JP2018057377A - 発酵組成物の製造方法および発酵組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】辛みが低減したショウガ発酵組成物の製造方法およびショウガ発酵組成物を提供する。
【解決手段】本発明は、ショウガ科植物原料を酢酸菌または乳酸菌で発酵させる工程を有する、発酵組成物の製造方法に関し、酢酸菌はグルコノバクター属微生物であることが好ましく、グルコノバクター属微生物はグルコノバクター・エスピーであることが好ましい。乳酸菌はラクトバチルス属微生物であることが好ましく、ラクトバチルス属微生物はラクトバチルス・エスピーであることが好ましい。また、本発明は、グルコン酸または乳酸を含むショウガ発酵組成物に関する。
【選択図】なし
【解決手段】本発明は、ショウガ科植物原料を酢酸菌または乳酸菌で発酵させる工程を有する、発酵組成物の製造方法に関し、酢酸菌はグルコノバクター属微生物であることが好ましく、グルコノバクター属微生物はグルコノバクター・エスピーであることが好ましい。乳酸菌はラクトバチルス属微生物であることが好ましく、ラクトバチルス属微生物はラクトバチルス・エスピーであることが好ましい。また、本発明は、グルコン酸または乳酸を含むショウガ発酵組成物に関する。
【選択図】なし
Description
本発明は、発酵組成物の製造方法および発酵組成物に関し、特に辛みが低減したショウガ発酵組成物の製造方法およびショウガ発酵組成物に関する。
ショウガには、ジンゲロール、ショウガオール等の成分が含まれており、殺菌作用、抗酸化作用、血行促進等の様々な効能があることが知られている。このショウガについては様々な研究が行われており、たとえばショウガ原料を菌類で発酵させた発酵液と混合した後、加熱熟成処理することで、ショウガ原料中のジンゲロールをショウガオールに変換するショウガオールの富化方法が知られている（特許文献１）。しかしながら、ショウガオールはジンゲロールよりも辛みが強いため、ショウガオールを富化させる方法で得られたショウガではショウガ原料よりも辛みが強くなってしまう。
近年、前述したように様々な効能があるショウガをサプリメントとしても摂取したいとの要望があるが、従来のショウガでは辛みが強すぎてサプリメントとして適用し難いのが現状である。
本発明は、辛みが低減したショウガ発酵組成物の製造方法およびショウガ発酵組成物を提供することを目的とする。
本発明者らは、辛みが低減したショウガ発酵組成物の製造方法について、種々検討したところ、それ自体殺菌作用を有するショウガであっても酢酸菌または乳酸菌であれば発酵させることができ、得られたショウガ発酵組成物において、辛みの低減作用の大きい成分が増大することで、ショウガの辛みが低減することを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、ショウガ科植物原料を酢酸菌または乳酸菌で発酵させる工程を有する、発酵組成物の製造方法に関する。
酢酸菌はグルコノバクター属微生物であることが好ましい。
グルコノバクター属微生物はグルコノバクター・エスピーであることが好ましい。
乳酸菌はラクトバチルス属微生物であることが好ましい。
ラクトバチルス属微生物はラクトバチルス・エスピーであることが好ましい。
さらに、酵素処理工程を有することが好ましい。
酵素処理が、セルラーゼ、アミラーゼまたはリパーゼによる処理であることが好ましい。
発酵工程の後に、第２のショウガ科植物原料を添加する工程を有することが好ましい。
また、本発明は、グルコン酸または乳酸を含むショウガ発酵組成物に関する。
本発明によれば、ショウガ科植物原料を酢酸菌または乳酸菌で発酵させる工程を有するため、従来に比べて辛みが大きく低減したショウガ発酵組成物を製造することができる。その結果、サプリメントとしても適用可能なショウガ発酵組成物を提供することができる。
（１）発酵組成物の製造方法
本発明の発酵組成物の製造方法は、ショウガ科植物原料を酢酸菌または乳酸菌で発酵させる工程を有することを特徴とする。ショウガ科植物原料を酢酸菌または乳酸菌で発酵させる工程は、ショウガ科植物原料に酢酸菌または乳酸菌を作用させて、ショウガ科植物原料を発酵させる工程である。
本発明の発酵組成物の製造方法は、ショウガ科植物原料を酢酸菌または乳酸菌で発酵させる工程を有することを特徴とする。ショウガ科植物原料を酢酸菌または乳酸菌で発酵させる工程は、ショウガ科植物原料に酢酸菌または乳酸菌を作用させて、ショウガ科植物原料を発酵させる工程である。
ショウガ科植物原料としては、たとえば、黄金生姜、三州生姜、黄生姜、金時生姜、谷中生姜などが挙げられる。ショウガ科植物原料の形態は、特に限定されず、根茎をそのまま用いる他、スライス、粉砕物、搾汁、抽出物などとして用いることができる。粉砕物としては、たとえば、粉末、顆粒などが挙げられる。搾汁や抽出物は液状であってもよいが、ペースト状や粉末であってもよい。抽出物は、適当な溶媒を用いて得ることができ、溶媒としては、たとえば、水、エタノール、含水エタノールなどが挙げられる。これらの中では、粉末、特に乾燥粉末が好ましい。
酢酸菌としては、特に限定されず、たとえば、グルコノバクター（Ｇｌｕｃｏｎｏｂａｃｔｅｒ）属、アセトバクタ−（Ａｃｅｔｏｂａｃｔｅｒ）属、グルコンアセトバクター属（Ｇｌｕｃｏｎａｃｅｔｏｂａｃｔｅｒ）、アサイア（Ａｓａｉａ）属、アシドモナス（Ａｃｉｄｏｍｏｎａｓ）属、アシディフィラム（Ａｃｉｄｉｐｈｉｌｉｕｍ）属などに属する微生物が挙げられるが、グルコノバクター属が好ましい。
グルコノバクター属に属する酢酸菌としては、たとえば、グルコノバクター・エスピー（Ｇｌｕｃｏｎｏｂａｃｔｅｒ ｓｐ．）、グルコノバクター・フラテウリ（Ｇｌｕｃｏｎｏｂａｃｔｅｒ ｆｒａｔｅｕｒｉｉ）、グルコノバクター・セリナス（Ｇｌｕｃｏｎｏｂａｃｔｅｒ ｃｅｒｉｎｕｓ）、グルコノバクター・オキシダンス（Ｇｌｕｃｏｎｏｂａｃｔｅｒ ｏｘｙｄａｎｓ）、グルコノバクター・アルビダス（Ｇｌｕｃｏｎｏｂａｃｔｅｒ ａｌｂｉｄｕｓ）などが挙げられる。これらの中では、グルコノバクター・エスピーが好ましい。
乳酸菌としては、特に限定されず、たとえば、ラクトバチルス（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ）属、ペディオコッカス（Ｐｅｄｉｏｃｏｃｃｕｓ）属、リューコノストック（Ｌｅｕｃｏｎｏｓｔｏｃ）属、オエノコッカス（Ｏｅｎｏｃｏｃｃｕｓ）属、ワイセラ（Ｗｅｉｓｓｅｌｌａ）属、エンテロコッカス属（Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ）、ラクトコッカス属（Ｌａｃｔｏｃｏｃｃｕｓ）、ストレプトコッカス属（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ）などに属するものが挙げられる。これらの中では、ラクトバチルス属が好ましい。
ラクトバチルス属に属する乳酸菌としては、たとえば、ラクトバチルス・エスピー（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ．）、ラクトバチルス・アシドフィルス（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ａｃｉｄｐｈｉｌｕｓ）、ラクトバチルス・ブレビス（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｂｒｅｖｉｓ）、ラクトバチルス・ブチネリ（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｂｕｃｈｎｅｒｉ）、ラクトバチルス・カゼイ（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｃａｓｅｉ）、ラクトバチルス・カルバタス（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｃｕｒｖａｔｕｓ）、ラクトバチルス・デルブリュッキイ（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｄｅｌｂｕｒｕｅｋｉｉ）、ラクトバチルス・フェルメンタム（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｆｅｒｍｅｎｔｕｍ）、ラクトバチルス・ガセリ（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｇａｓｓｅｒｉ）、ラクトバチルス・ヘルベティカス（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｈｅｌｖｅｔｉｃｕｓ）、ラクトバチルス・ヒルガルディ（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｈｉｌｇａｒｄｉｉ）、ラクトバチルス・ケフィア（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｋｅｆｉｒ）、ラクトバチルス・プランタラム（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｐｌａｎｔａｒｕｍ）、ラクトバチルス・ロイテリ（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｒｅｕｔｅｒｉ）、ラクトバチルス・ラムノサス（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｒｈａｍｎｏｓｕｓ）、ラクトバチルス・サケ（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｓａｋｅ）などが挙げられる。これらの中では、ラクトバチルス・エスピーが好ましい。
ペディオコッカス属に属する乳酸菌としては、たとえば、ペディオコッカス・エスピー（Ｐｅｄｉｏｃｏｃｃｕｓ ｓｐ．）、ペディオコッカス・アシディラクティシ（Ｐｅｄｉｏｃｏｃｃｕｓ ａｃｉｄｉｌａｃｔｉｃｉ）、ペディオコッカス・セレビジア（Ｐｅｄｉｏｃｏｃｃｕｓ ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）、ペディオコッカス・ダムノサス（Ｐｅｄｉｏｃｏｃｃｕｓ ｄａｍｎｏｓｕｓ）、ペディオコッカス・デキストリニクス（Ｐｅｄｉｏｃｏｃｃｕｓ ｄｅｘｔｒｉｎｉｃｕｓ）、ペディオコッカス・ハロフィラス（Ｐｅｄｉｏｃｏｃｃｕｓ ｈａｌｏｐｈｉｌｕｓ）、ペディオコッカス・イノピナタス（Ｐｅｄｉｏｃｏｃｃｕｓ ｉｎｏｐｉｎａｔｕｓ）、ペディオコッカス・パーブラス（Ｐｅｄｉｏｃｏｃｃｕｓ ｐａｒｖｕｌｕｓ）、ペディオコッカス・ペントサセウス（Ｐｅｄｉｏｃｏｃｃｕｓ ｐｅｎｔｏｓａｃｅｕｓ）、ペディオコッカス・ウリナエッキー（Ｐｅｄｉｏｃｏｃｃｕｓ ｕｒｉｎａｅｅｑｕｉ）などが挙げられる。
リューコノストック属に属する乳酸菌としては、たとえば、リューコノストック・エスピー（Ｌｅｕｃｏｎｏｓｔｏｃ ｓｐ．）、リューコノストック・メセンテロイエデス（Ｌｅｕｃｏｎｏｓｔｏｃ ｍｅｓｅｎｔｅｒｏｉｄｅｓ）、リューコノストック・ラクティス（Ｌｅｕｃｏｎｏｓｔｏｃ ｌａｃｔｉｓ）などが挙げられる。
オエノコッカス属に属する乳酸菌としては、オエノコッカス・オエニ（Ｏｅｎｏｃｏｃｃｕｓ ｏｅｎｉ）が挙げられる。
ワイセラ属に属する乳酸菌としては、ワイセラ・パラメセンテロイデス（Ｗｅｉｓｓｅｌａ ｐａｒａｍｅｓｅｎｔｅｒｏｉｄｅｓ）が挙げられる。
ショウガ科植物原料に酢酸菌または乳酸菌を作用させる方法としては、特に限定されず、ショウガ科植物原料に酢酸菌、乳酸菌またはその培養液を噴霧する方法、ショウガ科植物原料を酢酸菌または乳酸菌の培養液に浸漬または添加する方法、ショウガ科植物原料を溶媒で溶解または分散したショウガ溶解液または分散液に、酢酸菌、乳酸菌またはその培養液を浸漬または添加する方法等が挙げられる。
酢酸菌を使用する場合の発酵条件は特に限定されないが、温度は、好ましくは２０〜４５℃、より好ましくは２５〜３７℃である。時間は、好ましくは５〜１２０時間、より好ましくは１０〜７２時間である。乳酸菌を使用する場合の発酵条件は特に限定されないが、温度は、好ましくは１５〜４０℃、より好ましくは２８〜３２℃である。時間は、好ましくは１０〜７２時間、より好ましくは１６〜４８時間である。
酢酸菌を使用した発酵工程で得られたショウガ発酵組成物は、従来のショウガ原料に比べてグルコン酸およびショウガオールの含有量が増大している点に大きな特徴がある。また、該ショウガ発酵組成物は、従来のショウガ原料に比べて辛みが大きく低減している。グルコン酸の含有量は特に限定されないが、乾燥した発酵組成物において、好ましくは１〜４０ｇ／１００ｇ、より好ましくは５〜２５ｇ／１００ｇである。該ショウガ発酵組成物には、植物細胞壁の構成糖である、グルコースを含む糖類が含まれていてもよい。ここで、植物細胞壁の構成糖としては、たとえば、グルコース、キシロース、アラビノース、ガラクトース、フコース、ラムノース、ウロン酸（たとえば、ガラクツロン酸、グルクロン酸）などが挙げられる。グルコースを含む糖類としては、グルコース単独でもよく、グルコースおよび前述した植物細胞壁の構成糖のうち、グルコース以外の構成糖を１種以上含むものであってもよい。グルコースを含む糖類が含まれる場合、その含有量は特に限定されないが、乾燥した発酵組成物において、好ましくは０．５〜８０ｇ／１００ｇ、より好ましくは５〜６０ｇ／１００ｇである。グルコン酸とグルコースはいずれも辛みを和らげる成分であり、両者の含有量が増大すると、従来のショウガ原料に比べて辛みが大きく低減するものと推測される。
乳酸菌にはホモ乳酸発酵を行うものとヘテロ乳酸発酵を行うものがあるが、前者による発酵工程で得られたショウガ発酵組成物は、従来のショウガ原料に比べて乳酸およびショウガオールの含有量が増大している点に大きな特徴があり、また、後者による発酵工程で得られたショウガ発酵組成物は、従来のショウガ原料に比べて乳酸、酢酸およびショウガオールの含有量が増大している点に大きな特徴がある。また、該ショウガ発酵組成物は、従来のショウガ原料に比べて辛みが大きく低減している。乳酸の含有量は特に限定されないが、乾燥した発酵組成物において、好ましくは１〜３０ｇ／１００ｇ、より好ましくは３〜２０ｇ／１００ｇである。酢酸の含有量は特に限定されないが、乾燥した発酵組成物において、好ましくは０．０４〜２０ｇ／１００ｇ、より好ましくは０．０４〜１５ｇ／１００ｇである。該ショウガ発酵組成物には、前述したグルコースを含む糖類が含まれていてもよい。グルコースを含む糖類が含まれる場合、その含有量は特に限定されないが、乾燥した発酵組成物において、好ましくは０．５〜８０ｇ／１００ｇ、より好ましくは５〜６０ｇ／１００ｇである。
本発明の発酵組成物の製造方法は、さらに、酵素処理工程を有することが好ましい。この酵素処理工程は、発酵工程の前で行ってもよいし、発酵工程の後で行ってもよい。発酵工程の前で酵素処理工程を行うと、たとえば、発酵前のショウガ科植物原料中の各成分量を調整することができ、また、発酵工程の後で酵素処理工程を行うと、たとえば、発酵組成物中の各成分量を調整することができる。
酵素処理工程で使用する酵素は特に限定されないが、たとえば、セルラーゼ、アミラーゼ、リパーゼ、ヘミセルラーゼ、プロテアーゼ、ペクチナーゼなどが挙げられる。これらは単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。セルラーゼまたはアミラーゼで酵素処理すると、それぞれショウガ由来のセルロースまたはでんぷん質が分解されてグルコースを含む糖類が生成し、それぞれの処理条件に応じてグルコースを含む糖類の含有量を調整することができる。たとえば発酵工程において酢酸菌としてグルコノバクター属に属する酢酸菌を使用する場合、該酵素処理を発酵工程の前で行えば、生成したグルコースをグルコン酸発酵の炭素源として利用することができ、また、該酵素処理を発酵工程の後で行えば、生成したグルコースを含む糖類を発酵組成物の辛みを低減するために利用することができる。また、セルラーゼまたはアミラーゼに、リパーゼを併用すると、ショウガ由来のオリゴ糖やデキストリンが生成し、処理条件に応じてオリゴ糖やデキストリンの含有量を調整することができる。オリゴ糖やデキストリンは辛みを低減する作用を有するので、該酵素処理を行うことで、発酵組成物の辛みを低減させることができる。
酵素処理条件は、特に限定されないが、温度は、好ましくは３０〜１００℃、より好ましくは４０〜８５℃である。時間は、好ましくは１０〜１２０時間、より好ましくは２０〜９６時間である。
本発明の発酵組成物の製造方法は、発酵工程の後に、第２のショウガ科植物原料を添加する工程を有することが好ましい。この発酵工程後に後添加するショウガ科植物原料は主として賦形剤の役割を有するものである。たとえば酢酸菌としてグルコノバクター属に属する酢酸菌を使用してグルコン酸発酵させた場合、前述したように従来のショウガ原料に比べてグルコン酸の含有量が増大した発酵組成物が得られるが、この発酵組成物にショウガ科植物原料を後添加することで、発酵組成物を容易に粉末化することができる。ここで、発酵組成物を容易に粉末化できるとは、発酵組成物中の固形分重量から、たとえば凍結乾燥などの乾燥工程によって、発酵組成物の粉末として回収される収率が増大することを意味する。このように、発酵組成物を容易に粉末化することができるため、粉末形態の発酵組成物の生産コストを抑えることもできる。第２のショウガ科植物原料としては、発酵工程で使用できるものとして記載したショウガ科植物原料と同じものであってもよい。酢酸菌を用いて発酵工程を行う場合、第２のショウガ科植物原料の添加量は、特に限定されないが、好ましくは発酵組成物０．２５〜２５重量部に対してショウガ科植物原料１重量部であり、より好ましくは発酵組成物１．５〜１０重量部に対してショウガ科植物原料１重量部である。乳酸菌を用いて発酵工程を行う場合、第２のショウガ科植物原料の添加量は、特に限定されないが、好ましくは発酵組成物０．６〜２０２重量部に対してショウガ科植物原料１重量部であり、より好ましくは発酵組成物１．９〜８５重量部に対してショウガ科植物原料１重量部である。
本発明の発酵組成物の製造方法は、前述した工程以外に必要に応じて、たとえば、加熱工程、殺菌工程、乾燥工程、篩工程を有することが好ましい。これらのうち、たとえば、加熱工程を行うと、ショウガ科植物原料または発酵組成物において、ジンゲロールをショウガオールに容易に変換することができ、機能性成分の含有量を容易に調整することができる。加熱時の温度は、特に限定されないが、好ましくは３０〜１３０℃、より好ましくは５０〜１００℃である。時間は、好ましくは０．５〜４８時間、より好ましくは５〜４５時間である。
（２）ショウガ発酵組成物
本発明のショウガ発酵組成物は、前述した発酵工程直後の発酵組成物だけでなく、発酵工程後に、前述した１つ以上の工程を経て製造された発酵組成物も含む概念である。酢酸菌による発酵工程を経て得られた発酵組成物中には、たとえば、グルコース、グルコン酸、直糖、全糖、水溶性食物繊維、不溶性食物繊維、ジンゲロール、ショウガオールなどが含まれている。ホモ乳酸発酵を行う乳酸菌による発酵工程を経て得られた発酵組成物中には、前述のグルコン酸の代わりに乳酸が含まれており、また、ヘテロ乳酸発酵を行う乳酸菌による発酵工程を経て得られた発酵組成物中には、前述のグルコン酸の代わりに乳酸および酢酸が含まれている。これらのうち、グルコースは辛みを和らげる成分である。グルコン酸は、穏やかで、さわやかな酸味を有しており、食品の味・臭いを改善する機能を有することが知られている。乳酸はやわらかいコク味と穏やかな酸味を有している。酢酸は強い刺激臭のある酸味を有している。直糖は直接還元糖の略であって、組成物中に存在する還元性を有する糖を意味する。全糖は組成物中に存在する全ての糖類を意味し、酸加水分解によって生じる還元糖を測定する。水溶性食物繊維は水溶性の食物繊維であって、炭水化物（糖質）の消化・吸収を緩やかにし、血糖値の急上昇を防ぐ効果、コレステロールなどの余分な脂質を吸着し排出するなど、体への吸収を抑制する作用が知られている。不溶性食物繊維は水に溶けない食物繊維であって、便通促進効果やデトックス効果が知られている。ジンゲロールおよびショウガオールはともにショウガ原料中に含まれており、辛み成分であるとともに、殺菌作用、抗酸化作用、血行促進作用等の種々の効能があることが知られている。グルコン酸、乳酸、酢酸は、前述したように、発酵工程で含有量が増大する成分である。ジンゲロールは、前述したように、主として加熱することで、ショウガオールに容易に変換することができる。本発明では、発酵工程以外に、前述した種々の工程を組合せることにより、発酵組成物中の各成分量を適宜調整することができる。
本発明のショウガ発酵組成物は、前述した発酵工程直後の発酵組成物だけでなく、発酵工程後に、前述した１つ以上の工程を経て製造された発酵組成物も含む概念である。酢酸菌による発酵工程を経て得られた発酵組成物中には、たとえば、グルコース、グルコン酸、直糖、全糖、水溶性食物繊維、不溶性食物繊維、ジンゲロール、ショウガオールなどが含まれている。ホモ乳酸発酵を行う乳酸菌による発酵工程を経て得られた発酵組成物中には、前述のグルコン酸の代わりに乳酸が含まれており、また、ヘテロ乳酸発酵を行う乳酸菌による発酵工程を経て得られた発酵組成物中には、前述のグルコン酸の代わりに乳酸および酢酸が含まれている。これらのうち、グルコースは辛みを和らげる成分である。グルコン酸は、穏やかで、さわやかな酸味を有しており、食品の味・臭いを改善する機能を有することが知られている。乳酸はやわらかいコク味と穏やかな酸味を有している。酢酸は強い刺激臭のある酸味を有している。直糖は直接還元糖の略であって、組成物中に存在する還元性を有する糖を意味する。全糖は組成物中に存在する全ての糖類を意味し、酸加水分解によって生じる還元糖を測定する。水溶性食物繊維は水溶性の食物繊維であって、炭水化物（糖質）の消化・吸収を緩やかにし、血糖値の急上昇を防ぐ効果、コレステロールなどの余分な脂質を吸着し排出するなど、体への吸収を抑制する作用が知られている。不溶性食物繊維は水に溶けない食物繊維であって、便通促進効果やデトックス効果が知られている。ジンゲロールおよびショウガオールはともにショウガ原料中に含まれており、辛み成分であるとともに、殺菌作用、抗酸化作用、血行促進作用等の種々の効能があることが知られている。グルコン酸、乳酸、酢酸は、前述したように、発酵工程で含有量が増大する成分である。ジンゲロールは、前述したように、主として加熱することで、ショウガオールに容易に変換することができる。本発明では、発酵工程以外に、前述した種々の工程を組合せることにより、発酵組成物中の各成分量を適宜調整することができる。
本発明のショウガ発酵組成物は、従来のショウガ原料に比べて、ジンゲロールの含有量が低減し、ショウガオールの含有量が増大していることが好ましい。ジンゲロールの含有量は特に限定されないが、乾燥した発酵組成物において、好ましくは０．１〜３．０ｇ／１００ｇ、より好ましくは０．２〜１．５ｇ／１００ｇである。ショウガオールの含有量は特に限定されないが、乾燥した発酵組成物において、好ましくは０．１〜３．０ｇ／１００ｇ、より好ましくは０．２〜２．０ｇ／１００ｇである。ショウガ発酵組成物中のグルコン酸、乳酸、酢酸、グルコースを含む糖類の含有量は、発酵組成物の製造方法に関連して前述した通りである。
本発明の発酵組成物は、ショウガ由来成分を含むので、殺菌作用、抗酸化作用、血行促進作用、食欲増進作用、体温上昇作用、抗炎症作用、エネルギー代謝を活性化する作用、メタボリックシンドローム予防作用等の様々な効果を有し、食品の風味を改善する効果も有する。また、本発明の発酵組成物は、グルコン酸を含むので、腸内でビフィズス菌を増やして便秘を改善する作用を有し、大腸粘膜の主要なエネルギー源といわれる短鎖脂肪酸を増大させる。また、本発明の発酵組成物は、乳酸発酵により生成した乳酸や酢酸を含むので、食品に酸味を付与して、味を調製する機能を有する。
本発明の発酵組成物は、食品、飲料、医薬品、医薬部外品、化粧品、特定保健用食品、栄養機能食品、機能性表示食品などに適用可能である。これらの中でもサプリメントが好ましい。サプリメントの形態としては、固形剤や液状剤などに適用可能であるが、スティック状等の固形剤が好ましい。
以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
以下、実施例、比較例および参考例で使用した原料、製造工程で使用した微生物、酵素、前培養液、および得られた組成物についてＦＤ収量（凍結乾燥収量）および成分含有量の測定方法をまとめて説明する。
（原料）
ショウガ粉末：株式会社坂田信夫商店製「黄金生姜」
（微生物）
ショウガ粉末：株式会社坂田信夫商店製「黄金生姜」
（微生物）
グルコノバクター・オキシダンス（Ｇｌｕｃｏｎｏｂａｃｔｅｒ ｏｘｙｄａｎｓ）： 独立行政法人製品評価技術基盤機構製、「Ｇｌｕｃｏｎｏｂａｃｔｅｒ ｏｘｙｄａｎｓ ＮＢＲＣ ３２９２」
ラクトバチルス・アシドフィルス（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ａｃｉｄｏｐｈｉｌｕｓ）： 独立行政法人製品評価技術基盤機構製、「Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ａｃｉｄｏｐｈｉｌｕｓ ＮＢＲＣ １３９５１」
（酵素）
セルラーゼ１：協和化成株式会社製、「アクレモセルラーゼ ＫＭ」
セルラーゼ２：新日本化学工業株式会社製、「スミチーム Ｘ」
アミラーゼ１：ノボザイムズジャパン株式会社製、「ＢＡＮ２４０Ｌ」
アミラーゼ２：新日本化学工業株式会社製、「スミチーム Ｓ」
リパーゼ１：天野エンザイム株式会社製、「リパーゼ ＡＳ」
（酵素）
セルラーゼ１：協和化成株式会社製、「アクレモセルラーゼ ＫＭ」
セルラーゼ２：新日本化学工業株式会社製、「スミチーム Ｘ」
アミラーゼ１：ノボザイムズジャパン株式会社製、「ＢＡＮ２４０Ｌ」
アミラーゼ２：新日本化学工業株式会社製、「スミチーム Ｓ」
リパーゼ１：天野エンザイム株式会社製、「リパーゼ ＡＳ」
（前培養液）
グルコノバクター・オキシダンスの前培養液：３０℃にて、好気条件で１日間培養したものを前培養液とした。
ラクトバチルス・アシドフィルスの前培養液：３０℃にて、１日間静置培養したものを前培養液とした。
グルコノバクター・オキシダンスの前培養液：３０℃にて、好気条件で１日間培養したものを前培養液とした。
ラクトバチルス・アシドフィルスの前培養液：３０℃にて、１日間静置培養したものを前培養液とした。
（成分含有量の測定方法）
グルコース ：グルコースオキシダーゼ法
グルコン酸 ：Ｆ−ｋｉｔ「Ｄ−グルコン酸/Ｄ−グルコノδラクトン」法
乳酸 ：ＨＰＬＣ法
酢酸 ：ＨＰＬＣ法
直糖 ：ソモギー法
全糖 ：ソモギー法
ジンゲロール ：ＨＰＬＣ法
ショウガオール ：ＨＰＬＣ法
水溶性食物繊維 ：Ｐｒｏｓｋｙ変法
不溶性食物繊維 ：Ｐｒｏｓｋｙ変法
グルコース ：グルコースオキシダーゼ法
グルコン酸 ：Ｆ−ｋｉｔ「Ｄ−グルコン酸/Ｄ−グルコノδラクトン」法
乳酸 ：ＨＰＬＣ法
酢酸 ：ＨＰＬＣ法
直糖 ：ソモギー法
全糖 ：ソモギー法
ジンゲロール ：ＨＰＬＣ法
ショウガオール ：ＨＰＬＣ法
水溶性食物繊維 ：Ｐｒｏｓｋｙ変法
不溶性食物繊維 ：Ｐｒｏｓｋｙ変法
（ＦＤ収量）
各処理液を全量凍結乾燥して得られた乾燥物重量として示した。
各処理液を全量凍結乾燥して得られた乾燥物重量として示した。
［１］酵素処理条件の検討
参考例１
水９０ｍｌにショウガ粉末１０ｇとＣａＣｌ２ ０．５ｇを加えたショウガ懸濁液に、アミラーゼ１を１００μｌ添加し、７０℃で１７時間酵素処理を行い、続いて６５℃で６時間酵素処理（第２段目の酵素処理）を行い、さらにアミラーゼ２を０．２ｇ添加し、５５℃で２４時間酵素処理を行った。酵素処理後、１２１℃で２０分間の条件で酵素を失活させ、その後凍結乾燥して酵素処理物１を得た。
参考例１
水９０ｍｌにショウガ粉末１０ｇとＣａＣｌ２ ０．５ｇを加えたショウガ懸濁液に、アミラーゼ１を１００μｌ添加し、７０℃で１７時間酵素処理を行い、続いて６５℃で６時間酵素処理（第２段目の酵素処理）を行い、さらにアミラーゼ２を０．２ｇ添加し、５５℃で２４時間酵素処理を行った。酵素処理後、１２１℃で２０分間の条件で酵素を失活させ、その後凍結乾燥して酵素処理物１を得た。
参考例２
参考例１の第２段目の酵素処理の代わりに、セルラーゼ１を０．０１ｇ添加し、６５℃で６時間酵素処理を行ったこと以外は参考例１と同様に行い、酵素処理物２を得た。
参考例１の第２段目の酵素処理の代わりに、セルラーゼ１を０．０１ｇ添加し、６５℃で６時間酵素処理を行ったこと以外は参考例１と同様に行い、酵素処理物２を得た。
参考例３
水９０ｍｌにショウガ粉末１０ｇとＣａＣｌ２ ０．５ｇを加えたショウガ懸濁液に、セルラーゼ１およびセルラーゼ２をそれぞれ０．０２ｇおよび０．０１ｇ添加し、５５℃で４時間酵素処理を行い、続いてアミラーゼ１を２００μｌ添加し、７０℃で８．５時間酵素処理を行い、さらにアミラーゼ２を０．４ｇ添加し、５５℃で１６時間酵素処理を行った。酵素処理後、１２１℃で２０分間の条件で酵素を失活させ、その後凍結乾燥して酵素処理物３を得た。
水９０ｍｌにショウガ粉末１０ｇとＣａＣｌ２ ０．５ｇを加えたショウガ懸濁液に、セルラーゼ１およびセルラーゼ２をそれぞれ０．０２ｇおよび０．０１ｇ添加し、５５℃で４時間酵素処理を行い、続いてアミラーゼ１を２００μｌ添加し、７０℃で８．５時間酵素処理を行い、さらにアミラーゼ２を０．４ｇ添加し、５５℃で１６時間酵素処理を行った。酵素処理後、１２１℃で２０分間の条件で酵素を失活させ、その後凍結乾燥して酵素処理物３を得た。
比較例１
原料のショウガ粉末を使用した。
原料のショウガ粉末を使用した。
参考例１〜３で得られた酵素処理物１〜３および比較例１のショウガ粉末について、ＦＤ収量およびグルコース、直糖、水溶性食物繊維、不溶性食物繊維の含有量を測定した。その結果を表１に示す。
表１より、参考例１〜３で得られた酵素処理物１〜３のいずれについても、比較例１のショウガ粉末に比べてグルコースの含有量が大きく増大した。これらの結果から、ショウガ粉末をアミラーゼやセルラーゼで処理することで、ショウガ由来のでんぷん質やセルロースが分解され、グルコースが生成していることが確認された。このグルコースは、後述する実施例１で示されるように、ショウガ粉末の発酵工程において炭素源として利用することができる。
［２］グルコン酸のショウガ辛み成分への影響
参考例４
水６０ｍｌにショウガ粉末５ｇを加えたショウガ懸濁液を８５℃で２８時間加熱し、この加熱処理液にグルコン酸を添加して、乾燥物中のグルコン酸濃度が５重量％程度になるようにした。そして、グルコン酸を含む加熱処理液を１２１℃で４０分間殺菌し、その後凍結乾燥してグルコン酸を含む加熱処理物を得た。
参考例４
水６０ｍｌにショウガ粉末５ｇを加えたショウガ懸濁液を８５℃で２８時間加熱し、この加熱処理液にグルコン酸を添加して、乾燥物中のグルコン酸濃度が５重量％程度になるようにした。そして、グルコン酸を含む加熱処理液を１２１℃で４０分間殺菌し、その後凍結乾燥してグルコン酸を含む加熱処理物を得た。
参考例５
グルコン酸を添加しないこと以外は参考例４と同様に行い、グルコン酸を含まない加熱処理物を得た。
グルコン酸を添加しないこと以外は参考例４と同様に行い、グルコン酸を含まない加熱処理物を得た。
参考例４〜５で得られた加熱処理物について、ＦＤ収量およびグルコン酸、ジンゲロール、ショウガオールの含有量を測定した。その結果を原料であるショウガ粉末（比較例１）の結果とともに表２に示す。
また、参考例４〜５で得られた加熱処理物および比較例１のショウガ粉末それぞれのジンゲロールとショウガオールの含有量をもとに、両成分の合計量に対するショウガオールの含有割合を算出した。
参考例５および４のショウガオールの含有割合はそれぞれ５１．９％および５２．４％となった。これらの結果から、ショウガ粉末の加熱後にグルコン酸が存在する条件でも、ショウガ粉末中のジンゲロールの含有量とショウガオールの含有量にほとんど影響を与えないことが分かった。
［３］フラスコ培養によるショウガ発酵組成物の作製
実施例１
水５０ｍｌにショウガ粉末１０ｇを加えたショウガ懸濁液に、セルラーゼ１、セルラーゼ２、ＣａＣｌ２をそれぞれ０．０２ｇ、０．０１ｇ、０．５ｇ添加し、５５℃で４時間酵素処理を行い、続いてアミラーゼ１を２００μｌ添加し、７０℃で９時間酵素処理を行い、さらにアミラーゼ２を０．４ｇ添加し、５５℃で１９時間酵素処理を行った。酵素処理後、１２１℃で２０分間殺菌した後、室温まで冷却し、酵素処理液を得た。次いで、酵素処理液に、グルコノバクター・オキシダンス ＮＢＲＣ３２９２（独立行政法人製品評価技術基盤機構製）の前培養液が２重量％になるように植菌し、３０℃、２４時間、１４０ｒｐｍで培養した。培養後、１２１℃で２０分間殺菌し、その後凍結乾燥してショウガ発酵組成物を得た。
実施例１
水５０ｍｌにショウガ粉末１０ｇを加えたショウガ懸濁液に、セルラーゼ１、セルラーゼ２、ＣａＣｌ２をそれぞれ０．０２ｇ、０．０１ｇ、０．５ｇ添加し、５５℃で４時間酵素処理を行い、続いてアミラーゼ１を２００μｌ添加し、７０℃で９時間酵素処理を行い、さらにアミラーゼ２を０．４ｇ添加し、５５℃で１９時間酵素処理を行った。酵素処理後、１２１℃で２０分間殺菌した後、室温まで冷却し、酵素処理液を得た。次いで、酵素処理液に、グルコノバクター・オキシダンス ＮＢＲＣ３２９２（独立行政法人製品評価技術基盤機構製）の前培養液が２重量％になるように植菌し、３０℃、２４時間、１４０ｒｐｍで培養した。培養後、１２１℃で２０分間殺菌し、その後凍結乾燥してショウガ発酵組成物を得た。
実施例２
アミラーゼ２の酵素処理時間を２４時間としたこと以外は実施例１と同様に行い、ショウガ発酵組成物を得た。
アミラーゼ２の酵素処理時間を２４時間としたこと以外は実施例１と同様に行い、ショウガ発酵組成物を得た。
実施例３
実施例１で使用した酵素処理液の代わりに、水１００ｍｌにショウガ粉末０．５ｇ、炭素源としてグルコース４ｇを加えた懸濁液を１２１℃で２０分間殺菌し、その後室温まで冷却したグルコース含有ショウガ懸濁液を使用したこと以外は実施例１と同様に培養および殺菌を行った。なお、培養終了時に、グルコースとグルコン酸の濃度を測定した。殺菌後、培養液にショウガ粉末３３．８ｇと水３００ｍｌを添加および混合し、その後凍結乾燥してショウガ発酵組成物を得た。
実施例１で使用した酵素処理液の代わりに、水１００ｍｌにショウガ粉末０．５ｇ、炭素源としてグルコース４ｇを加えた懸濁液を１２１℃で２０分間殺菌し、その後室温まで冷却したグルコース含有ショウガ懸濁液を使用したこと以外は実施例１と同様に培養および殺菌を行った。なお、培養終了時に、グルコースとグルコン酸の濃度を測定した。殺菌後、培養液にショウガ粉末３３．８ｇと水３００ｍｌを添加および混合し、その後凍結乾燥してショウガ発酵組成物を得た。
比較例１
原料のショウガ粉末を使用した。
原料のショウガ粉末を使用した。
実施例１〜３で得られた発酵組成物について、ＦＤ収量およびグルコース、グルコン酸、ジンゲロール、ショウガオールの含有量を測定した。その結果を、比較例１のショウガ粉末の結果とともに、表３に示す。
実施例１〜３で得られた発酵組成物および比較例１のショウガ粉末を訓練されたパネリスト５名が食し、辛みを下記評価基準により評価した。結果はそれぞれ評定平均値として求め、下記基準により評価した。その結果を表３に示す。
（辛みの評価基準）
１：辛みをほとんど感じない
２：辛みを少し感じる
３：辛みを感じる
４：辛みを少し強く感じる
５：比較例１のショウガ粉末と同程度に辛みが強い
（評定平均値の評価基準）
１：平均値１．５未満
２：平均値１．５以上２．５未満
３：平均値２．５以上３．５未満
４：平均値３．５以上４．５未満
５：平均値４．５以上
（辛みの評価基準）
１：辛みをほとんど感じない
２：辛みを少し感じる
３：辛みを感じる
４：辛みを少し強く感じる
５：比較例１のショウガ粉末と同程度に辛みが強い
（評定平均値の評価基準）
１：平均値１．５未満
２：平均値１．５以上２．５未満
３：平均値２．５以上３．５未満
４：平均値３．５以上４．５未満
５：平均値４．５以上
表３より、実施例１で得られた発酵組成物では、比較例１のショウガ粉末に比べてグルコースの含有量およびグルコン酸の含有量がそれぞれ約２．５倍および約３５０倍増大し、また、ジンゲロールの含有量が約１／２に低減し、ショウガオールの含有量が約４倍増大した。また、実施例１で得られた発酵組成物は比較例１のショウガ粉末に比べて辛みを低減する傾向が見られた。
実施例１ではグルコノバクター・オキシダンス ＮＢＲＣ３２９２（独立行政法人製品評価技術基盤機構製）によるグルコン酸発酵により、ショウガ原料からショウガ発酵組成物を得られるかどうか検討した。炭素源としては、ショウガ粉末を酵素処理することで、ショウガ由来のでんぷん質やセルロースが分解されて生成したグルコースを利用した。前述したように、実施例１で得られた組成物ではショウガ粉末に比べてグルコン酸の含有量が大きく増大したことから、グルコン酸発酵により、酵素処理で生成したグルコースがグルコン酸に変換されたものと推測される。
前述した成分のうち、辛みを強める成分はショウガオールとジンゲロールであり、辛みを低減させる成分はグルコン酸とグルコースである。実施例１で得られた発酵組成物では、比較例１のショウガ粉末に比べてグルコン酸とグルコースの含有量が増大したため、全体として辛みが低減したものと推測される。
実施例２で得られた発酵組成物では、実施例１に比べてグルコン酸の含有量が増大した。これは、実施例２では、実施例１に比べてアミラーゼの反応時間を長くした分、グルコン酸発酵の基質となるグルコース生成量が増加したことによるものと推測される。
実施例３では炭素源としてグルコースを添加しており、この点で、炭素源として酵素処理によりショウガ由来のグルコースを利用した実施例１および２と異なる。実施例３において、培養終了時のグルコン酸濃度は４０．６ｇ／Ｌ、残存グルコース濃度は０．９ｇ／Ｌであり、添加したグルコースがグルコン酸発酵でほぼ全てグルコン酸に変換されたものと推測される。実施例３では培養後にショウガ粉末を後添加することで、発酵組成物の粉末化が容易になった。
［４］実施例３に記載の方法の後で行う加熱処理および酵素処理の効果
実施例４
水１００ｍｌにショウガ粉末０．５ｇ、炭素源としてグルコース４ｇを加えた懸濁液の代わりに、水１００ｍｌにショウガ粉末１ｇ、炭素源としてグルコース４ｇを加えた懸濁液を使用したこと、および、ショウガ粉末の後添加と凍結乾燥の間に８５℃で６時間加熱したこと以外は実施例３と同様に行い、ショウガ発酵組成物を得た。
実施例４
水１００ｍｌにショウガ粉末０．５ｇ、炭素源としてグルコース４ｇを加えた懸濁液の代わりに、水１００ｍｌにショウガ粉末１ｇ、炭素源としてグルコース４ｇを加えた懸濁液を使用したこと、および、ショウガ粉末の後添加と凍結乾燥の間に８５℃で６時間加熱したこと以外は実施例３と同様に行い、ショウガ発酵組成物を得た。
実施例５
ショウガ粉末の後添加と加熱工程の間にセルラーゼ１およびセルラーゼ２をそれぞれ８．３ｍｇおよび４．４ｍｇ添加し、４０℃で５０時間セルラーゼ処理を行った後に１２１℃で２０分間加熱し、酵素を失活させたこと以外は実施例４と同様に行い、ショウガ発酵組成物を得た。
ショウガ粉末の後添加と加熱工程の間にセルラーゼ１およびセルラーゼ２をそれぞれ８．３ｍｇおよび４．４ｍｇ添加し、４０℃で５０時間セルラーゼ処理を行った後に１２１℃で２０分間加熱し、酵素を失活させたこと以外は実施例４と同様に行い、ショウガ発酵組成物を得た。
実施例６
セルラーゼ処理において、リパーゼ１を１７ｍｇ、モノオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン（Ｔｗｅｅｎ８０）を４ｍｌ添加したこと以外は実施例５と同様に行い、ショウガ発酵組成物を得た。
セルラーゼ処理において、リパーゼ１を１７ｍｇ、モノオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン（Ｔｗｅｅｎ８０）を４ｍｌ添加したこと以外は実施例５と同様に行い、ショウガ発酵組成物を得た。
実施例７
セルラーゼ処理の後の８５℃で６時間加熱を行わなかったこと以外は実施例５と同様に行い、ショウガ発酵組成物を得た。
セルラーゼ処理の後の８５℃で６時間加熱を行わなかったこと以外は実施例５と同様に行い、ショウガ発酵組成物を得た。
実施例４〜７で得られた発酵組成物について、ＦＤ収量およびグルコース、グルコン酸、直糖、水溶性食物繊維、不溶性食物繊維、ジンゲロール、ショウガオールの含有量を測定し、また、実施例１〜３と同様の評価基準で辛みを評価した。その結果を、比較例１のショウガ粉末の結果とともに、表４に示す。
表４より、実施例４〜７で得られた発酵組成物はいずれも比較例１のショウガ粉末に比べて辛みが低減しており、辛み低減効果は大きい方から、実施例５および６、実施例４および７であった。実施例４と５の比較から、実施例５で行ったセルラーゼ処理が辛み低減に寄与していることが分かる。また、実施例５と７の比較から、実施例５で行った加熱工程が辛み低減に寄与していることが分かる。
［５］ジャー培養によるショウガ発酵組成物の作製
実施例８
水３Ｌにショウガ粉末３０ｇとグルコース１２０ｇを加えた懸濁液を１０５℃で３０分間殺菌し、その後室温まで冷却したグルコース含有ショウガ懸濁液に、グルコノバクター・オキシダンス ＮＢＲＣ ３２９２（独立行政法人製品評価基盤機構製）の前培養液が２重量％になるように植菌し、３０℃、４８時間、３５０ｒｐｍ、０．４ｖｖｍで培養した。培養後、１２１℃で２０分間殺菌した。殺菌後、培養液３，０１０ｇに対してショウガ粉末８３３ｇと水８，４７０ｍｌを添加および混合し、ショウガ粉末を後添加した混合物にセルラーゼ１およびセルラーゼ２をそれぞれ２．０７ｇおよび１．１０ｇ添加し、４０℃で９６時間酵素処理を行った。酵素処理後、１２１℃で２０分間加熱し、酵素を失活させ、続いて８５℃で２４時間加熱し、その後凍結乾燥してショウガ発酵組成物を得た。
実施例８
水３Ｌにショウガ粉末３０ｇとグルコース１２０ｇを加えた懸濁液を１０５℃で３０分間殺菌し、その後室温まで冷却したグルコース含有ショウガ懸濁液に、グルコノバクター・オキシダンス ＮＢＲＣ ３２９２（独立行政法人製品評価基盤機構製）の前培養液が２重量％になるように植菌し、３０℃、４８時間、３５０ｒｐｍ、０．４ｖｖｍで培養した。培養後、１２１℃で２０分間殺菌した。殺菌後、培養液３，０１０ｇに対してショウガ粉末８３３ｇと水８，４７０ｍｌを添加および混合し、ショウガ粉末を後添加した混合物にセルラーゼ１およびセルラーゼ２をそれぞれ２．０７ｇおよび１．１０ｇ添加し、４０℃で９６時間酵素処理を行った。酵素処理後、１２１℃で２０分間加熱し、酵素を失活させ、続いて８５℃で２４時間加熱し、その後凍結乾燥してショウガ発酵組成物を得た。
実施例９
セルラーゼ処理において、リパーゼ１を０．４３ｇ、Ｔｗｅｅｎ８０を６．４ｍｌ添加したこと以外は実施例８と同様に行い、ショウガ発酵組成物を得た。
セルラーゼ処理において、リパーゼ１を０．４３ｇ、Ｔｗｅｅｎ８０を６．４ｍｌ添加したこと以外は実施例８と同様に行い、ショウガ発酵組成物を得た。
実施例１０
セルラーゼ処理および酵素失活処理を行わず、また、凍結乾燥前に８５℃で２４時間加熱する代わりに８５℃で３５時間加熱したこと以外は実施例８と同様に行い、ショウガ発酵組成物を得た。
セルラーゼ処理および酵素失活処理を行わず、また、凍結乾燥前に８５℃で２４時間加熱する代わりに８５℃で３５時間加熱したこと以外は実施例８と同様に行い、ショウガ発酵組成物を得た。
実施例１１
セルラーゼ処理において、セルラーゼ１およびセルラーゼ２を使用してそれぞれを３．２ｇおよび１．７ｇ添加し、また、凍結乾燥前に８５℃で２４時間加熱する代わりに８５℃で３５時間加熱したこと以外は実施例９と同様に行い、ショウガ発酵組成物を得た。
セルラーゼ処理において、セルラーゼ１およびセルラーゼ２を使用してそれぞれを３．２ｇおよび１．７ｇ添加し、また、凍結乾燥前に８５℃で２４時間加熱する代わりに８５℃で３５時間加熱したこと以外は実施例９と同様に行い、ショウガ発酵組成物を得た。
実施例８〜１１で得られた発酵組成物について、ＦＤ収量およびグルコース、グルコン酸、直糖、全糖、水溶性食物繊維、不溶性食物繊維、ジンゲロール、ショウガオールの含有量を測定し、また、実施例１〜３と同様の評価基準で辛みを評価した。その結果を、比較例１のショウガ粉末の結果とともに、表５に示す。
また、実施例８〜１１で得られた発酵組成物および比較例１のショウガ粉末それぞれの直糖（水に溶けた還元糖量）と全糖（水に溶ける糖類と水に溶けない糖類の全てを酸分解して得られた還元糖量）をもとに、還元糖の溶解率を下記式に基づいて算出した。その結果を表５に示す。一般に、直糖にはグルコースを含む単糖類、二糖類、オリゴ糖など辛み低減にプラスに作用する還元糖が含まれるため、還元糖の溶解率が増大するにつれて辛み低減効果は増大する。
還元糖の溶解率（％）＝（直糖／全糖）×１００
還元糖の溶解率（％）＝（直糖／全糖）×１００
実施例８および実施例９はそれぞれ実施例５および実施例６で実施したフラスコ培養をジャー培養にスケールアップしたものである。表５より、グルコース、グルコン酸などの含有量も表４のフラスコ培養の結果と同様であり、ＦＤ収量も問題なかった。実施例８〜９で得られた発酵組成物はいずれも比較例１のショウガ粉末に比べて辛みが低減しており、また、実施例８に比べて実施例９の方が、辛み低減効果が大きかった。これらの辛み低減効果は、実施例８に比べて実施例９の方が、還元糖の溶解率が増大していることからも理解できる。これらの結果から、実施例８では、ショウガ粉末を後添加した後にセルラーゼ処理を行うことで、辛み低減に寄与しているものと推測される。また、実施例９では、セルラーゼ処理の際にリパーゼ処理を組合せることで、辛み低減に寄与しているものと推測される。
実施例１０は酵素処理を行っていないため、実施例４で実施したフラスコ培養をジャー培養にスケールアップしたものに対応する。実施例４と同様に、実施例１０では比較例１に比べて辛みが低減しているが、酵素処理を行っていないため、実施例８〜９に比べて辛み低減効果が小さくなっていると考えられる。また、実施例１１は実施例９と同じ工程を行っているが、実施例９に比べて辛み低減効果が大きくなっている。これは、実施例１１では、実施例９に比べてセルラーゼの添加量を増やし、加熱時間を長くしたためである。
［６］味覚センサーによる評価試験
実施例７〜１１で得られた発酵組成物および比較例１で用いたショウガ粉末について、それぞれの３％水溶液を被験液として、電子味覚システム（Ａｓｔｒｅｅ、Ａｌｐｈａ Ｍ．Ｏ．Ｓ社）の７種類のセンサーの応答値を測定した（ｎ＝３）。そして、得られたセンサー応答値、グルコン酸含量、グルコース含量、ジンゲロール含量、ショウガオール含量、辛み評価結果を用いて主成分分析を行った。結果を図１に示す。
実施例７〜１１で得られた発酵組成物および比較例１で用いたショウガ粉末について、それぞれの３％水溶液を被験液として、電子味覚システム（Ａｓｔｒｅｅ、Ａｌｐｈａ Ｍ．Ｏ．Ｓ社）の７種類のセンサーの応答値を測定した（ｎ＝３）。そして、得られたセンサー応答値、グルコン酸含量、グルコース含量、ジンゲロール含量、ショウガオール含量、辛み評価結果を用いて主成分分析を行った。結果を図１に示す。
図１から、実施例７〜１１と比較例１とは距離が大きく離れており、大きく２つに区分けできることが分かる。図１では、第一主成分（横軸）が発酵による影響を示す指標を表しており、第二主成分（縦軸）が糖による影響を示す指標を表している。括弧内の数値は各主成分軸の寄与率を示している。第一主成分軸では右方向、第二主成分では上方向が、ショウガの辛みが低減する方向を示している。図１から、比較例１に比べて実施例７〜１１では、グルコン酸発酵を行うことで、ショウガの辛みが低減するものと理解できる。また、実施例７〜１１の中でも辛みが異なるが、発酵組成物中の糖類による影響があることが示唆された。
［７］発酵組成物中の単糖類および二糖類の定量分析
前述した主成分分析で、発酵組成物中の糖類による影響があることが示唆されたが、糖類としては、まずグルコースが考えられる。たとえば実施例９の発酵組成物におけるグルコースの含有量は、比較例１と比べて大きく増大する一方、不溶性食物繊維の含有量は、比較例１と比べて大きく減少している。これは、発酵工程後のセルラーゼ処理で不溶性食物繊維が分解され、グルコースが生成することを意味している。ここで、不溶性食物繊維はグルコース以外の構成糖も含むため、グルコース以外の糖類も生成している可能性がある。そこで、実施例９の発酵組成物について、ＨＰＬＣ法を用いて単糖類（フルクトース、グルコース、アラビノース、キシロース、マンノース、ガラクトース、ガラクツロン酸）、二糖類（スクロース、マルトース、セロビオース）の定量分析を行った。結果を表６に示す。
前述した主成分分析で、発酵組成物中の糖類による影響があることが示唆されたが、糖類としては、まずグルコースが考えられる。たとえば実施例９の発酵組成物におけるグルコースの含有量は、比較例１と比べて大きく増大する一方、不溶性食物繊維の含有量は、比較例１と比べて大きく減少している。これは、発酵工程後のセルラーゼ処理で不溶性食物繊維が分解され、グルコースが生成することを意味している。ここで、不溶性食物繊維はグルコース以外の構成糖も含むため、グルコース以外の糖類も生成している可能性がある。そこで、実施例９の発酵組成物について、ＨＰＬＣ法を用いて単糖類（フルクトース、グルコース、アラビノース、キシロース、マンノース、ガラクトース、ガラクツロン酸）、二糖類（スクロース、マルトース、セロビオース）の定量分析を行った。結果を表６に示す。
表６の結果から、グルコース以外にも、多種類の単糖類や二糖類が検出された。これらの中ではグルコースの含有量が最も大きいが、グルコース以外の糖類が存在することによっても、ショウガの辛み低減に寄与していると推測される。
［８］発酵工程とショウガ粉末の後添加が辛みの低減効果に及ぼす影響
実施例１２
水１００ｍｌにショウガ粉末１ｇとグルコース４ｇを加えた懸濁液を１２１℃で２０分間殺菌し、その後室温まで冷却したグルコース含有ショウガ懸濁液に、グルコノバクター・オキシダンス ＮＢＲＣ３２９２（独立行政法人製品評価技術基盤機構製）の前培養液が２重量％になるように植菌し、３０℃、２４時間、１４０ｒｐｍで培養した。培養後、１２１℃で２０分間殺菌した。殺菌後、培養液１００ｍｌに対してショウガ粉末２９ｇを添加および混合し、該ショウガ粉末を後添加した混合物に、セルラーゼ１、２、水をそれぞれ７９ｍｇ、４６ｍｇ、２４０ｍｌ添加し、４０℃で９６時間酵素処理を行った。酵素処理後、１２１℃で２０分間加熱し、酵素を失活させ、続いて８５℃で２４時間加熱し、その後凍結乾燥してショウガ発酵組成物を得た。
実施例１２
水１００ｍｌにショウガ粉末１ｇとグルコース４ｇを加えた懸濁液を１２１℃で２０分間殺菌し、その後室温まで冷却したグルコース含有ショウガ懸濁液に、グルコノバクター・オキシダンス ＮＢＲＣ３２９２（独立行政法人製品評価技術基盤機構製）の前培養液が２重量％になるように植菌し、３０℃、２４時間、１４０ｒｐｍで培養した。培養後、１２１℃で２０分間殺菌した。殺菌後、培養液１００ｍｌに対してショウガ粉末２９ｇを添加および混合し、該ショウガ粉末を後添加した混合物に、セルラーゼ１、２、水をそれぞれ７９ｍｇ、４６ｍｇ、２４０ｍｌ添加し、４０℃で９６時間酵素処理を行った。酵素処理後、１２１℃で２０分間加熱し、酵素を失活させ、続いて８５℃で２４時間加熱し、その後凍結乾燥してショウガ発酵組成物を得た。
実施例１３
ショウガ粉末の添加量を１８ｇとし、酵素処理におけるセルラーゼ１および２の添加量をそれぞれ５３ｍｇおよび３２ｍｇとし、水の添加量を１３０ｍｌとしたこと以外は、実施例１２と同様に行い、ショウガ発酵組成物を得た。
ショウガ粉末の添加量を１８ｇとし、酵素処理におけるセルラーゼ１および２の添加量をそれぞれ５３ｍｇおよび３２ｍｇとし、水の添加量を１３０ｍｌとしたこと以外は、実施例１２と同様に行い、ショウガ発酵組成物を得た。
実施例１４
ショウガ粉末の添加量を１３ｇとし、酵素処理におけるセルラーゼ１および２の添加量をそれぞれ４２ｍｇおよび２５ｍｇとし、水の添加量を８０ｍｌとしたこと以外は、実施例１２と同様に行い、ショウガ発酵組成物を得た。
ショウガ粉末の添加量を１３ｇとし、酵素処理におけるセルラーゼ１および２の添加量をそれぞれ４２ｍｇおよび２５ｍｇとし、水の添加量を８０ｍｌとしたこと以外は、実施例１２と同様に行い、ショウガ発酵組成物を得た。
実施例１２〜１４で得られた発酵組成物について、グルコース、グルコン酸、ジンゲロール、ショウガオールの含有量を測定し、また、実施例１〜３と同様の評価基準で辛みを評価した。その結果を、実施例２の発酵組成物、比較例１のショウガ粉末の結果とともに、表７に示す。また、実施例２、１２〜１４で得られた発酵組成物、および比較例１で用いたショウガ粉末について、実施例７〜１１と同様の方法で主成分分析を行った。結果を図２に示す。
実施例１２〜１４では、後添加するショウガの添加量を変化させて、異なるグルコン酸濃度を有する発酵組成物を作製した。実施例１２〜１４のうち、実施例１４のショウガ添加量が最も少ないため、実施例１４の発酵組成物がグルコン酸発酵の影響を最も受けたものである。実施例１４は比較例１に比べて辛みが低減しており、これはグルコン酸発酵の影響によるものと考えられる。また、実施例２および１４ではショウガ粉末の後添加の有無で相違するものの、グルコン酸等の含有量は同程度となっており、辛みも同程度であることから、ショウガ粉末の後添加の有無は辛みの低減効果に大きな影響を与えないものと理解できる。
図２から、実施例２、１２〜１４と比較例１とは距離が大きく離れており、大きく２つに区分けできることが分かる。図２では、第一主成分（横軸）が発酵による影響を示す指標を表しており、右方向が、ショウガの辛みが低減する方向を示している。図２から、比較例１に比べて実施例２、１２〜１４では、グルコン酸発酵を行うことで、ショウガの辛みが低減するものと理解できる。なお、実施例２と１４ではショウガ粉末の後添加の有無で相違するものの、図２では互いに近傍に位置しているため、ショウガの後添加の有無は辛みの低減効果に大きな影響を与えないものと理解できる。
［９］乳酸菌による発酵工程を用いたショウガ発酵組成物の作製
実施例１５
水４００ｍｌにショウガ粉末１２ｇとグルコース８ｇを加えた懸濁液を１２１℃で２０分間殺菌し、その後室温まで冷却したグルコース含有ショウガ懸濁液に、ラクトバチルス・アシドフィルス ＮＢＲＣ １３９５１（独立行政法人製品評価基盤機構製）の前培養液が２重量％になるように植菌し、３０℃、４８時間で静置培養した。培養後、１２１℃で２０分間殺菌した。殺菌後、培養液１００ｍｌに対してショウガ粉末６８ｇを添加および混合し、該ショウガ粉末を後添加した混合物に、セルラーゼ１、セルラーゼ２、リパーゼ１、Ｔｗｅｅｎ８０、水をそれぞれ１７０ｍｇ、１００ｍｇ、３２ｍｇ、４５０μｌ、５００ｍｌ添加し、４０℃で９６時間酵素処理を行った。酵素処理後、１２１℃で２０分間加熱し、酵素を失活させ、続いて８５℃で３５時間加熱し、その後凍結乾燥してショウガ発酵組成物を得た。
実施例１５
水４００ｍｌにショウガ粉末１２ｇとグルコース８ｇを加えた懸濁液を１２１℃で２０分間殺菌し、その後室温まで冷却したグルコース含有ショウガ懸濁液に、ラクトバチルス・アシドフィルス ＮＢＲＣ １３９５１（独立行政法人製品評価基盤機構製）の前培養液が２重量％になるように植菌し、３０℃、４８時間で静置培養した。培養後、１２１℃で２０分間殺菌した。殺菌後、培養液１００ｍｌに対してショウガ粉末６８ｇを添加および混合し、該ショウガ粉末を後添加した混合物に、セルラーゼ１、セルラーゼ２、リパーゼ１、Ｔｗｅｅｎ８０、水をそれぞれ１７０ｍｇ、１００ｍｇ、３２ｍｇ、４５０μｌ、５００ｍｌ添加し、４０℃で９６時間酵素処理を行った。酵素処理後、１２１℃で２０分間加熱し、酵素を失活させ、続いて８５℃で３５時間加熱し、その後凍結乾燥してショウガ発酵組成物を得た。
実施例１６
ショウガ粉末の添加量を２０ｇとし、酵素処理におけるセルラーゼ１、セルラーゼ２、リパーゼ１、Ｔｗｅｅｎ８０、水の添加量をそれぞれ５５ｍｇ、３２ｍｇ、１０ｍｇ、１４５μｌ、１００ｍｌとしたこと以外は、実施例１５と同様に行い、ショウガ発酵組成物を得た。
ショウガ粉末の添加量を２０ｇとし、酵素処理におけるセルラーゼ１、セルラーゼ２、リパーゼ１、Ｔｗｅｅｎ８０、水の添加量をそれぞれ５５ｍｇ、３２ｍｇ、１０ｍｇ、１４５μｌ、１００ｍｌとしたこと以外は、実施例１５と同様に行い、ショウガ発酵組成物を得た。
実施例１７
ショウガ粉末の後添加において、培養液２００ｍｌに対してショウガ粉末１４．５ｇを添加したこと、および、酵素処理において、セルラーゼ１、セルラーゼ２、リパーゼ１、Ｔｗｅｅｎ８０の添加量をそれぞれ５０ｍｇ、２９ｍｇ、９ｍｇ、１５０μｌとし、水を添加しなかったこと以外は実施例１５と同様に行い、ショウガ発酵組成物を得た。
ショウガ粉末の後添加において、培養液２００ｍｌに対してショウガ粉末１４．５ｇを添加したこと、および、酵素処理において、セルラーゼ１、セルラーゼ２、リパーゼ１、Ｔｗｅｅｎ８０の添加量をそれぞれ５０ｍｇ、２９ｍｇ、９ｍｇ、１５０μｌとし、水を添加しなかったこと以外は実施例１５と同様に行い、ショウガ発酵組成物を得た。
実施例１５〜１７で得られた発酵組成物について、乳酸、酢酸、グルコース、直糖、全糖、還元糖の溶解率、ジンゲロール、ショウガオール、水溶性食物繊維、不溶性食物繊維の含有量を測定し、また、実施例１〜３と同様の評価基準で辛みを評価した。その結果を、比較例１のショウガ粉末の結果とともに、表８に示す。
実施例１５〜１７では、後添加するショウガの添加量を変化させて、異なる乳酸濃度を有する発酵組成物を作製した。実施例１５〜１７のうち、実施例１７のショウガ添加量が最も少ないため、実施例１７の発酵組成物が乳酸発酵の影響を最も受けたものである。
表８より、実施例１５〜１７で得られた発酵組成物は、比較例１のショウガ粉末に比べて
辛みが低減していた。これは不溶性食物繊維が分解されて生成するグルコース、直糖の含有量が高いことによるものと推測される。
表８より、実施例１５〜１７で得られた発酵組成物は、比較例１のショウガ粉末に比べて
辛みが低減していた。これは不溶性食物繊維が分解されて生成するグルコース、直糖の含有量が高いことによるものと推測される。
実施例１７の発酵組成物では実施例１５に比べて辛みの低減効果が大きくなっている。これは、実施例１７の乳酸濃度が実施例１５に比べて５倍以上高いことによるものと推測される。
Claims (9)
- ショウガ科植物原料を酢酸菌または乳酸菌で発酵させる工程を有する、発酵組成物の製造方法。
- 酢酸菌がグルコノバクター属微生物である、請求項１に記載の製造方法。
- グルコノバクター属微生物がグルコノバクター・エスピーである、請求項２に記載の製造方法。
- 乳酸菌がラクトバチルス属微生物である、請求項１に記載の製造方法。
- ラクトバチルス属微生物がラクトバチルス・エスピーである、請求項４に記載の製造方法。
- さらに、酵素処理工程を有する、請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法。
- 酵素処理が、セルラーゼ、アミラーゼまたはリパーゼによる処理である、請求項６に記載の製造方法。
- 発酵工程の後に、第２のショウガ科植物原料を添加する工程を有する、請求項１〜７のいずれかに記載の製造方法。
- グルコン酸または乳酸を含むショウガ発酵組成物。
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