(57)【要約】【課題】原料の培養を良好に行うため、培養基質表面の均し方法の改善と、培養基質の品温上昇及び品温むらを防止又は低減する。【解決手段】回転円盤固体培養装置における培養基質を培養に際し、(１)培養基質の盛込後、手入機を前記培養基質の表面へ若干接触又は進入する程度の高さに位置させて回転床を回転し、培養基質の表面を平らに均す、(２)手入機の昇降位置を検知して、該手入機の昇降に合わせて培養装置内への送風量を可変する、(３)堆積層40cm以上の培養基質の手入時間を30分以内に終える培養方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転円盤固体培養装置における培養基質の培養に際し、培養基質の盛込後、手入機を前記培養基質の表面へ若干接触又は進入する程度の高さに位置させて回転床を回転し、培養基質の表面を平らに均すことを特徴とする培養基質の培養方法。
【請求項２】
回転円盤固体培養装置における培養基質の培養に際し、前記装置の手入機の昇降位置を検知して、該手入機の昇降に合わせて培養装置内への送風量を可変することを特徴とする培養基質の培養方法。
【請求項３】
回転円盤固体培養装置における培養基質の培養に際し、堆積層40cm以上の培養基質の手入時間を30分以内に終えるようにしたことを特徴とする培養基質の培養方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、醤油、味噌、清酒等の醸造食品製造における麹、酵素、菌体等の培養基質を培養する回転円盤固体培養装置における培養方法、特に手入工程に係る改良に関する。
【０００２】
なお、本発明において「手入工程」とは、手入機の作動開始から終了までの工程を言い、「手入時間」とは手入機が培養基質に進入し始めてから完全に退出するまでの時間を言う。また、培養基質とは回転床に敷き詰めた原料を指し、堆積層とは前記培養基質の厚みを指す。
【背景技術】
【０００３】
回転円盤固体培養装置の培養工程において、従来の手入工程は、各種条件によっても異なるが、数〜30cm厚の培養基質に対し、微風又は無風状態で手入機を作動させて、通常40〜60分を要するのが一般的である。また、盛込後に必要となる培養基質表面の均しは、手作業又は盛込・排出スクリュー等による機械作業に依っているが、場合によっては均しを行わないこともあった。
【０００４】
【特許文献１】なし
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
培養基質の品温や固体培養装置内の温度、湿度等を調整するための回転床への送風は、手入工程中、手入機によって撹拌される培養基質の飛散等の問題を回避するため、控えるか止めなければならない。また、培養基質は、堆積層が厚くなるほど発熱量が大きくなるから、手入工程中の培養基質の品温上昇を防ぎ、品温むらを防止するためには、培養基質の堆積層を薄くせざるを得なかった。
【０００６】
盛込後に培養基質表面に生じる偏りは、堆積層が厚くなればなるほど大きくなり、培養基質の均等性を阻害し、品温上昇や品温むらの原因となる。培養基質表面を均すのは、培養基質の均等性を実現するためのものであるが、従来の盛込・排出スクリューによる均し方法では、時間が掛かる割に均一に均すことができないし、盛込・排出スクリューは培養基質を押さえ付けて均すので、培養基質には部分的な粗密ができてしまい、品温上昇、品温むらが少なからず発生して、原料の品質を低下させていたのである。
【０００７】
そこで、原料の培養を良好に行うため、特に手入工程について考察し、培養基質表面の均し方法の改善と、培養基質の品温上昇及び品温むらを防止又は低減することとを目的として、培養方法について検討することとした。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
検討の結果開発したものが、醤油、味噌、清酒等の醸造食品を製造する麹、酵素、菌体等の回転円盤固体培養装置における培養に際し、(１)培養基質の盛込後、手入機を前記培養基質の表面へ若干接触又は進入する程度の高さに位置させて回転床を回転し、培養基質の表面を平らに均すこと、手入工程時には、(２)手入機の昇降位置を検知して、該手入機の昇降に合わせて培養装置内への送風量を可変すること、又は(３)堆積層40cm以上の培養基質の手入時間を30分以内に終えることを特徴とする培養基質の培養方法である。
【０００９】
(１)について、手入機は、予め定めたシーケンス若しくは盛込後の培養基質の表面の状態に従って自動で、又は作業者が手入機を操作して行なってもよい。手入機を位置させる高さは、培養基質や使用する手入機に合わせて決定する。なお、手入工程における回転床の回転回数は通常１回転でよいが、この回数に限定されるものではない。
【００１０】
(２)について、手入機の下降時は、堆積層の中程までは通常の風量で、以下において徐々に風量を落とし、手入機の下降端で手入時風量として手入を行い、手入機の上昇時は、堆積層の中程まで徐々に風量を増加させ、以上において培養時風量に戻すような制御をする。
【００１１】
(３)について、回転床の回転速度を、30分以内に手入工程が終わるように速め、併せて手入機の回転も速くするようにする。
【００１２】
本発明の培養基質の培養方法は、手入機を用いて均し、手入中の培養装置内への送風量を可変することで良好な培養状態を実現し、40cm以上の堆積層を有する培養基質を30分以内で手入することにより、大量の培養基質を、品質の低下を招くことなく、培養することができる。
【００１３】
手入機による均しは、培養基質表面のみを上方から均すことによって、高い均一性を実現する。また、強い送風ができない手入中を除き、手入機の昇降位置に合わせて送風量を可変することで、手入時における培養基質の温度上昇を抑制することができる。両者は、温度上昇を抑制し、通風むら、品温むらをなくした、より良い培養状態の実現に寄与する。
【００１４】
また、堆積層を40cm以上にしても手入時間を30分以内に終えるようにすれば、培養基質が温度上昇による品質低下を招くことがなくなり、品質のばらつきを抑えた、安定した培養が可能となる。例えば醤油麹の場合、品温が40℃を超えると麹菌の増殖は難しく、逆に雑菌の繁殖がしやすくなるので、品温の上限値を40℃にしなければならず、また麹基質は堆積層の厚みと手入時間に比例して品温にばらつきが生ずるので、設定品温は品温の上限値とばらつきとを考慮し、一定の温度幅を持たせて決定する。従来は手入時間が長く、堆積層が厚くなるほどに品温のばらつきが大きくなりやすかった(表１参照)ので、設定品温の幅が狭く、良好な培養をするには堆積層を薄くしなければならなかったが、本発明では手入時間を短くすることで品温のばらつきを小さくし、設定品温の幅にゆとりを持たせ、堆積層を厚くしても良好な培養ができるようにしたのである。本発明における30分という値は、現在用いられている回転円盤固体培養装置一般において、堆積層40cm以上で実用上限となる値であり、試験から算出したものである。
【００１５】
【表１】
2006238895.tif 000003
【発明の効果】
【００１６】
本発明の培養方法は、固体培養装置における培養基質の均しを均一に行い、かつ短時間の手入と悪影響の少ない送風とを実現することで、堆積層の厚い培養基質に対しても良好な培養が行えるようになり、培養原料の品質も低下させることがない。
【００１７】
均しに関しては、従来からある手入機を利用するものであり、特段の設備投資をする必要がなく、手入機の昇降位置を検知して培養装置への送風量を制御する手入方法においても比較的安価に設備を構成できるので、上記利点と相俟って、高い費用対効果が期待できる。また、固体培養装置の自動化を押し進め、効率よく作業を行うことができるようになるから、作業の効率化も図れるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図を参照しながら、本発明の実施例について説明する。図１は、盛込後の固体培養装置１において、本発明の培養方法のうち、手入機２による均しを行っている状態を表した断面図である。図１中、回転床３の左半分は未だ均しが行われていない培養基質４を表し、右半分は手入機２による均しが行われた培養基質５を表している。
【００１９】
本実施例は、ターナ式と呼ばれる手入機２を用いて培養基質４の表面の均しを行なっている。図１に見られるように、この手入機２は垂直の回転軸を有するスクリュー６を、回転床３の半径方向に複数基配列した構成のもので、通常は各スクリュー６を培養基質に進入させることで手入を行なう。本実施例では、スクリュー６の先端を培養基質４の表面から約10cm進入させるようにしている。
【００２０】
この手入機による均し方法は、培養基質４の盛込後、所定手順で手入機２を作動させるシーケンス制御でもよいし、また、盛込後の培養基質４の状態を適宜判断して作動させる自動制御又は手動制御によって手入機２を作動させてもよい。
【００２１】
【表２】
2006238895.tif 000004
【００２２】
表２は、従来の盛込・排出スクリューによる均しと本発明の手入機による均しとについて比較した試験結果の一覧である。それぞれ、醤油麹を直径14ｍの回転床へ堆積層60cm厚で40時間製麹した際における第一手入までの品温経過を、各回転床の外周、中周及び内周それぞれで測定している。なお、本発明による均しでは、手入機先端を麹基質表面から10cm程度進入させた。
【００２３】
表２から明らかなように、従来の均し方法では培養基質盛込後手入に至るまでに麹基質内での品温むらが大きくなるが、本発明の均し方法では品温むらが殆ど生じないことがわかる。これは、従来の均し方法では外見的には均一な均しに見えても、内部的には培養基質の粗密が生じ、均一ではないのに対し、本発明の均し方法では実際的に均一な均しが実現できたことを意味している。
【００２４】
図２〜図４は、手入機２の昇降位置をプログラマブルコントローラ７(以下、ＰＣと略する)に伝達し、手入機２の昇降及びスクリュー６の回転、回転床３の回転と送風機８の回転とを互いに連携させて制御して手入を行う固体培養装置の制御系統図である。本実施例では、制御を簡易にするため、培養基質５に対して手入機２が完全に退出した位置(図２)に対応する上段リミットスイッチ９(上スイッチと略する、以下同様)、培養基質５に対して手入機２が進入を始める又は退出を終える位置(図３)に対応する中スイッチ10、培養基質５に対して手入機２が完全に進入した位置(図４)に対応する下スイッチ11において、機械的な接触により手入機２の昇降位置を検知するようにしている。
【００２５】
制御対象となる手入機２の昇降及びスクリュー６の回転、回転床３の回転と送風機８の回転は相関関係を有し、培養基質の種類や堆積層の厚さによって値の組合せが異なる。そこで、本実施例では各スイッチ９,10,11からの検知信号をＰＣ７へ伝達し、このＰＣ７に予め入力した培養環境条件(前記培養基質の種類や堆積層の厚さ等)と合わせて各制御対象に対する制御信号を出し、それぞれのインバータを制御するようにしている。
【００２６】
各部の制御は次のように行う。手入機２が上スイッチ９により検知されているとき(図２)は、手入機２が上スイッチ９よりも上方に位置することを意味し、この状態では回転床３は回転せず、送風は通常どおり行われる。手入工程が始まれば、回転床３及び手入機のスクリュー６が回転を開始し、手入機２が下降して培養基質５へ進入を始める。中スイッチ10が手入機２を検知する(図３)と、送風機８の回転が低下し始め、送風が弱められる。回転床３及びスクリュー６の回転や送風量は、時系列に対して階段的に変化させて低下又は弱めてもよいし、中スイッチ10の検知後の経過時間に合わせて連続的に変化させて低下又は弱めてもよい(回転床の回転を徐々に速めて一定速に至る、送風量を減少させて最終的に微風又は無風にするなど)。
【００２７】
スクリュー６が完全に培養基質５へ進入する(図４)と手入機２の昇降位置を下スイッチ11が検知して、手入機２の下降を停止させ、回転床３の回転を定速とする。このとき、回転床３及びスクリュー６の回転を高速にすることで、比較的厚い堆積層の培養基質でも短時間で手入して、無風又は微風状態で行われる手入中の培養基質５の品温上昇を抑えることができる。このため、40cm以上の堆積層の培養基質に対しても良好な手入が行えるようになる。また、手入済面積に応じて送風量を増やせば、より良好な手入が実現できる。
【００２８】
手入中は微風又は無風状態にあるため、まだ手入を終えていない培養基質は、品温が上昇しやすい状態にある。特に、手入が最後に行われる培養基質、すなわち手入機の侵入位置から回転床が一回転して到達する培養基質の品温上昇は著しい。回転床の回転を早めて手入時間を短縮するのは、こうした品温が上昇できる許容時間を短縮する意味を持つのである。
【００２９】
例えば、直径12ｍの回転床において、醤油麹の培養を、堆積層厚30cm、手入時間40分である従来の方法で行った場合、手入が最後に行われる培養基質は、手入開始直後に33.5℃であったものが、手入直前には38.1℃に達する。ところが、堆積層厚50cm、手入時間40分とすると、同培養基質は、手入開始直後で35.2℃であり、手入直前には40.8℃に達してしまい、若干の異臭を発生させるほか、明らかな品質低下が確認された。これに対し、同様の醤油麹の培養を、堆積層厚50cm、手入時間25分にした本発明の方法で行った場合、手入が最後に行われる培養基質は、手入開始直後に35.5℃であったものが手入直前でも38.6℃にしか達せず、異臭の発生もなく、品質の低下も見られなかったのである。
【００３０】
回転床３が規定量の回転を終えるか、設定時間を経過すると、手入機２が上昇を始め、回転床３及びスクリュー６の回転が減少する。スクリュー６が培養基質５の中を上昇し、再び中スイッチ10が手入機２を検知すると(図３)、回転床３及びスクリュー６の回転が一定となり、送風が通常状態へ戻る。この場合も、手入機２の上昇開始からの経過時間に合わせて送風量を可変することもできる。
【００３１】
以上により、手入工程において、培養基質の飛散等の悪影響を与える割合を極力抑えながら、送風により、品温上昇を抑えることができ、また回転床の回転速度を速めることで手入時間を短縮できる結果、堆積層の厚い培養基質に対しても良好な手入を施すことができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の均し方法を実行している状態を表した固体培養装置の概略断面図である。
【図２】手入工程において、培養基質から完全に退出した手入機の昇降位置に応じ、手入機、回転床と送風機とを制御する固体培養装置の制御系統図である。
【図３】手入工程において、培養基質に進入し始めた手入機の昇降位置に応じて、手入機、回転床と送風機とを制御する固体培養装置の制御系統図である。
【図４】手入工程において、培養基質へ完全に進入した手入機の昇降位置に応じ、手入機、回転床と送風機とを制御する固体培養装置の制御系統図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  固体培養装置
２  手入機
３  回転床
４  均し前の培養基質
５  均し後の培養基質
６  スクリュー
７  ＰＣ(プログラマブルコントローラ)
【図１】
2006238895.tif 000005
【図２】
2006238895.tif 000006
【図３】
2006238895.tif 000007
【図４】
2006238895.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成18年6月16日(2006.6.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風機と手入機を備えた回転円盤固体培養装置による培養基質の培養に際し、培養基質の堆積層厚を40cm以上とし、該培養基質の手入時間を30分以内に終えるようにしたことを特徴とする培養基質の培養方法。
【請求項２】
培養基質の培養に際し、前記装置の手入機の昇降位置を検知して培養基質の堆積層厚を40cm以上に調節し、該手入機の昇降に合わせて培養装置内への送風機による送風量を可変して該培養基質の手入時間を30分以内に終えるようにしたことを特徴とする請求項１記載の培養基質の培養方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
回転円盤固体培養装置の培養工程において、従来の手入工程は、各種条件によっても異なるが、数〜30cm厚の培養基質に対し、微風又は無風状態で手入機を作動させて、通常40〜60分を要するのが一般的である。また、盛込後に必要となる培養基質表面の均しは、手作業又は盛込・排出スクリュー等による機械作業に依っているが、場合によっては均しを行わないこともあった。更に、培養基質の手入に際して、その表面へ若干接触又は進入する程度の高さに手入機を位置させて手入をすることは特許文献１に記載され、手入機の構成については、垂直の回転軸を有するスクリューを回転床の半径方向に複数基配列した構成のものが、特許文献２に記載されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
【特許文献１】特開平7-170966号公報（［請求項１］）
【特許文献２】特開平7-23770号公報（［0010］、図１、図３）