。送液ポンプ１０の構造は、ロータリーポンプやシリンジポンプ等どのような構造であってもよい。また、本実施形態では被処理物が食品の場合には、送液ポンプ１０としては食品用ポンプが用いられる。
【００２７】
飽和処理部４は、被処理物貯蔵容器２から送液ポンプ１０によって送液される被処理物を内部に収容する第一容器１１と、第一容器１１内に二酸化炭素の微細気泡を供給するマイクロナノバブル発生装置１２とを備える。
【００２８】
第一容器１１は、内部に被処理物を収容可能な耐圧容器である。また、第一容器１１には、温度調整部１３と、分岐管路１４と、大気開放弁１５と、第一圧力計１６と、ドレイン管路１７とが設けられている。
【００２９】
温度調整部１３は、第一容器１１の内部の温度を一定の第一温度Ｔ１に保つものである。第一温度Ｔ１は、被処理物に対して悪影響が少ない温度範囲のうちで低い温度とされていることが好ましい。温度調整部１３によって、第一容器１１の内部に二酸化炭素が供給されて第一容器１１の内部で二酸化炭素が断熱圧縮された場合でも、第一容器１１の内部の温度を第一温度Ｔ１に保つことができるようになっている。
第一温度Ｔ１は、通常−１５℃以上５０℃以下とすることができる。第一温度Ｔ１は、被処理物が固化したり凍結したりする温度域よりも高い範囲においてより低い温度であることが好ましく、この場合には、第一温度Ｔ１は−５度以上２０度以下の範囲で定められた一定の温度であることが好ましい。さらに好ましくは、第一温度Ｔ１は、−５度以上１０度以下の範囲で定められた一定の温度である。
【００３０】
分岐管路１４は、一端１４ａが第一容器１１内に開口され、後述するマイクロナノバブル発生装置１２の二酸化炭素供給管路２１に他端１４ｂが連通された管路である。また、分岐管路１４は、第一容器１１の上部に開口されている。また、分岐管路１４には、分岐管路１４を開閉することによって第一容器１１の内圧を一定の第一圧力Ｐ１に保つ圧力調整弁１８が設けられている。第一圧力Ｐ１は、０．０ＭＰａ以上２．０ＭＰａ以下の範囲にある一定の圧力である。より好ましくは、第一圧力Ｐ１は、０．５ＭＰａ以上２．０ＭＰａ以下の範囲にある一定の圧力である。なお、本明細書では、圧力の表記としてゲージ圧を用いる。
【００３１】
本実施形態では、第一容器１１に被処理物が供給されたときに上側にできる気体層（以下、「ヘッドスペース」と称する。）へ気体状の二酸化炭素が分岐管路１４を通じて供給される。
【００３２】
大気開放弁１５は、開閉動作することによって第一容器１１の内外の連通状態を切り替える弁である。大気開放弁１５は、第一容器１１の内圧が第一容器１１を破裂させるおそれがある圧力まで上がると第一容器１１の内部と外部とを自動的に連通させる安全装置である。本実施形態では、大気開放弁１５は、第一容器１１の内圧が２．０ＭＰａに達すると第一容器１１の内外を連通させるように設定されている。
【００３３】
第一圧力計１６は、第一容器１１の内部の圧力を操作者が確認するためのものである。
【００３４】
ドレイン管路１７は、第一容器１１の内部の被処理物を外部に取り出すための管路である。ドレイン管路１７には、開閉動作することによりドレイン管路１７の内外の連通状態を切り替えるドレイン弁１９が取り付けられている。なお、ドレイン管路１７は、第一容器１１から後述する第二容器２８へ被処理物を移すときにはドレイン弁１９によって閉じられている。
【００３５】
マイクロナノバブル発生装置１２（二酸化炭素供給部）は、二酸化炭素貯蔵タンク２０、二酸化炭素供給管路２１、被処理物循環管路２２、循環ポンプ２３及び微細気泡発生器２４を備える。循環ポンプ２３、微細気泡発生器２４及び後述の供給量調整弁２５は、それぞれが連通して独立して配置されていてもよく、一体として構成されていてもよい。循環ポンプ２３、微細気泡発生器２４及び後述の供給量調整弁２５が一体として構成されている場合には、第一容器１１内で被処理物にマイクロナノバブルを混合することに代えて、循環ポンプ２３、微細気泡発生器２４及び後述の供給量調整弁２５における各流路内を流れる被処理物に対して、微細気泡発生器２４における被処理物の出口部分において測定した温度および圧力が第一温度Ｔ１且つ第一圧力Ｐ１となる条件のもとで、微細気泡を混合することも可能である。
【００３６】
二酸化炭素貯蔵タンク２０は、気体状あるいは液体状の二酸化炭素が内部に収容された容器である。
【００３７】
二酸化炭素供給管路２１は、二酸化炭素貯蔵タンク２０に一端が接続され、被処理物循環管路２２に他端が接続された管路である。二酸化炭素供給管路２１には、二酸化炭素を被処理物循環管路２２へ供給する量を調整する供給量調整弁２５が設けられている。供給量調整弁２５は、二酸化炭素供給管路２１と分岐管路１４との分岐部よりも下流側に設けられている。
【００３８】
被処理物循環管路２２は、第一容器１１に接続された管路であり、管路の中間部には被処理物を送液するための循環ポンプ２３が取り付けられている。また、被処理物循環管路２２には供給量調整弁２５が配置され、上述の二酸化炭素供給管路２１が接続されている。これにより、供給量調整弁２５が開放されたときに二酸化炭素供給管路２１から被処理物循環管路２２へ二酸化炭素が供給されるようになっている。
【００３９】
循環ポンプ２３は、被処理物循環管路２２内で被処理物を一方向へ送液するポンプである。循環ポンプ２３の構造は、ロータリーポンプやシリンジポンプ等どのような構造であってもよい。循環ポンプ２３によって、被処理物循環管路２２の一端２２ａから被処理物が吸引され、二酸化炭素が混合された被処理物が被処理物循環管路２２の他端２２ｂから微細気泡発生器２４へ送られるようになっている。なお、被処理物が食品である場合には、循環ポンプ２３には食品用ポンプが用いられる。被処理物が食品でない場合には循環ポンプ２３が食品用ポンプである必要はない。
【００４０】
微細気泡発生器２４は、第一容器１１の内部又は外部に配置され、被処理物循環管路２２の他端２２ｂに接続される。
図１は、微細気泡発生器２４が第一容器１１の内部に配置されている場合の構成を示している。図１に示すように、微細気泡発生器２４が第一容器２４の内部に配置されている場合には、被処理物循環管路２２から排出された被処理物と二酸化炭素との混合物は、微細気泡発生器２４の内部に供給されるようになっている。
【００４１】
また、図３は、図１に示す第一容器１１の内部に配置された微細気泡発生器２４に代えて、第一容器１１の外部に配置された微細気泡発生器２４Ａを備える構成を示している。微細気泡発生器２４を第一容器１１の外部に配置する場合には、たとえば被処理物循環管路２２と二酸化炭素供給管路２１との接続部よりも下流側で被処理物循環管路２２の一部に微細気泡発生器２４Ａを配置し、微細気泡発生器２４Ａの出口が接続管路２２Ａを介して第一容器１１に連通されている構成とすることができる。
【００４２】
微細気泡発生器２４（２４Ａ）はいかなる方式によって微細気泡を発生させるものでもよく、たとえば、内部に供給された被処理物と二酸化炭素との混合物の旋回流を発生させて二酸化炭素の気泡をマイクロナノバブル化する方式（たとえば、特許第３６８２２８６号公報に記載された旋回流方式の微細気泡発生器）や加圧溶解方式、特開２００７−２２９６７４号公報に開示されたようにフリップフロップ流によって生じるラム効果を用いてマイクロナノバブルを発生させる方式を採用してもよい。以下の説明では旋回流方式の微細気泡発生器を用いた場合を説明する。
【００４３】
このように、飽和処理部４は、第一温度Ｔ１且つ第一圧力Ｐ１のもとで二酸化炭素のマイクロナノバブル（微細気泡）を被処理物に混合することができるようになっている。
【００４４】
第二送液部５は、一端９ａが第一容器１１内に開口し、他端９ｂが第二容器２８内に開口し、中間部に加圧ポンプ２６および流量調整弁２７が取り付けられた送液管路９を備える。
【００４５】
加圧ポンプ２６は、送液管路９の内部の被処理物を第二容器２８側へ圧送するものである。加圧ポンプ２６の構造は、ロータリーポンプやシリンジポンプ等どのような構造であってもよい。被処理物が食品である場合には加圧ポンプ２６として食品用ポンプが用いられる。
【００４６】
流量調整弁２７は、送液管路９のうち第一容器１１と加圧ポンプ２６との間に取り付けられており、送液管路９の内部における被処理物の流量を調整するものである。流量調整弁２７は、送液管路９を完全に閉鎖することができ、第一容器１１の内部に被処理物を収容しているときに第一容器１１から第二容器２８へ被処理物が移動しないようにせき止めることができる。また、流量調整弁２７は、時間当たり一定量の被処理物が第一容器１１から第二容器２８へ移動するようにその開閉動作が制御されるものであってもよい。流量調整弁２７としては、例えば電磁弁を採用することができる。
第二送液部５によって、第一容器１１の内部の被処理物を後述する第二容器２８へ移すことができるようになっている。
【００４７】
殺菌失活処理部６は、第二容器２８と、加熱部２９とを備える。
第二容器２８の形状は槽状でもよく管状であってもよく、所要の温度と圧力が加えられる機能を有していればその形状は特に限定されない。第二容器２８の形状が管状の場合は、設置スペース及び熱管理の観点から、第二容器２８はらせん状に巻かれた管形状であることが好ましい。以下の記述では、第二容器２８としてらせん状に巻かれた管路からなる容器を使用する例を述べる。
【００４８】
第二容器２８の一端２８ａ側には加圧ポンプ２６が設けられ、第二容器２８の他端２８ｂ側には減圧弁３０が設けられている。第二容器２８は断面積が一定とされた管状であり、単位時間あたり一定流量で加圧ポンプ２６が被処理物を第二容器２８側へ送ることによって、被処理物を一端２８ａから他端２８ｂへ向かって一定速度で移動させるようになっている。これにより、本実施形態では、第二容器２８の内部に被処理物が一定時間だけ保持（以下、「滞留」という場合がある。）され、一定時間経過後に第二容器２８から連続して排出されるようになっている。
【００４９】
また、第二容器２８の他端２８ｂには、第二容器２８から後述する被処理物回収容器７へ被処理物を送るための排出管路３１が取り付けられている。また、排出管路３１には、管路の他端から排出されて後述する被処理物回収容器７へ送られる被処理物にかかる圧力を下げるための減圧弁３０が設けられている。
【００５０】
本実施形態では、加圧ポンプ２６と減圧弁３０とによって、第二容器２８の管路内の圧力は一定の第二圧力Ｐ２に維持されるようになっている。第二圧力Ｐ２は、上述の第一圧力Ｐ１よりも高い圧力である。たとえば、第一圧力Ｐ１を０．１ＭＰａとした場合、第二圧力Ｐ２は０．１ＭＰａより高い圧力である。また、第二圧力Ｐ２は、０．５ＭＰａ以上４．０ＭＰａ以下であることが好ましい。特に好ましくは、第二圧力Ｐ２は、１．０ＭＰａ以上４．０ＭＰａ以下の範囲における一定の圧力である。
【００５１】
なお、第二圧力Ｐ２は、第一圧力Ｐ１よりも大きな値に設定されていればよく、例えば第一圧力Ｐ１を常圧（０．０ＭＰａ）に設定して動作させる場合には、第二圧力Ｐ２はたとえば０．１ＭＰａ以上６ＭＰａ以下の範囲で一定の圧力に設定することができる。
【００５２】
ここで、細菌類に対する殺菌を行う観点では、本実施形態の処理方法および処理装置１によって細菌類が実質的に滅菌されることが好ましい。例えば酵母や火落菌を殺菌する場合、第二容器２８内での処理後に、酵母や火落菌の菌数が初発菌数に対し１０分後に１０万分の一以下となるように第一温度Ｔ１、第一圧力Ｐ１、第二容器２８内における被処理物の滞留時間、第二温度Ｔ２、および第二圧力Ｐ２を設定するのが実用的に好ましい。
【００５３】
なお、本実施形態では、排出管路３１において減圧弁３０よりも上流側に第二圧力計３２が設けられており、第二容器２８の内部の圧力を操作者が確認することができるようになっている。
【００５４】
加熱部２９は、第二容器２８の内部の温度を、第一温度Ｔ１よりも高い第二温度Ｔ２に維持するものである。本実施形態では、第二温度Ｔ２は、例えば、２０℃以上１００℃以下の範囲にある一定の温度とすることができる。第二温度Ｔ２は、好ましくは、３０℃以上９５℃以下、特に好ましくは、３０℃以上５０℃以下の範囲にある一定の温度とすることができる。
【００５５】
加熱部２９の構成としては、ガス等の燃料を燃焼させて加熱するものや、バンドヒーター、電熱器等によって加熱するもの、あるいは誘導加熱や誘電加熱により管路を一定温度に保持させるもの等を適宜採用することができる。
【００５６】
このように、殺菌失活処理部６は、第一温度Ｔ１より高い第二温度Ｔ２且つ第一圧力Ｐ１よりも高い第二圧力Ｐ２のもとで被処理物を保持することができるようになっている。
【００５７】
被処理物回収容器７は、排出管路３１の内部を通って排出された被処理物（ここでいう「被処理物」とは、第一容器１１と第２容器２８内で処理された被処理物をいう。以後、同様にいう場合がある。）を内部に収容する容器である。被処理物回収容器７には、被処理物に混合された二酸化炭素の少なくとも一部を回収するための二酸化炭素回収部８が着脱可能に取り付けられている。
【００５８】
二酸化炭素回収部８は、被処理物回収容器７と二酸化炭素貯蔵タンク２０とのそれぞれの内部に連通された二酸化炭素回収管路３３と、二酸化炭素回収管路３３の中間部に取り付けられた流量調整弁３４とを備える。
【００５９】
二酸化炭素回収管路３３は、二酸化炭素のマイクロナノバブルが混合された被処理物から放出された二酸化炭素を二酸化炭素貯蔵タンク２０へ移動させるための管路である。
流量調整弁３４は、二酸化炭素回収管路３３を流れる二酸化炭素の流量を調整するためのものである。なお、流量調整弁３４は、被処理物回収容器７の内圧が上がりすぎた場合に被処理物回収容器７内の気体を二酸化炭素貯蔵タンク２０内あるいは大気へ送る安全装置としての機能をさらに備えていてもよい。流量調整弁３４の下流には、二酸化炭素を圧縮して二酸化炭素貯蔵タンク２０に移動させるための加圧ポンプ３５が配置されている。
【００６０】
次に、本実施形態の処理方法について、上述の処理装置１を用いて被処理物を処理する場合の例で図１と図２を参照して説明する。図２は、本実施形態の処理方法を説明するためのフローチャートである。
まず、被処理物貯蔵容器２に被処理物を投入する。続いて、第一送液部３の送液ポンプ１０を作動させ、送液管路９を通じて第一容器１１内へ被処理物を送液する。このとき、ドレイン管路１７のドレイン弁１９および第二送液部５の流量調整弁２７は閉じておく。そして、第一容器１１内に気体層が残る程度の量の被処理物を第一容器１１内に収容し、マイクロナノバブル発生装置１２の微細気泡発生器２４が被処理物中に位置したら、送液ポンプ１０の動作は停止する。
【００６１】
続いて、分岐管路１４の圧力調整弁１８を開き、第一容器１１のヘッドスペースへ二酸化炭素を供給する。これにより、第一容器１１の内圧は上昇し、圧力調整弁１８によって第一圧力Ｐ１に保たれる。また、本実施形態では、第一容器１１の内圧が２ＭＰａとなったときに大気開放弁１５が第一容器１１の内外を連通させるように設定されているので、第一容器１１の内圧が２ＭＰａに達した場合には安全装置として大気開放弁１５が動作し、第一容器１１の内圧が２ＭＰａ以上となることは防止される。
【００６２】
なお、第一容器１１の内圧が上がることで第一容器１１内の気体が断熱圧縮されて発熱するが、温度調整部１３によって第一容器１１内の温度は−１５℃以上５０℃以下の一定の範囲の温度に維持される。これにより、被処理物への二酸化炭素の溶解度が低下することを防ぐことができる。
【００６３】
続いて、マイクロナノバブル発生装置１２を作動させる。マイクロナノバブル発生装置１２を作動させるためには、まず、循環ポンプ２３を作動させる。さらに、二酸化炭素供給管路２１の供給量調整弁２５を開く。すると、二酸化炭素貯蔵タンク２０内に収容されている二酸化炭素は二酸化炭素供給管路２１を通じて被処理物循環管路２２へ供給され、被処理物循環管路２２において被処理物と二酸化炭素が混合される。さらに、被処理物と二酸化炭素との混合物は、循環ポンプ２３によって被処理物循環管路２２の他端側へ送られ、微細気泡発生器２４の内部に供給される。
【００６４】
微細気泡発生器２４では、被処理物と二酸化炭素の気泡との混合物による旋回流が発生し、これにより二酸化炭素の気泡は剪断されてマイクロナノバブルになる。被処理物と、マイクロナノバブルとなった二酸化炭素とは、ともに微細気泡発生器２４の外部へ押し出され、第一容器１１の内部へ移動する。マイクロナノバブルとなった二酸化炭素はマイクロナノバブル状のまま被処理物中に存在し、その一部は被処理物に溶解し、溶解しきれない一部の二酸化炭素は被処理物の液面から気体層へ移動する。二酸化炭素が気体層へ移動すると、気体層における二酸化炭素の分圧は増加する。
【００６５】
本実施形態では、第一温度Ｔ１且つ第一圧力Ｐ１のもとで二酸化炭素のマイクロナノバブル（微細気泡）が被処理物と混合される。さらに、第一容器１１内の被処理物に対して、二酸化炭素のマイクロナノバブルが飽和するまで二酸化炭素のマイクロナノバブルを第一容器１１内に供給する。二酸化炭素のマイクロナノバブルが飽和したことは、ドレイン管路１７を通じて少量の被処理物を取り出して被処理物中の二酸化炭素濃度を測定することによって知ることができる。また、第一容器１１に透明なのぞき窓を設けてマイクロナノバブルの発生状態を観察することによっても二酸化炭素のマイクロナノバブルが飽和したことを知ることができる。
【００６６】
被処理物内の二酸化炭素のマイクロナノバブルが飽和したら、二酸化炭素供給管路２１の供給量調整弁２５を閉じ、さらに被処理物循環管路２２に取り付けられた循環ポンプ２３の動作を停止させる。第一容器１１の内部に被処理物が貯留されてから被処理物への二酸化炭素のマイクロナノバブルの供給を停止するまでが、本実施形態における気泡混合工程Ｓ１である。
気泡混合工程Ｓ１が終了するまでに、殺菌失活処理部６の加熱部２９を動作させて第二容器２８の管路を加熱し、第二容器２８の管路の内部温度を第二温度Ｔ２にしておく。
【００６７】
第二容器２８の管路の内部温度が上述の第二温度Ｔ２となった後、第二送液部５の流量調整弁２７を開き、第一容器１１から加圧ポンプ２６へ被処理物を移動させる。加圧ポンプ２６は、気泡混合工程Ｓ１においてマイクロナノバブルが混合された被処理物を第一容器１１から一定流量で連続して取り出し、この被処理物を第二容器２８の管路内へ圧送する。このとき、第二送液部５に設けられた加圧ポンプ２６と第二容器２８に設けられた減圧弁３０とによって、第二容器２８の管路内に送られた被処理物は第二圧力Ｐ２まで加圧される。
【００６８】
第二容器２８の管路内の被処理物は、加圧ポンプ２６によって管路の他端２８ｂ側へと一定速度で移動する。これにより、第二容器２８の管路の一端２８ａから流入した被処理物は、第二容器２８の内部に第二温度Ｔ２且つ第二圧力Ｐ２の下で一定時間だけ第二容器２８内に滞留し、その後、管路の他端２８ｂから排出される。これにより、被処理物は、第一温度Ｔ１より高い第二温度Ｔ２且つ第一圧力Ｐ１よりも高い第二圧力Ｐ２のもとで保持される。
【００６９】
第二容器２８の管路の内部において、二酸化炭素のマイクロナノバブルによって、被処理物内に含まれる酵母や火落菌などの細菌類は殺菌される。また、第二容器２８の管路の内部において、二酸化炭素のマイクロナノバブルによって、グルコアミラーゼや酸性プロテアーゼなどの酵素類は失活する。
このように、第二容器２８内に被処理物を滞留させる工程が、本実施形態における処理工程Ｓ２である。
【００７０】
第二容器２８の管路の内部を通って一端２８ａから他端２８ｂへ圧送された被処理物は、第二容器２８の他端から排出される。すなわち、第一容器１１から一定流量で連続して取り出された被処理物は、第二温度Ｔ２且つ第二圧力Ｐ２のもとに置かれてから一定時間経過後に連続して排出される。被処理物は、減圧弁３０によって大気圧まで減圧されたのち排出管路３１を通じて被処理物回収容器７内に収容される。
【００７１】
被処理物回収容器７の内部は大気圧であるので、第二容器２８内では溶解していた二酸化炭素の一部は溶解できなくなり、被処理物から被処理物回収容器７の気層へと移動する。被処理物回収容器７内の気層に移動した二酸化炭素は、流量調整弁３４を開いたときに二酸化炭素回収管路３３を通じて二酸化炭素貯蔵タンク２０へと送られる。
被処理物回収容器７に回収された被処理物は、細菌類が殺菌され、酵素類が失活している。これで処理工程Ｓ２は終了する。
【００７２】
次に、アルコール飲料の製造中間物である生酒に対して本実施形態の処理方法および処理装置によって処理を行う場合における好適な処理条件について説明する。
一般的に、生酒は、風味が劣化することを抑制するために、火入れと呼ばれる加熱処理を行うことによって生酒中に含まれる酵母や火落菌等の細菌類を殺菌し、またグルコアミラーゼや酸性プロテアーゼなどの酵素を失活させている。本実施形態の処理方法では、生酒に対する火入れに代えて以下に説明する各処理条件に基づいて本実施形態の処理方法を行い、生酒を殺菌し、生酒に含まれる酵素を失活させる。
【００７３】
生酒を処理する場合、生酒にかける熱によって生酒の風味が変わることを抑えるために、以下の温度条件の下で処理を行うことが好ましい。
被処理物貯蔵容器２は、生酒の温度が醸造中の生酒の温度から変化するのを抑えるために断熱性を有することが好ましい。また、被処理物貯蔵容器２は、−１５℃以上２０℃以下の温度の範囲内で内部温度を維持するようになっていてもよい。これにより、生酒の風味が劣化するのを抑えることができる。
【００７４】
第一温度Ｔ１は、−１５℃以上２０℃以下の範囲の一定の温度に設定される。これにより生酒の風味が劣化するのを防ぐことができる。
第二温度Ｔ２は、３０℃以上５０℃以下であることがより好ましい。第二温度Ｔ２は、生酒に対して一般的に行われる火入れの温度（例えば６５℃）よりも低い温度となっている。これは、生酒中の香気成分等が熱によって揮発あるいは変質することを抑えるためである。
【００７５】
なお、生酒を被処理物とした場合における上記処理条件は、生酒以外にも、エタノールを含有するさまざまな液状食品に適用することができる。また、食品以外であってエタノールを含有する液状物に対しても同様の処理条件を適用することができる。
【００７６】
以上説明したように、本実施形態の処理方法および処理装置１によれば、第一温度Ｔ１および第一圧力Ｐ１の下でまず二酸化炭素の微細気泡を被処理物に混合し、その後、二酸化炭素のマイクロナノバブルが混合された被処理物を第一温度Ｔ１より高い第二温度Ｔ２且つ第一圧力Ｐ１より高い第二圧力Ｐ２の下で滞留させるので、より多くの二酸化炭素を被処理物に混合させることができる。このため、殺菌失活処理部６において、従来より低圧の条件の下でも殺菌作用あるいは酵素失活作用を容易に高めることができる。
これにより、超臨界状態の二酸化炭素を用いて被処理物の殺菌や酵素失活等を行う場合と比較して、第二容器２８として耐圧性が低い容器を採用することができ、処理装置１の構造を、より安全でより簡易なものとすることができる。
【００７７】
また、超臨界状態の二酸化炭素は、食品や飲料などに含まれる香気成分を取り去ってしまうことから、超臨界状態の二酸化炭素を用いて食品や飲料の殺菌を行うと、食品や飲料の風味を損なうおそれがある。
これに対して、本実施形態の処理方法では、二酸化炭素を超臨界状態とすることなくマイクロナノバブル状態で被処理物と混合するので、超臨界状態の二酸化炭素を用いたり熱処理を用いたりして被処理物の殺菌を行う場合と比較して被処理物に含まれる香気成分の残存量を高め、被処理物の風味を維持しつつ殺菌を行うことができる。
【００７８】
また、処理工程Ｓ２において、一定の流量で連続して第一容器１１から第二容器２８へ被処理物を移し、さらに第二容器２８から被処理物回収容器７へ一定流量で被処理物を移すので、第一容器１１内の被処理物を第一容器１１に収容された総量よりも少ない量ずつ第二容器２８へ移すことができ、第二容器２８の容量は少なくてよく、第一容器１１に対して相対的に高い圧力がかかる第二容器２８を容易に製造することができる。
【００７９】
また、処理工程Ｓ２において、被処理物を第二温度Ｔ２且つ第二圧力Ｐ２の下で一定の流量で連続して前記第二容器２８から排出するので、第二容器２８の内部に被処理物が滞留する時間を一定に保ちながら、第二容器２８に一度に収容できる最大量を超える被処理物を処理することができる。
【００８０】
また、第一温度Ｔ１は−１５℃以上５０℃以下であり、第二温度Ｔ２は２０℃以上１００℃以下、且つＴ１＜Ｔ２であるので、第二温度Ｔ２の下で二酸化炭素のマイクロナノバブルを被処理物内に飽和させるのと比較してより多くのマイクロナノバブルを被処理物に混合することができる。これにより、より多くのマイクロナノバブルが混合された状態で被処理物の殺菌あるいは酵素の失活を行うことができる。その結果、被処理物に対する殺菌作用および酵素失活作用を高めることができ、国際公開第２００９／０１６９９８号パンフレット（上記特許文献５）に記載された食品の処理方法と比べて被処理物を高温高圧下にさらす時間を短くすることができる。被処理物を高温高圧下にさらす時間を短くすることができると、十分な殺菌および酵素失活をしつつ、加熱あるいは加圧することによる被処理物の風味の変化や被処理物の変質などを抑えることができる。
【００８１】
例えば、本実施形態のように生酒を被処理物とする場合には、生酒の風味が劣化するのを抑えることができる。また、生酒以外の液状食品を被処理物とする場合にも風味の劣化を抑えることができる。
【００８２】
また、第一圧力Ｐ１は０．０ＭＰａ以上２．０ＭＰａ以下であり、第二圧力Ｐ２は０．１ＭＰａ以上６．０ＭＰａ以下、且つＰ１＜Ｐ２であり、二酸化炭素を超臨界状態とせずに十分な殺菌および酵素失活を行うことができる。このため、超臨界状態の二酸化炭素を用いる場合と比較してより低圧の条件で細菌類を殺菌し、酵素類を失活させることができる。
【００８３】
また、第一温度Ｔ１が−５℃以上２０℃以下であり、第二温度Ｔ２が３０℃以上５０℃以下である場合には、エタノールが蒸発しやすい温度に被処理物がさらされる時間を短くできるので、被処理物がエタノールを含有している場合に被処理物の組成に対する影響を抑えることができる。
【００８４】
また、本実施形態で例示した被処理物はアルコール飲料の製造中間物である生酒であり、本実施形態の処理方法および処理装置１によれば、生酒が高温高圧下にさらされる時間を短くすることができ、その風味を劣化させることを抑えつつ短時間で細菌類の殺菌と酵素類の失活とを十分におこなうことができる。
なお、本実施形態の処理装置１および処理方法に適用できる被処理物は、二酸化炭素のマイクロナノバブルと混合した混合液とすることができるものであればどのようなものであっても構わない。たとえば、上記例示したものに限られず、液状食品、飲料水、温泉あるいは浴場の湯、プールの水、液体肥料を被処理物として適用してもよい。また、本実施形態ではアルコール飲料の製造中間物として生酒を例に説明したが、火入れ前の清酒、亜硫酸若しくは亜硫酸塩添加前のワイン、またはろ過若しくは加熱処理前のビール系飲料を本実施形態の被処理物として適用することもできる。本明細書において、ビール系飲料とは、ビール、発泡酒、およびいわゆる第三のビール（日本国の酒税法において「その他の醸造酒（発泡性）１」、および「リキュール（発泡性）１」として分類された酒類をいう）を含む総称である。
【００８５】
また、本実施形態の処理装置１では二酸化炭素回収部８によって第二容器２８から排出された被処理物から二酸化炭素をマイクロナノバブル発生装置１２（二酸化炭素供給部）へ戻すことができるので、二酸化炭素が処理装置１の外部へ排出される量を減らすことができる。
【００８６】
また、第一容器１１から第二容器２８へ連続して液体を移す加圧ポンプ２６を備え、排出管路３１を通じて連続して被処理物を排出させることができるので、殺菌あるいは酵素が失活された被処理物を連続して回収することができる。
【００８７】
また、第二容器２８が、一端が加圧部を介して第一容器１１の内部と連通され内部に被処理物が流れるらせん状の管路を有しているので、被処理物を均一に加熱することができ、被処理物に対して均一に殺菌あるいは失活の処理をすることができる。
【００８８】
また、被処理物回収容器７において被処理物から二酸化炭素が除去されるので被処理物中に二酸化炭素が残存していることによる被処理物への影響を抑えることができる。
【００８９】
（変形例）
次に、本実施形態の処理方法および処理装置１の変形例について図４を参照して説明する。図４は、本変形例の処理方法に用いられる処理装置１Ａの構成を示す模式図である。
本変形例の処理方法と上述の実施形態で説明した処理方法との異なる点は、第二容器２８から被処理物を排出したあとに被処理物を冷却する点である。
図４に示すように、本変形例では、上述の実施形態において説明した処理装置１と異なり、排出管路３１に冷却器３６を備えた処理装置１Ａを用いる。
【００９０】
冷却器３６は、第二容器２８内で第二温度Ｔ２まで加熱された被処理物を、たとえば第一温度Ｔ１まで下げるものである。冷却器３６の構造は特に限定されるものでなく、公知の冷却器を適宜採用することができる。
たとえば、冷却器３６としては、ヒートポンプによって熱交換を行うものや、ペルチェ素子を用いて熱交換を行うものなどを適宜採用することができる。この場合、冷却器３６における放熱側のラジエータ等を第二容器２８に接続してもよい。
【００９１】
このような構成であっても、上述の実施形態で説明した処理方法および処理装置１と同様の効果を奏する。
また、冷却器３６として熱交換を行うものを用いた場合、被処理物から奪った熱を第二容器２８内の被処理物を加熱するための熱として用いることができる。これにより、加熱部２９が消費するエネルギーを低減することができる。
【００９２】
なお、第１実施形態およびその変形例において説明した処理方法は、第一容器１１と第二容器２８とによって二段の処理を行い、被処理物貯蔵容器２から第一容器１１へはバッチ式で一定量の被処理物を移し、第一容器１１から第二容器２８へは一定流量で連続して被処理物を移動させているものである。以下、本実施形態で説明した処理方法およびその変形例において説明した処理方法を、「二段半連続」方式と称する。
【００９３】
（第２実施形態：「二段全連続」方式）
次に、本発明の第２実施形態の処理方法および処理装置１Ｂについて図１を参照しながら説明する。
本実施形態の処理方法は、上述の第１実施形態で説明した処理方法と異なり、被処理物貯蔵容器２から第一容器１１へ被処理物を移す際に、単位時間当たりの被処理物の流量を一定にして移す方法である。
【００９４】
本実施形態の処理装置１Ｂは、上述の第１実施形態で説明した処理装置１に対して、送液ポンプ１０に代えて送液ポンプ１０Ａを備え、送液ポンプ１０Ａによって移動させる被処理物の流速を一定に定めることができるものである点が異なっている。
【００９５】
本実施形態の送液ポンプ１０Ａは、第一容器１１から第二容器２８へ被処理物を移すときの単位時間当たりの流量と等しい流量で被処理物貯蔵容器２から二酸化炭素のマイクロナノバブルがすでに混合された被処理物が入っている第一容器１１へ被処理物を移動させるように設定されている。第一容器１１は、一定流量で新たな被処理物を受け入れ、微細気泡発生器２４によって、一定流量で受け入れた新たな被処理物およびすでに第一容器１１内に収容された被処理物にマイクロナノバブルをさらに混合させるようになっている。これにより、第一容器１１には、二酸化炭素のマイクロナノバブルがすでに混合された一定量の被処理物が常に収容されるようになっている。
【００９６】
本実施形態の処理方法について、処理装置１Ｂを用いて行う場合に基づいて、第１実施形態の処理方法と異なる点を中心に説明する。
まず、被処理物貯蔵容器２内に収容された被処理物は、送液ポンプ１０Ａによって時間あたり一定の流量で第一容器１１へ移される。第一容器１１内に上記一定量の被処理物が収容されたら、送液ポンプ１０Ａの動作は停止し、第１実施形態と同様に第一容器１１内の被処理物に二酸化炭素のマイクロナノバブルを混合する。
【００９７】
被処理物内の二酸化炭素のマイクロナノバブルが飽和したあと、マイクロナノバブル発生装置１２を停止させることなく、第一容器１１に二酸化炭素のマイクロナノバブルを供給し続けながら、第１実施形態と同様に第一容器１１から第二容器２８へ被処理物を移す。このとき、第一送液部３の送液ポンプ１０Ａを作動させ、第一容器１１から第二容器２８へ流れる被処理物と同量の被処理物を被処理物貯蔵容器２から第一容器１１へと連続的に移す。
第二容器２８における処理工程Ｓ２は第１実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
【００９８】
本実施形態においても、第１実施形態と同様に被処理物を殺菌し、酵素を失活させることができる。
また、第１実施形態の処理方法と異なり、本実施形態では、被処理物貯蔵容器２から第一容器１１へ連続的に被処理物を移すので、第一容器１１から第二容器２８への被処理物の移動を開始するタイミングで送液ポンプ１０Ａを作動させた後は、被処理物貯蔵容器２の内部の被処理物がなくなるまで送液ポンプ１０Ａを操作する必要がない。
【００９９】
なお、第２実施形態において説明した処理方法は、第一容器１１と第二容器２８とによって二段の処理を行い、被処理物貯蔵容器２から第一容器１１へ連続的に単位時間当たり一定の流量で被処理物を移し、第一容器１１から第二容器２８へも単位時間あたり一定の流量で連続して被処理物を移動させている。以下の説明において、第２実施形態において説明した処理方法を、第１実施形態で述べた「二段半連続」方式と対比させて「二段全連続」方式と称する。
【０１００】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【０１０１】
たとえば、上記各実施形態において、処理工程Ｓ２は、第一容器１１内の被処理物の全量に対する気泡混合工程Ｓ１が終了してからその全量を第一容器１１から取り出し、被処理物の全量を第二容器２８へ移して第二容器２８内で行われるようになっていてもよい。この場合、第一容器１１および第二容器２８に対して被処理物の流量を制御する必要がないので、機器構成を簡素にすることができる。
また、処理装置の処理能力の大小と被処理物の量の大小との関係を勘案し、二段半連続式、二段全連続式、二段バッチ式のいずれかの方式を適宜選択すればよい。
【０１０２】
なお、上述の各実施形態および変形例の処理装置１、１Ａ、１Ｂにおいて、第一容器１１において気泡混合工程Ｓ１が終了した後に第一容器１１の温度および圧力を第二温度Ｔ２および第二圧力Ｐ２に変更すれば、気泡混合工程Ｓ１を行った第一容器１１を処理工程Ｓ２を行うための第二容器２８として兼用することもできる。この場合、第二容器２８を第一容器１１と別体に備える必要はなく、処理装置１、１Ａ、１Ｂを小型化することができる。
【０１０３】
また、第一容器１１、循環ポンプ２３、微細気泡発生器２４、および供給量調整弁２５が一体として構成されていてもよい。
【０１０４】
次に、以下に示す各検討実験に基づいて、本発明の処理方法および処理装置についてより詳細に説明する。
＜実験例１：酵母の二段半連続二酸化炭素マイクロナノバブル処理＞
本実験例は、エタノールを含有する液体に酵母を混合した試料を被処理物として用いて、本発明の第１実施形態の処理方法（二段半連続方式）における酵母に対する殺菌作用について検討したものである。また、本実験例では、二段半連続方式において、上記第１実施形態で説明した処理装置１の第一容器１１の温度および内圧、並びに第二容器２８の温度および内圧の条件をそれぞれ変更して、酵母への殺菌作用に対するこれらの条件の影響を検討した。なお、以下では、二酸化炭素のマイクロナノバブルを「MNB-CO2」と略記する場合がある。
【０１０５】
（試料の調製）
本実験例では、殺菌作用を検討する酵母株は、Saccharomyces cerevisiae NBRC1423とした。まず、１白金耳量の上記酵母株の菌体を１０ｍＬのＹＭ培地（Difco社製）を含む試験管内に懸濁したものを、３０℃で１０時間培養した。１０時間経過後、その培養液を、１９０ｍＬのＹＭ培地を含む内容量３００ｍＬの三角フラスコに移し、３０℃で１２時間培養した。１２時間経過後、その培養液を遠心分離機（４℃、１００００×ｇ（ｇは重力加速度）、３０分）に２回かけて酵母菌体を回収し、初発菌数１．０×１０５ＣＦＵ／ｍＬになるように５％エタノール含有生理食塩水中に懸濁し１２Ｌの試料を調製した。なお、ＣＦＵは、ｃｏｌｏｎｙ ｆｏｒｍｉｎｇ ｕｎｉｔの略である。
【０１０６】
（二段半連続MNB-CO2処理）
本実験例では、第１実施形態で説明した構成の処理装置１（図１参照）を使用した。具体的な構成を以下に示す。
第一容器１１：内容量１５Ｌの円筒状のタンク
送液ポンプ１０および加圧ポンプ２６：日本精密科学製NP-KX-500
循環ポンプ２３：帝国電機製作所製F42-119F2AM-0204R1-BV
微細気泡発生器２４：バブルタンク社製BT-50
第二容器２８：内径１．５ｃｍ、長さ１００ｃｍのらせん状の管路、内容量１７０ｍＬ
【０１０７】
第一容器１１の温度条件および圧力条件等の諸条件は、以下のように設定した。
第一温度Ｔ１：１０℃、２０℃、および４０℃、
第一圧力Ｐ１：０．０ＭＰａ、０．５ＭＰａ、および１．０ＭＰａ
第一容器１１への二酸化炭素供給量：２．０Ｌ／ｍｉｎ
【０１０８】
第二容器２８の温度条件および圧力条件等の諸条件は、以下のように設定した。
第二温度Ｔ２：４０℃および４５℃、
第二圧力Ｐ２：２．０ＭＰａおよび４．０ＭＰａ
第二容器２８内における被処理物の滞留時間：０ｍｉｎ、５ｍｉｎ、１０ｍｉｎ、１５ｍｉｎ、２０ｍｉｎ、２５ｍｉｎ、および３０ｍｉｎ
【０１０９】
本実験例における各実験条件を表１に示す。
【０１１０】
【表１】
【０１１１】
実験は以下の手順で行った。まず、内容量１５Ｌの第一容器１１に１２Ｌの試料を供給し、供給した１２Ｌの試料を第一温度Ｔ１に維持し、第一容器１１のヘッドスペース部分に上記実験条件の各圧力に達するまで二酸化炭素を供給した。
【０１１２】
次に、MNB-CO2を次の手順で発生させた。循環ポンプ２３により、被処理物循環管路２２内で試料を１５ｍＬ／ｍｉｎで循環させつつ、供給量調整弁２５を開き、二酸化炭素を循環ポンプ２３の出口付近から被処理物循環管路２２内へ供給し、試料と二酸化炭素が混合された混合流体を微細気泡発生器２４へ供給した。
【０１１３】
MNB-CO2は、試料中のMNB-CO2量が飽和に至るまで発生させた。本実験例では、MNB-CO2の供給を開始してから一定間隔で溶存二酸化炭素濃度を測定し、約６ｍｉｎでMNB-CO2が飽和したことを確認した。MNB-CO2が飽和した後、流量調整弁２７を開き、第一容器１１内の試料を加圧ポンプ２６によって第二容器２８の管路内へ連続的に供給した。なお、第一容器１１の内圧は、第一容器１１のヘッドスペース部分に圧力調整弁１８を介して二酸化炭素を供給することで一定に維持した。第二容器２８内の試料滞留時間は、加圧ポンプ２６により試料の流速を５．７〜３４．０ｍＬ／ｍｉｎの範囲で変えることによって調節した。排出管路３１から排出される試料をそれぞれ採取し、これらの試料中の生菌数を測定した。
【０１１４】
（生菌数の測定）
MNB-CO2処理前後の酵母生菌数の測定は、MNB-CO2処理を行う前の試料と、MNB-CO2処理を行った後の試料とを、シャーレ内で培養した場合に肉眼でコロニー数が確認できる程度(３００コロニー/シャーレ以下)までそれぞれ滅菌生理食塩水を用いて希釈し、その各希釈試料１ｍＬを１５ｍＬのＹＭ寒天培地溶液と混合し、３０℃で４８時間培養後に形成したコロニー数を測定することにより行った。
４８時間培養されたシャーレにおけるコロニー数に希釈倍率を掛けた値を生菌数Ｎとし、初発生菌数をＮ０として、生存率Ｎ／Ｎ０の常用対数ｌｏｇ(Ｎ／Ｎ０)をそれぞれ結果として算出した。実験は全て３反復行い、３反復の結果の平均値とその標準誤差をグラフ化した。
【０１１５】
また、得られたデータの解釈としては、第二容器２８の滞留時間１０ｍｉｎにおける生菌数が初発菌数に対して１０万分の１を越える場合を、実用上十分な程度には滅菌されていないものと判定した。すなわち、第二容器２８の滞留時間１０ｍｉｎにおいて酵母の生存率が１０万分の１を越える温度条件および圧力条件の組み合わせは本発明に対する比較例とした。
【０１１６】
（結果と考察）
図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図６、図７（Ａ）、図７（Ｂ）、および図８に、本実験例を行った結果のグラフを示す。これらの図において、横軸は第二容器２８内における試料の滞留時間を示し、縦軸は酵母の生存率を示している。
【０１１７】
（比較例１の結果）
図５（Ａ）は、第一容器１１の温度を４０℃、第一容器１１の圧力を２．０ＭＰａ、第二容器２８の温度を４０℃、第二容器２８の圧力を２．０ＭＰａとした条件（表１に示す比較例１）下で行った実験の結果を示している。なお、この実験では、第一容器１１と第二容器２８とは温度および圧力が同じ値に設定されており、一段の処理を行ったのと実質的に同等の処理内容となっている。図５（Ａ）に示すように、この実験では、第二容器２８内において試料の滞留時間が２０ｍｉｎ以上において初発菌数に対して１０万分の１以下の生存率となった。なお、酵母の殺菌において、初発菌数（１．０×１０５ＣＦＵ／ｍＬ）に対して１０万分の１以下の生存率は、実質的に試料が滅菌された状態に相当する生存率である。
【０１１８】
（第一容器の温度の影響）
図５（Ｂ）は、第一容器１１の圧力を１．０ＭＰａ、第二容器２８の温度を４０℃、第二容器２８の圧力を２．０ＭＰａとし、第一容器１１の温度条件を４０℃（比較例２）、２０℃（比較例３）、１０℃（実施例１）とした条件下で行った実験の結果を示している。図５（Ｂ）において、◇は上記比較例２、□は上記比較例３、△は上記実施例１における結果をそれぞれ示している。
図５（Ｂ）に示すように、第一容器１１の温度が４０℃の場合には３０ｍｉｎで酵母の生存率を処理前の１０万分の１以下にすることができることが分かった。また、第一容器１１の温度を２０℃とした場合には、酵母の生存率を処理前の１０万分の１以下にするのに２０ｍｉｎ要した。
これに対して、第一容器１１の温度を１０℃とした場合には、１０ｍｉｎで酵母の生存率を処理前の１０万分の１以下にすることができた。
【０１１９】
（第一容器の圧力の影響）
図６は、第一容器１１の温度を１０℃、第二容器２８の温度を４０℃、第二容器２８の圧力を２．０ＭＰａとし、第一容器１１の圧力条件を０．０ＭＰａ（比較例４）、０．５ＭＰａ（比較例５）、１．０ＭＰａ（上記実施例１）とした条件下で行った実験の結果を示している。図６において、◇は上記比較例４、□は上記比較例５、△は上記実施例１における結果をそれぞれ示している。
図６に示すように、第一容器１１の圧力が０．０ＭＰａ（常圧）の条件では酵母の生存率は３０ｍｉｎ経過しても０ｍｉｎとほとんど差がなく、殺菌作用は得られなかった。また、第一容器１１の圧力が０．５ＭＰａの条件では、実験条件内で最も長い３０ｍｉｎだけ第二容器２８に試料を滞留させても酵母の生存率は処理前の１００分の１であり、酵母を殺菌することはできるが酵母を完全に滅菌することはできなかった。
これに対して、第一容器１１の圧力が１．０ＭＰａの条件では、第二容器２８に試料を滞留させる滞留時間が１０ｍｉｎの条件で、酵母の生存率は処理前の１０万分の１以下となり、酵母を含む試料は滅菌された。
【０１２０】
（第二容器の温度の影響）
図７（Ａ）は、第一容器１１の温度を１０℃、第一容器１１の圧力を０．５ＭＰａ、第二容器２８の圧力を２．０ＭＰａとし、第二容器２８の温度条件を、４０℃（上記比較例５）、４５℃（実施例２）とした条件下で行った実験の結果を示している。図７（Ａ）において、◇は上記比較例５、□は上記実施例２における結果をそれぞれ示している。
図７（Ａ）に示すように、第二容器２８の温度を４５℃とした条件では、試料を第二容器２８内に滞留させる滞留時間が１０ｍｉｎの条件で、酵母の生存率は処理前の１０万分の１以下となり、酵母を含む試料は滅菌された。
【０１２１】
図７（Ｂ）は、第一容器１１の温度を１０℃、第一容器１１の圧力を１．０ＭＰａ、第二容器２８の圧力を２．０ＭＰａとし、第二容器２８の温度条件を４０℃（上記実施例１）、４５℃（実施例３）とした条件下で行った実験の結果を示している。図７（Ｂ）において、◇は上記実施例１、□は上記実施例３における結果をそれぞれ示している。
図７（Ｂ）に示すように、第二容器２８の温度を４０℃とした条件では第二容器２８に試料を滞留させる滞留時間が１０ｍｉｎで、第二容器２８の温度を４５℃とした条件では第二容器２８に試料を滞留させる滞留時間が５ｍｉｎでそれぞれ酵母の生存率は処理前の１０万分の１以下となり酵母を含む試料は滅菌された。
【０１２２】
図８は、第一容器１１の温度を１０℃、第一容器１１の圧力を０．５ＭＰａ、第二容器２８の温度を４０℃とし、第二容器２８の圧力を２．０ＭＰａ（上記比較例５）、４．０ＭＰａ（比較例６）とした条件下における実験の結果を示している。図８において、◇は上記比較例５、□は上記比較例６における結果をそれぞれ示している。
図８に示すように、第二容器２８の圧力条件を２．０ＭＰａから４．０ＭＰａに変更しても、酵母の生存率に著しい変化があるとはいえないが、第二容器２８の圧力条件が４．０ＭＰａの方が酵母の生存率は低いという結果となった。
【０１２３】
本実験例の結果から、二段半連続MNB-CO2処理による酵母の殺菌効果は、第一容器１１の温度を相対的に低くし、第二容器２８の温度を相対的に高くすることによって著しく高まること、並びに、第一容器１１の圧力を相対的に低くし、第二容器２８の圧力を相対的に高くすることで高まることがわかった。
【０１２４】
＜実験例２：火落菌の二段半連続MNB-CO2処理＞
次に、被処理物として酵母に代えて火落菌を使用し、上述の実験例１と同様の条件で検討を行った例を示す。
本実験例は、エタノールを含有する液体に火落菌を混合した試料を被処理物として用いて、本発明の第１実施形態の処理方法（二段半連続方式）における火落菌に対する殺菌作用について検討したものである。また、本実験例では、二段半連続方式において、第一容器１１の温度および内圧、並びに第二容器２８の温度および内圧の条件を変更して火落菌への殺菌作用に対する影響を検討した。
【０１２５】
（試料の調製）
本実験例では、殺菌作用を検討する火落菌株は、Lactobacillus fructivorans s36とした。まず、１白金耳量の上記火落菌株の菌体を、最終濃度１０％のエタノールを含有する１０ｍＬのＳＩ培地（(財)日本醸造協会製)に懸濁し、３０℃で７日間培養した。７日後、０．５ｍＬの培養液を最終濃度１５％のエタノールを含有する１０ｍＬのＳＩ培地に移し、３０℃で７日間培養した。７日後、培養液から菌体を遠心分離機（４℃、１００００×ｇ、１０分）に２回かけて火落菌を回収し、初発菌数１．０×１０６ＣＦＵ／ｍＬになるように５％エタノール含有生理食塩水中に懸濁して１２Ｌの試料を調製した。
【０１２６】
（二段半連続MNB-CO2処理）
本実験例では、図１に示した装置を使用し、具体的な構成は上記実験例１で採用した構成と同一とした。
【０１２７】
第一容器１１の温度条件および圧力条件等の諸条件は、以下のように設定した。
第一温度Ｔ１：１０℃および４０℃
第一圧力Ｐ１：０．０ＭＰａ、０．５ＭＰａ、１．０ＭＰａ
第一容器１１への二酸化炭素供給量：２．０Ｌ／ｍｉｎ
【０１２８】
第二容器２８の温度条件および圧力条件等の諸条件は、以下のように設定した。
第二温度Ｔ２：４０℃
第二圧力Ｐ２：２．０ＭＰａ
第二容器２８内における被処理物の滞留時間：０ｍｉｎ、１０ｍｉｎ、２０ｍｉｎ、および３０ｍｉｎ
【０１２９】
本実験例における各実験条件を表２に示す。
【０１３０】
【表２】
【０１３１】
（生菌数の測定）
本実験例におけるMNB-CO2処理前後の火落菌生菌数の測定は、MNB-CO2処理前後の試料を、シャーレ内で培養したときに肉眼でコロニー数が確認できる程度(３００コロニー／シャーレ以下)まで滅菌生理食塩水を用いて希釈し、その各希釈試料１ｍＬを１５ｍＬのＳＩ寒天培地溶液と混合し、３０℃で１０日間培養し、コロニー数を数えた。また、上記実験例１と同様の方法で火落菌の生存率を算出した。
【０１３２】
また、得られたデータの解釈としては、第二容器２８の滞留時間１０ｍｉｎにおける生菌数が初発菌数に対して１０万分の１を越える場合を、実用上十分な程度には滅菌されていないものと判定した。すなわち、第二容器２８の滞留時間１０ｍｉｎにおいて酵母の生存率が１０万分の１を越える温度条件および圧力条件の組み合わせは本発明に対する比較例とした。
【０１３３】
（結果と考察）
図９（Ａ）、図９（Ｂ）に、本実験例を行った結果のグラフを示す。これらの図において、横軸は第二容器２８内における試料の滞留時間を示し、縦軸は火落菌の生存率を示している。
【０１３４】
図９（Ａ）は、第一容器１１の温度を４０℃、第一容器１１の圧力を２．０ＭＰａ、第二容器２８の温度を４０℃、第二容器２８の圧力を２．０ＭＰａとした条件（比較例７）の下で行った実験の結果を示している。なお、この実験では、第一容器１１と第二容器２８とは温度および圧力が同じ値に設定されており、一段の処理を行ったのと実質的に同等の処理内容となっている。
図９（Ａ）に示すように、この実験では、第二容器２８内において試料の滞留時間が２０ｍｉｎ以上において初発菌数に対して１００万分の１以下の生存率となった。なお、火落菌の殺菌において、初発菌数（１．０×１０５ＣＦＵ／ｍＬ）に対して１００万分の１以下の生存率は、実質的に試料が滅菌された状態に相当する生存率である。
【０１３５】
図９（Ｂ）は、第一容器１１の温度を１０℃、第二容器２８の温度を４０℃、第二容器２８の圧力を２．０ＭＰａとし、第一容器１１の圧力条件を０．０ＭＰａ（比較例８）、０．５ＭＰａ（比較例９）、１．０ＭＰａ（実施例４）とした条件下で行った実験の結果を示している。図９（Ｂ）において、◇は上記比較例８、□は上記比較例９、△は上記実施例４の条件における結果をそれぞれ示している。
図９（Ｂ）に示すように、第一容器１１の圧力を０．０ＭＰａ（常圧）とした場合には、実験条件内で最長の３０ｍｉｎだけ試料を第二容器２８内に滞留させても火落菌は処理前の１０分の１程度しか減少せず、完全に滅菌することはできなかった。また、第一容器１１の圧力を０．５ＭＰａとした条件では上記比較例７と同様の傾向を示し、第二容器２８に試料を２０ｍｉｎだけ滞留させることで、火落菌の生存率は処理前の１００万分の１以下となり火落菌を含む試料は滅菌された。また、第一容器１１の温度を１０℃とし、第一容器１１の圧力を１．０ＭＰａとした上記実施例４では、上記比較例７に比べて短時間の１０ｍｉｎで火落菌を滅菌することができた。
本実験例の結果から、上記実験例１における酵母に対する殺菌作用と同様に、第一容器１１の圧力が高い方が火落菌に対する殺菌作用が強いことがわかった。
【０１３６】
また、上記実験例１と上記実験例２の結果を合わせて考えると、二段半連続方式による細菌類に対する殺菌作用は、第一容器１１の温度を低くするとともに第一容器１１の圧力を高くし、第二容器２８の温度を第一容器１１の温度よりも高くすることによって著しく高まると考えられる。
【０１３７】
＜実験例３：グルコアミラーゼの二段半連続MNB-CO2処理＞
本実験例は、エタノールを含有する液体にグルコアミラーゼを混合した試料を被処理物として用いて、本発明の第１実施形態の処理方法（二段半連続方式）におけるグルコアミラーゼに対する失活作用について検討したものである。また、本実験例では、二段半連続方式において、第一容器１１の温度、並びに第二容器２８の温度および圧力の条件をそれぞれ変更してグルコアミラーゼに対する失活作用に対する影響を検討した。
【０１３８】
（試料の調製）
本実験例では、グルコアミラーゼ（エイチビィアイ株式会社製）を、最終濃度が０．００４％となるように、１５％エタノール含有酢酸緩衝液（ｐＨ４．０）で希釈したものを試料とした。
（二段半連続MNB-CO2処理）
本実験例では、図１に示した装置を使用した。具体的な構成は上記実験例１において採用した構成と同一である。
【０１３９】
第一容器１１の温度条件および圧力条件等の諸条件は、以下のように設定した。
第一温度Ｔ１：１０℃および４５℃、
第一圧力Ｐ１：２．０ＭＰａ
第一容器１１への二酸化炭素供給量：２．０Ｌ／ｍｉｎ
【０１４０】
第二容器２８の温度条件および圧力条件等の諸条件は、以下のように設定した。
第二温度Ｔ２：４０℃、４５℃、および５０℃
第二圧力Ｐ２：２．０ＭＰａ、４．０ＭＰａ、および６．０ＭＰａ
第二容器２８内における被処理物の滞留時間：０ｍｉｎ、１０ｍｉｎ、２０ｍｉｎ、および３０ｍｉｎ
MNB-CO2を発生させる手順については上記実験例１と同様の手順で行った。
【０１４１】
本実験例における各実験条件を表３に示す。
【０１４２】
【表３】
【０１４３】
（試料中の残存酵素活性の測定）
本実験例では、MNB-CO2処理前後のグルコアミラーゼの残存活性を、糖化力測定キット（キッコーマン株式会社製）を使用して測定した。グルコアミラーゼの残存活性は、MNB-CO2処理をしていない試料におけるグルコアミラーゼの活性に対する相対活性として、百分率（％）で表示した。実験は全て３反復行い、３反復において得られたデータの平均値と標準誤差をそれぞれ算出し、グラフ化した。
【０１４４】
また、得られたデータの解釈としては、第二容器２８の滞留時間３０ｍｉｎにおける残存酵素活性が、６０％を越える場合には、実用上十分な酵素失活作用が得られなかったものと判定した。すなわち、第二容器２８の滞留時間３０ｍｉｎにおいてグルコアミラーゼの残存酵素活性が６０％を越える温度条件および圧力条件の組み合わせは本発明に対する比較例とした。
【０１４５】
（結果と考察）
図１０、図１１、および図１２に、本実験例を行った結果のグラフを示す。これらの図において、横軸は第二容器２８内における試料の滞留時間を示し、縦軸はグルコアミラーゼの残存活性を示している。
【０１４６】
図１０は、第一容器１１の圧力を２．０ＭＰａ、第二容器２８の温度を４５℃、第二容器２８の圧力を４．０ＭＰａとし、第一容器１１の温度条件を１０℃（実施例５）、４５℃（比較例１０）とした条件下における実験の結果を示している。図１０において、◇は上記実施例５、□は上記比較例１０における結果を示している。
図１０に示すように、第二容器２８に試料を滞留させる時間が３０ｍｉｎである場合について比較すると、第一容器１１の温度を４５℃とした場合のグルコアミラーゼの残存活性は、MNB-CO2処理をしていない試料に対して８０％であり、第一容器１１の温度を１０℃とした場合のグルコアミラーゼの残存活性は、MNB-CO2処理をしていない試料に対して４０％であった。また、第二容器２８に試料を滞留させる時間が３０ｍｉｎ未満の場合においては、
も、第一容器１１の温度が低いほうがグルコアミラーゼの残存活性が低かった。
この結果は、第一容器１１の温度が低い方が、第一容器１１の温度が高い場合よりもグルコアミラーゼに対する失活作用が強いことを示している。
【０１４７】
図１１は、第一容器１１の温度を１０℃、第一容器１１の圧力を２．０ＭＰａ、第二容器２８の圧力を４．０ＭＰａとし、第二容器２８の温度条件を４０℃（実施例６）、４５℃（上記実施例５）、５０℃（実施例７）の条件下で行った実験の結果を示している。図１１において、◇は上記実施例６、□は上記実施例５、△は上記実施例７における結果を示している。
図１１に示すように、第二容器２８に試料を滞留させる時間が３０ｍｉｎである場合について比較すると、第二容器２８の温度が４０℃、４５℃および５０℃におけるグルコアミラーゼの残存活性はそれぞれ６０％、５０％、および５％となった。また、第二容器２８に試料を滞留させる時間が３０ｍｉｎ未満の場合においても、第二容器２８の温度が高い方がグルコアミラーゼの残存活性が低かった。また、上記実施例５、実施例６、および実施例７の条件は、いずれも上記比較例１０の条件よりもグルコアミラーゼの失活作用が強い条件であることが分かった。この結果は、第二容器２８の温度が高い方が、第二容器２８の温度が低い場合よりもグルコアミラーゼに対する失活作用が強いことを示している。
【０１４８】
図１２は、第一容器１１の温度を１０℃、第一容器１１の圧力を２．０ＭＰａ、第二容器２８の温度を４５℃とし、第二容器２８の圧力条件を、２．０ＭＰａ（比較例１１）、４．０ＭＰａ（上記実施例５）、６．０ＭＰａ（実施例８）とした条件下における実験の結果を示している。図１２において、◇は上記比較例１１、□は上記実施例５、△は上記実施例８における結果を示している。
図１２に示すように、第二容器２８に試料を滞留させる時間を３０ｍｉｎとした場合について比較すると、第二容器２８の圧力が２．０ＭＰａ、４．０ＭＰａ、および６．０ＭＰａにおけるグルコアミラーゼの残存活性はそれぞれ６５％、４３％および３８％であった。また、第二容器２８に試料を滞留させる時間が３０ｍｉｎ未満の場合においても、第二容器２８の圧力が高いほうがグルコアミラーゼの残存活性が低かった。また、上記実施例５、および実施例８の条件は、上記比較例１１の結果と比較してグルコアミラーゼの残存活性が低く、グルコアミラーゼの失活作用が高い条件であることが分かった。また、この結果は、第二容器２８の圧力が高い方が、第二容器２８の圧力が低い場合よりもグルコアミラーゼに対する失活作用が強いことを示している。
【０１４９】
本実験例の結果から、グルコアミラーゼを含有する試料を被処理物とした二段半連続MNB-CO2処理において、第一容器１１の温度を低くすること、および第二容器２８の温度を高くすることによって失活作用を著しく高めることができることが分かった。
【０１５０】
＜実験例４：酸性プロテアーゼの二段半連続MNB-CO2処理＞
本実験例は、エタノールを含有する液体に酸性プロテアーゼを混合した試料を被処理物として用いて、本発明の第１実施形態の処理方法（二段半連続方式）における酸性プロテアーゼに対する失活作用について検討したものである。また、本実験例では、二段半連続方式において、第一容器１１の温度および内圧、並びに第二容器２８の温度および内圧の条件をそれぞれ変更して、酸性プロテアーゼに対する失活作用におけるこれらの条件の影響を検討した。
【０１５１】
（試料の調製）
本実験例では、酸性プロテアーゼ（エイチビィアイ株式会社製）を、最終濃度が０．０１５％となるように、１５％エタノール含有酢酸緩衝液（ｐＨ４．０）で調整したものを試料とした。
（二段半連続MNB-CO2処理）
本実験例では、図１に示した装置を使用した。具体的な構成は上記実験例１において採用した構成と同一である。
【０１５２】
第一容器１１の温度条件および圧力条件等の諸条件は、以下のように設定した。
第一温度Ｔ１：１０℃および４５℃、
第一圧力Ｐ１：２．０ＭＰａ
第一容器１１への二酸化炭素供給量：２．０Ｌ／ｍｉｎ
【０１５３】
第二容器２８の温度条件および圧力条件等の諸条件は、以下のように設定した。
第二温度Ｔ２：４５℃、および５０℃
第二圧力Ｐ２：４．０ＭＰａ
第二容器２８内における被処理物の滞留時間：０ｍｉｎ、１０ｍｉｎ、２０ｍｉｎ、および３０ｍｉｎ
【０１５４】
本実験例における各実験条件を表４に示す。
【０１５５】
【表４】
MNB-CO2を発生させる手順については上記実験例１と同様の手順で行った。
【０１５６】
（試料中の残存酵素活性の測定）
本実験例では、MNB-CO2処理前後の酸性プロテアーゼの残存活性を、次に示す手順で測定した。
まず、酢酸緩衝液（ｐＨ４．０）中に最終濃度２％のカゼインを含有する溶液１ｍＬと試料０．５ｍＬとを混合し、３７℃、ｐＨ４．０の条件下で静置し、１０分間酵素反応させた。次に、１０分間酵素反応させた反応後溶液に、０．４ｍｏｌ／Ｌのトリクロロ酢酸溶液３ｍＬを加え反応を停止させた後、沈殿物をろ過してろ液を回収し、５倍希釈したフェノール試薬(関東化学株式会社Cat. No. 32914-23)１ｍＬと、０．５５ｍｏｌ／Ｌの炭酸ナトリウム溶液５ｍＬとの混合物を、ろ液１ｍＬに加えて発色させた。ろ液の色は、波長６６０ｎｍの光の吸光度を計測する吸光度計を用いて測定した。
なお、測定方法の詳細は以下の文献に記載されている(文献：Ishikawa et al., 1995 Inactivation of enzymes in an aqueous solution by micro-bubbles of supercritical carbon dioxide. Biosci. Biotechnol. Biochem., 59(4), 628-631)。
【０１５７】
酸性プロテアーゼの残存活性は、MNB-CO2処理を行っていない試料の酵素活性に対する相対活性として百分率（％）で表示した。実験は全て３反復行い、３反復において得られたデータの平均値と標準誤差をそれぞれ算出し、グラフ化した。
【０１５８】
また、得られたデータの解釈としては、第二容器２８の滞留時間３０ｍｉｎにおける残存酵素活性が１５％を越える場合には、実用上十分な酵素失活作用が得られなかったものと判定した。すなわち、第二容器２８の滞留時間３０ｍｉｎにおいて酸性プロテアーゼの残存酵素活性が１５％を越える温度条件および圧力条件の組み合わせは本発明に対する比較例とした。
【０１５９】
（結果と考察）
図１３および図１４に、本実験例を行った結果のグラフを示す。図１３および図１４において、横軸は第二容器２８内における試料の滞留時間を示し、縦軸は酸性プロテアーゼの残存活性を示している。
【０１６０】
図１３は、第一容器１１の圧力を２．０ＭＰａ、第二容器２８の温度を４５℃、第二容器２８の圧力を４．０ＭＰａとし、第一容器１１の温度条件を、１０℃（実施例９）、４５℃（比較例１２）とした条件下における実験の結果を示している。図１３において、◇は上記実施例９、□は上記比較例１２における結果をそれぞれ示している。
図１３に示すように、滞留時間３０ｍｉｎ後の試料における酸性プロテアーゼの残存活性は、第一容器１１の温度が４５℃の条件では２０％であり、第一容器１１の温度が１０℃の条件では２．０％であった。また、第二容器２８に試料を滞留させる時間が３０ｍｉｎ未満の場合においても、第一容器１１の温度が低い方が酸性プロテアーゼの残存活性が低かった。この結果は、第一容器１１の温度が低い方が、第一容器１１の温度が高い場合よりも酸性プロテアーゼに対する失活作用が強いことを示している。
【０１６１】
図１４は、第一容器１１の温度を１０℃、第一容器１１の圧力を２．０ＭＰａ、第二容器２８の圧力を４．０ＭＰａとし、第二容器２８の温度条件を４５℃（上記実施例９）、５０℃（実施例１０）とした条件下における実験の結果を示している。図１４において、◇は上記実施例９、□は上記実施例１０における結果を示している。
図１４に示すように、第二容器２８に試料を滞留させる時間が３０ｍｉｎの場合について比較すると、酸性プロテアーゼの残存活性は、第二容器２８の温度が４５℃の条件では２．３％であり、第二容器２８の温度が５０℃の条件では１．１％であった。
【０１６２】
また、第二容器２８に試料を滞留させる時間を３０ｍｉｎよりも短い時間とした場合においては、第二容器２８の温度が４５℃の条件では２０ｍｉｎで酸性プロテアーゼの残存活性が５．１％となり、第二容器２８の温度が５０℃の条件では１０ｍｉｎで酸性プロテアーゼの残存活性が３．１％以下となった。
これらの結果は、第二容器２８の温度が高い方が、第二容器２８の温度が低い場合よりも酸性プロテアーゼに対する失活作用が強いことを示している。
【０１６３】
本実験例の結果から、酸性プロテアーゼの二段半連続MNB-CO2処理においても第一容器１１の温度を低くすること、および第二容器２８の温度を高くすることによって失活効果は著しく高くなることがわかった。
【０１６４】
次に、本発明の処理方法および処理装置１と従来の処理方法および処理装置とを対比するために、従来の処理方法と同様の条件で酵素を失活させる処理を行う例を示す。以下に示す比較例１３、１４は、本発明の処理方法および処理装置１による処理を示すものではなく、国際公開第２００９／０１６９９８号パンフレットにおいて開示された食品の処理方法を用いて上記実験例３および実験例４と同一の試料をそれぞれ処理した例を示したものである。なお、国際公開第２００９／０１６９９８号パンフレットに開示された処理方法を用いた処理を、以下では「一段バッチMNB-CO2処理」と称する。
【０１６５】
＜比較例１３：グルコアミラーゼの一段バッチMNB-CO2処理＞
比較例１３は、第１実施形態で説明した処理装置１を用いて行うが、第二容器２８へ試料を流すことなく、ドレイン管路１７から試料を排出させることにより第一容器１１のみを用い、第一容器１１内の温度、圧力および滞留時間の処理条件を、国際公開第２００９／０１６９９８号に示す処理装置と同様の処理条件にして実験を行ったものである。装置の具体的な構成は上記実験例１において採用した構成と同一である。
また、比較例１３は、実験例３で示したのと同一の組成の試料を、グルコアミラーゼを含有する被処理物として用いたものであり、上記実験例３に対する対照実験である。
【０１６６】
第一容器１１の温度条件および圧力条件等の諸条件は、以下のように設定した。
第一温度Ｔ１：４５℃、
第一圧力Ｐ１：２．０ＭＰａ
第一容器１１への二酸化炭素供給量：２．０Ｌ／ｍｉｎ
第一容器１１内における試料の処理時間：１０ｍｉｎ、２０ｎｉｍ、および３０ｍｉｎ
【０１６７】
なお、比較例１３において、第一容器１１内における試料の処理時間は、第一容器１１内において二酸化炭素のマイクロナノバブルが飽和したことが確認された時点を０ｍｉｎとして計測している。すなわち、二酸化炭素のマイクロナノバブルが試料中で飽和した後に試料が加熱および加圧されている時間という点で、比較例１３および後述する比較例１４における処理時間は上記実験例３および４で説明した第二容器２８内の滞留時間に相当するものである。
【０１６８】
（一段バッチMNB-CO2処理）
比較例１３では、一段バッチMNB-CO2処理を以下の手順で行った。まず、内容量１５Ｌの第一容器１１に１２Ｌの試料を供給した。続いて、１２Ｌの試料を上記第一温度Ｔ１まで加熱し、第一容器１１のヘッドスペース部分に二酸化炭素を２．０ＭＰａに達するまで供給した。その後、MNB-CO2を、上記実験例１と同様の方法で発生させた。
【０１６９】
（試料中の残存酵素活性の測定）
残存酵素活性測定用サンプルは、第一容器１１のドレイン弁１９を開放することによってドレイン管路１７から１０分おきに採取した。採取した試料におけるグルコアミラーゼの残存活性は上記実験例３と同様の方法で測定し、上記実験例３と同様にグルコアミラーゼの残存活性を百分率でグラフに示した。
【０１７０】
（結果と考察）
図１５に比較例１３の実験の結果を示す。図１５において、横軸は第一容器内に試料を滞留させて処理を行った処理時間を示し、縦軸はグルコアミラーゼの残存活性を示している。図１５に示すように、比較例１３の実験の結果、試料の処理時間が３０ｍｉｎであってもグルコアミラーゼの残存活性は８０％であった。
比較例１３の結果と上記実験例３の結果とを対比すると、二段半連続MNB-CO2処理（上記実施例５ないし８）は一段バッチMNB-CO2処理（比較例１３）よりもグルコアミラーゼの失活作用が強い処理方法であることが分かる。
【０１７１】
＜比較例１４：酸性プロテアーゼの一段バッチMNB-CO2処理＞
比較例１４は、比較例１３と同様の条件で、グルコアミラーゼに代えて酸性プロテアーゼを含む試料を被処理物として処理を行った例を示すものである。なお、比較例１４は、上記実験例４において使用した試料と同一の組成の試料を用いた実験であり、上記実験例４に対する対照実験である。
【０１７２】
比較例１４における第一容器１１の温度、圧力、第一容器１１内に試料を滞留させる処理時間、並びに第一容器１１からの試料の採取方法は上記比較例１３で説明したのと同一である。
また、試料中の残存酵素活性の測定方法および結果のグラフ化の方法は、上記実験例４において説明した方法と同一である。
【０１７３】
（結果と考察）
図１６に比較例１４の実験の結果を示す。図１６において、横軸は第一容器内で試料を滞留させる処理時間を示し、縦軸は酸性プロテアーゼの残存活性を示す。図１６に示すように、比較例１４の実験の結果、試料の処理時間が３０ｍｉｎであっても酸性プロテアーゼの残存活性は２０％であった。
比較例１４の結果と上記実験例４の結果とを対比すると、二段半連続MNB-CO2処理（上記実施例９、１０）は一段バッチMNB-CO2処理（比較例１４）よりも酸性プロテアーゼに対する失活作用が強い処理方法であることが分かる。
【０１７４】
＜比較例１５：グルコアミラーゼの加熱処理＞
次に、グルコアミラーゼを含有する試料を加熱処理することによって試料中のグルコアミラーゼを失活させる処理を行った場合のグルコアミラーゼに対する失活作用を示す。
比較例１５では、第１実施形態で説明した処理装置１を用いて行うが、第二容器２８へ試料を流すことなく、ドレイン管路１７から試料を排出させることにより第一容器１１のみを用い、MNB-CO2を試料に混合させることなく加熱のみを行った。なお、装置の具体的な構成は上記実験例１において採用した構成と同一であり、第一容器１１内で加熱処理を行った試料は上記比較例１３で説明したのと同様にドレイン管路１７から採取した。
【０１７５】
第一容器１１の温度条件は４０℃（比較例１５−１）、４５℃（比較例１５−２）、５０℃（比較例１５−３）、６０℃（比較例１５−４）、６５℃（比較例１５−５）、及び７０℃（比較例１５−６）とし、前記温度条件下で第一容器１１内に被処理物を滞留させる時間は１０ｍｉｎ、２０ｍｉｎ、および３０ｍｉｎとした。また、試料中の残存酵素活性の測定は上記実験例３と同様の方法で行った。
【０１７６】
（結果と考察）
図１７に比較例１５の実験の結果を示す。図１７において、横軸は第一容器内で試料を加熱処理した処理時間を示し、縦軸はグルコアミラーゼの残存活性を示している。また、図１７において、◇は第一容器１１の温度が４０℃、□は第一容器１１の温度が４５℃、△は第一容器１１の温度が５０℃、＊は第一容器１１の温度が６０℃、×は第一容器１１の温度が６５℃、○は第一容器１１の温度が７０℃である条件における結果を示している。図１７に示すように、比較例１５の実験の結果、第一容器１１の温度が６５℃および７０℃である場合には他の温度条件の場合と比較して顕著にグルコアミラーゼの残存活性が低下した。
【０１７７】
これらの結果から、二段半連続MNB-CO2処理（上記実施例５ないし８）は、被処理物に対して５０℃以下の温度で処理を行う場合に、グルコアミラーゼに対する失活作用が単純な加熱処理よりも顕著に高い処理方法であることが分かる。また、比較例１５と上記実験例３の結果とを対比すると、二段半連続MNB-CO2処理は、グルコアミラーゼの失活作用において、一般的に行われる火入れ温度（６５℃）よりも低い温度（５０℃）で、６５℃で火入れを行ったのと同程度の殺菌作用を有することがわかり、これらの結果は、二段半連続MNB-CO2処理によって、従来の火入れ温度よりも低温で十分な酵素失活作用を試料にあたえることができることを示唆している。
【０１７８】
＜比較例１６：酸性プロテアーゼの加熱処理＞
次に、酸性プロテアーゼを含有する試料を加熱処理することによって試料中の酸性プロテアーゼを失活させる処理を行った場合の酸性プロテアーゼに対する失活作用を示す。
比較例１６では、試料は上記実験例４において説明したのと同一の組成の試料を用いた。また、比較例１６において、処理装置１の構成、および試料の採取方法は上記比較例１５と同一である。また、試料中の酸性プロテアーゼの残存活性の測定の方法は上記実験例４で説明した測定方法と同一である。
【０１７９】
（結果と考察）
図１８に、比較例１６の実験の結果を示す。図１８において、横軸は加熱処理を行う処理時間を示し、縦軸は酸性プロテアーゼの残存活性を示している。また、図１８において、◇は第一容器１１の温度が４０℃（比較例１６−１）、□は第一容器１１の温度が４５℃（比較例１６−２）、△は第一容器１１の温度が５０℃（比較例１６−３）、×は第一容器１１の温度が６０℃（比較例１６−４）、＊は第一容器１１の温度が６５℃（比較例１６−５）である条件における結果をそれぞれ示している。
図１８に示すように、比較例１６の実験の結果、酸性プロテアーゼの残存活性は温度が高いほど高いことが分かった。例えば６０℃で３０ｍｉｎだけ試料を第一容器１１内に滞留させた場合には、酸性プロテアーゼの残存活性は３５％であった。
【０１８０】
比較例１６の結果と上記実験例４の結果とを対比すると、二段半連続MNB-CO2処理（上記実施例９、１０）は、酸性プロテアーゼに対する失活作用が単純な加熱処理（比較例１６）よりも顕著に高い処理方法であることが分かる。また、加熱処理のみでは、通常の火入れ温度（６５℃）では３０ｍｉｎの処理時間で酸性プロテアーゼの残存活性は２０％であったが、二段半連続MNB-CO2処理では、第一容器１１の温度を１０℃、第二容器２８の温度を４５℃とすることで３０ｍｉｎの処理時間で酸性プロテアーゼの残存活性を２．０％と顕著に低下させることができることから、通常の火入れ温度（６５℃）よりも低い温度で十分に酸性プロテアーゼを失活させることができる。これにより、生酒の風味の劣化を防ぐことができるとともに、火入れを行って製造した酒とは異なる風味の酒を製造することもできると考えられる。
【０１８１】
上記実験例１ないし４では、細菌あるいは酵素を緩衝液中に混合させた試料を実験的な被処理物として第一温度Ｔ１、第一圧力Ｐ１、第二温度Ｔ２、および第二圧力Ｐ２について好適な範囲の例を示した。以下では、醸造により製造された日本酒の生酒に細菌を混合させた試料を被処理物として、二段半連続方式と従来の方法とを対比して説明する。
【０１８２】
＜実験例５：生酒の二段半連続MNB-CO2処理＞
本実験例は、生酒中の細菌類に対する殺菌作用と、生酒中の酵素類に対する失活作用とをそれぞれ検討したものである。また、本実験例では、二段半連続方式において、第一容器１１の温度および内圧、並びに第二容器２８の温度および内圧の条件をそれぞれ変更してこれらの条件の影響を検討した。
【０１８３】
（試料の調製）
本実験例では、熊澤酒造株式会社より購入した生酒(品名：湘南しぼりたて生原酒)に、上記実験例２に記載の方法と同様の方法により培養した火落菌（Lactobacillus fructivorans s36）を１×１０５ＣＦＵ／ｍＬとなるように添加した。なお、予備検討において上記生酒中の火落菌の菌数を測定した結果、生酒に予め含まれる火落菌の生菌数は添加した火落菌の生菌数に対して十分に少なく、生酒に予め含まれる火落菌の生菌数は本実験例の結果に影響しないと考えられる。
【０１８４】
（二段半連続MNB-CO2処理）
本実験例では、上記実験例１で説明した処理装置１を元に一部変更してMNB-CO2処理を行った。すなわち、本実験例では、第１実施形態の変形例で説明した構成の処理装置１Ａを用い、第二容器２８から被処理物回収容器７へ移動する被処理物を冷却器３６によって冷却するようにした。これは、第二容器２８内で加熱された生酒から香気成分が揮散するのを防ぐためである。
本実験例において、冷却器３６の具体的な構成は、内径１．５ｃｍ、長さ１００ｃｍのらせん状の管路であって管路の内容量は１７０ｍＬとした。また、冷却器３６は、管路の内部温度を０℃±１℃の範囲に維持するものとした。
【０１８５】
第一容器１１の温度条件および圧力条件等の諸条件は、以下のように設定した。
第一温度Ｔ１：１０℃
第一圧力Ｐ１：２．０ＭＰａ
第一容器１１への二酸化炭素供給量：２．０Ｌ／ｍｉｎ
【０１８６】
第二容器２８の温度条件および圧力条件等の諸条件は、以下のように設定した。
第二温度Ｔ２：４５℃および５０℃、
第二圧力Ｐ２：４．０ＭＰａ
第二容器２８内における試料の滞留時間：０ｍｉｎ、１０ｍｉｎ、２０ｍｉｎ、および３０ｍｉｎ
【０１８７】
実験は以下の手順で行った。試料を被処理物貯蔵容器２に入れてから、試料を第二容器２８から排出するまでの手順は上記実験例１と同様である。試料を第二容器２８から排出した後、冷却器３６を用いて試料を冷却してから試料を被処理物回収容器７内に収容した。その後、被処理物回収容器７に回収された試料中の火落菌の生存率と酵素類の残存活性を、それぞれ上記実験例２ないし４で説明したのと同様の方法で測定した。以下、この手順を用いた実験を「１回処理実験」と称する。
【０１８８】
また、本実験例では、二段半連続方式による生酒の処理を２回繰り返す実験（以下、「２回処理実験」と称する）も行った。２回処理実験は、上記１回処理実験を、第二容器２８の温度を４５℃とし、第二容器２８内における試料の滞留時間を１０ｍｉｎとした条件で行い、上記１回処理実験の終了後、１回処理実験において被処理物回収容器７に回収された試料を５℃で1週間貯蔵したものに対して二段半連続方式による２回目の処理を行った。本実験例では、２回目の処理において、第一容器１１の温度および圧力、並びに第二容器２８の温度および圧力の条件をそれぞれ変更してそれらの条件が殺菌作用および失活作用に及ぼす影響を検討した。
【０１８９】
（生菌数の測定）
二段半連続MNB-CO2処理前後の火落菌の生菌数の測定は、上記実験例２と同様の方法で行い、上記実験例２で説明したのと同様にグラフ化した。
【０１９０】
（残存酵素活性の測定）
本実験例では、グルコアミラーゼ、α-グルコシダーゼの残存活性を、上記実験例３で説明したのと同様の測定方法を用いて測定した。また、酸性カルボキシペプチダーゼの残存活性を、酸性カルボキシペプチダーゼ活性測定キット(キッコーマン株式会社製)を用いて測定し、α-アミラーゼの残存活性をα-アミラーゼ活性測定キット(キッコーマン株式会社製)を用いて測定した。
これらの酵素の残存活性は、上記１回処理実験および上記２回処理実験をする前の試料中の酵素の活性に対する相対活性として百分率(%)で表示した。実験は全て３反復行い、３反復実験で得られたデータの平均値と標準誤差とをそれぞれ算出し、グラフ化した。
【０１９１】
また、火落菌に対する殺菌作用と上記各酵素に対する失活作用とのそれぞれの強弱を判定する基準は上記実験例１ないし４における判定基準と同様とした。この判定基準に基づいて殺菌作用あるいは酵素失活作用が不十分となる条件を本発明に対する比較例として示す。
【０１９２】
（結果と考察）
本実験例の結果を表５、表６、および表７に示す。
【０１９３】
【表５】
【０１９４】
表５は、生酒の二段半連続MNB-CO2処理において、第二容器２８の温度が４５℃および５０℃である条件における結果を示している。表５に示すように、生酒中の生存火落菌数はいずれも滞留時間１０ｍｉｎで検出限界以下の生菌数となり、生酒中の火落菌は滅菌された。この結果から、二段半連続MNB-CO2処理は生酒中の火落菌殺菌に対して極めて効果的であると考えられる。
【０１９５】
【表６】
【０１９６】
表６は、第二容器２８の温度が４５℃の条件におけるα-アミラーゼ、グルコアミラーゼ、α-グルコシダーゼ、および酸性カルボキシペプチダーゼの残存活性を示している。表６に示すように、α-アミラーゼ、グルコアミラーゼおよび酸性カルボキシペプチダーゼはいずれも滞留時間１０ｍｉｎでその残存活性は検出限界以下となり、α-アミラーゼ、グルコアミラーゼおよび酸性カルボキシペプチダーゼは完全に失活した。さらに、α-グルコシダーゼの残存活性は、滞留時間３０ｍｉｎにおいて、２９．１％であった。
【０１９７】
また、α-グルコシダーゼの残存活性について、１回処理実験では３０ｍｉｎだけ試料を第二容器２８に滞留させても２９．１％の残存活性があったが、１０ｍｉｎの１回処理を行い１週間貯蔵を行った後、２回目の処理を行った場合には、２回目の処理において１０ｍｉｎ以上第二容器２８内に試料を滞留させれば生酒におけるα-グルコシダーゼの失活として実用的な程度にα-グルコシダーゼを失活させることができることが分かった。
【０１９８】
２回処理実験では、第二容器２８内に試料を滞留させる時間は１回目に１０分、２回目に１０分の計２０分であるが、このときの残存活性は、１回処理実験で２０分だけ試料を第二容器２８内に滞留させた場合の残存活性よりも低い。これは、２回処理実験では、１回目の処理の終了後、２回目の処理において再び試料中に二酸化炭素のマイクロナノバブルが飽和されたことによって高い酵素失活作用が得られたものと考えられる。
２回処理実験の結果から、本実験例の処理方法では、第二容器２８内に試料を滞留させて試料に対する酵素の失活処理を行うときに、滞留時間の初期段階で急激に酵素は失活し、滞留時間が経過するにしたがってその失活作用は徐々に低下する可能性が示唆される。
【０１９９】
【表７】
【０２００】
表７は、第二容器２８の温度が５０℃である条件における結果を示している。表７に示すように、α-アミラーゼ、グルコアミラーゼおよび酸性カルボキシペプチダーゼはいずれも滞留時間１０ｍｉｎでその残存活性は検出限界以下となり、α-アミラーゼ、グルコアミラーゼおよび酸性カルボキシペプチダーゼは完全に失活した。さらに、第二容器２８の温度が５０である場合には、１０ｍｉｎの処理時間でα-グルコシダーゼの失活として実用的な程度にα-グルコシダーゼを失活させることができ、３０ｍｉｎだけ滞留させることでさらに失活させることができることが分かった。
【０２０１】
本実験例から、生酒に対する二段半連続MNB-CO2処理においても、上記実験例２ないし４と同様の傾向が見られ、生酒中の細菌類に対する殺菌作用および生酒中の酵素類に対する失活作用があることが分かった。
【０２０２】
＜実験例６：二段半連続MNB-CO2処理前の試料（生酒）と処理後の試料との香気成分残存量＞
本実験例は、生酒を試料として二段半連続MNB-CO2処理を行った場合に処理後の試料の風味にどのような変化が生じるかを検討したものである。本実験例では、細菌類や酵素類を生酒に添加していない。
【０２０３】
本実験例では、二段半連続MNB-CO2処理をする前の試料（生酒）の風味と処理後の試料の風味との差を定量的に示すために、試料に含まれる香気成分の分析を行った。
二段半連続MNB-CO2処理は、上記実験例５で説明した条件を元に、第一容器１１の温度を１０℃、第一容器１１の圧力を２．０ＭＰａ、第二容器２８の温度を４５℃、第二容器２８の圧力を４．０ＭＰａ、第二容器２８内の試料の滞留時間を３０ｍｉｎにそれぞれ設定して実験を行った。
【０２０４】
本実験例では、香気成分の分析方法として、Porapak Qカラム濃縮法を用いた。すなわち、二段半連続MNB-CO2処理前後の試料を各３０ｍＬ採取し、２０ｍＬのPorapak Q （polydivinylbenzene, 50-80 mesh, Waters Co. Ltd., Milford, MA）が充填されたガラスカラム（直径２ｃｍ、長さ１０ｃｍ）に試料を流してPorapak Qに香気成分を吸着させた後、１００ｍＬの蒸留水でカラム内を洗浄し、次いで１００ｍＬのジエチルエーテル（和光純薬工業株式会社製）をカラムに流して香気成分を溶出させた。これらの操作は全て約５℃の条件下で行った。
【０２０５】
さらに、香気成分が溶出された溶出液に内部標準物質としてシクロヘキサノール（片山化学工業株式会社製；１００ｐｐｍ水溶液）を１００μＬ添加し、無水硫酸ナトリウム（和光純薬工業株式会社製）１００ｇを加えて一晩脱水後、窒素気流を用いて約４ｍＬまで濃縮し、ガスクロマトグラフィー質量分析計（Shimadzu GC2010）により各香気成分を定量した。結果は、二段半連続MNB-CO2処理前の生酒中に含まれる各香気成分含量を１００％として百分率で示した。
【０２０６】
（比較例１７：生酒の一段バッチMNB-CO2処理）
香気成分の残存量を定量した上記実験例６に対する別の対照実験として、上記一段バッチMNB-CO2による処理を生酒に対して行った例を示す。比較例１７では、ドレイン管路１７に冷却器３６（第１実施形態の変形例参照）が取り付けられた上述の処理装置１Ａを用いた。
【０２０７】
第一容器１１の温度条件および圧力条件等の諸条件は、以下のように設定した。
第一温度Ｔ１：４５℃、
第一圧力Ｐ１：２．０ＭＰａ
第一容器１１への二酸化炭素供給量：２．０Ｌ／ｍｉｎ
第一容器１１内における試料の滞留時間：３０ｍｉｎ
【０２０８】
香気成分の分析方法は、上述した方法と同一である。
【０２０９】
（結果と考察）
表８に本実験例の実験の結果を示す。
【０２１０】
【表８】
【０２１１】
生酒中に含まれる香気成分として、酢酸エチル、イソブチルアルコール、イソアミルアルコール、酢酸イソアミル、およびカプロン酸エチルに着目してその残存量を測定した。
表８に示すように、本実験例の結果、二段半連続MNB-CO2処理を行った試料は、第二容器２８内における試料の滞留時間が３０ｍｉｎのときに、酢酸エチル、イソブチルアルコールおよびイソアミルアルコールがそれぞれ９０．１％、１０１．５％、９３．９％残存していた。なお、イソブチルアルコールは未処理よりも二段半連続MNB-CO2処理の方が増加しているかのような数値を示したが、これは測定誤差であると考えられる。また、酢酸イソアミルおよびカプロン酸エチルは、このときそれぞれ８３．４％および８０．０％残存していた。
【０２１２】
一方、上記比較例１７の条件で第一容器１１内に３０ｍｉｎだけ試料を滞留させて処理を行った場合では、酢酸エチル、イソブチルアルコール、酢酸イソアミル、イソアミルアルコールおよびカプロン酸エチルの残存率はこの順に６２．５％、６６．２％、６０．１％、７５．４％、および６３．４％であった。
以上の結果から、本実験例では、二段半連続MNB-CO2処理の方が、比較例１７で示した一段バッチMNB-CO2処理よりも香気成分の残存率が高いことが分かった。
【０２１３】
＜実験例７：二段半連続MNB-CO2処理をした生酒、加熱処理をした生酒、および未処理の生酒の風味の官能評価＞
本実験例では、二段半連続MNB-CO2処理をした生酒の風味と、従来の加熱処理をした生酒および未処理の生酒の風味とを比較するために、二段半連続MNB-CO2処理をした生酒と、従来の加熱処理をした生酒と、未処理の生酒をそれぞれ被験者に試飲させ、これらの香りおよび味について５段階の評価基準（４：非常に良い、３：良い、２：どちらともいえない、１：悪い、０：非常に悪い）に基づいて官能評価を行った。本実験例における被験者は、明治大学農学部の大学院生および大学生の合計２２人であった。
【０２１４】
なお、官能評価の手法としては、試料提供者が提供した試料と被験者が試飲した試料とをいずれも試料提供者および被験者に明示しないいわゆるダブルブラインドテストの手法を採用した。
次に、本実験例における生酒の各処理の詳細について説明する。
【０２１５】
（実施例１１：二段半連続MNB-CO2処理）
本実験例では、生酒に対する二段半連続MNB-CO2処理の実施例１１として、以下の条件に設定して生酒に対して殺菌および酵素失活処理を実施した。また、実施例１１では、第１実施形態の変形例で説明した処理装置１Ａを用い、具体的な構成は上記実験例５で説明したのと同一の構成を採用した。
【０２１６】
第一容器１１の温度条件および圧力条件等の諸条件は、以下のように設定した。
第一温度Ｔ１：１０℃
第一圧力Ｐ１：２．０ＭＰａ
第一容器１１への二酸化炭素供給量：２．０Ｌ／ｍｉｎ
【０２１７】
第二容器２８の温度条件および圧力条件等の諸条件は、以下のように設定した。
第二温度Ｔ２：５０℃、
第二圧力Ｐ２：４．０ＭＰａ
第二容器２８内における試料の滞留時間：３０ｍｉｎ
【０２１８】
二段半連続方式による生酒の処理手順は上記実験例５と同様である。
【０２１９】
（比較例１８：生酒の加熱処理）
比較のため、二段半連続MNB-CO2処理をしないで生酒の加熱処理のみを以下のとおり行った。生酒は、二段半連続MNB-CO2処理に供するものと同じもの（実験例５で用いた生酒と同一工程で醸造され、実験例５で用いた生酒と同一の容器に収容された状態で入手した生酒）を用いた。生酒が内部に収容された３００ｍＬバイアル瓶を、７０℃に設定されたウォーターバス内に入れ、生酒の中心部の温度が６５℃に達した時点でバイアル瓶をウォーターバスから取り出した。なお、比較例１８においては生酒は攪拌していない。加熱処理された生酒は、バイアル瓶ごと冷蔵庫内に静置することによって冷却し、上記官能評価に供した。
【０２２０】
（比較例１９：未処理の生酒）
また、比較のため、二段半連続MNB-CO2処理に供するものと同一の生酒を、冷蔵庫内に静置することによって冷却し、上記官能評価に供した。
【０２２１】
（結果と考察）
本実験例における官能評価の結果を図１９に示す。なお、図１９においてＭＮＢと表記したグラフは二段半連続MNB-CO2処理を行った試料に対する結果を示している。図１９に示すように、官能評価の結果、加熱処理を行った生酒（比較例１８）は未処理の生酒（比較例１９）よりも香り、味ともに劣る評価となった。これに対して、二段半連続MNB-CO2処理（実施例１１）を行った試料は、加熱処理（比較例１８）を行った酒よりも香り、味ともに高い評価が得られた。
【０２２２】
なお、官能評価において、生酒の香りに対するスコアが２．４０であるのに対して二段半連続MNB-CO2処理をした試料の香りに対するスコアは２．９５であり、生酒の味に対するスコアが２．２０であるのに対して二段半連続MNB-CO2処理をした試料の味に対するスコアは２．８５であった。これは、官能評価においては、二段半連続MNB-CO2処理をした試料（実施例１１）が未処理の生酒（比較例１９）よりも味および香りについて優れていることを示している。また、二段半連続MNB-CO2処理を行った試料については、多くの被験者から非常に飲みやすいという意見が得られた。
【０２２３】
＜実験例８：酵母、火落菌、グルコアミラーゼおよび酸性プロテアーゼの二段全連続MNB-CO2処理＞
本実験例は、第２実施形態で説明した処理方法（二段全連続方式）を用いて被処理物の処理を行う具体的な例を示し、細菌類に対する殺菌作用と、酵素類に対する失活作用とのそれぞれについて検討した結果を示すものである。
【０２２４】
（試料の調製）
本実験例では、上記実験例１、実験例２、実験例３、実験例４において説明したのと同様の試料をそれぞれ調製して実験に用いた。
（二段全連続MNB-CO2処理）
本実験例では、第２実施形態で説明した処理装置１Ｂを用い、具体的な構成は上記実験例１で採用した構成と同一とした。
【０２２５】
第一容器１１の温度条件および圧力条件等の諸条件は、以下のように設定した。
第一温度Ｔ１：１０℃
第一圧力Ｐ１：２．０ＭＰａ
第一容器１１への二酸化炭素供給量：０．１Ｌ／ｍｉｎ
第一容器１１内における滞留試料量：６Ｌ
【０２２６】
第二容器２８の温度条件および圧力条件等の諸条件は、以下のように設定した。
第二温度Ｔ２：４０℃（酵母および火落菌の場合、実施例１２）、および４５℃（グルコアミラーゼおよび酸性プロテアーゼの場合、実施例１３）
第二圧力Ｐ２：４．０ＭＰａ
第二容器２８内における被処理物の滞留時間：０ｍｉｎ、１０ｍｉｎ、２０ｍｉｎ、および３０ｍｉｎ
【０２２７】
本実験例における各実験条件を表９に示す。
【０２２８】
【表９】
【０２２９】
また、本実験例では、第一容器１１内における滞留試料量を６Ｌに維持するために、第一容器１１から連続して排出される試料と同量の試料が被処理物貯蔵容器２から第一容器１１へ連続して供給されるように送液ポンプ１０における流量が設定されている。なお、本実験例で採用した構成の処理装置１Ｂでは、被処理物貯蔵容器２から被処理物回収容器７までの管路内における単位時間あたりの試料の流量は、第二容器２８の管路を流れる試料の滞留時間によって定まる。
【０２３０】
（生菌数の測定）
酵母の生菌数の測定は上記実験例１に記載の方法で行い、火落菌の生菌数の測定は上記実験例２に記載の方法で行った。
（残存酵素活性の測定）
グルコアミラーゼの残存酵素活性の測定は上記実験例３に記載の方法で行い、酸性プロテアーゼの残存酵素活性の測定は上記実験例４に記載の方法で行った。
【０２３１】
（結果と考察）
図２０（Ａ）、図２０（Ｂ）、図２１（Ａ）、および図２１（Ｂ）に、本実験例を行った結果を示す。
【０２３２】
図２０（Ａ）において、横軸は第二容器２８内に試料を滞留させた時間を示し、縦軸は酵母の生存率を示している。また、図２０（Ｂ）において、横軸は第二容器２８内に試料を滞留させた時間を示し、縦軸は火落菌の生存率を示している。
図２０（Ａ）および図２０（Ｂ）に示すように、実施例１２において、酵母および火落菌は、いずれも第二容器２８内に１０分以上滞留する場合に滅菌された。すなわち、実施例１２において、酵母および火落菌に対する殺菌作用は、上記実験例１および上記実験例２と略同様の傾向を示しており、酵母および火落菌は実質的に滅菌されたと考えられる。
【０２３３】
また、図２１（Ａ）において、横軸は第二容器２８内に試料を滞留させた時間を示し、縦軸はグルコアミラーゼの残存活性を示している。また、図２１（Ｂ）において、横軸は第二容器２８内に試料を滞留させた時間を示し、縦軸は酸性プロテアーゼの残存活性を示している。
図２１（Ａ）および図２１（Ｂ）に示すように、実施例１３において、グルコアミラーゼおよび酸性プロテアーゼに対する酵素失活作用は、上記実験例３および上記実験例４と略同様の傾向を示しており、上記一段バッチ処理（比較例１３、１４）あるいは加熱処理（比較例１５、１６）よりも酵素失活作用が高いことが分かった。
これらの結果から、第一容器１１において連続して試料を供給しつつ連続して試料を排出しても、試料には十分にMNB-CO2を混合することができることが分かった。
【符号の説明】
【０２３４】
１、１Ａ、１Ｂ 処理装置
２ 被処理物貯蔵容器
３ 第一送液部
４ 飽和処理部（気泡混合部）
５ 第二送液部
６ 殺菌失活処理部
７ 被処理物回収容器
８ 二酸化炭素回収部
９ 送液管路
１０、１０Ａ 送液ポンプ
１１ 第一容器
１２ マイクロナノバブル発生装置
１３ 温度調整部
１４ 分岐管路
１５ 大気開放弁
１６ 第一圧力計
１７ ドレイン管路
１８ 圧力調整弁
１９ ドレイン弁
２０ 二酸化炭素貯蔵タンク
２１ 二酸化炭素供給管路
２２ 被処理物循環管路
２２Ａ 接続管路
２３ 循環ポンプ
２４、２４Ａ 微細気泡発生器
２５ 供給量調整弁
２６ 加圧ポンプ
２７ 流量調整弁
２８ 第二容器
２９ 加熱部
３０ 減圧弁
３１ 排出管路
３２ 第二圧力計
３３ 二酸化炭素回収管路
３４ 流量調整弁
３５ 加圧ポンプ
３６ 冷却器
Ｐ１ 第一圧力
Ｐ２ 第二圧力
Ｓ１ 気泡混合工程
Ｓ２ 処理工程
Ｔ１ 第一温度
Ｔ２ 第二温度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微生物の殺菌と酵素の失活との少なくともいずれかの処理を液状の被処理物に対して行う処理方法であって、
第一温度且つ第一圧力のもとで二酸化炭素の微細気泡を前記被処理物と混合する気泡混合工程と、
前記第一温度より高い第二温度且つ前記第一圧力よりも高い第二圧力のもとで前記被処理物を保持する処理工程と、
を備えることを特徴とする処理方法。
【請求項２】
前記処理工程では、前記気泡混合工程において前記微細気泡が混合された前記被処理物を取り出し、取り出された前記被処理物を前記第二温度且つ前記第二圧力のもとで保持することを特徴とする請求項１に記載の処理方法。
【請求項３】
前記処理工程では、前記気泡混合工程において前記微細気泡が混合された前記被処理物を一定流量で連続して取り出し、前記一定流量で連続して取り出された前記被処理物が前記第二温度且つ前記第二圧力のもとで保持されてから一定時間経過後に前記被処理物を連続して排出することを特徴とする請求項１に記載の処理方法。
【請求項４】
前記気泡混合工程では、前記一定流量で新たな前記被処理物を受け入れ、前記一定流量で受け入れた新たな前記被処理物に前記微細気泡を混合させることを特徴とする請求項３に記載の処理方法。
【請求項５】
前記第一温度は、−１５℃以上５０℃以下であり、前記第二温度は、前記第一温度より高い温度であって且つ２０℃以上１００℃以下であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の処理方法。
【請求項６】
前記第一圧力は、ゲージ圧で０．０ＭＰａ以上２．０ＭＰａ以下であり、前記第二圧力は、第一圧力より高い圧力であって且つゲージ圧で０．１ＭＰａ以上６．０ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の処理方法。
【請求項７】
前記被処理物は、液状食品、飲料水、温泉あるいは浴場の湯、プールの水、液体肥料のいずれかであることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の処理方法。
【請求項８】
前記被処理物は、エタノールを含有し、
前記第一温度は−１５℃以上２０℃以下であり、
前記第二温度は３０℃以上５０℃以下である
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の処理方法。
【請求項９】
前記被処理物は、アルコール飲料の製造中間物であることを特徴とする請求項８に記載の処理方法。
【請求項１０】
前記アルコール飲料の製造中間物は、火入れ前の清酒、亜硫酸若しくは亜硫酸塩添加前のワイン、またはろ過若しくは加熱処理前のビール系飲料であることを特徴とする請求項９に記載の処理方法。
【請求項１１】
微生物の殺菌と酵素の失活との少なくともいずれかの処理を液状の被処理物に対して行う処理装置であって、
第一温度且つ第一圧力のもとで二酸化炭素の微細気泡を前記被処理物に混合する気泡混合部と、
前記第一温度より高い第二温度且つ前記第一圧力よりも高い第二圧力のもとで前記被処理物を保持する殺菌失活処理部と、
を備えることを特徴とする処理装置。
【請求項１】
微生物の殺菌と酵素の失活との少なくともいずれかの処理を液状の被処理物に対して行う処理方法であって、
第一温度且つ第一圧力のもとで二酸化炭素の微細気泡を前記被処理物と混合する気泡混合工程と、
前記第一温度より高い第二温度且つ前記第一圧力よりも高い第二圧力のもとで前記被処理物を保持する処理工程と、
を備えることを特徴とする処理方法。
【請求項２】
前記処理工程では、前記気泡混合工程において前記微細気泡が混合された前記被処理物を取り出し、取り出された前記被処理物を前記第二温度且つ前記第二圧力のもとで保持することを特徴とする請求項１に記載の処理方法。
【請求項３】
前記処理工程では、前記気泡混合工程において前記微細気泡が混合された前記被処理物を一定流量で連続して取り出し、前記一定流量で連続して取り出された前記被処理物が前記第二温度且つ前記第二圧力のもとで保持されてから一定時間経過後に前記被処理物を連続して排出することを特徴とする請求項１に記載の処理方法。
【請求項４】
前記気泡混合工程では、前記一定流量で新たな前記被処理物を受け入れ、前記一定流量で受け入れた新たな前記被処理物に前記微細気泡を混合させることを特徴とする請求項３に記載の処理方法。
【請求項５】
前記第一温度は、−１５℃以上５０℃以下であり、前記第二温度は、前記第一温度より高い温度であって且つ２０℃以上１００℃以下であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の処理方法。
【請求項６】
前記第一圧力は、ゲージ圧で０．０ＭＰａ以上２．０ＭＰａ以下であり、前記第二圧力は、第一圧力より高い圧力であって且つゲージ圧で０．１ＭＰａ以上６．０ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の処理方法。
【請求項７】
前記被処理物は、液状食品、飲料水、温泉あるいは浴場の湯、プールの水、液体肥料のいずれかであることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の処理方法。
【請求項８】
前記被処理物は、エタノールを含有し、
前記第一温度は−１５℃以上２０℃以下であり、
前記第二温度は３０℃以上５０℃以下である
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の処理方法。
【請求項９】
前記被処理物は、アルコール飲料の製造中間物であることを特徴とする請求項８に記載の処理方法。
【請求項１０】
前記アルコール飲料の製造中間物は、火入れ前の清酒、亜硫酸若しくは亜硫酸塩添加前のワイン、またはろ過若しくは加熱処理前のビール系飲料であることを特徴とする請求項９に記載の処理方法。
【請求項１１】
微生物の殺菌と酵素の失活との少なくともいずれかの処理を液状の被処理物に対して行う処理装置であって、
第一温度且つ第一圧力のもとで二酸化炭素の微細気泡を前記被処理物に混合する気泡混合部と、
前記第一温度より高い第二温度且つ前記第一圧力よりも高い第二圧力のもとで前記被処理物を保持する殺菌失活処理部と、
を備えることを特徴とする処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１２−１９７２９（Ｐ２０１２−１９７２９Ａ）
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５９８１２（Ｐ２０１０−１５９８１２）
【出願日】平成２２年７月１４日（２０１０．７．１４）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 発行者名 明治大学農学部農学科 刊行物名 ２００９年度 明治大学農学部農学科 特別研究（卒論）発表会 講演要旨集 発行年月日 平成２２年１月２９日
【出願人】（８０１００００２７）学校法人明治大学 (161)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１４日（２０１０．７．１４）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 発行者名 明治大学農学部農学科 刊行物名 ２００９年度 明治大学農学部農学科 特別研究（卒論）発表会 講演要旨集 発行年月日 平成２２年１月２９日
【出願人】（８０１００００２７）学校法人明治大学 (161)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]