JP4970601B2

JP4970601B2 - スポロラクトバチルス属細菌の増殖抑制剤

Info

Publication number: JP4970601B2
Application number: JP2011000808A
Authority: JP
Inventors: 孝敏清水; 大輔楠田; 雅典高瀬
Original assignee: Calpis Co Ltd
Current assignee: Calpis Co Ltd
Priority date: 2011-01-05
Filing date: 2011-01-05
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2026-04-04
Also published as: JP2011087600A

Description

本発明は、スポロラクトバチルス属細菌の増殖が抑制された炭酸含有酸性飲料およびその製造方法に関する。

炭酸含有酸性飲料を開発する上で、外観や風味を損なうことなく、長期間保存することは重要である。例えば、外観や風味を損なう要因として、微生物の増殖による影響が挙げられる。一般に微生物が増殖するための栄養成分が少なく、且つ炭酸ガスを含有する飲料の場合、静菌効果が機能する。この場合、殺菌は、図１に示したような工程により製造される。

炭酸含有酸性飲料の製造では、まず、あらかじめ決められた原料を混合する事により調合液を調製する。この調合液の栄養成分が少なく微生物増殖のリスクが低い場合、調合液を殺菌（前殺菌）する事なく、このままカーボネーターなる機械を使用し炭酸ガスを調合液に吹き込み、容器に充填し、蓋を閉め、巻き閉めた後、最後に容器全体を加熱し所定温度（例えば６０〜７５℃）で所定の時間（例えば１０分間）維持する事により殺菌処理を成し、製品に至らしめる事ができる。炭酸ガスを含む飲料の場合、内溶液に高濃度に炭酸ガスが存在する。従って、高圧に伴い容器が破裂する危険性があるため、後殺菌工程において高温に長時間暴露することはできない。従って、炭酸を含有する飲料の場合、後殺菌工程において、低い温度（例えば６０〜７５℃）による殺菌条件を採用せざるを得ない。

一方で、炭酸ガス存在下で増殖可能性であって、且つ耐熱性を有する微生物も存在する。この様な菌による飲料の変敗現象は、炭酸含有酸性飲料においてしばしば起こる問題である。例えば、スポロラクトバチルス属細菌が挙げられる。スポロラクトバチルス属細菌は、カタラーゼ陰性の桿菌で、高濃度の糖からもホモ型式で左旋性乳酸を生成する。その他の諸性質（例えば嫌気性での増殖等）では、ラクトバチルス属の乳酸菌によく似た性質を示す。しかし、楕円の内生胞子を形成する点で異なる。内生胞子を形成することから耐熱性が高く、８５〜９５℃・１０分の加熱に耐えるとの記述もある（食品微生物学技報堂出版ｐ４８ＩＳＢＮ４-７６５５-０２０５-８Ｃ３０６１）。また、炭酸が存在
する環境においても、スポロラクトバチルス属細菌は増殖できる。数は少ないが、環境に広く存在していると考えられ、飼料、土壌、根圏等から単離されている。

スポロラクトバチルス属細菌は、原料へ混入したり、あるいは工程の途中で製品中に混入することがある。特に、飲料の液の組成が本微生物の増殖に適したものであった場合で、且つ「後殺菌」の条件で十分な殺菌価が確保できない場合、長期保存中に本微生物が増殖する事により飲料の変敗が生ずる。従って、「後殺菌」のみでは、安全な製品を安定的に製造することが、非常に困難となる。

スポロラクトバチルス属細菌の栄養要求性は、一般のラクトバチルス属細菌に比べ複雑ではなく、むしろバチルス属細菌に似ている。たとえば、スポロラクトバチルス属細菌は、ヘキソース類（例えば、グルコース、フラクトース、ラクトース、スクロース等）を発酵できる。また、スポロラクトバチルス属細菌の必須ビタミンはビオチンとパントテン酸のみである。さらには、スポロラクトバチルス属細菌の必須アミノ酸はロイシンとバリンのみである。従って、乳、果汁、野菜汁などの原料を含む飲料中で、広く増殖することができる。炭酸含有酸性飲料がこのような原料から構成される場合、スポロラクトバチルス属細菌はこの飲料中で増殖し、長期保存中に飲料の品質の劣化が生じる。例えば、外観では、透明飲料であった場合は濁りの発生、蛋白質含有飲料（例えば、乳、豆乳等）であっ
た場合は蛋白変性によるカード形成とホエイ分離現象等が発生する。味覚では、クエン酸の減少と乳酸と酢酸の増加による酸味の質の変化等が挙げられる。また香りでは、例えばジアセチル等の腐敗臭の生成による変化が生じる。これらの現象により、飲料本来の風味が損なわれ、商品価値を失うこととなる。

従って、スポロラクトバチルス属細菌等の微生物の増殖が可能である組成を有する炭酸含有酸性飲料を製造しようとした場合、後殺菌のみの殺菌価（例えば６０〜７５℃）では、製品の微生物増殖による変敗を抑制する上で不十分であり、微生物増殖による変敗のリスクが高くなる。従って、後殺菌（例えば６０〜７５℃）による処理のみでは十分とは言えない。

この問題を解決するために、調合液の段階で殺菌処理（前殺菌）を施すことが有用である。その際の製造フローの概要を、図２に示す。

この工程を加えることにより、調合液の段階で、高温（例えば、９５℃以上）で殺菌（前殺菌）することが可能となる。調合液には高濃度の炭酸ガスが含まれていないため、高温による容器破裂の危険性がない。しかし、調合液での殺菌を採用しようとする場合、前殺菌を実施するための設備を別途に設置する必要がある。また、殺菌工程が増え、加熱による風味劣化が発生する。さらには、製造時間が延長されるだけでなく、熱殺菌にともなうエネルギー消費が発生するため、環境への負荷が増加する事も懸念される。また、たとえ調合液を前殺菌したとしても、充填される側の容器内面に耐熱性の高い変敗性微生物が存在している可能性や、充填機や、巻き締め機での工程でのコンタミネーションの可能性が懸念されるため、後殺菌（例えば、６０〜７５℃）を省略することは出来ない。即ち、たとえ前殺菌（例えば、９５℃以上）を導入したとしても、後殺菌（例えば、６０〜７５℃）は必ず実施する必要がある。従って、栄養成分が豊富に含まれる炭酸含有酸性飲料、あるいは炭酸含有酸性酒精飲料を製造しようとする場合は、殺菌処理を複数回（前殺菌、後殺菌）施す必要がある。

したがって、調合液中の栄養成分が豊富で、微生物が増殖する可能性が存在する場合においても、前殺菌処理を施すことなく、スポロラクトバチルス属細菌の増殖を抑制することができる静菌製剤、製造方法、さらにはその技術によって成された、良好な風味を有する炭酸含有酸性飲料の提供が望まれている。

食品微生物学技報堂出版ｐ４８ＩＳＢＮ４-７６５５-０２０５-８Ｃ３０６１

本発明は、スポロラクトバチルス属細菌の増殖抑制方法およびスポロラクトバチルス属細菌の増殖が抑制された炭酸含有酸性飲料の提供を課題とする。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、炭酸含有酸性飲料中に乳酸および任意ににエタノールをある一定以上の濃度で配合することにより、スポロラクトバチルス属細菌の増殖抑制効果が得られる事を見出し、本発明に至った。

すなわち、本発明は、スポロラクトバチルス属細菌の増殖が抑制されている炭酸含有飲料の製造方法であって、炭酸含有飲料に乳酸および任意にエタノールを、乳酸含有量とエタノール含有量との関係が下記式：
式Ｃ_L≧−０．０２ｘＣ_E＋０．０８、Ｃ_L＞０、Ｃ_E≧０（Ｃ_L：乳酸含量（mass％）、
Ｃ_E ：エタノール（度数））
を満たすように配合し、および、ｐＨを２．７〜４．５に調整することを特徴とする飲料を提供する。

別の態様においては、本発明は、スポロラクトバチルス属細菌の増殖が抑制されている炭酸含有飲料の製造方法であって、炭酸含有飲料に乳酸および任意にエタノールを、乳酸含有量とエタノール含有量との関係が下記式：
式Ｃ_L≧−０．０２ｘＣ_E＋０．０８、Ｃ_L＞０、Ｃ_E≧０（Ｃ_L：乳酸含量（mass％）、
Ｃ_E ：エタノール（度数））
を満たすように配合し、２０℃における密閉容器内の炭酸ガスの内圧を０．２ｋｇｆ/ｃ
ｍ²〜２．７ｋｇｆ/ｃｍ²に、ｐＨを２．７〜４．５にそれぞれ調整し、密閉充填後に６
０〜７５℃の温度で殺菌することを特徴とする方法を提供する。

本発明はさらに、本発明の方法により製造される、スポロラクトバチルス属細菌の増殖が抑制された炭酸含有酸性飲料を提供する。

本発明の方法を用いることにより、スポロラクトバチルス属細菌の増殖が抑制された炭酸含有酸性飲料を得ることができる。本発明により、調合液での殺菌工程の省略が実現され、容器充填・巻き締め後の殺菌処理のみとすることができ、飲料本来の風味や外観を損なうことなく、かつ環境負荷の低減にも貢献できる酸性飲料の製造方法を提供できる。

図１は、前殺菌工程のない炭酸含有酸性飲料（炭酸含有酒精飲料）の製造フローの概要を示す。図２は、前殺菌工程のある炭酸含有酸性飲料（炭酸含有酒精飲料）の製造フローの概要を示す。

本発明において、炭酸含有飲料とは、炭酸を含有する飲料であって、容器に密封されて流通される飲料をいう。特に、日本農林規格で定める炭酸飲料とエタノールを含有するそのまま飲用に供する炭酸含有酒精飲料（いわゆる、サワー）をいう。。具体的には、乳性素材、果汁、野菜汁、穀物類、茶類、種々の酒精飲料、各種の食品添加物、あるいはその組み合わせによって調製された飲料が挙げられる。

本発明において、増殖を抑制すべき対象となるスポロラクトバチルス属細菌としては、例えば、Sporolactobacillus kofuensis、Sporolactobacillus nakayamae、Sporolactobacillus terrrae、Sporolactobacillus inulinus、Sporolactobacillus laevus、Sporolactobacillus racemicus等が挙げられる。

本発明の方法において、炭酸含有飲料に配合する乳酸は、食品添加物として使用できるものであれば良く、例えば、ピューラック社製等の市販乳酸、化学合成により得られた乳酸を使用することができる。また、乳酸菌により乳酸発酵させた発酵産物を使用してもよい。また、乳酸源として、乳酸カルシウム、乳酸ナトリウム等の乳酸塩を使用し、他の強酸等と組み合わせて乳酸を得ることもできる。

本発明の方法において、炭酸含有飲料に配合するエタノールは、食品添加物あるいは酒精として使用できるものであれば良く、例えば、醸造アルコール、化学合成により得られたエタノールが挙げられる。また、酵母等の微生物によるエタノール発酵せしめた発酵産物を使用してもよい。さらに、例えば、乳を含む飲料、果汁、野菜汁等をエタノール発酵させて得られたエタノール含有発酵産物を、炭酸含有飲料の原料として用いることも可能である。

本発明においては、スポロラクトバチルス属細菌の増殖を抑制することができる乳酸およびエタノールの配合量が見いだされた。後述の実施例において示されるように、炭酸含有酸性飲料あたり乳酸を０．０８mass％以上含む場合、あるいはエタノールを４度以上含む場合には、スポロラクトバチルス属細菌の増殖が有意に抑制される。また、乳酸または
エタノールの量のいずれかがこれらの量より少ない場合には、以下の式にしたがうように乳酸とエタノールを組み合わせて使用することができる：
式Ｃ_L≧−０．０２ｘＣ_E＋０．０８、Ｃ_L＞０、Ｃ_E≧０
ここで、Ｃ_L：乳酸含量（mass％）、Ｃ_E：エタノール度数である。Ｃ_Lの上限については
、各々の人の酸味に対する嗜好性の差の問題と、配合成分の抗菌効果への影響もあり、一概に決めることは難しいが、例えば、０．０１mass％以上、３．０mass％以下が好ましい。Ｃ_Eについても各々の人のエタノールに対する嗜好性の差の問題と、配合成分の抗菌効
果への影響もあり、一概に決めることは難しいが、例えば、０．５度以上、２０度以下が好ましい。なお、エタノールの「度数」は、次の書物に記載されている方法により、測定することができる。第四回改訂国税庁所定分析法注解・P１５・（A）・浮ひょう法（財団法人日本醸造協会・平成５年２月２０日発行）。

当業者は、製造すべき炭酸含有飲料の性質により、上述の条件にしたがう配合量のうち任意の組み合わせを選択することができる。スポロラクトバチルス属細菌の増殖のしやすさは、炭酸含有酸性飲料中に含まれる材料によって異なるため、あらかじめ植菌試験によりスポロラクトバチルス属細菌の増殖が抑制されるか否か確認することにより、最適な乳酸含量およびエタノール度数を設定することができる。

本発明の炭酸含有飲料を製造するためには、まず、上述した特定の量の乳酸および／またはエタノールを配合した調合液を調製する。調合液には、製造すべき製品の要求に応じて、乳性素材、果汁、野菜汁、穀物類、茶類、種々の酒精飲料、ならびに酸味料、香味料および各種の食品添加物等を適宜配合することができる。必要に応じて、調合液を殺菌（前殺菌）してもよい。次に、カーボネーターを使用し炭酸ガスを調合液に吹き込み、容器に充填し、蓋を閉め、巻き閉める。最後に容器全体を加熱し所定温度（例えば６０〜７５℃）で所定の時間（例えば１０分間）維持する事により殺菌処理を行って、製品を得ることができる。

本発明の飲料の基本品質として、ｐＨと炭酸ガス含量を挙げることができる。ｐＨは、スポロラクトバチルス属細菌の増殖可能性を低下させるためにｐＨ約２．７以上であることが好ましく、風味設計および食品衛生法で定められた殺菌条件の観点から、ｐＨ約４．５未満であることが望ましい。また、製品に含有せしめる炭酸ガス含量は、カビ等の微生物汚染リスク低減のために、２０℃の密閉容器内の炭酸ガス圧力が約０．２ｋｇｆ/ｃｍ²以上であることが好ましく、風味設計および後殺菌時の容器爆発回避の観点から、２０℃の密閉容器内の炭酸ガス圧力が約２．７ｋｇｆ/ｃｍ²未満であることが望ましい。

食品衛生法における一般の炭酸含有酸性飲料の殺菌条件では、動植物体の組織を含む場合、６５℃１０分以上による殺菌が求められる。本発明にしたがえば、その飲料の液組成がたとえスポロラクトバチルス属細菌が増殖しやすいものであった場合でも、乳酸および任意にエタノールを配合することにより、後殺菌（例えば、６０〜７５℃）で十分であって、前殺菌（例えば、９５℃以上）を導入する必要はなくなる。もちろん、微生物汚染リスクを回避するために、容器強度を踏まえたうえで後殺菌条件を７５℃以上にすることに問題はない。

さらには、乳酸およびエタノールは熱に対し安定である事から、通常の飲料に適用される殺菌条件で分解することはない。従って、本発明の炭酸含有酸性飲料および炭酸含有酸性酒精飲料のスポロラクトバチルス属細菌に対する増殖抑制効果は、加熱殺菌処理を施した場合においても、温存される。さらに、密封された場合、保存中における分解減少も起こりにくいことから、増殖抑制効果は長期に残存し持続する。よって、本発明の飲料の外観および風味は、長期にわたり劣化することがない。

本発明の炭酸含有酸性飲料の容器については、特に限定はないが、ＰＥＴボトル、スチール缶、アルミ缶、びんなどを挙げることができる。本発明にしたがって配合される乳酸およびエタノールは、これらの容器中で分解減少せず、またこれらの容器に吸着することもほとんどない。

以下、本発明の詳細を実施例にて示すが、本発明はこれに限定されるものではない。

＜増殖抑制方法＞
（１）スポロラクトバチルス属細菌
使用菌株は、カルピス株式会社が保管する、スポロラクトバチルス属細菌Ａ１４１９(ＣＰ２９７７)である。本菌株は、３０％グリセロール入りＧＡＭ培地にー７０℃で凍結
保存された。使用する際は、本菌株を試験前に流水により融解して用いた。滅菌・綿栓付パスツールピペットを用いて０．１mass％寒天入りＭＲＳ半流動性培地５ｍＬに対し、３００〜５００μＬ摂種した。次いで３０℃・１８時間静置培養した。これを前培養液とした。

（２）試験用炭酸含有酸性酒精飲料の調製
表１に示す配合の炭酸含有酸性飲料(エタノール分０度、乳酸量０mass％)を調製した。

この飲料に、乳酸（ピューラック社製）および原料用アルコール（合同酒精株式会社、エタノール）を加えて、試験用炭酸含有酸性酒精飲料を調製した。エタノール含量に関しては、４水準(０、２、３、４、５度)を設定した。乳酸含量については、４水準(０、０.０２、０.０８、０.０９、０.１０mass％)を設定した。乳酸を使用したことによる酸度の変化は、クエン酸(無水)の配合率を低減し、有機酸量合計を等しく(０.２３mass％）)な
るように調整した。糖度は、１２°Ｂｒｉｘとした。ｐＨは、クエン酸三ナトリウムの配合率を調整し、３．４とした。無脂乳固形分は、０．７３、２０℃の密閉容器内の炭酸ガス圧力が１．４ｋｇｆ/ｃｍ²とした。容器は、３５０ｍＬの缶を使用した。

（３）植菌
試験用炭酸含有酸性酒精飲料（エタノール含量、乳酸含量調整済み）に前培養液を無菌的に１％添加した。

（４）保存試験
保存試験は、３０℃のインキューベータ内において、１４日間静置培養することで行った。保存後の炭酸含有酸性酒精飲料を得た。

（５）試験用炭酸含有酸性酒精飲料（培養済）の液性評価
試験用炭酸含有酸性酒精飲料（培養済）の液性について分析した。
(i)外観：炭酸含有酸性酒精飲料（培養済）の水相と乳相の分離の有無を評価した。
(ii)風味：炭酸含有酒精飲料（培養済）の異臭(チーズ香、ヨーグルト香、腐敗臭など)の有無を評価した。
(iii)有機酸：クエン酸量(mass％)、乳酸量(mass％)、酢酸量(mass％)を高速液体クロ
マトグラフィーにより測定した。

（６）結果
(i)外観
結果を、表２に示した。これより、「○」を設定した条件、即ち、エタノール含量として４度以上、乳酸含量として０．０８mass％以上、あるいは乳酸とエタノールの組み合わせにおいて、保存試験後の外観に変化がない事が確認された。

(ii)風味
結果を、表３に示した。これより、「○」を設定した条件、即ち、エタノール含量として４度以上、乳酸含量として０．０８mass％以上、あるいは乳酸とエタノールの組み合わせにおいて、保存試験後の風味に変化がない事が確認された。

(iii)有機酸（乳酸）
結果を、表４に示した。これより、「○」を設定した条件、即ち、エタノール含量とし
て４度以上、乳酸含量として０．０８mass％以上、あるいは乳酸とエタノールの組み合わせにおいて、保存試験後の乳酸組成に変化がない事が確認された。

(iv)有機酸（クエン酸）
結果を、表５に示した。これより、「○」を設定した条件、即ち、エタノール含量として４度以上、乳酸含量として０．０８mass％以上、あるいは乳酸とエタノールの組み合わせにおいて、保存試験後のクエン酸組成に変化がない事が確認された。

(v)有機酸（酢酸）
結果を、表６に示した。これより、「○」を設定した条件、即ち、エタノール含量として４度以上、乳酸含量として０．０８mass％以上、あるいは乳酸とエタノールの組み合わせにおいて、保存試験後の酢酸組成に変化がない事が確認された。

(vi)総合評価
(i)〜(v)の結果を、総合的に表７にまとめた。

これより、「○」を設定した条件、即ち、エタノール含量として４度以上、乳酸含量として０．０８mass％以上、あるいは乳酸とエタノールの組み合わせで、炭酸含有酸性酒精飲料を設定する事で、保存試験前後で変化がない事が確認された。エタノール含量が４度未満で、かつ乳酸含量が０．０８mass％未満にあっては、スポロラクトバチルス属細菌増殖の影響を抑制するためのエタノール度数（Ｃ_E）と乳酸含量（Ｃ_L）の組み合わせが、式Ｃ_L≧−０．０２ｘＣ_E＋０．０８、Ｃ_L＞０、Ｃ_E≧０に従うことが導かれた。

＜製品の保存試験＞
（１）調合液の調製
実施例１に従い、乳酸含量が０．０８mass％、エタノール度数が４度を含む調合液１００Ｌを調製した。

（２）菌液の調整
実施例１に従い、調整した。

（３）製品の調整
調合液（前殺菌実施せず）に対しカーボネーション操作を実施した。この炭酸含有溶液に、１０℃以下に冷却されたスポロラクトバチルス菌液（１％）を添加し、静かに攪拌した。本液を３５０ｍＬの缶に充填・巻き締めし、後殺菌処理（７０℃、１０分）を施した。本操作により、製品を２５０本調整した。

（４）保存試験の実施
調整された製品を、２０℃で１ヶ月の恒温室内で保存した。保存後の品質の変化は、全品を対象に、風味評価に関して訓練されたパネル４名により、異常の有無に関し官能評価により検査した。

（５）結果
検査の結果を表８に示した。その結果、全品に関し特に異常は確認されなかった。従って、保存性に問題はないものと評価された。

本発明により、スポロラクトバチルス属細菌の増殖が抑制されている炭酸含有酸性飲料および炭酸含有酸性酒精飲料の簡易な製造方法が提供される。さらには、スポロラクトバチルス属細菌の増殖抑制効果により長期にわたり外観および風味の劣化が防止された炭酸含有酸性飲料および炭酸含有酸性酒精飲料が提供される。

Claims

スポロラクトバチルス属細菌の増殖が抑制されている炭酸含有飲料であって、乳酸および任意にエタノールが、乳酸含有量とエタノール含有量が下記の関係：
３＞Ｃ _E ≧０のとき、Ｃ _L ≧０．０８であり；
４＞Ｃ _E ≧３のとき、Ｃ _L ≧０．０２であり；
Ｃ _E ≧４のとき、Ｃ _L ＞０である；
（Ｃ_L：乳酸含量（mass％）、Ｃ_E ：エタノール（度数））
を満たすように配合されており、２０℃における密閉容器内の炭酸ガスの内圧が０．２ｋｇｆ/ｃｍ²〜２．７ｋｇｆ/ｃｍ²、およびｐＨが２．７〜４．５に調整されていることを特徴とする炭酸含有飲料。
スポロラクトバチルス属細菌の増殖が抑制されている炭酸含有飲料の製造方法であって、炭酸含有飲料に乳酸および任意にエタノールを、乳酸含有量とエタノール含有量との関係が下記式：
３＞Ｃ _E ≧０のとき、Ｃ _L ≧０．０８であり；
４＞Ｃ _E ≧３のとき、Ｃ _L ≧０．０２であり；
Ｃ _E ≧４のとき、Ｃ _L ＞０である；
（Ｃ_L：乳酸含量（mass％）、Ｃ_E ：エタノール（度数））
を満たすように配合し、２０℃における密閉容器内の炭酸ガスの内圧を０．２ｋｇｆ/ｃｍ²〜２．７ｋｇｆ/ｃｍ²に、ｐＨを２．７〜４．５にそれぞれ調整し、密閉充填後に６０〜７５℃の温度で殺菌することを特徴とする炭酸含有飲料の製造方法。