WO2016121542A1 - 抗酸化機能性酒、酒類のアセトアルデヒド低温除去方法、還元発酵方法及び酸化還元醸造法、並びにその装置 - Google Patents

Abstract

アルコールの還元発酵技術によって生産されるアセトアルデヒドの少ない抗酸化機能性水素ウル卜ラファインバブル酒を提供する。 方法は各種の酒類に対し、微生物の酸化条件による繁殖促進と還元発酵技術をベースに、酸化還元醸造の方法と装置を提供する。　アルコールの還元発酵技術は、生成されるピルビン酸の酸化分解を抑え、アルコールデヒドロゲナーゼを活性化し、中間生成物であるアセトアルデヒドからアルコールの生成を促進し、アルコール発酵の期間中に残存するアセトアルデヒドも水素ウルトラファインバブルのガス交換機能により除去する。　この技術は、発酵促進並びにアルコール収率を高め、アセトアルデヒド含有量を低減し、酒の新しい香気、まろやかな味覚、酒の抗酸化機能性を高める。

Description

抗酸化機能性酒、酒類のアセトアルデヒド低温除去方法、還元発酵方法及び酸化還元醸造法、並びにその装置

　抗酸化機能性酒、酒類のアセトアルデヒド低温除去方法、還元発酵方法及び酸化還元醸造法、並びにその装置に関する。

従来の技術

　発酵醸造技術では、用水の水質が最重要で、厳格に鉄分が少なく、マンガンを含まない、水の良い所に醸造所が建てられた。硬水では発酵が早く進み、軟水では発酵が遅く進む。
　清酒、ぶどう酒、焼酎、ウイスキー、ブランデー、ビール、いずれも原料は異なるが、糖化してグルコースを生成し、グルコースに酵母菌を用いて発酵を行う。
　清酒の発酵は、米を原料として麹菌の糖化の作用と酵母菌のアルコール発酵によって行われ、発酵の条件には麹菌による好気条件下における糖化の促進方法、アルコール発酵発酵時の菌の増殖と呼吸に伴う還元条件の醸成と管理などが重要である。
　ぶどう酒及びブランデーの発酵は、ブドウ果実のグルコースを酵母菌によってアルコール発酵を行うが、アルコール発酵時の菌の増殖と呼吸に伴う還元条件の醸成と管理が重要である。
　焼酎の発酵は、米、麦、甘藷を原料として、麹菌の糖化と酵母菌のアルコール発酵によって行われ、アルコール発酵発行時の菌の増殖と呼吸に伴う還元条件の醸成と管理が重要である。
　ウイスキーの発酵は、大麦を発芽させ、麦芽の乾燥とスモークを行って粉砕し、麦芽のグルコースを酵母菌によってアルコール発酵を行う。麦芽の製造とアルコール発酵時の菌の増殖と呼吸に伴う還元条件の醸成とその管理が重要である。
　ビールの発酵も大麦を発芽させ、麦芽のグルコースを酵母菌によってアルコール発酵を行う。ビールにおいてもアルコール発酵時の菌の増殖と呼吸に伴う還元条件の醸成と管理が重要である。
　このように各酒種によって、糖化の部分は相違するが、アルコール発酵はいずれも酵母菌によっている。この糖化と発酵の部分は微生物の活動や原料の自家発酵を用いるので、生物化学的な条件設定が発酵の速度、アルコール収率などに重大な影響を与える。
すなわち、その条件設定に係る労働が、発酵を左右する技術のノウハウなのである。
　酒類は嗜好性が強いので、微妙な香り、味の変化を重視する上、微生物を相手にするので、麹の良し悪し、発酵槽の温度、撹拌、タイミングの取り方など、多岐にわたって長年の経験と勘が技術の中枢をなしている。
　したがって、発酵管理の多くは、良好な自然条件をいかに引き出すかに重点があり、施設としては、無菌条件、防菌技術、精密な温度管理、撹拌、その他の作業の機械化など、微生物の育成に関する部分では自動化され、近代化されているものの、微細気泡の酸化処理による微生物活動の活性化や還元処理によるアルコール発酵の活性化技術は導入されていない。
また、醸造酒では中間生成物として発生する有害なアセトアルデヒドの除去も蒸留法以外に行われず、自然の発酵の進行にまかされている。

特許文献１は、当発明者の発明で、「水素水そのもの」を特許とした最初の発明で、発明の名称は「食品等の還元性水素水とその製造方法並びに製造装置」である。
方法は水へ水素ガスを吹き込み、撹拌して還元性の水素水を生産する技術である。本発明の還元処理に使用することができる。特許第２８９０３４２号として認定されている。

特許文献２は、当発明者の発明で、機能性水素水の微細気泡による生産を特許とした最初の発明で、発明の名称は「水素ガス及び酸素ガスの減圧・加圧溶解方式のコロイド溶液による自動酸化・還元処理システム」である。方法は水の減圧状態にガスを添加してポンプで撹拌してキャビテーションを起こし、加圧により微細気泡を発生させる。本発明の酸化・還元処理に使用することができる。特許第３８４３３６１号として認定されている。

特許文献３は、当発明者の発明で、発明の名称は「フリーラジカル消去性水素溶液製造装置」である。方法は水にエジェクターで水素ガスを添加して磁場を有する撹拌子で撹拌して磁場キャビテーションを起こし、抗酸化性を有する水素マイクロバブル水を生産する方法であり、特許第４３０９４６５号として認定されている。
本出願では磁場を用いず、ウルトラファインバブルの超微細気泡が抗酸化性の機能の発生源であり、気泡のサイズに相違が有り、抗酸化性のメカニズムが特許文献３と基本的に相違している。

特許文献４は、当発明者の発明で、発明の名称は「粘性溶液の水素コロイド及び水素ラジカルコロイドとその生産方法並びに生産システム」である。方法は狭い撹拌室でエジェクターで水素ガスを添加して磁場を有する撹拌子で高速撹拌して磁場キャビテーションを起こし、マイクロバブルを発生させ、粘性溶液に抗酸化機能性を与える方法である。

特許文献５は、当発明者の発明で、発明の名称は「真空キャビテーションによるナノバブル製造方法とナノバブル水製造装置」である。方法はポンプ２台を用い１次ポンプとエジェクターで微細気泡を発生させ、１次ポンプより吸引排出力の大きい２次ポンプで減圧真空を発生させ、微細気泡を膨張させて真空破砕して１μｍ以下のサイズを中心とするナノバブルを製造する。本発明の酸化・還元処理に使用することができる

特許公開平０８−０５６６３２ 特許公開２００４−３４４８５９ ＷＯ２００７／１１６８８９ 特許公開２００８−２７９４２４ 特願２０１４−１８３６５８

　飲酒によりアルコールは肝臓でアセトアルデヒドへと変化し二日酔いの原因になっている。肝臓では酸化条件下であるので、

の反応が起こり、アセトアルデヒドの急速な増加が肝臓を傷め、二日酔いを起こす結果を招いている。すなわち、いずれの時代の社会でも、過剰な飲酒は生活習慣病として糖尿病引き起し、果てはアルコール中毒を引き起こして人生の後半を暗いものにする悲劇を多く目にする。
　これを防ぐためには、アルコールは還元条件に於いては急速にアセトアルデヒドを増加することはないので、肝臓においても、アルコール進入時に一時的に還元条件を与えれば、アセトアルデヒドの急速な増加を抑え、肝臓におけるアセトアルデヒドの集積は起こらない。その後アルコールを徐々に分解することが可能と考えられる。そのため、酒類へ予め還元処理を行って飲酒時に肝臓へ最初に入る組織での酸化条件を軽減することが必要と考えられる。そこで、抗酸化機能性の水素のウルトラファインバブル還元酒を利用することが課題の一つである。

　酒類には、人体に有害なアセトアルデヒトが残存している。このアセトアルデヒドの除去には、発酵中の還元条件が完全であればアセトアルデヒドがアルコールへと効率的に変化してゆくが、還元条件が不完全であれば多量のアセトアルデヒドが残存する。
　これを除去するために一般的には、蒸留酒として、アルコールとアセトアルデヒドを分溜する技術がある。しかし、高温で分溜すると酒本来の香気も除去されてしまう。
　そこで、醸造酒としては発酵槽の中を自然条件で、できるだけ強い還元条件で発酵させ、アセトアルデヒドの少ない酒類を生産するのが従来の技術のノウハウであった。
　本発明では、水素ガスを加えてアルコール発酵を強制的に還元条件にしてアセトアルデヒドをアルコールへと変化させる技術であり、さらに残存するアセトアルデヒドを低温でガス交換により揮散させる技術によって低アセトアルデヒド酒類とする技術の課題である。

　アルコール発酵では、糖化→酒母の添加→酵母の増殖→アルコール発酵の順に工程が進行する。酵母の増殖の段階は酸素呼吸をするので好気的条件が良好であり、酵母の発育に空気又は酸素の微細気泡による酸素の供給が必要である。
　即ち、糖化→酒母の添加→酵母の増殖の段階では、酸化条件で推移し、アルコール発酵の段階は還元条件で推移する。特に重要なのは、アルコール発酵時の低還元電位の強さである。アルコール発酵の化学反応式は化学式１に示す通りである。

　原料であるグルコース１分子から、酵母の発酵酵素により２分子のエチルアルコールと２分子の炭酸ガスを生成する。
　化学式１の発酵の詳細な分解過程は３段階で行われている。
第一段階では、化学式２に示すよう１分子のグルコースが解糖系の複数の酵素によって２分子のピルビン酸に分解される。
　この反応は、同時に、正味２分子のＡＤＰをＡＴＰに変換し、２分子のＮＡＤ＋をＮＡＤＨに変換する。この段階は、動物や植物の解糖経路や酸素呼吸の経路とも共通している。

第二段階からがアルコール発酵特有の反応になる。
第２段階では、化学式３に示すように、糖１分子のピルビン酸から１分子の二酸化炭素が取り除かれ、アセトアルデヒドがつくられる嫌気呼吸が進行する。
この反応は、化学式３に示すように還元条件でピルビン酸デカルボキシラーゼが触媒する。酸化条件下では好気呼吸が進行し、ピルビン酸は酸化分解して炭酸ガスと水になる。

第３段階では、化学式４に示すように、アセトアルデヒドは還元型ＮＡＤＨの電子によって速やかに還元されエタノールとなる。
この反応は、アルコール脱水素酵素（アルコールデヒドロゲナーゼ＝本来、アルコールを酸化してアセトアルデヒドにする反応を触媒する酵素。）が還元条件下でアセトアルデヒドからアルコール生成反応に触媒してアルコールを生成する。

多くの酵母では、アルコール発酵は嫌気条件でのみ進行し、好気性の条件下であればピルビン酸を完全に分解して水と二酸化炭素に変え反応が起こり、アルコールの生成が減少する。
すなわち、通常の発酵法では酸素呼吸によりアルコールの収率の低下が起こっている。
　こうした理由から、アルコール生成反応は還元条件下で早く進行する。その結果還元条件での発酵がアルコールの収率を高めるので還元処理技術が必要と考えられる。
　そこで、酸化・還元醸造技術の確立が一つの課題であり、また、各種酒類の発酵工程で、どの部分にどのような方法で、酸化処理、還元処理を行うかが課題である。

　抗酸化機能性水素ウルトラファインバブル酒。
　二日酔い抑制法として、醸造酒、蒸留酒双方に対し、水素ガスの１μｍ以下の超微細気泡をアルコール貯留槽へ送り、酒類に抗酸化機能性の還元ラジカルを与える技術である。
　装置は、共鳴発泡と真空キャビテーションによる水素の微細気泡ウルトラファインバブルの噴流循環処理装置を用いる。また、酒類は水素のウルトラファインバブルによって、水のクラスターが小さくなる結果、表面張力が小さくなることと、アルコールの刺激味が水素のウルトラファインバブルによってマスクされることから、極めてまろやかな味に変化する。

　低温アセトアルデヒド除去方法
　醸造酒、蒸留酒双方に対し、還元性の水素ガス、窒素ガス、炭酸ガス等の１μｍ以下の超微細気泡をアルコール発酵槽又は、貯留槽へ送り込んで、ガス交換によってアセトアルデヒドを揮散させる技術である。
　装置は、抗酸化機能性水素ウルトラファインバブル酒と同様、共鳴発泡と真空キャビテーションによる水素の微細気泡ウルトラファインバブルの噴流循環処理装置を用いる。

　還元発酵方法
　アルコール発酵において、酵母を増殖させてからアルコール生成に至る段階で、ピストンポンプと水素の微細気泡理装置を用い、発酵槽内を急速に強制還元処理を行って、アセトアルデヒドを還元してアルコール生成を促進する技術である。
この技術の要は、酸化条件と還元条件変換の時期的判断と酸化・還元レベルの迅速な変換が鍵である。
　方法は、浄化した水素ガスをピストンポンプと水素の微細気泡理装置を用い、発酵槽内を超微細気泡（マイクロバブル）で発酵槽内を循環飽和させる方法で、発酵槽内が瞬間的に強還元状態となり、アセトアルデヒド脱水素酵素とアルコール脱水素酵素が順調にアルコール生産の方向へ作用することにより、糖を効率良くアルコールへ変換すると共に、中間生成物のアセトアルデヒドも併せて減衰させる効果がある。
　装置は、ピストンポンプと、水素供給装置と、水素にマイクロバブルを発生するエジェクターとからなり、これらシステムとアルコール貯留槽間の酒類循環システムを使用して処理する技術組み立てた。

　酸化還元醸造法
１）原料準備工程
　アルコール発酵においては、蒸煮工程を含むため、原料に含まれる成分の酸化が香気成分に影響するので、品質に大きな影響を有する。
　これを防止するため、原料の蒸煮前に原料を水素ウルトラファインバブル処理水に浸漬して原料組織内の還元条件を施し、蒸煮工程での成分の酸化を抑え、清透な香気を醸成する。
２）酒母製造工程
　酒母の作成では、酵母の増殖に多くの酸素を必要とすることから、酒母槽へ空気又は酸素のマイクロバブルをピストンポンプと水にマイクロバブルを発生するエジェクターで、空気を送入循環させて、健丈で高い濃度の酵母を含む酒母を作成する。
３）醪醸造工程
　アルコール発酵においては、酒母添加の初期は空気のマイクロバブルをピストンポンプと水にマイクロバブルを発生するエジェクターで、空気を送入循環させて、酵母の増殖を促進する。但し、火入れ菌発生の危険がある場合はこれを削除する。
　酵母が十分増殖した段階で、ピストンポンプと水素供給装置と水に水素のマイクロバブルを発生するエジェクターで、水素ガスによる急速還元処理を行い、還元発酵を行う。
４）醪絞り後の工程
　醪を搾り、生酒を生成した段階で、生酒貯留槽と水素ウルトラファインバブル処理装置を連結して、循環還元処理を行い、生酒に火入れ菌、酢酸菌の侵入を阻止し、酒の酸敗防止と、生酒としての保蔵性を高め、酒類を抗酸化機能性酒として健康に良い酒を提供する。

　醸造酒、蒸留酒双方に対する低温アセトアルデヒド除去は、人体に有害な酒類のアセトアルデヒドを減少させ、肝臓の保護を行う他、アセトアルデヒドの除去作業自体が、還元ラジカルを有する水素ウルトラファインバブル酒を生産するので、生体内で抗酸化機能を発揮し、飲用に伴い生体内でのアセトアルデヒド生産を抑制し、二日酔いし難い酒となり、酒類の表面張力が小さくなり、アルコールが水素のバブルにマスクされてまろやかになり、香気は刺激臭の強い沸点の低い成分が減少し穏やかな香気になる。
　また、この抗酸化機能は、酒に「百薬の長」としての従来の酒以上の機能を与え、活性酸素消去機能に基づく成人の疾病予防やアンチエイジを楽しむことを可能とする。

　酸化還元醸造法は、原料の還元水浸漬処理により、成分の酸化による褐変や機能性分減少の防止、脂質の酸化臭発生防止など、酒の香気をスッキリとする効果がある。
　酒母の汲み水の酸化水処理は、酵母の増殖を速め、強健な微生物による発酵機能の向上を図る効果がある。
　還元発酵における水素マイクロバブル処理による強還元処理は、酵母の酵素をアルコール発酵へ向かわせ、アルコール発酵機能を高め、アルコール収率を向上させる他、他の腐敗菌の侵入を防止して、火落菌による変敗防止や、製品の酢酸菌による酸敗防止の効果を有している。醸造酒では生酒で出荷することも可能で、その熟成にも大きな効果を有している。

小規模醸造実験における簡易酸化還元処理装置 窒素又は、炭酸ガス又は、水素ガスによる酒類のウルトラファインバブル噴流循環処理装置図 ピストンポンプとスパイラルミキサーによる酒母・醪の酸化・還元発酵処理装置図 日本酒製造の酸化・還元醸造工程における酸化・還元処理の適用図 ワイン製造の酸化・還元醸造工程における酸化・還元処理の適用図 焼酎製造の酸化・還元醸造工程における酸化・還元処理の適用図 ウイスキー製造の酸化・還元醸造工程における酸化・還元処理の適用図 ブランデー等蒸留酒製造の酸化・還元醸造工程における酸化・還元処理の適用図 ビール製造の酸化・還元醸造工程における酸化・還元処理の適用図

［符号の説明］
１　蒸留酒の熟成タンク・貯留木樽
２　醸造酒の発酵槽又は、熟成タンク・貯留木樽
３　ガス供給装置
４　共鳴発泡と真空キャビテーションによるウルトラファインバブル発生装置
５　ピストンポンと共鳴エジェクターと共鳴発泡装置による酒母・醪の還元処理装置
６　スパイラルミキサー
７　吸引循環パイプ
８　吐出循環パイプ
９　気泡微細化処理後の噴出酒
１０　醸造中の醪又は、熟成中の醸造酒又は、熟成中の蒸留酒
１１　発酵槽、熟成タンク、木樽の排気用防虫・防塵ガス抜き開閉装置
　＜ガス供給系の符号＞
１２　ガスボンベ
１３　ガス元栓
１４　ガスボンベガス圧計
１５　ガス圧減圧バルブ
１６　ガス圧減圧計
１７　ガス流量計
１８　ニードルバルブ
１８　ガス洗浄装置
２０　ガスリードパイプ
　＜真空キャビテーション装置、醪還元処理装置の符号＞
２１　共鳴エジェクター
２２　共鳴発泡装置
２３　共鳴発泡用１次ポンプ
２４　真空キャビテーション用２次ポンプ
２５　醪処理用ピストンポンプ
２６　装置の電源
［発明を実施するための最良の形態］
＜アセトアルデヒドの除去と抗酸化機能性を有するウルトラファインバブル水素酒の製造方法＞

　抗酸化機能性酒は、酒類に強制的に水素ガスのウルトラファインバブルを発生注入して、酒類を水素ガス微細気泡の過飽和状態を形成し、還元ラジカル機能を付与したものである。
　ウルトラファインバブル処理によるガス交換は、アルコールに含まれる沸点の低い、アセトアルデヒドや刺激臭の強い揮発性の香気成分、刺激性香気成分等と置換して揮散させ、１０~６０分の処理時間でも、刺激臭の少ない芳香へ変化することが判明した。
　水素によるウルトラファインバブル処理においては、通常アルコールの水酸基（−ＯＨ）は舌に強い刺激味を与えるが、過飽和の水素を含有するウルトラファインバブルによりマスクされて、１０~６０分の処理時間でも、刺激味のないおとなしい味に変化することが判明した。また、香気も沸点が低く、刺激臭の強い成分が減少しおとなしい香気になった。
　さらに、酒類の水素ウルトラファインバブル処理は、酒類を−６００ｍＶ以下の強還元状態に変化させるが、ナノサイズの微細気泡は水素の過飽和状態となり、微細気泡の物質に対する反応性が高まり、酒類の成分が抗酸化機能を獲得して、ＤＰＰＨラジカル消去能が発生することが判明した。
　生産方法は、蒸留酒の場合は、蒸留後の貯留タンク１又は、貯留木樽１を用い、醸造酒の場合は、貯留タンク１又は、アルコール発酵槽２及び、循環パイプ７、８及び、ウルトラファインバブル処理装置４と連結して、１０~１２０分程度水素ウルトラファインバブルを加えて循環処理し、酒類を水素ガスの過飽和状態となり、水素によるウルトラファインバブルは抗酸化機能を有する還元ラジカルを発生する。
　処理によって、アルコールに含まれるアセトアルデヒド等の揮散性の香気がガス交換によって酒類から揮散し除去される。二日酔いの原因ともなるアセトアルデヒドを更に低減するためには、さらに６０分以上の長時間循環処理を行い、目標の水準に達するまでこれを行う。
　このように、酒類の水素ガスウルトラファインバブル処理によって、処理時間１０~６０分の短時間でも、ガス交換により、アセトアルデヒドが減少し、香気の刺激臭も減衰してスッキリした香気になり、アルコ−ルの刺激味となる水酸基がマスクされてまろやかになり、健康の増進にも有効な活性酸素の消去能が発生し、抗酸化機能性酒になることが確認された。
　このアセトアルデヒドの除去に用いるガスは、水素ガスの他、窒素、炭酸ガスによる同様の処理によってもガス交換機能を有し、同様の効果を有しているが、水素のウルトラファインバブル以外では、還元ラジカルの発生は起こらない。
＜アセトアルデヒドの除去と抗酸化機能性を有するウルトラファインバブル水素酒製造装置＞

　還元ラジカルを発生するウルトラファインバブル処理は、図２に示す酒類のウルトラファインバブル噴流循環処理装置を用いる。
原理は酒類の熟成タンク・貯留木樽１と、醪を吸い出し処理装置へ送り出す１次ポンプ２３と、共鳴発泡装置２２と２次ポンプ２４による真空キャビテーション装置を接続して循環させる。
酒類のウルトラファインバブル酒製造装置は、酒類の貯留タンク１と、共鳴発泡と真空キャビテーションによる装置を組み合わせたシステム装置である。
　装置は１次ポンプ２３で貯留タンク及び木樽の溶液を吸い出し、共鳴エジェクター２１に噴出させ、気液混合液を共鳴発泡装置２２で共鳴発泡させ、発生させた均一なマイクロバブルを、吸引力の強い２次ポンプ２４で真空を発生させ、微細気泡マイクロバブルを数十倍に膨張させ、これを真空キャビテーションにより破細し、２度の破砕作業よって、水素の超微細気泡ウルトラファインバブルを発生する装置である。
　構成は、貯留タンク１又は、貯留木樽１と循環パイプと共鳴発泡装置と真空キャビテーション装置を連結したシステムで、貯留する酒類に放出循環させ、貯留酒類全体を水素ウルトラファインバブルで満たす。
　機能は、ガス交換によるアセトアルデヒドの除去と　アルコール発酵は、原料であるグルコース１分子から、酵母の発酵酵素により２分子のエチルアルコールと２分子の炭酸ガスを生成するが、詳細な分解は３段階で行われている。
（１）１分子のグルコースを解糖系の複数の酵素によって２分子のピルビン酸に分解する反応。
（２）アセトアルデヒド脱水酵素で、ピルビン酸から１分子の二酸化炭素が取り除かれ、アセトアルデヒドを生成する反応。
（３）アルコール脱水素酵素で、アセトアルデヒドからアルコールを生成する反応。
　これらの反応のうち、アセトアルデヒド脱水素酵素は、還元条件下でピルビン酸からアセトアルデヒドを生成する。アルコール脱水素酵素は、還元条件下でアセトアルデヒドからアルコールを生成する。
　即ち、急速な還元条件の設定がなければ、かなり多くのグルコースが炭酸ガスと水に分解され、無駄を生ずることになる。そこで強い還元条件になれば、アルコール脱水素酵素の作用がでアセトアルデヒドからアルコールを生成する反応を促進するのでアルコール生成機能が旺盛になる。
　また、急速な還元条件の設定は、火落菌の活動を阻止し、発酵中の腐敗や悪臭の付着を防止する機能がある。
　さらに、清酒やぶどう酒の生酒の酢酸菌繁殖を抑制するので、保蔵中に酸味の増加せず、生酒のまま出荷を可能とする。（酒類の酸敗防止）
　従って、本発明では十分な酵母菌数を確保した段階で、前記還元処理を行い、急速な還元条件の創出により、還元発酵を行ってアルコールの生成促進とアルコール収率を向上させる。還元発酵で生産された酒は、強い還元作用を有する抗酸化還元酒となる。
＜水素ウルトラファインバブル酒処理装置＞

　図２は、還元ラジカル、を発生させるウルトラファインバブル噴流循環処理装置である。
　この装置によるウルトラファインバブル処理は、ナノサイズの均質な微細気泡の生成が可能であり、水素の酒類のウルトラファインバブル処理により、発生した微細気泡は還元ラジカルを発生し、酒類に強い抗酸化機能を発生させることが判明している。
　貯留タンク１は処理中に供給した水素ガスと発酵による炭酸ガスがタンク上部に貯留するので、タンク上にガスを排気する防虫・防塵を施したガス抜き開閉装置１１を設置する。
＜還元発酵技術＞

　発酵槽の還元処理は、図３の醪の酸化還元醸造装置を用いる。ピストンポンプ５とスパイラルミキサー６と、発酵槽１で仕込み中の醪９を循環パイプ７で吸い出し、窒素ガス又は、炭酸ガス又は、水素ガスの浄化ガスの供給装置２からの、窒素ガス又は、炭酸ガス又は、水素ガスを、ピストンポンプ５とスパイラルミキサー６に接続する共鳴エジェクター２１で注入して水素ガス又は、窒素ガス又は、炭酸ガスの１次微細気泡（５０μｍ以下の気泡が中心）のマイクロバブルを発生させる。
　アルコール発酵は、原料であるグルコース１分子から、酵母の発酵酵素により２分子のエチルアルコールと２分子の炭酸ガスを生成するが、詳細な分解は３段階で行われている。
（１）１分子のグルコースを解糖系の複数の酵素によって２分子のピルビン酸に分解する反応。
（２）アセトアルデヒド脱水酵素で、ピルビン酸から１分子の二酸化炭素が取り除かれ、アセトアルデヒドを生成する反応。
（３）アルコール脱水素酵素で、アセトアルデヒドからアルコールを生成する反応。
　これらの反応のうち、アセトアルデヒド脱水素酵素は、還元条件下でピルビン酸からアセトアルデヒドを生成する。アルコール脱水素酵素は、還元条件下でアセトアルデヒドからアルコールを生成する。
　即ち、急速な還元条件の設定がなければ、かなり多くのグルコースが炭酸ガスと水に分解され、無駄を生ずることになる。また、強い還元条件になれば、アルコール脱水素酵素の作用がでアセトアルデヒドからアルコールを生成する反応を促進するのでアルコール生成機能が旺盛になる。
　また、急速な還元条件の設定は、火落菌の活動を阻止し、発酵中の腐敗や悪臭の付着を防止する機能がある。
　さらに、清酒やぶどう酒の生酒の酢酸菌繁殖を抑制するので、酸味の増加せず、生酒の出荷を可能とする。
　従って、本発明では十分な酵母菌数を確保した段階で、前記還元処理を行い、急速な還元条件の創出により、還元発酵を行ってアルコールの生成促進とアルコール収率を向上させる。還元発酵で生産された酒は、強い還元作用を有する抗酸化還元酒となる。
＜還元発酵装置＞

　図３の醪の還元発酵装置は、アルコール発酵槽１、窒素ガス又は、炭酸ガス又は、水素ガスの浄化ガス供給装置２、窒素ガス又は、炭酸ガス又は、水素ガスの微細気泡の製造を行うピストンポンプとスパイラルミキサーによる醪の還元発酵装置５、発酵槽１とピストンポンプ２５と共鳴エジェクター２１、共鳴発泡装置２２、スパイラルミキサー６との間を繋ぐ循環パイプ７、８からなる。
　浄化水素ガス供給装置３は、ガスボンベ１２、ガスゲージ１４、ガス浄化装置１９、ガス供給パイプ２０で構成されており、その操作は、
（１）ガスボンベ１２のガス元栓１３を開いてボンベのガス圧をガス圧計１４で確認する。
（２）ガス圧減圧バルブ１５を開いてガス圧減圧計１６を見ながら目標とするガス圧に調整する。
（３）ニードルバルブ１８を開いてガス流量計１７を見ながら目標とするガス流量に調整する。
（４）作業終了後は、開始作業同様にガス元栓１３を閉じ、ガス圧減圧バルブ１５を閉にし、ニードルバルブ１８を締めてガス出力が完全に無くなったことを確認して完了する。
　醪の還元発酵装置５は、電源２６、ピストンポンプ２５、エジェクター２１、スパイラルミキサー６で構成されている。
　操作は、電源スイッチ２６を入れて、ピストンポンプ２５を作動させ、アルコール発酵槽１から仕込み中の醪１０を循環パイプ７で吸い出し、浄化水素ガス供給装置３から送られて来る水素ガスをエジェクター２１でマイクロバブル水素醪として、パイプ８で仕込み中の醪１０へ噴射９し、添加する。
仕込み中の酒１０へ添加したマイクロバブル水素醪は、システムの循環操作によって、強還元性を示すようになり、全体が−４００ｍＶ~−６００ｍＶになれば還元発酵が進行する。
＜酒類の酸化・還元醸造技術＞
（１）原料の還元処理

　清酒、焼酎は、米、麦、そば等の穀物や甘藷を蒸煮し、麹菌により糖化を行って、醸造工程に入る。
　特に、米は糠部分の窒素化合物や脂質の混入を嫌うので、研ぎを行う。吟醸酒等では原料の４０％を糠として除外している。その大きな理由は蒸煮の段階で成分が酸化し、脂質の酸化臭や芋臭が酒類の香気に影響を有するからである。
　本発明では、蒸煮前の原料浸漬水には、図２に示すウルトラファインバブル噴流循環処理装置の「共鳴発泡装置と真空キャビテーション装置」４で処理した水素のウルトラファインバブル水を使用し、穀類の内部まで還元条件をセットしておく。
　内部まで還元条件となった穀類は、蒸煮の際、酸化が起こり難く、脂質の酸化臭の発生を防止する。これにより米は真っ白になり、生産された酒の香気がすっきりする。
（２）製麹の促進

　蒸煮原料を３３~３６℃に急冷し、麹菌の胞子を均一に混ぜ、糖化とクエン酸生成を促進する。この製麹は、醪の発酵に大きな影響を有するものであるが、十分な湿気と十分な酸素の供給が必要であり、加湿には共鳴発泡・真空キャビテーションの酸素ウルトラファインバブルの噴霧が最適である。
（３）酵母の増殖促進処理

　アルコール発酵に先立って、酒母の健全な育成が必要である。酒母は酵母が丈夫に発育させることを目的とするので、酒母の汲み水に図２に示すウルトラファインバブル噴流循環処理装置の「共鳴発泡装置と真空キャビテーション装置」で空気又は、酸素のウルトラファインバブル水を使用し、強力な酸化水を供給する。
酵母の増殖速度は、従来の自然増殖の２~３倍の早さとなる。
　酵母の強化には、発酵初期の発酵槽の酸化条件が必要である。発酵槽の酸化処理には、図３に示すピストンポンプとスパイラルミキサーによる醪の酸化・還元発酵装置５で、発酵槽１で仕込み中の酒醪９を循環パイプ８で吸い出し、空気又は、酸素を混入させる。
　ただし、火落菌の発生の可能性がある場合は、発酵槽の酸化処理を取りやめる。
（４）還元発酵促進処理

　発酵槽の還元処理は、図３に示すピストンポンプとスパイラルミキサーによる醪の酸化・還元発酵装置５で、発酵槽１で仕込み中の醪１０を循環パイプ８で吸い出し、ガスを混入させる。
　酵母の繁殖促進には、空気又は、酸素供給装置３から空気又は、酸素ガスを共鳴エジェクター２１で注入し、共鳴発泡装置２２でマイクロバブルを生成し、循環パイプ８発酵槽１へ水素マイクロバブル９として噴射し、発酵槽１へ水素マイクロバブルを循環させて酵母の増殖を促進する。但し、火落菌の発生の可能性がある場合は、発酵槽の酸化処理を取りやめる。
　還元発酵に際しては、同じ装置を用い、用いるガスの種類を変更にて還元発酵を行う。還元発酵のガスは水素ガス、窒素ガス、炭酸ガス何れも発酵促進があるが、還元条件設定には水素ガスが最も優れており、水素ガスを用いればアセトとアルデヒドが急速にアルコールへ変化する。
＜微生物の酸化条件に於ける繁殖促進と還元発酵技術の酸化還元醸造装置＞

　清酒、ワイン、焼酎、ウイスキー、ビール各種の酒類の醸造は、原料の糖・澱粉をグルコースに変えて、酵母菌でアルコール発酵を行う点で共通している。
　問題は、原料には糖・澱粉だけでなく、蛋白、脂質、その他の成分が含まれているのでこれらが、原料調整から、糖化、アルコール発酵の過程で、異種の発生や味覚の変化、酸敗等のアクシデントを起こさないように管理技術が重要である。
　その中で酸化還元醸造法は、工程の中に酸化条件と還元条件を適切に配置して積極的に酸化処理、還元処理を行う醸造法を指している。
（１）清酒、焼酎、ビールの醸造技術では、発酵原料を加熱蒸煮する工程を有している。加熱蒸煮の過程では、原料に含まれる脂質、蛋白その他の成分が、酸化褐変を起こす。
　その酸化褐変の段階で、蒸れ臭、脂質酸化臭、芋臭等が発生して、原酒の香気に影響を及ぼすので、図２に示すウルトラファインバブル噴流循環処理装置の「共鳴発泡装置と真空キャビテーション装置」を用いて強制還元による原料の酸化防止処理が必要である。
（２）種麹の製造、製麹、酒母の製造、酵母の添加等の段階では、微生物の増殖を促す必要から、空気との撹拌による酸化条件を必要としており、古来櫂入れ、櫂回しが行われてきた。すなわち、図２に示す「共鳴発泡装置と真空キャビテーション装置」を用いて強制酸化による微生物増殖促進の酸化促進処理が必要である。
（３）アルコール発酵の段階では、酵母による解糖過程でグルコースからピルビン酸の生成、ピルビン酸の脱炭酸によるアセトアルデヒドの生成、アセトアルデヒドの還元によるアルコールの生成の３段階の反応が必要である。特にアセトアルデヒドの還元によるアルコールの生成は、発酵槽内の条件が還元状態でなければ進行しない。還元条件の設定が必要である。現状の醸造では、酵母の呼吸に伴う還元条件の創出がこの条件を満たしているに過ぎない。このような受動的な還元では炭酸ガスと水の生成が起こってアルコールの収率が低下する。そこで図３に示すピストンポンプとスパイラルミキサーによる醪の酸化・還元発酵醸造装置５を用いて、強制的な急速還元処理が必要である。
　これら加工工程の各段階の酸化還元処理を管理するには、急速な酸化処理、急速な還元処理が必要であり、空気、酸素、水素のウルトラファインバブルの製造装置と発酵槽を連絡循環させる装置が必要である。
ウルトラファインバブルは、酸化ガス、還元ガスを溶液へ極めて迅速に溶解させる機能があり、急速に強制的に酸化処理、還元処理を行うことを可能としている。
　図４~図９には、各種酒類の工程における空気・水素のウルトラファインバブル処理の適用位置を示し、これによる工程毎の空気のウルトラファインバブルによる酸化状態、水素ガスのウルトラファインバブルによる還元状態の必要性の位置を図示した。
　図中では空気のウルトラファインバブルによる酸化状態の設定には赤系の着色、水素ガスのウルトラファインバブルによる還元状態の設定には青系の濃い着色を施した。
　図２に示すウルトラファインバブル噴流循環処理装置の連続酸化・還元処理装置は、アルコール貯留槽１と、空気、酸素、水素ガスの超微細気泡の製造を行う浄化水素ガス供給装置３とウルトラファインバブル製造装置４と、超微細気泡を循環させるパイプ６、７とからなっている。
　操作は、電源スイッチをＯＮにして、１次ポンプ２３でアルコール貯留槽１から用水又は、熟成を要する酒９をパイプ７からウルトラファインバブル製造装置４のポンプで吸い出し、ガス供給装置３から水素又は、空気、酸素を供給しウルトラファインバブル製造装置４でウルトラファインバブルを生成する。
　ウルトラファインバブルの生成方法は、ガス供給装置３のボンベのバルブ１３を開き、ボンベのガス圧をガス圧計１４で確認する。ガス圧減圧バルブ１５を開いてガス圧減圧計１６を見ながら目標とするガス圧に調整する。ニードルバルブ１８を開いてガス流量計１７を見ながら目標とするガス流量に調整する。供給されたガスは、共鳴エジェクター２１で気液混合溶液を形成し、共鳴発泡装置２２でマイクロバブルを生成して白濁する。生成したマイクロバブルは２次ポンプの強力な吸引力によって真空を生じ、気泡が膨張して２次ポンプ２４で真空キャビテーションを受け、超微細気泡ウルトラファインバブルになる。生成するウルトラファインバブルは６％以上の大量の気体を含有するも、白濁しない。
　図３には、マイクロバブルバブル処理装置は、水素、空気、酸素のマイクロバブルによる酒類の酸化・還元処理発酵装置を示した。
　これらの装置により、各種酒類の工程の必要性に沿って、酸化・還元処理を急速に強制的に行う。
　原料又は、醪又は、発酵酒９に対しては、各工程で必要とする各種ガスでマイクロバブル処理を行い、スパイラルミキサー６で均質化し、パイプ７から発酵槽１へ循環させる。ガスの供給手順はウルトラファインバブル製造装置４の場合と同様である。
　循環の方向は、発酵状況を見ながら、技術者の判断に応じて、システムを組み替えて、発酵槽上部の液を吸い出し、発酵槽下部の液へ吐出させる循環させる方向も選択できる。
　原理的には、発酵槽下部の液から発酵槽上部の液へ循環させる場合は、発酵槽上部液面と空気の接触による上部液への空気の影響を排除する方法である。
　発酵槽上部の液から吸引し、発酵槽下部の液へ吐出して循環させる場合は、ナノバブルがゆるやかに液中を上昇する機能を有することから、発酵槽上下の酸化還元条件を揃える上で有利と考える。
　本酸化・還元処理におけるマイクロバブルバブル処理装置は、発酵槽毎に移動設置する方式又は、発酵槽に設置する固定装置による方式、どちらへも対応することが可能である。
＜清酒の微生物酸化条件繁殖促進と還元発酵技術による酸化還元醸造法＞

清酒の酸化還元醸造法の製造工程における処理の詳細は図４に示した。
　清酒の醸造では微生物の繁殖を促進する酸化条件のウルトラファインバブル製造装置処理とアルコール発酵を促進する還元条件のナノバブル処理をどの工程に用いるかが重要である。
　清酒の醸造は、原料の研ぎに始まり、一般酒・普通酒では３割（精米歩合７０パーセント）ほど、吟醸酒では４割以上を磨く。原料の研ぎは含まれる成分の善し悪しに直接影響する。
　工程は図４に示す通り、洗浄浸漬、蒸煮、製麹、醪仕込み、発酵、絞り、濾過、火入れ、熟成、充填の工程を経て、出荷に至る。
　通常、洗浄浸漬は醸造所自慢の名水を用いるが、特別な処理は行わない。しかし、この後に蒸煮の工程を控えており、そのままでは米の成分が酸化を起こしてしまい、脂質の酸化臭や芋臭の発生によって香気に影響が残る。そのために原料の研ぎが重要なのである。
　本酸化還元醸造法の原料洗浄浸漬蒸煮処理は、醸造原料を図２に示す水素ウルトラファインバブル噴流循環処理装置による還元水で洗浄を行い、原料の浸漬を還元水で行い、烝煮時における米の機能性成分の酸化防止による保護と褐変を防止して香気を良くする。
　種麹及び製麹の製造は、菌の繁殖を良好にするため、空気又は、酸素のウルトラファインバブル製造装置による酸化水（図２）を用いて麹菌の繁殖を促す。
　酒母の製造は、酵母の発育を良好にすることと、菌を丈夫に育てるため、醸造用水に空気又は、酸素のウルトラファインバブルによる酸化水（図２）を用いて酵母菌の繁殖を促す。
　仕込みの初期は酵母菌が発酵槽全体に丈夫に発育させる事が重要で、呼吸促進を図るために空気又は、酸素のウルトラファインバブルによる酸化水を用いて酵母菌の繁殖を促す。
　アルコール発酵が始まれば、中間生成物であるアセトアルデヒドをアルコールデヒドロゲナーゼが還元条件でアルコールの生成が進行するので、水素のウルトラファインバブルによる還元処理で発酵槽を急速強制還元する（図３）。
　急速強制還元（図３）は、発酵の未遂で残存するアセトアルデヒドも水素ウルトラファインバブルのガス交換機能により除去してアセトアルデヒドの含量が低下する。
生成された清酒は還元性が強いので酢酸菌の繁殖が抑えられ、酸敗することがない。
　清酒の熟成に対しては、図２のウルトラファインバブル噴流循環処理装置を用いる。
還元ラジカルを発生するウルトラファインバブル処理は、清酒の成分がＤＰＰＨラジカル消去能を獲得し、アセトアルデヒドの含量が少なく、清酒が抗酸化機能性清酒となることが特徴である。
＜ワインの微生物酸化条件繁殖促進と還元発酵技術による酸化還元醸造法＞

ワインの酸化還元醸造法の製造工程における処理の詳細は図５に示した。
　ワインの醸造では微生物の繁殖を促進する酸化条件のウルトラファインバブル処理とアルコール発酵を促進する還元条件のウルトラファインバブル処理をどの工程に用いるかが重要である。
　工程は図５に示す通り、ぶどうの収獲、除梗、破砕、酵母添加、酵母の増殖、発酵、圧搾、後発酵、澱引き、熟成、充填の順に製造される。
　原料の除梗・破砕の段階では、ぶどうの機能性成分の酸化や異臭の発生や酸敗の危険が考えられ、水素のウルトラファインバブルによる還元水（図２）を用いることによりこれを防ぐ。
　酒母の増殖は酸化条件の方が進行が早いので、部分的には酵母増殖の工程で空気又は、酸素のウルトラファインバブルによる処理を行う。しかし、酢酸菌の抑制を要する場合は、全工程で水素ウルトラファインバブル処理を行う方が無難である。
　アルコールの発酵が始まれば、中間生成物であるアセトアルデヒドをアルコールに変えるアルコールデヒドロゲナーゼが還元条件を必要としているので、水素のマイクロバブルによる還元水で発酵槽を急速強制還元し、還元発酵（図３）でアルコールの生成を促す。
　残存するアセトアルデヒドも水素マイクロバブルのガス交換機能により除去してアセトアルデヒドの含量が少なくなる。
生成されたワインは還元性が強いので酢酸菌の繁殖が抑えられて酸敗することがない。
　ワインの熟成には還元ラジカルを発生するウルトラファインバブル処理装置を用いる。図２に示すウルトラファインバブル噴流循環処理装置は、ワインのアルコールにＤＰＰＨラジカル消去能を付与し、ワインに含まれるアントシアニン等の抗酸化機能成分を保護する。
　ワインの還元発酵では、アセトアルデヒドの含量が低く、原酒のウルトラファインバブル噴流循環処理はワインの熟成を速め、味のまろやかさとおとなしい香気を醸成し、ワイン自体は抗酸化機能性ワインとなることが特徴である。
＜焼酎の微生物の酸化条件に於ける繁殖促進と還元発酵技術の酸化還元醸造法＞

焼酎の酸化還元醸造法の製造工程における処理の詳細は図６に示した。
　焼酎は、米、麦、芋など原料が相違するので、発酵工程も清酒の醸造と若干作業内容が相違する。しかし、何れも澱粉の糖化、糖化したグルコースのアルコール発酵の基本的な部分で、清酒の醸造と共通点がある。
　図６に示すように、原料洗浄浸漬（芋では原料洗浄破砕）、蒸煮、製麹、麹仕込、発酵、粕取り、貯留、麹予熱、アルデヒド除去蒸留、フーゼル油除去蒸留、凝縮、アルデヒド除去蒸留、冷却、アルコール貯留、熟成の工程がある。
　原料の洗浄・浸漬は、水素ウルトラファインバブル噴流循環処理装置（図２）で行い、烝煮時における機能性成分の酸化防止による保護と褐変を防止して香気を良くする。
　種麹の製造は、空気又は、酸素のマイクロバブルによる酸化水（図２）を用いて麹菌の繁殖を促し健丈な種麹を製造する。
　酒母の製造は、醸造用水に空気又は、酸素ウルトラファインバブル酸化水（図２）を用いて酵母菌の繁殖を促し健丈な種母を育成する。
　仕込みの初期は空気又は、酸素のウルトラファインバブル（図２）による酸化水を用いて酵母菌の繁殖を促し、酵母の増殖を図る。
　アルコール発酵は、ピストンポンプとスパイラルミキサーによる酒母・醪の酸化・還元発酵処理装置（図３）による還元水で発酵槽を急速還元し、中間生成物であるアセトアルデヒドをアルコールデヒドロゲナーゼの還元発酵でアルコールの生成を促し、仕込み期間と発酵期間の短縮とアルコールの収率を高める。
　還元処理は、残存するアセトアルデヒドを水素ファインバブルのガス交換機能により、低温~常温において除去し、アセトアルデヒドの含量の少ない原酒となる。
　製造した原酒は、蒸留を行う。蒸留後は、木樽で水素ウルトラファインバブル噴流循環処理装置（図２で還元処理を行い（図２）、熟成を促進するとともに、木樽のフェノール化合物等、抗酸化機能性成分を水素ラジカルによって、機能を強化し、還元ラジカル酒としての製品を創出する。
＜ウイスキーの微生物酸化条件繁殖促進と還元発酵技術による酸化還元醸造法＞

ウイスキーの酸化還元醸造法の製造工程における処理の詳細は図６に示した。
　図７に示すように、ウイスキーの醸造工程は、大麦の洗浄・モルトバーン、麦芽製造、発芽停止、乾燥、粉砕、仕込み、発酵、貯留、予熱、アルデヒド除去蒸留、フーゼル油除去蒸留、凝縮、アルデヒド除去蒸留、冷却、樽詰め、熟成の順に進行する。
ウイスキーの醸造は、モルトの育成が重要である。
　原料の大麦の洗浄・浸漬には、空気のウルトラファインバブル噴流循環処理装置（図２）による酸化水を用い、酸化条件下で麦芽（モルト）の育成を行う。
仕込みは、空気のウルトラファインバブル噴流循環処理装置（図２）用いて酵母菌の繁殖を促す。
　アルコール発酵は、ピストンポンプとスパイラルミキサーによる酒母・醪の酸化・還元発酵処理装置（図３）で水素マイクロバブルを飽和し、発酵槽を急速強制還元し、中間生成物であるアセトアルデヒドをアルコールデヒドロゲナーゼの還元発酵でアルコールの生成を促す。
　仕込み当初の空気又は、酸素のウルトラファインバブルによる酸化処理（図２）の効果は、酵母の増殖を促し、仕込み期間を短縮する。
アルコール発酵における水素のマイクロバブル処理（図３）は、アルコールの収率が高まり、残存するアセトアルデヒドも水素マイクロバブルのガス交換機能により除去されてアセトアルデヒドの含量が少ない原酒となる。
　製造した原酒は、蒸留を行う。蒸留後は、木樽で水素のウルトラファインバブル噴流循環処理装置（図２）で還元処理を行い、熟成を促進するとともに、木樽のフェノール化合物等、抗酸化機能性成分を水素ラジカルによって、機能を強化し、還元ラジカル酒としての製品を創出する。
＜ブランデー等蒸留酒の酸化還元醸造法並びに抗酸化機能性の付与方法＞

ブランデーその他の蒸留酒の酸化還元醸造法の製造工程における処理方法は図８に示した。
　ブラデーはワインや果実酒を原料とする蒸留酒である。従って果実酒を製造する過程はワインの製造方法と同様である。蒸留後の工程は蒸留酒に共通的な工程を説明する。
　工程は図８に示す通り、ぶどう（果実）の収獲、除梗、破砕、酵母添加、酵母の増殖、発酵、圧搾、後発酵、澱引き、貯留、予熱、アルデヒド除去蒸留、フーゼル油除去蒸留、凝縮、アルデヒド除去蒸留、冷却、樽詰め、熟成の順に製造される。
　原料の除梗・破砕の段階では、ぶどう及び果実の機能性成分の酸化による異臭の発生や酸敗の危険が考えられ、水素のナノバブルによる還元水を用いることによりこれを防ぐ。
　酒母の増殖は酸化条件の方が進行が早いので、酒母製造の段階で汲み水に空気のウルトラファインバブル噴流循環処理装置（図２）用いて酸化処理を行う。しかし、火落菌・酢酸菌の抑制を必要とする場合は、全工程で水素マイクロバブル処理（図３）を行う方が無難と考えられる。
　アルコールの発酵が始まれば、中間生成物であるアセトアルデヒドをアルコールに変えるアルコールデヒドロゲナーゼが還元条件を必要としているので、水素のピストンポンプとスパイラルミキサーによる酒母・醪の酸化・還元発酵処理装置（図３）で、発酵槽を急速強制還元を行い、還元発酵でアルコールの生成を促す。製造した果実酒は、蒸留を行う。蒸留後は、木樽で水素ウルトラファインバブル噴流循環処理装置（図２）用いて、熟成を促進すると共に、木樽のフェノール化合物等、抗酸化機能性成分を水素ラジカルによって、機能を強化し、還元ラジカル酒としての製品を創出する。
抗酸化機能性還元ラジカル蒸留酒の製造は、いずれも蒸留前は還元発酵を行い、蒸留後は水素のウルトラファインバブル還元処理によって抗酸化機能性を付与する。
＜ビールの微生物の酸化条件に於ける繁殖促進と還元発酵技術の酸化還元醸造法＞

ビールの酸化還元醸造法の製造工程における処理方法の詳細は図９に示した。
　図９に示すように、ビールの醸造工程では、大麦の洗浄・浸漬、麦芽製造、除根、麦芽の仕込み、糖化、濾過、煮沸（ホップを添加する）、発酵、貯留、濾過、熟成、充填の順に進行する。
ビールの醸造では麦芽の育成と、原料の洗浄・浸漬に空気又は、酸素のウルトラファインバブルによる酸化水（図２）を用いる。
麦芽の生長は参加条件を好むので、酸化条件下で催芽後仕込んで糖化を促進し濾過を行う。濾過後は、麦汁にホップ等を加え水素マイクロバブルで還元処理（図３）を行う。
還元処理（図３）は、麦汁やホップ等に含まれる成分の蒸煮による酸化臭の発生を抑える。煮沸を行ってアルコール発酵に導く。
アルコール発酵は、初期は空気のウルトラファインバブル噴流循環処理装置（図２）を用いて酵母菌の繁殖を促し、後期は水素のウルトラファインバブル噴流循環処理装置（図２）を用いて発酵槽を急速強制還元する。
発酵槽の還元処理（図３）は、中間生成物であるアセトアルデヒドをアルコールデヒドロゲナーゼの還元発酵でアルコールの生成を促してアセトアルデヒドの含量を少なくする。還元発酵の発酵液は還元性が強いので酢酸菌の繁殖が抑えられて酸敗することがない。
　ビールの還元熟成（図２）では、水素のウルトラファインバブル噴流循環処理装置（図２）によりビールの成分がＤＰＰＨラジカル消去能を獲得し、抗酸化機能性のビールとなることが特徴である。

実施例１　アルコール発酵における還元処理の影響試験
　１）試験の方法
　還元発酵によるアルコールの生成機能については、温度管理、比較対象の条件設定等、精密を要する条件があるので、図１にしめす室内試験で小規模実験によって実施した。
　装置は、２リットルのビーカーを用い、強力な磁石を有する高速マグネチックスターラーを用い、処理する酵母培養液（グルコース液）１リットルをビーカーに入れ、スターラーの撹拌子を作動させると渦流を発生し、撹拌子が空気の気泡を巻き込むので、培養液水面下に渦流による空気の巻き込みを防止する内蓋を設置した。装置は内蓋の中心から撹拌子の直ぐ上まで、水素ガス供給装置から水素ガスを送る小パイプを設置し、水素ガスを通じて溶液を撹拌することによりビーカー内に水素ガス微細気泡が発生する構造である。
　即ち、還元処理はスターラーの撹拌子を３，０００ｒｐｍの速度で激しく撹拌し、内蓋で空気の巻き込みを防止しながら、水素ガスを培養液に溶解させる簡易装置（図１）を用いた。
　簡易装置の性能は水素ナノバブル装置に大きく劣るが、還元処理による結果は、水素ナノバブル装置を用いた場合の傾向とほぼ同一である。
　簡易還元処理装置を用いて酵母のアルコール発酵段階の炭酸ガスの生成、発酵前後の酸化還元電位の変化を測定した。
（１）酵母は前もって、ＹＰＤ液体培地で培養育成し、酵母の諸菌数が１．０×１０^８になるように調整し、生理食塩水で２度洗浄遠心分離して上澄みを捨て準備した。
（２）グルコース液の還元は、１０％のグルコース液１リットルを用意し、図１に示す簡易酸化還元処理装置を用いて水素ガスの供給を毎分５０ｍｌ、３，０００ｒｐｍで１０分間撹拌して還元処理を行った。対照は無処理の１０％のグルコース液を準備した。
（３）仕込みは、対照の非還元と還元処理の１０％グルコース溶液をそれぞれ１００ｍｌ採取し、３００ｍｌの三角フラスコに入れ、酵母を加えて、ｐＨ、酸化還元電位、重量の測定を行い、発酵管を付けた。
　２５℃の恒温室で６日間発酵させ、その間毎日重量測定を行って炭酸ガス揮散による減量を測定した。減量がアルコールの生成量を示している。
　２）試験の結果
（１）炭酸ガス生成の経過
　炭酸ガスの生成は、Ｃ_６Ｈ_１２Ｏ_６→２Ｃ_２Ｈ_５ＯＨ　＋　２ＣＯ_２↑の式
に見られるように炭酸ガス量がアルコールの生成を示す指標である。そこで、重量の減少によってその減少量を表５に示した。
（２）炭酸ガス生成による重量の減少

　３）試験結果の概要：
発酵源基質重量はグルコース１０ｇであるので、予想されるアルコール及び炭酸ガスの発生量はおよそ４．８ｇである。この差は最初１度の還元処理だけで生じた違いである。
　試験最終日の重量減少量は、還元処理区４．２ｇ対照区４．１ｇでそれぞれが予想量の８７．５％、８４．５％に当たる。
　その経過を見ると、還元処理区の減少量の立ち上がりが旺盛で、平衡に達っした最終日においても還元処理区の減少量が多く、アルコール生成量が多いことが判る。
このように、還元処理はアルコール生成を速め、収率も向上することが判明した。

実施例２　ウルトラファインバブル処理が酒の香気成分に及ぼす影響
　１）試験方法
　試験ではウルトラファインバブル処理（図２）とアルコールの関係でガス交換の効果が現れるのでその代表として焼酎を用いた。
（結果はウイスキー、日本酒、ぶどう酒、ビールでも同様である。）
　焼酎製品５リットルを用い、真空キャビテーションによる水素ウルトラファインバブル処理を１０分、３０分の２回行い、ガスクロマトグラフで香気成分の動向を調べた。
　２）試験結果

　３）試験結果の概要
　ウルトラファインバブル処理による香気成分の減少は、処理時間の長さによって大きな影響を受けている。ガス交換により特に揮発性の高い成分が減少している。
　ガスクロマトグラフによる測定の結果では、揮発性の高いアセトアルデヒド、酢酸エチル、酢酸イソアミルの濃度が大きく低下している。
　他の香気成分、イソブチルアルコール、イソアミルアルコール、ｎ−プロピルアルコールは、あまり減少していない。
　特にアセトアルデヒドは、人体に影響を有する成分であるので、焼酎においては通常は成分ごとの沸点の相違で、アルデヒドを除去するのであるが、醸造酒においては火入れはあるが、蒸留の過程がないので、常温でもガス交換によってアルデヒドを除去することが可能となれば、悪酔いしない、高品質の酒を生産することが可能である。

実施例３　ウルトラファインバブル処理による抗酸化機能性酒の生産
　１）試験方法
　試験ではウルトラファインバブル処理により、アルコールに抗酸化機能性の作用が発生するのでその代表として焼酎を用いた。
（結果はウイスキー、日本酒、ぶどう酒、ビールでも同様である。）
　焼酎製品５リットルを用い、真空キャビテーションによる水素ウルトラファインバブル処理を１０分、３０分の２回行い、生成された酒の抗酸化機能性をＤＰＰＨのラジカル消去能の測定により、その機能性の動向を調べた。
　２）試験結果

　３）試験結果の概要
還元処理をしない無処理区では酸化還元電位は＋２３０ｍＶでＤＰＰＨラジカル消去能は０であった。ウルトラファインバブル１０分処理区は、酸化還元電位は−７００ｍＶでラジカル消去能は１．１８μＭ／Ｌ／ｍｉｎであった。
ウルトラファインバブル３０分処理区は、酸化還元電位は−７５０ｍＶでラジカル消去能は１．４０μＭ／Ｌ／ｍｉｎであった。
　このようにウルトラファインバブル処理によって抗酸化機能があることが確認された。これにより、抗酸化機能性酒の製造をウルトラファインバブル処理によって実施することが可能であることが判明した。

実施例４　抗酸化機能性酒の安定性
　１）試験方法
　焼酎製品５リットルを用い、真空キャビテーションによる水素ウルトラファインバブル処理を３０分行い、生成した酒を分取して、１ヶ月、２ヶ月３ヶ月密栓放置して抗酸化機能の安定性を調べた。抗酸化性の分析はＤＰＰＨのラジカル消去能の測定により行った。
　２）試験結果

　３）試験結果の概要
処理毎の実験エラーが若干あるものの、酸化還元電位は３ヶ月間にやや上昇する程度で、大きな変化はなく、ＤＰＰＨラジカル消去能も１．２３~１．４０の範囲で大きな変化は認められなかった。
データーの上下は実験エラーの範囲と考えられる。
すなわち、水素ウルトラファインバブル処理による抗酸化機能の獲得は長期に持続する事が判明している。

［産業上利用の可能性］
　還元発酵技術は、グルコースからアルコール生成までの一連の酵素作用に大きな影響を有するので、アルコール生成速度を早め、アルコールの収率を高めるので、生産効率を大きく増大させ、アセトアルデヒドを低減する。
　酒類の微生物の参加増殖と還元発酵醸造法は、従来自然に任せてきた醸造技術に、原料の処理段階では還元処理によって加熱処理時の芋臭の発生、脂質酸化臭、褐変など酸化臭発生の要因を軽減するので、清酒、ワイン、焼酎、ウイスキー、ビール各種の酒類の醸造でスッキリした新しい香気を楽しむことを可能としている。
　また、糖化、製麹、酒母製造、酵母繁殖において、空気及び酸素によるウルトラファインバブルの活用は、酸化条件を生み出し、微生物の繁殖を促進し、発酵開始までの処理日数を大幅に縮小し、生産コストを低減する上で重要である。
　ウルトラファインバブル処理は、アルコール生成速度や収率に関与するだけでなく、二日酔いの原因となる酒のアセトアルデヒドをガス交換によって減少させ、酒類の品質を大幅に向上させる。
さらに、ウルトラファインバブル処理による抗酸化機能性の付与は、酒類が健康増進に役立つ薬として再認識され、特に醸造酒である清酒、ぶどう酒においてはアセトアルデヒドの少ない酒として抗酸化機能性を発揮し、「酒は真の百薬の長」としてその重要性が増大する。
　とくに、醸造酒、蒸留酒のウルトラファインバブル処理による還元熟成は、抗酸化機能性が高いので、飲用後の肝臓におけるアセトアルデヒド生成を抑えて二日酔いを防止し、抗酸化機能性が各種の疾病予防の薬効を有するので、薬としての用途が拡大する。

Claims (8)

1. 水素のウルトラファインバブルの還元ラジカルの発生機能によって抗酸化機能性有することを特徴とする醸造酒及び蒸留酒の水素のウルトラファインバブル還元酒。
2. 酒類の貯留槽と、水素供給装置とウルトラファインバブル処理装置とを連絡パイプで連結し、
   貯留槽内の醸造酒及び蒸留酒等の酒類に水素ガスのウルトラファインバブル処理を行い、
   酒類が還元ラジカルを有することを特徴とする醸造酒及び蒸留酒の抗酸化機能性水素還元酒製造方法。
3. 酒類の貯留槽と、ウルトラファインバブル処理装置と、ガス供給装置と、酒類を循環する連絡パイプからなり、
   酒類に水素又は、窒素又は、炭酸ガス等の単独ガス又は、水素、窒素、炭酸ガスの２種以上の混合ガスを用いてウルトラファインバブル処理を行って、
   常温又は低温において各種ガスのウルトラファインバブルによるガス交換機能により、
   含まれる二日酔いの原因であるアセトアルデヒドを除去することを特徴とする
   醸造酒及び蒸留酒の低温アセトアルデヒド除去方法。
4. アルコール発酵槽と、ピストンポンプと、窒素ガス又は、炭酸ガス供給装置と、マイクロバブル発生処理装置とを連絡パイプで連結し、
   発酵槽内へ窒素ガス又は、炭酸ガスのマイクロバブルによる連続循環処理により、
   アルコール発酵槽内への酸素供給を絶ち、
   酵母菌の呼吸に伴う自己の還元条件創出によって、アルコールデヒドロゲナーゼをアルコール生成方向へ向けて活性化し、
   中間生成物であるアセトアルデヒドからアルコールの生成を促進し、
   残存するアセトアルデヒドも窒素ガス又は、炭酸ガスのマイクロバブルのガス交換機能により除去し、
   アセトアルデヒド含有量を低減してアルコール収率を高め、
   強制的に窒素ガス又は、炭酸ガス注入することを特徴とするアルコールの還元発酵方法。
5. アルコール発酵槽と、ピストンポンプと、水素供給装置と、バブル発生処理装置とを連結し、
   水素のマイクロバブルを循環させてアルコール発酵槽内を強制的に急速還元処理を行い、水素マイクロバブルによる連続循環還元処理により、アルコールデヒドロゲナーゼの活動をアルコール生成の方向へ活性化し、
   中間生成物のアセトアルデヒドからアルコールの生成を促進し、
   残存するアセトアルデヒドも水素微細気泡によるガス交換機能により除去し、
   アセトアルデヒド含有量を低減してアルコール収率を高め、
   発酵槽内へ強制的に水素微細気泡を循環させることを特徴とする
   アルコールの水素による還元発酵方法。
6. アルコール発酵槽と、ピストンポンプと、
   窒素供給装置及び、炭酸ガス供給装置及び、水素ガス供給装置と、
   微細気泡の製造を行うマイクロバブル製造装置と、微細気泡濃密均質化装置と、
   微細気泡を循環させるパイプとからなり、
   アセトアルデヒドをアルコールへ変換する発酵を促進してアルコール収率を高め、
   アセトアルデヒド濃度を低減することを特徴とする還元発酵装置。
7. 原料水浸タンク又は、原料ジュースタンクと、浄化した水素ガス供給装置と、共鳴発泡・真空キャビテーションによる水素ガスのウルトラファインバブル装置からなる発酵原料還元処理装置システムと、
   酒母タンクと、浄化した空気又は、酸素ガスの供給装置と、ピストンポンプと、空気のマイクロバブル発生装置とからなる健丈酵母増殖装置システムと、
   アルコール発酵槽と、ピストンポンプと、浄化した水素ガス供給装置と、水素のマイクロバブル製造装置とからなる還元発酵装置システムの各システムを機能させ、
   酒類貯留タンクと、浄化した水素ガス供給装置と、共鳴発泡・真空キャビテーションによる水素ガスのウルトラファインバブル装置からなる還元ラジカル酒製造システムからなり、原料の水浸、加熱に当たっては水素ガスのウルトラファインバブル水を用いて脂質酸化臭、芋臭、成分の褐変・酸化を抑えて香気を澄ませ、
   酵母菌の増殖に際しては空気又は、酸素ガスのウルトラファインバブルを供給して健丈な酵母の増殖を促してその育成期間を短縮し、
   醪の発酵段階では、初期は発酵槽とピストンポンプで作動する空気のマイクロバブル製造装置を連結し、空気の微細気泡を供給して酵母菌数を増加させ、
   菌数が十分になれば、アルコール発酵に切り替え、ピストンポンプで作動する水素のマイクロバブル製造装置で微細気泡を供給して発酵槽内を急速還元し、
   アルコールデヒドロゲナーゼの活性方向をアルコール生産へ向けて活性化すると同時に発酵中の火入れ菌の侵入を防止し、
   アルコール収率を高めると同時にアセトアルデヒド含有量を低減し、
   アルコール発酵が終了し、絞った原酒を水素ガスのウルトラファインバブル装置で還元し、原酒に抗酸化機能を与えて酢酸菌の侵入防止等原酒でも長期保蔵が可能であることを特徴とする酸化還元醸造方法。
8. 原料水浸タンク又は、原料ジュースタンクと、浄化した水素ガス供給装置と、共鳴発泡・真空キャビテーションによる水素ガスのウルトラファインバブル装置からなる原料の還元処理システムと、
   酒母タンクと、浄化した空気又は、酸素ガスの供給装置と、ピストンポンプと、空気のマイクロバブル発生装置とからなる健丈酵母増殖システムと、
   アルコール発酵槽と、ピストンポンプと、浄化した水素ガス供給装置と、水素のマイクロバブル製造装置とからなる還元発酵システムと、
   発行終了段階で、酒類貯留タンクと、浄化した水素ガス供給装置と、水素ガスのウルトラファインバブル装置からなる還元ラジカル酒製造システムからなり
   各種酒類醸造の微生物の酸化条件における繁殖促進と還元発酵技術を同一の発酵槽で実施する事を可能とすることを特徴とする酸化還元醸造装置。

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