鰻の連続酵素分解方法
【課題】鰻の加工残さいを構成する中骨とそれに付着する肉、頭や内臓などに対して酵素反応を利用して、骨、油と油溶解成分、水溶性のペプチドやアミノ酸を作製し、それぞれを分離回収することにより、加工残さいを有効利用するための酵素分解プロセスを提供する。
【解決手段】以下の４工程で構成される連続酵素分解方法。
第１工程：蛋白質分解酵素による反応液を固液分離機で１０μｍ以上の固形物を除去する。
第２工程：反応液を遠心分離機で油溶性と水溶性成分とに分離する。
第３工程：水溶性成分を分子量５０、０００以上の分子および直径２０ｎｍ以上の粒子とペプチドやアミノ酸などの反応生成物とを孔拡散式膜分離装置で分離し、拡散液を濃縮する。
第４工程：第３工程で生じた該高分子成分と該粒子成分とを第１工程へ循環させる。
【解決手段】以下の４工程で構成される連続酵素分解方法。
第１工程：蛋白質分解酵素による反応液を固液分離機で１０μｍ以上の固形物を除去する。
第２工程：反応液を遠心分離機で油溶性と水溶性成分とに分離する。
第３工程：水溶性成分を分子量５０、０００以上の分子および直径２０ｎｍ以上の粒子とペプチドやアミノ酸などの反応生成物とを孔拡散式膜分離装置で分離し、拡散液を濃縮する。
第４工程：第３工程で生じた該高分子成分と該粒子成分とを第１工程へ循環させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鰻の加工残さいを構成する中骨とそれに付着する肉、頭、内臓などに対して酵素反応を利用して骨、油脂成分、蛋白分解成分を作製し、それぞれを分離回収することにより、加工残さいを有効利用するための分解方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鰻を蒲焼加工した際に中骨や頭や内臓などが加工残さいとして鰻重量の約２割発生する。その多くが廃棄物として処理されているため資源としての有効利用されていない。ただし、加工残さい中の中骨については、骨粗鬆症の予防に効果のあるカルシウム粉末の原料として微粉末化する試みがなされている（特許文献１〜７）。これらの試みは一般的に動物あるいは魚類を対象にするもので鰻に特定化した技術は少ない。
【０００３】
骨を加熱水あるいは高圧水処理により骨髄成分などを水中に溶解除去する方法（特許文献１、２）、１規定以上の高濃度のアルカリ水溶液による加熱処理により蛋白質や脂肪を分解除去する方法（特許文献４）、その他骨を焼くことによってガス化する物質を除去する方法は一般的によく知られている。
【０００４】
微生物あるいは酵素を用いて骨に付着する蛋白質や脂肪分を分解除去する方法（特許文献５）を含めて、上記の方法の複数個を組み合せる方法（特許文献６，７）が知られている。これらの方法も骨の細粉を得る技術を提供するものであり、本発明の鰻の加工残さいのすべてを有効利用しようとするものではない。
【０００５】
一方、骨以外の組織から有効成分を回収する試みがある。たとえば、魚を原料として魚油や魚蛋白質を回収する方法（特許文献８）あるいは酵素たとえばプロテアーゼで蛋白質を処理する事により調味エキスを作製したり、脂肪分をリパーゼで分解して油分と抽出エキスを有効利用する試み（特許文献９）がある。これらの試みは骨以外の成分を利用するためには酵素反応あるいは微生物を利用することが必要であることがわかる。しかし、この方法を産業的に利用することは後述する多くの解決すべき問題点がある。骨以外の魚肉などを蛋白分解酵素で分解して生成される特定のペプチド成分が血圧降下剤として有効であること（特許文献１０）から鰻の加工残さいを酵素分解して作製されるペプチドやアミノ酸などにも同様な生理作用が期待できる。
【０００６】
酵素（あるいは微生物も同様であり、以下両者を酵素で代表させる）を利用した後始末の処理方法には下記の問題点があり、このため鰻の加工残さいを有効利用することが出来なかった。問題点として、（ａ）高価な酵素を使用し、反応後は失活させる。そのため酵素は一度限りの反応に利用されるのみで生成物の製造コストに占める酵素のコストの比率が高くなり、経済的に問題がある。また不活化された酵素が製品に混入する可能性が高い（ｂ）酵素反応はバッチ的に行う。そのため生産量に対応した規模のバイオリアクター、分離精製装置等が必要で、そのため設備費用がかかる。（ｃ）酵素反応に１昼夜近い時間をかける（ｄ）反応温度が通常４０〜６０℃であるため雑菌の増殖防止対策に特別な操作・条件が必要とされる。（ｅ）反応を制御するのがむずかしく、また反応時間ごとに生成物が一般に異なる。
【０００７】
【特許文献１】特開平２−２３１０５９「魚骨粉の製造方法」 中骨を圧力５〜２０ｋｇ１平方メートルの高圧水で洗浄し、存在する蛋白質を蛋白質分解酵素で分解し、分解物を洗浄除去し、次いで中骨を真空加熱蒸発法で乾燥した後、粉砕する方法
【特許文献２】特開２００１−４８７９３「鰻又は穴子の骨を原料とする粉末栄養補給剤の製造方法」 鰻又は穴子の骨をミンチングし、１．５〜４．０Ｋｇ／平方センチ、７０〜１８０℃の高圧高温工程により、骨髄液を除去した骨粉の製造方法
【特許文献３】特開平４−１２１１６６「食用骨粉の製造方法」 苛性ソーダを用いて蛋白、脂肪を加水分解することにより、脱蛋白、脱脂肪を容易する。
【特許文献４】特開２００１−３４６５４７「鰻又は穴子の骨を原料とする微粉末栄養補給剤の製造方法」骨粒を食塩濃度１０％以上の水溶液に６時間以上浸漬し、塩分を洗い流して骨髄液を除去して脱脂状骨粒を得た後、乾燥する。
【特許文献５】特公昭５５−３０８３１「微細骨粉の製造法」 微生物等を用いて蛋白質や脂肪を除去する方法
【特許文献６】特開昭５２−１３６９６８「微細骨粉の製造法」 蒸煮処理した動物骨を微生物培養液もしくは培養物で付着蛋白質及び脂肪分を分解発酵した後、洗浄滅菌乾燥し、更に粉砕後有機溶剤で抽出除去し、低温度アルカリ水溶液で加熱処理し、洗浄乾燥し、微粉砕機で微粉砕骨粉とする。
【特許文献７】特開平１１−３１８３８９「無臭・フィッシュカルシウム剤の製造方法」 中骨を蒸湯処理・水洗い、粉砕し有機物分解酵素、酵母で分解し、両性界面活性剤で処理し、更に酸化剤処理し、低温乾燥して無臭カルシウム剤を製造
【特許文献８】特公平４−２４０２７「動物、魚介類よりカルシウム製造方法」 魚体又は加工残さい中の蛋白質を酵素又は微生物で分解しスラリー状として、ろ過して固形物を分離し、魚油や魚蛋白質を得る方法
【特許文献９】特開２００２−２３４「うなぎ骨の有効処理方法」 骨を煮出し骨と煮出し液とに分別し、骨に付着する蛋白質をエンドペプチターゼ型酵素で分解し、更に脂肪分もリパーゼで分解した後に骨を乾燥して粉砕する。一方、煮出し液の上層の油分と下層の抽出エキス分も回収し利用する。
【特許文献１０】特開２００２−８８０９８「アコヤ貝由来のＡＣＥ阻害ペプチド」 真珠を除去した後のアコヤ貝残渣をアルカリプロテアーゼ処理で加水分解したペプチドにすぐれたＡＣＥ阻害活性があり、血圧降下剤等に使用できる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明では鰻の加工残さいを酵素反応で分解し、有効成分を分解回収する技術で、従来の酵素反応を利用した技術が抱えた前述の（ａ）〜（ｅ）の問題点のすべてを解消することを目的とする。
【０００９】
従来の酵素反応の問題点の内（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）の問題点はバッチプロセスを連続プロセスにすることにより解消され、また問題点（ａ）は酵素をリサイクル使用することにより解消される。すなわち、本発明方法の特徴は連続プロセスによる酵素反応と酵素を失活処理することなく多数回再利用するプロセスで構成されている点にある。
【００１０】
本発明では、魚類とりわけ鰻の加工残さいの中骨、頭及び内臓などを蛋白質分解酵素で連続的に分解する工程から固形分として得られる骨から骨粗鬆症の予防に良い吸収性の良好なカルシウムが得られる。油脂分には脳の働きを良くするＤＨＡ（ドコサヘキサエン酸）、血液の流れを良くし血栓症を防ぐ作用があるとされるＥＰＡ（エイコサペンタエン酸）や視力の改善、新陳代謝の促進、生殖機能の強化をもたらすビタミンＡ、カルシウムやリンの吸収を促進し、骨や歯に沈着させる働きをするビタミンＤ、または酸化作用による細胞の活性化に伴う老化防止、美肌効果のあるビタミンＥなどを含んでおり、水溶成分には蛋白質の分解生成物として高血圧予防に効果のあるペプチドをはじめダイエット、疲労回復によく旨味調味料として使用される各種アミノ酸を含んでいる。これらの有効成分を効率よく、かつ経済的に優れた回収システムの研究において反応系を連続酵素反応で行い、有効成分の回収時に孔拡散式膜分離機を取り入れることによって前述の解決すべき課題のすべてが達成できる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の最大の特徴は連続する４つの工程（それぞれ第１工程、第２工程、第３工程、第４工程）で構成されている点である。しかも酵素分解された反応液から第１〜第３工程で順次、固形分、油脂成分、水溶成分が分離回収され、蛋白質分解酵素とわずかに未反応の蛋白質のみが第４工程を経て第１工程に循環される。図１に本発明の連続酵素分解方法での４工程と物質流れのモデル図を示す。
【００１２】
第１工程：鰻の加工残さいの中骨、頭、内臓などを原料として、蛋白質分解酵素と混合、酵素分解反応を行い、この分解反応液から固液分離機で固形分を除去する工程において、鰻の加工残さいを原料１として一定速度で分解塔３に送入し、同時に第４工程から循環送入される蛋白質分解酵素２と共に所定の温度・滞留時間で分解反応を行い排出された分解反応液４を振動フルイまたは、及び遠心濃縮機、プレスフィルターなどの固液分離機５で固形分６を分離回収する。ここで固形分６とは一定の形状を維持した固体状物でその形状の一辺の長さが１０μｍ以上のものを意味する。この工程で投入される加工残さいの中骨や頭や内臓などの原料１は予め粗粉砕されてスラリー状で投入することが分解塔３内での反応を均一にかつ速い速度で分解するためには重要である。スラリー状の原料１と蛋白質分解酵素２をラインミキサーによって均一に混合させた後に分解塔３に投入するのがさらに望ましい。また該分解塔３内の内部には邪魔板を設け、塔内温度を均一にし、流れにショートパスが生じないようにする。また、該分解塔３の出口にはドラムフィーダーを使用し、反応液７を定量的に排出される。
【００１３】
分解塔３の温度を６０℃〜７０℃に設定する事で細菌等の繁殖を防止でき、またウィルスの不活化も可能である。但し、この場合蛋白質分解酵素２の至適温度がこの範囲でかつ失活しない耐熱性蛋白質分解酵素を選択する必要があり、天野エンザイム株式会社製「サモアーゼＰＣ−１０」，プロテアーゼＳ「アマノ」３Ｇ，ヤクルト薬品工業株式会社製「アロアーゼＸＡ−１０」、エイチビィアイ株式会社「オリエンターゼ２２ＢＦ」などが使用可能である。
【００１４】
第２工程：固形分を除去した後の反応液を更に遠心分離機で油脂分を含む軽液と水溶性の蛋白質成分を含む重液とに分離する工程において、第１工程で得られた反応液７を遠心分離機８で油脂分９と水溶性成分とに分離、油脂分９を系外に回収する工程である。両成分を完全に分離することは油脂分９の有用物質と水溶性成分の有用成分との回収率及び精製率を高めるのに必要であり、また、第３工程での膜分離において油脂成分が膜に吸着することによる目詰まりを防止するためにも両成分の分離が不可欠である。この遠心分離機８としては遠心力３，０００ｇ以上で好ましくは１０，０００ｇ以上の円筒型遠心分離機を用いる。油脂成分としてビタミンＡ、Ｄ、Ｅ及びＤＨＡ，ＥＰＡあるいはコエンザイムＱ１０などの有効成分が連続的に回収される。
【００１５】
第３工程：分離された水溶性の蛋白質成分を含む重液を被拡散液として孔拡散式膜分離機で処理し、蛋白質の分解反応成分であるペプチドやアミノ酸などの低分子量成分を拡散水に拡散させ、一方、拡散されない該蛋白質分解酵素、未反応蛋白質などの分子量５０，０００以上の高分子量成分、および直径２０ｎｍ以上の粒子とを残液として分離し、さらに拡散液（以下 拡散後の拡散水を拡散液という）に含まれるペプチドやアミノ酸などの低分子量成分を濃縮する工程において、第２工程を経て分離された水溶性成分を被拡散液１０として孔拡散式膜分離機１２で処理し、拡散水１３に低分子量成分のペプチドやアミノ酸などの水溶性成分が拡散分離される。拡散液１４中の反応生成物の濃度は０．１〜０．５重量％になっているため１０倍〜３０倍濃縮するために中空糸膜を用いた拡散液濃縮機１５を利用してろ過し、ペプチドやアミノ酸などの濃縮液１６を得る。拡散液１４中には微粒子は存在しないため、膜ろ過による濃縮が容易である。例えば、平均孔径２ｎｍの再生セルロース中空糸膜では１平方メートルのろ過面積当り、１時間当たり１Ｋｇの水を限外ろ過圧力０．３気圧で除去できる。濃縮用中空糸膜の素材として、食品としての安全性とペプチドの回収率を高めるために再生セルロースが望ましい。一方、被拡散液１０中の蛋白質分解酵素や未反応蛋白質などの分子量５０、０００以上の分子、および直径２０ｎｍ以上の粒子は被拡散液の残液１１として回収され第４工程から第１工程に循環使用される。
【００１６】
第３工程で使用される孔拡散式膜分離機１２内の膜の特性は酵素の回収率、分解生成物の回収率のみでなく、最終製品中のペプチドやアミノ酸組成を決定する。そのため孔特性は目標とする最終製品に最適なように選定されなくてはならないが、一般的には平均孔径１０〜５０ｎｍ、空孔率４０〜７５％、膜の厚みが１００〜１０００ミクロメートルの平面状膜で、素材としては再生セルロース膜が良い。平均孔径がより大きくなると拡散液中に酵素が混入する。平均孔径が小さくなると目的物質の拡散速度が小さくなりすぎ、またペプチドなどの回収率が低下する。空孔率は５０〜７０％が取扱い性及び拡散速度の大きさから最適である。膜の厚みは一般的には厚い方が使用後の膜の再生処理時の損傷が少ない。膜の素材として親水性高分子が吸着性の点で好ましい。
【００１７】
第４工程：第３工程の被拡散液の残液に含まれる蛋白質分解酵素および未反応蛋白質などを必要に応じて適正濃度に濃縮し、第１工程に循環させる工程において、第３工程の孔拡散式膜分離機１２で拡散水１３側に拡散されない被拡散液の残液１１はそのまま第１工程に戻してもよいが、マスバランスをとるために２倍程度酵素濃度を高める場合もある。この場合には第４工程で、膜による酵素濃縮機１８で行なう。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により鰻の加工残さいのすべての成分を有効にしかも安価に利用できる。すなわち、加工残さいの中骨や頭や内臓などを蛋白質分解酵素で連続的に分解でき、分解後の固形物はカルシウム成分として回収し、油脂成分は種々の薬事的作用を活かして健康食品などに、水溶性成分は調味料や化粧品の原料として回収される。本発明方法では固形分、油脂成分、拡散液の中空糸膜濃縮液、並びにろ液の４成分が別々に回収され、それぞれが有効に利用できる効率的なプロセスを提供できる。
【００１９】
本発明では精製分離工程に孔拡散式膜分離装置を導入することにより、不活化処理によることなく水溶性成分中の微生物をほぼ完全に除去された衛生的な製品が可能であり、かつ従来のろ過法と比較して膜が長期に使用できるよい点もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
鰻の加工残さいを予備的に水洗浄し、残さいに付着した蛋白質の分解を容易にするため、骨や頭の固形物を数ミリ程度に粗粉砕する。この粉砕物を適量の水でスラリー状にして、これに第４工程からの耐熱性蛋白質分解酵素と共に新しく該蛋白質分解酵素を一定速度でラインミキサーを用いて酵素分解塔の上部から65℃〜70℃で耐熱性蛋白質分解酵素「アロアーゼＸＡ−１０」を原料に対して０．５重量％添加し、酵素分解反応を行われる。骨や頭の固形物を分解塔の下部に設置した２００メッシュの振動フルイで１００ミクロン以上の粒子を分離し、さらに遠心力２，０００ｇ程度のデカンタ型遠心濃縮機で反応液と分離回収する。
【００２１】
反応液を更に遠心力１０，０００ｇ以上の円筒型遠心分離機に送入し、連続的に油脂層と水層とに分離回収する。水層の反応液を被拡散液とし、これに孔拡散式平膜分離機を適用して、該蛋白質分解酵素、未反応蛋白質および直径２０ｎｍ以上の粒子を含む水溶液は拡散速度が遅いので、被拡散液の残液として第４工程を経て、第１工程に還流させる。一方、反応生成物であるペプチドやアミノ酸などの低分子量物は拡散水には拡散し易く、拡散液として分離される。
【００２２】
孔拡散式平膜分離機内には平均孔径３０ｎｍ、空孔率６０％、膜厚３００ミクロンメートルの再生セルロース膜が使用されている。目的とする反応生成物の分子量と酵素の分子量及び分散状態によって用いる平膜での平均孔径を変化させる。平均孔径を１５ｎｍに設定すれば拡散速度が遅くなるため、必要とする膜面積を大きくしなければならない。１平方メートル当たり、1時間当たり、３キログラムの反応生成物水溶液の処理量を基準とした操作条件を採用する。
【００２３】
拡散液中の反応生成物の濃度は０．１〜０．５重量％である。そのため、濃縮処理が必要である。中空糸膜を利用した膜濃縮処理により、該濃度を１０〜３０倍にする。中空糸膜としては平均孔径２ｎｍ、空孔率３０％で膜厚１５マイクロメートルの再生セルロース中空糸膜を用いる。膜間差圧は０〜０．５気圧とし、拡散液を中空糸の中空部に流しながらろ過する。１平方メートル当たり、1時間当たり、１ｋｇのろ過速度を基準とする。
【００２４】
本発明中で利用される膜の孔特性の評価方法を以下にまとめて示す。
平均孔径（ｎｍの単位）＝２（Ｊ・ｄ・ｖ／Ｐ／Ａ・Ｐｒ）1/2
ここでＪは純水のろ過速度(ｍｌ／分)
ｄは膜厚（マイクロメートル）
ｖは水の粘度（センチポイズ）
Ｐは膜間差圧（ｍｍＨｇ）
Ａは有効ろ過面積（平方メートル）
Ｐｒは空孔率（無次元） 空孔率＝１−膜の見掛け密度／膜素材高分子の密度
孔拡散式平膜分離装置とは、幾何学的な孔の存在が明らかな平面状な膜（通常、平均孔径５ｎｍ以上の膜）を用いて拡散により物質分離を行う装置で、特に、孔内での物質の拡散が分離性能を支配するように連動した送液ポンプを用いた装置。
【実施例１】
【００２５】
鰻の蒲焼加工の時、残さいの中骨を水洗いし、そのまま、孔径３ｍｍのプレートをつけてミンサーで粗粉砕した。このスラリー状のものを原料ホッパーに入れ、分解塔（内容量４Ｌ）の上部から約０．４Ｋｇ／Ｈｒの速度で送入した。一方、ヤクルト薬品工業株式会社製蛋白質分解酵素「アロアーゼＸＡ−１０」を水０．８Ｋｇに２ｇの割合で溶かした溶液を分解塔に０．８Ｋｇ／Ｈｒの速度で送入した。分解塔の内部温度を一定になるようにジャケット加熱し、６５℃〜６８℃の範囲で酵素分解した。塔内のレベルが一定になるように反応液を分解塔の下部から排出した。排出液を２００メッシュの振動フルイにかけ骨粒と分解液を分離した。骨粒は系外に回収し、水洗、乾燥した。一方、分解液を円筒型遠心分離機で油脂層と水層に分離し、油脂層を系外に回収し、水層のみを被拡散液として、孔拡散式平膜分離機で処理した。平膜の平均孔径は１７ｎｍ、空孔率６０％、膜厚３００ミクロンで膜面積１平方メートルであった。拡散水として、蒸留水を３．５Ｋｇ／Ｈｒで送入し、被拡散液から反応生成物を蒸留水に拡散させた拡散液を、平均孔径２ｎｍ、空孔率３０％で膜厚１５ミクロンメートルの再生セルロース中空糸膜を用いて、濃縮した。濃縮液ならびにろ液は系外に回収した。被拡散液から拡散水に拡散されない蛋白質分解酵素並びに未反応の蛋白質などの高分子物質は残液中に水層中の酵素がほぼそのまま含まれていた。この酵素を含む分解液を中空糸膜濃縮機で濃縮し循環酵素液として再び分解塔に送入した。循環酵素液を酵素分解塔に循環を始めてからは、新しい酵素液の送入を中止した。濃縮は銅安法再生セルロース中空糸膜を採用し、有効ろ過面積１０平方メートル、膜間差圧は０〜０．３気圧であった。
原料６．５Ｋｇを連続して処理した。この間の運転状況並びに各工程での回収量を表１に示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】
１６時間後に含水した固形分１．２Ｋｇと油脂分６４０ｇ、濃縮液３２５９ｇならびにろ液４３Ｋｇが得られた。
固形分を１１０℃で6時間熱風乾燥し４１１ｇの骨粒が得られた。
分析の結果、水分６．６ｇ、蛋白質３０．５ｇ、脂質０．５ｇ、灰分６０．４ｇ、炭水化物２．０ｇ、カルシウム２２．１ｇ／１００ｇであった。
油脂分を分析した結果、ＤＨＡは６．９ｇ／１００ｇ、ＥＰＡは２．３ｇ／１００ｇ、ＣｏＱ１０は２．５ｍｇ／１００ｇ含まれていた。
濃縮液の一部をウオーターズ製高速液体クロマトグラフ（ＨＰＬＣと略称）で測定した結果、ペプチドのピークが得られた
（図２参照）。これを減圧乾固した結果、１９６ｇの固形分が得られた。
【実施例２】
【００２８】
原料として鰻の頭のみを水洗いし、そのまま、孔径３ｍｍのプレートをつけてミンサーで粗粉砕した。このスラリー状のものを原料とし、耐熱性蛋白質酵素として天野エンザイム株式会社製「サモアーゼＰＣ−１０」を水０．８Ｋｇに対して０．８ｇの割合に減らし、拡散水を７．５Ｋｇ／Ｈｒに増やした他は、実施例１と同様に行なった。
原料６．５Ｋｇを連続して処理した。この間の運転状況並びに各工程での回収量を表２に示す。
【００２９】
【表２】
【００３０】
１６時間後に含水した固形分４２６ｇと油脂分７２ｇ、濃縮液５４９０ｇならびにろ液９６Ｋｇが得られた。
固形分を１１０℃で6時間熱風乾燥し１４０ｇの骨粒が得られた。
分析の結果、水分６．６ｇ、蛋白質３６．５ｇ、脂質０．７ｇ、灰分５６．１ｇ、炭水化物１．８ｇ、カルシウム２１．２ｇ／１００ｇであった。
油脂分を分析した結果、ＤＨＡは６．３ｇ／１００ｇ、ＥＰＡは２．４ｇ／１００ｇ、ＣｏＱ１０は２．３ｍｇ／１００ｇ含まれていた。
濃縮液の一部をウオーターズ製ＨＰＬＣで測定した結果、ペプチドのピークが得られた
（図３参照）。これを減圧乾固した結果、４８４ｇの固形分が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明方法は酵素反応を利用した蛋白質の分解による生理活性物質や機能食品の製造に利用される。本方法では骨中心の固形物，脂肪中心の機能性物質，拡散液中のペプチドやアミノ酸，ろ液成分の分子量３０００以下の低分子量のペプチドやアミノ酸の４成分を分取できる。そのため食品，医薬品，化粧品産業で利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】連続酵素分解方法での４工程と物質流れのモデル図
【図２】実施例１の濃縮液のＨＰＬＣ。（実施例１）
【図３】実施例２の濃縮液のＨＰＬＣ。（実施例２）
【符号の説明】
【００３３】
１ 原料
２ 蛋白質分解酵素
３ 分解塔
４ 分解反応液
５ 固液分離機
６ 固形分
７ 反応液
８ 遠心分離機
９ 油脂分
１０ 被拡散液
１１ 残液
１２ 孔拡散式平膜分離機
１３ 拡散水
１４ 拡散液
１５ 拡散液濃縮機
１６ 濃縮液
１７ ろ液
１８ 酵素濃縮機
【技術分野】
【０００１】
本発明は鰻の加工残さいを構成する中骨とそれに付着する肉、頭、内臓などに対して酵素反応を利用して骨、油脂成分、蛋白分解成分を作製し、それぞれを分離回収することにより、加工残さいを有効利用するための分解方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鰻を蒲焼加工した際に中骨や頭や内臓などが加工残さいとして鰻重量の約２割発生する。その多くが廃棄物として処理されているため資源としての有効利用されていない。ただし、加工残さい中の中骨については、骨粗鬆症の予防に効果のあるカルシウム粉末の原料として微粉末化する試みがなされている（特許文献１〜７）。これらの試みは一般的に動物あるいは魚類を対象にするもので鰻に特定化した技術は少ない。
【０００３】
骨を加熱水あるいは高圧水処理により骨髄成分などを水中に溶解除去する方法（特許文献１、２）、１規定以上の高濃度のアルカリ水溶液による加熱処理により蛋白質や脂肪を分解除去する方法（特許文献４）、その他骨を焼くことによってガス化する物質を除去する方法は一般的によく知られている。
【０００４】
微生物あるいは酵素を用いて骨に付着する蛋白質や脂肪分を分解除去する方法（特許文献５）を含めて、上記の方法の複数個を組み合せる方法（特許文献６，７）が知られている。これらの方法も骨の細粉を得る技術を提供するものであり、本発明の鰻の加工残さいのすべてを有効利用しようとするものではない。
【０００５】
一方、骨以外の組織から有効成分を回収する試みがある。たとえば、魚を原料として魚油や魚蛋白質を回収する方法（特許文献８）あるいは酵素たとえばプロテアーゼで蛋白質を処理する事により調味エキスを作製したり、脂肪分をリパーゼで分解して油分と抽出エキスを有効利用する試み（特許文献９）がある。これらの試みは骨以外の成分を利用するためには酵素反応あるいは微生物を利用することが必要であることがわかる。しかし、この方法を産業的に利用することは後述する多くの解決すべき問題点がある。骨以外の魚肉などを蛋白分解酵素で分解して生成される特定のペプチド成分が血圧降下剤として有効であること（特許文献１０）から鰻の加工残さいを酵素分解して作製されるペプチドやアミノ酸などにも同様な生理作用が期待できる。
【０００６】
酵素（あるいは微生物も同様であり、以下両者を酵素で代表させる）を利用した後始末の処理方法には下記の問題点があり、このため鰻の加工残さいを有効利用することが出来なかった。問題点として、（ａ）高価な酵素を使用し、反応後は失活させる。そのため酵素は一度限りの反応に利用されるのみで生成物の製造コストに占める酵素のコストの比率が高くなり、経済的に問題がある。また不活化された酵素が製品に混入する可能性が高い（ｂ）酵素反応はバッチ的に行う。そのため生産量に対応した規模のバイオリアクター、分離精製装置等が必要で、そのため設備費用がかかる。（ｃ）酵素反応に１昼夜近い時間をかける（ｄ）反応温度が通常４０〜６０℃であるため雑菌の増殖防止対策に特別な操作・条件が必要とされる。（ｅ）反応を制御するのがむずかしく、また反応時間ごとに生成物が一般に異なる。
【０００７】
【特許文献１】特開平２−２３１０５９「魚骨粉の製造方法」 中骨を圧力５〜２０ｋｇ１平方メートルの高圧水で洗浄し、存在する蛋白質を蛋白質分解酵素で分解し、分解物を洗浄除去し、次いで中骨を真空加熱蒸発法で乾燥した後、粉砕する方法
【特許文献２】特開２００１−４８７９３「鰻又は穴子の骨を原料とする粉末栄養補給剤の製造方法」 鰻又は穴子の骨をミンチングし、１．５〜４．０Ｋｇ／平方センチ、７０〜１８０℃の高圧高温工程により、骨髄液を除去した骨粉の製造方法
【特許文献３】特開平４−１２１１６６「食用骨粉の製造方法」 苛性ソーダを用いて蛋白、脂肪を加水分解することにより、脱蛋白、脱脂肪を容易する。
【特許文献４】特開２００１−３４６５４７「鰻又は穴子の骨を原料とする微粉末栄養補給剤の製造方法」骨粒を食塩濃度１０％以上の水溶液に６時間以上浸漬し、塩分を洗い流して骨髄液を除去して脱脂状骨粒を得た後、乾燥する。
【特許文献５】特公昭５５−３０８３１「微細骨粉の製造法」 微生物等を用いて蛋白質や脂肪を除去する方法
【特許文献６】特開昭５２−１３６９６８「微細骨粉の製造法」 蒸煮処理した動物骨を微生物培養液もしくは培養物で付着蛋白質及び脂肪分を分解発酵した後、洗浄滅菌乾燥し、更に粉砕後有機溶剤で抽出除去し、低温度アルカリ水溶液で加熱処理し、洗浄乾燥し、微粉砕機で微粉砕骨粉とする。
【特許文献７】特開平１１−３１８３８９「無臭・フィッシュカルシウム剤の製造方法」 中骨を蒸湯処理・水洗い、粉砕し有機物分解酵素、酵母で分解し、両性界面活性剤で処理し、更に酸化剤処理し、低温乾燥して無臭カルシウム剤を製造
【特許文献８】特公平４−２４０２７「動物、魚介類よりカルシウム製造方法」 魚体又は加工残さい中の蛋白質を酵素又は微生物で分解しスラリー状として、ろ過して固形物を分離し、魚油や魚蛋白質を得る方法
【特許文献９】特開２００２−２３４「うなぎ骨の有効処理方法」 骨を煮出し骨と煮出し液とに分別し、骨に付着する蛋白質をエンドペプチターゼ型酵素で分解し、更に脂肪分もリパーゼで分解した後に骨を乾燥して粉砕する。一方、煮出し液の上層の油分と下層の抽出エキス分も回収し利用する。
【特許文献１０】特開２００２−８８０９８「アコヤ貝由来のＡＣＥ阻害ペプチド」 真珠を除去した後のアコヤ貝残渣をアルカリプロテアーゼ処理で加水分解したペプチドにすぐれたＡＣＥ阻害活性があり、血圧降下剤等に使用できる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明では鰻の加工残さいを酵素反応で分解し、有効成分を分解回収する技術で、従来の酵素反応を利用した技術が抱えた前述の（ａ）〜（ｅ）の問題点のすべてを解消することを目的とする。
【０００９】
従来の酵素反応の問題点の内（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）の問題点はバッチプロセスを連続プロセスにすることにより解消され、また問題点（ａ）は酵素をリサイクル使用することにより解消される。すなわち、本発明方法の特徴は連続プロセスによる酵素反応と酵素を失活処理することなく多数回再利用するプロセスで構成されている点にある。
【００１０】
本発明では、魚類とりわけ鰻の加工残さいの中骨、頭及び内臓などを蛋白質分解酵素で連続的に分解する工程から固形分として得られる骨から骨粗鬆症の予防に良い吸収性の良好なカルシウムが得られる。油脂分には脳の働きを良くするＤＨＡ（ドコサヘキサエン酸）、血液の流れを良くし血栓症を防ぐ作用があるとされるＥＰＡ（エイコサペンタエン酸）や視力の改善、新陳代謝の促進、生殖機能の強化をもたらすビタミンＡ、カルシウムやリンの吸収を促進し、骨や歯に沈着させる働きをするビタミンＤ、または酸化作用による細胞の活性化に伴う老化防止、美肌効果のあるビタミンＥなどを含んでおり、水溶成分には蛋白質の分解生成物として高血圧予防に効果のあるペプチドをはじめダイエット、疲労回復によく旨味調味料として使用される各種アミノ酸を含んでいる。これらの有効成分を効率よく、かつ経済的に優れた回収システムの研究において反応系を連続酵素反応で行い、有効成分の回収時に孔拡散式膜分離機を取り入れることによって前述の解決すべき課題のすべてが達成できる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の最大の特徴は連続する４つの工程（それぞれ第１工程、第２工程、第３工程、第４工程）で構成されている点である。しかも酵素分解された反応液から第１〜第３工程で順次、固形分、油脂成分、水溶成分が分離回収され、蛋白質分解酵素とわずかに未反応の蛋白質のみが第４工程を経て第１工程に循環される。図１に本発明の連続酵素分解方法での４工程と物質流れのモデル図を示す。
【００１２】
第１工程：鰻の加工残さいの中骨、頭、内臓などを原料として、蛋白質分解酵素と混合、酵素分解反応を行い、この分解反応液から固液分離機で固形分を除去する工程において、鰻の加工残さいを原料１として一定速度で分解塔３に送入し、同時に第４工程から循環送入される蛋白質分解酵素２と共に所定の温度・滞留時間で分解反応を行い排出された分解反応液４を振動フルイまたは、及び遠心濃縮機、プレスフィルターなどの固液分離機５で固形分６を分離回収する。ここで固形分６とは一定の形状を維持した固体状物でその形状の一辺の長さが１０μｍ以上のものを意味する。この工程で投入される加工残さいの中骨や頭や内臓などの原料１は予め粗粉砕されてスラリー状で投入することが分解塔３内での反応を均一にかつ速い速度で分解するためには重要である。スラリー状の原料１と蛋白質分解酵素２をラインミキサーによって均一に混合させた後に分解塔３に投入するのがさらに望ましい。また該分解塔３内の内部には邪魔板を設け、塔内温度を均一にし、流れにショートパスが生じないようにする。また、該分解塔３の出口にはドラムフィーダーを使用し、反応液７を定量的に排出される。
【００１３】
分解塔３の温度を６０℃〜７０℃に設定する事で細菌等の繁殖を防止でき、またウィルスの不活化も可能である。但し、この場合蛋白質分解酵素２の至適温度がこの範囲でかつ失活しない耐熱性蛋白質分解酵素を選択する必要があり、天野エンザイム株式会社製「サモアーゼＰＣ−１０」，プロテアーゼＳ「アマノ」３Ｇ，ヤクルト薬品工業株式会社製「アロアーゼＸＡ−１０」、エイチビィアイ株式会社「オリエンターゼ２２ＢＦ」などが使用可能である。
【００１４】
第２工程：固形分を除去した後の反応液を更に遠心分離機で油脂分を含む軽液と水溶性の蛋白質成分を含む重液とに分離する工程において、第１工程で得られた反応液７を遠心分離機８で油脂分９と水溶性成分とに分離、油脂分９を系外に回収する工程である。両成分を完全に分離することは油脂分９の有用物質と水溶性成分の有用成分との回収率及び精製率を高めるのに必要であり、また、第３工程での膜分離において油脂成分が膜に吸着することによる目詰まりを防止するためにも両成分の分離が不可欠である。この遠心分離機８としては遠心力３，０００ｇ以上で好ましくは１０，０００ｇ以上の円筒型遠心分離機を用いる。油脂成分としてビタミンＡ、Ｄ、Ｅ及びＤＨＡ，ＥＰＡあるいはコエンザイムＱ１０などの有効成分が連続的に回収される。
【００１５】
第３工程：分離された水溶性の蛋白質成分を含む重液を被拡散液として孔拡散式膜分離機で処理し、蛋白質の分解反応成分であるペプチドやアミノ酸などの低分子量成分を拡散水に拡散させ、一方、拡散されない該蛋白質分解酵素、未反応蛋白質などの分子量５０，０００以上の高分子量成分、および直径２０ｎｍ以上の粒子とを残液として分離し、さらに拡散液（以下 拡散後の拡散水を拡散液という）に含まれるペプチドやアミノ酸などの低分子量成分を濃縮する工程において、第２工程を経て分離された水溶性成分を被拡散液１０として孔拡散式膜分離機１２で処理し、拡散水１３に低分子量成分のペプチドやアミノ酸などの水溶性成分が拡散分離される。拡散液１４中の反応生成物の濃度は０．１〜０．５重量％になっているため１０倍〜３０倍濃縮するために中空糸膜を用いた拡散液濃縮機１５を利用してろ過し、ペプチドやアミノ酸などの濃縮液１６を得る。拡散液１４中には微粒子は存在しないため、膜ろ過による濃縮が容易である。例えば、平均孔径２ｎｍの再生セルロース中空糸膜では１平方メートルのろ過面積当り、１時間当たり１Ｋｇの水を限外ろ過圧力０．３気圧で除去できる。濃縮用中空糸膜の素材として、食品としての安全性とペプチドの回収率を高めるために再生セルロースが望ましい。一方、被拡散液１０中の蛋白質分解酵素や未反応蛋白質などの分子量５０、０００以上の分子、および直径２０ｎｍ以上の粒子は被拡散液の残液１１として回収され第４工程から第１工程に循環使用される。
【００１６】
第３工程で使用される孔拡散式膜分離機１２内の膜の特性は酵素の回収率、分解生成物の回収率のみでなく、最終製品中のペプチドやアミノ酸組成を決定する。そのため孔特性は目標とする最終製品に最適なように選定されなくてはならないが、一般的には平均孔径１０〜５０ｎｍ、空孔率４０〜７５％、膜の厚みが１００〜１０００ミクロメートルの平面状膜で、素材としては再生セルロース膜が良い。平均孔径がより大きくなると拡散液中に酵素が混入する。平均孔径が小さくなると目的物質の拡散速度が小さくなりすぎ、またペプチドなどの回収率が低下する。空孔率は５０〜７０％が取扱い性及び拡散速度の大きさから最適である。膜の厚みは一般的には厚い方が使用後の膜の再生処理時の損傷が少ない。膜の素材として親水性高分子が吸着性の点で好ましい。
【００１７】
第４工程：第３工程の被拡散液の残液に含まれる蛋白質分解酵素および未反応蛋白質などを必要に応じて適正濃度に濃縮し、第１工程に循環させる工程において、第３工程の孔拡散式膜分離機１２で拡散水１３側に拡散されない被拡散液の残液１１はそのまま第１工程に戻してもよいが、マスバランスをとるために２倍程度酵素濃度を高める場合もある。この場合には第４工程で、膜による酵素濃縮機１８で行なう。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により鰻の加工残さいのすべての成分を有効にしかも安価に利用できる。すなわち、加工残さいの中骨や頭や内臓などを蛋白質分解酵素で連続的に分解でき、分解後の固形物はカルシウム成分として回収し、油脂成分は種々の薬事的作用を活かして健康食品などに、水溶性成分は調味料や化粧品の原料として回収される。本発明方法では固形分、油脂成分、拡散液の中空糸膜濃縮液、並びにろ液の４成分が別々に回収され、それぞれが有効に利用できる効率的なプロセスを提供できる。
【００１９】
本発明では精製分離工程に孔拡散式膜分離装置を導入することにより、不活化処理によることなく水溶性成分中の微生物をほぼ完全に除去された衛生的な製品が可能であり、かつ従来のろ過法と比較して膜が長期に使用できるよい点もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
鰻の加工残さいを予備的に水洗浄し、残さいに付着した蛋白質の分解を容易にするため、骨や頭の固形物を数ミリ程度に粗粉砕する。この粉砕物を適量の水でスラリー状にして、これに第４工程からの耐熱性蛋白質分解酵素と共に新しく該蛋白質分解酵素を一定速度でラインミキサーを用いて酵素分解塔の上部から65℃〜70℃で耐熱性蛋白質分解酵素「アロアーゼＸＡ−１０」を原料に対して０．５重量％添加し、酵素分解反応を行われる。骨や頭の固形物を分解塔の下部に設置した２００メッシュの振動フルイで１００ミクロン以上の粒子を分離し、さらに遠心力２，０００ｇ程度のデカンタ型遠心濃縮機で反応液と分離回収する。
【００２１】
反応液を更に遠心力１０，０００ｇ以上の円筒型遠心分離機に送入し、連続的に油脂層と水層とに分離回収する。水層の反応液を被拡散液とし、これに孔拡散式平膜分離機を適用して、該蛋白質分解酵素、未反応蛋白質および直径２０ｎｍ以上の粒子を含む水溶液は拡散速度が遅いので、被拡散液の残液として第４工程を経て、第１工程に還流させる。一方、反応生成物であるペプチドやアミノ酸などの低分子量物は拡散水には拡散し易く、拡散液として分離される。
【００２２】
孔拡散式平膜分離機内には平均孔径３０ｎｍ、空孔率６０％、膜厚３００ミクロンメートルの再生セルロース膜が使用されている。目的とする反応生成物の分子量と酵素の分子量及び分散状態によって用いる平膜での平均孔径を変化させる。平均孔径を１５ｎｍに設定すれば拡散速度が遅くなるため、必要とする膜面積を大きくしなければならない。１平方メートル当たり、1時間当たり、３キログラムの反応生成物水溶液の処理量を基準とした操作条件を採用する。
【００２３】
拡散液中の反応生成物の濃度は０．１〜０．５重量％である。そのため、濃縮処理が必要である。中空糸膜を利用した膜濃縮処理により、該濃度を１０〜３０倍にする。中空糸膜としては平均孔径２ｎｍ、空孔率３０％で膜厚１５マイクロメートルの再生セルロース中空糸膜を用いる。膜間差圧は０〜０．５気圧とし、拡散液を中空糸の中空部に流しながらろ過する。１平方メートル当たり、1時間当たり、１ｋｇのろ過速度を基準とする。
【００２４】
本発明中で利用される膜の孔特性の評価方法を以下にまとめて示す。
平均孔径（ｎｍの単位）＝２（Ｊ・ｄ・ｖ／Ｐ／Ａ・Ｐｒ）1/2
ここでＪは純水のろ過速度(ｍｌ／分)
ｄは膜厚（マイクロメートル）
ｖは水の粘度（センチポイズ）
Ｐは膜間差圧（ｍｍＨｇ）
Ａは有効ろ過面積（平方メートル）
Ｐｒは空孔率（無次元） 空孔率＝１−膜の見掛け密度／膜素材高分子の密度
孔拡散式平膜分離装置とは、幾何学的な孔の存在が明らかな平面状な膜（通常、平均孔径５ｎｍ以上の膜）を用いて拡散により物質分離を行う装置で、特に、孔内での物質の拡散が分離性能を支配するように連動した送液ポンプを用いた装置。
【実施例１】
【００２５】
鰻の蒲焼加工の時、残さいの中骨を水洗いし、そのまま、孔径３ｍｍのプレートをつけてミンサーで粗粉砕した。このスラリー状のものを原料ホッパーに入れ、分解塔（内容量４Ｌ）の上部から約０．４Ｋｇ／Ｈｒの速度で送入した。一方、ヤクルト薬品工業株式会社製蛋白質分解酵素「アロアーゼＸＡ−１０」を水０．８Ｋｇに２ｇの割合で溶かした溶液を分解塔に０．８Ｋｇ／Ｈｒの速度で送入した。分解塔の内部温度を一定になるようにジャケット加熱し、６５℃〜６８℃の範囲で酵素分解した。塔内のレベルが一定になるように反応液を分解塔の下部から排出した。排出液を２００メッシュの振動フルイにかけ骨粒と分解液を分離した。骨粒は系外に回収し、水洗、乾燥した。一方、分解液を円筒型遠心分離機で油脂層と水層に分離し、油脂層を系外に回収し、水層のみを被拡散液として、孔拡散式平膜分離機で処理した。平膜の平均孔径は１７ｎｍ、空孔率６０％、膜厚３００ミクロンで膜面積１平方メートルであった。拡散水として、蒸留水を３．５Ｋｇ／Ｈｒで送入し、被拡散液から反応生成物を蒸留水に拡散させた拡散液を、平均孔径２ｎｍ、空孔率３０％で膜厚１５ミクロンメートルの再生セルロース中空糸膜を用いて、濃縮した。濃縮液ならびにろ液は系外に回収した。被拡散液から拡散水に拡散されない蛋白質分解酵素並びに未反応の蛋白質などの高分子物質は残液中に水層中の酵素がほぼそのまま含まれていた。この酵素を含む分解液を中空糸膜濃縮機で濃縮し循環酵素液として再び分解塔に送入した。循環酵素液を酵素分解塔に循環を始めてからは、新しい酵素液の送入を中止した。濃縮は銅安法再生セルロース中空糸膜を採用し、有効ろ過面積１０平方メートル、膜間差圧は０〜０．３気圧であった。
原料６．５Ｋｇを連続して処理した。この間の運転状況並びに各工程での回収量を表１に示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】
１６時間後に含水した固形分１．２Ｋｇと油脂分６４０ｇ、濃縮液３２５９ｇならびにろ液４３Ｋｇが得られた。
固形分を１１０℃で6時間熱風乾燥し４１１ｇの骨粒が得られた。
分析の結果、水分６．６ｇ、蛋白質３０．５ｇ、脂質０．５ｇ、灰分６０．４ｇ、炭水化物２．０ｇ、カルシウム２２．１ｇ／１００ｇであった。
油脂分を分析した結果、ＤＨＡは６．９ｇ／１００ｇ、ＥＰＡは２．３ｇ／１００ｇ、ＣｏＱ１０は２．５ｍｇ／１００ｇ含まれていた。
濃縮液の一部をウオーターズ製高速液体クロマトグラフ（ＨＰＬＣと略称）で測定した結果、ペプチドのピークが得られた
（図２参照）。これを減圧乾固した結果、１９６ｇの固形分が得られた。
【実施例２】
【００２８】
原料として鰻の頭のみを水洗いし、そのまま、孔径３ｍｍのプレートをつけてミンサーで粗粉砕した。このスラリー状のものを原料とし、耐熱性蛋白質酵素として天野エンザイム株式会社製「サモアーゼＰＣ−１０」を水０．８Ｋｇに対して０．８ｇの割合に減らし、拡散水を７．５Ｋｇ／Ｈｒに増やした他は、実施例１と同様に行なった。
原料６．５Ｋｇを連続して処理した。この間の運転状況並びに各工程での回収量を表２に示す。
【００２９】
【表２】
【００３０】
１６時間後に含水した固形分４２６ｇと油脂分７２ｇ、濃縮液５４９０ｇならびにろ液９６Ｋｇが得られた。
固形分を１１０℃で6時間熱風乾燥し１４０ｇの骨粒が得られた。
分析の結果、水分６．６ｇ、蛋白質３６．５ｇ、脂質０．７ｇ、灰分５６．１ｇ、炭水化物１．８ｇ、カルシウム２１．２ｇ／１００ｇであった。
油脂分を分析した結果、ＤＨＡは６．３ｇ／１００ｇ、ＥＰＡは２．４ｇ／１００ｇ、ＣｏＱ１０は２．３ｍｇ／１００ｇ含まれていた。
濃縮液の一部をウオーターズ製ＨＰＬＣで測定した結果、ペプチドのピークが得られた
（図３参照）。これを減圧乾固した結果、４８４ｇの固形分が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明方法は酵素反応を利用した蛋白質の分解による生理活性物質や機能食品の製造に利用される。本方法では骨中心の固形物，脂肪中心の機能性物質，拡散液中のペプチドやアミノ酸，ろ液成分の分子量３０００以下の低分子量のペプチドやアミノ酸の４成分を分取できる。そのため食品，医薬品，化粧品産業で利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】連続酵素分解方法での４工程と物質流れのモデル図
【図２】実施例１の濃縮液のＨＰＬＣ。（実施例１）
【図３】実施例２の濃縮液のＨＰＬＣ。（実施例２）
【符号の説明】
【００３３】
１ 原料
２ 蛋白質分解酵素
３ 分解塔
４ 分解反応液
５ 固液分離機
６ 固形分
７ 反応液
８ 遠心分離機
９ 油脂分
１０ 被拡散液
１１ 残液
１２ 孔拡散式平膜分離機
１３ 拡散水
１４ 拡散液
１５ 拡散液濃縮機
１６ 濃縮液
１７ ろ液
１８ 酵素濃縮機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鰻の加工残さいの中骨、頭、内臓などを原料として以下の４つの工程で構成されることを特徴とする連続酵素分解方法。
第１工程：鰻の加工残さいの中骨、頭、内臓などを原料として、蛋白質分解酵素と混合、酵素分解反応を行い、この分解反応液から固液分離機で固形分を除去する工程
第２工程：固形分を除去した後の反応液を更に遠心分離機で油脂分を含む軽液と水溶性の蛋白質成分を含む重液とに分離する工程
第３工程：、分離された水溶性の蛋白質成分を含む重液を被拡散液として孔拡散式膜分離機で処理し、蛋白質の分解反応成分であるペプチドやアミノ酸などの低分子量成分を拡散水に拡散させ、一方、拡散されない該蛋白質分解酵素、未反応蛋白質などの分子量５０，０００以上の高分子量成分、および直径２０ｎｍ以上の粒子とを残液として分離し、さらに拡散液（以下 拡散後の拡散水を拡散液という）に含まれるペプチドやアミノ酸などの低分子量成分を濃縮する工程
第４工程：第３工程の被拡散液の残液に含まれる蛋白質分解酵素および未反応蛋白質などを必要に応じて適正濃度に濃縮し、第１工程に循環させる工程
【請求項２】
請求項１において第１工程の原料である鰻の加工残さいの中骨、頭、内臓などを水洗後、予め粗粉砕したスラリー状として、該原料と蛋白質分解酵素とを第１工程の分解塔に一定速度で供給し酵素分解した後に、固液分離機で固形分を除去した反応液を第２工程へ一定速度で供給し、かつ第４工程に一定速度で循環させることによって、酵素反応が連続的にかつ定常的に実施されること及び第１〜４工程が微生物学的に密閉されていることを特徴とする連続酵素分解方法。
【請求項３】
請求項１，２において第１工程の分解酵素の至適温度が６０℃〜７０℃の耐熱性蛋白質分解酵素を使用し、その濃度は原料に対して０．０５〜５重量％であることを特徴とする連続酵素分解方法。
【請求項４】
請求項１〜３において第２工程における遠心分離機が、連続して反応液を送入し軽液と重液に分離して排出できる円筒型遠心分離機であることを特徴とする連続酵素分解方法。
【請求項５】
請求項１〜４において第３工程において使用される孔拡散式膜分離機で使用される膜が平均孔径１０〜５０ｎｍ、空孔率４０〜７５％、膜の厚みが１００〜１０００ミクロンメートルの平面状膜で素材として再生セルロースであることを特徴とする連続酵素分解方法。
【請求項６】
請求項１〜５において第３工程での濃縮を平均孔径３ｎｍ以下の中空糸膜を用いたろ過、並びに第４工程の濃縮の場合には平均孔径１０ｎｍ以下の中空糸膜または平膜を用いたろ過を利用することを特徴とする連続酵素分解方法。
【請求項１】
鰻の加工残さいの中骨、頭、内臓などを原料として以下の４つの工程で構成されることを特徴とする連続酵素分解方法。
第１工程：鰻の加工残さいの中骨、頭、内臓などを原料として、蛋白質分解酵素と混合、酵素分解反応を行い、この分解反応液から固液分離機で固形分を除去する工程
第２工程：固形分を除去した後の反応液を更に遠心分離機で油脂分を含む軽液と水溶性の蛋白質成分を含む重液とに分離する工程
第３工程：、分離された水溶性の蛋白質成分を含む重液を被拡散液として孔拡散式膜分離機で処理し、蛋白質の分解反応成分であるペプチドやアミノ酸などの低分子量成分を拡散水に拡散させ、一方、拡散されない該蛋白質分解酵素、未反応蛋白質などの分子量５０，０００以上の高分子量成分、および直径２０ｎｍ以上の粒子とを残液として分離し、さらに拡散液（以下 拡散後の拡散水を拡散液という）に含まれるペプチドやアミノ酸などの低分子量成分を濃縮する工程
第４工程：第３工程の被拡散液の残液に含まれる蛋白質分解酵素および未反応蛋白質などを必要に応じて適正濃度に濃縮し、第１工程に循環させる工程
【請求項２】
請求項１において第１工程の原料である鰻の加工残さいの中骨、頭、内臓などを水洗後、予め粗粉砕したスラリー状として、該原料と蛋白質分解酵素とを第１工程の分解塔に一定速度で供給し酵素分解した後に、固液分離機で固形分を除去した反応液を第２工程へ一定速度で供給し、かつ第４工程に一定速度で循環させることによって、酵素反応が連続的にかつ定常的に実施されること及び第１〜４工程が微生物学的に密閉されていることを特徴とする連続酵素分解方法。
【請求項３】
請求項１，２において第１工程の分解酵素の至適温度が６０℃〜７０℃の耐熱性蛋白質分解酵素を使用し、その濃度は原料に対して０．０５〜５重量％であることを特徴とする連続酵素分解方法。
【請求項４】
請求項１〜３において第２工程における遠心分離機が、連続して反応液を送入し軽液と重液に分離して排出できる円筒型遠心分離機であることを特徴とする連続酵素分解方法。
【請求項５】
請求項１〜４において第３工程において使用される孔拡散式膜分離機で使用される膜が平均孔径１０〜５０ｎｍ、空孔率４０〜７５％、膜の厚みが１００〜１０００ミクロンメートルの平面状膜で素材として再生セルロースであることを特徴とする連続酵素分解方法。
【請求項６】
請求項１〜５において第３工程での濃縮を平均孔径３ｎｍ以下の中空糸膜を用いたろ過、並びに第４工程の濃縮の場合には平均孔径１０ｎｍ以下の中空糸膜または平膜を用いたろ過を利用することを特徴とする連続酵素分解方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−１５８２６３（Ｐ２００６−１５８２６３Ａ）
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３５２７８２（Ｐ２００４−３５２７８２）
【出願日】平成１６年１２月６日（２００４．１２．６）
【出願人】（５０２３６６４４６）株式会社福岡養鰻 (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月６日（２００４．１２．６）
【出願人】（５０２３６６４４６）株式会社福岡養鰻 (4)
【Ｆターム（参考）】
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