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技術 活性発酵製造方法及びそれを用いて製造された発酵液並びに発酵飲料

出願人 シュー・シャンタン
発明者 シュー・シャンタン
出願日 2015年8月3日 (6年3ヶ月経過) 出願番号 2017-504826
公開日 2017年11月24日 (3年11ヶ月経過) 公開番号 2017-534244
状態 特許登録済
技術分野 茶・コーヒー 微生物、その培養処理 食品の着色及び栄養改善
主要キーワード 産業装置 容積百分率 キノコ状 回転床 水平プレート 小型試験 長時間経過後 青リンゴ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年11月24日)のものです。
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図面 (3)

課題・解決手段

短い発酵サイクルにより一貫性及び保証された品質と味を有する発酵飲料及び発酵製品を調製するために、本発明の方法は、適切な細菌株コロニーを分離及び選択する工程と、コロニーの生存培養物からシード液を調製する工程と、大規模液体培養によりシード液を培養する工程と、を含む。細菌株は、酢酸菌属又はグルコノバクター属である。シード液は、固体培地の斜面にコロニーを培養し、続いて、小規模活性液体培養の初期段階及び少なくとも1つの拡張規模活性液体培養を含む多段階活性液体培養を行うことによって調製される。

概要

背景

背景技術
紅茶キノコ(Kombucha)は、黄琥珀色と軟らかい酸のサイダー味を有する液体飲料である。紅茶キノコは、いわゆる紅茶キノコの「キノコ(mushroom)」による含有液発酵して調製される。「紅茶キノコ(Kombucha)」という用語は、種々の培養物及び言語のcomboucha、cajnyj kvas(ロシア語)、Kvass、Combuchagetrank(ドイツ語)、Kargasoktee(ドイツ語)、komboecha-drank(オランダ語)、Kombuchakwass(ドイツ語)、tea-beer(ティービール)及びtea-cider(ティーサイダー)(英語)と同義である。紅茶キノコは、抗菌性、及びグルコン酸ビタミンB1、B2、B3、B6、B12、葉酸及び乳酸D(+)を含む栄養素を有すると考えられている。紅茶キノコの健康上の利点は、東アジア、東ヨーロッパ及びロシアの人々の間で知られており、高く評価されている。紅茶キノコは、アジア及びロシアにおいて治療効果について試験されており、自然治療手段として用いられている。近年、紅茶キノコは米国で人気となり、市販されている紅茶キノコ飲料は世界各国にわたって広く流通している。

紅茶キノコの「キノコ」とは、主に、酵母酢酸菌属(acetobacter)、グルコノバクター属(gluconobacter)、そして時に少量の乳酸菌ラクトバチルス・ブルガリカム(Lactobacillus bulgaricum)からなる、共生キノコ状セルロース体を意味する。紅茶キノコから単離されている細菌としては、アセトバクターキシリナム(Acetobacter xylinum)、アセトバクター・キシリノイデス(Acetobacter xylinoides)、バクテリウム・グルコカム(Bacterium gluconicum)、アセトバクター・ケトゲナム(Acetobacter ketogenum)、アセトバクター・サブオキシダンス(Acetobacter suboxydans)、グルコノバクター・リケファエンス(Gluconobacter liquefaciens)、アセトバクター・アセチ(Acetobacter aceti)、及びアセトバクター・パスツリアヌス(Acetobacter patleurianus)が挙げられ、これらのうち、アセトバクター・キシリナムが最も重要である。さらに、紅茶キノコから単離されている酵母としては、サッカロミセスセレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、サッカロミセス・インコンスピカス(Saccharomyces inconspicus)、サッカロミセス・ルドウィギイ(Saccharomycodes ludwigii)、シゾサッカロミセス・ポンベ(Schizosaccharomyces pombe)、カンジダトロカンス(Candida tropicans)、カンジダ・クルゼイ(Candida crusei)、デバリマイセス・ハンセニ(Debaryomyces hansenii)、ブレタノマイセス属(Brettanyomyces)、クロケラ属(Kloeckera)、及びチゴサッカロミセスバイリー(Zygosaccharomyces bailii)が挙げられる。

紅茶キノコ製造における従来の発酵プロセス時に、酸菌及び酵母の1菌株以上が発酵液中共生関係形成する。発酵の初期段階において、酵母は糖をグルコース及びフルクトースに分解し、さらに、これらをエタノールに発酵し、グルコース及びフルクトースは培養物中の酢酸菌属に供給され、酢酸菌属が大量に増殖する。その後、酢酸菌属はグルコース及びフルクトースをグルコン酸及び酢酸酸化し、また、エタノールを酢酸に酸化する。いくつかの研究には、酵母が産生するエタノールによって酢酸菌属の増殖が刺激され、更に多くの酢酸セルロース膜及び酢酸が生成し、そして、酢酸によって酵母のエタノール産生を刺激することが示されている。酢酸及びエタノールの存在によって、酢酸菌属及び酵母は他の微生物による感染から保護される。また、酢酸菌属が産生する酢酸セルロース膜は、発酵液の上部にキノコ状体浮遊物を形成し、発酵に必要な空気及び酸素へ十分に接触するように酵母及び細菌を物理的に支援する。

概要

短い発酵サイクルにより一貫性及び保証された品質と味を有する発酵飲料及び発酵製品を調製するために、本発明の方法は、適切な細菌株コロニーを分離及び選択する工程と、コロニーの生存培養物からシード液を調製する工程と、大規模液体培養によりシード液を培養する工程と、を含む。細菌株は、酢酸菌属又はグルコノバクター属である。シード液は、固体培地の斜面にコロニーを培養し、続いて、小規模活性液体培養の初期段階及び少なくとも1つの拡張規模活性液体培養を含む多段階活性液体培養を行うことによって調製される。

目的

本発明は、方法によって製造される発酵液及び強壮飲料を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

発酵液の製造方法であって、細菌株コロニーを分離及び選択することと、前記コロニーの生存培養物からシード液を調製することと、大規模液体培養により前記シード液を培養して発酵液を得ることと、を含み、前記細菌株が酢酸菌属又はグルコノバクター属の単一種であり、前記シード液が、固体培地の斜面に前記コロニーを培養し、そして多段階活性液体培養を通して調製され、前記多段階活性液体培養には、初期小規模活性液体培養、及び少なくとも1つの拡張規模活性液体培養が連続して順にあり、前記初期小規模活性液体培養及び前記拡張規模活性液体培養がそれぞれ、連続通気及び混合とともに好気的条件下で約18時間〜約24時間行われ、前記シード液が前記拡張規模活性液体培養から調製され、培養時間の終了時までにpHが約2.5〜2.8の範囲に低下し、前記大規模液体培養が連続通気及び混合とともに好気的条件下、約30時間未満の培養時間で行われ、培養時間の終了時のpH値が約2.6〜2.8である前記発酵液の製造方法。

請求項2

前記細菌株が、水平培養プレートにおいて、コロニーを増殖させ選択するために約6.0〜6.5のpH下、約28℃〜30℃で約48〜72時間培養される、請求項1に記載の発酵液の製造方法。

請求項3

さらに、単一コロニーを選択する前に、固体培地上で保存された細菌株を活性化することを含み、固体培地がビタミンB群を含有し、培養が、約6.0〜6.5の開始pH下で、約28℃〜30℃の温度で約24〜48時間、斜面で行われる、請求項1に記載の発酵液の製造方法。

請求項4

前記固体培地の斜面の培養が、ビタミンB群を含有する固体培地上で、約6.0〜6.5のpH下、約28℃〜30℃で約48時間行われる、請求項1に記載の発酵液の製造方法。

請求項5

前記小規模活性液体培養の初期段階が、約6.0〜6.5のpH下、約28℃〜30℃の温度で、小規模容器内で行われる、請求項1に記載の発酵液の製造方法。

請求項6

前記拡張規模活性液体培養が、約4.8〜5.2のpH下、約28℃〜30℃の温度で、茶抽出物を含有する液体培地において、中規模シード液調製槽内で行われる、請求項1に記載の発酵液の製造方法。

請求項7

拡張規模活性液体培養物が2つ以上の活性液体培養物を含み、前記拡張規模活性液体培養物それぞれの培養物の容積が、先の拡張規模活性液体培養物から約20倍多くなる、請求項6に記載の発酵飲料の製造方法。

請求項8

前記拡張規模活性液体培養物の640 nmにおけるODが、前記拡張規模活性液体培養の終了時に約0.150〜0.200である、請求項1に記載の発酵液の製造方法。

請求項9

前記大規模液体培養が、約4.8〜5.2の開始pH下、約0.5 v/v/mの通気速度、約28℃〜30℃で行われる、請求項1に記載の発酵飲料の製造方法。

請求項10

前記大規模活性液体培養物の640 nmにおけるODが、前記大規模活性液体培養の終了時に約0.10〜0.13である、請求項1に記載の発酵液の製造方法。

請求項11

前記拡張規模活性液体培養及び前記大規模液体培養がそれぞれ、茶抽出物を含有する液体培地中で行われる、請求項1に記載の発酵飲料の製造方法。

請求項12

前記液体培地が、さらに、クコ(Lycium Chinese Mill)、オウギ(Radix Astragali)、チョウセンニンジン又はホーソーンベリーから製造されるハーブ成分を含む、請求項8に記載の発酵飲料の製造方法。

請求項13

前記拡張規模活性液体培養及び前記大規模液体培養がそれぞれ、クコ、オウギ、チョウセンニンジン又はホーソーンベリーから製造されるハーブ成分を含有する液体培地中で行われる、請求項1に記載の発酵飲料の製造方法。

請求項14

前記拡張規模活性液体培養及び前記大規模液体培養それぞれの培地糖源が、培養液の最大約10%の容積百分率であり、前記糖源が、グルコース砂糖ハチミツ、必要に応じて果実である、請求項1に記載の発酵飲料の製造方法。

請求項15

さらに、ろ過によって前記発酵液から細菌株を除去することを含む、請求項1に記載の発酵飲料の製造方法。

請求項16

さらに、必要に応じて前記発酵液の酸度風味及び食感を調整して発酵飲料を製造することを含む、請求項15に記載の発酵飲料の製造方法。

請求項17

請求項1に記載の方法によって製造される発酵液。

請求項18

請求項13に記載の方法によって製造される強壮飲料

請求項19

さらに、前記発酵液を乾燥して乾燥物を製造することを含む、請求項1に記載の発酵飲料の製造方法。

請求項20

請求項19に記載の方法によって製造される乾燥物を含む栄養補助食品

技術分野

0001

技術分野
本発明は発酵液の製造方法に関し、具体的には、発酵飲料を製造するための活性液体培養に基づく方法に関する。

背景技術

0002

背景技術
紅茶キノコ(Kombucha)は、黄琥珀色と軟らかい酸のサイダー味を有する液体飲料である。紅茶キノコは、いわゆる紅茶キノコの「キノコ(mushroom)」による含有液発酵して調製される。「紅茶キノコ(Kombucha)」という用語は、種々の培養物及び言語のcomboucha、cajnyj kvas(ロシア語)、Kvass、Combuchagetrank(ドイツ語)、Kargasoktee(ドイツ語)、komboecha-drank(オランダ語)、Kombuchakwass(ドイツ語)、tea-beer(ティービール)及びtea-cider(ティーサイダー)(英語)と同義である。紅茶キノコは、抗菌性、及びグルコン酸ビタミンB1、B2、B3、B6、B12、葉酸及び乳酸D(+)を含む栄養素を有すると考えられている。紅茶キノコの健康上の利点は、東アジア、東ヨーロッパ及びロシアの人々の間で知られており、高く評価されている。紅茶キノコは、アジア及びロシアにおいて治療効果について試験されており、自然治療手段として用いられている。近年、紅茶キノコは米国で人気となり、市販されている紅茶キノコ飲料は世界各国にわたって広く流通している。

0003

紅茶キノコの「キノコ」とは、主に、酵母酢酸菌属(acetobacter)、グルコノバクター属(gluconobacter)、そして時に少量の乳酸菌ラクトバチルス・ブルガリカム(Lactobacillus bulgaricum)からなる、共生キノコ状セルロース体を意味する。紅茶キノコから単離されている細菌としては、アセトバクターキシリナム(Acetobacter xylinum)、アセトバクター・キシリノイデス(Acetobacter xylinoides)、バクテリウム・グルコカム(Bacterium gluconicum)、アセトバクター・ケトゲナム(Acetobacter ketogenum)、アセトバクター・サブオキシダンス(Acetobacter suboxydans)、グルコノバクター・リケファエンス(Gluconobacter liquefaciens)、アセトバクター・アセチ(Acetobacter aceti)、及びアセトバクター・パスツリアヌス(Acetobacter patleurianus)が挙げられ、これらのうち、アセトバクター・キシリナムが最も重要である。さらに、紅茶キノコから単離されている酵母としては、サッカロミセスセレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、サッカロミセス・インコンスピカス(Saccharomyces inconspicus)、サッカロミセス・ルドウィギイ(Saccharomycodes ludwigii)、シゾサッカロミセス・ポンベ(Schizosaccharomyces pombe)、カンジダトロカンス(Candida tropicans)、カンジダ・クルゼイ(Candida crusei)、デバリマイセス・ハンセニ(Debaryomyces hansenii)、ブレタノマイセス属(Brettanyomyces)、クロケラ属(Kloeckera)、及びチゴサッカロミセスバイリー(Zygosaccharomyces bailii)が挙げられる。

0004

紅茶キノコ製造における従来の発酵プロセス時に、酸菌及び酵母の1菌株以上が発酵液中共生関係形成する。発酵の初期段階において、酵母は糖をグルコース及びフルクトースに分解し、さらに、これらをエタノールに発酵し、グルコース及びフルクトースは培養物中の酢酸菌属に供給され、酢酸菌属が大量に増殖する。その後、酢酸菌属はグルコース及びフルクトースをグルコン酸及び酢酸酸化し、また、エタノールを酢酸に酸化する。いくつかの研究には、酵母が産生するエタノールによって酢酸菌属の増殖が刺激され、更に多くの酢酸セルロース膜及び酢酸が生成し、そして、酢酸によって酵母のエタノール産生を刺激することが示されている。酢酸及びエタノールの存在によって、酢酸菌属及び酵母は他の微生物による感染から保護される。また、酢酸菌属が産生する酢酸セルロース膜は、発酵液の上部にキノコ状体浮遊物を形成し、発酵に必要な空気及び酸素へ十分に接触するように酵母及び細菌を物理的に支援する。

発明が解決しようとする課題

0005

紅茶キノコを製造する従来の発酵プロセスは、培養物中の酵母と細菌との組合せによって異なるため、紅茶キノコの味、品質及び内容はバッチごとに異なる。製品の品質の不一致によって、紅茶キノコの産業規模生産が妨げられている。さらに、酵母と細菌との組み合わせを用いることによる従来の発酵プロセスは、通常、約7日から2週間を要し、これによって、大規模生産が更に困難になる。発酵プロセス時に紅茶キノコのキノコが生成し、更なる培養物を生成するのに再利用されるが、結局のところ、数か月以内に同じ風味及び品質の発酵飲料を製造することができず、新たな培養物を常に補充する必要がある。さらに、紅茶キノコには酢酸又はアルコールの強い風味が生じ、これによって、紅茶キノコを飲むこと及びその利点を享受することをためらう消費者も存在する。

課題を解決するための手段

0006

発明の開示
本発明は、発酵液の製造方法を提供する。本発明の方法によって、発酵液飲料に、常に優れた風味と有益な効果が提供される。本発明の方法は、安全、迅速かつ効率的であり、大規模産業生産に適している。

0007

本発明による発酵液の製造方法は、適切な細菌株コロニーを分離及び選択することと、コロニーの生存培養物を含有するシード液(seed liquid)を調製することと、大規模液体培養によりシード液を培養して発酵液を得ることと、を含む。適切な細菌株は、酢酸菌属又はグルコノバクター属内の種である。シード液は、固体培地の斜面にコロニーを培養し、続いて、多段階活性液体培養を行うことによって調製される。多段階活性液体培養には、小規模活性液体培養の初期段階、及び少なくとも1つの拡張規模活性液体培養がある。初期小規模活性液体培養と拡張規模活性液体培養の双方はそれぞれ、連続通気及び混合とともに好気的条件下で約18時間〜約24時間行われる。豊かな芳香性フルーティー味と匂いに基づいて、拡張規模活性液体培養物からシード液が選択され、培養時間の終了時までに培養物のpH値は約2.5〜2.8に低下する。さらに、拡張規模活性液体培養の終了時において、OD640は約0.15〜0.20であり得る。大規模液体培養は、連続通気及び混合とともに好気的条件下で約30時間未満行われ、培養時間終了時のpH値は約2.6〜2.8である。さらに、大規模液体培養の終了時において、発酵液のOD640は約0.10〜0.13に達する。

0008

本発明による発酵液の製造方法において、適切な細菌株は、水平培養プレートにおいて約28℃〜約30℃で約48〜72時間培養及び選択され、また、培養物のpHは、コロニーを増殖させ選択するために約6.0〜6.5である。

0009

本発明による発酵液の製造方法は、さらに、コロニーを選択する前に、固体培地上で保存された細菌株を活性化することを含み得る。固体培地はビタミンB群を含有し、約6.0〜6.5の開始pH下で、約28℃〜30℃で約24〜48時間、斜面で実行される。

0010

本発明による発酵液の製造方法において、コロニーの斜面培養は、ビタミンB群を含有する固体培地上で、約6.0〜6.5のpH下、約28℃〜30℃で約48時間行われる。

0011

本発明による発酵液の製造方法において、シード液を調製する多段階活性液体培養は、小規模活性液体培養の初期段階、及び少なくとも1つの拡張規模活性液体培養を連続して順に含む。小規模活性液体培養の初期段階は、約6.0〜6.5のpH下、約28℃〜30℃で、小規模容器内で行われ、また、拡張規模活性液体培養は、約4.8〜5.2のpH下、約28℃〜30℃の温度で、茶抽出物を含有する液体培地において、中規模シード液調製槽内で行われる。

0012

本発明による発酵液の製造方法において、培養物の容積は、拡張規模活性液体培養のそれぞれの段階で約20倍多くなる。

0013

本発明による発酵液の製造方法において、大規模液体培養は、約4.8〜5.2の開始pH下、約0.5 v/v/mの通気速度、約28〜30℃で行われる。

0014

本発明による発酵液の製造方法において、拡張規模活性液体培養及び大規模液体培養はそれぞれ、茶抽出物を含有する液体培地中で行われ、さらに、クコ(Wolfberry) (Lycium Chinese Mill)、オウギ(Radix Astragali)、チョウセンニンジン又はホーソーンベリー(Hawthorn berry)から製造されるハーブ成分を含み得る。本発明による発酵液の製造方法において、拡張規模活性液体培養及び大規模液体培養はそれぞれ、クコ、オウギ、チョウセンニンジン又はホーソーンベリーから製造されるハーブ成分を含有する液体培地中で行うこともできる。

0015

本発明による発酵液の製造方法において、拡張規模活性液体培養及び大規模液体培養それぞれの培地糖源は、培養液の最大約10%の容積百分率であり、糖源は、グルコース、砂糖ハチミツ、必要に応じて果実である。

0016

本発明による発酵飲料の製造方法は、さらに、ろ過によって発酵液から細菌株を除去する工程を含み得る。

0017

本発明による発酵飲料の製造方法は、さらに、必要に応じて発酵液の酸度、風味及び食感を調整して発酵飲料を製造する工程を含み得る。

0018

また、本発明は、方法によって製造される発酵液及び強壮飲料を提供する。

0019

本発明の方法は、さらに、発酵液を乾燥して乾燥物を製造する工程を含み得る。さらに、本発明は、方法によって製造される乾燥物を含む栄養補助食品を提供する。

図面の簡単な説明

0020

本発明による活性発酵プロセスの一実施形態、並びに発酵前及び発酵後調製及び製造を含む、発酵飲料の全体的な製造工程を示すフローチャートである。

0021

本発明によるシード液の製造における保存細菌株及びコロニーの保存及び活性化を示すフローチャートである。

0022

本発明のプロセスは、特有深層発酵プロセスである「活性発酵」又は「活性培養」プロセスと呼ばれ、細菌株は、最終発酵液製品の品質及び一貫性保証するように、フラスコ回転床シード槽及び発酵槽内の段階的な拡張培養プロセスを通して慎重に選択及びスクリーニングされる。活性発酵プロセス時に、微生物の菌体は、液体培地中の溶解栄養素を十分に利用及び使用できるように、連続通気及び混合によって液体培地中に均一に分布する。液体培養物全体は、液体上部にキノコ状セルロース体浮遊物のある紅茶キノコを製造する従来の静的プロセスとは対照的に、十分な熱伝導率を有する均質な液体培養物である。本発明において、すべての菌体は合成及び代謝に十分に関与するため、発酵の速度は紅茶キノコの従来の製造方法よりも速く効率的である。本発明の発酵プロセス時に、液体の上部には紅茶キノコのキノコは形成されず、培養液全体は、液体を製造するために、常に撹拌及び通気される。

0023

発酵容器は、他の細菌からの汚染を最小限にするように密封され得る。さらに、プロセスは操作及び管理が容易であり、また、プロセスは連続的に行うことができる。シード液が適切に選択及び調製されると、大規模発酵プロセスは30時間しかかからない。発酵液は、終了時に、大量の生存培養細菌を含有し、青リンゴのような豊かな風味及び酵素活性を維持する。

0024

図1に示されているように、適切な細菌株から発酵プロセスは開始する。本発明に用いる適切な細菌株は、酢酸菌属又はグルコノバクター属の単一種に属する。特定の種としては、主に、アセトバクター・アセチ、アセトバクター・キシリナム、グルコノバクター・オキシダンス(Gluconobacter oxydans)、及びグルコノバクター・セリナス(Gluconobacter cerinus)、並びに2つの属内の他の種が挙げられる。適切な細菌株はあらかじめ選択されるか、分離されるか、培養されるか又は処理される。選択された細菌株は、栄養価が高く風味豊かな発酵飲料を製造するために、短い発酵サイクル及び豊富代謝産物という特性を有する必要があることが好ましい。適切な細菌株は、発酵プロセスの起点として選択されることが非常に重要である。酢酸菌属及びグルコノバクター属内の単一種からのものが通常である、理想的な細菌株が選択されると、発酵培養の増殖条件を調整及び最適化して一貫性のある風味及び味を有する製品を達成することは容易である。

0025

細菌株の保存は、当技術分野において知られている。砂若しくは粘土中の保存、斜面培地上でのパラフィン密封、又はグリセリン中の保存を含む、従来の方法が用いられている。また、現代の技術的手法としては、真空凍結乾燥、及び液体窒素低温保存が挙げられる。細菌株は、−20℃で真空凍結乾燥により保存されることが好ましく、これは約4〜5年間続けることができる。図2に示されているように、製造に用いる細菌株は、パラフィン及びグリセリンによって密封し、2〜3年間維持することができるが、作業所での製造及び研究所での使用における細菌株は、4℃で2〜3か月間、斜面培養で維持することができる。

0026

図1に示されているように、必要に応じて、冷凍庫内で保存している細菌株を活性化してもよい。細菌株は、固体培地の斜面で培養される。固体培地はビタミンB群を含有し、培養は、約6.0〜6.5の開始pH下、約28℃〜30℃の温度で約24〜48時間行われる。

0027

次に、活性化された細菌株又は他の供給源の細菌株を、約6.0〜6.5のpH下、約28℃〜30℃の温度で約48〜72時間、水平プレート上で培養することによって、コロニーがこれらの細菌株から選択される。固体培地上で増殖するコロニーが更なる調製に選択される。それぞれのコロニーは、通常、酢酸菌属及びグルコノバクター属の単一種、時に2種以上の細菌株を含有する。

0028

発酵飲料の製造方法は、多段階活性液体培養においてシード液を調製する前に、固体培地の斜面において水平プレート培養物から選択されたコロニーを培養することを含み得る。斜面は、数世代にわたって細菌株を保存し増殖させる主な手段である。斜面の培養は、産業生産のためにシード液を調製する起点と考えることができる。培養は、種々の大きさの試験管又はフラスコの斜面で行うことができる。最適な増殖及び産業生産のために、約24〜48時間培養した新しい細菌株が用いられることが好ましい一方で、斜面に存在する古い細菌株を回避する必要がある。斜面における培養は、約6.0〜6.5のpH下、約28℃〜30℃の温度で約48時間、ビタミンB群を含有する固体培地上で行われる。

0029

その後、斜面の細菌培養物を斜面から滅菌水によって洗い流し、適切な培養フラスコ内の液体培養物へ加え、そして、活性液体培養の回転床に約1〜5%の接種量で載せる。フラスコは100 mlの液体培地を収容し、適切な細菌株を含有する1%の容積百分率の滅菌水を初期培養物に加えることが好ましい。培養温度は約28℃〜約30℃であり、そして、回転床の速度は、約6.0〜約6.5のpH下で、約24時間、約180〜210 rpmに設定されることが好ましい。

0030

次に、多段階活性液体発酵によって、大規模産業生産に適したシード液が調製される。それぞれの多段階活性液体培養物は、先の培養物から多くなった液体培養物容積を有し、それぞれの培養物は、先の活性液体培養物から、細菌株を含有する液体培養物を約1%〜10%用いる。初期小規模液体培養では、接種量は、先の液体培養物からの約1%〜5%の液体培養物であることが好ましく、1%がより好ましい。次の拡張規模液体培養及び大規模液体培養では、生存培養物が次の培養において約20倍多くなるように、先の液体培養物からの約5%の液体培養物を次の培養に用いることが好ましい。多段階活性液体培養はそれぞれ、連続通気及び混合とともに、好気的条件下で約24時間以下の時間、制御される。

0031

多段階活性液体培養においては、さらに、同じ培養条件下で連続的に行われる1つ以上の液体培養を含んでいてもよく、それぞれの液体培養は、直前の培養よりも多くなった培養物容積により行われる。例えば、第1の液体培養は、シード槽内の50 ml〜100 mlの液体培地中で行われ、第2の液体培養は500 ml〜1000 mlのシード槽で行われる。両方の培養は、約4.8〜5.2のpH下で、約28℃〜30℃の温度で約18時間〜24時間行われる。

0032

拡張規模活性液体培養は、大規模活性発酵において効果的なシード液を選択及び調製するのに重要な中規模シード液調製槽内で行われる。従来から医薬品、食品及び酵素産業において用いられている発酵槽を目的上用いることができる。現代の発酵槽は、製品の生産性及び品質を向上させる自動制御及び連続発酵装置装備されていることが多い。拡張規模活性液体培養は、同じ培養条件下で連続的に実行される1つ以上の液体培養を含み、それぞれの液体培養は、直前の培養よりも多くなった培養物容積により行われる。培養は、約4.8〜5.2のpH下、約28℃〜30℃の温度で、茶抽出物を含有する液体培地中で行われる。シード液を調製する段階では、茶抽出物が液体培養物に加えられ、得られる液体の風味と色に基づいて、有効な細菌培養物が選択される。

0033

連続的な活性液体培養及び選択によって、本発明は、約24〜30時間以内に豊かな風味と栄養上の利点を有する発酵が可能な単一種から、最も効果的な細菌株の細菌コロニーをスクリーニングするのに効果的な方法を提供する。大規模生産のために、有効なシード液を調製することによって適切な細菌株を選択することは、重要である。シード液には他の汚染細菌を含有していてはならないが、選択された菌株を含有している必要があり、また、シード液は高い発酵効率を有し、薄く黄色がかった色をしており、半透明であり、そして、豊かな果実風味と匂いを有する。拡張規模活性液体培養の終了時から、シード液が調製され利用される。拡張規模活性液体培養物の640 nmにおける吸光度(OD)は約0.15〜0.20に達し、pHは培養時間の終了時までに約2.5〜2.8の範囲に低下することが好ましい。十分に調製されたシード液は、拡張規模培養の終了時までに豊かな果実風味と匂いを有する。

0034

液体培養物中の細菌濃度指標としてのODを試験する原理及びプロトコルは、当技術分野において知られている。本発明において、ODは、420〜660 nmの波長に設定することができる分光光度計によって試験される。試験する波長は標準化される必要があり、また、試験される物質に対して特異的に調整される必要があり得る。種々の細菌株は、同じ極大吸収波長を有していなくてもよい。本発明の実施形態の一つでは、本発明においてODを試験するのに640 nmの波長が用いられる。

0035

その後、大規模発酵は、連続通気及び混合とともに好気的条件下で行われ、発酵時間は、約30時間未満、好ましくは約24時間に制御される。液体培養物に加えられるシード液は、大規模発酵液体培養物の全容積の約3%〜10%の容積百分率、好ましくは約5%の容積百分率である。大規模発酵は、茶抽出物を含有する液体培地中で行われ、培養温度は約28〜30℃であり、通気速度は約0.5 v/v/mであり、また、液体培養物の開始pHは約4.8〜5.2である。大規模発酵の終了時に、発酵液は、約2.6〜2.8のpH、及びOD640において約0.10〜0.13の細菌濁度に達する。大規模培養の終了時に、発酵液は、シード液の豊かなフルーティー風味と匂いを保持する。

0036

さらに、大規模発酵は、多段階により行ってもよい。例えば、大規模発酵は2段階により行ってもよく、第1段階が1トンの発酵槽内で行われ、第2段階が20トンの発酵槽内で行われる。

0037

本発明による発酵飲料の製造方法において、発酵飲料の製造に用いる茶は、あらゆる種類及びあらゆる由来の茶、具体的には、チャ(Camellia sinensis)、シネンシス(sinensis)種又はアッサム(assamica)種とすることができる。緑茶半発酵茶、紅茶、スモークブラックティー(smoked black tea)、黄茶、ダークティー(dark tea)、白茶、植物又は果実のハーブティー、煎じ液は、発酵飲料の製造のベースとして用いることができる。茶抽出物は、緑茶及び水によって調製され得ることが好ましい。発酵液体培養物中に細菌が増殖及び成長している場合、茶抽出物は、糖及び他の炭素源によって供給することができない細菌の増殖を促進する微量の無機質及び栄養素の利点をもたらす。茶抽出物の添加は、細菌の最適な増殖に必要である。茶抽出物は約1gの茶:25 mlの水の比率で従来から用いられている産業装置により製造され、水中で2回浸漬され、そして、最終比率が約1gの茶:50 mlの水となるように、両溶液が混合される。茶の品質について厳格要件はなく、品質の良くない茶を用いてもよい。緑茶を用いることが好ましい。シード発酵槽内で用いる茶抽出物の量は多く、100Lの液体培養物ごとに25Lの茶抽出物(約500gの乾燥茶抽出物)が用いられ、大規模発酵槽では、100Lの液体培養物ごとに10Lの茶抽出物(約200gの乾燥茶抽出物)が用いられる。

0038

または、強壮飲料を製造するために、クコ、オウギ、チョウセンニンジン、ホーソーンベリーなどの漢方医学において一般的なハーブの成分を茶抽出物に添加するか又は茶抽出物をこれらの成分に代えてもよい。これらのハーブは、一般的に知られている水抽出溶媒又は乾燥ハーブの形態で加えられる。

0039

培養物には、細菌が増殖するための主食として、糖源を供給する必要がある。グルコース、砂糖又は蜂蜜を含む既知の糖源を培養物に含めることができる。さらに、糖源を供給するのに種々の果実を加えることができる。培養液中の糖含量は、最大約10%の容積百分率である。

0040

さらに、発酵飲料の製造方法は、ろ過によって発酵液から細菌株を除去する工程を含み得る。発酵液が大量の細菌コロニーを含有するため、これらのコロニーは、人体に有益なタンパク質を豊富に含有する。ただし、発酵飲料を安定的かつ安全に保存し続けるために、製造後発酵を停止し、飲料の酸度を安定させる必要がある。このため、保存酵素活性及び風味を1年間維持することができるように、発酵飲料から細菌が除去される。低温下でのろ過によって発酵飲料から細菌を除去することが好ましい。例えば、プレフィルタとして、クーノー(Cuno)社のZeta Plus Sシリーズフィルタが用いられ、細菌を含まない発酵飲料を得るための二次ろ過には、0.5μのZetaporERろ過膜が用いられる。発酵飲料をろ過して細菌を除去した後、発酵飲料は、非常に薄く半透明の黄色がかった琥珀色をしており、新鮮な青リンゴのような匂いがする。

0041

必要に応じて、本発明の発酵飲料の製造方法では、更に風味豊かな発酵飲料を製造するように、発酵液の酸度、風味及び食感を調整してもよい。発酵プロセスは、微生物の増殖及び代謝によって異なる。発酵飲料の製造において、製造パラメータの厳密な制御にかかわらず、一定内容の化学的混合飲料とは対照的に、製品にバリエーションを持たせてもよい。一貫性のある飲料製品とするように、発酵飲料を混合し、風味、食感及び酸度を調整してもよい。種々のバッチ又は発酵槽からの飲料製品を混合してもよく、甘味、酸度、濃度及び風味を、さらに、消費者の好みに応じて調整してもよい。酸度をわずか2%の希釈微調整し、飲料の微妙な風味及び芳香を維持してもよい。強い風味が所望される場合、特定の天然着香添加物、例えば天然イチゴ着香料を加え、消費者を楽しませることができる。たとえ、最終飲料製品を混合及び調整するのにどのような手段が取られようとも、人工的な成分の混合に完全に依存する、ほとんどの市販飲料とは異なり、製品は常に天然醸造発酵飲料をベースとする。さらに、発酵飲料は、ワインのように熟成することができる。長時間経過後、発酵飲料は更に豊かな風味を獲得し、更に高い品質及び味を有し得る。

0042

本発明は、さらに、本発明の方法によって製造される発酵液、シード液及び発酵飲料を提供する。発酵飲料を乾燥して乾燥物質を製造し、種々の栄養補助食品に添加するか又は用いることができる。本発明の方法によって調製される発酵飲料において、味、風味及び栄養価は、現在の市場入手可能ないかなる飲料よりも優れている。発酵及び増殖プロセスにおいて、微生物は、アミノ酸ビタミン有機酸及び酵素を含む、大量の代謝産物を産生し、これらは人体に有益であるのと同時に、豊かな風味と味を保持する。

0043

本発明を、さらに、次の実施例により説明する。この実施例は本発明の範囲を限定せず、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなく、実施例を変更することができる。

0044

実施例1.細菌株の活性化
出発細菌株、又は冷蔵庫若しくは凍結乾燥により保存されている細菌株を、単一コロニーの更なる培養及び選択の前に、活性化する必要がある。加熱した状態の大型容器内で、6.0〜6.5の自然なpHにおいて、1000 mlの水に20.0gのグルコース、10.0gの酵母粉末、3.0gの牛肉エキス、10.0gのCaCO3、20 mgのビタミンB群混合物、及び20.0gの寒天を溶解し、4 ml〜5 mlの溶液を25 mlの小型試験管にそれぞれ注入し、綿シールにより試験管を密封し、120℃で30分間低温殺菌し、固体培地の斜面が上部に形成されるように、角度をつけて試験管を置き加熱することによって、固体培地の斜面を調製する。接種ループによって斜面に細菌株を接種し、28℃〜30℃で24〜48時間、恒温培養器(thermo-incubator)で培養する。

0045

実施例2.単一コロニーの浄化及び選択
大型容器内で、6.0〜6.5の自然なpHにおいて、1000 mlの水に20.0gのグルコース、10.0gの酵母粉末、3.0gの牛肉エキス、10.0gのCaCO3、20 mgのビタミンB群混合物、及び20.0gの寒天を溶解し、200 mlの溶液を500 mlのフラスコにそれぞれ注入し、綿シールによりフラスコを密封し、30分間低温殺菌し、低温殺菌された溶液を50℃〜60℃に冷却し、20 mlの溶液を、9 cmの径の水平プレートにそれぞれ注入し、冷却し、固体水平プレート培地を形成することによって、固体培地の水平面を調製する。

0046

次に、接種用ループによって、実施例1の活性化された細菌培養物から2、3の細菌コロニーを取り、分離された線を引くことによって水平プレート上に接種する。水平プレートを、インキュベータにおいて28℃〜30℃で48〜72時間培養する。単一コロニーを固体培養物で増殖させ、更なる調製のために選択する。

0047

実施例3.単一コロニーの斜面培養
実施例2の生存培養物の単一コロニーを、さらに、斜面で培養する。接種用ループによって、水平プレート上で増殖した単一コロニーを選択し、実施例1のとおりに調製した斜面に接種する。大きな透明の円を有する単一コロニーは健全なコロニーであり、好ましい。細菌が増殖し、酸を産生すると、酸は培地中のCaCO3と反応し、CaCO3の量が減少すると、コロニーの周囲に透明な円が形成し、これは健全な増殖を示す。

0048

それぞれの単一コロニーを2〜3つの斜面培養物に接種し、試験管を、インキュベータにおいて28℃〜30℃で約48時間培養する。汚染がなく十分に増殖した単一コロニーを、更なる調製のために冷蔵庫内で保存する。

0049

実施例4.多段階回転床液体培養
容器内で、6.0〜6.5の自然なpHにおいて、1000 mlの水に20.0gのグルコース、10.0gの酵母粉末、3.0gの牛肉エキス、1.0gのKH2PO3を溶解し、100 mlの溶液を500 mlの三角フラスコにそれぞれ注入し、綿シールによりフラスコを密封し、120℃で30分間低温殺菌することによって、液体培地を調製する。冷却時に液体培地が調製される。実施例3による斜面培養物の細菌コロニーを5 mlの滅菌水によって洗浄し、500 mlの三角フラスコ内の100 mlの液体培地に接種する。培養を、180 rpm〜210 rpmの回転速度の回転床において、28℃〜30℃で約24時間行う。

0050

次に、500 mlの三角フラスコ内の先の培養物からの1%液体培養物を、1000 mlの三角フラスコ内の200 mlの液体培地に接種する。培地は、割合及び容積が多くなったことを除き、上で調製されたものと同じである。培養を、180 rpm〜210 rpmの回転速度の回転床において、28℃〜30℃で約24時間行い、シード液を調製するのに適した生存培養物を得る。

0051

実施例5.シード槽液体培養発酵
オートクレーブ滅菌発酵槽内で75 kgの滅菌水に3.0 kgのグルコース及び6.0 kgの砂糖を溶解することによって、液体培地を調製する。槽を100℃に加熱し、15分間その温度で維持する。温度を下げたら、25 kgの茶抽出物及び900 mlの食品用エタノールを槽に加える。次いで、実施例4による1%の容積百分率の生存液体培養物を槽に加える。NaOHを加えて、液体培養物のpH値を5.0±0.2に調整する。培養を、57 rpmの回転速度の回転床において、28℃〜30℃で約18〜24時間行う。培養を通気下で行い、1分当たりの通気速度は、約0.5風量/培養物容積/分(v/v/m)である。この段階の終了時において、細菌の濁度OD値は約0.150〜0.200であり、pH値は約2.5〜2.8に低下し、果実風味及び豊かな味を味わうことができる。その後、シード液の準備が完了する。

実施例

0052

実施例6.大規模発酵培養
オートクレーブ滅菌発酵槽内で80 kgの滅菌水に1.0 kgのグルコース及び11.0 kgの砂糖を溶解することによって、液体培地を調製する。槽を100℃に加熱し、15分間その温度で維持する。温度を下げたら、10 kgの茶抽出物及び450 mlの食品用エタノールを槽に加える。次いで、実施例5による5%の容積百分率のシード液を加える。NaOHを加えて、液体培養物のpH値を5.0に調整する。培養を、撹拌しながら、28℃〜30℃で24時間行う。培養を通気下で行い、1分当たりの通気速度は、約0.5 v/v/mである。発酵の終了時において、細菌の濁度OD640におけるOD値は、約0.10〜0.13であり、pH値は約2.6〜2.8に低下し、薄く黄色がかった半透明の色とともに、果実風味及び豊かな味を味わうことができる。発酵液飲料が調製される。

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