| 放射線照射食品の検知 大阪府立大学理学系研究科生物科学専攻 古田雅一 ESI-NEWS Vol.25 No.3 2007 より転載 |
| １．はじめに ガンマ線、電子線、エックス線などを農産物や食品に照射すると、腐敗や食中毒の原因となる食品に付着した微生物（細菌、酵母、カビなど）が死滅するとともに、野菜、生鮮果実の場合には成熟、発芽、老化等の生物的変化が抑制される。これらの照射効果を利用した放射線照射技術、すなわち"食品照射”は先進諸国を含め世界中で猛威を振るっている食中毒に対し、残留性のある薬剤に代わる防徐法、農作物の検疫に広く用いられてきたオゾン層破壊原因物質、臭化メチルの代替法としての期待が高まっている。現在では世界中で257,000トンの食品が照射されており（1999年度）、そのうち香辛料の照射は100,000トンを占めている1）。 このような食品照射の発展が健全に持続するためには健全性が確認された線量範囲での照射や照射施設における工程管理が適正に行われていることを確認し、消費者に選択権を与えるために適切な表示を行う必要性があり、このことは国際機関 （表１参照）や食品照射が許可されている国々の規制にも盛り込まれている。 しかしながら、表示の規制を施行するだけで、照射食品の適正な表示が確保できる保証はなく、規制を強制して効力を持たせるためには､照射食品が適正な基準に従って照射され、表示されていることを検査するための方法､すなわち「検知法」が必要になってくる｡本講においては照射食品の検知技術の現状を概観するとともにわが国の現状についても簡単に触れたい。  ２．欧米における照射食品の検知法整備 1960年代から1970年代にかけて行われた照射食品の健全性研究の過程で放射線照射特有の分解生成物は加熱等の他の処理に比べて極端に少ないことが明らかにされ、放射線照射を検出することは事実上不可能であると考えられてきたが、照射食品の表示や表示の有効性を検証することの必要性が重要視されるにつれ、検知に関する研究も盛んになり、1990年代に入るといくつかの有望な方法についてEUやFAO/IAEAが国際的な共同研究を行い、現在EUにおいてはすでに10の公定法（CEN標準分析法）が整備され、コーデックス委員会においても、コーデックスサンプリング分析法部会（CCMAS）において､CEN標準分析法についての検討を行い､この中の９種類を照射食品に関するコーデックス標準分析法2）として採択している（表２参照）。  3.CEN標準分析法の概略 表２に示された分析法の概略を以下に解説する。 電子スピン磁気共鳴法（ESR） 照射によって、食品中に生成する比較的安定なラジカルを電子スピン共鳴装置により検出する方法である（図１参照）。 CEN標準分析法の中には、肉類などの骨に生成するラジカル、乾燥果実などに含まれる結晶性の糖に由来するラジカル、植物組戦中のセルロースに由来するラジカルを測定する３種類の方法が存在する。本法は非破壊・無侵襲法であり、試料は無限に使用可能、繰返し分析に供することができる、再現性がよいという特微かある。反面、食品の保存条件によっては、熱などの作用によるラジカルの消失が起こり、シグナル検出が困難な場合がある。装置は高額で、一般の食品分析におけるESRの普及は限られているが、後述するように、食品ごとにラジカル検出条件を最適化すれば、さらに分析精度と適用範囲の拡大が望める可能性がある。   熱ルミネッセンス（TL）法 食品に付着した鉱物物質（ケイ酸塩）を分離し、放射線照射によってトラップされた不対電子を熱的に励起して放出される光を検出する。この時の発光特性や線量に対するシグナル強度は鉱物によって異なる。食品由来の鉱物の種類は未知であるため、CEN標準分析法では、測定後の（鉱物）試料に対して既知線量（通常1 kGy）のガンマ線を照射して再度発光を測定し、初期発光景に対する比を求めて判別を行っている（図２参照）。 農産物に由来する食品やエビや貝などには土壌や砂に由来する鉱物質が含まれる可能性が高いために、多くの食品に応用出来る可能性がある。そして検知の判別精度は良好である。ただし、食品自体を測定している訳では無いので、鉱物質の分離が不可能な場合に分析が出来ない。また、測定原理として、一度の熟掃引でしか測定ができない。 また、再照射のための放射線源が必要であり、通常の食品分析のラボで一連の工程を実施することが難しい。 光励起ルミネッセンス（PSL）法 TL法は熱的励起によって束縛不対電子を開放し、その間のエネルギー遷移によりスペクトルを得る。これに対し、PSL法は熟的励起のかわりに赤外線の振動励起によって不対電子の状態を開放し観測している。 PSL法はTL法に比較して食品付着の鉱物試料を検知する必要がない長所を持ち、直接測定が可能である。しかし、赤外線励起とはいえ、分子振動による加熱を利用しており、ここでも同一試料の繰り返し測定ができない。 化学分析法－シクロブタノン法及び炭化水素法 肉類や卵、チーズなどの動物性食品や、脂質を多く含む植物種子などにおいて、脂肪（トリグリセリド）の放射線分解によって生成する化合物をGC/MSなどによって検出する。 CEN標準分析法には、放射線特異的分解生成物である2-アルキルシクロブタノンを検出するシクロブタノン法と、トリグリセリドの脂肪酸側鎖に由来する炭化水素を検出する炭化水素法が採用されている。図.3に照射鶏肉の測定例を示す。 炭化水素法は、厳密に言えば放射線特異的な分解生成物を指標としていないため特異性はシクロブタノン法に比較して劣っている。 DNA Comet Assay 法（スクリーニング法） この手法は放射線照射や化学物質によって生じたDNA鎖切断を検出する方法である。照射された動植物組織の細胞をバラバラにしてアガロースゲルに包埋して電場をかけると、様々な長さに切断されたDNA断片が細胞の核から流れ出し、陽極に向かって尾を引いて(Tailing)泳動される。  このTailingの長さなどを指標として照射量を推定する。感度が高く、電気泳動の条件を選べば1Gy以下から10kGyを超える線量範囲で定量的な検出が可能である。ただし、生理的条件下にある生きた細胞では照射後にDNA切断の修復が進むため、検知法としての定量性には欠ける。また、DNA鎖切断は加熱その他の物理処理や細胞の自己消化などによっても誘発されるため、特異性が低く、あくまでもスクリーニング法としての位置づけに止まる。 微生物学的方法－DEFT/ACP法及びLAL/GNB法（スクリーニング法） 放射線照射によって感受性の高い微生物が死滅して、処理の前後で生菌数や徹生物相が変化することから照射履歴を推定しようというものである。原理的には、他の殺菌処理によっても徹生物相の変化は起こるので、スクリーニング法との位置づけで、判別を確定するには他の方法によらなければならない。ただし、微生物検査を日常的に実施している食品産業界にとっては利用しやすい方法で有る。 CEN標準に制定されているDEFT/APC法では、食品中の死滅菌も含めた全ての微生物を蛍光染色してフィルター上にトラップし、顕微鏡下で計数した総菌数（処理前の菌数）と好気性の生菌数（APC）との差を指標としている。 LAL/GNB法は、リムルス試験（LAL）よるエンドトキシンユニットからグラム陰性菌の生菌数を、GNB染色から総グラム陰性菌数を推定して食品の殺菌処理の有無を推定するLAL/GNB法もCEN標準法に制定されている。 このように多様な分析法が確立しているが、現時点においては多様な照射食品の種類を全てカバーできるような単一の分析手法は原理的に存在しない。従って、これらの方法を取捨選択、場合によっては組み合わせて利用することが必要である。 EU指令1999/2の中には、メンバー内の施設において食品照射の実施状況に関する報告3)義務に関して、照射処理された食品の種類、その量、また、市場において流通する照射食品の検知結果を毎年、欧州委員会に報告することが定められている。例えば2004年発行の2002年の食品照射の実施状況に関する報告書4)によると、EU域内の８ケ国で、市場流通する食品の分析が実施され、分析総数5,031点のうち2.7%にあたる137点が照射の表示なしに照射されていたことが明らかにされている． ４．検知法の国内研究開発状況 わが国においても、食品照射研究の初期段階から関心が持たれ、原子力特定総合研究の中でも当該品目の照射による生物、化学的変化の追跡を検知法に結びつけるような努力がなされた。ただし、このころの研究ではめざましい成果は得られておらず、検知法の開発は不可能と結論された。 その後、検知法の開発はヨーロッパを中心に進められ、標準分析法の確立を見るに至っているが、この時期に前述のBCRプロジェクトとほぼ並行して、FAO/IAEAが進めた国際研究プロジェクト(Analytica1 Detection Methods for lrradiationTreatment of Foods， ADMIT)5)には、日本の研究機関(国立衛生試験場、及び農林水産省・食品総合研究所(当時))も参画した。  現在、わが国の研究機関においては、CEN標準法をもとにした応用研究が実施され、東京都立産業技術研究所では､化学分析6)7)､ESR測定8)､TL法9).PSL法11)、食品総合研究所ではTL法を用いた依頼分析を実施し、食品企業や流通業者に対して、照射検知に関する参考試験データを提供している．ジャガイモの芽止め照射の有無もTL法で検出可能となっている．また、新たな研究として、不対電子の緩和現象を用いた極めて精度の高いESR分析の研究12)-17)が世界に先駆けた検知法として検討されている。演者も大阪府立公衆衛生研究所との共同研究によりアルキルシクロブクノン法の改良18-19)(図４参照)、民間企業との共同研究によりTL法の検討を現在進めている。 ５．今後の課題 我が国においては1972年に世界に先駆けてジャガイモの芽止めが許可されたのにもかかわらず、現在においても許可品目の増加はなく、食品照射の普及は遅々として進んでいないのが現状である20)。 しかし、食品照射の実用化が急速に進み出した海外からの輸入食品の中には照射された疑いのあるものも存在し、わが国の食品衛生法で禁止されているジャガイモ以外の照射食品が誤って輸入されないように水際で規制するために照射食品の検知法があらためて注目されているのも現実である。放射線照射は加熱を嫌う香辛料や乾燥野菜、冷凍食品の殺滅菌に関して既存の手法と比べて品質保持の点で有利である。従って国際的には我々の隣国である韓国、中国を含めて47カ国以上で法的に許可され、30カ国以上で照射香辛料が流通していると言われる。これに比べるとわが国は世界の情勢に大きく後れをとっていると言わざるを得ない。幸い、全日本スパイス協会が厚生労働省に対して，香辛料の放射線殺菌の許可を要請しているところであり21）、昨年10月に公表された原子力政策大綱にも食品照射の消費者への受け入れを促進するために更なる理解促進活動の必要性が謳われている。わが国における検知法の整備が進むことにより食品照射の品質保証に大きく寄与できることが期待される。 参考文献 1）古田雅一、食品照射36（1，2），38-41（2001）. 2）等々力節子、食品照射に関する情報、食品照射 39，51-54（2004）. 3）FAO（2003）Codex Genera1 Standard for lrradiated Foods（CODEX STAN 106-1983， REV.1-2003 http://www.codexalimentarius.net/download /standards/16/CXS_106_2003e.pdf 4）Comission of The European Co㎜unities: Report From The Comission on Food lrradiation For The Year 2002(2004) 5）IAEA（1991）Analytical detection methods for irradiated foods. IAEA-TECDOC-587，vienna. 6）田遵寛子，後藤典子，宮原誠，RADI01SOTOPES，（51）157-166（2002） 7）田辺寛子、後藤典子、宮原 誠、食品照射，36，26-32（2001） 8）田辺寛子、食品照射32，1-12（1997） 9）後藤典子、等々力節子、関口正之、宮原誠、地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター平成18年度研究発表界要旨集、pp.52 10）メジャーワークス株式会社ホームページ， http://www.measureworks.co.jp/TL2.htm . 11）関口正之、ISOTOPE NEWS， N0.637，2-6（2007）. 12）M.Ukai and Y.Shimoyama，Detection of organic free radicals in Electron Spin Resonance，RADIOISOTOPES，51，501-504 （2002）. 13）M.Ukai，Y.Shimoyama，An Electron Spin Resonance Study of Evolution of organic Free Radicals in lrradiated Pepper， J.Food Sci.，68，2225-2229（2003）. 14）M.Ukai，Y.Shimoyama，Free Radicals in lrradiated Pepper: An Electron Spin Reso-nance Study，App1.Magn.Reson，24，1－11 15）M.Ukai，Y.Shimoyama，An Electron Spin ResonanceStudy of Radica1 Decay in FRay lrradiated Pepper by Therma1 Treatments，App1.Magn.Reson.，25，95-103（2003）. 16）M.Ukai，Y.Shimoyama，Decay of organic Free Radicals inFRay lrradiated Pepper during Therma1 Treatments as detected by Electron Spin Resonance Spectroscopy，Rad.Phys.Chem.，71，177-180（2004）. 17）M.Ukai，Y.Shimoyama，Free Radicals in lrradiated Wheat Hour Detected by Electron Spin Resonance，App1.Magn.Reson.，29， 315-324（2005）. 18）H.0bana，M.Furuta，Y.Tanaka，Journalof Agricultural and Food Chemistry. 53， 6603-6608（2003）. 19)H.0bana，M.Furuta，Y.Tanaka, Health Science， 52(4)，375-382 20）古田雅一，東村豊，鐘旭東，米村越夫，岩渕久克，原田良一，多田幹郎、放射線殺菌した黒コショウの香気の官能試験とGC/MS分析，第17回 日本香辛料研究会 一 学術講演会 一（2002年11月8－9日，京都）講演要旨集pp.11-12 21)小林博司、第８回放射線プロセスシンポジウム(2006). 講演要旨集pp.116-117(2000). |