(57)【要約】【課題】酵母などのアルコール発酵微生物の発酵能を増強させることによって、発酵速度を向上させる省資源・省エネルギーで効率的なアルコール発酵促進剤及びアルコール発酵方法並びにアルコールを提供することを目的とする。【解決手段】サンショウの果皮又は果実とイオン交換樹脂又はゲル濾過材を、１：１〜１：０．００１の重量比で容器内に収納し、所定時間接触させることにより、サンショウの果皮又は果実の揮発成分をイオン交換樹脂又はゲル濾過材に吸着させたアルコール発酵促進剤、及びこのアルコール発酵促進剤をアルコール発酵原料の初発モロミ容量当り、０．０４％（ｗ／ｖ）〜２％（ｗ／ｖ）添加するアルコール発酵方法を提供する。更に、上記した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】
サンショウの果皮又は果実の揮発成分をイオン交換樹脂又はゲル濾過材に吸着させた吸着物からなることを特徴とするアルコール発酵促進剤。
【請求項２】
サンショウの果皮又は果実とイオン交換樹脂又はゲル濾過材を、１：１〜１：０．００１の重量比で容器内に収納し、所定時間接触させることにより、サンショウの果皮又は果実の揮発成分をイオン交換樹脂又はゲル濾過材に吸着させた請求項１記載のアルコール発酵促進剤。
【請求項３】
サンショウの果皮又は果実として、サンショウの果皮又は果実の粉砕物を使用する請求項１又は２記載のアルコール発酵促進剤。
【請求項４】
サンショウの果皮又は果実とイオン交換樹脂又はゲル濾過材を、室温の容器内で３時間〜３０日間接触させる請求項１，２又は３記載のアルコール発酵促進剤。
【請求項５】
イオン交換樹脂として、陽イオン交換樹脂を使用する請求項１，２，３又は４記載のアルコール発酵促進剤。
【請求項６】
アルコール発酵原料に、請求項１〜請求項５のいずれかに記載のアルコール発酵促進剤を添加して発酵させるアルコール発酵方法であって、
アルコール発酵促進剤をアルコール発酵原料の初発モロミ容量当り、０．０４％（ｗ／ｖ）〜２％（ｗ／ｖ）添加することを特徴とするアルコール発酵方法。
【請求項７】
アルコール発酵原料に、請求項１〜請求項５のいずれかに記載のアルコール発酵促進剤を添加することにより、アルコール発酵微生物の発酵能を増強させてアルコール発酵を行うことを特徴とするアルコール発酵方法。
【請求項８】
アルコール発酵微生物として、酵母又はザイモモナス属細菌を使用する請求項７記載のアルコール発酵方法。
【請求項９】
請求項６〜請求項８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、酵母などのアルコール発酵微生物の発酵能を増強させることによって、発酵速度を向上させる省資源・省エネルギーで効率的なアルコール発酵促進剤及びアルコール発酵方法並びにアルコールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アルコール発酵工業において、発酵速度の向上は設備装置の利用効率や労働生産性の向上によるコストダウンをもたらし、更には雑菌汚染の危険性の高い実用規模の発酵工程における発酵の安定化をもたらす等の種々の利点がある。そのため、発酵速度の向上を実現すべく諸々の研究開発の取組がなされている。例えば、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研究開発などがなされてきた。
【０００３】
一方、本発明者らはショウガ根茎，ミョウガ茎葉，ニンニク鱗茎，グロリオサ球根，ユズ種子，ビワ種子，ブドウ種子，ゴマ種子等の農作物の搾汁液や粉砕物などを発酵培地に添加した場合の酵母などのアルコール発酵微生物に対する作用に関する研究を進めている。そして、これらの農作物をアルコール発酵原料に添加することによって酵母などのアルコール発酵微生物の発酵が促進されることを明らかにし、それらを発酵原料の一部に添加することを特徴とする酒類、食酢及びアルコール製造方法を提供している（特許文献１〜４，非特許文献１）。
【０００４】
更に、本発明者らは上記の研究開発の一環として、食欲不振改善など諸々の機能があるとされているサンショウがアルコール発酵に関与する酵母などの微生物に対してどのような作用をするのかについて鋭意研究した。その結果、サンショウの果実及び果皮には、発酵促進作用があることを明らかにした（非特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１６６９１８号公報
【特許文献２】特開２００９−１３１２０４号公報
【特許文献３】特開２０１１−１２５２２８号公報
【特許文献４】特開２０１１−１２５２２９号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】日本農芸化学会中四国支部第２２回講演会講演要旨集ｐ５９
【非特許文献２】日本農芸化学会中四国支部第２９回講演会講演要旨集ｐ３２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
発酵速度を向上させることができれば、直接的に発酵所要時間を短縮することができるため、設備利用効率や労働生産性が向上し、コストダウンを図ることができるとともに、雑菌汚染の危険性を低下させることができる。しかしながら、従来開発が進められている固定化微生物によるバイオリアクターは、発酵装置などの多大な変更が必要であること、培地である原料中に固形分を含むとリアクターが閉塞する可能性が高いこと、雑菌汚染による被害が甚大になる可能性が高いこと、更に、酒類製造に供する場合には、酒質が変動する等の欠点があるため殆んど実用化されていないのが実情である。
【０００８】
これに対して、本発明者らの提供した特許文献１〜４によれば、ショウガ等の農作物を発酵原料に添加することによって、酵母による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。本発明者らは農作物による発酵能の促進に関する研究を発展させ、発酵促進現象に関与すると考えられる農作物の中でも、サンショウの果実及び果皮中の発酵促進作用に注目した。本発明は、前記発酵促進作用を、より有効に利用することによって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て、設備装置などの特段の変更を必要としない簡便な方法で発酵速度を向上させる省資源・省エネルギーで効率的なアルコール発酵促進剤及びアルコール発酵方法並びに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】
【０００９】
本発明者らは、サンショウの果実及び果皮による発酵能の促進に関する研究を発展させ、サンショウの発酵促進作用には果実及び果皮中の揮発成分も関与しているとの知見を得た。この知見に基づき、本発明は上記課題を解決するために、サンショウの果皮又は果実の揮発成分をイオン交換樹脂又はゲル濾過材に吸着させた吸着物からなるアルコール発酵促進剤を基本として提供する。また、サンショウの果皮又は果実とイオン交換樹脂又はゲル濾過材を、１：１〜１：０．００１の重量比で容器内に収納し、所定時間接触させることにより、サンショウの果皮又は果実の揮発成分をイオン交換樹脂又はゲル濾過材に吸着させた構成を提供する。
【００１０】
更に、サンショウの果皮又は果実として、サンショウの果皮又は果実の粉砕物を使用する構成、サンショウの果皮又は果実とイオン交換樹脂又はゲル濾過材を、室温の容器内で３時間〜３０日間接触させる構成、イオン交換樹脂として、陽イオン交換樹脂を使用する構成を提供する。
【００１１】
また、アルコール発酵原料に、前記構成のアルコール発酵促進剤を添加して発酵させるアルコール発酵方法であって、アルコール発酵促進剤をアルコール発酵原料の初発モロミ容量当り、０．０４％（ｗ／ｖ）〜２％（ｗ／ｖ）添加するアルコール発酵方法、及び上記構成のアルコール発酵促進剤を添加することにより、アルコール発酵微生物の発酵能を増強させてアルコール発酵を行うアルコール発酵方法を提供する。アルコール発酵微生物として、酵母又はザイモモナス属細菌を使用する。そして、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】
【００１２】
以上記載した本発明によれば、サンショウの果皮又は果実の揮発成分とイオン交換樹脂又はゲル濾過材を接触させるだけで、サンショウの果皮又は果実に由来する発酵促進作用を有する揮発成分を吸着させた吸着物からなるアルコール発酵促進剤を得ることができる。そして、アルコール発酵原料に、所定量のサンショウの果皮又は果実の揮発成分をイオン交換樹脂又はゲル濾過材に吸着させた吸着物からなるアルコール発酵促進剤を添加してアルコール発酵を行うことにより、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が高まり、発酵速度を向上させることができる。そのため、発酵期間を短縮させることができ、設備利用効率や労働生産性が向上し、コストダウンを図ることができるとともに、量産規模でのアルコール発酵工程において最も重要な命題の一つである発酵の安定化を実現できる。そして、量産規模のアルコール発酵工程において使用されている酵母及びザイモモナス属細菌のアルコール発酵微生物をそのまま使用できる。
【００１３】
また、固定化微生物によるバイオリアクターの場合と異なり、特別な設備投資の必要性がないというメリットがあるとともに、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の削減にも寄与し得る。よって、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。
【００１４】
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サンショウは、食品素材などとしても用いられている農産物であること、基材であるイオン交換樹脂又はゲル濾過材も食品加工に利用されていることから、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。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明にかかるアルコール発酵促進剤及びアルコール発酵方法並びにアルコール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促進剤及び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として酵母又はザイモモナス属細菌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。
【００１７】
本発明にかかるアルコール発酵促進剤は、サンショウの果皮又は果実の揮発成分をイオン交換樹脂又はゲル濾過材に吸着させた吸着物からなる。よって、発酵促進機能を有する成分として、食用のサンショウ（山椒、学名：Zanthoxylum piperitum）の果実又は果皮に由来する揮発成分を用いること、及びこの揮発成分を取り込む基材として、イオン交換機能もしくは微細な孔径による分子篩機能によって食品加工や用水などの分離精製工程で使用されているイオン交換樹脂（ion exchange resin）又はゲル濾過材を用い、前記した揮発成分を吸着させることに特徴を有する。
【００１８】
サンショウは果実、果皮のいずれでもよく、未粉砕のものでも使用可能であるが、成分を揮発し易くさせるという観点から、粉砕したものを用いることが望ましい。また、サンショウの果実又は果皮の粉砕物は、そのままの状態で使用すればよく、抽出や加熱処理などの特別な処理をする必要性はない。
【００１９】
サンショウの果皮又は果実の揮発成分を吸着させる基材として使用するイオン交換樹脂は、合成樹脂の一種で分子構造の一部にイオン基として電離する構造を持つ。イオン交換樹脂には陽イオン交換樹脂、陰イオン交換樹脂など種々のものがあるが、本発明には陽イオン交換樹脂が適しており、具体的にはオルガノ株式会社から販売されているアクリル系の弱酸性陽イオン交換樹脂（商品名：ＩＲＣ７６）を挙げることができる。また、ゲル濾過材にも種々のものがあり、特に限定はないが、本発明に適する具体例としてＧＥヘルスケア・ジャパン株式会社から販売されているゲル濾過材（商品名：Sephadex G-50）が挙げられる。 
【００２０】
そして、サンショウの果皮又は果実の粉砕物とイオン交換樹脂又はゲル濾過材を、１：１〜１：０．００１の重量比で所定の容器内に収納し、所定時間接触させることにより、サンショウの果皮又は果実の揮発成分をイオン交換樹脂又はゲル濾過材に接触させて吸着させる。接触時において容器は開放状態又は密閉状態のどちらの状態であってもよいが、接触効率を高めるためには密閉状態に保持しておく方がより好ましい。接触手段は特に制限はなく、放置による自然拡散接触、通風による強制接触のいずれでもよい。接触させる温度は室温でよく、接触時間は３時間〜３０日間の任意の時間を設定すればよい。このような操作によってサンショウの果皮又は果実から揮発した成分がイオン交換樹脂又はゲル濾過材と接触して吸着され、吸着物を得ることができる。この吸着物をアルコール発酵促進剤として使用する。
【００２１】
アルコール発酵促進剤は、そのままの状態でアルコール発酵原料に添加すればよく、抽出や加熱処理などの特別な処理をする必要性はない。アルコール発酵原料としては、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。アルコール発酵促進剤の添加量は、アルコール発酵原料の初発のモロミ容量に対して、風乾物重量として、０．０４％（ｗ／ｖ）〜２％（ｗ／ｖ）の範囲で設定する。
【００２２】
得られたアルコール発酵促進剤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、アルコール発酵微生物の最適発酵温度である２８℃〜３２℃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２８℃〜３２℃にコントロールすればよいが、発酵の全期間を２８℃〜３２℃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、アルコール発酵微生物の最適発酵温度である２８℃〜３２℃の温度領域において、アルコール発酵微生物の活性が向上し、発酵速度を向上させることができる。
【００２３】
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やザイモモナス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。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、添加した発酵促進剤の量によってはサンショウの有する独特の風味や生理活性成分が付与されたアルコール飲料を得ることができる。
【００２４】
以下に本発明にかかるアルコール発酵促進剤及びアルコール発酵方法並びに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】
１．５Ｌの容器の下段にサンショウの果皮の粉砕物を、上段に基材であるイオン交換樹脂ＩＲＣ７６（オルガノ株式会社製）を、重量比で１：１となるように置き、室温に３０日間放置した。これによってサンショウの揮発成分を吸着したイオン交換樹脂ＩＲＣ７６を基材とする吸着物からなるアルコール発酵促進剤を得た。得られたアルコール発酵促進剤を、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、風乾物重量で初発モロミ容量当り０．０４％（ｗ／ｖ）、１％（ｗ／ｖ）添加し、さらに酵母を初発菌数が２．６×１０６ｃｅｌｌｓ／ｍｌとなるように加えて２８℃でアルコール発酵させた（実施例１−１〜２）。
【００２６】
［従来例１］
アルコール発酵促進剤を添加しなかった以外は、実施例１−１〜２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１−１〜２と従来例１の発酵開始後２４時間時点と４８時間時点の炭酸ガス発生量及び９６時間時点の生成アルコール濃度を表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、アルコール発酵促進剤を添加すると、添加量によって発酵の促進される程度は異なるものの、実施例１−１〜２のいずれの添加量の場合も発酵は促進された。例えば発酵開始後２４時間時点の炭酸ガス発生量を見てみると、アルコール発酵促進剤を０．０４％（ｗ／ｖ）添加した実施例１−１は１１．７ｇ、１％（ｗ／ｖ）添加した実施例１−２は１４．４ｇであり、いずれもアルコール発酵促進剤を添加していない従来例１の１．９ｇを上回る炭酸ガスが発生している。また、発酵開始後９６時間時点の生成アルコール濃度も、実施例１−１〜２はいずれも７．５％（ｖ／ｖ）であって、従来例１の５．６％（ｖ／ｖ）を上回っている。よって、アルコール発酵促進剤の添加によって、酵母の発酵能が増強されている。
【実施例２】
【００２９】
１．５Ｌの容器の下段にサンショウの果実の粉砕物を、上段に基材であるイオン交換樹脂ＩＲＣ７６（オルガノ株式会社製）を重量比で１：１となるように置き、室温に２４時間放置した。これによってサンショウの揮発成分を吸着したイオン交換樹脂ＩＲＣ７６を基材とする吸着物からなるアルコール発酵促進剤を得た。得られたアルコール発酵促進剤を、ＹＰＤ培地に、風乾物重量で初発モロミ容量当り０．０４％（ｗ／ｖ）、１％（ｗ／ｖ）添加し、さらに酵母を初発菌数が２．２×１０６ｃｅｌｌｓ／ｍｌとなるように加えて２８℃でアルコール発酵させた（実施例２−１〜２）。
【００３０】
［従来例２］
アルコール発酵促進剤を添加しなかった以外は、実施例２−１〜２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２−１〜２と従来例２の発酵開始後２４時間時点と４８時間時点の炭酸ガス発生量及び９６時間時点の生成アルコール濃度を表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、アルコール発酵促進剤を添加することによって発酵は促進された。例えば、発酵開始後２４時間時点の炭酸ガス発生量を見てみると、アルコール発酵促進剤を０．０４％（ｗ／ｖ）添加した実施例２−１は７．８ｇ、１％（ｗ／ｖ）添加した実施例２−２は１２．２ｇであり、いずれもアルコール発酵促進剤を添加していない従来例２の１．６ｇを上回る炭酸ガスが発生している。発酵開始後９６時間時点の生成アルコール濃度も、実施例２−１〜２はともに７．４％（ｖ／ｖ）であり、従来例２の５．３％（ｖ／ｖ）を上回っている。よって、アルコール発酵促進剤の添加によって、酵母の発酵能が増強されている。
【実施例３】
【００３３】
１．５Ｌの容器の下段にサンショウの果皮の粉砕物を、上段に基材であるイオン交換樹脂ＩＲＣ７６（オルガノ株式会社製）を重量比で１：１となるように置き、室温に３時間放置することによってサンショウの揮発成分を吸着したイオン交換樹脂ＩＲＣ７６を基材とする吸着物からなるアルコール発酵促進剤を得た。得られたアルコール発酵促進剤を、ＹＰＤ培地に、風乾物重量で初発モロミ容量当り２％（ｗ／ｖ）添加し、さらに酵母を初発菌数が２．２×１０６ｃｅｌｌｓ／ｍｌとなるように加えて２８℃でアルコール発酵させた（実施例３）。
【００３４】
［従来例３］
アルコール発酵促進剤を添加しなかった以外は、実施例３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と従来例３の発酵開始後２４時間時点と４８時間時点の炭酸ガス発生量及び９６時間時点の生成アルコール濃度を表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、アルコール発酵促進剤を添加することによって発酵は促進された。例えば発酵開始後２４時間時点の炭酸ガス発生量を見てみると、アルコール発酵促進剤を２％（ｗ／ｖ）添加した実施例３は１２．８ｇであり、アルコール発酵促進剤を添加していない従来例３の１．８ｇを上回る炭酸ガスが発生している。また、発酵開始後９６時間時点の生成アルコール濃度も、実施例３は、７．４％（ｖ／ｖ）であって、従来例３の５．４％（ｖ／ｖ）を上回っている。よって、発酵促進剤の添加によって、酵母の発酵能が増強されている。
【実施例４】
【００３７】
１．５Ｌの容器の下段にサンショウの果実の粉砕物を、上段に基材であるイオン交換樹脂ＩＲＣ７６（オルガノ株式会社製）を重量比で１：０．１となるように置き、室温に３０日間放置することによってサンショウの揮発成分を吸着したイオン交換樹脂ＩＲＣ７６を基材とする吸着物からなるアルコール発酵促進剤を得た。得られたアルコール発酵促進剤を、ＹＰＤ培地に、風乾物重量で初発モロミ容量当り２％（ｗ／ｖ）添加し、さらに酵母を初発菌数が２．６×１０６ｃｅｌｌｓ／ｍｌとなるように加えて２８℃でアルコール発酵させた（実施例４）。
【００３８】
［従来例４］
アルコール発酵促進剤を添加しなかった以外は、実施例４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と従来例４の発酵開始後２４時間時点と４８時間時点の炭酸ガス発生量及び９６時間時点の生成アルコール濃度を表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、アルコール発酵促進剤を添加することによって発酵は促進された。例えば、発酵開始後２４時間時点の炭酸ガス発生量を見てみると、アルコール発酵促進剤を２％（ｗ／ｖ）添加した実施例４は１４．４ｇであり、アルコール発酵促進剤を添加していない従来例４の１．９ｇを上回る炭酸ガスが発生している。発酵開始後９６時間時点の生成アルコール濃度も、実施例４は７．５％（ｖ／ｖ）であり、従来例４の５．６％（ｖ／ｖ）を上回っている。よって、アルコール発酵促進剤の添加によって、酵母の発酵能が増強されている。
【実施例５】
【００４１】
１．５Ｌの容器の下段にサンショウの果皮の粉砕物を、上段に基材であるイオン交換樹脂ＩＲＣ７６（オルガノ株式会社製）を重量比で１：０．０１となるように置き、室温に２４時間放置することによってサンショウの揮発成分を吸着したイオン交換樹脂ＩＲＣ７６を基材とする吸着物からなるアルコール発酵促進剤を得た。得られたアルコール発酵促進剤を、ＹＰＤ培地に、風乾物重量で初発モロミ容量当り０．０４％（ｗ／ｖ）添加し、さらに酵母を初発菌数が２．６×１０６ｃｅｌｌｓ／ｍｌとなるように加えて２８℃でアルコール発酵させた（実施例５）。
【００４２】
［従来例５］
アルコール発酵促進剤を添加しなかった以外は、実施例５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と従来例５の発酵開始後２４時間時点と４８時間時点の炭酸ガス発生量及び９６時間時点の生成アルコール濃度を表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、アルコール発酵促進剤を添加することによって発酵は促進された。例えば発酵開始後２４時間時点の炭酸ガス発生量を見てみると、アルコール発酵促進剤を０．０４％（ｗ／ｖ）添加した実施例５は７．９ｇであり、アルコール発酵促進剤を添加していない従来例５の１．９ｇを上回る炭酸ガスが発生している。また、発酵開始後９６時間時点の生成アルコール濃度も、実施例５は７．２％（ｖ／ｖ）であって、従来例５の５．５％（ｖ／ｖ）を上回っている。よって、発酵促進剤の添加によって、酵母の発酵能が増強されている。
【実施例６】
【００４５】
１．５Ｌの容器の下段にサンショウの果皮の粉砕物を、上段に基材であるイオン交換樹脂ＩＲＣ７６（オルガノ株式会社製）を重量比で１：０．００１となるように置き、室温に２４時間放置することによってサンショウの揮発成分を吸着したイオン交換樹脂ＩＲＣ７６を基材とする吸着物からなるアルコール発酵促進剤を得た。得られたアルコール発酵促進剤を、ＹＰＤ培地に、風乾物重量で初発モロミ容量当り０．０４％（ｗ／ｖ）添加し、さらに酵母を初発菌数が２．６×１０６ｃｅｌｌｓ／ｍｌとなるように加えて２８℃でアルコール発酵させた（実施例６）。
【００４６】
［従来例６］
アルコール発酵促進剤を添加しなかった以外は、実施例６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と従来例６の発酵開始後２４時間時点と４８時間時点の炭酸ガス発生量及び９６時間時点の生成アルコール濃度を表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、アルコール発酵促進剤を添加することによって発酵は促進された。例えば発酵開始後２４時間時点の炭酸ガス発生量を見てみると、アルコール発酵促進剤を０．０４％（ｗ／ｖ）添加した実施例６は７．９ｇであり、アルコール発酵促進剤を添加していない従来例６の１．９ｇを上回る炭酸ガスが発生している。また、発酵開始後９６時間時点の生成アルコール濃度も、実施例６は７．３％（ｖ／ｖ）であって、従来例６の５．７％（ｖ／ｖ）を上回っている。よって、発酵促進剤の添加によって、酵母の発酵能が増強されている。
【実施例７】
【００４９】
１．５Ｌの容器の下段にサンショウの果皮の粉砕物を、上段に基材であるイオン交換樹脂ＩＲＣ７６（オルガノ株式会社製）を重量比で１：１となるように置き、室温に２４時間放置することによってサンショウの揮発成分を吸着したイオン交換樹脂ＩＲＣ７６を基材とする吸着物からなるアルコール発酵促進剤を得た。得られたアルコール発酵促進剤を、酵母エキス１％、ＫＨ２ＰＯ４０．２％、及びグルコース１３％からなる培地（以下、ＲＭ培地という）に、風乾物重量で初発モロミ容量当り１％（ｗ／ｖ）添加し、更にザイモモナス属細菌（Zymomonas mobilis）を初発菌数が６．７×１０７ｃｅｌｌｓ／ｍｌとなるように加えて２８℃でアルコール発酵させた（実施例７）。
【００５０】
［従来例７］
アルコール発酵促進剤を添加しなかった以外は、実施例７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と従来例７の発酵開始後２４時間時点と３６時間時点の炭酸ガス発生量及び７２時間時点の生成アルコール濃度を表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、アルコール発酵促進剤を添加することによって発酵は促進された。例えば発酵開始後２４時間時点の炭酸ガス発生量を見てみると、アルコール発酵促進剤を１％（ｗ／ｖ）添加した実施例７は９．６ｇであり、従来例７の２．９ｇを上回る炭酸ガスが発生している。また、発酵開始後３６時間時点では、従来例７の炭酸ガス発生量が１１．２ｇであるのに対して、実施例７は１５．４ｇと従来例７を上回っている。よって、アルコール発酵促進剤の添加によって、ザイモモナス属細菌の発酵能が増強されている。
【実施例８】
【００５３】
１．５Ｌの容器の下段にサンショウの果皮の粉砕物を、上段に基材であるゲル濾過材Sephadex G-50coarse（ＧＥヘルスケア・ジャパン株式会社製）を重量比で１：１となるように置き、室温に３０日間放置することによってサンショウの揮発成分を吸着したゲル濾過材を基材とする吸着物からなるアルコール発酵促進剤を得た。得られたアルコール発酵促進剤を、ＹＰＤ培地に、風乾物重量で初発モロミ容量当り０．４％（ｗ／ｖ）添加し、さらに酵母を初発菌数が２．７×１０６ｃｅｌｌｓ／ｍｌとなるように加えて２８℃でアルコール発酵させた（実施例８）。
【００５４】
［従来例８］
アルコール発酵促進剤を添加しなかった以外は、実施例８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と従来例８の発酵開始後２４時間時点と４８時間時点の炭酸ガス発生量及び９６時間時点の生成アルコール濃度を表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】
2013123411.tif 000010
【００５６】
表８及び図８から明らかなように、アルコール発酵促進剤を添加することによって発酵は促進された。例えば発酵開始後２４時間時点の炭酸ガス発生量を見てみると、アルコール発酵促進剤を０．４％（ｗ／ｖ）添加した実施例８は９．０ｇであり、アルコール発酵促進剤を添加していない従来例８の２．０ｇを上回る炭酸ガスが発生している。また、発酵開始後９６時間時点の生成アルコール濃度も、実施例８は７．４％（ｖ／ｖ）であって、従来例８の５．５％（ｖ／ｖ）を上回っている。よって、発酵促進剤の添加によって、酵母の発酵能が増強されている。
【実施例９】
【００５７】
１．５Ｌの容器の下段にサンショウの果実の粉砕物を、上段に基材であるゲル濾過材Sephadex G-50fine（ＧＥヘルスケア・ジャパン株式会社製）を重量比で１：０．１となるように置き、室温に２４時間放置することによってサンショウの揮発成分を吸着したゲル濾過材を基材とする吸着物からなるアルコール発酵促進剤を得た。得られたアルコール発酵促進剤を、ＹＰＤ培地に、風乾物重量で初発モロミ容量当り０．４％（ｗ／ｖ）添加し、さらに酵母を初発菌数が２．７×１０６ｃｅｌｌｓ／ｍｌとなるように加えて２８℃でアルコール発酵させた（実施例９）。
【００５８】
［従来例９］
アルコール発酵促進剤を添加しなかった以外は、実施例９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と従来例９の発酵開始後２４時間時点と４８時間時点の炭酸ガス発生量及び９６時間時点の生成アルコール濃度を表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】
2013123411.tif 000011
【００６０】
表９及び図９から明らかなように、アルコール発酵促進剤を添加することによって発酵は促進された。例えば発酵開始後２４時間時点の炭酸ガス発生量を見てみると、アルコール発酵促進剤を０．４％（ｗ／ｖ）添加した実施例９は４．６ｇであり、アルコール発酵促進剤を添加していない従来例９の１．９ｇを上回る炭酸ガスが発生している。また、発酵開始後４８時間時点の炭酸ガス発生量も、実施例９は１０．３ｇであって、従来例９の６．１ｇを上回っている。よって、アルコール発酵促進剤の添加によって、酵母の発酵能が増強されている。
【実施例１０】
【００６１】
１．５Ｌの容器の下段にサンショウの果皮の粉砕物を、上段に基材であるゲル濾過材Sephadex G-50coarse（ＧＥヘルスケア・ジャパン株式会社製）を重量比で１：０．１となるように置き、室温に３時間放置することによってサンショウの揮発成分を吸着したゲル濾過材を基材とする吸着物からなるアルコール発酵促進剤を得た。得られたアルコール発酵促進剤を、ＹＰＤ培地に、風乾物重量で初発モロミ容量当り０．０４％（ｗ／ｖ）添加し、さらに酵母を初発菌数が２．７×１０６ｃｅｌｌｓ／ｍｌとなるように加えて２８℃でアルコール発酵させた（実施例１０）。
【００６２】
［従来例１０］
アルコール発酵促進剤を添加しなかった以外は、実施例１０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と従来例１０の発酵開始後２４時間時点と４８時間時点の炭酸ガス発生量及び９６時間時点の生成アルコール濃度を表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】
2013123411.tif 000012
【００６４】
表１０及び図１０から明らかなように、アルコール発酵促進剤を添加することによって発酵は促進された。例えば発酵開始後２４時間時点の炭酸ガス発生量を見てみると、アルコール発酵促進剤を０．０４％（ｗ／ｖ）添加した実施例１０は５．０ｇであり、アルコール発酵促進剤を添加していない従来例１０の２．０ｇを上回る炭酸ガスが発生している。また、発酵開始後９６時間時点の生成アルコール濃度も、実施例１０は７．２％（ｖ／ｖ）であって、従来例１０の５．５％（ｖ／ｖ）を上回っている。よって、発酵促進剤の添加によって、酵母の発酵能が増強されている。
【実施例１１】
【００６５】
１．５Ｌの容器の下段にサンショウの果皮の粉砕物を、上段に基材であるゲル濾過材Sephadex G-50fine（ＧＥヘルスケア・ジャパン株式会社製）を重量比で１：０．０１となるように置き、室温に２４時間放置することによってサンショウの揮発成分を吸着したゲル濾過材を基材とする吸着物からなるアルコール発酵促進剤を得た。得られたアルコール発酵促進剤を、ＹＰＤ培地に、風乾物重量で初発モロミ容量当り０．０４％（ｗ／ｖ）添加し、さらに酵母を初発菌数が２．７×１０６ｃｅｌｌｓ／ｍｌとなるように加えて２８℃でアルコール発酵させた（実施例１１）。
【００６６】
［従来例１１］
アルコール発酵促進剤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の発酵開始後２４時間時点と４８時間時点の炭酸ガス発生量及び９６時間時点の生成アルコール濃度を表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】
2013123411.tif 000013
【００６８】
表１１及び図１１から明らかなように、アルコール発酵促進剤を添加することによって発酵は促進された。例えば発酵開始後２４時間時点の炭酸ガス発生量を見てみると、アルコール発酵促進剤を０．０４％（ｗ／ｖ）添加した実施例１１は３．２ｇであり、アルコール発酵促進剤を添加していない従来例１１の１．８ｇを上回る炭酸ガスが発生している。また、発酵開始後４８時間時点では、従来例１１の炭酸ガス発生量が５．７ｇであるのに対して、実施例１１は８．０ｇと従来例１１を上回っている。よって、アルコール発酵促進剤の添加によって、酵母の発酵能が増強されている。
【実施例１２】
【００６９】
１．５Ｌの容器の下段にサンショウの果皮の粉砕物を、上段に基材であるゲル濾過材Sephadex G-50coarse（ＧＥヘルスケア・ジャパン株式会社製）を重量比で１：１となるように置き、室温に２４間放置することによってサンショウの揮発成分を吸着したゲル濾過材を基材とする吸着物からなるアルコール発酵促進剤を得た。得られたアルコール発酵促進剤を、ＲＭ培地に、風乾物重量で初発モロミ容量当り０．０４％（ｗ／ｖ）添加し、さらにザイモモナス属細菌（Zymomonas mobilis）を初発菌数が１．１×１０７ｃｅｌｌｓ／ｍｌとなるように加えて２８℃でアルコール発酵させた（実施例１２）。
【００７０】
［従来例１２］
アルコール発酵促進剤を添加しなかった以外は、実施例１２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と従来例１２の発酵開始後２４時間時点と３６時間時点の炭酸ガス発生量及び７２時間時点の生成アルコール濃度を表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】
2013123411.tif 000014
【００７２】
表１２及び図１２から明らかなように、アルコール発酵促進剤を添加することによって発酵は促進された。例えば発酵開始後２４時間時点の炭酸ガス発生量を見てみると、アルコール発酵促進剤を０．０４％（ｗ／ｖ）添加した実施例１２は６．１ｇであり、アルコール発酵促進剤を添加していない従来例１２の２．９ｇを上回る炭酸ガスが発生している。また、発酵開始後３６時間時点では、従来例１２の炭酸ガス発生量が１１．２ｇであるのに対して、実施例１２は１５．４ｇと従来例１２を上回っている。よって、アルコール発酵促進剤の添加によって、ザイモモナス属細菌の発酵能が増強されている。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
以上記載した本発明によれば、サンショウの果皮又は果実の揮発成分とイオン交換樹脂又はゲル濾過材を接触させるだけで、サンショウの果皮又は果実に由来する発酵促進作用を有する揮発成分を吸着させた吸着物からなるアルコール発酵促進剤を得ることができる。そして、アルコール発酵原料に、所定量のサンショウの果皮又は果実の揮発成分をイオン交換樹脂又はゲル濾過材に吸着させた吸着物からなるアルコール発酵促進剤を添加してアルコール発酵を行うことにより、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が高まり、発酵速度を向上させることができる。そのため、発酵期間を短縮させることができ、設備利用効率や労働生産性が向上し、コストダウンを図ることができるとともに、量産規模でのアルコール発酵工程において最も重要な命題の一つである発酵の安定化を実現できる。そして、量産規模のアルコール発酵工程において使用されている酵母及びザイモモナス属細菌のアルコール発酵微生物をそのまま使用できる。
【００７４】
また、固定化微生物によるバイオリアクターの場合と異なり、特別な設備投資の必要性がないというメリットがあるとともに、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の削減にも寄与し得る。よって、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。
【００７５】
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サンショウは、食品素材などとしても用いられている農産物であること、基材であるイオン交換樹脂又はゲル濾過材も食品加工に利用されていることから、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。
【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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【図１１】
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【図１２】
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