JPH057989B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

発明の背景 技術分野 本発明は、酒類の急速製造法に関する。 さらに詳しくは、本発明は、ダイアセチル類濃
度の低い酒類の急速製造法に関する。 酒類の製造工程は、一般に、酵母を加えた醸造
原料液中で酵母が増殖しながら発酵が進行する発
酵前期と、この後の、酵母が増殖しないで発酵が
進行する発酵後期とから実質的になる。発酵前期
では酵母によるその基質の窒素、炭素両者の消費
が進行すると共に副生物として避けるべきダイア
セチル類（本発明で「ダイアセチル類」というと
きは、ダイアセチル、ペンタンジオン等のビシナ
ルジケトン並びにこれらの前駆体であるアセト乳
酸、アセトヒドロキシ酪酸等のアセトヒドロキシ
酸を総称するものとする）が不可避的に生成し、
一方発酵後期では基質の炭素の消費が主として進
行する。発酵後期は、また、発酵前期で生成した
ダイアセチル類を消失させる工程でもある。 発酵前期に発酵液中に存在するに到つたダイア
セチル類は大部分がビシナルジケトン前駆体であ
つて、そのまゝでは使用微生物すなわち酵母によ
つて分解されないが、それがビシナルジケトン本
体となつてはじめて分解されるようになる。しか
し、ビシナルジケトン前駆体がビシナルジケトン
本体に変換される反応は非生物学的な純粋な化学
反応であるので、発酵後期が比較的低温で行なわ
れるところからこの化学反応の速度が遅く、それ
が律速となつて、ダイアセチル類濃度の低い酒類
の製造には長時間が必要である。 先行技術 醸造時間の短縮およびダイアセチル類濃度の低
下に関しては、従来から種々の提案がなされてい
る。 たとえば、酒類を急速に製造する手段として、
発酵をつかさどる酵母の濃度を高くすることが挙
げられる（J.Inst.Brew.，72，193（1966）および
同75，260（1969））。しかし、その場合に得られる
発酵液はダイアセチル類濃度の高いものであつ
て、長時間の熟成が必要であるとされている
（Amer.Soc.Brew.Chem.Proc.，36，９（1978））。 ところで、酵母を含水ゲル中に包装させて固定
化する技術が進歩して、このような固定化酵母を
使用する醸造法が提案されている（J.Inst.
Brew.，84，228（1978）、EBC Cngress，Proc.，
505（1981）、およびBrauwissenschaft，35，254
（1982））。この方法は、酵母を高濃度で使用でき
るので、上記高酵母濃度法の利点としての醸造期
間の短縮が可能であることから、将来の醸造技術
として期待されている。しかし、この方法も、高
酵母濃度法固有の問題、すなわち生成発酵液がダ
イアセチル類濃度の高いものであるとの問題、か
ら逃れることができず、従つて長期間の熟成が必
要となるという点からその実用化が阻まれてきて
いる。 一方、固定化酵母等による高酵母濃度法におい
て、実質的に酵母の増殖を伴わない発酵条件（例
えば、嫌気発酵、低温発酵等）を採用することに
より、ダイアセチル類の生成を抑制することが考
えられる。しかし、このような発酵条件下では、
醸造原料液中のα−アミノ態窒素の酵母による消
費も同時に抑制されるため、得られる発酵液は、
α−アミノ態窒素含量が高いものとなるか、ある
いは、α−アミノ態窒素の消費に伴つて生成する
香味成分が少なくなるという別の問題を生ずる。 他に、固定化酵母法により得られた発酵液中の
ダイアセチル類を加熱処理で克服しようとの試み
も報告されているが（J.Inst.Brew.，79，487
（1973））、前記したα−アミノ態窒素に関する問
題を同時に解決するには至つていない。 発明の概要 要 旨 本発明は上記の点に解決を与えることを、すな
わち、α−アミノ態窒素の消費が自由にコントロ
ールされた、ダイアセチル類濃度の高くない酒類
を短期間に得ることを目的とし、発酵を二つの発
酵帯域に分けて実施することならびに両者の発酵
を短時間の発酵によつてもダイアセチル濃度が高
くならないように実施すること、によつてこの目
的を達成しようとするものである。 従つて、本発明による酒類の製造法は、醸造原
料液を第一の発酵帯域で実質的に酵母の増殖を伴
なわない第一の発酵に付し、次いで第二の発酵帯
域で実質的に酵母の増殖を伴なう第二の発酵に付
すことからなり、第一の発酵を醸造原料液に対し
て0.4％以上の濃度の固定化酵母の存在下に実施
すると共にこれを４℃以下の温度であるいは（お
よび）嫌気条件下に実施し、さらに、第二の発酵
を醸造原料液に対して0.4％未満の濃度の酵母の
存在下に実施すること、を特徴とするものでる。 また、本発明によるもう一つの酒類の製造法
は、醸造原料液を第一の発酵帯域で第一の発酵に
付し、次いで第二の発酵帯域で実質的に酵母の増
殖を伴なう第二の発酵に付すことからなり、第一
の発酵を醸造原料液に対して0.4％以上の濃度の
固定化酵母の存在下に実施すると共に第一の発酵
により得られる発酵液を第二の発酵に付す前に加
熱し、さらに、第二の発酵を醸造原料液に対して
0.4％未満の濃度の酵母の存在下に実施すること、
を特徴とするものである。 両発明は、いずれも、酒類を製造すべき発酵過
程を0.4％以上の高濃度の固定化酵母による発酵
（第一の発酵）と実質的に酵母の増殖を伴なう発
酵（第二の発酵）とに分割して実施することなら
びに第二の発酵を醸造原料液に対して0.4％未満
の濃度の酵母の存在下に実施することをその構成
に欠くことができない事項の主要部とするもので
あり、その差はこの発酵方式を実施する際のダイ
アセチル類含量低下手段およびそれとの関連にお
ける発酵時間の短縮手段の差に在る。すなわち、
第二の発酵に付すべき基質溶液として、第一の発
明ではダイアセチル類の総量の少ないものを用意
するか（すなわち、第一の発酵を低温ないし嫌気
条件下に実施する）、第二の発明ではダイアセチ
ル類が易分解性のビシナルジケトン本体となつて
いるものを用意する（すなわち、第一の発酵の後
に、生成液を加熱処理する）。 効 果 本発明は、いずれも高濃度の固定化酵母による
発酵法の改良といえようが、第一の発明では高濃
度の固定化酵母による発酵を低温ないし嫌気条件
下に実施することによつて、前記の高濃度の固定
化酵母による発酵法に固有のダイアセチル類濃度
が高くなるという問題が解決された、また、α−
アミノ態窒素の消費が少なくなるという問題も、
第二の発酵の発酵時間、温度、通気量、撹拌強度
等を適当に選択することによつて発酵液のα−ア
ミノ態窒素を自由に制御することが可能となつ
た。したがつて高酵母濃度発酵法では到底なしえ
なかつたダイアセチル類濃度の問題とα−アミノ
態窒素消費の問題の同時解決を容易に達成するこ
とができた。 一方、第二の発明は、また、加熱処理によつて
ビシナルジケトン前駆体からビシナルジケトン本
体への変換を促進する方法の改良といえようが、
第一の発酵を高濃度の固定化酵母による発酵法で
実施しているところから該発酵でビシナルジケト
ン前駆体が高率で生成していても該発酵後の加熱
によりその前駆体から生じたビシナルジケトン本
体は第二の発酵によつて消失する。したがつて、
前記の高濃度の固定化酵母による発酵法に固有の
ダイアセチル類濃度が高くなるという問題が解決
された。また、第一の発明同様、第二の発酵にお
いて発酵液のα−アミノ態窒素を自由に制御する
ことが可能であることは言うまでもない。 発明の具体的説明 基本発酵工程 本発明方法は、基本的には、醸造原料液を第一
の発酵帯域（具体的には、発酵槽）で0.4％以上
の高濃度の固定化酵母による第一の発酵に付し、
次いで第二の発酵帯域（具体的には発酵槽）で、
醸造原料液に対して0.4％未満の酵母濃度で、実
質的に酵母の増殖を伴なう第二の発酵に付すこと
からなるものである。 醸造原料液は予定酵母の基質を含むものであつ
て、それは通常は基質としての糖を含む溶液ない
し分散液である。このような醸造原料液の具体例
としては、麦芽汁、果汁等がある。 このような基質を代謝してアルコールその他を
産生させる酵母も公知であつて、具体的にはサツ
カロミセス・ウバルム、サツカロミセス・セレビ
シエ、その他がある。これらの酵母は一般に通性
嫌気性である。 第一の発酵と第二の発酵とは、同一種の酵母を
使用して実施しても、別種の酵母を使用して実施
してもよい。 酵母は、第二の発酵では所謂泥状酵母のように
固定化しないものであつてもよいが、第一の発酵
は高酵母濃度発酵を行なわせるべく固定化酵母で
なければならない。 含水ゲルに酵母を担持させあるいは包接させて
固定化したものが公知であることは前記しところ
であるが、それ自身およびその使用の詳細につい
ては各種の成書または総説、たとえば福井三郎、
千畑一廊、鈴木周一編「酵素工学」（東京化学同
人）、D.Williams，D.M.Munnecke：Biotech.
and Bioeng.23，1813−25（1981）を参照するこ
とができる。 発酵条件その他は本発明の実施に際して必要な
改変があることを留保して、従来公知のそれと本
質的には変らない。 第一の発酵で使用する固定化酵母の濃度は、醸
造原料液に対して0.4％以上である。また第一の
発酵は、固定化酵母を充填した反応器に基質溶液
を通液させて反応させる所謂充填層型反応器によ
り行なうことが好ましい。 第二の発酵での実質的に酵母の増殖を伴う発酵
とは、酵母の増殖に伴つてα−アミノ態窒素を企
図した所定値まで消費させる発酵を言う。したが
つて、第二の発酵は、一般に通気条件下かつ４℃
を越える温度条件下で行なわれる。しかし、第一
の発酵により得られる発酵液を発酵帯域ないし発
酵槽に供給する前に通気しておけば、該帯域ない
し槽での通気は不要である。またα−アミノ態窒
素の消費も通常行なわれる酵母濃度の発酵で消費
される程度まで行なわれることがふつうである。 第二の発酵は、該発酵でのダイアセチル類の生
成を抑制すべく醸造原料に対して0.4％未満の濃
度の酵母の存在下に実施する。 第一の発酵および第二の発酵は、それぞれの発
酵帯域で行なわれる。具体的には、また典型的に
は、別々の発酵槽を使用してそれぞれ発酵を行な
うということである。各発酵槽が合目的的な任意
のものでありうることは、前記したところから明
らかであろう。各発酵の一方または双方を複数基
の槽を並列または直列に連結使用して行なうこと
もできる。また、希望するならば、両発酵工程を
相互に切離して実施する限り、両発酵工程を単一
ないし同一の発酵槽中で行なうこともできる。 第二の発明において、加熱工程に酵母が持ち込
まれると酵母が加熱されたために生じる異臭のあ
る発酵液が得られる可能性があるので、必要に応
じて、遠心分離等で酵母分離を行なつて、第一の
発酵に用いた酵母の混入を実質的に避けた状態で
加熱を行なうことが好ましい。 本発明においては、基質中の窒素の消費（生成
酒類の香味に影響を与えるものであることは前記
したところである。）は主として第二の発酵にお
いて進行するということを考慮すれば、第二の発
酵の終了の時点は窒素の消費が少なくとも部分的
に進行してその程度が所定値となつた時点であ
る。窒素消費の程度の具体値は、製造すべき酒類
について製造業者が企図するところによつて定め
られる。 第一の発酵の終点は、第二の発酵でも炭素の消
費が行なわれることを考慮して、第二の発酵後の
発酵液中の炭素消費が企図した所定値になるよう
に選ぶべきである。例えば、ビールの場合には、
発酵液の外観エキスが３〜7゜Pになつた時点を第
一の発酵の終点とするのが普通である。 第二の発酵終了時に得られる発酵液はそれ自身
が既に酒類であるが、第二の発酵において若干ダ
イアセチル類が生成することを考慮すれば、通常
はこれをさらに熟成させて最終製品とすることに
なろう。 第一の発酵液（その一） 本発明の実施態様の一つ（第一の発明）では、
第一の発酵を、醸造原料に対して0.4％以上の濃
度の固定化酵母の存在下に実施する（この条件
は、他の実質態様（第二の発明）でも同じであ
る。）。ここでいう％濃度は、乾燥菌体重量
（ｇ）／容量（ml）基準である。なお、ここでい
う酵母濃度は、回分式運転の場合は所与のバツチ
についての酵母菌体重量（乾物基準）と基質溶液
容量との関数であるが、連続式運転の場合は基質
溶液容量は反応容器中の基質溶液容量を意味する
ものとする。 第一の発明でのこの第一の発酵の反応条件は、
温度が４℃以下（好ましくは−１〜＋１℃）およ
び（または）嫌気条件下（DOが0.5ppm以下、好
ましくは0.1ppm以下）、であり、この反応条件で
第一の発酵を行なえば、第一の発酵で得られる発
酵液のダイアセチル類は0.1ppm以下が普通であ
る。 第一の発酵（その二） 本発明の実施態様の他の一つ（第二の発明）で
は、第二の発酵前に加熱処理してビシナルジケト
ン前駆体を該発酵過程で易分解性のビシナルジケ
トン本体に変換してしまうことに相当して、第一
の発酵をダイアセチル類（特に、ビシナルジケト
ン前駆体）の生成を抑制して（生成するダイアセ
チル類の濃度が0.1ppm以下になるように）実施
する必要がない。すなわち、第一の発酵は、高温
ないし好気条件で実施してもよい。「高温」とは
４℃以上（たとえば10〜20℃）を、「好気条件」
とはDOが0.5ppmを越えることを意味する。 第一の発酵を高温ないし好気条件で実施しても
よいという点を除けば、第二の発明での第一の発
酵の実施条件は第一の発明でのそれと本質的には
変らない。すなわち、第二の発明でも、第一の発
酵は固定化酵母の高濃度法である。 第二の発酵（その一） 第二の発酵は、実質的に酵母の増殖を伴うもの
である。 発酵が実質的に酵母の増殖を伴なうものである
ということは好気条件下かつ４℃以上の高温条件
下、好ましくは10〜20℃、で発酵を実施すること
であることは前記したところである。また、この
第二の発酵をダイアセチル類の生成を抑制すべく
醸造原料に対して0.4％未満、好ましくは0.3％未
満、さらに好ましくは0.25％未満、の濃度の酵母
を使用して実施することも前記したところであ
る。ここで％濃度の定義は前記した通りであり、
またこの％濃度を定義するに当つての「醸造原料
液」は第二の発酵に付すべき基質溶液（すなわ
ち、第一の発酵を経たもの）を意味する。ただ
し、0.4％未満の低酵母濃度であつても、発酵時
間が過大であると得られる発酵液のダイアセチル
類濃度が望ましくないレベル、特に1ppm、を越
える可能性がある。従つて、第一の発明での第二
の発酵の発酵時間は得られる発酵液のダイアセチ
ル類濃度が1ppmを越えない範囲内のものである
べきである。 使用酵母と基質溶液との接触時間は、上記範囲
内で発酵液中の窒素の消費が企図した所定値にな
るまでの時間とすればよい。 第二の発酵（その二） 第二の発明での第二の発酵の一つの特色は、該
発酵前に基質溶液（すなわち、第一の発酵を経た
もの）が加熱処理を受けたものである。というこ
とである。この場合の加熱処理は、香味上の問題
等を考慮して基質溶液を60〜100℃程度の温度に
40分間以内保持することからなることがふつうで
ある。 基質溶液をこのような加熱条件に付すための手
段としては、合目的的に任意のものが利用可能で
ある。具体的には、たとえば、基質溶液を、加熱
媒体用の蛇管および（または）ジヤケツトを有す
る加熱槽に所定時間滞留させるかあるいは加熱浴
中に配設した蛇管中に所定滞留時間が得られるよ
うに通過させるか、することになろう。 なお、第二の発酵において、若干のダイアセチ
ル類が生成するので、通常はこれをさらに熟成
（酵母接触）させることを考慮すれば、この加熱
処理は第二の発酵後に行なうことも考えられる。 第二の発酵を加熱処理後に実施するという点を
除けば、第二の発明での第二の発酵を実施条件そ
のものは第一の発明のそれと本質的には変らな
い。 実施例 １ ビール酵母（サツカロミセス・ウバルム）を湿
重量で16.5W／Ｖ％になる様に1W／Ｖ％アルギ
ン酸ナトリウム水溶液に添加混合し、これを
0.05M塩化カルシウム水溶液中に滴下して固定化
したアルギン酸カルシウムゲルビーズ（直径３
mm）を容量5000mlの円筒カラムに充填率60％で充
填したものを第一槽とし（第一槽の酵母濃度は
3.6％（％濃度の定義は前記））、これに糖度を
11゜Pに調節した麦芽汁（溶存酵素が8.0ppm）を
８℃において毎時300mlで流した。次いで、第一
槽から出て来る発酵液を70℃で30分間加熱した
後、20℃に冷却して第二槽に毎時300mlで流した。
第二槽は温度20℃、撹拌スピード200r.p.m.、通
気量10／分・リツトル、容量4000mlでビール酵
母（サツカロミセス・ウバルム）（濃度0.2％（％
濃度の定義は前記））による連続発酵を行つた。 第一槽出口および第二槽出口の発酵液の組成
は、発酵開始３日後に安定し、２週間以上にわた
つて表１のような結果が得られた。 なお、比較例として、糖度を11゜Pに調製した麦
芽汁（溶存酵素が8.0ppm）を８℃において、毎
時210mlで第一槽のみに流したときに得られる発
酵液の組成は、発酵開始３日後に安定し、２週間
以上にわたつて、表１のような結果が得られた。 実施例 ２ 実施例１において、第二槽での通気をやめて、
第一槽出口発酵液に30ml／分・リツトルの供給量
で30分間通気した後これを第二槽に供給したとこ
ろ、第一槽出口および第二槽出口の発酵液の組成
は、発酵開始３日後に安定し、２週間以上にわた
つて表１のような結果が得られた。 実施例 ３ 実施例１で使用したものと同一槽に、糖度を
11゜Pに調節した麦芽汁（溶存酵素が8.0ppm）を
８℃において毎時210mlで流した。次いで第一槽
から出て来る発酵液を75℃で20分間加熱した後、
13℃に冷却して第二槽に毎時210mlで流した。第
二槽は温度13℃、撹拌スピード300r.p.m.、通気
量20ml／分・リツトル、容量5000mlでビール酵母
（サツカロミセス・ウバルム）（濃度0.2％（％濃
度の定義は前記））による連続発酵を行つた。 第一槽出口および第二槽出口の発酵液の組成
は、発酵開始３日後に安定し、２週間以上にわた
つて表１のような結果が得られた。 実施例 ４ 実施例１で使用したものと同じ第一槽に、糖度
を11゜Pに調節した麦芽汁（溶存酵素が8.0ppm）
を0.5℃において毎時42mlで流した。次いで第一
槽から出て来る発酵液を13℃にし、第二槽に毎時
42mlで流した。第二槽は温度13℃、撹拌スピード
200r.p.m.、通気量40ml／分・リツトル、容量
1000mlでビール酵母（サツカロミセス・ウバル
ム）（濃度0.25％（％濃度の定義は前記））による
連続発酵を行つた。 第一槽出口および第二槽出口の発酵液の組成
は、発酵開始３日後に安定し、２週間以上にわた
つて表１のような結果が得られた。 実施例 ５ ワイン酵母（サツカロミセス・セレビシエ）を
湿重量で16.5W／Ｖ％になる様に1W／Ｖ％アル
ギン酸ナトリウム水溶液に添加混合し、これを
0.05M塩化カルシウム水溶液中に滴下して固定化
したアルギン酸カルシウムゲルビーズ（直径３
mm）を容量5000mlの円筒カラムに充填率60％で充
填したものを第一槽とし（第一槽の酵母濃度は
3.6％（％濃度の定義は前記））、これに糖度を
22゜Pに調製したブドウ果汁（溶存酵素が7.5ppm）
を20℃において毎時300mlで流した。次いで第一
槽から出てくる発酵液を70℃で30分間加熱した
後、20℃に冷却して第二槽に300mlで流した。第
二槽は温度20℃、撹拌スピード200r.p.m.、通気
量10ml／分・リツトル、容量6000mlでワイン酵母
（サツカロミセス・セルビシエ）（濃度0.22％（％
濃度の定義は前記））による連続発酵を行つた。 第一槽出口および第二槽出口の発酵液の組成
は、発酵開始３日後に安定し、２週間以上にわた
つて、表１のような結果が得られた。 なお、比較例として、糖度を22゜Pに調製したブ
ドウ果汁（溶存酵素が7.5ppm）を20℃において、
毎時270mlで第一槽のみに流したときに得られる
発酵液の組成は、発酵開始３日後に安定し、２週
間以上にわたつて、表１のような結果が得られ
た。 実施例 ６ 実施例１で使用したものと同じ第一槽に、糖度
を11゜Pに調製し、嫌気状態にした（溶存酵素が
0.1ppm）麦芽汁を８℃において、毎時250mlで流
した。次いで第一槽から出て来る発酵液を20℃に
して第二槽に毎時250mlで流した。第二槽は温度
20℃、撹拌スピード250r.p.m.、通気量20ml／
分・リツトル、容量4000mlでビール酵母（サツカ
ロミセス・ウバルム）（濃度0.15％（％濃度の定
義は前記））による連続発酵を行なつた。 第一槽出口および第二槽出口の発酵液の組成は
発酵開始３日後に安定し、２週間以上にわたつて
表１のような結果が得られた。 なお、実施例１〜実施例６の各槽の発酵条件等
を表２に示した。

【表】

【表】

【表】

【表】 ＊ 事前通気

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 醸造原料液を第一の発酵帯域で実質的に酵母
   の増殖を伴なわない第一の発酵に付し、次いで第
   二の発酵帯域で実質的に酵母の増殖を伴なう第二
   の発酵に付すことからなり、第一の発酵を醸造原
   料液に対して0.4％以上の濃度の固定化酵母の存
   在下に実施すると共にこれを４℃以下の温度であ
   るいは（および）嫌気条件下に実施し、さらに、
   第二の発酵を醸造原料液に対して0.4％未満の濃
   度の酵母の存在下に実施することを特徴とする、
   酒類の製造法（ただし、上記の％濃度は、乾燥酵
   母菌体重量（ｇ）／容量（ml）基準によるもので
   ある）。 ２ 醸造原料液を第一の発酵帯域で第一の発酵に
   付し、次いで第二の発酵帯域で実質的に酵母の増
   殖を伴なう第二の発酵に付すことからなり、第一
   の発酵を醸造原料液に対して0.4％以上の濃度の
   固定化酵母の存在下に実施すると共に第一の発酵
   により得られる発酵液を第二の発酵に付す前に加
   熱し、さらに、第二の発酵を醸造原料液に対して
   0.4％未満の濃度の酵母の存在下に実施すること
   を特徴とする、酒類の製造法（ただし、上記の％
   濃度は、乾燥酵母菌体重量（ｇ）／容量（ml）基
   準によるものである）。 ３ 第一の発酵に用いた酵母の混入を実質的に避
   けた状態で加熱を行なう、特許請求の範囲第２項
   に記載の方法。