JPH08503130A - 糖製造における細菌成長抑制のためのポリエーテルイオノフォア抗生物質の使用 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 製造工程中のグラム陽性菌を制御または抑制するために、ポリエーテルイオノフォア抗生物質を用いることを特徴とする、糖質を製造する方法。

Description

【発明の詳細な説明】 糖製造における細菌成長抑制のための ポリエーテルイオノフォア抗生物質の使用 本発明は、糖（ショ糖）製造において細菌の成長を制御するための、ポリエー テルイオノフォア抗生物質の使用に関する。これは、サトウダイコン汁、サトウ キビ汁、加水分解した穀物（例えば、トウモロコシまたは小麦の）または単糖の 製造に使用できる他の澱粉もしくは糖含有材料などの、多種多様な原料に対して 使用できる。 糖製造における主要段階の１つは抽出工程であり、この工程ではサトウダイコ ンまたはサトウキビのような原料を処理して、植物原料から（ここで「糖汁」と 称する水溶液として）糖を抽出する。たとえば、サトウダイコンの場合、一般に 、温水中にさとう大根を浸漬する拡散工程を用いる。これは一般に、約70℃、酸 性条件下（ｐＨ約６）で１〜２時間行う。その間、耐熱性の細菌が糖を栄養源と して増殖し、最終的に回収して市販できる糖質の量を減らす。これは工場生産性 に少なからず影響を与え、工業上の大きな問題である。一般に、サトウキビも、 同様の問題を有する粉砕を含む抽出工程を通る。 問題を引き起こす微生物は、ほとんどが、ラクトバチルス属（Lactobacillus ）に属するグラム陽性菌である。ストレプトコッカス属（Streptococcus）、バ チルス属（Bacillus）、クロストリディウム属（Clostridium）、ロイコノスト ック属（Leuconostoc）、およびペディオコッカス属（Pediococcus）の細菌もま た存在することがある。これまでに、細菌の成長抑制にホルムアルデヒドの使用 が試みられたが、これは重大な安全性への懸念を生じる。 本発明は、モネンシン（monensin）、ナラシン（narasin）、サリノマイシン （salynomycin）、ラサロシッド（lasalocid）、マズラマイシン（maduramycin ）またはセムズラマイシン（semduramycin）のようなポリエーテルイオノフォア 抗生物質を、製糖過程における細菌成長の制御または抑制に使用する、糖質の製 造方法に関する。これらの化合物はグラム陽性菌に対して良好な活性を有し、且 つ長 時間または高温下でも分解し難い。 そのため、次のような理由でこれらの化合物は製糖工業において魅力的となる ： １．これらの抗生物質は典型的な糖製造の操業条件下で長期間にわたり活性を 維持し；そして ２．これらの抗生物質は抽出工程での高温かつ酸性ｐＨで活性を維持する。 モネンシンなどのポリエーテルイオノフォアを、静菌または殺菌のための濃度 、例えば、0.5〜3.0ppm、好ましくは0.5〜1.5ppm、添加することによって抽出浴 中の細菌数が著しく減少する。このような制御により、糖の細菌による消費を大 きく減少させ、工場生産性を大きく改善することができる。意外にも、最終の白 色糖結晶中にポリエーテルの残留物は検出されない。この結果は、そのことによ って本発明が食物グレードの白色糖結晶の製造に好適となるため、特に重要であ る。糖質製造における主要工程 典型的な糖質製造において実施される４つの主な工程を以下に述べる。抽出 この工程の目的は、原料から糖質を抽出することである。ｐＨ約６の糖汁が生 成し、これは細菌の混入に非常に影響されやすい、。この工程では、蛋白質のよ うな水溶性の物質も抽出するが、この水溶性物質は糖質の結晶化を妨害するので 媒質から除去する必要がある。精製 この目的は、糖質とともに抽出した、有機物質を除去することである。この工 程は、石灰と水の混合物を糖汁に添加し、次いで二酸化炭素流を送り、カルシウ ムを炭酸カルシウムとして沈殿させることからなる。濾過後、ショ糖以外の有機 成分をほとんど含まない透明な液が得られる。濃縮 約14％の糖質を含む上記の透明な液を加熱し、糖質含有量が60重量％〜70重量 ％であるシロップへ濃縮する。結晶化 この最後の工程により、白色糖と副生成物の糖蜜を生じる。この工程は、85℃ 、真空下でさらにシロップを濃縮し、ショ糖の飽和点を超えさせる（「過飽和」 と称される状態）ことを含む。次いで、少量の糖質結晶（約0.5g）の添加により 結晶化が始まり、これは急激に液体中に広まり、不純物によって着色したシロッ プの中につかった白色糖結晶の塊になる。この白色糖の結晶を、遠心分離によっ て分離し、洗浄、乾燥する。 遠心機から出てくる結晶化していないシロップに対して、この結晶化工程を二 度繰り返す。二度目および三度目には褐色の糖が得られるが、これは市販されな い。そのかわりに、蒸発工程からのシロップとともに結晶化工程の最初に再注入 され、より価値のある白色糖を得る。白色糖のみが市販される。 三度目の繰り返しの後、結晶化されない暗色の液は糖蜜になる。これは糖質約 50％と、これ以上の結晶化を妨害する異物30％を含む。 糖質の製造方法の詳細な説明 １時間あたり500トンのサトウダイコンを工場処理する製造方法について説明 する。１．抽出 操業条件 温度：70℃；ｐＨ＝６；時間：１〜２時間；方式：連続 抽出工程では、水中に浸漬したコンベヤーを用いる。刻んだサトウダイコンを 一方の端から供給し、他方の端から種々の糖質に富む残渣を再循環のために添加 した温水を供給する。サトウダイコンは水の流れと反対に移動し、そのため水分 含有量が増加するにつれ糖質濃度は低下する。 約14％の糖質（＋水溶性蛋白質と他の不純物）を含む糖汁が、新鮮なサトウダ イコンを供給する側のコンベヤーの末端から流出し、その反対の端から廃サトウ ダイコン（繊維状物）を取り除く。１時間あたり500トンのサトウダイコンの処 理により糖汁約500m³と繊維状物500トンが得られる。２．精製 操業条件： 温度：75℃；ｐＨ＝8.5；時間：１時間；方式：連続 石灰の水性懸濁液（CaO 200g/l）と混合するための槽の中に、抽出工程から の糖汁を通す。二酸化炭素流を槽中に吹き込み、結晶化を妨げる蛋白質などの巨 大分子と共に炭酸カルシウムを沈殿させる。 １時間あたり500m³の糖汁の処理に水性石灰懸濁液約30m3を要し、約500m³の精 製液が得られる。３．濃縮 操業条件： 温度：130℃から85℃まで降温；ｐＨ＝8.5；方式：連続 精製糖汁を煮詰める。１時間あたり500m³の糖汁（糖質14〜16％）の処理によ って、濃縮シロップ（糖質60〜70％）110m³が得られる。４．結晶化 濃縮シロップ110m3を結晶化工程の種々の段階を通過させ、その間に、さらに1 06m³の水を蒸発させる。最終的に、１時間あたり60トンの白色糖と、糖質濃度50 ％の糖蜜20トンが得られる。ポリエーテルイオノフォア抗生物質の主要特性 サトウダイコンから抽出した糖汁を用いて、モネンシン（monensin）、ラサロ シッド（lasalocid）およびサリノマイシン（salinomycin）など数種のポリエー テルイオノフォア抗生物質で実験を行った。これらの実験により、静菌性および 殺 菌性濃度の存在−これらの分子では0.5ppmから3.0ppmという低い濃度である−を 確認した。静菌性濃度では細菌集団の成長は阻止される。殺菌性濃度では細菌集 団が減少する。 ポリエーテルイオノフォア抗生物質が糖質製造において通常出会うほとんどの 細菌に対して有効であることを示す、感受性試験も行った。例えば表１は、3.0p pmのモネンシンで処理後、６時間観察した細菌数の減少を示す。 〔表１〕 種々の微生物の菌数に対するモネンシンの影響 さらに、ポリエーテルイオノフォア抗生物質が、温度約70℃、ｐＨ約６−抽出 浴中と同様の条件一において安定であることを見いだした。従って、これらは通 常の工場操業条件下では活性である。しかしながら、抽出より下流部の高温では それらは一部分解するため、モネンシンの残留のない白色糖結晶の製造が可能で ある。残留物の分析 白色糖結晶にモネンシンの残留がないことを確かめるために、産業界の資金に よる研究機関であるフランス糖質研究所（Institut Francais de Recherche sur le Sucre）の協力の下に試験を実施した。モネンシンの定量測定はすべて、フラ ンスのボルドーにある、よく知られた独立の研究所であるヨーロッパ環境研究所 （Institut Europeen pour l' Environnement）において、公式に認められた定 量測定方法（H.P.L.C.）を用いて行った。精製工程中のモネンシン まず、溶液中のモネンシンの濃度が20g／lとなるように、96％アルコールにモ ネンシン結晶を溶解してモネンシン原液を調製した。この溶液の一部をさらに水 で希釈して、モネンシンの濃度が150mg／lとなるようにした。次に、これを抽出 で得た糖汁に添加するのに用いた。糖汁中の種々のモネンシンの濃度、すなわち 0.5ppm、1.0ppmおよび1.5ppmを用いて３つの異なる試験を行った。 次に、モネンシンを添加した糖汁に対して、典型的な精製工程を実施した。濾 過して精製した試験液500mlを、濾過後直ちに流れから採取する。これらを公式 に認められたH.P.L.C.法を用いて定量した。結果を以下の表にまとめる。この結 果は90％近いモネンシンが精製工程で除去されたことを示す。このことから、モ ネンシンは、陽イオンに対する親和性によりカルシウムイオンと結合し、それと 共に除去されることがとがわかる。 濃縮工程中のモネンシン 精製工程からの精製糖汁を、まず、蒸留水を添加して乾燥物質14.7％となるよ う標準化した。この標準化した汁を、次に、抽出工程で調製した150mg／lの希釈 アルコール溶液を使用してモネンシン1.5ppmで処理した。モネンシンを含有する 汁を、まず、120℃で10分間加熱した。次に、温度を100℃に下げ乾燥物質濃度が 約61％に達するまで加熱した。H.P.L.C.によってシロップの定量測定を行ったと ころ、モネンシン濃度は2.2ppmであった。 これは、糖汁の単なる濃縮から予想した値よりも低かった。実際、濃縮によっ てモネンシン含有量は1.5ppmから6.2ppmへと上昇するはずである。2.2ppmが検出 されたのみなので、その差、即ち4ppm、または実験の開始時に導入した初期量の 64％は加熱によって破壊されたことを意味する。結晶化工程中のモネンシン 抽出工程で調製したモネンシン−アルコール希釈溶液（150 mg／l）を用いて 、1.5ppmのモネンシンを、濃縮工程からのシロップに添加した。白色糖を結晶化 させ、洗浄および乾燥した後、糖質と残存する結晶化していない糖蜜の両方の定 量測定を行った。 結果を示す： ・白色糖中にモネンシンは未検出（検出感度：0.5ppm） ・残存する結晶化していない糖蜜中で1.5ppm この結果は、モネンシンは液体中に存在し、洗浄した白色糖結晶中にはモネン シンが含まれないことを示している。かわりにモネンシンは糖蜜中に存在する。経済的利益 糖質製造プラントの抽出浴中の通常の細菌数は、約10⁵〜10⁶個／mlである。 これ以上となると懸念が生じ、雑菌混入は10⁹／mlにまで達したときにかなり顕 著となる。これらの細菌は糖質を栄養源とし、最終的に回収できる糖の量を減ら す。 以下の工程図は、1.5ppmのモネンシンを抽出液中に導入した場合の状況を図解 するものである。ほとんどのモネンシンは進行に伴い破壊される。残部は最終的 に、糖蜜中で2.6ppmの濃度である。 しかしながら、これらの計算は、糖質製造においてモネンシンを連続的に使用 したと仮定した場合である。実際には、細菌混入の管理として、次の処理までに 細菌数を問題ない範囲に下げるには、抽出で得た糖汁を１週間に１日処理すれば よい。このような条件下では、糖蜜中の平均モネンシン濃度は0.4ppmである。 これは、一般に牛用飼料に添加するのに用いられるモネンシン30ppmと比較し て、動物の餌としての糖蜜の使用を妨げるものではない。１時間あたり500トンのサトウダイコンを加工する製造例

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．製造工程中のグラム陽性菌を制御または抑制するために、ポリエーテルイオ ノフォアを用いることを特徴とする、糖質を製造する方法。 ２．前記ポリエーテルイオノフォアを抽出工程で添加する、請求の範囲第１項に 記載の方法。 ３．前記ポリエーテルイオノフォアの添加量が0.5〜3.0ppmである、請求の範囲 第１項または２項に記載の方法。 ４．前記ポリエーテルイオノフォアの添加量が0.5〜1.5ppmである、請求の範囲 第３項記載の方法。 ５．前記ポリエーテルイオノフォアが、モネンシン、ナラシン、サリノマイシン 、ラサロシッド、マズラマィシンまたはセムズラマイシンである、請求の範囲第 １項〜４項のいずれかの項記載の方法。 ６．前記ポリエーテルイオノフォアがモネンシンである、請求の範囲第１項〜５ 項のいずれかの項記載の方法。 ７．糖質製造中のグラム陽性菌の好ましくない増殖を制御または抑制するための 、ポリエーテルイオノフォアの使用。