JP4183371B2 - Manufacturing method of fermented turmeric - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウコンの根茎又はその乾燥粉末を培地として乳酸発酵することにより、ウコンの風味を改善した発酵ウコンの製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】
ウコンは、熱帯アジア原産のショウガ科多年生植物で、インド、東インド、華南、台湾が主産地であり、わが国では沖縄等の暖地で栽培されている。品種は春ウコン、秋ウコン、ガジュツがあり、薬用、食用に用いられている。
【0003】
この根茎はクルクミン、シネオール、p−トリメチルカルビトール、フラボノイド、β−グルカンなど多種類の生薬成分を含み、古くから芳香性健胃剤、利尿剤、肝臓・胆のう疾患の治療薬として用いられてきた。近年、ウコンの効能・効果に関する研究が進み、肝機能改善作用、抗潰瘍作用、動脈硬化予防作用、抗酸化作用、殺菌作用、抗癌作用など多様な生理学的機能を有することが明らかになってきた。そして生活習慣病の予防や治療に有効な素材としての評価を受け、これらを用いた健康志向食品が普及してきている。
【0004】
ウコンは、その根茎を煎じて飲用したり、乾燥させて粉末化したものを溶かして飲用したりしている。しかし、ウコンは、特有の刺激臭や苦味を有するため、その風味を改善し、飲用しやすくすることが望まれていた。
【0005】
このため、特開平8−214825号には、ウコンの根茎を乾燥して粉砕したものに、ぬか・ふすま等の穀類の精穀残渣及び糖類を加え、更にストレプトコッカス サーモフィラス、ラクトバチルス プランタリウム、バチルス サブティリス等の乳酸菌を培養菌として加えて発酵させ、これを加熱乾燥することを特徴とするウコンの根茎を用いた食材の製造方法が開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平8−214825号の方法では、穀類の精穀残渣やバチルスサブティリス等の耐熱性芽胞細菌を加えることを必須の構成要件としているので、耐熱性芽胞細菌等の混入が避けられず、より高温高圧による加熱殺菌が必要とされ、ウコンの有する有用成分が分解又は飛散してしまう虞れがあった。また、発酵促進を目的として穀類の精穀残渣や糖類を加えるので、その結果、ウコン含有率の低い製品になってしまうという問題があった。
【0007】
また、ウコンや穀類の精穀残渣が有する澱粉質等の溶解によって、培地の粘度が上昇しやすく、培地中のウコンの濃度を高めることができず、乾燥時間及びコストがかかり、生産性を高めることができないという問題があった。
【0008】
したがって、本発明の目的は、ウコンの有する有用成分を損なうことなく、風味の改善されたウコンを生産性よく製造できるようにした発酵ウコンの製造法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、ウコンの根茎又はその乾燥粉末に、アミラーゼ及びプロテアーゼを作用させた後、又は作用させながら、該ウコンの根茎又はその乾燥粉末5〜30質量%を含む培地を用いて乳酸発酵を行うことを特徴とする発酵ウコンの製造法を提供するものである。
【0010】
本発明によれば、ウコンの根茎又はその乾燥粉末に、アミラーゼ及びプロテアーゼを作用させることにより、ウコン中の澱粉質及び蛋白質が分解されて低分子化され、培地の粘度を下げることができるので、培地中におけるウコンの濃度を高めて培養を行うことが可能となり、培養後の乾燥粉末化等が容易となり、生産性を高めることができる。
【0011】
また、ウコン中の澱粉質及び蛋白質が分解されて乳酸菌の栄養源となるため、他の栄養源を加える必要がなく、原料の調達や管理が容易となると共に、ウコン含有率の高い製品を得ることができる。
【0012】
更に、乳酸発酵によりウコン特有の刺激臭や苦味を軽減して、摂取しやすい良好な風味の発酵ウコンを得ることができる。また、得られた培養物は、乳酸菌の菌体を高濃度に含有するので、乳酸菌に由来する生理活性も付与される。
【0013】
すなわち、乳酸菌やビフィズス菌などの効能効果については、従来から、腸内感染防御作用、腸内腐敗の抑制、下痢便秘症の改善等の整腸作用が挙げられてきたが、近年では免疫機能に関する研究が飛躍的に進み、特に抗癌作用を有することが注目を浴びている。
【0014】
本発明においては、前記培地にアルカリ剤を添加してpH調整をしながら乳酸発酵を行うことが好ましい。これによれば、乳酸発酵によって培地pHが低下することをアルカリ剤の添加によって防止しつつ、乳酸菌の至適pHに近い状態で培養を継続させることができるので、培地が乳酸菌によって充分に資化されるまで培養を行わせることができ、発酵による風味改善効果をより高め、乳酸菌の菌体を豊富に含む培養物を得ることができる。
【0015】
また、前記アルカリ剤として、水酸化カルシウム又はカルシウム塩を添加することが好ましい。これによれば、カルシウムイオンが乳酸発酵によって形成される乳酸と反応して乳酸カルシウムとなるため、体内で消化しやすいといわれるカルシウム源である乳酸カルシウムを豊富に含む培養物を得ることができる。
【0016】
また、本発明によれば、前記培地中における前記ウコンの根茎又はその乾燥粉末の仕込濃度を5〜30質量%とすることにより、乳酸発酵に必要な培地の攪拌等が可能な状態で、ウコンの濃度が比較的高い培地を用いて培養を行うことができ、生産効率を高めることができる。
【0017】
更にまた、上記乳酸発酵して得られた培養物を乾燥して粉末化することが好ましい。これによれば、保存性に優れ、各種の飲食品に添加しやすい製品形態にすることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明において、原料とするウコンとしては、春ウコン、秋ウコン、ガジュツのいずれも使用することができる。春ウコンと秋ウコンとを比較すると、クルクミン含量は秋ウコンの方が多いが、β−グルカンの含量は春ウコンの方が多い。また、春ウコンは、ウコン特有の刺激臭や苦味が、秋ウコンよりも強い傾向がある。乳酸発酵は秋ウコンの方が容易である。
【0019】
本発明においては、上記のようなウコンの根茎を粉砕したり、あるいは乾燥粉末化して、培地原料とする。乳酸菌の培養に必要とされる栄養源は、ウコンをアミラーゼ及びプロテアーゼで分解するだけで充分に付与されるが、必要に応じて他の栄養源、例えば酵母エキス等の増殖促進物質を添加してもよい。
【0020】
培地の調製に当たっては、ウコンの根茎又はその乾燥粉末に、適当量の水を添加し、必要に応じて上記酵母エキス等の他の栄養源を添加し、加熱殺菌する。このときの殺菌は、耐熱性芽胞菌等をも殺菌できるように、100℃以上の高温高圧条件下で行うことが好ましい。なお、水を添加した後に、粉砕機にかけてウコンの根茎又はその乾燥粉末をより細かく粉砕してもよい。
【0021】
また、培地中のウコン原料の濃度は、5〜30質量%とする。ウコン原料の濃度が5質量%未満では、培養後の乾燥粉末化に時間とエネルギーがかかり、製造コストが高くなる。また、ウコン原料の濃度が30質量%を超えると、培地の粘度が上昇して攪拌が困難となり、乳酸菌の増殖に時間がかかって生産効率がかえって低下する。
【0022】
こうして培地を殺菌した後、培地にアミラーゼ及びプロテアーゼを添加して酵素処理を行う。アミラーゼとしては、例えばα−アミラーゼ、β−アミラーゼ、グルコアミラーゼから選ばれた一種又は2種以上が好ましく用いられる。また、プロテアーゼとしては、例えば中性プロテアーゼ、酸性プロテアーゼなどが好ましく用いられる。アミラーゼ、プロテアーゼの他に、セルラーゼ、ヘミセルラーゼ等を添加してもよいが、セルラーゼ、ヘミセルラーゼ等は、β−グルカンを分解してその生理活性効果を低下させる虞れもある。
【0023】
なお、上記各酵素は、各社から市販されており、それらを適宜選択して使用することができる。例えば、α−アミラーゼとしては「ユニアーゼBM−8」(商品名、ヤクルト薬品工業製)、β−アミラーゼとしては「ユニアーゼL」(商品名、ヤクルト薬品工業製)、グルコアミラーゼとしては「ユニアーゼ60」(商品名、ヤクルト薬品工業製)などが使用できる。また、中性プロテアーゼとしては「オリエンターゼONS」(商品名、阪急バイオインダストリー製)、酸性プロテアーゼとしては「プロテアーゼM](商品名、天野製薬製)などが使用できる。更に、セルラーゼとしては「セルラーゼオノズカ3S」(商品名、ヤクルト薬品工業製)、ヘミセルラーゼとしては「マセロチーム」(商品名、ヤクルト薬品工業製)などが使用できる。
【0024】
酵素反応条件は、使用する複数の酵素の至適温度、至適pHに近い温度及びpHで行うことが好ましい。また、培地に酵素を添加して酵素反応を行った後に乳酸発酵を行うこともできるが、培地に酵素を添加すると共に、乳酸菌を接種して酵素処理と乳酸発酵とを並行して行うこともできる。この場合には、乳酸菌に適した培養条件を優先することになるので、そのような条件下で活性が高い酵素を選択することが好ましい。
【0025】
上記のようにして酵素処理を行った後、あるいは上記酵素処理と並行して、培地に乳酸菌を接種して乳酸発酵を行う。乳酸菌としては、例えば、エンテロコッカス フェカリス(Enterococcus faecalis)、ストレプトコッカス サーモフィルス(Streptococcus thermophilus)、ラクトバチルス カゼイ(Lactobacillus casei)、ラクトバチルス ガセリ(Lactobacillus gasseri)、ラクトバチルス サリバリウス(Lactobacillus salivarius)、ラクトバチルス プランタルム(Lactobacillus plantarum)、ビフィドバクテリウム ブレーべ(Bifidobacterium breve)、ビフィドバクテリウム ロンガム(Bifidobacterium longum)などを用いることができる。
【0026】
これらはいずれも当業者が容易に入手できる菌株である。例えば保存菌株としては、エンテロコッカス フェカリス EF−19433(Enterococcus faecalis EF-19433、ATCC保存菌株)、ストレプトコッカス サーモフィルス ST−859(Streptococcus thermophilus ST-859、NCFB保存菌株)、ラクトバチルス カゼイ LC−15883T(Lactobacillus casei LC-15883T、IFO保存菌株)、ラクトバチルス サリバリウス LS−11741(Lactobacillus salivarius LS-11741、ATCC保存菌株)、ビフィドバクテリウムロンガム BL−15707(Bifidobacterium longum BL-15707、ATCC保存菌株)などを用いることができる。これらの乳酸菌は、1種類のみを接種してもよいが、2種類以上を同時に接種して発酵を行ってもよい。複数の乳酸菌を併用することによって、発酵を促進させることができる。
【0027】
供試菌は、例えば1%乳糖含有ILS液体培地(Rogosaの液体培地)で37℃、16時間程度前培養し、これをスターターとして用いることが好ましい。ただし、ビフィズス菌に関しては、混合ガス(窒素:炭酸ガス=97:3)の存在下で嫌気培養することが好ましい。
【0028】
乳酸菌の培養条件は、特に限定されないが、温度30〜40℃で、pH6〜7、培養時間20〜70時間の条件で行うことが好ましい。ただし、培養の進行に伴ってpHが低下し、乳酸菌が増殖しにくくなるため、培養の開始時、又は培養中にアルカリ剤を添加してpH調整を行うことが好ましい。好ましくは、培養の進行に伴って、pHが上記範囲よりも低くなったら、それに応じてアルカリ剤を添加して、培養期間中のpHを常に上記範囲に維持する。このアルカリ剤としては、水酸化カルシウムや、炭酸カルシウムなどのカルシウム塩が好ましく用いられる。これによれば、発酵によって形成された乳酸とカルシウムとが反応して、培養物中に乳酸カルシウムが形成される。この乳酸カルシウムは、消化しやすいカルシウム源として知られており、カルシウムを豊富に含む食品素材を得ることができる。
【0029】
得られた培養物は、そのままでも食品素材として利用できるが、好ましくは100℃、30分程度の加熱殺菌を行い、必要があれば濃縮し、最後に乾燥、粉末化することが好ましい。乾燥方法としては、例えば熱風乾燥、噴霧乾燥、ドラム乾燥、真空乾燥などの各種手段を採用することができる。
【0030】
こうして得られた発酵ウコンの乾燥粉末は、必要に応じて賦形剤を添加し、粉末のまま、又は顆粒、錠剤等の形状に造粒したり、カプセル化したりして健康食品とすることができる。また、上記乾燥粉末は、様々な飲食品、例えば飲料、ゼリー、キャンディー、ガム、レトルト食品、インスタント食品等に添加することができる。本発明の方法で得られた発酵ウコンの乾燥粉末の添加量は、特に限定されないが、前述したような生理活性効果を付与するため、飲食品の1食分当たり上記乾燥粉末を0.5〜2g含有するように添加することが好ましい。
【0031】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。まず、以下の実施例において使用したウコンの前処理方法、使用酵素、供試菌株について説明する。
【0032】
(原料ウコンの前処理)
春ウコン及び秋ウコンの生根茎を入手し(日本バイオ製)、これに2倍量の水を加えてミキサーで5分間粉砕した。これを10mlずつ中試験管に分注し、121℃、15分間滅菌したものを発酵用基本培地とした(固形分濃度約5%)。この他、ウコンの粉末も入手し、濃度を変えて発酵性状を調べた。なお、試料に供した春ウコン粉末の成分分析結果を表1に、秋ウコン粉末の成分分析結果を表2に示す。
【0033】
【表1】
【0034】
【表2】
【0035】
(使用酵素)
α−アミラーゼとして「ユニアーゼBM−8」(商品名、ヤクルト薬品工業製)、β−アミラーゼとして「ユニアーゼL」(商品名、ヤクルト薬品工業製)、グルコアミラーゼとして「ユニアーゼ60」(商品名、ヤクルト薬品工業製)を用いた。また、中性プロテアーゼとして「オリエンターゼONS」(商品名、阪急バイオインダストリー製)、酸性プロテアーゼとして「プロテアーゼM](商品名、天野製薬製)を用いた。これらの酵素の性質を下記表3に示した。
【0036】
【表3】
【0037】
(供試菌株)
乳酸菌としては、エンテロコッカス フェカリス(Enterococcus faecalis)の2株(EF-2001株、 EF-19433株)、ストレプトコッカス サーモフィルス(Streptococcus thermophilus)の1株(ST-859株)、ラクトバチルス カゼイ(Lactobacillus casei)の3株(LC-07株、LC-09株、LC-15883T株)、ラクトバチルス サリバリウス(Lactobacillus salivarius)の2株(LS212株、LS-11741株)、ラクトバチルス プランタルム(Lactobacillus plantarum)の1株(LP-220株)、ラクトバチルス ガセリ(Lactobacillus gasseri)の1株(LG-230株)、ビフィドバクテリウム ブレーベ(Bifidobacterium breve)の1株(BB-400株)、ビフィドバクテリウム ロンガム(Bifidobacterium longum)の2株(BL-410株、BL-15707株)を用いた。
【0038】
これらの供試菌は、1%乳糖含有ILS液体培地(Rogosaの液体培地)で37℃、16時間程度前培養し、これをスターターとして用いた。また、ビフィズス菌に関しては、混合ガス(窒素:炭酸ガス=97:3)の存在下で嫌気培養を行った。
【0039】
実施例1(ウコンの各種乳酸菌の増殖に与える影響)
ウコンは、クルクミン、シネオールなどの殺菌・抗菌作用を示す複数の成分を含み、黄色ブドウ状球菌やヘリコバクター・ピロリ菌などの病原菌に対する増殖抑制作用があることが知られている。そこでまず、ウコン粉末や、そのアルコール(エチルアルコール)抽出物(クルクミン、シネオール含有画分)が乳酸菌の増殖を抑制しないかを調べるために、1%乳糖含有ILS液体培地(Rogosaの液体培地)にウコン粉末やそのアルコール抽出物を添加し、37℃で48時間培養を行った後、培養後の培地pHを測定した。ウコンとしては、春ウコン粉末を用い、そのアルコール抽出物としては、上記春ウコン粉末に10倍量のアルコールを添加して抽出し、それを遠心分離した上清を用いた。この結果を表4に示す。
【0040】
【表4】
【0041】
表4に示されるように、ST−859株、LC−07株及びLG230株については、濃度依存的にやや強い抑制作用が認められたが、この他の菌株では無添加培地と同じレベルまで培地pHは低下しており、ほとんど増殖抑制は認められなかった。これらのことから菌株を選択、培養時間の延長、仕込み濃度の低減等により、ウコン粉末及びそのアルコール抽出物を培地原料としても、乳酸発酵が可能であることがわかった。
実施例2(ウコンの酵素処理による乳酸菌の増殖促進)
ウコンを酵素処理することにより、ウコンのみでも乳酸菌の増殖が可能であるかどうかについて調べた。すなわち、春ウコン粉末に2倍量の水を加えて粉砕し、pH7.3に調整して、121℃で15分間殺菌した培地を基本培地とした。この基本培地に、アミラーゼ処理を施したもの、プロテアーゼ処理を施したもの、アミラーゼ及びプロテアーゼ処理を施したものを調製し、それぞれの培地を用いて乳酸菌を接種した後、37℃で48時間培養を行い、培養後のpHを測定した。
【0042】
なお、アミラーゼとしては、α−アミラーゼ(商品名「ユニアーゼBM−8」、ヤクルト薬品工業製)、β−アミラーゼ(商品名「ユニアーゼL」、ヤクルト薬品工業製)、グルコアミラーゼ(商品名「ユニアーゼ60」、ヤクルト薬品工業製)の3種の混合液を無菌濾過して用い、培地中の基質(糖質)に対してそれぞれ0.03%となるように添加した。
【0043】
また、プロテアーゼとしては、中性プロテアーゼ(商品名「オリエンターゼONS」、阪急バイオインダストリー製)と、酸性プロテアーゼ(商品名「プロテアーゼM]、天野製薬製)の2種の混合液を無菌濾過して用い、培地中の基質(蛋白質)に対してそれぞれ0.07%となるように添加した。
更に、乳酸菌としては、EF−2001株、EF−19433株、LC−09株、LC−15883T株、LS−212株、LS−11741株、LP−220株、BB−400株、BL−410株、BL−15707株を用いた。なお、このうち、ビフィズス菌に関しては、前述したように、混合ガス(窒素:炭酸ガス=97:3)の存在下で嫌気培養を行った(以下の実施例においても同様)。この結果を表5に示す。
【0044】
【表5】
【0045】
表5の結果から、基本培地、アミラーゼ単独処理、プロテアーゼ単独処理のいずれの場合も、乳酸菌の充分な増殖がなされなかったが、アミラーゼ及びプロテアーゼ処理を行うことにより、いずれの乳酸菌も充分に増殖することがわかる。
【0046】
実施例3(ウコン濃度の培養性状に与える影響)
ウコンをそのまま水に溶かして加熱殺菌した場合には、培地粘度が著しく上昇して攪拌が不可能になるため仕込濃度を5%以上に上げることができない。これに対して、アミラーゼとプロテアーゼ処理を行うことによりウコンに含まれる澱粉と蛋白質が分解され、培地の粘度は大幅に低下する。
【0047】
そこで、春ウコン粉末及び秋ウコン粉末について、実施例2と同じ酵素を用いてアミラーゼ及びプロテアーゼ処理を行い、培地中のウコン濃度を種々変化させて乳酸菌の培養を行った。乳酸菌としては、EF−2001株、LC−09株、LS−212株、LP−220株の4菌株を各々0.1%接種した。また、ウコン濃度を変えると共に、それぞれに炭酸カルシウムを1%添加した培地についても、同様に乳酸菌を培養してその増殖結果を見た。
【0048】
上記方法により、春ウコンについて行った実験結果を表6に、秋ウコンについて行った実験結果を表7に示す。
【0049】
【表6】
【0050】
【表7】
【0051】
このように、アミラーゼ及びプロテアーゼ処理を行うことにより、春ウコンの場合には、培地中のウコン濃度を20%まで上げても培養が可能であり、秋ウコンの場合には、培地中のウコン濃度を30%まで上げても培養が可能である。また、炭酸カルシウムを添加することにより、培地pHの低下を抑制できることがわかる。
【0052】
実施例4(ミニジャーを用いたウコン培地の乳酸発酵)
春ウコン粉末10%を含有する培地を調製し、この培地に実施例2と同様にアミラーゼ及びプロテーアーゼを添加し、更に実施例3と同様に乳酸菌を接種して、ミニジャーを用いて乳酸発酵を行った。培養温度は37℃とすると共に、2.0%の水酸化カルシウムを含有するpH調整剤を添加して、pH6.3〜6.5に保ちながら、培養を行った。
【0053】
経時的に培養液を採取して、培養時間と生菌数との関係を調べた。なお、生菌数は、乳糖1%添加のILS寒天培地を用いた総菌数と、4%NaClを添加したILS寒天培地を用いたEF−2001菌数のそれぞれについて求めた。この結果を表8に示す。
【0054】
【表8】
【0055】
表8に示されるように、春ウコンの場合も、秋ウコンの場合も、アミラーゼ及びプロテーアーゼの添加による酵素処理と、水酸化カルシウムによるpH調整とによって、充分な増殖がなされることがわかった。
【0056】
こうして得られたそれぞれの培養液を100℃で30分加熱殺菌した後、ロータリーエバポレーターで濃縮し、凍結乾燥することにより、それぞれの発酵ウコン粉末を得た。この発酵ウコン粉末は、春ウコン、秋ウコン共に、さわやかで、マイルドで、コク味のある風味を有しており、乳酸カルシウムの生成によってやや淡色の色となっていた。
【0057】
上記で得られた発酵春ウコン粉末の成分分析結果を表9に、発酵秋ウコン粉末の成分分析結果を表10に示す。
【0058】
【表9】
【0059】
【表10】
【0060】
表9、10の測定において、糖質は、直接分析したものではなく、水分、蛋白質、脂質、灰分、食物繊維以外の成分の合計で計算されており、実際には発酵により生成された乳酸が水酸化カルシウムによって中和され、乳酸カルシウムを生成するので、このカルシウムの増加から算出した残りの糖質は、発酵春ウコンでは約0%、発酵秋ウコンでは約17%となると推定される。
【0061】
また、表2、3と比較すると、クルクミン含量の低下(発酵後に約70%)が起こっているように見えるが、水酸化カルシウムを添加することによって灰分が15〜20%増加し、粉末収量が約1.3倍に増加して希釈されたためであり、絶対量が減少したわけではない。
【0062】
更に、得られた春ウコン粉末を水に懸濁させ、グラム染色法で染色した後、1000倍の顕微鏡で撮影した写真を図1に示す。図1中の小さな球状、棒状のものが乳酸菌体であり、大きな破片状のものがウコンである。このように乳酸菌体とウコンとを両方含むことにより、それぞれの生理活性効果がもたらされることが期待される。
【0063】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ウコンの根茎又はその乾燥粉末に、アミラーゼ及びプロテアーゼを作用させることにより、ウコン中の澱粉質及び蛋白質が分解されて低分子化され、培地の粘度を下げることができるので、培地中におけるウコンの濃度を高めて培養を行うことが可能となり、培養後の乾燥粉末化等が容易となり、生産性を高めることができる。
【0064】
また、ウコン中の澱粉質及び蛋白質が分解されて乳酸菌の栄養源となるため、他の栄養源を加える必要がなく、原料の調達や管理が容易となると共に、ウコン含有率の高い製品を得ることができる。
【0065】
更に、乳酸発酵によりウコン特有の刺激臭や苦味を軽減して、摂取しやすい良好な風味の発酵ウコンを得ることができる。また、得られた培養物は、乳酸菌の菌体を含有するので、乳酸菌に由来する生理活性も付与される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法で得られた発酵ウコン粉末の1000倍の顕微鏡写真である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing fermented turmeric having improved turmeric flavor by lactic acid fermentation using a turmeric rhizome or a dry powder thereof as a medium.
[0002]
[Prior art]
Turmeric is a ginger family perennial plant native to tropical Asia and is mainly grown in India, East India, South China and Taiwan, and is cultivated in warm regions such as Okinawa in Japan. Varieties include spring turmeric, autumn turmeric, and gadget, and are used for medicinal purposes and food.
[0003]
This rhizome contains many kinds of herbal ingredients such as curcumin, cineol, p-trimethylcarbitol, flavonoids and β-glucan, and has long been used as a therapeutic agent for aromatic stomachic agents, diuretics, liver / gallbladder diseases. In recent years, research on the efficacy and effects of turmeric has progressed, and it has become clear that it has various physiological functions such as liver function improvement action, anti-ulcer action, arteriosclerosis prevention action, antioxidant action, bactericidal action, and anticancer action. It was. In response to the evaluation as a material effective for the prevention and treatment of lifestyle-related diseases, health-oriented foods using these have become popular.
[0004]
Turmeric is decocted and drunk, or dried and powdered to be drunk. However, since turmeric has a peculiar pungent odor and bitterness, it has been desired to improve its flavor and make it easy to drink.
[0005]
For this reason, JP-A-8-214825 adds cereal residue and sugars of cereals such as bran and bran to dried and pulverized turmeric rhizomes, and further Streptococcus thermophilus, Lactobacillus plantarium, Bacillus subtilis. A method for producing a food using a rhizome of turmeric, characterized in that a lactic acid bacterium such as Tiris is added as a culture and fermented, followed by heat drying.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method of JP-A-8-214825, the addition of heat-resistant spore bacteria such as cereal residue and Bacillus subtilis is an essential constituent requirement. Further, heat sterilization with higher temperature and pressure is required, and there is a possibility that useful components of turmeric are decomposed or scattered. Moreover, since the grain cereal residue and saccharide | sugar are added for the purpose of fermentation promotion, there existed a problem that it became a product with a low turmeric content as a result.
[0007]
In addition, the viscosity of the medium is likely to increase due to dissolution of starch and the like of turmeric and cereal grain residues, the concentration of turmeric in the medium cannot be increased, and it takes drying time and costs, increasing productivity. There was a problem that I could not.
[0008]
Therefore, the objective of this invention is providing the manufacturing method of the fermented turmeric which enabled it to manufacture the turmeric improved in flavor with sufficient productivity, without impairing the useful component which turmeric has.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the present invention provides a medium containing 5 to 30% by mass of the turmeric rhizome or its dry powder after or while allowing amylase and protease to act on the turmeric rhizome or its dry powder. The present invention provides a method for producing fermented turmeric, characterized in that lactic acid fermentation is carried out using sucrose.
[0010]
According to the present invention, by causing amylase and protease to act on the curcuma rhizome or its dry powder, the starch and protein in the turmeric are decomposed and reduced in molecular weight, so that the viscosity of the medium can be lowered. Culturing can be performed by increasing the concentration of turmeric in the medium, making it easy to dry powder after the cultivation, and productivity can be increased.
[0011]
In addition, since starch and protein in turmeric are decomposed to become a source of nutrients for lactic acid bacteria, it is not necessary to add other nutrient sources, making it easy to procure and manage raw materials, and to obtain products with a high content of turmeric be able to.
[0012]
Furthermore, the pungent smell and bitterness peculiar to turmeric can be reduced by lactic acid fermentation, and a fermented turmeric having a good flavor that can be easily taken can be obtained. Moreover, since the obtained culture contains the microbial cell of lactic acid bacteria in high concentration, the physiological activity derived from lactic acid bacteria is also provided.
[0013]
In other words, regarding the efficacy effects of lactic acid bacteria and bifidobacteria, conventionally, intestinal infection protective effect, suppression of intestinal rot, improvement of diarrhea constipation, etc. have been mentioned. Research has progressed dramatically, and it has attracted attention especially as having anticancer activity.
[0014]
In the present invention, it is preferable to perform lactic acid fermentation while adjusting the pH by adding an alkaline agent to the medium. According to this, since the culture can be continued in a state close to the optimum pH of the lactic acid bacteria while preventing the pH of the medium from being lowered due to lactic acid fermentation by adding an alkaline agent, the medium is sufficiently assimilated by the lactic acid bacteria. The culture can be carried out until it is carried out, and the effect of improving the flavor by fermentation can be further enhanced and a culture rich in lactic acid bacteria can be obtained.
[0015]
Moreover, it is preferable to add calcium hydroxide or a calcium salt as the alkaline agent. According to this, since calcium ions react with lactic acid formed by lactic acid fermentation to form calcium lactate, a culture rich in calcium lactate, which is a calcium source that is said to be easily digested in the body, can be obtained.
[0016]
Further, according to the present invention, by 5 to 30% by weight of rhizomes or feeding concentration of the dry powder of the turmeric in the said medium, in a possible such as stirring of the medium required for lactic acid fermentation conditions, turmeric Culturing can be carried out using a medium having a relatively high concentration, and production efficiency can be increased.
[0017]
Furthermore, it is preferable to dry and pulverize the culture obtained by the lactic acid fermentation. According to this, it can be set as the product form which is excellent in preservability and is easy to add to various food-drinks.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, any of spring turmeric, autumn turmeric, and gadget can be used as the raw turmeric. When comparing spring turmeric with autumn turmeric, curcumin content is higher in autumn turmeric, but β-glucan content is higher in spring turmeric. In addition, spring turmeric tends to have a pungent odor and bitterness peculiar to turmeric than autumn turmeric. Lactic acid fermentation is easier with autumn turmeric.
[0019]
In the present invention, the turmeric rhizome as described above is pulverized or pulverized to obtain a medium raw material. Nutrient sources required for the cultivation of lactic acid bacteria can be sufficiently imparted by simply decomposing turmeric with amylase and protease. However, if necessary, other nutrient sources such as yeast extract can be added. Also good.
[0020]
In preparing the medium, an appropriate amount of water is added to the rhizome of turmeric or its dry powder, and other nutrient sources such as the yeast extract are added as necessary, followed by heat sterilization. The sterilization at this time is preferably performed under high-temperature and high-pressure conditions of 100 ° C. or higher so that heat-resistant spore bacteria and the like can be sterilized. In addition, after adding water, you may grind | pulverize the turmeric rhizome or its dry powder more finely in a grinder.
[0021]
The concentration of turmeric raw material in the medium shall be the 5 to 30 mass%. When the concentration of the turmeric raw material is less than 5% by mass, it takes time and energy to form a dry powder after the cultivation, and the production cost increases. On the other hand, when the concentration of the turmeric raw material exceeds 30% by mass, the viscosity of the medium increases and stirring becomes difficult, and it takes time for the lactic acid bacteria to grow and the production efficiency decreases.
[0022]
After the medium is sterilized in this way, amylase and protease are added to the medium to perform enzyme treatment. As the amylase, for example, one or more selected from α-amylase, β-amylase, and glucoamylase are preferably used. Moreover, as a protease, neutral protease, acidic protease, etc. are used preferably, for example. Cellulase, hemicellulase, and the like may be added in addition to amylase and protease, but cellulase, hemicellulase, and the like may degrade β-glucan and reduce its physiological activity.
[0023]
In addition, each said enzyme is marketed from each company, They can be selected suitably and can be used. For example, “Uniase BM-8” (trade name, manufactured by Yakult Pharmaceutical Co., Ltd.) as α-amylase, “Uniase L” (trade name, manufactured by Yakult Pharmaceutical Co., Ltd.) as β-amylase, and “Uniase 60” as glucoamylase. (Trade name, manufactured by Yakult Pharmaceutical Co., Ltd.) can be used. In addition, “Orientase ONS” (trade name, manufactured by Hankyu Bioindustry) can be used as a neutral protease, “Protease M” (trade name, manufactured by Amano Pharmaceutical Co., Ltd.), etc. As a cellulase, “Cellulase” can be used. Onozuka 3S "(trade name, manufactured by Yakult Pharmaceutical Co., Ltd.) and" Macero Team "(trade name, manufactured by Yakult Pharmaceutical Co., Ltd.) can be used as hemicellulase.
[0024]
The enzyme reaction conditions are preferably carried out at an optimum temperature and a pH close to the optimum pH of a plurality of enzymes to be used. In addition, lactic acid fermentation can be performed after enzyme is added to the medium and the enzyme reaction is performed, but enzyme treatment and lactic acid fermentation can be performed in parallel by inoculating lactic acid bacteria and adding the enzyme to the medium. it can. In this case, since culture conditions suitable for lactic acid bacteria are given priority, it is preferable to select an enzyme having high activity under such conditions.
[0025]
After performing the enzyme treatment as described above, or in parallel with the enzyme treatment, lactic acid bacteria are inoculated into the medium and lactic acid fermentation is performed. Examples of the lactic acid bacteria include Enterococcus faecalis, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus gasseri, Lactobacillus salivarius, Lactobacillus s. plantarum), Bifidobacterium breve, Bifidobacterium longum and the like can be used.
[0026]
These are all strains that can be easily obtained by those skilled in the art. For example, enterococcus faecalis EF-19433 (Enterococcus faecalis EF-19433, ATCC storage strain), Streptococcus thermophilus ST-859 (Streptococcus thermophilus ST-859, NCFB storage strain), Lactobacillus casei LC-15588T (Lactobacillus casei) LC-15883T, IFO storage strain), Lactobacillus salivarius LS-11741 (Lactobacillus salivarius LS-11741, ATCC storage strain), Bifidobacterium longum BL-15707 (Bifidobacterium longum BL-15707, ATCC storage strain), etc. are used. be able to. These lactic acid bacteria may be inoculated with only one type, but may be inoculated with two or more types simultaneously. Fermentation can be promoted by using a plurality of lactic acid bacteria in combination.
[0027]
The test bacteria are preferably pre-cultured in an ILS liquid medium containing 1% lactose (Rogosa's liquid medium) at 37 ° C. for about 16 hours and used as a starter. However, for Bifidobacteria, it is preferable to perform anaerobic culture in the presence of a mixed gas (nitrogen: carbon dioxide gas = 97: 3).
[0028]
The culture conditions for the lactic acid bacteria are not particularly limited, but it is preferable to carry out the conditions at a temperature of 30 to 40 ° C., a pH of 6 to 7, and a culture time of 20 to 70 hours. However, since the pH decreases with the progress of the culture and the lactic acid bacteria hardly grow, it is preferable to adjust the pH by adding an alkaline agent at the start of the culture or during the culture. Preferably, when the pH is lower than the above range as the culture progresses, an alkaline agent is added accordingly, and the pH during the culture period is always maintained within the above range. As the alkaline agent, calcium hydroxide or calcium salts such as calcium carbonate are preferably used. According to this, lactic acid and calcium formed by fermentation react to form calcium lactate in the culture. This calcium lactate is known as an easily digestible calcium source, and a food material rich in calcium can be obtained.
[0029]
The obtained culture can be used as a food material as it is, but it is preferable to perform heat sterilization at 100 ° C. for about 30 minutes, concentrate if necessary, and finally dry and powder. As a drying method, various means such as hot air drying, spray drying, drum drying, and vacuum drying can be employed.
[0030]
The dried powder of fermented turmeric thus obtained may be added to the excipient as necessary, and granulated or encapsulated as a powder, in the form of granules, tablets, etc. to make a health food. it can. The dry powder can be added to various foods and drinks such as beverages, jelly, candy, gum, retort food, and instant food. The addition amount of the dried powder of fermented turmeric obtained by the method of the present invention is not particularly limited, but 0.5 to 2 g of the dry powder per serving of food or drink is provided in order to impart a physiologically active effect as described above. It is preferable to add so that it may contain.
[0031]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. First, the pretreatment method of turmeric, the enzyme used, and the test strain used in the following examples will be described.
[0032]
(Pretreatment of raw turmeric)
Fresh rhizomes of spring turmeric and autumn turmeric were obtained (manufactured by Nippon Bio Inc.), and twice the amount of water was added thereto and pulverized with a mixer for 5 minutes. 10 ml of this was dispensed into a medium test tube and sterilized at 121 ° C. for 15 minutes as a basic culture medium for fermentation (solid content concentration of about 5%). In addition, turmeric powder was also obtained, and the fermentation properties were examined by changing the concentration. In addition, the component analysis result of the spring turmeric powder used for the sample is shown in Table 1, and the component analysis result of the autumn turmeric powder is shown in Table 2.
[0033]
[Table 1]
[0034]
[Table 2]
[0035]
(Enzyme used)
“Uniase BM-8” (trade name, manufactured by Yakult Pharmaceutical Co., Ltd.) as α-amylase, “Uniase L” (trade name, manufactured by Yakult Pharmaceutical Co., Ltd.) as β-amylase, and “Uniase 60” (trade name, Yakult Co., Ltd.) as glucoamylase. Yakuhin Kogyo) was used. Further, “Orientase ONS” (trade name, manufactured by Hankyu Bioindustry) was used as a neutral protease, and “Protease M” (trade name, manufactured by Amano Pharmaceutical) was used as an acidic protease. Indicated.
[0036]
[Table 3]
[0037]
(Test strain)
Lactic acid bacteria include two strains of Enterococcus faecalis (EF-2001 strain, EF-19433 strain), one strain of Streptococcus thermophilus (ST-859 strain), and Lactobacillus casei (Lactobacillus casei). 3 strains (LC-07 strain, LC-09 strain, LC-15883T strain), 2 strains of Lactobacillus salivarius (LS212 strain, LS-11741 strain), 1 strain of Lactobacillus plantarum (Lactobacillus plantarum) LP-220), 1 strain of Lactobacillus gasseri (LG-230 strain), 1 strain of Bifidobacterium breve (BB-400 strain), Bifidobacterium longum (Bifidobacterium longum) 2 strains (BL-410 strain, BL-15707 strain).
[0038]
These test bacteria were pre-cultured in an ILS liquid medium containing 1% lactose (Rogosa liquid medium) at 37 ° C. for about 16 hours and used as a starter. As for bifidobacteria, anaerobic culture was performed in the presence of a mixed gas (nitrogen: carbon dioxide = 97: 3).
[0039]
Example 1 (Effect of Turmeric on Growth of Various Lactic Acid Bacteria)
Turmeric contains a plurality of antibacterial and antibacterial actions such as curcumin and cineole, and is known to have a growth inhibitory action against pathogenic bacteria such as Staphylococcus aureus and Helicobacter pylori. Therefore, in order to examine whether turmeric powder and its alcohol (ethyl alcohol) extract (curcumin, cineol-containing fraction) inhibit the growth of lactic acid bacteria, 1% lactose-containing ILS liquid medium (Rogosa liquid medium) Turmeric powder and an alcohol extract thereof were added and cultured at 37 ° C. for 48 hours, and then the pH of the cultured medium was measured. As the turmeric, spring turmeric powder was used, and as the alcoholic extract, a supernatant obtained by adding 10 times the amount of alcohol to the spring turmeric powder and then centrifuging it was used. The results are shown in Table 4.
[0040]
[Table 4]
[0041]
As shown in Table 4, the ST-859 strain, the LC-07 strain, and the LG230 strain showed a slightly strong inhibitory effect in a concentration-dependent manner, but in these other strains, the medium was reduced to the same level as the additive-free medium. The pH was lowered and almost no growth inhibition was observed. From these facts, it was found that lactic acid fermentation was possible even when the turmeric powder and its alcohol extract were used as the medium raw material by selecting the strain, extending the culture time, reducing the feed concentration, and the like.
Example 2 (Promoting the growth of lactic acid bacteria by enzyme treatment of turmeric)
It was investigated whether turmeric alone could grow lactic acid bacteria by enzymatic treatment of turmeric. That is, a medium sterilized by adding twice the amount of water to spring turmeric powder, adjusted to pH 7.3, and sterilized at 121 ° C. for 15 minutes was used as a basic medium. Prepare basal medium with amylase treatment, protease treatment, amylase and protease treatment, inoculate lactic acid bacteria using each medium, and then incubate at 37 ° C for 48 hours. The pH after culture was measured.
[0042]
As amylase, α-amylase (trade name “Uniase BM-8”, manufactured by Yakult Pharmaceutical Co., Ltd.), β-amylase (trade name “Uniase L”, manufactured by Yakult Pharmaceutical Co., Ltd.), glucoamylase (trade name “Uniase 60”). ”, Yakult Pharmaceutical Co., Ltd.) was used after aseptic filtration and added to 0.03% with respect to the substrate (carbohydrate) in the medium.
[0043]
In addition, as a protease, two kinds of mixed solutions of neutral protease (trade name “Orientase ONS”, manufactured by Hankyu BioIndustry) and acidic protease (trade name “Protease M”, manufactured by Amano Pharmaceutical) are aseptically filtered. Used, and added to 0.07% of the substrate (protein) in the medium.
Furthermore, as lactic acid bacteria, EF-2001 strain, EF-19433 strain, LC-09 strain, LC-15883T strain, LS-212 strain, LS-11741 strain, LP-220 strain, BB-400 strain, BL-410 strain BL-15707 strain was used. Of these, the bifidobacteria were anaerobically cultured in the presence of a mixed gas (nitrogen: carbon dioxide = 97: 3) as described above (the same applies to the following examples). The results are shown in Table 5.
[0044]
[Table 5]
[0045]
From the results of Table 5, lactic acid bacteria did not grow sufficiently in any of the basic medium, amylase alone treatment, and protease alone treatment, but any lactic acid bacteria grow sufficiently by carrying out amylase and protease treatment. I understand that.
[0046]
Example 3 (Effect of turmeric concentration on culture properties)
When turmeric is dissolved in water as it is and sterilized by heating, the viscosity of the medium is remarkably increased and stirring becomes impossible, so the feed concentration cannot be increased to 5% or more. On the other hand, starch and protein contained in turmeric are decomposed by treatment with amylase and protease, and the viscosity of the medium is greatly reduced.
[0047]
Therefore, the spring turmeric powder and the autumn turmeric powder were treated with amylase and protease using the same enzymes as in Example 2, and lactic acid bacteria were cultured by varying the turmeric concentration in the medium. As lactic acid bacteria, four strains of EF-2001 strain, LC-09 strain, LS-212 strain, and LP-220 strain were inoculated at 0.1% each. In addition, lactic acid bacteria were cultured in the same manner on the medium in which the turmeric concentration was changed and 1% of calcium carbonate was added to each, and the growth results were observed.
[0048]
Table 6 shows the results of experiments conducted on spring turmeric by the above method, and Table 7 shows the results of experiments conducted on autumn turmeric.
[0049]
[Table 6]
[0050]
[Table 7]
[0051]
In this way, by performing amylase and protease treatment, in the case of spring turmeric, it is possible to culture even if the turmeric concentration in the medium is increased to 20%, and in the case of autumn turmeric, the concentration of turmeric in the medium. Cultivation is possible even if it is increased to 30%. Moreover, it turns out that the fall of culture medium pH can be suppressed by adding calcium carbonate.
[0052]
Example 4 (Lactic acid fermentation of turmeric medium using a minijar)
A medium containing 10% spring turmeric powder was prepared, amylase and protease were added to this medium in the same manner as in Example 2, and lactic acid bacteria were inoculated in the same manner as in Example 3, followed by lactic acid fermentation using a minijar. It was. The culture temperature was 37 ° C., and a pH adjuster containing 2.0% calcium hydroxide was added to carry out the culture while maintaining the pH at 6.3 to 6.5.
[0053]
The culture solution was collected over time, and the relationship between the culture time and the viable cell count was examined. The viable cell count was determined for each of the total bacterial count using the ILS agar medium supplemented with 1% lactose and the EF-2001 bacterial count using the ILS agar medium supplemented with 4% NaCl. The results are shown in Table 8.
[0054]
[Table 8]
[0055]
As shown in Table 8, it was found that in both spring turmeric and autumn turmeric, sufficient growth was achieved by enzyme treatment with addition of amylase and protease and pH adjustment with calcium hydroxide.
[0056]
Each of the thus obtained culture broths was sterilized by heating at 100 ° C. for 30 minutes, then concentrated with a rotary evaporator and freeze-dried to obtain each fermented turmeric powder. This fermented turmeric powder has a refreshing, mild and rich flavor for both spring turmeric and autumn turmeric, and has a slightly pale color due to the formation of calcium lactate.
[0057]
Table 9 shows the component analysis results of the fermented spring turmeric powder obtained above, and Table 10 shows the component analysis results of the fermented autumn turmeric powder.
[0058]
[Table 9]
[0059]
[Table 10]
[0060]
In the measurements of Tables 9 and 10, carbohydrates are not directly analyzed, but are calculated by the total of components other than moisture, protein, lipid, ash, and dietary fiber. In fact, lactic acid produced by fermentation is Since it is neutralized by calcium hydroxide to produce calcium lactate, the remaining carbohydrate calculated from this increase in calcium is estimated to be about 0% for fermented spring turmeric and about 17% for fermented autumn turmeric.
[0061]
Compared with Tables 2 and 3, it appears that the curcumin content is reduced (about 70% after fermentation), but the addition of calcium hydroxide increases the ash by 15 to 20%, and the powder yield increases. This is because it was diluted by about 1.3 times and the absolute amount did not decrease.
[0062]
Furthermore, the obtained spring turmeric powder is suspended in water and dyed by the Gram staining method, and then a photograph taken with a 1000 × microscope is shown in FIG. In FIG. 1, the small spherical and rod-shaped ones are lactic acid bacteria, and the large pieces are turmeric. Thus, by including both lactic acid bacteria and turmeric, it is anticipated that each bioactivity effect will be brought about.
[0063]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, amylase and protease are allowed to act on turmeric rhizomes or dried powder thereof, whereby starch and proteins in turmeric are decomposed and reduced in molecular weight, and the viscosity of the medium is increased. Therefore, culturing can be performed by increasing the concentration of turmeric in the medium, making it easy to form a dry powder after the culturing and increasing productivity.
[0064]
In addition, since starch and protein in turmeric are decomposed to become a source of nutrients for lactic acid bacteria, it is not necessary to add other nutrient sources, making it easy to procure and manage raw materials, and to obtain products with a high content of turmeric be able to.
[0065]
Furthermore, the pungent smell and bitterness peculiar to turmeric can be reduced by lactic acid fermentation, and a fermented turmeric having a good flavor that can be easily taken can be obtained. Moreover, since the obtained culture contains the microbial cell of lactic acid bacteria, the physiological activity derived from lactic acid bacteria is also provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a 1000 × micrograph of fermented turmeric powder obtained by the method of the present invention.
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