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発酵食品粕から乳酸及びアミノ酸ミネラル液を製造する方法
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- 【要約】
【目的】 発酵食品粕から乳酸及びアミノ酸ミネラル液を製造する方法を提供することを目的とする。
【構成】 発酵食品粕に糠を加え混合したものを発酵原料とし、これに乳酸発酵及びアミノ酸発酵させた後、固液分離して乳酸及びアミノ酸ミネラル液を得る。得られたアミノ酸は、必須アミノ酸の脱落がなく、しかも、糠のイノシトールが多量に含まれている。発酵食品粕としては、醤油粕、ビール糖化粕、ビール酵母粕、ウィスキー発酵粕、酒粕、食酢発酵粕等が用いられ、糠としては、米糠、コーングルテン、小麦ふすま、植物性油脂搾り粕等が用いられる。
- 【特許請求の範囲】
【請求項１】 発酵食品製造工程から副生する粕に穀類精製時に発生する糠を加え混合したものを発酵原料とし、この発酵原料を乳酸発酵させた後、固液分離することを特徴とする発酵食品粕から乳酸及びアミノ酸ミネラル液を製造する方法。
【請求項２】 発酵食品製造工程から副生する粕に穀類精製時に発生する糠を加え混合したものを発酵原料とし、この発酵原料を乳酸発酵及びアミノ酸発酵させた後、固液分離することを特徴とする発酵食品粕から乳酸及びアミノ酸ミネラル液を製造する方法。
【請求項３】 発酵食品製造工程から副生する粕が、醤油粕、ビール糖化粕、ビール酵母粕、ウィスキー発酵粕、酒粕及び食酢発酵粕からなる群より選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする請求項１又は２記載の発酵食品粕から乳酸及びアミノ酸ミネラル液を製造する方法。
【請求項４】 糠が、米糠、コーングルテン、大豆粕、小麦ふすま及び植物性油脂搾り粕からなる群より選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の発酵食品粕から乳酸及びアミノ酸ミネラル液を製造する方法。
【請求項５】 自然発酵又は人為的に乳酸菌を接種して乳酸発酵させることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれかに記載の発酵食品粕から乳酸及びアミノ酸ミネラル液を製造する方法。
【請求項６】 自然発酵又は人為的に蛋白分解能力を有する菌もしくは酵素を添加あるいは作用させてアミノ酸発酵させることを特徴とする請求項２〜４のうちいずれかに記載の発酵食品粕から乳酸及びアミノ酸ミネラル液を製造する方法。
【請求項７】 乳酸発酵及びアミノ酸発酵時にpH調整材を用いてpHを制御することを特徴とする請求項２、５又は６記載の発酵食品粕から乳酸及びアミノ酸ミネラル液を製造する方法。
【請求項８】 乳酸発酵及びアミノ酸発酵時のpH制御域が、pH２．０〜８．０の範囲であることを特徴とする請求項２、５、６又は７記載の発酵食品粕から乳酸及びアミノ酸ミネラル液を製造する方法。
【請求項９】 乳酸発酵及びアミノ酸発酵時における塩分含有量が０．１〜２０．０重量％であることを特徴とする請求項２、５、６、７又は８記載の発酵食品粕から乳酸及びアミノ酸ミネラル液を製造する方法。
【請求項１０】 粗アミノ酸液から、選択透過性の膜を持つイオン交換膜電気透析装置により脱塩（脱塩基類）されたアミノ酸ミネラル液を製造する請求項１記載の発酵食品粕から乳酸及びアミノ酸ミネラル液を製造する方法。
- 【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、発酵食品粕と糠との混合物から乳酸、アミノ酸ミネラル液（以下、単にアミノ酸という）、脱塩粕及び灰分（塩基類）を分離・製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】発酵食品粕、例えば醤油製造工程において副生する醤油粕は、大量に排出される上に多量の塩分を含み、かつ臭気が強いので、そのまま廃棄することができず、飼料、調味料等の製造原料として利用する試みがなされている。従来、特開昭６０−２２１０５５号公報には、アミノ酸発酵液を特定の条件で発酵させて乳酸発酵液を得、これを酵母発酵させ、香味の優れた調味液を製造する方法が記載されている。また、特開昭６２−２４４３６７号公報には、餡粕及び無機態窒素分等からなる材料に菌体を加えて育成、増殖させた菌体を分解し、各種呈味成分を生成させることにより、廃棄物を活用して有用な調味料を得る方法が記載されている。しかし、これらの公報には、醤油粕等の発酵食品粕から乳酸及びアミノ酸を製造することについては、何も開示されていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、発酵食品粕、例えば醤油粕は、大量に排出される上に多量の塩分を含み、かつ臭気が強いので、そのままではその利用も廃棄も困難であり、このため、利用価値の高いものに変換することが要望されていた。本発明は、上記の諸点に鑑みなされたもので、発酵食品粕に糠を加えたものを出発原料とし、これを乳酸発酵、又は乳酸発酵及びアミノ酸発酵させることにより、乳酸及びアミノ酸を効率よく製造することができる方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段及び作用】上記の目的を達成するために、本発明の発酵食品粕から乳酸及びアミノ酸を製造する方法は、発酵食品製造工程から副生する粕に穀類精製時に発生する糠を加え混合したものを発酵原料とし、この発酵原料を乳酸発酵させるか、又は乳酸発酵及びアミノ酸発酵させた後、固液分離することを特徴としている。本発明の方法においては、乳酸発酵の後にアミノ酸発酵を行うのが望ましいが、乳酸及びアミノ酸ミネラル液の純度が低くても良いような場合は、乳酸発酵のみを行って、アミノ酸発酵を省略することも可能である。発酵食品製造工程から副生する粕としては、醤油粕、ビール糖化粕、ビール酵母粕、ウィスキー発酵粕、酒粕及び食酢発酵粕等からなる群より選ばれた少なくとも１種が用いられる。また、糠としては、米糠、コーングルテン、大豆粕、小麦ふすま及び植物性油脂搾り粕等からなる群より選ばれた少なくとも１種が用いられる。
【０００５】乳酸発酵は、自然発酵でもよく、又は人為的に乳酸菌を添加・接種して乳酸発酵させてもよい。又、乳酸の純度が低くても良いような場合はアミノ酸発酵のみを行って、乳酸発酵を省略することも可能である。また、アミノ酸発酵は、自然発酵でもよく、又は人為的に蛋白分解能力を有する菌もしくは酸素を添加あるいは作用させてアミノ酸発酵させてもよい。乳酸発酵及びアミノ酸発酵時にpH調整材を用いてpHを制御するのが望ましい。この場合、乳酸発酵及びアミノ酸発酵時のpH制御域を、pH２．０〜８．０、望ましくはpH４．５〜５．５の範囲とする。pH調整材としては、Ｃａ（ＯＨ）2 、ＣａＯ、Ｍｇ（ＯＨ）2 などのアルカリが用いられるが、とくにＣａ（ＯＨ）2 を飽和以上に水に混入した石灰乳を用いるのが望ましい。pHが２．０未満及びpH８．０を超える場合は、乳酸菌の生育速度が著しく低くなり、さらに蛋白質を分解してアミノ酸の生成する速度も著しく低くなり、乳酸及びアミノ酸の生成時間が長くなるという不都合がある。また、乳酸発酵及びアミノ酸発酵時における塩分含有量を０．１〜２０．０重量％望ましくは０．１〜１０．０重量％とする。塩分含有量が０．１重量％未満の場合は、雑菌が繁殖しやすく乳酸、アミノ酸発酵の生成が行われる前に腐敗してしまう恐れがあるという不都合があり、一方、塩分含有量が２０．０重量％を超える場合は、乳酸、アミノ酸の生成に長期を要するという不都合がある。
【０００６】つぎに、発酵食品粕の一例として、醤油製造過程で副産物として得られる醤油粕を原料として、乳酸及びアミノ酸を製造する方法について説明する。この場合の製造方法は、醤油粕に、米糠、ふすま、大豆粕及びコーン絞り粕等の澱粉質を含む脱穀粕の少なくとも１種を加えて発酵原料とし、これに発酵乳酸菌を加えての乳酸発酵とアミノ酸発酵とを温度５〜８０℃、望ましくは約４７℃にてpH２．０〜８．０、望ましくはpH４．５〜５．５に石灰乳（Ｃａ（ＯＨ）2）を加えて調整しつつ、発酵処理した後、乳酸、乳酸カルシウム及び粕を完全に除去し、アミノ酸ミネラル液を得るものである。
【０００７】以下、本発明の方法を発酵食品粕が醤油粕の場合について、図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の方法を示す工程図であり、図２〜図８は、図１の一部分の詳細を示す工程図である。原材料としては、図２に示すように醤油粕、米糠及びふすまを用いる。米糠とふすまは蒸煮装置１０で水蒸気を加えて蒸煮を行ない、醤油粕と混合機１２で混合し、造粒機１４にかけて３〜４mmの粒状物に造粒し、乾燥機１６に導入して水分１２〜１３重量％の乳酸発酵用原料をつくる。
【０００８】上記の発酵用原料を、図３に示すように、乳酸発酵槽２０に仕込み、余剰発酵液及び発酵乳酸菌液を入れ乳酸発酵を行って、乳酸菌による蛋白質の分解を行う。乳酸発酵は液温度約４７℃、pH４．５〜５．５を常に保つように石灰乳を投入する。また、発酵槽２０の液は常に少量循環を行い、温度及びpHの調整を行う。これにより、粒状原料から蛋白質の抽出を行い、乳酸菌による乳酸発酵により乳酸とアミノ酸に分けることができる。２２は加熱器である。乳酸発酵槽２０からの粕、乳酸、アミノ酸、乳酸カルシウム、その他の混合液は、スクリュープレス等の脱水機２４に導入され、粕と発酵液とに分離され、粕は乾燥機２６により乾燥される。
【０００９】乳酸発酵は連続的に行われ、発酵最終缶の余剰発酵液を時間当り常に一定量投入し、発酵槽から常に一定量次の発酵槽へ移動するように構成する。１つの発酵槽は、１日分の発酵用原料を入れることができる大きさとし、通常５〜６槽とする。また、発酵日数として、５〜６日を要する。発酵完了は、発酵槽内の原料をサンプリングして残量蛋白質を計ることにより判定し、残留液は余剰発酵液槽へ、粕は槽下部に取り付けられているスクリューフィーダを介して取り出し、スクリュープレス等の脱水機２４で脱水を行い、液と固体に分離し、液は発酵液とし、固体は粕として取り出し乾燥機２６で乾燥して飼料用原料とする。得られた混合液は、乳酸、乳酸カルシウム、アミノ酸、塩、可溶性蛋白質、その他からなる固形分約１２重量％を含んでいる。
【００１０】図４は、アミノ酸発酵工程及び混合液の清浄工程まわりを示している。乳酸、乳酸カルシウム、アミノ酸ミネラルから成る発酵液はアミノ酸発酵槽３０に供給される。ここで、可溶性蛋白質等の十分にアミノ酸に分解されていないもののアミノ酸への分解を４〜５日の液の貯蔵により達成する。この場合、温度約４７℃、pH４．５〜５．５（石灰乳を添加して調整）にて発酵を行う。発酵後の液に珪藻土を加えて加熱殺菌装置３２で９０℃以上に加熱して殺菌を行い、フィルタープレス等のろ過機３４を用いて珪藻土を取り除き、清浄混合液を得る。
【００１１】図５は、乳酸カルシウムの分離工程まわりを示している。乳酸カルシウムの晶析のため、固形分１２重量％程度の清浄混合液を、固形分３０重量％以上の溶液に蒸発缶３６を用いて濃縮する。この濃縮液をろ過機３８で再度ろ過し、液温２０℃前後まで冷却器４０で冷却し、連続式晶析機、助晶機又は結晶缶等の晶析装置４２に導入して乳酸カルシウムを晶析させる。助晶機の場合、４〜５時間要する。この母液を遠心分離機等の分離機４４にかけて、乳酸カルシウムを取り除き、乳酸、アミノ酸を含む混合液を得る。乳酸カルシウムが少量残る場合、再度液を溶解し、蒸発缶３６の前に戻し、蒸発缶で濃縮を行い、晶析工程及び分離工程を行う。得られた乳酸カルシウムは、温風乾燥機（図示せず）等で乾燥させて水分を除く。
【００１２】図６は、乳酸の液体分離工程まわりを示している。上記のようにして得られた乳酸とアミノ酸液を含む混合溶液を蒸気蒸留装置４６に導入して、乳酸液とアミノ酸ミネラル液との分離を行う。すなわち、塔頂から沸点の低い乳酸が得られ、塔底からアミノ酸ミネラル液が得られる。さらに詳しく説明すると、混合液を水蒸気等による加熱器４８で約１８０℃に加熱し、蒸留装置４６にて乳酸を蒸気蒸留し、これを冷却器５０で冷却して乳酸と水との混合物を得る。１回の蒸留で乳酸の分離ができない場合は、破線で示すように、この工程を２〜３回繰り返す。
【００１３】図７は、イオン交換膜電気透析装置まわりを示している。上記のようにして得られた粗アミノ酸液をイオン交換膜電気透析装置６０に導入して、選択透過性をもつ膜を隔て電位包配を与える事により、粗アミノ酸液中の灰分である。Ｃａ、Ｍｇ、Ｋ、Ｃｌ、Ｎａ等の塩基類の分離を行ないアミノ酸液を得る。
【００１４】図８は、アミノ酸液の仕上げ工程まわりを示している。上記のようにして得られたアミノ酸液をろ過器５２でろ過した後、蒸発缶５４にて固形分５０重量％程度に濃縮し、ついで冷却器５６で冷却した後、アミノ酸液の製品を得る。５８は貯蔵槽である。
【００１５】製造されたアミノ酸液は、通常の酸分解によるアミノ酸製造の欠点であるメチオニンや、トリプトファン等の必須アミノ酸シスチン及びチロシン等のアミノ酸の脱落がない。そして、米糠からのイノシトールが多量に含まれ、特色のあるアミノ酸ミネラル液が得られる。また、醤油用アミノ酸液を、醤油粕と他の原料との割合を変えることにより製造することができる。なお、前記のイノシトールは肝脂肪の防止、コレステロールの低下作用があるといわれている。また、副産物としての粕には、微量の塩分が含まれるのみである。この量の塩分は、グルテンフィードとして全く差し支えない量である。また、乳酸カルシウムは精製乳酸カルシウム用原料として利用できる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
実施例１本実施例は、図１に示すフロー、すなわち図２〜図８に示すフローに従って行った。原料として、醤油粕（水分３０重量％）２０kg、米糠（水分１２重量％）５kg、ふすま（水分１２重量％）５kgを用いた。米糠とふすまは蒸煮装置１０で水蒸気を加えて蒸煮を行ない、醤油粕と混合機１２で混合し、造粒機１４にかけて平均粒径３〜４mmの粒状物に造粒し、乾燥機１６に導入して水分１２．６重量％の乳酸発酵用原料をつくった。上記の発酵用原料を、乳酸発酵槽２０に仕込み、発酵乳酸菌液を入れ乳酸発酵を行って、乳酸菌による蛋白質の分解を行った。乳酸発酵は液温度４７℃、pH４．８を常に保つように石灰乳を投入した。また、発酵槽２０の液は常に少量循環を行い、温度及びpHの調整を行った。液の循環量は時間当り１００％程度とした。乳酸発酵槽２０からの粕、乳酸、アミノ酸、乳酸カルシウム、その他の混合液を脱水機２４に導入し、粕と発酵液とに分離し、粕を乾燥機２６により乾燥した。この脱塩粕の水分は１３重量％で、１３．０kg得られた。
【００１７】得られた発酵液は、乳酸、乳酸カルシウム、アミノ酸、塩、可溶性蛋白質、その他からなる固形分１２重量％を含んでいた。この発酵液をアミノ酸発酵槽３０に供給し、ここで、可溶性蛋白質等の十分にアミノ酸に分解されていないもののアミノ酸発酵を４日間行った。この場合、温度４７℃、pH４．８（石灰乳を添加して調整）にて発酵を行った。発酵後の液に珪藻土を加えて加熱殺菌装置３２で、９０℃に加熱して殺菌を行い、ろ過機３４を用いて珪藻土を取り除き、清浄混合液を得た。
【００１８】乳酸カルシウムの晶析のため、固形分１２重量％の清浄混合液を、固形分４０重量％の溶液に蒸発缶３６を用いて濃縮した。この濃縮液をろ過機３８で再度ろ過し、液温２０℃まで冷却器４０で冷却し、晶析機に導入して乳酸カルシウムを晶析させた。この母液を遠心分離機４４にかけて、乳酸カルシウムを取り除き、乳酸、アミノ酸を含む混合溶液を得た。
【００１９】上記のようにして得られた乳酸、アミノ酸液を含む混合溶液を蒸気蒸留装置４６に導入して、乳酸液とアミノ酸液との分離を行った。すなわち、塔頂から沸点の低い乳酸液を得、塔底からアミノ酸液を得た。混合液を水蒸気等による加熱器４８で１８０℃に加熱し、蒸留装置４６にて乳酸を蒸気蒸留し、これを冷却器５０で冷却して乳酸と水との混合物を得た。上記のようにして得られたアミノ酸液をろ過器５２でろ過した後、蒸発缶５４にて固形分５０重量％に濃縮し、水分５０重量％アミノ酸液１０．１kgを得た。脱塩粕及びアミノ酸液の主要成分は表１の如くであった。
【００２０】
【表１】【００２１】
【発明の効果】本発明は、上記のように構成されているので、つぎのような効果を奏する。
（１） 発酵食品粕と糠とを原料として、利用価値の高い製品、すなわち、脱塩粕及び食品用及び飼料用のアミノ酸を製造することができる。
（２） 本発明の方法により製造されたアミノ酸は、通常の酸分解によるアミノ酸製造の欠点であるメチオニン、トリプトファンの様な必須アミノ酸の脱落及びシスチン、チロシンの様なアミノ酸の脱落がない。
（３） 本発明の方法により製造されたアミノ酸は、米糠のイノシトールが多量に含まれており、肝脂肪の防止作用やコレステロールの低下作用を奏する。
- 【公開番号】特開平６−４６８２３
【公開日】平成６年（１９９４）２月２２日
【発明の名称】発酵食品粕から乳酸及びアミノ酸ミネラル液を製造する方法
【発明者】
【氏名】伊東 速水
【氏名】林谷 正雄
【氏名】水上 裕之
【氏名】佐々木 大策
- 【出願番号】特願平４−２０７２４８
【出願日】平成４年（１９９２）７月１０日
【出願人】
【識別番号】００００００９７４
【氏名又は名称】川崎重工業株式会社
- 【代理人】
【弁理士】
【氏名又は名称】塩出 真一
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