有機廃棄物の精製処理方法当該精製処理方法を用いたアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法
【課題】有機廃棄物を精製処理して有機廃棄物に含まれているミネラル群以外の栄養素を低分子化する方法および、精製処理して低分子化された有効成分を効率よく抽出する方法を提供する。
【解決手段】精製処理方法は、エビの頭部等に第一の水溶液を浸透させる第一工程１０と、第一の水溶液が浸透したエビの頭部等を粉砕する第一粉砕工程１１と、粉砕したエビの頭部等を乾燥させる第二工程１２と、乾燥したエビの頭部等の粉砕物を冷却する冷却工程１３と、精製処理された有機廃棄物を粉砕する第三工程１４と、粉砕した有機廃棄物からアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群をアルコール類で抽出する第四工程１５と、アルコール分を除去する第五工程１６と、液体から残渣を分離して抽出液を取り出す第六工程１７と、抽出液を凝縮する第七工程１８と、抽出液をろ過する第八工程１９とからなる。
【解決手段】精製処理方法は、エビの頭部等に第一の水溶液を浸透させる第一工程１０と、第一の水溶液が浸透したエビの頭部等を粉砕する第一粉砕工程１１と、粉砕したエビの頭部等を乾燥させる第二工程１２と、乾燥したエビの頭部等の粉砕物を冷却する冷却工程１３と、精製処理された有機廃棄物を粉砕する第三工程１４と、粉砕した有機廃棄物からアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群をアルコール類で抽出する第四工程１５と、アルコール分を除去する第五工程１６と、液体から残渣を分離して抽出液を取り出す第六工程１７と、抽出液を凝縮する第七工程１８と、抽出液をろ過する第八工程１９とからなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機廃棄物を有効利用するための処理方法に関する。なお、本明細書において、有機廃棄物とは、甲殻類の殻、魚類の頭部、魚類の骨等の水産有機廃棄物、草木の皮、果実の種子等を総称する名称として使用する。
【背景技術】
【０００２】
従来、甲殻類や魚類等の水産物を食品として加工した後に残る甲殻類の殻、魚類の頭部や骨などや、農作物を食品として加工した後に残る草木の皮、果実の種子等は、放置すると腐敗しやすく、水質や土壌の悪化による病気の発生や異臭による環境悪化が懸念されるため、有機廃棄物として処理されている。
また、エビの頭部や魚類の頭部及び骨格類は、肥料として消費されたり、鳥類、魚類や家畜の飼料として消費されたりする場合があるが、そのように消費される量は有機廃棄物の全体量から比べると僅かであり、依然として多くの有機廃棄物が、海洋へ投棄されたり、産業廃棄物として廃棄されたりしている。
【０００３】
このため、廃棄のための経費や、廃棄された有機廃棄物の腐敗による周辺環境に及ぼす悪影響などが問題となっている。
ところで、有機廃棄物に含まれる成分に着目すれば、食用や肥飼料として有効に利用可能な成分（栄養素）が多く含まれており、その成分を抽出することによって、従来廃棄されていた有機廃棄物を有効に活用することができる。
例えば、甲殻類の殻、魚類の頭部、魚類の骨等の水産有機廃棄物からは、アミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群を抽出することができ、木皮からは、ミネラル類、食物繊維、多糖類を抽出することができる。
なお、その他の有機廃棄物、例えば、穀物、果実種子からは、ミネラル類、食物繊維、多糖類、アミノ酸を抽出することが可能である。
【０００４】
また、従来から、有機廃棄物を焼成乾燥装置で乾燥精製することにより、腐敗を防止し、人をはじめとする動植物の食用や肥飼料として利用される場合がある。しかし、この場合には、高温で長時間焼成されることにより有機廃棄物に含まれる栄養素が破壊され易く、有機廃棄物の効果的な利用ができなかった。
有機廃棄物から有効成分を抽出する技術としては、例えば、特許文献１には、有機廃棄物を高温熱風乾燥、蒸気及び高温水を通過させて栄養素を抽出する技術が開示されている。しかし、従来の抽出技術では、有機廃棄物に含まれる栄養素が熱により破壊されてしまうため、僅かな量しか抽出することができず、抽出されなかった有効成分が、残渣となって廃棄物として処理されているといった問題があった。
【０００５】
また、天然の有機廃棄物には、蛋白質、アミノ酸、脂肪、食物繊維などの栄養素は高分子結合した状態で存在している。
人が健康を維持するためには、上記栄養素を摂取することが重要であるにもかかわらず、高分子結合した状態で摂取した場合には、そのままの状態では有効に吸収することができない。すなわち、人体には、上記高分子結合した栄養素を酵素やミネラルの働きで加水分解して低分子化する機能を備えているものの、低分子化する効率が悪く、摂取した栄養素の多くを吸収できずに逃している。
そこで、有機廃棄物に含まれる栄養素を予め低分子化して提供する技術が研究されているが、現在のところ、有機廃棄物から低分子化された有効成分を効率よく抽出して、食用として提供し得る技術は知られていない。
【特許文献１】特開２００５−２８５７８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、有機廃棄物を精製処理して有機廃棄物に含まれているミネラル群以外の栄養素を低分子化する方法および、精製処理して低分子化された有効成分を効率よく抽出する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために第１の発明は、少なくとも天然ミネラル群と酵素を添加した第一の水溶液中に有機廃棄物を所定時間浸漬させ、有機廃棄物に第一の水溶液を浸透させる第一工程と、前記第一の水溶液を浸透させた後の有機廃棄物を、過熱乾燥蒸気殺菌装置にて乾燥させる第二工程とを少なくとも含むことを特徴とする有機廃棄物の精製処理方法としたことである。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、第一工程と第二工程との間であって、第一工程で第一の水溶液を浸透させた後の有機廃棄物を粉砕する第一粉砕工程を含むことを特徴とする有機廃棄物の精製処理方法としたことである。
第３の発明は、第１又は第２の発明において、第二工程を経て乾燥した有機廃棄物を冷却する冷却工程を含むことを特徴とする有機廃棄物の精製処理方法。
【０００９】
第４の発明は、第１乃至第３の発明において、有機廃棄物は、甲殻類の殻、魚類の頭部、魚類の骨等の水産有機廃棄物のいずれか若しくは複数であることを特徴とする有機廃棄物の精製処理方法としたことである。
第５の発明は、第４の発明において、天然ミネラル群は、カルシウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、鉄、アルミニウム、タリウム、亜鉛、珪素のいずれか２つ以上の組み合わせであることを特徴とする有機廃棄物の精製処理方法としたことである。
【００１０】
第６の発明は、第５の発明において、酵素は、プロテアーゼ、アミラーゼ、リパーゼ、キナーゼ、マルターゼ、デヒドロゲナーゼ、トランスアミナーゼ、デカルボキシラーゼのいずれか一つ若しくは複数であることを特徴とする有機廃棄物の精製処理方法としたことである。
第７の発明は、第１乃至第６の発明において、第一の水溶液中には、酸化チタン光触媒とフルボ酸をさらに添加することを特徴とする有機廃棄物の精製処理方法としたことである。
【００１１】
第８の発明は、第７の発明において、第一の水溶液は、天然ミネラル群を１乃至２重量％の割合で添加して攪拌した後、所定時間放置し、その後酸化チタン光触媒を０．１乃至０．２重量％、フルボ酸を０．５乃至１．０重量％、酵素を０．５乃至１．０重量％添加してなる水溶液であることを特徴とする有機廃棄物の精製処理方法としたことである。
第９の発明は、第７の発明において、第一の水溶液は、天然ミネラル群を１重量％の割合で添加して攪拌した後、所定時間放置し、その後酸化チタン光触媒を０．１重量％、フルボ酸を０．５重量％、酵素を０．５重量％添加してなる水溶液であることを特徴とする有機廃棄物の精製処理方法としたことである。
第１０の発明は、第８又は９のいずれかの発明において、第一の水溶液は５℃乃至４０℃以内であることを特徴とする有機廃棄物の精製処理方法としたことである。
【００１２】
第１１の発明は、少なくとも天然ミネラル群と酵素を添加した第一の水溶液中に有機廃棄物を所定時間浸漬させ、有機廃棄物に水溶液を浸透させる第一工程と、前記第一の水溶液を浸透させた後の有機廃棄物を、過熱乾燥蒸気殺菌装置にて乾燥させる第二工程とを含む有機廃棄物の精製処理工程と、前記精製処理された有機廃棄物を粉砕する第三工程と、前記第三工程を経て粉砕した有機廃棄物からアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物をアルコール類で抽出する第四工程とを少なくとも含み、前記有機廃棄物は、甲殻類の殻、魚類の頭部、魚類の骨等の水産有機廃棄物のいずれか若しくは複数であることを特徴とする有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法としたことである。
【００１３】
第１２の発明は、第１１の発明において、第四工程を経てアルコール抽出した抽出液からアルコール分を除去する第五工程と、前記第五工程を経て得られた液体から残渣を分離してアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群が溶け込んだ抽出液を取り出す第六工程とを少なくとも含むことを特徴とする有機廃棄物のアミノ酸抽出処理方法としたことである。
第１３の発明は、第１の発明において、第六工程により得られた抽出液を凝縮する第七工程を含むことを特徴とする有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法としたことである。
【００１４】
第１４の発明は、第１３の発明において、第七工程により凝縮した抽出液をろ過する第八工程を含むことを特徴とする有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法としたことである。
第１５の発明は、第１１乃至１４のいずれかの発明において、第一工程と第二工程との間であって、第一工程で第一の水溶液を浸透させた後の有機廃棄物を粉砕する第一粉砕工程を含むことを特徴とする有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法としたことである。
【００１５】
第１６の発明は、第１１乃至１５のいずれかの発明において、第二工程を経て乾燥した有機廃棄物を冷却する冷却工程を含むことを特徴とする有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法としたことである。
第１７の発明は、第１１乃至１６のいずれかの発明において、天然ミネラル群は、カルシウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、鉄、アルミニウム、タリウム、亜鉛、珪素のいずれか２つ以上の組み合わせであることを特徴とする有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法としたことである。
【００１６】
第１８の発明は、第１７の発明において、酵素は、プロテアーゼ、アミラーゼ、リパーゼ、キナーゼ、マルターゼ、デヒドロゲナーゼ、トランスアミナーゼ、デカルボキシラーゼのいずれか一つ若しくは複数であることを特徴とする有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法としたことである。
第１９の発明は、第１１乃至第１８の発明において、第一の水溶液中には、酸化チタン光触媒とフルボ酸をさらに添加することを特徴とする有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法としたことである。
【００１７】
第２０の発明は、第１９の発明において、第一の水溶液は、天然ミネラル群を１乃至２重量％の割合で添加して攪拌した後、所定時間放置し、その後酸化チタン光触媒を０．１乃至０．２重量％、フルボ酸を０．５乃至１．０重量％、酵素を０．５乃至１．０重量％添加してなる水溶液であることを特徴とする有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法としたことである。
第２１の発明は、第１９の発明において、第一の水溶液は、天然ミネラル群を１重量％の割合で添加して攪拌した後、所定時間放置し、その後酸化チタン光触媒を０．１重量％、フルボ酸を０．５重量％、酵素を０．５重量％添加してなる水溶液であることを特徴とする有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法としたことである。
第２２の発明は、第２０乃至第２１の発明において、第一の水溶液は５℃乃至４０℃以内であることを特徴とする有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法としたことである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、有機廃棄物を精製処理して有機廃棄物に含まれているミネラル群以外の栄養素を低分子化する方法および、精製処理して低分子化された有効成分を効率よく抽出する方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の一実施形態について説明する。なお、本実施形態は、本発明の一実施形態にすぎず、なんら限定解釈されるものではなく、本発明の範囲内で設計変更可能である。
本実施形態では、本発明が対象とする有機廃棄物の一例として、甲殻類の殻、魚類の頭部、魚類の骨等の水産有機廃棄物を想定している。
以下、実施例１として、有機廃棄物に含まれているアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群を有効に取り出す有機廃棄物の精製処理方法の一例を説明し、実施例２として有機廃棄物からアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群を抽出処理する有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法の一例を説明する。
【実施例１】
【００２０】
本実施例では、有機廃棄物に含まれているアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群を有効に取り出す有機廃棄物の精製処理方法の一例として、エビの頭部等（以下、エビの頭部等と称する）を精製処理する場合を説明する。なお、有機廃棄物は、上記エビの頭部等に限定されず、上述した甲殻類の殻、魚類の頭部、魚類の骨等の水産有機廃棄物や他の有機廃棄物のいずれか若しくは複数であっても、本実施例を適用して精製処理が可能である。
【００２１】
精製処理方法は、図１の工程図で示すように、エビの頭部等に第一の水溶液を浸透させる第一工程１０と、第一の水溶液が浸透したエビの頭部等を粉砕する第一粉砕工程１１と、粉砕したエビの頭部等を乾燥させる第二工程１２と、乾燥したエビの頭部等の粉砕物を冷却する冷却工程１３とからなる。以下に各工程について詳述する。
【００２２】
「第一工程」
第一工程１０では、第一の水溶液を入れた処理槽中に、エビの頭部等を投入して所定時間浸漬し、エビの頭部等に第一の水溶液を浸透させる。
この工程では、エビの頭部等を第一の水溶液に単に浸漬するのではなく、エビの頭部等の投入後に攪拌することにより、エビの頭部等への第一の水溶液の浸透効率が高くなり、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物の低分子効率が速く進み、さらに好ましい。
第一の水溶液は、地下水に、少なくとも天然ミネラル群と酵素とを添加することにより生成されている。
天然ミネラル群は、一般に知られている天然ミネラル群の全てが対象であり、例えば、カルシウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、鉄、アルミニウム、タリウム、亜鉛、珪素等が使用されている。
酵素は、一般に知られている植物酵素の全てが対象であり、例えば、プロテアーゼ、アミラーゼ、リパーゼ、キナーゼ、マルターゼ、デヒドロゲナーゼ、トランスアミナーゼ、デカルボキシラーゼ等が含まれている。なお、微生物による酵素を使用しても良い。
また、本実施例で使用される第一の水溶液には、上記天然ミネラル群と酵素に加えて、酸化チタン光触媒とフルボ酸が添加されている。
なお、本実施例では、上記例示した天然ミネラル群の全て及び酵素の全てを含むものとしたが、上記例示した天然ミネラル群のうちのいずれか２つ以上が組み合わされていても良い。酵素は、上記例示した酵素のいずれか一つ若しくは複数が含まれていても良い。また、酵素として、微生物酵素が採用されても良い。
【００２３】
第一の水溶液をさらに具体的に説明する。
第一の水溶液を作る場合には、まず、地下水に、上記天然ミネラル群を１乃至２重量％の割合で添加して攪拌した後、所定時間放置する。その後、酸化チタン光触媒を０．１乃至０．２重量％、フルボ酸を０．５乃至１．０重量％、酵素を０．５乃至１．０重量％の混合比率で添加する。
さらに好ましい混合比率は、天然ミネラル群を１重量％の割合で添加して攪拌した後、所定時間放置し、その後酸化チタン光触媒を０．１重量％、フルボ酸を０．５重量％、酵素を０．５重量％である。
また、第一の水溶液は、常温乃至４０℃の温度範囲で使用される。ここで、常温とは、加熱や冷却をしない温度であって、本実施例では５〜３５℃の温度範囲とする。なお、第一の水溶液が使用される温度範囲は、酵素が一番良く反応可能な温度、すなわち、３７℃乃至４０℃が好ましく、最も好ましくは、４０℃である。
【００２４】
上述の混合比率で作られた第一の水溶液を処理槽に入れた中に、エビの頭部等を２：１（重量％）投入して、６０分から１２０分間攪拌して、エビの頭部等に第一の水溶液を浸透させる。なお、好ましい攪拌時間としては、８０分間である。
第一工程１０により、エビの頭部等に第一の水溶液を浸透すると、天然ミネラル群及び各酵素は次のように作用する。
第一の水溶液の天然ミネラル群とプロテアーゼ酵素とキナーゼ酵素とトランスアミナーゼ酵素とデカルボキシラーゼ酵素が、エビの頭部等の蛋白質を構成するアミノ酸のポリペプチド鎖（高分子）を加水分解する。また、同時に、食物繊維の高分子結合も分解される。
また、アミラーゼ酵素は、デンプンなどのグリコシド結合を加水分解してマルトース等に低分子化させる。リパーゼ酵素は、脂肪を構成するエステル結合を加水分解して低分子化させる。マルターゼ酵素は、炭水化物（糖質）やマルトース等を加水分解して低分子化させる。デヒドロゲナーゼ酵素は、糖類を加水分解してオリゴペプチド鎖（低分子）へと変化させる。
第一工程１０では、エビの頭部等のミネラル群以外の栄養素が上記のよう加水分解されるとともに低分子化されており、これにより、栄養素は、動植物に吸収されやすい状態になる。
【００２５】
また、フルボ酸は、オリゴペプチド鎖状になった（低分子化）アミノ酸が他の物質と結合しないように保護して、精製後のエビの頭部等の鮮度を維持する。
酸化チタン光触媒は、腐食防止乃至低分子分解促進として、精製後のエビの頭部等の鮮度を維持する。
【００２６】
なお、エビの頭部等を第一の水溶液に浸漬することによって、エビの頭部等から付着していた不要物が落とされる（洗浄作用）。
なお、前記洗浄作用によって落とされた不要物が、エビの頭部等とともに処理槽からすくい上げられる虞があれば、次の処理工程へと移される際に、その不要物（異物）の混入を検査し、除去する処理が行なわれることが好ましい。
また、本工程の前処理工程として、処理対象物（本実施例ではエビの頭部等）を予め洗浄して、不要物を除去する工程を施すことも可能であり、本発明の範囲内で設計変更可能である。
【００２７】
また、第一の水溶液に上記所定時間浸漬されたエビの頭部等は、処理槽からすくい上げられ、次の処理工程（第一粉砕工程１１）へと移送される。
なお、上記すくい上げる工程と、搬送する工程は、周知のすくい上げる方法と移送方法が採用されれば良い。例えば、本実施例では、上記すくい上げる工程は、ステンレースの金網を張ったザルでエビの頭部等が、処理槽からすくい上げられる。また、搬送する工程は、ベルトコンベアーが採用されている。
【００２８】
「第一粉砕工程」
第一の水溶液を浸透させた後のエビの頭部等は、次に、第一粉砕工程１１が施される。
具体的には、第一の水溶液が浸透したエビの頭部等は、粉砕装置により粉砕される。この場合、粉砕装置としては、一般的に食品を粉砕するために使用される破砕機が採用されれば良い。例えば、刃物を付けたローラーとローラーの間に対象物を通すことによって破砕する装置が採用されていても良い。
【００２９】
第一粉砕工程１１によって粉砕されたエビの頭部等は、後述する第二工程１２による乾燥時に頭部や胴の内部まで乾燥させることが容易になる。
なお、エビの頭部等が小型である場合など、そのままの状態で十分に乾燥が容易である場合には、第一粉砕工程１１を施さずに、第一工程１０から直接第二工程１２へと処理を進めても良い。
【００３０】
エビの頭部等の粉砕が完了すると、エビの頭部等は、次の処理工程（第二工程１２）へと移送される。
なお、搬送する工程は、周知の移送方法が採用されれば良い。例えば、本実施例では、ＳＵＳ（ステンレース鋼）製のメッシュベルトコンベアーが採用されている。
【００３１】
「第二工程」
第二工程１２では、前記第一粉砕工程１１において粉砕したエビの頭部等を過熱乾燥蒸気殺菌装置にて乾燥させる。ここで、過熱乾燥蒸気殺菌装置とは、１００℃以上に加熱してなる常圧の高温乾燥蒸気装置である。本実施例では、常圧において、ボイラーで１４０℃乃至１５０℃に加熱した、過熱乾燥蒸気を使用している。なお、過熱乾燥蒸気にはボイラー保護のため軟水が使用されている。
具体的には、予め１４０℃乃至１５０℃に加熱した乾燥蒸気発生室内に、第一粉砕工程１１において粉砕したエビの頭部等を投入するとともに、該乾燥室内に、１４０℃乃至１５０℃に加熱された過熱乾燥蒸気を供給する。
【００３２】
前記第一の水溶液が浸透したエビの頭部等は、加熱によって、天然ミネラル群乃至酵素のキレート効果が作用する。キレート効果は、アミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物を構成するポリペプチド鎖（高分子状態）をオリゴペプチト鎖（低分子状態）に変化させる。
具体的には、キレート効果では、プロテアーゼ酵素とキナーゼ酵素とトランスアミナーゼ酵素とデカルボキシラーゼ酵素の加水分解によって、オリゴペプチド鎖状となる（低分子化）際に発生する炭素、水素、酸素、窒素を、天然ミネラル群の電子（−ｅ）に吸着させることによって、アミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物の低分子化が行われる。
さらに、エビの頭部等は、過熱乾燥蒸気によって短時間のうちに加熱されることにより、エビの頭部等に含まれる有効成分（アミノ酸、脂肪、炭水化物、ミネラル、食物繊維等）が破壊されることなく、浸透している水の成分だけが蒸発して乾燥する。
このとき、低分子化（加水分解）された蛋白質、アミノ酸、食物繊維、炭水化物、脂肪等は、再結合（高分子状態）する前に、低分子化されたままの状態で乾燥させられる。
また、エビの頭部等は、過熱乾燥蒸気に晒されることによって、殺菌及び滅菌されている。
【００３３】
第二工程１２が完了したエビの頭部等は、該乾燥室から取り出されて、次の処理工程（冷却工程１３）へと移送される。
なお、搬送する工程は、周知の移送方法が採用されれば良い。例えば、本実施例では、ＳＵＳメッシュコンベアーが採用されている。
【００３４】
「冷却工程」
冷却工程１３では、第二工程１２を経て乾燥したエビの頭部等を冷却する処理を行なう。具体的には、エビの頭部等に冷却空気を送風することによって、エビの頭部等から荒熱を取る。なお、冷却装置としては、通常、荒熱を取る際に使用される構造であればよい。本実施例では、エビの頭部等を平台コンベアーの上に敷き詰め、冷却空気を送風する構造の冷却装置が使用されている。
【００３５】
上記の工程を経たエビの頭部等は、低分子化された栄養素を豊富に含み、その栄要素を動植物が効率よく吸収することができるので、従来廃棄されていた有機廃棄物が、加工食品の添加物や、肥飼料として有効に利用可能となった。
また、本実施例によって精製されたエビの頭部等は、粉砕機にかけて粉体にしたり、そのまま真空パックの袋詰めにしたりするなど、需要に応じた加工が可能である。
【００３６】
次に、上述した効果を検証するための評価試験を実施し、その結果について表１及び表２を参照して説明する。
本評価試験では、従来品（比較例１）と本実施品（実施品１）のエビの頭部等の蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物等の成分を（表１参照）するとともに、その比較例１及び実施品１に含まれるアミノ酸の成分を分析比較（表２参照）した。
【００３７】
〔試験条件〕
（使用した有機廃棄物）
比較例１及び実施品１ともに、試験前日に食品加工工場によりプレハブ冷蔵庫において３℃乃至５℃の温度範囲で保管された生のエビの頭部等（エビの頭部及び胴殻）を使用した。
（比較例１）
周知の焼成乾燥装置により乾燥精製したエビの頭部等の粉砕品を、食品粉砕機にて粉末化したものを使用した。
（実施品１）
第一工程・第一粉砕工程・第二工程及び冷却工程を経たエビ頭部等の粉砕品を、食品粉砕機にて粉末化したものを使用した。
なお、実施品１の精製方法に使用した第一の水溶液は、地下水に、天然ミネラル群を１００：１（重量％）の割合で添加し攪拌後、蓋をして８０分放置し、さらに、酸化チタン光触媒０．１重量％、フルボ酸０．５重量％、酵素０．５重量％を添加して生成し、４０℃で使用した。
天然ミネラル群としては、カルシウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、鉄、アルミニウム、タリウム、亜鉛、珪素を使用した。
酵素としては、プロテアーゼ、アミラーゼ、リパーゼ、キナーゼ、マルターゼ、デヒドロゲナーゼ、トランスアミナーゼ、デカルボキシラーゼを使用した。
【００３８】
表１に示すように、実施品１は、比較例１に対して、水分、蛋白質、脂質（高分子）、灰分、炭水化物（高分子）、エネルギーが減少するとともに、脂質（低分子）及び炭水化物（低分子）が存在していた。さらに、ナトリウム、鉄、カルシウム、カリウム、マグネシウム、亜鉛、マンガン、植物繊維の値が増加していた。さらに、黄色ブドウ状球菌の値は変わらず、さらに、砒素、重金属、カドミウム、一般細菌、大腸菌群、大腸菌、耐熱性芽胞菌数の値が減少していた。
また、表２に示すように、アルギニン、チロシン、ロイシン、イソロイシン、バリン、アラニン、プロリン、グルタミン、グルタミン酸、アスパラギン、アスパラギン酸の値が増加するとともに、新たに、リジン、ヒスチジン、フェニルアラニン、メチオニン、グリシン、セリン、スレオニン、トリプトファン、シスチンのアミノ酸が確認された。
【００３９】
これにより、実施品１では、脂肪、蛋白質の鎖状が分解し、アミノ酸のオリゴペプチド鎖状（低分子化）に変わり、蛋白質を構成する全種類（２０種類）のアミノ酸が確認できた。特に、アミノ酸含量は、比較例１がｍｇ単位であるのに対して、実施品１ではｇ単位に増量していることが確認された。また、脂肪、食物繊維も高分子から低分子に１／２分解していることが確認された。
【００４０】
【表１】
【００４１】
【表２】
【実施例２】
【００４２】
本実施例は、有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群抽出処理方法の一例として、前記実施例１で行った精製処理工程後の有機廃棄物（エビの頭部等）からアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群を抽出処理する場合を説明する。
【００４３】
すなわち、本実施例では、図２の工程図で示すように、前記精製処理工程（実施例１に相当）に加えて、精製処理された有機廃棄物を粉砕する第三工程１４と、粉砕した有機廃棄物からアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群をアルコール類で抽出する第四工程１５と、アルコール分を除去する第五工程１６と、液体から残渣を分離してアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群が溶け込んだ抽出液を取り出す第六工程１７と、抽出液を凝縮する第七工程１８と、抽出液をろ過する第八工程１９が追加される。
以下に各工程について詳述する。なお、前記精製処理工程である第一工程１０、第一粉砕工程１１、第二工程１２、冷却工程１３については、上述した実施例１で説明した各工程と同様であるので、ここではその説明を省略し、第三工程１４乃至第八工程１９について説明する。
【００４４】
「第三工程」
第三工程１４では、前記精製処理工程を経て精製処理されたエビの頭部等を粉末にする処理を行なう。
具体的には、精製処理されたエビの頭部等は、粉砕装置で粉砕されることによって粉末となる。この場合、粉砕装置としては、上述した実施例１の評価試験で使用された食品粉砕機が採用されれば良く、刃物を付けたローラーとローラーの間に対象物を通すことによって破砕するタイプの粉砕機が採用されている。
これにより、後述するアルコール類で抽出する際の効率が向上する。なお、本工程は、上述した実施例１の精製処理工程の最後に追加して行われても良く、或いは、本工程を施さず、精製処理工程によって精製されたエビの頭部等に、直接、次の第四工程１５が施されても良い。
【００４５】
第三工程１４が完了して粉末となったエビの頭部等は、次の処理工程（第四工程１５）へと移送される。
なお、搬送する工程は、周知の移送方法が採用されれば良い。例えば、本実施例では、ＳＵＳメッシュコンベアーが採用されている。
【００４６】
「第四工程」
第四工程１５では、第三工程１４で粉砕されたエビの頭部等の粉末からアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群をアルコール類で抽出する処理を行なう。
具体的には、第二の水溶液を入れた抽出槽内に、エビの頭部等の粉末を投入して所定時間浸漬し、エビの頭部等の粉末に第二の水溶液を浸透させる。
この工程では、エビの頭部等の粉末を第二の水溶液に単に浸漬するのではなく、エビの頭部等の粉末の投入後に攪拌することにより、エビの頭部等の粉末への第二の水溶液の浸透効率が高くなるので、さらに好ましい。
ここで、第二の水溶液には、前述した実施例１の第一の水溶液に純水とアルコール類が添加されている。
なお、アルコール類としては、エビの頭部等の粉末からアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群を抽出可能なアルコール類が採用される。例えば、エタノール、セタノール（高級アルコール）、糖アルコール（ペンチトール、ヘキシトール）の中から採用すれば良い。本実施例では、エタノールが採用されている。
なお、第一の水溶液の構成や、前記第一の水溶液に含まれる天然ミネラル群及び各酵素の作用については、前記実施例１で詳述したので、ここではその説明を省略する。
【００４７】
また、本工程では、エビの頭部等の粉末に含まれる栄養素が、天然ミネラル群及び各酵素によって分解されて低分子化が進められる。その際、アルコールは、天然ミネラル群とともに、エビの頭部等の粉末への浸透を促進する作用があり、これにより、エビの頭部等の粉末の栄養素が、第二の水溶液中に抽出される。
なお、エビの頭部等の粉末と第二の水溶液は、本実施例では１２０分間攪拌される。
エビの頭部等の粉末への第二の水溶液の浸透が完了すると、次の工程（第五工程１６）が施される。
【００４８】
「第五工程」
第五工程１６では、低分子のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群が抽出された第二の水溶液中からアルコール分を除去する処理を行なう。
具体的には、前記第四工程１５の抽出槽を蒸気ボイラーで加熱することによって、第二の水溶液を加熱してアルコールを気化させる。この場合、第二の水溶液が、６０℃乃至９５℃の温度範囲になるように設定される。なお、本実施例では、８０℃乃至８５℃の温度範囲で、６０分程度維持される。
【００４９】
このような温度範囲で加熱されることによって、エビの頭部等の粉末に含まれる蛋白質は、キレート効果によって低分子化されたアミノ酸へと変化する。すなわち、抽出液は、アミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群が含まれる複合体となる。
また、上記温度範囲に維持されることによって、第二の水溶液の蒸発が抑制されるとともに、アルコール分のみが気化する。なお、気化したアルコール分は、抽出槽の上部の排出弁から取り出され、回収装置で冷却後、再度利用される。
また、第五工程１６では、第二の水溶液が上記温度範囲で維持されることによって、アミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物の低分子化が促進されるとともに、高温による殺菌処理が行なわれている。
なお、本実施例では、第四工程１５と第五工程１６を同じ抽出槽で処理しているが、これに限定されず、第四工程１５と第五工程１６とを別々の抽出槽で処理しても良い。
【００５０】
アルコール分の除去が完了すると、第二の水溶液とエビの頭部等の粉末は、抽出槽から取り出され、冷却機に移されて冷却されてから、次の工程（第六工程１７）へと移される。
なお、搬送する工程は、周知の移送方法が採用されれば良い。例えば、本実施例では、ベルトコンベアーが採用されている。
【００５１】
「第六工程」
第六工程１７では、第五工程１６でアルコール分を除去した第二の水溶液とエビの頭部等の粉末から、エビの頭部等の粉末を分離することによって、アミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の複合体物質が溶け込んだ抽出液を取り出す処理を行なう。
具体的には、第二の水溶液とエビの頭部等の粉末を遠心分離機にかける。これにより、エビの頭部等の粉末が残渣として漉し取られ、抽出液と分離される。
なお、残渣は、肥飼料として利用することができる。
【００５２】
本工程が施されて分離された抽出液は、次の工程（第七工程１８）へと移送される。
なお、搬送する工程は、周知の移送方法が採用されれば良い。例えば、本実施例では、抽出液を貯留して搬送可能なタンクが採用されている。
【００５３】
「第七工程」
第七工程１８では、第六工程１７で分離した、アミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の複合体物質が溶け込んだ抽出液を凝縮する処理を行なう。
具体的には、抽出液を凝縮槽にて加熱することによって、残存していたアルコール分を気化させて取り除く。この場合、加熱温度及び過熱時間は、適宜設定されれば良い。例えば、本実施例では、蒸気によって、抽出温度を８０〜９５℃の温度範囲に維持し、１２０分間加熱している。
【００５４】
凝縮処理が完了した抽出液は、次の工程（第八工程１９）へと移送される。
なお、搬送する工程は、周知の移送方法が採用されれば良い。例えば、本実施例では、抽出液を貯留して搬送可能なタンクが採用されている。
【００５５】
「第八工程」
第八工程１９では、抽出液を濾過装置にかけて、不純物を取り除き、純粋なアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の複合体溶液にする。
濾過方法としては、周知のろ過方法が採用されれば良い。例えば、本実施例では、加圧葉上リーフフィルター（ナイロン製ミクロンフィルターを多段層に組み込んである濾過フィルター）を使用して均一濾過する。
このようにしてアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理が完了したアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の溶液は、容器詰めして需要者に供給される。
【００５６】
次に、上述した効果を検証するための評価試験を実施し、その結果について表３及び表４を参照して説明する。
本評価試験では、従来の乾燥方法である焼成乾燥装置で乾燥精製（精製処理工程）した後のエビの頭部等から、周知のアルコール抽出のみで抽出処理された抽出液（比較例２）の蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物等の成分と、実施例１による精製処理方法で精製処理（精製処理工程）されたエビの頭部等から、本実施例２の第三工程１４乃至第八工程１９にて抽出処理された抽出液（実施品２）の蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物等の成分とを分析比較（表４参照）するとともに、その比較例２及び実施品２に含まれるアミノ酸の成分を分析比較（表５参照）した。
【００５７】
〔試験条件〕
（比較例２）
実施例１において、周知の焼成乾燥装置により乾燥精製したエビの頭部等を周知のアルコール抽出方法により抽出した抽出液を使用した。
（実施品２）
実施例１による精製処理方法で精製処理（精製処理工程：第一工程乃至第二工程）されたエビの頭部等）に、第三工程１４、第四工程１５、第五工程１６、第六工程１７、第七工程１８及び第八工程１９を施した後の抽出液を使用した。
なお、第二の水溶液としては、前記第一の水溶液に純水とアルコール類が添加した水溶液を使用した。
【００５８】
表３に示すように、実施品２は、比較例２に対して、水分、蛋白質（高分子）、脂質（高分子）、灰分、炭水化物（低分子）、一般細菌が減少していた。特に、実施品２では、炭水化物（高分子）が検出されない程減少していた。
また、蛋白質（低分子）、脂質（低分子）、灰分、エネルギー、ナトリウム、リン、鉄、カルシウム、カリウム、マグネシウム、亜鉛、マンガン、植物繊維の値が増加していた。さらに、砒素、重金属、カドミウム、大腸菌群、大腸菌、耐熱性芽胞菌数の値は変わらなかった。
また、表４に示すように、アルギニン、チロシン、ロイシン、イソロイシン、バリン、アラニン、プロリン、グルタミン、グルタミン酸、アスパラギン、アスパラギン酸の値が増加するとともに、新たに、リジン、ヒスチジン、フェニルアラニン、メチオニン、グリシン、セリン、スレオニン、トリプトファン、シスチンのアミノ酸が確認された。
【００５９】
これにより、実施品２では、脂肪、蛋白質の鎖状が分解し、アミノ酸のオリゴペプチド鎖状（低分子化）に変わっていることが確認でき、高分子状態の炭水化物が検出されず、低分子状態の炭水化物とエネルギーの増加によって、分解が促進されていることが確認された。
さらに、蛋白質を構成する全種類（２０種類）のアミノ酸が確認でき、アミノ酸含量がｇ単位に増量していることが確認された。特に、シスチン以外の１９種のアミノ酸の値が全て増加していた。また、脂肪、食物繊維も高分子から低分子に１／２分解していることが確認された。
【００６０】
【表３】
【００６１】
【表４】
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】実施例１による有機廃棄物に含まれているアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群を有効に取り出す有機廃棄物の精製処理方法の処理工程を説明する模式図である。
【図２】実施例２による有機廃棄物からアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群を抽出処理する有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群抽出処理方法の処理工程を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０ エビの頭部等に第一の水溶液を浸透させる第一工程
１１ 第一の水溶液が浸透したエビの頭部等を粉砕する第一粉砕工程
１２ 粉砕したエビの頭部等を乾燥させる第二工程
１３ 乾燥したエビの頭部等の粉砕物を冷却する冷却工程
１４ 精製処理された有機廃棄物を粉砕する第三工程
１５ 粉砕した有機廃棄物からアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群をアルコール抽出する第四工程
１６ アルコール分を除去する第五工程
１７ 液体から残渣を分離してアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群が溶け込んだ抽出液を取り出す第六工程
１８ 抽出液を凝縮する第七工程
１９ 抽出液をろ過する第八工程
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機廃棄物を有効利用するための処理方法に関する。なお、本明細書において、有機廃棄物とは、甲殻類の殻、魚類の頭部、魚類の骨等の水産有機廃棄物、草木の皮、果実の種子等を総称する名称として使用する。
【背景技術】
【０００２】
従来、甲殻類や魚類等の水産物を食品として加工した後に残る甲殻類の殻、魚類の頭部や骨などや、農作物を食品として加工した後に残る草木の皮、果実の種子等は、放置すると腐敗しやすく、水質や土壌の悪化による病気の発生や異臭による環境悪化が懸念されるため、有機廃棄物として処理されている。
また、エビの頭部や魚類の頭部及び骨格類は、肥料として消費されたり、鳥類、魚類や家畜の飼料として消費されたりする場合があるが、そのように消費される量は有機廃棄物の全体量から比べると僅かであり、依然として多くの有機廃棄物が、海洋へ投棄されたり、産業廃棄物として廃棄されたりしている。
【０００３】
このため、廃棄のための経費や、廃棄された有機廃棄物の腐敗による周辺環境に及ぼす悪影響などが問題となっている。
ところで、有機廃棄物に含まれる成分に着目すれば、食用や肥飼料として有効に利用可能な成分（栄養素）が多く含まれており、その成分を抽出することによって、従来廃棄されていた有機廃棄物を有効に活用することができる。
例えば、甲殻類の殻、魚類の頭部、魚類の骨等の水産有機廃棄物からは、アミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群を抽出することができ、木皮からは、ミネラル類、食物繊維、多糖類を抽出することができる。
なお、その他の有機廃棄物、例えば、穀物、果実種子からは、ミネラル類、食物繊維、多糖類、アミノ酸を抽出することが可能である。
【０００４】
また、従来から、有機廃棄物を焼成乾燥装置で乾燥精製することにより、腐敗を防止し、人をはじめとする動植物の食用や肥飼料として利用される場合がある。しかし、この場合には、高温で長時間焼成されることにより有機廃棄物に含まれる栄養素が破壊され易く、有機廃棄物の効果的な利用ができなかった。
有機廃棄物から有効成分を抽出する技術としては、例えば、特許文献１には、有機廃棄物を高温熱風乾燥、蒸気及び高温水を通過させて栄養素を抽出する技術が開示されている。しかし、従来の抽出技術では、有機廃棄物に含まれる栄養素が熱により破壊されてしまうため、僅かな量しか抽出することができず、抽出されなかった有効成分が、残渣となって廃棄物として処理されているといった問題があった。
【０００５】
また、天然の有機廃棄物には、蛋白質、アミノ酸、脂肪、食物繊維などの栄養素は高分子結合した状態で存在している。
人が健康を維持するためには、上記栄養素を摂取することが重要であるにもかかわらず、高分子結合した状態で摂取した場合には、そのままの状態では有効に吸収することができない。すなわち、人体には、上記高分子結合した栄養素を酵素やミネラルの働きで加水分解して低分子化する機能を備えているものの、低分子化する効率が悪く、摂取した栄養素の多くを吸収できずに逃している。
そこで、有機廃棄物に含まれる栄養素を予め低分子化して提供する技術が研究されているが、現在のところ、有機廃棄物から低分子化された有効成分を効率よく抽出して、食用として提供し得る技術は知られていない。
【特許文献１】特開２００５−２８５７８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、有機廃棄物を精製処理して有機廃棄物に含まれているミネラル群以外の栄養素を低分子化する方法および、精製処理して低分子化された有効成分を効率よく抽出する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために第１の発明は、少なくとも天然ミネラル群と酵素を添加した第一の水溶液中に有機廃棄物を所定時間浸漬させ、有機廃棄物に第一の水溶液を浸透させる第一工程と、前記第一の水溶液を浸透させた後の有機廃棄物を、過熱乾燥蒸気殺菌装置にて乾燥させる第二工程とを少なくとも含むことを特徴とする有機廃棄物の精製処理方法としたことである。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、第一工程と第二工程との間であって、第一工程で第一の水溶液を浸透させた後の有機廃棄物を粉砕する第一粉砕工程を含むことを特徴とする有機廃棄物の精製処理方法としたことである。
第３の発明は、第１又は第２の発明において、第二工程を経て乾燥した有機廃棄物を冷却する冷却工程を含むことを特徴とする有機廃棄物の精製処理方法。
【０００９】
第４の発明は、第１乃至第３の発明において、有機廃棄物は、甲殻類の殻、魚類の頭部、魚類の骨等の水産有機廃棄物のいずれか若しくは複数であることを特徴とする有機廃棄物の精製処理方法としたことである。
第５の発明は、第４の発明において、天然ミネラル群は、カルシウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、鉄、アルミニウム、タリウム、亜鉛、珪素のいずれか２つ以上の組み合わせであることを特徴とする有機廃棄物の精製処理方法としたことである。
【００１０】
第６の発明は、第５の発明において、酵素は、プロテアーゼ、アミラーゼ、リパーゼ、キナーゼ、マルターゼ、デヒドロゲナーゼ、トランスアミナーゼ、デカルボキシラーゼのいずれか一つ若しくは複数であることを特徴とする有機廃棄物の精製処理方法としたことである。
第７の発明は、第１乃至第６の発明において、第一の水溶液中には、酸化チタン光触媒とフルボ酸をさらに添加することを特徴とする有機廃棄物の精製処理方法としたことである。
【００１１】
第８の発明は、第７の発明において、第一の水溶液は、天然ミネラル群を１乃至２重量％の割合で添加して攪拌した後、所定時間放置し、その後酸化チタン光触媒を０．１乃至０．２重量％、フルボ酸を０．５乃至１．０重量％、酵素を０．５乃至１．０重量％添加してなる水溶液であることを特徴とする有機廃棄物の精製処理方法としたことである。
第９の発明は、第７の発明において、第一の水溶液は、天然ミネラル群を１重量％の割合で添加して攪拌した後、所定時間放置し、その後酸化チタン光触媒を０．１重量％、フルボ酸を０．５重量％、酵素を０．５重量％添加してなる水溶液であることを特徴とする有機廃棄物の精製処理方法としたことである。
第１０の発明は、第８又は９のいずれかの発明において、第一の水溶液は５℃乃至４０℃以内であることを特徴とする有機廃棄物の精製処理方法としたことである。
【００１２】
第１１の発明は、少なくとも天然ミネラル群と酵素を添加した第一の水溶液中に有機廃棄物を所定時間浸漬させ、有機廃棄物に水溶液を浸透させる第一工程と、前記第一の水溶液を浸透させた後の有機廃棄物を、過熱乾燥蒸気殺菌装置にて乾燥させる第二工程とを含む有機廃棄物の精製処理工程と、前記精製処理された有機廃棄物を粉砕する第三工程と、前記第三工程を経て粉砕した有機廃棄物からアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物をアルコール類で抽出する第四工程とを少なくとも含み、前記有機廃棄物は、甲殻類の殻、魚類の頭部、魚類の骨等の水産有機廃棄物のいずれか若しくは複数であることを特徴とする有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法としたことである。
【００１３】
第１２の発明は、第１１の発明において、第四工程を経てアルコール抽出した抽出液からアルコール分を除去する第五工程と、前記第五工程を経て得られた液体から残渣を分離してアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群が溶け込んだ抽出液を取り出す第六工程とを少なくとも含むことを特徴とする有機廃棄物のアミノ酸抽出処理方法としたことである。
第１３の発明は、第１の発明において、第六工程により得られた抽出液を凝縮する第七工程を含むことを特徴とする有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法としたことである。
【００１４】
第１４の発明は、第１３の発明において、第七工程により凝縮した抽出液をろ過する第八工程を含むことを特徴とする有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法としたことである。
第１５の発明は、第１１乃至１４のいずれかの発明において、第一工程と第二工程との間であって、第一工程で第一の水溶液を浸透させた後の有機廃棄物を粉砕する第一粉砕工程を含むことを特徴とする有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法としたことである。
【００１５】
第１６の発明は、第１１乃至１５のいずれかの発明において、第二工程を経て乾燥した有機廃棄物を冷却する冷却工程を含むことを特徴とする有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法としたことである。
第１７の発明は、第１１乃至１６のいずれかの発明において、天然ミネラル群は、カルシウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、鉄、アルミニウム、タリウム、亜鉛、珪素のいずれか２つ以上の組み合わせであることを特徴とする有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法としたことである。
【００１６】
第１８の発明は、第１７の発明において、酵素は、プロテアーゼ、アミラーゼ、リパーゼ、キナーゼ、マルターゼ、デヒドロゲナーゼ、トランスアミナーゼ、デカルボキシラーゼのいずれか一つ若しくは複数であることを特徴とする有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法としたことである。
第１９の発明は、第１１乃至第１８の発明において、第一の水溶液中には、酸化チタン光触媒とフルボ酸をさらに添加することを特徴とする有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法としたことである。
【００１７】
第２０の発明は、第１９の発明において、第一の水溶液は、天然ミネラル群を１乃至２重量％の割合で添加して攪拌した後、所定時間放置し、その後酸化チタン光触媒を０．１乃至０．２重量％、フルボ酸を０．５乃至１．０重量％、酵素を０．５乃至１．０重量％添加してなる水溶液であることを特徴とする有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法としたことである。
第２１の発明は、第１９の発明において、第一の水溶液は、天然ミネラル群を１重量％の割合で添加して攪拌した後、所定時間放置し、その後酸化チタン光触媒を０．１重量％、フルボ酸を０．５重量％、酵素を０．５重量％添加してなる水溶液であることを特徴とする有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法としたことである。
第２２の発明は、第２０乃至第２１の発明において、第一の水溶液は５℃乃至４０℃以内であることを特徴とする有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法としたことである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、有機廃棄物を精製処理して有機廃棄物に含まれているミネラル群以外の栄養素を低分子化する方法および、精製処理して低分子化された有効成分を効率よく抽出する方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の一実施形態について説明する。なお、本実施形態は、本発明の一実施形態にすぎず、なんら限定解釈されるものではなく、本発明の範囲内で設計変更可能である。
本実施形態では、本発明が対象とする有機廃棄物の一例として、甲殻類の殻、魚類の頭部、魚類の骨等の水産有機廃棄物を想定している。
以下、実施例１として、有機廃棄物に含まれているアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群を有効に取り出す有機廃棄物の精製処理方法の一例を説明し、実施例２として有機廃棄物からアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群を抽出処理する有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法の一例を説明する。
【実施例１】
【００２０】
本実施例では、有機廃棄物に含まれているアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群を有効に取り出す有機廃棄物の精製処理方法の一例として、エビの頭部等（以下、エビの頭部等と称する）を精製処理する場合を説明する。なお、有機廃棄物は、上記エビの頭部等に限定されず、上述した甲殻類の殻、魚類の頭部、魚類の骨等の水産有機廃棄物や他の有機廃棄物のいずれか若しくは複数であっても、本実施例を適用して精製処理が可能である。
【００２１】
精製処理方法は、図１の工程図で示すように、エビの頭部等に第一の水溶液を浸透させる第一工程１０と、第一の水溶液が浸透したエビの頭部等を粉砕する第一粉砕工程１１と、粉砕したエビの頭部等を乾燥させる第二工程１２と、乾燥したエビの頭部等の粉砕物を冷却する冷却工程１３とからなる。以下に各工程について詳述する。
【００２２】
「第一工程」
第一工程１０では、第一の水溶液を入れた処理槽中に、エビの頭部等を投入して所定時間浸漬し、エビの頭部等に第一の水溶液を浸透させる。
この工程では、エビの頭部等を第一の水溶液に単に浸漬するのではなく、エビの頭部等の投入後に攪拌することにより、エビの頭部等への第一の水溶液の浸透効率が高くなり、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物の低分子効率が速く進み、さらに好ましい。
第一の水溶液は、地下水に、少なくとも天然ミネラル群と酵素とを添加することにより生成されている。
天然ミネラル群は、一般に知られている天然ミネラル群の全てが対象であり、例えば、カルシウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、鉄、アルミニウム、タリウム、亜鉛、珪素等が使用されている。
酵素は、一般に知られている植物酵素の全てが対象であり、例えば、プロテアーゼ、アミラーゼ、リパーゼ、キナーゼ、マルターゼ、デヒドロゲナーゼ、トランスアミナーゼ、デカルボキシラーゼ等が含まれている。なお、微生物による酵素を使用しても良い。
また、本実施例で使用される第一の水溶液には、上記天然ミネラル群と酵素に加えて、酸化チタン光触媒とフルボ酸が添加されている。
なお、本実施例では、上記例示した天然ミネラル群の全て及び酵素の全てを含むものとしたが、上記例示した天然ミネラル群のうちのいずれか２つ以上が組み合わされていても良い。酵素は、上記例示した酵素のいずれか一つ若しくは複数が含まれていても良い。また、酵素として、微生物酵素が採用されても良い。
【００２３】
第一の水溶液をさらに具体的に説明する。
第一の水溶液を作る場合には、まず、地下水に、上記天然ミネラル群を１乃至２重量％の割合で添加して攪拌した後、所定時間放置する。その後、酸化チタン光触媒を０．１乃至０．２重量％、フルボ酸を０．５乃至１．０重量％、酵素を０．５乃至１．０重量％の混合比率で添加する。
さらに好ましい混合比率は、天然ミネラル群を１重量％の割合で添加して攪拌した後、所定時間放置し、その後酸化チタン光触媒を０．１重量％、フルボ酸を０．５重量％、酵素を０．５重量％である。
また、第一の水溶液は、常温乃至４０℃の温度範囲で使用される。ここで、常温とは、加熱や冷却をしない温度であって、本実施例では５〜３５℃の温度範囲とする。なお、第一の水溶液が使用される温度範囲は、酵素が一番良く反応可能な温度、すなわち、３７℃乃至４０℃が好ましく、最も好ましくは、４０℃である。
【００２４】
上述の混合比率で作られた第一の水溶液を処理槽に入れた中に、エビの頭部等を２：１（重量％）投入して、６０分から１２０分間攪拌して、エビの頭部等に第一の水溶液を浸透させる。なお、好ましい攪拌時間としては、８０分間である。
第一工程１０により、エビの頭部等に第一の水溶液を浸透すると、天然ミネラル群及び各酵素は次のように作用する。
第一の水溶液の天然ミネラル群とプロテアーゼ酵素とキナーゼ酵素とトランスアミナーゼ酵素とデカルボキシラーゼ酵素が、エビの頭部等の蛋白質を構成するアミノ酸のポリペプチド鎖（高分子）を加水分解する。また、同時に、食物繊維の高分子結合も分解される。
また、アミラーゼ酵素は、デンプンなどのグリコシド結合を加水分解してマルトース等に低分子化させる。リパーゼ酵素は、脂肪を構成するエステル結合を加水分解して低分子化させる。マルターゼ酵素は、炭水化物（糖質）やマルトース等を加水分解して低分子化させる。デヒドロゲナーゼ酵素は、糖類を加水分解してオリゴペプチド鎖（低分子）へと変化させる。
第一工程１０では、エビの頭部等のミネラル群以外の栄養素が上記のよう加水分解されるとともに低分子化されており、これにより、栄養素は、動植物に吸収されやすい状態になる。
【００２５】
また、フルボ酸は、オリゴペプチド鎖状になった（低分子化）アミノ酸が他の物質と結合しないように保護して、精製後のエビの頭部等の鮮度を維持する。
酸化チタン光触媒は、腐食防止乃至低分子分解促進として、精製後のエビの頭部等の鮮度を維持する。
【００２６】
なお、エビの頭部等を第一の水溶液に浸漬することによって、エビの頭部等から付着していた不要物が落とされる（洗浄作用）。
なお、前記洗浄作用によって落とされた不要物が、エビの頭部等とともに処理槽からすくい上げられる虞があれば、次の処理工程へと移される際に、その不要物（異物）の混入を検査し、除去する処理が行なわれることが好ましい。
また、本工程の前処理工程として、処理対象物（本実施例ではエビの頭部等）を予め洗浄して、不要物を除去する工程を施すことも可能であり、本発明の範囲内で設計変更可能である。
【００２７】
また、第一の水溶液に上記所定時間浸漬されたエビの頭部等は、処理槽からすくい上げられ、次の処理工程（第一粉砕工程１１）へと移送される。
なお、上記すくい上げる工程と、搬送する工程は、周知のすくい上げる方法と移送方法が採用されれば良い。例えば、本実施例では、上記すくい上げる工程は、ステンレースの金網を張ったザルでエビの頭部等が、処理槽からすくい上げられる。また、搬送する工程は、ベルトコンベアーが採用されている。
【００２８】
「第一粉砕工程」
第一の水溶液を浸透させた後のエビの頭部等は、次に、第一粉砕工程１１が施される。
具体的には、第一の水溶液が浸透したエビの頭部等は、粉砕装置により粉砕される。この場合、粉砕装置としては、一般的に食品を粉砕するために使用される破砕機が採用されれば良い。例えば、刃物を付けたローラーとローラーの間に対象物を通すことによって破砕する装置が採用されていても良い。
【００２９】
第一粉砕工程１１によって粉砕されたエビの頭部等は、後述する第二工程１２による乾燥時に頭部や胴の内部まで乾燥させることが容易になる。
なお、エビの頭部等が小型である場合など、そのままの状態で十分に乾燥が容易である場合には、第一粉砕工程１１を施さずに、第一工程１０から直接第二工程１２へと処理を進めても良い。
【００３０】
エビの頭部等の粉砕が完了すると、エビの頭部等は、次の処理工程（第二工程１２）へと移送される。
なお、搬送する工程は、周知の移送方法が採用されれば良い。例えば、本実施例では、ＳＵＳ（ステンレース鋼）製のメッシュベルトコンベアーが採用されている。
【００３１】
「第二工程」
第二工程１２では、前記第一粉砕工程１１において粉砕したエビの頭部等を過熱乾燥蒸気殺菌装置にて乾燥させる。ここで、過熱乾燥蒸気殺菌装置とは、１００℃以上に加熱してなる常圧の高温乾燥蒸気装置である。本実施例では、常圧において、ボイラーで１４０℃乃至１５０℃に加熱した、過熱乾燥蒸気を使用している。なお、過熱乾燥蒸気にはボイラー保護のため軟水が使用されている。
具体的には、予め１４０℃乃至１５０℃に加熱した乾燥蒸気発生室内に、第一粉砕工程１１において粉砕したエビの頭部等を投入するとともに、該乾燥室内に、１４０℃乃至１５０℃に加熱された過熱乾燥蒸気を供給する。
【００３２】
前記第一の水溶液が浸透したエビの頭部等は、加熱によって、天然ミネラル群乃至酵素のキレート効果が作用する。キレート効果は、アミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物を構成するポリペプチド鎖（高分子状態）をオリゴペプチト鎖（低分子状態）に変化させる。
具体的には、キレート効果では、プロテアーゼ酵素とキナーゼ酵素とトランスアミナーゼ酵素とデカルボキシラーゼ酵素の加水分解によって、オリゴペプチド鎖状となる（低分子化）際に発生する炭素、水素、酸素、窒素を、天然ミネラル群の電子（−ｅ）に吸着させることによって、アミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物の低分子化が行われる。
さらに、エビの頭部等は、過熱乾燥蒸気によって短時間のうちに加熱されることにより、エビの頭部等に含まれる有効成分（アミノ酸、脂肪、炭水化物、ミネラル、食物繊維等）が破壊されることなく、浸透している水の成分だけが蒸発して乾燥する。
このとき、低分子化（加水分解）された蛋白質、アミノ酸、食物繊維、炭水化物、脂肪等は、再結合（高分子状態）する前に、低分子化されたままの状態で乾燥させられる。
また、エビの頭部等は、過熱乾燥蒸気に晒されることによって、殺菌及び滅菌されている。
【００３３】
第二工程１２が完了したエビの頭部等は、該乾燥室から取り出されて、次の処理工程（冷却工程１３）へと移送される。
なお、搬送する工程は、周知の移送方法が採用されれば良い。例えば、本実施例では、ＳＵＳメッシュコンベアーが採用されている。
【００３４】
「冷却工程」
冷却工程１３では、第二工程１２を経て乾燥したエビの頭部等を冷却する処理を行なう。具体的には、エビの頭部等に冷却空気を送風することによって、エビの頭部等から荒熱を取る。なお、冷却装置としては、通常、荒熱を取る際に使用される構造であればよい。本実施例では、エビの頭部等を平台コンベアーの上に敷き詰め、冷却空気を送風する構造の冷却装置が使用されている。
【００３５】
上記の工程を経たエビの頭部等は、低分子化された栄養素を豊富に含み、その栄要素を動植物が効率よく吸収することができるので、従来廃棄されていた有機廃棄物が、加工食品の添加物や、肥飼料として有効に利用可能となった。
また、本実施例によって精製されたエビの頭部等は、粉砕機にかけて粉体にしたり、そのまま真空パックの袋詰めにしたりするなど、需要に応じた加工が可能である。
【００３６】
次に、上述した効果を検証するための評価試験を実施し、その結果について表１及び表２を参照して説明する。
本評価試験では、従来品（比較例１）と本実施品（実施品１）のエビの頭部等の蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物等の成分を（表１参照）するとともに、その比較例１及び実施品１に含まれるアミノ酸の成分を分析比較（表２参照）した。
【００３７】
〔試験条件〕
（使用した有機廃棄物）
比較例１及び実施品１ともに、試験前日に食品加工工場によりプレハブ冷蔵庫において３℃乃至５℃の温度範囲で保管された生のエビの頭部等（エビの頭部及び胴殻）を使用した。
（比較例１）
周知の焼成乾燥装置により乾燥精製したエビの頭部等の粉砕品を、食品粉砕機にて粉末化したものを使用した。
（実施品１）
第一工程・第一粉砕工程・第二工程及び冷却工程を経たエビ頭部等の粉砕品を、食品粉砕機にて粉末化したものを使用した。
なお、実施品１の精製方法に使用した第一の水溶液は、地下水に、天然ミネラル群を１００：１（重量％）の割合で添加し攪拌後、蓋をして８０分放置し、さらに、酸化チタン光触媒０．１重量％、フルボ酸０．５重量％、酵素０．５重量％を添加して生成し、４０℃で使用した。
天然ミネラル群としては、カルシウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、鉄、アルミニウム、タリウム、亜鉛、珪素を使用した。
酵素としては、プロテアーゼ、アミラーゼ、リパーゼ、キナーゼ、マルターゼ、デヒドロゲナーゼ、トランスアミナーゼ、デカルボキシラーゼを使用した。
【００３８】
表１に示すように、実施品１は、比較例１に対して、水分、蛋白質、脂質（高分子）、灰分、炭水化物（高分子）、エネルギーが減少するとともに、脂質（低分子）及び炭水化物（低分子）が存在していた。さらに、ナトリウム、鉄、カルシウム、カリウム、マグネシウム、亜鉛、マンガン、植物繊維の値が増加していた。さらに、黄色ブドウ状球菌の値は変わらず、さらに、砒素、重金属、カドミウム、一般細菌、大腸菌群、大腸菌、耐熱性芽胞菌数の値が減少していた。
また、表２に示すように、アルギニン、チロシン、ロイシン、イソロイシン、バリン、アラニン、プロリン、グルタミン、グルタミン酸、アスパラギン、アスパラギン酸の値が増加するとともに、新たに、リジン、ヒスチジン、フェニルアラニン、メチオニン、グリシン、セリン、スレオニン、トリプトファン、シスチンのアミノ酸が確認された。
【００３９】
これにより、実施品１では、脂肪、蛋白質の鎖状が分解し、アミノ酸のオリゴペプチド鎖状（低分子化）に変わり、蛋白質を構成する全種類（２０種類）のアミノ酸が確認できた。特に、アミノ酸含量は、比較例１がｍｇ単位であるのに対して、実施品１ではｇ単位に増量していることが確認された。また、脂肪、食物繊維も高分子から低分子に１／２分解していることが確認された。
【００４０】
【表１】
【００４１】
【表２】
【実施例２】
【００４２】
本実施例は、有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群抽出処理方法の一例として、前記実施例１で行った精製処理工程後の有機廃棄物（エビの頭部等）からアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群を抽出処理する場合を説明する。
【００４３】
すなわち、本実施例では、図２の工程図で示すように、前記精製処理工程（実施例１に相当）に加えて、精製処理された有機廃棄物を粉砕する第三工程１４と、粉砕した有機廃棄物からアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群をアルコール類で抽出する第四工程１５と、アルコール分を除去する第五工程１６と、液体から残渣を分離してアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群が溶け込んだ抽出液を取り出す第六工程１７と、抽出液を凝縮する第七工程１８と、抽出液をろ過する第八工程１９が追加される。
以下に各工程について詳述する。なお、前記精製処理工程である第一工程１０、第一粉砕工程１１、第二工程１２、冷却工程１３については、上述した実施例１で説明した各工程と同様であるので、ここではその説明を省略し、第三工程１４乃至第八工程１９について説明する。
【００４４】
「第三工程」
第三工程１４では、前記精製処理工程を経て精製処理されたエビの頭部等を粉末にする処理を行なう。
具体的には、精製処理されたエビの頭部等は、粉砕装置で粉砕されることによって粉末となる。この場合、粉砕装置としては、上述した実施例１の評価試験で使用された食品粉砕機が採用されれば良く、刃物を付けたローラーとローラーの間に対象物を通すことによって破砕するタイプの粉砕機が採用されている。
これにより、後述するアルコール類で抽出する際の効率が向上する。なお、本工程は、上述した実施例１の精製処理工程の最後に追加して行われても良く、或いは、本工程を施さず、精製処理工程によって精製されたエビの頭部等に、直接、次の第四工程１５が施されても良い。
【００４５】
第三工程１４が完了して粉末となったエビの頭部等は、次の処理工程（第四工程１５）へと移送される。
なお、搬送する工程は、周知の移送方法が採用されれば良い。例えば、本実施例では、ＳＵＳメッシュコンベアーが採用されている。
【００４６】
「第四工程」
第四工程１５では、第三工程１４で粉砕されたエビの頭部等の粉末からアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群をアルコール類で抽出する処理を行なう。
具体的には、第二の水溶液を入れた抽出槽内に、エビの頭部等の粉末を投入して所定時間浸漬し、エビの頭部等の粉末に第二の水溶液を浸透させる。
この工程では、エビの頭部等の粉末を第二の水溶液に単に浸漬するのではなく、エビの頭部等の粉末の投入後に攪拌することにより、エビの頭部等の粉末への第二の水溶液の浸透効率が高くなるので、さらに好ましい。
ここで、第二の水溶液には、前述した実施例１の第一の水溶液に純水とアルコール類が添加されている。
なお、アルコール類としては、エビの頭部等の粉末からアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群を抽出可能なアルコール類が採用される。例えば、エタノール、セタノール（高級アルコール）、糖アルコール（ペンチトール、ヘキシトール）の中から採用すれば良い。本実施例では、エタノールが採用されている。
なお、第一の水溶液の構成や、前記第一の水溶液に含まれる天然ミネラル群及び各酵素の作用については、前記実施例１で詳述したので、ここではその説明を省略する。
【００４７】
また、本工程では、エビの頭部等の粉末に含まれる栄養素が、天然ミネラル群及び各酵素によって分解されて低分子化が進められる。その際、アルコールは、天然ミネラル群とともに、エビの頭部等の粉末への浸透を促進する作用があり、これにより、エビの頭部等の粉末の栄養素が、第二の水溶液中に抽出される。
なお、エビの頭部等の粉末と第二の水溶液は、本実施例では１２０分間攪拌される。
エビの頭部等の粉末への第二の水溶液の浸透が完了すると、次の工程（第五工程１６）が施される。
【００４８】
「第五工程」
第五工程１６では、低分子のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群が抽出された第二の水溶液中からアルコール分を除去する処理を行なう。
具体的には、前記第四工程１５の抽出槽を蒸気ボイラーで加熱することによって、第二の水溶液を加熱してアルコールを気化させる。この場合、第二の水溶液が、６０℃乃至９５℃の温度範囲になるように設定される。なお、本実施例では、８０℃乃至８５℃の温度範囲で、６０分程度維持される。
【００４９】
このような温度範囲で加熱されることによって、エビの頭部等の粉末に含まれる蛋白質は、キレート効果によって低分子化されたアミノ酸へと変化する。すなわち、抽出液は、アミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群が含まれる複合体となる。
また、上記温度範囲に維持されることによって、第二の水溶液の蒸発が抑制されるとともに、アルコール分のみが気化する。なお、気化したアルコール分は、抽出槽の上部の排出弁から取り出され、回収装置で冷却後、再度利用される。
また、第五工程１６では、第二の水溶液が上記温度範囲で維持されることによって、アミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物の低分子化が促進されるとともに、高温による殺菌処理が行なわれている。
なお、本実施例では、第四工程１５と第五工程１６を同じ抽出槽で処理しているが、これに限定されず、第四工程１５と第五工程１６とを別々の抽出槽で処理しても良い。
【００５０】
アルコール分の除去が完了すると、第二の水溶液とエビの頭部等の粉末は、抽出槽から取り出され、冷却機に移されて冷却されてから、次の工程（第六工程１７）へと移される。
なお、搬送する工程は、周知の移送方法が採用されれば良い。例えば、本実施例では、ベルトコンベアーが採用されている。
【００５１】
「第六工程」
第六工程１７では、第五工程１６でアルコール分を除去した第二の水溶液とエビの頭部等の粉末から、エビの頭部等の粉末を分離することによって、アミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の複合体物質が溶け込んだ抽出液を取り出す処理を行なう。
具体的には、第二の水溶液とエビの頭部等の粉末を遠心分離機にかける。これにより、エビの頭部等の粉末が残渣として漉し取られ、抽出液と分離される。
なお、残渣は、肥飼料として利用することができる。
【００５２】
本工程が施されて分離された抽出液は、次の工程（第七工程１８）へと移送される。
なお、搬送する工程は、周知の移送方法が採用されれば良い。例えば、本実施例では、抽出液を貯留して搬送可能なタンクが採用されている。
【００５３】
「第七工程」
第七工程１８では、第六工程１７で分離した、アミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の複合体物質が溶け込んだ抽出液を凝縮する処理を行なう。
具体的には、抽出液を凝縮槽にて加熱することによって、残存していたアルコール分を気化させて取り除く。この場合、加熱温度及び過熱時間は、適宜設定されれば良い。例えば、本実施例では、蒸気によって、抽出温度を８０〜９５℃の温度範囲に維持し、１２０分間加熱している。
【００５４】
凝縮処理が完了した抽出液は、次の工程（第八工程１９）へと移送される。
なお、搬送する工程は、周知の移送方法が採用されれば良い。例えば、本実施例では、抽出液を貯留して搬送可能なタンクが採用されている。
【００５５】
「第八工程」
第八工程１９では、抽出液を濾過装置にかけて、不純物を取り除き、純粋なアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の複合体溶液にする。
濾過方法としては、周知のろ過方法が採用されれば良い。例えば、本実施例では、加圧葉上リーフフィルター（ナイロン製ミクロンフィルターを多段層に組み込んである濾過フィルター）を使用して均一濾過する。
このようにしてアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理が完了したアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の溶液は、容器詰めして需要者に供給される。
【００５６】
次に、上述した効果を検証するための評価試験を実施し、その結果について表３及び表４を参照して説明する。
本評価試験では、従来の乾燥方法である焼成乾燥装置で乾燥精製（精製処理工程）した後のエビの頭部等から、周知のアルコール抽出のみで抽出処理された抽出液（比較例２）の蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物等の成分と、実施例１による精製処理方法で精製処理（精製処理工程）されたエビの頭部等から、本実施例２の第三工程１４乃至第八工程１９にて抽出処理された抽出液（実施品２）の蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物等の成分とを分析比較（表４参照）するとともに、その比較例２及び実施品２に含まれるアミノ酸の成分を分析比較（表５参照）した。
【００５７】
〔試験条件〕
（比較例２）
実施例１において、周知の焼成乾燥装置により乾燥精製したエビの頭部等を周知のアルコール抽出方法により抽出した抽出液を使用した。
（実施品２）
実施例１による精製処理方法で精製処理（精製処理工程：第一工程乃至第二工程）されたエビの頭部等）に、第三工程１４、第四工程１５、第五工程１６、第六工程１７、第七工程１８及び第八工程１９を施した後の抽出液を使用した。
なお、第二の水溶液としては、前記第一の水溶液に純水とアルコール類が添加した水溶液を使用した。
【００５８】
表３に示すように、実施品２は、比較例２に対して、水分、蛋白質（高分子）、脂質（高分子）、灰分、炭水化物（低分子）、一般細菌が減少していた。特に、実施品２では、炭水化物（高分子）が検出されない程減少していた。
また、蛋白質（低分子）、脂質（低分子）、灰分、エネルギー、ナトリウム、リン、鉄、カルシウム、カリウム、マグネシウム、亜鉛、マンガン、植物繊維の値が増加していた。さらに、砒素、重金属、カドミウム、大腸菌群、大腸菌、耐熱性芽胞菌数の値は変わらなかった。
また、表４に示すように、アルギニン、チロシン、ロイシン、イソロイシン、バリン、アラニン、プロリン、グルタミン、グルタミン酸、アスパラギン、アスパラギン酸の値が増加するとともに、新たに、リジン、ヒスチジン、フェニルアラニン、メチオニン、グリシン、セリン、スレオニン、トリプトファン、シスチンのアミノ酸が確認された。
【００５９】
これにより、実施品２では、脂肪、蛋白質の鎖状が分解し、アミノ酸のオリゴペプチド鎖状（低分子化）に変わっていることが確認でき、高分子状態の炭水化物が検出されず、低分子状態の炭水化物とエネルギーの増加によって、分解が促進されていることが確認された。
さらに、蛋白質を構成する全種類（２０種類）のアミノ酸が確認でき、アミノ酸含量がｇ単位に増量していることが確認された。特に、シスチン以外の１９種のアミノ酸の値が全て増加していた。また、脂肪、食物繊維も高分子から低分子に１／２分解していることが確認された。
【００６０】
【表３】
【００６１】
【表４】
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】実施例１による有機廃棄物に含まれているアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群を有効に取り出す有機廃棄物の精製処理方法の処理工程を説明する模式図である。
【図２】実施例２による有機廃棄物からアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群を抽出処理する有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群抽出処理方法の処理工程を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０ エビの頭部等に第一の水溶液を浸透させる第一工程
１１ 第一の水溶液が浸透したエビの頭部等を粉砕する第一粉砕工程
１２ 粉砕したエビの頭部等を乾燥させる第二工程
１３ 乾燥したエビの頭部等の粉砕物を冷却する冷却工程
１４ 精製処理された有機廃棄物を粉砕する第三工程
１５ 粉砕した有機廃棄物からアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群をアルコール抽出する第四工程
１６ アルコール分を除去する第五工程
１７ 液体から残渣を分離してアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群が溶け込んだ抽出液を取り出す第六工程
１８ 抽出液を凝縮する第七工程
１９ 抽出液をろ過する第八工程
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも天然ミネラル群と酵素を添加した第一の水溶液中に有機廃棄物を所定時間浸漬させ、有機廃棄物に第一の水溶液を浸透させる第一工程と、前記第一の水溶液を浸透させた後の有機廃棄物を、過熱乾燥蒸気殺菌装置にて乾燥させる第二工程と、を少なくとも含むことを特徴とする有機廃棄物の精製処理方法。
【請求項２】
第一工程と第二工程との間であって、第一工程で第一の水溶液を浸透させた後の有機廃棄物を粉砕する第一粉砕工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の有機廃棄物の精製処理方法。
【請求項３】
第二工程を経て乾燥した有機廃棄物を冷却する冷却工程を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の有機廃棄物の精製処理方法。
【請求項４】
有機廃棄物は、甲殻類の殻、魚類の頭部、魚類の骨等の水産有機廃棄物のいずれか若しくは複数であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の有機廃棄物の精製処理方法。
【請求項５】
天然ミネラル群は、カルシウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、鉄、アルミニウム、タリウム、亜鉛、珪素のいずれか２つ以上の組み合わせであることを特徴とする請求項４に記載の有機廃棄物の精製処理方法。
【請求項６】
酵素は、プロテアーゼ、アミラーゼ、リパーゼ、キナーゼ、マルターゼ、デヒドロゲナーゼ、トランスアミナーゼ、デカルボキシラーゼのいずれか一つ若しくは複数であることを特徴とする請求項５に記載の有機廃棄物の精製処理方法。
【請求項７】
第一の水溶液中には、酸化チタン光触媒とフルボ酸をさらに添加することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の有機廃棄物の精製処理方法。
【請求項８】
第一の水溶液は、天然ミネラル群を１乃至２重量％の割合で添加して攪拌した後、所定時間放置し、その後酸化チタン光触媒を０．１乃至０．２重量％、フルボ酸を０．５乃至１．０重量％、酵素を０．５乃至１．０重量％添加してなる水溶液であることを特徴とする請求項７に記載の有機廃棄物の精製処理方法。
【請求項９】
第一の水溶液は、天然ミネラル群を１重量％の割合で添加して攪拌した後、所定時間放置し、その後酸化チタン光触媒を０．１重量％、フルボ酸を０．５重量％、酵素を０．５重量％添加してなる水溶液であることを特徴とする請求項７に記載の有機廃棄物の精製処理方法。
【請求項１０】
第一の水溶液は５℃乃至４０℃以内であることを特徴とする請求項８又は９に記載の有機廃棄物の精製処理方法。
【請求項１１】
少なくとも天然ミネラル群と酵素を添加した第一の水溶液中に有機廃棄物を所定時間浸漬させ、有機廃棄物に水溶液を浸透させる第一工程と、前記第一の水溶液を浸透させた後の有機廃棄物を、過熱乾燥蒸気殺菌装置にて乾燥させる第二工程とを含む有機廃棄物の精製処理工程と、前記精製処理された有機廃棄物を粉砕する第三工程と、前記第三工程を経て粉砕した有機廃棄物からアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群をアルコール類で抽出する第四工程とを少なくとも含み、前記有機廃棄物は、甲殻類の殻、魚類の頭部、魚類の骨等の水産有機廃棄物のいずれか若しくは複数であることを特徴とする有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法。
【請求項１２】
第四工程を経てアルコール類で抽出した抽出液からアルコール分を除去する第五工程と、前記第五工程を経て得られた液体から残渣を分離してアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群が溶け込んだ抽出液を取り出す第六工程と、を少なくとも含むことを特徴とする請求項１１に記載の有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法。
【請求項１３】
第六工程により得られた抽出液を凝縮する第七工程を含むことを特徴とする請求項１２に記載の有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法。
【請求項１４】
第七工程により凝縮した抽出液をろ過する第八工程を含むことを特徴とする請求項１３に記載の有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法。
【請求項１５】
第一工程と第二工程との間であって、第一工程で第一の水溶液を浸透させた後の有機廃棄物を粉砕する第一粉砕工程を含むことを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれかに記載の有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法。
【請求項１６】
第二工程を経て乾燥した有機廃棄物を冷却する冷却工程を含むことを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれかに記載の有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法。
【請求項１７】
天然ミネラル群は、カルシウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、鉄、アルミニウム、タリウム、亜鉛、珪素のいずれか２つ以上の組み合わせであることを特徴とする請求項１１乃至１６のいずれかに記載の有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法。
【請求項１８】
酵素は、プロテアーゼ、アミラーゼ、リパーゼ、キナーゼ、マルターゼ、デヒドロゲナーゼ、トランスアミナーゼ、デカルボキシラーゼのいずれか一つ若しくは複数であることを特徴とする請求項１７に記載の有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法。
【請求項１９】
第一の水溶液中には、酸化チタン光触媒とフルボ酸をさらに添加することを特徴とする請求項１１乃至１８のいずれかに記載の有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法。
【請求項２０】
第一の水溶液は、天然ミネラル群を１乃至２重量％の割合で添加して攪拌した後、所定時間放置し、その後酸化チタン光触媒を０．１乃至０．２重量％、フルボ酸を０．５乃至１．０重量％、酵素を０．５乃至１．０重量％添加してなる水溶液であることを特徴とする請求項１９に記載の有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法。
【請求項２１】
第一の水溶液は、天然ミネラル群を１重量％の割合で添加して攪拌した後、所定時間放置し、その後酸化チタン光触媒を０．１重量％、フルボ酸を０．５重量％、酵素を０．５重量％添加してなる水溶液であることを特徴とする請求項１９に記載の有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法。
【請求項２２】
第一の水溶液は５℃乃至４０℃以内であることを特徴とする請求項２０又は２１に記載の有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法。
【請求項１】
少なくとも天然ミネラル群と酵素を添加した第一の水溶液中に有機廃棄物を所定時間浸漬させ、有機廃棄物に第一の水溶液を浸透させる第一工程と、前記第一の水溶液を浸透させた後の有機廃棄物を、過熱乾燥蒸気殺菌装置にて乾燥させる第二工程と、を少なくとも含むことを特徴とする有機廃棄物の精製処理方法。
【請求項２】
第一工程と第二工程との間であって、第一工程で第一の水溶液を浸透させた後の有機廃棄物を粉砕する第一粉砕工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の有機廃棄物の精製処理方法。
【請求項３】
第二工程を経て乾燥した有機廃棄物を冷却する冷却工程を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の有機廃棄物の精製処理方法。
【請求項４】
有機廃棄物は、甲殻類の殻、魚類の頭部、魚類の骨等の水産有機廃棄物のいずれか若しくは複数であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の有機廃棄物の精製処理方法。
【請求項５】
天然ミネラル群は、カルシウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、鉄、アルミニウム、タリウム、亜鉛、珪素のいずれか２つ以上の組み合わせであることを特徴とする請求項４に記載の有機廃棄物の精製処理方法。
【請求項６】
酵素は、プロテアーゼ、アミラーゼ、リパーゼ、キナーゼ、マルターゼ、デヒドロゲナーゼ、トランスアミナーゼ、デカルボキシラーゼのいずれか一つ若しくは複数であることを特徴とする請求項５に記載の有機廃棄物の精製処理方法。
【請求項７】
第一の水溶液中には、酸化チタン光触媒とフルボ酸をさらに添加することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の有機廃棄物の精製処理方法。
【請求項８】
第一の水溶液は、天然ミネラル群を１乃至２重量％の割合で添加して攪拌した後、所定時間放置し、その後酸化チタン光触媒を０．１乃至０．２重量％、フルボ酸を０．５乃至１．０重量％、酵素を０．５乃至１．０重量％添加してなる水溶液であることを特徴とする請求項７に記載の有機廃棄物の精製処理方法。
【請求項９】
第一の水溶液は、天然ミネラル群を１重量％の割合で添加して攪拌した後、所定時間放置し、その後酸化チタン光触媒を０．１重量％、フルボ酸を０．５重量％、酵素を０．５重量％添加してなる水溶液であることを特徴とする請求項７に記載の有機廃棄物の精製処理方法。
【請求項１０】
第一の水溶液は５℃乃至４０℃以内であることを特徴とする請求項８又は９に記載の有機廃棄物の精製処理方法。
【請求項１１】
少なくとも天然ミネラル群と酵素を添加した第一の水溶液中に有機廃棄物を所定時間浸漬させ、有機廃棄物に水溶液を浸透させる第一工程と、前記第一の水溶液を浸透させた後の有機廃棄物を、過熱乾燥蒸気殺菌装置にて乾燥させる第二工程とを含む有機廃棄物の精製処理工程と、前記精製処理された有機廃棄物を粉砕する第三工程と、前記第三工程を経て粉砕した有機廃棄物からアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群をアルコール類で抽出する第四工程とを少なくとも含み、前記有機廃棄物は、甲殻類の殻、魚類の頭部、魚類の骨等の水産有機廃棄物のいずれか若しくは複数であることを特徴とする有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法。
【請求項１２】
第四工程を経てアルコール類で抽出した抽出液からアルコール分を除去する第五工程と、前記第五工程を経て得られた液体から残渣を分離してアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群が溶け込んだ抽出液を取り出す第六工程と、を少なくとも含むことを特徴とする請求項１１に記載の有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法。
【請求項１３】
第六工程により得られた抽出液を凝縮する第七工程を含むことを特徴とする請求項１２に記載の有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法。
【請求項１４】
第七工程により凝縮した抽出液をろ過する第八工程を含むことを特徴とする請求項１３に記載の有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法。
【請求項１５】
第一工程と第二工程との間であって、第一工程で第一の水溶液を浸透させた後の有機廃棄物を粉砕する第一粉砕工程を含むことを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれかに記載の有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法。
【請求項１６】
第二工程を経て乾燥した有機廃棄物を冷却する冷却工程を含むことを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれかに記載の有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法。
【請求項１７】
天然ミネラル群は、カルシウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、鉄、アルミニウム、タリウム、亜鉛、珪素のいずれか２つ以上の組み合わせであることを特徴とする請求項１１乃至１６のいずれかに記載の有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法。
【請求項１８】
酵素は、プロテアーゼ、アミラーゼ、リパーゼ、キナーゼ、マルターゼ、デヒドロゲナーゼ、トランスアミナーゼ、デカルボキシラーゼのいずれか一つ若しくは複数であることを特徴とする請求項１７に記載の有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法。
【請求項１９】
第一の水溶液中には、酸化チタン光触媒とフルボ酸をさらに添加することを特徴とする請求項１１乃至１８のいずれかに記載の有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法。
【請求項２０】
第一の水溶液は、天然ミネラル群を１乃至２重量％の割合で添加して攪拌した後、所定時間放置し、その後酸化チタン光触媒を０．１乃至０．２重量％、フルボ酸を０．５乃至１．０重量％、酵素を０．５乃至１．０重量％添加してなる水溶液であることを特徴とする請求項１９に記載の有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法。
【請求項２１】
第一の水溶液は、天然ミネラル群を１重量％の割合で添加して攪拌した後、所定時間放置し、その後酸化チタン光触媒を０．１重量％、フルボ酸を０．５重量％、酵素を０．５重量％添加してなる水溶液であることを特徴とする請求項１９に記載の有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法。
【請求項２２】
第一の水溶液は５℃乃至４０℃以内であることを特徴とする請求項２０又は２１に記載の有機廃棄物のアミノ酸、蛋白質、脂肪、食物繊維、炭水化物、ミネラル群の抽出処理方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−１０４８６２（Ｐ２０１０−１０４８６２Ａ）
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７６４８１（Ｐ２００８−２７６４８１）
【出願日】平成２０年１０月２８日（２００８．１０．２８）
【出願人】（５０８３２３５６２）
【出願人】（５０８３２３５７３）
【出願人】（５０５４５１７７４）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２８日（２００８．１０．２８）
【出願人】（５０８３２３５６２）
【出願人】（５０８３２３５７３）
【出願人】（５０５４５１７７４）
【Ｆターム（参考）】
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