放射線殺菌の原理と食品照射の国際動向

小林 泰彦

ソフト・ドリンク技術資料, (175), p.103 - 128, 2015/04

放射線は19世紀末に偶然発見されて以来、その透過力や照射効果が様々な目的で人間生活に利用されている。放射線は物体を透過しながら、全体の温度を上げずに、瞬時に、満遍なく、まばらに活性点を作り、ごく局所的に化学反応を起こすことができる。これが、放射線照射によるエネルギー付与と加熱によるエネルギー付与の本質的な違いである。そして、生物が一般的に放射線に弱いのは、細胞分裂のたびに超巨大分子DNAを正確にコピーしなければならないという生物側の宿命的な理由による。放射線のエネルギー付与とその生物作用の特徴を利用した放射線殺菌・滅菌は、非加熱処理で、かつ薬剤を使わないというメリットがあり、国際的に標準化された技術である。殺菌・滅菌よりも低い線量では、穀類や青果物の害虫を駆除あるいは不妊化することができ、さらに低い線量ではジャガイモやニンニクなどの芽止めができる。このように食品や農作物に放射線を照射して殺菌、殺虫、芽止めなどを行う技術を食品照射という。放射線処理された食品や農産物(照射食品)の毒性学的・微生物学的な安全性と栄養学的な健全性は、科学的な方法で繰り返し確認されてきた。今日では、公衆衛生や地球環境の保全に寄与する有効な手段として、香辛料・ハーブ類や冷凍食肉・魚介類の殺菌、熱帯果実や柑橘類の検疫処理、ニンニクの芽止めなどが世界各国で実用化されている。しかし日本では、ジャガイモの照射芽止め以外はいまだに許可されていない。欧米などでは1980年代から進められてきた「安全性評価」「消費者利益と技術的必要性、社会受容性の判断」「法令の整備」という社会的合意形成のプロセスが、我が国では全く機能していないのが現状である。

Economic scale of utilization of radiation, 1; Industry: Comparison between Japan and the U. S. A.

幕内 恵三; 田川 精一*; 柏木 正之*; 釜田 敏光*; 関口 正之*; 細淵 和成*; 富永 洋*; 大岡 紀一

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(9), p.1002 - 1007, 2002/09

https://doi.org/10.3327/jnst.39.1002

本件は、平成11年度及び平成12年度に実施した「我が国の放射線利用経済規模」、「我が国と米国の放射線利用経済規模」に関連し、工業利用についての報告である。調査の結果は次のとおりである。(1)米国放射線利用項目を経済規模が大きい順に並べると、(a)半導体加工(4.5兆円),(b)タイヤ(1.6兆円),(c)医療用具の滅菌(約5,800億円),(d)非破壊検査(約780億円)の順となる。傾向は我が国も同じである。この(a)から(d)の合計(特化項目の合計)は、米国が約6.7兆円,我が国が約4.7兆円となる。この規模比率は1.4である。全体的に見ると放射線工業利用製品を、米国は大量に安く生産している。(2)1997年における米国のGDPは1,006兆円、此に対する日本のGDPは512兆円である。米国は日本の約2倍である。米国特化項目の合計の対GDP比は0.7%,我が国限定項目の合計の対GDP比は0.9%となる。両者はほとんど差がない。

人工バリア材料における微生物の透過性及び核種の吸着性の評価

福永 栄*; 横山 英一*; 荒井 和浩*; 朝野 英一*; 千手 隆史*; 工藤 章*

JNC TJ8400 2000-030, 54 Pages, 2000/02

JNC-TJ8400-2000-030.pdf:1.69MB

100%(乾燥密度1.6g/cm)のNa型ベントナイト成型体における微生物透過は、これまでの試験結果から想定されるように、微生物の移動は検知されなかった。100%(乾燥密度1.6g/cm)のCa型化ベントナイト成型体における微生物透過試験も大腸菌は導入部以外には検知されず、菌の移動は検知されなかった。強い還元性環境下(Eh=-500mV)でのベントナイトとNp、Puとの分配係数(Kd)への滅菌処理による影響は見られなかった。PuとNpは共に酸性側とアルカリ側でKd値が上がる傾向を示した。特にPuは、pH=36付近では、Kd値が100ml/g程度なのに対し、pH=13付近では、生菌条件で40万ml/g以上の値を示している。このように、非常に高いKd値を示した理由として、Puが水酸化物沈澱を形成したことが考えられる。

ポリマー製品の放射線滅菌と耐放射線材料

幕内 恵三

ポリマーダイジェスト, 51(12), p.84 - 104, 1999/12

http://ci.nii.ac.jp/naid/40004182287

放射線滅菌される医療用具や食品包装材と原子炉等で使用される電線被覆材料などの耐放射線性とその改善方法について解説した。放射線によるポリマーの性能劣化・物性劣化の原因は、橋かけと分解であり、特に酸化が主たる原因である。電子・イオン捕捉剤、エネルギー移動剤、ラジカル捕捉剤、酸化防止剤等による放射線劣化制御を放射線反応初期過程におけるラジカルの生成の抑制の観点等から整理した。ポリ塩化ビニルでは可塑剤による着色防止効果を塩酸吸収と分子運動性と関連づけ、ポリプロピレンの放射線劣化ではモルフォロジーと関連づけて解説した。これらの放射線劣化は、既存副資材の配合で防止できることを強調した。さらに、ポリアリルエーテルエーテルケトン等の芳香族系高分子の耐放射線性を紹介した。

アジア諸国の放射線プロセシング,2; 食品・滅菌工業の現状

久米 民和

放射線と産業, 0(68), p.28 - 30, 1995/00

アジア諸国における食品工業及び滅菌工業への放射線利用の現状を紹介する。食品照射に関しては、アジアの多くの国で、馬鈴薯、タマネギ及びニンニクの発芽防止、香辛料、ソーセージ、果実、キノコ、コムギ、冷凍エビ、カエルの脚などの殺菌・殺虫が許可されている。しかし、実用照射となると、中国を除いて規模も小さく、食品の種類も限られている。一方、滅菌工業に関しては、先進諸国に比べ実用化が進んでいるとはいえない。現状では、アジア諸国では食品照射が優先されているが、将来的には、電子線照射も含めて医療用具の滅菌は著しくのびる可能性がある。バングラディシュ、中国、インドネシア、韓国、フィリピン、マレイシア、タイ、ベトナムについて、各国の状況を述べる。

Heat resistance poly(vinyl alcohol) hydrogel

吉井 文男; 幕内 恵三; D.Darwis*; T.Iriawan*; M.T.Razzak*; J.M.Rosiak*

Radiation Physics and Chemistry, 46(2), p.169 - 174, 1995/00

https://doi.org/10.1016/0969-806X(95)00008-L

ポリビニルアルコール(PVA)ハイドロゲルを医用材料に使用するために、高温滅菌に耐えるものが求められている。PVAシートをホルマリンによるアセチル化と電子線照射により、煮沸及びオートクレーブ滅菌90分後でも10MPaの強度をもったハイドロゲルが得られることを見出した。このハイドロゲルに粘着性を付与するためにアクリル酸をグラフト重合した後に、モルモットの火傷部に貼りつけ、創傷被覆剤としての有効性を調べた。滅菌ガーゼと比較して火傷の治りが早く、患部との密着性がよく、しかも交換時に新しくできた皮膚に損傷を与えることなく剥すことができ、創傷被覆剤として有効であった。

Inhibition of oxidative degradation of polymer materials in radiation sterilization

吉井 文男

J. Radiat. Steril., 1, p.171 - 194, 1993/00

医療用具素材の照射劣化について、特にポリプロピレンは照射に対し極めて劣化しやすい。本報告では、ポリプロピレンの劣化の抑制法について、これまで報告したデータを中心に総説としてまとめた。1)電子線滅菌はガンマ線滅菌に比べ酸化が起きにくいので劣化が抑制できる,2)ポリマーのモルホロジーの観点から抑制法を見出した。プロピレンにエチレンを2~8%共重合した共重合体と成形後急冷により得た試料は、耐放射線性に優れている。ポリプロピレンの透明性と成形サイクルを上げるために添加する造核剤は劣化を促進するので、放射線滅菌を目的とした場合は添加は好ましくない。

Sterilization of Bacillus spores by converted X rays

伊藤 均; 大木 由美*; 渡辺 祐平; 須永 博美; 石垣 功

Radiation Physics and Chemistry, 42(4-6), p.597 - 600, 1993/00

https://doi.org/10.1016/0969-806X(93)90332-O

本研究では、医療用具の滅菌に制動放射X線利用の実用化を目的としてBacillus属芽胞のX線照射の効果を線及び電子線照射の場合と比較を行った。その結果、ガラス繊維濾紙での無添加系では、B.pumilus,B.subtilis,B.megaterium,B.brevis芽胞の放射線感受性は線、電子線、X線で大差がなかった。一方、芽胞に対する添加物の影響については、線、電子線、X線ともに保護効果が現れて、電子線での効果が顕著でX線は電子線の中間か電子線に近くなり、これらの差は線量率によるものと思われる。このため、X線での滅菌条件も電子線と同じ規格基準が適用可能である。しかし、X線の場合、コンベアでの移動照射は照射野に大きな線量率分布があるため、線量評価には注意を要する。

材料劣化の少ない電子線滅菌

吉井 文男

医科器械学, 62(2), p.78 - 86, 1992/02

http://ci.nii.ac.jp/naid/110002519767

原研では医療用具素材であるポリプロピレン(pp)の電子線とガンマ線の照射劣化の比較と耐放射線性を上げるための研究を行っている。電子線照射はガンマ線よりも照射中の酸化劣化および照射後の経時劣化が少なく、その違いは化学発光法による酸化量の測定から明らかにした。耐放射線性の高いppは、エチレンと共重合した共重合体、高分子量ppおよび成形後急冷によって得たポリマーであることが分った。以上の結果をもとに医療用具素材の照射効果からみた電子線滅菌についてまとめた。

The Effect of nucleating agent on radiation stability of polypropylene

Z.A.Kadir*; 吉井 文男; 幕内 恵三; 石垣 功

Radiation Physics and Chemistry, 39(6), p.535 - 539, 1992/00

https://doi.org/10.1016/1359-0197(92)90109-S

ポリプロピレンには、透明性と剛性を上げるために各種造核剤が添加されている。この造核剤によるポリプロピレンの耐放射線性について調べた。照射による酸化劣化は、造核剤により促進される。通常良く使われるポリプロピレン(MFI=15~20)では、滅菌線量の25kGy照射で耐放射線性の指標である伸びがほとんどなくなる。この造核剤添加ポリプロピレンは球晶サイズの小さい微結晶から成る。したがって、結晶の界面で劣化するポリプロピレンは、照射により結晶内に生成したラジカルが短時間のうちに界面に移るために劣化しやすくなるものと考えられる。