圧殺直後のコクヌストモドキの活発な反応 （反応液に入れてから１分後）
防虫管理現場のための簡易試験法
異物昆虫のカタラーゼ反応 辻 英明 （環境生物研究会）
「ペストコントロール」 ２００２年１月号 ８〜１１頁から再録
写真１
圧殺直後のコクヌストモドキの活発な反応 （反応液に入れてから１分後）
はじめに
医薬や食品のみならず各種工業製品，容器や包装材料などに，昆虫などの生物の生体や死体，あるいはその破片が混入して大きな問題となり，その対策のために，混入の時期や経路を判断する必要に迫られます．
それには，昆虫（生物）の種別やグループの確認，虫体の状況，発見経過，製品の製造工程，流通経路など，物的証拠と状況証拠の保全と記録が必要であり，それら全体の情報から慎重に判断せねばなりません．
最近，多くの判断材料の一つとして，混入検体のカタラーゼ反応がとりあげられることが多くなっています．それは，加熱などの加工が加えられた場合に生物体内のカタラーゼという酵素の働きが失われる（失活する）ことを利用して，製品に混入した昆虫死体などが工場での加工以前に混入したものか，あるいは以後に混入したものを判定できる場合があるためです（沼本ら，１９７８）．同様の目的に，動物体内のコリンエステラーゼという酵素の失活も利用できると考えられます（中桐ら，１９９５）．
カタラーゼやコリンエステラーゼはそれぞれ酵素の１種であり，酵素は生物体内で触媒の働きをしています．以下はそれらの簡単な説明です．
触媒（しょくばい）
自分は変化せずに，共存するだけで他の物質の化学変化の速度に影響をおよばす物質を触媒と言い，通常は変化の反応を促進します．白金，鉄，ニッケルなどの金属その他が工業的に用いられます．
生物体内では，そのような単純な金属ではなく，より複雑なタンパク質を主成分とする酵素が触媒となり化学変化を支配しています．
酵素（こうそ）
酵素は生物体内にあるものですが，生物から取り出された酵素が市民の身近なところで利用され，工業的にも多様な酵素が利用されています．胃腸薬に食べ物を分解する消化酵素を用い，洗剤や歯磨きに汚れを分解する分解酵素を含ませたりしているのは判りやすい例です．
本来，酵素は生物体内の化学変化を支配する触媒（生触媒，せいしょくばい）で，生理作用に不可欠のものです．酵素の種類ごとに一定の物質（基質＝きしつ）にだけ特異的に作用するので，複雑な生理現象に応じて種類が多数存在します．人間を含め，生物の体は酵素でみたされていて，体内の化学反応はほとんどすべて酵素による反応と言ってよいでしょう．実際，生きているということは，体内で多数の酵素がバランスよく働いているということです．
酵素はタンパク質を主成分とし，穏和な条件下で反応を進めるという生物に適した特徴を持っています．タンパク質であるため，いろいろな外的条件の影響を受けやすく，高温や過酷なｐＨ条件（酸性・アルカリ性の程度）によって変質し触媒活性を失ったり（失活），微妙なｐＨ条件で活性に変化を示します．
したがって，製品製造前や途中に混入した昆虫などが加熱加工などを受けると酵素は活性を失い，製品購入後に消費者宅などで混入し加工されていない場合は活性を示すだろうと考えるわけです．
カタラーゼという酵素
この酵素は，過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）から水（Ｈ２Ｏ）と酸素（Ｏ２）を生じさせます．その反応は量的に以下のように表すことができます．
（２個の）Ｈ２Ｏ２ → （２個の）Ｈ２Ｏ
＋（１個の）Ｏ２
この酵素は動物，植物，微生物のいずれを問わず，酸素呼吸をする細胞に含まれていますので，昆虫などを僅かでも傷つけて過酸化水素の溶けた水（過酸化水素水＝市販消毒薬のオキシドールなど）に浸すと酸素ガスと新たな水が発生します．この酸素ガスの発生は盛んな発泡状態として観察できます（写真１）．
酵素活性測定の常法
酵素活性測定の常法では，生物体，器官，あるいは組織を磨砕混和器（ホモジェナイザー）中で緩衝液（かんしょうえき＝この場合は酵素が壊れず働きやすくした液）を加えてすりつぶし均一化したもの（ホモジェネート）や，さらに精製してより純粋に酵素だけにしたものを用います．その上，恒温装置や揺り動かす装置，反応させる物質の調整，発生物質（ガスも）の量の測定，そのための発色または電磁波吸収測定など，いろいろな技法が必要です．
虫体原型維持と簡易チェック法の必要性
酵素活性検討の定法による異物昆虫の検査は有意義であり，今後も一層研究を進める必要があると思われます（沼本ら１９７８，中桐ら１９９５）． 一方，ＰＣＯやその顧客が直面する異物対策の現場では，問題の検査対象（混入異物昆虫など）の証拠保全が必要ですので，元の形（発見された時の形状）を保つこと（原型保全）が求められることが多いのです．すなわち，証拠としてなるべくそのまま残したいわけです．しかも，設備も時間もないのに，その異物のカタラーゼ反応について何らかの情報を急いで要求されることが少なくありません．
簡易法の試み
私たちは上記のような現場の必要性を考え，市販されている過酸化水素水（外傷の消毒薬，オキシドール等）に昆虫の死体を浸すだけでどの程度の判断ができるのか調べるため，コクヌストモドキを代表として用いた簡易な判定方法を検討しました（望月・渡部・辻，２０００； 望月・辻，２００１）．
たとえば，圧殺したコクヌストモドキを過酸化水素水（以後，反応液と書きます）中に浸すと，たちまち盛んな連続発泡が目視でき，また写真に撮ることもできます（写真１）．一方，沸騰水中で２分間煮沸したコクヌストモドキでは反応液に浸した直後の発泡は見られません（写真２）．このような目視によりある程度の判断ができるわけです．一方，煮沸したコクヌストモドキでも反応液に１０分間も浸しておくと体の回りに泡が付着した状態になり，静止写真では連続発泡と紛らわしくなることもあります（写真３）．そこで，始めの１〜３分間ほどが判断しやすいということになります．
写真２ 
写真３ 
写真２： ２分間煮沸したものは反応なし．（反応液に入れてから１分後）
写真３： ２分間煮沸したものも長時間（１０分間）反応液に入れておくと泡が付着する．陽性とは時間と写真で明確に区別できる
（補足： 写真１〜３には使用していないが，反応液の数ＣＣに対し１滴ほど界面活性剤（ツィーン２０など，現場では中性洗剤でも間に合う）を加えると，反応液が虫体によくなじみ，泡も蓄積して判定しやすい．
基礎データの必要性
混入の経過条件についても，煮沸だけでなく，いろいろな加熱条件，いろいろな食品への混入条件，製品販売後の経過条件など，やってみなくては判らないことばかりです．いくつかの検討事例のうち，食品中へのコクヌストモドキの継続投入結果と（望月ら，２０００），ショウジョウバエの加熱と乾燥放置の結果を表１〜３に示しました．
また，一度カタラーゼ活性が消失したコクヌストモドキの死体も，水道水中などでは容易に微生物が発生するため，そのカタラーゼ反応が検出されています（望月・辻，２００１）．水の中でなくても，湿度が高くカビが生えれば，それだけで強い反応がみられます．微生物が発生する状態で保存される製品は限られると思われますが，異物が発見されてから検査までの移送中に微生物が繁殖する可能性は十分考慮する必要があります．
この簡易法による，チャバネゴキブリ，ノシメマダラメイガ幼虫，キイロショウジョウバエ，ヒメマルカツオブシムシ幼虫，コクヌストモドキ，クロゴキブリ幼虫などの長期乾燥サンプルの反応や，一部の種類での反応性消失経過を煮沸，食酢への投入，食用油への投入などで検討し，反応状況を示した写真データ集もあります（辻，２００１）．工場など現場ごとに，あるいは工程ごとに実際の条件下で試験を行ってデータを蓄積する際に，これらのデータ集が参考になると思われます．
一方，原型維持にこだわらなくてもよい場合には，遠慮なく押しつぶすなど，操作は一層簡易であり，そのような試みのデータ（たとえばイエバエ，チャバネゴキブリで，田中・橋爪，２００１）も多いほど参考になると言えます．
表１ 各食品中でのコクヌストモドキ成虫死体のカタラーゼ活性変化 （望月・辻，2001）
昆虫混入時期推定について
昆虫の混入経路や時期の推定には，まずその昆虫の種類（と性質），昆虫の状態（生死，破損，変色，腐敗，抜け殻，まゆ，糞，等），発見状況（時期，場所，製品とその汚染状況，等），製品の製造工程記録，流通経路や保存経過の記録，などの物的証拠や状況証拠をつかむ必要があります．カタラーゼ反応は昆虫の状態の一項目であると考えて参考にするわけです．
圧殺死や凍結死の後に乾燥した昆虫の死体は，乾燥室内で数ヶ月以上カタラーゼ活性がありますが（辻，２００１），加熱や特定食品への混入による活性の消失は食品の種類，昆虫の種類，ステージ，サイズ，部分などでまちまちです．それゆえ，あらかじめケースバイケースのデータを蓄積し，それを参考にして判断すべきでしょう．
さらに，加熱や加工による活性の消失の後でも，加湿条件に維持された死体はカビなどの微生物の発生による活性が検出されるようになりますから，加湿サンプルに強い反応が見られても失活加工がなかったとは断定できません．
全体の証拠に基づき考察し，乾燥経過の明瞭なサンプルについてのみ，カタラーゼ反応を参考程度に判断すべきと思われます．
文 献
望月香織・渡部泰弘・辻 英明（２０００） 昆虫死体のカタラーゼ活性簡易チ
ェック法の基礎検討．トロジー学会誌，１５（２）：８６−８９．
望月香織・辻 英明（２００１） 昆虫死体のカタラーゼ活性簡易チェック法の基礎検討． ペストロジー学会誌，１６（１）：４１−４５．
中桐裕幸・佐久間修三・小若雅弘（１９９５） 生ビール中の昆虫の混入時期の判定方法． 食品衛生研究，３６（３）：４１３−４１６．
沼本敬直・望月敬夫・鈴木敏孝・溝口義則・大沢貞夫（１９７８） 不良食品（害虫・毛髪）の原因追究に対するカタラーゼ試験の応用について．食品衛生研究，２８（１）：５０−５３．
田中伸久・橋爪節子（２００１） 昆虫死体におけるカタラーゼ活性の基礎検討．ペストロジー学会誌，１６（１）：５６−５９．
辻 英明（２００１） 異物昆虫のカタラーゼ反応，６１ｐｐ．環境生物研究会，京都．
以上は 「ペストコントロール」 ２００２年１月号 ８〜１１頁から再録したものです．
注意事項
１）加熱加工の有無などの判定に参考となる．もちろん総合判断が必要
２）混入時期の推定には，混入経過条件での基準データが必要．推定日時に言及する場合は比較基準データを示すこと．
３）判定は反応２〜３分程度までの反応で行う．５分以上で少々の泡が見られても＋＋などとせず，２〜３分の状態で判定する．
４）判定を＋−だけで伝えるのは不十分で，状況を示す写真が必要．人により＋−の基準が著しく異なる場合があるからである．
５）写真には反応時間を明記すること．室温：陽性で１５秒〜２分の，陰性では（２分と）５分以上のものも欲しい．
６）サンプルは一度試験した後は二度目の試験はしない．加湿による変成や反応液そのものの影響が予想される．直後に再試験して参考にすることはある．
７）一度失活後も加湿や加水された虫体でカビなどが発生すれば陽性となる（食酢など酵素阻害液中では陰性に保たれる．
参考資料など
１）実際に行われた試験結果を示す写真データ集 １
２）同 上 ２
３）その他の論文