(57)【要約】【課題】  有機物の発酵作用を活性化させる発酵活性物質であって、環境に負荷をかける事無く、安全に使用する事ができる他、発酵菌を死滅させる事無く、効率良く発酵作用を活性化できる発酵活性物質の提供。【解決手段】  腸内有機物の発酵作用を活性化させる発酵活性物質であって、有効成分としてゲラニオールを配合してなり、当該ゲラニオールの配合量は、使用時における腸内の濃度が1.5×10-5%〜1.5×10-1%となる量で配合される事を特徴とする発酵活性物質の提供。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
腸内有機物の発酵作用を活性化させる発酵活性物質であって、
有効成分としてゲラニオールを配合してなり、
当該ゲラニオールの配合量は、使用時における腸内の濃度が1.5×10-5%〜1.5×10-1%となる量で配合される事を特徴とする、発酵活性物質。
【請求項２】
電気や熱、燃料のエネルギーや工業原料の製造に利用される生物由来の有機物からなるバイオマスであって、
有効成分としてゲラニオールを配合してなり、
当該ゲラニオールの配合量は、使用時におけるバイオマスの濃度が1.5×10-5%〜1.5×10-1%である事を特徴とする、バイオマス。
【請求項３】
有機物の発酵作用を活性化させる方法であって、
活性化させる対象となる物質にゲラニオールを配合する配合工程と、
当該ゲラニオールを配合した物質を３５℃〜４０℃の温度で培養する培養工程とからなり、
当該培養工程は振とう条件下、又は撹拌条件下で行う事を特徴とする、有機物の発酵作用を活性化させる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
有機物の発酵作用を活性化させる発酵活性物質であって、環境に負荷をかける事無く、安全に使用する事ができる他、発酵菌を死滅させる事無く、効率良く発酵作用を活性化できる発酵活性物質に関する。
【背景技術】
【０００２】
バイオマスの種類には、廃棄物系バイオマス（食品廃棄物、建設発生木材、家畜排泄物、等）と、未利用バイオマス（林地残材、稲わら、もみ殻、等）、そして資源作物（資源としての利用を考えて栽培されたトウモロコシやなたね等の植物）がある。これらのバイオマスは各々の特性に応じて新たな資源として生まれ変わり、様々なところで利用されている。例えば、家畜排泄物や生ゴミ等のバイオマスは熱による発酵や分解などの過程を経て、肥料に生まれ変わり畑に還元されたり、発酵の過程で発生するガスは発電機の燃料等にも活用されている。即ち、当該バイオマスを原料として利用する事で、電気や熱、液体燃料等のエネルギーや生分解性プラスチック、工業原料などの製品が生産でき、様々な用途に利活用する事ができる為、エネルギー消費の削減と資源循環を図ることができる。
【０００３】
上記で記載したバイオマスの内、家畜排泄物や生ゴミ等の廃棄物は、ほとんどが廃棄物として処分される一方で、その一部は自然環境中に放置して、天然の微生物の作用を利用して発酵・熟成させ、堆肥や発酵肥料として再利用されている。また、上記廃棄物に対して、メタン菌等の微生物を含有してガスを発生させたり（メタン発酵）、当該廃棄物を糖化（及び発酵）させてバイオ燃料として抽出する方法（エタノール発酵）もある他、シロアリ等の生物の腸内発酵システムに着目し、該腸内発酵システムをバイオマスに利用する研究もなされている。
【０００４】
しかしながら、前述した自然発酵の方法では、その発酵に長い時間（通常６ヶ月以上）を要す他、発酵過程で腐敗臭が発生したり、発酵時における自己発熱による火災を招来するなどの環境上や安全上の問題があった。また、メタン発酵やエタノール発酵を実施する上では、そのままでは分解（又は糖化）し難い原料も多く、分解（又は糖化）し易くする為にも前処理が必要な場合があり、その工程が煩雑なものであった。さらに、シロアリ等の生物の腸内発酵システムについても未だ研究段階の状態であり、バイオマス等への利用の実用化には至っていないのが実情である。
【０００５】
そこで、従前においては、バイオマス原料を短時間で効率良く処理する方法や、有機物の発酵を促す発酵分解促進剤及びそれを用いた高速堆肥化方法、さらに、安価に効率よくエタノール発酵可能な糖液を得る前処理方法についての技術は開示されている。例えば、特許文献１（特開２００５−１０３４１５号公報）では、バイオマス原料を工業的に有効且つ効率良く再利用可能にする為のバイオマス原料の処理方法について提案されている。即ち、バイオマス原料に対して高温湿熱処理を施す第１ステップと、上記高温湿熱処理を施したバイオマス原料に対して、発酵酵母、発酵菌類、キノコ菌類、酵素、および酵母などの少なくとも一種を加える第２ステップと、を含む事を特徴とするバイオマス原料の処理方法が提案されている。
【０００６】
また、特許文献２（特開２００６−１２２７３１号公報）では、家畜糞尿・食品残渣等の有機物を、異臭の発生を低減しつつ短時間に発酵分解させることができる有機物の消臭・分解発酵促進剤と、有機物の高速堆肥化方法が提案されている。即ち、ケイ酸水溶液とキトサンを有効主成分とする有機物の消臭・分解発酵促進剤、及びそれを用いた高速堆肥化方法が提案されている。
【０００７】
さらに、特許文献３（特開２００６−０７５００７号公報）では、廃建材などのリグノセルロース含有原料を用いて安価に効率よくエタノール発酵可能な糖液を得るリグノセルロースの前処理方法及びエタノール製造方法が提案されている。即ち、リグノセルロース含有原料を、希硫酸中、１４０〜２２０℃、３〜２０分間加水分解処理した後、該加水分解物を一次糖液と固形物に固液分離し、分離した固形物に対し、乾物換算で消石灰を０．５〜２０質量％添加し、９０〜１５０℃で１０〜１２０分間加熱して石灰処理し、その後石灰処理した反応物にセルラーゼを加えて酵素加水分解処理し、二次糖液を得ることを特徴とするリグノセルロースの前処理方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１０３４１５号公報
【特許文献２】特開２００６−１２２７３１号公報
【特許文献３】特開２００６−０７５００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述の通り、従前においても、バイオマス原料を短時間で効率良く処理する方法や、有機物の発酵を促す発酵分解促進剤及びそれを用いた高速堆肥化方法、さらに、安価に効率よくエタノール発酵可能な糖液を得る前処理方法についての技術は提案されている。
【００１０】
しかしながら、特許文献３の技術では硫酸が使用されている。硫酸の様な強酸を使用する事は、環境負荷の観点から見ても望ましくない上、該硫酸の回収や廃液処理には多大なコストがかかっていた。
【００１１】
そこで、本発明では有機物の発酵作用を活性化させる上で、環境に負荷をかける事無く、安全に使用する事ができる他、使用後の回収や廃液処理におけるコストを極力抑える事のできる発酵活性物質を提供する事を第１の課題とする。
【００１２】
また、特許文献３の方法では所望の程度の発酵（又は酵素糖化）効率を得る為に該前処理を多工程にて行う必要があり、手間がかかっていた。特に、文献３の工程では硫酸を使用している為に中和処理も必要となり、手間がより多くかかっていた。
【００１３】
そこで、本発明では有機物の発酵作用を活性化させる上で、工程が少なくて済み、効率良く有機物の発酵作用を活性化させる事のできる方法を提供する事を第２の課題とする。
【００１４】
さらに、特許文献１及び文献３においては、バイオマス原料を処理するに当たり、２００℃以上の高温で実施しなければならなかった。また、特許文献２においても、８０℃で４〜６時間加熱する工程もあった。しかしながら、８０℃以上の高温で目的物質を処理した場合、非常に危険な上、発酵菌が死滅してしまう可能性が高かった。発酵菌が死滅してしまっては、有機物の発酵作用を活性化させる事はできなく、本来の目的を達成できなかった。
【００１５】
そこで、本発明では有機物の発酵菌を死滅させる事無く、効率良く発酵菌の作用を活性化させる事のできる方法を提供する事を第３の課題とする。
【００１６】
さらに、バイオマス原料を物理的手段により微細に粉砕することにより、化学的、生物化学的反応性が向上することも知られているが、粉砕のみにより充分な発酵（又は酵素糖化）効率を得ようとすると、粉砕工程に多大なエネルギーを要し、経済合理性を失うおそれがある点で問題があった。
【００１７】
そこで、本発明では活性化させる対象となる目的物質を物理的手段により微細に粉砕する事無く、発酵菌の作用を活性化させる事のできる方法を提供する事を第４の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記課題の少なくとも何れかを解決するべく、本発明ではイソプレノイド化合物の一つであるゲラニオールに着目し、当該ゲラニオールを有効成分として配合する事で、有機物の発酵作用を活性化できる発酵活性物質を提供するものである。
【００１９】
当該ゲラニオールはイソプレノイド化合物の一つであり、主にローズオイルやパルマローザオイル、シトロネラ油に含まれる他、ゼラニウムやレモン、精油等にも含まれる成分である。当該ゲラニオールは、抗ガン作用や抗真菌作用を持つ他、植物の様な芳香作用も併せ持つ為に、香料であったり、食品添加物としても広く一般に提供されている。本発明にかかる発酵活性物質では、当該ゲラニオールを有効成分として配合する事で、有機物の発酵菌の作用を活性化させ、得られる発酵産物である酢酸、プロピオン酸、酪酸等のSCFA(短鎖脂肪酸)の割合を増大させる事ができる。そして、得られる発酵産物であるSCFA(短鎖脂肪酸)の割合を増大させる事ができる為、以下に記述する通り、当該発酵産物を利用した食品の製造（例えば食品酸味剤やpH調整剤等）や、電気や熱等のエネルギーの製造、若しくはバイオポリマー原料や他の有用物質合成の出発原料といった工業原料の製造において、より有用に利活用できるようになる。
【００２０】
≪腸内物質への利用について≫
特に、動物の腸内には様々な菌（又は微生物）が存在し、それらの菌（又は微生物）が腸内内容物を発酵させる事で、栄養素の吸収や粘液分泌機能の増強等に役立てる事ができる。そこで、本発明にかかるゲラニオールを配合した発酵活性物質を、例えば薬剤、食品、或いは飲料として服用し、体内に吸収する事で、腸内の菌（又は微生物）の作用を活性化させる事ができ、発酵産物であるSCFA(短鎖脂肪酸)の割合を増大させる事ができる。
【００２１】
＜腸内物質への利用に際しての有効配合量＞
ここで、当該ゲラニオールを配合して菌（微生物）の発酵作用を活性化させるに当たり、その活性効果を有効に発揮できるゲラニオールの具体的な配合量について説明する。即ち、当該ゲラニオールの配合量は、使用時における腸内の濃度が1.5×10-5%〜1.5×10-1%となる量で配合されるのが望ましい。これは、ゲラニオールの配合量を、使用時における腸内の濃度が1.5×10-5%〜1.5×10-1%となる量で配合する事で、発酵時に得られる発酵産物である酢酸、プロピオン酸、酪酸、或いは乳酸、コハク酸等のSCFA(短鎖脂肪酸)の割合を有効に増大させる事が出来る為である。例えば、当該ゲラニオールの配合量を、使用時における腸内の濃度が1.5×10-5%より低い濃度になるよう配合した場合には、得られるSCFA(短鎖脂肪酸)の割合を増大させる事が出来ない可能性がある。一方で、当該ゲラニオールの配合量を、使用時における腸内の濃度が1.5×10-1%より高い濃度になるよう配合した場合には、SCFA(短鎖脂肪酸)の発生が抑制されてしまう可能性があり、ゲラニオールの効果がプラスに働かない可能性がある。しかしながら、ゲラニオールの配合量を、使用時における腸内の濃度が適量になるよう配合する事で、SCFA(短鎖脂肪酸)の割合を有効に増大させる事が出来る。特に、ゲラニオールの配合量を使用時における腸内の濃度が1.5×10-5%〜1.5×10-3%となる量で配合した場合には、1.5×10-3%〜1.5×10-1%となる量で配合した場合と比較して、SCFA(短鎖脂肪酸)の割合をより増大させる事が出来る。
【００２２】
上記を鑑みて、腸内の発酵作用を活性化させるためにも、当該ゲラニオールが使用時における腸内の濃度が1.5×10-5%〜1.5×10-1%となる量で配合されている発酵活性物質を利用するのが望ましい。具体的には、例えば成人男性を対象とする場合には、一日に分泌される胃酸量を約２Ｌ、そして摂取水分を約２Ｌと仮定し、さらに消化器官での吸収率も加味した上で、当該ゲラニオールが1.0×10-3g〜10ｇ程度配合されている発酵活性物質を利用するのが望ましい。一方で、小児を対象とする場合には、前記成人男性と比較して胃酸量が抑えられる為、当該ゲラニオールが8.0×10-4g〜8g程度配合されている発酵活性物質を利用するのが望ましい。腸内においてSCFA(短鎖脂肪酸)の割合を有効に増大させる事で、下痢や便秘の予防といった整腸機能の向上、腸管上皮組織の発達の向上、免疫機能の向上、或いはインスリン抵抗性の改善（糖尿病の増悪抑制等）等の効果をもたらす事ができる。
【００２３】
≪バイオマスへの利用について≫
なお、当該ゲラニオールは、バイオマスに対して配合する事で、より有用に利用する事も可能になる。即ち、食糧残渣物や家畜排泄物等のバイオマスに対して、当該ゲラニオールを配合する事で、より多くの電気や熱、燃料のエネルギーや工業原料の製造に供する事も可能になる。
【００２４】
例えば、食糧残渣物や家畜排泄物等のバイオマスをメタン発酵させてガスを生成する場合には、バイオマスにおける有機物の分解工程において、前述した酢酸、プロピオン酸、酪酸等のSCFA(短鎖脂肪酸)が発生する。具体的には、メタン発酵による有機物からガスへの分解は３段階で進行し、複雑な有機物は第１段階の酸生成過程（液化過程で酸生成細菌群の作用により、単糖類、アミノ酸などの分子量の小さい物質を経て、酢酸及びプロピオン酸、酪酸等の短鎖脂肪酸、そして乳酸やエタノールになる。第２段階においては酢酸以外の短鎖脂肪酸、乳酸及びエタノールは、水素生成細菌により水素と酢酸に変換され、最後の第３段階において基質特異性の強いメタン生成古細菌群により、メタン、二酸化炭素などに分解される。即ち、該酢酸、プロピオン酸、酪酸等のSCFA(短鎖脂肪酸)は、メタン発酵プロセスにおける主要な中間代謝物であり、生成されるメタンの由来となる成分である。よって、該SCFA(短鎖脂肪酸)の発生する割合（又は濃度）を増大させる事で、より多くのメタンの抽出が可能になり、目的となるガスをより多く生成する事が可能になる。
【００２５】
＜バイオマスへの利用に際しての有効配合量＞
結果、当該ゲラニオールをバイオマスに配合する事で、より多くの電気や熱、燃料のエネルギーや工業原料の製造に供する事が可能になる。但し、当該バイオマスに配合するゲラニオールの配合量は、使用時におけるバイオマスの濃度が1.5×10-5%〜1.5×10-1%となる量で配合されるのが望ましい。これは、当該ゲラニオールが使用時におけるバイオマスの濃度が1.5×10-5%〜1.5×10-1%となる量でバイオマスに配合される事で、酢酸、プロピオン酸、酪酸等のSCFA(短鎖脂肪酸)の割合を有効に増大させる事ができる為である。例えば、単糖類を多く含む素材（果物やはちみつ等の食品残渣物）や、二糖類を多く含む素材（ケーキ等の砂糖を使用した食品やお菓子の残渣物）のバイオマスに対してゲラニオールを配合する場合は、使用時におけるバイオマスの濃度が1.5×10-5%〜1.5×10-3%となる量（具体的には1.5×10-4g/L〜1.5×10-2g/Lとなる量）でゲラニオールを配合するのが望ましい。その他、家畜の排泄物を含む食物繊維源を多く含むバイオマスには、使用時におけるバイオマスの濃度が1.5×10-5%〜1.5×10-1%となる量（具体的には1.5×10-4g/L〜1.5g/Lとなる量）でゲラニオールを配合する事が望ましく、大豆かすやおからかすを多く含むバイオマスには、1.5×10-5%〜1.5×10-3%となる量で配合するのが望ましい。上記の量でゲラニオールを配合する事で、効果的にSCFA(短鎖脂肪酸)の割合を増大させる事ができる。
【００２６】
≪汚水処理への利用について≫  
また、糞尿等を含む汚水処理にも、当該ゲラニオールは効果を発揮する事ができる。即ち、汚水中の汚泥に対してメタン発酵等を行う事で、有用にエネルギー資源へ変換出来る。その為、前述したように、当該ゲラニオールを配合する事で、メタン発酵した際に生じるSCFA(短鎖脂肪酸)の割合をより増大させる事ができる。結果、当該ゲラニオールを配合する事で、汚水中の汚泥の中に含まれる有機物をより多くのSCFA(短鎖脂肪酸)に分解できる為、より多くの電気や熱、燃料のエネルギーや工業原料の製造に供する事が可能になる。
【００２７】
≪土壌改善への利用について≫  
さらに、当該ゲラニオールは土壌改善にも利用する事ができる。従来より、土壌改善には肥料や牛糞堆肥、或いは腐植酸質資材や腐葉土等が使われ、その中に存在する有用微生物の働きにより、植物の生長を効果的に促す事ができる。こうした腐植酸質資材や腐葉土等を使用する場合にも、当該ゲラニオールを配合する事で、菌（又は微生物）の発酵作用を活性化できる為、発酵によって生じる乳酸等の働きによって植物に対する有害菌の繁殖を効果的に抑制する事ができ、植物の生長を効果的に促す事もできる。
【００２８】
≪有機物の発酵作用を活性化させる具体的方法≫  
ここで、当該ゲラニオールを配合して、上記に示す腸内やバイオマス等に存在する有機物の発酵作用を活性化させる具体的な方法について説明する。即ち、本発明にかかる有機物の発酵作用を活性化させる方法は、活性化させる対象となる物質にゲラニオールを配合する配合工程と、当該ゲラニオールを配合した物質を３５℃〜４０℃の温度で培養する培養工程とから構成する事ができる。
【００２９】
前記配合工程では、活性化させる対象となる物質にゲラニオールを配合する。その際、発酵を促す為に、グルコース又はマルトース或いはデキストリンからなる基質を同時に配合しても構わない。ゲラニオール（場合によっては基質も）の配合量は、目的生成物の用途によって適宜設定する事ができる。
【００３０】
また、配合工程後の培養工程においては、当該ゲラニオールを配合した物質を３５℃〜４０℃の温度で培養させる。３５℃〜４０℃程度の温度で培養する事で、有機物の菌を死滅させる事無く、効果的に発酵作用を活性化させる事ができる。なお、培養させる際は、酸化を防止する為にも窒素ガスを封入するのが望ましい。
【００３１】
さらに、当該培養工程は振とう条件下、又は撹拌条件下で行うのが尚望ましい。これは、
振とう条件下、又は撹拌条件下で培養する事で、静置条件下で培養した時と比較して、発酵産物であるSCFA(短鎖脂肪酸)の割合をより増大させる事が出来る為である。例えば、腸内内容物や、食糧残渣物や家畜排泄物等からなるバイオマスを培養する際は、80〜150回転/分程度の振とう条件下、又は撹拌条件下で行うのが望ましい。特に、消化され難い食物繊維源（腸内、糞、土壌等）に対して、ゲラニオールを多めに（具体的には濃度が1.5×10-3%〜1.5×10-1%となる量）配合した場合には、振とう条件下又は撹拌条件下で培養する事で、発酵が促進される効果が発生する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明にかかる発酵活性物質では、イソプレノイド化合物の一つであるゲラニオールに着目し、当該ゲラニオールを有効成分として配合する事で、有機物の発酵作用を効率良く活性化できる。具体的には、当該ゲラニオールを有効成分として配合する事で、有機物の発酵菌の作用を活性化させ、得られる発酵産物である酢酸、プロピオン酸、酪酸等のSCFA(短鎖脂肪酸)の割合を増大させる事ができる。
【００３３】
当該ゲラニオールは、従来より香料や、食品添加物としても利用されている成分であり、硫酸等と比較して安全性も高い為、環境に負荷をかける事無く、安全に使用する事ができる他、使用後の回収や廃液処理におけるコストを極力抑える事ができる。
【００３４】
また、当該ゲラニオールを配合して有機物の発酵作用を活性化させる方法として、活性化させる対象となる物質にゲラニオールを配合する配合工程と、当該ゲラニオールを配合した物質を３５℃〜４０℃の温度で培養する培養工程とから構成する事で、工程が少なくて済み、効率良く有機物の発酵作用を活性化させる事ができる。
【００３５】
さらに、３５℃〜４０℃の温度で培養する事で、有機物の発酵菌を死滅させる事無く、効率良く発酵菌の作用を活性化させる事ができる。
【００３６】
さらに、有機物の発酵作用を活性化させる方法を、前述したように配合工程と培養工程とから構成する事で、活性化させる対象となる目的物質を物理的手段により微細に粉砕する手間が発生する事無く、発酵菌の作用を活性化させる事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】ゲラニオールの構造式を示す図である。
【図２】本実施の形態における、ゲラニオールを配合して有機物の発酵作用を活性化させる方法を利用してメタン発酵させた場合の全体構成を示す構成図である。
【図３】実験例１における、ゲラニオール(GOH)とファルネソール(FOH)の発酵能を比較したグラフであり、（Ａ）酢酸の濃度増減を示すグラフ、（Ｂ）プロピオン酸の濃度増減を示すグラフ、（Ｃ）n-酪酸の濃度増減を示すグラフである。
【図４】実験例２における、振とう条件及び静置条件の２条件下で培養した際の発酵能を比較したグラフであり、（Ａ）コハク酸の濃度増減を示すグラフ、（Ｂ）乳酸の濃度増減を示すグラフ、（Ｃ）酢酸の濃度増減を示すグラフ、（Ｄ）n-酪酸の濃度増減を示すグラフである。
【図５】実験例３におけるHCO3-及びCO2ガスによる嫌気条件の具体的組成を示す図である。
【図６】実験例３における、図５に示す嫌気条件で培養した際の発酵能を比較したグラフであり、（Ａ）酢酸の濃度増減を示すグラフ、（Ｂ）プロピオン酸の濃度増減を示すグラフ、（Ｃ）n-酪酸の濃度増減を示すグラフである。
【図７】図６に続き、図５に示す嫌気条件で培養した際の発酵能を比較したグラフであり、（Ａ）コハク酸の濃度増減を示すグラフ、（Ｂ）乳酸の濃度増減を示すグラフである。
【図８】添加する基質（グルコース、マルトース、デキストリン）の違いによる発酵能を比較したグラフであり、（Ａ）コハク酸の濃度増減を示すグラフ、（Ｂ）乳酸の濃度増減を示すグラフである。
【図９】図８に続き、添加する基質（グルコース、マルトース、デキストリン）の違いによる発酵能を比較したグラフであり、（Ａ）酢酸の濃度増減を示すグラフ、（Ｂ）プロピオン酸の濃度増減を示すグラフ、（Ｃ）iso-酪酸の濃度増減を示すグラフ、（Ｄ）n-酪酸の濃度増減を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、図面を参照しながら本実施の形態にかかる発酵活性物質、及び有機物の発酵作用を活性化させる方法を具体的に説明する。
【００３９】
＜ゲラニオールをバイオマスに配合した実施の形態＞
まず、本実施の形態における、ゲラニオールを配合して有機物の発酵作用を活性化させる方法を説明する。図２に示すように、本実施の形態では、ゲラニオールを配合して有機物の発酵作用を活性化させる方法を利用してメタン発酵させている。即ち、培養槽１２に対して、大豆かすやおからかす等を含めた食品廃棄物系のバイオマス１１、及びゲラニオールを投入し、混合させる。当該バイオマス１１に配合するゲラニオールの配合量は、バイオマス１１の濃度が1.5×10-3％となる量で配合している。そして、培養槽１２では、３５℃〜４０℃の温度で培養し、特に120回転/分×24hという振とう条件下で培養を行っている。
【００４０】
結果、当該ゲラニオールを配合する事で、ゲラニオールを配合しないでメタン発酵させた場合と比較して、得られるガスの量が約８倍アップした。これは、当該ゲラニオールをバイオマス１１に配合する事で、発酵産物であるSCFA(短鎖脂肪酸)の割合をより増大させる事が出来る為である。特に、本実施の形態ではデキストリンを発酵基質として加える事で、SCFA(短鎖脂肪酸)の１種である酢酸の発生量の増大を促している（デキストリン等の基質を加えた際の効果については、後述する実施例４でも説明する）。即ち、メタン発酵のプロセスでは、酢酸の発生量の増大がメタン発生量の増大へと導く為、当該酢酸の発生量の増大が目的となるガスの発生量の増大に繋がり、効率良くメタン発酵を実施する事ができる。よって、バイオマス１１に対して、当該ゲラニオールを配合する事で、より多くの電気や熱、燃料のエネルギーや工業原料の製造に供する事が可能と確認出来た。ちなみに、当該ゲラニオールは、メタン発酵槽に直接配合しても構わない。
【実施例１】
【００４１】
＜腸内発酵に及ぼすゲラニオールの影響の確認実験＞
ここで、当該ゲラニオールがSCFA(短鎖脂肪酸)の割合を増大させる根拠となる実験例をいくつか説明する。まず、実験の背景から説明する。即ち、本実施の形態にかかる発酵活性物質では、有効成分としてイソプレノイド化合物の一つであるゲラニオール (IUPAC名：3,7-ジメチル-2,6-オクタジエン-1-オール)を配合している。イソプレノイド化合物はイソプレン単位（C5H8）を骨格とする化合物の総称で、約23,000種類も確認されている。中でも、香辛料として知られるゲラニオールやファルネソール等の短鎖イソプレノイドは、黄色ブドウ球菌や白癬菌など抗菌・抗真菌作用を有することは従来より知られている。その一方で、当該ゲラニオールとファルネソールが腸内発酵に及ぼす影響は不明なままであった。
【００４２】
そこで、本実験では当該ゲラニオール及びファルネソールが腸内発酵に及ぼす影響の有無及び程度を、ウサギ盲腸内容物を用いたin vitro回分培養法によって確認した。
【実験例１】
【００４３】
実験例１では、ゲラニオール及びファルネソールが腸内発酵に及ぼす影響の有無及び程度を比較した。具体的には、まず日本白色種ウサギ（3匹、♀）から採取した盲腸内容物を、50mMのリン酸緩衝液(pH6.5)で比率１:4となるよう混和して希釈した後、２重ガーゼで濾過してイノキュラムとして供試した。そして、当該イノキュラムと、グルコース(14.4g/L)からなる基質、及びイソプレノイド（GOH及びFOH：10-3mM〜1mM）を試験管内で混合し、100％N2ガスで封入後、37℃で24h培養した。そして、培養後、液中の有機酸濃度をHPLC(BTBポストカラム法)で測定した。なお、実験にかかる有意差を比較する為に、比較A、及び比較Bの実験も行い、図示している（実施例２〜４についても同様）。比較Aでは、イノキュラムのみの有機酸発酵を評価しており、比較Bではイノキュラムに各種発酵基質(実施例１〜３ではグルコースのみ、実施例４ではグルコース、マルトース、デキストリンの３種)を加えている。よって、イノキュラムのみでの発酵を評価できる比較Aでは、もともと腸管内容物に含まれている内因性の基質と微生物での発酵状態を評価できる。一方で、比較Bでは内因性の基質と微生物の発酵に加えて、任意で加えた微生物発酵基質の原料基質による発酵状態を評価できる。本実施例では、さらにゲラニオールとファルネソールを加える事で、これら両因子による発酵改善効果を評価している。その結果を、図３のグラフに示す。
【００４４】
即ち、図３のグラフに示す通り、10-3mM〜1mMからなる低濃度のゲラニオールは、同濃度のファルネソールよりも、酢酸、プロピオン酸、n-酪酸の濃度を有意に増大させた。よって、本実施の形態では、ゲラニオールに着目してその腸内発酵能をさらに確認した。
【実験例２】
【００４５】
実施例２では、実験例１と同様の方法で供試したイノキュラムと、グルコース(14.4g/L)からなる基質、及びゲラニオール（10-3mM〜10mM）を試験管内で混合して培養するが、その培養を静置条件下、及び振とう条件下で行ったもので比較した。この時の振とう条件は120回転/分×24h（日本タイテック製BF-40LF使用）である。そして、培養後、液中の有機酸濃度をHPLC(BTBポストカラム法)で測定した。その結果を、図４のグラフに示す。
【００４６】
即ち、図４のグラフに示す通り、10-3mM〜1mMからなる低濃度のゲラニオールは、静置条件下より振とう条件下で、コハク酸、乳酸、酢酸、n-酪酸の濃度をわずかながら増大させた。
【実験例３】
【００４７】
実験例３では、実験例１及び実験例２と同様の方法で供試したイノキュラムと、グルコース(14.4g/L)からなる基質、及びゲラニオール（10-3mM〜10mM）を試験管内で混合して培養するが、HCO3-及びCO2ガスによる嫌気条件での発酵能の差異を確認した。図５に示すように、実験例３では低嫌気及び高嫌気の２条件にて比較を行った。その結果を、図６及び図７に示す。
【００４８】
即ち、図６及び図７に示す通り、HCO3-及びCO2ガスによる高嫌気条件下において、10-3mM〜1mMからなる低濃度ゲラニオールは、一次発酵産物であるコハク酸、及び乳酸の濃度を減少させたが、10mMからなる高濃度ゲラニオールはそれらを増大させた。また、高濃度ゲラニオールは、低嫌気条件より高嫌気条件において二次発酵産物である酢酸、プロピオン酸、n-酪酸の濃度を減少させた。
【実験例４】
【００４９】
実験例４では、実施例１と同様の条件で培養させるが、添加する基質をグルコース、マルトース、デキストリンにした場合の各々の発酵能を比較した。その結果を図８及び図９に示す。
【００５０】
即ち、図８及び図９に示す通り、グルコースとマルトースを基質とした場合は、二次発酵菌が抑制され、一次発酵産物（コハク酸及び乳酸）が増大した。また、デキストリンを基質とした場合、ゲラニオールの添加濃度非依存的に二次発酵産物（酢酸、プロピオン酸、n-酪酸）を増大させた。さらに、マルトースを基質とした場合、酢酸とn-酪酸では低濃度ゲラニオールで増大した。
【００５１】
≪総括≫
上記、実験例１〜実験例４の結果より、低濃度ゲラニオール処理（特にマルトースを基質とした場合）は、一次発酵産物（コハク酸及び乳酸）の減少と二次発酵産物（酢酸、プロピオン酸、n-酪酸）の増大を引き起こす事を確認した。また、高濃度ゲラニオール処理は、グルコースとマルトースを基質とした場合、二次発酵菌の活性を阻害する事で、一次発酵産物（コハク酸及び乳酸）の蓄積を誘導する事が確認できた。さらに、デキストリンを基質とした場合、ゲラニオールの添加濃度非依存的に二次発酵産物（酢酸、プロピオン酸、n-酪酸）の増大を引き起こす事が確認できた。
【００５２】
即ち、当該ゲラニオールを配合した発酵活性物質を、例えば薬剤、食品、或いは飲料として服用し、体内に吸収する事で、腸内の菌（又は微生物）の作用を活性化させる事ができ、発酵産物であるSCFA(短鎖脂肪酸)の割合を増大させる事ができる。結果、腸内においてSCFA(短鎖脂肪酸)の割合を有効に増大させる事で、下痢や便秘の予防といった整腸機能の向上、腸管上皮組織の発達の向上、免疫機能の向上、或いはインスリン抵抗性の改善（糖尿病の増悪抑制等）等の効果をもたらす事ができる。
【００５３】
また、上述したように、バイオマスに対して当該ゲラニオールを配合する事で、より多くの電気や熱、燃料のエネルギーや工業原料の製造に供する事も可能になる。その際、３５℃〜４０℃程度の温度で培養し、特に振とう条件下、又は撹拌条件下で培養する事で、有機物の菌を死滅させる事無く、効果的に発酵作用を活性化させる事ができる。
【符号の説明】
【００５４】
１１    バイオマス
１２    培養槽
【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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