JP4316993B2 - 乳酸菌生育促進剤およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は乳酸菌生育促進剤およびその製造方法に関するものである。

乳酸菌生育促進のための添加剤として、乳酸の生成と乳酸菌の増殖を図るために、酵母エキス、麦芽エキス、ペプトン、アミノ酸を用いることがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−３３６３５５号公報

しかしながら、酵母エキス等の従来の乳酸菌生育促進剤は、乳酸菌生育の効果は認められるが、高価な上に、大量な供給に向いておらず、大量に安定して入手することが難しいという課題がある。

そこで本発明は、安価で容易に入手できる材料を用いて、経済的かつ大量に実施可能な乳酸菌生育促進剤およびその製造方法を提供することを目的としている。

本発明者らは、酒粕の成分は米の絞りかすと酒酵母の菌体残渣であり、酒粕には酵母エキスと共通するものが存在していると考えた。しかし、酒粕の乳酸菌生育因子は特定されておらず、したがって、乳酸菌生育条件を基礎的に把握し、有効な因子を探索することが必要であった。

そこで本発明者らは酒粕中の乳酸菌生育因子を精製、濃縮する方法について鋭意研究を重ね、結果として、液状化した酒粕を濾過後、カチオン交換して、処理液を分画、濃縮、調整することによって、酵母エキスよりもさらに優れた乳酸生成および乳酸菌生育の効果がある乳酸菌生育促進剤を見出し、本発明にいたった。

すなわち、本発明に係る乳酸菌生育促進剤は、酒粕から成ることを特徴とする。特に、本発明に係る乳酸菌生育促進剤は、加熱殺菌およびアルコール除去した酒粕から成ることが好ましい。加熱殺菌およびアルコール除去は、80℃以上120℃以下の温度で加熱処理することにより行うことが好ましい。本発明に係る乳酸菌生育促進剤は、80℃以上120℃以下の温度の加熱処理を加えても効果に影響を受けない。本明細書において、「酒粕」とは、清酒の醪（もろみ）を搾った時に出る固形分をいい、「普通酒粕」「吟醸粕」「みりん粕」「焼酎粕」のいずれであってもよい。本発明に係る乳酸菌生育促進剤は、精製してあることが好ましい。本発明に係る乳酸菌生育促進剤は、培地への添加剤として用いることが好ましい。本発明に係る乳酸菌生育促進剤は、pH調整剤その他の添加剤を含んでいてもよい。

本発明に係る乳酸菌生育促進剤の製造方法は、酒粕液を80℃以上120℃以下で加熱処理して殺菌およびアルコール除去した後、濾過し、濾液をカチオン交換して乳酸菌生育促進剤を得ることを特徴とする。「酒粕液」は、酒粕に水を加えたものでよい。加熱処理は、特に120℃で行うことが好ましい。カチオン交換処理により、アルカリ性物質および両性物質を除去することができる。カチオン交換処理によって、乳酸菌生育に不要な成分が除去されて、乳酸菌生育成分が精製される。

特に、本発明に係る乳酸菌生育促進剤の製造方法では、カチオン交換後の処理液を分画し、所定の吸光度がピークの画分を濃縮した後、中性にpH調整することが好ましい。所定の吸光度は、例えば、OD400およびOD420である。さらに、濃縮の方法として、80℃以上120℃以下の温度の加熱による方法または凍結減圧乾燥法を用いることが好ましい。凍結減圧乾燥法は、公知または周知の方法で行うことができる。
本発明に係る乳酸菌生育促進剤の製造方法により、本発明に係る乳酸菌生育促進剤を製造することができる。

本発明において、乳酸菌生育促進剤の原料として利用するのは、食品廃棄物としての酒粕であることが経済的で好ましい。酒粕は、新鮮でカビが生えていない、アルコール臭の残るものでなければ、乳酸菌生育促進成分として有効な成分は少ないことがわかっている。従って、原料となる酒粕には、新鮮でカビが生えていない、アルコール臭の残るものを用いることが好ましい。

本発明によれば、安価で容易に入手できる材料を用いて、経済的かつ大量に実施可能な乳酸菌生育促進剤およびその製造方法を提供することができる。

以下に実施例により本発明をさらに具体的に説明する。
ただし本発明は実施例によってその技術的な範囲を限定されるものではない。

［実施例 1］ 酒粕中成分の乳酸菌生育効果の確認
（酒粕栄養液（第１の乳酸菌生育促進剤）の作成）
酒粕10g（湿重量）をとり、そこに90mlの純水を加えてミキサーにかけ攪拌し、そこに苛性ソーダを加えて、pHを7.0とした。この液を120℃で、20分間、オートクレーブにかけた後、室温まで冷まし、これを酒粕栄養液（第１の乳酸菌生育促進剤）とした。

乳酸菌培養試験向けの液体培養母液として、下記の成分を使用し1リッターの純水に溶解し、苛性ソーダにてpHを6.5に調整した後、オートクレーブにかけて、120℃で30分間滅菌したものを準備した。
（試験用液体培養母液 −／Liter）； 以下、他の例においても同じ培養母液を用いた。
ポリペプトン ： 2g（一般の標準培地では10g；1％）
酵母エキス ： 0g（一般の標準培地では5g；0.5％）
グルコース ： 50g
燐酸水素2カリウム： 0.5g
酢酸ナトリウム ： 0.5g
クエン酸アンモニウム： 0.5g
硫酸マグネシウム： 0.2g
硫酸マンガン ： 0.05g

準備した液体培養母液を適量とり、そこに酒粕栄養液を酒粕重量比として、0％、0.05％、0.5％、1.5％分それぞれ添加した液体培地を作成し、各10mlずつを試験管にとり、培養試験液とした。
そこに各0.5mlのラクトバチルス菌（Lacto Bacillus Sp. ATCC27092） 培養液を添加して、インキュベータにおいて37℃、3日間静置培養した。培養後の液を、OD660の吸光度と、乳酸生成量（％）の分析に供した。その結果を実施例結果１に示す。

実施例結果１により、酒粕は、培養液に添加する量が増えるほどに、乳酸菌の生育と乳酸生成に役立つことがわかった。

［実施例 2］ 酒粕中の乳酸菌生育促進剤の精製による効果の向上
（酒粕精製用原液の作成）
酒粕10g（湿重量）をとり、そこに90mlの純水を加えてミキサーにかけ攪拌し、そこに苛性ソーダを加えて、pHを7.0とした。この液を120℃で、20分間、オートクレーブにかけた後、室温まで冷まし、これを酒粕精製用原液とした。

乳酸菌培養試験向けには、実施例１と同一の試験用液体培養母液を使用した。

（酒粕中の乳酸菌生育促進成分の精製、濃縮手順）
まず、濾紙2Bを用いて、酒粕精製用原液を濾過した。そしてカチオン交換樹脂（ローム・アンド・ハース・ジャパン株式会社製、商品名「アンバーライト200C-H型」）10mlを用いて、濾液5mlをこれに通過させ、純水15mlでゆっくりと押し出し、アルカリ性物質および両性物質を除去した。カチオン交換液は、原液と当濃度比較をする目的で、得られた20mlを元の濾液同等の5mlまで加熱、濃縮して、pHをアンモニア水にて7.0に調整してカチオン処理液（第２の乳酸菌生育促進剤）を準備した。
このカチオン処理液の乳酸菌生育促進剤としての効果を調べるため、液体培養母液を適量とり、そこにカチオン処理液を重量比として、0％、0.05％、0.5％、1.5％分、それぞれ添加した液体培地を作成し、各5mlずつを試験管にとり、培養試験液とした。（実施例2A）

次に、カチオン処理液をゲル濾過材（ファルマシア・バイオテク社製、商品名「セファデックスG−25」）を用いたゲル濾過にて、分画した。カチオン処理液を原液として3ml、ゲル濾過材を口径10mmのカラムに150mm(約12ml)つめたものに載せて、純水にて溶出押出しした。各画分は1mlずつとし、OD400とOD420の2点の吸光度を計測し、その吸光度ピーク付近6点の画分を採り、原液と等量の3mlになるまで、加熱、濃縮した。 さらに、処理液にアンモニア水を加えてpH7.0に調整した。これを最終処理液（第３の乳酸菌生育促進剤）とした。
液体培養母液を適量とり、そこにpH調整後の処理液を重量比として、0％、0.05％、0.5％、1.5％分、それぞれ添加した液体培地を作成し、各5mlずつを試験管にとり、培養試験液とした。（実施例2B）

各培養試験液にラクトバチルス菌（Lacto Bacillus Sp. ATCC27092） 培養液0.25mlを添加して、インキュベータにおいて37℃、3日間静置培養した。培養後の液を、OD660の吸光度と、乳酸生成量（％）の分析に供した。その結果を実施例結果２Ａ、実施例結果２Ｂに示す。

実施例結果2Aにより、カチオン交換処理によって、生育促進効果が向上したことがわかる。実施例結果１と実施例結果2Aとの比較により、第１の乳酸菌生育促進剤に比べて、第２の乳酸菌生育促進剤は、乳酸菌の生育促進効果が高いことがわかる。

また、実施例結果2Bにより、ゲル濾過でピーク画分を回収することは、生育促進物質の濃縮につながることがわかった。実施例結果2Aと実施例結果2Bとの比較により、第２の乳酸菌生育促進剤に比べて、さらに、第３の乳酸菌生育促進剤は、乳酸菌の生育促進効果が高いことがわかる。

［比較例１］ アニオン交換処理、活性炭吸着処理による乳酸菌生育促進効果の変化
（酒粕精製用原液の作成）
酒粕10g（湿重量）をとり、そこに90mlの純水を加えてミキサーにかけ攪拌し、そこに苛性ソーダを加えて、pHを7.0とした。この液を120℃で、20分間、オートクレーブにかけた後、室温まで冷まし、これを酒粕精製用原液とした。

乳酸菌培養試験向けには、試験用液体培養母液を使用した。

まず、濾紙2Bを用いて、酒粕精製用原液を濾過した。そしてアニオン交換樹脂（ローム・アンド・ハース・ジャパン株式会社製、商品名「アンバーライト-IRA900-OH型」）10mlを用いて、濾液5mlをこれに通過させ、純水10mlでゆっくりと押し出し、酸性物質および両性物質を除去した。アニオン交換液は、原液と当濃度比較をする目的で、得られた15mlを元の濾液同等の5mlまで加熱、濃縮して、pＨを塩酸にて7.0に調整してアニオン処理液を準備した。
アニオン処理液の生育促進効果を調べるため、液体培養母液を適量とり、そこにアニオン交換後の処理液を液量比として、0％、0.05％、0.5％、1.5％分、それぞれ添加した液体培地を作成し、各5mlずつを試験管にとり、培養試験液とした。（比較例1A）

活性炭（三菱化学カルゴン株式会社製、商品名「ダイアホープ008」、酸処理品）10mlを用いて、濾液5mlをこれに通過させ、純水10mlでゆっくりと押し出した。活性炭処理液は、原液と当濃度比較をする目的で、得られた15mlを元の濾液同等の5mlまで加熱、濃縮して、これを活性炭処理液とした。
活性炭処理液の乳酸菌生育促進効果を調べるため、液体培養母液を適量とり、そこに処理液を重量比として、0.5％、1.5％分、それぞれ添加した液体培地を作成し、各5mlずつを試験管にとり、培養試験液とした。（比較例1B）

各培養試験液にラクトバチルス菌（Lacto Bacillus Sp. ATCC27092） 培養液0.25mlを添加して、インキュベータにおいて37℃で、3日間静置培養した。培養後の液を、OD660の吸光度と、乳酸生成量（％）の分析に供した。その結果を比較例結果１Ａ、比較例結果１Ｂに示す。

比較例結果１Ａにより、乳酸菌生育促進物質は、ほぼアニオン交換樹脂に吸着されたことがわかる。

比較例結果１Ｂにより、乳酸菌生育促進物質は、相当量、活性炭に吸着されたことがわかる。

［比較例2］ 酵母エキスの添加効果（酵母エキス液の作成）
酵母エキス10g（乾燥品）をとり、そこに90mlの純水を加えてミキサーにかけ攪拌し、そこに苛性ソーダを加えて、pH を7.0とした。この液を120℃、20分間、オートクレーブにかけた後、室温まで冷まし、これを酵母エキス液とした。

乳酸菌培養試験向けには、試験用液体培養母液を使用した。

液体培養母液を適量とり、そこに酵母エキス液を重量比として、0％、0.05％、0.5％、1.5％分、それぞれ添加した液体培地を作成し、各10mlずつを試験管にとり、培養試験液とした。
そこに各0.5mlのラクトバチルス菌（Lacto Bacillus Sp. ATCC27092） 培養液を添加して、インキュベータにおいて37度、3日間静置培養した。培養後の液を、OD660の吸光度と、乳酸生成量（％）の分析に供した。その結果を比較例結果２に示す。

比較例結果２により、酵母エキスは、培養液に添加するほどに、乳酸菌の生育と乳酸生成に役立つことがわかった。

実施例1で、酒粕は120℃まで加熱しても乳酸菌生育促進の効果があり、培養液に添加するほどに、乳酸菌の生育と乳酸生成に役立つことがわかり、殺菌やアルコール除去のための処理方法としてのみならず、濃縮のための加熱処理をしても適用が可能であることが見出された。

実施例2では、カチオン交換をし、さらにゲル濾過分画、濃縮、調整することにより乳酸菌生育効果が順次、高まることが見出された。

比較例１では，アニオン交換や活性炭吸着処理を施すと、乳酸菌生育効果がほとんどなくなることがわかった。

比較例2は、酒粕の乳酸菌生育促進効果を酵母エキスの効果と比較する目的で、対照データとして示した。実施例2の、酒粕からの乳酸菌生育促進剤の最終処理液と比較すると、その促進効果の優れていることが明確になった。

実施例1，2及び比較例1，2の結果を理解しやすくする目的で、それぞれの添加濃度1.5％のデータを以下にまとめて、その左側に酵母エキスの効果を100にして比較した計算値を表記した。

以上の結果を総括すると、酒粕を原料として、乳酸菌生育を促進する成分の精製と濃縮が比較的容易な手法であるカチオン交換処理と加熱濃縮によって可能であること、が明らかになった。なお、アニオン交換処理、活性炭処理では、有効な成分がほかの有効でない成分とともに相当量吸着していることが推察されること、また成分そのものを溶出させるためには、さらにアルカリ剤を用いる必要があり、実操作が煩雑であることから実用的な手段として採用しなかった。

本実施例によれば、酒粕を原料にして、乳酸生育促進成分を精製、濃縮して、添加剤とするための簡便な製造方法を提供することができる。また、高価な栄養剤である酵母エキス、麦芽エキス、ペプトンやアミノ酸を用いることなく、安価で容易に、しかも大量に供給することが可能な食品廃棄物でもある酒粕を、乳酸発酵又は乳酸菌生育のための促進添加剤として精製、濃縮して利用することができる。
したがって本実施例によれば、乳酸発酵製造における、生産的な経済性の向上に寄与することができる上に、食品廃棄物を利用することにより、廃棄物処理といった環境問題の解決にも貢献し、産業的にも、社会的にも、有益な技術の提供となる。本実施例により、食品リサイクルにつながり、かつ乳酸発酵製造における経済性の向上に寄与するものである。

Claims (3)

1. 酒粕液を８０℃以上１２０℃以下で加熱処理して殺菌およびアルコール除去した後、濾過し、濾液をカチオン交換して乳酸菌生育促進剤を得ることを特徴とする乳酸菌生育促進剤の製造方法。
2. カチオン交換後の処理液を分画し、所定の吸光度がピークの画分を濃縮した後、中性にpH調整することを特徴とする請求項１記載の乳酸菌生育促進剤の製造方法。
3. 濃縮の方法として、８０℃以上１２０℃以下の温度の加熱による方法または凍結減圧乾燥法を用いることを特徴とする請求項２記載の乳酸菌生育促進剤の製造方法。