著者の所属・活動拠点の国は、アメリカです。

掲載誌：Zenodo (CERN European Organization for Nuclear Research)

ライセンス: CC BY 4.0　対象: 公開論文　確認元: DataCite

研究の目的

粉ミルクは無菌の製品ではなく、製造の段階でクロノバクター・サカザキ（Cronobacter sakazakii）やサルモネラ菌が混入していることがあります。乳児がこれらに感染することはまれですが、起きると重症になります。そのため世界保健機関（WHO）と国連食糧農業機関（FAO）は2007年に、粉ミルクを70℃以上の湯で溶かし、その熱で菌を不活化するよう指針を出しています。

一方、燃料が乏しい家庭では、授乳のたびに湯を沸かすこと自体が毎日の負担になります。湯を一度沸かして魔法瓶に保存すれば負担は減りますが、使う時点で湯が70℃以上を保っている必要があります。著者は、湯の温度と菌の減り方の関係、沸かし方の違いによる燃料の差、魔法瓶の湯が70℃以上を保てる時間を計算し、安全に燃料を節約できる手順とその限界を示すことを目指しました。

何を、どのように調べたか

この研究は計算モデルによるシミュレーションで、実際に湯を沸かしたり魔法瓶に入れたり、ミルクを調乳したりはしていません。示された時間や燃料の量は、すべて設定した前提条件から計算した値です。

第一に、菌が熱でどれだけ減るかを、一般的な対数直線モデルで計算しました。ある温度で菌の数を10分の1にするのにかかる時間（D値）と、その時間を10分の1に縮めるのに必要な温度上昇幅（z値）を、既存の報告の範囲内から設定しました。クロノバクターは60℃でD値2.5分、z値5.5℃、サルモネラは60℃でD値1.8分、z値6.0℃です。目標は菌数を100万分の1にする減少（6log減少）とし、50〜80℃の各温度で必要な保持時間を求めました。

第二に、湯を沸かす燃料の量を計算しました。効率25%の簡易な薪ストーブと、効率55%のLPガスバーナーを想定しています。授乳は1日8回、1回150ミリリットルで1日1.2リットルとしました。毎回沸かす場合は、やかんで実用的に沸かせる最小量を1回0.30リットルとみなし、1日2.4リットルを沸かす計算になります。これに対し、魔法瓶に入れる分をまとめて沸かす場合は、必要な1.2リットルだけを沸かします。

第三に、95℃の湯を入れた家庭用魔法瓶が冷めていく様子をニュートンの冷却則で計算しました。容量は0.5、1.0、1.8リットルの3種類、室温は15℃（寒い部屋）、25℃、35℃（暑い気候の屋内）の3通りです。湯が70℃を下回るまでの時間を「魔法瓶の有効時間」とし、夜間の8時間をまかなえるかを判定しました。あわせて、1.0リットルの魔法瓶が半分空になった場合も計算しています。

主な報告結果

菌を100万分の1にするのに必要な時間は、温度によって大きく変わりました。クロノバクターでは70℃でわずか0.228分（約14秒）ですが、60℃では15.000分、50℃では986.900分に延びます。サルモネラでも70℃で0.233分、60℃で10.800分、50℃で501.292分でした。70℃以上なら調乳の動作そのものの間に菌が十分に減ります。一方、それより低い湯で「しばらく待てばよい」という方法は現実的ではありません。著者らは、保存した湯に求められるのは保持時間ではなく、粉と混ぜる瞬間に70℃以上あることだと結論づけています。

魔法瓶の有効時間は、容量によってはっきり分かれました。0.5リットルは室温15℃で4.84時間、25℃で5.71時間、35℃で6.96時間で、どの室温でも8時間の夜をまかなえません。1.0リットルは7.92時間、9.34時間、11.40時間で、寒い部屋でだけ8時間に届きません。1.8リットルは11.20時間、13.21時間、16.12時間で、計算したすべての室温で夜をまかなえました。どの容量でも、有効時間がもっとも短いのは室温15℃の寒い部屋でした。

1.0リットルの魔法瓶が半分空の場合、有効時間は室温25℃で4.67時間となり、満杯のときのおよそ半分に縮みました。夜のあいだに授乳のたびに湯が減ると、残りの湯はより速く冷めます。そのため、明け方近くの最後の授乳がもっとも危うくなります。

燃料については、室温25℃で1リットルを沸かすのに薪0.0837キログラムが必要と計算されました。毎回沸かす方法では1日0.2009キログラム、まとめて沸かす方法では1日0.1005キログラムで、1日0.1005キログラム、50.0%の節約になります。1年では36.7キログラムです。LPガスでは1日0.0149キログラム、年5.4キログラムの節約でした。

この報告が示すこと

著者が示す手順は次のとおりです。湯は魔法瓶に入る分だけをまとめて沸かし、先に少量の湯で魔法瓶を温めてから、すぐに口元まで満たします。魔法瓶は室温と使う時間に合わせて容量を選びます。授乳のたびに粉をその場で溶かし、飲み残しは捨てます。作り置きのミルクは保存しません。計算上の有効時間を過ぎた湯は、指で触ってまだ温かく感じても乳児の調乳には使わず、沸かし直します。小さな魔法瓶しかない家庭や、寒い部屋で1.0リットルの魔法瓶を使う家庭については、やり方が悪いのではなく条件的に無理があるとしています。その場合は夜中にもう一度沸かすか、より大きな魔法瓶を使うか、最後の授乳だけは沸かしてすぐ使う方法が勧められています。

燃料の節約は、無駄に沸かしていた量を半分に減らすことから生まれます。魔法瓶の断熱性能から生まれるものではありません。もともと1回分だけを小さな容器で沸かしている家庭では、節約幅はより小さくなると著者は述べています。また、湯を保存する場合の指針には、魔法瓶の容量、室温、使い切る時刻を明記すべきだと指摘しています。家庭の条件しだいで、有効時間は4.84時間から16.12時間まで3倍以上も変わるためです。

限界として著者は次の点を挙げています。菌の熱への強さは株や加熱される液体によって異なります。70℃という基準は既存の指針から採ったもので、この研究で独自に導いたものではありません。実際の不活化は単純な対数直線どおりに進むとは限りません。個々の魔法瓶の保温性能は、古さや傷み具合によって有効時間が数時間単位で変わりえます。冷却の計算では、ふたを開けて注ぐときの温度低下や室温の変化を考慮していません。そのため示された有効時間は上限と読むべきで、「足りない」という判定のほうが「足りる」という判定より確かだとしています。また、この方法は粉ミルク由来の菌に関するもので、水源そのものの安全性や化学的な汚染には対応しません。熱湯ややけどへの注意も必要です。早産児や体調の悪い乳児は、より厳しい専門的な指示に従うべきだとされています。臨床的な検証は行われておらず、著者は実際の家庭で魔法瓶の温度を測ることが、数値を案内資料に載せる前に必要な段階だとしています。

原著論文の著者・所属：Aldred, William Alexander

※本記事は原著論文をもとに、日本語で要約・説明を加えた研究紹介です。 出典（原著論文）：Aldred, William Alexander. Boil Once: The Fuel Cost of Safe Water for Formula, and How Long a Flask Keeps Water Inside the Safe Band. Zenodo (CERN European Organization for Nuclear Research) 2026-11-10. DOI: 10.5281/zenodo.24114730. 原著ライセンス：CC BY.