JPS6335318B2

JPS6335318B2 -

Info

Publication number: JPS6335318B2
Application number: JP55015905A
Authority: JP
Inventors: Aaru Makumiran Kenesu; Eru Marufueito Jatsukusu; Fusuteieeru Patoritsuku
Original assignee: JENERARU FUUZU Ltd
Current assignee: JENERARU FUUZU Ltd
Priority date: 1979-02-13
Filing date: 1980-02-12
Publication date: 1988-07-14
Also published as: JPS55109496A; CA1110188A

Description

【発明の詳細な説明】食品加工操作からの澱粉性廃水に含まれる栄養
物をモナスカス（Monascus）属微生物による発
酵で除去する。その発酵は微生物蛋白質やモナス
カス色素のような有用な副生物を与えうる。本発明は、発酵による澱粉廃水からの栄養物の
除去及びそれによる有用な生成物の製造を目的と
する。食品加工操作からの澱粉廃水は種々の溶解した
り分散している無機及び有機性物質を含む低濃度
水性物質であり、その主成分は炭水化物である。
この種の代表的な廃水としては米またはバレイシ
ヨのインスタント食品への加工に於いて得られる
が、これらの廃水は通常、天然水系に排出される
が、その廃水の高いBOD値（生物学的酸素要求
量）がこの排出を望ましくないものとしている。
米の澱粉性廃水の化学的特徴は次の第１表に示す
様に様々である：第１表指標（パラメーター）範囲全固形物 1.4から2.3重量％不溶固形物（Suspended Solids）
0.6から1.4重量％全炭水化物 9800から18000ppm 還元糖 100から510ppm 全キエルダール窒素 230から450ppm 全リン酸 300から900ppm B.O.D.（全体） 5600から12000ppm B.O.D.（上澄区分） 4200から5600ppm C.O.D.（化学的酸素要求量、全体）
15000から40000ppm C.O.D.（上澄区分） 750から5900ppm Fe 0.5から1.5ppm Ca ７から47ppm Mg ７から10ppm Ｋ 130から260ppm Na 13から18ppm その米の澱粉性廃水は約4.5から約5.5のPHを有
する。さらに、この廃水の排出はその廃水中の貴重な
原材料の損失を意味するが、その廃水中の原材料
が希薄であるため、炭水化物や他の有機物質の経
済的な回収が妨げられる。本発明によれば、澱粉性廃水を添加窒素源の存
在下モナスカス（Monascus）属の微生物を用い
る発酵に付す。その廃水中に含まれる栄養物質は
その微生物により同化されて、有用な細胞性や細
胞外性生成物を生成し、それらを廃水からの回収
することにより、その水性栄養物質をさらに排出
に適するものとする。その廃水からの栄養物質の除去に加え、本発明
の方法は有用な生成物を生成し、それは例えば
種々の食品への応用に使うことができる。得られ
る個々の生成物は発酵の条件、使用する微生物種
や、発酵をどこまで進行させるかという程度に依
る。澱粉性廃水は上述の通りかなり希薄であり、通
常先ず、限外濾過、逆浸透圧あるいは単純な蒸発
の様な都合よい方法で濃縮しその炭水化物含量を
増加させる。液体または固体の炭水化物含有食品
廃物や市販の炭水化物物質のような他の炭水化物
含有物質を澱粉性廃水に加え、その炭水化物含量
を増加させてもよい。上述の第１表から明らかな様に、米の加工から
の澱粉廃水における全炭水化物濃度は約１ないし
約２重量％であり、その炭水化物含量は上述の様
な適当な操作により約３重量％以上の値に増加さ
せることができる。その炭水化物含量の増加は所
望なら約10重量％以下の範囲で変えることができ
るが、約６重量％を超える値は何ら経済的利点を
付与するものではない。この様にして炭水化物濃度を増加させると、本
発明の方法における発酵可能な炭水化物の単位当
りの生成物の収量が増大する。発酵は約20゜から約40℃の範囲の温度にて、通
常は約25゜から約35℃、好しくは約30゜から32℃の
温度で、適当な酸素を供給する通気条件下、モナ
スカス属の微生物を用いて行ない必要なら無機物
の補給とともに添加窒素源の存在下で細胞を生育
させる。培養基のPHは、自然のまゝのPHあるいは
調節PHのいずれに於いてもその初期値は約４から
約７の範囲であり、約６が望ましい。一度初期PH
が確立したら、通常は発酵操作の間PH制御の試み
は行なわない。次の第２表に挙げたものを含む種々のモナスカ
ス属の種が使用できるか、それらの種の代表的な
ATCC（アメリカンタイプカルチユアコレクシヨ
ンAmerican Type Culture Collection）番号を
示す。これらの菌株はいずれも「アメリカンタイプカ
ルチヤーコレクシヨン」カタログ第13版（1978）
に掲載され、第３者によつて入手可能である。第２表種 ATCCNo. モナスカスアンカ（Monascus anka） 16360モナスカスメイジヤー（Monascus major）
16362モナスカスルプロパンクタタス（Monascus
rubropunctatus） 16368モナスカスルバー（Monascus ruber） 13692モナスカスパープレウス（Monascus
purpureus） 16427 列挙した種のうち、M.パープレウス（M.
purpureus）が望ましいものである。いずれの微生物の発酵も種々の具体的段階にて
進行する。しかしながら、発酵全体としては異な
つた発酵段階における複数のモナスカス微生物を
含む動的な系である。以下の発酵の記述は主に
個々の微生物に関してなしたものであるが、特定
の所では細胞集合体についても言及している。第一の段階においては、廃水中の栄養物質はそ
の微生物により微生物的加水分解をうけその複雑
な基質が、その生物により使用できる形に分解さ
れる。この様な加水分解は比較的遅い速度で進行
し、この段階を促進するために、例えばα−アミ
ラーゼ酵素の様な、都合よい酵素を用いる酵素的
加水分解により発酵の前に複雑な基質の分解を開
始させることが望ましい。第二の段階は、培養基中の分解された炭水化物
材料のほとんどが消失するまで栄養物質を同化す
ることによるその生物体の生育から成るものであ
る。その生物体はこの相の間に蛋白質物質を生成
する。微生物生活環の第三の段階はモナスカス色素の
形成である。このモナスカス色素は初め細胞内に
生成されるが、しかしその微生物体の第三段階及
び最終段階の間の衰弱に従いその色素は第一級ア
ミノ基を含む化合物と会合し分散物質として発酵
基中に放出される。それ故、無数の作用が同時に細胞集合体の生育
の間に起きているのである。その細胞集合体の全
蛋白質含量は発酵の間その最大値に到達するまで
増加する。その細胞集合体の蛋白質含量は約20か
ら約40重量％（6.25×蛋白態窒素により決定し
た）までの範囲を変動するであろう。この微生物蛋白質を含む細胞集合体は、その最
大水準に達するまでのいずれの全蛋白質含量にお
いてもその処理した廃水から都合よく回収するこ
とができる。この物質は様々な製品中の蛋白質源
として使用してもよい。細胞集合体の初期には色素形成はほとんどある
いは全く生じない。その後、様々な色合いの細胞
内及び細胞外モナスカス色素が生成するが、色素
形成は以下述べるように阻止することができる。生成する細胞集合体は発酵条件及び用いる微生
物種により麦わら色から橙色さらには深赤色まで
様々に変化する色で生成されるであろう。有機物質の同化及び蛋白質生成に有利な条件
が、必ずしも所望のモナスカス色素の生産に有利
なものであることを意味するものではない。目的
の細胞集合体の生育に到達すれば、例えば撹拌速
度及び／または通気速度を変えることにより色素
形成の間発酵操作の条件を変更することができ
る。発酵における窒素源として硝酸塩を用いるなら
ば、発酵の間のPHの制御をする必要がなく、また
その温度は約25゜から約35℃の範囲内にあり、そ
の後深赤色色素が生成する。一方、同条件下で窒
素源としてアンモニウム塩を用いると橙黄色色素
が生成する。硝酸塩を窒素源として用いると、そ
のPHはアルカリ値に向つて変動するが、アンモニ
ウム窒素源の場合にはPHは酸性側に強く変動す
る。発酵の温度が上昇するに従い、より着色の少な
い物質が生産される。35℃以上40℃までの高い温
度では色素形成は阻害され、選択した窒素源にか
かわらず麦わら色の細胞集合体が生成する。そのモナスカス色素は、種々の食品への応用に
おける着色料として使用するためいずれの都合よ
い方法によつても水性培養基及び／または細胞集
合体から分離することができる。発酵基への窒素補給はいずれの都合よい無機ま
たは有機窒素物質を用いてもあるいは高い窒素含
量を有する廃物、例えばコーンスチープリカー
（Corn steep liquor）を用いてもよい。本発明の方法は多くの有益な結果をもたらす。
澱粉性廃水は、その廃水中の栄養物質含量の減
少、さらに望ましくは完全な除去されるため、さ
らに環境に対し受け入れ易くなる。稀薄な廃水中に含まれる栄養物質は、使用可能
な生成物として回収され、従来のその種の廃水排
出により見られた原材料の損失は減少、好しくは
全く無くなるのである。様々な食品への応用に有用な生成物は本工程か
ら回収される。その生成物は、蛋白質源として有
用な微生物蛋白質の形としてもよい。またその生
成物は着色物質として有用な種々の色彩のモナス
カス色素の形とすることも出来る。本発明を以下の実施例により例示する：実施例１本実施例はM.パープレウス（M.purpureus）
を用いる炭水化物添加の米（こめ）廃水の発酵を
例示するものである。 1.2重量％の炭水化物（澱粉）を含む米廃水に
市販米澱粉を加え2.2重量％の澱粉全濃度とした。
この強化米廃水90リツトルに窒素源としてペプト
ンから225ppmの窒素、酵母エキスから135ppmの
窒素そして硝酸ナトリウムから450ppmの窒素を
加え、窒素に対する全炭素の割合を10：１とし
た。米廃水リツトルあたり重量比で１％の添加市販
米澱粉に対し、無機添加物として次の物質を加え
た：塩化ナトリウム0.25ｇ、硫酸マグネシウム
0.5ｇ、塩化第二鉄0.005ｇ、塩化カルシウム0.05
ｇ及びリン酸カリウム（二塩基性）0.5ｇである。得られる溶液を15psi及び121℃にて１時間滅菌
するのに続き、その培養基に10％（ｖ／ｖ）のモ
ナスカスパープレウス（Monascus
purpureus）（培養液）を接種した。その発酵混
合物は6.0の初期PHを有しており、300rpmの撹拌
及び0.35容／容／分（vvm）の通気をしながら
30゜ないし32℃にてPH調整せず発酵させた。約10時間後、淡桃色色素の形成が現われ、また
この段階で培養基中に約15000ppmの炭水化物が
残存していた。発酵は47時間継続させると認めう
る炭水化物の残存はなかつた。最終の発酵基は
6.2のPHを有し、また細胞集合体及び水属のいず
れにも深赤色の着色が存在した。実施例２本実施例はM.パープレウス（M.purpureus）
を用いる濃縮米廃水の発酵を例示するものであ
る。本実施例においては、実施例１で用いた市販米
澱粉は省略し、その米廃水を限外濾過にて濃縮
し、全炭水化物含量を重量比で3.25％とした。そ
の濃縮廃物質を市販のα−アミラーゼ酵素を用い
て80℃にて１時間酵素処理して澱粉の加水分解を
開始させ、発酵の遅延時間を減少させた。窒素に
対する炭素の割合を10：１とするため、窒素源と
してペプトンから450ppmの窒素、酵母エキスか
ら270ppmの窒素そして硝酸ナトリウムから
900ppmの窒素を加えた。初めその米廃水に存在
し限外濾過で除去される無機質は回収し、培養基
にもどした。培養接種物10％ｖ／ｖを用いるモナスカスパ
ープレウス（Monascus purpureus）による発酵
は300rpmの撹拌率を用い0.75vvmの通気量で30゜
ないし32℃にてPHを調整せず行なつた。その発酵
の進行は炭水化物含量及び色素形成について監視
したがその結果を次の第３表に示す：【表】実施例３本実施例は異なる窒素源を用いて得られた異な
つた結果を例示する。一例では塩化アンモニウムを含有し、他例では
硝酸ナトリウムを含有する無機添加物を用いて、
初期PH5.0にてモナスカスパープレウス
（Monascus purpureus）を使つて市販米澱粉を
発酵させ比較実験を行なつた。その結果を次の第
４表に示す：第４表Ｎ−源最終PH 最終色調 NH₄ 3.0 黄色 NO₃ 7.2 暗赤色実施例４本実施例はM.パープレウス（M.purpureus）
の発酵の間の蛋白質形成を例示するものである。 3.58重量％の炭水化物を含む濃縮米廃水の発酵
を実施例２に示した条件下で行なつた。窒素源は
ペプトンから450ppmの窒素、酵母エキスから
300ppmの窒素そして硝酸ナトリウムから900ppm
の窒素とした。その細胞集合体の蛋白質含量を発
酵の間、時間を置いて定量（窒素×6.25として）
した。そしてその結果は次の第５表に示す：【表】実施例５本実施例は廃澱粉水の発酵方法におけるモナス
カスアンカ（Monascus anka）の使用を例示
するものである。 0.7重量％の炭水化物を含む米廃水に市販米澱
粉を添加して20重量％の全炭水化物濃度とした。
窒素源物質を加え全体の炭素と窒素との比を10：
１とした。その７の培養基にモナスカスアン
カ（Monascus anka）の培養液を10％ｖ／ｖに
て接種した。その発酵基は6.0の初期PHを有して
おり、400rpmの撹拌及び0.5vvmの通気速度にて
30℃でPH制御せず発酵させた。 72時間の発酵後、55.3ｇの細胞集合体及び細胞
外固形物の全収量を得、またその細胞集合体は黄
色に着色していた。本公表を要約すればすなわち、本発明は、薄い
廃澱粉溶液の環境汚染力を減少し、モナスカス
（Monascus）属の微生物の使用による発酵で価
値ある副生成物を製造する方法をもたらすもので
ある。本発明の範囲内での種々の変更は可能であ
る。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Nutrients contained in starchy wastewater from food processing operations are removed by fermentation with Monascus microorganisms. The fermentation can yield useful by-products such as microbial proteins and Monascus pigments. The present invention is directed to the removal of nutrients from starch wastewater by fermentation and the production of useful products thereby. Starch wastewater from food processing operations is a low concentration aqueous material containing a variety of dissolved and dispersed inorganic and organic substances, the main component of which is carbohydrates.
Typical wastewater of this type is obtained during the processing of rice or potato into ready-to-eat foods.These wastewaters are usually discharged into natural water systems, but the wastewater has a high BOD value (biological oxygen content). demand) makes this emission undesirable.
The chemical characteristics of rice starchy wastewater vary as shown in Table 1: Table 1 Indicators (parameters) Range Total solids 1.4 to 2.3% by weight Suspended Solids
0.6 to 1.4% by weight Total carbohydrates 9800 to 18000 ppm Reducing sugars 100 to 510 ppm Total Kjeldahl nitrogen 230 to 450 ppm Total phosphoric acid 300 to 900 ppm BOD (total) 5600 to 12000 ppm BOD (supernatant) 4200 to 5600 ppm COD (chemical oxygen demand) ,whole)
15000 to 40000ppm COD (supernatant division) 750 to 5900ppm Fe 0.5 to 1.5ppm Ca 7 to 47ppm Mg 7 to 10ppm K 130 to 260ppm Na 13 to 18ppm The starchy wastewater of the rice has a PH of about 4.5 to about 5.5. Moreover, the discharge of this wastewater means a loss of valuable raw materials in the wastewater, whose dilution precludes economic recovery of carbohydrates and other organic substances. According to the invention, starchy wastewater is subjected to fermentation using microorganisms of the genus Monascus in the presence of an added nitrogen source. The nutrient substances contained in the wastewater are assimilated by the microorganisms to produce useful cellular and extracellular products, and their recovery from the wastewater makes the aqueous nutrient substances suitable for further discharge. shall be. In addition to removing nutritional substances from the wastewater, the method of the invention produces useful products that can be used, for example, in various food applications. The particular product obtained depends on the fermentation conditions, the microbial species used and the extent to which the fermentation is allowed to proceed. Starchy wastewater, as mentioned above, is fairly dilute and is usually first concentrated to increase its carbohydrate content by any convenient method such as ultrafiltration, reverse osmosis or simple evaporation. Other carbohydrate-containing materials, such as liquid or solid carbohydrate-containing food waste or commercially available carbohydrate materials, may be added to the starchy wastewater to increase its carbohydrate content. As is clear from Table 1 above, the total carbohydrate concentration in starch wastewater from rice processing is about 1 to about 2% by weight, and the carbohydrate content can be increased to about 3% by weight or more by appropriate operations as described above. can be increased to a value of The increase in carbohydrate content can vary up to about 10% by weight if desired, but values above about 6% by weight do not confer any economic advantage. Increasing the carbohydrate concentration in this manner increases the yield of product per unit of fermentable carbohydrate in the process of the invention. Fermentation is carried out at temperatures ranging from about 20° to about 40°C, usually from about 25° to about 35°C, preferably from about 30° to 32°C, under aerated conditions with adequate oxygen supply. This is done using microorganisms of the genus, and the cells are grown in the presence of an added nitrogen source with mineral supplementation if necessary. The initial pH of the culture medium is in the range of about 4 to about 7, preferably about 6, whether it is a natural pH or a controlled pH. Once initial PH
Once established, no attempt is usually made to control the pH during the fermentation operation. Various Monascus species may be used, including those listed in Table 2 below, or representative
Indicates the ATCC (American Type Culture Collection) number. All of these strains are included in the "American Type Culture Collection" catalog 13th edition (1978).
Published in 2013 and available by third parties. Table 2 ATCC No. Monascus anka ( Monascus anka ) 16360 Monascus major ( Monascus major )
16362 Monascus propunctatus ( Monascus
rubropunctatus) 16368 Monascus ruber ( Monascus ruber ) 13692 Monascus purpureus ( Monascus
purpureus) 16427 Of the species listed, M. purpureus ( M.
purpureus) is preferred. Fermentation of any microorganism proceeds in various specific stages. However, the fermentation as a whole is a dynamic system containing multiple Monascus microorganisms in different fermentation stages. The following description of fermentation is made primarily with regard to individual microorganisms, although reference is also made to cell aggregates in certain places. In the first stage, the nutrient substances in the wastewater undergo microbial hydrolysis by the microorganisms to break down the complex substrates into forms usable by the organisms. Such hydrolysis proceeds at a relatively slow rate, and to accelerate this step, the complex substrates can be degraded prior to fermentation by enzymatic hydrolysis using convenient enzymes, such as alpha-amylase enzymes. It is desirable to start. The second stage consists of the growth of the organism by assimilating nutritional substances until most of the degraded carbohydrate material in the culture medium has disappeared. The organism produces protein substances during this phase. The third step in the microbial life cycle is the formation of Monascus pigment. The Monascus pigment is initially produced intracellularly, but as the microbial organism decays during the third and final stages, the pigment associates with compounds containing primary amino groups and enters the fermentation group as a dispersed material. released. Therefore, a myriad of effects occur simultaneously during the growth of a cell aggregate. The total protein content of the cell aggregate increases during fermentation until it reaches its maximum value. The protein content of the cell aggregates will range from about 20 to about 40% by weight (as determined by 6.25 x protein nitrogen). The microbial protein-containing cell aggregates can be conveniently recovered from the treated wastewater at any total protein content up to its maximum level. This material may be used as a protein source in a variety of products. Little or no pigment formation occurs during the early stages of cell assembly. Intracellular and extracellular Monascus pigments of various shades are then produced, but pigment formation can be inhibited as described below. The resulting cell aggregates will vary in color from straw yellow to orange to deep red depending on the fermentation conditions and the microbial species used. Conditions that favor the assimilation of organic matter and protein production do not necessarily imply that they are favorable for the production of the desired Monascus pigment. Once the desired growth of cell aggregates is achieved, the conditions of the fermentation operation can be changed during pigment formation, for example by changing the stirring rate and/or the aeration rate. If nitrate is used as the nitrogen source in the fermentation, there is no need to control the pH during the fermentation, and the temperature is within the range of about 25° to about 35°C, after which a deep red pigment is produced. On the other hand, when an ammonium salt is used as a nitrogen source under the same conditions, an orange-yellow pigment is produced. When nitrates are used as a nitrogen source, the pH fluctuates toward alkaline values, whereas when ammonium nitrogen sources are used, the pH fluctuates strongly toward acidic values. As the temperature of fermentation increases, less colored material is produced. At high temperatures above 35°C and up to 40°C, pigment formation is inhibited and straw-colored cell aggregates are produced regardless of the nitrogen source chosen. The Monascus pigment can be separated from the aqueous culture medium and/or cell aggregates by any convenient method for use as a coloring agent in various food applications. Nitrogen supplementation to the fermentation group may be carried out using any convenient inorganic or organic nitrogen material or waste material having a high nitrogen content, such as corn steep liquor. The method of the invention provides many beneficial results.
Starchy wastewater becomes more acceptable to the environment due to the reduction, and preferably complete removal, of the nutrient content in the wastewater. The nutrient substances contained in the dilute wastewater are recovered as usable products and the loss of raw materials seen with conventional wastewater discharges of this type is reduced, preferably completely eliminated. Products useful for various food applications are recovered from this process. The product may be in the form of microbial protein useful as a protein source. The product can also be in the form of Monascus dyes of various colors useful as coloring materials. The invention is illustrated by the following examples: Example 1 This example illustrates the use of M. purpureus .
2 illustrates fermentation of carbohydrate-added rice wastewater using Commercially available rice starch was added to rice wastewater containing 1.2% by weight of carbohydrates (starch) to give a total starch concentration of 2.2% by weight.
To 90 liters of this fortified rice wastewater, 225 ppm nitrogen from peptone, 135 ppm nitrogen from yeast extract, and 450 ppm nitrogen from sodium nitrate were added as nitrogen sources, making the ratio of total carbon to nitrogen 10:1. The following substances were added as inorganic additives to 1% by weight of commercially available rice starch per liter of rice wastewater: 0.25 g of sodium chloride, magnesium sulfate.
0.5g, ferric chloride 0.005g, calcium chloride 0.05
g and potassium phosphate (dibasic) 0.5 g. Following sterilization of the resulting solution at 15 psi and 121° C. for 1 hour, 10% (v/v) Monascus purpureus was added to the culture medium.
purpureus) (culture solution). The fermentation mixture had an initial pH of 6.0 and was stirred at 300 rpm and aerated at 0.35 vol/vol/min (vvm).
Fermentation was carried out at 30° to 32°C without pH adjustment. After about 10 hours, the formation of a pale pink pigment appeared, and at this stage about 15,000 ppm of carbohydrates remained in the culture medium. Fermentation continued for 47 hours with no appreciable residual carbohydrates. The final fermentation group is
It had a pH of 6.2, and deep red coloring was present in both the cell aggregates and the aqueous cells. Example 2 This example uses M. purpureus .
This is an example of the fermentation of concentrated rice wastewater using. In this example, the commercially available rice starch used in Example 1 was omitted, and the rice wastewater was concentrated by ultrafiltration to give a total carbohydrate content of 3.25% by weight. The concentrated waste material was enzymatically treated with a commercially available α-amylase enzyme at 80° C. for 1 hour to initiate starch hydrolysis and reduce the fermentation lag time. To achieve a carbon to nitrogen ratio of 10:1, the nitrogen sources were 450 ppm nitrogen from peptone, 270 ppm nitrogen from yeast extract, and sodium nitrate.
900 ppm nitrogen was added. Inorganics that were initially present in the rice wastewater and removed by ultrafiltration were recovered and returned to the culture medium. Fermentations with Monascus purpureus using a 10% v/v culture inoculum were carried out at 30° to 32° C. with an agitation rate of 300 rpm and an aeration rate of 0.75 vvm without adjusting the pH. The progress of the fermentation was monitored for carbohydrate content and pigment formation and the results are shown in Table 3 below: Table Example 3 This example illustrates the different results obtained using different nitrogen sources. . Using inorganic additives containing ammonium chloride in one example and sodium nitrate in the other,
A comparative experiment was carried out by fermenting commercially available rice starch using Monascus purpureus at an initial pH of 5.0. The results are shown in Table 4 below: Table 4 N-Source Final PH Final Color NH ₄ 3.0 Yellow NO ₃ 7.2 Dark Red Example 4 This example is based on M. purpureus .
Figure 2 illustrates protein formation during fermentation of . Fermentation of concentrated rice wastewater containing 3.58% by weight of carbohydrates was carried out under the conditions set forth in Example 2. Nitrogen source: 450ppm nitrogen from peptone, yeast extract
300ppm nitrogen and sodium nitrate to 900ppm
of nitrogen. Quantify the protein content of the cell aggregate at intervals during fermentation (as nitrogen x 6.25)
did. The results are shown in Table 5 below: Table 5 Example 5 This example illustrates the use of Monascus anka in a waste starch water fermentation process. Commercial rice starch was added to rice wastewater containing 0.7% by weight of carbohydrates to give a total carbohydrate concentration of 20% by weight.
Add the nitrogen source material and bring the total carbon to nitrogen ratio to 10:
It was set to 1. The culture medium of No. 7 was inoculated with a culture solution of Monascus anka at 10% v/v. The fermentation group has an initial pH of 6.0, with agitation of 400 rpm and aeration rate of 0.5 vvm.
Fermentation was carried out at 30°C without pH control. After 72 hours of fermentation, a total yield of 55.3 g of cell aggregates and extracellular solids was obtained, and the cell aggregates were yellow colored. To summarize this publication, the present invention provides a method for reducing the environmental pollution potential of dilute waste starch solutions and producing valuable by-products in fermentation through the use of microorganisms of the genus Monascus. . Various modifications within the scope of the invention are possible.

Claims

[Claims] 1. Starchy wastewater containing nutrient substances is treated using microorganisms of the genus Monuscus under aerated conditions and in the presence of an added nitrogen source at a temperature of about 20° to about 40°C. A method for treating starchy wastewater comprising fermenting at an initial pH of from 4 to about 7 for a sufficient period of time until at least a portion of the hydrolyzate is assimilated by the microorganism. 2. The microorganism is M.anka, M.major, M.rubropunctatus, M.ruber.
2. The method of claim 1, wherein the Monuscus species is selected from the group consisting of: 3. The method according to claim 1, wherein the microorganism is Monuscus purpureus. 4. The method according to claim 1, 2 or 3, wherein the fermentation temperature is about 25° to about 35°C. 5. Claim 1, wherein said starchy wastewater has a carbohydrate content of about 1 to about 10% by weight.
3. The method according to paragraph 2, paragraph 3. 6 The starchy wastewater is: Total solids 1.4 to 2.3% by weight Insoluble solids 0.6 to 1.4% by weight Total carbohydrates 9800 to 18000 ppm Reducing sugars 100 to 510 ppm Total Kjeldahl nitrogen 230 to 450 ppm Total phosphates 300 to 900 ppm Total BOD from 5600 12000ppm Total COD 15000 to 40000ppm Fe 0.5 to 1.5ppm Ca 7 to 47ppm Mg 7 to 10ppm K 130 to 260ppm Na 13 to 18ppm Claims 1 and 2 are characterized in that they are rice wastewater having the following characteristics. The method described in Section 3 or Section 3. 7. The nutritional substance is primarily about 1 to about 2% by weight.
and wherein the carbohydrate content of the starchy wastewater is adjusted to a value of about 3% by weight or more before carrying out the fermentation. The method described in Section 3. 8 The nutritional substance is primarily about 1 to about 2% by weight.
of carbohydrates, and the waste water is concentrated to a carbohydrate concentration of about 3 to about 6 before carrying out the fermentation.
The method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the amount is expressed as % by weight. 9 The nutritional substance is primarily about 1 to about 2% by weight.
of carbohydrates, and at least one carbohydrate-containing material is added to the wastewater prior to carrying out the fermentation to provide a total carbohydrate concentration of from about 3 to about 6% by weight. , the method according to item 2 or 3. 10. The method of claim 1, 2, or 3, wherein the fermentation is continued for a period sufficient to provide a protein concentration of the cell aggregate of greater than or equal to about 20% by weight. 11. A method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the fermentation is continued for a sufficient period of time to sufficiently remove the nutritional substances from the wastewater. 12. The method of claim 1, 2 or 3, wherein the fermentation is continued for a sufficient period of time to maximize protein production in the cell population. 13. The method of claim 1, 2 or 3, wherein the fermentation is continued for a sufficient period of time to maximize pigment formation from the fermentation. 14. Claim 1, wherein the fermentation is carried out at a temperature of about 25° to about 35°C, using nitrate as a nitrogen source and continuing the fermentation to produce a red Monascus pigment. , second
The method described in Section 3 or Section 3. 15. Claim 15, characterized in that said fermentation is carried out at a temperature of about 25° to about 35°C, using ammonium salts as a nitrogen source and continuing said fermentation to produce an orange-yellow Monascus pigment. 1
3. The method according to paragraph 2, paragraph 3. 16. The method according to claim 14 or 15, which also includes recovering the Monascus pigment.