JPS6244185A - 球形多孔質中空無機質壁による固定化酒酵母並びにその製造方法 - 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】 ３、発明の、ｉｒ′１■な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は各４ｅ　’ｔＱ頬の製造に使用される酵母菌体
の包括固定化する技術に関するもので、化学的、物理的
に安定な球形多孔質中空無機質壁のマイクロカプセルに
酵母菌体を包括し酒類の連続発酵に供する固定化酵母お
よびその製造法に係る。

〔従来の技術〕

従来／！！！ｉ類の製造に使われる微生物の固定法とし
ては各種文献にも見られるように、包括法と吸着法の２
種類があり、包括法に用いる担体としては、カラギーナ
ン、セルロース、寒天、アルギン酸カルシウムの如き多
糖類、コラーゲン、ゼラチンの如き蛋白質、ポリアクリ
ルアミド、ポリビニールアルコール、光硬化性樹脂の如
き合成高分子物質などがある。また一方吸着法に用いる
素材としては、多孔質ガラス、シリカ、セラミックス等
の無′機質物質がある。また親水性ゲルを用いる包括法
として多孔質素材を用いる吸着法もあるが、多孔質無機
質素材を用いる包括法は現在までのところ知られていな
い。

而して包括法は上記で述べた通り、原則的には有機質素
材を用いて酒酵母等を包括即ち担体内に酒酵母を含有せ
しめる形態をとるのが普通であり、このため担体内に包
括された酒酵母が発酵／ｉ！ｌｉ類中に混入することが
極めて少ないという利点を有するが、反面、被処理液と
酒酵母の接触が悪く発酵の進行が遅いという難点がある
。またこの包括法に於いては有機質素材を用いているた
めに、無機質素材に比し、その機械的強度が弱く、且つ
化学的安定性に於いても充分に満足出来るものではない
。

一方無機質素材を主に用いる吸着法では担体に酒酵母が
吸着されているために包括法に比しその接触は大きく、
このため発酵は非常に良く進行するという利点、並びに
無ｉ質素材を用いているためにＮｕ　ｔ４的強度が太き
（且つ化学的にも安定性が大きいという利点を有する反
面、発酵液中に酒酵母が混入するという難点がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明が解決しようとする問題点は、上記従来方法の難
点を解消し、利点だけを有する新しい方法を開発せんと
することであり、これを換言すれば包括法の利点と吸着
法の利点を有し、且つこれ等両方法の難点のない方法を
提供することである。

即ち、固定化されたマイクロカプセル内の酒酵母に対し
、発酵処理対象液の透過性並びに接触性が良好で、活性
の高いしかも化学的並びに物理的に安定な固定化酒酵母
、並びにその製造方法を提供することである。

〔上記問題点を解決するための手段〕

上記問題点は、アルカリ土類金属炭酸塩、アルカリ金属
リン酸塩、アルカリ土類金属硫酸塩、金属水酸化物、全
屈珪酸塩及び金属炭酸塩の少なくとも１種を壁物質とし
、その内部に発酵性の酒酵母を包含せしめることによっ
て達成される。

〔発明の構成〕

本発明は基本的には上記無機質の壁材料からなるマイク
ロカプセルの内部に発酵性の酒酵母が内包された構造を
有し、更に、該酵母が高分子物質或いは油状物質で予め
固定化された構成の場合も包含される。

本発明に於いて、マイクロカプセルの外壁を構成する無
機材料（これを壁物質という）としては、以下の如きも
のが挙げられ、その１種又は２種以上を使用する。

アルカリ土類金属炭酸塩・・・・炭酸カルシウム、炭酸
バリウム、炭酸マグネシウム等。

アルカリ土類全屈リン酸塩・・・・リン酸カルシウム、
リン酸バリウム、リン酸マグネシウム等。

アルカリ土類金属硫酸塩・・・・硫酸カルシウム、硫酸
バリウム、硫酸マグネシウム等。

金属酸化物・・・・シリカ（無水珪酸）金属水酸化物・
・・・水酸化鉄、水酸化ニッケル、水酸化アルミニウム
、水酸化カルシウム、水酸化クロム等。

アルカリ土類金属以外の珪酸塩・・・・珪酸亜鉛、珪酸
アルミニウム、珪酸鋼、珪酸アルミニウム、マグネシウ
ム等。

アルカリ土類全屈以外の炭酸塩・・・・炭酸亜鉛、炭酸
アルミニウム、炭酸コバルト、塩基性炭酸銅、炭酸ニッ
ケル等。

本発明に於いて、マイクロカプセルの中空部に内包され
る酵母としては清酒の製造に使用されて来た従来公知の
各種の酵母が広い範囲で使用される。

特ζこ本発明に於いては高分子物質乃至油状物質（以下
単に高分子物質という）で固定化された酒酵母（以下単
に酵母という）を使用することが好ましい。

本発明に於いては、酵母は酒類製造に使用されるために
酵母はアルコール発酵を行う作用を有しなければならず
、このためアルコール発酵を充分に行い得る程度に活性
を有する状態で所謂生きた状態でカプセル内に内包され
ていることが必要である。一方本発明のマイクロカプセ
ル化された酵母を製造するに際しては後記で説明する通
りマイクロカプセルを予め製造してからこの中に酵母を
導入するのではなく、酵母の周囲にマイクロカプセルの
外壁を形成して酵母を内包せしめる手段を採用するため
、酵母は外壁形成工程に於いて、若干化学的な影響を受
けてその活性を減しる場合がある。このような状態に於
いては酵母を予め高分子物質で固定化して保護すること
により上記外壁形成工程に於ける望ましくない化学的形
習を未然に防止することが出来、極めて望ましい手段と
なる。

而して高置−子物質で固定化された酵母自体は従来から
知られたものであり、本発明に於いてはこれ等従来から
知られた固定化酵母がいずれも有効に使用され、特に好
ましいものとして各種多糖類、寒天、アルギン酸塩、γ
−カラギーナン、ゼラチン、コラーゲン、ポリアクリル
アミド、各種光硬化性樹脂、ポリエチレングリコールの
（メタ）アクリレート等で固定化された酵母を例示出来
る。

また油状物質としては各種の浦が使用され、好ましいも
のとして、サラダ油、てんぷら油等で固定化または被覆
された酵母を例示出来る。

本発明のマイクロカプセル化酵母の製造方法としては酵
母が活性を有している状態でマイクロカプセル化される
かぎり、特にその製法は限定されるものではないが、た
とえば下記の如き方法により製造される。

アルカリ金属の珪酸塩、炭酸塩、リン酸塩及び硫酸塩並
びにアルカリ土類金属のハロゲン化物から選ばれた無機
化合物の少な（とも１種を含む濃度０．３　ｍｏｌ／　
１〜飽和の水溶液に、酵母を添加して分散させる。次い
で水に対する／８解度が好ましくは５％以下の有機溶媒
を混合してＷ／Ｏ型乳濁液とした後、アルカリ土類金属
のハロゲン化物、無機酸、仔機酸、無機酸のアンモニウ
ム塩、有機酸のアンモニウム塩及びアルカリ金属の炭酸
塩の少なくとも１種であって且つ上記無機化合物との水
溶液反応によって水／ｌ；熔性０沈Ｒ（即ち壁物質）を
形成し得る化合物の水溶液（ａ度０．０５　ｍｏｌ／　
１〜飽飽和度、好ましくは０．１〜２ｍｏｌ／ｆｆ）を
、上記Ｗ／Ｏ型乳濁液と前者／Ｏ０重量部に対し後者等
量の割合で混合する。かくして、酵母を内包する球状の
多孔質無機質壁マイクロカプセルが得られる。水に対す
る溶解度が５％以下の有機溶媒としては、ヘキサン、デ
カン、ヘキサデカン、イソヘキサン、イソへブタン等の
脂肪族飽和炭化水素；ヘキセン、オクテン、ジメチルブ
タジェン、ヘプチン等の脂肪族不飽和炭化水素；ヘンゼ
ン、トルエン、ドデシルヘンゼン、ンメン、スチレン等
の芳香族炭化水素；シクロヘキサン、シクロヘキセン、
シクロノナン等の脂環式炭化水素等が例示され、これ等
は単独で又は２種以上併用して使用される。また、これ
等有機溶媒には、通常約／Ｏ重量％までのアルコール類
等が）尾花していても同等差支えない。有機溶媒の使用
量は、得られる乳濁液がＷ２Ｏ型となる限り特に限定さ
れないが、通常乳濁液の５０重量％以上、好ましくは７
０〜８０重量％とするのが良い。’７ＬＣ方法は、攪７
１’方法、（辰盪法等の常法によれば良い。乳化に際し
ては、公知の乳化剤を添加することが出来る。

乳化剤としては、好ましくはＨＬ　１３が３．５〜６．
０の範囲にある非イオン性界面活性剤が使用出来、ポリ
オキソエチレンソルビクンモノオレート、ポリオキソエ
チレンソルビタンモノラウレート、ソルビクンモノステ
アレート、ソルビタントリオレート等が代表的なものと
して例示される。これ等乳化剤は、有機溶媒に対し通常
５重口％以下、好ましくは０．０１〜３屯量％程度使用
するのが良い。

この様な製造方法は、特公昭５４−６２５１号公報に開
示された手順に準して、実施することが出来る。

本発明に於いては、上記製造方法で、特に好ましくは固
定化された酵母を使用することにより、所期のマイクロ
カプセル化酵母を得ることが出来るが、更に好ましくは
上記製造方法に於いてマイクロカプセル外壁形成工程に
於ける望ましくない化学的影響を出来るだけ減しるため
に、外壁を速やかに形成するような化合物を選択的に組
合せて使用することである。このような目的に合致する
ものとしては、珪酸ソーダの如き珪酸塩と重炭酸アンモ
ニウムの如き重炭酸塩との組合せによるシリカ、炭酸カ
リウムの如き炭酸塩と塩化カルシウムとの組合セによる
炭酸カルシウム、リン酸水素ナトリウムの如きリン１１
と塩化カルシウムとの組合せによるリン酸カルシウム、
硫酸ナトリウムの如き硫酸塩と塩化バリウムとの組合せ
による硫酸バリウム等がある。

本発明のマイクロカプセル化酵母に於けるその粒子径は
通常５μｍ以上であり、大きければ大きい程望ましいが
、実際的には５〜２０００μｍ程度である。

本発明のマイクロカプセル化酵母は酒類の！！！造に使
用出来、たとえば清酒は勿論のことその他のアルコール
飲料、たとえばビール、ワイン等にも使用出来る。この
マイクロカプセル化酵母を用いて／Ｉ！！ｉ類を製造す
るに際しては、従来の酵母に代えてこのマイクロカプセ
ル化酵母を使用すれば良い。

〔発明の効果〕

本発明の酒酵母は無機質多孔質性中空状の微粒子の内部
に酵母が内包されており、発酵中に於いても酵母が外部
に殆んど漏出することがない。にもかかわらず多孔質の
ためにこの間を通して発酵対象液の流通がスムースに行
われ、充分に発酵対象液と酵母との接触が確保され、有
効に発酵が進行する。また発酵中に於ける酵母の管理も
顕微鏡観察で容易に出来る。加えて壁物質が化学的、物
理的に安定な無機質成分から成っているために、極めて
安定に発酵を行うことが出来る。また従来の如きハツチ
発酵と異なり、連続的に長期間の製造に利用出来るので
設備の利用効率も良く、すでに報告されている固定化菌
体による連続発酵に比し優るとも劣ることはない。

〔実施例〕

以下に実施例を示して本発明を具体的に説明する。

実施例１ 麹汁（ボーメ５、ｐ　）［５）に協会７０１酵母を一白
金車植菌し３０℃で４８時間静置培養した。

培養液の酵母数は２　Ｘ　Ｉ　０８ｃｅｌｌｓ／　ｍｅ
となった。この培養液を７０００ｒ、ｐ、ｍ、　／Ｏ分
間遠心分離し１　ｘ　］　０／Ｏｃｅｌｌｓ／　ｇの酵
母を得る。

正号珪酸ソーダ６、５　Ｍ　／　ｐ、３３ｍ１８に、上
記酒酵母１５ｇを加え１分間撹拌して分散させソルビタ
ンモノラウレート　（Ｓｐａｎ　−２０）　　３０　ｇ
／　ｅの濃度のシクロへ、キサン溶液１６７ｍ／中に入
れて乳化機により７００Ｑｒ、ｐ、ｍ、にて１分間乳化
させた。

これを予め作っておいた重炭酸アンモニウム１．５Ｍ／
７！、５０　ｏｍ７！中に入れ、ゆるやかに２０分間攪
１１゛する。

これを遠心沈降機を用いて固液分離を行う。

酵母カプセル化シリカ、溶剤反応副生成物（炭酸ナトリ
ウム）及び未反応重炭酸アンモニウムの水／ｇ液層に分
離する。

このようにして（Ｓｔられた酵母内包シリカは５％スラ
リーでｐ　＋（が９，６あり、これを中和するために純
水の中に生成した酵母内包シリカを入れ０．１Ｍ／１の
リンゴ酸にてｐＨ５〜６に調整する。

これを再び遠心濾過機により酵母内包シリカを回収する
。

このようにして得られた酵母内包シリカは、その酵母数
は／Ｏ””７ｍｆｆの菌体が包括されその大きさは／Ｏ
００〜２０００μｍであった。

実施例２ 実施例１と同じ酒酵母５ｇをサラダ油Ｉ　Ｑｍｊ！に加
え、これにソルビタンモノラウレート　（Ｓｐａｎ−２
０）０．３ｇの存在のもとで激しく分散させた。

これを実施例１と同様に正号珪酸ソーダ６．５Ｍ／Ｉ！
、８３ｍ７！中に加え激しく乳化させＯ／Ｗ型エマルジ
ョンとする。

これを更に３０ｇ／７！のぶ度のシクロヘキサン溶液１
６７ｍ／中に加えＯ７Ｗ型エマルジョンがこわれないよ
うに注念して０／Ｗ／○型のエマルジョンを作成する。

以後実施例１と同様に処理してマイクロカプセル化酵母
を得た。大きさは／Ｏ００〜２０００μであった。

実施例３ アルギン酸ナトリウムを水に加熱溶解させ、３．３％ア
ルギン酸ナトリウム水溶液を：Ａ製し、３０〜４０℃に
冷却する。その／Ｏ容量部に協会７号酵母の麹汁培養液
１容量部を加え、よく〆足台する。別途、２％塩化カル
シウム水／Ｓ４．をｊ［ｌし、そのｌＯＯ容量部に、先
端の直ｉ予約０．５１のノズルから５〜／Ｏ代の高さで
前記の〆足台液を自然滴下し、直径約２ｍｍの球状ゲル
ｌＯ容緊部を得る。

ｉηられたゲルを２％塩化カルシウム水溶液中に数時間
放置して、十分に固定化し、水洗して固定化酵母ゲルを
得る。このゲルはｌ×／Ｏ７細胞／ｍｐゲルの酵母を金
色しており、比重は１．０２であこの固定化酵母を正号
珪酸ソーダ６、５　Ｍ　／　１８３ｍ７！中に加え、激
しく分１１１さゼる。かくして得た分散液を３０　ｇ／
ｆｆの濃度のシクロヘキサン／８液１６１ｍｌ中に加え
Ｗ　／　Ｏ型エマルジョンとし７、予め作っておいた重
炭酸アンモニウム１４５Ｍ／ｐ、５００ｍｉ！中に入れ
ゆるやかに２０分間攪１１′−する。

以ｉ多実施例１と同様に処理してマイクロカプセル酵母
をｉすた。その粒径は／Ｏ００〜２０００μであった。

上記実施例１でｉｔｌられたマイクロカプセル化した固
定化酵母を用いて低アルコール清酒の′ｌＡｌ造（タリ
を参考例として下記に示す。

参考例 米麹１８０部（糖米歩合７５％）、突米２０００部（糖
米ル合７５％）と糖化酵素剤０．８部（グルタ／Ｏ０　
天野製薬社製）、水４６００部を５５°Ｃに仕込み１５
時間保／１１に糖化する。通常の圧（ヤ瀘過を行い糖化
液４４２０部を得る。その糖化液の組成はボーメ度１４
５度、直糖分１５．２％、ｐｌ＋＝、４（ｐＨは予め醸
造用７５９４乳酸で調整をする）調整後の酸度１．８０
　ｍ　７！となるが、調整の都度、朶′に、釣の出来具
合で多少変動が見られるｅ’ｊ７＋下、ダよそこのよう
な組成の米、米麹の糖化液を使用して、実施例１の固定
化酵母５ｊ体のマイクロカプセルを充填したカラムに通
液して連続発酵をさせる。即ち協会７０１号酵母を実施
例１により固定化を行い、そのマクロカプセルを／Ｏ０
部（容量部）カラムに充填し、カラム上下部にカプセル
を逃げ出さないようなフィルターを取付け、定量ポンプ
でアノブロ一式に５Ｖ＝０．２４（通液速度、糖液を２
４部（容量／時間））、発酵温度２０℃（恒温）で１ｆ
ｆｌ液させる。通液の時間経過と共に発酵ガスの発生が
見られるが、およそ２４時間でアルコール約７％のｌｎ
酒が得られるが下記第１表の如く約１週間でアルコール
／Ｏ％前後で安定し、以後順調な発酵を行い安定したＩ
ｎ酒（低アルコール清酒）が得られる。

第１表（発酵経過） 固定化菌体を経時的に調査したところ、カプセルが透明
であるので顕倣鏡観察（４００〜６００倍）が出来、ま
たメチレンブルーの染色法等で酵母の活性も調査出来た
。約２週間の連続運転で極めて活性がありメチレンブル
ー染台せの菌体も殆んど観察出来ない程度でバイオリア
クター用の固走化菌体としては優れていることが判った
。

（以上）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルカリ土類金属炭酸塩、アルカリ土類金属リン
   酸塩、アルカリ土類金属硫酸塩、金属水酸化物、金属珪
   酸塩及び金属炭酸塩の少なくとも１種を壁物質とし、そ
   の内部に発酵性の酒酵母を包含して成ることを特徴とす
   る球形多孔質中空無機質壁による固定化酒酵母。
2. （２）酒酵母が予め高分子化合物乃至油状物質で固定化
   されたものである特許請求の範囲第１項に記載の酒酵母
   。
3. （３）（ｉ）アルカリ金属の珪酸塩、炭酸塩、リン酸塩
   、並びに硫酸塩、及びアルカリ土類金属のハロゲン化物
   から選ばれた無機化合物の少なくとも１種を含む水溶液
   に、（ｉｉ）発酵性の酒酵母を添加して分散せしめ、次
   いで（ｉｉｉ）有機溶剤を添加混合してＷ／Ｏ型乳化液
   とした後、（ｉｖ）アルカリ土類金属のハロゲン化物、
   無機酸、有機酸、無機酸のアンモニウム塩、有機酸のア
   ンモニウム塩及びアルカリ金属の炭酸塩の少なくとも１
   種であって且つ上記無機化合物との水溶液反応によって
   水不溶性の沈澱を形成しうる化合物の水溶液を添加混合
   することを特徴とする球形多孔質中空無機質壁による固
   定化酒酵母の製造方法。