(57)【要約】【課題】発酵温度３３℃以上の高温領域における酵母などのアルコール発酵微生物の発酵能を増強させた省資源・省エネルギーで効率的なアルコール発酵方法及び該発酵方法で発酵させたアルコールを提供することを目的とする。【解決手段】アルコール発酵原料に、ユズ種子，ビワ種子，ブドウ種子，ゴマ種子，ショウガ，ミョウガ，ニンニク塊茎，グロリオサ球根から選択された農産物の粉砕物又はその抽出物を添加して、３３℃〜４０℃の温度領域で発酵させるアルコール発酵方法を基本として提供し、この手段によって、アルコール発酵微生物の発酵能を増強させる。そして、アルコール発酵微生物として、酵母，ザイモモナス属細菌、又はザイモバクター属細菌を使用する。更に、上記したいずれかの方法で発酵させたアルコールを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルコール発酵原料に、ユズ種子，ビワ種子，ブドウ種子，ゴマ種子，ショウガ，ミョウガ，ニンニク塊茎，グロリオサ球根から選択された農産物の粉砕物又はその抽出物を添加して、３３℃〜４０℃の温度領域で発酵させることを特徴とするアルコール発酵方法。
【請求項２】
アルコール発酵原料に、ユズ種子，ビワ種子，ブドウ種子，ゴマ種子，ショウガ，ミョウガ，ニンニク塊茎，グロリオサ球根から選択された農産物の粉砕物又はその抽出物を添加して、３３℃〜４０℃の温度領域で発酵させることにより、アルコール発酵微生物の発酵能を増強させることを特徴とするアルコール発酵方法。
【請求項３】
アルコール発酵微生物として、酵母，ザイモモナス属細菌、又はザイモバクター属細菌を使用する請求項２記載のアルコール発酵方法。
【請求項４】
ユズ種子，ビワ種子，ブドウ種子，ゴマ種子，ショウガ，ミョウガ，グロリオサ球根から選択された農産物の粉砕物又は抽出物のアルコール発酵原料に対する添加量を０．００１〜２０％（ｗ／ｖ）とした請求項１，２又は３記載のアルコール発酵方法。
【請求項５】
ニンニク塊茎の粉砕物又は抽出物を添加する場合のアルコール発酵原料に対する添加量を０．００１〜２％（ｗ／ｖ）とした請求項１，２又は３記載のアルコール発酵方法。
【請求項６】
請求項１〜請求項５に記載されたいずれかの方法で発酵させたことを特徴とするアルコール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発酵温度３３℃以上の高温領域における酵母などのアルコール発酵微生物の発酵能を増強させた省資源・省エネルギーで効率的なアルコール発酵方法及び該発酵方法で発酵させたアルコールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
酵母などのアルコール発酵微生物の発酵能は、温度，ｐＨ，糖濃度，塩濃度など諸々の因子によって影響を受けるが、中でも温度はアルコール発酵微生物の発酵能に決定的な影響を与える重要な因子である。一般に、実用的規模で使用されているアルコール発酵微生物の最適発酵温度は３３℃未満、通常２８℃〜３２℃の範囲である。アルコール発酵は発酵の進行とともに発酵熱によって原材料の液温が上昇していくが、液温が当該アルコール発酵微生物の最適発酵温度を超えると、アルコール発酵微生物は弱化して失活し、やがて死滅することとなり、発酵成績は顕著に低下する。例えば、代表的なアルコール発酵微生物である酵母（サッカロミセス属のセルビシェ／Saccharomyces cerevisiae）の最適発酵温度は２８℃〜３２℃であり、４０℃を超えると生育は極めて困難となり、６０℃では１０分〜１５分で死滅する。
【０００３】
実用規模のアルコール発酵工程においては、冷却水で発酵中の原材料の発酵熱を除去して所定の最適発酵温度の範囲内に制御するようにしており、そのために水等の多大な冷却資源や冷却エネルギーを消費している。そのため、冷却資源や冷却エネルギーを削減する省資源・省エネルギーの観点から、耐熱性を有するアルコール発酵微生物を自然界からの単離はもとより、馴養・細胞融合法・遺伝子操作法などによる育種といった種々の手段で獲得する試みがなされている。例えば、酒類製造において、もろみ温度が高温であっても、果糖の資化性が高く、アルコール収得を低下させずに酒類を製造できる新規な酵母（特許文献１）や、高温条件下でも効率よくエタノール発酵生産が可能な新規エタノール生産細菌株として、３５℃以上の温度条件下におけるエタノール生産能力を有するザイモモナス属細菌（Ｚｙｍｏｍｏｎａｓ ｍｏｂｉｌｉｓ種に属する耐熱性エタノール生産細菌）も提供されている（特許文献２）。
【０００４】
一方、本発明者らは、ショウガの風味や生理活性成分を付与するとともに、ショウガによって発酵を促進させる研究を進めており、ショウガを発酵原料に添加すれば酵母の発酵が促進されることを明らかにし、ショウガを発酵原料の一部に添加して発酵させた酒類や食酢を提供している（特許文献３，特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１６９６６７号公報
【特許文献２】特開２００９−６０８３６号公報
【特許文献３】特開２００７−１６６９１８号公報
【特許文献４】特開２００９−１３１２０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
３３℃以上の高温域でのアルコール発酵を可能とすることができれば、何より発酵中の原材料の温度制御に要する水などの冷却資源や冷却のための電力などの冷却エネルギーの消費量を軽減することができ、又温度制御のための装置も不要となる。更に、澱粉質を原料とする並行複式発酵の場合はグルコアミラーゼなどの酵素活性が増大し、高価な酵素の使用量を軽減することができる。また、アルコールの生成と分離（蒸留）を同時に行う効率的な方法である減圧発酵法の採用が容易になる。減圧発酵法の採用は、通常の常圧発酵法に比べて生成したアルコールによるストレスを当該微生物が受け難いため、より活性な状態を長期間維持できる。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に示す手段は発酵のごく一部の期間しか３７℃発酵が適応されておらず、大部分は通常の３０℃発酵に止まり、到底高温域での発酵を実用化しているとはいえない。また、特許文献２に示す手段では、現在使用されている酵母などの実用菌をそのまま使用することができず、しかも特許文献２に示すアルコール発酵微生物は、酵母が資化できる主要糖の一つであるマルトースを資化できず、耐酸性、耐塩性が酵母に比べて劣るといった欠点の指摘されているザイモモナス属細菌に限定されている。よって、これらの手段は、いずれも普遍性という観点から問題を残している。
【０００８】
一方、耐熱性を有するアルコール発酵微生物に代えて、既存のアルコール発酵微生物の耐熱性を高めるように作用をする成分の開発・実用化というアプローチも考えられるが、未だそのような成分は提供されていない。即ち、高温域でのアルコール発酵を可能とするために多くの研究開発が進行中であるが、既存のアルコール発酵微生物を使用して３３℃以上、望ましくは３６℃以上の高温域でのアルコール発酵方法は未だ実用化されていないのが現状である。
【０００９】
更に、実用的規模でのアルコール発酵においては、発酵速度の向上による効率的な発酵方法の開発が望まれている。そのため触媒である酵母などのアルコール発酵微生物の数を増やすことを特徴とする固定化微生物によるバイオリアクターの開発などがなされてきた。しかしながら、これらの方法は、発酵装置などの多大な変更が必要であるとか、品質が変わるとか、雑菌汚染による被害が甚大になる可能性が高いなどの理由から、その実用化は遅々として進んでいない。また、育種によるアプローチもなされているが、品質が変わる可能性があるなどの理由で殆んど実用化されていないのが実情である。
【００１０】
これに対して、本発明者の提供した特許文献３，４によれば、ショウガを発酵原料に添加することによって、酵母の発酵を促進することができ、しかも発酵装置などの大幅な変更を必要としないという利点を有している。なお、本発明者の提供した手段以外には他に農産物と発酵に関する知見情報は報告されていない。
【００１１】
そこで、本発明者らは農産物と発酵の関係に着目して研究を行い、特定の農産物によって発酵温度３３℃以上の高温領域における酵母などの既存のアルコール発酵微生物の発酵能を増強させた省資源・省エネルギーで効率的なアルコール発酵方法及び該発酵方法で発酵させたアルコールを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は上記課題を解決するために、アルコール発酵原料に、ユズ種子，ビワ種子，ブドウ種子，ゴマ種子，ショウガ，ミョウガ，ニンニク塊茎，グロリオサ球根から選択された農産物の粉砕物又はその抽出物を添加して、３３℃〜４０℃の温度領域で発酵させるアルコール発酵方法を基本として提供し、この手段によって、アルコール発酵微生物の発酵能を増強させる。そして、アルコール発酵微生物として、酵母，ザイモモナス属細菌、又はザイモバクター属細菌を使用する。
【００１３】
更に、ユズ種子，ビワ種子，ブドウ種子，ゴマ種子，ショウガ，ミョウガ，グロリオサ球根から選択された農産物の粉砕物又は抽出物のアルコール発酵原料に対する添加量を０．００１〜２０％（ｗ／ｖ）とし、ニンニク塊茎の粉砕物又は抽出物を添加する場合のアルコール発酵原料に対する添加量を０．００１〜２％（ｗ／ｖ）とする。また、上記したアルコール発酵方法で発酵させたアルコールを提供する。
【発明の効果】
【００１４】
以上記載した本発明によれば、アルコール発酵原料に、特定の農産物であるユズ種子，ビワ種子，ブドウ種子，ゴマ種子，ショウガ，ミョウガ，ニンニク塊茎，グロリオサ球根から選択された農産物の粉砕物又はその抽出物を添加してアルコール発酵を行うことにより、３３℃〜４０℃の高温領域であっても酵母などのアルコール発酵微生物の発酵能が増強されて活性を維持することができ、アルコール発酵を可能とすることができる。そのため、発酵中の原材料の温度制御に要する水などの冷却資源や冷却のための電力などの冷却エネルギーの消費量を軽減することができ、又温度制御のための装置も不要となるため、省資源・省エネルギーにも寄与し得る。更に、設備利用の効率向上や地球温暖化対策として重要な炭酸ガス削減効果も期待される。
【００１５】
しかも高温発酵であるため、酵母などのアルコール発酵微生物の発酵能が増強され、従来法に比べて発酵速度も向上するため、発酵所要時間が大幅に短縮されるとともに発酵成績が向上する。そのため、本発明は省資源・省エネルギー化やコストダウンの必要性が叫ばれている燃料用アルコールの発酵に適用して特に有用である。
【００１６】
また、本発明で使用される微生物の発酵能力増強作用のある物質は、グロリオサ球根を除くといずれも食品素材などとしても用いられている農産物である。従って、グロリオサ球根を使用した場合を除いて、本発明によって得られたアルコールは、燃料用としてはもちろん飲料用としても利用可能である。また現在、工業規模で使用されている酵母，ザイモモナス属細菌，ザイモバクター属細菌などのアルコール発酵微生物をそのまま使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１における炭酸ガス発生量と発酵時間の関係を示すグラフ。
【図２】実施例２における炭酸ガス発生量と発酵時間の関係を示すグラフ。
【図３】実施例３における炭酸ガス発生量と発酵時間の関係を示すグラフ。
【図４】実施例４における炭酸ガス発生量と発酵時間の関係を示すグラフ。
【図５】実施例５における炭酸ガス発生量と発酵時間の関係を示すグラフ。
【図６】実施例６における炭酸ガス発生量と発酵時間の関係を示すグラフ。
【図７】実施例７における炭酸ガス発生量と発酵時間の関係を示すグラフ。
【図８】実施例８における炭酸ガス発生量と発酵時間の関係を示すグラフ。
【図９】実施例９における炭酸ガス発生量と発酵時間の関係を示すグラフ。
【図１０】実施例１０における炭酸ガス発生量と発酵時間の関係を示すグラフ。
【図１１】実施例１１における炭酸ガス発生量と発酵時間の関係を示すグラフ。
【図１２】実施例１２における炭酸ガス発生量と発酵時間の関係を示すグラフ。
【図１３】実施例１３における炭酸ガス発生量と発酵時間の関係を示すグラフ。
【図１４】実施例１４における炭酸ガス発生量と発酵時間の関係を示すグラフ。
【図１５】実施例１５における炭酸ガス発生量と発酵時間の関係を示すグラフ。
【図１６】実施例１６における炭酸ガス発生量と発酵時間の関係を示すグラフ。
【図１７】実施例１７における炭酸ガス発生量と発酵時間の関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明にかかるアルコール発酵方法及びアルコールの最良の実施形態を説明する。本発明の対象とするアルコール発酵方法は、燃料用，食用，工業用その他の用途を問わず、アルコール発酵微生物を用いてアルコールを醸造する方法を対象とし、特には燃料用及び食用のエタノールを醸造する方法を対象としている。
【００１９】
本発明はアルコール発酵原料に、農産物の粉砕物又はその抽出物を添加して、３３℃〜４０℃の温度領域で発酵させることに特徴を有する。アルコール発酵材料としては、特に制約はなく、既存のアルコール発酵の原料となるものはそのまま全て使用することができる。添加する農産物としては、本発明では、ユズ種子，ビワ種子，ブドウ種子，ゴマ種子，ショウガ，ミョウガ，ニンニク塊茎，グロリオサ球根から選択された農産物を使用するが、今後の研究によってはこれら以外であっても農業によって生産される植物、所謂農作物であれば使用できる可能性を有している。これらの農産物を粉砕した粉砕物をそのままの状態でアルコール発酵原料に添加する。または、農産物の粉砕物を水などで抽出した懸濁液、或いは懸濁液を濾過した濾液などの抽出物をアルコール発酵原料に添加するようにしてもよい。なお、粉砕物や抽出物を１２０℃以下の温度で１０分以上加熱処理してから添加するようにしてもよい。
【００２０】
農産物の添加量は、ユズ種子，ビワ種子，ブドウ種子，ゴマ種子，ショウガ，ミョウガ，グロリオサ球根から選択された農産物であれば、アルコール発酵原料、具体的には初発のモロミ容量に対して、０．００１％〜２０％（ｗ／ｖ）の範囲で、農産物の種類によって設定する。例えば、農産物がユズ種子の粉末のようなものであれば、０．００１％（ｗ／ｖ）程度の微量であってもその効果を有し、グロリオサ搾汁液のようなものであれば、２０％（ｗ／ｖ）迄添加することも可能である。また、ニンニク塊茎の粉砕物又は抽出物の場合は、０．００１％〜２％（ｗ／ｖ）の範囲とする。ニンニク塊茎の場合は、２％（ｗ／ｖ）を超えると逆に発酵が抑制される効果を知見しているためである。
【００２１】
上記した農産物の粉砕物又はその抽出物をアルコール発酵開始前の状態のアルコール発酵原料に添加し、３３℃〜４０℃の温度領域の発酵温度でアルコール発酵を行う。発酵温度は、発酵上限温度を３３℃〜４０℃にコントロールすればよいが、発酵の全期間を３３℃〜４０℃の温度領域にコントロールするようにしてもよい。これにより、アルコール発酵微生物の発酵能を増強させることができ、３３℃〜４０℃という高い温度領域であっても、アルコール発酵微生物が活性を保持してアルコール発酵を進行させることができるとともに、その発酵速度を向上させることができる。なお、アルコール発酵微生物としては、現在、工業規模で使用されている酵母，ザイモモナス属細菌，ザイモバクター属細菌などのアルコール発酵微生物をそのまま使用できる。
【００２２】
このように本発明によれば、従来の２８℃〜３２℃のアルコール発酵温度に対して、酵母などの既存のアルコール発酵微生物を使用して３３℃〜４０℃の高温領域でのアルコール発酵を可能とすることができる。アルコール発酵は発熱反応であり、１℃でも発酵上限温度が高くなると、発酵最盛期における冷却水や冷却エネルギーが節約できる。特に、熱帯・亜熱帯地方では、気温が３２℃を超えるため、発酵開始とともに貴重な水やエネルギー資源が必要となるため、高温発酵は大きなメリットをもたらす。また、上限温度が高くなると減圧発酵した場合の蒸留効率が上がるとともに、モロミ中のアルコール濃度の低下によって、当該微生物の受けるアルコールによるストレスが軽減され、酵母の活性維持に役立つというメリットもある。
【００２３】
得られたアルコールはアルコール発酵原料に応じて、アルコール燃料やアルコール飲料として使用することができ、特にはアルコール燃料として適している。また、アルコール飲料として使用する場合には、添加したニンニク塊茎やショウガなどの農産物の独特の風味や生理活性成分を付与することができる。
【００２４】
以下に本発明にかかるアルコール発酵方法及びアルコールの実施例及び従来例を説明する。なお、本発明はこれら実施例の記載内容に限定されるものではない。
【実施例１】
【００２５】
酵母エキス１％，ペプトン２％及びグルコース１３％からなる培地（以下、ＹＰＤ培地という）に、初発酵母数３．８×１０６ｃｅｌｌｓ／ｍｌの酵母と、それぞれ０．００２％（ｗ／ｖ），０．０１％（ｗ／ｖ），０．１％（ｗ／ｖ）のユズ種子の粉末を添加して３４℃でアルコール発酵させた（実施例１−１〜３）。
【００２６】
［従来例１］
ユズ種子の粉末を添加しなかった以外は、実施例１−１と同一の原料を同一条件でアルコール発酵させた（従来例１）。実施例１−１〜３と従来例１の２４時間後と４８時間後の炭酸ガス発生量を表１に示すとともに、図１に炭酸ガス発生量と発酵時間の関係をグラフで示す。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
表１及び図１から明らかなように、ユズ種子の粉末を添加することにより、３４℃の発酵温度であっても酵母が活性を失わず、しかもユズ種子の粉末の添加量が増すにつれて酵母の発酵能が増強され、発酵速度が向上した。即ち、ユズ種子の粉末を添加していない従来例１の場合は４８時間時点での炭酸ガス発生量が１３．１ｇと低く、しかも発酵途中であるのに対して、添加量０．１％の実施例１−３の場合は４８時間時点で炭酸ガスの発生量が３０．１ｇと高く、しかも発酵はほぼ終了状態にある。このように、ユズ種子の粉末の添加によって３４℃の温度域での酵母の発酵能が増強され、発酵所要時間が大幅に短縮されることが判る。
【実施例２】
【００２９】
ＹＰＤ培地に、初発酵母数２．９×１０６ｃｅｌｌｓ／ｍｌの酵母と、それぞれ０．００２％（ｗ／ｖ），０．０１％（ｗ／ｖ），０．１％（ｗ／ｖ）相当のユズ種子の粉末の水懸濁液を添加して３８℃でアルコール発酵させた（実施例２−１〜３）。
【００３０】
［従来例２］
ユズ種子の粉末の水懸濁液を添加しなかった以外は、実施例２−１と同一の原料を同一条件でアルコール発酵させた（従来例２）。実施例２−１〜３と従来例２の２４時間後と４８時間後の炭酸ガス発生量を表２に示すとともに、図２に炭酸ガス発生量と発酵時間の関係をグラフで示す。
【００３１】
【表２】
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【００３２】
表２及び図２から明らかなように、ユズ種子の粉末の水懸濁液を添加することにより、３８℃の発酵温度であっても酵母が活性を失わず、しかもユズ種子の粉末の水懸濁液の添加量が増すにつれて酵母の発酵能が増強され、発酵速度が向上した。即ち、ユズ種子の粉末の水懸濁液を添加していない従来例２の場合は４８時間時点での炭酸ガス発生量が８．７ｇと低いのに対して、添加量０．１％の実施例２−３の場合は４８時間時点で炭酸ガスの発生量は２４．１ｇであって、従来例２の約２．８倍量の炭酸ガスが発生している。このように、ユズ種子の粉末の水懸濁液の添加によって３８℃の温度域での酵母の発酵能が増強され、発酵所要時間が大幅に短縮されることが判る。
【実施例３】
【００３３】
ＹＰＤ培地に、初発酵母数２．９×１０６ｃｅｌｌｓ／ｍｌの酵母と、それぞれ０．００２％（ｗ／ｖ），０．０１％（ｗ／ｖ），０．１％（ｗ／ｖ）のユズ種子の粉末を添加して４０℃でアルコール発酵させた（実施例３−１〜３）。
【００３４】
［従来例３］
ユズ種子の粉末を添加しなかった以外は、実施例３−１と同一の原料を同一条件でアルコール発酵させた（従来例３）。実施例３−１〜３と従来例３の２４時間後と４８時間後の炭酸ガス発生量を表３に示すとともに、図３に炭酸ガス発生量と発酵時間の関係をグラフで示す。
【００３５】
【表３】
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【００３６】
表３及び図３から明らかなように、ユズ種子の粉末を添加することにより、４０℃の発酵温度であっても酵母が活性を失わず、しかもユズ種子の粉末の添加量が増すにつれて酵母の発酵能が増強され、発酵速度が向上した。即ち、ユズ種子の粉末を添加していない従来例３の場合は４８時間時点での炭酸ガス発生量が６．７ｇと低いのに対して、添加量０．１％の実施例３−３の場合は４８時間時点で炭酸ガスの発生量が１８．９ｇであって、従来例３の約２．８倍量の炭酸ガスが発生している。このように、ユズ種子の粉末の添加によって４０℃まで温度が高くなった温度域であっても酵母の発酵能が増強され、発酵所要時間が大幅に短縮されることが判る。
【実施例４】
【００３７】
ＹＰＤ培地（但し、グルコース濃度は８．７％）に、初発細菌数１．６×１０７ｃｅｌｌｓ／ｍｌのアルコール発酵細菌（Ｚｙｍｏｂａｃｔｅｒ  ｐａｌｍａｅ）と、それぞれ０．００２％（ｗ／ｖ），０．２％（ｗ／ｖ），１．０％（ｗ／ｖ）のユズ種子の粉末を添加して３８℃でアルコール発酵させた（実施例４−１〜３）。
【００３８】
［従来例４］
ユズ種子の粉末を添加しなかった以外は、実施例４−１と同一の原料を同一条件でアルコール発酵させた（従来例４）。実施例４−１〜３と従来例４の２４時間後と４８時間後の炭酸ガス発生量を表４に示すとともに、図４に炭酸ガス発生量と発酵時間の関係をグラフで示す。
【００３９】
【表４】
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【００４０】
表４及び図４から明らかなように、ユズ種子の粉末を添加することにより、３８℃の発酵温度であってもアルコール発酵細菌が活性を失わず、しかもユズ種子の粉末の添加量が増すにつれてアルコール発酵細菌の発酵能が増強され、発酵速度が向上した。即ち、ユズ種子の粉末を添加していない従来例４の場合は４８時間時点での炭酸ガス発生量が３．８ｇと低いのに対して、添加量１．０％の実施例４−３の場合は４８時間時点で炭酸ガスの発生量が１７．３ｇであって、従来例４の約４．６倍量の炭酸ガスが発生している。このように、ユズ種子の粉末の添加によって３８℃の温度域であっても、酵母に限らずアルコール発酵細菌（Ｚｙｍｏｂａｃｔｅｒ  ｐａｌｍａｅ）の発酵能が増強され、発酵所要時間が大幅に短縮されることが判る。
【実施例５】
【００４１】
ＹＰＤ培地に、初発細菌数１．８×１０７ｃｅｌｌｓ／ｍｌのアルコール発酵細菌（Ｚｙｍｏｍｏｎａｓ    ｍｏｂｉｌｉｓ）と、それぞれ０．００２％（ｗ／ｖ），０．１％（ｗ／ｖ），１．０％（ｗ／ｖ）相当のユズ種子の粉末の水懸濁液を１２０℃で１０分間抽出処理後、ろ紙で濾過した濾液（以下、抽出濾液という）を添加して４０℃でアルコール発酵させた（実施例５−１〜３）。
【００４２】
［従来例５］
抽出濾液を添加しなかった以外は、実施例５−１と同一の原料を同一条件でアルコール発酵させた（従来例５）。実施例５−１〜３と従来例５の２４時間後と４８時間後の炭酸ガス発生量を表５に示すとともに、図５に炭酸ガス発生量と発酵時間の関係をグラフで示す。
【００４３】
【表５】
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【００４４】
表５及び図５から明らかなように、抽出濾液を添加することにより、４０℃の発酵温度であってもアルコール発酵細菌が活性を失わず、しかも抽出濾液の添加量が増すにつれてアルコール発酵細菌の発酵能が増強され、発酵速度が向上した。即ち、抽出濾液を添加していない従来例５の場合は２４時間時点での炭酸ガス発生量が７．８ｇと低いのに対して、添加量１．０％の実施例５−３の場合は２４時間時点で炭酸ガスの発生量が２２．０ｇであって、従来例５の約２．８倍量の炭酸ガスが発生している。このように、抽出濾液の添加によって４０℃の温度域であっても、酵母に限らずアルコール発酵細菌（Ｚｙｍｏｍｏｎａｓ  ｍｏｂｉｌｉｓ）の発酵能が増強され、発酵所要時間が大幅に短縮されることが判る。
【実施例６】
【００４５】
ＹＰＤ培地に、初発酵母数２．９×１０６ｃｅｌｌｓ／ｍｌの酵母と、それぞれ０．００１％（ｗ／ｖ），０．０１％（ｗ／ｖ），０．４％（ｗ／ｖ）のビワ種子の粉末を添加して３８℃でアルコール発酵させた（実施例６−１〜３）。
【００４６】
［従来例６］
ビワ種子の粉末を添加しなかった以外は、実施例６−１と同一の原料を同一条件でアルコール発酵させた（従来例６）。実施例６−１〜３と従来例６の２４時間後と４８時間後の炭酸ガス発生量を表６に示すとともに、図６に炭酸ガス発生量と発酵時間の関係をグラフで示す。
【００４７】
【表６】
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【００４８】
表６及び図６から明らかなように、ビワ種子の粉末を添加することにより、３８℃の発酵温度であっても酵母が活性を失わず、しかもビワ種子の粉末の添加量が増すにつれて酵母の発酵能が増強され、発酵速度が向上した。即ち、ビワ種子の粉末を添加していない従来例６の場合は４８時間時点での炭酸ガス発生量が９．２ｇと低いのに対して、添加量０．４％の実施例６−３の場合は４８時間時点で炭酸ガスの発生量が２８．５ｇであって、従来例６の約３．１倍量の炭酸ガスが発生している。このように、ビワ種子の粉末の添加によって３８℃の温度域であっても酵母の発酵能が増強され、発酵所要時間が大幅に短縮されることが判る。
【実施例７】
【００４９】
ＹＰＤ培地に、初発酵母数３．６×１０６ｃｅｌｌｓ／ｍｌの酵母と、それぞれ０．０２％（ｗ／ｖ），０．２％（ｗ／ｖ）相当のブドウ種子の粉末の水懸濁液を添加して３８℃でアルコール発酵させた（実施例７−１〜２）。
【００５０】
［従来例７］
ブドウ種子の粉末の水懸濁液を添加しなかった以外は、実施例７−１と同一の原料を同一条件でアルコール発酵させた（従来例７）。実施例７−１〜２と従来例７の２４時間後と４８時間後の炭酸ガス発生量を表７に示すとともに、図７に炭酸ガス発生量と発酵時間の関係をグラフで示す。
【００５１】
【表７】
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【００５２】
表７及び図７から明らかなように、ブドウ種子の粉末の水懸濁液を添加することにより、３８℃の発酵温度であっても酵母が活性を失わず、しかもブドウ種子の粉末の水懸濁液の添加量が増すにつれて酵母の発酵能が増強され、発酵速度が向上した。即ち、ブドウ種子の粉末の水懸濁液を添加していない従来例７の場合は４８時間時点での炭酸ガス発生量が４．４ｇと低いのに対して、添加量０．２％の実施例７−２の場合は４８時間時点で炭酸ガスの発生量は１０．９ｇであって、従来例７の約２．５倍量の炭酸ガスが発生している。このように、ブドウ種子の粉末の水懸濁液の添加によって３８℃の温度域での酵母の発酵能が増強され、発酵所要時間が大幅に短縮されることが判る。
【実施例８】
【００５３】
ＹＰＤ培地に、初発酵母数２．９×１０６ｃｅｌｌｓ／ｍｌの酵母と、それぞれ０．００２％（ｗ／ｖ），０．０１％（ｗ／ｖ），０．１％（ｗ／ｖ）のゴマ種子の粉末を添加して３８℃でアルコール発酵させた（実施例８−１〜３）。
【００５４】
［従来例８］
ゴマ種子の粉末を添加しなかった以外は、実施例８−１と同一の原料を同一条件でアルコール発酵させた（従来例８）。実施例８−１〜３と従来例８の２４時間後と４８時間後の炭酸ガス発生量を表８に示すとともに、図８に炭酸ガス発生量と発酵時間の関係をグラフで示す。
【００５５】
【表８】
2011125228.tif 000010
【００５６】
表８及び図８から明らかなように、ゴマ種子の粉末を添加することにより、３８℃の発酵温度であっても酵母が活性を失わず、しかもゴマ種子の粉末の添加量が増すにつれて酵母の発酵能が増強され、発酵速度が向上した。即ち、ゴマ種子の粉末を添加していない従来例８の場合は４８時間時点での炭酸ガス発生量が８．７ｇと低いのに対して、添加量０．１％の実施例８−３の場合は４８時間時点で炭酸ガスの発生量が２２．８ｇであって、従来例８の約２．６倍量の炭酸ガスが発生している。このように、ゴマ種子の粉末の添加によって３８℃の温度域であっても酵母の発酵能が増強され、発酵所要時間が大幅に短縮されることが判る。
【実施例９】
【００５７】
ＹＰＤ培地に、初発酵母数２．９×１０６ｃｅｌｌｓ／ｍｌの酵母と、それぞれ０．００２％（ｗ／ｖ），０．０１％（ｗ／ｖ），０．１％（ｗ／ｖ）のゴマ種子の粉末を添加して４０℃でアルコール発酵させた（実施例９−１〜３）。
【００５８】
［従来例９］
ゴマ種子の粉末を添加しなかった以外は、実施例９−１と同一の原料を同一条件でアルコール発酵させた（従来例９）。実施例９−１〜３と従来例９の２４時間後と４８時間後の炭酸ガス発生量を表９に示すとともに、図９に炭酸ガス発生量と発酵時間の関係をグラフで示す。
【００５９】
【表９】
2011125228.tif 000011
【００６０】
表９及び図９から明らかなように、ゴマ種子の粉末を添加することにより、４０℃の発酵温度であっても酵母が活性を失わず、しかもゴマ種子の粉末の添加量が増すにつれて酵母の発酵能が増強され、発酵速度が向上した。即ち、ゴマ種子の粉末を添加していない従来例９の場合は４８時間時点での炭酸ガス発生量が６．７ｇと低いのに対して、添加量０．１％の実施例９−３の場合は４８時間時点で炭酸ガスの発生量が１８．８ｇであって、従来例９の約２．８倍量の炭酸ガスが発生している。このように、ゴマ種子の粉末の添加によって４０℃の温度域であっても酵母の発酵能が増強され、発酵所要時間が大幅に短縮されることが判る。
【実施例１０】
【００６１】
ＹＰＤ培地に、初発細菌数１．６×１０７ｃｅｌｌｓ／ｍｌのアルコール発酵細菌（Ｚｙｍｏｍｏｎａｓ  ｍｏｂｉｌｉｓ）と、それぞれ０．００２％（ｗ／ｖ），０．０１％（ｗ／ｖ）のゴマ種子の粉末を添加して３８℃でアルコール発酵させた（実施例１０−１〜２）。
【００６２】
［従来例１０］
ゴマ種子の粉末を添加しなかった以外は、実施例１０−１と同一の原料を同一条件でアルコール発酵させた（従来例１０）。実施例１０−１〜２と従来例１０の２４時間後と４８時間後の炭酸ガス発生量を表１０に示すとともに、図１０に炭酸ガス発生量と発酵時間の関係をグラフで示す。
【００６３】
【表１０】
2011125228.tif 000012
【００６４】
表１０及び図１０から明らかなように、ゴマ種子の粉末を添加することにより、３８℃の発酵温度であってもアルコール発酵細菌が活性を失わず、しかもゴマ種子の粉末の添加量が増すにつれてアルコール発酵細菌の発酵能が増強され、発酵速度が向上した。即ち、ゴマ種子の粉末を添加していない従来例１０の場合は２４時間時点での炭酸ガス発生量が２２．６ｇで、添加量０．０１％の実施例１０−２の場合は２４時間時点で炭酸ガスの発生量が２８．０ｇであって、従来例１０の約１．２倍量の炭酸ガスが発生している。このように、ゴマ種子の粉末の添加によって３８℃の温度域であっても、酵母に限らずアルコール発酵細菌（Ｚｙｍｏｍｏｎａｓ  ｍｏｂｉｌｉｓ）の発酵能が増強されることが判る。
【実施例１１】
【００６５】
ＹＰＤ培地に、初発酵母数３．２×１０６ｃｅｌｌｓ／ｍｌの酵母と、０．２６％（ｗ／ｖ）のショウガ乾燥粉末を添加して３８℃でアルコール発酵させた（実施例１１）。
【００６６】
［従来例１１］
ショウガ乾燥粉末を添加しなかった以外は、実施例１１と同一の原料を同一条件でアルコール発酵させた（従来例１１）。実施例１１と従来例１１の２４時間後と４８時間後の炭酸ガス発生量を表１１に示すとともに、図１１に炭酸ガス発生量と発酵時間の関係をグラフで示す。
【００６７】
【表１１】
2011125228.tif 000013
【００６８】
表１１及び図１１から明らかなように、ショウガ乾燥粉末を添加することにより、３８℃の発酵温度であっても酵母が活性を失わず、酵母の発酵能が増強され、発酵速度が向上した。即ち、ショウガ乾燥粉末を添加していない従来例１１の場合は４８時間時点での炭酸ガス発生量が８．７ｇと低いのに対して、添加量０．２６％の実施例１１の場合は４８時間時点で炭酸ガスの発生量が１８．２ｇであって、従来例１１の約２．１倍量の炭酸ガスが発生している。このように、ショウガ乾燥粉末の添加によって３８℃の温度域であっても酵母の発酵能が増強され、発酵所要時間が大幅に短縮されることが判る。また、発酵終了液を官能検査した結果、ほのかにショウガの香りを呈していた。
【実施例１２】
【００６９】
ＹＰＤ培地に、初発酵母数３．５×１０６ｃｅｌｌｓ／ｍｌの酵母と、それぞれ３％（ｗ／ｖ），６％（ｗ／ｖ），１３％（ｗ／ｖ）相当のグロリオサ球根搾汁液を添加して３６℃でアルコール発酵させた（実施例１２−１〜３）。
【００７０】
［従来例１２］
グロリオサ球根搾汁液を添加しなかった以外は、実施例１２−１と同一の原料を同一条件でアルコール発酵させた（従来例１２）。実施例１２−１〜３と従来例１２の２４時間後と４８時間後の炭酸ガス発生量を表１２に示すとともに、図１２に炭酸ガス発生量と発酵時間の関係をグラフで示す。
【００７１】
【表１２】
2011125228.tif 000014
【００７２】
表１２及び図１２から明らかなように、グロリオサ球根搾汁液を添加することにより、３６℃の発酵温度であっても酵母が活性を失わず、しかもグロリオサ球根搾汁液を添加することによって酵母の発酵能が増強され、発酵速度が向上した。即ち、グロリオサ球根搾汁液を添加していない従来例１２の場合は４８時間時点での炭酸ガス発生量が５．８ｇと低いのに対して、添加量１３％の実施例１２−３の場合は４８時間時点で炭酸ガスの発生量は１６．３ｇであって、従来例１２の約２．８倍量の炭酸ガスが発生している。このように、グロリオサ球根搾汁液の添加によって３６℃の温度域での酵母の発酵能が増強され、発酵所要時間が大幅に短縮されることが判る。
【実施例１３】
【００７３】
ＹＰＤ培地に、初発酵母数３．６×１０６ｃｅｌｌｓ／ｍｌの酵母と、３％（ｗ／ｖ）相当のグロリオサ球根搾汁液を添加して３８℃でアルコール発酵させた（実施例１３）。
【００７４】
［従来例１３］
グロリオサ球根搾汁液を添加しなかった以外は、実施例１３と同一の原料を同一条件でアルコール発酵させた（従来例１３）。実施例１３と従来例１３の２４時間後と４８時間後の炭酸ガス発生量を表１３に示すとともに、図１３に炭酸ガス発生量と発酵時間の関係をグラフで示す。
【００７５】
【表１３】
2011125228.tif 000015
【００７６】
表１３及び図１３から明らかなように、グロリオサ球根搾汁液を添加することにより、３８℃の発酵温度であっても酵母が活性を失わず、酵母の発酵能が増強され、発酵速度が向上した。即ち、グロリオサ球根搾汁液を添加していない従来例１３の場合は４８時間時点での炭酸ガス発生量が５．６ｇと低いのに対して、添加量３％の実施例１３の場合は４８時間時点で炭酸ガスの発生量は１２．２ｇであって、従来例１３の約２．２倍量の炭酸ガスが発生している。このように、グロリオサ球根搾汁液の添加によって３８℃の温度域での酵母の発酵能が増強され、発酵所要時間が大幅に短縮されることが判る。
【実施例１４】
【００７７】
ＹＰＤ培地に、初発細菌数１．１×１０７ｃｅｌｌｓ／ｍｌのアルコール発酵細菌（Ｚｙｍｏｍｏｎａｓ  ｍｏｂｉｌｉｓ）と、３％（ｗ／ｖ）のグロリオサ球根搾汁液を添加して３８℃でアルコール発酵させた（実施例１４）。
［従来例１４］
グロリオサ球根搾汁液を添加しなかった以外は、実施例１４と同一の原料を同一条件でアルコール発酵させた（従来例１４）。実施例１４と従来例１４の２４時間後と４８時間後の炭酸ガス発生量を表１４に示すとともに、図１４に炭酸ガス発生量と発酵時間の関係をグラフで示す。
【００７８】
【表１４】
2011125228.tif 000016
【００７９】
表１４及び図１４から明らかなように、グロリオサ球根搾汁液を添加することにより、３８℃の発酵温度であってもアルコール発酵微生物（Ｚｙｍｏｍｏｎａｓ  ｍｏｂｉｌｉｓ）が活性を失わず、アルコール発酵微生物の発酵能が増強され、発酵速度が向上した。即ち、グロリオサ球根搾汁液を添加していない従来例１４の場合は２４時間時点での炭酸ガス発生量が８．４ｇと低いのに対して、添加量３％の実施例１４の場合は２４時間時点で炭酸ガスの発生量は１２．９ｇであって、従来例１４の約１．５倍量の炭酸ガスが発生している。このように、グロリオサ球根搾汁液の添加によって３８℃の温度域であっても、酵母に限らずアルコール発酵細菌（Ｚｙｍｏｍｏｎａｓ  ｍｏｂｉｌｉｓ）の発酵能が増強されることが判る。
【実施例１５】
【００８０】
ＹＰＤ培地に、初発酵母数３．５×１０６ｃｅｌｌｓ／ｍｌの酵母と、それぞれ３％（ｗ／ｖ），６％（ｗ／ｖ），１３％（ｗ／ｖ）相当のミョウガ茎葉搾汁液を添加して３６℃でアルコール発酵させた（実施例１５−１〜３）。
【００８１】
［従来例１５］
ミョウガ茎葉搾汁液を添加しなかった以外は、実施例１５−１と同一の原料を同一条件でアルコール発酵させた（従来例１５）。実施例１５−１〜３と従来例１５の２４時間後と４８時間後の炭酸ガス発生量を表１５に示すとともに、図１５に炭酸ガス発生量と発酵時間の関係をグラフで示す。
【００８２】
【表１５】
2011125228.tif 000017
【００８３】
表１５及び図１５から明らかなように、ミョウガ茎葉搾汁液を添加することにより、３６℃の発酵温度であっても酵母が活性を失わず、しかもミョウガ茎葉搾汁液の添加量が増すにつれて酵母の発酵能が増強され、発酵速度が向上した。即ち、ミョウガ茎葉搾汁液を添加していない従来例１５の場合は４８時間時点での炭酸ガス発生量が５．８ｇと低いのに対して、添加量１３％の実施例１５−３の場合は４８時間時点で炭酸ガスの発生量は約１２．２ｇであって、従来例１５の約２．１倍量の炭酸ガスが発生している。このように、ミョウガ茎葉搾汁液の添加によって３６℃の温度域での酵母の発酵能が増強され、発酵所要時間が大幅に短縮されることが判る。
【実施例１６】
【００８４】
ＹＰＤ培地に、初発酵母数４．０×１０６ｃｅｌｌｓ／ｍｌの酵母と、それぞれ０．０４％（ｗ／ｖ），０．２％（ｗ／ｖ），０．４％（ｗ／ｖ）相当のおろしニンニクを添加して３６℃でアルコール発酵させた（実施例１６−１〜３）。
【００８５】
［従来例１６］
おろしニンニクを添加しなかった以外は、実施例１６−１と同一の原料を同一条件でアルコール発酵させた（従来例１６）。実施例１６−１〜３と従来例１６の２４時間後と４８時間後の炭酸ガス発生量を表１６に示すとともに、図１６に炭酸ガス発生量と発酵時間の関係をグラフで示す。
【００８６】
【表１６】
2011125228.tif 000018
【００８７】
表１６及び図１６から明らかなように、おろしニンニクを添加することにより、３６℃の発酵温度であっても酵母が活性を失わず、しかもおろしニンニクを添加することによって酵母の発酵能が増強され、発酵速度が向上した。即ち、おろしニンニクを添加していない従来例１６の場合は４８時間時点での炭酸ガス発生量が６．６ｇと低いのに対して、添加量０．２％の実施例１６−２の場合は４８時間時点で炭酸ガスの発生量は１２．１ｇであって、従来例１６の約１．８倍量の炭酸ガスが発生している。このように、おろしニンニクの添加によって３６℃の温度域での酵母の発酵能が増強され、発酵所要時間が大幅に短縮されることが判る。また、発酵終了液を官能検査した結果、添加量によって異なるがニンニク独特の香りを呈していた。
【実施例１７】
【００８８】
生コーングリッツ３２％（ｗ／ｖ）と市販グルコアミラーゼ剤０．１％（ｗ／ｖ）の水懸濁培地に、初発酵母数３．５×１０６ｃｅｌｌｓ／ｍｌの酵母と、それぞれ０．２％（ｗ／ｖ），１．０％（ｗ／ｖ）のブドウ種子の粉末を添加して３８℃でアルコール発酵させた（実施例１７−１〜２）。
【００８９】
［従来例１７］
ブドウ種子の粉末を添加しなかった以外は、実施例１７−１と同一の原料を同一条件でアルコール発酵させた（従来例１７）。実施例１７−１〜２と従来例１７の２４時間後と４８時間後の炭酸ガス発生量を表１７に示すとともに、図１７に炭酸ガス発生量と発酵時間の関係をグラフで示す。
【００９０】
【表１７】
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【００９１】
表１７及び図１７から明らかなように、ブドウ種子の粉末を添加することにより、３８℃の発酵温度であっても酵母が活性を失わず、しかもブドウ種子の粉末を添加することによって、僅かではあるが酵母の発酵能が増強され、発酵速度が向上した。即ち、ブドウ種子の粉末を添加していない従来例１７の場合は４８時間時点での炭酸ガス発生量が１３．９ｇであるのに対して、添加量１．０％の実施例１７−２の場合は４８時間時点で炭酸ガスの発生量が１４．７ｇと向上している。このように、ブドウ種子の粉末の添加によって３８℃の温度域での酵母の発酵能が増強され、発酵所要時間が短縮されることが判る。これは、ブドウ種子の粉末の添加によって酵母の発酵能が増強されたことと、高温化によって温度がグルコアミラーゼの作用最適温度に近づいたことの相乗効果の結果であると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
上記に詳細に説明したように、本発明にかかるアルコール発酵方法によれば、特定の農産物であるユズ種子，ビワ種子，ブドウ種子，ゴマ種子，ショウガ，ミョウガ，ニンニク塊茎，グロリオサ球根から選択された農産物の粉砕物又はその抽出物等を添加するだけで、発酵装置などの変更や特別に育種した微生物などを使用しなくとも、３３℃〜４０℃の高温領域であっても酵母などのアルコール発酵微生物の発酵能が増強されて活性を維持することができ、アルコール発酵を可能とすることができる。しかも高温発酵であるため、酵母などのアルコール発酵微生物の発酵能が増強され、従来法に比べて発酵速度も向上するため、発酵所要時間が大幅に短縮されるとともに発酵成績が向上する。そのため、省資源・省エネルギー化やコストダウンの必要性が叫ばれている燃料用アルコール製造に多大なメリットをもたらすことができる。
【００９３】
また、本発明で使用される微生物の発酵能力増強作用のある物質は、グロリオサ球根を除くといずれも食品素材などとしても用いられている農産物である。従って、グロリオサ球根を使用した場合を除いて、本発明によって得られたアルコールは、燃料用としてはもちろん飲料用としても利用可能である。また現在、工業規模で使用されている酵母，ザイモモナス属細菌，ザイモバクター属細菌などのアルコール発酵微生物をそのまま使用できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2011125228.tif 000027
【図９】
2011125228.tif 000028
【図１０】
2011125228.tif 000029
【図１１】
2011125228.tif 000030
【図１２】
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【図１３】
2011125228.tif 000032
【図１４】
2011125228.tif 000033
【図１５】
2011125228.tif 000034
【図１６】
2011125228.tif 000035
【図１７】
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