JP2010200677A - 焼酎粕機能性エキスおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】これまで海洋投棄されていた焼酎粕の新たな利用法を提供すること。
【解決手段】焼酎粕を水熱処理して得られる懸濁液を、固液分離して得られる焼酎粕機能性エキスおよびこのエキスを含有する抗酸化剤、飲食品、ビフィドバクテリウム属微生物の増殖促進剤。
【選択図】図８

Description

昨今の焼酎ブームにより焼酎の製造数量は飛躍的に伸びてきており、それに伴い廃棄される焼酎粕の量も増えてきている。

日本国内ではロンドン条約９６議定書（１９９６年）への対応から海洋汚染防止法が改正され、平成１９年４月以降、焼酎粕の海洋投棄が原則禁止となり、各焼酎メーカーは陸上処理への転換を随行中である。

焼酎粕の陸上処理としては、メタン発酵や濃縮・乾燥による飼肥料化が行われている。また、陸上処理の別の態様としては、焼酎粕に食物繊維、アミノ酸、糖類、有機酸、ビタミン、ミネラル、ポリフェノール等が含まれていることから、栄養面での有用性が再認識され、焼酎粕の新たな機能性を検討して食用にすることも行われてきている（特許文献１〜２および非特許文献２〜３）。

しかしながら、焼酎粕の産出量が多く、上記の陸上処理だけでは処理量が不十分であることから、更なる利用法を検討する必要があった。

特許第３８０６１０１号公報 特開２００７−２３６２８７号公報

古田ら、生物工学会誌、第８５巻、第４号、ｐ１６１−１６６、２００７年 南日本新聞、平成１８年４月２８日発行

従って本発明は、焼酎粕の新たな利用法の提供をその課題とするものである。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、焼酎粕を水熱処理することにより原料である焼酎粕の機能が増強されたエキスが得られること見出し、本発明を完成した。

すなわち本発明は、焼酎粕を水熱処理して得られる懸濁液を、固液分離して得られる焼酎粕機能性エキスである。

また本発明は、焼酎粕を水熱処理して得られる懸濁液を、固液分離することを特徴とする焼酎粕機能性エキスの製造方法である。

本発明の焼酎粕機能性エキスは、水熱処理前の焼酎粕と比較して、ＤＰＰＨラジカル消去能が高く、また、ポリフェノール量、オリゴ糖量、タンパク質量も多く、更に、ビフィドバクテリウム属の微生物の増殖を促進できるという機能を有するものである。

従って、本発明の焼酎粕機能性エキスは、抗酸化剤として利用でき、これを各種飲食品や化粧品、医薬部外品、医薬品等に含有させることができる。また、本発明の焼酎粕機能性エキスはビフィドバクテリウム属の微生物の増殖促進剤としても利用することができる。

各試験区で得られたサツマイモ焼酎粕機能性エキスの外観を示す図面である。 各試験区で得られたサツマイモ焼酎粕機能性エキス中の全糖量、還元糖量およびタンパク質量を示す図面である。 試験区１〜５で得られたサツマイモ焼酎粕機能性エキスのイオンクロマトグラムである。 試験区１〜５で得られたサツマイモ焼酎粕機能性エキスのイオンクロマトグラムの拡大図（リテンションタイム５４〜７０分）である。 ４５％培地を用いてＢＢ−１２株の増殖試験を行った結果および酸度測定を行った結果を示す図面である。 ９０％培地を用いてＢＢ−１２株の増殖試験を行った結果および酸度測定を行った結果を示す図面である。 各試験区で得られたサツマイモ焼酎粕機能性エキスのポリフェノール含量を示す図面である。 各試験区で得られたサツマイモ焼酎粕機能性エキスのＤＰＰＨラジカル消去活性を示す図面である。

本発明の焼酎粕機能性エキス（以下、「本発明エキス」という）は、焼酎粕を水熱処理して得られる懸濁液を、固液分離して得られるものである。

本発明エキスの出発原料となる焼酎粕は、特に限定されないが、例えば、米、麦、そば等の穀類、サツマイモ、ジャガイモ等の芋類、紫蘇、胡麻等を原料とし、未分解のデンプン、その他の炭水化物やセルロース、ヘミセルロース、リグニン等を含む焼酎粕が好ましく、特にサツマイモを原料とするサツマイモ焼酎粕が好ましい。

なお、本発明において焼酎粕とは、上記原料を用いた焼酎の製造において、焼酎モロミを蒸留して焼酎を得た後に蒸留釜に残るものをいう。具体的に、サツマイモ焼酎粕であれば、米麹または芋麹に水および酵母を加えて酒母をつくり、これに加熱処理したサツマイモおよび水を加えて発酵させてモロミを得、更にモロミからサツマイモ焼酎を蒸留した残査として得られる。

上記焼酎粕の水熱処理は、特に制限されないが、例えば、一般的な水熱処理用の装置を用い、１４０℃以上、好ましくは１４０〜２００℃、特に好ましくは１６０から１８０℃の温度で、当該温度における飽和水蒸気圧以上の圧力のもと、５分間以上、好ましくは５分間〜１時間、特に好ましくは５〜１０分間の条件で反応を行う。この水熱処理により、機能性を有した焼酎粕の懸濁液が得られる。

上記水熱処理で得られる懸濁液の固液分離は、特に制限されないが、例えば、遠心分離機、圧搾機等を用いて行う。この固液分離により、液体部分として本発明エキスが得られる。また、本発明エキスはそのままでもよいが、更に精製、脱色、濃縮等を行ってもよい。

斯くして得られる本発明エキスは、水熱処理前の焼酎粕と比較して、ＤＰＰＨラジカル消去能が高く、また、ポリフェノール量、オリゴ糖量、タンパク質量も多く、更に、ビフィドバクテリウム属の微生物の増殖を促進できるという機能を有する。

具体的に、本発明エキスのＤＰＰＨラジカルの消去能は、文献（「食品機能研究法」、株式会社光琳発行、ｐ.２１８）記載の方法を一部改変したＤＰＰＨラジカル分光測定法で測定した場合に、１５０μｍｍｏｌ／１００ｍｌ以上、好ましくは１７８〜４０４μｍｍｏｌ／１００ｍｌとなる。

ポリフェノール含量は、文献（食品機能研究法、株式会社光琳発行、ｐ.３１８）に記載の方法（フォリン−デニス比色定量法）で測定した場合に、１００ｍｇ／１００ｍｌ以上、好ましくは１１７〜２００ｍｇ／１００ｍｌである。

全糖量は、フェノール硫酸法で測定した場合に、１２.５ｍｇ／ｍｌ以上、好ましくは１３.０〜１７.４ｍｇ／ｍｌである。

還元糖量は、ソモギーネルソン法で測定した場合に、５.５ｍｇ／ｍｌ以下、好ましくは４.２〜４.７ｍｇ／ｍｌである。

タンパク質量は、ローリー法で測定した場合に９ｍｇ／ｍｌ以上、好ましくは９.８〜１３.９ｍｇ／ｍｌである。

ビフィドバクテリウム属の微生物の増殖促進能は、ビフィドバクテリウム・ラクティス（Bifidobacterium lactis）ＢＢ−１２株（Ｃｈｒ．Ｈａｎｓｅｎ社：デンマーク）を用い、これを脱脂粉乳１０％を含む培地に、１０^９ＣＦＵ／ｍｌ程度で植菌した後、３７℃の条件で８時間嫌気培養した後の菌数が、０.６×１０^９ＣＦＵ／ｍｌ以上、好ましくは０.８×１０^９〜２.４×１０^９ＣＦＵ／ｍｌとなるものである。

本発明エキスは、このエキスが有する抗酸化能等の機能を利用して抗酸化剤とすることができる。この場合には、本発明エキスを常法に従って化粧品、医薬部外品、医薬品等に含有させればよい。これら化粧品、医薬部外品、医薬品等における本発明エキスの含有量は、特に限定されないが、例えば、５〜９０％、好ましくは４５〜９０％である。

また、本発明エキスは、常法に従って各種飲食品に含有させることにより、このエキスが有する抗酸化能等の機能を付与した飲食品とすることができる。各種飲食品の例としては、清涼飲料、炭酸飲料、アルコール飲料、果汁飲料等の飲料、サプリメント等の栄養補助食品、せんべい、クッキー、飴等の菓子、ヨーグルト、アイスクリーム、チーズ等の乳製品、パン、麺等の食品が挙げられる。これら飲食品への本発明エキスの含有量は、特に限定されないが、例えば、５〜９０％、好ましくは４５〜９０％である。

更に、本発明エキスは、このエキスが有するビフィドバクテリウム属微生物の増殖促進能等の機能を利用してビフィドバクテリウム属微生物の増殖促進剤とすることができる。本発明エキスで増殖促進が可能なビフィドバクテリウム属微生物としては、特に限定されないが、例えば、ビフィドバクテリウム・ラクティス、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・ブレーベ等が挙げられる。本発明エキスをビフィドバクテリウム属微生物の増殖促進剤として用いる場合には、ビフィドバクテリウム属微生物を培養可能な培地や飲食品に、５〜９０％、好ましくは４５〜９０％添加すればよい。

以下、実施例によって本発明を更に具体的に説明するが、この実施例により本発明は何ら制約されるものではない。

参 考 例 １
サツマイモ焼酎粕の製造：
米麹１２０ｋｇと水１４４Ｌをタンクに仕込み、純粋培養した焼酎酵母１Ｌを加え５日間発酵させた酒母に、蒸したサツマイモ６００ｋｇを砕いたものと水３２４Ｌを加え８日間発酵させてモロミを得た。このモロミを蒸留してサツマイモ焼酎を留去し、サツマイモ焼酎粕を得た。このサツマイモ焼酎粕は、以下の実施例に使用するまで４℃で冷蔵貯蔵した。

実 施 例 １
サツマイモ焼酎粕機能性エキスの製造および分析：
（１）サツマイモ焼酎粕機能性エキスの製造、エキスの液体部分と固形部分の比率測定お
よび外観観察
参考例１で製造したサツマイモ焼酎粕の８０Ｌを、スラリー型連続方式水熱処理装置を用いて表１の条件で水熱処理し、各条件のサンプルを３Ｌ得た。水熱処理後得られた懸濁液は遠心分離機を用いて８,０００ｒｐｍで１０分間遠心分離し、液体部分をサツマイモ焼酎粕機能性エキスとして得た。各試験区で得られた懸濁液を遠心分離した後の液体部分と固形部分の比率を測定した。その結果も表１に示した。また、各試験区で得られたサツマイモ焼酎粕機能性エキスの外観を図１に示した。

サツマイモ焼酎粕機能性エキスの液体部分と固形部分の比率は、試験区１（未処理）の液体部分が７５.９％であったのに対し、試験区２〜８の液体部分が何れも８０％以上であった。このことから、水熱処理により固形部分の液化が行われたことが示唆された。

また、サツマイモ焼酎粕機能性エキスの外観は、水熱処理の処理温度が高くなるにつれてアミノ−カルボニル反応による褐変着色が見られた。

（２）サツマイモ焼酎粕機能性エキスの官能検査
各試験区で得られたサツマイモ焼酎粕機能性エキスの官能検査（風味の自由評価）を、６名のパネラーを用いて行った。その結果を表２に示した。

サツマイモ焼酎粕機能性エキスの官能検査の結果によれば、水熱処理の温度が高くなるにつれて焼酎粕特有の臭気は弱くなり、コゲ臭が強くなった。そして香りの相対的なバランスは試験区３（１６０℃、１０分間）および４（１７０℃、１０分間）が最も良好であった。

（３）サツマイモ焼酎粕機能性エキスの全糖量、還元糖量およびタンパク質量の定量
各試験区で得られたサツマイモ焼酎粕機能性エキスの全糖量、還元糖量およびタンパク質量を定量した。なお、全糖はフェノール硫酸法、還元糖はソモギーネルソン法、タンパク質はローリー法を用いた。それらの結果を図２に示した。

サツマイモ焼酎粕機能性エキスの全糖量は、水熱処理の温度が高くなる毎に増加し、特に試験区５（１８０℃、１０分間）は試験区１（未処理）の約１.５倍となった。また、還元糖量は、全糖量とは逆に、試験区２〜８は試験区１（未処理）よりも減少し、水熱処理の条件による差異は認められなかった。なお、試験区２〜８の処理条件は、ヘミセルロースあるいは難消化性澱粉の加水分解が起こる処理温度帯であるので、芋焼酎粕の固形部分から液体部分へのオリゴ糖の遊離、可溶化がおこなわれたことが示唆された。更に、タンパク質量は、水熱処理温度が高くなる毎に増加し、全糖量と同様の傾向が見られた。また、全糖量、還元糖量およびタンパク質量の傾向は処理時間が短くなっても同様であり、５分間処理（試験区６〜８）の値は処理温度が１０℃低い１０分間処理の値と近似することがわかった。

（４）サツマイモ焼酎粕機能性エキスの糖分析
サツマイモ焼酎粕機能性エキスの全糖量が処理温度により異なったことから、陰イオン交換カラム（ＤＩＯＮＥＸ：ＣａｒｂｏｐａｃＰＡ−１）を備えた糖分析装置（ＤＩＯＮＥＸ：ＤＸ５００）を用いてサツマイモ焼酎粕機能性エキス中の成分を以下の条件で測定した。サツマイモ焼酎粕機能性エキスのイオンクロマトグラムを図３および４に示した。

＜糖分析条件＞
流速：１.０ｍｌ／ｍｉｎ
カラム温度：４０℃
溶離液：水、水酸化ナトリウム水溶液および酢酸ナトリウム水溶液
溶離液のグラジェント：表３の条件

図３のイオンクロマトグラムより、クロマト前半および中盤部は水熱処理による影響がほとんど見られないことが分かる。クロマトグラムを詳細にみると、試験区１（未処理）のサツマイモ焼酎粕機能性エキスに存在したグルコースのピークが、試験区１（１５０℃、１０分間）の条件で水熱処理を行うことにより９８％が消失し、更に、処理温度が高くなるにつれ再び微増することが分かった。この挙動は水熱処理によるグルコース自体の解裂、他成分への重合あるいはサツマイモ焼酎粕が麹菌により生産されたクエン酸と糖アルコールを含むため、水熱処理によりグルコースからポリデキストロース類が生成した等の可能性も考えられる。また、アラビノースおよびガラクトースは水熱処理による変化は見られないが、キシロースは処理温度が高くなるに従い微増していることが分かる。これはサツマイモ焼酎粕中のヘミセルロースが加水分解され、構成糖のキシロースが遊離したものと考えられる。

また、クロマトグラム後半部は、オリゴ糖画分であり、水熱処理による影響が見られる（図３の四角で囲った後半（リテンションタイム５４〜７０分）部分を拡大して図４に示す）。リテンションタイム５８〜６２分にかけてのノコギリ状のピークは、処理温度が高くなるに従い増加していることが分かる。この結果は、上記した糖分析の結果と一致しており、サツマイモ焼酎粕の水熱処理により固形部分にあるオリゴ糖の可溶化が明確となった。

試 験 例 １
ビフィドバクテリウム属微生物の増殖試験：
（１）菌株
ビフィドバクテリウム属微生物にはフランス産ヨーグルトから分離され、酸素耐性を有し、ヒト腸管への付着性も強いビフィドバクテリウム・ラクティス（Bifidobacterium lactis）ＢＢ−１２株（Ｃｈｒ．Ｈａｎｓｅｎ社：デンマーク）を使用した。

（２）培地
脱脂粉乳１０ｇ、実施例１で製造した各試験区のサツマイモ焼酎粕機能性エキスを３０％−水酸化カリウム溶液でｐＨ６.７に調整したもの４５ｇおよび水４５ｇを２００ｍｌ三角フラスコに入れ、アルミホイルで蓋をし、９０℃で１０分間殺菌した。これを３７℃まで冷却したものを培地（以下、この培地を「４５％培地」ということもある）とした。

（３）前培養液
脱脂粉乳１０ｇと、酵母エキス（Ｄｉｆｃｏ製）１ｇと、水８９ｇを３０％−水酸化カリウム溶液でｐＨ６.７に調整したものを２００ｍｌ三角フラスコに入れ、アルミホイルで蓋をし、９０℃で１０分間殺菌した。これを３７℃まで冷却したものに、ＢＢ−１２株をスパーテル１杯分植菌し、３７℃で８時間培養し、前培養液を得た。

（４）ＢＢ−１２株の菌数測定
上記（３）で調製した前培養液の１０ｇを、上記（２）で調製した培地に投入し、３７℃で８時間培養した。その後、培養液１ｍｌを滅菌生理食塩水で順次１０倍段階希釈し、希釈液の１ｍｌをＴＯＳプロピオン酸寒天培地で混釈後、更に、３７℃で７２時間嫌気培養した。この培養後のＢＢ−１２株の菌数を測定した。これらの結果を図５および図６に示した。なお、上記の８時間という培養時間は、対数増殖期を経て安定期に入る直前である。

（５）酸度測定
上記（３）で調製した前培養液１０ｇを、上記（２）で調製した培地に加えた直後のものおよびそれを３７℃で８時間培養したものについて、蒸留水で希釈後、０.１％フェノールフタレイン溶液を指示薬として、０.１Ｎ水酸化ナトリウム溶液で滴定し、その測定値から酸度を乳酸（％）として算出した。また、培養前後の乳酸酸度の差を算出し、それを酸度増加量とした。これらの測定の結果も図５および図６に示した。

また、実施例１で製造した各試験区のサツマイモ焼酎粕機能性エキスを３０％−水酸化カリウム溶液でｐＨ６.７に調整したもの９０ｇとし、水を添加しない培地（以下、この培地を「９０％培地」ということもある）で同様の試験を行った。更に、それぞれの比較対照として、実施例１で製造したサツマイモ焼酎粕機能性エキスを蒸留水に代えた培地（以下、この培地を「水ブランク」という）で同様の試験を行った。これらの結果も図５および図６に示した。

（６）結果
４５％培地を用いてＢＢ−１２株の増殖試験を行った結果（図５）、水ブランクに対し、試験区１（未処理）のサツマイモ焼酎粕機能性エキスを用いた場合でも２.７倍の効果が認められたが、水熱処理を行った試験区２〜８では、処理温度が高くなるに従いＢＢ−１２株の菌数も増加した。特に、試験区５（１８０℃、１０分間）では試験区１（未処理）の２.６倍および水ブランクの７倍となり、水熱処理がＢＢ−１２株の菌数を増加させる効果が明確に示された。

一般的に、ビフィドバクテリウム属微生物の菌数は酸度に比例することから、酸度の値を調べることにより菌数を推定することができる。ところが、４５％培地および９０％培地の何れも、これらの培地に用いた試験区の処理温度が高くなるに従いＢＢ−１２株の菌数が増加するにも係わらず、酸度増加量が減少する傾向が見られた。このことはサツマイモ焼酎粕機能性エキスが酸を分解する、酸に緩衝作用のある成分を含有する、あるいはＢＢ−１２株の生酸活動を抑制する可能性を示唆している。また、これらの現象は水熱処理の時間が短くなっても同様の傾向が確認され、５分間処理（試験区６〜８）の値は水熱処理の温度が１０℃低い１０分間処理の値と近似することが分かった。

また、９０％培地を用いてＢＢ−１２株の増殖試験を行った結果（図６）、試験区３（１６０℃、１０分間）が最もＢＢ−１２株の菌数が多くなり、これより水熱処理の温度が上がると、ＢＢ−１２株の菌数は減少した。この現象は水熱処理時間が短い場合も同様の傾向となり、試験区７（１７０℃、５分間）よりも試験区８（１８０℃、５分間）処理の方がＢＢ−１２株の菌数が低くなった。従って、処理温度が高くなるに従い、ＢＢ−１２株に対する何らかの増殖阻害成分が副次的に生成していることが示唆された。

また、酸度増加量は４５％培地を用いた場合と同様の傾向であったが、処理温度が高くなるに従い、９０％培地の方がより強く影響することが確認された。

これらの結果から、サツマイモ焼酎粕を水熱処理することにより得られるサツマイモ焼酎粕機能性エキスは、固形部分由来のオリゴ糖やペプチド等が液体部分に可溶化するためＢＢ−１２株の増殖因子となることが分かった。

以上の結果を総合すると、サツマイモ焼酎粕の水熱処理条件としては、その利用方法にもよるが、１６０〜１８０℃で５〜１０分間が最適であった。

試 験 例 ２
ポリフェノール含量の測定：
実施例１で製造した各試験区のサツマイモ焼酎粕機能性エキスのポリフェノール含量は文献（「食品機能研究法」、株式会社光琳発行、ｐ.３１８）に基づき、フォリン−デニス比色定量法により求めた。具体的には、水３.２ｍｌを入れた試験管に、２００μｌの実施例１で製造した各試験区のサツマイモ焼酎粕機能性エキスと、２００μｌのフォリン−デニス試薬を加えて撹拌した後、４００μｌの飽和炭酸ナトリウム溶液を加えて３０分間放置後、７００ｎｍにおける吸光度を測定した。なお、ブランクには、フォリン−デニス試薬の代わりに水を加えたものを用いた。測定値からクロロゲン酸で作成した検量線よりポリフェノール含量を求めた。この結果を図７に示した。

サツマイモ焼酎粕機能性エキス中のポリフェノール含量は、水熱処理温度が高くなるに従い、増加した。

試 験 例 ３
抗酸化能の測定：
実施例１で製造した各試験区のサツマイモ焼酎粕機能性エキスの抗酸化能は文献（「食品機能研究法」、株式会社光琳発行、ｐ.２１８）記載の方法を一部改変した、ＤＰＰＨラジカル分光測定法により求めた。具体的には、試験管に、実施例１で製造した各試験区のサツマイモ焼酎粕機能性エキス９００μｌ、２００ｍＭ−ＭＥＳ（2-morpholinoethanesulphonic acid）緩衝液９００μｌ、９９.５％エタノール９００μｌの混液を作成し、４００μＭ−ＤＰＰＨ（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl） ９００μｌを加え、正確に３０分間反応後、５２０ｎｍにおける吸光度を測定した。本アッセイ系（３.６ｍｌ）での試薬最終濃度はＤＰＰＨが１００μｌ、エタノールが５０％、ＭＥＳ緩衝液が５０ｍＭとなる。測定値からトロロックス（Trolox）で作成した検量線よりトロロックス相当量として表した。この結果を図８に示した。

サツマイモ焼酎粕機能性エキスの抗酸化能は、水熱処理温度が高くなるに従い、高くなることが分かった。試験区５（１８０℃、１０分間）のサツマイモ焼酎粕機能性エキスの抗酸化能は、試験区１（未処理）の４倍にも上っている。また、これらの現象は処理時間が短くなっても同様の傾向が確認された。

本発明の焼酎粕機能性エキスは、水熱処理前の焼酎粕と比較して、ＤＰＰＨラジカル消去能が高く、また、ポリフェノール量、オリゴ糖量、タンパク質量も多く、更に、ビフィドバクテリウム属の微生物の増殖を促進できるという機能を有するものである。

そのため、本発明の焼酎粕機能性エキスは抗酸化剤として利用でき、これを各種飲食品や化粧品、医薬部外品、医薬品等に含有させることができる。また、本発明の焼酎粕機能性エキスはビフィドバクテリウム属の微生物の増殖促進剤としても利用することができる。

以 上

Claims (7)

1. 焼酎粕を水熱処理して得られる懸濁液を、固液分離して得られる焼酎粕機能性エキス。
2. 焼酎粕が、サツマイモ焼酎粕である請求項１記載の焼酎粕機能性エキス。
3. 水熱処理が、１６０〜１８０℃で５〜１０分間行われるものである請求項１または２に記載の焼酎粕機能性エキス。
4. 請求項１ないし３の何れかに記載の焼酎粕機能性エキスを含有する抗酸化剤。
5. 請求項１ないし３の何れかに記載の焼酎粕機能性エキスを含有する飲食品。
6. 請求項１ないし３の何れかに記載の焼酎粕機能性エキスを含有するビフィドバクテリウム属微生物の増殖促進剤。
7. 焼酎粕を水熱処理して得られる懸濁液を、固液分離することを特徴とする焼酎粕機能性エキスの製造方法。