JP2023095480A - 酵母処理方法、酵母処理物、及び組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】酵母細胞壁のβ－グルカンを含む層を外層と内層とから脱離させる酵母処理方法と、この酵母処理方法により得られる酵母処理物及び組成物とを提供する。【解決手段】酵母処理方法は、混合工程Ｓ１と、含水工程Ｓ２ａと、接触処理工程Ｓ３と、超音波処理工程Ｓ６とを有する。混合工程Ｓ１は、酵母と酵母の成分との少なくともいずれか一方の酵母原料１１と、珪質頁岩１５とを混合して混合物とする。含水工程Ｓ２ａは、混合物に水を含ませる。接触処理工程Ｓ３は、含水した混合物に、過熱水蒸気を接触させる。超音波処理工程Ｓ６は、接触処理工程Ｓ３を経た混合物に水を加えてから、超音波処理を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、酵母処理方法、酵母処理物、及び組成物に関する。

ビール工場等で利用された酵母（廃酵母）の多くは廃棄されており、その利用を図るために、例えば特許文献１には、酵母、酵母の抽出物、又は酵母の細胞壁と、リン酸及びカリウムとの混合物を水熱反応処理して得られる還元性肥料が開示されている。また、特許文献２には、酵母又は酵母の成分に、過熱水蒸気処理を施すことにより得られた微生物材料過熱水蒸気処理物と、過熱水蒸気処理を施していない酵母又は酵母の成分とを含む土壌混合用微生物由来還元性混合物が開示されている。特許文献１には、還元性肥料がさらに珪藻土を含有することが記載され、特許文献２にも同様に、土壌混合用微生物由来還元性混合物がさらに珪藻土を含有することが記載されている。

また、酵母細胞壁のβ－グルカンは疎水性であり、ヒト免疫賦活活性を示すことが知られており、その他の作用や機能の発見次第では種々の用途が期待される。酵母細胞壁のβ－グルカンは、工業的には、酵母細胞壁を次亜塩素酸で処理することにより、酵母細胞壁のうちの外層の主成分であるα－ガラクトマンノプロテイン（α－ｇａｌａｃｔｏｍａｎｎｏｐｒｏｔｅｉｎ）を分解し、β－グルカンを含む層の内側にある内層を還元性溶媒中の超音波処理で剥離して除去する等の方法で得られる。

国際公開第２０１３／０９４２３５号 国際公開第２０１３／０８４８２２号

しかしながら、特許文献１及び特許文献２の方法によると、酵母細胞壁の外層と内層との、β－グルカンを含む層からの脱離が十分ではない。また、次亜塩素酸等を用いるようないわゆる化学的処理方法は、外層及び内層を確実に脱離させようとすると、β－グルカンを含む層において架橋している側鎖が分解する等により、β－グルカンの立体構造や疎水性が変化してしまう。

そこで、本発明は、酵母細胞壁のβ－グルカンを含む層を外層と内層とから脱離させる酵母処理方法と、この酵母処理方法により得られる酵母処理物及び組成物とを提供することを目的とする。

本発明の酵母処理方法は、混合工程と、含水工程と、接触処理工程と、超音波処理工程とを有する。混合工程は、酵母と酵母の成分との少なくともいずれか一方の酵母原料と、珪質頁岩とを混合して混合物とする。含水工程は、混合物に水を含ませる。接触処理工程は、含水した混合物に、過熱水蒸気を接触させる。超音波処理工程は、接触処理工程を経た混合物に水を加えてから、超音波処理を行う。

混合物を塊状に成形する成形工程を接触処理工程の前に有し、塊状の混合物を接触処理工程に供することが好ましい。

混合物を凍結する凍結処理工程を接触処理工程の前に有し、凍結状態または凍結後に解凍した混合物を接触処理工程に供することが好ましい。

本発明の酵母処理物は、酵母原料と珪質頁岩との混合物に水を含ませた後に、過熱水蒸気を接触させ、前記過熱水蒸気の接触の後に、水を加えた状態で超音波処理を施されて得られ、酵母原料は酵母と酵母の成分との少なくともいずれか一方である。

本発明の組成物は、複数の第１微粒子と、複数の第２微粒子と、複数の第３微粒子とを備える。第１微粒子は、酵母細胞壁由来のβ－グルカンで構成される。第２微粒子は、酵母細胞壁由来のα－ガラクトマンノプロテインを含有する。第３微粒子は、酵母細胞壁を有する酵母の細胞膜由来のものである。

本発明の酵母処理方法によると、酵母細胞壁のβ－グルカンを含む層から外層と内層が脱離した酵母処理物及び組成物が得られる。

実施形態である酵母の処理方法のフロー図である。 超音波の印加前の混合物をサフラニン染色した光学顕微鏡の画像写真である。 超音波の印加前の混合物をメチレンブルー染色した光学顕微鏡の画像写真である。 超音波処理工程を経た混合物をサフラニン染色した光学顕微鏡の画像写真である。 超音波処理工程を経た混合物をメチレンブルー染色した光学顕微鏡の画像写真である。 原料である珪質頁岩の細孔分布曲線のグラフである。 酵母処理設備の説明図である。 接触処理装置の概略斜視図である。 供給管の配置の説明図である。 別の実施形態である接触処理装置の概略図である。

本発明の一実施形態である酵母処理方法は、図１に示すように、酵母原料１１を処理して酵母処理物１３とする。得られる酵母処理物１３は、例えば農作物の栽培に用いる農業資材として用いることができる。農業資材は組成物であり、例えば、農作物の収穫量を向上させる生育促進組成物である。したがって、この酵母処理方法は、農業資材製造方法、及び、生育促進組成物製造方法でもある。

酵母原料１１は、酵母と、酵母の成分との少なくともいずれかである。酵母原料１１は、酵母と酵母の成分との少なくともいずれか一方で構成されていてもよいし、また、両方で構成されていてもよい。酵母は、酵母処理物１３を製造するために培養されたものでもよいし、ビール、清酒等の製造に用いられた後に、これらの製造設備から排出された利用済のものでもよい。酵母の成分は例えば酵母細胞壁であり、酵母細胞壁は、酵母エキスを抽出した残渣、または、脱核処理して得られたものである。酵母としては、例えば、ビール酵母、トルラ酵母等の種々の酵母を用いることができ、未乾燥のものでもよいし、乾燥したいわゆる乾燥酵母でもよい。酵母の成分についても同様に、未乾燥のものでもよいし、乾燥したものでもよい。

酵母処理方法は、混合工程Ｓ１と、予備工程Ｓ２と、接触処理工程Ｓ３と、超音波処理工程Ｓ６とをこの順に有する。予備工程Ｓ２は、含水工程Ｓ２ａを有し、成形工程Ｓ２ｂと凍結処理工程Ｓ２ｃとの少なくともいずれか一方をさらに有することが好ましく、本例では成形工程Ｓ２ｂと凍結処理工程Ｓ２ｃとの両方を有する。本例の予備工程Ｓ２は、図１に示すように、含水工程Ｓ２ａ、成形工程Ｓ２ｂ、凍結処理工程Ｓ２ｃをこの順で有するが、成形工程Ｓ２ｂは含水工程Ｓ２ａと並行、すなわち、含水工程Ｓ２ａと成形工程Ｓ２ｂとを同時に行う態様でもよい。

混合工程Ｓ１は、酵母原料１１と珪質頁岩１５とを混合して混合物１７とする。珪質頁岩１５は、後工程である成形工程Ｓ２ｂにおいて成形しやすくする目的、及び、接触処理工程Ｓ３における高熱下で酵母原料１１のメイラード反応を抑制する目的で、酵母原料１１に混合する。混合工程Ｓ１では、酵母原料１１と珪質頁岩１５とが均一に混ざった状態になるまで例えば攪拌してもよいが、混合工程Ｓ１の後の予備工程Ｓ２中、及び／または、予備工程Ｓ２を経た混合物１７を接触処理工程Ｓ３に供する際に、均一に混ざる場合もあるので、そのような場合には混合工程Ｓ１において必ずしも均一になるまで攪拌する必要はない。このように、酵母原料１１と珪質頁岩１５とは、接触処理工程Ｓ３の開始までに均一に混ざった状態にすればよい。

混合工程Ｓ１で酵母原料１１に混合する珪質頁岩１５の体積Ｖ１５は特に限定されないが、酵母原料１１の体積をＶ１１とするときに、Ｖ１１×０．１以上Ｖ１１×０．５以下の範囲内の体積Ｖ１５の珪質頁岩１５を酵母原料１１に混合することが好ましい。珪質頁岩１５の体積Ｖ１５及び酵母原料１１の体積Ｖ１１は、粒間の空隙の体積を含んだいわゆる見かけの体積である。体積Ｖ１５をＶ１１×０．１以上とすることにより、後工程（本例では次工程）である含水工程Ｓ２ａにおいて、混合物１７の含水率を十分に確保することができる。一方、体積Ｖ１５がＶ１１×０．５以下である場合も同様に、Ｖ１１×０．５よりも高い場合に比べて、含水工程Ｓ２ａにより混合物１７の含水率が高くなりやすい。これは、酵母原料１１の含水率の上限が概ね１．５以上１．７以下の範囲内である一方、珪質頁岩１５の含水率の上限が概ね０．３９であるために、酵母原料１１に対する珪質頁岩１５の体積比率が一定量を超える等、過度に高い場合には、混合物１１としての含水率を抑制してしまうからと考えられる。

本例では珪質頁岩１５として微粒子である珪質頁岩を用いており、これにより、得られる酵母処理物１３は、極めて小さな微粒子を含むものとして得られる。なお、珪質頁岩１５の詳細については後述する。

含水工程Ｓ２ａは、後工程である接触処理工程Ｓ３において層間剥離を確実に起こさせるためのものである。層間剥離は、酵母細胞壁のβ－グルカンで形成されている層（以下、β－グルカン層と称する）と、β－グルカン層よりも外側の外層とβ－グルカン層との剥離、及び、β－グルカン層とこのβ－グルカン層よりも内側の内層との剥離である。含水工程Ｓ２ａは、混合物１７に水を含ませ、含水した混合物１７を得る。これにより、接触処理工程Ｓ３において吸熱反応が、酵母細胞壁の層間剥離を生じさせる程度に、確実に起こる。また、混合物１７を含水した状態、特に、珪質頁岩１５を含水した状態にして接触処理工程Ｓ３に混合物１７を供することにより、接触処理工程Ｓ３で酵母原料１１におけるメイラード反応が抑制される。なお、接触処理工程Ｓ３で生じさせる層間剥離は、酵母細胞壁の複層構造を維持しつつ層と層とを剥がすものであり、剥がれていない箇所が部分的にあってもよい。一方、含水工程Ｓ２ａを実施せずに混合物１７を接触処理工程Ｓ３に供した場合には、水分量が少なすぎて、上記のような層間剥離は生じず、また、酵母原料１１にてメイラード反応が起こる。なお、酵母細胞壁のβ－グルカンは、疎水性のβ－１，３－グルカンの主鎖に、親水性（可溶性）のβ－１，６－グルカンが結合し、三次元の螺旋構造を有する。

含水工程Ｓ２ａは、混合物１７の含水率が少なくとも４０％、すなわち４０％以上になるように混合物１７に含水させることが好ましい。これにより、後工程である接触処理工程Ｓ３において、吸熱反応が継続する時間がより長く確保される。その結果、層間剥離がより確実になる。これらの層間剥離をさらに確実にする観点で、含水工程Ｓ２ａは、より好ましくは含水率が少なくとも５０％になるように、さらに好ましくは含水率が少なくとも６０％になるように、混合物１７に含水させる。含水率（単位：％）は、含水させた混合物１７からサンプリングしたサンプルの質量をＷｂ、サンプルを減圧乾燥機で乾燥させた乾燥サンプルの質量をＷａとするときに、｛（Ｗｂ－Ｗａ）／Ｗｂ｝×１００で求める百分率である。本例ではサンプルを十分に乾燥させる条件として、減圧乾燥機における乾燥処理時間を２４時間とし、温度は２５℃以上３５℃以下の範囲内としている。

水は、特に限定されず、本例では酵母処理物１３を農業資材に用いること、及びヒト免疫賦活活性用途等の種々の展開を考慮して、ヒトが飲料として摂取できる程度の清浄度のものを使用しており、例えば水道水や脱イオン水を用いている。水としてのその他のものとしては、蒸留水、イオン交換水、ＲＯ（逆浸透）膜により精製されたＲＯ水等が挙げられる。

成形工程Ｓ２ｂは、含水した混合物１７を塊状に成形する。成形工程Ｓ２ｂは、接触処理工程Ｓ３の前に行われ、これにより、本例では、塊状の混合物１７を接触処理工程Ｓ３に供しており、混合物１７は酵母原料１１に珪質頁岩１５が加えられているので塊状に成形されやすい成形は、後の接触処理工程Ｓ３で用いた後述のメッシュ部材５８ａ（図８）の網目から落下しないために行っている。そのため、個々の塊の大きさはメッシュ部材５８ａの網目を通過しない大きさであればよく、塊ごとに異なる大きさでもよい。本例では、概ね２ｃｍ以上４ｃｍ以下の径の塊状とする場合や、０．５ｍｍ程度の径の塊状にする場合があり、形も大きさ同様に定まったものではなく、角柱形状、円柱形状、錐台形状などが混在したものとしている。また、メッシュ部材５８ａのような網目がない例えば平板の上に混合物１７を載置して接触処理工程Ｓ３を実施する場合には、成形工程Ｓ２ｂは実施しなくてもよい。

凍結処理工程Ｓ２ｃは、接触処理工程Ｓ３での層間剥離をより確実に生じさせるためのものである。凍結処理工程Ｓ２ｃは、接触処理工程Ｓ３の前に、含水した混合物１７を凍結する。酵母細胞壁を構成するβ－グルカン層と外層内層とは、構成する物質が互いに異なることから、凍結に要する時間が互いに異なる。これにより、接触処理工程Ｓ３において、層間剥離がより確実に生じる。なお、この作用は、凍結の過程を経ることで得られるから、接触処理工程Ｓ３には、混合物１７を凍結した状態のまま供してもよいし、解凍した後に供してもよい。このように、混合物１７を凍結した場合には、凍結状態または凍結後に解凍した混合物１７を接触処理工程Ｓ３に供する。

接触処理工程Ｓ３は、含水した混合物１７に、過熱水蒸気を接触させる。上記の通り、含水した混合物１７は、凍結処理工程Ｓ２ｃを経ていないもの、凍結状態のもの、凍結後に解凍されたもののいずれでもよい。この接触処理工程Ｓ３により、含水している混合物１７において吸熱反応が確実に生じ、酵母細胞壁に層間剥離が生じる。混合物１７は水を含んでおり、混合物１７を構成する珪質頁岩１５にも水が含まれているので、接触処理工程Ｓ３において高熱下にされても混合物１７を構成する酵母原料１１におけるメイラード反応が抑制される。接触処理工程Ｓ３の詳細については、別の図面を用いて後述する。

この例の酵母処理方法は、接触処理工程Ｓ３の次工程を超音波処理工程Ｓ６としているが、接触処理工程Ｓ３の次工程として、接触処理工程Ｓ３を経た混合物１７を乾燥する乾燥工程（図示無し）を有してもよい。この乾燥工程は、接触処理工程Ｓ３によって高温になった混合物１７を、結露を抑制するように室温（２５℃）にまで降温してから、または降温しながら、乾燥することがこのましく、減圧乾燥機を用いることができる。このように乾燥することにより微生物による汚染が抑制され、乾燥工程により乾燥された混合物１７は、長期の保存が可能である。保存する場合には、密閉包装（真空包装など）することが好ましい。

超音波処理工程Ｓ６は、接触処理工程Ｓ３の後工程であり、外層と内層とをβ－グルカン層とから脱離するためのものである。超音波処理工程Ｓ６は、接触処理工程Ｓ３を経た混合物１７に、混合物１７が浸る程度の水を加えてから超音波処理を行う。これにより、接触処理工程Ｓ３で層間剥離していた酵母細胞壁は、外層とβ－グルカン層と内層との各層間で分離する。このようにして、β－グルカン層から外層と内層とが脱離する。この超音波処理工程Ｓ６により、酵母細胞壁由来のβ－グルカンで構成される複数の第１微粒子と、細胞壁由来のα－ガラクトマンノプロテインを含有する複数の第２微粒子と、酵母細胞壁を備える酵母の細胞膜由来の複数の第３微粒子と、珪質頁岩１５の複数の微粒子とを備える組成物が水に分散した状態で得られ、これが本例での酵母処理物１３である。なお、水分を蒸発させることにより、固形分のみからなる組成物を酵母処理物１３として得ることができ、この場合の酵母処理物１３は微粒子の粉体である。水分を蒸発させる場合には、再び水を加えた際の微粒子、特に上記の第１微粒子の疎水性に起因する水に対する分散性を低下させないために、昇温を抑えた状態で蒸発させることが好ましく、例えば減圧常温乾燥の方法を採ることができる。

脱離は、染色法により確認することができる。例えば、酵母原料１１と酵母細胞壁の外層とはサフラニンにより選択的に染色され、内層はメチレンブルーにより選択的に染色することができるので、これらのサフラニン染色とメチレンブルー染色とにより染色し、光学顕微鏡で観察することにより脱離の有無を確認することができる。すなわち、超音波を印加する前の、混合物１７に水を加えた液からサンプリングしてサフラニン染色を行うことにより、外層を構成するα－ガラクトマンノプロテインが染色される（図２参照、画像において黒食部分が染色された部分であり、光学顕微鏡においては鮮やかな赤色で観察される）。また、同様にサンプリングしてメチレンブルー染色を行うことにより、内層及び内層を含む細胞質が染色される（図３参照、画像において黒色部分が染色された部分であり、光学顕微鏡においては鮮やかな青色で観察される）。これに対し、超音波処理工程Ｓ６で得られた液からサンプリングして、サフラニン染色を行った場合には染色されていない微粒子が多数確認され（図４参照）、メチレンブルー染色を行った場合も同様に染色されていない微粒子が多数確認される（図５参照）。また、超音波処理工程Ｓ６を経た微粒子は、超音波処理前の微粒子よりも大きく（図２～図５参照）、これは、細胞壁が破壊されて水により膨れたものと考えられる。この観察方法によると、水の存在下における第１微粒子は、径が２μｍ以上５μｍ以下の楕円形状で観察される。

上記の観察においては、径が２０μｍ^２以上である無染色の個体数（微粒子数）を基準としたときに、サフラニン染色では基準の約３倍の個体数が確認されたので、外層と内層とβ－グルカン層とが分離したと考えられる。メチレンブルー染色では基準の約２倍の個体数が確認されたので、β－グルカン層と内層とが分離したと考えられる。外層及び内層が脱離して生じた微粒子は１０μｍ^２以下の径の個体として観察される。なお、前述の化学的処理の場合と、混合工程Ｓ１、含水工程Ｓ２ａ、超音波処理工程Ｓ６の各工程を実施せずに接触処理工程Ｓ３を実施した場合とでは、サフラニン染色及びメチレンブルー染色を行っても上記基準の個体数を上回る個体数は確認されない。

これらの観察においては、各微粒子が分散していることが確認され、したがって、第１微粒子を構成しているβ－１，３－グルカンも疎水性を保持して存在していることがわかる。なお、β－グルカンを得る方法として、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）溶液を用いた超音波処理を行う方法も知られているが、その方法では、β－グルカンの末端が分解されてしまうことが多い。これに対して、本例のように、混合工程Ｓ１、含水工程Ｓ２ａ、接触処理工程Ｓ３、水を用いた超音波処理工程Ｓ６によると、β－グルカンの末端の分解が抑制される。なお、超音波処理工程Ｓ６において超音波を付与する時間（超音波処理時間）は特に限定されず、本例では５分以上２０分以下の範囲内としている。超音波処理時間を長くするほど、微粒子の径、特に第１微粒子が小さくなることが確認されており、したがって、超音波処理時間を増減することにより微粒子の径を調整することができる。

超音波処理工程Ｓ６での超音波の周波数は高くても３０ｋＨｚであることが好ましく、このような低周波数超音波を用いることにより、３０ｋＨｚよりも高い周波数の超音波を用いる場合に比べて、β－グルカンの末端（主鎖の末端と側鎖の末端との少なくともいずれか一方）が酸化されにくく、還元性を保持した状態で処理されるので、構造がより確実に保持される。その結果、β－グルカンがより確実に得られる。超音波の周波数は、高くても２８ｋＨｚであることがより好ましく、２４ｋＨｚ以上２８ｋＨｚ以下の範囲内であることがさらに好ましく、本例では２４ｋＨｚとしている。

ここで、珪質頁岩１５について説明する。本例の珪質頁岩１５は微粒子であるので、接触処理工程Ｓ３及び超音波処理工程Ｓ６の処理効率を高める。粒径（不定形の粒の径のうち最も大きい径）は、特に限定されないが、例えば農業資材及びヒト免疫賦活活性用途等の多種多様な用途を考慮して、大きくても２ｍｍであることが好ましく、１００μｍ以上２ｍｍ以下の範囲内であることがより好ましく、０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲内であることがさらに好ましい。本例では０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下の範囲内のものを用いている。なお、微粒子とは言えないほどの大きな塊（ブロック）状の珪質頁岩しか入手することができない場合には、酵母処理工程は、当該珪質頁岩を粒状に粉砕する粉砕工程を有してもよい。粉砕工程に用いる粉砕装置（図示無し）としては、珪質頁岩１５を粉砕できるものであれば特に限定されず、市販の粉砕装置でもよい。珪質頁岩１５の処理量（粉砕する量）、目的とする粒径及び粒度等とに応じて、粉砕機（ローラミル、ジェットミル、高速回転粉砕機、容器駆動型ミル等）と破砕機（ジョークラッシャ、バケットクラッシャ、ジイトレトリクラツシャ、コーンクラッシャ、ダブルロールクラッシャ、インパクトクラッシャ等）から選ばれる少なくとも２種を組み合わせて使用してもよい。例えば、（株）ホーライ製のインパクト型と二軸型との破砕機と高速回転粉砕機とを組み合わせ、粒度の調整を兼ねた粉砕を行うことができる。珪質頁岩１５の代わりに、メソ孔を有する珪藻土を用いてもよい。

珪質頁岩１５の細孔は、ＩＵＰＡＣ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｕｎｉｏｎ ｏｆ Ｐｕｒｅ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、国際純正及び応用化学連合）においては、細孔径が２ｎｍ以下である細孔をミクロ孔（ミクロポア）、細孔径が２ｎｍ以上５０ｎｍ以下である細孔をメソ孔（メソポア）、細孔径が５０ｎｍ以上である細孔をマクロ孔（マクロポア）と分類される。この分類に基づいた場合に、珪質頁岩１５は、ミクロ孔とメソ孔とマクロ孔とのいずれも有し、これらが共に存在している。マクロ孔を画定する内壁面にはメソ孔が形成され、メソ孔を画定する内壁面にはミクロ孔が形成されていると後述の細孔分布曲線等から考えられる。なお、メソ孔とミクロ孔とのそれぞれは、珪質頁岩１５において独立して存在しているものもあり、また、ミクロ孔の中にはマクロ孔の内壁面に形成されているものもある。

珪質頁岩には細孔を画定する内壁面に微生物（細菌、菌類、ウイルスなど）などが付着している可能性があり、珪質頁岩の細孔の大きさはこれらの付着物の有無を考慮して測定することはできない。したがって、本例で原料として用いている珪質頁岩１５の細孔の大きさの測定結果と、得られる酵母処理物１３に含まれる、珪質頁岩１５における細孔の大きさの測定結果とはごくわずかに差がある可能性はある。しかし、過熱水蒸気との接触処理は、微生物等の付着物は脱離しても、珪質頁岩１５の成分自体を脱離させるものではないので、多孔質体成分における細孔の大きさは、原料である珪質頁岩１５の細孔の大きさと同じものとみなすことができる。

原料である珪質頁岩１５は、細孔半径が大きくても１０μｍである。珪質頁岩１５は、図６に示すように、細孔半径と細孔容積との関係を示す細孔分布曲線において、細孔半径が０ｎｍよりも大きく１０ｎｍ以下の第１範囲に０．０２ｃｍ^３／ｇを超える第１ピークと、１００ｎｍ以上１０μｍ以下の第２範囲に０．０２ｃｍ^３／ｇを超える第２ピークとを有する。したがって、酵母処理物１３に含有される多孔質体成分である珪質頁岩１５も同様に、細孔半径が大きくても１０μｍである。なお、図６に示す細孔分布曲線は、加圧成型した珪質頁岩１５におけるデータであるが、この点、マクロ孔とメソ孔とマイクロ孔とからなる細孔分布には加圧成型は影響を与えないと（公）幌延地圏環境研究所から報告を受けている。図６の縦軸は細孔容積、横軸は細孔半径であり対数表記としている。

珪質頁岩は、地理学的には珪藻土の一種として分類されており、珪藻土も細孔を有することが一般に知られている。稚内層珪質頁岩及び日本国内で産出される主な珪藻土は、表１に示す細孔特性をそれぞれ有する。表１の「珪藻土平均比表面積」は、秋田珪藻土、石川珪藻土、岡山珪藻土、大分珪藻土の４種の珪藻土の各比表面積ｘ１の平均値ａｖ１であり、「比表面積の珪藻土平均に対する割合」は、ｘ１／ａｖ１の算出式にて求める。表１の「珪藻土平均細孔容積」は、４種の珪藻土の各細孔容積ｘ２の平均値ａｖ２であり、「細孔容積の珪藻土平均に対する割合」は、ｘ２／ａｖ２の算出式にて求める。表１の「珪藻土平均細孔半径」は、４種の珪藻土の各平均細孔半径ｘ３の平均値ａｖ３であり、「平均細孔半径の珪藻土平均に対する割合」は、ｘ３／ａｖ３の算出式にて求める。表１は、幌延砂利工業株式会社（現在の株式会社セレア）が公益財団法人北海道科学技術総合振興センター幌延地圏環境研究所に成型珪質頁岩の分析を依頼し、当該研究所から幌延砂利工業株式会社への報告書より抜粋である。また、幌延町字上幌延の稚内層硬質頁岩は表２に示す基本性状を有する。表２の出典は（公）幌延地圏環境研究所からの上記報告書である。表１中の「稚内層珪質頁岩」及び表２中の「上幌延産出硬質頁岩」は上記幌延町字上幌延の稚内層硬質頁岩であり、本例で用いている珪質頁岩１５である。なお、本例では、北海道幌延町字上幌延稚内層珪質頁岩を珪質頁岩１５として用いている。ただし、原料として用いる珪質頁岩は、本例の珪質頁岩１５に限定されず、例えば上記の第２ピークをもたない珪藻土及び珪質頁岩でもよいし、細孔半径が０ｎｍよりも大きく１０ｎｍ以下の第１範囲にピークはあるもののそのピークが０．０２ｃｍ^３／ｇよりも小さい珪藻土及び珪質頁岩でもよい。

珪質頁岩１５は特に限定されないが、前述の稚内層珪質頁岩を用いることが上記の細孔をもつことから好ましい。本例で用いている珪質頁岩１５の物性を表３に示す。表３に示す物性値は、北海道立工業試験場及び北海道立中央農業試験場（現、地方独立行政法人北海道立総合研究機構内）による分析結果をまとめて一覧にしたものである。

表３の「吸水率」は、北海道立工業試験場での分析結果である。分析方法は、試料を乾燥後、２４時間吸水させて、表面の水分を除去した後に試料の重量を測定した。その後、１５０℃に設定した乾燥機により８時間乾燥し、乾燥した試料の重量を測定した。乾燥前の重量と乾燥後の重量とから吸水率を求めた。なお、試料は、粒径１ｍｍの試料と８ｍｍの試料との２種類であり、粒径１ｍｍについては試料２つの吸水率の平均値、粒径８ｍｍについては試料４つの吸水率の平均値である。

表３の「吸湿率」は、北海道立工業試験場での分析結果である（工試成績第１９３１２３号）。試験方法は、絶乾試料１ｇを秤量びんに精秤し、温度２５℃一定の恒温恒湿槽内で、湿度を２４時間毎に９０％ＲＨ、５０％ＲＨと変化させた。それぞれの雰囲気における試料の質量を測定し、以下の算出式で吸湿率を算出した。
吸湿率（％）＝１００×吸湿量／絶乾質量

表３の「塩基交換容量」は、北海道立中央農業試験場での分析結果である（中農環保第１－４２号）。分析法は、「土壌および作物栄養の診断基準－分析法（改訂版）－」（北海道農政部、道立中央農試、１９９２）による。この分析法（土壌分析法）は、酢酸アンモニウム抽出－ショーレンベルガー法－ホルモル滴定法を用いている。

表３の「有効水分量」は、北海道立中央農業試験場での分析結果である（中農環保第１－３７号）。分析法は、「土壌および作物栄養の診断基準－分析法（改訂版）－」（北海道農政部、道立中央農試、１９９２）による。この分析法（土壌分析法）では、１００ｍｌ採土管に試料現物を詰め、飽水後、三相計で気相を測り、以降、遠心法でｐＦ３段階について測定した。最後に１０５℃で熱乾燥し、含水量を測定した。ｐＦ０の含水量は飽水時の含水量と気相割合を加えた値とした。

酵母処理物１３は、例えば図７に示す酵母処理設備（以下、単に「処理設備」と称する）３１により得ることができる。処理設備３１は、酵母原料１１を処理して酵母処理物１３を得るためのものであるとともに、農業資材の製造設備及び生育促進組成物の製造設備でもある。

処理設備３１は、混合含水装置３２と、過熱水蒸気接触処理装置（以下、単に「接触処理装置」と称する）３３と、超音波処理装置３４とを備える。処理設備３１は、本例のように成形工程Ｓ２ｂと凍結工程Ｓ２ｃとを行う場合には成形凍結装置３５を備える。

混合含水装置３２は、混合工程Ｓ１及び含水工程Ｓ２ａのためのものであり、酵母原料１１に珪質頁岩１５を混合して混合物１７とし、この混合物１７に水３６を含ませる。混合含水装置３２の代わりに、含水工程Ｓ２ａのための含水装置（図示無し）と混合工程Ｓ１のための混合装置（図示無し）とを用いてもよい。

混合含水装置３２は、酵母原料１１と水３６と珪質頁岩１５とを収容するための容器（図示無し）と、この容器内に収容された収容物を攪拌する攪拌機（図示無し）とを備える。攪拌機は、容器内に配される例えば攪拌翼（図示無し）と、攪拌翼が周面に固定されて攪拌翼を支持する棒状の支持部材（図示無し）と、この支持部材を周方向に回転することで攪拌翼を容器内で回転移動させる駆動部（図示無し）とを有する。混合含水装置３２は、例えば、混合含水装置３２の容器に、酵母原料１１と珪質頁岩１５とを入れ、攪拌翼で攪拌することにより混合工程Ｓ１を実施し、混合物１７とする。含水工程Ｓ２ａは、混合物１７に水３６を加え、例えば２４時間静置することにより、混合物１７、特に珪質頁岩１５に十分保水（吸水）させ、このようにして含水工程Ｓ２ａを実施する。水３６は、混合物１７の全量が浸る程度に容器に入れることが好ましい。なお、含水工程Ｓ２ａで容器に入れた水３６の一部が混合物１７に保水されずに残った場合には、容器から排出してもよいし、成形工程Ｓ２ｂで成形できる程度の水分残量であれば排出せずに成形工程Ｓ２ｂにそのまま供してもよい。珪質頁岩１５に保水させることにより、接触処理工程Ｓ３での接触処理において珪質頁岩１５が酸化を抑制されて、酸化還元電位が混合工程Ｓ１に供したときよりも低下した還元領域を示す還元性珪質頁岩により確実になる。

成形凍結装置３５は、成形する塊の型が凹みとして複数形成された型枠材（図示無し）と、この型枠材を収容し、温度調整機構（図示無し）が搭載された冷凍機（図示無し）とを備える。型枠材はトレー状に形成され、それぞれの凹みに、含水した混合物１７が入れられることにより、凹みが混合物１７の塊の型として機能する。このようにして、成形工程Ｓ２ｂが実施される。成形工程Ｓ２ｂは、市販の混練押出機により実施することもできる。混練押出機では、含水した混合物１７を混練して先端の押出部から例えば５ｍｍ径に押し出し、長さ５ｍｍ程度に切断することにより円柱状に成形するなどの手法も用いることができる。冷凍機は、混合物１７が入れられた状態の型枠材を収容する。冷凍機は、温度調整機構によって、混合物１７が凍結する例えば－５℃などのマイナス領域の温度に調整され、これにより、混合物１７で冷凍機に入れられ、混合物１７が凍結する。このようにして凍結処理工程Ｓ２ｃが実施される。

含水工程Ｓ２ａと成形工程Ｓ２ｂとを並行する場合には、例えば市販のパン造粒機などを用いてもよい。パン造粒機としては湿式造粒を行う湿式パン造粒機を用いる。

接触処理装置３３は、接触処理工程Ｓ３のためのものである。接触処理装置としてはバッチ（回分）式の接触処理装置と連続式の接触処理装置とのいずれも用いることができ、接触処理装置３３はバッチ式のものとしている。接触処理装置３３は、接触処理部３７と過熱水蒸気供給部３８等で構成されている。過熱水蒸気供給部３８は過熱水蒸気を接触処理部３７に供給するためのものであり、接触処理部３７と接続している。接触処理部３７は、過熱水蒸気供給部３８によって供給された過熱水蒸気を、水３６を含んでいる混合物１７に接触させることにより、混合物１７を昇温させる。これにより混合物１７に含まれている酵母原料１１の酵母細胞壁が層間剥離するとともに、珪質頁岩１５の酸化還元電位が低下する。

過熱水蒸気供給部３８は接触処理装置３３に備えられているが、過熱水蒸気供給部３８は接触処理部３７と接続していれば接触処理装置３３の外部に設けられた外部装置であってもよい。なお、接触処理装置３３の詳細は、別の図面を用いて後述する。

超音波処理装置３４は、接触処理工程Ｓ３を経た混合物１７を収容するための容器（図示無し）と、この容器に設けられた複数の超音波発振子（図示無し）と、超音波発振子に所定の周波数の超音波を発振させることで容器内の収容物に超音波処理を施す制御部（図示無し）とを備える。超音波処理工程Ｓ６は、超音波処理装置３４の容器内に水３６と接触処理工程Ｓ３を経た混合物１７を収容し、超音波を発振させることにより、容器内の収容物に超音波処理を行う。超音波処理装置３４としては市販のものを用いてよく、本例でも市販品（ＣＧＯＬＤＥＮＷＡＬＬのＵｌｔｒａｓｏｎｉｃ ＮＢＫ 超音波ホモジナイザー、１６ｍｍプローブ（２４ｋＨｚ））を用いている。

接触処理装置３３について、図８を参照しながら説明する。過熱水蒸気供給部３８は、接触処理工程Ｓ３（図１参照）を実施する装置の一例である。接触処理装置３３は、液体の水から過熱水蒸気２３を生成する水蒸気生成部５１と、バルブ５２と、水蒸気生成部５１及びバルブ５２を統括して制御するコントローラ５３とを備える。水蒸気生成部５１には液体の水が供給され、コントローラ５３の制御のもと、生成する過熱水蒸気２３の量、及び過熱水蒸気２３の温度が調節される。また、バルブ５２は、コントローラ５３によって開度（開閉を含む）が制御され、これによって接触処理部３７へ供給する過熱水蒸気２３の流量（供給流量）が調節される。なお、バルブ５２を例えば全開など一定の開度に保持して、水蒸気生成部５１での過熱水蒸気２３の生成速度を調節することにより、接触処理部３７へ供給する過熱水蒸気の流量を調節してもよい。

接触処理部３７は、処理部本体５６と処理部本体５６を支持する支持台５７とを備える。処理部本体５６は、混合物１７が載置される３つの載置具５８Ａ～５８Ｃと、載置具５８Ａ～５８Ｃを支持する板状の支持部材６１と、過熱水蒸気２３を載置具５８Ａ～５８Ｃに供給する供給管６２とを備える。３つの載置具５８Ａ～５８Ｃは、鉛直方向すなわち上下方向において間隔を空けて配され、下から順に符号５８Ａ，５８Ｂ，５８Ｃを付す。なお、以降の説明において、載置具５８Ａ～５８Ｃを区別しない場合には載置具５８と記載する。載置具５８を複数配する場合には本例のように上下方向に間隔を空けて設置することが好ましい。載置具５８の数は限定されず、接触処理工程Ｓ３に供する混合物１７の量などに応じて決定すればよい。

支持部材６１は、載置具５８を支持するためのものであり、一対設けている。この例では、供給管６２の先端開口である過熱水蒸気２３の送出口６２оが載置具５８Ａの下方に位置するように供給管６２を配置する目的で、支持部材６１を支持台５７上に設けている。支持部材６１は、起立した姿勢で支持台５７に固定され、一対の支持部材６１の互いに対面する対面壁には載置具５８を支持する突起６１ａが形成されている。一対の支持部材６１は、突起６１ａの高さが互いに等しくされており、載置具５８は姿勢を維持した状態で床面から浮いた状態で支持される。突起６１ａの形状は特に限定されず、本例では水平方向に延びて形成しており、載置具５８がこの突起６１ａに沿ってスライド移動し、支持部材６１に対して着脱自在となっている。なお、一対の支持部材６１が対面する方向をＸ方向とする。

載置具５８は、上面が開放した箱状に形成されており、メッシュ部材５８ａと、メッシュ部材５８ａに張力を付与した状態で支持するフレーム５８ｂとを備える。載置具５８は６０ｃｍ×４０ｃｍ×高さ８ｃｍの外寸であるが、載置具５８の大きさは特に限定されない。フレーム５８ｂは、メッシュ部材５８ａに対して斜めに起立した姿勢となっており、これにより、上記の突起６１ａに支持されるとともに、載置された混合物１７の載置具５８からの落下を抑制している。ただし、混合物１７を載置する量が少ない場合などには落下しにくいから、落下の可能性に応じて、フレーム５８ｂの代わりに、メッシュ部材５８ａと同様に水平方向に平坦なフレームを用いてもよい。

メッシュ部材５８ａは、混合物１７を保持するとともに、下方からの過熱水蒸気２３を混合物１７に案内するためのものである。メッシュ部材５８ａは、厚み方向に貫通した貫通孔としての網目を複数有し、これらの各網目は、過熱水蒸気２３を通過させる。この例では、過熱水蒸気２３は後述するように載置具５８Ａの下面に向かって供給管６２の送出口６２оから送出され、メッシュ部材５８ａの網目により載置具５８の上面側に案内される。その結果、過熱水蒸気２３はメッシュ部材５８ａ上の混合物１７に接触する。このように、載置具５８は過熱水蒸気２３を接触させる間の混合物１７を支持する支持部材として機能し、網目が、送出された過熱水蒸気２３を混合物１７へ案内する案内路として機能する。なお、メッシュ部材５８ａは矩形であるが、矩形以外の例えば円形であってもよい。

メッシュ部材５８ａは、例えば金属で形成された網であり、フレーム５８ｂも金属で形成されている。金属としては、過熱水蒸気２３と接触しても溶解せずに形状を保持できるものであれば特に限定されない。本例のメッシュ部材５８ａ及びフレーム５８ｂの素材はステンレス鋼である。メッシュ部材５８ａは混合物１７を支持する支持部材として機能するために、網目は混合物１７が通過しない大きさとする。混合物１７が通過してしまう場合には、複数のメッシュ部材５８ａを、互いの網目がずれた位置となる状態に、厚み方向に重ねて配し、複数のメッシュ部材５８ａの各網目よりも小さい網目を形成してもよい。なお、メッシュ部材５８ａは、混合物１７が通過しない大きさのものとする。

メッシュ部材５８ａは多孔部材の一例であり、多孔部材はメッシュ部材５８ａに限られない。例えば、金属板に例えばパンチング処理によって孔を複数形成した多孔板でもよい。また、多孔板を厚み方向に複数重ねて用いてもよいし、多孔板とメッシュ部材５８ａとを厚み方向に重ねて用いてもよい。

供給管６２は過熱水蒸気供給部３８に接続し、送出口６２оが載置具５８の下面に向くように配されている。載置具５８を本例のように複数設けた場合には、供給管６２を複数の載置具５８の各々の下方に供給管６２を設置して各々の下面に送出口６２оを向けてもよい。しかし、過熱水蒸気２３は送出口６２оから送出されると上方へ向かうので、供給管６２は、複数の載置具５８のうち最も下の載置具３８Ａにのみ配する態様であっても、過熱水蒸気２３はすべての載置具５８Ａ～５８Ｃ上の混合物１７に案内されるので十分である。

供給管６２は、本例では、水平面上で交差する２方向のうちの一方において対面するように２つが一対の支持部材６１の個々の下方に設けられており、個々の送出口６２оは、Ｘ方向において支持部材６１よりも内側に位置している（図９参照）。これにより、送出口６２оから出た過熱水蒸気２３は、板状の支持部材６１により一対の支持部材６１の間で上方に向けて案内される。そのため、載置具５８Ａ～５８Ｃに載置されている混合物１７に案内されて接触するとともに、送出された過熱水蒸気２３が混合物１７への接触に無駄なく利用される。また、この構成によると、過熱水蒸気が下方から上向きに供給されるので、水を多く含んだ混合物１７であっても、処理空間の温度が均一になりやすく、混合物１７に対してより均等に接触処理が行われる。

混合物１７に過熱水蒸気２３が接触することにより、混合物１７は各粒の中央まで加熱されて、混合物１７に含まれていた液体の水３６（図７参照）が気体の水、すなわち水蒸気になる。水３６を含んでいる混合物１７に過熱水蒸気２３を接触させることにより、酵母原料１１の酵母細胞壁において層間剥離が生じる。

処理空間の温度は、１６０℃以上３００℃以下の範囲内であることがより好ましく、１７０℃以上２５０℃以下の範囲内であることがさらに好ましく、１８０℃以上２３０℃以下の範囲内であることが特に好ましい。処理空間の温度は、載置台５８周辺の温度を検出し、この検出した温度を処理空間の温度とみなしてよい。載置台５８周辺の温度は、例えば、支持部材６１の載置具５８が設置される側の壁面に温度センサ（図示無し）などを設けて検出することができる。

水蒸気生成部５１で生成される過熱水蒸気２３の流量の最大値は、過熱水蒸気２３の温度により変化し、またこの変化の程度は用いる水蒸気生成部５１によって異なる。例えば、過熱水蒸気２３の温度が１００℃低下すると１．５倍増加する水蒸気生成部５１もある。また、流量調節は再現性に乏しい。そのため、過熱水蒸気２３の温度と過熱水蒸気２３を生成させるための液体の水量とは一定として行うようにしている。

供給される過熱水蒸気２３の温度は、水蒸気生成部５１において調節した水蒸気の温度に加えて、バルブ５２の開度制御による流量の調節にも依存する。そこで、過熱水蒸気２３の温度は、バルブ５２の開度制御によって、より精緻に制御することが好ましく、本例でもそのようにしている。具体的には、例えば支持部材６１に設けた前述の温度センサ（図示無し）の検出結果に基づいて、コントローラ５３によりバルブ５２の開度を調節するとよい。過熱水蒸気２３の温度を高める場合には、バルブ５２の開度を小さくする方に調節し、温度を低くする場合には、開度を大きくする方に調節する。過熱水蒸気２３は、水蒸気生成部５１で生成されてから載置具５８に至るまでの間に温度が下降する場合があり、そのような場合には、温度の下降分を考慮して、水蒸気生成部５１から送り出す過熱水蒸気の温度を水蒸気生成部５１により調節するとよい。

過熱水蒸気２３との接触による接触処理効率をより向上し、かつ、混合物１７に含まれている酵母原料１１の層間剥離をより進ませるために、送出口６２оと最も下の載置具５８Ａとの距離はできるだけ小さくする方が好ましい。

板状の支持部材６１は、載置具５８を支持する観点では、例えば起立した姿勢の柱状（棒状）部材でもよい。このような柱状の支持部材の場合や本例の支持部材６１を用いた場合には、支持部材と支持部材との間は開放されているので、過熱水蒸気２３と混合物１７との接触処理がなされる接触処理空間は開放系である。また、接触処理空間は、外部空間と仕切る閉鎖系であってもよい。閉鎖系とする場合には、例えば載置具５８を囲むようにして、接触処理空間を外部空間から仕切る箱状の仕切部材を用いるとよい。この仕切部材の下面は、過熱水蒸気２３を導入するために開放するとよい。また、この仕切部材の上面は閉じていてもよいが、水３６が蒸発した水蒸気の排出を促すために、仕切部材の上面に開口を設け、この開口から水蒸気を自然排出したり、この開口に気体を吸引する吸引機構を設けて水蒸気を吸引してもよい。また、供給管６２の位置は、載置具５８のうち最も上の載置具５８Ｃよりも上にしてもよい。ただし、混合物１７に含まれている水が蒸発した際により効果的に処理空間外へ排出される観点で、供給管６２は載置具５８Ａの下方に配することが好ましい。

過熱水蒸気２３の混合物１７に対する接触の時間、すなわち接触処理工程Ｓ３の時間は特に限定されないが、少なくとも１０分であることが好ましい。これにより、層間剥離がより進む。接触処理工程Ｓ３の時間は、少なくとも１５分であることがより好ましい。

処理設備３１はバッチ式である上記の接触処理装置３３を備えるが、接触処理装置３３の代わりに連続式の接触処理装置を備えてもよい。図１０において、連続式の接触処理装置８５は、処理対象物である混合物１７に過熱水蒸気を接触させることができるものであれば特に限定されない。接触処理装置８５は、混合物１７を搬送する搬送部８６と、搬送中の混合物１７に過熱水蒸気２３（図８参照）を接触させる接触処理部８７とを備えるコンベア式接触処理装置である。

搬送部８６は、混合物１７が載置され、長尺かつ環状に形成された帯状の搬送ベルト９０と、搬送ベルト９０に上方から混合物１７を供給するホッパ９１と、搬送ベルト９０を支持して搬送路を形成する複数のローラ９２ａ～９２ｉとを備え、ローラ９２ａ～９２ｉのうちの少なくともひとつが、モータ９３を有する駆動ローラとされている。図１０には、混合物１７の搬送方向（以下、単に搬送方向と称する）における最も上流のローラ９２ａと最も下流のローラ９２ｉとを駆動ローラとして描いている。搬送部８６は、モータ９３により駆動ローラを周方向に回転させる駆動コントローラ９４と、回収容器９６等をさらに備える。駆動コントローラ９４により駆動ローラを回転させることにより、駆動ローラの周面に接する環状の搬送ベルト９０は循環するように走行する。これにより、ホッパ９１から搬送ベルト９０上に載置された混合物１７は搬送され、搬送ベルト９０の走行路の一端側の下方に設けられた回収容器９６に回収される。

搬送ベルト９０はメッシュ部材５８ａ（図８参照）が長尺かつ環状に形成されたものである。接触処理部８７は、過熱水蒸気２３を混合物１７に接触させる処理空間を、搬送ベルト９０の上方に形成するように設けられている。この例では、接触処理部３７における一対の支持部材６１が、上記処理空間を形成するように、搬送ベルト９０の幅方向における両端側に起立した姿勢で設けられている。この例の支持部材６１は、処理空間を外部空間から区画して形成するためのものである。搬送方向における支持部材６１の長さＬ６１は、搬送路の長さ、搬送速度等に応じて適宜設定すればよい。さらに、一対の支持部材６１の間の上部に天板を設けて、処理空間をトンネル状に形成してもよい。

過熱水蒸気２３を処理空間に供給するための供給管６２は、搬送ベルト９０の下方かつ搬送ベルト９０の幅方向における両側に、一対設けられている。接触処理部３７における場合と同様に、支持部材６１の下方の供給管６２は、過熱水蒸気２３を送出する送出口６２о（図８参照）が、混合物１７が載置される搬送ベルト９０の下面に向くように上向き傾斜した姿勢で配されている。これにより、送出口６２оから出た過熱水蒸気２３が搬送ベルト９０の網目を通過して搬送ベルト９０上の混合物１７に接触する。このようにして処理空間は搬送ベルト上に形成されている。搬送方向における供給管６２の数はこの例では１つであるが、２つ以上であってもよい。

本例では、過熱水蒸気２３の温度、時間当たりの過熱水蒸気２３の生成量及び送出口６２оにおける温度は固定している。ただし、混合物１７の含水率により処理空間の出口（搬送方向における支持部材６１の下流端）の温度は変化する。入口温度は、低くても１６０℃、すなわち１６０℃以上であることが好ましく、混合物１７の処理効率の観点においては１６０℃以上３００℃以下の範囲内であることがより好ましく、１７０℃以上２５０℃以下の範囲内であることがさらに好ましく、１８０℃以上２３０℃以下の範囲内であることが特に好ましい。出口の温度を検出することができない場合には、搬送ベルト９０の上部や搬送ベルト９０の幅方向における支持部材６１の内側面に温度センサ（図示無し）を設けて搬送ベルト９０周辺の温度を検出し、この検出した温度を出口の温度とみなしてもよい。送出口６２оにおける温度と出口との両方に温度センサを設置することが望ましい。

過熱水蒸気２３の温度と過熱水蒸気２３を生成させるための液体の水の量とは一定としている。この一定条件下において、混合物１７の含水率により出口の温度は変化する。出口の温度変化を指標として、処理を開始した後出口の温度は低下し、その後、やがて上昇する。この上昇の開始までは、層間剥離が主として進む。出口の温度が上昇し始めてから入口の温度程度に達する間は、混合物１７は乾燥及び一部が焙焼（成分である珪質頁岩が還元される還元焙焼）される。有機物の分解には、送出口６２оの温度、含水率の高い状態での過熱水蒸気２３の接触処理、出口の温度変化に応じた取り出し時期を考慮して、搬送ベルト９０の搬送速度等を設定することがより好ましい。

上記構成によると、層間剥離と、β－グルカン層からの外層及び内層の脱離とが効率的かつ効果的になされる。また、得られる酵母処理物１３は、０％よりも大きく１０％以下の濃度の水分散液（懸濁液）として得られた場合、及び、一旦乾燥してから水を加えて当該濃度の水分散液（懸濁液）とした場合には、さらに水を加えても凝集性が認められない。具体的には、１０００倍希釈まで凝集性は認められないことを確認しており、また、１０％濃度の水分散液である酵母処理物１３を１０００倍希釈した場合には、チンダル現象を確認している。したがって、β－グルカンの疎水性が維持され、酵母処理物１３は分散性が極めて高いことがわかる。そのため、酵母処理物１３は、適度な疎水性と極めて細かい微粒子が水に分散する微小分散性とが必要とされる、植物の細胞膜の透過性能をもつ。さらに、例えば５μｍ前後といわれるヒト腸管細胞の間隙を通過することが期待される。よって、生育促進組成物などとしての農業資材として有用であり、ヒト免疫賦活活性用途への展開など、様々な用途展開の可能性が広がる。

［評価実験１］
上記の方法により、水に微粒子が分散した分散液を酵母処理物１３として製造した。酵母原料１１は、市販されている日本国産ビール酵母の酵母細胞壁であった。この酵母処理物１３を、農業資材として評価した。具体的には、酵母処理物１３を農作物の葉面に散布する葉面散布剤に用い、農作物の生育促進組成物としての評価を以下のように行った。

まず、水及び微粒子を含む上記の酵母処理物１３を成分として用いた葉面散布剤サンプルを、葉面散布剤である市販の液体肥料（以下、液肥と称する）の保証成分票に基づいて調製した。調製した葉面散布剤サンプル（以下、葉面散布剤サンプル１とする）を以下の各農作物に対して葉面散布し、農作物の生育状態を後述の対照実験と比べて評価した。上記の市販の液肥は、公定規格の液体微量要素複合肥料として微量要素（成分）が添加され、ホウ素（Ｂ）とマンガン（Ｍｎ）とを含有するもの（以下、ＢＭ型液肥と称する）であり、「ナイトソイルＢＭ （Ｂ：Ｍｎ＝０．４：０．５）」（製造元は（株）セレア）である。この市販の液肥は、ホウ素とマンガンの比率が、Ｂ：Ｍｎ＝０．４：０．５（単位は液肥中における％）であったので、調製した葉面散布剤サンプル１についても同様にした。

１．イチゴ
イチゴは苗毎に隔離し、高設栽培した。高設栽培は、例えば栽培及び収穫を容易にする目的で、本圃を腰の高さの位置に作って行う栽培であり、イチゴでは広く行われている。栽培したところ、葉面散布剤サンプル１の散布後、地上部の生育抑制が認められたものの、後述の対照実験と比べて、果実を収穫することができる収穫期間が長くなり、その結果、収量が対照実験に比べて多く、良好であった。
また、生育状態の評価に加えて、葉面での吸収性と植物体の細胞の細胞膜における透過性とを下記のように評価した。
（ａ）葉面での吸収性
葉面散布剤サンプル１を水で２０倍に希釈することにより希釈液をつくり、この希釈液をイチゴの本葉へ滴下した。目視で観察した結果、葉面での吸収が対照実験１よりも速く、３０分以内に希釈液は本葉に吸収され、残存は認められなかった。
（ｂ）細胞膜における透過性
市販されている浸透性殺菌剤の単独使用において薬害の発生しない２０００倍液に、葉面散布剤サンプル１を２０００倍に希釈した希釈液を展着剤として添加し、イチゴの本葉へ散布した。なお、上記の浸透性殺菌剤の説明書には、展着剤の使用により薬害が発生することから単独使用を推奨することが記載されており、高感受性作物としてイチゴが記載されていた。散布後の本葉を目視で観察した結果、２０００倍希釈で明瞭な薬害症状が確認され、細胞膜透過性があるとの評価結果が得られた。

２．タマネギ（品種：ソニック）
兵庫県において２０２１年に早生種である上記品種のタマネギを作付けし、梅雨期の前に収穫した。栽培中の３月から干ばつがあったが、対照実験１と比べて立根の伸長が非常に促進され、干ばつ後の収穫においては、対照実験１と比べて１２０％の収量（４５株の総鱗茎重量であり、７．６３ｋｇだった）となり、極めて良好であった。太根が多く、かつ、伸長していることから干ばつ対策に有効であることがわかった。

３．ナス（品種：筑陽）
熊本県上益城郡施設栽培圃場において、２０２０年から２０２１年にかけて評価を実施した。具体的には、葉面散布剤サンプル１を１０００倍に希釈して希釈液とし、茎葉部に散布した。黒枯病の発生がなく、２０２０年９月から２０２１年７月上旬までの間、安定して収穫され、１０ａ（アール、１０ａ＝１０００ｍ^２）あたり２９ｔ（トン）の収量であった。

４．ズッキーニ
千葉県山武郡施設栽培圃場で評価を実施した。幼苗期の茎葉部への散布により、葉に加えて根部からの作用も図り、評価した。散布の直後に萎凋がみられたものの、翌朝には回復し、以後の生育は極めて良好で、対照実験１に対して約１２０％の収量となった。胴部の肥大と食味が極めて良好であった。

５．サツマイモ
兵庫県において２０２１年に評価した。収穫予定３０日前に茎葉部に散布した。２０２１年は、肥大期に入ってからの干ばつで全国的には不作の年であったが、本評価実験では、１株当たりの塊根量が０．８９ｋｇであり、収量は対照実験１よりも極めて多かった。

６．イネ
収穫量は、１０ａあたりの平均精米重は、約５３３ｋｇであった。

［比較実験１］
混合工程Ｓ１と予備工程Ｓ２とを実施しない製造方法で酵母処理物を製造した。すなわち、この酵母処理物は珪質頁岩１５を含有せず、含水工程Ｓ２ａを経ていない。その他の条件は評価実験１と同じであり、結果は以下である。

１．イチゴ
対照実験１と比べて地上部の生育がやや抑制され、収量は対照実験１とほぼ同じであった。
また、評価実験１と同じく、葉面での吸収性と植物体の細胞の細胞膜における透過性とを評価した。
（ａ）葉面での吸収性
葉面での吸収が遅かったが、滴下後３０分以内には多くが吸収された。しかし、メイラード反応物が葉面の滴下部に残存した。
（ｂ）細胞膜における透過性
評価実験１における葉面散布剤サンプル１の代わりに、上記酵母処理物を用いた葉面散布剤サンプル（以下、比較葉面散布剤サンプル１とする）をつくり、この比較葉面散布剤サンプル１を２０００倍に希釈した希釈液をつくって展着剤とした。その他の条件は評価実験１と同じである。散布後の本葉を目視で観察した結果、薬害症状は確認されず、細胞膜に対する透過性は葉面散布剤サンプル１と比較して低いとの評価結果を得た。

２．タマネギ（品種：ソニック）
対照実験１と比べて立根の伸長は見られたものの、収量（塊茎の収量）は対照実験１の８０％程度（５．５５ｋｇ）であった。

３．ナス（品種：筑陽）
黒枯病の発生がなく、樹勢の低下は見られなかったが、１０ａあたりの収量は２２ｔであり、対照実験１と概ね同等であった。

４．ズッキーニ
対照実験１と収量及び品質は同等であった。

５．サツマイモ
株当たりの塊根量で、対照実験１よりも増加したが葉面散布剤サンプル１よりも減少した。

６．イネ
収穫量は、対照実験１よりやや増加した程度であった。

［対照実験１］
上記の市販の液肥（ＢＭ型液肥）を用いて栽培した。その他の条件は、評価実験１と同じである。
１．イチゴ
評価実験１の葉面散布剤サンプル１の代わりに上記の市販の液肥を用いた。その他の条件は評価実験１と同じである。収量は前年（２０２０年）比で１０１であった。この前年比は、前年の収量を１００としたときの値である。
また、評価実験１と同じく、葉面での吸収性と植物体の細胞の細胞膜における透過性とを評価した。
（ａ）葉面での吸収性
葉面での吸収は非常に遅く、メイラード反応物が葉面の滴下部に残存した。
（ｂ）細胞膜における透過性
評価実験１における葉面散布剤サンプル１の代わりに上記の市販の液肥を用い、２０００倍の希釈液をつくって展着剤とした。その他の条件は評価実験１と同じである。散布後の本葉を目視で観察した結果、薬害症状は確認されず、細胞膜透過性は葉面散布剤サンプル１と比較して低いとの評価結果を得た。

２．タマネギ（品種：ソニック）
立根は比較実験１よりも少なく、伸長も劣った。４５株の総鱗茎重は６．２０ｋｇであった。

３．ナス（品種：筑陽）
収穫の最盛期から樹勢の低下が続き、一時、黒枯病が発生した。１０ａあたりの収量はは２３ｔであった。

４．ズッキーニ
収量は前年（２０２０年）比で９７であった。

５．サツマイモ
収穫はできたが、前年に対して約２０％の減収となった。

６．イネ
収穫量は、１０ａあたりの平均精米重は約３４８ｋｇであった。

［評価実験２］
評価実験１で用いた酵母処理物１３と同じ酵母処理物１３を成分として用いた葉面散布剤サンプルを、リン（Ｐ）とカリウム（Ｋ）とを添加した市販の液体複合肥料（以下、リン・カリ液体複合肥料と称する）の保証成分票に基づいて調製し、下記の各農作物に葉面散布した。その他の条件は、評価実験１と同じである。調製した葉面散布剤サンプルを、葉面散布サンプル２とする。上記のリン・カリ液体複合肥料は、家庭園芸用複合肥料「ネオエスプラス （Ｎ：Ｐ：Ｋ＝０．５：５：４）」（製造元は（株）ＳＴＲＡＷ）である。このリン・カリ液体複合肥料は、窒素（Ｎ）とリン（Ｐ）とカリウム（Ｋ）との比率が、Ｎ：Ｐ：Ｋ＝０．５：５：４（単位は肥料中における％）であったので、調製した葉面散布剤サンプル２についても同様にした。

（１）イチゴ
対照実験２よりも収穫期間が長く、延長期間が長くなった分が増収分となった。。
（ａ）葉面での吸収性
吸収が対照実験２よりも速く、３０分以内に希釈液は本葉に吸収され、残存は認められなかった。
（ｂ）細胞膜における透過性
２０００倍希釈で明瞭な薬害症状が確認され、細胞膜透過性があるとの評価結果を得られた。

２．タマネギ（品種：ソニック）
対照実験２と比べて立根の数及び伸長が非常に促進され、４５株の総鱗茎重で対照実験２よりも約２０％の増収となった。

３．ナス（品種：筑陽）
黒枯病の発生がなく樹勢低下も認められなかった。対照実験２よりも約２０％の増収となった。

４．ズッキーニ
対照実験２よりも約１０％収量が多く、食味も対照実験２よりも良好であった。

５．サツマイモ
１株当たりの塊根量は対照実験２よりも多く、１．２ｋｇであった。

６．イネ
１０ａあたりの平均精米重は５５０ｋｇと、対照実験２を大幅に上回った。

［比較実験２］
混合工程Ｓ１と予備工程Ｓ２とを実施しない製造方法で酵母処理物を製造した。すなわち、この酵母処理物は珪質頁岩１５を含有せず、含水工程Ｓ２ａを経ていない。その他の条件は評価実験２と同じであり、結果は以下である。

１．イチゴ
対照実験２と比べて地上部の生育がやや抑制され、収量は対照実験２とほぼ同じであった。
（ａ）葉面での吸収性
葉面での吸収が遅かったものの、滴下後３０分以内には多くが吸収された。しかし、メイラード反応物が葉面の滴下部に残存した。
（ｂ）細胞膜における透過性
評価実験２における葉面散布剤サンプル２の代わりに、上記酵母処理物を用いた葉面散布剤サンプル（以下、比較葉面散布剤サンプル２とする）をつくり、この比較葉面散布剤サンプル２を２０００倍に希釈した希釈液をつくって展着剤とした。その他の条件は評価実験２と同じである。薬害症状は確認されず、細胞膜透過性は無いとの評価結果であった。

２．タマネギ（品種：ソニック）
対照実験２と比べて立根の伸長は見られたものの、収量（塊茎の収量）は対照実験２よりも少なく、４．３８ｋｇであった。

３．ナス（品種：筑陽）
黒枯病の発生がなく、収量は対照実験２と概ね同等であった。

４．ズッキーニ
対照実験２と収量及び品質は同等であった。

５．サツマイモ
１株当たりの塊根量は、０．８４ｋｇであった。

６．イネ
１０ａあたりの平均精米重は約４９１ｋｇであった。

［対照実験２］
上記のリン・カリ液体複合肥料を用いて栽培した。その他の条件は評価実験２と同じである。

１．イチゴ
前年（２０２０年）比で９８の収量であった。
（ａ）葉面での吸収性
葉面での吸収は非常に遅く、メイラード反応物が葉面の滴下部に残存し、葉裏まで浸潤した。
（ｂ）細胞膜における透過性
薬害症状は確認されず、細胞膜透過性は葉面散布剤サンプル２よりも低いとの評価結果であった。

２．タマネギ（品種：ソニック）
比較試験２より立根の数が少なく伸長も劣った。収量（塊茎の収量）は約６ｋｇであった。

３．ナス（品種：筑陽）
収穫の最盛期から樹勢の低下が続き、一時、黒枯病が発生した。１０ａあたりの収量はは約２０ｔであった。

４．ズッキーニ
収量は前年（２０２０年）比で約９７であった。

５．サツマイモ
収量は前年（２０２０年）比で８２～８５であり、１株当たりの塊根量は０．３９ｋｇであった。

６．イネ
１０ａあたりの平均精米重は約３３３ｋｇであった。

１１ 酵母原料
１３ 酵母処理物
１５ 珪質頁岩
１７ 混合物
３１ 処理設備
３２ 混合含水装置
３３、８５ 接触処理装置
３４ 超音波処理装置
３５ 成形凍結装置
３６ 水
３７ 接触処理部
３８ 過熱水蒸気供給部
Ｓ１ 混合工程
Ｓ２ 予備工程
Ｓ２ａ 含水工程
Ｓ２ｂ 成形工程
Ｓ２ｃ 凍結処理工程
Ｓ３ 接触処理工程
Ｓ６ 超音波処理工程

Claims (5)

1. 酵母と酵母の成分との少なくともいずれか一方の酵母原料と、珪質頁岩とを混合して混合物とする混合工程と、
   前記混合物に水を含ませる含水工程と、
   含水した前記混合物に、過熱水蒸気を接触させる接触処理工程と、
   前記接触処理工程を経た前記混合物に水を加えてから、超音波処理を行う超音波処理工程と
   を有することを特徴とする酵母処理方法。
2. 前記混合物を塊状に成形する成形工程を前記接触処理工程の前に有し、
   塊状の前記混合物を前記接触処理工程に供する請求項１に記載の酵母処理方法。
3. 前記混合物を凍結する凍結処理工程を前記接触処理工程の前に有し、
   凍結状態または凍結後に解凍した前記混合物を前記接触処理工程に供する請求項１または２に記載の酵母処理方法。
4. 酵母原料と珪質頁岩との混合物に水を含ませた後に、過熱水蒸気を接触させ、前記過熱水蒸気の接触の後に、水を加えた状態で超音波処理を施されて得られ、
   前記酵母原料が酵母と酵母の成分との少なくともいずれか一方である酵母処理物。
5. 酵母細胞壁由来のβ－グルカンで構成される複数の第１微粒子と、
   前記酵母細胞壁由来のα－ガラクトマンノプロテインを含有する複数の第２微粒子と、
   前記酵母細胞壁を有する酵母の細胞膜由来の複数の第３微粒子と、
   珪質頁岩の微粒子と
   を備える組成物。

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