熱死滅時間とは、特定の細菌を特定の温度で死滅させるのにかかる時間のことです。もともとは食品缶詰のために開発された技術ですが、化粧品、サルモネラ菌を含まない動物用飼料(家禽など)、医薬品などにも応用されています。
1895年、マサチューセッツ州ボストンで1822年に設立され、後にマサチューセッツ州ウォータータウンに移転した食品会社アンダーウッド缶詰会社のウィリアム・ライマン・アンダーウッドは、最新のレトルト技術を使用しても缶が膨張して破裂するため会社が損失を被っていることを、マサチューセッツ工科大学生物学部長のウィリアム・トンプソン・セジウィックに伝えた。セジウィックは助手のサミュエル・ケイト・プレスコットに、何をすべきかについて詳細な指示を与えた。プレスコットとアンダーウッドは1895年後半から1896年後半にかけて毎日午後、缶詰のアサリに焦点を当ててこの問題に取り組んだ。彼らはまず、アサリには加工に耐えられる耐熱性の細菌胞子が含まれていることを発見し、次に、これらの胞子の存在はアサリの生育環境に依存することを発見した。そして最後に、これらの胞子は、レトルト内で250°F(121°C)で10分間処理すれば死滅するだろうということも分かった。
これらの研究は、缶詰ロブスター、イワシ、エンドウ豆、トマト、トウモロコシ、ほうれん草に関する同様の研究を促した。プレスコットとアンダーウッドの研究は1896年後半に初めて発表され、その後1897年から1926年にかけて論文が続いた。この研究は食品技術の発展にとって重要であったが、特許は取得されなかった。この研究は、1921年から1936年にかけて全米缶詰協会(NCA)でWDビゲローとC.オリン・ボールによって開拓された熱死滅時間研究への道を開いた。
ビゲローとボールの研究は、1920年代初頭に決定されたボツリヌス菌(C. botulinum )の熱死滅時間に焦点を当てたものであった。研究はその後も続き、接種済みの缶詰パックに関する研究が1968年にNCAによって発表された。
熱死時間は、1) グラフを使用する方法、または 2) 数式を使用する方法のいずれかによって決定できます。
これは通常、 250 °F (121 °C)の温度での分数で表されます。これはF 0と表記されます。18°F または 10°C の温度変化ごとに、時間は 10 倍になります。これは、F 10 121 = 10 分 (摂氏) または F 18 250 = 10 分 (華氏) と表示されます。
致死率(L )は、他の温度( T )での1分間の殺菌効果でもある。
ここで、T Refは基準温度で、通常は250 °F (121 °C)です。zは z 値で、Tは製品温度の最も熱伝導率の低い点です。
コンピュータが登場する以前は、これは半対数グラフ用紙にプロットされていましたが、表計算ソフトでも作成できます。x軸に時間、 y軸に温度を示します。この単純な加熱曲線から、遅延係数(j)と傾き(fh )を求めることもできます。また、缶の温度ではなく、製品の温度を測定します。
ここで、I = RT (レトルト温度) − IT (初期温度) であり、j は特定の製品に対して定数である。
また、以下の式でも決定されます。
ここで、gは加熱期間終了時の単純加熱曲線上のレトルト温度より低い温度の度数、Bはプロセスの開始から加熱期間の終了までの時間(分)、f hは紙またはコンピュータのスプレッドシートに半対数的にプロットされた加熱曲線の直線部分が対数サイクルを通過するのに必要な時間(分)です。
この方法では、例えば鶏肉と麺の調理時間が異なるチキンスープのように、同じ工程で異なる製品を扱う場合に、分割加熱曲線も使用されます。これは、単純な加熱曲線よりも複雑な処理方法です。
食品業界では、適切な食品安全性を確保するために、製品中の微生物の数を減らすことが重要です。これは通常、加熱処理や製品中の細菌数を減らす方法を見つけることによって行われます。細菌減少の時間と温度の測定は、D値によって決定されます。D値とは、特定の温度で細菌数を90%または1 log 10減少させるのにかかる時間を意味します。このD値の基準点(D R)は250 °F(121 °C)です。
zまたはz値は、異なる温度における異なるD値での時間値を決定するために使用され、その式は以下のとおりです。
ここでTは華氏または摂氏で表した温度です。
このD値は製品のpHに影響され、様々な食品においてpHが低いほどD値が速くなります。未知の温度でのD値は計算できます。Z値が既知であれば、特定の温度におけるD値を知ることができる。
缶詰における殺菌目標は、ボツリヌス菌の12- D減少であり、これは処理時間によってこの細菌の量が10¹²分の1に減少することを意味します。ボツリヌス菌のD Rは0.21分(12.6秒)です。12-D減少には2.52分(151秒)かかります。
これは大学の食品科学や微生物学の講義で教えられており、化粧品や医薬品の製造にも応用できる。
2001年、パデュー大学のコンピュータ統合食品製造センターおよびパイロットプラントは、ボールの製法をオンラインで利用できるようにした。