JP3554220B2 - 発酵方法及び発酵装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、発酵方法及び発酵装置に係り、特に、超低周波数(ELF,Extremely Low Frequency)磁界を利用した発酵方法及び発酵装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年の酵母の研究は、遺伝子レベルにまで至っており、様々なことが明らかにされてきている。酵母は、遺伝子のノックアウトが容易に行いうるので、遺伝子の機能解析の材料としては極めて有用であること、さらに、明確な核構造の高等動物とほぼ同様のオルガネラ構造をもち、高等動物の培養細胞レベルで観測しうる生命現象のほとんどのモデルとして用いることができるからである。つまり、生命体への様々な影響を観測するためにも、また、人間の遺伝病を解明するのにも、酵母は非常に重要な材料といえることができる。一方で、最近では、電磁界を有効に利用した機器が増加するに従い電磁界の生命体への影響について非常に関心が集まっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明では、酒類、醤油、味噌、納豆、チーズ、パン、漬物などの嗜好食品から医療品、洗剤の製造、さらには抗生物質、微生物タンパク質の製造等の各種発酵過程において、ELF弱磁界を印加することにより、ELF弱磁界が酵母の酵素に影響を与え、生化学的触媒反応を活性化させ、発酵時間の短縮と味および香りに特徴を持たせ、また品質の向上を可能とすることを目的とする。
【0004】
また、本発明は、各種発酵の促進だけのみならず、各種発酵を抑制することができる発酵方法及び発酵装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の解決手段によると、
酵母、細菌、カビ等の微生物を利用した各種発酵を行うための発酵方法であって、
発酵を行う際に、所定の周波数及び磁界強度の超低周波数弱磁界を印加することにより、発酵促進又は発酵抑制のいずれかを選択的に行うようにした発酵方法を提供する。
【0006】
また、本発明の第2の解決手段によると、
各種発酵のための発酵用容器と、
前記発酵用容器内に、超低周波数弱磁界を発生するコイルと、
前記コイルと接続され、超低周波数の交流電圧を発生する周波数発振器と
を備え、
前記コイル及び前記周波数発振器により発生される超低周波数弱磁界の周波数及び磁界強度を定めることで、発酵促進又は抑制のいずれかを選択的に行うようにした発酵装置を提供する。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1に、本発明に係る発酵装置の構成図を示す。図1(A)は、発酵装置の縦断面図を、図1(B)は、発酵装置の平面図を表している。
【0008】
発酵装置は、発砲スチロール等による容器10、コイル11、ヒーター12及び発酵用試験管(発酵用容器)13を備える。コイル11は、例えば、ヘルムホルツコイル(巻数Nで、半径Rの円環コイルを二つ、中心軸を一致させ、半径Rと同じ距離だけ離して平行に対面させたもの)であり、また、コイル11は、発酵用試験管13の下から、所定位置(例えば、21mmの位置)に取り付けてある。このコイル11に、電流Iを流すことで、次式のような平等磁界Hを得る。
H=(NI/R)(4/5)3/2
【0009】
また、発酵用試験管13は、図1(B)に示したように容器10内に複数個(この例では、28個)取り付けてある。なお、図中の発酵装置の大きさや発酵用試験管の数等は、一例を示すものであり、これに限らず適宜の大きさや数等を用いることができる。
【0010】
図2に、本発明に係る発酵装置の特性図を示す。発酵装置によるばらつきを抑えるために予備実験を繰り返し行い、その結果、図2に示すようなばらつきの少ない測定値を得ることのできる発酵装置が実現された。発酵は、pHが低いほど進んでいるものであり、一方、pHが高いほど抑制されているものである。図示のように、この発酵装置では、各試験管内で同程度に発酵が進むことがわかる。なお、図中、上のグラフは第1の時刻(11:00)のものであり、下のグラフは第2の時刻(14:00)のものを表している。
【0011】
図3に、発酵用試験管配置及び磁界発生用回路についての説明図を示す。これは、図1(B)で例示した28個の発酵用試験管13の配置を表しており、一列に4個、一行に8個ずつ並べてある。また、図示のように、例えば、各発酵用試験管13のコイルは、直列に接続される。さらに、発酵用試験管13に巻かれたこれらコイル11は、磁界を発生させるための超低周波交流電圧を出力する周波数発振器30、その周波数発振器30からの正弦波形出力を増幅する増幅器31、可変抵抗32及び電流計33に接続されている。ELFの周波数としては、例えば一般に0.1Hz〜20Hz程度であり、特に7.0Hz付近を用いることができるが、これに限られるものではない。また、弱磁界の磁界強度としては、例えば地磁気(全磁力36.5A/m)の約100倍以内、特に700A/m付近を用いることができるが、これに限られるものではない(なお、以下の例では、100A/m〜900A/m程度とした)。
【0012】
ここでは、一例として、生命体であるサッカロミセスセルビシエ属の天然酵母パン種にELF弱磁界を印加し、天然酵母の発酵への影響(磁界強度と発酵強度の因果関係)について検討する。
【0013】
発酵用試験管13内には、それぞれ、例えば、天然酵母パン種を水に溶かして得られた水種が入れてある。ここで、実験に天然酵母パン種を選んだのは、水種の発酵時間が約24時間と実験に適した時間であること、市販されていて簡単に手に入ることなどの理由からである。また、天然酵母パンのでき具合はすべてこの水種の予備発酵で決まり、実験が容易だからである。さらには、発酵に係る三大微生物であるカビ、酵母、細菌はその大きさが約数ミクロンと非常に共通性があり、今までの研究結果を総合して、天然酵母パン種の実験だけで十分に磁界影響を予測できるからである。もちろん、これ以外にも各種の発酵に適用することができる。
【0014】
この28個の発酵用試験管13をコントロール及びA〜Cを7個ずつ選択して、全体で4つのグループを作る。コントロールは、例えば、ここでは発酵用試験管13内の水種に及ぼす磁界影響を地磁気のみとした場合、即ち、ELF弱磁界を印加しない場合のものである。それぞれのグループのA〜Cには、周波数発振器からの周波数7.0Hz、磁界の強度100A/mから900A/m(それぞれ地磁気の全磁力36.5A/mの約3倍から25倍)の交番磁界をそれぞれ印加した場合について実験をした。なお、グループA〜Cは、発酵用試験管13にそれぞれ別々の磁界強度(例えば、100A/m、200A/m、300A/m等)を印加することができるようにコイル11を設定し、そのときの各グループのpH値の平均を取ることができるように、グループとして分けたものである。また、基準対象となるコントロールの水種にも、磁界を発生しないように巻いたコイルに電流を流し温度条件の一定化を行っている。
【0015】
発酵に際しては、まず、発酵用試験管13及び使用する器具全てをアルコール消毒する。発砲スチロール容器10内に6lの水を入れヒーター12により適温にする。実験開始時にはヒーター12を取り除く。ここでは、例えば、選別したホシノ天然酵母パン種11gと70mlの水を発酵用試験管13にそれぞれ入れ、磁界を印加する。この実験を複数回(例えば3回)繰り返し行う。
【0016】
測定は、発酵用試験管13内の水種をよく攪拌し、全体のpH値が一様になるようにして行う。また、この測定方法により、実験開始時における水種のpH値はすべて同値であることを確認している。
【0017】
pH値の測定は、例えば、実験開始から12時間後と16時間後に行った。水種のpH値は、実験開始時で約6.3から24時間後に約3.4まで変化する。その内、10時間から20時間後の部分におけるpH値の変化が急で、発酵への磁気効果を評価できる。そこで、ここでは、一例として12時間後と16時間後のpH値を測定した。
【0018】
図4に、実験開始12時間後におけるpHの平均値についての説明図を示す。図示のように、コントロールでのpH値に比べると、磁界の強度100、400、900A/mでのpH値は高く、発酵を抑制する傾向にあることがわかる。また、磁界の強度200、300、500、600、800A/mでは、pH値がコントロールに比べて低く、発酵を促進する傾向にあることがわかる。また、700A/mにおいては、コントロールと同傾向であることあがわかる。
【0019】
図5に、実験開始16時間後におけるpHの平均値についての説明図を示す。12時間後と同様の傾向であるが、200A/mにおいては12時間後の傾向と逆で、pH値がコントロールよりも高く、抑制の傾向になることがわかる。なお、図4及び図5でエラーバーは、標準誤差を表している。
【0020】
図4及び図5の結果から、磁界の強度300、500、600、800A/mのELF弱磁界は、酵母の発酵を促進する傾向にあり、一方、100、400A/mは、発酵抑制の影響を与える傾向があることがわかる。なお、印加するELF弱磁界の周波数、磁界強度は、他にも適宜定めることができる。さらに、試験管、コイル、容器等の大きさ、形状、数等も適宜定めることができる。
【0021】
【発明の効果】
本発明によると、酒類、醤油、味噌、納豆、チーズ、パン、漬物などの嗜好食品から医療品、洗剤の製造、さらには抗生物質、微生物タンパク質の製造等の各種発酵過程において、ELF弱磁界を印加することにより、ELF弱磁界が酵母の酵素に影響を与え、生化学的触媒反応を活性化させ、発酵時間の短縮と味および香りに特徴を持たせ、また品質の向上を可能とすることができる。
【0022】
また、本発明によると、各種発酵の促進だけのみならず、各種発酵を抑制することができる発酵方法及び発酵装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る発酵装置の構成図。
【図2】本発明に係る発酵装置の特性図。
【図3】発酵用試験管配置及び磁界発生用回路についての説明図。
【図4】実験開始12時間後におけるpHの平均値についての説明図。
【図5】実験開始16時間後におけるpHの平均値についての説明図。
【符号の説明】
10 容器
11 コイル
12 ヒーター
13 発酵用試験管
30 周波数発振器
31 増幅器
32 可変抵抗
33 電流計
Claims (8)
- 酵母、細菌、カビ等の微生物を利用した各種発酵を行うための発酵方法であって、
発酵を行う際に、
所定の周波数及び磁界強度300、500、600又は800A/mの超低周波数弱磁界を印加することにより、発酵促進を行うこと、及び、
所定の周波数及び磁界強度100又は400A/mの超低周波数弱磁界を印加することにより、発酵抑制を行うこと、
のいずれかを選択的に行うようにした発酵方法。 - 酵母、細菌、カビ等の微生物を利用した各種発酵を行うための発酵方法であって、
発酵を行う際に、
所定の周波数及び磁界強度200、300、500、600又は800A/mの超低周波数弱磁界を印加することにより、発酵時間12時間後において、発酵促進を行うこと、及び、
所定の周波数及び磁界強度100、400又は900A/mの超低周波数弱磁界を印加することにより、発酵時間12時間後において、発酵抑制を行うこと、
のいずれかを選択的に行うようにした発酵方法。 - 酵母、細菌、カビ等の微生物を利用した各種発酵を行うための発酵方法であって、
発酵を行う際に、
所定の周波数及び磁界強度300、500、600又は800A/mの超低周波数弱磁界を印加することにより、発酵時間16時間後において、発酵促進を行い、
所定の周波数及び磁界強度100、200、400又は700A/mの超低周波数弱磁界を印加することにより、発酵時間16時間後において、発酵抑制を行うこと、
のいずれかを選択的に行うようにした発酵方法。 - 前記超低周波数弱磁界の周波数は、7Hz程度であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の発酵方法。
- 所定の超低周波数且つ弱磁界強度の磁界を印加した際に、発酵時間に応じて、
発酵促進又は発酵抑制のいずれかを行うようにしたことを特徴とする請求項1に記載の発酵方法。 - 各種発酵のための発酵用容器と、
前記発酵用容器内に、超低周波数弱磁界を発生するコイルと、
前記コイルと接続され、超低周波数の交流電圧を発生する周波数発振器と
を備え、
前記コイル及び前記周波数発振器により発生される超低周波数弱磁界の周波数及び磁界強度を定めることで、発酵を行う際に、
所定の周波数及び磁界強度300、500、600又は800A/mの超低周波数弱磁界を印加することにより、発酵促進を行うこと、及び、
所定の周波数及び磁界強度100又は400A/mの超低周波数弱磁界を印加することにより、発酵抑制を行うこと、
のいずれかを選択的に行うようにした発酵装置。 - 各種発酵のための発酵用容器と、
前記発酵用容器内に、超低周波数弱磁界を発生するコイルと、
前記コイルと接続され、超低周波数の交流電圧を発生する周波数発振器と
を備え、
前記コイル及び前記周波数発振器により発生される超低周波数弱磁界の周波数及び磁界強度を定めることで、発酵を行う際に、
所定の周波数及び磁界強度200、300、500、600又は800A/mの超低周波数弱磁界を印加することにより、発酵時間12時間後において、発酵促進を行うこと、及び、
所定の周波数及び磁界強度100、400又は900A/mの超低周波数弱磁界を印加することにより、発酵時間12時間後において、発酵抑制を行うこと、
のいずれかを選択的に行うようにした発酵装置。 - 各種発酵のための発酵用容器と、
前記発酵用容器内に、超低周波数弱磁界を発生するコイルと、
前記コイルと接続され、超低周波数の交流電圧を発生する周波数発振器と
を備え、
前記コイル及び前記周波数発振器により発生される超低周波数弱磁界の周波数及び磁界強度を定めることで、発酵を行う際に、
所定の周波数及び磁界強度300、500、600又は800A/mの超低周波数弱磁界を印加することにより、発酵時間16時間後において、発酵促進を行い、
所定の周波数及び磁界強度100、200、400又は700A/mの超低周波数弱磁界を印加することにより、発酵時間16時間後において、発酵抑制を行うこと、
のいずれかを選択的に行うようにした発酵装置。
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