JP4732528B2 - マルトトリオース比率の低い発酵原液を用いた発酵飲料の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、麦芽等を原料として用いた発酵飲料に関し、硫化水素などのオフフレーバーを含まない、且つ残糖感の少ない発酵飲料、およびその製造方法に関する。
従来から、ビールや発泡酒のような、麦芽などの穀物原料を用いる発酵原液を発酵させて得られる発酵飲料において、常に種々の新しい香味の追求がなされており、その結果、消費者の好みに応じた製品が創造され、市場に登場してきている。それら発酵飲料製造時の課題として、オフフレーバーの抑制がある。すなわち、主たる香味特性に影響を与えることなくオフフレーバーの生成を抑制する技術が検討されている。
硫化水素は醸造酒の代表的なオフフレーバーであり、腐敗した卵様の臭いを呈する。したがって、その製品中の含量は出来るだけ低く官能閾値未満であることが望ましい。
硫化水素は、酵母が発酵原料中に存在する硫酸イオンを取り込んで還元し、メチオニンやシステインといった含硫アミノ酸を生合成する際に中間産物として生成するものである。
その生成を抑制する手段としては、例えば特許文献１に示されているように麦汁中のアミノ酸濃度、特に含硫アミノ酸の濃度を高めることが有効であるが、この手法は得られる発酵飲料の基本的な香味の変化を伴うため、香味設計の自由度に制約をもたらすこととなる。
別の手法としては、特許文献２に示されているように遺伝子工学的に含硫アミノ酸生合成系を改変した酵母を用いるという手法があるが、現時点では消費者に受け入れられにくい場合があり、商業用の飲料の製造法としては適当でない。
一方、酒類醸造に用いられる酵母は発酵原液中に含まれる糖類のうち、主として単糖類、２糖類、３糖類を資化してアルコールを生成するのであるが、単糖類・２糖類に比して３糖類を資化する速度は非常に遅いことが知られている（非特許文献１）。
国際公開公報 WO-2004/041992
特開平7-303457
J.Am.Soc.Brew.Chem.53（１）：24-29,1995 （Y.Kodama et.al）
本発明は、上記の現状に鑑み、主たる香味特性に影響を与えることのない、消費者に受け入れられやすい手法によってオフフレーバーの少ない発酵飲料を提供することを課題とする。
本発明者らは、各種発酵条件における硫化水素の濃度推移を解析した。その結果、糖の資化速度（単位時間当たりの糖濃度の減少速度）と硫化水素の濃度とに関係があり、資化速度が小さくなると発酵液中の硫化水素の濃度が増加する事実を見出した。
これらの知見ならびに単糖類・２糖類に比して３糖類を資化する速度は非常に遅いという上記非特許文献１の知見をもとに、３糖類の含量を減じた発酵原液を調製して発酵させることを着想した。これにより、発酵飲料中の硫化水素の濃度を有意に低く抑え、しかも残糖感も低く抑えることが可能となり、本発明を完成するに至った。
したがって本発明は、その一つの態様として発酵飲料の製造方法を提供するものである。具体的には、本発明は、発酵原液又は発酵液中の資化性糖に占める３糖類の割合を制御して発酵を行うことを含む、硫化水素濃度の低い発酵飲料の製造方法である。
より具体的には、本発明は、
１）単糖類、２糖類及び３糖類を含有する発酵原液を用意する工程；
２）当該発酵原液と酵母を混合して発酵させる工程；及び
３）必要であれば、固形分を除去するための精製工程を含み、
工程１）及び／又は２）において、発酵原液又は発酵液中の資化性糖に占める３糖類の割合を制御する、発酵飲料の製造方法である。ここで、３糖類の割合の制御は、発酵工程（工程２）中に残存する未資化の糖が３糖類のみとなることがないように、あるいは、残存する未資化の糖が３糖類のみとなったとしても当該３糖類の発酵液中の残糖濃度が０．５重量／容量％以下であるように、発酵原液又は発酵液中の資化性糖に占める３糖類の割合を調整することにより行う。例えば、発酵開始時（又は工程１）の発酵原液において資化性糖中の３糖類の割合を一定の値に制御すればよい。また、３糖類の含有率は、発酵中に単糖類又は２糖類を補充することにより制御してもよい。
１）単糖類、２糖類及び３糖類を含有する発酵原液を用意する工程；
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本発明により、残糖感が少なく、且つ硫化水素臭の少ない発酵飲料が提供される。特に、発酵原液(例えば麦汁)の糖組成を調整し発酵させるという容易な方法により、糖類の殆どを資化させた場合においても、発酵飲料中の硫化水素濃度の上昇を抑制し、それにより、硫化水素臭の少ないキレのある、残糖感の少ない発酵飲料が提供されることとなる。
本発明が提供する発酵飲料とは、麦芽などから調製した発酵原液を酵母などで発酵したアルコールを含有する飲料である。そのなかでもビールテイスト飲料は、麦芽や糖液などの糖質原料、ホップ類などを原料とし、酵母で醗酵させた飲料であって、ビールのような風味を有するものをいう。具体的には、ビール、発泡酒、雑酒、リキュール類、スピリッツ類、低アルコール麦芽発酵飲料（例えばアルコール分１％未満の麦芽発酵飲料）等をあげることができる。
本発明において、発酵原液とは、発酵工程に入る前の原料液のことをいい、これは、微生物が資化するための単糖類、２糖類及び３糖類を含有する。発酵原液の製造工程は、これら糖類を溶解する工程、及び／又はデンプン等の多糖類を（酵素的又は化学的に）加水分解する工程を含む。あるいは、糖の混合物を含有する糖液を入手して糖類として用いてもよい。ビールテイスト飲料製造においては、例えば、麦芽を用いる糖化により得られる麦汁が発酵原液に相当する。以下、本明細書中では主に発酵原液として麦汁を用いる例により本発明を説明するが、これらの説明は、麦芽や麦を含まない発酵原液についても同様にあてはまる。また、本明細書における発酵液とは、発酵原液を原料としたアルコール発酵工程にある液のことをいう。
麦芽やデンプンを用いた発酵原液中で、酵母が資化する糖類は主として単糖類、２糖類であるが、３糖類も資化される。発酵原液中には4糖類以上の糖類もわずかに存在するが、酵母はそれらを殆ど資化しないことから、本発明においては、単糖、2糖類および３糖類の総和を資化性糖と称する。なお、残糖濃度とは、発酵液又は発酵飲料中の資化性糖（単糖類、２糖類、３糖類）の総量であるが、便宜上グルコース、マルトース、マルトトリオースの合計重量／容量％で表示される。
発酵原液中の資化性糖のうち、単糖類としては、グルコース、フラクトースなどが挙げられ、2糖類としては、マルトース、シュクロースなどが挙げられる。3糖類としてはマルトトリオース、イソマルトトリオースなどが挙げられる。通常の発酵飲料において用いられる穀物由来の炭素源、たとえば糖化した麦芽や糖化したスターチなどでは、３糖類はほとんどがマルトトリオースである。
本発明では、発酵原液又は発酵液中の資化性糖に占める３糖類の割合を制御して発酵することが肝要である。具体的には、発酵工程において資化速度の速い単糖類もしくは２糖類が出来る限り終期にまで残存するように３糖類の割合を制御する。
残糖濃度が0.5重量／容量％以下の発酵飲料は飲用した際の残糖感がほとんど感じられない。従って、本発明において、資化速度の速い糖類（単糖類+2糖類）の資化が終了した時点での３糖類は、無いか、あるいは、あったとしても0.5重量／容量％以下の濃度になっていることが重要である。
制御のための具体的方法に制限はないが、例えば、発酵開始時点の発酵原液中において、資化速度の速い糖類（単糖類+2糖類）と資化速度の遅い糖類（３糖類）の比を調整することができる。発酵原液中の好ましい糖組成は、資化性糖中の３糖類の割合が、25重量％以下、好ましくは、20重量％以下である。その際、発酵原液中の資化性糖の合計濃度は8〜15重量／容量％となるようにすることが好ましい。このように発酵原液の糖組成を調整する具体的方法は特に限定されない。例えば、麦汁等の発酵原液に添加する糖液の量および組成、デンプンなどを糖化する工程の条件（温度やpH、反応時間、酵素剤の種類および量など）、発酵原液の製造条件（温度やpH、反応時間、酵素剤の種類および量など）を制御することによって糖組成を調整することができる。
本明細書において用いられる「糖液」とは、発酵飲料製造において糖化工程を経ることなく酵母が炭素源として資化できる原料を含有する溶液のことをいう。例えば、それは、デンプンなどの主に穀物原料を酵素で、又は酸やアルカリで加水分解して得られるものである。あるいは、それは、水飴あるいは液糖として市販されているものや、合成などで得られる糖類を水に溶解して得ることができる。
資化性糖中の３糖類の割合が低い糖液は、スターチを分解する際の酵素や反応条件を選定することで製造できる。糖の割合の調整は、精製された単糖類、２糖類および／または３糖類を用いて行うこともできる。本発明における使用に適する糖液は、例えば市販のハイマルトップ（加藤化学社、資化性糖中の３糖類の割合は20重量％）や、マルトーカ（加藤化学社、資化性糖中の３糖類の割合は23重量％）を水に溶解して調製することができる。
資化性糖中の３糖類の割合の制御は、発酵前、あるいは発酵後期など発酵途中に単糖類および２糖類を発酵原液又は発酵液に補充する方法で行うこともできる。
本発明は、麦芽以外に糖類も原料として併用する発酵飲料の製造において特に有用である。そのような発酵飲料の製造においては、資化性糖中の３糖類の割合は比較的自由に調整することができるが、およそ25〜30重量％の割合で含まれている場合は、酵母の種類や発酵条件にもよるが、単糖類もしくは２糖類がほぼ枯渇する時点でも３糖類が残存している。ここで発酵工程を終了すると、残糖感のある発酵飲料となる。したがって、通常はさらに３糖類の資化を進ませるが、これ以後の発酵で、急激に硫化水素濃度が上昇する。この事実は本発明により初めて明らかにされた。従って、本発明においては、発酵工程中に発酵の進捗によって、未資化の糖が３糖類主体とならないように、発酵原液又は発酵液中の資化性糖に占める３糖類割合を調整するのである。
麦芽100％で酵素剤を用いずに製造した発酵原液においては、通常は資化性糖中の３糖類の割合がおおよそ20重量％前後であるが、もし、３糖類の割合が資化性糖の２５重量％を超えている場合、異なる原料や異なる製法で調製した発酵原液と混合する等して、発酵原液中の３糖類の割合を低下させることが好ましい。
本発明においては、上述のように３糖類の割合を制御して発酵を行い、発酵飲料を製造する。発酵方法は、公知の方法を用いて発酵原液と酵母を混合することにより行う。用いる酵母は、製造目的とする発酵飲料に通常使用される酵母から適宜選択することができる（Weihenstephan-34等）。発酵の条件は、発酵飲料の種類及び製造スケールに依存して変動するが、例えば、ビール飲料であれば、ビール酵母を用いて、５〜２０℃で、３〜１５日間発酵を行う。得られた若ビールは、必要であれば、さらに一定期間熟成させる。
アルコール発酵後、場合によって、固形分を除去するための精製工程を行なってもよい。精製工程としては、濾過、遠心分離等の公知のものを用いればよい。
以下に実施例を挙げ、本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
試験方法
糖濃度（重量／容量％）は、公知の液体クロマトグラフィー法にて測定した（Analytica-EBC 1998.8.7）
硫化水素濃度の測定は、公知のガスクロマトグラフィー法にて測定した（Analytica-EBC 1998.9.39）。
糖濃度（重量／容量％）は、公知の液体クロマトグラフィー法にて測定した（Analytica-EBC 1998.8.7）
硫化水素濃度の測定は、公知のガスクロマトグラフィー法にて測定した（Analytica-EBC 1998.9.39）。
本実施例において、資化性糖中の３糖類の割合は、重量％で示す。
（官能評価方法）
（1）硫化水素臭：訓練されたパネラー５名によって、硫化水素臭の有無を以下の４段階により評価した。臭いを全く感じない：０点、僅かに臭いを感じる：１点、臭いを感じる：２点、強く臭いを感じる：３点。平均点が1点未満の場合に硫化水素臭なし（○）、平均点が1点以上の場合に硫化水素臭あり（×）とした。官能試験時の試料の温度は、約５℃とした。
（官能評価方法）
（1）硫化水素臭：訓練されたパネラー５名によって、硫化水素臭の有無を以下の４段階により評価した。臭いを全く感じない：０点、僅かに臭いを感じる：１点、臭いを感じる：２点、強く臭いを感じる：３点。平均点が1点未満の場合に硫化水素臭なし（○）、平均点が1点以上の場合に硫化水素臭あり（×）とした。官能試験時の試料の温度は、約５℃とした。
（2）残糖感：訓練されたパネラー５名によって、試飲した際の残糖感の有無を以下の４段階により評価した。残糖感を全く感じない：０点、僅かに残糖感を感じる：１点、残糖感を感じる：２点、強く残糖感を感じる：３点。平均点が1点未満の場合に残糖感なし（○）、平均点が1点以上の場合に残糖感あり（×）とした。官能試験時の試料の温度は、約５℃とした。
実施例１
麦芽２５％および糖液（市販のマルトーカ（加藤化学社）を基にグルコース、マルトース、マルトトリオースによって糖組成を調整したもの）７５％の組成の原料を用い、パイロットプラントスケールの醸造設備により定法どおりに麦汁を製造した。麦汁に市販のビール酵母（Weihenstephan-34：Fachhochschle Weihenstephanより購入）を添加して定法により発酵させ発酵飲料を調製した（対照品１）。
麦芽２５％および糖液（市販のマルトーカ（加藤化学社）を基にグルコース、マルトース、マルトトリオースによって糖組成を調整したもの）７５％の組成の原料を用い、パイロットプラントスケールの醸造設備により定法どおりに麦汁を製造した。麦汁に市販のビール酵母（Weihenstephan-34：Fachhochschle Weihenstephanより購入）を添加して定法により発酵させ発酵飲料を調製した（対照品１）。
一方、対照品１に用いたものに比して３糖類の含有率を約半分に減じた糖液を用いて麦汁を製造し、同様に発酵飲料を調製した（発明品1）。
３糖類低減糖液は市販の糖液（ハイマルトップ（加藤化学社））を基に、グルコース、マルトース、マルトトリオースを用いて糖組成を調整することによって得た。対照品及び発明品の発酵原液の資化性糖の総量はいずれも12％とした。
各発酵飲料について、残糖濃度（＝資化性糖の残存濃度）約１％、および約0.5％となった時に発酵もろみ中の硫化水素濃度の測定、および、官能評価を実施した（表１）。
対照品１では、残糖濃度1％時の硫化水素濃度は約2ppbであり、官能評価においても硫化水素臭は認められなかったが、残糖感の無い程度（残糖濃度0.5％）までさらに発酵を進めると、硫化水素濃度は約10ppbまで上昇し、硫化水素臭が認められた。
一方、発明品１の場合は、残糖濃度1％時および残糖濃度0.5％時の何れにおいても硫化水素濃度は0ppbであり、硫化水素臭は認められなかった。
すなわち、麦汁の資化性糖のうち３糖類含有率を減ずることにより、硫化水素濃度を低く保ったまま、残糖感の無い程度（残糖濃度0.5％）まで発酵を進めることが可能となることが判明した。
実施例２
麦芽２５％および糖液（市販のマルトーカ（加藤化学社）を基にグルコース、マルトース、マルトトリオースによって糖組成を調整したもの）７５％の組成の原料を用い、パイロットスケールの醸造設備により定法どおりに麦汁を製造した。麦汁に市販のビール酵母（AJL-3056：Danbrew Ltd A/Sより入手）を添加して70Lスケールにて定法により発酵させ発酵飲料を調製した（対照品2）。
麦芽２５％および糖液（市販のマルトーカ（加藤化学社）を基にグルコース、マルトース、マルトトリオースによって糖組成を調整したもの）７５％の組成の原料を用い、パイロットスケールの醸造設備により定法どおりに麦汁を製造した。麦汁に市販のビール酵母（AJL-3056：Danbrew Ltd A/Sより入手）を添加して70Lスケールにて定法により発酵させ発酵飲料を調製した（対照品2）。
一方、対照品2に用いたものに比して３糖類の含有率を約半分に減じた糖液を用いて麦汁を製造し、同様に発酵飲料を調製した（発明品2）。
３糖類低減糖液は市販の糖液（ハイマルトップ（加藤化学社））を基に、グルコース、マルトース、マルトトリオースを用いて糖組成を調整することによって得た。対照品及び発明品の発酵原液の資化性糖の総量はいずれも12％とした。
各発酵飲料について、残糖濃度（＝資化性糖の残存濃度）約１％、および約0.5％となった時に発酵もろみ中の硫化水素濃度の測定、および、官能評価を実施した（表2）。
対照品2では、残糖濃度1％時の硫化水素濃度は約5ppbであり、官能評価においても硫化水素臭はほとんど認められなかったが、残糖感の無い程度（残糖濃度0.5％）まで発酵を進めると硫化水素濃度は約18ppbまで上昇し、硫化水素臭が認められた。
一方、発明品2の場合は、残糖濃度1％時および残糖濃度0.5％時の何れにおいても硫化水素濃度は0ppbであり、硫化水素臭は認められなかった。
実施例１および２の結果から、麦汁の資化性糖のうち３糖類含有率を減ずることにより、使用する酵母菌株によらず、硫化水素濃度を低く保ったまま、残糖感の無い程度（残糖濃度0.5％）まで発酵を進めることが可能となることが判明した。
実施例３
麦芽２５％および糖液７５％の組成の原料を用い、定法どおりに麦汁を製造した。発酵原液の資化性糖の総量はいずれも12％とした。使用した糖液は、市販の糖液を単独もしくは混合して、あるいは、粉末のマルトース、マルトトリオースを水に溶解して市販の糖液に加えることにより得た。これら糖液と麦芽を用いて、資化性糖として主としてグルコース（単糖類）、マルトース（2糖類）、マルトトリオース（3糖類）からなり、これらの総和中、発酵原液の３糖類の割合（30、25、20，15，10重量％）の異なる麦汁を調製した。
麦芽２５％および糖液７５％の組成の原料を用い、定法どおりに麦汁を製造した。発酵原液の資化性糖の総量はいずれも12％とした。使用した糖液は、市販の糖液を単独もしくは混合して、あるいは、粉末のマルトース、マルトトリオースを水に溶解して市販の糖液に加えることにより得た。これら糖液と麦芽を用いて、資化性糖として主としてグルコース（単糖類）、マルトース（2糖類）、マルトトリオース（3糖類）からなり、これらの総和中、発酵原液の３糖類の割合（30、25、20，15，10重量％）の異なる麦汁を調製した。
これら麦汁に市販のビール酵母（Weihenstephan-34）を添加して２Ｌスケールにて定法により発酵させ、残糖濃度約１％、および約0.5％となった時に発酵もろみ中の硫化水素濃度の測定、および、官能評価を実施した。
その結果、発酵原液の３糖類の割合を30％にした場合は残糖が1％の時でも硫化水素臭が感じられたのに対し、その割合を25%以下、好ましくは20％以下にした場合には残糖が0.5％になるまで発酵を進めても硫化水素臭は感じられず、官能的に好ましいものが得られることが判明した。
すなわち、発酵原液の３糖類の割合を20％以下に減ずることにより、硫化水素臭のない、低残糖濃度の発酵飲料を製造することが可能となることが判明した。
実施例４ 試作例
麦芽67％、糖液33％を用いて、資化性糖中の３糖類の割合がおよそ20％の麦汁を製造した。糖液としては市販の糖液（ハイマルトップ、加藤化学社）を用いた。こうして製造した麦汁に市販のビール酵母（Weihenstephan-34）を添加して７０Ｌスケールにて定法により発酵させ発酵飲料を調製した（発明品３）。残糖濃度約0.5％となった時に発酵もろみの官能評価を実施したところ、硫化水素臭は検知されなかった。
麦芽67％、糖液33％を用いて、資化性糖中の３糖類の割合がおよそ20％の麦汁を製造した。糖液としては市販の糖液（ハイマルトップ、加藤化学社）を用いた。こうして製造した麦汁に市販のビール酵母（Weihenstephan-34）を添加して７０Ｌスケールにて定法により発酵させ発酵飲料を調製した（発明品３）。残糖濃度約0.5％となった時に発酵もろみの官能評価を実施したところ、硫化水素臭は検知されなかった。
次に、麦芽、糖液に加えて大麦を使用して資化性糖中の３糖類の割合がおよそ15％の麦汁を製造した。麦芽：大麦：糖液の使用比率（％）は、２５：１５：６０とした。なお、穀物原料として大麦を用いたことから、適量の酵素剤も併用した。糖液としては市販のマルトーカ（加藤化学社）およびそれに粉末の糖（マルトース）を添加したものを用いた。こうして製造した麦汁に市販のビール酵母を添加し、７０Ｌスケールにて定法に従って発酵させ、発酵飲料を調製した（発明品４）。残糖濃度約0.5％となった時に官能評価を実施したところ、硫化水素臭は検知されなかった。
さらに、麦芽を用いずに、種々の穀類もしくはタンパク分解物と糖液とから発酵原液を製造した。その発酵原液において資化性糖中の３糖類の割合をおよそ15％とした。発酵原液製造の際、必要に応じてタンパク分解酵素を使用した。糖液としては市販のマルトーカ（加藤化学社）およびそれに粉末の糖（マルトース）を添加したものを用いた。こうして製造した発酵原液に市販のビール酵母を添加し、定法に従って発酵させ、発酵飲料を調製した（発明品５）。残糖濃度約0.5％となった時に官能評価を実施したところ、硫化水素臭は検知されなかった。
すなわち、資化性糖中の３糖類の割合が15〜20％の発酵原液を調製することが出来れば、その原料にかかわらず、硫化水素臭のしない低残糖濃度の飲料を得ることができることが判明した。
Claims (10)
- 発酵原液又は発酵液中の資化性糖に占める３糖類の割合を制御して、残糖濃度が0.5重量／容量％以下になるまで発酵を行うことを含み、
発酵工程中に残存する未資化の糖が３糖類のみとなることがないように、あるいは残存する未資化の糖が３糖類のみとなったとしても当該３糖類の発酵液中の残糖濃度が0.5重量／容量％以下であるように、
発酵原液中の資化性糖に占める３糖類の割合を、発酵原液製造における糖化工程の制御、発酵原液に添加する糖液の量又は組成の制御、発酵原液の製造条件の制御、及び２種以上の発酵原液の混合から選択される１以上の手段により、20重量％以下に制御するか、又は、
発酵液中の資化性糖に占める３糖類の割合を、発酵液中へ単糖類又は２糖類を補充することによって調整する、
原料に麦芽を用いないビールテイストの発酵飲料の製造方法。 - 発酵開始時の発酵原液において、資化性糖中の３糖類の割合を15重量％以下に制御する、請求項１に記載の製造方法。
- 発酵原液又は発酵液中の資化性糖に占める３糖類の割合を制御して残糖濃度が0.5重量／容量％以下になるまで発酵を行うことを含み、
発酵工程中に残存する未資化の糖が３糖類のみとなることがないように、あるいは残存する未資化の糖が３糖類のみとなったとしても当該３糖類の発酵液中の残糖濃度が0.5重量／容量％以下であるように、発酵原液中の資化性糖に占める３糖類の割合を、発酵原液に添加する糖液の量又は組成の制御を含む１以上の手段により20重量％以下に制御する、
原料に麦芽を用いないビールテイストの発酵飲料の製造方法。 - 発酵開始時の発酵原液において、資化性糖中の３糖類の割合を15重量％以下に制御する、請求項３に記載の製造方法。
- 資化性糖中の３糖類の割合が20重量％以下である糖液を発酵原液の成分に用いる、請求項３又は４に記載の製造方法。
- 資化性糖中の３糖類の割合が15重量％以下である糖液を発酵原液の成分に用いる、請求項５に記載の製造方法。
- 制御すべき３糖類がマルトトリオースおよび/またはイソマルトトリオースである請求項１ないし６のいずれか１項に記載の製造方法。
- 発酵飲料中の硫化水素濃度が低く、且つ、残糖感の少ない、請求項１〜７のいずれか１項に記載の製造方法。
- 残糖濃度が0.5重量／容量％以下になるまで発酵させたときの発酵飲料中の硫化水素濃度が５ppb以下である請求項１ないし８のいずれか１項記載の製造方法。
- 請求項１ないし９のいずれか１項に記載の方法で得られる、硫化水素濃度が５ppb以下で、残糖濃度が0.5重量／容量％以下である、原料に麦芽を用いないビールテイスト発酵飲料。
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