JP6626869B2 - 善玉菌生産物質の製造方法及び食品 - Google Patents

Description

本発明は、善玉菌生産物質の製造方法及びそれによって得られる善玉菌生産物質を含有する食品に関する。

近年の食生活の多様化・大量消費化が進行するのに伴い、食生活・食習慣の改善が謳われている。特に、栄養過多や運動不足を原因とする生活習慣病やメタボリック症候群等に注目が集まっているが、これらに対する有効な予防法が確立されておらず、生活習慣の改善以外に有効な打開策が存在しない状況にある。

この状況において、摂取することで健康増進につながる健康食品に期待が高まっており、そのような健康食品として特に乳酸菌を含有するものが注目されている（特許文献１参照）。これは、外部から取り込んだ乳酸菌により腸内環境が整えられ、腸管免疫機能が向上することから得られる効果であると考えられている。

しかし、乳酸菌を摂取した場合には、その多くが胃酸や消化酵素の作用により死滅し、小腸まで届くものは僅かであると言われている。

そこで、生菌の代わりに菌を培養することによって得られる代謝物質（菌生産物質、例えば善玉菌生産物質、特に乳酸菌生産物質）に対する注目が高まっている。善玉菌生産物質は、免疫力の向上、成人病の予防等、健康維持にあたり様々な有益な効果を得られることが期待されている。

こうした善玉菌生産物質は、従来、バット等の容器内に充填された培地に種菌となる菌を植菌し所定の温度で所定の時間静置し培養した後加熱殺菌し、殺菌後の培養物を濾過し濾液を回収することで製造されている。

特開２００４−０１８４６９号公報

ところで、上述した菌生産物質、例えば善玉菌生産物質、特に乳酸菌生産物質の製造方法は、菌体の培養を開始してから乳酸菌生産物質が回収されるまで３週間程度かかり、非常に長時間を必要とする。しかしながら、善玉菌生産物質に対するより多くの需要に応えるには、製造時間を短縮することが必要である。

以上のような従来技術を背景になされたのが本発明である。その目的は善玉菌生産物質の製造時間を短縮することにある。

上記目的を達成すべく本発明は以下のように構成される。
本発明は、培養槽内に大豆粉と水を含む培地原料を投入し加熱滅菌して培地を調製する培地調製工程と、培養槽内の培地に乳酸菌及び／又はビフィズス菌を添加した培養物を攪拌しつつ加温し乳酸菌及び／又はビフィズス菌を培養する培養工程とを行う善玉菌生産物質の製造方法であることを特徴とする。

培地に大豆粉を用いることで、大豆に豊富に含まれる各種の栄養素を乳酸菌及び／又はビフィズス菌に与えることができ、乳酸菌及び／又はビフィズス菌の生育、増殖速度を増すことができ、その代謝産物（善玉菌生産物質、乳酸菌生産物質）の産生を促進することができる。また、培養中に培養物を攪拌することで、乳酸菌及び／又はビフィズス菌に栄養素を満遍なく行き渡らせることができ、大量の培養物であっても迅速に培養することができる。

前記本発明の大豆粉は種皮を除去した乾燥大豆の粉体とすることができる。

大豆粉として種皮を除去した乾燥大豆を用いることで、種皮に付着した土壌細菌等の雑菌の混入を防止することができ、安全性の高い培地を得ることができる。

前記本発明の培地調製工程では１１０℃〜１３０℃の加熱滅菌を行うように構成できる。

１１０℃〜１３０℃で加熱滅菌を行うことで培地原料中の雑菌を死滅させることができる。１１０℃未満の温度では雑菌の死滅効果が十分ではないおそれがあり、１３０℃以上では培地原料が焦げたりして善玉菌生産物質の風味を損なうおそれがある。そのため１１０℃〜１３０℃で加熱滅菌を行うことで善玉菌生産物質の風味を損なうこと無く培地原料中の雑菌を死滅させることができる。

前記本発明の培地調製工程の加熱滅菌では培養槽内を蒸気で加熱するとともに培養槽を外部から加熱するように構成できる。

培地原料を内側からのみ加熱すると培養槽外部まで効率的に熱が伝わらないとともに培養槽外部において温度が低温となってしまうため迅速な加熱滅菌を行うことができず、十分に滅菌を行えない恐れもある。また、培地原料を外側からのみ加熱すると迅速に加熱滅菌を行うことができないばかりか加熱滅菌可能な温度まで昇温する際に培養槽内壁への培地原料の焦げつきを生じ善玉菌生産物質の風味を損なう恐れもある。そこで培地原料を内外から加熱することで培地原料をむら無く効果的に加熱することができ、善玉菌生産物質の風味を損なうこともなく、雑菌の混入も無い安全性の高い培地を短時間で得ることができる。

前記本発明の培養工程で用いる「善玉菌」や「有用菌」としての乳酸菌及び／又はビフィズス菌は、複数種の乳酸菌及び／又はビフィズス菌をそれぞれ単独で培養する１次培養と、１種以上の乳酸菌及び／又はビフィズス菌を含むグループを複数作り培養する２次培養と、前記グループを混合して前記乳酸菌及び／又はビフィズス菌を共棲培養する３次培養とからなる前培養を経たものとするように構成できる。

前培養として１次培養を行うことで保存中に不活化された乳酸菌及び／又はビフィズス菌を活性化することができ、２次培養を行うことで最終的な（例えば２１種の）共棲培養に向けた混合培養を行うことができ、３次培養を行うことで更に乳酸菌及び／又はビフィズス菌を共棲環境下に慣れさせる。この前培養で得た乳酸菌及び／又はビフィズス菌の群を本培養で用いることで、本培養でより効率よく培養することができ、本培養に要する時間を短縮し善玉菌生産物質を迅速かつ、安定的に得ることができる。

前記本発明の培養工程は２００ｋｇ〜４００ｋｇの容量を有する培養槽を用いて、２５０ｋｇ〜３５０ｋｇの培養物を１分間に４０回〜１００回攪拌しつつ、２０時間〜７２時間、３０℃〜４０℃に加温して行うように構成できる。

２００ｋｇ〜４００ｋｇの容量を有する大型の培養槽を用いて、２５０ｋｇ〜３５０ｋｇの大量の培養物を培養する場合でも、１分間に４０回〜１００回攪拌しつつ、２０時間〜７２時間、３０℃〜４０℃に加温して行うことで、乳酸菌及び／又はビフィズス菌の生育、増殖速度を増すことができる。攪拌が１分間に４０回を下回ると乳酸菌及び／又はビフィズス菌の生育、増殖速度を増す効果が不十分となるおそれがある。また１分間に１００回を超える攪拌では培養物に濁りが生じ、産物である善玉菌生産物質の品質を損なうおそれがある。また加温の温度が３０℃を下回っても４０℃を上回っても乳酸菌及び／又はビフィズス菌は十分に生育、増殖し難い。従って大容量の培養物についても１分間に４０回〜１００回攪拌しつつ、２０時間〜７２時間、３０℃〜４０℃に加温して行うことで迅速に培養することができる。

前記本発明については、培養工程後の前記培養物を加熱殺菌する加熱殺菌工程を更に行い、加熱殺菌工程では３０分〜１時間、６５℃〜７５℃の温度で加熱殺菌するように構成できる。

加熱殺菌工程は３０分〜１時間、６５℃〜７５℃の温度に加熱することで、乳酸菌及び／又はビフィズス菌を殺菌し、発酵を停止することができる。加熱殺菌工程の時間を３０分未満にしても十分に殺菌を行うことができないおそれがある。一方、１時間を超える殺菌時間としても殺菌効果が増すことがないだけでなく、焦げ臭さが生じてしまう等、善玉菌生産物質の風味を損なうおそれがある。また、加熱温度を６５℃未満としても十分に殺菌を行うことができないおそれがある一方で、７５℃を超えると焦げ臭さが生じてしまう等、善玉菌生産物質の風味を損なうおそれがある。そこで３０分〜１時間、６５℃〜７５℃の温度に加熱することで、大容量の培養物であっても風味を損なうこと無く乳酸菌及び／又はビフィズス菌を殺菌し発酵を停止することができる。

前記本発明については、培養工程後の培養物を濾過する濾過工程を更に行い、濾過工程ではフィルタープレスで１次濾過した後、セラミック膜濾過装置で２次濾過するように構成できる。

１次濾過により大豆粉の顆粒成分を濾過するとともに、２次濾過で残存する菌体や微粒子成分、脂質等を濾過することができる。これにより滅菌を行うとともに、濁りがなく風味や口当たりに優れた善玉菌生産物質を得ることができる。

更に、本発明は、前記何れかの本発明による善玉菌生産物質の製造方法によって得られる善玉菌生産物質を含有する食品を提供する。

本発明によれば、善玉菌生産物質の製造方法によって得られる善玉菌生産物質を添加した食品を作ることができる。なお、ここでいう「食品」は、固形状、ジェル状、液状の食品のほか食品添加物を含み、さらには飲料をも含むものとする。

本発明によれば、大量の原料を用いて乳酸菌及び／又はビフィズス菌を培養する場合においても乳酸菌及び／又はビフィズス菌の生育、増殖速度を増すことができ、善玉菌生産物質を迅速かつ大量に得ることができる。そして菌生産物質の製造期間が短縮されることから製造期間中の雑菌の混入、繁殖の危険性を低下させることができ、善玉菌生産物質の品質と安全性を高めることができる。

本発明の一実施形態に係る善玉菌生産物質の製造方法に用いられる培養装置を示す模式図。 善玉菌生産物質の製造方法における前培養の各工程を示すフローチャート。 図２のフローチャートに続く善玉菌生産物質の製造方法の各工程を示すフローチャート。

以下、本発明の一実施形態に係る善玉菌生産物質の製造方法について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明における「善玉菌」や「有用菌」としての「乳酸菌等」との記載は、乳酸菌又はビフィズス菌の少なくとも何れかを含む用語として記載するものである。

製造装置［図１］
善玉菌生産物質の製造方法に用いられる製造装置１は、図１に示すように、培養槽２と、フィルタープレス３と、セラミック濾過装置４と、回収タンク５と、表示部７と、操作部８と、制御部６を備えて構成されている。

培養槽２は、培地の調製を行うとともに菌の培養を行う装置であり、培養槽本体２１と、培養槽本体２１の周囲を覆うジャケット部２２と、ジャケット部２２内の水Ｗの温度を調節する温調部２３と、培養槽本体２１内に蒸気を供給する蒸気供給部２４と、培養槽本体２１内に培地原料を供給する培地原料供給部２５と、培養槽本体２１内に菌を供給する菌供給部２７と、培養槽本体２１内に投入された内容物を攪拌する攪拌器２８と、攪拌器２８を回転する駆動部２６と、ｐＨ計６１と、温度計６２と、溶存酸素（ＤＯ）計６３を備えて構成されている。

培養槽本体２１は、内部に例えばテフロン（登録商標）加工のような滑性を付与する表面処理が施されたステンレス製の培養槽であり、２００〜４００ｋｇ程度を収容可能な培養槽を利用することができるが、本実施形態においては３００ｋｇの培養物Ｃを収容可能な容量を有している。培養槽本体２１の内部に前記表面加工が施されていることにより培養槽本体２１の内部残存物の付着が防止されるとともに剥離も容易となるため、使用後の培養槽本体２１の清掃作業をしやすくすることができる。

ジャケット部２２は、培養槽本体２１の周囲を覆って設けられたステンレス製の部材であり、培養槽本体２１の外壁とジャケット部２２との間に設けられた空隙に水Ｗが封入されている。

温調部２３はジャケット部２２内の水Ｗの温度を調節する機能を有する装置であり、配管２３１を介してジャケット部２２に連結されている。温調部２３はバス６５を介して制御部６に接続されていて、制御部６により動作が制御される。ジャケット部２２には別途、図示せぬ冷水装置が接続されていても良く、その場合には、温調部２３は、水Ｗを加熱する機能を有するだけで事足りる。

蒸気供給部２４は培養槽本体２１内に蒸気を供給し培養槽本体２１を加熱する装置であり、配管２４１を介して培養槽本体２１に連結されている。蒸気供給部２４から供給される蒸気の温度は１００℃〜２００℃とすることができる。蒸気の元になる水は図示しない配水管から蒸気供給部２４へと供給され、蒸気供給部２４内で加熱されることで蒸気に変換される。蒸気供給部２４はバス６５を介して制御部６に接続されていて、制御部６により動作が制御される。

培地原料供給部２５は、内部に培地原料を収容する開閉可能なステンレス製の容器であるとともに、貯蔵した培地原料を培養槽本体２１内に供給する供給装置である。培地原料供給部２５は配管２５１を介して培養槽本体２１に連結されている。培地原料供給部２５はバス６５を介して制御部６に接続されていて、制御部６により動作が制御される。培地原料供給部２５の動作は手動であっても構わない。

菌供給部２７は、内部に種菌としての乳酸菌等の前培養物を収容する開閉可能なポリカーボネート等の樹脂製の容器であるとともに、培養槽本体２１内に供給する供給装置である。菌供給部２７は配管２７１を介して培養槽本体２１に連結されている。菌供給部２７及び配管２７１は、ＨＥＰＡフィルタ（High Efficiency Particulate Air Filter）を通った空気が送り込まれたクリーン度の高いクリーンルーム内に設置されると良い。そして、乳酸菌等の前培養物は、例えば窒素ガスによって培養槽本体２１に圧送されると良い。菌供給部２７はバス６５を介して制御部６に接続されていて、制御部６により動作が制御される。菌供給部２７の動作も培地原料供給部２５と同様に手動であっても構わない。

攪拌器２８は回転軸２８３の先端部分に複数の攪拌羽根２８１が設けられているとともに、攪拌羽根２８１の上方に泡切り羽根２８２が形成されているステンレス製の部材である。攪拌羽根２８１は培養槽本体２１内に投入された培地原料や培養物Ｃを攪拌する羽根であり、泡切り羽根２８２は培養物Ｃが攪拌羽根２８１に攪拌される際に水面上に発生する泡と接触しこれを消失させる羽根である。

駆動部２６は攪拌器２８を回転駆動するモータであり、回転軸２８３の上端部に連結されている。駆動部２６はバス６５を介して制御部６に接続されていて、制御部６により動作が制御される。

ｐＨ計６１は培養槽本体２１内の培地や培養物ＣのｐＨを測定する。ｐＨ計６１はバス６５を介して制御部６に接続されていて、測定されたｐＨのデータは制御部６に送信される。

温度計６２は培養槽本体２１内の培地や培養物Ｃの温度を測定する。温度計６２はバス６５を介して制御部６に接続されていて、測定された温度のデータは制御部６に送信される。

ＤＯ計６３は培養槽本体２１内の培地や培養物Ｃ内に溶存する酸素濃度を測定する。ＤＯ計６３はバス６５を介して制御部６に接続されていて、測定された溶存酸素濃度は制御部６に送信される。

フィルタープレス３は、加圧した培養物Ｃを多孔質性の分離膜を通過させることで濾過を行う装置である。フィルタープレス３の分離膜としては、セルロース繊維、セルローストリアセテート繊維、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維及びポリエチレン繊維等の有機繊維を用いてなる織布や不織布を用いることができる。フィルタープレス３は配管３１を介して培養槽本体２１に接続されている。配管３１にはバルブ３２が設けられていて、培養槽本体２１内からフィルタープレス３に培養物Ｃを送るとき等には当該バルブ３２が開かれる。バルブ３２の開閉は手動で行われる。

フィルタープレス３の分離膜の通気性は０．５ｃｍ^３／ｃｍ^２・ｓｅｃ以下であり、加えられる圧力は０．０１〜２．０ＭＰａで、２〜３０時間かけて行われる。
セラミック濾過装置４は、多孔質性セラミック膜により濾過を行う濾過装置である。セラミック濾過装置４は配管４１及び濾液を一時貯留する図示せぬタンクを介してフィルタープレス３に連結されていて、フィルタープレス３を通過した濾液がセラミック濾過装置４へと供給されるようになっている。セラミック濾過装置４は、細かい目によって固形分や油分の除去及び滅菌を大量に行うことができる。

セラミック濾過装置４の濾過に供するセラミック膜の孔径は０．１〜４．０μｍで、加えられる圧力は０．１〜０．３ＭＰａである。これにより濁りがなく風味や口当たりに優れた善玉菌生産物質を得ることができる。濁りがない善玉菌生産物質が得られることで、清涼飲料水の成分規格を満足することもできる。更にフィルタープレス３による濾過後の濾液中に含まれる油脂成分を取り除くこともできるとともに、残存する菌体がある場合にはこれを完全に除去、滅菌することができる。菌体の滅菌を加熱せずに行うことができるため、善玉菌生産物質の風味を損なうことがなく、善玉菌生産物質の品質と安全性を高めることができる。

セラミック濾過工程は、油分や固形分の除去、滅菌を同時に行う上記工程に代えて、上記孔径の中でも粗い孔径のセラミック膜を用いて固形分の除去を行い、細かい孔径のセラミック膜を用いて油分除去や滅菌を行うような２段階工程としても良い。こうした２段階工程とすることでセラミック濾過工程をより短時間で行うことができる。

回収タンク５はセラミック濾過装置４を通過した濾液を回収するためのセラミック製の開閉可能な容器であり、配管５１を介してセラミック濾過装置４に連結されている。製造装置１の運転時には回収タンク５は配管５１から流入するセラミック濾過装置４による濾液である善玉菌生産物質の回収を閉鎖系で行うことができる。

表示部７は温調部２３、蒸気供給部２４、培地原料供給部２５、菌供給部２７、駆動部２６、ｐＨ計６１、温度計６２及び溶存酸素（ＤＯ）計６３から制御部６に送信される各種データについて、制御部６の制御下で表示を行うディスプレイ等の表示装置である。表示部７はバス６５を介して制御部６へと接続されている。

操作部８は温調部２３、蒸気供給部２４、培地原料供給部２５、菌供給部２７及び駆動部２６の動作制御を行うために使用者による入力操作を受け付けるキーボードやマウス等の入力装置である。操作部８により入力された情報は制御部６へと送信され、制御部６により入力情報に基づいた各構成の動作制御が行われる。操作部８はバス６５を介して制御部６へと接続されている。操作部８は、表示部７と一体のタッチパネルによって構成されていても良い。

制御部６は、温調部２３、蒸気供給部２４、培地原料供給部２５、菌供給部２７、駆動部２６、ｐＨ計６１、温度計６２、ＤＯ計６３、表示部７及び操作部８とバス６５を介して接続されている。制御部６はｐＨ計６１、温度計６２及びＤＯ計６３から送信される測定データを受信し、表示部７へと送信する。また制御部６は操作部８により送信される入力情報を受信し、温調部２３、蒸気供給部２４、培地原料供給部２５、菌供給部２７及び駆動部２６の動作制御を行うとともに、これらの動作制御の状況を示すデータを受信し表示部７へと送信する。

培地原料
培地原料としては、水、大豆粉、グルコース、酵母エキス、及び脱脂粉乳を用いることができ、これらに加え必要によりその他の善玉菌生産物質製造の原材料として他の材料を用いることができる。ここで大豆粉には、大豆の種皮を除去し乾燥させたものを粉状にしたもの（粉体）が好ましい。

大豆粉を用いることにより、大豆に豊富に含まれる各種の栄養素を乳酸菌等に与えることができ、乳酸菌等の生育、増殖速度を増すことができる。また、大豆の種皮を除去した大豆粉を用いることにより、種皮に付着した土壌細菌等の雑菌の混入を防止することができる。

培地原料中の各構成要素の配合量（重量％）は、大豆粉が５〜３０％、グルコースが０．０５〜１％、酵母エキスが０．０５〜１％、脱脂粉乳が２〜１０％、その他材料があれば３０％以下であり残部は水とすることができる。

これらの培地原料を混合し加熱滅菌することで培地が完成する。以下の説明においてこの培地を「大豆粉含有培地」と言う。

乳酸菌及びビフィズス菌
乳酸菌として、ラクトバシラス（Lactobacillus）属に属する乳酸菌と、ラクトコッカス（Lactococcus）属に属する乳酸菌と、エンテロコッカス（Enterococcus）属に属する乳酸菌から１以上の乳酸菌を選択して用いることが好ましい。また、同一種の乳酸菌で株が異なるものを含んでいても良い。

ラクトバシラス属に属する乳酸菌としては、例えばＬ．アシドフィラス（Lactobacillus acidophilus）、Ｌ．ブレビス（Lactobacillus brevis）、Ｌ．カゼイ（Lactobacillus casei）、Ｌ．デルブリッキィ（Lactobacillus delbrueckii）、Ｌ．デルブリッキィ亜種ブルガリクス（Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus）、Ｌ．ガセリ（Lactobacillus gasseri）、Ｌ．ヘルベティカス（Lactobacillus helveticus）、Ｌ．パラカゼイ亜種パラカゼイ（Lactobacillus paracasei subsp. paracasei）、Ｌ．プランタラム（Lactobacillus plantarum）、Ｌ．ラモナウサス（Lactobacillus rhamnosus）、Ｌ．サリバリウス（Lactobacillus salivarius）等を挙げることができる。

また、ラクトコッカス属に属する菌としては、例えばＬ．ガルビアエ（Lactococcus garvieae）、Ｌ．ラクティス亜種ラクティス（Lactococcus lactis subsp. lactis）等を挙げることができる。

更にエンテロコッカス属に属する菌としては、例えばＥ．デュランス（Enterococcus durans）、Ｅ．フェカリス（Enterococcus faecalis）、Ｅ．フェシウム（Enterococcus faecium）等を挙げることができる。

ビフィズス菌として、ビフィドバクテリウム ロンガム（Bifidobacterium longum）、ビフィドバクテリウム ビフィダム（Bifidobacterium bifidum）、ビフィドバクテリウム ブレーベ（Bifidobacterium breve）、ビフィドバクテリウム アドレセンティス（Bifidobacterium adolescentis）、ビフィドバクテリウム ロンガム亜種 インファンティス（Bifidobacterium longum subsp. infantis）から１以上のビフィズス菌を選択して用いることが好ましい。

善玉菌生産物質の製造方法
善玉菌生産物質の製造は、前培養、培地の調製、本培養、加熱殺菌、１次濾過及び２次濾過の各工程を実行することで行うことができる。

前培養［図２］
前培養は、善玉菌生産物質を製造する所望の乳酸菌及び／又はビフィズス菌を、本培養工程で培養できるほどに培養するものである。一例としてラクトバシラス（Lactobacillus）属に属する乳酸菌と、ラクトコッカス（Lactococcus）属に属する乳酸菌と、エンテロコッカス（Enterococcus）属に属する乳酸菌と、ビフィズス菌とから選択された１種以上の菌について、まず前培養を行う。前培養では図２に示すように、１次培養（ステップＳ１）、２次培養（ステップＳ２）、３次培養（ステップＳ３）の３段階の培養工程が含まれる。この前培養は製造装置１とは別の培養設備を用いて行うことができる。

１次培養は、選択されたそれぞれの乳酸菌とビフィズス菌をそれぞれ単独で培養する単菌培養工程である。例えば乳酸菌とビフィズス菌を冷凍等により不活化させて保存している場合には、この１次培養によって活性化することができる。また、１次培養により２次培養で使用するために必要な菌数になるまで増殖することができる。

上記乳酸菌とビフィズス菌の１次培養はＭＲＳ培地等を用いて、３０〜３７℃で２０〜４８時間静置培養することで行なう。

２次培養は、１次培養が行われた乳酸菌とビフィズス菌から中でも相性の良いもの同士を複数種組み合わせたグループを複数作り、それぞれのグループで乳酸菌及び／又はビフィズス菌を混合培養させる工程である。これらの各グループに含まれる乳酸菌等の組み合わせは、各乳酸菌等を様々に組み合わせて混合培養を行い、各乳酸菌等の生存競争により何れかの種が淘汰されるという事態の生じないものの中から見いだすことができる。また、このグループを複数作る際には、同一種の乳酸菌及び／又はビフィズス菌が複数のグループに含まれていてもよい。

２次培養は、単独では増殖しにくく他の乳酸菌及び／又はビフィズス菌との混合で増殖しやすくなる乳酸菌及び／又はビフィズス菌の培養に好適である。また、グループ分けすれば、グループごとに適した原料培地、培地温度、培養時間、雰囲気条件等の培養環境下で培養することが可能となる。更に、後述する３次培養を行う前に各乳酸菌及び／又はビフィズス菌を他の乳酸菌及び／又はビフィズス菌とともに培養する条件に慣らし、３次培養への移行をスムーズに行うことができる。

２次培養は上述した大豆粉含有培地を用いて、３０〜３７℃で２０〜４８時間静置培養することで行うことができる。この２次培養の段階で全ての乳酸菌及び／又はビフィズス菌を前記大豆粉含有培地を用いて培養することにより、原料の統一を図り生産性を向上させることができるとともに、この大豆粉に由来する善玉菌生産物質以外の生成を少なくすることができる。

３次培養は、２次培養で分けたグループ毎に得られた培養物を混合し、全ての乳酸菌及び／又はビフィズス菌を同時に一つの培養器で培養する共棲培養工程である。この３次培養は、選択した全ての乳酸菌及び／又はビフィズス菌を共棲培養するものであって、各乳酸菌及び／又はビフィズス菌を共棲環境下に慣れさせ、本培養でより効率よく培養するための工程である。また、２次培養で得られた乳酸菌及び／又はビフィズス菌を直接本培養で用いる大量の培地に添加すると、乳酸菌及び／又はビフィズス菌が過剰に薄まってしまい、培養効率が悪くなることがある。そこで予備的培養として３次培養を行い、菌数を増やすことでスムーズに本培養に移行することができる。

３次培養は、大豆粉含有培地を用いて、３０〜３７℃で２０〜４８時間静置培養することで行なう。この３次培養でも大豆粉含有培地を用いることで、生産性を向上と、この大豆粉に由来する善玉菌生産物質の純度を高めることができる。

３次培養後の乳酸菌及び／又はビフィズス菌は、製造装置１の菌供給部２７に投入し、以降の工程に移る。

培地の調製、本培養、加熱殺菌、１次濾過、２次濾過［図３］
本培養に用いられる培地の調製から２次濾過までは、製造装置１を用いて行なう。

まず、培地原料供給部２５に培地原料を投入する（ステップＳ１１）。

次に、培地原料を培地原料供給部２５から培養槽本体２１内に投入し、加熱滅菌とその後の冷却を行なう（ステップＳ１２）。

加熱滅菌は１１０℃〜１３０℃の温度で１０分〜３０分培地原料を加熱することで行なう。１１０℃〜１３０℃で加熱滅菌を行うことで培地中の雑菌を死滅させることができる。１１０℃未満の温度では雑菌の死滅効果が十分ではなく、１３０℃以上では培地原料が焦げたりして善玉菌生産物質の風味を損なうおそれがある。

加熱滅菌は、培養槽本体２１内に投入された培地原料について、攪拌器２８で培地原料を攪拌しつつ、温調部２３からジャケット部２２内に熱水を導入するとともに、蒸気供給部２４から培養槽２内に高温の蒸気を導入することで行なう。

このように培地原料を内部から蒸気で過熱するとともに、外部から熱水で加熱することで培地原料をむら無く効率的に加熱することができ、迅速に滅菌を行うことができる。

こうして培地原料の加熱滅菌を行い培地が完成する。そして加熱滅菌後、培地は３０〜３７℃まで冷却する。冷却は温調部２３からジャケット部２２内に冷水を導入することで行なう。

培養槽本体２１内への乳酸菌及び／又はビフィズス菌の添加は、前培養物を菌供給部２７へ添加することで行なう（ステップＳ１３）。添加する前培養物の量は、培地３００ｋｇに対して１０〜２０ｋｇである。以後、最終産物である善玉菌生産物質が回収タンク５に回収されるまでの間、全ての製造工程が閉鎖系で行われる。そのため装置外部からの雑菌の混入を防止することができる。

次に、本培養を行なう（ステップＳ１４）。本培養は培養物Ｃを１分間に４０回〜１００回攪拌しつつ、２０時間〜７２時間、３０℃〜４０℃に加温して行なう。

より具体的には、温調部２３によりジャケット部２２内の水Ｗを加温することで、培養槽本体２１の外部から培養物Ｃを所定の温度に加温し、攪拌器２８により培養物Ｃを攪拌して本培養を行う。本培養中はｐＨ計６１、温度計６２及びＤＯ計６３により常に乳酸菌及び／又はビフィズス菌の生育状況や生育環境の監視が行なわれ、ｐＨ、温度、溶存酸素量が表示部７に表示される。また、必要に応じて操作者が操作部８を介して制御部６に製造装置１の運転状態、すなわち温調部２３、培地原料供給部２５、菌供給部２７及び駆動部２６の動作の状態を調節する情報を送信し、制御部６がこれらの動作制御を行う。

そして、本培養後の培養物Ｃについて、乳酸菌及び／又はビフィズス菌の加熱殺菌を行なう（ステップＳ１５）。加熱殺菌を行なうことで乳酸発酵の進行を停止することができる。この加熱殺菌は３０分〜１時間、６５℃〜７５℃の温度に加熱することで行なうことができる。加熱殺菌時の加熱は、温調部２３からジャケット部２２内に熱水を導入することで行なう。

次の濾過工程は、加熱殺菌が行われた培養物Ｃについて、まずフィルタープレス３を用いた１次濾過を行う（ステップＳ１６）。１次濾過の際には、加熱殺菌が行われた培養物Ｃ全量の５〜２０％に相当する滅菌水を添加することが好ましい。この滅菌水は、別途培地原料供給部２５から培養物Ｃに添加する。そして１次濾過後の濾液はセラミック濾過装置４に送られるとともに、残渣は濾布から回収され、他の健康食品の原材料等に有効利用することができる。

フィルタープレス３による１次濾過に引き続き、その濾液についてセラミック濾過装置４による２次濾過を行なう（ステップＳ１７）。この２次濾過では雑菌が残存した場合でも完全に滅菌することができる。

２次濾過後の濾液は、回収タンク５に送られ、残渣はセラミック膜から回収される。こうして、善玉菌生産物質の製造方法の一連の工程が終了する。

以下に実施例を挙げて本発明について更に具体的に説明する。なお、この実施例は例示的に示されるもので限定的に解釈されるべきものではない。

［実施例１］
培地の調製
培養槽２の培地原料供給部２５を開放し、この中に種皮を除去した乾燥大豆からなる大豆粉を４６ｋｇ、グルコースを１．２５ｋｇ、酵母エキスを１．２５ｋｇ、及び脱脂粉乳を１１．５ｋｇ、そして水を１７０ｋｇ投入した。これらの培地原料の投入後、最終的に「善玉菌生産物質」としての乳酸菌生産物質が回収タンク５内に回収されるまでの工程は全て閉鎖系で行なった。

培地原料供給部２５から培養槽本体２１内に投入された培地原料は、１２１℃で１５分加熱することで加熱滅菌を行った。こうして大豆粉含有培地が完成した。

完成した大豆粉含有培地は培養槽本体２１内で３２℃まで冷却した。

前培養
Ｌ．アシドフィラス、Ｌ．ブレビス、Ｌ．カゼイ、Ｌ．デルブリッキィ、Ｌ．デルブリッキィ亜種ブルガリクス、Ｌ．ガセリ、Ｌ．ヘルベティカス、Ｌ．パラカゼイ亜種パラカゼイ、Ｌ．プランタラム、Ｌ．ラモナウサス、Ｌ．サリバリウス、Ｌ．ガルビアエ、Ｌ．ラクティス亜種ラクティス、Ｅ．デュランス、Ｅ．フェカリス、Ｅ．フェシウムの１６種の各乳酸菌について１次培養を行った。
これらの各乳酸菌は、冷凍保存された常法により得た乳酸菌であり、ＭＲＳ培地に個別に植菌し、好気環境下において３４℃で、２４時間、単独培養した。

次に、以下のＡグループ〜Ｉグループの組み合わせについて２次培養を行なった。このグループは、腸内環境において複数種の乳酸菌が各細菌叢を形成し、共棲した状態にあることを再現できるように発明者らが組み合わせたものである。

この乳酸菌の組み合わせは、各乳酸菌を効率的に培養し、乳酸菌生産物質を得ることができるものである。しかし、継代培養しても各乳酸菌の割合が一定に保たれる組み合わせであれば、これらの組み合わせに限定されるものではない。

まず、Ｌ．アシドフィラスを単独でＡグループとした。

またＬ．カゼイと、Ｌ．ラクティス亜種ラクティスの２種をＢグループとし、Ｌ．デルブリッキィ亜種ブルガリクスと、Ｌ．パラカゼイ亜種パラカゼイの２種をＣグループとし、Ｅ．デュランスと、Ｅ．フェシウムの２種をＤグループとした。

更に、Ｌ．ブレビスと、Ｌ．プランタラムと、Ｅ．フェシウムの３種をＥグループとし、Ｌ．デルブリッキィと、Ｌ．ヘルベティカスと、Ｅ．フェカリスの３種をＦグループとし、Ｌ．ガセリと、Ｌ．ラモナウサスと、Ｅ．フェシウムの３種をＧグループとし、Ｌ．ガセリと、Ｌ．サリバリウスと、Ｅ．デュランスの３種をＨグループとし、Ｌ．ガルビアエと、Ｅ．デュランスと、Ｅ．フェシウムの３種をＩグループとした。

これらの各組合せは以下の〔表１〕にまとめた。なお、表中のＡはＡグループを示し、Ｂ〜Ｉについても同様にＢグループ〜Ｉグループを示すものとする。

なお、Ａグループは、Ｌ．アシドフィラスを単独で培養するものであり共棲培養ではないが、後述する３次培養以降でＬ．アシドフィラスの混合を忘れないために、一つのグループとした。

上記のＩグループは、ＤグループにＬ．ガルビアエを加えた組み合わせである。このＬ．ガルビアエは大豆粉含有培地の含有成分である大豆イソフラボンを分解し、高い健康増進効果を有するエクオールを産生することが知られている。そこで特にＬ．ガルビアエと共棲培養しやすいＥ．デュランス、Ｅ．フェシウム（Ｄグループの組み合わせ）にＬ．ガルビアエを追加することで、前記のエクオール含有量の多い乳酸菌生産物質を得やすいＩグループを設けた。

そして上記グループの何れについても同一の大豆粉含有培地を用い、全グループを３４℃で２４時間培養し、２次培養を行った。

次に、各グループの２次培養物を等量ずつ混入し、３４℃で２４時間静置培養することで３次培養を行った。

本培養
３次培養で得られた培養物Ｃ（乳酸菌を含む）の１２ｋｇを製造装置１の菌供給部２７に投入し、培地原料供給部２５から投入された大豆粉含有培地２３０ｋｇとともに培養槽本体２１内で本培養を行った。具体的な条件は、攪拌羽根２８１を６０回／分の速度で攪拌しつつ、３２℃での２４時間培養とした。

加熱殺菌
本培養後の培養物Ｃについて、６５℃で３０分間の加熱処理を行ない発酵を停止した。こうして２４２ｋｇの培養物Ｃを得た。加熱滅菌後は、培養物Ｃを１０℃まで冷却し、攪拌を停止した状態で一日静置した。

１次濾過
次に、フィルタープレス３を用いて１次濾過を行った。フィルタープレス３は通気性が０．５ｃｍ^３／ｃｍ^２・ｓｅｃのろ布を用いて行った。１次濾過の際には加熱殺菌後の培養物Ｃの１０％に相当する２４．２ｋｇの滅菌水を添加した。

２次濾過
次にセラミック濾過装置４による２次濾過を行った。セラミック濾過装置４には孔径が０．２μｍのセラミック膜を用い、０．２ＭＰａの圧力を加えて行った。

回収
２次濾過後、濾液である乳酸菌生産物質を約１８０〜２３０ｋｇ回収した。得られた乳酸菌生産物質は回収タンク５内に蓄えた。このとき得られた乳酸菌生産物質は、加熱処理及び２次濾過により滅菌された状態であり、そのまま経口摂取することが可能なものであるが、更に摂取しやすくするために甘味料等を添加し味付けを行った。そしてこれを添加した食品や飲料を作ることができた。

乳酸菌の１次培養の開始から所定の有機酸量とアミノ酸量を含む乳酸菌生産物質を得るまでに要した時間は１１日間であり、その製造時間は、従来の製造時間に要する３週間から大幅に短縮することができた。

［実施例２］
培地の調製
培地の調製は、上述された実施例１と同様の方法で行なった。

前培養
上述された実施例１の１６種の各乳酸菌に加え、ビフィドバクテリウム ロンガム、ビフィドバクテリウム ビフィダム、ビフィドバクテリウム ブレーベ、ビフィドバクテリウム アドレセンティス、ビフィドバクテリウム ロンガム亜種 インファンティスの５種の各ビフィズス菌について１次培養を行った。
これらの各乳酸菌及び各ビフィズス菌は、冷凍保存された常法により得た乳酸菌及びビフィズス菌であり、ＭＲＳ培地に個別に植菌し、好気環境下において３４℃で、２４時間、単独培養した。

次に、以下のａグループ〜ｊグループの組み合わせについて２次培養を行なった。このグループは、腸内環境において複数種の乳酸菌及び／又はビフィズス菌が各細菌叢を形成し、共棲した状態にあることを再現できるように発明者らが組み合わせたものである。

この乳酸菌及び／又はビフィズス菌の組み合わせは、各乳酸菌及び／又はビフィズス菌を効率的に培養し、善玉菌生産物質を得ることができるものである。しかし、継代培養しても各乳酸菌及び／又はビフィズス菌の割合が一定に保たれる組み合わせであれば、これらの組み合わせに限定されるものではない。

まず、ビフィドバクテリウム ロンガムと、エンテロコッカス フェシウムと、エンテロコッカス デュランスとの３種をａグループとした。

またラクトバチラス パラカゼイ種パラカゼイと、ラクトバチラス デルブリッキ亜種ブルガリクスとの２種をｂグループとし、エンテロコッカス フェシウムと、ラクトバチラス ブレビスと、ラクトバチラス プランタラムとの３種をｃグループとし、エンテロコッカス フェシウムと、ビフィドバクテリウム ビフィダムと、ビフィドバクテリウム ブレーベとの３種をｄグループとした。

更に、ビフィドバクテリウムアドレセンティスと、ラクトバチラス アシドフィルスと、ビフィドバクテリウム ロンガム 亜種 インファンティスとの３種をｅグループとし、エンテロコッカス デュランスと、ラクトバチラス ガセリと、ラクトバチラス サリバリウスとの３種をｆグループとし、ラクトバチラス ガセリと、エンテロコッカス フェシウムと、ラクトバチラス ラムノーサスとの３種をｇグループとし、エンテロコッカス フェカリスと、ラクトバチラス デルブリッキと、ラクトバチラス ヘルベティカスとの３種をｈグループとし、ラクトバチラス カゼイと、ビフィドバクテリウムアドレセンティスと、ラクトコッカス ラクティス亜種 ラクティスとの３種をｉグループとし、エンテロコッカス フェシウムと、エンテロコッカス デュランスと、ラクトコッカス ガルビエとの３種をｊグループとした。

これらの各組合せは以下の〔表２〕にまとめた。なお、表中のａはａグループを示し、ｂ〜ｊについても同様にｂグループ〜ｊグループを示すものとする。

上記グループの何れについても同一の大豆粉含有培地を用い、全グループを３４℃で２４時間培養し、２次培養を行った。

次に、各グループの２次培養物を等量ずつ混入し、３４℃で２４時間静置培養することで３次培養を行った。

なお、以後の本培養、加熱殺菌、１次濾過、２次濾過、回収の工程については、上述された実施例１と同様に行った。そして、実施例１と同様に、この製造方法によって得られた善玉菌生産物質を添加した食品や飲料を作ることができた。

乳酸菌及びビフィズス菌の１次培養の開始から所定の有機酸量とアミノ酸量を含む善玉菌生産物質を得るまでに要した時間は１１日間であり、その製造時間は、従来の製造時間に要する３週間から大幅に短縮することができた。

変形例
上述した実施形態においては培養槽本体２１の外部からの加熱はジャケット部２２内の水Ｗを加熱することで行っていたが、本発明においてはこれに限らず、ジャケット部２２内に電熱線を設けてこの電熱線によりジャケット部２２の内部を加熱する態様としてもよい。この場合ジャケット部２２は安全性の面から断熱性を備え、熱が培養槽本体２１にのみ伝わるようにすることが好ましい。

１ 製造装置
２ 培養槽
３ フィルタープレス
４ セラミック濾過装置（セラミック膜濾過装置）
５ 回収タンク
６ 制御部
７ 表示部
８ 操作部
２１ 培養槽本体
２２ ジャケット部
２３ 温調部
２４ 蒸気供給部
２５ 培地原料供給部
２６ 駆動部
２７ 菌供給部
２８ 攪拌器
６１ ｐＨ計
６２ 温度計
６３ 溶存酸素（ＤＯ）計
６５ バス
３１、４１、５１、２３１、２４１、２５１、２７１ 配管
２８１ 攪拌羽根
２８２ 泡切り羽根
２８３ 回転軸
Ｗ 水
Ｃ 培養物

Claims (7)

1. 培養槽内に大豆粉と水を含む培地原料を投入し加熱滅菌して培地を調製する培地調製工程と、前記培養槽内の前記培地に乳酸菌及び／又はビフィズス菌を添加した培養物を攪拌しつつ加温し前記乳酸菌及び／又はビフィズス菌を培養する培養工程とを行い、
   前記培養工程で用いる前記乳酸菌及び／又はビフィズス菌は、複数種の乳酸菌及び／又はビフィズス菌をそれぞれ単独で培養する１次培養と、１種以上の乳酸菌及び／又はビフィズス菌を含むグループを複数作り培養する２次培養と、前記グループを混合して前記乳酸菌及び／又はビフィズス菌を共棲培養する３次培養とからなる前培養を経たものであり、
   前記２次培養は、Ｌ．アシドフィラスを単独でＡグループ、Ｌ．カゼイとＬ．ラクティス亜種ラクティスの２種をＢグループ、Ｌ．デルブリッキィ亜種ブルガリクスとＬ．パラカゼイ亜種パラカゼイの２種をＣグループ、Ｅ．デュランスとＥ．フェシウムの２種をＤグループ、Ｌ．ブレビスとＬ．プランタラムとＥ．フェシウムの３種をＥグループ、Ｌ．デルブリッキィとＬ．ヘルベティカスとＥ．フェカリスの３種をＦグループ、Ｌ．ガセリとＬ．ラモナウサスとＥ．フェシウムの３種をＧグループ、Ｌ．ガセリとＬ．サリバリウスとＥ．デュランスの３種をＨグループ、Ｌ．ガルビアエとＥ．デュランスとＥ．フェシウムの３種をＩグループとしてなるＡ〜Ｉグループを用いる、または、
   前記２次培養は、ビフィドバクテリウム ロンガムとエンテロコッカス フェシウムとエンテロコッカス デュランスとの３種をａグループ、ラクトバチラス パラカゼイ種パラカゼイとラクトバチラス デルブリッキ亜種ブルガリクスとの２種をｂグループ、エンテロコッカス フェシウムとラクトバチラス ブレビスとラクトバチラス プランタラムとの３種をｃグループ、エンテロコッカス フェシウムとビフィドバクテリウム ビフィダムとビフィドバクテリウム ブレーベとの３種をｄグループ、ビフィドバクテリウムアドレセンティスと、ラクトバチラス アシドフィルスとビフィドバクテリウム ロンガム 亜種 インファンティスとの３種をｅグループ、エンテロコッカス デュランスとラクトバチラス ガセリとラクトバチラス サリバリウスとの３種をｆグループ、ラクトバチラス ガセリとエンテロコッカス フェシウムとラクトバチラス ラムノーサスとの３種をｇグループ、エンテロコッカス フェカリスとラクトバチラス デルブリッキとラクトバチラス ヘルベティカスとの３種をｈグループ、ラクトバチラス カゼイとビフィドバクテリウムアドレセンティスとラクトコッカス ラクティス亜種 ラクティスとの３種をｉグループ、エンテロコッカス フェシウムとエンテロコッカス デュランスとラクトコッカス ガルビエとの３種をｊグループとしてなるａ〜ｊグループを用いる善玉菌生産物質の製造方法。
   
2. 前記大豆粉は種皮を除去した乾燥大豆の粉体である
   請求項１記載の善玉菌生産物質の製造方法。
   
3. 前記培地調製工程では１１０℃〜１３０℃の加熱滅菌を行う
   請求項１又は２記載の善玉菌生産物質の製造方法。
   
4. 前記培地調製工程の前記加熱滅菌では前記培養槽内を蒸気で加熱するとともに前記培養槽を外部から加熱する
   請求項１〜３の何れか１項記載の善玉菌生産物質の製造方法。
   
5. 前記培養工程後の前記培養物を加熱殺菌する加熱殺菌工程を更に行い、前記加熱殺菌工程では、３０分〜１時間、６５℃〜７５℃の温度で加熱殺菌する
   請求項１〜４の何れか１項記載の善玉菌生産物質の製造方法。
   
6. 前記培養工程後の前記培養物を濾過する濾過工程を更に行い、前記濾過工程ではフィルタープレスで１次濾過した後、セラミック膜濾過装置で２次濾過する
   請求項１〜５の何れか１項記載の善玉菌生産物質の製造方法。
   
7. 請求項１〜６の何れか１項記載の善玉菌生産物質の製造方法によって得られる善玉菌生産物質を含有する食品。

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