(57)【要約】【課題】凝集物の形成を防ぐことができる微生物の加熱処理方法を提供することを課題とする。【解決手段】微生物を培地に接種して、微生物を培養する（ステップＳ１）。培養後の培地を遠心分離機にかけることにより、微生物の濃縮液を取得する（ステップＳ２）。微生物の濃縮液を真空蒸気を用いて加熱する（ステップＳ３）。ステップＳ３において、微生物の濃縮液をジャケットタンクのタンク部に投入し（ステップＳ３１）、ジャケットタンクのジャケット部の内部空間を減圧する（ステップＳ３２）。内部空間の減圧後、内部空間に真空蒸気を供給して、微生物の濃縮液の温度を殺菌温度まで上昇させる（ステップＳ３３）。微生物の濃縮液を真空蒸気を用いて殺菌温度で所定時間維持する（ステップＳ３４）。【選択図】図１
2018078832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）微生物を含む液体を、真空蒸気を用いて所定の殺菌温度に加熱する工程と、
ｂ）前記ａ）工程により加熱された微生物を含む液体の温度を、真空蒸気を用いて前記殺菌温度で所定時間維持する工程と、
を備える微生物の加熱処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の加熱処理方法であって、さらに、
ｃ）前記微生物を培養する工程、
を備え、
前記ａ）工程は、前記ｃ）工程により培養された微生物を含む液体を加熱する微生物の加熱処理方法。
【請求項３】
請求項２に記載の加熱処理方法であって、
前記ｃ）工程は、
ｃ−１）培地に前記微生物を接種して前記培地に接種された微生物を培養する工程と、
ｃ−２）前記ｃ−１）工程により培養された微生物を含む培地から微生物の濃縮液を生成する工程と
を含み、
前記ａ）工程は、前記濃縮液を加熱する微生物の加熱処理方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の微生物の加熱処理方法であって、
前記ａ）工程は、
ａ−１）前記微生物を含む液体の温度が前記殺菌温度よりも低い所定の中間温度である場合、前記中間温度以上前記殺菌温度以下の温度の真空蒸気を用いて前記微生物を含む液体を加熱する工程と、
ａ−２）前記微生物を含む液体の温度が前記中間温度以上かつ前記殺菌温度以下である場合、前記殺菌温度以上の温度の真空蒸気を用いて前記微生物を含む液体を加熱する工程と、
を含む、微生物の加熱処理方法。
【請求項５】
請求項４に記載の微生物の加熱処理方法であって、
前記中間温度は、前記微生物を含む液体において凝集物が生成される凝集物生成温度である、微生物の加熱処理方法。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の微生物の加熱処理方法であって、
前記ａ）工程及び前記ｂ）工程は、前記真空蒸気の気圧を変化させることにより前記真空蒸気の温度を調整する微生物の加熱処理方法。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の微生物の加熱処理方法であって、
前記ａ）工程は、前記微生物を含む液体が投入されるタンク部と前記真空蒸気が供給される内部空間を有するジャケット部とを備えるジャケットタンクを用いて、前記微生物を含む液体を加熱し、前記内部空間に前記真空蒸気を供給する前に、前記内部空間を大気圧よりも低い気圧に減圧する微生物の加熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微生物の加熱処理方法に関し、さらに詳しくは、飲食品や医薬品等に利用可能な微生物の加熱処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロバイオティクス食品は、人体に取り込むことにより人体に良い影響を与えるとされる細菌等の微生物を含む食品のことである。例えば、プロバイオティクス食品として、生きた乳酸菌を含有するヨーグルトが挙げられる。
【０００３】
プロバイオティクス食品に利用可能な微生物の死菌体は、その微生物の種類によっては人体に良い影響を与える有効成分を含有しているため、プロバイオティクス食品に含まれる微生物は、死菌体であってもよい。また、プロバイオティクス食品に含まれる微生物が死菌体である場合、微生物がプロバイオティクス食品内で活動することがないため、プロバイオティクス食品の品質を安定的に保つことができるという利点がある。
【０００４】
例えば、特開２００８−２４５５６９号公報には、プロバイオティクス食品に利用できる細菌として、乳酸菌の一種であるLactobacillus paracasei KW311株が開示されている。特開２００８−２４５５６９号公報には、加熱殺菌されたLactobacillus paracasei KW311株の死菌体を飲食品に配合することにより、抗アレルギー機能を有する飲食品を製造できることが開示されている。
【０００５】
プロバイオティクス食品に利用される微生物の死菌体は、例えば、生きている微生物（生菌）を加熱殺菌することにより得られる。しかし、生菌を加熱殺菌する場合、生菌を含む液体において、死菌体等が凝集して凝集物が形成される。加熱殺菌により形成された凝集物をプロバイオティクス食品にそのまま添加した場合、消費者が、凝集物によりざらつきなどを感じ、プロバイオティクス食品の食感が低下する虞がある。
【０００６】
プロバイオティクス食品における食感の低下を防ぐためには、生菌の加熱殺菌時における凝集の進行を抑制して、巨大な凝集物の形成を防ぐことが望ましい。凝集物が小さいほど、消費者が凝集物によるざらつきを感じにくくなるため、プロバイオティクス食品における食感の低下を防ぐことができる。凝集の進行を抑止するためには、加熱殺菌時における温度を、例えば、１００℃以下の温度にすればよい。加熱殺菌時における温度を低くすることにより、凝集物の形成の原因である、微生物を形成するタンパク質の変性の進行を抑えることができる。
【０００７】
殺菌温度を１００℃以下にする場合、温水加熱が用いられる。温水加熱は、例えば、所定の温度（１００℃以下）に加熱された温水を、被加熱物の周りで循環させることにより、被加熱物を加熱する手法である。なお、加熱殺菌には、１００℃以上の水蒸気を用いる蒸気加熱があるが、凝集の進行を防ぐ観点からは、蒸気加熱を使用する方法は適切ではない。
【０００８】
しかし、温水加熱は、被加熱物を所定の温度に加熱するまでに時間を要し、加熱殺菌の効率が悪いという問題がある。さらに、温水加熱を用いて、生菌を含む液体を加熱殺菌する場合、生菌を含む液体の実質的な加熱時間が長くなり、死菌体等を含む凝集物の形成が進行する虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−２４５５６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明の目的は、凝集物の形成を防ぐことができる微生物の加熱処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本開示に係る微生物の加熱処理方法は、ａ）工程と、ｂ）工程とを備える。ａ）工程は、微生物を含む液体を、真空蒸気を用いて所定の殺菌温度に加熱する。ｂ）工程は、ａ）工程により加熱された微生物を含む液体の温度を、真空蒸気を用いて殺菌温度で所定時間維持する。
【００１２】
好ましくは、本開示に係る微生物の加熱処理方法は、さらに、ｃ）工程を備える。ｃ）工程は、微生物を培養する。ａ）工程は、ｃ）工程により培養された微生物を含む液体を加熱する。
【００１３】
好ましくは、本開示に係る微生物の加熱処理方法において、ｃ）工程は、ｃ−１）工程と、ｃ−２）工程とを含む。ｃ−１）工程は、培地に微生物を接種して培地に接種された微生物を培養する。ｃ−２）工程は、ｃ−１）工程により培養された微生物を含む培地から微生物の濃縮液を生成する。ａ）工程は、濃縮液を加熱する。
【００１４】
好ましくは、本開示に係る微生物の加熱処理方法において、ａ）工程は、ａ−１）工程と、ａ−２）工程と、を含む。ａ−１）工程は、微生物を含む液体の温度が殺菌温度よりも低い所定の中間温度である場合、中間温度以上殺菌温度以下の温度の真空蒸気を用いて微生物を含む液体を加熱する。ａ−２）工程は、微生物を含む液体の温度が中間温度以上かつ殺菌温度以下である場合、殺菌温度以上の温度の真空蒸気を用いて微生物を含む液体を加熱する。
【００１５】
好ましくは、中間温度は、微生物を含む液体において凝集物が生成される凝集物生成温度である。
【００１６】
好ましくは、本開示に係る微生物の加熱処理方法において、ａ）工程及びｂ）工程は、真空蒸気の気圧を変化させることにより真空蒸気の温度を調整する。
【００１７】
好ましくは、本開示に係る微生物の加熱処理方法において、ａ）工程は、微生物を含む液体が投入されるタンク部と真空蒸気が供給される内部空間を有するジャケット部とを備えるジャケットタンクを用いて、微生物を含む液体を加熱し、内部空間に真空蒸気を供給する前に、内部空間を大気圧よりも低い気圧に減圧する。
【発明の効果】
【００１８】
本開示によれば、微生物に対して加熱処理を行う場合において、凝集物が形成されることを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る微生物の加熱処理方法を示すフローチャートである。
【図２】図１に示す加熱工程で用いられる加熱装置の構成の概略図である。
【図３】本発明の実施例２に係るビフィズス菌の濃縮液における温度の時間変化を示すグラフである。
【図４】本発明の比較例２に係るビフィズス菌の濃縮液における温度の時間変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２１】
本実施の形態に係る微生物の加熱処理方法は、微生物を培養して培養液を生成し、生成した培養液を濃縮して濃縮液を生成し、濃縮液に含まれる微生物を真空蒸気を用いて加熱する方法である。
【００２２】
本実施の形態に係る微生物の加熱処理方法を用いて微生物の濃縮液を加熱することにより濃縮液に含まれる微生物が殺菌されるため、加熱処理された濃縮液を飲食品等に添加することができる。
【００２３】
本実施の形態において、微生物は、プロバイオティクス食品や医薬品に利用可能な微生物である。つまり、本実施の形態において、加熱処理される微生物は、人体の体内に取り込むことにより、人体に良い影響を与えると考えられている微生物である。
【００２４】
本実施の形態に係る微生物の加熱処理方法を利用することができる微生物は、例えば、乳酸菌や、ビフィズス菌等の細菌である。乳酸菌として、発酵乳の製造に主に用いられているラクトバシルス属（Lactobacillus）、ストレプトコッカス属（Streptococcus）、及びラクトコッカス属（Lactococcus）等が挙げられる。また、乳酸菌として、肉製品や、発酵乳以外の乳製品の製造に用いられるロイコノストック属（Leuconostoc）、及びペディオコッカス属（Pediococcus）等が挙げられる。また、ビフィズス菌は、ビフィドバクテリウム属（Bifidobacterium）に属する細菌である。
【００２５】
真空蒸気は、水蒸気の一種である。具体的には、真空蒸気は、１００℃未満の温度であり、かつ、大気圧よりも低い圧力を有する水蒸気のことをいう。本実施の形態では、大気圧は、標準大気圧（１ａｔｍ＝１０１３２５Ｐａ）のことを意味する。つまり、本実施の形態では、濃縮液が１００℃よりも低い温度で加熱されるため、濃縮液において凝集物の生成が抑制される。
【００２６】
図１は、本実施の形態に係る微生物の加熱処理方法を示すフローチャートである。図１に示すように、本実施の形態に係る微生物の加熱処理方法は、培養工程（ステップＳ１）と、濃縮工程（ステップＳ２）と、加熱処理工程（ステップＳ３）とを備える。
【００２７】
以下、微生物がビフィズス菌である場合を例にして、図１に示す各工程について詳しく説明する。
【００２８】
｛培養工程（ステップＳ１）｝
最初に、培養工程（ステップＳ１）において、ビフィズス菌を培養する。ビフィズス菌の培養に用いられる培地は、ビフィズス菌が増殖し得る栄養源を含有していればよい。培地は、乳由来の成分、酵母エキス、大豆エキス、ペプトン、糖類、及びミネラルのうち、少なくとも１つを含んでいればよい。
【００２９】
乳由来の成分は、例えば、ホエイ、カゼイン、脱脂粉乳、ホエイタンパク質濃縮物（ＷＰＣ）、ホエイタンパク分離物（ＷＰＩ）等である。ペプトンは、例えば、トリプチケース等である。糖類は、例えば、ブドウ糖等の単糖類や、乳糖等の二糖類が挙げられる。ミネラルとして、例えば、乳清ミネラル等を用いることができる。培地は、例えば、１２１℃以上で１分〜１０分の条件において滅菌を行う。そして、滅菌された培地に対してビフィズス菌を接種して、ビフィズス菌の中和培養を行う。ビフィズス菌を中和培養する場合、培地の温度及び培地のｐＨについては、ビフィズス菌の増殖に適していれば特に限定されない。
【００３０】
培養工程（ステップＳ１）による培養を行った後のビフィズス菌の培養液において、ビフィズス菌の濃度は、好ましくは、１０７〜１０１１ｃｆｕ／ｍＬである。
【００３１】
なお、ビフィズス菌以外の微生物を培養する場合、培養する微生物の増殖に適した培地を選択すればよい。培養時の温度及びｐＨについても、培養する微生物の増殖に適した条件を維持すればよい。
【００３２】
｛濃縮工程（ステップＳ２）｝
培養工程（ステップＳ１）の後に、ビフィズス菌の培養液を濃縮して、ビフィズス菌の濃縮液を生成する（ステップＳ２）。
【００３３】
ビフィズス菌の培養液の濃縮には、遠心分離法が用いられる。遠心分離は、例えば、ビフィズス菌の培養液を１０℃の温度に冷却した後、５，０００〜２０，０００×Ｇの遠心力をビフィズス菌の培養液に加え、滞在時間を２〜１０分間程度として行う。
【００３４】
濃縮工程（ステップＳ２）で用いられる遠心分離機は、大量のビフィズス菌の培養液を効率よく遠心分離するために、連続式であることが好ましい。連続式の遠心分離機は、具体的には、給液（ビフィズス菌の培養液の供給）と、脱液（ビフィズス菌が濃縮された下層のビフィズス菌の培養液の取得）と、排出（ビフィズス菌の培養液の上清の排出）とを並行して実行することが可能である。なお、本実施の形態は、連続式以外の遠心分離機の使用を妨げるものではない。
【００３５】
濃縮工程（ステップＳ２）により、ビフィズス菌の培養液が、高濃度でビフィズス菌を含む下層のビフィズス菌の培養液と、乳酸菌をほとんど含まない上層の軽液（上清）に分離される。下層のビフィズス菌の培養液をビフィズス菌の濃縮液として回収することにより、ビフィズス菌の培養液に含まれるビフィズス菌を高効率で回収することが可能である。
【００３６】
濃縮工程（ステップＳ２）におけるビフィズス菌の回収率は、好ましくは、９５％以上である。濃縮工程（ステップＳ２）において生成されるビフィズス菌の濃縮液におけるビフィズス菌の濃度は、例えば、１０８〜１０１２ｃｆｕ／ｍＬである。
【００３７】
なお、ビフィズス菌以外の微生物の培養液を遠心分離にかける場合、遠心分離の条件を適宜変更すればよい。具体的には、ビフィズス菌以外の微生物を９５％以上の回収率で濃縮できるように、ビフィズス菌以外の微生物の培養液に加える遠心力及び滞在時間を、適宜変更すればよい。
【００３８】
｛加熱工程（ステップＳ３）｝
図１に示すように、濃縮工程（ステップＳ２）により生成されたビフィズス菌の濃縮液を、真空蒸気を用いて加熱処理する（ステップＳ３）。加熱工程（ステップＳ３）は、ビフィズス菌の濃縮液を、所定の目標温度に加熱して、所定の目標温度に加熱されたビフィズス菌の濃縮液を所定時間維持する工程である。目標温度は、例えば、濃縮液に含まれるビフィズス菌を殺菌することができる殺菌温度である。これにより、濃縮液に含まれるビフィズス菌が殺菌され、ビフィズス菌の死菌体の濃縮液が生成される。ビフィズス菌の死菌体の濃縮液は、プロバイオティクス食品や医薬品の原料として使用される。
【００３９】
図２は、図１に示す加熱工程（ステップＳ３）において用いられる加熱処理装置１００の構成の概略図である。図２に示すように、加熱処理装置１００は、真空蒸気生成器１と、ジャケットタンク２と、配管３〜５と、制御装置６とを備える。
【００４０】
真空蒸気生成器１は、真空蒸気を生成する装置である。ジャケットタンク２は、ビフィズス菌の濃縮液を加熱処理するための容器である。配管３は、真空蒸気生成器１とジャケットタンク２におけるジャケット部２２の内部空間２２Ａとを接続する。配管４の一端は、ジャケット部２２の内部空間２２Ａの底に接続されている。配管４の他端は、図２に示していないが、内部空間２２Ａにおいて凝集した水を排出するための排出口である。配管５の一端は、配管４に設けられている継手（図示省略）に接続され、配管５の他端は、真空蒸気生成器１に接続される。配管５は、配管４に流入した真空蒸気を真空蒸気生成器が回収するために用いられる。制御装置６は、温度センサ２４により計測されたビフィズス菌の濃縮液の温度と、圧力センサ２５により計測された真空蒸気の気圧とに基づいて、真空蒸気生成器１から内部空間２２Ａへの真空蒸気の供給量を制御する。温度センサ２４及び圧力センサ２５については、後述する。
【００４１】
ジャケットタンク２は、タンク部２１と、ジャケット部２２と、撹拌装置２３と、温度センサ２４と、圧力センサ２５とを備える。
【００４２】
タンク部２１は、円筒形の容器であり、ビフィズス菌の濃縮液が投入される。ジャケット部２２は、タンク部２１の外周側面及び底面を覆う中空の容器である。ジャケット部２２における中空の部分は、内部空間２２Ａである。内部空間２２Ａにおいて、真空蒸気生成器１から供給される真空蒸気が水に凝縮する。タンク部２１及びジャケット部２２は、熱伝導性の高い金属などで形成されており、熱的に接続されている。
【００４３】
撹拌装置２３は、タンク部２１に投入されたビフィズス菌の濃縮液を撹拌する撹拌翼である。温度センサ２４は、タンク部２１に投入されたビフィズス菌の濃縮液の温度を計測する。圧力センサ２５は、内部空間２２Ａに配置され、内部空間２２Ａに供給される真空蒸気の気圧を計測する。
【００４４】
図１に示すように、加熱工程（ステップＳ３）は、投入工程（ステップＳ３１）と、減圧工程（ステップＳ３２）と、温度上昇工程（ステップＳ３３）と、温度維持工程（ステップＳ３４）とを備える。以下、図１及び図２を参照しながら、ビフィズス菌の濃縮液を８０℃で１０分間維持する場合を例にして、加熱工程（ステップＳ３）を詳しく説明する。
【００４５】
｛投入工程（ステップＳ３１）及び減圧工程（ステップＳ３２）｝
最初に、ステップＳ２で生成されたビフィズス菌の濃縮液をタンク部２１に投入する（ステップＳ３１）。図示しない減圧装置もしくは真空蒸気発生器１を用いて、ジャケット部２２の内部空間２２Ａを、大気圧よりも低い気圧に減圧する（ステップＳ３２）。
【００４６】
内部空間２２Ａを減圧していない場合、内部空間２２Ａにおける気圧及び温度に対する大気（窒素及び酸素）の影響が大きくなるため、内部空間２２Ａにおける真空蒸気の温度を調整することが困難となる。内部空間２２Ａを予め減圧しておくことにより、内部空間２２Ａにおける真空蒸気の温度を所望の温度に調整することが容易となる。
【００４７】
｛温度上昇工程（ステップＳ３３）｝
ステップＳ３２においてジャケット部２２の内部空間２２Ａを減圧した後に、真空蒸気を内部空間２２Ａに供給して、タンク部２１に投入されたビフィズス菌の濃縮液を加熱する（ステップＳ３３）。ステップＳ３３では、ビフィズス菌の濃縮液の温度を目標温度（８０℃）まで上昇させる。また、ステップＳ３３において、撹拌装置２３の撹拌翼を回転させることにより、ビフィズス菌の濃縮液を撹拌する。ビフィズス菌の濃縮液を撹拌することにより、タンク部２１に投入されたビフィズス菌の濃縮液を、概ね均一に加熱することができる。
【００４８】
ジャケット部２２の内部空間２２Ａにおける真空蒸気の温度は、タンク部２１に投入されているビフィズス菌の濃縮液の温度に応じて調整される。具体的には、タンク部２１に投入されているビフィズス菌の濃縮液の温度が目標温度よりも低い中間温度以下である場合、中間温度以上であり、かつ、目標温度以下の温度の真空蒸気を用いて、ビフィズス菌の濃縮液を加熱する。そして、ビフィズス菌の濃縮液の温度が中間温度以上となった場合、目標温度以上の真空蒸気を用いて、ビフィズス菌の濃縮液を加熱する。このように、中間温度の真空蒸気を用いて加熱した後に、中間温度以上であり、かつ、目標温度以下の温度の真空蒸気を用いて加熱することにより、ビフィズス菌の濃縮液を速やかに加熱することができるとともに、ビフィズス菌の濃縮液の温度を目標温度に維持することが容易となる。
【００４９】
中間温度は、ビフィズス菌の濃縮液において凝集物が生成される凝集物生成温度（例えば、６０℃）であることが好ましい。これにより、ビフィズス菌の濃縮液を加熱する際に、ビフィズス菌の温度上昇のスピードが凝集物生成温度付近で緩やかになることを防ぐことができる。ビフィズス菌の濃縮液を加熱する際に、凝集物生成温度付近での加熱時間を短縮することができるため、ビフィズス菌の濃縮液の加熱時において凝集物の生成を防ぐことができる。
【００５０】
本実施の形態では、ビフィズス菌の濃縮液の加熱開始時において、目標温度が８０℃に設定され、中間温度が６０℃に設定される。ビフィズス菌の濃縮液の加熱開始時において、ビフィズス菌の濃縮液の温度が中間温度（６０℃）以下であるため、ジャケット部２２の内部空間２２Ａにおける真空蒸気の温度は、６０℃以上６５℃以下に調整される。そして、ビフィズス菌の濃縮液の温度が中間温度（６０℃）以上となった場合、内部空間２２Ａにおける真空蒸気の温度は、８０℃以上８５℃以下に調整される。
【００５１】
なお、ビフィズス菌の濃縮液の加熱処理における目標温度（８０℃）及び中間温度（６０℃）の設定は一例であり、上記の温度と異なる温度を目標温度及び中間温度に設定してもよい。
【００５２】
以下、ジャケット部２２の内部空間２２Ａにおける真空蒸気の温度調整について具体的に説明する。図示しない減圧装置もしくは真空蒸気発生器１により、ジャケット部２２の内部空間２２Ａを、大気圧よりも低い気圧に制御する。真空蒸気の凝縮温度は気圧によって一律に定まるため、圧力を制御した空間に真空蒸気を投入すると、真空蒸気の温度はその圧力における凝縮温度となる。
【００５３】
従って、ジャケット部２２の内部空間２２Ａにおける気圧を制御することにより、内部空間２２Ａにおける真空蒸気の温度を調整することができる。内部空間２２Ａにおける気圧の制御は、内部空間２２Ａに供給される真空蒸気の流量の調整により行われる。
【００５４】
次に、ビフィズス菌の濃縮液が真空蒸気により加熱される原理について詳しく説明する。タンク部２１に投入されているビフィズス菌の濃縮液は、ジャケット部２２の内部空間２２Ａにおいて真空蒸気が液体の水に凝縮する際に放出する潜熱により加熱される。
【００５５】
タンク部２１に投入されているビフィズス菌の濃縮液の温度は、加熱開始時（遠心分離直後）において、例えば、４℃である。タンク部２１とジャケット部２２とは熱的に接触しているため、ジャケット部２２の内部空間２２Ａ内において、真空蒸気は、タンク部２１に投入されているビフィズス菌の濃縮液により冷却される。真空蒸気は、冷却に伴って、潜熱を放出して液体の水へと凝縮する。真空蒸気の凝縮により放出される潜熱は、タンク部２１に伝わり、ビフィズス菌の濃縮液を加熱する。
【００５６】
真空蒸気の凝縮により発生する液体の水は、ジャケット部２２の内部空間２２Ａの底へと移動し、配管５から排出される。真空蒸気の凝縮は、内部空間２２Ａの気圧を下げ、内部空間２２Ａの温度を下げる方向に作用する。しかし、上述のように、真空蒸気の流量を調整することにより、内部空間２２Ａの気圧が制御されている。このため、内部空間２２Ａへの真空蒸気の供給が継続されるため、ビフィズス菌の濃縮液の加熱は、真空蒸気から放出される潜熱によって継続される。
【００５７】
ビフィズス菌の濃縮液は、真空蒸気から放出される潜熱により加熱されるが、蒸気の温度は１００℃よりも低い。このため、ビフィズス菌の濃縮液は１００℃以上の温度で加熱されない。真空蒸気を用いた加熱方法の他に、ビフィズス菌の濃縮液を１００℃以下の温度に加熱する方法として、温水加熱がある。しかし、真空蒸気から放出される潜熱を、ビフィズス菌の濃縮液の加熱に用いることにより、ビフィズス菌の濃縮液を温水加熱により加熱する場合に比べて短時間で加熱することができる。その理由について説明する。
【００５８】
潜熱とは、例えば、物質がある相（例えば、気体）から他の相（例えば、液体）に変化する際に放出又は吸収される熱エネルギーのことである。真空蒸気が液体の水へと相転移する場合、潜熱が真空蒸気から放出される。真空蒸気から放出される潜熱は、真空蒸気の気圧によって変化するが、液体の水の顕熱よりも大きく、液体の水の顕熱の概ね５倍以上である。液体の水の顕熱は、液体の水の温度が下降する際に放出される熱、あるいは、液体の水の温度が上昇する際に吸収される熱のことである。
【００５９】
温水加熱は、液体の水の顕熱を用いる加熱方法であり、具体的には、ジャケット部２２の内部空間２２Ａを所定の温度の温水で満たすことにより、ビフィズス菌の濃縮液を加熱する方法である。上述のように、真空蒸気の潜熱は、温水の顕熱に比べて非常に大きい。従って、真空蒸気から放出される潜熱を用いて加熱する方法は、顕熱を用いて加熱する方法（温水加熱）に比べて、ビフィズス菌の濃縮液を短時間で速やかに加熱することが可能となる。
【００６０】
また、真空蒸気を用いて加熱した場合、撹拌の負荷を小さくすることができる。以下、この理由を説明する。
【００６１】
温水加熱は、上述のように、真空蒸気による加熱よりも目標温度に達するまでに時間を要する。温水加熱を用いた場合、ビフィズス菌の濃縮液の温度が凝集物生成温度付近となる時間が長くなるため、凝集物の生成が進行する。つまり、温水加熱を用いた場合、ビフィズス菌の濃縮液で巨大な凝集物が生成されやすくなる。生成された巨大な凝集物を粉砕するためには、撹拌の負荷を高くする必要がある。つまり、温水加熱を用いた場合、撹拌翼の先端速度を、凝集物を粉砕することができる速度に設定する必要がある。
【００６２】
一方、真空蒸気を用いてビフィズス菌を加熱した場合、上述のように、凝集物生成温度付近となる時間が短くなるため、凝集物の生成が抑制される。撹拌によって凝集物を粉砕しなくてもよいため、撹拌の負荷を小さく（撹拌翼の先端速度を小さく）することができる。例えば、真空蒸気を用いて加熱することにより、高い負荷で撹拌をすることができない粘度の高い濃縮液を加熱することが可能となる。
【００６３】
｛温度維持工程（ステップＳ３４）｝
温度上昇工程（ステップＳ３３）により、タンク部２１に投入されているビフィズス菌の濃縮液が目標温度まで上昇した場合、撹拌翼の回転を継続しながら、ビフィズス菌の濃縮液を目標温度で所定時間維持する（ステップＳ３４）。本実施の形態では、ビフィズス菌の濃縮液が、８０℃の目標温度を１０分間維持するように、ジャケット部２２の内部空間２２Ａにおける真空蒸気の気圧を制御する。
【００６４】
上述のように、温度維持工程（ステップＳ３４）においても、真空蒸気が用いられる。この結果、温水加熱を用いる場合よりも、ビフィズス菌の濃縮液の温度を８０℃に維持することが容易となる。以下、目標温度が８０℃に設定されている場合を例にして、その理由を説明する。
【００６５】
温水加熱において、目標温度（８０℃）に加熱されたビフィズス菌の濃縮液の温度が８０℃を超えた場合、８０℃以下の温度の温水をジャケット部２２に供給して、内部空間２２Ａにおける温水の温度を下げる必要がある。しかし、内部空間２２Ａにおける温水の温度は、温水の対流によって変化するため、内部空間２２Ａ全体において温水の温度が８０℃以下になるまでに時間を要する。
【００６６】
一方、真空蒸気を用いる場合、内部空間２２Ａにおける真空蒸気の気圧を制御することによって、内部空間２２Ａにおける真空蒸気の温度を制御する。真空蒸気は気体であるため、内部空間２２Ａにおける真空蒸気の気圧の変化は、内部空間２２Ａを温水で満たした場合における温水の温度の変化よりも非常に早い。内部空間２２Ａにおける真空蒸気の温度を、ビフィズス菌の濃縮液の温度に応じてこまめに調整することが可能となる。従って、真空蒸気を用いた場合、温水加熱を用いる場合よりも、ビフィズス菌の濃縮液の温度を目標温度（８０℃）に維持することが容易となる。
【００６７】
温度維持工程（ステップＳ３４）において、ビフィズス菌の濃縮液の温度を目標温度で所定時間維持することにより、加熱工程（ステップＳ３）が終了する。加熱工程（ステップＳ３）が終了したビフィズス菌の濃縮液は、プロバイオティクス食品や医薬品の原料として用いられる。
【００６８】
なお、ビフィズス菌以外の微生物の濃縮液を加熱工程（ステップＳ３）により加熱する場合、ビフィズス菌以外の微生物の濃縮液の加熱温度と、濃縮液を加熱温度で維持する時間とは、濃縮液に含まれる微生物の種類によって適宜変更される。例えば、微生物の濃縮液を加熱工程（ステップＳ３）により滅菌する場合、加熱により微生物が滅菌される条件は、微生物によって異なるためである。
【００６９】
上述のように、本実施の形態に係る微生物の加熱処理方法は、真空蒸気を用いて微生物の濃縮液を加熱し、真空蒸気を用いて微生物の濃縮液の温度を所定の温度で一定の時間維持する。
【００７０】
ジャケット部２２の内部空間２２Ａに供給される真空蒸気は、１００℃よりも低い温度であるため、微生物の濃縮液は、加熱工程（ステップＳ３）において、１００℃以上に加熱されない。従って、微生物を形成するタンパク質や、培地に由来するタンパク質の熱による変性の進行を抑制することができるため、微生物の濃縮液における凝集物の形成の進行を抑制することができる。
【００７１】
また、真空蒸気の凝縮により放出される潜熱を使用することにより、温水加熱よりも使用する場合よりも、微生物の濃縮液を速やかに目標温度に加熱することができる。これにより、ビフィズス菌の濃縮液の実質的な加熱時間を短縮することができるため、凝集物の形成をさらに防ぐことができる。
【００７２】
｛変形例｝
上記実施の形態では、濃縮液に含まれる微生物を加熱殺菌する例を説明した。しかし、上記実施の形態に係る微生物の加熱処理方法を用いることにより、濃縮液に含まれる微生物を不活性化させてもよい。
【００７３】
上記実施の形態では、微生物の濃縮液を真空蒸気を用いて加熱する例を説明したが、これに限られない。加熱処理工程（ステップＳ３）において、微生物の培養液を遠心分離にかけることなく、真空蒸気を用いてそのまま加熱してもよい。つまり、培養した微生物を含む液体を、真空蒸気を用いて加熱すればよい。あるいは、微生物を含む飲食品を一定の濃度で水に分散させた液体を、真空蒸気を用いて加熱してもよい。つまり、加熱工程（ステップＳ３）により加熱される液体は、微生物を含んでいる液体であればよい。
【００７４】
上記実施の形態では、温度上昇工程（ステップＳ３３）において、真空蒸気の温度を、中間温度以上目標温度以下の温度と、目標温度以上の温度の２段階に調整する例を説明した。しかし、温度上昇工程（ステップＳ３３）において、真空蒸気の温度を３段階以上で調整してもよいし、真空蒸気の温度を最初から目標温度に調整してもよい。
【００７５】
上記実施の形態では、プロバイオティクス食品や医薬品と原料として利用可能である微生物（乳酸菌やビフィズス菌等）を例にして説明したが、これに限られない。その他の細菌等の微生物を含む液体を、加熱工程（ステップＳ３）により加熱処理してもよい。
【００７６】
上記実施の形態の濃縮工程（ステップＳ２）において、培養後のビフィズス菌の培養液からビフィズス菌の濃縮液を生成するために、遠心分離法を用いる例を説明したが、これに限定されない。培養後のビフィズス菌の培養液からビフィズス菌の濃縮液を生成することができるのであれば、遠心分離法以外の方法（例えば、膜分離方法等）を使用してもよい。
【００７７】
上記実施の形態では、ビフィズス菌の濃縮液を加熱殺菌する例を説明した。しかし、ビフィズス菌以外の微生物を含む濃縮液を加熱する場合、目標温度（殺菌温度）は、濃縮液に含まれる微生物の種類に応じて適宜変更される。また、中間温度を凝集物生成温度に設定する場合、中間温度については、濃縮液に含まれる微生物の種類、濃縮液が含有する成分等に基づいて適宜変更すればよい。
【００７８】
上記実施の形態において、培養工程（ステップＳ１）及び濃縮工程（ステップＳ２）において、ビフィズス菌のみを含む濃縮液を調製し、加熱工程（ステップＳ３）において、濃縮液の目標温度が、殺菌される温度である場合を説明した。しかし、濃縮液が、２種類以上の微生物を含んでいてもよい。この場合、加熱工程（ステップＳ３）において、濃縮液の目標温度は、濃縮液に含まれる微生物のうち少なくとも１種類の微生物が殺菌される温度であればよい。また、目標温度は、濃縮液に含まれる微生物のうちすくなくとも１種類の微生物が不活化される温度であってもよい。
【実施例】
【００７９】
以下、実施例によって、本発明をさらに詳しく説明する。ただし、本発明は、下記の実施例に限定されるものではない。
【００８０】
［評価試験１］
真空蒸気を用いた微生物の濃縮液の加熱した場合における凝集物の大きさを検証した。具体的には、ビフィズス菌の濃縮液を１００℃未満の真空蒸気を用いて加熱する実施例１の結果と、ビフィズス菌の濃縮液を１００℃以上の通常の蒸気を用いて加熱する比較例１の結果とを比較した。
【００８１】
｛実施例１｝
以下に示す手順に従って、加熱処理されたビフィズス菌の濃縮液を製造した。
【００８２】
１）ビフィズス菌の一種であるビフィズス菌ＯＬＢ６３７８株を、カゼイン分解培地を用いて中和培養することにより、ビフィズス菌の培養液を得た。カゼイン分解培地は、酵素分解したカゼインをタンパク源とする培地である。ビフィズス菌ＯＬＢ６３７８株は、ビフィドバクテリウム・ビフィダム（Bifidobacterium bifidum）ＯＬＢ６３７８株のことであり、独立行政法人製品評価技術基盤機構  特許微生物寄託センターに受託番号「ＮＩＴＥ  ＢＰ−３１」で寄託されている。
【００８３】
２）ＧＥＡウエストファリアセパレーター社製の遠心分離機（機種名：ＣＦＤ１３０）を用いて、ビフィズス菌の培養液１５００ｋｇを遠心分離（４℃、１０，０００Ｇで３分間）した。これにより、ビフィズス菌の培養液１５００ｋｇから上清１４５７ｋｇを除去し、菌体濃縮液画分（４３ｋｇ）を得た。
【００８４】
遠心分離により得られた菌体濃縮液画分が、実施例１に係る加熱処理前のビフィズス菌の濃縮液に相当する。実施例１に係る加熱処理前のビフィズス菌の濃縮液において、ビフィズス菌の菌体濃度は、２×１０１１ｃｆｕ／ｍＬであった。なお、ビフィズス菌の菌体濃度については、社団法人日本食品衛生協会より発行されている「食品衛生検査指針  微生物編（１９９０）」に記載の方法を用いて計測した。
【００８５】
３）実施例１に係る加熱処理前のビフィズス菌の濃縮液を、大阪サニタリー株式会社製の５０Ｌタンクに投入した。実施例１に係るビフィズス菌の濃縮液の温度は、加熱開始前において、６．２℃であった。
【００８６】
そして、１００Ｌタンクのジャケット部に真空蒸気を投入し、１００Ｌタンクに投入されたビフィズス菌の濃縮液を撹拌しながら、実施例１に係るビフィズス菌の濃縮液を８０℃に加熱した。撹拌の条件は、回転翼の回転速度が１２０ｒｐｍであり、回転翼の先端速度が０．８８ｍ／ｓｅｃであった。実施例１に係るビフィズス菌の濃縮液の加熱にあたり、濃縮液の温度が６０℃になるまでは、ジャケット部における真空蒸気の温度を６０℃以上６５℃以下に調整した。濃縮液の温度が６０℃以上８０℃以下である場合、ジャケット部における真空蒸気の温度を８０℃以上８５℃以下に調整した。
【００８７】
４）ビフィズス菌の濃縮液を８０℃まで加熱した後、ビフィズス菌の濃縮液を８０℃で１０分間保持した。これにより、実施例１に係る加熱処理後のビフィズス菌の濃縮液を得た。
【００８８】
｛比較例１｝
比較例１として、１００℃以上の通常の蒸気を用いて、ビフィズス菌の濃縮液の加熱処理を行った。
【００８９】
１）実施例１で用いたビフィズス菌の一種であるビフィドバクテリウム・ビフィダム（Bifidobacterium bifidum）ＯＬＢ６３７８株を、上記実施例１で説明した培養方法により培養して、比較例１に係るビフィズス菌の培養液を得た。
【００９０】
２）実施例１で説明した遠心分離法を用いて、比較離１に係るビフィズス菌の培養液から、比較例１に係る菌体濃縮液画分（４３ｋｇ）を得た。比較例１に係る菌体濃縮液画分が、比較例１に係る加熱処理前のビフィズス菌の濃縮液に相当する。比較例１に係る比較処理前のビフィズス菌の濃縮液において、菌体濃度は、２×１０１１ｃｆｕ／ｍＬであった。本比較例１における菌体濃度の計測方法は、実施例１における菌体濃度の計測方法と同じである。
【００９１】
比較例１に係る加熱処理前のビフィズス菌の濃縮液を、岩井工業株式会社製の５０Ｌタンクに投入した。比較例１に係るビフィズス菌の濃縮液の温度は、加熱開始前において、６．２℃であった。
【００９２】
５０Ｌタンクのジャケット部に１１０℃以上及び１３０℃以下の蒸気を投入し、５０Ｌタンクに投入されたビフィズス菌の濃縮液を撹拌しながら、比較例１に係るビフィズス菌の濃縮液を８０℃に加熱した。撹拌の条件は、回転翼の回転速度が２５０ｒｐｍであり、回転翼の先端速度が１．３１ｍ／ｓｅｃであった。
【００９３】
比較例１に係るビフィズス菌の濃縮液を８０℃まで加熱した後、比較例１に係るビフィズス菌の濃縮液を８０℃で１０分間保持した。これにより、比較例１に係る加熱処理後のビフィズス菌の濃縮液を得た。
【００９４】
｛評価｝
実施例１に係る加熱処理前のビフィズス菌の濃縮液、実施例１に係る加熱処理後のビフィズス菌の濃縮液、比較例１に係る加熱処理後のビフィズス菌の濃縮液の各々における凝集物の大きさを計測した。
【００９５】
実施例１に係る加熱処理後のビフィズス菌の濃縮液を例にして、凝集物の計測方法について説明する。実施例１に係る加熱処理後のビフィズス菌の濃縮液を水に分散させることにより、分散体を得た。レーザ回折式粒度分布計（ＳＡＬＤ−２０００、株式会社島津製作所製）を用いて、分散体に含まれる凝集物の平均径、中位径、最頻径を計測した。
【００９６】
表１に、実施例１に係る加熱処理前のビフィズス菌の濃縮液、実施例１に係る加熱処理後のビフィズス菌の濃縮液、比較例１に係る加熱処理後のビフィズス菌の濃縮液の各々における凝集物の大きさを示す。
【００９７】
【表１】
2018078832.tif 000003
【００９８】
表１に示すように、平均径、中位径、及び最頻径のいずれにおいても、実施例１に係る加熱処理前のビフィズス菌の濃縮液が一番小さい。実施例１に係る加熱処理前のビフィズス菌の濃縮液において、平均径、中位径、及び最頻径は、１〜１．７μｍであり、これらの数値は、ビフィズス菌の大きさに相当する。つまり、実施例１に係る加熱処理前のビフィズス菌の濃縮液では、凝集物が形成されていないことがわかる。
【００９９】
実施例１に係る加熱処理後のビフィズス菌の濃縮液に含まれる凝集物の平均径、中位径、及び最頻径は、実施例１に係る加熱処理前のビフィズス菌の濃縮液に含まれる凝集物の平均径、中位径、及び最頻径よりも大きい。つまり、実施例１に係るビフィズス菌の濃縮液に対して加熱処理を行うことにより、凝集物の生成がある程度進行していることが分かる。
【０１００】
しかし、実施例１に係る加熱処理後のビフィズス菌の濃縮液に含まれる凝集物は、比較例１に係る加熱処理後のビフィズス菌の濃縮液に含まれる凝集物よりも小さい。つまり、真空蒸気を用いた加熱処理を、実施例１に係るビフィズス菌の濃縮液に対して行うことにより、１００℃以上の温度で加熱処理を行う場合よりも、凝集物の生成の進行を抑制できることが明らかとなった。
【０１０１】
実施例１における回転翼の先端速度は、比較例１における回転翼の２／３程度の大きさであるが、実施例１に係る加熱処理後のビフィズス菌の濃縮液に含まれる凝集物は、比較例１に係る加熱処理後のビフィズス菌の濃縮液に含まれる凝集物よりも小さくなっている。つまり、真空蒸気を用いた加熱処理を行った場合、凝集物を粉砕するための撹拌を行わなくても、巨大な凝集物の生成を抑制できることが明らかとなった。
【０１０２】
［評価試験２］
微生物の濃縮液を１００℃以下の真空蒸気を用いて加熱した場合における時間変化を調べた。実施例２において、真空蒸気を用いた場合における、ビフィズス菌の濃縮液の温度の時間変化を計測し、比較例２において、温水加熱を用いた場合における、ビフィズス菌の濃縮液の温度の時間変化を計測した。
【０１０３】
｛実施例２｝
上記実施例１と同様の手順で、実施例２に係るビフィズス菌の濃縮液５０ｋｇを得た。実施例２に係るビフィズス菌の濃縮液５０ｋｇを、大阪サニタリー株式会社製の１００Ｌタンクに投入し、１００Ｌタンクのジャケット部に真空蒸気を供給して加熱した。加熱の際に、撹拌翼を回転させることにより、実施例２に係るビフィズス菌の濃縮液５０ｋｇを撹拌した。撹拌の条件は、撹拌翼の回転速度が１２０ｒｐｍであり、撹拌翼の先端速度が０．８８ｍ／ｓｅｃであった。ジャケット部における真空蒸気の温度をビフィズス菌の温度上昇に合わせて調整しながら、ビフィズス菌の濃縮液５０ｋｇの温度の時間変化を計測した。
【０１０４】
図３は、本実施例におけるビフィズス菌の濃縮液の温度の時間変化を示すグラフである。図３に示すように、１００Ｌタンクのジャケット部に供給される真空蒸気の温度の設定値を、ビフィズス菌の濃縮液の温度上昇に合わせて変更している。真空蒸気を用いてビフィズス菌の濃縮液５０ｋｇを加熱した場合、ビフィズス菌の濃縮液５０ｋｇの温度が８０℃に達するまでの時間は、８０分であった。
【０１０５】
｛比較例２｝
上記実施例１と同様の手順で、比較例２に係るビフィズス菌の濃縮液１００ｋｇを得た。比較例２に係るビフィズス菌の濃縮液１００ｋｇを、スカニマ社製の２５０Ｌタンクに投入し、２５０Ｌタンクのジャケット部に温水を供給して加熱した。加熱の際に、２５０Ｌタンクに設けられた撹拌翼及びスクレーパにより、ビフィズス菌の濃縮液を撹拌した。撹拌の条件は、撹拌翼の回転速度が３５０ｒｐｍであり、撹拌翼の先端速度が１．８５ｍ／ｓｅｃであった。ジャケット部に供給する温水の温度を、ビフィズス菌の濃縮液の温度上昇に合わせて調整しながら、ビフィズス菌の濃縮液１００ｋｇの温度の時間変化を計測した。
【０１０６】
図４は、本実施例におけるビフィズス菌の濃縮液の温度の時間変化を示すグラフである。図４に示すように、２５０Ｌタンクのジャケット部に供給される温水の温度を、ビフィズス菌の濃縮液の温度上昇に合わせて変更している。温水を用いてビフィズス菌の濃縮液１００ｋｇを加熱した場合、ビフィズス菌の濃縮液１００ｋｇの温度が８０℃に達するまでの時間は、１８０分であった。
【０１０７】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
【符号の説明】
【０１０８】
１００  加熱処理装置
１  真空蒸気生成装置
２  ジャケットタンク
３，４  配管
５  制御装置
２１  タンク部
２２  ジャケット部
２３  撹拌装置
２４  温度センサ
２５  圧力センサ
【図１】
2018078832.tif 000004
【図２】
2018078832.tif 000005
【図３】
2018078832.tif 000006
【図４】
2018078832.tif 000007