JPH0441587B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、納豆の製造方法およびその装置に関
し、特に醗酵工程の制御に関するものである。 （従来の技術） 一般に納豆は、原料の大豆を所定時間水に浸漬
した後、所定の圧力下で蒸煮した大豆に納豆菌を
接種し、この大豆を所定量ずつ容器に入れ、多数
の容器をコンテナに並べて醗酵室内で醗酵させて
製造される。 また、近年、上記醗酵工程においても、プログ
ラムコントロールによる醗酵制御の自動化が行な
われたものがある（例えば、特開昭48−29144号
公報、実公昭49−37999号公報）。 これらの醗酵制御は、各容器内の大豆の品温が
例えば第４図の特性Ａとなるように、醗酵室内の
室温（特性Ｂ）や湿度（特性Ｃ）をコントローラ
により制御するものである。この制御では、第６
図に示すように、まず、経験値に基づいて、醗酵
行程における予冷、発芽繁殖、醗酵、強冷の所定
時間、温度および湿度をコントローラにセツト
し、スタートスイツチにより醗酵制御が開始され
る。醗酵制御では、室内に配設された各室温セン
サ、湿度センサおよび品温センサ等の検出データ
に基づいて、醗酵室に備えた加温冷却装置、加除
湿装置および給排気装置が駆動される。 すなわち、加温、加湿、給排気を行なうことに
より醗酵を促進し、反対に冷却、除湿を行なうこ
とにより醗酵を抑制し、醗酵工程における納豆菌
の増殖および醗酵の制御が特性Ａとなる制御を行
なつている。この醗酵工程のデータは、室温、品
温、湿度を記録計により遂時記録することにより
得られる。 そして、製造された納豆の外観、味、香り、糸
引き、粘り等によりできあがつた製品について評
価し、感覚的品質の対比を行なう。さらに、記録
データおよび感覚的品質対比に基づいて、翌日の
醗酵工程のプログラムを修整し、この修整したプ
ログラムにより各設定を行なうようにしている。 （発明が解決しようとする問題点） ところが、上記従来技術においては、製造され
た納豆製品の評価や、感覚的品質対比に基づいた
納豆製造を行なつていたので、熟成度を確認しな
がら納豆製造することが不可能であり、好みに応
じた納豆を製造するには経験にたよらざるを得な
かつた。また、醗酵室の大きさ、大豆の仕込み
量、原料大豆の特性（大きさや品質など）、また
は容器（仕込み箱）の形態・材質によつて室温や
湿度条件が異なるため、これらに変更があると、
対応できない不具合があつた。 そこで、本発明は、大豆の醗酵行程において、
納豆の増殖により消費される酸素量や増加する炭
酸ガス量を計測し、このデータに基づいて室温お
よび湿度を制御することにより、納豆の製造進度
を直接管理することを可能とし、好みに応じた納
豆の製造を可能とすることを目的としている。 （問題点を解決するための手段） 第１発明に係る納豆の製造方法は、納豆菌を接
種して一定量ずつ仕込み箱に入れた大豆を、少な
くとも、加温冷却装置の加除湿装置を備えた醗酵
室内に仕込み、醗酵室内の室温と湿度を制御する
ことにより納豆を製造する納豆の製造方法におい
て、醗酵工程中に前記納豆菌の増殖により消費さ
れる酸素量や増加する炭酸ガス量をガス検出手段
により検出し、この検出データに基づいて制御装
置により、前記各装置を駆動して前記醗酵室内の
室温および湿度を制御する構成としたものであ
り、第２発明に係る納豆の製造装置は、納豆菌が
接種され一定量ずつ仕込み箱に入れられた大豆
を、醗酵室内で醗酵させて納豆を製造する納豆製
造装置において、前記醗酵室に、室内空気を加温
又は冷却する加温冷却装置と、室内を加湿又は除
湿する加除湿装置と、醗酵工程中に前記納豆菌の
増殖により消費される酸素量や増加する炭酸ガス
量を検出するガス検出手段と、このガス検出手段
からの検出データに基づいて前記各装置を駆動す
ることにより醗酵室内の室温および湿度を制御す
る制御装置とを備えた構成としたものである。 尚、醗酵室内の消費酸素量や増加炭酸ガス量に
基づいて醗酵室内の温度および湿度を制御するよ
うにしたのは下記の知見に基づく。 すなわち、納豆を醗酵室内で醗酵させる過程に
おいては、接種された納豆菌の発育によつて生成
されるたん白質分解酵素により、大豆タンパク質
が徐々に分解され、水溶性たん白質を経てアミノ
酸に分解される。一方、納豆菌の発育、増殖は、
下記の化学式の如く、大豆内のぶどう糖（グルコ
ース）が酸化反応を起こすことにより、促進さ
れ、醗酵熱を発生し、炭酸ガスを発生し、醗酵を
終了する。 C₆H₁₂O₆＋6O₂ →6CO₂＋6H₂O＋787Kcal このような反応は、醗酵工程中、累乗的に次々
に行なわれ、容器の酸素量Ｅや炭酸ガス量Ｄ、醗
酵室内の酸素量Ｆは例えは第４図に示す如くなる
ことが知られており、消費酸素量や増加炭酸ガス
量を検出することにより、相関的関係から納豆菌
の成育や増殖の状態を推測することができるの
で、醗酵のプロセスを認識しながら、即、醗酵の
コントロールに結びつけることができる。したが
つて、、醗酵過程における消費酸素量や増加炭酸
ガス量を検知することにより、納豆の醗酵処理に
おいて直接的に品質管理を行ないながら生産管理
することが可能となる。 （作用） したがつて、醗酵行程中に消費される酸素量や
増加する炭酸ガス量を、遂時、生成ガス検出手段
により検出し、予め知られている生成ガス量に基
づいて対比することにより、今まで、計数的につ
かめなかつた醗酵の進度を製造行程中に知ること
ができ、醗酵室に設けられた各装置を駆動して、
醗酵室内の室温および湿度を制御することによ
り、納豆醗酵の抑制、促進を醗酵の進度を確認し
ながら制御できる。 （実施例） 以下に本発明の一実施例を図面に基づき説明す
る。 第１図は本実施例の醗酵室および制御系統の概
略を示している。図中、２１は醗酵室であり、こ
の醗酵室２１の上部には室内空気を循環させる装
置を備えた通風循環装置２２が取付けられてい
る。この通風循環装置２２は、四方向から室内空
気を吸入して下方へ送風するフアン（図示省略）
と、循環空気を加熱するヒータによる加温装置２
２ａ、循環空気を冷却する冷却装置２５、循環空
気を加湿する加湿装置２６ａを備えている。室外
の上部には外気を室内に導入する吸気装置２３お
よび室内空気を室外へ排気する排気装置２４が設
けられており、必要時には吸気装置２３を通じて
外気が室内に取込まれ、酸素の導入や、室内の補
助冷却に用いられる。尚、上記吸気装置２３およ
び排気装置２４により給排気装置が構成されてい
る。室内の他方の側部には室内空気を除湿する除
湿装置２６ｂが設けられており、除湿装置２６ｂ
と上記加湿装置２６ａにより加除湿装置が構成さ
れている。 室内には室温センサ３０、湿度センサ３１の
他、コンテナ２７に並べられた容器２８内の大豆
の品温を検出する品温センサ３２が配設されてい
る。この品温センサ３２は醗酵工程中の大豆の品
温の確認と醗酵制御に用いられる。また、室内に
は容器２８内で発生し室内に混入したアンモニア
ガスを導く導入チユーブ３３がその先端を室内に
臨ませて設けられている。導入チユーブ３３の基
端は発生ガスの成分および質量を分析する質量分
析計３４に接続されている。そして、上記通風循
環装置２２、加温装置２２ａ、吸気装置２３、排
気装置２４、冷却装置２５、加湿装置２６ａ、除
湿装置２６ｂ、質量分析計（ガス検出手段）３４
および各センサ３０，３１，３２は制御装置４０
に電気的に接続されている。 上記制御装置４０は、第２図に示すように、各
センサ３０，３１，３２の検出信号をデイジタル
信号に変換処理等をする各インターフエース４
１，４２，４３と、各インターフエース４１，４
２，４３および質量分析計３４からの検出データ
を計測処理に応じたコントロールを行なう計測コ
ントロール部４４と、マイクロコンピユータユニ
ツト（MCU）４５と、醗酵工程における室温、
湿度および品温の各データを記録する記録計４６
と、通風循環装置、冷却装置等の各種の装置２
２，２２ａ，２３，２４，２５，２６ａ，２６ｂ
の駆動部４７とからなる。上記マイクロコンピユ
ータユニツト４５は、Ｉ／Ｏポート、メモリ、演
算部、制御部クロツクジエネレータ等からなり、
上記質量分析計３４の検出データに基づいて、メ
モリに書込まれたプログラムに従つて処理し、各
種制御機器２２，２２ａ，２３，２４，２５，２
６ａ，２６ｂを駆動制御する。 尚、上記質量分析計３４としては本実施例で
は、ウエストロン製WSMR−1400を用いている。
この質量分析計３４は、差動排気ポンプの吸引力
により導入パイプ３３を通じて室内の空気を導入
し、導入空気の中から測定すべき酸素や炭酸ガス
の原子、分子をイオン化して電磁場の中での軌跡
によつて質量を測定するものであり、サンプリン
グした酸素や炭酸ガス成分の濃度値が出力される
構成となつている。 次に上述した装置による醗酵工程における制御
について説明する。 制御が開始されると、第３図に示す制御が行な
われる。すなわち、質量分析計３４により検出さ
れた酸素や炭酸ガスのガス量データおよび品温セ
ンサ３２からの品温データに基づいて、通風循環
装置２２の駆動により室内空気を循環させた状態
で、加温装置２２ａ、冷却装置２５、加湿装置２
６ａ、除湿装置２６ｂ、吸気装置２３および排気
装置２４が、適宜、駆動制御され、醗酵室２１内
の加温又は冷却、加湿又は除湿、吸気又は排気が
行なわれ、醗酵行程における過程に適した室温と
湿度のコントロールが、例えば、第４図に示すよ
うに行なわれる。 また、室内の湿度、品温および室温は、遂時、
各センサ３０，３１，３２により検出されその検
出データが記録計に記録されるとともに、醗酵工
程中の室内空気が導入パイプ３３により導入され
て質量分析計３４により酸素や炭酸ガスの濃度が
検出され、この検出データによりMCU（マイクロ
コンピユータ）４５において予め入力されたデー
タに基づき、現在、消費した酸素量や増加した炭
酸ガス量が検出できる。この消費酸素量や増加炭
酸ガス量は、例えば、別表の如く時間経過に伴つ
て変化することが知られている。したがつて、こ
れらの量の変化により各制御時期の始点および終
点を検知し醗酵工程における制御を行なうことが
できる。尚、これらのガス量は大豆の大きさ、品
質（糖質量）等の特性によつて発生又は消費ガス
パターンが異なつてくる。

【表】 次に、原料である大豆の品質係数の対比が行な
われ、この対比に基づいてプログラムの修整をし
ながら、この制御サイクルが繰り返えされる。
尚、上記品質係数は、消費酸素量や増加炭酸ガス
が例えば、アミノ酸の遊離率やその他の生成物質
と相関関係を有するため、これら関連性を有する
フアクターを製品の品質の基準とすることができ
るので、制御サイクルの途中で対比することによ
り、各大豆の特性に応じたきめ細かな制御がなさ
れる。 まず、予冷時には、冷却装置２５を駆動するこ
とにより、醗酵室２１内に引込まれた容器２８内
の大豆が早めに納豆菌の増殖適温となるように冷
却される。 予め大豆が冷却されると、接種された納豆菌を
増殖させる誘導期に入り、第４図に示すように、
加温、加湿および給気を行なうことにより納豆菌
の増殖を促進させ、上述した各装置２２，２２
ａ，２３，２４，２６ａ，２６ｂを駆動して室内
温度が略40℃付近になるように制御される。ま
た、この誘導期では、室内湿度が90％以上となる
ように制御される。これは、納豆菌の増殖の栄養
摂取には、菌体外酵素の働きを円滑にする大豆表
面の水分の保持が必要なためである。この誘導期
では、容器（仕込み箱）内での炭酸ガス量は、０
〜２時間では0.2％と少なく、４時間では0.8％と
なり、６〜８時間では6.9％〜23.7％と急激に増
殖し、これに対して容器内の酸素量は、６〜８時
間で急激に減少し、納豆菌の増殖が進み、対数期
に入つたことが検知される。 対数期では、納豆菌の増殖が旺盛となり、第４
図に示すようにぶどう糖の酸化に伴つて醗酵熱が
急激に上昇を始める。この醗酵熱は、100ｇの大
豆を１時間当り品温１℃上昇させるには酸素量が
約20ml必需であり、供給空気では約100ml必要で
あることが知られている。 このため、給排気装置２３，２４を駆動し、外
気空気を導入することにより酸素を醗酵室２１内
に酸素の供給が行なわれる。この場合、醗酵室内
の酸素量は別表の如く外気導入にもかかわらず、
３％程度となり、また炭酸ガス量も漸減して20％
程度に達し定常期に入る。 この定常期においては、大豆の栄養分が次第に
納豆菌によつて消費尽され、増殖が減少する。ま
た、この時期では、粘質物ペプチドの形成のた
め、品温センサ３２からの品温データに基づいて
各装置を駆動することにより、大豆の種類に応じ
て48℃〜52℃付近の室温に制御されるとともに、
粘質物の強さを増して味の濃縮を図るために給排
気装置２３，２４、除湿装置２６ｂの駆動によ
り、醗酵工程終了時の湿度が略外気温度となるよ
うに次第に室内空気の除湿が行なわれる。この定
常期から醗酵熱による品温上昇のために、納豆菌
は次第に自己消化を起こし、体内酵素により納豆
表面がおおわれ、本格的な醗酵に入り、アミノ酸
の遊離率が上昇し、納豆独特の風味の形成に入
る。併せて、酸素量は１％程度に、また炭酸ガス
量は12％程度に減少し、適度な醗酵終了の時期を
確認することができる。 死滅期（熟成期）では、冷却装置２５を駆動し
て室温を急激に下げるように制御される。これに
より、納豆の醗酵が抑制され、充分に熟成された
納豆が過分解を起こすことなく、目的とした品質
に保持され、保蔵することができる。 このように、納豆菌が消費する酸素量や増加す
る炭酸ガス量に基づいて室温および湿度の制御を
行なうことにより、消費酸素量や増加炭酸ガス量
に相関関係を有する納豆菌の育成、増殖の促進又
は抑制を直接的に制御できる。したがつて、醗酵
工程中における納豆の熟成度合を知りながら製造
が可能となり、納豆製造工程において、直接、品
質の管理が可能となり、好みに応じた納豆を製造
することができる。 尚、上記実施例では消費酸素量や増加炭酸ガス
量のみに基づき制御するようにしたが、他の要素
と組合せて制御するようにしてもよい。 （発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、消費酸素
量や増加炭酸ガス量に基づいて醗酵室内の温度お
よび湿度を制御して納豆を製造するようにしたの
で、醗酵工程中に発生する納豆の熟成度を知りな
がら納豆を製造することができ、納豆製造中にお
いても直接的に品質の管理をすることが可能とな
る。また、消費酸素量や増加炭酸ガス量としては
原料大豆の特性（大きさや品質）に応じて異なる
が、これらのガス量を制御パラメータとしている
ので、原料大豆の特性に応じた納豆製造が可能と
なり、醗酵室の大きさや仕込み量や原料特性に殆
んど影響されることなく、好みに応じた納豆の製
造が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明に係り、第１図は
納豆製造装置の概略図、第２図はその制御装置の
概略構成図、第３図は制御フローの概略図、第４
図は室温および湿度の制御特性の一例を示す図、
第５図は従来のプログラム制御フローの一例を示
す概略図である。 ２１……醗酵室、２２ａ，２５……加温冷却装
置、２６ａ，２６ｂ……加除湿装置、２８……仕
入れ箱（容器）、３４……ガス検出手段（質量分
析計）、４０……制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 納豆菌を接種して一定量ずつ仕込み箱に入れ
   た大豆を、少なくとも、加温冷却装置と加除湿装
   置を備えた醗酵室内に仕込み、醗酵室内の室温と
   湿度を制御することにより納豆を製造する納豆の
   製造方法において、醗酵工程中に前記納豆菌の増
   殖により消費される酸素量又は増加する炭酸ガス
   量をガス検出手段により検出し、この検出データ
   に基づいて制御装置により、前記各装置を駆動し
   て前記醗酵室内の室温および湿度を制御すること
   を特徴とする納豆の製造方法。 ２ 納豆菌が接種され一定量ずつ仕込み箱に入れ
   られた大豆を、醗酵室内で醗酵させて納豆を製造
   する納豆製造装置において、前記醗酵室に、室内
   空気を加温又は冷却する加温冷却装置と、室内を
   加湿又は除湿する加除湿装置と、醗酵工程中に前
   記納豆菌の増殖によつて消費される酸素量又は増
   加する炭酸ガス量を検出するガス検出手段と、こ
   のガス検出手段からの検出データに基づいて前記
   各装置を駆動することにより醗酵室内の室温およ
   び湿度を制御する制御装置とを備えたことを特徴
   とする納豆の製造装置。