JPH03210467A - 発酵乳の酸度とｌ―乳酸濃度の同時自動測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ヨーグルト等の発酵乳の酸度とＬ−乳酸濃度
を同時に測定する装置に関する。

〔従来の技術〕

ヨーグルト等の発酵乳は、調乳や脱脂粉乳を乳酸菌等で
発酵させて製造するが、発酵工程及び品質の管理のため
に酸度とＬ−乳酸濃度の測定が不可欠とされている。

酸度とＬ−乳酸濃度の測定が重要なのは、酸度とＬ−乳
酸濃度により発酵乳製品の品質が大きく左右されるから
である。つまり、発酵乳の酸度は調乳に含まれているク
エン酸と発酵に伴ない生成する乳酸の濃度に依存し、発
酵乳製品の酸味に大きく関与する。又、発酵乳に含まれ
る乳酸にはＬ−型とＤ−型の二つの光学異性体があり、
人体に有用なものはＬ−乳酸であるが、両者の匍合は発
酵に用いる乳酸菌の種類や割合並びに発酵過程により異
なることが知られている。

発酵乳の酸度は、食品分析法により発酵乳１０〇−を中
和するのに要するＩ　Ｍ　ＮａＯＨの量（■）から換算
した乳酸濃度（燭として定義され、従来がら手分析によ
りｐＨ試薬を用いた中和滴定や、電位差法による電位差
滴定により測定されていた。

Ｌ−乳酸濃度は、手分析によりＬ−乳酸脱水素酵素やＬ
−乳酸酸化酵素を用いてＬ−乳酸を分解し、吸光度測定
法等により測定するか、又はプラスチック膜等にＬ−乳
酸酸化酵素を固定化した固定化酵素膜を具えた過酸化水
素電極により測定されていた。

即ち、下記酵素反応により発生する過酸化水素濃度を測
定し、これからＬ−乳酸濃度を求めていた； Ｌ−乳酸酸化酵素 り−乳酸＋０２　　　　　　　　　ピルビン酸＋Ｈ０し
かし上記した従来の測定方法では、発酵槽又は発酵乳カ
ップからサンプルをピペットや天秤等により定量ずつ分
取し、酸度とＬ−乳酸濃度とを人手により別々に測定し
なければならず、操作が煩雑で多くの時間と人手を要す
るばかりか、人為的誤差を与えやすい等の問題があった
。又、発酵乳の酸度とＬ−乳酸濃度は発酵時間と共に変
化するので、はぼ同時に採取したサンプルについて酸度
とＬ−乳酸濃度を測定し管理するのが望ましいが、その
ためには従来の分析方法では更に多くの人手が必要とな
り管理コストを上昇させる要因となっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明はかかる従来の事情に鑑み、発酵乳の酸度とＬ−
乳酸濃度をほぼ同時に、しかも自動的に測定する装置を
提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記且的を達成するため、本発明の発酵乳の酸度とＬ−
乳酸濃度の同時自動測定装置は、流れ分析装置において
、発酵乳のサンプル液をキャリア液に注入するサンプル
液供給路と、キャリア液に注入されたサンプル液を移送
するサンプル流路と、サンプル流路の途中に設けられ、
攪拌装置と電導度電極を備えた注入サンプル液よりも大
容量の酸度測定セルと、酸度測定セルより下流でサンプ
ル流路にｐＨ緩衝液を注入する緩衝液供給路と、緩衝液
供給路の合流点より下流で混合器を経てサンプル流路の
途中に設けられ、Ｌ−乳酸酸化酵素の固定化酵素膜を有
する過酸化水素電極を備えたＬ−乳酸濃度測定セルと、
前記電導度電極と過酸化水素電極とに接続され、測定電
導度からサンプル液の酸度の算出及び測定過酸化水素濃
度からサンプル液のＬ−乳酸濃度の算出を行なう演算処
理装置とを具えたことを特徴とする。

又、サンプル液供給路の途中に切替バルブを設け、切替
バルブによりサンプル液供給路に校正液供給路を切替可
能に接続すれば、測定前の装置の校正も自動的に行なう
ことが出来る。

〔作用〕

本発明では、流れ分析法を採用して装置化することによ
り、一定量のサンプル液を迅速に採取して移送しながら
、まず酸度を希釈電導度法により電導度電極を用いて測
定し、次にＬ−乳酸濃度をＬ−乳酸酸化酵素の固定化酵
素膜を有する過酸化水素電極を用いて測定する。従って
、発酵乳の酸度とＬ−乳酸濃度の二つの測定を連続して
ほぼ同時に、しかも自動的に実施することが可能である
。

特に、酸度の測定に関しては、一般の希釈電導度法の考
えに従い、発酵乳を適度に希釈すれば酸度と電導度との
間に直線で表わされる相関関係が得られることに着目し
、予め滴定法で求めた酸度と電導度電極で求めた電導度
との相関関係式を求めておき、サンプルにつき測定され
た電導度と相関関係式とから酸度を求めるという流れ分
析に最適な手法を開発し、本発明装置に採用しである。

但し、酸度と電導度の相関関係式は発酵乳の種類により
異なるため、個々の発酵乳毎に相関関係式を求めておく
必要がある。

〔実施例〕

本発明装置の具体例を第１図により説明する。

この装置は、発酵乳のサンプル液１をポンプ５により切
替バルブ１１を経て移送し、インジェクター１０により
キャリア液２に注入するサンプル液供給路９と、ポンプ
６により移送されるキャリア液２にインジェクター１０
がら注入された一定量ノサンプル液１を移送するサンプ
ル流Ｍ１２．！：を備えている。又、切替バルブ１１に
は校正液供給路２２が接続してあり、切替バルブ１１の
切り替えで校正液３をサンプル液供給路９の一部を経て
インジェクター１０に供給出来る。

サンプル流路１２の途中には酸度測定セル１３が設けら
れ、酸度測定セル１３はインジェクター１０により注入
されるサンプル液１よりも大容量であって、サンプル液
ｌをキャリア液２で所定の割合に希釈できるようになっ
ている。酸度測定セル１３はｐｔ極を用いたデイツプ型
の電導度電極１４を有し、攪拌子１５とマグネチックス
ターラ−１６からなる攪拌装置とを備えている。又、サ
ンプル流路１２の酸度測定セル１３より下流には、ポン
プ８によりｐＨ緩衝液４を供給する緩衝液供給路１７が
合流し、その合流点より下流には混合器１８を経てＬ−
乳酸濃度測定セル１９が設置しである。Ｌ−乳酸濃度測
定セル１９は、陽極にｐｔ及び陰極にＡｇを用いた過酸
化水素電極２１を備え、過酸化水素電極２１はプラスチ
ック膜にＬ−乳酸酸化酵素を固定化した固定化酵素膜２
０を介してサンプル液１に接し、酵素反応によりＬ−乳
酸が酸化されて発生するＨＯ濃度を測定する。

酸度測定セル１３の電導度電極１４とＬ−乳酸濃度測定
セル１９の過酸化水素電極２１は演算処理装置２３に夫
々接続され、校正時の電導度及び過酸化水素濃度と比較
しながら、サンプル液１の測定型導度からその酸度を算
出し、及びサンプル液１の測定過酸化水素濃度からその
Ｌ−乳酸濃度を算出するようになっている。

実施例１ 第１図の測定装置を使用し、Ｌ−乳酸溶液の酸度出力と
Ｌ−乳酸濃度出力を求めた。

サンプル液１としてのし一乳酸溶液は、Ｌ−乳酸５．Ｏ
Ｏｇをイオン交換水１００−に溶解し、適宜希釈して各
種の濃度に調整したものを用いた。キャリア液２は電導
度１μ３／ｃ、ｍ以下のイオン交換水、ｐ　Ｈ緩衝液４
はｏ、ｉ％安息香酸と１　ｎｏ／／、／のＫＣＩを含む
ｐＨ７，５の１　ｍｏｌ／ｌ　’Ｊン酸溶液、及び校正
液３は０．５％Ｌ−乳酸溶液を夫々用いた。

まず、Ｌ−乳酸について通常の滴定法により酸度を及び
電導度電極で電導度を夫々測定し、両者の相関関係式を
求め、演算処理装置２３により測定型導度から酸度を算
出できるようにした。

次に、サンプル液供給路９でインジェクター１０（容量
２０μｌ）に供給したサンプル液１をインジェクター１
０を回転させて切取って採取し、サンプル流路１２を満
たしたキャリア液２に挟んで流速１０嚇／ｍｉｎで酸度
測定セル１３′テ容量τ′ゼＹｚｔに供給した。酸度測
定セル１３でサンプル液１はキャリア液２により希釈さ
れ、電導度電極１４により希釈サンプル液の電導度が測
定された。次に、希釈サンプル液１は電導度測定セル１
３を出て、緩衝液供給部１７から流速１　ｍｉｒｎｉｍ
で連続的に供給されているｐＨ緩衝液４と混合され、Ｌ
−乳酸濃度測定セル１９（容量１００μりにおいて過酸
化水素電極２１によりＨＯ濃度が測定された。尚、上２
　　！ 記測定に先立って校正液３による校正を行なった。

第２図は、サンプル液１をインジェクター１０で二回連
続して採取することにより、二回連続測定して得られた
上記サンプル液についての酸度の出力とＬ−乳酸濃度の
出力の応答曲線であり、ビークＡＳＢ、　Ｃ，ＤＳＥは
夫々濃度０．５％、０．４％、０゜３％、０．２％、０
゜１％のＬ−乳酸溶液の酸度出力に対応し、又ビークＦ
％　ＧＳＨ１工、Ｊは夫々濃度０．５％、０．４％、０
．３％、０．２％、０．１％のＬ−乳酸溶液のＬ−乳酸
濃度出力に対応する。

サンプル液の具体的な酸度とＬ−乳酸濃度はこれらの各
出力のピーク高さから求められるが、各ピーク高さはサ
ンプル液の予め調整したＬ−乳酸濃度に良く比例してい
ること、又酸度とＬ−乳酸濃度の測定が各サンプル液に
ついて約５程度度の短時間で実行出来ることが第２図か
ら判る。

実施例２ 第１図の測定装置を使用し、発酵開始後一定時間毎の発
酵乳をサンプル液とし、その酸度とＬ−乳酸濃度を測定
した。

尚発酵には、菌体としてＬａ＼ｔｏｂａｃｉ／／ｕｓ　
Ｂｕ／ｇａ−ｒｉｃｕｓと５ｔｓｒｐｔｏｃｏａｃｕｓ
　Ｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕａの共生菌体を用い、培地と
して脱脂粉乳１０．５１％と砂糖９．０％を水道水に溶
かした溶液を用いた。

最初に、上記発酵乳の種々の濃度における酸度と電導度
を電位差滴定装置と電導度電極を用いて各々測定し、そ
の結果から酸度と電導度の間には相関係数０．９９７で
第３図に示す相関関係が得られた。第３図から求めた酸
度（Ｘ）と電導度（Ｙ）の相関関係式は、Ｙ　−６９，
２５ｘ　＋　６３．１８であった。

実施例１と間様の測定条件と操作により発酵乳のサンプ
ル液を分析し、測定電導度（閣から上記相関関係式を用
いて酸度（Ｘ）を求め、測定したＬ−乳酸濃度と、発酵
槽に取付けたｐＨ電極により求めたｐＨの関係を第４図
に示した。

第４図から判るように、発酵時間の経過に伴なって酸度
は上昇し且つｐＨは低下する。Ｌ−判御濃度は発酵開始
３時間位までは増加するが、それ以後はほぼ一定値とな
る。Ｌ−乳酸濃度がほぼ一定になった後も酸度が更に増
加するのはＤ−乳酸の生成のためである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、発酵乳からサンプル液を採取し、何等
前処理を必要とせずに、その酸度とＬ−乳酸濃度を極め
て短い時間内にほぼ同時に、しかも自動的に測定出来る
。

従って、本発明は、例えばヨーグルト製造の為の乳酸発
酵等において発酵の工程をリアルタイムに監視する場合
や発酵乳製品の品質管理等に非常に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一具体例を示す概略構成図である
。第２図は実施例１で得た酸度とＬ−乳酸濃度の出力の
応答曲線であり、第３図は実施例２で求めた酸度と電導
度の相関関係を示すグラフであり、第４図は実施例２で
得た酸度とＬ−乳酸濃度及びｐＨの関係を示すグラフで
ある。 １・・サンプル液　　　２・・キャリア液３・・校正液
　　　　　４・・ｐＨ緩衝液５．６．７．８・・ポンプ ９・・サンプル液供給路 １０・・インジェクター　１１・・切替バルブ１２・・
サンプル流路　　１３・・酸度測定セル１４・・電導度
電極　　　１５・・攪拌子１６・・マグネチックスター
ラ １７・・緩衝液供給路　　１８・・混合器１９・・Ｌ−
乳酸濃度測定セル ２０・・固定化酵素膜　　２１・・過酸化水素電極２２
・・校正液供給路　　２３・・演算処理装置第２図 Δ 哨 間 （分） 第３図 改 度 （％）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）流れ分析装置において、発酵乳のサンプル液をキ
   ャリア液に注入するサンプル液供給路と、キャリア液に
   注入されたサンプル液を移送するサンプル流路と、サン
   プル流路の途中に設けられ、攪拌装置と電導度電極を備
   えた注入サンプル液よりも大容量の酸度測定セルと、酸
   度測定セルより下流でサンプル流路にｐＨ緩衝液を注入
   する緩衝液供給路と、緩衝液供給路の合流点より下流で
   混合器を経てサンプル流路の途中に設けられ、Ｌ−乳酸
   酸化酵素の固定化酵素膜を有する過酸化水素電極を備え
   たＬ−乳酸濃度測定セルと、前記電導度電極と過酸化水
   素電極とに接続され、測定電導度からサンプル液の酸度
   の算出及び測定過酸化水素濃度からサンプル液のＬ−乳
   酸濃度の算出を行なう演算処理装置とを具えたことを特
   徴とする発酵乳の酸度とＬ−乳酸濃度の同時自動測定装
   置。
2. （２）サンプル液供給路の途中に設けた切替バルブと、
   切替バルブによりサンプル液供給路に切替可能に接続し
   た校正液供給路とを更に具えたことを特徴とする、請求
   項（１）に記載の発酵乳の酸度とＬ−乳酸濃度の同時自
   動測定装置。