JPH0994093A

JPH0994093A - Ｌ−乳酸の製造法

Info

Publication number: JPH0994093A
Application number: JP7252676A
Authority: JP
Inventors: Keiko Goto; 敬子後藤; Hiroshi Aoyama; 浩青山; Yoshihiko Honda; 芳彦本多
Original assignee: Snow Brand Milk Products Co Ltd
Current assignee: Snow Brand Milk Products Co Ltd
Priority date: 1995-09-29
Filing date: 1995-09-29
Publication date: 1997-04-08
Anticipated expiration: 2015-09-29
Also published as: JP3352858B2

Abstract

(57)【要約】【課題】乳酸菌を利用した新規なＬ−乳酸の製造法を
提供する。【解決手段】Ｌ−乳酸生産培地中の窒素源として馬鈴
薯蛋白質を使用する。馬鈴薯蛋白質は、馬鈴薯搾汁液や
馬鈴薯搾汁液乾燥粉末の形態で使用することができる。
また、馬鈴薯搾汁液や馬鈴薯搾汁液乾燥粉末は、加熱す
ることにより沈澱する熱変性馬鈴薯蛋白質を除去したも
のが好ましい。さらに、熱変性馬鈴薯蛋白質をプロテア
ーゼ処理した可溶化馬鈴薯蛋白質を使用することもでき
る。【効果】従来、廃棄されていた馬鈴薯搾汁液中に含ま
れる馬鈴薯蛋白質を有効に利用してＬ−乳酸を製造する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、乳酸菌を利用して
Ｌ−乳酸を製造する方法に関する。詳しくは、Ｌ−乳酸
生産培地中の窒素源として馬鈴薯蛋白質を使用してＬ−
乳酸を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球環境に関する問題を解決する
ことが大きな課題となっており、例えば、耐久性を有す
る石油プラスチックに代わって微生物や光により分解さ
れるプラスチックが注目されている。特に、Ｌ−乳酸で
製造したプラスチックは生分解性を有することから注目
されているが、原料となるＬ−乳酸を如何に安価に製造
できるかが、このプラスチックを実用化する上での鍵と
なっている。

【０００３】従来、乳酸菌を利用し、乳糖を糖質源とし
てＬ−乳酸を製造するに際しては、Ｌ−乳酸生産培地と
して、トウモロコシ、スイートソルガム、乳ホエー等が
使用されている。そして、これらの物質には蛋白質が含
まれており、乳酸菌により窒素源として資化される。し
かし、これらの蛋白質の量は、一般的に乳酸菌により資
化される蛋白質の量に比べて多く、生産培地からＬ−乳
酸を分離、精製する際に、殆どの蛋白質が乳酸菌と共に
廃棄されてしまうという問題がある。特に、チーズ製造
時に上清液として回収される乳ホエーは利用価値が高
く、乳酸菌を利用してＬ−乳酸を製造する際の窒素源と
しても適しているが、この乳ホエー中の蛋白質の大部分
は乳酸菌に資化されることなく廃棄されている。

【０００４】一方、馬鈴薯から澱粉を製造するに際し初
期の段階で生成する馬鈴薯搾汁液から回収した蛋白質を
原料として醤油を製造する方法 (特開昭 52-136997号公
報)や馬鈴薯蛋白質の酵素加水分解物を用いた栄養組成
物 (特開平1- 20060号公報)等が提案されているが、大
部分の馬鈴薯蛋白質は利用されずに廃棄されている現状
にある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】乳酸菌を利用し、乳糖
を糖質源としてＬ−乳酸を製造する際に生産培地として
通常使用されている乳ホエー中には、乳酸菌の窒素源と
なるホエー蛋白質が含まれている。このホエー蛋白質
は、ゲル化能等の各種の機能性を有することから、ホエ
ー蛋白質濃縮物（ＷＰＣ）やホエー蛋白質分離物（ＷＰ
Ｉ）等として種々の分野で利用されており、この有用な
ホエー蛋白質に代わる乳酸菌の窒素源を見出すことは意
義あることと考えられる。

【０００６】そこで、本発明者らは、乳ホエー等に代わ
る物質を見出すべく、鋭意研究を進めたところ、馬鈴薯
蛋白質が乳酸菌の窒素源となることを見出し、本発明を
完成するに至った。したがって、本発明は、乳酸菌を利
用し、乳糖を糖質源としてＬ−乳酸を製造するに際し、
Ｌ−乳酸生産培地中の窒素源として馬鈴薯蛋白質を使用
するＬ−乳酸の製造法を提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明では、乳酸菌を利
用し乳糖を糖質源としてＬ−乳酸を製造するに際し、Ｌ
−乳酸生産培地中の窒素源として馬鈴薯蛋白質を使用す
る。従来より、澱粉の製造は、馬鈴薯を磨砕し、粕を遠
心篩で分離することにより粗澱粉乳を得、さらにこの粗
澱粉乳を遠心分離して澱粉と廃水に分離した後、脱水、
乾燥、製粉の工程を経て製造されているが、粗澱粉乳を
遠心分離する工程で廃水として副生するのが馬鈴薯搾汁
液である。この馬鈴薯搾汁液の大部分は廃棄されてい
る。なお、馬鈴薯搾汁液の組成は水分95％、蛋白質２
％、糖質１％、灰分１％、その他１％であり、固形分中
の蛋白質は40％と高い割合を占めている。

【０００８】本発明では、馬鈴薯蛋白質を使用するが、
上述の馬鈴薯から澱粉を製造する際に副生する馬鈴薯搾
汁液やこの馬鈴薯搾汁液を凍結乾燥法等の乾燥法により
乾燥した馬鈴薯搾汁液乾燥粉末に馬鈴薯蛋白質が含まれ
ているので、これらを乳酸発酵に必要な窒素量を満たす
ようＬ−乳酸生産培地に添加すれば良い。そして、この
Ｌ−乳酸生産培地を滅菌(121℃、15分間) した後、乳酸
菌を接種し、乳酸発酵を行ってＬ−乳酸を得る。

【０００９】なお、Ｌ−乳酸生産培地については、乳糖
を１〜30％含有しており、かつ乳酸菌の生育に適した栄
養素を含有しているものであれば特に限定されないが、
乳ホエーを分画分子量50,000程度の限外濾過(UF)膜で処
理して得られたパーミエイトの乳糖濃度が４〜15％とな
るよう調整し、蛋白質濃度が 0.4％程度となるよう馬鈴
薯蛋白質を添加したものを使用すると良い。また、蛋白
質濃度が 0.4％以上となるよう馬鈴薯蛋白質を添加して
も、Ｌ−乳酸の生産性は向上しない。

【００１０】また、乳酸発酵の条件については特に制限
はなく、例えば、上記のＬ−乳酸生産培地に、ストレプ
トコッカス(Streptococcus) 属、ペディオコッカス(Ped
iococcus) 属、ラクトバチルス(Lactobacillus) 属等の
乳酸菌を１％程度接種し、ジャーファーメンター等の培
養器を使用して72時間程度培養すれば良い。

【００１１】そして、培養終了後、乳酸菌の菌体を除去
した培養液を濾過して濾過液を回収し、濃縮してＬ−乳
酸を回収すれば良い。このようにして得られたＬ−乳酸
は、生分解性プラスチック等の原料として有用である。

【００１２】ところで、馬鈴薯搾汁液や馬鈴薯搾汁液乾
燥粉末を添加したＬ−乳酸生産培地を滅菌すると、馬鈴
薯搾汁液中に含まれている馬鈴薯蛋白質の一部が熱変性
し、馬鈴薯蛋白質の１／２程度が不溶化するという問題
が生じる。この不溶化馬鈴薯蛋白質は、乳酸菌に資化さ
れずに廃棄されることになる。したがって、馬鈴薯搾汁
液や馬鈴薯搾汁液乾燥粉末をＬ−乳酸生産培地に添加す
るに際しては、この点を考慮しておく必要がある。な
お、馬鈴薯搾汁液を予め加熱処理し、不溶化馬鈴薯蛋白
質を除去した馬鈴薯搾汁液や馬鈴薯搾汁液乾燥粉末を使
用することもできるし、また、不溶化馬鈴薯蛋白質をプ
ロテアーゼ処理した可溶化馬鈴薯蛋白質を使用すること
もできる。

【００１３】不溶化馬鈴薯蛋白質を除去した馬鈴薯搾汁
液や馬鈴薯搾汁液乾燥粉末は、例えば、馬鈴薯搾汁液を
60〜 130℃で５〜60分間程度加熱処理して生じた沈澱を
遠心分離 (3,000rpm、15分間) して除去し、凍結乾燥す
ることにより得ることができる。

【００１４】また、可溶化馬鈴薯蛋白質は、例えば、馬
鈴薯搾汁液を60〜130 ℃で５〜60分間程度加熱処理して
生じた沈澱を遠心分離 (3,000rpm、15分間) して回収
し、プロテアーゼ処理した後、凍結乾燥することにより
得ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明では、乳酸菌を利用し、乳
糖を糖質源としてＬ−乳酸を製造する際に、Ｌ−乳酸生
産培地中の窒素源として馬鈴薯蛋白質を使用する。Ｌ−
乳酸生産培地に窒素源として添加する馬鈴薯蛋白質は、
馬鈴薯搾汁液や馬鈴薯搾汁液乾燥粉末という形態や可溶
化馬鈴薯蛋白質として使用すれば良く、Ｌ−乳酸生産培
地中の蛋白質濃度が 0.4％程度となるよう添加すれば良
い。また、Ｌ−乳酸生産培地中には、乳糖が１〜30％、
好ましくは４〜15％含まれていれば良い。そして、実用
的には、乳ホエーを限外濾過膜で処理して得られる乳ホ
エーパーミエートを使用すると良い。

【００１６】このようにして調製したＬ−乳酸生産培地
を使用し、ストレプトコッカス(Streptococcus) 属、ペ
ディオコッカス(Pediococcus) 属、ラクトバチルス(Lac
tobacillus) 属等の乳酸菌を１％程度接種し、ジャーフ
ァーメンター等の培養器を使用して72時間程度培養すれ
ば良い。

【００１７】以下に参考例及び実施例を示し、本発明を
詳しく説明する。

【参考例１】約２cm角に切断した馬鈴薯約10kgをミキサ
ーで粉砕した後、2000メッシュの袋に入れて搾汁し回収
した液を遠心分離(3000rpm、15分間) し、残存する澱粉
を除去することにより馬鈴薯搾汁液約５kgを調製した。

【００１８】

【参考例２】参考例１のようにして得られた馬鈴薯搾汁
液３kgを凍結乾燥して馬鈴薯搾汁液乾燥粉末約200gを得
た。なお、この馬鈴薯搾汁液乾燥粉末は、水分12.9％、
蛋白質27.6％、灰分17.4％であった。

【００１９】

【参考例３】参考例１のようにして得られた馬鈴薯搾汁
液２kgを 100℃で15分間加熱処理して生じた沈澱を濾過
することにより除去した後、濾過液を回収し、この濾過
液を凍結乾燥して不溶化馬鈴薯蛋白質を除去した馬鈴薯
搾汁液乾燥粉末約100gを得た。なお、この不溶化馬鈴薯
蛋白質を除去した馬鈴薯搾汁液乾燥粉末は、水分15.1
％、蛋白質18.2％、灰分19.8％であった。

【００２０】

【参考例４】参考例１のようにして得られた馬鈴薯搾汁
液２kgを 100℃で15分間加熱処理して生じた沈澱を回収
し、この沈澱を凍結乾燥して不溶化馬鈴薯蛋白質の乾燥
粉末約 30gを得た。なお、この不溶化馬鈴薯蛋白質の乾
燥粉末は、水分 8.1％、蛋白質52.4％、灰分10.9％であ
った。

【００２１】

【実施例１】参考例２〜４で得られた各試料を窒素源と
して乳酸発酵を行った。すなわち、２リットル容のジャ
ーファメンターを使用し、乳糖を 8.3％含有する乳ホエ
ーパーミエート 1.4リットルに最終の蛋白質濃度が 0.4
％となるよう各試料を添加して溶解した培地を 121℃、
15分間の条件で滅菌してＬ−乳酸の生産培地とした。そ
して、この生産培地に乳酸菌としてラクトバチルス・ラ
ムノーサス(Lactobacillus rhamnosus) SBT2257 (FERM
P-11922) を１％接種し、40℃、pH 5.5の条件で乳酸発
酵を行った。その結果を図１に示す。

【００２２】Ｌ−乳酸の生産性は、窒素源として不溶化
馬鈴薯蛋白質を除去した馬鈴薯搾汁液乾燥粉末を使用し
た場合が最も高く、次いで、馬鈴薯搾汁液乾燥粉末を使
用したものであった。一方、不溶化馬鈴薯蛋白質乾燥粉
末を使用した場合の生産性は良くなかった。また、乳酸
発酵終了後、Ｌ−乳酸生産培地を遠心分離(3000rpm、15
分間) したところ、沈澱中の蛋白質量は、不溶化馬鈴薯
蛋白質を除去した馬鈴薯搾汁液乾燥粉末を使用した場
合、遠心分離処理液100g当たり0gであったのに対し、馬
鈴薯搾汁液乾燥粉末を使用した場合、0.2gであった。し
たがって、不溶化馬鈴薯蛋白質を除去した馬鈴薯搾汁液
乾燥粉末を窒素源として使用することにより、乳酸発酵
終了後の廃液処理の負荷を軽減できることが判った。

【００２３】

【参考例５】参考例４のようにして得られた不溶化馬鈴
薯蛋白質乾燥粉末4.3gを水 100mlで溶解した後、蛋白質
1g当たりプロテアーゼ 1000Uとなるようエンドプロテア
ーゼ(プロテアーゼＰ;10000U/g 、天野製薬製）226mg
を添加し、45℃、pH 7.5で24時間反応させた。次に 100
℃で15分間加熱して酵素を失活させた後、蛋白質1g当た
りプロテアーゼ 1000Uとなるようエキソプロテアーゼ
(プロテアーゼＭ;5500U/g、天野製薬製）411mg を添加
し、50℃、pH 3.0で24時間反応させた。そして、100℃
で15分間加熱して酵素を失活させた後、凍結乾燥して可
溶化した馬鈴薯蛋白質乾燥粉末4.3gを得た。なお、この
酵素分解により総蛋白質量の約94％が可溶化した。

【００２４】

【実施例２】参考例５で得られた可溶化馬鈴薯蛋白質の
乾燥粉末を窒素源とし、実施例１と同様の条件で乳酸発
酵を行った。その結果を図２に示す。なお、比較対照の
為、窒素源として不溶化馬鈴薯蛋白質を除去した馬鈴薯
搾汁液乾燥粉末を使用したものも図２に示した。

【００２５】窒素源として不適当であった不溶化馬鈴薯
蛋白質でも、プロテアーゼ処理して可溶化することによ
り、不溶化馬鈴薯蛋白質を除去した馬鈴薯搾汁液乾燥粉
末を使用したものと同等の効果を示すことが判った。

【００２６】

【発明の効果】本発明によると、従来廃棄されていた馬
鈴薯搾汁液中含まれている馬鈴薯蛋白質を有効に利用し
てＬ−乳酸を製造することができる。しかも、乳酸発酵
終了後の処理負荷を大幅に軽減することもできる。そし
て、このことは、Ｌ−乳酸の製造コストを低減すること
になり、生分解性プラスチック等の原料としてのＬ−乳
酸の利用性を高めることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１におけるＬ−乳酸の生産を示す。

【符号の説明】

○：窒素源として馬鈴薯搾汁液乾燥粉末を使用 ●：窒素源として不溶化馬鈴薯蛋白質を除去した馬鈴薯
搾汁液乾燥粉末を使用 □：窒素源として不溶化馬鈴薯蛋白質乾燥粉末を使用

【図２】実施例２におけるＬ−乳酸の生産を示す。

【符号の説明】

○：窒素源として可溶化馬鈴薯蛋白質乾燥粉末を使用 ●：窒素源として不溶化馬鈴薯蛋白質を除去した馬鈴薯
搾汁液乾燥粉末を使用

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】乳酸菌を利用し、乳糖を糖質源としてＬ
−乳酸を製造するに際し、生産培地中の窒素源として馬
鈴薯蛋白質を使用することを特徴とするＬ−乳酸の製造
法。
【請求項２】窒素源として、馬鈴薯蛋白質を含有する
馬鈴薯搾汁液を使用する請求項１記載のＬ−乳酸の製造
法。
【請求項３】窒素源として、馬鈴薯蛋白質を含有する
馬鈴薯搾汁液の乾燥粉末を使用する請求項１記載のＬ−
乳酸の製造法。
【請求項４】窒素源として、加熱処理することにより
沈澱する熱変性馬鈴薯蛋白質を除去した馬鈴薯搾汁液を
使用する請求項２又は３記載のＬ−乳酸の製造法。
【請求項５】窒素源として、馬鈴薯蛋白質を含有する
馬鈴薯搾汁液を加熱処理することにより沈澱する熱変性
馬鈴薯蛋白質をプロテアーゼ処理した可溶化馬鈴薯蛋白
質を使用する請求項１記載のＬ−乳酸の製造法。