(57)【要約】【課題】廃棄パン等の食品廃棄物を効率的に処理することができ、上水や酵素の必要量を低減でき、食品廃棄物以外の余分な原料を必要とせず、均質かつ良質のタンパクを回収することができる食品廃棄物利用の良質タンパク回収方法を提供する。【解決手段】食品廃棄物１を加水分解する加水分解工程（Ａ）と、加水分解した第１混合液２を遠心分離して第１固形物３と第１分離液４に分離する第１遠心分離工程（Ｂ）と、分離した第１固形物に水を加えて混合し第１固形物を洗浄する加水洗浄工程（Ｃ）と、洗浄後の第２混合液５を遠心分離して第２固形物６と第２分離液７に分離する第２遠心分離工程（Ｄ）とを備え、第１分離液と第２分離液の少なくとも一部をリサイクルして加水分解工程（Ａ）に用いる。【選択図】　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品廃棄物（１）を加水分解する加水分解工程（Ａ）と、加水分解した第１混合液（２）を遠心分離して第１固形物（３）と第１分離液（４）に分離する第１遠心分離工程（Ｂ）と、分離した第１固形物に水を加えて混合し第１固形物を洗浄する加水洗浄工程（Ｃ）と、洗浄後の第２混合液（５）を遠心分離して第２固形物（６）と第２分離液（７）に分離する第２遠心分離工程（Ｄ）とを備え、前記第１分離液と第２分離液の少なくとも一部をリサイクルして加水分解工程（Ａ）に用いる、ことを特徴とする食品廃棄物利用の良質タンパク回収方法。
【請求項２】
前記第２固形物（６）を乾燥させる乾燥工程（Ｅ）を更に備える、ことを特徴とする請求項１に記載の食品廃棄物利用の良質タンパク回収方法。
【請求項３】
前記第１分離液（４）をアルコール発酵させるアルコール発酵工程（Ｇ）を更に備える、ことを特徴とする請求項１に記載の食品廃棄物利用の良質タンパク回収方法。
【請求項４】
前記加水分解工程（Ａ）は、アルカリ法又は高温分解法による、ことを特徴とする請求項１に記載の食品廃棄物利用の良質タンパク回収方法。
【請求項５】
前記加水分解工程（Ａ）において、希釈率（水／固形比）を２倍以上、１０倍以下とし、前記の第１遠心分離工程（Ｂ）において、遠心力を５８０Ｇ以上、３５００Ｇ以下に設定する、ことを特徴とする請求項１に記載の食品廃棄物利用の良質タンパク回収方法。
【請求項６】
前記加水分解工程（Ａ）において、撹拌時間を６０分以上、３６０分以下とする、ことを特徴とする請求項１に記載の食品廃棄物利用の良質タンパク回収方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄パン等の食品廃棄物利用の良質タンパク回収方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パン製造業において毎日廃棄される廃棄パン量は膨大であり、一部はそのまま養豚用飼料等として用いられているものの、大部分は有効利用されないまま廃棄物として処理されている。
【０００３】
この問題を解決するため、「廃棄パン利用飼料の製造方法」（特開平７−２２７２１８号）が提案されている。この方法は、廃棄パンに加水分解酵素を作用させて廃棄パン糖化液を調製したのち、これに一般飼料及びアルコール生産酵母を加えて発酵させる、あるいは一般飼料及び酵母を加え、そのまま又は発酵後乾燥させるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平７−２２７２１８号の方法には以下の問題点があった。
（１）廃棄パン糖化液の調製に大量の上水と加水分解酵素を必要とする。そのため、廃棄パンの処理コストが高い。
（２）一般飼料として、圧ペン大麦、とうもろこし、小麦ふすま、あわ、ひえ及び配合飼料等を必要とするため、製造コストが更に上昇する。
（３）アルコール発酵に２〜４日程度の発酵日数を必要とするため、大型の発酵槽を必要とする。
（４）製造できる製品は液状飼料又は乾燥飼料であり、成分が不均一であるため飼料等の用途に限られている。そのため需要も少なく採算性が低い。
（５）乾燥させて乾燥飼料にする場合、大量の水分を蒸発させる必要があるため製造コストが非常に高くなる。
【０００５】
本発明はかかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、毎日廃棄される膨大な廃棄パン等の食品廃棄物を効率的に処理することができ、上水や酵素の必要量を低減でき、食品廃棄物以外の余分な原料を必要とせず、均質かつ良質のタンパクを回収することができる食品廃棄物利用の良質タンパク回収方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
パン食材等の食品廃棄物には食物タンパクのグルテンが多量に含まれており、これは家畜にとっても有用である。従ってこの食物タンパク（グルテン）を固形物として不純物（異物）の少ない状態で回収できれば均質かつ良質のタンパクとして有効利用することができる。本発明はかかる新規な見地から創案されたものである。
【０００７】
すなわち、本発明によれば、食品廃棄物（１）を加水分解する加水分解工程（Ａ）と、加水分解した第１混合液（２）を遠心分離して第１固形物（３）と第１分離液（４）に分離する第１遠心分離工程（Ｂ）と、分離した第１固形物に水を加えて混合し第１固形物を洗浄する加水洗浄工程（Ｃ）と、洗浄後の第２混合液（５）を遠心分離して第２固形物（６）と第２分離液（７）に分離する第２遠心分離工程（Ｄ）とを備え、前記第１分離液と第２分離液の少なくとも一部をリサイクルして加水分解工程（Ａ）に用いる、ことを特徴とする食品廃棄物利用の良質タンパク回収方法が提供される。
【０００８】
上記本発明の方法によれば、第１遠心分離工程（Ｂ）で分離した第１固形物（３）に加水洗浄工程（Ｃ）で水を加えて混合し第１固形物を洗浄するので、第１固形物（３）の表面に付着した異物（酵素やバター等の油分）を新鮮な水中に遊離させることができる。またこの洗浄後に第２遠心分離工程（Ｄ）で遠心分離して第２固形物（６）と第２分離液（７）に分離するので、異物の混入が少ない良質タンパク（グルテン）を第２固形物（６）として回収することができる。
また、第１分離液（４）と第２分離液（７）の少なくとも一部をリサイクルして加水分解工程（Ａ）に用いるので、遠心分離で回収された酵素と水を再利用することができ、上水や酵素の必要量を低減でき、かつ処理すべき第１分離液（４）を濃縮し絶対量を低減できる。
【０００９】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記第２固形物（６）を乾燥させる乾燥工程（Ｅ）を更に備える。
この構成により、良質タンパク（グルテン）を乾燥グルテンとして回収することができる。
【００１０】
前記第１分離液（４）をアルコール発酵させるアルコール発酵工程（Ｇ）を更に備える。
第１分離液（４）のリサイクルにより第１分離液（４）内の澱粉と糖分の濃度が上がっており、かつ絶対量が低減しているので、容易にアルコール発酵させ飼料化することができる。
【００１１】
前記加水分解工程（Ａ）は、アルカリ法又は高温分解法によるのがよい。アルカリ法又は高温分解法のいずれの場合でも、使用するアルカリ液、酵素、及び水の必要量を低減できる。
【００１２】
前記加水分解工程（Ａ）において、希釈率（水／固形比）を２倍以上、１０倍以下とし、前記の第１遠心分離工程（Ｂ）において、遠心力を５８０Ｇ以上、３５００Ｇ以下に設定する。
希釈率（水／固形比）を２倍以上、１０倍以下とすることにより、実験結果から原料液を約８０％以上回収することができる。また、遠心力を５８０Ｇ以上、３５００Ｇ以下とすることにより、吸光度約１以下の透明度の高い第１分離液を分離することができる。
【００１３】
前記加水分解工程（Ａ）において、撹拌時間を６０分以上、３６０分以下とするのがよい。
実験結果から撹拌時間を６０分未満の場合には、分離液の回収率が低下する。また、撹拌時間を３６０分以上にしても、分離液の回収率はほとんど上昇しない。従って、この範囲の撹拌時間によってほとんど同一の分離液の回収率が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００１５】
図１は、本発明の食品廃棄物利用の良質タンパク回収方法の工程図である。この例において食品廃棄物１は廃棄パンである。廃棄パンとはパン製造業において毎日廃棄されるパン生地、半焼きパン生地及び焼きパンである。焼きパンは、食パン、クリームパン、ジャムパン、マロンパン等あらゆる種類の菓子パンを含む。
これらの廃棄パンには、約２３〜４０％の水分、約２３〜３７％の澱粉、約１３〜３２％の糖分、約５〜８％の蛋白質、約２〜２７％の脂質、約０．１〜０．４％の灰分が含まれている。
なお本発明は廃棄パンに限定されず、その他の食品廃棄物であってもよい。
【００１６】
図１に示すように、本発明の方法は、加水分解工程（Ａ）、第１遠心分離工程（Ｂ）、加水洗浄工程（Ｃ）、第２遠心分離工程（Ｄ）、乾燥工程（Ｅ）、油分離工程（Ｆ）及びアルコール発酵工程（Ｇ）からなる。
【００１７】
加水分解工程（Ａ）では、食品廃棄物１（この例では廃棄パン）を加水分解酵素（例えばアミラーゼ）を加えて加水分解し、グリコース化する。この加水分解工程（Ａ）は、アルカリ液と酵素を加えて常温でグリコース化するアルカリ法、又は約７０℃において高温酵素を用いる高温分解法のいずれであってもよい。なおこの加水分解工程（Ａ）において、後述する第１分離液４と第２分離液７の少なくとも一部をリサイクルし、これに必要最少限度の酵素を追加して用いる。
【００１８】
加水分解工程（Ａ）において、希釈率（水／固形比）は、原料液を約８０％以上回収するために、２倍以上、１０倍以下とする。また、ほとんど同一の分離液の回収率を得るために、撹拌時間は６０分以上、３６０分以下とする。
【００１９】
上述したグリコース化により、食品廃棄物１（廃棄パン）と水（好ましくは温水）の混合した第１混合液２は、粘度が低下して遠心分離が容易にできる状態となる。
【００２０】
第１遠心分離工程（Ｂ）では、加水分解した第１混合液２を遠心分離して第１固形物３と第１分離液４に分離する。第１固形物３の主成分は、蛋白質、脂質及び灰分であり、これに付着した水分と酵素が含まれる。一方、第１分離液４の主成分は、水分、澱粉、糖分であり、これに若干の蛋白質と脂質が含まれる。
【００２１】
すなわち第１固形物３は、グルテンを含む良質タンパクであるが、その表面には酵素や油分（バター、ミルクなど）が付着している。なおこの第１遠心分離工程（Ｂ）において、吸光度約１以下の透明度の高い第１分離液を分離するために、遠心力を５８０Ｇ以上、３５００Ｇ以下に設定するのがよい。また第１分離液４の一部は加水分解工程（Ａ）にリサイクルし、これに含まれる酵素と水を再利用するのがよい。
【００２２】
加水洗浄工程（Ｃ）では、分離した第１固形物３に水（上水）を加えて混合し第１固形物３を洗浄する。この工程で第１固形物３の表面に付着した異物（酵素やバター等の油分）を新鮮な水中に遊離させることができる。
【００２３】
第２遠心分離工程（Ｄ）では、洗浄後の第２混合液５を遠心分離して第２固形物６と第２分離液７に分離する。第２固形物６は、異物の混入が少ない良質タンパク（グルテン）である。また、第２分離液７は、洗浄により遊離した酵素やバター等の油分を含む水である。この第２分離液７は、全量加水分解工程（Ａ）にリサイクルし、酵素と水を再利用する。
【００２４】
乾燥工程（Ｅ）では、第２固形物６を乾燥させ、乾燥グルテン８を得る。この乾燥手段は乾燥グルテン８の品質を高めるために、冷凍乾燥が好ましいがその他の乾燥手段であってもよい。
【００２５】
油分離工程（Ｆ）では、第１分離液４に含まれる油分（バター等）を分離する。この分離手段は比重差による分離が好ましいがその他の手段であってもよい。油分（バター等）を分離することにより、アルコール発酵工程（Ｇ）を効率的に行うことができる。
【００２６】
アルコール発酵工程（Ｇ）では、第１分離液４に発酵酵母（例えばビール酵母）を添加しアルコール発酵させて家畜飼料９を製造する。第１分離液４の一部を加水分解工程（Ａ）にリサイクルすることにより、アルコール発酵工程（Ｇ）に用いる第１分離液４の澱粉と糖分が高まっており、少ない酵母量で効率よくアルコール発酵させることができる。
【００２７】
なおアルコール発酵後、家畜飼料９として用いる他、爆気槽処理、ボイラ混燃、膜分離濃縮により、第１分離液４を処理してもよい。
【００２８】
【実施例】
以下本発明の予備試験結果を説明する。
【００２９】
図２は、希釈率と原料液の回収率の関係図である。この図から、希釈率（水／固形比）を２倍以上、１０倍以下とすることにより、実験結果から原料液を約８０％以上回収することができることがわかる
【００３０】
図３は、希釈率と糖濃度の関係図である。この図から希釈率が小さいほど糖濃度が高くなることがわかる。従って、上述したように第１分離液４の一部を加水分解工程（Ａ）にリサイクルすることにより、アルコール発酵工程（Ｇ）に用いる第１分離液４の澱粉と糖分が高まり、少ない酵母量で効率よくアルコール発酵させることができることがわかる。
【００３１】
図４は、遠心力と吸光度の関係図である。遠心力１４０、５８０、１６００、２３００、３５００Ｇは、この試験では、１０００、２０００、３０００、４０００、５０００ｒｐｍに相当する。この結果から遠心力を５８０Ｇ以上、３５００Ｇ以下とすることにより、吸光度約１以下の透明度の高い第１分離液を分離することができることがわかる。
【００３２】
図５は、撹拌時間と回収率及び糖濃度の関係図である。この結果から撹拌時間を６０分未満の場合には、分離液の回収率が低下する。また、撹拌時間を３６０分以上にしても、分離液の回収率はほとんど上昇しない。従って、この範囲の撹拌時間によってほとんど同一の分離液の回収率が得られることがわかる。
【００３３】
上述した本発明の方法によれば、第１遠心分離工程（Ｂ）で分離した第１固形物３に加水洗浄工程（Ｃ）で水を加えて混合し第１固形物を洗浄するので、第１固形物３の表面に付着した異物（酵素やバター等の油分）を新鮮な水中に遊離させることができる。またこの洗浄後に第２遠心分離工程（Ｄ）で遠心分離して第２固形物６と第２分離液７に分離するので、異物の混入が少ない良質タンパク（グルテン）を第２固形物６として回収することができる。
【００３４】
また、第１分離液４と第２分離液７の少なくとも一部をリサイクルして加水分解工程（Ａ）に用いるので、遠心分離で回収された酵素と水を再利用することができ、上水や酵素の必要量を低減でき、かつ処理すべき第１分離液４を濃縮し絶対量を低減できる。
【００３５】
更に、乾燥工程（Ｅ）により、良質タンパク（グルテン）を乾燥グルテンとして回収することができる。
【００３６】
また、アルコール発酵工程（Ｇ）において、第１分離液４のリサイクルにより第１分離液４内の澱粉と糖分の濃度が上がっており、かつ絶対量が低減しているので、容易にアルコール発酵させ飼料化することができる。
【００３７】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない限りで自由に変更ができる。
【００３８】
【発明の効果】
上述したように、本発明の食品廃棄物利用の良質タンパク回収方法は、毎日廃棄される膨大な廃棄パン等の食品廃棄物を効率的に処理することができ、上水や酵素の必要量を低減でき、食品廃棄物以外の余分な原料を必要とせず、均質かつ良質のタンパクを回収することができる等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の食品廃棄物利用の良質タンパク回収方法の工程図である。
【図２】希釈率と原料液の回収率の関係図である。
【図３】希釈率と糖濃度の関係図である。
【図４】遠心力と吸光度の関係図である。
【図５】撹拌時間と回収率及び糖濃度の関係図である。
【符号の説明】
１　食品廃棄物（廃棄パン）、２　第１混合液、３　第１固形物、
４　第１分離液、５　第２混合液、６　第２固形物、７　第２分離液、
８　乾燥グルテン、９　家畜飼料、
Ａ　加水分解工程、Ｂ　第１遠心分離工程、
Ｃ　加水洗浄工程、Ｄ　第２遠心分離工程、
Ｅ　乾燥工程、Ｆ　油分離工程、
Ｇ　アルコール発酵工程
【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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