StudyMed医師国家試験

真空パックは安全の証ではない―「120℃4分」に込められたボツリヌス菌対策の理屈

第113回医師国家試験 C問題 第9問

国試問題にチャレンジ

第113回 C問題 第9問

ボツリヌス食中毒の予防のための食品の扱いとして適切なのはどれか。

  1. a.真空保存を行う。
  2. b.紫外線照射を行う。
  3. c.120℃で4分間加熱する。
  4. d.20℃以下の温度で保存する。
  5. e.pH 8以上となるようにする。

対話形式の解説

ドクタードクター
今回はボツリヌス食中毒を防ぐための食品の扱いを問う問題だ。暗記で解くこともできるけれど、菌の性質から考えれば自然に答えが出る。ポイントは「酸素を嫌う」「熱に強い芽胞をつくる」「どんな環境で増えるか」の3つ。まず、ボツリヌス菌はどんな菌だったかな。
医学生医学生
微生物学の講義で習った、グラム陽性の偏性嫌気性桿菌で、芽胞を形成する菌です。
ドクタードクター
その通り。そしてボツリヌス食中毒は、食品の中で菌が増えて神経毒を作り、その毒素を食べてしまうことで起こる毒素型の食中毒だ。だから予防の柱は「食品中で菌を増やさない」ことと「芽胞を確実に殺す」ことの2つになる。
医学生医学生
だったら真空保存が良さそうに思えました。空気を抜けば菌が増えにくくなるイメージがあって。
ドクタードクター
多くの人がそう考えるけれど、ここが最大の落とし穴なんだ。真空包装で抑えられるのは酸素を必要とする菌。偏性嫌気性のボツリヌス菌にとって、酸素のない真空パックはむしろ芽胞が発芽して増殖し、毒素を作るのに好都合な環境になる。日本では1984年に真空パックのからし蓮根で集団発生が起きているよ。
医学生医学生
缶詰や瓶詰、いずしが原因食品として挙がるのも、全部「酸素がない」環境だからですね。
ドクタードクター
そういうこと。では正解の加熱について考えよう。普通に煮沸すれば菌は死ぬと思うかな。
医学生医学生
100℃なら大丈夫かと思いましたが、芽胞は熱に強いんでしたっけ。
ドクタードクター
そう、芽胞は非常に耐熱性が高く、100℃の煮沸では死なない。芽胞を確実に殺すには加圧加熱が必要で、その目安が中心温度120℃で4分間、またはこれと同等以上の加熱だ。日本ではレトルト食品のような容器包装詰加圧加熱殺菌食品の殺菌条件として、この基準が定められている。芽胞さえ殺してしまえば、その後に嫌気状態で保存しても菌は増えない。だからこれが正解になる。
医学生医学生
紫外線照射はどうでしょう。病院でも紫外線殺菌灯を見かけますが。
ドクタードクター
紫外線は透過力が弱く、表面にしか作用しないんだ。食品の内部にいる芽胞には届かないし、芽胞はもともと物理的なストレスに強い。予防策としては不十分だね。
医学生医学生
保存温度の20℃以下というのは、冷やせば増えにくくなるという発想ですよね。
ドクタードクター
発想は合っているけれど、20℃では多くのボツリヌス菌が増殖できる。A型やB型の多くは10℃以下でおおむね抑えられるものの、E型などは3℃前後の低温でも増えることがある。だから十分な加熱殺菌をしていない真空パック食品などは、10℃以下、より安全には3℃以下での冷蔵や冷凍保存が求められているんだ。
医学生医学生
pHについては、アルカリ側にすればいいのか、酸性側にすればいいのか迷いました。
ドクタードクター
ボツリヌス菌は中性から弱アルカリ性でも増えられるので、pH 8以上にしても意味がない。抑えられるのは酸性側で、pH 4.6未満では増殖や毒素産生が起こらないとされる。だから食品衛生ではpH 4.6が境界線として使われ、それを超える食品に厳しい殺菌条件が課されているんだ。
医学生医学生
つまり、芽胞を殺すなら120℃4分、増殖を抑えるなら低温と酸性、真空はむしろ逆効果、という整理ですね。
ドクタードクター
完璧だ。もう一つ覚えておきたいのは、毒素そのものは熱に弱いということ。80℃で20分、あるいは100℃で数分の加熱で失活するとされる。芽胞は熱に強いが毒素は熱に弱い、この対比は試験でもよく狙われる。
医学生医学生
臨床像も確認したいです。神経内科の実習で、眼瞼下垂や複視から始まる麻痺の鑑別を教わりました。
ドクタードクター
いいね。ボツリヌス毒素は神経終末からのアセチルコリン放出を阻害し、複視、眼瞼下垂、散瞳、構音障害、嚥下障害といった脳神経症状から始まって、下行性に四肢の弛緩性麻痺へ進む。口渇や便秘などの自律神経症状を伴い、意識は通常清明で発熱は乏しい。重症では呼吸筋麻痺に至るので、人工呼吸管理と抗毒素の投与が必要になる。
医学生医学生
上行性に進むGuillain-Barré症候群とは逆向きなんですね。あと、小児科で「1歳未満に蜂蜜を与えない」と習ったのもボツリヌスでした。
ドクタードクター
その通り。乳児ボツリヌス症は、腸内細菌叢が未熟な乳児の腸で芽胞が発芽して毒素を作る感染型で、便秘や哺乳力低下、泣き声が弱い、筋緊張低下などで気づかれる。成人の食中毒とは発症の仕組みが違うことも押さえておこう。

まとめ

ボツリヌス食中毒は、偏性嫌気性で耐熱性の芽胞を形成するボツリヌス菌が食品中で増殖し、産生された神経毒を摂取して起こる毒素型食中毒です。芽胞は100℃の煮沸では死滅せず、中心温度120℃で4分間(またはこれと同等以上)の加圧加熱が必要で、これはレトルト食品の殺菌基準にもなっています。真空保存は嫌気環境をつくりむしろ危険であり、増殖抑制には10℃以下(E型では3℃前後まで)の低温やpH 4.6未満の酸性が有効で、紫外線照射やアルカリ化は役に立ちません。一方で毒素自体は易熱性なので食前の十分な加熱も有効であり、臨床的には複視・眼瞼下垂から始まる下行性弛緩性麻痺や、蜂蜜による乳児ボツリヌス症も併せて押さえておきたいところです。菌の性質から予防策を導く考え方は、食中毒対策全般を理解する基盤になります。

解答・解説

正解はcです

ボツリヌス食中毒は、ボツリヌス菌(Clostridium botulinum)が食品中で増殖し、その際に産生したボツリヌス毒素(神経毒)を食品とともに摂取することで起こる毒素型の食中毒である。したがって予防の考え方は「食品中で菌を増殖させない(毒素を作らせない)」ことと「芽胞を確実に殺菌する」ことの二本柱になる。 本菌の性質で予防策を考えるうえで重要なのは次の点である。 ・偏性嫌気性菌であり、酸素のない環境(缶詰、瓶詰、真空パック、レトルト類似食品、いずし・からし蓮根など)で増殖しやすい。 ・耐熱性の高い芽胞を形成するため、通常の煮沸(100℃)では芽胞は死滅しない。芽胞を殺すには加圧加熱(中心温度120℃で4分間、またはこれと同等以上の加熱)が必要である。 ・低温(おおむね10℃以下、さらに低温増殖性の型では3℃前後まで)や酸性(pH 4.6未満)、低い水分活性の条件では増殖が抑えられる。 ・一方、産生された毒素自体は熱に弱く、80℃で20分程度、または100℃で数分の加熱で失活する。 これらの性質と照らし合わせると、芽胞を死滅させる条件である「120℃で4分間の加熱」が予防として適切であり、これは日本の食品衛生法に基づく容器包装詰加圧加熱殺菌食品(いわゆるレトルト食品)の殺菌条件の基準にもなっている。

選択肢考察

  1. ×a.  真空保存を行う。

    誤り。ボツリヌス菌は酸素があると増殖できない偏性嫌気性菌である。真空包装は他の好気性菌の増殖を抑える一方、ボツリヌス菌にとっては芽胞が発芽し増殖・毒素産生するのに好都合な嫌気環境を作り出してしまう。十分な加熱殺菌を行わずに真空パックした食品を常温で置くことは、むしろボツリヌス食中毒のリスクを高める。実際に、日本では真空パックのからし蓮根による集団発生(1984年)が知られている。

  2. ×b.  紫外線照射を行う。

    誤り。紫外線は透過力が弱く、照射面の表面にしか作用しないため、食品の内部に存在する菌や芽胞には届かない。さらに芽胞は紫外線を含む物理的ストレスに対する抵抗性が高い。したがって紫外線照射はボツリヌス食中毒の予防策として不十分である。

  3. ○c.  120℃で4分間加熱する。

    正しい。ボツリヌス菌の芽胞は耐熱性が非常に高く、100℃の煮沸では死滅しないが、中心温度120℃で4分間(またはこれと同等以上の効力をもつ加熱)の加圧加熱殺菌を行えば死滅させることができる。日本では、pH 4.6を超え、水分活性が0.94を超える容器包装詰加圧加熱殺菌食品について、この条件での殺菌が基準として定められている。芽胞を確実に殺菌すれば、その後に嫌気状態で保存しても菌の増殖・毒素産生は起こらない。

  4. ×d.  20℃以下の温度で保存する。

    誤り。20℃では多くのボツリヌス菌が増殖可能であり、保存温度として不十分である。蛋白分解性の菌(A型・B型の多く)の増殖はおおむね10℃以下で抑えられるが、E型などの非蛋白分解性の菌は3℃前後の低温でも増殖しうる。このため、120℃4分相当の殺菌を行っていない容器包装食品(真空パック食品など)については、10℃以下、より安全には3℃以下での冷蔵、あるいは-18℃以下での冷凍保存が求められる。

  5. ×e.  pH 8以上となるようにする。

    誤り。ボツリヌス菌は中性〜弱アルカリ性で増殖でき、pH 8以上にしても増殖は抑えられない。増殖を抑制できるのは酸性側であり、pH 4.6未満では増殖・毒素産生が起こらないとされる。そのため、食品の安全基準ではpH 4.6が「低酸性食品」とそれ以外を分ける境界として用いられ、pH 4.6を超える食品に厳しい殺菌条件が課されている。

ボツリヌス菌の特徴

・グラム陽性の偏性嫌気性桿菌で、芽胞を形成する。土壌や河川・海底の泥に広く分布する。 ・毒素の型はA〜Gに分類され、ヒトの食中毒は主にA・B・E型(まれにF型)による。E型は魚介類(いずしなど)と関連が深く、低温でも増殖しうる。 ・ボツリヌス毒素は、神経終末からのアセチルコリン放出を阻害し、弛緩性麻痺を起こす。自然界で最も強力な毒素の一つである。

食中毒の臨床像

・潜伏期はおおむね8〜36時間程度。 ・複視、眼瞼下垂、散瞳、構音障害、嚥下障害などの脳神経症状から始まり、下行性に四肢の弛緩性麻痺へ進行する。口渇・便秘などの抗コリン様の自律神経症状も伴う。意識は通常清明で、発熱は乏しい。 ・重症例では呼吸筋麻痺により死亡しうるため、人工呼吸管理と抗毒素血清の投与を行う。

原因食品

・いずし(E型)、からし蓮根の真空パック、自家製の瓶詰・缶詰、ソーセージ・ハムなど、加熱殺菌が不十分で嫌気状態のまま保存された食品。

乳児ボツリヌス症

・1歳未満の乳児では腸内細菌叢が未熟なため、摂取した芽胞が腸管内で発芽・増殖し毒素を産生する(感染型)。原因として蜂蜜が代表的で、1歳未満の乳児には蜂蜜を与えないよう指導されている。便秘、哺乳力低下、泣き声が弱い、筋緊張低下(フロッピーインファント)などで発症する。

予防の要点の整理

・芽胞の殺菌:120℃・4分(加圧加熱) ・毒素の失活:80℃・20分または100℃・数分(食べる直前の十分な加熱が有効) ・増殖抑制:低温(10℃以下、可能なら3℃以下)、酸性(pH 4.6未満)、低い水分活性、食塩・亜硝酸塩の添加

POINT

・ボツリヌス菌は偏性嫌気性の芽胞形成菌であり、真空包装はむしろ増殖条件を整える。 ・芽胞は100℃の煮沸では死なず、120℃で4分間の加圧加熱で死滅する。 ・毒素は易熱性(80℃20分、100℃数分で失活)なので、食前の加熱が有効。 ・増殖抑制条件は低温(10℃以下、E型では3℃以下)と酸性(pH 4.6未満)。 ・症状は下行性の弛緩性麻痺(複視・眼瞼下垂から始まる)で、呼吸筋麻痺が死因となる。 ・1歳未満の乳児に蜂蜜を与えない(乳児ボツリヌス症)。

※問題・正答は厚生労働省の公開資料をもとに掲載しています。