(57)【要約】【課題】効率的に酵母菌体を粉砕して酵母エキスを製造する方法を提供する。【解決手段】酵母菌体懸濁液を、均質バルブ本体１２の凸部１８が均質バルブシート１１の凹部１４内に挿入され、均質バルブシート１１と均質バルブ本体１２との互いに対向する面が平滑であり、平均径ｄ1の酵母菌体を均質化圧力△Ｐ、流量Ｑで吐出孔１３を通過させて粉砕し、平均径ｄ2の粉砕酵母菌体とする際に、吐出孔の出口径Ｄｉは下記（ａ）を満たし、かつ、均質バルブ本体１２の台座１７の外径をＤｖｏ、均質バルブ本体１２の凸部１８の外径をＤｖ、均質バルブシート１１の凹部１４の内径をＤｖｓとした際に、下記（ｂ）〜（ｄ）の少なくとも一つを満たす均質バルブ１０を用いてホモジナイザー処理する。(a)Di=Q/2πK。ここで、K=96(d2/d1)+0.51△P-18.37(ただし、0.08<K<300)。(b)0.85<Di/Dv<1.0、(c)0.2<Di/Dvo<0.5、(d)0.4<Dv/Dvs<0.998。【選択図】  図１
2004201567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酵母菌体懸濁液のホモジナイザー処理を含む酵母エキスの製造方法において、ホモジナイザー処理に、以下の均質バルブを使用することを特徴とする酵母エキスの製造方法。
円形状の窪みの凹部と該凹部の底面に出口を有する吐出孔とが形成された均質バルブシートと、円筒状の凸部が台座上に設けられた均質バルブ本体とを備え、均質バルブ本体の凸部が均質バルブシートの凹部内に挿入された均質バルブにおいて、
前記均質バルブシートおよび前記均質バルブ本体は、互いに対向する面が平滑であり、
平均径ｄ1の酵母菌体を、均質化圧力△Ｐ、流量Ｑで吐出孔を通過させて、平均径ｄ2の粉砕酵母菌体とする際に、前記吐出孔の出口径Ｄｉは下記（ａ）を満たし、
かつ、均質バルブ本体の台座の外径をＤｖｏ、均質バルブ本体の凸部の外径をＤｖ、均質バルブシートの凹部の内径をＤｖｓとした際に、下記（ｂ）〜（ｄ）の少なくとも一つを満たすことを特徴とする均質バルブ。
（ａ）Ｄｉ＝Ｑ／２πＫ
ここで、Ｋ＝９６（ｄ2／ｄ1）＋０．５１△Ｐ−１８．３７（ただし、０．０８＜Ｋ＜３００）、
（ｂ）０．８５＜Ｄｉ／Ｄｖ＜１．０、
（ｃ）０．２＜Ｄｉ／Ｄｖｏ＜０．５、
（ｄ）０．４＜Ｄｖ／Ｄｖｓ＜０．９９８
【請求項２】
酵母菌体懸濁液のホモジナイザー処理を含む酵母エキスの製造方法において、ホモジナイザー処理に、以下の均質バルブを使用することを特徴とする酵母エキスの製造方法。
円形状の窪みの凹部と該凹部の底面に出口を有する吐出孔とが形成された均質バルブシートと、円筒状の凸部が台座上に設けられた均質バルブ本体とを備え、均質バルブ本体の凸部が均質バルブシートの凹部内に挿入された均質バルブであって、均質バルブ本体の凸部の外径をＤｖ、均質バルブシートの凹部の内径をＤｖｓとした際に、下記（ｄ）を満たすことを特徴とする均質バルブ。
（ｄ）０．４＜Ｄｖ／Ｄｖｓ＜０．９９８
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、酵母エキスの製造方法に係り、より詳細には、酵母菌体を機械的に効率よく粉砕して酵母エキスを製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
酵母エキスの製造方法としては、従来、酵母菌体内酵素による自己消化を利用した方法、高圧ホモジナイザー等を使用して酵母菌体を機械的に粉砕処理する方法、およびこれらを組合せた方法等が知られている（特許文献１、２および３参照）。
しかし、酵素処理には長時間かかるという欠点があり、ホモジナイザーを利用した機械的処理では、酵母菌体の細胞壁や細胞膜を粉砕して酵母菌体内のエキス分を抽出するためには超高圧（例えば、１００ＭＰａ以上）を加えなければならず、エネルギー効率が悪く、装置への負荷も大きくなるという欠点があった。
【０００３】
【特許文献１】
特公昭５０−２５５３９号公報
【特許文献２】
特開平２−２５５０５９号公報
【特許文献３】
特開平９−５６３６１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、酵母菌体懸濁液のホモジナイザー処理を含む酵母エキスの製造方法において、効率的に酵母菌体を粉砕することのできる均質バルブを使用することで、従来より低い処理圧力で酵母エキスを製造でき、かつ装置への負荷を軽減できる酵母エキスの製造方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、酵母菌体のホモジナイザー処理を含む酵母エキスの製造方法において、ホモジナイザー処理に、以下の均質バルブを使用することを特徴とする。
円形状の窪みの凹部と該凹部の底面に出口を有する吐出孔とが形成された均質バルブシートと、円筒状の凸部が台座上に設けられた均質バルブ本体とを備え、均質バルブ本体の凸部が均質バルブシートの凹部内に挿入された均質バルブであって、前記均質バルブシートおよび前記均質バルブ本体は、互いに対向する面が平滑であり、平均径ｄ1の酵母菌体を、均質化圧力△Ｐ、流量Ｑで吐出孔を通過させて、平均径ｄ2の粉砕酵母菌体とする際に、前記吐出孔の出口径Ｄｉは下記（ａ）を満たし、かつ、均質バルブ本体の台座の外径をＤｖｏ、均質バルブ本体の凸部の外径をＤｖ、均質バルブシートの凹部の内径をＤｖｓとした際に、下記（ｂ）〜（ｄ）の少なくとも一つを満たすことを特徴とする均質バルブである。
（ａ）Ｄｉ＝Ｑ／２πＫ
ここで、Ｋ＝９６（ｄ2／ｄ1）＋０．５１△Ｐ−１８．３７（ただし、０．０８＜Ｋ＜３００）、
（ｂ）０．８５＜Ｄｉ／Ｄｖ＜１．０、
（ｃ）０．２＜Ｄｉ／Ｄｖｏ＜０．５、
（ｄ）０．４＜Ｄｖ／Ｄｖｓ＜０．９９８
【０００６】
なお、本明細書において、「酵母菌体」とは、均質バルブを通過させる前の酵母菌の菌体のことであり、「粉砕酵母菌体」とは、均質バルブを通過させた後の酵母菌の菌体のことである。また、「平均径」とは、５０％平均径のことである。
【０００７】
また、本発明は、酵母菌体のホモジナイザー処理を含む酵母エキスの製造方法において、ホモジナイザー処理に、以下のバルブを使用することを特徴とする。
円形状の窪みの凹部と該凹部の底面に出口を有する吐出孔とが形成された均質バルブシートと、円筒状の凸部が台座上に設けられた均質バルブ本体とを備え、均質バルブ本体の凸部が均質バルブシートの凹部内に挿入された均質バルブであって、均質バルブ本体の凸部の外径をＤｖ、均質バルブシートの凹部の内径をＤｖｓとした際に、下記（ｄ）を満たすことを特徴とする均質バルブ。
（ｄ）０．４＜Ｄｖ／Ｄｖｓ＜０．９９８
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明で使用する均質バルブの一実施形態例について図１を参照しながら説明する。この均質バルブ１０は、水等の中に懸濁した酵母菌体を粉砕するものであり、均質バルブシート１１と、均質バルブ本体１２とを有して構成されている。
均質バルブシート１１には、ポンプ（図示せず）などから供給された酵母菌体懸濁液（以下、酵母液ともいう）が流動する吐出孔１３が形成されているとともに、円形状の窪みの凹部１４が形成されている。そして、吐出孔１３の出口１５は凹部１４の底面１６に形成されている。
均質バルブ本体１２は、台座１７と、台座１７よりも外径が小さい円筒状の凸部１８とを有しており、凸部１８が台座１７上に形成されている。
【０００９】
上記均質バルブ１０においては、均質バルブシート１１の凹部１４に、均質バルブ本体１２の凸部１８が挿入されている。その際、均質バルブシート１１の凹部１４と均質バルブ本体１２の凸部１８とは密着しておらず、均質バルブシート１１と均質バルブ本体１２との間には間隙が形成されている。この間隙は、酵母液が吐出孔１３の出口１５から吐出してから均質バルブ１０外に排出されるまでの排出流路２０となっている。
【００１０】
この排出流路２０は、均質バルブシート１１の凹部１４と均質バルブ本体１２の凸部１８とが対向することによって形成されるから、３つの直線状流路から構成されることとなる。ここで、３つの直線状流路を、第１の流路２１、第２の流路２２、第３の流路２３とする。そして、第１の流路２１とは、酵母液が吐出孔出口１５を吐出してから均質バルブシート１１の凹部１４の底面１６に沿って流動し、均質バルブシート１１の凹部１４の側面に衝突するとともに、流動方向が転換されるまでの間の流路である。第２の流路２２とは、第１の流路２１を出てから均質バルブ本体１２の台座１７の面に衝突するとともに、流動方向が転換されるまでの間の流路である。第３の流路２３とは、第２の流路２２を出てから均質バルブ１０外に排出されるまでの間の流路である。
したがって、酵母液は吐出孔１３を通過した後、吐出孔１３の出口１５から吐出されて、第１の流路２１に流入し、その後、第２の流路２２、第３の流路２３を順に連続的に通過して均質バルブ１０外に排出される。
なお、均質バルブシート１１と均質バルブ本体１２との間隔ｄは、例えば油圧式加圧装置のような加圧手段（図示せず）によって調整される。
【００１１】
本実施形態例の均質バルブ１０において、均質バルブシート１１および均質バルブ本体１２は、互いに対向する面が平滑である。そのため、排出流路２０の流路抵抗は小さくなり、圧力損失が小さくなる。その結果、酵母液が吐出孔出口１５から吐出してから均質バルブ１０外に排出されるまでの間では、酵母液が吐出孔出口から吐出するときに圧力損失が最も集中し、このときに酵母菌体にかかる圧力が大きく変化する。この圧力の変化によって酵母菌体には大きな剪断力が与えられるので、酵母菌体は容易に粉砕される。
ただし、排出流路２０における圧力損失は小さければよいというものではない。すなわち、排出流路２０における圧力損失が小さすぎると、剪断力が発生しにくくなり、結果的に、有効に酵母菌体を粉砕することができなくなることがある。
【００１２】
また、本実施形態例では、均質バルブシート１１の吐出孔１３の出口径Ｄｉは下記（ａ）を満たしている。すなわち、ポンプなどを用いて、平均径ｄ1の酵母菌体を均質化圧力△Ｐ、流量Ｑで吐出孔を通過させて、平均径ｄ2の粉砕された酵母菌体とする際に、下記（ａ）を満たしている。
（ａ）Ｄｉ＝Ｑ／２πＫ
ここで、Ｋ＝９６（ｄ2／ｄ1）＋０．５１△Ｐ−１８．３７（ただし、０．０８＜Ｋ＜３００）
吐出孔１３の出口径Ｄｉが上記（ａ）を満たすと、酵母菌体が吐出孔出口１５から吐出する際の圧力損失が最適化され、酵母菌体を効率的に所望の粒子径に粉砕することができる。
なお、（ａ）においては、０．０８＜Ｋ＜３００である。ここで、Ｋとは実用性指標数であり、０．０８＜Ｋ＜３００であると、酵母菌体が、実用的な均質化圧力で、所望の平均径に粉砕される範囲となる。すなわち、Ｋが０．０８より大では、例えば、Ｄｉを６ｍｍとした際に、流量１００リットル／時間、均質化圧力１０ＭＰａでｄ2／ｄ1を０．２以下にする条件が範囲内となる。また、Ｋが３００未満では、例えば、Ｄｉを６ｍｍとした際に、流量２００００リットル／時間、均質化圧力１０ＭＰａでｄ2／ｄ1を０．９以下にする条件が範囲内となる。
【００１３】
また、本実施形態例では、均質バルブシート１１の吐出孔１３の出口径をＤｉ、均質バルブシート１１の凹部１４の内径をＤｖｓ、均質バルブ本体１２の台座１７の外径をＤｖｏ、均質バルブ本体１２の凸部１８の外径をＤｖとした際に、下記（ｂ）〜（ｄ）を満たしている。
（ｂ）０．８５＜Ｄｉ／Ｄｖ＜１．０
（ｃ）０．２＜Ｄｉ／Ｄｖｏ＜０．５
（ｄ）０．４＜Ｄｖ／Ｄｖｓ＜０．９９８
【００１４】
０．８５＜Ｄｉ／Ｄｖ＜１．０であると、酵母菌体の粉砕効率を高めることができる。すなわち、Ｄｉ／Ｄｖが０．８５より大きいと、吐出孔１３内の圧力損失が適度に小さくなるので、酵母液が吐出孔１３から吐出する際の圧力損失が大きくなる。そのため、剪断力が増加して粉砕効率が向上する。一方、Ｄｉ／Ｄｖが１．０以上であると、吐出孔出口１５から吐出した酵母液の一部が均質バルブ本体１２の凸部１８に衝突しなくなるので、吐出の際に圧力損失が集中しなくなる。そのため圧力変化が小さくなり、剪断力が低下して粉砕効率が低下する。
【００１５】
また、Ｄｉ／Ｄｖｏが０．２以下であると、排出流路２０が長くなりすぎて排出流路２０の圧力損失が高くなり、酵母液が吐出孔出口１５から吐出した際に十分に圧力損失を集中させることができない。一方、０．５以上であると、排出流路２０が短くなりすぎて酵母液が吐出孔出口１５から吐出した際に十分に剪断力を酵母菌体に与えることができない。すなわち、０．２＜Ｄｉ／Ｄｖｏ＜０．５であると、排出流路２０の長さが最適化され、排出流路２０における圧力損失が最適化される。そのため、酵母液が吐出孔出口１５から吐出する際に圧力損失を適度に集中させ、より強い剪断力を効率的に与えることができ、酵母菌体の粉砕効率を高めることができる。
【００１６】
さらに、Ｄｖ／Ｄｖｓが０．４以下であると、第２の流路２２の間隔が広くなりすぎて排出流路２０の圧力損失が低下しすぎるので、剪断力を与えにくくなり、粉砕効率が低下する。一方、Ｄｖ／Ｄｖｓが０．９９８以上であると、逆に第２の流路２２の間隔ｌｏが狭くなりすぎて、排出流路２０の圧力損失が著しく増大し、圧力変化はここに集中してしまい、粉砕効率が低下する。すなわち、０．４＜Ｄｖ／Ｄｖｓ＜０．９９８であると、第２の流路２２の間隔ｌｏが最適化され、結果的に排出流路２０における圧力損失が最適化される。そのため、酵母液が吐出孔出口１５から吐出する際に圧力損失を適度に集中させることができ、圧力変化を大きくすることができる。結果的に、より強い剪断力を効率的に与えることができ、ひいては粉砕効率を高めることができる。
また、上記理由の他に、Ｄｖ／Ｄｖｓが０．９９８以上であると、均質バルブシート１１と均質バルブ本体１２との隙間が極僅かになるので、均質バルブシート１１の凹部１４に均質バルブ本体１２の凸部１８を挿入することが困難になる。
【００１７】
本発明では、上述した均質バルブ１０が設置されたホモジナイザーを使用する。このホモジナイザーは、通常、酵母液を均質バルブに供給するポンプを有している。ポンプは、酵母液を適宜の処理圧力、流量で吐出するものである。ポンプの種類としては高圧で吐出できるものであれば特に限定されない。
上述した均質バルブを使用すると、従来の均質バルブを用いた場合よりも低い処理圧力で同等の粉砕効果が得られる。したがって、効率的に酵母エキスを製造することができるとともに、装置への負荷を軽減することができる。
【００１８】
なお、上述した実施形態例の均質バルブにおいては、（ｂ）〜（ｄ）の条件をすべて満たしていたが、本発明はそれに限定されず、上記三つの条件の少なくとも一つを満たせばよい。ただし、満足する条件の数が多い方が、本発明の効果がより発揮されるので好ましい。
【００１９】
本発明では、上述の均質バルブを使用したホモジナイザー処理を複数回繰り返すことにより、酵母菌体の粉砕効率をさらに高めることができる。また、ホモジナイザー処理によって得られた処理液を、常法、例えば遠心分離法、フィルタプレス、凝集沈殿法などの抽出工程に付し、不溶性の菌体成分を分離することにより目的の酵母エキスを得ることができる。なお、処理液をさらに自己消化工程に付した後、抽出操作することにより酵母エキスを得ることもできる。
【００２０】
【実施例】
市販パン酵母１ｋｇを水道水１０リットルに溶解して酵母液を調製した。この液をホッパーから上述の均質バルブ（Ｄｉ＝６ｍｍ、Ｄｖ＝８ｍｍ、Ｄｖｏ＝２８ｍｍ、Ｄｖｓ＝９ｍｍ）を備えたホモジナイザー（三丸機械工業製）に流入させ、処理圧力５０ＭＰａ、処理流量２００リットル／時間で粉砕処理を行った。１回の処理時間は約３分とした。ホモジナイザーから出た処理液は、冷水中に置いたステンレス製蛇管を通るようにして、処理液の温度が上昇しないようにした。蛇管を出た液を再びホッパーへ戻し、十数回循環させた。処理液は、サンプリング後直ちに氷水で冷却した。
【００２１】
粉砕効率は、処理液を２０℃〜３０℃で３日間培養（３Ｍ製ペトリフィルム使用）した後、発生するコロニーをカウントすることで算出した。すなわち、発生したコロニー数を生酵母菌体数とみなし酵母の生存率を得、逆算により酵母死滅率を算出した。図２に処理圧力５０ＭＰａで酵母液をホモジナイザー処理した場合の処理回数と酵母の生存率の関係を示す。この場合における酵母の死滅率は１５分（５回の処理）で９０％に達した。
【００２２】
また、処理液を遠心分離後、その上清の紫外部（２８０ｎｍ）の吸光度の変化を測定した。図３は、処理圧力５０ＭＰａにおけるホモジナイザー処理回数と、紫外部の吸光度の変化率との関係を示す。酵母菌体が粉砕されれば、酵母菌体内成分が菌体外に流出されるため、タンパク質量が液体中に多くなると考えられるので、吸光度の変化率は、酵母菌体内成分の抽出率と同等とみなすことができる。
図３より、約９回の処理当たりから変化率が一定になっているので、このときの値を１００％とした。タンパク質量の変化を測定したので、酵母菌体の死滅率と相関は見られなかったが、酵母菌体内成分を抽出するには、ある程度菌体を傷つけなければならないものと考えられる。なお、同じ濃度の酵母液を、処理圧力１００ＭＰａでホモジナイザー処理した場合、吸光度の最大値は５０ＭＰａのときと同一であった。すなわち、上記均質バルブを使用すると、より低い処理圧力でも、より高い処理圧力の場合と同等の粉砕効果を奏することがわかった。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、上述の均質バルブを使用して酵母菌体を粉砕すれば、従来より低い処理圧力での酵母エキスを製造することが可能になる。したがって、省エネルギー化を図ることができるとともに、装置への負荷を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で使用する均質バルブの一実施形態例を示す断面図である。
【図２】処理圧力５０ＭＰａにおけるホモジナイザー処理回数と酵母の生存率との関係を示すグラフである。
【図３】処理圧力５０ＭＰａにおけるホモジナイザー処理回数と吸光度の変化率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０…均質バルブ、１１…均質バルブシート、１２…均質バルブ本体、１３…吐出孔、１４…凹部、１５…吐出孔出口、１７…台座、１８…凸部、Ｄｉ…吐出孔の出口径、Ｄｖ…均質バルブ本体の凸部の外径、Ｄｖｓ…均質バルブシートの凹部の内径、Ｄｖｏ…均質バルブ本体の台座の外径。
【図１】
2004201567.tif 000003
【図２】
2004201567.tif 000004
【図３】
2004201567.tif 000005