WO1995007343A1 - Procede de production de liqueur - Google Patents

Description

明 糸田 養

酒類の製造法 技術分野

本発明 は、 酒類の製造法に関 し、 詳 し く は発酵中 に産 生 さ れ る 炭酸ガス の排出 を容易 に し、 かつ酵母に よ る 原 料中 のア ミ ノ 酸の取 り 込みを促進 さ せ、 香味の安定 した 酒類を速やか に製造す る 方法に関す る 。 背景技術

ビー ル， ワ イ ン 等の酒類の製造工程では、 一般に醸造 原料液中 の炭素源， 窒素源が酵母 に よ り 消費 さ れてェチ ルア ル コ ー ルが生成 さ れ る 。

酵母を固定化す る 技術、 例え ば酵母を含水ゲル 中 に包 埋 さ せて固定化す る 技術が開発 さ れてか ら、 麦汁の連続 醸造に よ る ビー ルの製造法が提案 さ れて い る （ J. Inst. Brew.， 84, 228 ( 1981 )。

こ れ ら の方法は、 酵母を高濃度で使用 で き る た め、 醸 造期間 の大幅な短縮が可能であ る 。 しか し、 固定化酵母 を充填層型反応器 に充填 して ビー ル等の酒類を製造す る 場合、 発酵中 に産生す る 炭酸ガス の た め に以下に示す問 題が生 じ る 。

①高 レ ベルの溶存炭酸 ガスが酵母の代謝生理に影響を 及ぼす。

②炭酸ガ ス の滞留 に よ り 死空間が形成 さ れ、 固液接触 面積が減少す る 。

③炭酸ガス に よ る 圧力 に よ っ て ゲル粒子が変形 し、 粒 子同士の付着を促 して ガスや液の流路を塞 ぎ、 流れが不 均一 と な る 。

こ の よ う な問題を解決す る た め、 充塡層型反応器内 に 産生 し た炭酸ガス を加圧す る こ と に よ り 液中 に溶解 さ せ る 方法力 試み ら れた （EBC Congress, Proc. , 505 ( 1981 )) が、 こ の方法では酵母の代謝生理への影響が解消 さ れな い 0

と こ ろ で、 発酵に用 い る ノく ィ オ リ ア ク タ ー は、 ①攪拌 槽型反応器， ②充塡層型反応器お よ び③流動層型反応器 の 3 つの形式に大別 さ れ る が、 こ れ ら は そ れぞれ特有の 長所 と 欠点を有 して い る （バイ オ リ ア ク タ ー の合理的設 計 と 最適操作、 151 ( 1986) 技術情報セ ン タ ー ） 。

こ れ ら 反応器の う ち炭酸ガス排出効果の高い も の は攪 拌槽型反応器 と 流動層型反応器であ る 。 な かで も 、 流動 層型反応器 は、 温度や ρ Η の制御が簡単で、 物質の移動 特性が良 く 、 固定化酵母の圧力損失が少な い と い う 特色 があ る た め、 ア ル コ ー ル発醇に用 レ、 ら れて い る 。

流動層型反応器を用 い た ア ル コ ー ル発酵に お いて、 固 定化酵母を流動 さ せ、 かつ炭酸ガス の排出 を よ く す る た め、 反応器の下部 よ り 不活性ガス を導入す る 方法が提案 さ れてい る （C h e m . E n g . S c i . , 1 9 , 2 1 5 ( 1 9 6 4) )が、 ガス の 回収等に コ ス ト がかか る た め、 実用 的でな い。 ま た、 機 械的攪拌に よ る 方法は、 固定化酵母が破壊 さ れ る と い う 致命的な欠点があ る 。 さ ら に、 充塡層型反応器に固定化 酵母を充塡 して発酵を行 っ た場合、 酵母に よ る 原料中 の ア ミ ノ 酸の取 り 込みが低 く 、 得 ら れ る 発酵液の ア ミ ノ 酸 濃度が高 く な り 、 香味上の問題があ る 。

本発明の 目 的 は、 上記の諸問題を解決 して固定化酵母 を用い る 効率的な酒類の製造： ' . を提供す る こ と であ る 。 発明 の開示

本発明 は第 1 に、 液循環用パイ プ と ガス排気 口 を備え た流動層型反応器 に固定化酵母を充塡 し、 該反応器 に醸 造原料液を供給 し、 反応器の上部 よ り 培養液の一部を抜 き 出 し、 反応器の下部 よ り 反応器内部に前記培養液を戻 す こ と に よ り 循環流を形成 しつつ培養す る こ と を特徴 と す る 酒類の製造法であ る 。

さ ら に、 本発明 は第 2 に、 上記の方法に よ る 培養の途 中で、 反応器 に醸造原料液を供給す る と共に、 培養液の 一部を反応器外 に抜 き 出す こ と に よ り 連続的 に酒類を製 造す る 方法に 関す る 。

本発明では、 前記の反応器下部 よ り 不活性ガス を導入 す る 方法の代わ り に、 液を循環 さ せ る こ と に よ っ て固定 化酵母を流動 さ せ る 方法を採用 して い る 。 図面の簡単な説明

図 1 は、 本発明 に使用す る 流動層型反応器の 1 例を示 す説明図であ る 。

図 2 は、 実施例 1 の連続発酵中 の仮性エキ ス の経時変 化を示す グ ラ フ であ る 。

図 中、 （ 1 ) は麦汁 タ ン ク 、 （ 2 ) は ポ ン プ、 （ 3 ) は p H セ ン サ ー 、 （ 4 ) は流動層型反応器、 （ 5 ) は温 度セ ン サ ー 、 （ 6 ) は ガス排気 口 、 （ 7 ) は生成物 タ ン ク を示す。 発明 を実施す る ための最良の形態

本発明で は、 図 1 に示 した流動層型反応器を用 いて酒 類の製造を行 う 。 こ の反応器で は、 発酵液の一部を強制 的 に 循環 さ せ る こ と に よ り 、 産生 し た炭酸ガス の排 出 を 容易 に して い る 。 具体的 に は、 図示 し た よ う に、 反応器 内 の発酵液を上部か ら抜 き 取 り パイ プを介 して下部 に導 入す る こ と に よ っ て、 発酵液を流動 さ せて い る。 そ の た め、 発酵中 に産生 した炭酸ガス は液 に溶解す る こ と な く ガス排気 口 よ り 反応器外 に排出 さ れ る 。 そ の ため、 炭酸 ガス に よ る 酵母の代謝活性への影響を回避す る こ と がで さ る 。

醸造原料液 と して は、 ビー ル酵母， ワ イ ン酵母， 清酒 酵母等の酒類酵母の増殖 に適 した も のであれ ば よ く 、 既 知の も のを任意に使用す る こ と がで き る が、 通常は麦芽 汁， 果汁， 糖液， 穀類糖化液な どが単独で も し く は適宜 混合 して用 い ら れ る 。 そ の他、 必要に応 じて適当 な栄養 分な どを加え る こ と がで き る 。

醸造原料液は、 常法に よ り 殺菌 したの ち 固定化酵母の 充塡 さ れた流動層型反応器 に供給す る が、 そ の供給量は 空間速度 0 . 5 5 〜 0 . 2 h r - '、 好 ま し く は 0 . 1 〜 0 . S h r — ¹ と す る 。 こ こ で、 空間速度は流動層型反応 器 に供給 さ れ る 醸造原料液の単位時間当 た り の液量 と酵 母を担持 した固定化担体量 と を乗算 して求め ら れ る も の であ る 。 な お、 酵母を担持 し た固定化担体の充填量は、 反応器容積を基準 と して 5 〜 5 0 容積 、 好 ま し く は 1 0 〜 3 0 容積％が適当 であ る 。

ま た、 醸造原料液は反応器の上部， 下部な どの適当 な 位置か ら導入す る こ と がで き る 。

次 に、 酒類の製造に用 い る 酵母 と して は、 醸造原料液 を代謝 して ア ル コ ー ルや炭酸ガス等を産生す る 、 いわ ゆ る 酒類酵母が使用 さ れ、 具体的 に はサ ッ カ ロ ミ セ ス ' セ レ ビ シ ェ， サ ッ カ ロ ミ セ ス · ウ ノく ル ム 等を挙 げ る こ と 力 で き る 。 ビー ル酵母， ワ イ ン酵母， 清酒酵母等の酒類酵 母は、 使用 目 的等に応 じて適宜選択すれば よ く 、 例え ば サ ッ カ ロ ミ セ ス · セ レ ビ シェ 0 C — 2 (I AM 4175), サ ッ カ ロ ミ セ ス · セ レ ビ シェ Kyokai wine yeast No .1 , サ ッ カ ロ ミ セ ス · セ レ ビ シェ Kyokai wine yeast No.3, サ ッ カ ロ ミ セ ス · セ レ ビ シェ Kyokai wine yeast No.4な ど力 あ る 。 こ れ ら酵母は一般的 に よ く 知 ら れて お り 、 最初の 1 株は東京大学の Institute of Applied Microbiology に保存 さ れて お り 、 他の 3 株 は財団法人 日 本醸造協会に 保存 さ れて お り 、 容易 に入手す る こ と がで き る 。

こ れ ら酵母は一般に通性嫌気性であ る 。 ま た、 酵母を 担持す る た め に用 い る 担体 と して は、 各種の も のが使用 で き る が、 特に キ ト サ ン ビー ズ， ア ルギ ン酸 ビー ズ， 力 ラ ギー ナ ン ビー ズ等が好適であ り 、 セ ラ ミ ッ ク ゃガ ラ ス な どの ビー ズは磨耗に弱いので、 本発明 の担体 と して は 適当 でな い。 な お、 酵母の固定化について は、 そ れ 自 体 公知 （例え ば福井三郎， 千畑一郎， 鈴木周一編、 酵素化 学 （東京化学同人発行） ， David Williams, Douglas M. unnecke; Bi otec. and Bioeng. , 23, 1813 ( 1981 ) 参照 ） であ り 、 本発明 に お いて も 公知の手法に よ り 実施すれ ば よ い。

次 に、 発酵条件について は基本的 に既知の条件 と変わ ら な い。 発酵温度 と して は、 例え ば ビー ル酸造の場合 は 通常 1 5 °C以下、 好 ま し く は 8 〜 1 0 °Cであ り 、 ワ イ ン 醸造の場合 は通常 2 0 °C前後、 好 ま し く は 1 5 〜 2 0 °C 力 jii当 であ る 。

発酵中 に循環す る 発酵液の循環速度は、 例え ば容量 1 リ ッ ト ル の反応器の場合、 1 分間 に 1 5 0 〜 4 0 0 m 1 、 好 ま し く は 2 0 0 〜 2 5 O m l が適当 であ る 。 こ の よ う な条件下で発酵を行 う と 、 発酵液は完全混合 に近い状態 と な り 、 効率 よ く 発酵を行 う こ と がで き る 。

本発明で用 い る 流動層型反応器は、 前述 した よ う に、 物質の移動特性が良好であ る た め、 醸造原料液 に含 ま れ る ア ミ ノ 酸等は発酵過程に お いて酵母 に取 り 込 ま れ、 資 化 さ れ る 。 そ の ため、 酒類製品中 のア ミ ノ 酸濃度は従来 法に よ る も の と 比較 して低減 して お り 、 香味が良好であ る o

本発明の方法は、 ビー ル の製造の他に ワ イ ン， 清酒な どの他の酒類の製造に も 利用 で き る 。

実施例

次 に、 本発明 を実施例に よ り 詳 し く 説明す る 。

実施例 1

ビ ー ル酵母 〔 サ ッ カ ロ ミ セ ス · セ レ ピ シ ェ IAM4206 (ATCC9080)) を固定化 し た担体 （キ ト サ ン ビー ズ） を容 量 1 L の流動層型反応器に 2 5 0 m l 充塡 し、 原麦汁ェ キ ス 1 1 ^ Plato に調整 し た麦汁を該反応器に 7 5 0 m 1 導入 し、 反応器内発酵液の循環速度を 2 5 O m l Z分 に バァスセアチァプイググ口フメヒリ 8

チスルイスルラ口ロソジヱレリリリ

設定パ二二ォチオギ夕シロシシしンンンリ て 1 1 °C にて回分発酵を行 っ た。

ニニルイラジンンンンン -ミ

反応器一内発酵液の仮性エ キ スが 2 . 5 % P 1 a t 0 (発酵 ギシンンンンン

開始 1 9 時酸間ン後 ) にな つ た と こ ろ で、 反応器下部 よ り 麦 汁を 4 0 m 1 /時間で通液 し、 反応器上部 よ り 同量の発 酵液を抜 き 出 しなが ら、 循環流の下で連続発酵を開始 し た。 そ の結果を図 2 に示す。

図か ら 明 らかな よ う に 、 発酵期間 中 の仮性エキ ス は 2 . 5 % P l a t o と安定 して いた た、 発酵液中の ア ミ ノ 酸濃度の測定値を第 1 表に示 し た

本発明の方法に よ れば、 酵母 に よ り ア ミ ノ 酸力 取 り 込 ま れ、 資化 さ れ る た め、 発酵液中 のァ ミ ノ 酸濃度は比較 例や対照の方法に比べて低い こ と が判 る 。

1 表 発酵液中 の ァ ミ ノ 酸濃度の比較

了 ミ ノ 酸濃度 （m g / 1 ) 了 ノ 施例 比較例 対照 ン 3 1 1 8

1 4 1 1 5 2 6 3 4 2 0

1 6 3 4 1 3 5 0 1 4 2 2 1 8 4 0 1 0 2 6 0

3 2 7 8 3 2 1 9 1 0 9 2 0 2 0

1 1 4 9 1 4

4 3 5 6 4 5 ァ ラ ニ ン 4 1 7 3 4 0

1 2 5 2 3

1 2 1 8 1 5 2 6 5 5 5 2 比較例 1

容量 5 0 0 m 1 の充墳型反応器を使用 し、 ビー ル酵母 〔サ ッ カ ロ ミ セ ス · セ レ ビ シェ IAM4206 (ATCC 9080) 〕 を 固定化 し た キ ト サ ン ビー ズ 1 6 O m l を充填 し、 1 1 °C で発酵を行 っ て、 仮性エキ ス 2 . 5 % Plato の発酵液を 得た。

こ の場合 は、 発酵中 に産生 し た炭酸ガスが反応器内 に 滞 り 、 液の偏流が発生 し た。 ま た、 第 1 表に示 した よ う に、 酵母に よ る ア ミ ノ 酸の取 り 込みが不十分であ る た め に、 発酵液中 の ア ミ ノ 酸濃度は高い。 な お、 固定化 しな いで遊離酵母を用 い る 従来の方法に よ る 発酵を行 っ た場 合の発酵液 （仮性エキ ス 2 . 5 % Plato)中のア ミ ノ 酸濃 度を参考の た め に対照 と して第 1 表に示 した。

実施例 2

ワ イ ン酵母 （ サ ッ カ ロ ミ セ ス ' セ ル ピ シ ェ 〇 C — 2 (1 AM 4175)を固定化 し た担体 （ キ ト サ ン ビー ズ） を容量 1 リ ッ ト ル の流動層型反応器 に 2 5 0 m l 充塡 し、 糖度 2 2 % Plato に調整 した麦汁を該反応器 に 7 5 0 m l 導入 し、 反応器内発酵液の循環速度を 2 5 0 m l /分 に設定 して 2 0 °Cにて回分発酵を行 っ た。

反応器内発酵液の仮性エキ スが 4 . 0 % Plato (発酵 開始 4 0 時間後） にな っ た と こ ろ で、 反応器下部 よ り ブ ド ウ 果汁液を 1 8 m l /時間で通過 し、 反応器上部 よ り 同量の発酵液を抜 き 出 しなが ら、 循環流の下で連続発酵 を開始 し た。

そ の結果、 5 0 0 時間 にわた り 安定に発酵を行い、 ヮ イ ン を醸造す る こ と がで き た。 産業上の利用可能性

本発明 に よ れば、 酒類の製造に当 た り 、 固定化酵母を 充塡 した流動層型反応器を用 い る と 共に、 反応器内 の発 酵液を循環 さ せ る こ と に よ っ て固定化酵母を流動 さ せ る た め、 産生 した炭酸ガス の大部分は液に溶解す る こ と な く 系外 に排出す る こ と がで き る 。

しか も 、 醸造原料液中 のア ミ ノ 酸が効率 よ く 酵母に よ り 資化 さ れ る た め、 酒類製品中のア ミ ノ 酸濃度は従来法 に よ る も の と 比較 して低減 して お り 、 香味が良好であ る

Claims

請 求 の 範 囲

(1 ) 液循環用パイ プ と ガス排気 口 を備え た流動層型反 応器に固定化酵母を充塡 し、 該反応器に醸造原料液を供 給 し、 反応器の上部 よ り 培養液の一部を抜 き 出 し、 反応 器の下部 よ り 反応器内部に前記培養液を戻す こ と に よ り 循環流を形成 しつつ培養す る こ と を特徴 とす る 酒類の製 造法。

(2) 請求項 1 記載の方法に よ る 培養の途中で、 反応器 に醸造原料液を供給す る と共に、 培養液の一部を反応器 外に抜 き 出す こ と に よ り 連続的 に酒類を製造す る 方法。

(3) 反応器が、 p H セ ン サ一 と 温度セ ン サ ー を備えた も のであ る 請求項 1 記載の方法。

(4) 固定化酵母が、 キ ト サ ン， ア ルギ ン酸お よ びカ ラ ギー ナ ン の 中か ら選ばれた担体 に担持 さ れた酒類酵母で あ る 請求項 1 記載の方法。