JPH0334918B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は各種酒類の製造に使用される酵母菌体
の包括固定化する技術に関するもので、化学的、
物理的に安定な球形多孔質中空無機質壁のマイク
ロカプセルに酵母菌体を包括し酒類の連続発酵に
供する固定化酒酵母およびその製造法に係る。 〔従来の技術〕 従来酒類の製造に使われる微生物の固定法とし
ては各種文献にも見られるように、包括法と吸着
法の２種類があり、包括法に用いる担体として
は、カラギーナン、セルロース、寒天、アルギン
酸カルシウムの如き多糖類、コラーゲン、ゼラチ
ンの如き蛋白質、ポリアクリルアミド、ポリビニ
ールアルコール、光硬化性樹脂の如き合成高分子
物質などがある。また一方吸着法に用いる素材と
しては、多孔質ガラス、シリカ、セラミツクス等
の無機質物質がある。また親水性ゲルを用いる包
括法として多孔質素材を用いる吸着法もあるが、
多孔質無機質素材を用いる包括法は現在までのと
ころ知られていない。 而して包括法は上記で述べた通り、原則的には
有機質素材を用いて酒酵母等を包括即ち担体内に
酒酵母を含有せしめる形態をとるのが普通であ
り、このため担体内に包括された酒酵母が発酵酒
類中に混入することが極めて少ないという利点を
有するが、反面、被処理液と酒酵母の接触が悪く
発酵の進行が遅いという難点がある。またこの包
括法に於いては有機質素材を用いているために、
無機質素材に比し、その機械的強度が弱く、且つ
化学的安定性に於いても充分に満足出来るもので
はない。 一方無機質素材を主に用いる吸着法では担体に
酒酵母が吸着されているために包括法に比しその
接触は大きく、このため発酵は非常に良く進行す
るという利点、並びに無機質素材を用いているた
めに機械的強度が大きく且つ化学的にも安定性が
大きいという利点を有する反面、発酵液中に酒酵
母が混入するという難点がある。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明が解決しようとする問題点は、上記従来
方法の難点を解消し、利点だけを有する新しい方
法を開発せんとすることであり、これを換言すれ
ば包括法の利点と吸着法の利点を有し、且つこれ
等両方法の難点のない方法を提供することであ
る。即ち、固定化されたマイクロカプセル内の酒
酵母に対し、発酵処理対象液の透過性並びに接触
性が良好で、活性の高いしかも化学的並びに物理
的に安定な固定化酒酵母、並びにその製造方法を
提供することである。 〔上記問題点を解決するための手段〕 上記問題点は、アルカリ土類金属炭酸塩、アル
カリ金属リン酸塩、アルカリ土類金属硫酸塩、金
属水酸化物、及び金属炭酸塩の少なくとも１種を
壁物質とし、その内部に発酵性の酒酵母を包含せ
しめることによつて達成される。 〔発明の構成〕 本発明は基本的には上記無機質の壁材料からな
るマイクロカプセルの内部に発酵性の酒酵母が内
包された構造を有し、更に、該酵母が高分子物質
或いは油状物質で予め固定化された構成の場合も
包含される。 本発明に於いて、マイクロカプセルの外壁を構
成する無機材料（これを壁物質という）として
は、以下の如きものが挙げられ、その１種又は２
種以上を使用する。 アルカリ土類金属炭酸塩…炭酸カルシウム、炭酸
バリウム、炭酸マグネシウム等。 アルカリ土類金属リン酸塩…リン酸カルシウム、
リン酸バリウム、リン酸マグネシウム等。 アルカリ土類金属硫酸塩…硫酸カルシウム、硫酸
バリウム、硫酸マグネシウム等。 金属水酸化物…水酸化鉄、水酸化ニツケル、水酸
化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化ク
ロム等。 アルカリ土類金属以外の炭酸塩…炭酸亜鉛、炭酸
アルミニウム、炭酸コバルト、塩基性炭酸銅、
炭酸ニツケル等。 本発明に於いて、マイクロカプセルの中空部に
内包される酵母としては清酒の製造に使用されて
来た従来公知の各種の酵母が広い範囲で使用され
る。 特に本発明に於いては高分子物質乃至油状物質
（以下単に高分子物質という）で固定化された酒
酵母（以下単に酵母という）を使用することが好
ましい。 本発明に於いては、酵母は酒類製造に使用され
るために酵母はアルコール発酵を行う作用を有し
なければならず、このためアルコール発酵を充分
に行い得る程度に活性を有する状態で所謂生きた
状態でカプセル内に内包されていることが必要で
ある。一方本発明のマイクロカプセル化された酵
母を製造するに際しては後記で説明する通りマイ
クロカプセルを予め製造してからこの中に酵母を
導入するのではなく、酵母の周囲にマイクロカプ
セルの外壁を形成して酵母を内包せしめる手段を
採用するため、酵母は外壁形成工程に於いて、若
干化学的な影響を受けてその活性を減じる場合が
ある。このような状態に於いては酵母を予め高分
子物質で固定化して保護することにより上記外壁
形成工程に於ける望ましくない化学的影響を未然
に防止することが出来、極めて望ましい手段とな
る。 而して高分子物質で固定化された酵母自体は従
来から知られたものであり、本発明に於いてはこ
れ等従来から知られた固定化酵母がいずれも有効
に使用され、特に好ましいものとして各種多糖
類、寒天、アルギン酸塩、γ−カラギーナン、ゼ
ラチン、コラーゲン、ポリアクリルアミド、各種
光硬化性樹脂、ポリエチレングリコールの（メ
タ）アクリレート等で固定化された酵母を例示出
来る。また油状物質としては各種の油が使用さ
れ、好ましいものとして、サラダ油、てんぷら油
等で固定化または被覆された酵母を例示出来る。 本発明のマイクロカプセル化酵母の製造方法と
しては酵母が活性を有している状態でマイクロカ
プセル化されるかぎり、特にその製法は限定され
るものではないが、たとえば下記の如き方法によ
り製造される。 アルカリ金属の炭酸塩、リン酸塩及び硫酸塩並
びにアルカリ土類金属のハロゲン化物から選ばれ
た無機化合物の少なくとも１種を含む濃度
0.3mol／〜飽和の水溶液に、酵母を添加して
分散させる。次いで水に対する溶解度が好ましく
は５％以下の有機溶媒を混合してＷ／Ｏ型乳濁液
とした後、アルカリ土類金属のハロゲン化物、無
機酸、有機酸、無機酸のアンモニウム塩、有機酸
のアンモニウム塩及びアルカリ金属の炭酸塩の少
なくとも１種であつて且つ上記無機化合物との水
溶液反応によつて水不溶性の沈澱（即ち壁物質）
を形成し得る化合物の水溶液（濃度0.05mol／
〜飽和濃度、好ましくは0.1〜2mol／）を、上
記Ｗ／Ｏ型乳濁液と前者100重量部に対し後者等
量の割合で混合する。かくして、酵母を内包する
球状の多孔質無機質壁マイクロカプセルが得られ
る。水に対する溶解度が５％以下の有機溶媒とし
ては、ヘキサン、デカン、ヘキサデカン、イソヘ
キサン、イソヘプタン等の脂肪族飽和炭化水素；
ヘキセン、オクテン、ジメチルブタジエン、ヘプ
チン等の脂肪族不飽和炭化水素；ベンゼン、トル
エン、ドデシルベンゼン、ジメン、スチレン等の
芳香族炭化水素；シクロヘキサン、シクロヘキセ
ン、シクロノナン等の脂環式炭化水素等が例示さ
れ、これ等は単独で又は２種以上併用して使用さ
れる。また、これ等有機溶媒には、通常約10重量
％までのアルコール類等が混在していても何等差
支えない。有機溶媒の使用量は、得られる乳濁液
がＷ／Ｏ型となる限り特に限定されないが、通常
乳濁液の50重量％以上、好ましくは70〜80重量％
とするのが良い。乳濁方法は、撹拌方法、振盪法
等の常法によれば良い。乳化に際しては、公知の
乳化剤を添加することが出来る。乳化剤として
は、好ましくはHLBが3.5〜6.0の範囲にある非イ
オン性界面活性剤が使用出来、ポリオキシエチレ
ンソルビタンモノオレート、ポリオキシエチレン
ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノステ
アレート、ソルビタントリオレート等が代表的な
ものとして例示される。これ等乳化剤は、有機溶
媒に対し通常５重量％以下、好ましくは0.01〜３
重量％程度使用するのが良い。この様な製造方法
は、特公昭54−6251号公報に開示された手順に準
じて、実施することが出来る。 本発明に於いては、上記製造方法で、特に好ま
しくは固定化された酵母を使用することにより、
所期のマイクロカプセル化酵母を得ることが出来
るが、更に好ましくは上記製造方法に於いてマイ
クロカプセル外壁形成工程に於ける望ましくない
化学的影響を出来るだけ減じるために、外壁を速
やかに形成するような化合物を選択的に組合せて
使用することである。このような目的に合致する
ものとしては、炭酸カリウムの如き炭酸塩と塩化
カルシウムとの組合せによる炭酸カルシウム、リ
ン酸水素ナトリウムの如きリン酸塩と塩化カルシ
ウムとの組合せによるリン酸カルシウム、硫酸ナ
トリウムの如き硫酸塩と塩化バリウムとの組合せ
による硫酸バリウム等がある。 本発明のマイクロカプセル化酵母に於けるその
粒子径は通常5μｍ以上であり、大きければ大き
い程望ましいが、実際的には５〜2000μｍ程度で
ある。 本発明のマイクロカプセル化酵母は酒類の製造
に使用出来、たとえば清酒は勿論のことその他の
アルコール飲料、たとえばビール、ワイン等にも
使用出来る。このマイクロカプセル化酵母を用い
て酒類を製造するに際しては、従来の酵母に代え
てこのマイクロカプセル化酵母を使用すれば良
い。 〔発明の効果〕 本発明の酒酵母は無機質多孔質性中空状の微粒
子の内部に酵母が内包されており、発酵中に於い
ても酵母が外部に殆んど漏出することがない。に
もかかわらず多孔質のためにこの間を通して発酵
対象液の流通がスムースに行われ、充分に発酵対
象液と酵母との接触が確保され、有効に発酵が進
行する。また発酵中に於ける酵母の管理も顕微鏡
観察で容易に出来る。加えて壁物質が化学的、物
理的に安定な無機質成分から成つているために、
極めて安定に発酵を行うことが出来る。また従来
の如きバツチ発酵と異なり、連続的に長期間の製
造に利用出来るので設備の利用効率も良く、すで
に報告されている固定化菌体による連続発酵に比
し優るとも劣ることはない。 〔実施例〕 以下に実施例を示して本発明を具体的に説明す
る。 実施例 １ 麹汁（ボーメ５、PH５）に協会701酵母を一白
金耳植菌し30℃で48時間静置培養した。培養後の
酵母数は２×10⁸cell／mlとなつた。この培養液
を7000r.p.m.10分間遠心分離し１×10¹⁰cell／ｇ
の酵母を得る。上記酒酵母５ｇをサラダ油10mlに
加え、これにソルビタンモノラウレート（Span
−20）0.3ｇの存在のもとで激しく分散させた。 炭酸カリウム4.0M／、83mlに、上記酒酵母
15ｇを加え１分間撹拌して分散させソルビタンモ
ノラウレート（Span−20）30ｇ／の濃度のシ
クロヘキサン溶液167ml中に入れて乳化機により
7000r.p.m.にて１分間乳化させた。 これを予め作つておいた塩化カルシウム
0.4M／、2000ml中に入れ、ゆるやかに20分間
攪拌する。 これを遠心沈降機を用いて固液分離を行う。 酵母カプセル化炭酸カルシウム、溶剤反応副生
成物（塩化カリウム）及び未反応塩化カルシウム
の水溶液層に分離する。 このようにして得られた酵母内包炭酸カルシウ
ムは５％スラリーでPHがアルカリ性側にあり、こ
れを中和するために純水の中に生成した酵母内包
炭酸カルシウムを入れ0.1M／のリンゴ酸にて
PH６〜７に調整する。 これを再び遠心濾過機により酵母内包炭酸カル
シウムを回収する。 このようにして得られた酵母内包炭酸カルシウ
ムは、その酵母数は10^8〜9／mlの菌体が包括され
その大きさは500〜1000μｍであつた。 実施例 ２ アルギン酸ナトリウムを水に加熱分解させ、
3.3％アルギン酸ナトリウム水溶液を調製し、30
〜40℃に冷却する。その10容量部に協会７号酵母
の麹汁培養液１容量部を加え、よく混合する。別
途、２％塩化カルシウム水溶液を調製し、その
100容量部に、先端の直径約0.2mmのノズルから５
〜10cmの高さで前記の混合液を自然滴下し、直径
約１〜２mmの球状ゲル10容量部を得る。 得られたゲルを２％塩化カルシウム水溶液中に
数時間放置して、十分に固定化し、水洗して固定
化酵母ゲルを得る。このゲルは１×10⁷細胞／ml
ゲルの酵母を含包しており、比重は1.02である。 この固定化酵母をリン酸水素ナトリウム
1.0M／、83ml中に加え、激しく分散させる。
かくして得た分散液を30ｇ／の濃度のシクロヘ
キサン溶液167ml中に加えｗ／ｏ型エマルジヨン
とし、予め作つておいた塩化カルシウム1.0M／
500ml中に入れゆるやかに20分間攪拌する。 以後実施例１と同様に処理してマイクロカプセ
ル酵母を得た。その粒径は1000〜2000μであつ
た。 実施例 ３ アルギン酸ナトリウムを水に加熱分解させ、
3.3％アルギン酸ナトリウム水溶液を調製し、30
〜40℃に冷却する。その10容量部に協会７号酵母
の麹汁培養液１容量部を加え、よく混合する。別
途、２％塩化カルシウム水溶液を調製し、その
100容量部に、先端の直径約0.2mmのノズルから５
〜10cmの高さで前記の混合液を自然滴下し、直径
約１〜２mmの球状ゲル10容量部を得る。 得られたゲルを２％塩化カルシウム水溶液中に
数時間放置して、十分に固定化し、水洗して固定
化酵母ゲルを得る。このゲルは１×10⁷細胞／ml
ゲルの酵母を含包しており、比重は1.02である。 この固定化酵母を硫酸ナトリウム2.0M／、
83ml中に加え、激しく分散させる。かくして得た
分散液を30ｇ／の濃度のシクロヘキサン溶液
167ml中に加えｗ／ｏ型エマルジヨンとし、予め
作つておいた塩化バリウム0.5M／500ml中に入
れゆるやかに20分間攪拌する。 以後実施例１と同様に処理して硫酸バリウムを
壁とするマイクロカプセル酵母を得た。その粒径
は1000〜2000μであつた。 実施例 ４ アルギン酸ナトリウムを水に加熱溶解させ、
3.3％アルギン酸ナトリウム水溶液を調製し、30
〜40℃に冷却する。その10容量部に協会７号酵母
の麹汁培養液１容量部を加え、よく混合する。別
途、２％塩化カルシウム水溶液を調製し、その
100容量部に、先端の直径約0.2mmのノズルから５
〜10cmの高さで前記の混合液を自然滴下し、直径
約１〜２mmの球状ゲル10容量部を得る。 得られたゲルを２％塩化カルシウム水溶液中に
数時間放置して、十分に固定化し、水洗して固定
化酵母ゲルを得る。このゲルは１×10⁷細胞／ml
ゲルの酵母を含包しており、比重は1.02である。 この固定化酵母を硫酸第１鉄1.5M／、83ml
中に加え、激しく分散させる。かくして得た分散
液を30ｇ／の濃度のシクロヘキサン溶液167ml
中に加えｗ／ｏ型エマルジヨンとし、予め作つて
おいた重炭酸ナトリウム1.0M／500ml中に入れ
ゆるやかに20分間攪拌する。 以後実施例１と同様に処理して水酸化鉄を壁と
するマイクロカプセル酵母を得た。その粒径は
1000〜2000μであつた。 実施例 ５ アルギン酸ナトリウムを水に加熱溶解させ、
3.3％アルギン酸ナトリウム水溶液を調製し、30
〜40℃に冷却する。その10容量部に協会７号酵母
の麹汁培養液１容量部を加え、よく混合する。別
途、２％塩化カルシウム水溶液を調製し、その
100容量部に、先端の直径約0.2mmのノズルから５
〜10cmの高さで前記の混合液を自然滴下し、直径
約１〜２mmの球状ゲル10容量部を得る。 得られたゲルを２％塩化カルシウム水溶液中に
数時間放置して、十分に固定化し、水洗して固定
化酵母ゲルを得る。このゲルは１×10⁷細胞／ml
ゲルの酵母を含包しており、比重は1.02である。 この固定化酵母を硫酸コバルト2.0M／、83
ml中に加え、激しく分散させる。かくして得た分
散液を30ｇ／の濃度のシクロヘキサン溶液167
ml中に加えｗ／ｏ型エマルジヨンとし、予め作つ
ておいた重炭酸ナトリウム1.0M／500ml中に入
れゆるやかに20分間攪拌する。 以後実施例１と同様に処理して炭酸コバルトを
壁とするマイクロカプセル酵母を得た。その粒径
は1000〜2000μであつた。 上記実施例１で得られたマイクロカプセル化し
た固定化酵母を用いて低アルコール清酒の製造例
を参考例として下記に示す。 参考例 米麹180分（精米歩合75％）、蒸米2000部（精米
歩合75％）と糖化酵素剤0.8部（グルク100天野製
薬社製）、水4600部を55℃に仕込み15時間保温糖
化する。通常の圧搾濾過を行い糖化液4420部を得
る。その糖化液の組成はボーメ度14.5度、直糖分
18.5％、PH＝４（PHは予め醸造用75％乳酸で調整
をする）調整後の酸度1.80mlとなるが、調整の都
度、蒸米、麹の出来具合で多少変動が見られる。
おおよそこのような組成の米、米麹の糖化液を使
用して、実施例１の固定化酵母菌体のマイクロカ
プセルを充填したカラムに通液して連続醗酵をさ
せる。即ち協会701号酵母を実施例１により固定
化を行い、そのマイクロカプセルを100部（容量
部）カラムに充填し、カラム上下部にカプセルを
逃げ出さないようなフイルターを取りつけ、定量
ポンプでアツプロー式にSV＝0.24（通液速度、糖
液を24部（容量／時間））、醗酵温度20℃（恒温）
で通液させる。通液の時間経過と共に醗酵ガスの
発生が見られるが、およそ24時間でアルコール約
6.8％の清酒が得られるが下記第１表の如く約１
週間でアルコール10％前後で安定し、以後順調な
醗酵を行い安定した清酒（低アルコール清酒）が
得られる。

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アルカリ土類金属炭酸塩、アルカリ土類金属
   リン酸塩、アルカリ土類金属硫酸塩、金属水酸化
   物、及び金属炭酸塩の少なくとも１種を壁物質と
   し、その内部に予め高分子化合物乃至油状物質で
   固定化された発酵性の酒酵母を包含してなること
   を特徴とする球形多孔質中空無機質壁による固定
   化酒酵母。 ２ (i)アルカリ金属の炭酸塩、リン酸塩、並びに
   硫酸塩、及びアルカリ土類金属のハロゲン化物か
   ら選ばれた無機化合物の少なくとも１種を含む水
   溶液に、(ii)予め高分子化合物乃至油状物質で固定
   化された発酵性の酒酵母を添加して分散せしめ、
   次いで(iii)有機溶剤を添加混合してｗ／ｏ型乳化液
   とした後、(iv)アルカリ土類金属のハロゲン化物、
   無機酸、有機酸、無機酸のアンモニウム塩、有機
   酸のアンモニウム塩及びアルカリ金属の炭酸塩の
   少なくとも１種であつて且つ上記無機化合物との
   水溶液反応によつて水不溶性の沈澱を形成しうる
   化合物の水溶液を添加混合することを特徴とする
   球形多孔質中空無機質壁による固定化酒酵母の製
   造方法。