茨城県工業技術センター研究報告第 14 号

納豆製造合理化技術に関する研究(第 2 報)――納豆製造における発酵技術――

食品発酵部

長谷川裕正

鈴木 英子

永井 孝史 郡司
市川 重和 田谷
島田昇＊
1.

緒章
直俊＊

言

納豆は,他の醸造食品と異なり,製造日数が極めて短かいため,原料大豆の品質,原料処理方法や発酵条件等の違いが製品の品質を直接決定づけてしまう重要な要因であり,製造途中での条件の変更は非常に難かしい。
本年度は,普通納豆用として極小大豆を 4 種,小粒大豆を 3 種,挽き割り納豆用として 4 種を実際納豆用原料大豆として使用される比率の高い輸入大豆中心に選んだ。これらについて,原料大豆,浸漬大豆,蒸煮大豆および製品の各製造工程中の成分等の変化を調査し,製品の宮能審査を考慮しながら,納豆の品質向上および納豆製造の最適な製造方法を確立する目的で試験を行った。

2.

試験方法

2.1

原料大豆

本試験の原料大豆としては,昭和 59 年度産大豆のなかから表 1 のものを選定した。これらは,納豆製造用として商社経由で入手したため正確な品種名はほとんど不明である。そこで,各産地で生産された一品種ということで産地名および大豆の大きさで原料大豆名とした。

＊タカノフーズ(株)−51−茨城県工業技術センター研究報告第 14 号

普通納豆用としては,茨城産納豆小粒以外の 6 点は外国産(納豆用として輸入)であり,挽き割り用としては,国内産大豆,外国産大豆がそれぞれ 2 点,計 4 点である。
カナダ極小旧穀は,あまり良い製品ができないが,品質の優劣と大豆成分の間に関係があるかどうか試験する目的で選定した。原料大豆は 5℃で冷蔵し実験の都度取り出し使用した。
2.2

納豆製造方法納豆は図 1 のとおり製造した。

2.3

分祈用試料調製法

各工程の大豆をビニール袋に入れ,−25℃で凍結後, 日本精機製 ZM−1 型粉砕機により回転数20,000rpm,スクリーン 0.5mm でドライアイスでスクリーン等を冷却しつっ粉砕した。試料は冷凍保存し必要に応じ解凍して使用した。
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茨城県工業技術センター研究報告

2.4.

第 14 号

一般成分分析

水分,全糖,可溶性糖,粗蛋白質,粗脂肪等の一般成分分析は前報 1)同様行った。水分以外の項目は無水物換算で表わした。
2.5

硬さの測定

不動工業製レオメ―ターNRM2ω2J により,蒸煮大豆および製品について測定した。蒸煮大豆は,蒸煮後 20℃まで放冷後, また製品については 5℃で熟成後,品温を 20℃にもどしてから測定した。
測定条件はレンジ 200g,テスト速度 5cm/mm,丸サンプル径 5.0mm とし,強度ピ―クを切断強度(g)として表わした。なお標準アダプターを図 3 のように改良して用いた。

2.6

表面色測定法

日本電色製色差計 ND‑100DP を使用し,L,a, b で表わした。

2.7 有機酸の分祈分析は日本分光(株)製高速液体クロマトグラフ BIP‑I 型システムで行った。試料は次のような前処理を行った。凍結粉砕試料 5 g に 0.1 N 塩酸 10d を加え,マグネティックスターラーにより 3０分間撹拝する。これを 3000 回転で 10 分間遠心し,残漬については 0.1N 塩酸で 3 回洗浄し,上清と洗浄液をあわせて: 20%スルホサリチル酸溶液 0.5m2 を添加後,メスフラスコで 25hll に定容する。その後,38 分放置し,0.45μm メンブランフィルターで濾過し高速液体クロマトグラフにかけた。分析条件は左記のとおりであった。
2.8

アミノ酸の分祈分析は有機酸同様高速液体クロマトグラフで行い,試料は次のような前処理を行った。凍結粉砕試料
1 g に 70%エタノール 10m2 を加え 3 時間撹伴した後 3800 回転 10 分間遠心し,残清については 70%エタ−53−

茨城県工業技術センター研究報告第 14 号

ノールで 3 回洗浄し,上清と洗浄液を合わせてメスフラスコで 25m2 定容,0.45μm メンブランフィル

ターで濾過し 5 倍希釈後高速液体クロマトグラムにかけた。分析条件は次のとおりである。

2.9

官能検査

宮能検査は表 2 の様式により行った。

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茨城県工業技術センター研究報告第 14 号

3.

試験結果およぴ考察

3.1

原料大豆の牲状

本試験に使用した大豆の性状を表 3 に示した。

発芽率については,カナダ極小の旧穀は 5.0%と極端に悪かった。アメリカ中粒も 74%とやや悪かった。
皮浮きについては, アメリカ小粒とアメリカ中粒が 27.0%になり多く,次にカナダ小粒と中国中粒が多かった。
発芽率,皮浮きともに納豆の品質に与える影響が大きい項目であり,原料大豆の品質の指標として使用できると思われる。
茨城産納豆小粒の百粒重が 10.0 g と極小よりは小粒に近かったが,当年度のみの値かも知れないので以後の実験結果の考察については,ー般に考えられているように極小として扱った。
吸水率については, カナダ極小が 2.15 と他のものに比べてやや悪かった。
3.2

一般成分イ)水分

図 4‑1〜4‑3 に製造工程中の水分の変化を示す。
生大豆では,水分の平均が 13.72%となり,最高がアメリカ小粒の 16.68%,最低が中国極小の 10.91%であった゜
製造工程中の水分の変化をみると,極小大豆使用納豆は,浸漬大豆が約 61.2〜63.4%,蒸煮大豆約 58.9〜60.1%,製品になると約 58.3〜59.2%となり 4 種とも同じように変化していた。小粒大豆使用納豆は,−55−

茨城県工業技術センター研究報告第 14 号

浸漬大豆で約 61.9〜65.0%,蒸煮大豆で約 59.5〜61.0%,製品では約 57.9〜62.0%となり極小大豆の場合よりも水分が多く含まれる傾向にあった。中国小粒については蒸煮時より製品で水分が多くなっており再試験を要する o
挽き割り納豆では,浸潰大豆で約 63.1〜65.3%,蒸煮大豆で約 61.4〜62.7%,製品では約 58.0〜61.8%となっており,普通の丸大豆の場合と比べて,浸漬大豆と蒸煮大豆の水分が多くなっていた。中国中粒は蒸煮から製品への水分の減少は少なかった。

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茨城県工業技術センター研究報告ロ)全

第 14 号糖

図 5‑1〜5‑3 に製造工程中の全糖の変化を示す。
生大豆では,全糖の平均値が 21.45%,最高が中国中粒の 23.83%,最低が北海道産豊鈴の 19.76%であった。
製造中の全糖の変化をみると,極小大豆使用納豆は,浸清大豆で約 20.5〜21.0%,蒸煮大豆で約 18.6〜20.0%,製品になると約 14.5〜16.3%となり,発酵中に約 4%消費されていたが,納豆小粒は減少が約 2%と少なかった。小粒大豆使用納豆は,浸漬大豆で約 19.2〜21.3%,蒸煮大豆で約 18.1〜20.0%,製品で約15.4〜16.3%となり,極小大豆と同じ傾向にあった。アメリカ小粒は納豆小粒と同様約 2%の減少であった。
挽き割り納豆については,浸潰大豆で約 17.1〜20.1%,蒸煮大豆で 17.0〜17.3%,製品になると約13.0〜13.3%となっており,九大豆使用納豆よりも減少幅が大きく,挽き割ることにより発酵が進みやすくなることがわかった。

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茨城県工業技術センター研究報告第 14 号ハ)可溶性糖
図 6‑1〜6‑3 に製造工程中の可溶性糖の変化を示した。
生大豆の平均値は 17.68%であり,最高は中国極小の 18.89%,最低は大潟村産の 16.52%であった。製造工程中の可溶性糖の変化は,極小大豆使用納豆については,浸漬大豆が約 16.7〜18.4%,蒸煮大豆が約 15.8〜16.9%,製品では約 12.4〜13.2%と減少していた。全糖同様,納豆小粒の減少が少なかった。
小粒大豆使用納豆については,浸漬大豆では約 16.2〜19.5%,蒸煮大豆では約 15.1〜18.5%,製品になると約 12.2〜15.0%と減少していた。アメリカ小粒の可溶性糖が,浸漬,蒸煮,製品で多かった。
挽き割り納豆では,浸漬大豆が約 14.7〜16.2%,蒸煮大豆が約 14.1〜15.7%,製品になると約 10.5〜11.8%となって,九大豆と比べて可溶性糖が少なくなっており,発酵され易い状態にあるためである。

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これは挽き割りにより細かくなり,茨城県工業技術センター研究報告第 14 号ニ)粗蛋白質
図 7‑1〜7‑3 に粗蛋白質の変化を示した o
生大豆では,粗蛋白質の平均が 36.48%,最高が北海道産豊鈴の 38.28%,最低がカナダ極小(旧穀)の34.53%であった。
製造工程中に粗蛋白質は増加しているが, このことは一般に考えられないことであり,他の成分の減少により見かけ上増加しているように見えているものと思われる。

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茨城県工業技術センター研究報告第 14 号ホ)粗脂肪
図 8‑1〜8‑3 に粗脂肪の変化を示した。
生大豆の粗脂肪の平均が 20.51%,最高がカナダ小粒の 22.88%,最低が中国極小の 19.19%であった。
極小大豆は他と比べて粗脂肪の量が少なかった。どの粒度の場合も製造工程中に増加しているがこれは,粗蛋白質の場合と同様に,相対的な増加と思われ,絶対量の変化は少ないものと思われる。

−60−

茨城県工業技術センター研究報告3.3

第 14 号

蒸煮大豆およぴ製品の硬さ

レオメーターにより蒸煮大豆および製品の硬さを測定した結果を図 9 に示した。なお,挽き割りについては粒径が小さく,測定不能のため除外した。挽き割りについては別の測定方法の検討が必要である。

蒸煮大豆の硬さの範囲は,96〜136 g にあり,中国極小,カナダ極小,納豆小粒,中国小拉は硬くカナダ小粒は軟らかかった。
製品の硬さの範囲は 61〜105 g になっており,納豆小粒は 100 g 以上で硬かった。
カナダ小粒は,蒸煮大豆は軟らかいが,製品になっても変化が少なかった。逆に中国小粒は,蒸煮大豆はかなり硬いが,製品ではかなり軟らかくなっていた。
3.4 表面色の測定結果
表面色を測定した結果を表 4 に示す。

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茨城県工業技術センター研究報告第 14 号丸大豆については,蒸煮大豆の L 値は 49.0〜54.6%,製品の L 値は 43.1〜47.1%の範囲にあり,挽き割り大豆の蒸煮後の L 値が 68.5〜69.7%,製品の L 値が 52.0〜54.5%であり,九大豆の方が色が濃くなっていた。これは,大豆中の成分および発酵状態に関係すると思われる。
カナダ極小の旧穀については,蒸煮後は他と比べて明るかったが,製品になると濃くなり,その差が大きかった。
アメリカ中粒の蒸煮後は,挽き割りの他の大豆と比較して明度が暗いが,これは大豆が黒目であり皮部がとれにくかったため黒目部分が残ったためと思われる。
3.5

有機酸の分析結果

原料大豆，浸漬大豆，蒸煮大豆，製品それぞれについて検出された有機酸は表 5 の 12 種類であり含有量については乾物中の mg%で表わした。

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茨城県工業技術センター研究報告第 14 号−63−

茨城県工業技術センター研究報告第 14 号検出された有機酸を製品で減少するもの,増加するものおよびその他に分類してみた。製品で減少するものとしては, クエン酸,乳酸,ピログルタミン酸,ギ酸があり,それぞれ製品中の含有量は 0 である。これは,納豆薗によって資化されたものと考えられる。特にクエン酸については蒸煮段階で平均 1.3%含まれており,納豆菌の主な炭素源と思われる全糖の原料から製品への変化量が約 6.7%であるのと比較しても約 1/5 に相当し重要な炭素源の一つであろう。製品で増加するものとしては,酢酸, イソー吉草酸, イソー酪酸, プロピオン酸の 4 種であり,原料〜蒸煮の段階では,それ程大きな変化はないが発酵によって増加する。酢酸, イソー吉草酸, イソ酪酸については含有量が多く,特に挽き割り
納豆では表面積が大きく納豆菌の増殖が旺盛であり,小粒,極小に比べて多く含まれている。これらの酸は有臭であるため,製品の香りや味に他の成分とともに影響を及ぼすものと考えられる。
3.6

アミノ酸の分祈結果

原料大豆,浸漬大豆,蒸煮大豆および製品それぞれのアミノ酸の分析結果は表 6 のとおりであった。
アミノ酸はその呈味性 2)から苦味,甘味, 旨味およびその他として表に示した。分析値については対乾物 mg%で表わした。
どのアミノ酸についても,原料,浸漬,蒸煮の各段階では大きな変化はなく,あっても浸清による大豆種子の代謝活性の増大に伴う増減程度と見られる。納豆菌を接種し,発酵が終了した製品段階では,各アミノ酸とも大きく増加している。分析値を極小,小粒,挽き割りと納豆の種類ごとに平均をとり比較してみると,原料〜蒸煮の段階までは増減傾向にそれ程違いはないが,製品では,小粒,挽き割りが同程度の含有量であり,小粒より同重量あたりの表面積が大きく,納豆菌の発酵作用が活発であろうと思われる極小では,全アミノ酸の合計値でみてもアミノ酸含量は小粒の約半分である。また旨味アミノ酸であるグルタミン酸についても同様に約半分である。このことは,納豆用として極小大豆が奸まれる理由として旨味以外の大きさ等の要因が重要である事を示唆している。しかし極小大豆のなかでは,納豆小粒を原料とした製品のアミノ酸含量が他に比べ 5 割程多くこのことは発酵も良く行われていることも示し,納豆小粒が納豆用として適した品種とされる理由の一つかも知れない。

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茨城県工業技術センター研究報告第 14 号−65−

茨城県工業技術センター研究報告3.7

第 14 号

官能審査結果

製品について官能審査した結果を表 7 に示す゜

原料大豆の性状と硬さおよび製品の官能審査結果から,各大豆の性質をみてみると次のような結果が得られた。カナダ極小の旧穀については,発芽率が非常に悪く,製品の宮能審査結果では,豆の色が悪く,甘味をほとんど感ぜず苦味の強いものであった。
納豆小粒は,発芽率が高く,皮浮きも少なく,製品の宮能審査でも良い評価を受けたが,豆の硬さがやや硬い欠点があった。
カナダ小粒は,皮浮きはさほど悪くないが,煮上がると極端に割れ,皮むけが増加し,製品においては外観が悪く,菌の被りが悪くなる。また蒸煮後は最も軟らかく,甘味が強いが,製品になってもわずかしか軟らかくならず,甘味についても他のものよりも感じ方が低くなっていた。
アメリカ小粒とアメリカ中粒は,黒目であり, もともとアメリカ産のなかでは納豆に不適な品種ではあるが,発芽率が低く,皮浮きが多く,煮豆および製品の色が悪く,苦味を生じていた。
中国小粒は,製品の甘味がやや少ないが,外観や色は良かった。また,蒸煮後は硬いが,製品になるとかなり軟らかくなるので,製造過程中の割れやつぶれが少なくなり,機械適性の面からも良い大豆であると思われる。
秋田大潟村産と北海道産豊鈴の国産大豆は蒸煮後は甘味を強く感じたが,製品ではあまり感じないで消失していた。
以上のことから,共通の傾向として次のようなことが言える。
① 発芽率か低く,皮浮きが多いものは,煮豆や製品とすると甘味が少なく,苦味が強かった。
② 煮豆において,割れ,皮むけが多いもの,色が悪いものはあまり良い製品にならない。

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茨城県工業技術センター研究報告第 14 号③ 煮豆において,甘味を強く感じても発酵により消失していた。
④ 丸大豆は,蒸煮大豆から製品になると硬さが軟らかくなる。
3.8

各項目間の相関

原料大豆の成分,性状および製品の官能評価間について相関関係を求めた結果を表 8 に示す o この
表のうち,相関係数の高い項目間を直線で結んでみると図 10 のようになる。
相関関係からみると,総合評価の良いものは,吸水率が高いもの,甘味臭の多いもの,香り評価の良
いもの,甘味の多いもの,苦味の少ないもの,異味のないものおよび味の評価の良いもの等であった。
一般成分については,全糖と可溶性糖間に, また,粗脂肪は豆の外観および糸引きに相関がみられたが,粗脂肪と外観,糸引きに相関がある理由はわからない。

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茨城県工業技術センター研究報告第 14 号

これとは別に,表 7 の宮能審査結果の項目中,香りと味について,製品中に比較的多く検出された 7 種の有機酸との相関係数を求めたものが表 9 である。

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茨城県工業技術センター研究報告第 14 号

香りとの相関ではいくつか有意性の認められる関係があるが,このうちコハク酸については,それ自身無臭のため無意味である。異臭については,イソー吉草酸, イソー酪酸について有意性のある負の相関(表 2 より異臭についての官能評価は強 1〜弱 4 となっているため,含有量が増加して異臭が強くなれば負の相関となる。)を示しており,また,他の有臭の有機酸についても負の相関であり含有量が増加すれば異臭として感じられるようになると思われる。香りの評価との相関についても同様に負の相関を示し,有臭の有機酸が増加すれば評価が悪くなることを示している。味との関係については,有意性のあるものとしては,吉草酸について量が多いと甘味を感じ, コハク酸については,含量が多い程苦味は少ないという関係を示している。しかし, 酸味について最も多く含まれる酢酸との間にも相関は認められず,他の酸についても量的に少ないこともあり,味と有機酸との関連は薄いと考えられる。
次にアミノ酸分析値と官能審査結果について相関関係をみてみると表 10,11 のようになる。

グルタミン酸ーナトリウム,アスパラギン酸ーナトリウムの刺激閾はそれぞれ 100mg/,30mg%である。
含有物で考えても両者のうちグルタミン酸については十分納豆の旨味に貢献しているものと思われる。また苦味アミノ酸の含有量についても刺激閾をこえて含まれているものもあり,納豆の苦味に何らかの影響があると思われたが,味の評価とアミノ酸分析値の相関係数をみるとすべての組合わせで有意性がみられなかった。そこで各呈味性について分析値を合計し同様に相関関係をみたところ表 11のようになった。

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茨城県工業技術センター研究報告第 14 号

表から明らかなように,いずれの組み合わせでも有意性のある関係はみられなかった。味に関係するものとしてはアミノ酸ばかりでなくペプチド等についても検討する必要があろう。

4.

まとめ

本試験において使用した輸入大豆,国産大豆について得た結果と以前から指摘されていた事項とを合わせて納豆製造用大豆として満たすべき要件として次の 4 点があげられる。
i)

皮浮きが少なく,発芽率が新穀で 80〜90%以上で吸水率が高いものii) 蒸煮大豆に割れが少なく苦味,異味を感じないものiii) 蒸煮大豆は硬くても発酵させ納豆になると軟らかくなるものiv) 蒸煮大豆と納豆で色の変化が少なく明るい色に煮上がるもの
また,発酵条件の設定にあたっては,香り,味と総合評価の間の関係が強いことからi)

異臭の原因の一つと考えられる有臭の有機酸の発生を少なくするii) 旨味成分であるグルタミン酸の生成量を増やし,苦味の原因と思われるペプチド, アミノ酸等の生成をおさえる。
といったことが考えられる゜,しかし実際の条件については今後の課題である。

参考文献
1)橋本ら,品種別大豆の納豆加工適性,茨城県食品試験所報告 28 号,
2)小原,食の科学

No.113,106,(1973)−70−

1, (1985)