作成： 1998/08/25 林 徹
データ番号 ：020100
粘度測定による照射コショウの検知
目的 ：放射線照射したコショウの識別
放射線の種別 ：ガンマ線
放射線源 ：60Co線源
線量（率） ：0-10kGy
利用施設名 ：食品総合研究所ガンマセル
照射条件 ：室温、大気中
応用分野 ：食品照射、食品流通、検疫
概要 ：
黒コショウ及び白コショウを粉砕して水に懸濁し、pHを13.8にしてアルカリ加熱糊化した後に、粘度を測定することにより、産地や採集時期にかかわらず、非照射コショウと照射コショウを識別することができた。粘度低下は放射線照射に特異的なものであり、エチレンオキサイドガス殺菌や過熱水蒸気殺菌を施したコショウでは起こらなかった。
詳細説明 ：
澱粉は水懸濁液をアルカリ条件下で加熱、ペクチンは水懸濁液を酸性条件下で非加熱の状態でそれぞれ粘度を測定した時に、ガンマ線照射に伴う粘度低下が認められた。このことから、澱粉含量の高い香辛料は粉砕した後に水に懸濁させてアルカリ条件下で加熱して粘度測定し、ペクチン含量の高い香辛料は粉末の水懸濁液を酸性条件下で加熱せずに粘度測定することにより、照射処理の検出が可能なことが示唆された。事実、pH12で加熱処理してから粘度測定を行うと、澱粉含量の高い黒コショウ、白コショウ、ジンジャー、ターメリックの粘度は線量に依存して低下した。シナモンとナツメグの粘度は放射線の影響をあまり受けなかった。加熱処理を行わずにpH5で粘度を測定すると、照射によるオニオンパウダーの粘度の低下が観察された。コショウの場合、pHが高くなるほど照射試料の粘度低下が大きくなった(表1)。非照射試料においてもpHの上昇に伴う粘度低下は起こったが、照射試料ほど大きな粘度低下は認められなかった。したがって、照射コショウの検知を行うには、コショウ懸濁液のpHはできるだけ高くする必要がある。
表1 Viscosities of 10% black pepper suspension at different pH (mPa・s).（原論文3より引用。 Reproduced from Radiation Physics and Chemistry, 48(1), 101-104 (1996), Tab.2(p.102), T.Hayashi and S.Todorik, Detection of Irradiated Peppers by Viscosity Measurement at Extremely High pH; Copyright(1996), with permission from Elsevier Science. ）
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Amount of NaOH†
(ml) pH 0kGy 5kGy 10kGy
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0.5 13.0-13.1 231.3 170.4 100.3
1.0 13.4-13.5 227.8 134.5 95.3
2.0 13.8-13.9 224.0 112.3 75.2
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†Amount of 33% NaOH added to 40 ml of pepper
suspension.
非照射コショウの水懸濁液の粘度は加熱温度が高くなるほど大きな値を示したが、照射コショウの懸濁液の粘度は加熱温度の影響をあまり受けなかった(図1)。このことから、照射コショウを検知するには懸濁液をできるだけ高い温度で加熱する必要がある。
図1 Effect of heating temperature for gelatinization on the viscosity of pepper suspensions. Suspensions (10%) of peppers irradiated at 0 (■), 5 (●) and 10 kGy (▲) were gelatinized by incubation for 30 min at pH 13.0 and a temperature of 88, 92 or 99℃. The viscosities measured at 25℃ and a revolutionary rate of 100 rpm with a Haake Rotovisco RV 12. The data show mean values and SD of triplicate measurements.（原論文2より引用。 Reproduced from Radiation Physics and Chemistry, 45(4), 665-669 (1995), Fig.2(p.666), T.Hayashi and S.Todorik, Conditions of Viscosity Mesurement for Detecting of Irradiated Peppers; Copyright(1995), with permission from Elsevier Science.）
コショウの粘度は産地や採集時期の影響を受け、非照射試料の値にバラツキを生じた。このバラツキは澱粉含量に由来することが明らかになったので、粘度を澱粉量で割った値を求めた。すると、非照射コショウの値のバラツキが小さくなり、産地や採集時期にかかわらず、非照射コショウと5kGy以上の線量のガンマ線を照射したコショウを識別することが可能になった。さらに、基準としてコーンスターチの粘度を用いて、この値を割ることにより、粘度計の種類、粘度計の回転速度などの影響を除去することもできた。
粘度低下は放射線照射に特異的なものであり、エチレンオキサイドガス殺菌や過熱水蒸気殺菌を施したコショウでは起こらなかった(表2)。すなわち、粘度測定により、放射線を照射したコショウと他の殺菌処理を施したコショウとを識別することも可能である。
表2 Viscosity of peppers subjected to decontamination treatments（原論文4より引用）
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No.of
micro-
Viscosity Viscosity/g starch organisms
(mPa.s) (mPa.s/g starch) (counts/g)
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Black paper
Untreated 104.3±3.4 250.1±8.2 9.0×107
5 kGy irradiation 54.1±3.9 131.3±9.5 2.4×104
10 kGy irradiation 33.7±1.3 82.6±3.2 100＞
super-heated 110.9±3.7 252.6±8.4 1.3×103
steam
fumigation with 111.1±2.82 245.3±6.2 9.6×102
EOG
White pepper
untreated 144.3±5.9 266.7±10.9 1.4×106
5 kGy irradiation 83.6±2.1 155.4±3.9 3.8×102
10 kGy irraditaion 46.3±0.3 86.1±0.6 10＞
super-heated 143.6±5.3 266.1±14.2 100＞
steam
fumigation with 147.6±5.2 266.9±9.4 100＞
EOG
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a Mean value ± standard deviation for three measurements.
国内、国外合わせて10機関でクロスチェックを行ったところ、用いた粘度計は異なっていたが、いずれの機関においても、照射コショウと非照射コショウを識別することができた。
原論文１ Data source 1：
Applicability of Viscosity Measuring Method to the Detection of Irradiated Spices
T.Hayashi, S.Todoriki and K.Kohyama
農林水産省食品総合研究所、茨城県つくば市観音台2-1-2
日本食品工業学会誌, 40(6), 456-460 (1993)
原論文２ Data source 2：
Conditions of Viscosity Measurement for Detecting Irradiated Peppers
T.Hayashi, S.Todoriki, H.Okadome and K.Kohyama
農林水産省食品総合研究所、茨城県つくば市観音台2-1-2
Radiation Physics and Chemistry, 45(4), 665-669 (1995)
原論文３ Data source 3：
Detection of Irradiated Peppers by Viscosity Measurement at Extremely High pH
T.Hayashi and S.Todoriki
農林水産省食品総合研究所、茨城県つくば市観音台2-1-2
Radiation Physics and Chemistry, 48(1), 101-104 (1996)
原論文４ Data source 4：
Irradiation Effects on Pepper Starch Viscosity
T.Hayashi, S.Todoriki and K.Kohyama
農林水産省食品総合研究所、茨城県つくば市観音台2-1-2
Journal of Food Science, 59(1), 118-120 (1994)
参考資料１ Reference 1：
Collaborative Study of Viscosity Measurement of Black and White Peppers
T.Hayashi
農林水産省食品総合研究所、茨城県つくば市観音台2-1-2
Detection Methods for Irradiated Foods, Eds.C.H.McMurray, E.M.Stewart, R.Gray and J.Pearce, The Royal Society of Chemistry, pp.229-237 (1996)
キーワード：コショウ、検知、粘度、ガンマ線、照射コショウ、香辛料
pepper, detection, viscosity, gamma-ray, irradiated pepper,spice
分類コード：020404, 020403