福岡県工業技術センター
研究報告 No.28 (2018)

醤油膜ろ過残液処理法の検討（第1報）－産業用酵素による醤油膜ろ過残液中多糖類の分解－川口 友彰 *1

植木 達朗 *2

野田 義治 *2

Study on Processing Method of the Shoyu Cross-flow Filtration Retentate- Enzymatic Digestion of Shoyu-polysaccharides Tomoaki Kawaguchi, Tatsuro Ueki and Yoshiharu Noda

醤油の清澄化および無菌化のためクロスフロー膜ろ過処理が行われているが，発生する高粘性・高濁度の濃縮残液（膜ろ過残液）による歩留り低下や処理困難性が問題となっている。膜ろ過残液の主成分で粘性に寄与する多糖類の分解により，これらの問題を解決できる可能性があるがこれまで十分な検討はされていなかった。そこで本研
究では，産業用酵素による醤油膜ろ過残液中の多糖類分解を試みた。産業用酵素剤23種について多糖類消化性を分子量分布の変化を指標に調べた結果，2倍希釈した醤油膜ろ過残液中で単独で多糖類を分解し粘度低減効果をしめす酵素剤を1種，粗抽出した多糖類に対して単独で消化性をしめす酵素剤を2種，2種混合で消化性をしめす酵素剤の組み合わせ1種を見出すことができた。

1 はじめに残液処理法としての有用性を検討した。対象酵素剤と近年，醤油製造においてクロスフロー方式の膜ろ過しては，膜ろ過残液中の主成分が酸性多糖類であるこが普及している。クロスフロー膜ろ過処理は，醤油もと 1) ，複雑に分枝した側鎖構造を有し酵素消化耐性をろみを圧搾して得た生揚醤油の清澄化，無菌化，火入有すること 2，3) ，ペクチナーゼおよびヘミセルラーゼれ澱処理不要化等といった利点を有する。一方，膜を活性により分解されること 4) がこれまでに報告されて通過しない多糖類や菌体を含む高粘性・高濁度の難分いるため，主にこれらの活性を有すると想定される酵

解性濃縮残液が処理生揚醤油の5～10 %程度発生し，素剤（ペクチナーゼ・ヘミセルラーゼ・セルラーゼ）歩留まり低下，排水処理，廃棄コスト等が問題となっとした。

1)ている 。特に，膜ろ過残液中には多量の醤油を含むため，何らかの醤油回収方法が求められている。

2 研究，実験方法

膜ろ過残液からの醤油分回収方法としては，野田ら

2-1 試料による希釈・加熱処理法，希釈・酵素処理法が報告さ

醤油膜ろ過残液は福岡県醤油醸造協同組合より提供

1)

れている 。これらは，膜ろ過残液を2倍希釈し85 ℃されたものを使用した。膜ろ過残液の粗抽出多糖類は1時間加熱あるいはペクチナーゼ剤処理後にセラミッ以下の手順により得た。膜ろ過残液に対して3倍量のク膜で再ろ過することにより80 %の醤油分を回収可能

エタノールを添加後，遠心分離にて沈殿を回収した。とする技術である。また，特別な処理を必要としない，沈殿を純水で溶解後，純水を外液として透析し，初発

膜ろ過残液を直接もろみに5 %程度返送する技術 1) はの膜ろ過残液容量に調整したものを粗抽出多糖類とし実用化されているものの処理量に限界があるため，異た。産業用酵素は表1にしめす6社23種を使用した。分

なる処理技術での膜ろ過残液併用処理化が求められて子量標準物質としてプルラン（昭和電工(株)）を使用いる。そこで本研究では，これまで希釈・酵素処理法した。

で検討された特定の酵素剤に加え，種々処理条件で産2-2 酵素反応

業用酵素の醤油多糖類分解性を網羅的に調べ，膜ろ過

膜ろ過残液または粗抽出多糖類1 mLを種々条件（40～60 ℃，0.1～1 %酵素剤，pH 2～7，1～3倍希釈）で酵素反応に供した。反応終了後，3 mLのエタノールを*1 生物食品研究所*2 福岡県醤油醸造協同組合

加え残存多糖類を沈殿させた。沈殿を純水で溶解して- 20 -福岡県工業技術センター
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1 mLとした後，0.45 µmシリンジフィルターでろ過し3 結果と考察分析用試料とした。同一メーカーの酵素剤については，3-1 酵素剤処理による分子量分布変化

各酵素剤が記載する濃度となるよう全酵素剤を混合し醤油膜ろ過残液中には高濃度の食塩(約16 %)が存在て反応を行った。分子量分布に変化が見られたメーカ

し，耐塩性を有さない酵素については反応が困難であー製の酵素剤については単独，組み合わせでの反応をる。そのため，酵素剤の多糖類消化性評価が難しいこ行った。とが予想された。そこで，膜ろ過残液より多糖類を抽2-3 分析出し，抽出多糖類への消化性を評価することとした。

HPLC(Waters Alliance HPLCシステム)により分子量粗抽出多糖類および同一メーカーの酵素剤を各1 %分 布 を 測 定 し た 。 カ ラ ム は 東 ソ ー ( 株 ) 製 TSKgel含む溶液で，40 ℃で24時間反応させた後，分子量分guardcolumn G3000PW XL ， G6000PW XL ， G3000PWXL を 連 結布の変化を調べた。その結果，図1にしめす三菱ケミして使用した。溶離液20 mM Na-acetate(pH 5.0)，流カルフーズ(株)製の5種混合酵素剤処理（黒細実線）

速0.6 mL/min，注入量50 µL，カラム温度25 ℃，内部により粗抽出多糖類（黒太実線）の分子量分布が，低ヒーター30 ℃，検出は示差屈折率で行った。

分子側（分子量が大きい順に溶出するため溶出時間が粘度は東機産業(株)TVB10形粘度計を用いて25 ℃で長い方）にシフトすることがわかった。また，酵素剤測定した。

添加量（0.1，0.2，0.5，1 %）の影響を調べた結果，添加量依存的に低分子化することがわかった。また，
表1使用した酵素剤メーカー

商品名

ノボザイムジャパン(株)Viscozyme L

検討した反応温度における消化性は40＞50＞60 ℃の順で高かった（データ未掲載）。

500

Pectinex Ultra SP-L

粗抽出多糖類
5種混合（0.1 %）5種混合（0.2 %）5種混合（0.5 %）5種混合（1 %）Celluclast 1.5L
400

三菱ケミカルフーズ（株）

スクラーゼＮ
スクラーゼＳ

300
mV

スクラーゼＣ
スクラーゼＸ200

スクラーゼＡ天野エンザイム（株）

ペクチナーゼ Ｇ「アマノ」

100

ペクチナーゼ ＰＬ「アマノ」
0

セルラーゼ Ａ「アマノ」320

セルラーゼ Ｔ「アマノ」4
ヘミセルラーゼ 「アマノ」90
エイチビィアイ（株）

図1

可溶性ペクチナーゼＴ

2530
溶出時間(min)35

酵素剤（三菱ケミカルフーズ(株)製5種混合）処理による粗抽出多糖類の 分子量分布変化と添加

セルロシン HC100

濃度の影響

セルロシン TP25
長瀬産業（株）ペクチナーゼXP-534Neo

5種混合した酵素剤のどの酵素剤が粗抽出多糖類分解

セルラーゼＸＬ-531に有効であるかを調べるために，単一酵素剤，複数酵セルラーゼＳＳ
ヤクルト薬品工業(株)

素剤組み合わせで多糖類消化性評価を行った。結果をマセロチーム

図2にしめす。酵素剤処理前の粗抽出多糖類（黒太実

セルラーゼ”オノズカ”線）は6.2～736 kDa（図中矢印）の範囲を超える分子

ペクチナーゼSS

量分布を有するが，スクラーゼN単独（細実線）およセルラーゼY-NC

びスクラーゼS，C併用（破線）処理後はいずれの酵素剤の場合もほとんどの高分子量成分が消失しているこ- 21 -

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研究報告 No.28 (2018)とがわかる。このことから，スクラーゼN単独および希釈・酵素処理法の条件（2倍希釈，50 ℃，0.2 %スクラーゼS，C併用処理に多糖類消化性が認められる酵素剤添加）において粗抽出多糖類（黒破線）の低分ことがわかった。

子化が認められた。さらに，膜ろ過残液の2倍希釈溶液（黒太実線）中においても，0.2 % Viscozyme L添

800700標準物質の分子量 (kDa)

加によりわずかではあるが多糖類が低分子化すること6.2がわかった。酵素剤添加量（0.2，1，5，10 %）の影

113

736 366

21.7響を調べた結果，変化量は小さいものの添加量依存的600に低分子化することがわかった。

500mV

粗抽出多糖類
400

3-2 酵素剤処理による粘度変化

スクラーゼN

膜ろ過残液2倍希釈溶液において多糖類分解活性をスクラーゼS+C

300

しめしたViscozyme Lの粘度低減効果を評価した（図2004）。0.2 %添加で粘度が32 %低下し，添加量10 %で粘100度低下率は47 %となった。図3でみられた粘性成分で020

図22530
溶出時間(min)35ある高分子多糖類の低分子化が粘度低下につながった40ものと考えられる。これらの結果より既報のろ過性向

酵素剤(各1 %)処理による粗抽出多糖類の分子量上は，高分子多糖類分解とそれに伴う粘度低下により分布の変化達成されたものと考えられる。また，膜ろ過残液の原液は50 mPa・s程度の粘度をしめすが，2倍希釈液ではこれら粗抽出多糖類に対する有効酵素剤の膜ろ過残液

図4の通り約8 mPa・sと大きく低下する。希釈によるあるいは希釈液中での多糖類分解活性を評価したが，粘度低下も，既報の希釈・加熱法，希釈・酵素処理法低分子化は認められなかった。pH 2～7での反応も行の醤油回収効果に再ろ過時のろ過性向上要因として寄ったが， 低分子 化は認 めら れなかっ た（デ ータ未 掲与しているものと考えられる。

載）。
次に，既報の希釈・酵素処理法により酵素処理後の10ろ過性向上効果が認められたノボザイムジャパン(株)8粘度 (mPa・s)

製のViscozyme Lについて，酵素反応による分子量分布の変化を調べた（図3）。

642500膜ろ過残液040000.21510mV

Viscozyme L(%)
300

図4Viscozyme L処理膜ろ過残液（2倍希釈）の粘度

200
粗抽出多糖類vs0.2 %

4 まとめ

100

醤油膜ろ過残液処理法としての有効性を評価するた
020

図32530
溶出時間（min）

3540

め，産業用酵素による膜ろ過残液中多糖類消化性を調べた。その結果，Viscozyme Lが2倍希釈膜ろ過残液中

Viscozyme L処理による膜ろ過残液分子量分布ので多糖類を低分子化し粘度を低下させることを明らか変化とし，既報の希釈・酵素処理法の効果を裏付ける結果を得ることができた。膜ろ過残液中での多糖類分解活- 22 -

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性はしめさなかったものの，抽出した多糖類に対して分解活性を有する酵素剤を新たに見出すことができた。
この知見は，膜ろ過残液を食品素材として使用する際や，抽出除去した多糖の処理方法として活用できる可能性がある。

5 参考文献1)野田 義治 ，植木 達朗 ，大場和徳，脇山元気：醤油の研究と技術，37巻(6号)，pp. 365-369(2011)2) T. Kikuchi, T. Yokotsuka ： Agr. Biol. Chem.,
37巻 (5号), pp. 973-979(1973)
3) T. Kikuchi, H. Sugimoto: Agr. Biol. Chem., 40
巻 (1号), pp. 87-92(1976)
4) 菊地忠昭，杉本洋，横塚保:日本農芸化学会誌，50巻(6号), pp. 279-286(1976)- 23 -