JP2003095773A

JP2003095773A - 廃糖蜜を利用した肥料及びその製造方法

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Publication number: JP2003095773A
Application number: JP2002201516A
Authority: JP
Inventors: Kazunari Shimoji; 和成下地
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-07-10
Filing date: 2002-07-10
Publication date: 2003-04-03

Abstract

(57)【要約】【課題】廃糖蜜を発酵させることによって肥料として
有効利用し、しかも土壌菌によって異臭を発生させずに
発酵させる廃糖蜜を利用した肥料及びその製造方法を提
供する。【解決手段】廃糖蜜を水で希釈し、想思樹の根元から
採取した腐葉土を混合し、発酵させて種菌培養液を製造
し、次いで前記種菌培養液を廃糖蜜に混合して発酵させ
る。腐敗菌が優位性をもって増殖せず、乳酸菌・酵母菌
が繁殖するので、異臭がせず、有機物を多量に含んだ良
質の肥料が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は廃糖蜜を利用した肥
料及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】製糖工業では、カンショ（甘蔗）あるい
はテンサイ（甜菜）搾汁濃縮液から砂糖を晶出させた残
りの母液として、シロップ状の糖蜜が副成される。こ
の、製糖工業の副成物の糖蜜は糖分が７０〜８０％と高
く、一部家畜用飼料として利用されている。また、ブタ
ノール、アセトン、クエン酸、エチルアルコール製造の
原料として使用され、クエン酸、エチルアルコールを抽
出した後の発酵残液に他の肥料要素を添加した上で発酵
液肥として販売されている。また、上記の糖蜜をクロマ
トグラフ装置にかけて更に砂糖を回収した後の糖蜜は糖
分が１６〜１８％と低く、そのほとんどは再利用される
ことなく海洋投棄されているのが現状である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年では、この海洋投
棄も禁止される方向にあり、クロマトグラフ処理した糖
蜜の処理が困難になっている。また、クロマトグラフ処
理した糖蜜の一部は堆肥工場で処理されているが、この
糖蜜は水分が多いため処理が困難であり、処理量にも限
界があり、国内では処理が追いつかない状態となってい
る。本発明はかかる従来の問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的とするところは、従来廃棄
されていた糖蜜を発酵させることによって肥料として有
効利用し、しかも土壌菌によって異臭を発生させずに発
酵させる廃糖蜜を利用した肥料及びその製造方法を提供
することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の手段として本発明請求項１記載の肥料の製造方法で
は、廃糖蜜に腐葉土を混合し、腐葉土に含まれる土壌菌
の作用によって発酵させて発酵生成液を得る方法とし
た。

【０００５】請求項２記載の肥料の製造方法では、廃糖
蜜に腐葉土を混合し、発酵させて種菌培養液を製造し、
次いで前記種菌培養液を廃糖蜜に混合して発酵させて発
酵生成液を得る方法とした。

【０００６】請求項３記載の肥料の製造方法では、前記
請求項１乃至２記載の方法によって得られた発酵生成液
の少なくとも一部を種菌として用い、この種菌を廃糖蜜
に混合して発酵させて発酵生成液を得、順次前回の発酵
生成液の少なくとも一部を次回の発酵の種菌として用い
る方法とした。

【０００７】請求項４記載の肥料の製造方法では、請求
項１、２又は３記載の肥料の製造方法において、廃糖蜜
として水で希釈した希釈廃糖蜜を用いる方法とした。

【０００８】請求項５記載の肥料の製造方法では、請求
項１、２、３又は４記載の肥料の製造方法において、前
記腐葉土が想思樹の根元から採取した腐葉土である。

【０００９】請求項６記載の肥料は請求項１乃至５記載
の方法によって得られた廃糖蜜を利用した肥料である。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明で使用する廃糖蜜として
は、通常の高糖分の廃糖蜜及びクロマトグラフ装置にか
けた後の低糖分の廃糖蜜を使用することができる。通常
の廃糖蜜は製糖工業でカンショ（甘蔗）糖あるいはテン
サイ（甜菜）糖液から砂糖を回収した残りのシロップ状
母液であり、糖分７０％〜８０％である。この廃糖蜜の
分析結果の一例を表１に示す。

【表１】この表１に示す原液を土壌菌によって発酵させた肥料の
成分を表２、表３に示す。

【表２】

【表３】

【００１１】また、通常の廃糖蜜をクロマトグラフ装置
にかけた後の廃糖蜜は糖分が１６〜１８％まで低下して
いる。この低糖分廃糖蜜の分析結果の一例を表４に示
す。

【表４】尚、これらの廃糖蜜は一例であり、この他更に濃度の薄
い廃糖蜜を使用することも可能である。本発明で使用す
る腐葉土は植物体が自然界において分解されるその分解
段階にある有機物の混合物であり、種々の分解菌が棲息
する菌床を形成している。そして、落ち葉等が分解して
できた腐葉土は、種々の有機物の混合体を形成し、種々
の分解菌群とその菌床を大量に含んだ土状物である。本
発明においてはおよそ腐葉土である限り、産地、腐葉土
を形成するに到った植物種の如何を問わず使用すること
ができる。

【００１２】上述したように本発明においては各種の腐
葉土を使用することができるが、各種腐葉土の中でも沖
縄県において「ショウスギ」と呼ばれている想思樹（学
名：Acacia confusa Merr ）の周辺から採取した腐葉土
が好適である。この「ショウスギ」は沖縄県北部に自生
している台湾、比島原産のマメ科植物であり、このマメ
科植物の根元には根粒細菌が生息して肥沃な土壌を形成
している。

【００１３】本発明において廃糖蜜を発酵させるに当た
っては廃糖蜜に直接腐葉土を投入することもできる。し
かし、廃糖蜜、特に砂糖を晶出させただけの高糖分廃糖
蜜は糖分の濃度が高く微生物の生存に適していない。従
って、廃糖蜜を水で希釈し、糖分の濃度を低下させて発
酵を行なうことが有利である。糖分濃度が高過ぎると上
述したように微生物の生存に不適当な環境となって発酵
が阻害され、処理期間の長期化、甚だしい場合には処理
不能となる。一方、糖分濃度が低く過ぎると栄養源の不
足を来たして有用微生物が有効に機能せず、処理期間の
長期化をもたらし、また混入雑菌、特に腐敗菌の作用に
よって、得られる肥料の品質が劣化する恐れがある。希
釈は高糖分廃糖蜜の場合、糖分濃度が１０〜２０％程度
（希釈度１：３．５〜８程度）となるように行なうのが
適当である。

【００１４】クロマトグラフ処理した低糖分廃糖蜜の場
合、その糖分濃度が１６〜１８％と上記高糖分廃糖蜜を
希釈した場合の糖分濃度の範囲に含まれるので、希釈せ
ずにそのままの状態で発酵を行なわせることができるは
ずであり、事実それが可能である。しかしながら、クロ
マトグラフ処理した低糖分廃糖蜜を使用する場合は上記
高糖分廃糖蜜の場合よりも糖分濃度が低い３〜７％程度
（希釈度１：２〜５程度）となるように希釈するのが適
当である。上記範囲より糖分濃度が高いと処理期間が長
期化し、低いと処理期間が同じく長期化し、また混入雑
菌による肥料品質の劣化の恐れがある。

【００１５】希釈水としては冷水、温水のいずれも使用
することができるが、水温が低過ぎると廃糖蜜の溶解度
が低下することによって溶解速度が低下し希釈の所要時
間が長くなり、得られる希釈液の液温が低くなって発酵
処理の期間が長期化する。また、希釈水温が高過ぎても
希釈液温が有用微生物の生存に不適当な高温となるので
処理期間が長期化する。従って、希釈後の液温が有用微
生物が有効に機能できる２０〜３０℃となるようにやや
加温した温水を用いることが好適である。発酵の完了は
発酵液表面に酵母の層が形成されることによって検知で
きる。

【００１６】本発明においては、先に述べたように、廃
糖蜜或いはその希釈液に直接腐葉土を投入して発酵させ
ることができるが、予め種菌培養液を製造し、この種菌
培養液を用いて発酵を行なうと発酵に長期間を要するこ
となく安定した発酵を行なうことができる。種菌培養も
前記肥料製造のための発酵と同様廃糖蜜或いはその希釈
液を培地として使用し、これに腐葉土を投入して有用微
生物を増殖させる。また、本発明の方法によって得られ
た液体肥料自体も種菌として使用でき、その方が好適で
ある。即ち、前回の発酵生成液の少なくとも一部を次回
の発酵の種菌として用いることを繰返すのである。この
場合、製造直後の新鮮なものを用いるのが望ましい。種
菌培養の培養条件は廃糖蜜に腐葉土を投入して直接肥料
を製造する上記の発酵方法と同じである。即ち、糖分濃
度は通常の高糖分廃糖蜜にあっては１０〜２０％程度、
低糖分廃糖蜜にあっては３〜７％程度である。本発明者
はこの範囲であれば腐敗菌等の有害微生物の増殖が抑制
され、有用微生物が選択的に増殖可能であることを発見
した。培養温度も肥料製造のための発酵工程と同様２０
〜３０℃である。培養の完了は前記発酵工程と同じく培
養液表面に酵母の層が形成されることによって検知でき
る。

【００１７】種菌培養液を用いての肥料製造のための発
酵工程の発酵処理の条件も前記直接腐葉土を投入しての
発酵処理の条件も同じである。上記種菌培養液及び肥料
製造のための発酵における有用微生物については、研究
の結果本発明者は後記するようにそれが酵母と乳酸菌と
が共存する複合微生物群であることを発見した。

【００１８】

【実施例】以下、廃糖蜜を使用した肥料の製造方法につ
いて説明する。［実施例１］本実施例では次の手順によって高糖分の通
常の廃糖蜜を利用した肥料を製造する。（１）まず、前記表１の成分組成からなる通常の廃糖蜜
２０リットルをタンクに入れ、２０リットルの水を混合
し攪拌し、水に廃糖蜜を溶解する。ここでは常温の冷水
または、混合後の温度が酵素の活性温度２０〜３０℃と
なる程度の温水を混合する。（２）この廃糖蜜と水を溶解させたタンクに、腐葉土３
０リットルをさらに投入して混合する。この腐葉土とし
ては想思樹（学名：Acacia confusa Merr ）「ショウス
ギ」の周辺から採取した土壌を使用する。（３）腐葉土を投入した後は３０リットルの水を加え、
全体容積を１００リットルとして攪拌する。全体として
廃糖蜜と水と腐葉土の混合割合は容積比（２：５：３）
となるが、多少の増減があっても実施可能である。（４）以後、タンクに蓋をして土壌菌（腐葉土に含まれ
る微生物）の作用によって約２週間発酵させる。１０〜
１４日目頃にブクブクとした状態で泡が発生し、しばら
くすると表面に酵母の層が発生し、この状態で液体肥料
として圃場に散布することができる。

【００１９】［実施例２］本実施例では上記実施例１で
得られた培養液を種菌として肥料を製造する。（１）まず、前記表１の成分組成からなる通常の廃糖蜜
１４リットルを図１に示すようにタンクに入れ、水８３
リットルを混合して希釈する。ここでは常温の冷水また
は、混合後の温度が酵素の活性温度２０〜３０℃となる
程度の温水を混合する。このとき、廃糖蜜と水の混合割
合は容積比（１：５．９２）となる。廃糖蜜と水の混合
比率は約（１：３．５）〜（１：８）の範囲であれば効
率良く適用でき、さらに、範囲外であっても実施可能で
ある。（２）次に、前記実施例１で得られた培養液の上澄み液
３リットルを投入し、タンクに蓋をして約２週間発酵さ
せる。（６）発酵が進行すると表面に酵母が厚さ３〜７
ｍｍで表われる。この状態で液体肥料として圃場に散布
することができる。

【００２０】［実施例３］（１）前記表４の成分組成からなるクロマトグラフ処理
した廃糖蜜３２リットルを図１に示すようにタンクに入
れ、水６５リットルを混合して希釈する。ここでも常温
の冷水又は混合後の温度が酵素の活性温度２０〜３０℃
となる程度の温水を混合する。このとき、廃糖蜜と水の
混合割合は容積比約（１：２）となる。廃糖蜜と水の混
合比率は約（１：２）〜（１：５）の範囲であれば効率
良く適用でき、さらに範囲外であっても実施可能であ
る。（２）次に、前記実施例２で得られた培養液の上澄み液
３リットルを投入し、タンクに蓋をして約２週間発酵さ
せる。（３）発酵が進行すると表面に酵母が厚さ３〜７ｍｍで
表われる。この状態で液体肥料として圃場に散布するこ
とができる。

【００２１】前記方法によって製造した液体肥料を検体
として、この検体から優勢に分離される細菌についての
同定を行なった結果を表５に示す。

【表５】・検査方法検体の一般細菌数を（生菌数）を測定した後（標準寒天
培地，３５℃，２日間培養），培養平板上に優勢に成育
した集落を釣菌して分離菌とした。分離菌について形態
観察及び生理的性状試験を行ない同定した。・試験結果分離菌はLactobacillus Plantarumと同定された。性状
試験結果を表５に示した。なお、検体１ｇ当たりの一般
細菌数（生菌数）は１．５×１０⁷ であった。Lactobac
illus （乳酸桿菌）は糖を発酵して主に乳酸を生成する
グラム陽性桿菌で、乳酸菌や穀物等の食品、サイレー
ジ、動物の腸管等から分離される。

【００２２】次に、検体から優勢に分離される酵母につ
いての同定を行なった結果を表６に示す。

【表６】・試験方法検体の酵母数を測定した後（ポテトデキストロース寒天
培地，２５℃，７日間培養），培養平板上に優勢に成育
した集落を釣菌して分離酵母とした。分離酵母について
形態観察及び性状試験を行ない、文献，を参考にし
て同定した。・試験結果分離酵母はCandida validaと同定された。性状試験結果
を表６に示した。なお、検体１ｇ当たりの酵母数は８．
０×１０³ であった。Candida は子嚢菌系の不完全菌酵
母である。栄養細胞は主として球形、楕円形、円筒形、
伸長形となり、多極出芽で増殖し、分裂子及び射出胞子
を形成しない。自然界に広く分布し、土壌、大気、水等
の一般環境や、植物、食品のほかヒトを含む動物からの
分離例が知られている。・参考文献 Kurtman.C.P.and Fell.J.W : "The Yeasts,A Taxo
nomic Study" 4th edition(1998) Elscvier Science B.
V. Barnett.J.A., Payne,R.W.and Yarrow,D.: "Yeasts:
Characteristics and identification" 3rd edition (2
000) Cambridge University Press.

【００２３】この検査結果に示すように、本発明によっ
て製造した肥料には乳酸菌、酵母菌が繁殖していること
が示されている。そして、乳酸菌が優位性をもって発酵
するために異臭が発生せず、長期保存が可能となる。す
なわち、廃糖蜜という糖度の高い液体の中で増殖するこ
とのできる微生物しか生きのびることができない為、腐
敗菌は優位性をもって働かず、上記のように乳酸菌、酵
母菌が繁殖する。

【００２４】以上、本発明の実施の形態を説明してきた
が、本発明の具体的な構成は本実施の形態に限定される
ものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更
等があっても本発明に含まれる。例えば、前記腐葉土の
代わりとしてSaccharomyces 、Candida 、Pichia、Zygo
saccharomyces 、Schizosaccharomyces 、Hanseniaspor
a 、Dekkera 、Kluyveromyces 属のいずれかの酵母菌を
使用し、それに乳酸菌を加えて発酵させ、同様の肥料を
製造することも可能である。また、水の混合割合、腐葉
土の混合割合については、実施例の範囲に限らず、ある
程度の範囲をもって実施することができる。さらに、前
記実施例では想思樹の根元から採取した土壌を使用した
が、他の土壌を使用する場合であっても本発明に含まれ
る。

【００２５】

【発明の効果】請求項１〜５記載の廃糖蜜を利用した肥
料の製造方法においては、腐葉土に含まれる土壌菌の作
用によって発酵させるので、特別の装置等を必要とせ
ず、比較的安価にしかも容易に肥料を製造することがで
きる。また、種菌培養液を予め製造すれば、濃度の濃い
培養液によって効率良く発酵が行なわれ、比較的短期間
に多量の廃糖蜜を処理することができる。腐敗菌が優位
性をもって増殖せず、乳酸菌・酵母菌が繁殖するので、
異臭がせず、有機物を多量に含んだ良質の肥料が得られ
る。そして、有効な微生物を多く含む想思樹の根元から
採取した土壌を使用すれば、発酵が効率良く行なわれ
る。

【００２６】また、請求項６記載の肥料においては、腐
葉土に含まれる土壌菌の作用によって発酵させたので、
廃糖蜜を肥料として有効利用することができる。また、
廃糖蜜に含まれる糖分を分解するので有機物を多量に含
んだ良質の肥料が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】肥料の製造方法を示す説明図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃糖蜜に腐葉土を混合し、腐葉土に含ま
れる土壌菌の作用によって発酵させて発酵生成液を得る
ことを特徴とする肥料の製造方法。
【請求項２】廃糖蜜に腐葉土を混合し、発酵させて種
菌培養液を製造し、次いで前記種菌培養液を廃糖蜜に混
合して発酵させて発酵生成液を得ることを特徴とする肥
料の製造方法。
【請求項３】前記請求項１乃至２記載の方法によって
得られた発酵生成液の少なくとも一部を種菌として用
い、この種菌を廃糖蜜に混合して発酵させて発酵生成液
を得、順次前回の発酵生成液の少なくとも一部を次回の
発酵種菌として用いることを特徴とする肥料の製造方
法。
【請求項４】廃糖蜜として水で希釈した希釈廃糖蜜を
用いることを特徴とする請求項１、２又は３記載の肥料
の製造方法。
【請求項５】前記腐葉土が想思樹の根元から採取した
腐葉土であることを特徴とする請求項１、２、３又は４
記載の肥料の製造方法。
【請求項６】請求項１乃至５記載の方法によって得ら
れる廃糖蜜を利用した肥料。