CN102834447A - 纤维素复合体 - Google Patents
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Abstract
一种含有纤维素及亲水性胶的纤维素复合体,含有1质量%的该纤维素复合体的pH 4的水分散体的储藏弹性模量(G')为0.06Pa以上的上述纤维素复合体。
Description
技术领域
本发明涉及分散在酸性或高盐浓度的水中时,显示稳定的分散状态及悬浮状态的纤维素复合体。
背景技术
长期以来,纤维素和亲水性胶构成的纤维素复合体,在水系介质中形成纤维素胶体,显示良好的悬浮稳定性,这为大家所知,在食品、医药品、化妆品、涂料、陶器、树脂、催化剂、其他工业用品等的领域中被广泛使用。特别是以悬浮稳定剂、乳化稳定剂、增粘稳定剂等的稳定剂、构造结构付与剂、起云剂、提高白度、改良流动性、研磨剂、食用纤维、油脂代替等为目的被使用。例如,作为饮料的钙强化牛奶中,如乳钙和碳酸钙,以比重大的水不溶性成分的悬浮稳定性为目的,添加纤维素复合体。
为了使此纤维素复合体具有的悬浮稳定性提高,进行了各种各样的讨论。
专利文献1中公开了含有微细纤维素及羧甲基纤维素钠的水分散性的复合体。
专利文献2中公开了含有由微细纤维素及羧甲基纤维素钠构成的水分散性的复合体的食品组合物。
但是,专利文献1、2中记载的纤维素复合体,在酸性及/或盐存在下的分散稳定性能不充分,在果汁饮料、乳酸菌饮料、液体调味料中使用时,存在产生分离和凝聚的问题。
专利文献3中,公开了含有微细纤维素和特定的羧甲基纤维素钠的水分散性组合物,及含有该水分散性组合物的食品组合物。记载了该水分散性组合物在酸性环境下,悬浮稳定性、乳化稳定性优。
专利文献3中记载的水分散性组合物,在果汁饮料,乳酸菌饮料等的酸性饮料或沙司,调味汁等的调味料等的含有盐的水性组合物中,微细纤维素自身的分散稳定性良好。但是,长期保存稳定性,更进一步地,添加了功能性食品素材等的水不溶性成分时的悬浮稳定性不充分,存在产生沉降或凝聚等的问题。
专利文献4中记载的含有水分散性纤维素和多糖类的稳定剂,因其含有在水中稳定地悬浮的微细的纤维状的纤维素,因此能付与酸奶、水果沙司、调料等的酸性或高盐浓度的饮料食品粒子固定作用,能提供外观良好的商品。但是,专利文献4中记载的微细纤维状纤维素,虽然其为纤维素和车前籽胶组合得到的物质,但其并不是复合化的复合体,悬浮稳定性不充分。
专利文献5中记载的发酵纤维素复合体,因为分散稳定性、悬浮稳定性优,在各种添加了乳的饮料中被使用,能制造稳定的酸性乳饮料。专利文献5中记载的发酵纤维素,因为具有非常细长的形状,水分散体的储藏弹性模量(G')变得过高。其结果,出现配合了这些物质的饮料食品的食感(饮用时的口感)变重的问题。另外,为了调制食感,如果减少添加量,会出现与饮料食品中的成分产生凝聚的问题。
专利文献1:日本专利特开平7-102113号公报
专利文献2:日本专利特开平6-335365号公报
专利文献3:日本专利特开平9-3243号公报
专利文献4:日本专利特开2008-48604号公报
专利文献5:日本专利特开2009-291081号公报
发明内容
发明要解决的问题
长期以来的,纤维素和亲水性胶构成的纤维素复合体,特别是使其在酸性或高盐浓度的水系介质中分散的情况下,易引起凝聚和分离,没能充分发挥作为稳定剂的功能。因此,在果汁饮料或蔬菜饮料、乳酸菌饮料等的酸性饮料、调料、佐料汁、沙司等的调味料领域中使用困难。
本发明,以提供在酸性或高盐浓度的水分散体中,粘度低、分散稳定性、悬浮稳定性优的纤维素复合体为课题。更进一步的课题在于,提供在酸性或高盐浓度的含有功能性食品素材等的水不溶性成分的饮料食品中,显示出以往没能得到的优秀的悬浮稳定性的纤维素复合体。
在这里,对本申请说明书中的分散稳定和悬浮稳定的定义进行说明。
“分散稳定”的意思是,使纤维素复合体分散在水系介质中时的,纤维素复合体自身的分散稳定性。具体地,其是没有纤维素粒子的分离、凝聚、沉降等的发生,呈现均一的外观。
“悬浮稳定”的意思是在水系介质中含有可可粉末或钙、功能性食品素材等的纤维素复合体以外的成分时,通过纤维素复合体的添加效果,这些成分被悬浮稳定化。具体地,不仅是纤维素,其他成分的粒子也没有发生分离、凝聚、沉降等,呈现均一的外观。
解决问题的手段
本发明者们,发现使纤维素和亲水性胶高度地复合化,储藏弹性模量(G')提高了的纤维素复合体,在酸性或高盐浓度的水分散体中,粘度低,分散稳定性及悬浮稳定性优,从而完成了本发明。
即,本发明者们初次发现,将纤维素和亲水性胶混炼的时候,作为具有特定的浓度以上的固体成分在混炼物的粘性高的半固体形状的状态下,通过高混炼能量下的混炼,混炼能量变得容易传递到混炼物上,其结果为,纤维素和亲水性胶的复合化得以进行,能够提高得到的纤维素复合体的储藏弹性模量(G'),该纤维素复合体即使在酸性或高盐浓度的环境下也显示出高储藏弹性模量(G')。
即,本发明如下。
(1)一种纤维素复合体,其含有纤维素及亲水性胶,含有1质量%的该纤维素复合体的pH 4的水分散体的储藏弹性模量(G')为0.06Pa以上。
(2)根据(1)中记载的纤维素复合体,亲水性胶为阴离子性多糖类。
(3)根据(1)或(2)中记载的纤维素复合体,亲水性胶为分枝状的阴离子性多糖类。
(4)根据(1)~(3)的任意一项中记载的纤维素复合体,亲水性胶从结冷胶(ジエラン)、黄原胶、刺梧桐胶、及车前籽胶构成的组中选择一种以上。
(5)根据(1)~(4)的任意一项中记载的纤维素复合体,亲水性胶为车前籽胶。
(6)根据(1)~(5)的任意一项中记载的纤维素复合体,其为含有纤维素50~99质量%,及亲水性胶1~50质量%的纤维素复合体,储藏弹性模量(G')为0.15Pa以上。
(7)根据(1)~(6)的任意一项中记载的纤维素复合体,还含有与上述亲水性胶不同的水溶性胶。
(8)根据(1)~(7)的任意一项中记载的纤维素复合体,其为从上述水溶性胶是羧甲基纤维素钠、LM果胶、海藻酸钠及结冷胶构成的组中选择的一种以上。
(9)根据(1)~(8)的任意一项中记载的纤维素复合体,上述亲水性胶和上述水溶性胶的质量比为30/70~99/1。
(10)一种饮料食品,含有(1)~(9)的任意一项中记载的纤维素复合体,pH在5以下或盐浓度在0.01mol/l以上。
(11)根据权利要求(10)中记载的饮料食品,其含有0.01质量%以上的水不溶性成分。
(12)一种纤维素复合体的制造方法,该纤维素复合体含有纤维素及亲水性胶,该制造方法包括将固体成分浓度20质量%以上的纤维素和亲水性胶的混炼物在50Wh/kg以上的混炼能量下进行混炼的工序,含有1质量%的该纤维素复合体的pH 4的水分散系中的储藏弹性模量(G')为0.06Pa以上。
(13)一种根据(12)中记载的制造方法得到的纤维素复合体。
发明效果
本发明能提供在酸性或高盐浓度的水分散体中,粘度低、分散稳定性及悬浮稳定性优的纤维素复合体。通过将本发明的纤维素复合体混合在果汁饮料、酸性乳饮料、液体调味料等的饮料食品中,能提供分散稳定性优的饮料食品。更进一步地,能提供,在这些饮食品中添加功能性食品素材等的水不溶性成分时,能抑制它们的分离、凝聚、沉降等,呈现均一外观,悬浮稳定性优的饮料食品。
附图说明
图1为对含有1质量%的纤维素复合体A(参考实施例1)的水分散体进行粘弹性的测定得到的应变-应力曲线。
图2为对含有1质量%的纤维素复合体K(参考比较例3)的水分散体进行粘弹性的测定得到的应变-应力曲线。
具体实施方式
关于本发明,以下具体地说明。
本发明的纤维素复合体,为含有纤维素和亲水性胶的纤维素复合体。本发明中提到的复合化是指,纤维素的表面通过形成氢键等的化学键,被亲水性胶所包覆。
〈纤维素〉
本发明中,“纤维素”是指,含有纤维素的天然由来的水不溶性纤维质物质,作为原料,可列举出木材、竹、麦秸、稻梗、棉花、苎麻、甘蔗渣、洋麻、甜菜、海鞘、细菌纤维素等。作为原料,可以使用这之中1种的天然纤维素系物质,也可以使用2种以上混合得到的物质。
本发明中使用的纤维素的平均聚合度,优选为500以下的结晶纤维素。平均聚合度,能依据《第14改正日本药局方》(广川书店发行)的结晶纤维素确认试验(3)中规定的采用铜乙二胺溶液的还原比粘度法进行测定。若平均聚合度在500以下,则在与亲水性胶的复合化的工序中,纤维素系物质变得容易接受搅拌、粉碎、磨碎等的物理处理,因变得易促进复合化而为优选。更优选为平均聚合度300以下,更进一步地优选为平均聚合度250以下。因为平均重合度越小,复合化的控制变得越容易,虽然下限没有特别限制,但作为优选的范围为10以上。
作为控制平均重合度的方法,可列举出水解处理等。通过水解处理,纤维素纤维质内部的非晶纤维素的解聚进行,平均聚合度变小。另外同时,通过水解处理,除了上述非晶纤维素,半纤维素,木质素等的杂质也被除去,所以纤维素内部多孔质化。依此,通过混炼工序等,付与纤维素和亲水性胶机械剪切力的工序中,纤维素变得容易接受机械处理,纤维素变得容易被微细化。其结果为,纤维素的表面积变大,与亲水性胶的复合化的控制变容易。
水解的方法,虽然没有特别限制,但可列举出酸解、热水解、蒸汽纯化、微波分解等。这些方法,可以单独使用,也可以2种以上并用。酸解的方法中,在使纤维素系物质分散在水系介质中的状态下、适量加入适量质子酸、羧酸、路易斯酸、杂多酸等,搅拌它们的同时,通过加温,能够容易地控制平均聚合度。虽然此时的温度、压力、时间等的反应条件因纤维素种类、纤维素浓度、酸种类,酸浓度不同而不同,但适当配制可达到目标平均聚合度。例如,能列举出这样的条件,使用2质量%以下的无机酸水溶液,100℃以上,加压下,处理纤维素10分钟以上。此条件时,酸等的催化剂成分浸透入纤维素的纤维内部,促进了水解,使用的催化剂成分量变少,其后的精制也变容易。
本发明的纤维素复合体中的纤维素,优选为微细的粒子状的形状。纤维素的粒子形状用(L/D)表示,将本发明的纤维素复合体制成1质量%浓度的纯水悬浮液,用高剪切均质机(Homo mixer)(日本精机(株)制,商品名“ExcellautoHomo mixer—ED—7”处理条件:转速15,000rpm×5分钟)进行分散,而得到水分散体,将该水分散体用纯水稀释到0.1%~0.5质量%,浇铸在云母上,进行风干,用高分辨率扫描电子显微镜(SEM)或原子力显微镜(AFM)下测量将该风干得到的物质时得到粒子像的长径(L)和短径(D)的比值(L/D),算出100~150个粒子的平均值。
L/D,优选为不足20,更优选为15以下,更进一步地优选为10以下,特别优选为5以下,尤其优选为不足5,最优选为4以下。
〈亲水性胶〉
亲水性胶是指化学结构的一部分中为含有糖或多糖的亲水性高分子物质。这里的亲水性是指具有一部分溶解于常温的纯水中的特性。如果定量地定义亲水性,则是指使此亲水性胶0.05g在搅拌下(搅拌子)溶解在50mL的纯水中,直到平衡为止,在孔径1μm的薄膜过滤器中处理的时候,通过的成分在亲水性胶中含有1质量%以上。作为亲水性胶,使用多糖类时,以以下的物质为宜。
可列举如:车前籽胶(CSG)、刺槐豆胶、瓜尔胶、罗望子胶、刺梧桐胶、甲壳胺(chitosan)、阿拉伯胶、茄替胶(Ghatti gum)、黄芪胶、琼脂、卡拉胶、海藻酸、海藻酸钠、海藻酸钙、HM果胶、LM果胶、固氮菌胶、黄原胶、可得然胶、普鲁兰多糖(pullulan)、葡聚糖、结冷胶(ジエラン)、明胶、羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素钙、甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基纤维素等的纤维素衍生物。这些亲水性胶2种以上组合也可以。
〈阴离子性多糖类〉
上述亲水性胶之中,将在水中阳离子游离、其自身变成阴离子的称为阴离子性多糖类。通过使用作为亲水性胶的阴离子性多糖类,更加促进了与纤维素的复合化,纤维素复合体的耐酸性、耐盐性增加,因此为优选。
作为阴离子性多糖类,以以下的物质为宜。
可列举如:车前籽胶(CSG)、刺梧桐胶、卡拉胶、海藻酸、海藻酸钠、海藻酸钙、HM果胶、LM果胶、固氮菌胶、黄原胶、结冷胶(ジエラン)、羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素钙等的纤维素衍生物。这些阴离子性多糖类可以两种以上组合。
〈分枝状的阴离子性多糖类〉
上述阴离子性多糖类之中,其化学结构中有分枝结构的物质称为分枝状的阴离子性多糖类。通过使用分枝状的阴离子性多糖类作为本发明的纤维素复合体中的亲水性胶,纤维素复合体的耐酸性变得更高,因此为优选。这里所说的分枝结构是指,多糖类中含有的六碳糖中的三个羟基(C6位为一级醇)中,一个以上通过化学键,被比羟甲基分子量大的取代基所取代的结构。取代基优选为通过醚键结合的糖或多糖结构。作为分枝状的阴离子性多糖类,以以下的物质为宜。
可列举如:车前籽胶(CSG)、卡拉胶、黄原胶、结冷胶等。这之中的阴离子性多糖类可以2种以上组合。
这些分枝状的阴离子性多糖类之中,特别是车前籽胶(CSG)和纤维素复合化时,因纤维素复合体的分散稳定性,悬浮稳定性提高而优选。
〈车前籽胶〉
车前籽胶(CSG)是指,从车前科的植物(Plantago ovata Forskal)的种子的外皮得到的多糖类(胶类)物质。具体地,可列举出从伊莎糕璐(イサゴ一ル)、洋车前草的种皮得到的多糖类。
本发明的车前籽胶(CSG)只要为含有从上述车前科的植物(Plantago ovata Forskal)的种子的外皮得到的多糖类(胶类)物质,其为含有杂质的物质也可以。例如,其含有下述任何的物质,用水等的介质萃取该多糖类物质得到的胶,外皮被粉碎得到的壳,或将这些组合处理得到的物质。另外,它们可以为粉末状、块状、饼状、液态中的任意状态。
CSG的化学结构,是在非纤维素多糖类中,主链为木聚糖被高度地分枝,侧链由阿拉伯糖、木糖、半乳糖醛酸、鼠李糖构成的结构。侧链中,其糖构成比为,D-木糖约60质量%、L-阿拉伯糖约20质量%、L-鼠李糖约10质量%、D-半乳糖醛酸约10质量%。这些质量比,受CSG的原料,及CSG的制造工序的影响,变化幅度为5质量%左右。
另外,如果有上述结构,为了调制粘度,可以通过像酸、木聚糖酶之类的酶等将CSG水解。
CSG优选为在1质量%的纯水溶液中测定得到的粘度为200mPa·s以下。在这里,粘度是指,将在纯水中配制为1质量%而得到的水溶液倒入200ml烧杯中,调节温度至25℃之后,使用粘度计(东机产业(株)制,TVB-10形粘度计),使转子在60rpm下转动30秒钟之后即刻的测定值(但是,转子根据粘度不同可以适当变更。使用的转子如下。1~20mPa·s:BL型,21~100mPa·s:No 1,101~300mPa·s:No 2,301mPa·s:No 3)。因粘度越低,越易促进与纤维素的复合化而优选。另外,在饮料中使用时,越易显现入喉的清爽感而优选。更优选为100mPa·s以下,更进一步优选为50mPa·s以下。其下限值,虽然没有特别设定,但作为工业原料能得到的范围,优选为5mPa·s以上。
〈储藏弹性模量〉
接下来,对本发明的纤维素复合体的储藏弹性模量(G')进行说明。
本发明的纤维素复合体,含有该纤维素复合体1质量%的pH 4的水分散体的储藏弹性模量(G')为0.06Pa以上。储藏弹性模量(G')表征的是,水分散体的流变学上的弹性,表示纤维素和亲水性胶的复合化,或纤维素和亲水性胶及其他水溶性胶的复合化的程度。储藏弹性模量(G')越高,纤维素和亲水性胶的复合化,或纤维素和亲水性胶及其他水溶性胶的复合化越被促进,意味着纤维素复合体的水分散体中的网架结构是刚性的。网架结构刚性越大,纤维素复合体的分散稳定性、悬浮稳定性越优。
长期以来的纤维素,在酸性或高盐浓度环境中储藏弹性模量低,分散稳定性及悬浮稳定性极低。但是,本发明的纤维素复合体,即使在酸性或高盐浓度中也显示出高储藏弹性模量,分散稳定性及悬浮稳定性优。
本发明中,储藏弹性模量是通过测定使纤维素复合体分散在pH 4的水系介质中得到的水分散体的动态粘弹性得到的。给予水分散体应变时的,保持纤维素复合体网架结构内部积蓄的应力的弹性成分能表征储藏弹性模量。
作为储藏弹性模量的测定方法,首先,使用高剪切均质机(日本精机(株)制,商品名“Excellauto Homo mixer—ED—7”处理条件:转速15,000rpm×5分钟)使纤维素复合体分散在纯水中,配制1.8质量%的纯水分散体。混合该水分散体与0.2M下pH 4的Mcllvaine缓冲液(0.2M的磷酸氢二钠和0.1M的柠檬酸的水溶液),将纤维素复合体的浓度调制到1质量%(总量300g,阴离子浓度0.06mol/l,pH 4)之后,得到的水分散体在室温下静置3日。此水分散体的应力的应变依赖性通过粘弹性测定装置(RheometricScientific,Inc.制,ARES100FRTN1型,几何形状:双层库爱特(Double Wall Couette)型,温度:25.0℃恒温,角速度:20rad/秒,应变:在1→794%的范围内扫描,为了不破坏水分散体的微细结构而使用移液管,慢慢注入,静置5分钟后,在动态应变模式下开始测定)测定。本发明中的储藏弹性模量,为上述测定中得到的应变—应力曲线上的应变20%时的值。此储藏弹性模量的值越大,纤维素复合体形成的水分散体的结构的弹性越大,表示纤维素与亲水性胶,及其他水不溶性树脂高度地复合化。
纤维素复合体的储藏弹性模量优选为0.15以上,更优选为0.2Pa以上,更进一步地优选为0.5Pa以上。
上限虽然没有特别设定,但如果考察用作饮料时的易饮度,为6.0Pa以下。为6.0Pa以下时,在能得到充分的悬浮稳定性的纤维素复合体的添加量(饮料不同而添加量不同,例如,果汁饮料的话为0.1~1.0质量%)中,因喝时的感觉轻松而优选。另外,即使在为了调节食感、纤维素复合体的添加量低的情况(例如0.5质量%)下,其与纤维素以外的水不溶成分也不易产生凝聚等。
〈纤维素复合体的结构〉
本发明的纤维素复合体有这样一种特征,即从纤维素表面放射状伸展开的亲水性胶的伸展度即使在酸性条件下也充分大。从纤维素表面伸展开的亲水性胶的伸展度越大,越容易与邻接的纤维素复合体的亲水性胶缠绕。其结果为,纤维素复合体彼此之间产生密集的缠绕,网架结构变刚直,储藏弹性模量(G')增大,分散稳定性,悬浮稳定性变高。此亲水性胶的伸展度,可以用以下的方法测定。
首先,使用高剪切均质机(日本精机(株)制,商品名“Excellauto Homo mixer—ED—7”处理条件:转速15,000rpm×5分钟,总量300g)使纤维素复合体分散在纯水中,配制1.0质量%的纯水分散体。将该水分散体与0.2M下pH 3.5的Mcllvaine缓冲液(0.2M的磷酸氢二钠和0.1M的柠檬酸的水溶液)混合,将纤维素复合体的浓度调制到0.5质量%(阴离子浓度0.06mol/l,pH 4.0)后,用纯水将纤维素复合体的浓度稀释到0.1质量%,得到的水分散体在室温下静置3日以上。为了不破坏水分散体的微细结构,使用移液管,慢慢吸出5μl,慢慢滴到被解理成1cm×1cm的云母上,用空气除尘器(air duster)吹去多余的水分,用AFM(岛津制作所制扫描探针显微镜SPM-9700,相位模式,使用奥林巴斯社制的探针OMCL-AC240TS)观察固定在云母上的试样。在此观察图像中,纤维素粒子作为高2nm以上的棒状粒子被观察到,能观察到从该纤维素粒子向周围放射状地伸展开的高不足2nm的亲水性胶。
作为亲水性胶,若用分枝状的阴离子性多糖类,因其伸展度变更大而优选。另外,作为亲水性胶,若用车前籽胶,因其伸展度更进一步地变大而优选。
〈纤维素和亲水性胶的配合比率〉
本发明的纤维素复合体,优选为,含有纤维素50~99质量%,及亲水性胶1~50质量%。
通过复合化,亲水性胶通过氢键等化学键覆盖在纤维素粒子的表面,分散在酸性或高盐浓度的水溶液中时,纤维素复合体具有的分散稳定性、悬浮稳定性提高。
另外,通过使纤维素和亲水性胶为上述组成,复合化被促进,在酸性或高盐浓度的水分散体中的悬浮稳定性、分散稳定性提高,能够达到防止功能性食品素材等水不溶性成分沉降的效果。
〈水溶性胶〉
本发明的纤维素复合体,优选为更进一步地含有亲水性胶以外的水溶性胶。作为水溶性胶,优选为水膨润性高的易于与纤维素复合化的胶。
可列举如:刺槐豆胶、瓜尔胶、罗望子胶、刺梧桐胶、甲壳胺、阿拉伯胶、琼脂、卡拉胶、海藻酸、海藻酸钠(以下称为“ARG-Na”)、HM果胶、LM果胶(以下称为“LMP”)、固氮菌胶、黄原胶、可得然胶、普鲁兰多糖、葡聚糖、结冷胶(以下称为“GLG”)、明胶、羧甲基纤维素钠(以下称为“CMC-Na”)、羧甲基纤维素钾、甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基纤维素等的纤维素衍生物。这些水溶性胶可以两种以上组合。
上述水溶性胶之中,优选为从CMC-Na、LMP、ARG-Na、GLG选择1种以上。这些胶,因易于与纤维素及亲水性胶复合化而优选。
“CMC-Na”是指,纤维素的羟基被一氯乙酸取代得到的物质,其是具有D-葡萄糖β-1,4键结合的直链状的化学结构的物质。CMC-Na,是通过将纸浆(纤维素)溶于氢氧化钠溶液,用一氯乙酸(或其钠盐)进行醚化得到的。
特别是,从复合化的观点来看,优选为使用取代度和粘度被调制到特定范围内的CMC-Na。取代度是指,纤维素中的羟基与羧甲基醚键结合的程度,其优选为0.6~2.0。取代度在上述范围内时,因为CMC-Na的分散性充分及制造容易,因而成为优选。更优选为,取代度为0.6~1.3。另外CMC-Na的粘度,优选为在1质量%的纯水溶液中,在500mPa·s以下,更优选为200mPa·s以下,更进一步地优选为50mPa·s以下。特别优选为20mPa·s以下。CMC-Na的粘度越低,与纤维素、亲水性胶的复合化越容易被促进,虽然下限没有特别设定,但作为优选范围为1mPa·s以上。
“LMP”是指,具有存在以半乳糖醛酸为主体的酸性多糖类(胶类)和数种中性糖的结构。具有此化学结构的物质相当于本发明中的LMP,不管其原料及/或制造方法如何。果胶在植物组织中与纤维素等结合,因其作为不溶于水的成分存在,在高温酸性条件下,与其他的可溶性成分一同与原果胶分离制得。LMP在上述半乳糖醛酸中,虽然以甲酯的形式和酸的两种形式存在,但从与纤维素、亲水性胶的复合化的观点来看,优选为酯化度(以酯的形式存在的半乳糖醛酸的比例)不到50%的物质。
“ARG-Na”是指,具有α-L-葡萄糖醛酸和β-D-甘露糖醛酸以吡喃糖型进行1,4-糖苷键结合得到的结构的物质,有此化学结构的物质相当于本发明中的ARG-Na,不管其原料及/或制造方法如何。ARG-Na主要是以裙带菜,昆布,鹿尾菜为代表的褐藻中含有的多糖类的一种。
工业中,海藻酸从海藻酸含量多的Lessonia属、巨藻(Macrocystis)属、昆布(Ecklonia)属、公牛藻(Durvillaea)属、泡叶藻(Ascophyllum)属等的原藻中得到。对粉碎了的上述原藻进行酸处理,进行萃取,将其过滤得到沉淀物,通过酸处理得到海藻酸。通过用碳酸钠等使此海藻酸成钠盐、干燥、粉碎,能得到粉体状的海藻酸钠。
ARG-Na水溶液,为中性,显示滑滑的粘性。ARG-Na的粘度,在1质量%的纯水溶液中优选为300mPa·s以下。更优选为,粘度100mPa·s以下。更进一步地优选为,粘度30mPa·s以下。此粘度越低,与纤维素、亲水性胶的复合化越容易易进行,因而优选。
“GLG”是指,所谓伊乐藻假单胞菌(Sphingomon elodea)的微生物在菌体外分泌出的微生物多糖类脱乙酰化得到的物质。GLG,是直链状的杂多糖类,由葡萄糖,葡萄糖醛酸,葡萄糖和L-鼠李糖四种糖的重复单元构成,具有来源于葡萄糖醛酸的羧基。GLG有脱酰基型和原型2种,其不同是,有无1-3键结合的葡萄糖中存在的乙酰基和甘油基。脱酰基型是指,除去上述乙酰基和甘油基的物质。原型是指,葡萄糖残基上键合有1残基的甘油基和平均1/2残基的乙酰基的物质。在本发明中,虽然使用脱酰基型和原型的任意一个都可以,但脱酰基型,因具有上述结构,其容易促进与纤维素、亲水性胶的复合化而优选。
上述物质中,更优选为使用CMC-Na,LMP。以复合化的观点,最优选为CMC-Na。
〈亲水性胶和水溶性胶的质量比〉
亲水性胶和上述水溶性胶的质量比优选为30/70~99/1。在本发明的纤维素复合体中,通过使亲水性胶和上述水溶性胶在上述范围内,从弱碱性(pH 8)到酸性(pH 3)的广泛的pH范围中的含有本发明的纤维素复合体的水分散体中,本发明的纤维素复合体显示出分散稳定性和悬浮稳定性。另外,通过在本发明的纤维素复合体中添加水溶性胶,特别是,该水分散体的酸性范围(pH 5以下)中的本发明的纤维素复合体的悬浮稳定性更优。作为这些亲水性胶和水溶性胶的混合量,更优选为,40/60~90/10,更进一步地,优选为40/60~80/20。
〈纤维素复合体的体积平均粒径〉
纤维素复合体的体积平均粒径,优选为20μm以下。在这里,该体积平均粒径是指,将纤维素复合体制成1质量%浓度的纯水悬浮液,在高剪切均质机(日本精机(株)制,商品名“Excellauto Homo mixer—ED—7”处理条件:转速15,000rpm×5分钟)中使其分散,通过激光衍射法(堀场制作所(株)制,商品名“LA-910”,超声波处理1分钟,折射率1.20)得到的体积频率粒度分布中累积50%的粒径。
另外,纤维素复合体,优选为由体积平均粒径为0.01~200μm的纤维素复合体微粒组成。作为干燥粉末被制造出来的纤维素复合体,其微粒凝聚,形成表观的重量平均粒径为10~250μm的二元凝聚体系。此二元凝聚体系,若在水中搅拌则崩坏,分散成上述纤维素复合体微粒。其表观的重量平均粒径是指,通过使用罗泰普式筛震荡机(ro-tap type sieveshaker)(平工作所制筛震荡机A型)、JIS标准筛(Z8801-1987)将10g试料筛分10分钟得到的粒度分布累积重量50%的粒径。且,因为此干燥后的纤维素复合体的二元凝聚体系的重量平均粒径,与通过激光衍射法测定的分散液中的纤维素复合体的体积平均粒径的测定原理完全不同,所以通过各自的方法得到的值未必相关。
若纤维素复合体的体积平均粒径在20μm以下,纤维素复合体的分散稳定性、悬浮稳定性更容易提高。另外,食用含有纤维素复合体的食品时,能提供无粗涩感、具有爽滑口感的食品。更优选为体积平均粒径在15μm以下,特别优选为10μm以下,更进一步地优选为8μm以下。因为体积平均粒径越小,纤维素复合体的分散稳定性、悬浮稳定性越容易提高,所以下限没有特别限制,但作为优选范围为0.1μm以上。
〈纤维素复合体的胶状成分含量〉
更进一步地,纤维素复合体优,选为含有胶状纤维素成分30质量%以上。这里所说的胶状纤维素成分的含量是指,将纤维素复合体制成1质量%浓度的纯水悬浮液,在高剪切均质机(日本精机(株)制,商品名“Excellauto Homo mixer—ED—7”处理条件:转速15,000rpm×5分钟)中使其分散,离心分离(久保田商事(株)制),商品名“6800型离心分离器”转子型号RA-400型,处理条件:离心力2,000rpm(5600G※G为重力加速度)×15分钟),离心后的上清液中残留的固体成分(含有纤维素和亲水性胶、水溶性胶)的质量百分率。胶状纤维素成分的大小为10μm以下,更优选为5.0μm以下,特别优选为1.0μm以下。这里所说的大小是指,将纤维素复合体制成1质量%浓度的纯水悬浮液,在高剪切均质机(日本精机(株)制,商品名“Excellauto Homo mixer—ED—7”处理条件:转速15,000rpm×5分钟)中使其分散,通过激光衍射法(堀场制作所(株)制,商品名“LA-910”,超声波处理1分钟,折射率1.20)得到的体积频率粒度分布中的累积50%的粒径(体积平均粒径)。若胶状纤维素成分的含量为30质量%以上,其分散稳定性、悬浮稳定性更容易提高。更优选为40质量%以上,特别优选为50质量%以上。因胶状纤维素成分含量越高,其分散稳定性也越高,因此其上限没有特别限制,但作为优选范围,为100质量%以下。
〈亲水性物质〉
在本发明的纤维素复合体中,以提高在水中的分散性为目的,除了亲水性胶及水溶性胶以外,可以更进一步加入亲水性物质。亲水性物质是指,在冷水中的溶解性高,基本不带来粘性的有机物质,淀粉水解产物、糊精类、难消化性糊精、聚葡萄糖等的亲水性多糖类物质;低聚果糖、低聚半乳糖、低聚麦芽糖、低聚异麦芽糖、乳糖、麦芽糖、蔗糖、α-、β-、γ-环糊精等的寡糖类;葡萄糖、果糖、山梨糖等的单糖类;麦芽糖醇、山梨糖醇、赤藓醇等的糖醇类等适用。这些亲水性物质,可以2种以上组合。上述物质中,从分散性来看,优选为淀粉水解产物、糊精类、难消化性糊精、聚葡萄糖等的亲水性多糖类物质。
关于其他成分的混合,可以在不损害组合物在水中的分散及稳定性的范围内自由混合。
〈纤维素复合体的制造方法〉
接下来,说明本发明的纤维素复合体的制造方法。
满足本发明的特定的储藏弹性模量(G')的纤维素复合体,通过在混炼工序中付与纤维素和亲水性胶机械剪切力,使纤维素微细化的同时,使亲水性胶复合在纤维素表面而制得。另外,可以添加亲水性胶以外的水溶性胶或其他添加剂等。经过上述处理得到的产物,必要时,进行干燥。本发明的纤维素复合体中,经过上述机械剪断,未干燥的物质及其干燥后的物质等,任意的形态都可以。
为了付与机械剪断力,可以应用使用混炼机等混炼的方法。混炼机,可以使用捏合机、挤压机、行星搅拌机、擂溃机等。连续式和分批式都可以。混炼时的温度自然变化也可以,混炼时因复合反应、摩擦等引起发热的情况中也可以边除热边混炼。这些机器种类可以单独使用也可以二种以上机器种类混合使用。这些机器种类,可以根据在各种用途中的粘性要求等适当选择。
另外,混炼温度越低,越抑制亲水性胶的劣化,作为结果得到的纤维素复合体的储藏弹性模量(G')变高,因而优选。混炼温度,优选为0~100℃,更优选为10~90℃,特别优选为20~70℃,更进一步地优选为20~60℃,最优选为20~50℃。高能量下,为了维持上述混炼温度,可以自由选用套管冷却,放热等的慢慢除热的方法。
混炼时的固体成分,优选为20质量%以上。通过混炼粘性高的半固体形态的混匀物,混炼物不变成水分多的状态,下述的混炼能量变得容易传递至混炼物,促进了复合,因而优选。混炼时的固体成分,更优选为30质量%以上,更进一步地优选为40质量%以上。虽然上限没有特别限定,但考虑到为了使混炼物不变成水分含量少的干滋滋的状态,能得到充分的混炼效果和均一的混炼状态,实际的范围优选为90质量%以下。更优选为70质量%以下,更进一步地优选为60质量%以下。另外,为了使固体成分在上述范围,作为加水的时机,可以在混炼工序之前加入必要量的水,也可以在混炼工序的过程中加水,也可以实施这两种方法。
在这里,对混炼能量进行说明。混炼能量是用混炼物的每单位质量的电能(Wh/kg)来定义的。混炼能量优选为50Wh/kg以上。混炼能量在50Wh/kg以上时,则付与混炼物的磨碎力变大,促进了纤维素与亲水性胶及其他的水不溶性树脂等的复合化,提高了酸性或高盐浓度的纤维素复合体的分散稳定性、悬浮稳定性。更优选为80Wh/kg以上,更进一步地优选为100Wh/kg以上。
虽然认为混炼能量高时,复合化被促进,但如果混炼能量太高,因工业设备也变得过于庞大,给设备造成过大的负担,因此混炼能量的上限优选为1000Wh/kg以上。
认为复合化的程度为纤维素和其他成分的氢键结合的比例。若复合化进行,则氢键结合的比例变大,本发明的效果提高。另外,通过复合化的进行,纤维素复合体的储藏弹性模量(G')变高。
制备本发明的纤维素复合体的过程中,干燥通过上述混炼工序制得的混炼物时,可以使用盘式干燥、喷雾干燥、带式干燥、流化床干燥、冷冻干燥、微波干燥等的周知的干燥方法。将混炼物供给于干燥工序中时,优选为在混炼物中不添加水,维持混炼工序的固体成分的浓度,供给于干燥工序。干燥后的纤维素复合体的含水率优选为1~20质量%。通过使含水率在20%以下,粘附、腐败等问题或搬运·运输中的成本问题不易产生。更优选为15%以下,特别优选为10%以下。另外,通过使其为1%以上,因过度干燥而导致的分散性恶化的问题不会发生。更优选为1.5%以上。
使纤维素复合体流通于市场时,因其形状为粉末状时处理容易,所以优选为粉碎处理通过干燥得到的纤维素复合体使其成粉末状。但是,使用作为干燥方法的喷雾干燥时,因能同时干燥和粉末化,所以没有必要粉碎。粉碎干燥后的纤维素复合体时,可以使用切割式粉碎机、锤式粉碎机、钉式粉碎机、喷射式粉碎机等的周知的方法。粉碎的程度为,进行粉碎直到粉碎处理后的产物能过全部通过孔径1mm的筛为止。更优选为全部通过孔径425μm的筛,且,作为平均粒度(重量平均粒径),优选为粉碎处理至10~250μm。
在水中搅拌干燥后的纤维素复合体时,形成易分散、纤维素均一分散的具有滑润的组织的无粗涩感的稳定胶状分散体。特别是,在酸性或高盐浓度中,因纤维素不发生凝聚或分层,形成稳定的胶状分散体,因此能作为稳定剂等发挥优秀的功能。
〈用途〉
本发明的纤维素复合体,适宜用在pH 5以下或盐浓度0.01mol/L以上的酸性或高盐浓度的饮料食品。
〈在酸性饮料食品中的添加量〉
作为酸性饮料食品中纤维素复合体的添加量,虽然没有特别限制,但是,例如,在蔬菜果汁饮料中,优选为0.01质量%以上。通过使纤维素复合体的添加量在0.01质量%以上,分散,悬浮稳定性增加,乳化稳定,保湿的效果优秀。更优选为0.05质量%以上,更进一步地优选为0.1质量%以上。通过使纤维素复合体的添加量在5质量%以下,不引起凝聚和分离,另外,从饮料的易饮度(入喉感,舌头的粗涩感)来看优选为5质量%以下。
〈在高盐浓度的饮料食品中的添加量〉
作为高盐浓度的饮料食品中纤维素复合体的添加量,虽然没有特别限制,但是,例如,在佐料汁等的调味料中,优选为0.01质量%以上。通过使纤维素复合体的添加量在0.01质量%以上,分散,悬浮稳定性增加,乳化稳定,防止脱水的效果优秀。更优选为0.03质量%以上。通过使纤维素复合体的添加量在5质量%以下,不引起凝聚和分离,另外,从饮料的易饮度(入喉感,舌头的粗涩感)来看优选为5质量%以下。
〈不溶性成分〉
特别适宜用于含有水不溶性成分的酸性或高盐浓度的饮料食品中。水不溶性成分是指,在水中不溶解的成分,在本发明中,指能通过孔径10mm的筛。更适宜的为能通过5mm的筛的物质,更进一步地适宜的为能通过孔径2mm的筛。水不溶性成分,虽然在酸性或高盐浓度中变得不稳定,但通过添加本发明的纤维素复合体,能得到优秀的悬浮稳定性。
作为水不溶性成分,可列举出食物、饮料中的蛋白、果粒、乳酸菌饮料等中含有的乳酸菌、蔬菜果汁饮料中的纸浆成分等、乳钙、碳酸钙、β-葡聚糖、蛋白质(大豆蛋白、乳蛋白、胶原蛋白)、姜黄、荔枝等的比重比水大的功能性食品素材等、辅酶Q10等的泛癸利酮化合物、二十二碳六烯酸、二十碳五烯酸、或其酯等的欧米茄3化合物、神经酰胺化合物等的比重比水小的功能性食品素材等。
上述功能性食品素材,虽然也依据饮料的一日摄取量和素材的效果效能,对于饮料,优选为添加0.01质量%以上。更优选为0.05质量%以上,更进一步地优选为0.1质量%以上。
〈酸性饮料食品〉
以下,说明酸性饮料食品及高盐浓度的饮料食品的具体例。
作为pH 5以下的酸性饮料食品的具体例,可列举出含有蔬菜汁及/或果汁等的蔬菜果汁饮料、含有蔬菜汁及/或果汁和牛乳、豆乳等的乳制品的蔬菜果汁乳饮料、酸性乳饮料、酸奶饮料等的乳酸菌饮料、运动饮料、果醋等用水稀释制得的健康醋饮料等的酸性饮料类、以添加水果味等为目的添加了果汁的冰淇淋、软冰淇淋、果子露冰淇淋(sherbet)等冰制食品类、果冻、果酱等的胶状食品等的酸性食品。另外,只要是饮用食用时为上述形态,作为中间制品,用冷冻干燥、喷雾干燥等粉末化的产物也符合本发明的酸性饮料食品。
在这里,所谓的pH 5以下的酸性的定义为,实施了各种加工后的上述形态的饮料食品,在流通阶段,保存1日以上时,或供给饮用食用时的pH。作为pH的测定方法,采用离心分离及/或过滤除去上述饮料食品中的固体成分后,能用pH计(HORIBA制,pH计D-50)测定。
〈蔬菜果汁饮料〉
蔬菜果汁饮料中,作为纤维素复合体以外的成分,含有蔬菜汁及/或果汁10质量%以上,100质量%以下。在本发明中,“含有蔬菜汁、果汁10质量%以上”是指,对于饮料整体,蔬菜汁的比例经直接(straight)换算为10质量%以上。
蔬菜汁是指,蔬菜的榨汁液、蔬菜泥、使蔬菜的捣碎物干燥得的粉末、或这些的混合物。作为原料的蔬菜中,一般使用被认为是新鲜的,难以饮用的蔬菜。可列举如:作为果蔬类的西红柿、甜椒、南瓜等、作为叶菜类的卷心菜、菠菜、生菜、荷兰芹、水芹、羽衣甘蓝、小松菜等、作为根菜类的胡萝卜、萝卜、牛蒡等、作为茎菜类的芦笋、旱芹等、作为花菜类的西兰花、白花菜等。作为绿色蔬菜类,大麦若叶、羽衣甘蓝、明日叶、紫花苜蓿、埃及国王菜(Molokheiya)、薏苡嫩叶(adlayadlai)、小麦嫩叶、西兰花、西兰花幼苗、卷心菜、小松菜、萝卜叶、萝卜、雪里红、芥菜、水芹、水芹幼苗、山嵛菜叶、菠菜等。蔬菜也可以2种以上组合使用。蔬菜汁的制作方法及制造条件,没有特别限制,用周知的方法就行。作为榨汁液的制作方法,能举出将蔬菜加热处理之后,捣碎,榨汁的方法和低温榨汁的方法等。另外,作为蔬菜泥的制作方法,将蔬菜加热处理之后,用碎浆机(pulper)或修整机(finisher)过滤掉汁液,用石臼磨碎。另外,能举出放入搅拌机捣碎成细小的块的制作方法。
果汁是指,从果实榨汁得到的液体。作为果实,可列举出柑橘类果实、苹果、葡萄、桃、凤梨、番石榴、香蕉、芒果、黑加仑、蓝莓、西印度樱桃、洋李、番木瓜、西番莲、梅子、梨子、杏子、荔枝、甜瓜、西洋梨、桃类等。果实可以单独也可以2种以上混合使用。
柑橘类果实,也称为属于芸香科芸香亚科的植物的果实。具体地,能例示出温州蜜柑、纪州蜜柑、椪柑、Encore、中国柑橘(Mandarin)、印度橘(tangerine)、日本柑、台湾香檬、立花橘、不知火等的蜜柑类、夏橙、八朔橘、日向夏柑橘、三宝柑、河内晩柑、神代橘(Citrus glaberrima)、鸣门柑等的杂柑类、巴伦西亚橙子、脐橙、血橙等橙类、桶柑、伊予柑、茂谷柑、清见柑、奥兰多橘柚、微红薄皮橘柚(Minneola)、塞米诺橘(Seminole)等的橘橙·橘柚、墨西哥酸橙、塔希提酸橙等的酸橙、里斯本柠檬、尤力克柠檬、迪亚曼泰(Diamante)、伊特洛格(Etrog)等的柠檬·枸橼、晚白柚、土佐柚子等的柚子、邓肯葡萄柚(Duncan)、马叙葡萄柚(Marsh)、汤姆森脐橙(Thomson)、宝石红葡萄柚等的葡萄柚、柚子、卡抱斯(Citrus sphaerocarpa)、酢橘、花柚、Kis等的柚子类,金桔、枸橘。
上述物质中,橙子类的果汁重要的是混合入蔬菜饮料饮用时能保持酸味和苦味等风味的平衡,即使少量添加效果也很好,很适宜用于本发明。
制造果汁的方法及条件,没有特别限制,可以依据周知的方法进行,关于果汁的浓缩率和浓缩方法等也没有任何限制。
更进一步地,本发明适宜用于添加了蛋白质的蔬菜果汁饮料中。作为蛋白质,可举出牛奶蛋白、植物性蛋白质(大豆蛋白)、胶原蛋白等,从这些中选择2种以上混合使用也可以。
在这里,作为强化蛋白质的量,从一次能摄取大量的蛋白质来看,优选为0.1质量%以上。更优选为0.5质量%以上,更进一步地优选为1.0质量%以上。虽然上限没有特别限制,考虑到饮料的粘度,易饮度,优选为10质量%以下。
作为含有蛋白质和本发明的纤维素复合体的蔬菜果汁饮料的制造方法,作为蛋白质的表面保护剂,优选为从HM果胶(以下称为“HMP”)、酪蛋白、大豆多糖类中选择1种以上并用。上述表面被覆剂之中,优选HMP,因为其具有优秀的抑制纤维素和蛋白质的过度的相互作用的效果。
“HMP”是指,具有存在以半乳糖醛酸为主体的酸性多糖类(胶类)和数种中性糖的结构的果胶中,其酯化度(以酯的形式存在的半乳糖醛酸的比例)为50%以上的物质。具有此化学结构的物质相当于本发明中的“HMP”,不管其原料及/或制造方法如何。
“酪蛋白”是牛乳中含有的乳蛋白质中的一种,一般作为乳固体成分被提取出。酪蛋白为磷蛋白质(磷酸化蛋白质),由构成酪蛋白的蛋白质的氨基酸中的来源于丝氨酸的部分(丝氨酸残基)的大多数结合了磷酸而得到。酪蛋白的构成成分不是单一的蛋白质,而是被分成α-酪蛋白,β-酪蛋白,κ-酪蛋白三种类型,本发明中的酪蛋白不管以上物质的组成如何,是指由1种以上组成的组合物。
“大豆多糖类”是指在弱酸性条件下从大豆蛋白制造的过程中产生的不溶性食用纤维(豆腐渣)提取、精制得到的多糖类。作为其化学结构,由半乳糖、阿拉伯糖、半乳糖醛酸、鼠李糖、木糖、岩藻糖、葡萄糖构成,为鼠李糖半乳糖醛酸链上键合有多缩半乳糖和阿拉伯聚糖的物质。
关于HMP、大豆多糖类的使用方法进行说明。作为HMP、大豆多糖类的添加量,相对于蔬菜果汁饮料中添加的蛋白质的总量,优选为1/20(质量比)以上,更优选为1/10以上,更进一步地优选为1/5以上。作为其添加方法,作为一个例子可以举出制成蛋白质水溶液/或水悬浮液,在其中添加HMP及/或大豆多糖类物质,搅拌的方法。依此法,蛋白质的表面被HMP及/或大豆多糖类覆盖(该阶段,可以使蔬菜汁、果汁共存)。其后,添加本发明的纤维素复合体。优选添加预先使纤维素复合体分散于水制得的溶液,因为这样,悬浮稳定,防止脱水等的效果提高。
接下来,对于酪蛋白的使用方法进行说明。作为酪蛋白的添加量,相对于在蔬菜果汁饮料中添加的蛋白质的总量,优选为1/40(质量比)以上,更优选为1/20以上,更进一步优选为1/10以上。作为其添加方法,作为一个例子能举出制得本发明的纤维素复合体的水分散体,在其中添加酪蛋白(可以添加水溶液状态的酪蛋白,也可以添加干燥粉末状态的酪蛋白),搅拌的方法。依此法,纤维素复合体的表面被酪蛋白覆盖(在此阶段,可以使蔬菜汁和果汁共存)。其后,添加蛋白质。优选添加预先使蛋白质分散或溶解于水制得的溶液,因为这样悬浮稳定,防止脱水等的效果提高。
〈蔬菜果汁乳饮料〉
蔬菜果汁乳饮料是指,通过在蔬菜果汁饮料中添加牛乳和豆乳,强化了饮料中的蛋白质含量的饮料。牛乳、豆乳可以各自单独使用,也可以并用,其质量比没有限制。
添加了本发明的纤维素复合体的蔬菜果汁饮料,从饮用牛乳、豆乳的观点来看,优选为含有上述牛乳、豆乳5质量%以上,90质量%以下。
本发明中,“含有牛乳、豆乳5质量%以上”的意思是,即使添加了作为脱脂奶、低脂奶等加工奶的上述牛乳或豆乳,对于饮料整体的乳含量经直接换算也为5质量%以上。
〈酸性乳饮料〉
酸性乳饮料是指在乳及乳制品的成分规格等相关部令中定义(乳等部令)的使用乳或乳制品的物质,与乳或乳制品的量的多少无关。在这里,乳及乳制品中包含了牛奶、加工奶等的液状奶、奶油、脱脂奶粉、全脂奶粉、发酵奶等。另外本发明的酸性乳饮料中包含了发酵乳饮料及非发酵乳饮料。本发明的酸性乳饮料的pH优选为3~5,更优选为3.3~4.5,特别优选为3.6~4.4。pH若在此范围内,从饮料对大众口味的迎合度来看为优选。为了调制pH,可以使用食用有机酸和食用无机酸。作为食用有机酸和食用无机酸,只要是一般在食品中使用的物质就可以,可以使用如:乳酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、抗坏血酸、醋酸、富马酸、磷酸、乙二酸、葡萄糖酸、琥珀酸、磷酸氢钾或磷酸氢钠、磷酸二氢钾或磷酸二氢钠和果汁等。从酸味的品质来看,特别优选为乳酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、抗坏血酸、醋酸。
〈乳酸菌饮料〉
乳酸菌饮料是指含有活菌或死菌状态的乳酸菌0.01质量%以上的饮料。饮料的基底,可以任意为乳饮料、果汁饮料、清凉饮料等。作为含有活菌的乳酸菌饮料,可列举出将酸奶、植物性乳酸菌的发酵液适宜地用上述的饮料基底或水稀释制得的饮料。因乳酸菌的混合量越多,本发明的效果越大,所以更优选为,作为乳酸菌含量为0.05质量%,更进一步地优选为0.1质量%。
〈运动饮料〉
运动饮料是指适于在运动中或运动后饮用的饮料。即,指能高效地补充因运动时的出汗等而失去的水分、电解质、矿物质、能量。可以根据喜好在运动饮料中混合各种调味料和营养成分等。只要是通常的运动饮料中混合的物质,例如:各种着色料、氨基酸、维生素、矿物盐、香料等,则可混合任意的物质。运动饮料的特征为,含有既定的比例的柠檬酸或其盐。作为使运动饮料中含有柠檬酸或其盐的方法,没有特别限制,可以通过使柠檬酸制剂混合在饮料中来进行。
柠檬酸的配合量,优选为0.15~0.5质量%,更进一步地优选为0.2~0.5质量%,最优选为0.3~0.5质量%。
〈食醋饮料〉
食醋饮料,适用于以促进健康和维持健康为目的的饮用。食醋,在日本农林标准中被分为“酿造醋”和“合成醋”两大类。“酿造醋”依据原料的种类或原料的使用量被区分为使用含有既定量以上的谷物的原料制得的谷物醋,使用含有既定量以上的果实和果汁的原料制得的果醋及上述以外的谷物醋和果醋以外的酿造醋。作为谷物醋,可列举如:大麦醋、米醋、麦芽醋、小麦醋、酒糟醋、醪醋、小米醋、纯米醋、玄米醋、玄米黑醋、大麦黑醋等。作为果醋,可列举出苹果醋、葡萄醋、白葡萄酒醋、红葡萄酒醋、香醋(balsamic vinegar)等,种类没有特别限制。食醋饮料含有醋酸,其含量优选为0.05~5质量%,更优选为0.1~3%,更进一步地优选为0.2%~2%。只要为5质量%以下,就不会产生因酸味和刺鼻味过强而造成饮用困难,另外,只要为0.05质量%以上,就不会因酸味太弱而不适于用作食醋饮料。
〈酸性饮料类的粘度〉
本发明的酸性饮料类的粘度,优选为20℃下通过B型粘度计测得的粘度为3~700mPa·s。只要在此范围内,就能抑制成分的凝聚、沉淀,能配制容易饮用的酸性饮料食品。根据相关的观点,更优选为10~400mPa·s,更进一步地优选为20~200mPa·s。
〈酸性食品〉
作为pH 5以下的酸性食品,可列举出饮料等的透明或不透明的液状食品,果冻等的透明或不透明的固体(半固体)食品。
作为液状食品的具体例,除了上述酸性饮料,还可列举出含有医药部外品(Quasi drug)的营养饮料、维生素B群、维生素C等的维生素饮料等、或柠檬茶、调味茶等的口味改进的饮料类等,其他还可列举出附加果实和果汁等味道的水果糖浆类、佐料汁、佐料汤、调料、沙司等的酸性(pH 5以下)调味液类等。
另外,作为固体(半固体)食品的具体例,可列举出果冻、布丁、果酱等的胶状食品、酸奶、酸奶油等的酸性的乳制品、添加了以附加水果味等的味道为目的的果实或果肉、果汁等的冰淇淋、软冰淇淋、果子露冰淇淋等的冰制食品。
〈冰制食品〉
是指在上述酸性食品中饮用食用时含有冰的食品。例如:冰淇淋、软冰淇淋、果子露冰淇淋等。
〈胶状食品〉
是指在上述酸性食品中饮用食用时含有胶冻的食品。例如:果冻、布丁、果酱等。在这里,凝胶化剂也包括明胶、蛋白等含有蛋白质的物质、用卡拉胶、黄原胶、罗望子胶之类的水溶性胶类凝固的物质。
〈高盐浓度的饮料食品〉
作为0.01mol/L以上的高盐浓度的饮料食品的具体例,符合的有使芝麻等的食品或功能性油的乳化物分散的调料类、涂食品(spread)类、佐料汁类、汤类、油脂类等。另外,只要饮用食用时采用上述形态,则作为中间制品,冷冻干燥,喷雾干燥等粉末化之后的物质(例如调味料粉末、汤粉,茶渍粉等)也符合高盐浓度饮料食品。
所谓的0.01mol/L以上的盐浓度的定义,指的是实施了各种加工的上述形态的饮料食品,在流通阶段,保存1日以上时或供作饮料食品时的盐浓度。盐浓度是指,将上述饮料食品中的固体成分通过离心分离及/或过滤除去之后,得到的水溶液中的盐分浓度,将使用盐分计(ATAGO制数显盐分计ES-421)测定得到的值(质量%)换算成作为NaCl时的摩尔浓度(mol/L)。
〈纤维素复合体的添加方法〉
在酸性或高盐浓度的饮料食品中添加本发明的纤维素复合体的方法可举出下面的方法。可以通过使本发明的纤维素复合体与主原料或着色料、香料、酸味料、增稠剂等的成分同时分散在水中进行添加。
另外,将纤维素复合体的干燥粉末分散在酸性或高盐浓度的水系介质中时,纤维素复合体一旦分散在水中后,以目标食物形态进行添加,因能提高纤维素复合体的分散稳定性,所以为优选。纤维素复合体为干燥粉末时,作为在水中的分散方法,能够使用食品等的制造工序中通常使用的各种分散机·乳化剂·粉碎机等的混炼机进行分散。作为混炼机的具体例,能使用推进式搅拌机、高速混合机、均质混合机、切割机等的各种搅拌机、球磨粉碎机、胶体粉碎机、玻珠研磨机、擂溃机等的研磨机类、以高压均质机、Nanomizer等的高压均质机为代表的分散机、乳化机、以行星搅拌机、捏合机、挤压机、桨叶混合机(Turbulizer)为代表的混炼机等。2种以上的混炼机组合使用也没关系。另外,采用边升温边混合的方式时分散容易。
在蔬菜果汁饮料或蔬菜果汁乳饮料中添加的时候,可列举如:在蔬菜果汁饮料或蔬菜果汁乳饮料中混合纤维素复合体后用均质混合机分散的方法,或用均质混合机使纤维素复合体分散在水中后,与蔬菜果汁饮料或蔬菜果汁乳饮料混合的方法。通过在蔬菜果汁饮料或蔬菜果汁乳饮料中添加纤维素复合体,能抑制饮料中含有的不溶性纸浆成分的沉降。
在乳酸菌饮料中添加时,可列举出乳酸菌饮料中混合纤维素复合体后用均质混合机分散的方法,或用均质混合机使纤维素复合体分散在水中后,与乳酸菌饮料混合的方法。通过在乳酸菌饮料中添加纤维素复合体,不发生纤维素的凝聚使其稳定地分散的同时,能防止乳酸菌饮料中的乳酸菌、蛋白质等的沉降。
酸性或高盐浓度的饮料食品,含有作为水不溶性成分的20μm以上的粒子0.01质量%以上时,在其制造工序中,从长期保存稳定性来看,优选为在高压均质机(例如APV制manton Gorlin Homogenizer)中施加10MPa以上的压力,预先均质化。
本发明的纤维素复合体为在酸性或高盐浓度的水系介质中使胶体分散性得到显著提高的物质,除食品以外,作为用途可列举出医药品、化妆品、食品用·工业用洗涤剂及处理剂原料、家庭用(衣物、厨房、住所、餐具等)洗涤剂原料、涂料、颜料、陶瓷、水系胶乳、乳化(聚合)用、农药用、纤维加工用(精练剂、助染剂、柔软剂、拨水剂)、防污加工剂、混凝土用混合剂、印刷油墨用、润滑油用、抗静电剂、防雾剂、润滑剂、分散剂、脱墨剂等。其中,在食品,特别是酸性食品和含有盐分的食品,或其组合中,不发生凝聚和分离、脱水、沉降,能保持稳定的分散状态。另外,作为稳定剂的性能显著提高的同时,因为凭借其爽滑的入舌感和体感能解决消除粗涩的问题,因此可能使用于记载以外的大范围的食品用途中。
实施例
本发明通过下述实施例进行说明,但是,本发明的范围不限制于这些实施例。
〈纤维素复合体的储藏弹性模量的测定法〉
(1)用高剪切均质机((日本精机(株)制,商品名“Excellauto Homo mixer—ED—7”处理条件:转速15,000rpm×5分钟)使纤维素复合体分散在纯水中,配制1.8质量%浓度的纯水分散体。
(2)混合此水分散体和0.2M的pH 4的Mcllvaine缓冲液(0.2M的磷酸氢二钠和0.1M的柠檬酸的水溶液),将纤维素复合体的浓度配制成1质量%(总量300g,离子浓度0.06mol/L,pH 4),得到的水分散体在室温下静置3日。
(3)通过粘弹性测定装置(Rheometric Scientific,Inc.制,ARES100FRTN1型),几何形状:双层库爱特(Double wall Couette)型(应变在1→794%的范围内扫描)测定此水分散体的应力的应变依存性。本发明中,储藏弹性模量(G')使用上述测定得到的应变-应力曲线上的应变20%时的值。
〈纤维素复合体的体积平均粒径〉
(1)将纤维素复合体制成1质量%浓度的纯水悬浮液,用高剪切均质机((日本精机(株)制,商品名“Excellauto Homo mixer—ED—7”处理条件:转速15,000rpm×5分钟)使其分散。
(2)用激光衍射法(堀场制作所(株)制,商品名“LA-910“,超声波处理1分钟,折射率1.20)测定制得的水分散体的粒度分布。在这里测得的体积频率粒度分布中的累积50%粒径即为体积平均粒径。
〈纤维素复合体的胶状纤维素成分含有率〉
(1)将纤维素复合体制成1质量%浓度的纯水悬浮液,用高剪切均质机((日本精机(株)制,商品名“Excellauto Homo mixer—ED—7”处理条件:转速15,000rpm×5分钟)使其分散。
(2)接下来,进行离心分离。(久保田商事(株)制),商品名“6800型离心分离器”转子型号RA-400型,处理条件:离心力2,000rpm(5600G※G为重力加速度)×15分钟,离心管中装入总量50g)
(3)将离心后的上清液导入玻璃制称量瓶中,60℃下15小时之后,105℃干燥2小时,在干燥器内恒量后,测定重量。另外,用同样的方法干燥未离心的水分散体,测定重量。从这些结果,通过以下的式子求出上清液中残留的纤维素固体成分的质量百分比。
计算式:(上清液50g的固体成分)/(未离心50g中的固体成分)×100
〈分散稳定性:分散纤维素复合体的水分散体的外观观察〉
对于用上述储藏弹性模量(G')的测定法(2)制得的水分散体,关于以下的4项,制定基准,通过目视判断。
(分层)用离心管上部的颜色较浅的层的体积来评价。
◎(优):没有分层,○(良):分层不足10%,△(可):分层不足30%,×(不可):分层30%以上
(沉降)通过离心管底部的沉淀物的量进行评价。
◎(优):没有沉降,○(良):一部分薄薄地沉降,△(可):整面薄薄地沉降,×(不可):整体厚厚地沉降
(凝聚)在离心管整体中,通过不均一的部分的量进行评价
◎(优):均一,○(良):很少一部分不均一,△(可):一部分不均一,×(不可):整体不均一
〈纤维素复合体水分散体的粘度〉
对于依上述储藏弹性模量(G')的测定法(2)制得的水分散体,分散3小时后(25℃保存),用B形粘度计(转子转速60rpm。安装并静置30秒钟后,使其旋转30秒钟,进行测定。但是,转子可以根据粘度不同而适当变更。使用的转子如下。即,1~20mPa·s:BL型,21~100mPa·s:No 1,101~300mPa·s:No 2,301mPa·s:No 3)进行测定。测定结果采用以下基准进行分类。
(粘度)◎(优):1~50,○(良):51~75,△(可):76~100,×(不可):101~[mPa·s]
〈纤维素的粒子形状1:符合纤维素复合体A~M〉
将纤维素复合体制成1质量%浓度的纯水悬浮液,用高剪切均质机((日本精机(株)制,商品名“Excellauto Homo mixer—ED—7”处理条件:转速15,000rpm×5分钟)使其分散得到水分散体,用纯水稀释至0.1质量%,使用滴管,在云母上浇铸一滴。用空气除尘器吹去多余的水分,风干,制得样品。基于用原子力显微镜(装置Digital instruments社制Nano ScopeIV MM,扫描仪EV,测定模式:敲击(Tapping),探针NCH型单晶硅探针)测量到的图像,从长径(L)为2μm以下的粒子的形状中,求出长径(L)和短径(D),其比值(L/D)即为纤维素粒子的形状,算出100~150个粒子的平均值。
〈纤维素的粒子形状2:符合纤维素复合体N、O〉
将纤维素复合体制成0.25质量%浓度的纯水悬浮液,用高剪切均质机((日本精机(株)制,商品名“Excellauto Homo mixer—ED—7”处理条件:转速15,000rpm×5分钟)使其分散得到水分散体,用纯水稀释至0.01~0.05质量%,使用滴管,在云母上浇铸一滴。用空气除尘器吹去多余的水分,风干,制得样品,蒸镀厚3nm的铂钯,基于用扫描电子显微镜(装置日本电子制JSM-5510LV型)测量到的图像,求出长径(L)和短径(D),其比值(L/D)即为纤维素的粒子形状,算出100~150个粒子的平均值。
〈悬浮稳定性:饮料食品的外观观察〉
对于各种饮料(制造法,参考以下的实施例、比较例),关于以下的4项,制定基准,通过目视判断。
(分层)用离心管上部的颜色较浅的层的体积来评价。
◎(优):没有分层,○(良):分层不足10%,△(可):分层不足30%,×(不可):分层30%以上
(沉降)通过离心管底部的沉淀物的量进行评价。
◎(优):没有沉降,○(良):一部分薄薄地沉降,△(可):整面薄薄地沉降,×(不可):整体厚厚地沉降
(凝聚)在离心管整体中,通过不均一的部分的量进行评价
◎(优):均一,○(良):很少一部分不均一,△(可):一部分不均一,×(不可):整体不均一
〈饮料的粘度※此评价基准不适用于饮料以外的食品〉
各种饮料(制造法,参考以下的实施例、比较例)在制造1小时后(25℃保存),用B形粘度计(转子转速60rpm。安装并静置30秒钟后,使其旋转30秒钟,进行测定。但是,转子可以根据粘度不同而适当变更。使用的转子如下。即,1~20mPa·s:BL型,21~100mPa·s:No 1,101~300mPa·s:No 2,301mPa·s:No 3)进行测定。测定结果,依以下的基准分类。
(粘度)◎(优):1~10,○(良),10~20,△(可):20~50,×(不可):50~[mPa·s]以下,将纤维素、车前籽胶、羧甲基纤维素钠、结冷胶、海藻酸钠、LM果胶分别略记为MCC、CSG、CMC-Na、GLG、ARG-Na、LMP。
(实施例1)
切断市售DP纸浆后,在2.5mol/L盐酸中105℃下,水解15分钟后,进行水洗、过滤,制得固体成分50质量%的湿滤饼状的纤维素(平均聚合度为220)。
接下来,准备湿滤饼状的MCC、CSG((株)MRC POLYSACCHARIDE制,PG020,1质量%溶解液的粘度为40mPa·s)、CMC-Na(第一工业制药(株),F-7A,1%溶解液的粘度为11mPa·s),在行星搅拌机((株)品川工业所制,5DM-03-R,搅拌叶轮为钩式)中投入质量比为90/5/5的MCC/CSG/CMC-Na,加水使固体成分为45质量%。
其后,在126rpm下混炼,制得纤维素复合体A。混炼能量通过行星搅拌机的混炼时间控制,实测值为0.6kWh/kg,混炼温度使用热电偶直接测定混炼物的温度。通过混炼为20~60℃,到达温度为50~60℃。
得到的纤维素复合化物A的储藏弹性模量(G')为0.48Pa。另外,纤维素复合体A的体积平均粒径为6.2μm,胶状纤维素成分为55质量%,粒子L/D为1.6。对纤维素复合体A的分散稳定性(分层、沉降、凝聚、粘度)进行评价,结果如表1所示。
使用此纤维素复合体按如下方法制作钙强化蔬菜果汁。
用TK均质混合机(特殊机化工业(株)制,MARKII)在8,000rpm下将纤维素复合体A进行水分散10分钟,制成含有6质量%的纤维素复合体A的纯水分散体。加入用TK均质混合机分散了的市售的蔬菜果汁(KAGOME(株)制,野菜生活100)和纤维素复合体A的纯水分散体,设定纤维素复合体A的固体成分浓度为0.3质量%,用TK均质混合机分散,制成饮料。
在该饮料中添加乳钙(饮料中的添加量0.2质量%),使用TK均质混合机,在4,000rpm下搅拌5分钟,得到钙强化蔬菜果汁。使其在25℃环境中静置1小时后测定其饮料浓度。更进一步,将其保存在100ml容积的离心管中,室温下静置保存3日之后,目视外观,观察其状态(分层、沉降、凝聚、粘度)。悬浮稳定性的评价结果如表-1所示。
(实施例2)
与实施例1同样地制成湿滤饼状的纤维素,在MCC/CSG/CMC-Na的质量比为90/3/7、固体成分40质量%的条件下,配制纤维素水分散体。将此纤维素水分散体在与实施例1同样的装置下混炼,得到纤维素复合体B。混炼能量为0.1kWh/kg。对于混炼温度,与实施例1同样地测定,通过混炼为20~60℃,到达温度为50~60℃。
储藏弹性模量(G')为0.2Pa,体积平均粒径6.8μm,胶状纤维素成分为45质量%,粒子L/D为2.0。使用纤维素复合体B与实施例1同样地处理,评价分散稳定性。
另外,与实施例1同样的方法使用此物制成钙强化蔬菜果汁,评价悬浮稳定性。结果如表-1所示。
(实施例3)
与实施例1同样地制成湿滤饼状的纤维素,称量使MCC/CSG/GLG(CP Kelco制,Kelcogel,Lot070628,1质量%溶解液的粘度1222mPa·s)的质量比为90/9/1,加水使固体成分变成49.5质量%,使用行星搅拌器混炼,得纤维素复合体C。混炼能量为0.5kWh/kg。对于混炼温度,与实施例1同样地测定,通过混炼为20~60℃,到达温度为50~60℃。
得到的纤维素复合体C的储藏弹性模量(G')为0.18Pa,体积平均粒径7.5μm,胶状纤维素成分为53质量%,粒子L/D为1.6。使用纤维素复合体C与实施例1同样地处理,评价分散稳定性。
另外,使用此物与实施例1同样地处理,制成钙强化蔬菜果汁,评价悬浮稳定性。结果如表-1所示。
(实施例4)
与实施例1同样地制成湿滤饼状的纤维素,称量使MCC/CSG/CMC-Na的质量比为50/25/25,加水使固体成分变成49质量%,使用行星搅拌器混炼,得纤维素复合体D。混炼能量为0.6kWh/kg。对于混炼温度,与实施例1同样地测定,通过混炼为20~60℃,到达温度为50~60℃。
储藏弹性模量(G')为0.2Pa,体积平均粒径5.8μm,胶状纤维素成分为36质量%,粒子L/D为1.6。使用纤维素复合体D与实施例1同样地处理,评价分散稳定性。
另外,使用此物与实施例1同样地处理,制成钙强化蔬菜果汁,评价悬浮稳定性。结果如表-1所示。
(实施例5)
与实施例1同样地制成湿滤饼状的纤维素,称量使MCC/CSG/ARG-Na((株)kimica制,Kimica Algin SKAT-UVL,1%溶解液的粘度4.1mPa·s)的质量比为95/2.5/2.5,加水使固体成分变成45质量%,使用行星搅拌器混炼,得纤维素复合体E。混炼能量为0.6kWh/kg。对于混炼温度,与实施例1同样地测定,通过混炼为20~60℃,到达温度为50~60℃。
储藏弹性模量(G')为0.5Pa,体积平均粒径为7.8μm,胶状纤维素成分为43质量%,粒子L/D为1.6。使用纤维素复合体E与实施例1同样地处理,评价分散稳定性。
另外,使用此物与实施例1同样地处理,制成钙强化蔬菜果汁,评价悬浮稳定性。结果如表-1所示。
(实施例6)
与实施例1同样地制成湿滤饼状的纤维素,称量使MCC/CSG的质量比为90/10,加水使固体成分变成45质量%,使用行星搅拌器混炼,得纤维素复合体F。混炼能量为0.5kWh/kg。对于混炼温度,与实施例1同样地测定,通过混炼为20~60℃,到达温度为50~60℃。
储藏弹性模量(G')为0.15Pa,体积平均粒径为7.4μm,胶状纤维素成分为56质量%,粒子L/D为1.6。使用纤维素复合体F与实施例1同样地处理,评价分散稳定性。
另外,使用此物与实施例1同样地处理,制成钙强化蔬菜果汁,评价悬浮稳定性。结果如表-2所示。
(实施例7)
与实施例1同样地制成湿滤饼状的纤维素,称量使MCC/CSG/LMP(unitec foods(株)制,LNSN325)的质量比为90/5/5,加水使固体成分变成45质量%,使用行星搅拌器混炼,得纤维素复合体M。混炼能量为0.5kWh/kg。对于混炼温度,与实施例1同样地测定,通过混炼为20~60℃,到达温度为50~60℃。
储藏弹性模量(G')为0.17Pa,体积平均粒径为7.2μm,胶状纤维素成分为54质量%,粒子L/D为1.6。使用纤维素复合体M与实施例1同样地处理,评价分散稳定性。
另外,使用此物与实施例1同样地处理,制成钙强化蔬菜果汁,评价悬浮稳定性。结果如表-1所示。
(比较例1)
与实施例1同样地制成湿滤饼状的纤维素,称量使MCC/CSG/CMC-Na的质量比为80/0/20,加水使固体成分变成45质量%,使用行星搅拌器混炼,得纤维素复合体G。混炼能量为0.5kWh/kg。对于混炼温度,与实施例1同样地测定,通过混炼为20~60℃,到达温度为50~60℃。
纤维素复合体G的储藏弹性模量(G')为0.02Pa,体积平均粒径为8.8μm,胶状纤维素成分为35质量%,粒子L/D为1.6。使用纤维素复合体G与实施例1同样地处理,评价分散稳定性。
另外,使用此物与实施例1同样地处理,制成钙强化蔬菜果汁,评价悬浮稳定性。结果如表-2所示。
(比较例2)
与实施例1同样地制成湿滤饼状的纤维素,称量使MCC/CSG/CMC-Na的质量比为90/5/5,加水使固体成分变成28质量%,使用行星搅拌器混炼,得纤维素复合体J。混炼能量为0.04kWh/kg。对于混炼温度,与实施例1同样地测定,通过混炼为20~60℃,到达温度为50~60℃。
纤维素复合体J的储藏弹性模量(G′)为0.01Pa,体积平均粒径13.μm,胶状纤维素成分为28质量%,粒子L/D为2.4。使用纤维素复合体J与比较例1同样地处理,评价分散稳定性。
另外,使用此物与比较例1同样地处理,制成钙强化蔬菜果汁,评价悬浮稳定性。结果如表-2所示。
(比较例3)
切断市售DP纸浆后,在10质量%盐酸中,105℃下,水解20分钟得到酸不溶性残渣,过滤,洗净后,配制得固体成分10质量%的纤维素水分散体(平均聚合度为200)。此水解的纤维素的平均粒径为17μm。将此纤维素水分散体在介质搅拌湿式粉碎装置(Kotobuki技研工业株式会社制apex mill,AM-1型)中,使用作为介质的直径的氧化锆珠,在搅拌翼转速1800rpm、纤维素水分散体的供给量为0.4L/min的条件下通过两次,进行粉碎处理,得微细纤维素的糊状物。
称量使糊状微细纤维素/CSG/CMC-Na(取代度0.90,粘度7mPa.s)的质量比为80/0/20,用纯水配制使总固体成分浓度为11质量%,使用TK均质混合机(特殊机化工业(株)制,MARKII)在8,000rpm下分散20分钟,配制得糊状水分散体(从apex mill和TK均质混合机的耗电量和处理量算出混炼能量,其为0.03kWh/kg。对于混炼温度,与实施例1同样地测定,通过混炼为20~60℃,到达温度为50~60℃。
将此水分散体在滚筒干燥器(楠木机械制作所(株)制,KDD-1型)中,在水蒸汽压力为2Kg/cm2,转速为0.6rpm的条件下干燥,用刮刀刮取出,用flash mill(不二Paudal(株)制)进行粗碎,得到薄片状、鳞片状的纤维素复合体K。混炼能量为0.03kWh/kg,纤维素复合体K的储藏弹性模量(G′)为0.01Pa,体积平均粒径为3.4μm,胶状纤维素成分为40质量%,粒子L/D为2.4。使用纤维素复合体K与比较例1同样地处理,评价分散稳定性。
另外,使用此物与比较例1同样地处理,制成钙强化蔬菜果汁,评价悬浮稳定性。结果如表-2所示。
(比较例4)
切断市售DP纸浆后,在10质量%盐酸中,于105℃下,水解20分钟得到酸不溶性残渣,过滤,洗净,得到水分60质量%的湿滤饼状的纤维素。加水使固体成分含量变成45质量%,此物在与实施例1同样的条件下,用行星搅拌机处理2小时。在此磨碎处理物中加入水,使固体成分为7质量%,在高剪切均质机(日本精机(株)制,商品名“ExcellautoHomo mixer—ED—7”处理条件:转速15,000rpm×5分钟)中使其分散。其后,在2500G的离心力下,离心分离10分钟,作为上层部分,得到固体成分4质量%的MCC水分散体。
接下来,在MCC水分散体中加入CSG和CMC-Na,使其变成实施例1的组成,使用推进式搅拌机,均一混合,配制得水分散体(此时的固体成分为4~5质量%)。将此水分散体在滚筒干燥器((株)楠木机械制作所制KDD-1型)中,在滚筒表面用硅脱模剂处理后,水蒸气压力为0.12MPa,转速为1.0rpm的条件下干燥,得到薄膜状的纤维素复合体L。
混炼能量的总量为0.08kWh/kg(行星搅拌器为0.08kWh/kg,其他的作为总量,其不足0.05kWh/kg)。对于与亲水性胶共存下的混炼温度(推进式搅拌),与实施例1同样地测定,通过混炼为20~60℃,到达温度为50~60℃。
体积平均粒径为3.5μm,胶状纤维素成分为72质量%,粒子L/D为1.6(通过体积平均粒径的测定得到的粒度分布中10μm以上的粒子的比例为2.5%)。通过与实施例1同样的操作,测定储藏弹性模量(G')的结果为0.01Pa。
比较例4,作为施加在纤维素上的混炼能量,虽然其在本发明的优选范围内,但因为占有混炼能量的大部分的行星搅拌机的处理中CSG、CMC-Na不存在,所以MCC和CSG、CMC-Na的复合化当然不能进行,认为是储藏弹性模量超出了本发明的范围。
使用此物与比较例1同样地处理,制成钙强化蔬菜果汁,评价悬浮稳定性。结果如表-2所示。
(实施例8)
与实施例1同样地处理得到纤维素复合体A。使用此物质如下进行处理,制得钙强化运动饮料。
称量市售的运动饮料(可口可乐(株)制,aquarius,粉体调整)、纤维素复合体A为6质量%的纯水分散体、乳钙,使用TK均质混合机(特殊机化工业(株)制,MARKII)在8,000rpm下搅拌这些物质5分钟,得到钙强化运动饮料。此饮料中的纤维素复合体A的固体成分为0.3质量%,乳钙的添加量为0.2质量%。
测定将此物质在25℃环境中静置1小时后的饮料粘度。更进一步地,将此保存在100ml容积的离心管中,室温下静置保存3日后,通过目视观察外观的状态(分层、沉降、凝聚、粘度),与钙强化蔬菜汁同样的方法评价悬浮稳定性。结果如表-1所示。
(实施例9)
与实施例1同样地处理得到纤维素复合体A。使用此物质如下进行处理,制得β-葡聚糖强化蔬菜果汁。
相对于实施例1,将乳钙改为大麦β-葡聚糖(E-70S,(株)ADEKA制),饮料中的水不溶性成分的添加量改为0.5质量%,除此以外,与实施例1同样的方法,制成β-葡聚糖强化蔬菜果汁,评价悬浮稳定性。结果如表-1所示。
(实施例10)
与实施例1同样地处理制得纤维素复合体A。使用此物质如下进行处理,制得蛋白质强化强化蔬菜果汁饮料。
使用TK均质混合机(特殊机化工业(株)制,MARKII)在8,000rpm下分散纤维素复合体A 10分钟,制成10质量%的水分散体A。接下来使用TK均质混合机(特殊机化工业(株)制,MARKII)在8,000rpm下分散大豆蛋白质(不二制油(株)制,Proleena RD-1)10分钟,制成10质量%的水分散体B。
在水分散体B中加入HM果胶(unitecfoods(株)制,AYD-380D),使大豆蛋白质/HM果胶(质量比)为5/1,使用TK均质混合机(特殊机化工业(株)制,MARKII)在8,000rpm下分散10分钟,制得水分散体C。
在市售的蔬菜果汁(kagome(株)制,野菜生活100)中加入水分散体A(将最终饮料中的纤维素复合体设定为0.2质量%)、水分散体C(将最终饮料中的大豆蛋白质设定为0.5质量%,HM果胶设定为0.1质量%),接下来加入纯水,使用TK均质混合机(特殊机化工业(株)制,MARKII)在8,000rpm下分散10分钟,制得水分散体D。
用高压均质机(APV社制Manton Gaulin Homogenizer压力20MPa)处理此水分散体后,在85℃的温浴中,用推进式搅拌机边搅拌边杀菌10分钟,制成蛋白质强化蔬菜果汁饮料。
对于此饮料,用与实施例1同样的方法评价,结果如表3所示。
(实施例11)
与实施例10同样的操作中,使最终饮料中的HM果胶的浓度为0.05质量%,制成蛋白质强化蔬菜果汁饮料。
对于此饮料,用与实施例1同样的方法评价,结果如表3所示。
(实施例12)
与实施例10同样的操作中,配制使得最终饮料中的纤维素复合体A的浓度为0.1质量%,大豆蛋白质的浓度为1.0质量%,使HM果胶的浓度为0.1质量%,制成蛋白质强化蔬菜果汁饮料。
对于此饮料,用与实施例1同样的方法评价,结果如表3所示。
(实施例13)
与实施例10同样的操作中,使用的纤维素复合体为实施例7中制得的纤维素复合体M。另外,配制使得最终饮料中的纤维素复合体M的浓度为0.3质量%,大豆蛋白质的浓度为0.5质量%,使HM果胶的浓度为0.2质量%,制成蛋白质强化蔬菜果汁饮料。
对于此饮料,用与实施例1同样的方法评价,结果如表3所示。
(实施例14)
与实施例10同样的操作中,不添加HM果胶,配制使得最终饮料中的纤维素复合体A的浓度为0.2质量%,大豆蛋白质的浓度为0.5质量%,制成蛋白质强化蔬菜果汁饮料。
对于此饮料,用与实施例1同样的方法评价,结果如表3所示。
(比较例5)
与实施例10同样的操作中,不添加纤维素复合体,配制使得大豆蛋白质的浓度为0.5质量%,HM果胶的浓度为0.2质量%,制成蛋白质强化蔬菜果汁饮料。
对于此饮料,用与实施例1同样的方法评价,结果如表3所示。
(比较例6)
与实施例10同样的操作中,使用的纤维素复合体为比较例2中制得的纤维素复合体J。另外,配制使得最终饮料中的纤维素复合体J的浓度为0.2质量%,大豆蛋白质的浓度为0.5质量%,HM果胶的浓度为0.1质量%,制成蛋白质强化蔬菜果汁饮料。
对于此饮料,用与实施例1同样的方法评价,结果如表3所示。
(实施例15)
使用TK均质混合机(特殊机化工业(株)制,MARKII)在8000rpm下分散纤维素复合体A 10分钟,制成10质量%的水分散体。使用TK均质混合机(特殊机化工业(株)制,MARKII)在8,000rpm下将该水分散体和蔬菜果汁乳饮料(市售品“蔬菜&豆乳”伊藤园(株)制,成分组成:蔬菜汁25%,果汁5%,豆乳10%,植物性蛋白质3.1g/777g)分散10分钟后,在85℃的温水浴中,用推进式搅拌机边搅拌边杀菌10分钟,制得蔬菜果汁乳饮料。
对于此饮料,用与实施例1同样的方法评价的结果为,分层为◎,沉降为○,凝聚为◎,粘度为◎。
(比较例7)
与实施例15同样的操作中,使用的纤维素复合体为比较例1中制得的纤维素复合体G,制得蔬菜果汁乳饮料。
对于此饮料,用与实施例1同样的评价的结果为,分离为×(上层液面发生脱水),沉降为△,凝聚为△,粘度为◎。
(实施例16)
使用TK均质混合机(特殊机化工业(株)制,MARKII)在8,000rpm下将实施例1中制得的纤维素复合体A和纯水分散10分钟,得到5质量%的水分散体。加入氯化钠水溶液(和光纯药制特级),再次,使用TK均质混合机(特殊机化工业(株)制,MARKII)在8,000rpm下分散10分钟。
在此调味料中添加鲣鱼粉末(山木(株)鲣鱼粉)使其浓度为0.5质量%,用推进式搅拌机进行搅拌,将得到的物质用高压均质机(APV社制Manton Gaulin Homogenizer压力20MPa)进行处理,制得高盐浓度的调味料。(得到的调味料的组成为,纤维素分散体A为1质量%,氯化钠浓度为1.0mol/L,鲣鱼粉末为0.5质量%,pH为6.6)
对于此调味料,与实施例1同样地评价外观的结果为,分离为◎,沉降为◎,凝聚为◎。
(实施例17)
在实施例16中制得的调味料中更进一步地添加冰醋酸,使pH为4.5,用推进式搅拌机进行搅拌,制得酸性高盐浓度的调味料。(得到的调味料的组成为,纤维素复合体A为1质量%,氯化钠浓度为1.0mol/L,鲣鱼粉末为0.5质量%,pH为4.5)
对于此调味料,与实施例1同样地评价外观的结果为,分离为◎,沉降为◎,凝聚为◎。
(比较例8)
在实施例16的操作中,使用的纤维素复合体为比较例1制得的纤维素复合体G,制得高盐浓度的调味料。(制得的调味料的组成为,纤维素分散体A为1质量%,氯化钠浓度为1.0mol/L,鲣鱼粉末为0.5质量%,pH为6.6。
对于此调味料,与实施例1同样地,评价外观的结果为,分离×,沉降×,凝聚△。
(实施例18)
与实施例1同样地制得湿滤饼状的纤维素,使用结冷胶(GLG)代替CSG作为亲水性胶,配制纤维素复合体。配制方法如下。称量使得MCC/GLG(CP kelco社制脱乙酰型结冷胶,商品名kelcogel)/CMC-Na(第一工业制药(株),F-7A,1%的溶解液的粘度为11mPa·s)的质量比变成90/5/5,加水使固体成分浓度变成50质量%,用行星搅拌机进行混炼,制得纤维素复合体N。混炼能量为0.6kWh/kg。对于混炼温度,与实施例1同样地测定,通过混炼为20~60℃,到达温度为50~60℃。
储藏弹性模量(G')为0.32Pa,体积平均粒径为6.5μm,胶状纤维素成分为45质量%,粒子L/D为1.6。使用纤维素复合体N与实施例1同样地,评价分散稳定性。
另外,使用此物与实施例1同样地,制得钙强化蔬菜果汁,评价悬浮稳定性。结果如表-1所示。
(实施例19)
与实施例1同样地制得湿滤饼状的纤维素,使用黄原胶代替CSG作为亲水性胶,配制得纤维素复合体。试制方法如下。称量使得MCC/黄原胶(三荣源F.F.I株式会社制,bistopNSD-X)/CMC-Na(第一工业制药(株),F-7A,1%的溶解液的粘度为11mPa·s)的质量比变成90/2/8,加水使固体成分变成48质量%,用行星搅拌机进行混炼,制得纤维素复合体O。混炼能量为0.6kWh/kg。对于混炼温度,与实施例1同样地测定,通过混炼为20~60℃,到达温度为50~60℃。
储藏弹性模量(G')为0.35Pa,体积平均粒径为6.3μm,胶状纤维素成分为49质量%,粒子L/D为1.6。使用纤维素复合体O与实施例1同样地评价分散稳定性。
另外,使用此物与实施例1同样地制得钙强化蔬菜果汁,评价悬浮稳定性。结果如表-1所示。
(比较例9)
将市售木材纸浆(平均聚合度=1720,α-纤维素含量=78质量%)切断成6×16mm的矩形,加水使固体成分浓度变成80质量%。注意此物,使水和纸浆片尽量不要分离,在切割式粉碎机(刀头(cutting head)/水平刃间隙:2.03mm,叶轮转数:3600rpm)中通过1次。量取切割式粉碎机处理品和水,使纤维素浓度变成1.5质量%,搅拌直到纤维的交联消失为止。此水分散体用磨石旋转型粉碎机(研磨机转速:1800rpm)处理。处理次数为2次,使研磨机间隙从110变为80μm进行处理。接下来将得到的水分散体在其本来的状态下通过高压均质机(处理压力:55MPa)18次,制得纤维素浆。扫描电子显微镜下观察,能看到长径/短径比为30~300的极微细的纤维状的纤维素。
上述制得的微细的纤维状纤维素的浆中,添加羧甲基纤维素钠(1质量%水溶液粘度:约3400mPa·s)和糊精(DE:约23),使得纤维素:羧甲基纤维素钠(水溶性胶):糊精(亲水性物质)=70:18:12(质量份),将15kg用搅拌型均质机(特殊机化工业株式会社制,「T.K.AUTO HOMO MIXER」)在8000rpm下搅拌、混合30分钟,制得纤维素混合液。接下来,将此混合液通过涂敷器(applicator)浇铸在铝板上,厚2mm,使用热风干燥机,在120℃干燥45分钟制得薄膜。将此物质用切割式粉碎机(不二Paudal株式会社制)粉碎至全部通过孔径1mm的筛的程度,制得纤维素干燥组合物。
接下来,配制含有纤维素干燥组合物:车前籽胶(与实施例1相同的物质,亲水性胶)为9:1的质量比的稳定剂。量取稳定剂和水,使成为固体成分为1质量%的水分散体,使用“T.K.均质混合机”(特殊机化工业株式会社制),在8000rpm下分散10分钟,制得纤维素组合物P(仅混合,不是复合体)。混炼能量(T.K.均质机带来的搅拌能量)的总量不满0.005kWh/kg。对于与亲水性胶共存下的混炼(T.K.均质机带来的搅拌能量)温度,与实施例1同样地测定,通过混炼为20~60℃,到达温度为50~60℃。
体积平均粒径为37.9μm,胶状纤维素成分为75质量%。通过与实施例1同样的操作,测定储藏弹性模量的结果为22Pa。使用纤维素组合物P与实施例1同样地处理,评价分散稳定性。
另外,使用此物与实施例1同样地处理,制得钙强化蔬菜果汁,评价悬浮稳定性。结果如表-2所示。其结果为,因纤维素组合物P的粒子形状非常细长,G'过高,所以制得的饮料的成分凝聚,粘度也非常高,入喉感变差。
另外,为了使饮料粘度与各实施例一致,使纤维素组合物P的添加浓度为0.03质量%,通过与实施例1同样的操作,试制粘度10mPa·s以下的饮料。其结果,分层/凝聚/粘度的项目为◎,凝聚为×。
(实施例20)
与实施例1同样地制得湿滤饼状的纤维素,使用CSG作为亲水性胶,CMC-Na作为水溶性胶,配制纤维素复合体。试制方法如下。称量使得MCC/CSG(SHIKIBO株式会社制车前籽壳Food maid 1质量%溶解液的粘度为198mPa·s)/CMC-Na(第一工业制药(株),F-7A,1%溶解液的粘度为11mPa·s)的质量比为90/5/5,加水使固体成分为37质量%,通过行星搅拌机进行混炼,制得纤维素复合体Q。混炼能量为0.05kWh/kg(行星搅拌机的运转条件与实施例1相同,通过运转时间调节混炼能量)。对于混炼温度,与实施例1同样地测定,通过混炼为20~60℃,到达温度为50~60℃。
储藏弹性模量(G')为0.06Pa,体积平均粒径为8.2μm,胶状纤维素成分为38质量%,粒子L/D为2.2。使用纤维素复合体Q与实施例1同样地处理,评价分散稳定性。
另外,使用此物质与实施例1同样地处理,制得钙强化蔬菜果汁,评价悬浮稳定性。结果如表-1所示。
(实施例21)
与实施例1同样地制得湿滤饼状的纤维素,在MCC/CSG/CMC-Na的质量比为90/5/5、固体成分为40质量%的条件下,配制纤维素水分散体。将此水分散体用与实施例1同样的装置进行混炼,通过在混炼容器的套管中通温水(50℃),控制了混炼温度,制得纤维素复合体R。混炼时间较实施例1延长,总的混炼能量,为0.50kWh/kg。对于混炼温度,与实施例1同样地测定,通过混炼为20~80℃,到达温度为70~80℃。储藏弹性模量(G')为0.13Pa,体积平均粒径为6.3μm,胶状纤维素成分为55质量%,粒子L/D为2.0。使用纤维素复合体R与实施例1同样地处理,评价分散稳定性。
另外,使用此物质与实施例1同样地处理,制得钙强化蔬菜果汁,评价悬浮稳定性。结果如表-1所示。
(粘弹性测定的评价)
纤维素复合体A(实施例1)和纤维素复合体K(比较例3)的粘弹性测定的结果如图1、2所示。
从图1中可知,纤维素复合体A与纯水分散体A比较,酸性的水分散体中的应变20%附近的储藏弹性模量高(纯水:0.02Pa→pH 4:0.58Pa)。另外,从图2中可知,纤维素复合化物K(通过专利文献3的实施例中的制法制得的纤维素复合体)与纯水分散体比较,酸性的水分散体中的应变20%附近的储藏弹性模量低(纯水:0.24Pa→pH 4:0.01Pa)。
可知,通常的能量下混炼制得的纤维素复合体,其在酸性或高盐浓度中的储藏弹性模量与在纯水中相比降低,悬浮稳定性变低。而在高能量下混炼制得的纤维素复合体,其在酸性或高盐浓度中的储藏弹性模量提高,悬浮稳定性提高。
[表1]
[表2]
[表3]
产业上的可利用性
本发明在含有纤维素复合体的pH 5以下或盐浓度0.01mol/l以上的饮料食品中,通过抑制分层或凝聚、沉降的发生,使其稳定分散,稳定悬浮,在提高商品价值的用途中有用。特别是,在含有功能性食品素材等的水不溶性成分的饮料食品中,因为显示优秀的悬浮稳定性,因而有用。
Claims (13)
1.一种纤维素复合体,其含有纤维素及亲水性胶,含有1质量%的该纤维素复合体的pH 4的水分散体的储藏弹性模量G'为0.06Pa以上。
2.根据权利要求1中记载的纤维素复合体,其中,亲水性胶为阴离子性多糖类。
3.根据权利要求1或2中记载的纤维素复合体,其中,亲水性胶为分枝状的阴离子性多糖类。
4.根据权利要求1~3的任意一项中记载的纤维素复合体,其中,亲水性胶是从结冷胶、黄原胶、刺梧桐胶及车前籽胶构成的组中选择的一种以上。
5.根据权利要求1~4的任意一项中记载的纤维素复合体,其中,亲水性胶为车前籽胶。
6.根据权利要求1~5的任意一项中记载的纤维素复合体,其中,其为含有纤维素50~99质量%及亲水性胶1~50质量%的纤维素复合体,储藏弹性模量G'为0.15Pa以上。
7.根据权利要求1~6的任意一项中记载的纤维素复合体,其中,还含有与上述亲水性胶不同的水溶性胶。
8.根据权利要求1~7的任意一项中记载的纤维素复合体,其中,上述水溶性胶是从羧甲基纤维素钠、LM果胶、海藻酸钠及结冷胶构成的组中选择的一种以上。
9.根据权利要求1~8的任意一项中记载的纤维素复合体,其中,上述亲水性胶和上述水溶性胶的质量比为30/70~99/1。
10.一种饮料食品,其含有权利要求1~9的任意一项中记载的纤维素复合体,且pH在5以下或盐浓度在0.01mol/l以上。
11.根据权利要求10中记载的饮料食品,其含有0.01质量%以上的水不溶性成分。
12.一种纤维素复合体的制造方法,该纤维素复合体含有纤维素及亲水性胶,该制造方法包括将固体成分浓度20质量%以上的纤维素和亲水性胶的混炼物在50Wh/kg以上的混炼能量下进行混炼的工序,含有1质量%的该纤维素复合体的pH 4的水分散体中的储藏弹性模量G'为0.06Pa以上。
13.一种根据权利要求12中记载的制造方法得到的纤维素复合体。
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