JPH0657122B2

JPH0657122B2 - 食品加工時の排出液を利用して天然調味料を製造する方法

Info

Publication number: JPH0657122B2
Application number: JP63009866A
Authority: JP
Inventors: 敏久半田; 珪荒井
Original assignee: 株式会社ハチテイ; 財団法人食品産業センター
Priority date: 1988-01-20
Filing date: 1988-01-20
Publication date: 1994-08-03
Anticipated expiration: 2009-08-03
Also published as: JPH01187065A

Description

【発明の詳細な説明】＜発明の目的＞産業上の利用分野本発明は食品加工工程排出液を利用して天然調味料を製
造する方法に係る。詳しくは、食品加工工場の各工程に
おいて発生する工程排出液（以下、工程液という）中に
含まれている蛋白質等の有価物を分解分離濃縮して天然
調味料を製造する方法に係る。

なお、以下において工程液とは食品加工工場の各工程に
おいて食品原料を処理することにより発生する水はすべ
て含まれ、例えば、魚介類や食肉の煮熟液、冷凍原料解
凍液、スリ身排液等のものが含まれる。

従来の技術食品加工工場では食品原料として各種の凍結原料が多く
使用されているが、これらは流水解凍されるのが一般的
であり、この際、多量の解凍液が排出される。

また、煮熟工程がある場合には、多量の煮熟液が排出さ
れる。

これらの液は排水として汚水処理施設に送られ、主とし
て活性汚泥法により処理されている。

しかし、これらの液は利用可能な蛋白質を含んでいる
が、活性汚泥法により処理するに先立ち、凝集剤により
蛋白質を凝集させ凝集物（スカム）として除去してい
る。このスカムは凝集剤が含まれているため、動物の飼
料とすることはできず投棄していたが、近年一部肥料と
して利用する方法が開発され利用されるようになった。
しかし、この方法ではスカムのすべてを利用することが
できず、未利用資源の高度利用とは云い難い。

また、食品加工工場から発生する工程液から膜分離技術
を利用して蛋白質などの有価物を回収する方法がいろい
ろ提案されている。

例えば、特公昭５８−４２７４２号公報に示される如
く、魚肉水抽出液を液温３５〜６０℃、pH４．８〜６．
０とし、この液を限外過する方法がある。

この方法は限外過法の特徴である魚肉水抽出液中に含
まれる水溶性の蛋白質を濃縮することができ、更に濃縮
速度を向上させる等利点があるが、限外過膜の目詰り
現象が発生し、例えば、膜の水洗を行なっても２４時間
程度の連続使用しかできず、効率のよう方法とは云えな
い。

また、特公昭６２−４６１４８号公報に記載される如
く、魚汁を限外過膜と逆浸透膜とを利用し、濃縮して
回収する方法がある。この方法では、魚汁を限外過膜
により不透過液と透過液とに分け、更に、この透過液を
逆浸透膜により不透過液と透過液とに分け、先に限外
過膜により分けられた透過液と逆浸透膜により分けられ
た透過液との両者を濃縮して回収する。しかし、この方
法であると、限外過で不透過液が相当量発生して目詰
りが起こり、分解も不十分のことから、透過液中には高
分子の蛋白質などが多量に含まれるために呈味性に乏し
い。

そこで、高分子の蛋白質などが含まれる透過液を酵素に
より更に加水分解することも考えられるが、分解のため
の適正な濃度を求めることがむづかしく、十分な分解が
できない。更に、限外過透過液と逆浸透膜透過液とを
混合して濃縮したものは呈味性に欠け、飼料として利用
可能であっても、天然調味料として利用することはでき
ない。

また、高分子の蛋白質を含む液を酵素分解し、呈味成分
を発現させる技術が研究、開発されている。

しかし、この技術であっても、未だ苦味が相当残るケー
スが多く、実用化には至っていない。

発明が解決しようとする問題点本発明はこれらの問題点の解決を目的として開発された
ものであって、具体的には、従来法では、食品加工工場
等の各工程で発生する工程液をそのまま限外過膜に導
き、限外過膜を透過させようとしても、不透過液が相
当量発生するとともに膜が目詰りし、繰り返し洗滌しな
ければならないこと、この限外過膜の透過液には高分
子の蛋白質等が多く含まれ、呈味性に乏しく、そのまま
又は濃縮しても調味料あるいは食品として利用できない
こと、などを解決し、このようなもとで、現在では有効
に利用されずに廃棄されている工程液を利用して、苦み
がなく美味の天然調味料を得る方法を開発することを目
的とする。

＜発明の構成＞問題点を解決するための手段ならびにその作用すなわち、本発明方法は食品加工工場において発生する
工程排出液に１種又は２種以上の蛋白分解酵素を添加
し、この添加酵素の活動適温に保持して加水分解する一
方、分画分子量１００，０００以下の膜を通して分画
し、次いで、この透過液を系外に取り出す一方、不透過
液に所望に応じて蛋白分解酵素を添加して、上記操作を
繰り返し、工程排出液中の蛋白質を分解し、膜の膜透過
液を順次系外に取り出して天然調味料を得ることを特徴
とする。

そこで、これらの手段たる構成ならびにその作用につい
て更に具体的に説明すると、次の通りである。

まず、食品加工工場において発生する工程液は水溶性や
高分子の蛋白質等各種の物質を含んでいる。このため、
この工程液をそのまま限外過膜を通すと、不透過液が
相当量発生し、その処理に問題が残り、膜に目詰りを発
生する。一方、膜の透過液は呈味性に劣る。

そこで、本発明においては、高分子蛋白質等は適正な分
子量の蛋白質に調整して呈味性成分として利用し、とく
に、蛋白質分解酵素で高分子蛋白質等を呈味性を発揮す
る程度に部分的に分解しながら、一部分解物質を透過液
として反応系外に取り出し、この操作を繰り返し、最終
的には蛋白質を適正分子量のものに調整する。

すなわち、（１）、食品加工工程から発生する工程液に
蛋白分解酵素を添加し、適正な温度で工程液中に含まれ
る蛋白質等を分解する。しかし、この分解は、バッチ式
で一度にすべて分解させるのではなく、連続的に分解反
応させながら、速やかに分画分子量１００，０００以下
好ましくは１０，０００〜１００，０００の膜を通し、
分解された物質をその都度透過液として反応系外に取り
出すこと。

（２）、反応系内に残っている不透過液に含まれる蛋白
質等は更に蛋白分解酵素存在下で温度調節しながら加水
分解が進行し、この操作を繰り返すことによって工程液
中の蛋白質のすべてを分解させて膜透過液として取り出
す。

また、このように分画分子量を１０，０００〜１００，
０００にすると、工程液が膜に対し目詰りすることなく
処理でき、分画分子量が比較的大きいのにも拘らず、透
過液中には高分子の蛋白質が移行せず、安定して一定の
呈味性を持ち、かつ風味のよい良好な天然調味料が製造
できる。

更に、詳しく説明すると、次の通りである。

まず、分画分子量の膜は１００，０００以下のものを用
いる。この限定理由は、１００，０００以上の膜であっ
ても、連続的に工程液を処理するときには、目詰りを起
こす食品などの残渣が膜に付着し、ダイナミック膜が生
成するため、１００，０００以下の蛋白質も透過でき
る。しかし、ダイナミック膜の生成を考慮しても、１０
０，０００以上であると、透過される蛋白質のうちで呈
味性を示さないものが多くなる。なお、工程液の種類、
例えば残渣がほとんどない場合には、分画分子量１，０
００未満のものでも、目詰りがなく、用いることができ
るが、遊離アミノ酸および低分子蛋白質の濃度が増加
し、天然風味のものと異なる呈味性を示すことがある。

また、本発明では、蛋白分解酵素として次のものが用い
られる。

一般に、蛋白分解酵素は酵素の種類等によっては蛋白質
を分解するのに適温があり、その温度によって酵素活性
が異なるため、工程液中の蛋白質の種類に応じて蛋白分
解酵素を選択する。

一方、工程液の種類によっては含まれる蛋白質には低分
子化合物から高分子化合物まで各種のものが含まれてお
り、常温での酵素加水分解では、加水分解速度が遅く、
処理効率が悪く、変質する。そこで、蛋白分解酵素の中
で約２０〜８０℃、好ましくは４０〜８０℃の温度で酵
素活性を有するものからその工程液に含まれる蛋白質等
の分解に適した蛋白分解酵素を１種又は２種以上組合せ
て用いる。この蛋白分解酵素としては市販のものが用い
られ、例えば、酵素各“Ｂａｃｉｌｌｕｓｓｕｂｔｉ
ｌｉｓ”商品名「デスキンＣ」（大和化成製）、商品名
「プロチンＡ３Ｌ」（大和化成製）や酵素名“Ｂａｃｉ
ｌｌｕｓｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｌｕ
ｓ”商品名「プロテアーゼＳアマノ」（天野製薬製）な
どがあげられる。これら酵素の添加量は工程液中に含ま
れる蛋白質等の含有量や成分によって変り、特定するこ
とは困難であるが、通常使用されている量で十分であ
る。

また、適正温度が異なる２種の酵素を用いる場合には、
はじめに、工程液に、低温で加水分解する蛋白分解酵素
を添加し、その適温ど蛋白質等を加水分解し、これを例
えば限外過膜に送り、透過液と不透過液とに分画し、
その後、この不透過液に更に高温で蛋白質等を加水分解
する酵素を添加する。または低温および高温で蛋白質を
加水分解する酵素を最初から酵素処理タンクに添加し、
それぞれの酵素の適温範囲に加熱して処理することもで
きる。

また、本発明のように連続的に酵素加水分解ならびに限
外過するときには、膜のところに蛋白分解酵素が付着
し、そこで酵素加水分解が起こる。このため、膜上にお
ける蛋白分解酵素による加水分解は限外過膜の目詰り
を防止するのに有効であり、とくに、工程液で十分効果
を発揮する。

その適温で処理し、不透過液の蛋白質等が加水分解しす
ぎないように分解反応を制御しながら限外過膜を通
し、これを繰り返すことにより蛋白質等を分解し、不透
過液をすべて限外過膜を通すようにする。

以上のように工程液を処理すると、限外過膜は工程液
中に含まれる酵素と常に接触状態にあるので膜が目詰り
することはなく、効率よく工程液を処理でき、得られる
処理液は苦味等がなく、調味料あるいは食品等として有
用である。

以下、図面に従って本発明を説明する。

第１図は本発明を実施する際に用いる水産加工工場の処
理装置の一例の配置図であって、符号１は原液タンク、
２は固形分除去装置、３は酵素処理タンク、４はポン
プ、５は限外過膜、６は限外過膜透過液タンク、７
はポンプ、８は逆浸透膜、９は逆浸透膜透過液タンク、
１０は逆浸透膜不透過液タンクを示す。

まず、第１図において、原液タンク１内の水産加工工場
において各工程で発生する工程液は固形分除去装置２、
例えば、遠心分離器又は過器等によりうろこ等の魚介
類の固形分（ＳＳ）が除去され、酵素処理タンク３に入
れられる。

次に、この酵素処理タンク３内の液に蛋白分解酵素の１
種又は２種以上を添加したのち、この液をその蛋白分解
酵素の適温に加熱して液中の蛋白質等を加水分解する。

次いで、ポンプ４により限外過膜５に前記加水分解し
た液を送り、限外過膜５により透過液と不透過液とに
分け、この透過液を透過液タンク６に送り、一方、不透
過液は酵素処理タンク３に戻し、そこで、酵素が添加さ
れ、再度循環され、この循環の間に酵素による加水分解
が進行する。

この循環過程では工程液は蛋白分解酵素の適温に加熱さ
れているので液中の蛋白質等の加水分解が徐々に進み、
加水分解された低分子区分のものから逐次限外過膜５
通って限外過膜透過タンク６に移行する。なお、不透
過液中に他の蛋白分解酵素を添加するか又は含有する場
合、この間適当なときに必要に応じてその酵素の適温に
温度を上昇又は下降させ、加水分解を更に進める。酵素
処理タンク３内の液は次第に濃縮されるが、蛋白分解酵
素が最も働きやすい濃度になると、蛋白質等の加水分解
も順調に進行し、液の濃度は余りあがらず、その量は急
速に減少する。この過程は液中の蛋白質等がすべて加水
分解され、限外過膜５を通って限外過膜透過液タン
ク６に移行するまで続けられる。

現状では限外過膜の透過流速は、液温により大きな差
があり、高温であればある程、透過流速が大きいが、そ
の限外過膜の耐熱温度の限度が約80℃程度であるの
で、この温度以下であれば、工程液はなるべく高温で加
水分解される事が望ましく、この条件下で働く耐熱性酵
素の利用は極めて有効である。

以上のように、蛋白分解酵素の分解反応を途中で制御
し、限外過膜で一定の分子量のものを酵素反応系外に
取出しながら、反応抽出を繰り返すことにより、呈味性
を有するものが得ることができる。

更に濃縮する場合は、限外過膜透過液タンク６に移行
した透過液はポンプ７によって逆浸透膜８に送り、水そ
の他分子量の極く小さいものが、逆浸透過膜８を透過し
て逆浸透膜透過液タンク９に送り、一方、透過しない他
のアミノ酸等は限外過膜不透過液タンク10に送ると濃
縮液として得られる。この濃縮液を更に公知の濃縮法、
例えば、減圧蒸留等により濃縮すると、呈味成分の濃い
エキスが得られる。また、逆浸透膜透過液タンク９の液
は水が主体で透明な良い条件にあり、簡単な処理、例え
ば、活性炭処理等をすることにより再利用が可能であ
る。

なお、本発明において用いられる限外過膜５および逆
浸透膜８は一般に使用されているチューブラー型、プレ
ートアンドフレーム型、スパイラル型、中空繊維型のい
ずれのものであってもよい。

以上説明した本発明の工程液中の蛋白質の高度利用技術
は、工程液中の有価物の有効利用という効果の他に、排
水処理の負担を大巾に軽減するものであり、更に逆浸透
膜によって排出される水の再利用の可能性は水産加工工
場の完全なクローズドシステムにつながるものである。

実施例以下、実施例により更に説明する。

実施例１．第１図に示す配置図のものから構成された装置を用い、
原液タンク１内のイカ煮熟液270(Brix2%)を布から
なる固形分除去装置２で過して固形分(SS)を除去した
のち、酵素処理タンク３に送り、このタンク３に蛋白分
解酵素酵素名“Bacillus subtilis”（商品名「デスキ
ンＣ」大和化成製）50ppmを加え45℃で30分加熱し、次
いで、これをポンプ４により限外過膜（分画分子量5
0,000)５を通して循環させ、その透過液を限外過膜透
過液タンク６に移すと共に、その不透過液を酵素処理タ
ンク３へ戻した。

次いで、酵素処理タンク３に耐熱性酵素、酵素名“Baci
llus subtilis｛商品名「プロチンA3L」（大和化成
製）｝、酵素名“Bacillus stearo thermophillus”
｛商品名「プロテアーゼＳアマノ」（天野製薬製）｝合
計で50ppmを加え、その液温を70℃にあげ同様の操作を
行なったところ、２時間30分で液中の蛋白質等は全て加
水分解され、限外過膜透過液タンク６に移送された。
得られた透過液はイカ風味を有する良質なエキスであっ
た。

次いで、これをポンプ５により逆浸透膜８に導き、逆透
透膜８により濃縮しBrix８％とし、これを逆浸透膜不透
過液タンク10に送った。更に、これを減圧蒸留装置にお
いてゲージ圧力500mm Hg、温度60〜80℃の条件下で濃縮
して水分60％としたところ、イカの風味を有する良質な
濃縮エキス5.4を得た。

この濃縮エキスは若干の沈澱が含まれ、その分析値は全
アミノ酸15.007％、遊離アミノ酸9.390％であった。

更に、分画分子量の異なる膜３種類を用いた以外は前記
実施例と同条件で行なって、得られた濃縮エキス（水分
60％）につき、全アミノ酸、遊離アミノ酸を測定し第１
表に示す結果を得た。

それぞれの味は官能的に差は認められなかったが、試験
No.1の分画分子量100,000では沈澱がやや多く、100,000
を越えると沈澱物が多くなり、更に、未分解の呈味を示
さないペプチド類が更に増加して好ましくないと判断さ
れた。

なお、試験No.1および２の分画分子量100,000および10,
000のものはFLUX（膜の透過速度）に差は認められなか
ったが、1,000未満のものは試験No.1〜２と比べFLUXは
半減した。

実施例２．実施例１と同様の原液に、実施例１の酵素商品名「デス
キンＣ」（大和化成製）と商品名「プロテアーゼＳアマ
ノ」「天野製薬製」２種類各50ppmを同時に加え、液温
を30分の間に15℃から70℃まで高めつつ、限外過膜
（分画分子量50,000）５を通してその透過液を限外過
膜透過液タンク６に送ると共に限外過膜不透過液の循
環を行なったところ、２時間20分で液中の蛋白質等は全
て加水分解され限外過膜透過液タンク６に移った。得
られた透過液は実施例１と同様であった。

実施例３．えび煮熟液300（Brix1.2％）に蛋白分解酵素商品名
「デスキンＣ」（大和化成製）100ppmを加え、液温部を
45℃に保持しつつ、限外過膜（分画分子量80,000）５
を透過させ不透過液を循環させたところ、液は２時間40
分で、全て限外過膜５を透過した。この液は良質なえ
び風味を有するものであった。以後は実施例１と同様に
行なった結果、良質なえび濃縮エキス2.5（水分60
％）を得た。

実施例４．イカ冷凍原料解凍排液（Brix1.4％）250に蛋白分解酵
素商品名「デスキンＣ」（大和化成製）50ppmを加え、
液温を45℃に保持しつつ限外過膜（分画分子量100,00
0）を透過させ、不透過液を循環させた。30分後、液温
を70℃に高め、蛋白分解酵素商品名「プロチンA3L」
（大和化成製）50ppmを循環系内に加えたところ、液は
２時間20分ですべて限外過膜を透過した。得られた透
過液はイカ風味を有する良質なエキスであった。これを
実施例１と同様の方法で濃縮したところ、良好なイカエ
キス2.6（水分60）を得た。

実施例５．スケソウダラ、スリミ、水晒し排液（Brix2.2％）250
に蛋白分解酵素商品名「デスキンＣ」（大和化成製）50
ppmを加え、45℃に加温しつつ、限外過膜（分画分子
量10,000）５を透過させ、不透過液を循環させた。この
操作を30分続けたのち、液温を70℃に高め、蛋白分解酵
素商品名「プロテアーゼＳアマノ」（天野製薬製）50pp
mを循環系内に加えたところ、３時間ですべて限外過
膜５を透過した。得られた透過液は水産物特有の旨味を
有する良質なエキスであった。これを実施例１と同様の
方法で濃縮したところ、良好なタラエキス４（水分60
％）を得た。

なお、実施例１〜５の何れの場合でも、逆浸透膜を透過
した水は、若干の蛋白質の低分子分解物を含むものの活
性炭等による簡単な処理により水資源として再利用でき
ることが判明した。

以上水産加工工場から発生する工程液の利用について説
明したが、本発明はこれに限られるものではなく、食肉
加工工場から発生する工程液等の食品加工工場から発生
する工程液についても同様であり、更に魚介類や食肉類
を粉砕して水により蛋白質等を抽出する場合も同様に利
用できる。

＜発明の効果＞以上説明した通り、本発明方法は、食品加工工場におい
て発生する工程排出液に１種又は２種以上の蛋白分解酵
素を添加し、この添加酵素の活動適温に保持して加水分
解する一方、分画分子量１００，０００以下の膜を通し
て分画し、次いで、この透過液を系外に取り出す一方、
不透過液に所望に応じて蛋白分解酵素を添加して、上記
操作を繰り返し、工程排出液中の蛋白質を分解し、膜の
膜透過液を順次系外に取り出して天然調味料を得ること
を特徴とする。

従って、本発明の効果を箇条書にしてあげると次の通り
である。

(1)食品加工工場において発生する工程液に、蛋白分解
酵素を添加反応させ、分画分子量100,000以下の膜によ
り分解分離濃縮し、透過液を順次反応系外に取出すよう
にするため、安定かつ一定した呈味性を有する濃縮され
たエキスが効率よく得られ、食品として使用することが
できる。

(2)工程液を膜により分解分離濃縮するとき、従来は膜
の目詰りによってしばしば水洗等による洗滌を必要とし
たが、本発明では蛋白分解酵素を含む液を処理するの
で、膜の目詰りを防止することができ、このような洗滌
操作をせずに長期にわたって膜の使用ができる。

(3)排水より蛋白質が回収されるため、排水処理経費が
節減できる。

(4)蛋白質等の回収により排出される水が水資源として
再利用でき、ひいては食品加工工場の排水処理が完全ク
ローズドシステムとすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する際に用いる水産加工工場の処
理装置の一例の配置図である。符号１……原液タンク２……固形分除去装置３……酵素処理タンク４……ポンプ５……限外過膜６……限外過膜透過液タンク７……ポンプ８……逆浸透膜９……逆浸透膜透過液タンク 10……逆浸透膜不透過液タンク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】魚介類食品加工工場において発生する工程
排出液に１種又は２種以上の蛋白分解酵素を添加すると
共にこの添加酵素の活動適温に加熱して工程排出液を酵
素により加水分解し、その後、この酵素により加水分解
された工程排出液を分画分子量１００，０００〜１０，
０００の膜を通して分画し、次いで、この膜を透過する
透過液を系外に取出して回収する一方、不透過液に、所
望に応じて、蛋白分解酵素を添加または加熱して再び酵
素により再び加水分解し、その後、この再び加水分解さ
れた不透過液を前記膜を通して分画してから、透過液を
系外に取出して回収する一方、不透過液には酵素による
加水分解ならびにその後の膜による分画をくり返して、
前記工程排出液中の蛋白質をことごとく分解し、前記膜
を透過させ、このようにして得られ、かつ系外に取出さ
れる透過液を濃縮して天然調味料を得ることを特徴とす
る食品加工時の排出液を利用して天然調味料を製造する
方法。