(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
宮崎県産粘土を乾燥させた後に、粉砕機を用いて粉砕し、０．５ｍｍメッシュの篩にかけて粒径が０．５ｍｍ以下のサイズとされる第一の工程と、有機材料を液体窒素に浸して冷却した後、粉砕機を用いて粉砕し、０．５ｍｍメッシュの篩にかけて粒径が０．５ｍｍ以下のサイズとされる第二の工程と、第一の工程で得られた宮崎県産粘土と第二の工程で得られた有機材料を、有機材料の含有率が原料の全質量に対して１０〜３０ｍａｓｓ％となるよう混合し混合物を得る第三の工程と、前記混合物を炉内雰囲気１，０００℃〜１，１００℃で焼成する第四の工程を備えたことを特徴とする乳酸菌漬物用セラミックス多孔体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乳酸菌の吸着体としての特性を向上させた乳酸菌漬物用セラミックス多孔体、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
漬物は、様々な食材と、食塩、酢、酒粕などの漬物床を、ともに容器に封入して漬け込み、保存性を高めるとともに熟成発酵させ、食材の風味を変化させて製造されている。とくに発酵を伴う漬物は、漬物床内に含まれる乳酸菌、及び食材に含まれる糖類によって発酵し、保存性と風味を向上させるため、漬物の美味しさは、微生物（乳酸菌）の発酵に左右され、乳酸菌の生育と密接な関係を有する。
【０００３】
漬物を漬けるには漬物樽などの容器が用いられるが、乳酸菌の発酵は、容器の組織（細孔分布）や、容器の化学成分（結晶構造）によって変化する。そのため、漬物の味を追求する場合には、乳酸菌が発酵を行いやすい最適な状態に保つことが重要であり、従来、漬物と乳酸菌に着目し、発酵を促すよう工夫された種々の発明が開示されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、おからに乳酸菌（ラクトバチルスファーメンタムＬａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ  ｆｅｒｍｅｎｔｕｍ）を天然塩、昆布及び唐辛子と共に混合して培養する混合培養により乳酸醗酵して熟成させ、その熟成混合物を所要温度で所要時間煮沸して滅菌し、滅菌混合物を自然冷却させ、予め粉体乳酸菌を内蔵する小袋を入れた所要外袋内に、滅菌混合物を有する内袋を入れてシールする乳酸菌により熟成させる漬物床の製造法が開示されている。また例えば、特許文献２には、所定の配合比で混和した糠床原料を２５〜３５℃の温度で１０〜２０日間発酵させ、得られた糠床を固定された１〜３℃の温度で保存することで、漬物用糠床を変質させることなく貯蔵する方法が開示されている。さらに、特許文献３には、所定の透過度で酸素を透過する材料を一部又は全部として使用した袋あるいは容器中において、所定重量を超えない濃度の食塩存在下で漬物素材を発酵させる方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−４７３９８号公報
【特許文献２】特開２００５−２３７２０５号公報
【特許文献３】特開平１１−１５５４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１〜特許文献３に記載された方法は、材料の配合比や発酵時間などの発酵条件を整えることで、乳酸菌の発酵を促す方法が開示されているものの、乳酸菌と容器の組織（細孔分布）や、容器の化学成分（結晶構造）の関係については開示されておらず、発酵に適した容器については、未だ不明であった。
【０００７】
また、一般的に乳酸菌は、棲家として数マイクロメートル程度の孔を好むマイクロハビタットと呼ばれる習性を備えている。この習性を利用して乳酸菌を多く付着させるために、容器の組織の細孔分布を乳酸菌のサイズに適応させた漬物容器が所望されている。
【０００８】
本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、乳酸菌の生息に適した漬物容器、さらに詳しくは、乳酸菌の吸着体としての特性を向上させた乳酸菌漬物用セラミックス多孔体、及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このため本発明の乳酸菌漬物用セラミックス多孔体は、粘土を焼成してなり、表面又は内部の組織に細孔を有することを第一の特徴とし、表面又は内部の組織に直径が１〜１００マイクロメートルの細孔を有することを第二の特徴とする。
【００１０】
また、結晶組織に、Microcline又はMulliteの少なくとも１種を含むことを第三の特徴とし、結晶組織に、Quarts及びHematiteを含むことを第四の特徴とする。
【００１１】
さらに、粘土と有機材料を加えて焼成されたことを第五の特徴とし、前記粘土、及び前記有機材料が、粒径０．５ｍｍ以下の粒状に選別されたことを第六の特徴とする。
【００１２】
またさらに、前記有機材料の含有率が１０〜３０ｍａｓｓ％であることを第七の特徴とし、前記粘土が宮崎県産粘土であることを第八の特徴とする。
【００１３】
そして、本発明の乳酸菌漬物用セラミックス多孔体の製造方法は、宮崎県産粘土を乾燥させた後に、粉砕機を用いて粉砕し、０．５ｍｍメッシュの篩にかけて粒径が０．５ｍｍ以下のサイズとされる第一の工程と、有機材料を液体窒素に浸して冷却した後、粉砕機を用いて粉砕し、０．５ｍｍメッシュの篩にかけて粒径が０．５ｍｍ以下のサイズとされる第二の工程と、第一の工程で得られた宮崎県産粘土と第二の工程で得られた有機材料を、有機材料の含有率が原料の全質量に対して１０〜３０ｍａｓｓ％となるよう混合し混合物を得る第三の工程と、前記混合物を炉内雰囲気１，０００℃〜１，１００℃で焼成する第四の工程を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のセラミックス多孔体は、表面又は内部に１〜１００マイクロメートルの気孔を有するため、乳酸菌が吸着され易く、乳酸菌の生息に適している。また、本発明のセラミックス多孔体を用いて漬物を漬け込むことで、乳酸菌が増加し、美味しい漬物を作ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係るセラミックス多孔体の（ａ）が細孔直径分布を示すグラフであり、（ｂ）が気孔率を示すグラフである。
【図２】１，０００℃で焼成したセラミックス多孔体のＸ線回折パターンを示す図である。
【図３】１，１００℃で焼成したセラミックス多孔体のＸ線回折パターンを示す図である。
【図４】本実施例において寒天培地上で生育した生菌数を示すグラフである。
【図５】本実施例において使用したＧＹＰ−７４株を示す顕微鏡写真である。
【図６】本実施例において使用したＧＹＰ−７４株の１６ＳｒＲＮＡ遺伝子塩基配列（５００〜６００ｂｐ）を用いたＢｌａｓｔ検索結果を示す図である。
【図７】本実施例において使用したＧＹＰ−７４株の１６ＳｒＲＮＡ遺伝子塩基配列（１４４９ｂｐ）を用いたＢｌａｓｔ検索結果を示す図である。
【図８】本実施例において使用したＧＹＰ−７４株の１６ＳｒＲＮＡ遺伝子塩基配列（１４４９ｂｐ）を示した図である。
【図９】試験片へのＧＹＰ−７４株の付着菌数結果を示すグラフである。
【図１０】本実施例に係るセラミックス多孔体にＧＹＰ−７４株が付着したことを示す顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るセラミックス多孔体の製造方法について説明する。
【００１７】
本発明の実施形態に係るセラミックス多孔体は、粘土を焼成して製造されたもの、及び粘土と有機材料を混合して焼成して製造されたものである。
【００１８】
粘土は、とくに限定されるものではないが、好ましくは宮崎県産粘土であり、さらに好ましくはきめ細やかで良質な、かつ整形性に優れ、低温で焼き締まる粘土が用いられる。斯様な粘土の例として、「ひむか古代」（黒木建設株式会社製、登録商標）が挙げられる。ひむか古代（黒木建設株式会社製、登録商標）は、二酸化ケイ素（SiO２）、酸化アルミニウム（Al２O３）、酸化鉄（Fe２O３）、二酸化チタン（TiO２）、酸化カルシウム（CaO）、酸化マグネシウム（MgO）、酸化ナトリウム（Na２O）、酸化カリウム（K２O）を含有しており、宮崎県内で産出される粘土である。ひむか古代（登録商標）を定量分析した結果を表１に示す。強熱減量（LOI）は、４．９１％であった。
【表１】
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粘土は、乾燥させた後に、粉砕機を用いて粉砕し、０．５ｍｍメッシュの篩にかけ、粒径が０．５ｍｍ以下のサイズのものを選別した。これをセラミックス多孔体の原料として用いる。
【００１９】
セラミックス多孔体の原料となる有機材料は、例えば粒径を調整できる強度を有しており、焼成により分解される有機材料であれば、何れでも使用することができる。このような有機材料としては、ＰＯＭ樹脂のほか、コーンスターチ、又は合成樹脂などが挙げられる。ＰＯＭ樹脂は、結晶性が高く、耐疲労性に優れ、結晶部と非晶部が混在し、機械的強度に優れるという特性を有する。本発明に用いられるＰＯＭ樹脂は、市販のＰＯＭ樹脂を液体窒素に浸して冷却した後、粉砕機を用いて粉砕し、篩にかけ、粒径により選別した。選別した粒径は、０．２ｍｍ以下、及び０．２〜０．５ｍｍのサイズである。これを原料として用いた。ＰＯＭ樹脂の粒径が、０．５ｍｍより大きい場合、セラミックス多孔体の気孔径が明らかに大きくなり、亀裂等の原因となる。
【００２０】
粘土とＰＯＭ樹脂の混合率は、ＰＯＭ樹脂の含有率が原料（粘土及びＰＯＭ樹脂）の全質量に対し、０〜３０ｍａｓｓ％となるよう構成した。粉砕粒径が０．２ｍｍ以下、及び０．２〜０．５ｍｍの２種類のサイズに選別したＰＯＭ樹脂のそれぞれを、０ｍａｓｓ％、１０ｍａｓｓ％、２０ｍａｓｓ％、３０ｍａｓｓ％の各混合率で混合し、炉内雰囲気が１，０００℃、及び１，１００℃で焼成し、計１４種類のセラミックス多孔体（以下、試験片）を成型した。
【００２１】
試験片の見かけの気孔率をＪＩＳＲ２２０５に準じて測定した。表２に各試験片の見かけの気孔率を示す。
【表２】
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【００２２】
表２に示す試験片のうち、粘土のみから作製した試験片（１，０００℃及び１，１００℃の２種類）、及びＰＯＭ樹脂の混合率が２０％の試験片（計４種類）について、ポロシメータにより細孔分布を測定した。図１（ａ）に各試験片の細孔分布を示す。焼成温度でみると、１，０００℃（図１上段各図）では１マイクロメートル以下の細孔分布が多くみられるが、１，１００℃（図１下段各図）では１，０００℃に比べて１マイクロメートル以下の細孔分布が少なく、１マイクロメートル以上の細孔分布に偏っている。１，１００℃では高温の焼成によって焼きしまり、１マイクロメートル以下の小さい気孔は消失し、１マイクロメートル以上の細孔分布に偏っているものである。また、図１（ｂ）に示すように、気孔率は１，０００℃より１，１００℃の方が小さい。
【００２３】
図１及び表２に示した結果から、次のことが明らかとなった。
（１）粘土のみから作製した試験片は、０．１〜１０マイクロメートルの気孔を多く有する。一方、ＰＯＭ樹脂の混合率が２０％の試験片（計４種類）は、１０〜１００マイクロメートルの気孔を多く有する。
（２）ＰＯＭ樹脂の粒径が大きくなるにつれて、試験片はより大きな気孔率となる。
（３）ＰＯＭ樹脂の混合率が増加するにつれて、試験片はより大きな気孔を持つ分布となる。
【００２４】
図１の結果から、ＰＯＭ樹脂の粒径、ＰＯＭ樹脂の粘土との混合率、及び焼成温度を変更することによって、試験片組織内の細孔分布を制御できることが判明した。すなわち、微生物の生息に適した細孔分布を持つセラミックス多孔体を作製できるものと考えられる。
【００２５】
また、焼成した粘土についてＸ線回折測定を行った。その結果を図２、及び図３に示し、結晶組織（構造）について考察した。図２は、粘土を１，０００℃で焼成したセラミックス多孔体、図３は、１，１００℃で焼成したセラミックス多孔体のＸ線回折パターンを示し、得られたピークに対してＩＣＤＤデーターベース検索を行い、鉱物同定を行った結果を示している。
【００２６】
ＩＣＤＤデーターベース検索（http://www.icdd.com/index.htm）にて材料解析を行ったところ、両セラミックス多孔体ともQuarts（SiO2、図中の●印）及びHematite（Fe2O3、図中の■印）を含有することが判明した。さらに図２に示すように、１，０００℃で焼成したセラミックス多孔体は、Microcline（K0.94Na0.06Al1.01Si2.99O8、図中の▼印）を多く有し、図３に示すように、１，１００℃で焼成した場合はMullite（Al4.68Si1.32O9.66、図中の▲印）をそれぞれ多く有する組織となる事が判明した。これはすなわち、微生物の生息に適した結晶組織を持つセラミックが存在することを示唆している。
【実施例】
【００２７】
本発明に係るセラミックス多孔体による微生物の生息能を確認すべく、上述した試験片に菌を付着させて実験を行った。微生物は、キムラ漬物宮崎工業株式会社の糠床から分離した乳酸菌を用いた。キムラ漬物宮崎工業株式会社の糠床を生理食塩水で適宜希釈し、図４に示す５種類の寒天平板培地（ＭＲＳ培地、ＧＹＰ培地、ＸＹＰ培地、ＦＹＰ培地及びＭＹＰ培地）に塗抹した。寒天平板培地を３０℃で５日間培養し、生じたコロニー数を計数から糠床単位重量あたりの生菌数(ｃｏｌｏｎｙ ｆｏｒｍｉｎｇ ｕｎｉｔ,  ＣＦＵ)を算出した。分離株は光学顕微鏡下で観察し、細胞の形態並びにサイズを計測した。
【００２８】
コロニー計数の結果、図４に示すように、糠床にはｇ重量当たり１０６ＣＦＵ以上の乳酸菌が存在していることが判明した。
【００２９】
上述したＧＹＰ培地から分離された４０株をランダムに選抜し、ＭＲＳ液体培地（Ｄｉｆｃｏ）で培養し、菌体を回収した。回収された菌体の一つを顕微鏡観察したところ、本株はカタラーゼ陰性の桿菌であり、図５に示すように、細胞直径は平均１〜２マイクロメートルであった。また、本株は、細胞によっては４〜５マイクロメートルまで伸長する。本発明では、この株をＧＹＰ−７４株と定める。
さて、上記の培養菌体からフェノール・クロロホルム抽出法を用いて、ゲノムＤＮＡを抽出した。この抽出したＤＮＡを鋳型とし、２つのプライマー（２７ｆ[AGAGTTTGATCCTGGCTCAG],１５２５ｒ[AAAGGAGGTGATCCAGCC]）を用いてＰＣＲ法により１６ｓＲＤＮＡ遺伝子を増幅した。ＰＣＲ産物をＰＥＧ沈殿法により精製し、塩基配列の解析はApplied Biosystems 3730xl DNA analyzer（株式会社マクロジェン・ジャパン製）を用いて実施した。シーケンス解析には上記プライマー２７ｆを用い、ＧＹＰ−７４株については、プライマー１５２５ｒも用いた。得られたシーケンス情報を基に、Ｂｌａｓｔ検索を行い、近縁種の推定を行った。図６にＧＹＰ−７４株の１６ＳｒＲＮＡ遺伝子塩基配列（５００〜６００ｂｐ）を用いたＢｌａｓｔ検索結果、図７にＧＹＰ−７４株の１６ＳｒＲＮＡ遺伝子塩基配列（１４４９ｂｐ）を用いたＢｌａｓｔ検索結果、図８にＧＹＰ−７４株の１６ＳｒＲＮＡ遺伝子塩基配列（１４４９ｂｐ）を示す。
【００３０】
図６乃至図８に示すように、分離乳酸菌は全てＬａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ属であり、１６ｓｒＲＮＡ遺伝子のほぼ全長でＢｌａｓｔ検索をかけたＧＹＰ−７４株についてはＬａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｎａｍｕｒｅｎｓｉｓもしくはＬａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ａｃｉｄｉｆａｒｉｎａｅに近縁であることが推測された。
【００３１】
図６に示すＢｌａｓｔ検索から、糠床で優占していると推定されたＬａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ属からなる乳酸菌群としてＧＹＰ−７４株を選択し、これを以後の供試株とした。前述した１４種類の試験片を乳酸菌付着試験に用いた。１/１００濃度ＭＲＡ培地５ｍｌをねじ口試験管で調製し、各試験片(≒５ｍｍ＊５ｍｍ)を収容し、オートクレーブにより滅菌処理した。これにＭＲＳ液体培地で培養、生理食塩水で洗浄したＧＹＰ−７４株を１０５／ｍｌになるように、溶液に添加した。試験管を２７℃、４５時間インキュベイトし、試験片の付着菌数を測定した。測定には、まず試験片を滅菌した乳鉢で細かく破砕し、生理食塩水にて段階希釈し、ＭＲＳ寒天平板培地を用いて、定法に従い生菌数を算出した。結果を図９に示す。ただし、表２に示す試験片の内、焼成温度が１，０００℃、粉砕粒径が０．２ｍｍ、かつＰＯＭ樹脂含有率が３０％の試験片は除き、試験を行った。図９に示すように、試験片には乳酸菌が付着することが確認された。また、試験片との対照区としてシリコン片にも同様の手順で生菌数を算出したものの、シリコン片には乳酸菌の付着は認められなかった。さらに、焼成温度が１，０００℃よりも１，１００℃で作製した試験片に対して、付着菌数が有意に増加することが確認された。
【００３２】
以上、実施例の結果から、乳酸菌漬物用セラミックス多孔体の製造方法として、焼成時の炉内雰囲気は、１，１００℃が良好であることが判明した。１，０００℃よりも１，１００℃で焼成したセラミックス多孔体は、図９に示すように、乳酸菌付着数が高く、その理由として、１，１００℃で焼成されたセラミックス多孔体は、図１に示すように、１マイクロメートル以上の気孔分布が多いことで、乳酸菌の大きさとの関係から最適な細孔分布であると考えられる。また、図３に示すように、１，１００℃のセラミックス多孔体のＸ線回折パターンから、微生物の生育に適した結晶組織を持つことが示唆された。
【００３３】
本発明に係る乳酸菌漬物用セラミックス多孔体に乳酸菌が付着していることを確認するため、上記試験片の内、焼成温度が１，１００℃、粉砕粒径が〜０．２ｍｍ、かつＰＯＭ樹脂含有率が３０％のものを、凍結乾燥装置により乾燥後、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて視認した。図１０は、その際の写真で、試験片のくぼみや間隙に乳酸菌が存在していることが確認できる。とくに、図１０中、中心より左側の１０マイクロメートル程の気孔、右上から下方に向けての気孔、左下の気孔には多くの乳酸菌が確認でき、それ以外の表面部には、あまり付着していなかった。また、図１０中、右下の溝は、写真撮影時に人工的に形成したものであるため、乳酸菌が撮影されなかった。
【００３４】
［総論］
図１〜図９から言えることとして、乳酸菌の大きさは、平均１〜２マイクロメートルであり、株によっては４〜５マイクロメートルまで伸長するものもある。前述のように、気孔率は１，０００℃より１，１００℃の方が小さいが、１，０００℃より１，１００℃の方が１マイクロメートル以下の分布が少なく、１マイクロメートル以上の細孔分布が多い。すなわち、乳酸菌は乳酸菌の大きさより小さい１マイクロメートル以下の気孔に付着することが困難であるが、乳酸菌の大きさと同じかより大きい１マイクロメートル以上の気孔が多い、１，１００℃をより好んで付着している。
【００３５】
また、焼成温度１，０００℃でみると、図９（Ａ：粘土のみ、Ｈ：粉砕粒径０．２〜０．５ｍｍでＰＯＭ樹脂含有率が１０％、Ｉ：粉砕粒径０．２〜０．５ｍｍでＰＯＭ樹脂含有率が２０％、Ｊ：粉砕粒径０．２〜０．５ｍｍでＰＯＭ樹脂含有率が３０％）から、有機材料の混合率が多くなるにつれて、すなわち気孔率が大きくなるにつれて、乳酸菌付着数が多いことがわかる。図１より、焼成温度１,０００℃、粘土のみ、では１マイクロメートル以下の細孔分布に偏るが、焼成温度１,０００℃、有機材料２０％、粉砕粒径０．２〜０．５ｍｍでは１マイクロメートル以上の細孔分布が多いことから、１マイクロメートル以上の細孔分布に乳酸菌は付着しやすい。粘土と混合する有機材料の粒径や混合率、焼成温度を調整することによって、セラミックス多孔体の組織内の細孔分布の制御が可能となり、乳酸菌の付着に最適な細孔分布を持つセラミックス多孔体を作製できる。
【００３６】
図９においては、１，０００℃より１，１００℃の方が乳酸菌がより多く付着しているが、１，１００℃では、結晶組織にムライトが多く含まれている。焼成温度を１，１００℃に調整することでムライトを含む乳酸菌の生育に最適な結晶組織を有するセラミックス多孔体が作製できる。
【００３７】
最後に、本発明におけるセラミックス多孔体の製造工程をまとめると、次の工程となる。
（１）宮崎県産粘土を乾燥させた後に、粉砕機を用いて粉砕し、０．５ｍｍメッシュの篩にかけ、粒径を０．５ｍｍ以下のサイズとする工程。
（２）ＰＯＭ樹脂などの有機材料を液体窒素に浸して冷却した後、粉砕機を用いて粉砕し、０．５ｍｍメッシュの篩にかけ、粒径を０．５ｍｍ以下のサイズとする工程。
（３）上記（１）で得られた粘土と、上記（２）で得られた有機材料を、有機材料の含有率が原料の全質量に対して１０〜３０ｍａｓｓ％となるよう混合する工程。
（４）上記（３）で得られた混合物を炉内雰囲気１，０００℃〜１，１００℃で焼成する工程。
これらの工程を経て得られたセラミックス多孔体は、その形状が、上述した実施例に示すような容器状に限定されるものではない。例えば上記（４）の工程において、容器内に投入できるサイズの小片に成形して焼成し、漬物容器内に投入して利用しても良い。また、本発明におけるセラミックス多孔体も、容器状に限定されるものではないことを付言する。
【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】
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【図９】
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【図１０】
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