JP2023039161A - Method for producing high-protein soybean meal - Google Patents

Method for producing high-protein soybean meal Download PDF

Info

Publication number
JP2023039161A
JP2023039161A JP2021146189A JP2021146189A JP2023039161A JP 2023039161 A JP2023039161 A JP 2023039161A JP 2021146189 A JP2021146189 A JP 2021146189A JP 2021146189 A JP2021146189 A JP 2021146189A JP 2023039161 A JP2023039161 A JP 2023039161A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
soybean meal
treatment
protein
water
content
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2021146189A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
崇志 栗本
Takashi Kurimoto
賢博 村野
Masahiro Murano
潤也 目時
Junya Meji
徹彦 早川
Tetsuhiko Hayakawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nisshin Oillio Group Ltd
Original Assignee
Nisshin Oillio Group Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nisshin Oillio Group Ltd filed Critical Nisshin Oillio Group Ltd
Priority to JP2021146189A priority Critical patent/JP2023039161A/en
Publication of JP2023039161A publication Critical patent/JP2023039161A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/80Food processing, e.g. use of renewable energies or variable speed drives in handling, conveying or stacking
    • Y02P60/87Re-use of by-products of food processing for fodder production

Abstract

To provide a method for producing high-protein soybean meal with excellent nutritional properties, and to provide a method for producing high-protein soybean meal that can also produce industrially valuable ethanol when producing the high-protein soybean meal.SOLUTION: A method for producing high-protein soybean meal is characterized by mixing soybean meal and water and subjecting the resulting mixture to saccharification treatment and alcoholic fermentation treatment, where cellulase is added for the saccharification treatment and microorganisms are added for the alcoholic fermentation treatment. The method for producing high-protein soybean meal is characterized in that the saccharification treatment and alcoholic fermentation treatment are performed in the same step.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、高蛋白質大豆ミールの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing high protein soybean meal.

これまで、大豆ミールは飼料原料として広く利用されてきた。
例えば、家禽に必要な栄養量を付与し、十分な吸水効果を達成するために、1~40質量部の澱粉、10~80質量部の大豆粕、及び1~30質量部の油脂を成形しており、使用前に吸水させて粒子形状を保持したまま給与する家禽用飼料が、開発されてきた(特許文献1)。
特に、大豆ミールは粗蛋白質含量が高いため、栄養価に富む飼料を作るために飼料中に配合されることが多かった。
例えば、養魚用固形飼料の結合剤の代わりに大豆粕を用いることで、適度な硬度を有する魚が摂取し易い固形飼料となるだけでなく、その固形飼料は粒径が揃い且つ粗蛋白質含量が相対的に高くて栄養価に富むことが見出された(特許文献2)。
また、家畜用飼料に配合する大豆粕成分に、粗蛋白質の含量が1割程度高い脱皮大豆粕を使用することで、同程度の粗蛋白質量含量を確保する為に必要な大豆粕の量を約1割減らすことが出来ることが報告されている(特許文献3)。
Soybean meal has been widely used as a raw material for feed.
For example, 1 to 40 parts by mass of starch, 10 to 80 parts by mass of soybean meal, and 1 to 30 parts by mass of oil are molded in order to provide poultry with the necessary nutrients and achieve a sufficient water absorption effect. Therefore, a poultry feed has been developed that is fed while maintaining its particle shape by absorbing water before use (Patent Document 1).
In particular, since soybean meal has a high crude protein content, it has often been added to feeds to make feeds rich in nutritional value.
For example, by using soybean meal instead of a binder in solid feed for fish farming, not only does the solid feed have a moderate hardness that is easy for fish to ingest, but the solid feed has a uniform particle size and a crude protein content. It was found to be relatively high and rich in nutritional value (Patent Document 2).
In addition, by using dehulled soybean meal, which has about 10% higher crude protein content, as the soybean meal component in livestock feed, the amount of soybean meal required to secure the same crude protein content can be reduced. It is reported that it can be reduced by about 10% (Patent Document 3).

特開2005-295814JP 2005-295814 特開平05-076291Japanese Patent Laid-Open No. 05-076291 特開2004-113106JP 2004-113106

本発明の課題は、栄養特性に優れた高蛋白質大豆ミールを製造する方法を提供することである。
また、本発明の課題は、高蛋白質大豆ミールを製造する際に、産業的に価値のあるエタノールも製造することのできる高蛋白質大豆ミールの製造方法を提供することである。
It is an object of the present invention to provide a method for producing high protein soybean meal with good nutritional properties.
Another object of the present invention is to provide a method for producing high-protein soybean meal that can also produce industrially valuable ethanol when producing high-protein soybean meal.

本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意検討を重ねた結果、糖化処理とアルコール発酵処理を同一工程で行うことにより、大豆ミール中の粗蛋白質の割合を高めることができることを見出した。また、糖化処理とアルコール発酵処理を同一行程で行うことにより、エタノールの産生能を高められることを見出し、本発明を完成させた。 In order to solve the above problems, the present inventors conducted extensive studies and found that the ratio of crude protein in soybean meal can be increased by conducting saccharification treatment and alcoholic fermentation treatment in the same process. rice field. In addition, the inventors have found that ethanol productivity can be enhanced by conducting saccharification treatment and alcoholic fermentation treatment in the same step, and have completed the present invention.

すなわち、具体的には、本発明は以下の態様を含むものである。
〔1〕大豆ミールと水を混合し、得られた混合物に糖化処理とアルコール発酵処理を行い、前記糖化処理のためにセルラーゼを添加し、前記アルコール発酵処理のために微生物を添加することを特徴とする、高蛋白質大豆ミールの製造方法。
〔2〕前記糖化処理と前記アルコール発酵処理を同一工程で行うことを特徴とする、〔1〕に記載の製造方法。
〔3〕原料の大豆ミールの粗蛋白質含量と炭水化物含量の比(粗蛋白質含量/炭水化物含量)を100とした場合に、得られる高蛋白質大豆ミールの粗蛋白質含量と炭水化物含量の比(粗蛋白質含量/炭水化物含量)が、130~160であることを特徴とする〔1〕又は〔2〕に記載の高蛋白質大豆ミールの製造方法。
〔4〕前記糖化処理及び/又はアルコール発酵処理を行う前に、大豆ミールと水の混合物を滅菌処理しないことを特徴とする、〔1〕~〔3〕のいずれか1つに記載の高蛋白質大豆ミールの製造方法。
〔5〕前記アルコール発酵処理において、大豆ミール乾燥重量100gあたりから得られるエタノール産生量が3.5~10gであることを特徴とする、〔1〕~〔4〕のいずれか1つに記載の高蛋白質大豆ミールの製造方法。
〔6〕前記該糖化処理と前記アルコール発酵処理を固体発酵法で行うことを特徴とする、〔1〕~〔5〕のいずれか1つに記載の高蛋白質大豆ミールの製造方法。
〔7〕前記糖化処理と前記アルコール発酵処理を行う反応系において、水の量が40~60質量%であることを特徴とする、〔1〕~〔6〕のいずれか1つに記載の製造方法。
〔8〕前記同一工程を25~45℃で行うことを特徴とする、〔1〕~〔7〕のいずれか1つに記載の高蛋白質大豆ミールの製造方法。
〔9〕〔1〕~〔8〕のいずれか1つに記載の高蛋白質大豆ミールの製造方法で製造された高蛋白質大豆ミールを含有する飼料。
Specifically, the present invention includes the following aspects.
[1] Characterized by mixing soybean meal and water, subjecting the resulting mixture to saccharification treatment and alcoholic fermentation treatment, adding cellulase for the saccharification treatment, and adding microorganisms for the alcoholic fermentation treatment. A method for producing a high protein soybean meal.
[2] The production method according to [1], wherein the saccharification treatment and the alcoholic fermentation treatment are performed in the same step.
[3] When the ratio of the crude protein content to the carbohydrate content of the raw material soybean meal (crude protein content / carbohydrate content) is 100, the ratio of the crude protein content to the carbohydrate content of the high-protein soybean meal obtained (crude protein content /carbohydrate content) is 130-160.
[4] The high protein according to any one of [1] to [3], wherein the mixture of soybean meal and water is not sterilized before the saccharification treatment and/or alcoholic fermentation treatment. A method for producing soybean meal.
[5] The alcohol fermentation treatment according to any one of [1] to [4], wherein the amount of ethanol produced per 100 g of dry weight of soybean meal is 3.5 to 10 g. A method for producing a high protein soybean meal.
[6] The method for producing high-protein soybean meal according to any one of [1] to [5], wherein the saccharification treatment and the alcoholic fermentation treatment are performed by a solid-state fermentation method.
[7] The production according to any one of [1] to [6], characterized in that the amount of water in the reaction system in which the saccharification treatment and the alcohol fermentation treatment are performed is 40 to 60% by mass. Method.
[8] The method for producing high-protein soybean meal according to any one of [1] to [7], wherein the same step is performed at 25 to 45°C.
[9] A feed containing high-protein soybean meal produced by the method for producing high-protein soybean meal according to any one of [1] to [8].

本発明を実施することで、高蛋白質大豆ミールを製造する際に、エタノールを得ることもできる。得られた高蛋白質大豆ミールを飼料原料に使用することにより、飼料中の粗蛋白質含量を高めることができる。本発明の高蛋白質大豆ミールを飼料の原料に使用すると、エネルギー価を高めた飼料を家畜や魚類、甲殻類等の水産生物に給与することができる。
また、得られたエタノールはバイオエタノールとして様々な用途に使用することができる。
Ethanol can also be obtained in the production of high protein soybean meal by practicing the present invention. By using the obtained high-protein soybean meal as a feed material, the crude protein content in the feed can be increased. When the high-protein soybean meal of the present invention is used as a raw material for feed, feed with increased energy value can be fed to aquatic products such as livestock, fish, and crustaceans.
In addition, the obtained ethanol can be used for various purposes as bioethanol.

(大豆ミール)
大豆ミールとは、大豆中の油分をn-ヘキサンなどの有機溶剤を用いて抽出する搾油工程を経た後、有機溶剤を蒸発させてできた大豆ミールのこと、又は大豆を圧搾機により油分を抽出した後、得られる大豆ミールのことであり、水分を8~15質量%含むものである。
大豆ミールは、糖化処理とアルコール発酵処理を行う総反応系において、乾燥重量として、好ましくは40~60質量%、より好ましくは55~45質量%、さらに好ましくは52~48質量%となる量を使用するのが好ましい。
(soybean meal)
Soybean meal is soybean meal that is made by evaporating the organic solvent after an oil extraction process that extracts the oil content of soybeans using an organic solvent such as n-hexane, or extracts the oil content from soybeans with a press. It is the soybean meal obtained after grinding and contains 8 to 15% by mass of water.
The amount of soybean meal is preferably 40 to 60 mass%, more preferably 55 to 45 mass%, and still more preferably 52 to 48 mass% as a dry weight in the total reaction system in which saccharification treatment and alcoholic fermentation treatment are performed. preferably used.

(水、その他の添加物)
本発明における水とは特に限定されるものではなく、例えば蒸留水、純水、水道水、滅菌水、生理食塩水いずれであっても構わない。
水は、糖化処理とアルコール発酵処理を行う総反応系において、好ましくは40~60質量%、より好ましくは45~55質量%、さらに好ましくは48~52質量%となる量を使用するのが好ましい。
このような水分量であれば、固体発酵法になるので好ましい。
ここで、「固体発酵法」とは、液体発酵法よりも水分が低く設定され、発酵期間中のみならず発酵終了後も廃液がほとんど排出されない発酵方法をいう。
(water, other additives)
Water in the present invention is not particularly limited, and may be, for example, distilled water, pure water, tap water, sterilized water, or physiological saline.
Water is preferably used in an amount of 40 to 60% by mass, more preferably 45 to 55% by mass, and even more preferably 48 to 52% by mass in the total reaction system in which saccharification treatment and alcoholic fermentation treatment are performed. .
Such a water content is preferable because it becomes a solid fermentation method.
Here, the term "solid fermentation method" refers to a fermentation method in which the water content is set lower than that of the liquid fermentation method, and little waste liquid is discharged not only during the fermentation period but also after the fermentation is completed.

糖化処理及びアルコール発酵処理前の大豆ミールと水の混合物100質量部に対しミネラル、糖、アミノ酸、培地成分、酵素、微生物等の添加物を0~10質量部加えても良い。ミネラルの具体例としては、リン、マグネシウム、ナトリウム、カリウム、鉄等が挙げられる。糖の具体例としては、ショ糖、ブドウ糖、麦芽糖、オリゴ糖等が挙げられる。アミノ酸の具体例としては、グルタミン酸、リジン等が挙げられ、粗蛋白質の構成アミノ酸やGABA等非構成アミノ酸、粗蛋白質の加水分解物でも良い。培地成分の具体例としては、酵母エキス、麦芽エキス、ペプトン等が挙げられる。
糖化処理のための酵素の具体例としては、セルラーゼ、ヘミセルラーゼ、グルコシダーゼ又はこれらの混合物が挙げられる。本発明の糖化処理においては、前記セルラーゼ(繊維質分解酵素)のとして、アクレモニウム(Acremonium)属微生物が産生するセルラーゼ、特に、アクレモニウム・セルロティカス(Acremonium cellulotycus)が産生するセルラーゼ(製品名:アクレモセルラーゼKM、協和化成株式会社製)、またはアスペルギルス属(Aspergillus)属微生物が産生するセルラーゼ、特にアスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)が産生するセルラーゼ(製品名:Cellulase, from Aspergillus niger、MP Biomedicals, Inc.製)、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)が産生するセルラーゼ(製品名:Cellulase from Aspergillus niger、東京化成工業株式会社製)、が用いられる。本発明においては、アクレモニウム・セルロティカス(Acremonium cellulotycus)が産生するセルラーゼを用いることが好ましい。
アルコール発酵処理のための微生物の具体例としては、糸状菌、Saccharomyces cerevisiae、Shizosaccharomyces pombe、Pichia stipitis等の酵母、Zymomonas mobilis等が挙げられる。本発明のアルコール発酵処理には、Saccharomyces cerevisiae等の酵母を用いることが好ましく、特に固体発酵法に用いることができる酵母が好ましい。
なお、以下、水もしくは水とこれらの添加物を併せて「水等」と言う。これら添加物のうち水溶性のものは前記水に可溶化して加えても良い。
0 to 10 parts by mass of additives such as minerals, sugars, amino acids, medium components, enzymes and microorganisms may be added to 100 parts by mass of the mixture of soybean meal and water before saccharification and alcoholic fermentation. Specific examples of minerals include phosphorus, magnesium, sodium, potassium, iron and the like. Specific examples of sugars include sucrose, glucose, maltose, oligosaccharides and the like. Specific examples of amino acids include glutamic acid, lysine, and the like, and may be crude protein constituent amino acids, non-constitutive amino acids such as GABA, or crude protein hydrolysates. Specific examples of medium components include yeast extract, malt extract, peptone, and the like.
Specific examples of enzymes for saccharification include cellulase, hemicellulase, glucosidase, or mixtures thereof. In the saccharification treatment of the present invention, the cellulase (fiber-degrading enzyme) is cellulase produced by Acremonium genus microorganisms, particularly cellulase produced by Acremonium cellulotycus (product name: Acremonium cellulotycus). Remocellulase KM, manufactured by Kyowa Kasei Co., Ltd.), or cellulase produced by Aspergillus genus microorganisms, especially cellulase produced by Aspergillus niger (product name: Cellulase, from Aspergillus niger, MP Biomedicals, Inc.) .), and cellulase produced by Aspergillus niger (product name: Cellulase from Aspergillus niger, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) are used. In the present invention, it is preferable to use cellulase produced by Acremonium celluloticus.
Specific examples of microorganisms for alcoholic fermentation include filamentous fungi, yeasts such as Saccharomyces cerevisiae, Shizosaccharomyces pombe, Pichia stipitis, and Zymomonas mobilis. Yeast such as Saccharomyces cerevisiae is preferably used for the alcoholic fermentation treatment of the present invention, and yeast that can be used for solid-state fermentation is particularly preferred.
Hereinafter, water or water and these additives are collectively referred to as "water or the like". Among these additives, water-soluble ones may be added after being solubilized in the water.

(混合)
本発明における大豆ミールと水等との混合とは、大豆ミールと水等を手動もしくは装置で混ぜ合わせることを言う。混合後の固形分中の水分の分布は均一であるほど糖化処理あるいはアルコール発酵処理の効率が良いので望ましいが、固形分中の水分分布に偏りがあっても糖化あるいはアルコール発酵の目的は達成される。一般的には、大豆ミールと水等を加えた混合物は、糖化処理中又はアルコール発酵中、所望の微生物以外の微生物の繁殖を防ぐため、オートクレーブにて滅菌することが望ましいと考えてきたが、本発明により、糖化処理やアルコール発酵処理の前の滅菌処理が省略できることがわかった。
(mixture)
The mixing of soybean meal and water or the like in the present invention means mixing soybean meal and water or the like manually or with a device. The more uniform the distribution of water in the solid content after mixing, the better the efficiency of the saccharification treatment or the alcoholic fermentation treatment. be. In general, it has been considered desirable to sterilize a mixture of soybean meal and water, etc., in an autoclave to prevent the growth of microorganisms other than the desired microorganisms during saccharification or alcoholic fermentation. It was found that the present invention can omit the sterilization treatment before the saccharification treatment and the alcoholic fermentation treatment.

(糖化処理)
本発明における糖化処理とは、大豆ミールに含まれる繊維質(セルロース等)に繊維質分解酵素を、大豆ミールと水等を加えた混合物に対して0.01~1.0重量%添加し、大豆ミールに含まれる繊維質をグルコースへと分解することを指す。糖化処理に使用する繊維質分解酵素は、セルラーゼ単独若しくは、セルラーゼにヘミセルラーゼやグルコシダーゼなどの酵素を組み合わせて使用することができる。
前記セルラーゼの使用量は、大豆ミールと水等を加えた混合物に対して0.01~6重量%添加することが好ましい。また、0.05~2重量%添加することがより好ましく、0.05~1重量%添加することがさらに好ましい。
それ以外に糖化処理に用いる酵素は繊維質を分解できるものであれば良く、市販品であっても、糸状菌を培養した培養液やそれを更に精製したものであっても、糸状菌そのものであっても良い。
(saccharification treatment)
The saccharification treatment in the present invention is performed by adding 0.01 to 1.0% by weight of a fiber-degrading enzyme to the fiber (cellulose etc.) contained in soybean meal to a mixture of soybean meal and water etc. It refers to breaking down the fiber contained in soybean meal into glucose. As the fiber-degrading enzyme used for saccharification, cellulase can be used alone, or cellulase can be used in combination with an enzyme such as hemicellulase or glucosidase.
The amount of cellulase used is preferably 0.01 to 6% by weight based on the mixture of soybean meal and water. Further, it is more preferable to add 0.05 to 2% by weight, more preferably 0.05 to 1% by weight.
Other than that, the enzyme used for the saccharification treatment may be any enzyme that can decompose the fiber, and even if it is a commercial product, a culture solution in which filamentous fungi are cultured, or a further refined product, the filamentous fungus itself can be used. It can be.

(アルコール発酵処理)
本発明におけるアルコール発酵処理とは、大豆ミールと水等を加えた混合物又は大豆ミールと水等を加えた混合物の糖化処理した物に微生物を接種し、微生物によりエタノールを産生する工程のことをいう。使用する微生物については、酵母ではSaccharomyces cerevisiaeや、Shizosaccharomyces pombeや、Pichia stipitisを用いることができ、酵母以外では、アルコール発酵が可能な細菌であるZymomonas mobilisなど、アルコール発酵が可能な微生物であれば、遺伝子組み換えをされたものも含めて、何でも使用できる。微生物は、スラントや凍結などで保存されているものを使用しても良いが、Saccharomyces cerevisiaeを用いる場合は市販のパン酵母を用いても良い。スラントや凍結などで保存されているものを用いる場合は、使用する前に液体培地で前培養し、前培養液等を使用することが望ましい。前培養に用いる液体培地は、1質量%酵母エキス、2質量%ペプトン、3質量%グルコースのような、酵母又は細菌の培養に適しているものであれば良い。
本発明において、アルコール発酵処理に用いる微生物としては、Saccharomyces cerevisiae等の酵母を用いることが好ましく、特に固体発酵処理に用いることができる酵母が好ましい。また、前記酵母の使用量は、660nmで測定したときの吸光度(以下、ODという。)が0.2となるように調製した酵母懸濁液を、総反応系(酵母(懸濁液)+ミール+添加水)における酵母の存在量が、OD=0.05~0.15となるように添加することが好ましい。また、OD=0.05~0.1となるように添加することがより好ましい。
(alcohol fermentation treatment)
The alcoholic fermentation treatment in the present invention refers to a process in which a mixture of soybean meal and water or the like or a saccharified mixture of soybean meal and water or the like is inoculated with microorganisms to produce ethanol by the microorganisms. . Regarding the microorganisms to be used, yeasts such as Saccharomyces cerevisiae, Shizosaccharomyces pombe, and Pichia stipitis can be used. Anything can be used, including genetically modified ones. Microorganisms that have been preserved by slant or freezing may be used, but when using Saccharomyces cerevisiae, commercially available baker's yeast may be used. When using slant- or frozen-preserved strains, it is desirable to pre-culture them in a liquid medium before use and use the pre-culture solution or the like. The liquid medium used for the pre-culture may be one suitable for culturing yeast or bacteria, such as 1% by mass yeast extract, 2% by mass peptone, and 3% by mass glucose.
In the present invention, yeast such as Saccharomyces cerevisiae is preferably used as the microorganism used for alcoholic fermentation, and yeast that can be used for solid fermentation is particularly preferable. In addition, the amount of the yeast used is a yeast suspension prepared so that the absorbance (hereinafter referred to as OD) when measured at 660 nm is 0.2, and the total reaction system (yeast (suspension) + It is preferable to add so that the amount of yeast present in the meal + added water is OD = 0.05 to 0.15. Further, it is more preferable to add so that OD=0.05 to 0.1.

(糖化処理とアルコール発酵処理を別々の工程、又は同一工程で行う場合)
本発明では、酵素や微生物、大豆ミール、水等を加えた混合物に対して、糖化処理及びアルコール発酵処理を行うが、糖化処理及びアルコール発酵処理は、別々の工程で行っても良いが(「単行複発酵」という)、同一の工程で行った方がアルコールの産出量が多くなるため、同一の工程で行う(「併行複発酵」という)のが好ましい。
なお、別々の工程で行うとは、例えば、糖化処理を行った後に、アルコール発酵処理を行うことである。
糖化処理とアルコール発酵処理を別々の工程で行う場合、糖化温度は、40~60℃で行うことが好ましく、42~58℃で行うことがより好ましく、45~55℃で行うことがさらに好ましい。一方、発酵温度は、20~40℃で行うことが好ましく、22~38℃で行うことがより好ましく、25~35℃で行うことがさらに好ましい。
また、糖化処理とアルコール発酵処理を同一の工程で行う場合、処理温度は、25~45℃で行うことが好ましく、27~43℃で行うことがより好ましく、30~40℃で行うことがさらに好ましい。
糖化処理時間及びアルコール発酵処理時間(糖化処理とアルコール発酵処理を別々の工程で行う場合はそれらの合計の処理時間)は、好ましくは4~180時間であり、より好ましくは72~180時間であり、さらに好ましくは24~180時間である。
(When performing saccharification and alcoholic fermentation in separate processes or in the same process)
In the present invention, a mixture containing enzymes, microorganisms, soybean meal, water, etc. is subjected to saccharification treatment and alcoholic fermentation treatment, but saccharification treatment and alcoholic fermentation treatment may be performed in separate steps (" It is preferable to use the same process (referred to as "multiple parallel fermentations") because the amount of alcohol produced increases when the same process is used.
In addition, performing in a separate process is performing an alcoholic fermentation process, after performing a saccharification process, for example.
When the saccharification treatment and the alcohol fermentation treatment are performed in separate steps, the saccharification temperature is preferably 40 to 60°C, more preferably 42 to 58°C, and even more preferably 45 to 55°C. On the other hand, the fermentation temperature is preferably 20 to 40°C, more preferably 22 to 38°C, even more preferably 25 to 35°C.
Further, when the saccharification treatment and the alcohol fermentation treatment are performed in the same step, the treatment temperature is preferably 25 to 45°C, more preferably 27 to 43°C, and further preferably 30 to 40°C. preferable.
The saccharification treatment time and the alcohol fermentation treatment time (the total treatment time when the saccharification treatment and the alcohol fermentation treatment are performed in separate steps) are preferably 4 to 180 hours, more preferably 72 to 180 hours. , more preferably 24 to 180 hours.

(固液分離後、乾燥及び蒸留)
大豆ミールと水を混合し糖化処理とアルコール発酵処理を行った物を、必要に応じて固液分離し、乾燥する。この結果得られるものを高蛋白質大豆ミールと言う。乾燥は乾熱乾燥、真空乾燥、凍結乾燥、スプレードライ等、該混合物の糖化処理及び/又はアルコール発酵処理した物の水分及びエタノールを蒸発させられるものであればよい。乾燥前に、水蒸気蒸留等によりエタノールを回収すれば、回収したエタノールは工業用又は燃料用として利用することができる。
本発明におけるエタノール産生量は、大豆ミール乾燥重量100gあたりから得られるエタノール産生量が3.5~10gとなることが好ましく、3.8~9gとなることがより好ましく、4~8gとなることがさらに好ましい。
前記糖化処理とアルコール発酵処理を固体発酵法で行うことが好ましい。固体発酵法を用いると、上記した固液分離は不要となり、廃液が出ないので好ましい。
(After solid-liquid separation, drying and distillation)
A mixture of soybean meal and water, subjected to saccharification treatment and alcoholic fermentation treatment, is subjected to solid-liquid separation and dried as necessary. The result is called high protein soybean meal. Drying may be dry heat drying, vacuum drying, freeze drying, spray drying, or the like, as long as the moisture and ethanol of the mixture obtained by saccharification treatment and/or alcohol fermentation treatment can be evaporated. If ethanol is recovered by steam distillation or the like before drying, the recovered ethanol can be used for industrial purposes or fuel.
The ethanol production amount in the present invention is preferably 3.5 to 10 g, more preferably 3.8 to 9 g, and 4 to 8 g per 100 g of dry weight of soybean meal. is more preferred.
It is preferable that the saccharification treatment and the alcoholic fermentation treatment are performed by a solid-state fermentation method. The use of the solid-state fermentation method eliminates the need for the above-described solid-liquid separation and is preferable because no waste liquid is generated.

(高蛋白質大豆ミール)
本発明における高蛋白質大豆ミールとは、大豆ミールを糖化処理及びアルコール発酵処理することで、原料の大豆ミールよりも粗蛋白含量が増加した高蛋白質大豆粕処理物であり、粗蛋白質含量は、高蛋白質大豆ミールの乾物中、55~65質量%であり、好ましくは55~62質量%である。
例えば、乾物中約50質量%の粗蛋白質を含む大豆ミールを原料に用いて本発明の本発明の製造を行えば、乾物中の粗蛋白質含量が約58質量%の高蛋白質大豆ミールを得ることができる。
また、例えば、乾物中約54質量%と粗蛋白質含量が多いハイプロ大豆ミールを原料に用いて本発明の本発明の製造を行えば、乾物中の粗蛋白質含量が約62質量%の高蛋白質大豆ミールを得ることができる。
また、原料の大豆ミールの粗蛋白質含量と炭水化物含量の比(粗蛋白質含量/炭水化物含量)を100とした場合に、得られる高蛋白質大豆ミールの粗蛋白質含量と炭水化物含量の比(粗蛋白質含量/炭水化物含量)は、130~160であることが好ましく、135~155であることがより好ましく、140~150であることがさらに好ましい。
本発明の製造方法において、糖化処理及びアルコール発酵処理により原料の大豆ミール中の炭水化物(粗繊維、可溶性無窒素物(澱粉、糖等))がより多く消費されるほど炭水化物の量が減少し、粗蛋白質/炭水化物の比の値が大きくなる、すなわち、高蛋白質大豆ミール中の粗蛋白質の割合が高くなる。
ここでいう粗蛋白質含有量は、ケルダール法で求めた全窒素に6.25を乗じた値を指す。
本発明の製造方法により製造された高蛋白質大豆ミールを使用した配合飼料は、飼料として問題なく使用することができる。
(high protein soybean meal)
The high-protein soybean meal in the present invention is a high-protein soybean meal processed product in which the crude protein content is increased compared to the raw material soybean meal by subjecting soybean meal to saccharification treatment and alcoholic fermentation treatment, and the crude protein content is high. It is 55 to 65% by mass, preferably 55 to 62% by mass in the dry matter of protein soybean meal.
For example, if soybean meal containing about 50% by mass of crude protein in dry matter is used as a raw material to produce the present invention, high-protein soybean meal with a crude protein content of about 58% by mass in dry matter can be obtained. can be done.
Further, for example, if the high-pro soybean meal of the present invention having a high crude protein content of about 54% by mass in the dry matter is used as a raw material to produce the present invention, high-protein soybeans with a crude protein content of about 62% by mass in the dry matter You can get meal.
Also, when the ratio of the crude protein content to the carbohydrate content of the raw material soybean meal (crude protein content / carbohydrate content) is 100, the ratio of the crude protein content to the carbohydrate content of the high protein soybean meal obtained (crude protein content / carbohydrate content) is preferably 130-160, more preferably 135-155, even more preferably 140-150.
In the production method of the present invention, the more carbohydrates (crude fiber, soluble nitrogen-free substances (starch, sugar, etc.)) in the raw material soybean meal are consumed by saccharification treatment and alcoholic fermentation treatment, the more the amount of carbohydrates is reduced, Higher values of crude protein/carbohydrate ratio, ie higher percentage of crude protein in high protein soybean meal.
The crude protein content referred to herein refers to a value obtained by multiplying the total nitrogen obtained by the Kjeldahl method by 6.25.
A mixed feed using the high-protein soybean meal produced by the production method of the present invention can be used as a feed without any problem.

(飼料)
本発明の製造により得られた高蛋白質大豆ミールは、糖分、蛋白質、アミノ酸、繊維分、ミネラル、油分、抗菌成分等を含んだ飼料原料や飼料添加物と混合して、飼料として使用することができる。
飼料原料や飼料添加物の具体例としては、とうもろこし、ソルガム、コーングルテンフィールド、コーンスターチ、米ぬか、通常の大豆ミール、ハイプロ大豆ミール、菜種ミール、糖化処理及びアルコール発酵処理をした菜種ミール、フスマ、エンバク、ミルクカゼイン、ホエー、魚粉、各種ビタミン、ビタミンミックス、ミネラルミックス、アミノ酸製剤、炭酸カルシウム、第一リン酸カルシウム、植物性油脂、動物性油脂、食塩等が挙げられる。
飼料全量を100質量%とした場合、飼料中の高蛋白質大豆ミールの含量は、0.1~30質量%であることが好ましく、0.5~20質量%であることがより好ましく、1~10質量%であることがさらに好ましい。
また、例えば、飼料原料として蛋白質源である植物ミールを使用する場合、本発明の製造により得られた高蛋白質大豆ミールをそのまま使用できるが、高蛋白質大豆ミールに、蛋白質源である通常の大豆ミール、ハイプロ大豆ミール、菜種ミール、糖化処理及びアルコール発酵処理をした菜種ミール等を混合したものも使用することができる。
高蛋白質大豆ミールを含有する飼料は、本発明の製造方法により製造した高蛋白質大豆ミールと、上述した各種飼料原料や飼料添加物とを混合することにより製造することができる。混合は、リボンミキサー、V型混合機、W型混合機等の混合機を用いて行うことができる。
(feed)
The high-protein soybean meal obtained by the production of the present invention can be mixed with feed ingredients and feed additives containing sugar, protein, amino acids, fiber, minerals, oil, antibacterial components, etc., and used as feed. can.
Specific examples of feed ingredients and feed additives include corn, sorghum, corn gluten field, corn starch, rice bran, ordinary soybean meal, high-pro soybean meal, rapeseed meal, rapeseed meal saccharified and alcohol-fermented, wheat bran, and oats. , milk casein, whey, fish meal, various vitamins, vitamin mixes, mineral mixes, amino acid preparations, calcium carbonate, monocalcium phosphate, vegetable oils and fats, animal oils and fats, salt and the like.
When the total amount of feed is 100% by mass, the content of high-protein soybean meal in the feed is preferably 0.1 to 30% by mass, more preferably 0.5 to 20% by mass, and 1 to It is more preferably 10% by mass.
Further, for example, when using plant meal as a protein source as a feed ingredient, the high protein soybean meal obtained by the production of the present invention can be used as it is. , high-pro soybean meal, rapeseed meal, rapeseed meal subjected to saccharification treatment and alcoholic fermentation treatment, etc. can also be used.
A feed containing high-protein soybean meal can be produced by mixing the high-protein soybean meal produced by the production method of the present invention with the various feed ingredients and feed additives described above. Mixing can be performed using a mixer such as a ribbon mixer, a V-type mixer, or a W-type mixer.

以下に本発明をより具体的に説明するために、実施例を示すが本発明はこれに限定されるものではない。 EXAMPLES In order to describe the present invention in more detail, examples are shown below, but the present invention is not limited to these.

<実験に使用した大豆ミール>
今回の実験では、通常の大豆ミール、及び通常の大豆ミールよりも粗蛋白質含量が高いハイプロ大豆ミールの2種類の大豆ミールを使用した。使用した大豆ミールの成分分析値を表1に示す。
<Soybean meal used in the experiment>
Two types of soybean meal were used in this experiment: regular soybean meal and high-pro soybean meal, which has a higher crude protein content than regular soybean meal. Table 1 shows the component analysis values of the soybean meal used.

Figure 2023039161000001
Figure 2023039161000001

<実施例1:大豆ミールの固体発酵法(小規模試験)>
大豆ミール又はハイプロ大豆ミールを乾燥重量として100g反応容器に入れ、表2に示した各種繊維質分解酵素(セルラーゼ)0.1質量%を添加後、酵母(Saccharomyces cerevisiae NBRC‐0203)の懸濁液を、総反応系がOD=0.1となるように添加した。その後、総反応系の水分が50質量%となるように水を加え、大豆ミール又はハイプロ大豆ミールと水との混合物約200gを得た。
これらを、オートクレーブ滅菌をせずに、37℃で7日間固体発酵を行った。
なお、酵母(Saccharomyces cerevisiae)は、Saccharomyces cerevisiae NBRC-0203を用いた。NBRC-0203は、独立行政法人製品評価技術基盤機構(NBRC)の寄託機関より分譲により得ることができる。
3日後及び7日後に固体部分を採取し、重量を測定した後、固体部分に含まれているエタノール濃度を測定した。エタノール濃度の測定の仕方は、固体部分に同量の水を添加し、1500rpmで10分間遠心分離し、その上澄みを採取した。さらに、15000rpmで10分間遠心分離し、上澄みを採取し、それを水で1000倍希釈して、エタノール分析キット(製品名:The F-kit、販売:(株)ジェイ・ケイ・インターナショナル)でエタノール濃度を測定した。その結果を表3に示す。
<Example 1: Solid-state fermentation method for soybean meal (small-scale test)>
100 g of soybean meal or high-pro soybean meal was placed in a reaction vessel as a dry weight, and after adding 0.1% by mass of various fiber-degrading enzymes (cellulase) shown in Table 2, a suspension of yeast (Saccharomyces cerevisiae NBRC-0203) was added. was added such that the total reaction system had an OD=0.1. After that, water was added so that the total water content of the reaction system was 50% by mass, and about 200 g of a mixture of soybean meal or high-pro soybean meal and water was obtained.
These were subjected to solid state fermentation at 37° C. for 7 days without autoclave sterilization.
The yeast (Saccharomyces cerevisiae) used was Saccharomyces cerevisiae NBRC-0203. NBRC-0203 can be obtained by distribution from the Depository of National Institute of Technology and Evaluation (NBRC).
After 3 days and 7 days, the solid portion was collected, weighed, and then the concentration of ethanol contained in the solid portion was measured. The ethanol concentration was measured by adding the same amount of water to the solid portion, centrifuging at 1500 rpm for 10 minutes, and collecting the supernatant. Furthermore, it is centrifuged at 15000 rpm for 10 minutes, the supernatant is collected, diluted 1000 times with water, and ethanol analysis kit (product name: The F-kit, sold by JK International Co., Ltd.) Concentration was measured. Table 3 shows the results.

Figure 2023039161000002
Figure 2023039161000002

Figure 2023039161000003
Figure 2023039161000003

表3では、繊維分解酵素として3種の酵素を用いたが、どの酵素でも十分なエタノール濃度を検出した。特に、酵素KMでは大豆ミール、ハイプロ大豆ミールの両方で高い値を検出した。酵素KMは、アクレモニウム(Acremonium)属微生物が産生するエンドグルカナーゼであり、β-グルコシダーゼ活性が高いことがこのような良い結果に影響していると考察する。そこで、繊維質分解酵素をアクレモニウム(Acremonium)属微生物が産生する、酵素KMに絞って、次の実験を行った。 In Table 3, three types of enzymes were used as fiber-degrading enzymes, and all enzymes detected a sufficient concentration of ethanol. In particular, enzyme KM detected high values in both soybean meal and high-pro soybean meal. Enzyme KM is an endoglucanase produced by Acremonium genus microorganisms, and it is considered that the high β-glucosidase activity influences such good results. Therefore, the following experiment was conducted by focusing on the enzyme KM, which is produced by Acremonium genus microorganisms, as the fiber-degrading enzyme.

<実施例2:大豆ミールの固体発酵法及び高蛋白質大豆ミールの評価(中規模試験)>
大豆ミール又はハイプロ大豆ミールを乾燥重量として1000g反応容器に入れ、表2に示した酵素KMを0.1質量%添加後、酵母(Saccharomyces cerevisiae NBRC‐0203)の懸濁液を、総反応系がOD=0.1となるように添加した。その後、総反応系の水分が50質量%となるように水を加え、大豆ミール又はハイプロ大豆ミールと水との混合物約2000gを得た。
これらを、オートクレーブ滅菌をせずに、37℃で7日間固体発酵を行った。
得られた高蛋白質大豆ミールの各種成分を分析するために、8時間、減圧加熱処理(72℃、-0.1MPa)した。その後、乾燥した高蛋白質大豆ミールを粉砕機(大阪ケミカル株式会社製、装置「Absolute mill ABS-W」)で粉砕し、分析サンプルを得た。
中規模試験における大豆ミール又はハイプロ大豆ミール乾燥重量100gあたりから得られるエタノール産生量、及び中規模試験における大豆ミール又はハイプロ大豆ミールの各成分(水分、粗蛋白質、粗脂肪、粗灰分、炭水化物(粗繊維、可溶性無窒素物))と、原料の大豆ミール又はハイプロ大豆ミールの粗蛋白質含量と炭水化物含量の比(粗蛋白質含量/炭水化物含量)を100とした場合に、得られた高蛋白質大豆ミールの粗蛋白質含量と炭水化物含量の比(粗蛋白質含量/炭水化物含量)を、表4及び表5に示す。粗蛋白質、粗脂肪、粗灰分、及び炭水化物(粗繊維と可溶性無窒素物)の含量の分析値は、乾物中の含量である。
大豆ミール乾燥重量100gあたりから得られるエタノール産生量について、実施例1に記載した分析方法と同様の方法で測定した。
また、得られた高蛋白質大豆ミールの水分は常圧加熱乾燥法、粗蛋白質はケルダール法、粗脂肪はソックスレー法、粗灰分は直接灰化法、粗繊維はろ過法、可溶性無窒素物は100から水分、粗蛋白質、粗脂肪、粗灰分、及び粗繊維を引いた値として算出した。また、炭水化物は、粗繊維と可溶性無窒素物の合計値として算出した。
<Example 2: Solid-state fermentation method for soybean meal and evaluation of high-protein soybean meal (medium-scale test)>
1000 g of soybean meal or high-pro soybean meal was placed in a reaction vessel as a dry weight, and after adding 0.1% by mass of the enzyme KM shown in Table 2, a suspension of yeast (Saccharomyces cerevisiae NBRC-0203) was added to the total reaction system. It was added so that OD=0.1. After that, water was added so that the total water content of the reaction system was 50% by mass, and about 2000 g of a mixture of soybean meal or high-pro soybean meal and water was obtained.
These were subjected to solid state fermentation at 37° C. for 7 days without autoclave sterilization.
In order to analyze various components of the obtained high-protein soybean meal, it was subjected to heat treatment under reduced pressure (72° C., −0.1 MPa) for 8 hours. After that, the dried high-protein soybean meal was pulverized with a pulverizer (manufactured by Osaka Chemical Co., Ltd., apparatus "Absolute mill ABS-W") to obtain an analysis sample.
The amount of ethanol produced per 100 g dry weight of soybean meal or high-pro soybean meal in the medium-scale test, and each component of soybean meal or high-pro soybean meal in the medium-scale test (moisture, crude protein, crude fat, crude ash, carbohydrates (crude Fiber, soluble nitrogen-free substances)) and the ratio of the crude protein content to the carbohydrate content (crude protein content / carbohydrate content) of the raw soybean meal or high-pro soybean meal is 100, the resulting high protein soybean meal The ratio of crude protein content to carbohydrate content (crude protein content/carbohydrate content) is shown in Tables 4 and 5. Analytical values for crude protein, crude fat, crude ash, and carbohydrate (crude fiber and soluble nitrogen-free) contents are in dry matter.
The amount of ethanol produced per 100 g of dry weight of soybean meal was measured by the same analytical method as described in Example 1.
The water content of the obtained high-protein soybean meal was determined by normal pressure heating and drying, the crude protein was determined by the Kjeldahl method, the crude fat was determined by the Soxhlet method, the crude ash was determined by direct incineration, the crude fiber was determined by filtration, and the soluble nitrogen-free substances were determined by 100%. It was calculated as a value obtained by subtracting moisture, crude protein, crude fat, crude ash, and crude fiber from the Carbohydrates were calculated as the sum of crude fiber and soluble nitrogen-free substances.

Figure 2023039161000004
Figure 2023039161000004

Figure 2023039161000005
Figure 2023039161000005

<比較例1:菜種ミールの固体発酵法(中規模試験)>
大豆ミールではなく、菜種ミールを乾燥重量として3000g反応容器に入れ、表2に示した酵素KMを0.1質量%添加後、酵母(Saccharomyces cerevisiae NBRC‐0203)の懸濁液を、総反応系がOD=0.1となるように添加した。その後、総反応系の水分が50質量%となるように水を加え、菜種ミールと水との混合物約6000gを得た。
これらを、オートクレーブ滅菌をせずに、37℃で7日間固体発酵を行った。
菜種ミール乾燥重量100gあたりから得られるエタノール産生量について、実施例1に記載した分析方法と同様の方法で測定した。また、発酵後の菜種ミールの各成分分析値、及び粗蛋白質含量/炭水化物含量の比を、実施例2に記載した分析方法と同様の方法で測定した。これらの分析結果を表6に示す。
<Comparative Example 1: Solid Fermentation Method for Rapeseed Meal (Medium Scale Test)>
Instead of soybean meal, 3000 g of rapeseed meal as a dry weight was placed in a reaction vessel, and 0.1% by mass of enzyme KM shown in Table 2 was added. was added so that OD=0.1. After that, water was added so that the total water content of the reaction system was 50% by mass, and about 6000 g of a mixture of rapeseed meal and water was obtained.
These were subjected to solid state fermentation at 37° C. for 7 days without autoclave sterilization.
The amount of ethanol produced per 100 g dry weight of rapeseed meal was measured by the same analytical method as described in Example 1. Further, the analytical values of each component of the rapeseed meal after fermentation and the ratio of crude protein content/carbohydrate content were measured by the same analytical method as described in Example 2. These analysis results are shown in Table 6.

Figure 2023039161000006
Figure 2023039161000006

表4、表5からわかるように、大豆ミール又はハイプロ大豆ミール乾燥重量100gあたりから得られるエタノール産生量が、5.2~6.7gとなるようにエタノールを産生した。この結果から、中規模試験であっても、小規模試験と同等以上のエタノールを産生できることがわかった。
また、表4、表5からわかるように、発酵前と発酵後の大豆ミールの粗蛋白質含量は、50.03質量%から58.16質量%に、ハイプロ大豆ミールの粗蛋白質含量は、54.31質量%から61.50質量%に向上した。これは、発酵により大豆ミール又はハイプロ大豆ミールの炭水化物(粗繊維、可溶性無窒素物(澱粉、糖等))がエタノールに変換されたことで、相対的に、大豆ミール又はハイプロ大豆ミールに含まれる粗蛋白質含量が向上したことを示している。
一方、発酵前と発酵後の大豆ミールの炭水化物含量は、40.61質量%から31.33質量%に、ハイプロ大豆ミールの炭水化物含量は、36.56質量%から28.67質量%に低下した。これは、発酵により大豆ミール又はハイプロ大豆ミールの炭水化物(粗繊維、可溶性無窒素物(澱粉、糖等))がエタノールに変換されたことを示している。
また、発酵7日目の粗蛋白質含量と炭水化物含量の比を100とした場合の高蛋白質大豆ミールの粗蛋白質含量と炭水化物含量の比は、大豆ミールでは150.7に、ハイプロ大豆ミールでは144.4となった。これは、糖化処理及びアルコール発酵処理により原料の大豆ミール中の炭水化物(粗繊維、可溶性無窒素物(澱粉、糖等))が消費された結果、炭水化物の量が減少し、粗蛋白質/炭水化物の比が大きくなったと考えられる。
また、発酵7日目の粗蛋白質含量と炭水化物含量の比を100とした場合の糖化処理及びアルコール発酵処理をした菜種ミールの粗蛋白質含量と炭水化物含量の比は、126.8であった(表6)。
今回、炭水化物(粗繊維、可溶性無窒素物(澱粉、糖等))の分析値を見てみると、原料大豆ミールは40.61質量%、原料ハイプロ大豆ミールは36.56質量%で、原料菜種ミールは46.00質量%と各原料大豆ミールよりも多かった。したがって、原料菜種ミールの方が発酵基質となる炭水化物(粗繊維、可溶性無窒素物(澱粉、糖等))が多いので,
原料大豆ミールよりも、より多くの炭水化物(粗繊維、可溶性無窒素物(澱粉、糖等))が消費され、その結果、蛋白質含量が高くなり、粗蛋白質含量と炭水化物含量の比が大きくなると予想していた。
しかし、予想に反して、炭水化物(粗繊維、可溶性無窒素物(澱粉、糖等))が少ない大豆ミールを原料に使用した方が、粗蛋白質含量と炭水化物含量の比が大きくなった。つまり、発酵基質である炭水化物含量が、大豆ミールよりも菜種ミールの方が多いことに留意すると予想外な結果であった。
今回の実験から、大豆ミール又はハイプロ大豆ミールを原料に使用して糖化処理とアルコール発酵処理を行うことで、菜種ミールを原料に使用した場合よりも、粗蛋白質含量の割合をより高められることがわかった。
As can be seen from Tables 4 and 5, ethanol was produced so that the amount of ethanol produced per 100 g dry weight of soybean meal or high-pro soybean meal was 5.2 to 6.7 g. From this result, it was found that even the medium-scale test can produce ethanol equal to or greater than that of the small-scale test.
Further, as can be seen from Tables 4 and 5, the crude protein content of soybean meal before and after fermentation decreased from 50.03% by mass to 58.16% by mass, and the crude protein content of Hypro soybean meal decreased from 54% by mass to 54% by mass. It improved from 31 mass % to 61.50 mass %. This is due to the conversion of carbohydrates (crude fiber, soluble nitrogen-free substances (starch, sugars, etc.)) in soybean meal or high-pro soybean meal to ethanol by fermentation, which is relatively contained in soybean meal or high-pro soybean meal. It shows that the crude protein content was improved.
On the other hand, the carbohydrate content of soybean meal before and after fermentation decreased from 40.61% to 31.33% by mass, and the carbohydrate content of HyPro soybean meal decreased from 36.56% to 28.67% by mass. . This indicates that fermentation has converted the carbohydrates (crude fiber, soluble nitrogen-free substances (starch, sugars, etc.)) of soybean meal or high-pro soybean meal to ethanol.
Also, when the ratio of crude protein content to carbohydrate content on the 7th day of fermentation is taken as 100, the ratio of crude protein content to carbohydrate content of high protein soybean meal was 150.7 for soybean meal and 144.0 for high-pro soybean meal. became 4. This is because carbohydrates (crude fiber, soluble nitrogen-free substances (starch, sugar, etc.)) in the raw material soybean meal are consumed by saccharification and alcoholic fermentation, resulting in a decrease in the amount of carbohydrates and a decrease in crude protein/carbohydrate content. It is thought that the ratio has increased.
In addition, the ratio of crude protein content to carbohydrate content of rapeseed meal subjected to saccharification treatment and alcoholic fermentation treatment was 126.8 when the ratio of crude protein content to carbohydrate content on the 7th day of fermentation was 100 (Table 6).
Looking at the analysis values of carbohydrates (crude fiber, soluble nitrogen-free substances (starch, sugar, etc.)) this time, the raw material soybean meal was 40.61% by mass, and the raw material high-pro soybean meal was 36.56% by mass. Rapeseed meal was 46.00% by mass, which was higher than each raw material soybean meal. Therefore, raw rapeseed meal contains more carbohydrates (crude fiber, soluble nitrogen-free substances (starch, sugar, etc.)), which are fermentation substrates.
Expected to consume more carbohydrates (crude fiber, soluble nitrogen-free (starches, sugars, etc.)) than raw soybean meal, resulting in higher protein content and higher ratio of crude protein content to carbohydrate content. Was.
However, contrary to expectations, the ratio of crude protein content to carbohydrate content was higher when soybean meal containing less carbohydrates (crude fiber, soluble nitrogen-free substances (starch, sugar, etc.)) was used as the raw material. In other words, it was an unexpected result considering that the carbohydrate content of rapeseed meal was higher than that of soybean meal, which is the fermentation substrate.
From this experiment, by using soybean meal or high-pro soybean meal as a raw material and performing saccharification treatment and alcoholic fermentation treatment, it was possible to increase the ratio of crude protein content more than when rapeseed meal was used as a raw material. have understood.

<実施例3:繊維質分解酵素の添加量を変えた大豆ミールの固体発酵法(小規模試験)>
大豆ミール又はハイプロ大豆ミールを乾燥重量として100g反応容器に入れ、表2に示した酵素KMを0.01~5.0質量%の範囲で添加後、酵母(Saccharomyces cerevisiae NBRC‐0203)の懸濁液を、総反応系がOD=0.1となるように添加した。その後、総反応系の水分が50質量%となるように水を加え、大豆ミール又はハイプロ大豆ミールと水との混合物約200gを得た。
これらを、オートクレーブ滅菌をせずに、37℃で7日間固体発酵を行った。
大豆ミール乾燥重量100gあたりから得られるエタノール産生量について、実施例1に記載した分析方法と同様の方法で測定した。結果を表7に示す。
<Example 3: Solid-state fermentation method for soybean meal with varying amounts of fiber-degrading enzyme added (small-scale test)>
100 g of soybean meal or high-pro soybean meal was placed in a reaction vessel as a dry weight, and after adding the enzyme KM shown in Table 2 in the range of 0.01 to 5.0% by mass, yeast (Saccharomyces cerevisiae NBRC-0203) was suspended. Liquids were added such that the total reaction system had an OD=0.1. After that, water was added so that the total water content of the reaction system was 50% by mass, and about 200 g of a mixture of soybean meal or high-pro soybean meal and water was obtained.
These were subjected to solid state fermentation at 37° C. for 7 days without autoclave sterilization.
The amount of ethanol produced per 100 g of dry weight of soybean meal was measured by the same analytical method as described in Example 1. Table 7 shows the results.

Figure 2023039161000007
Figure 2023039161000007

表7の結果から、酵素添加量が多いほど、大豆ミール乾燥重量100gあたりから得られるエタノール産生量が多くなる傾向がみられた。 From the results in Table 7, there was a tendency that the greater the amount of enzyme added, the greater the amount of ethanol produced per 100 g of dry weight of soybean meal.

<比較例2:糖化処理とアルコール発酵処理を別々に行った試験(小規模試験)>
大豆ミール又はハイプロ大豆ミールを乾燥重量として100g反応容器に入れ、表2に示した酵素KM0.1質量%を添加し、その後、総反応系の水分が50質量%となるように水を加え、大豆ミール又はハイプロ大豆ミールと水との混合物約200gを得た。
これらを、オートクレーブ滅菌をせずに、50℃で3日間糖化処理を行った。
その後、酵母(Saccharomyces cerevisiae NBRC‐0203)の懸濁液を総反応系がOD=0.1となるように添加し、37℃で3日間アルコール発酵処理を行った。
大豆ミール乾燥重量100gあたりから得られるエタノール産生量について、実施例1に記載した分析方法と同様の方法で測定した。結果を表8に示す。
<Comparative Example 2: Test in which saccharification treatment and alcoholic fermentation treatment were performed separately (small-scale test)>
Put 100 g of soybean meal or high-pro soybean meal as a dry weight in a reaction vessel, add 0.1% by mass of the enzyme KM shown in Table 2, and then add water so that the total water content of the reaction system is 50% by mass. About 200 g of a mixture of soybean meal or hypro soybean meal and water was obtained.
These were subjected to saccharification treatment at 50° C. for 3 days without autoclave sterilization.
Thereafter, a suspension of yeast (Saccharomyces cerevisiae NBRC-0203) was added so that the total reaction system had an OD of 0.1, and alcoholic fermentation was performed at 37° C. for 3 days.
The amount of ethanol produced per 100 g of dry weight of soybean meal was measured by the same analytical method as described in Example 1. Table 8 shows the results.

Figure 2023039161000008
Figure 2023039161000008

表4によると酵素KMの至適温度である50℃で糖化処理を行い、その後発酵処理を行ったが、表3に示した実施例1のエタノール生成量(原料大豆ミール:4.17g、原料ハイプロ大豆ミール:4.05g)よりもエタノール産生量は低かった。これより、糖化処理と発酵処理を別々に行う方法よりも糖化処理と発酵処理を同時に行う併行複発酵の方が、エタノール産生効率が良いことがわかった。 According to Table 4, the saccharification treatment was performed at 50 ° C., which is the optimum temperature for the enzyme KM, and then the fermentation treatment was performed. Hypro soybean meal: 4.05 g) yielded less ethanol. From this, it was found that the parallel multiple fermentation in which the saccharification treatment and the fermentation treatment are performed simultaneously has higher ethanol production efficiency than the method in which the saccharification treatment and the fermentation treatment are performed separately.

<実施例4:種々の酵母による大豆ミールのエタノール固体発酵法(小規模試験)>
大豆ミール又はハイプロ大豆ミールを乾燥重量として100g反応容器に入れ、表2に示した酵素KMを0.1質量%添加後、表9に示した各種酵母の懸濁液を、総反応系がOD=0.1となるように添加した。その後、総反応系の水分が50質量%となるように水を加え、大豆ミール又はハイプロ大豆ミールと水との混合物約200gを得た。
これらを、オートクレーブ滅菌をせずに、37℃で7日間固体発酵を行った。
大豆ミール乾燥重量100gあたりから得られるエタノール産生量について、実施例1に記載した分析方法と同様の方法で測定した。その結果を表9に示す。
<Example 4: Ethanol solid-state fermentation method of soybean meal with various yeasts (small-scale test)>
100 g of soybean meal or high-pro soybean meal in terms of dry weight was placed in a reaction vessel, and after adding 0.1% by mass of the enzyme KM shown in Table 2, suspensions of various yeasts shown in Table 9 were added to the reaction vessel so that the total reaction system was OD. = 0.1. After that, water was added so that the total water content of the reaction system was 50% by mass, and about 200 g of a mixture of soybean meal or high-pro soybean meal and water was obtained.
These were subjected to solid state fermentation at 37° C. for 7 days without autoclave sterilization.
The amount of ethanol produced per 100 g of dry weight of soybean meal was measured by the same analytical method as described in Example 1. Table 9 shows the results.

Figure 2023039161000009
Figure 2023039161000009

Figure 2023039161000010
Figure 2023039161000010

表10の結果から、酵母の菌株を変えても同程度の量のエタノールを産生することがわかった。 From the results in Table 10, it was found that the same amount of ethanol was produced even when the yeast strain was changed.

Claims (9)

大豆ミールと水を混合し、得られた混合物に糖化処理とアルコール発酵処理を行い、前記糖化処理のためにセルラーゼを添加し、前記アルコール発酵処理のために微生物を添加することを特徴とする、高蛋白質大豆ミールの製造方法。 Soybean meal and water are mixed, the resulting mixture is subjected to saccharification treatment and alcoholic fermentation treatment, cellulase is added for the saccharification treatment, and microorganisms are added for the alcoholic fermentation treatment. A method for producing a high protein soybean meal. 前記糖化処理と前記アルコール発酵処理を同一工程で行うことを特徴とする、請求項1に記載の製造方法。 2. The production method according to claim 1, wherein the saccharification treatment and the alcoholic fermentation treatment are performed in the same step. 原料の大豆ミールの粗蛋白質含量と炭水化物含量の比(粗蛋白質含量/炭水化物含量)を100とした場合に、得られる高蛋白質大豆ミールの粗蛋白質含量と炭水化物含量の比(粗蛋白質含量/炭水化物含量)が、130~160であることを特徴とする請求項1又は2に記載の高蛋白質大豆ミールの製造方法。 When the ratio of the crude protein content to the carbohydrate content of the raw material soybean meal (crude protein content / carbohydrate content) is 100, the ratio of the crude protein content to the carbohydrate content of the high protein soybean meal obtained (crude protein content / carbohydrate content ) is 130-160. 前記糖化処理及び/又はアルコール発酵処理を行う前に、大豆ミールと水の混合物を滅菌処理しないことを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載の高蛋白質大豆ミールの製造方法。 The method for producing high-protein soybean meal according to any one of claims 1 to 3, wherein the mixture of soybean meal and water is not sterilized before the saccharification treatment and/or alcoholic fermentation treatment. . 前記アルコール発酵処理において、大豆ミール乾燥重量100gあたりから得られるエタノール産生量が3.5~10gであることを特徴とする、請求項1~4のいずれか1項に記載の高蛋白質大豆ミールの製造方法。 5. The high-protein soybean meal according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the amount of ethanol produced per 100 g of dry weight of soybean meal is 3.5 to 10 g in the alcoholic fermentation treatment. Production method. 前記該糖化処理と前記アルコール発酵処理を固体発酵法で行うことを特徴とする、請求項1~5のいずれか1項に記載の高蛋白質大豆ミールの製造方法。 The method for producing high-protein soybean meal according to any one of claims 1 to 5, wherein said saccharification treatment and said alcoholic fermentation treatment are performed by a solid-state fermentation method. 前記糖化処理と前記アルコール発酵処理を行う反応系において、水の量が40~60質量%であることを特徴とする、請求項1~6のいずれか1項に記載の高蛋白質大豆ミールの製造方法。 Production of the high protein soybean meal according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the amount of water is 40 to 60% by mass in the reaction system in which the saccharification treatment and the alcoholic fermentation treatment are performed. Method. 前記同一工程を25~45℃で行うことを特徴とする、請求項1~7のいずれか1項に記載の高蛋白質大豆ミールの製造方法。 A process for producing high protein soybean meal according to any one of claims 1 to 7, characterized in that said same step is carried out at 25-45°C. 請求項1~8のいずれか1項に記載の高蛋白質大豆ミールの製造方法で製造された高蛋白質大豆ミールを含有する飼料。 A feed containing high-protein soybean meal produced by the method for producing high-protein soybean meal according to any one of claims 1 to 8.
JP2021146189A 2021-09-08 2021-09-08 Method for producing high-protein soybean meal Pending JP2023039161A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021146189A JP2023039161A (en) 2021-09-08 2021-09-08 Method for producing high-protein soybean meal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021146189A JP2023039161A (en) 2021-09-08 2021-09-08 Method for producing high-protein soybean meal

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023039161A true JP2023039161A (en) 2023-03-20

Family

ID=85600367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021146189A Pending JP2023039161A (en) 2021-09-08 2021-09-08 Method for producing high-protein soybean meal

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2023039161A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11078500B2 (en) Method for the simultaneous production of ethanol and a fermented, solid product
Kapoor et al. Bioprocesses for enzyme production using agro-industrial wastes: technical challenges and commercialization potential
US11553726B2 (en) Fractionated stillage separation
Ezekiel et al. Protein enrichment of cassava peel by submerged fermentation with Trichoderma viride (ATCC 36316)
MX2011009745A (en) Compositions and methods for conversion of lignocellulosic material to fermentable sugars and products produced therefrom.
Zhang et al. Improved treatment and utilization of rice straw by Coprinopsis cinerea
Efeovbokhan et al. Production of bioethanol from hybrid cassava pulp and peel using microbial and acid hydrolysis
CN111345395A (en) Production method of fiber-containing ruminant fermented feed
Juodeikiene et al. Bioconversion of agro‐industrial by‐products to lactic acid using Lactobacillus sakei and two Pediococcus spp. strains
JP5601763B2 (en) A method for producing a high protein, low glucosinolate rapeseed meal.
US20220248714A1 (en) Single cell protein process and product- oxygen free
JP2023039161A (en) Method for producing high-protein soybean meal
Paranthaman et al. Optimization of fermentation conditions for production of tannase enzyme by Aspergillus oryzae using sugarcane baggasse and rice straw
Kasperski Bioconversion of steam-pretreated sugarcane bagasse to single-cell protein
JP2021137001A (en) High protein rapeseed meal producing method
Pérez-Rodríguez et al. Use of Aspergillus niger Extracts Obtained by Solid-State Fermentation
RU2791226C1 (en) Method for obtaining fodder concentrate
Ward et al. Single cell protein from horticultural and related food processing wastes
Karimi et al. Evaluating the Potential of Three Fungal Biomass Grown on Diluted Thin Stillage as Potential Fish Feed Ingredient
Vendruscolo et al. Apple pomace: source of value added products
NZ622442B2 (en) Method for the simultaneous production of ethanol and a fermented, solid product