CN1934136A - 阿拉伯树胶的改性方法、由该方法得到的改性阿拉伯树胶及其用途 - Google Patents

阿拉伯树胶的改性方法、由该方法得到的改性阿拉伯树胶及其用途 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种没有着色和异臭、提高阿拉伯树胶的乳化能力的方法。本发明通过使未加热处理的阿拉伯树胶形成50质量％以下的水溶液的工序、和进行将该水溶液在低于60℃的温度条件下保持6小时以上的处理，能够得到没有着色和异臭、乳化能力优异的改性阿拉伯树胶。在本发明中得到的阿拉伯树胶能够适宜用作饮料、糕点、口香糖、油性香料、油性色素、油溶性维生素等的乳化剂。

Description

阿拉伯树胶的改性方法、由该方法得到的改性阿拉伯树胶及其用途
技术领域
本发明涉及阿拉伯树胶的改性方法。更详细而言，本发明涉及对于阿拉伯树胶使其乳化能力提高的方法。并且，本发明涉及依据这种方法，乳化能力提高的阿拉伯树胶及其用途。
背景技术
因为阿拉伯树胶具备优异的乳化能力，还具有即便是高浓度的溶液、粘性也不会下降的特性，所以一直以来，是在食品和医药品领域用作为广泛的乳化剂的天然高分子。但是，已知如果原样使用阿拉伯树胶，无法发挥满意的乳化性能。
所以，一直以来，人们在研讨、提出用于提高阿拉伯树胶的乳化能力的方法。例如，作为这种方法，有从阿拉伯树胶除去金属离子，获得阿拉伯酸，将其加热改性，提高乳化能力(改性)的方法(例如参照专利文献1)；还有通过将干燥减量为50质量％以下的阿拉伯树胶在60～140℃下加热30分钟以上而改性，提高乳化能力(改性)的方法(例如参照专利文献2)。
可是，在这些方法中，存在在加热工序中阿拉伯树胶的着色、生成不溶物、出现异臭等不妥。
此外，还有以进行将阿拉伯树胶调整至水分3～30质量％的工序、和在30℃以上加温的工序为特征的阿拉伯树胶改性方法(例如参照专利文献3)，但是这种方法也不能完全抑制阿拉伯树胶的着色。
专利文献1：日本专利特开平02-49001号公报
专利文献2：日本专利特开2000-166489号公报
专利文献3：日本专利特开2003-321502号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种改性阿拉伯树胶的方法，使得减轻或消除上述问题，使其具备更优异的乳化能力。具体而言，本发明的目的在于：提供一种有效地提高阿拉伯树胶的乳化能力的方法，以及无着色或异臭地获得改性的具有高的乳化能力的阿拉伯树胶方法。
本发明的另一目的在于提供一种如此得到的乳化能力优异的阿拉伯树胶、以及该阿拉伯树胶作为乳化剂的用途。
本发明人为了解决上述问题，反复深入研究，发现通过使未加热处理的阿拉伯树胶处于水溶液的状态，在特定温度下进行保持处理，能够达成上述目的。
本发明是依据这种想法而开发的，包含下述形态：
项1.一种阿拉伯树胶的改性方法，其特征在于：包括使未被加热处理的阿拉伯树胶形成水溶液的工序，和将该水溶液保持在低于60℃的工序。
项2.如上述项1所述的阿拉伯树胶的改性方法，其特征在于：阿拉伯树胶水溶液的浓度为50质量％以下。
项3.如上述项1或2所述的阿拉伯树胶的改性方法，其特征在于：将水溶液保持在低于60℃的时间为6小时以上。
项4.如上述项1或2所述的阿拉伯树胶的改性方法，其特征在于：水溶液的pH为4.5～6，保持在低于60℃的时间为3小时以上。
项5.如上述项1～4的任一项所述的阿拉伯树胶的改性方法，其特征在于：其是提高阿拉伯树胶的乳化能力的方法。
项6.一种依据上述项1～4的任一项所述的方法而得到的改性阿拉伯树胶。
项7.如上述项6所述的改性阿拉伯树胶，其特征在于：未被加热处理的阿拉伯树胶是属于阿拉伯胶树(Acacia senegal)种的阿拉伯树胶，依据上述项1所述的方法得到的改性阿拉伯树胶的质均分子量为150万以上。
项8.一种乳化剂，其特征在于：将依据上述项1～4的任一项所述的方法得到的改性阿拉伯树胶作为有效成分。
项9.一种乳胶的调制方法，其特征在于：使用依据上述项1～4的任一项所述的方法得到的改性阿拉伯树胶作为乳化剂，
项10.一种乳胶的调制方法，其特征在于：包括使用依据上述项1～4的任一项所述的方法得到的改性阿拉伯树胶作为乳化剂，使疏水性物质分散在亲水性溶剂中、或者使亲水性物质分散在疏水性溶剂中的工序。
项11.如上述项10所述的乳胶的调制方法，其特征在于：乳胶是具有以选自精油、油性香料、油性色素、油溶性维生素、多元不饱和脂肪酸、动植物油、乙酸异丁酸蔗糖酯和中链甘油三酸酯中的至少一种的疏水性物质作为分散质的O/W型或W/O/W型的乳胶。
项12.一种依据上述项9或10所述的方法调制的乳胶。
项13.如上述项12所述的乳胶，其特征在于：是具有以选自精油、油性香料、油性色素、油溶性维生素、多元不饱和脂肪酸、动植物油、乙酸异丁酸蔗糖酯和中链甘油三酸酯中的至少一种的疏水性物质作为分散质的O/W型或W/O/W型的乳胶。
下面，进一步详细地对本发明进行说明。
(1)阿拉伯树胶的改性方法
本发明涉及一种对于阿拉伯树胶的改性方法，使得其乳化能力提高。本发明也可以表述为“改性阿拉伯树胶的调制方法”、“提高阿拉伯树胶的乳化能力的方法”、或者“乳化能力优异的阿拉伯树胶的调制方法”。
本发明的方法能够通过使未加热处理的阿拉伯树胶处于水溶液的状态，在特定温度下进行保持处理而实施。
在本发明的方法中，用作改性对象物的阿拉伯树胶(原料)是使从作为豆科植物的金合欢属的阿拉伯胶树(Acacia senegal)和金合欢木(Acacia seyal)或它们的同属植物的干或枝获取的橡胶状的渗出液干燥、再调制的天然树脂(多糖类)。优选属于阿拉伯胶树(Acaciasenegal)的阿拉伯树胶。
阿拉伯树胶(原料)是在从苏丹开始，从埃塞俄比亚到塞内加尔的北非一带(埃塞俄比亚、塞内加尔、尼日利亚、非洲北部的科尔多凡、尼罗河支流附近、其他的アメラハ地方)出产的，但是在本发明中，不限其来源，可以是来自任意产地的阿拉伯树胶。
并且，阿拉伯树胶(原料)对其水分含量没有特别限制。通常通过商业可以获取的阿拉伯树胶(原料)可以通过在105℃下加热干燥6小时，具有的减少的水分量(干燥碱量)为40质量％以下，优选30质量％以下，特别优选20质量％以下。在本发明中，不管水分含量，可以任意选择使用具有这种水分含量(干燥碱量)的阿拉伯树胶(原料)。
此外，阿拉伯树胶(原料)通常以块状物、球状物、粗粉碎物、粒状或粉末状的形态获得，但是在本发明中不管这些形态，能够使用任意形态的阿拉伯树胶。因为短时间内能够在水中溶解，优选粗粉碎物、粒状或粉末状的形态。
在本发明中，作为改性对象物的阿拉伯树胶(原料)，使用未被加热处理的阿拉伯树胶。如果阿拉伯树胶(原料)被过度加热，随后的改性的效率极端劣化，或者不发生改性。
该溶解时，优选在温度低于60℃下进行。优选50℃以下，更优选40℃以下，进一步优选30℃以下。温度的下限没有特别限制，在0℃以上即可，通常在10℃以上进行。作为优选的温度范围，可以列举出10～40℃，更优选15～30℃。
在本发明的改性方法中，因为阿拉伯树胶水溶液使用未进行加热处理的阿拉伯树胶(原料)进行调制，在溶解工序和保持工序需要大量时间的情况下，存在引起细菌增殖的危险性。从这种观点出发，本发明优选在不给改性带来影响的范围内在尽可能低的温度下、以短时间进行改性。
阿拉伯树胶水溶液的阿拉伯树胶的浓度没有特别规定，但是通常为50质量％以下，优选40质量％以下，更优选30质量％以下。浓度的下限没有特别限制，通常可以调整至10质量％以上。如果在10质量％以下或者在30质量％以上，改性需要很长的时间。因此，没有限制，但是从改性的高效性的观点出发，阿拉伯树胶水溶液的更优选的浓度范围，可以列举出10～30质量％。
在本发明的改性方法中，阿拉伯树胶水溶液的保持温度低于60℃，优选5～40℃，更优选10～40℃，进一步更加优选15～30℃。如果温度低于5℃，改性速度非常缓慢；另外如果温度高于40℃，改性速度减慢，从在短时间内高效地进行改性的观点出发，不优选。并且，在60℃以上，变得不完全改性。此外，如后述的实验例所示，阿拉伯树胶水溶液的保持温度在接近最适宜温度(15～30℃)左右，可以在短时间内高效地提高阿拉伯树胶的乳化能力。
通常将阿拉伯树胶(原料)以原样溶解在水中时的pH为4～4.5，但是在本发明的改性方法中，阿拉伯树胶水溶液的pH为4～7，优选pH4～6，更优选pH4.5～6。如果pH低于4，几乎不进行改性；此外如果pH大于7，存在改性速度减慢的趋势。并且，特别是在阿拉伯树胶水溶液的pH为4.5～6的情况下，能够调整在至少3小时的保持时间的所谓短时间内，调制具备希望的乳化性的改性阿拉伯树胶。
作为用于提高阿拉伯树胶水溶液的pH而使用的碱性化合物，能够广泛地列举出可以在食品中配合的化合物，只要在这个范围内，没有特别限制。可以列举出例如氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、柠檬酸钠等。并且，可以通过使用阴离子交换树脂，提高pH。作为阴离子交换树脂，没有限制，可以列举出DIAION SA10A(商标，三菱化学公司制，下同)、DIAION SA12A、DIAION SA20A、DIAION PA306、DIAIONWA10、DIAION WA20等。作为用于降低阿拉伯树胶水溶液的pH而使用的酸，只要是通常作为食品添加剂使用的酸，没有特别限制，可以从其中任意选择使用。可以列举出例如柠檬酸、醋酸、苹果酸、乳酸等有机酸，或者硫酸、盐酸、磷酸、硝酸等无机酸。
依据上述本发明的方法调制的阿拉伯树胶是被改性的阿拉伯树胶，使得比作为原料使用的阿拉伯树胶[阿拉伯树胶(原料)]发挥着更高的乳化能力。所以，本发明的方法具体而言是提高阿拉伯树胶的乳化能力的改性方法，可以规定为提高阿拉伯树胶的乳化能力的方法。并且，可以规定为具有高乳化能力的改性阿拉伯树胶的制造方法。
(2)改性阿拉伯树胶及其用途
依据上述方法调制的改性阿拉伯树胶的质均分子量可以明显区别于未处理的阿拉伯树胶[阿拉伯树胶(原料)]。例如，在属于阿拉伯胶树(Acacia senegal)种的阿拉伯树胶的情况下，与未处理的阿拉伯树胶[阿拉伯树胶(原料)]的质均分子量为100万以下相对，在本发明中得到的改性阿拉伯树胶的质均分子量为150万以上，优选200万以上。并且，在试验例1中，说明阿拉伯树胶的质均分子量的测定方法。
此外，依据上述方法调制的改性阿拉伯树胶，其优异的乳化能力能够明显区别于作为原料使用的未处理的阿拉伯树胶[阿拉伯树胶(原料)]。
改性阿拉伯树胶的乳化能力，可以从形成乳胶的小滴(分散相)的平均粒径(乳胶调制时)、和乳胶的经时稳定性的一方面或两方面判断。依据本发明的方法得到改性阿拉伯树胶，通常在使用它调制乳胶时，优选具有乳化能力，使得形成该乳胶的小滴(分散相)的平均粒径为1μm以下、优选0.8μm以下、更优选0.7μm以下。
并且，希望依据本发明的方法得到的改性阿拉伯树胶，通常使用它调制的乳胶随时间变化稳定。乳胶的随时间变化稳定性可以如下评价：例如在刚调制后[平均粒径(a)]和保存后[平均粒径(b)]测定调制后的乳胶的平均粒径，用其差[(b)-(a)]进行评价。没有限制，但是依据本发明的方法得到的改性阿拉伯树胶，将用它调制的乳胶在60℃下保持3天时，希望具有能够得到使上述差[(b)-(a)]为1以下、优选0.3以下、更优选0.1以下的乳胶那样的乳化能力。
本发明的改性阿拉伯树胶可以作为乳化剂用于特别是食品、药品、带有药品的用品或是化妆品(香粧品)的领域。尤其是能够适宜用作为经口摄取获得的产品的乳化剂。具体而言，能够适用在饮料、糕点类、水产加工品、畜产加工品等饮食品等的乳化，片剂等包覆材料的乳化，油性香料的乳化，油性色素的乳化等中作为乳化剂使用。
上述改性阿拉伯树胶可以以原样的溶液状态，或是干燥形成颗粒状或粉末状，用作乳化剂。但是也可以根据需要，配合其他的载体或添加剂，作为乳化剂进行调制。此时，可以根据使用乳化剂的产品的种类和其用途，依据通常方法，适当地选择采用使用的载体和添加剂。也可以与例如糊精、麦芽糖、乳糖等糖类，甘油、丙二醇等多元醇混合使用。
(3)乳胶的调制方法
此外，本发明提供一种使用上述改性阿拉伯树胶作为乳化剂的乳胶的调制方法。该乳胶可以使用上述改性阿拉伯树胶作为乳化剂，能够通过使作为分散质的疏水性物质在亲水性溶剂中分散稳定化，或者通过使作为分散剂的亲水性物质在疏水性溶剂中分散稳定化，进行调制。优选使用上述改性阿拉伯树胶作为乳化剂，通过使作为分散质的疏水性物质在亲水性溶剂中分散稳定化，进行调制。作为这种乳胶，可以列举出水包油(O/W)型和W/O/W型的乳胶。
这里，被乳化的疏水性物质只要是通常供应于乳胶形态的物质或其必需的物质，没有特别限制，可以列举出优选用于食品、药品、带有药性的用品或是化妆品领域的物质，更优选可以经口服使用(可食性)的疏水性物质。
具体而言，可以列举出：从橙子、酸橙、柠檬和葡萄柚等柑桔类植物等的基原植物获得的各种精油，从胡椒、肉桂和姜等的基原植物以树脂油方式获得的树脂油，从茉莉和玫瑰等的基原植物以纯净(absolute)方式获得的纯净物，其他的合成香料化合物和油性调和香料组合物等油性香料；β-胡萝卜素、辣椒色素、菌脂色素、棕榈油胡萝卜素、盐藻胡萝卜素和胡萝卜胡萝卜素等油性色素；维生素A、D、E和K等脂溶性维生素；二十二碳六烯酸、二十碳五烯酸和γ-亚麻酸等多元不饱和脂肪酸；大豆油、菜籽油、玉米油和鱼油等动植物油脂；SAIB(Sucrose Acetate isobutyrate：乙酸异丁酸蔗糖酯)、酯树脂、溴化油或者C6～C12的中链甘油三酸酯等加工食品用油脂和这些可食性油性材料的任意的混合物。
使用上述改性阿拉伯树胶的乳胶调制方法，没有特别限制，可以依据水包油(O/W)型乳胶或W/O/W型的乳胶的调制的通常方法，通过在上述改性阿拉伯树胶的存在下，利用均化器和高压喷射机等乳化机，将疏水性物质和亲水性溶剂机械地搅拌混合而进行。更具体而言，可以列举出下述的方法。
首先，将改性阿拉伯树胶溶解在水等亲水性溶剂中，根据需要，通过利用离心分离或压滤机等的过滤等的适当的固液分离方法，除去杂质，调制阿拉伯树胶溶液。并且，由上述改性方法得到的改性阿拉伯树胶如果处于水溶液的状态，可以以其原样或者根据需要用亲水性溶液调整浓度，提供给下述乳化工序。用搅拌机等混合目的疏水性物质，进行预备乳化。并且，此时也可以根据需要，用SAIB等比重调整剂调整比重。然后，利用乳化机等，将得到的预乳化混合液进行乳化。
并且，这里可以使用水或甘油、丙二醇等多元醇作为亲水性溶剂。
此外，作为疏水性物质，可以列举出上述物质，但是使用油性香料和油性色素，调制乳化香料和乳化色素时，优选使用预先将油性香料和油性色素溶解在油脂中的混合物作为上述疏水性物质。由此，使乳化进一步稳定化，并且可以预防成分的挥发。此外，作为溶解油性香料和油性色素的油脂，没有特别限制，通常可以使用中链甘油三酸酯(碳原子数为6～12的脂肪酸甘油三酸酯)和玉米油、红花油或大豆油等植物油。
例如β-胡萝卜素等大部分的色素其自身都以以结晶的状态作为悬浮胶存在。所以，为了以这些色素作为乳胶(乳化色素)进行调制，优选首先使色素的结晶与适当的油脂在高温下混合、溶解后，添加至用亲水性溶剂溶解的改性阿拉伯树胶溶液中。
作为在乳化中使用的乳化机，没有特别限制，可以根据目的乳胶颗粒的大小、试样的粘度等适当选择。例如，除机械的高压均化器外，可以使用分散机、胶磨机等乳化机。
如上所述，通过在搅拌下向用亲水性溶剂溶解的改性阿拉伯树胶溶液中添加疏水性物质，进行预备乳化，调制粒径约为2～5μm的乳化颗粒后，用均化器等乳化机，调制微细且均匀的颗粒(例如平均粒径为1μm以下，优选0.8μm以下，更优选0.7μm以下)，实施乳化工序。
使用这种改性阿拉伯树胶调制的乳胶与使用通常(未处理)的阿拉伯树胶调制的乳胶相比，颗粒的平均粒径小，且其粒度分布均匀，并且随时间变化稳定性优异。此外，由于加热长期保存、随时间变化等虐待(苛刻条件)，乳胶颗粒之间凝集，或合为一体，颗粒的恶化被有意地抑制。
工业实用性
使未加热处理的阿拉伯树胶处于水溶液的状态，通过进行保持在特定温度条件下的处理，能够得到乳化能力优异的改性阿拉伯树胶。这样调制的本发明的阿拉伯树胶能够适用于精油、油性色素、油性香料、油溶性维生素等各种疏水性物质的乳化。使用本发明的改性阿拉伯树胶调制的乳胶与使用通常(未处理)的阿拉伯树胶调制的乳胶相比，颗粒的粒度分布均匀，并且由于加热和长期保存、经时变化等虐待(苛刻条件)，乳胶颗粒之间凝集，或合为一体，颗粒的恶化被有意地抑制，因而非常稳定。因此，这种改性阿拉伯树胶能够适用于作为饮料、糕点、口香糖、油性香料、油性色素、油溶性维生素等的乳化剂。
附图说明
图1是表示用GPC-MALLS法分析阿拉伯树胶原料(Acacia senegal种)的结果的色谱图。以RI图的底线为基准，以RI图的隆起部为起点、以RI图下降与底线相交的部分为终点时，以在从该起点到终点之间RI强度的变得极小的点为分界，将比其快洗脱的峰区域作为RI峰区域1(峰1)，将比其慢洗脱的峰区域作为RI峰区域2(峰2)。
具体实施方式
下面，用以下的实验例(试验例、比较例和实施例)具体地说明本发明的内容。但是，本发明完全不限于这些实验例。并且，在下述实验例中，只要没有特别记载，“份”意味着“质量份”，此外“％”意味着“质量％”。并且，作为原料的阿拉伯树胶，使用采自苏丹产的阿拉伯胶树(Acacia senegal)的干和枝的胶状分泌物的粗粉碎物(平均粒径为0.3mm左右、水分含量14％、平均分子量69.8万)(在下述实验例中记载为“阿拉伯树胶(原料)”)。
试验例1
将2kg阿拉伯树胶(原料)投入8kg温度不同(20～80℃)的水中，在各温度下进行30分钟的搅拌，使其溶解(20质量％阿拉伯树胶水溶液，pH4.2)，在25℃的恒温室中静置12小时。根据下述方法对于得到的阿拉伯树胶评价其乳化性(平均粒径)、质均分子量、AGP(阿拉伯半乳聚糖蛋白质)分子量和AGP含量。
<评价方法>
(1)乳化性
向800g得到的20质量％的阿拉伯树胶水溶液中添加混合200g中链甘油三酸酯(商品名：辛酸·癸酸甘油三酸酯、O.D.O(日清制油株式会社制))，在均化器(APV GAULIN公司制)中乳化，调制乳剂(在压力44MPa(450kg/cm2)下进行4次均化)。
对于得到的乳胶，用粒度分布测定装置SALD-1100(激光衍射式，岛津制作所公司制)，测定刚刚乳化后和在60℃下保存3天后的平均粒径(μm)。并且，一般评价乳化剂的乳化能力，认为调制的乳胶的平均粒径越小越优异(《对于用阿拉伯树胶乳化的O/W乳胶的混浊度比法的研究》，药学杂质，112(12)906-913，(1992))。此外，乳化稳定性由刚乳化后和在60℃下保存3天后的乳胶颗粒的平均粒径的差进行评价。
(2)质均分子量、AGP分子量和AGP含量
可以依据将光散射检测器(MALLS：Multi Angle Laser LightScattering多角度激光光散射光度计)、折光率(RI)检测器和UV检测器3个检测器用连线连接的凝胶过滤色谱法进行测定，通过用ASTRAVersion 4.9(Wyatt Technology)软件处理得到的数据，求得阿拉伯树胶的质均分子量、AGP分子量和AGP含量。并且，依据该GPC-MALLS方法，能够通过光散射检测器(MALLS)检测分子量，通过折光率(RI)检测器检测各成分的质量(组成比)，再通过UV检测器检测蛋白质，无需与已知分子量的标准品对比，就能够求出分析成分的分子量和组成。其详细原理和特征记载在“Idris，O.H.M.，Williams，P.A.，Phillips，G.O.，；Food Hydrocolloids，12，375-388(1998)”中。
在本发明中采用的GPC-MALLS的测定条件如下：
柱：Superose610/300GL(Amersham Biosciences)
流速：0.5mL/分
洗脱溶液：0.2M NaCl
试样的调制：用洗脱溶液(0.2M NaCl)将分析试样稀释后，测定用0.45μm乙酸纤维素滤膜器除去不溶物后的液体。
试样浓度：0.1％(W/V)
试样液注入量：100μL
dn/dc：0.141
温度：室温
检测器：(1)MALLS(multi angle laser light scattering)：DAWN EOS(Wyatt Technology公司制，美国)，(2)RI(折光率)，(3)UV(在214nm的吸收)
<质均分子量>
将在上述条件下、通过RI检测器求得的色谱上的全部图(将图的底线作为基线，以RI图的隆起部为起点、以下降与基线相交的部分为终点时，意味着从该起点到终点的图)作为1个峰，处理数据(processesdas on peak)，得到的质量换算分子量就是本发明所说的“质均分子量(平均(MW))”。由于随着乳化能力的增加，质均分子量也增加，成为评价乳化性的一个指标。
<AGP分子量和AGP含量>
将在上述条件下测定RI图分为初次洗脱的RI峰区域1(峰1：高分子洗脱区域)和之后洗脱的RI峰区域2(峰2：低分子洗脱区域)两个部分，在用ASTRA Version 4.9(Wyatt Technology)软件处理的情况下(process as two peaks)，峰1的质量换算分子量为“AGP分子量(AGP-MW)”，峰1的回收率(％Mass)相当于提供给GPC-MALLS的阿拉伯树胶中含有的“AGP含量(质量％)”。
进一步具体而言，若依据表示用GPC-MALLS法分析阿拉伯树胶原料(Acacia senegal种)的结果的色谱(图1)进行说明，以RI图的底线为基准，以RI图的隆起部为起点、以RI图下降与底线相交的部分为终点时，以在从该起点到终点之间RI强度的变得极小的点为分界，比其快洗脱的峰区域是上述所说的RI峰区域1(峰1)，比其慢洗脱的峰区域是上述所说RI峰区域2(峰2)。阿拉伯半乳聚糖蛋白质(仅指“AGP”)是与其他阿拉伯半乳聚糖(AG)和蛋白糖(GP)一起、阿拉伯树胶中含有的3种主要构成成分之一。由于随着乳化能力的增加，阿拉伯树胶中的AGP分子量和AGP含量也增加，可以作为评价阿拉伯树胶的乳化性的一个指标。
将由试验例1的阿拉伯树胶溶液样品得到乳化能力的评价结果，和质均分子量、AGP分子量和AGP含量的分子结果表示在表1中。
表1
  样品 条件             GPC-MALLS分析          乳化稳定性试验平均粒径(μm)
  平均MW(万)   AGPMW(万)   AGP含量(％)   刚乳化后   在60℃保存3天后 变化
      阿拉伯树胶(原料)   69.8   251.7   13.8   0.90   2.55   1.65
1-1   在20℃溶解后在25℃静置12小时 175.0 804.9 17.5 0.68 0.75 0.07
1-2   在40℃溶解后在25℃静置12小时 117.1 493.2 17.0 0.76 1.12 0.36
1-3   在60℃溶解后在25℃静置12小时 79.7 304.5 14.5 0.89 2.18 1.29
1-4   在80℃溶解后在25℃静置12小时 69.3 251.9 13.9 0.92 2.42 1.50
如表1所示，在60℃和80℃溶解的阿拉伯树胶溶液，即使在25℃放置，也不显示乳化能力的提高，也几乎看不到质均分子量和AGP含量的增加。与此相对，如果将在60℃以下、例如在20℃溶解的阿拉伯树胶溶液在25℃放置，则质均分子量从69.8万增加到175万，AGP分子量从251.7万增加到804.9万，AGP含量从13.8％增加到17.5％，同时乳化性和乳化稳定性也大幅度提高。并且，如果将在40℃溶解的阿拉伯树胶溶液在25℃放置，则质均分子量从69.8万增加到117.1万，AGP分子量从251.7万增加到493.2万，AGP含量从13.8％增加到17％，同时乳化性和乳化稳定性也大幅度提高。
试验例2
将2kg阿拉伯树胶(原料)投入8kg水中，在室温(25℃)下进行30分钟的搅拌，使其溶解(20质量％的阿拉伯树胶水溶液，pH4.2)，在下述温度条件下静止6～18小时，依据试验例1的方法，测定乳化性和质均分子量、AGP分子量和AGP含量。
条件1)5℃
条件2)10℃
条件3)15℃
条件4)20℃
条件5)25℃
条件6)30℃
条件7)40℃
条件8)50℃
条件9)60℃。
将由试验例2的阿拉伯树胶水溶液样品得到乳化性的评价结果，和质均分子量、AGP分子量和AGP含量的分析结果示于表2。
表2
样品 条件 GPC-MALLS分析   乳化稳定性试验平均粒径(μm)
  平均MW(万)   AGP MW(万)   AGP含量(％)   乳化后   60℃下保存3日后   变化
      阿拉伯树胶(原料) 69.8 251.7 13.8 0.90 2.55 1.65
  2-1   室温溶解后在5℃下静置6小时   72.4   279.2   14.0   0.91   2.59   1.68
  室温溶解后在5℃下静置18小时   116.8   507.3   16.7   0.86   1.30   0.44
  2-2   室温溶解后在10℃下静置6小时   75.2   286.6   14.6   0.89   2.47   1.58
  室温溶解后在10℃下静置18小时   146.3   656.4   17.3   0.73   0.96   0.23
  2-3   室温溶解后在15℃下静置6小时   93.3   375.4   15.9   0.82   1.56   0.74
  室温溶解后在15℃下静置18小时   222.6   1090   17.2   0.63   0.66   0.03
  2-4   室温溶解后在20℃下静置6小时   89.5   364.5   15.6   0.85   1.68   0.83
  室温溶解后在20℃下静置18小时   211.3   1040   17.0   0.63   0.69   0.06
  2-5   室温溶解后在25℃下静置6小时   80.6   329.1   14.9   0.86   1.65   0.79
  室温溶解后在25℃下静置18小时   217.4   1068   17.0   0.64   0.69   0.05
  2-6   室温溶解后在30℃下静置6小时   75.4   285.5   14.6   0.88   2.42   1.54
  室温溶解后在30℃下静置18小时   185.7   956.3   17.0   0.70   0.80   0.10
  2-7   室温溶解后在40℃下静置6小时   77.5   296.7   15.4   0.90   2.35   1.45
  室温溶解后在40℃下静置18小时   115.7   494.2   16.8   0.74   1.14   0.30
  2-8   室温溶解后在50℃下静置6小时   70.2   258.9   14.3   0.92   2.54   1.62
由表2的结果可以确认：在任何温度条件下，通过18小时的静置，乳化能力都提高。与静置18小时相比，在15℃～30℃、优选在15℃～25℃的温度条件下静置的溶液，在60℃保持3天后也没有观察到颗粒的变化，表现优异的乳化稳定性，并且表示质均分子量和AGP含量都为很高的值。在50℃、60℃的高温条件下，质均分子量和AGP含量与未改性的阿拉伯树胶没有大的变化，也几乎观察不到乳化能力的提高。
试验例3
用与试验例1相同的方法，使阿拉伯树胶(原料)在室温(25℃)下溶解在水中(pH4.2)，使得形成不同的浓度(1～40％)，在15℃的冰箱中静置9～24小时，按照试验例1的方法，测定质均分子量、AGP分子量和AGP含量。将其分析结果示于表3。
表3
  样品 条件 GPC-MALLS分析
  平均MW(万)   AGP MW(万)   AGP含量(％)
         阿拉伯树胶(原料)   69.8   251.7   13.8
  3-1   1％的溶液在15℃下静置9小时   78.1   314.3   14.9
  1％的溶液在15℃下静置24小时   80.5   325.7   15.0
  3-2   5％的溶液在15℃下静置9小时   117.7   503.6   16.8
  5％的溶液在15℃下静置24小时   122.0   533.1   16.6
  3-3   10％的溶液在15℃下静置9小时   131.9   582.7   16.8
  10％的溶液在15℃下静置24小时   195.9   998.2   17.1
  3-4   20％的溶液在15℃下静置9小时   156.3   724.2   16.9
  20％的溶液在15℃下静置24小时   203.2   1024   16.5
  3-5   30％的溶液在15℃下静置9小时   122.6   550.0   16.2
  30％的溶液在15℃下静置24小时   175.3   848.2   17.0
  3-6   40％的溶液在15℃下静置9小时   83.2   319.9   14.9
  40％的溶液在15℃下静置24小时   100.4   432.2   15.9
由表3的结果可以确认：任何样品的质均分子量、AGP分子量和AGP含量都增加。观察到特别是5～30％、优选10～30％、特别优选10％到30％浓度的样品的质均分子量、AGP分子量和AGP含量都有大幅度的增加。
试验例4
将2kg阿拉伯树胶(原料)投入8kg水中，在室温(25℃)下进行30分钟的搅拌，使其溶解(20质量％的阿拉伯树胶水溶液，pH4.2)，向混合液中添加85％的磷酸或5％的氢氧化钠，调整至不同的pH(pH3.5～8.5)，在15℃的冰箱中静置6～18小时。按照试验例1的方法，测定乳化性、质均分子量、AGP分子量和AGP含量。将由该阿拉伯树胶溶液得到的乳化性的评价结果，和质均分子量、AGP分子量和AGP含量的分析结果示于表4。
表4
样品 条件 GPC-MALLS分析   乳化稳定性试验平均粒径(μm)
  平均MW(万)   AGP MW(万)   AGP含量(％)   乳化后  在60℃下保存3日后   变化
          阿拉伯树胶(原料)   69.8   251.7   13.8   0.90  2.55   1.65
  4-1   pH3.5的溶液在15℃下静置6小时   69.4   261.7   13.4   0.92  2.61   1.69
  pH3.5的溶液在15℃下静置18小时   71.0   271.4   13.5   0.90  2.54   1.64
  4-2   pH3.7的溶液在15℃下静置6小时   74.0   275.2   14.0   0.89  2.25   1.36
  pH3.7的溶液在15℃下静置18小时   92.7   374.5   16.0   0.84  1.76   0.92
  4-3   pH4.0的溶液在15℃下静置6小时   91.9   375.4   16.1   0.85  1.69   0.84
  pH4.0的溶液在15℃下静置18小时   190.3   953.3   16.6   0.65  0.72   0.07
  4-4   pH4.2的溶液在15℃下静置6小时   117.1   512.4   16.6   0.78  0.99   0.21
  pH4.2的溶液在15℃下静置18小时   207.5   1019.2   17.3   0.63  0.67   0.04
  4-5   pH4.5的溶液在15℃下静置6小时   194.0   962.1   16.9   0.64  0.69   0.05
  pH4.5的溶液在15℃下静置18小时   215.5   1069   16.9   0.62  0.67   0.05
  4-6   pH5.0的溶液在15℃下静置6小时   210.5   1062   16.6   0.62  0.66   0.04
  pH5.0的溶液在15℃下静置18小时   223.6   1106   17.1   0.62  0.66   0.04
  4-7   pH5.7的溶液在15℃下静置6小时   181.2   909   16.2   0.67  0.76   0.09
  pH5.7的溶液在15℃下静置18小时   196.9   1010   16.3   0.63  0.87   0.04
  4-8   pH6.8的溶液在15℃下静置6小时   156.3   799.5   15.9   0.70  0.90   0.20
  pH6.8的溶液在15℃下静置18小时   183.7   940.6   16.1   0.66  0.79   0.13
  4-9   pH8.5的溶液在15℃下静置6小时   88.8   344.0   14.7   0.86  1.93   1.07
  pH8.5的溶液在15℃下静置18小时   114.0   469.3   15.2   0.79  1.05   0.26
由表4的结果可以看出：对于将pH调整至3.7～8.5的溶液，质均分子量、GP分子量、GP含量的增加，以及乳化性和乳化稳定性的提高。特别是对于将pH调整至4.5～5.7的溶液，静置6小时，得到质均分子量和AGP含量更高的阿拉伯树胶溶液，观察到乳化性和乳化稳定性的显著提高。
此外，对于调整至pH4.2和pH5.0的溶液，在15℃的冰箱中静置1.5～9小时，经时地进行采样，按照同样的方法，测定乳化性、质均分子量、AGP分子量和AGP含量。将由该阿拉伯树胶溶液得到的乳化性的评价结果，和质均分子量、AGP分子量和AGP含量的分析结果示于表5。
表5
  样品 条件 GPC-MALLS分析   乳化稳定性试验平均粒径(μm)
  平均MW(万)   AGP MW(万)   AGP含量(％)   乳化后   在60℃下保存3日后   变化
           阿拉伯树胶(原料)   69.8   251.7   13.8   0.90   2.55   1.65
  4-10   pH4.2的溶液在15℃静置1.5小时   69.1   259.3   137   0.91   2.49   1.58
  pH4.2的溶液在15℃静置3小时   70.8   268.2   14.1   0.90   2.35   1.55
  pH4.2的溶液在15℃静置4.5小时   93.3   375.4   15.9   0.83   1.54   0.71
  pH4.2的溶液在15℃静置6小时   117.1   512.4   16.6   0.78   0.99   0.21
  pH4.2的溶液在15℃静置9小时   157.9   757.9   17.1   0.69   0.79   0.10
  4-11   pH5.0的溶液在15℃静置15小时   75.0   279.3   14.1   0.89   2.30   1.41
  pH5.0的溶液在15℃静置3小时   152.0   698.1   17.0   0.68   0.81   0.13
  pH5.0的溶液在15℃静置4.5小时   189.5   917.5   16.9   0.66   0.71   0.05
  pH5.0的溶液在15℃静置6小时   210.5   1062   16.6   0.62   0.66   0.04
  pH5.0的溶液在15℃静置9小时   237.9   1196   17.0   0.63   0.65   0.02
由表5的结果可知：对于调整至pH5.0的溶液，通过进行至少3小时、优选4.5小时的静置，AGP含量增加到充分的值，观察到乳化性和乳化稳定性提高。
试验例5
(1)调制例1
向2400L容量的不锈钢制罐中加入1600kg的室温的水，在搅拌下添加400kg粉碎处理后的阿拉伯树胶原料，在室温(25℃)条件下，搅拌混合30分钟(pH4.2)。然后，向其中添加0.8kg的50％的氢氧化钠，使溶液的pH为4.7，向水冷式的套管中通入冷却水，将阿拉伯树胶水溶液的温度设定在15℃，维持在15℃，保持6小时，接着，向套管中通入蒸汽，升温至60℃，用压滤机除去杂质，在80℃下进行30分钟的杀菌后，由喷雾干燥(喷雾干燥条件：入口180℃，出口100℃)进行喷雾干燥，得到350kg的喷雾干燥粉末。
(2)比较例1
向2400L容量的不锈钢制罐中加入1600kg的80℃的热水，在搅拌下添加400kg粉碎处理后的阿拉伯树胶原料，搅拌溶解30分钟。此时溶液的pH为4.2。使该溶液在压滤机中除去杂质，在80℃下进行30分钟的杀菌后，由喷雾干燥(喷雾干燥条件：入口180℃，出口100℃)进行喷雾干燥，得到360kg的喷雾干燥粉末。
对于在调制例1和比较例1中得到的喷雾干燥粉末，依据试验例1的方法，求出质均分子量、AGP分子量和AGP含量，同时溶解在水中，制作20％的水溶液，进行乳化性试验。将其结果表示在表6中。
表6
样品 条件          GPC-MALLS          乳化稳定性试验平均粒径(μm)
  平均MW(万)   AGP MW(万)   AGP含量(％) 刚乳化后   在60℃保存3天后 变化
  试验例5   用室温的水溶解，pH4.7，在15℃下将溶液放置6小时   255.4   1235   18.0   0.60   0.62   0.02
  比较例1   用80℃的热水溶解，不调整pH，不放置   72.6   292.1   13.3   0.92   2.61   1.69
使用在调制例1中得到的改性阿拉树的胶喷雾干燥粉末，进行下述实施例1～5。
实施例1β-胡萝卜素乳化制剂(乳化色素制剂)
将170g改性阿拉伯树胶(喷雾干燥粉末)溶解在680g水中，调制20质量％的阿拉伯树胶水溶液。将其用作为乳化剂，向其中添加预先在50g的30％的β-胡萝卜素悬浊液中配合100g中链甘油三酸酯(辛酸·癸酸甘油三酯、O.D.O(商品名，日清制油株式会社制))、在150℃下加热溶解的混合物，搅拌混合。将其用均化器(APV GAULIN公司制)乳化(进行4次在压力4.4MPa(450kg/cm2)下的均化)，调制作为乳化色素制剂的β-胡萝卜素乳化制剂。
实施例2橙子乳化香料(乳化香料)
将170g改性阿拉伯树胶(喷雾干燥粉末)溶解在680g水中，调制20质量％的阿拉伯树胶水溶液。将其作为乳化剂，向其中添加预先将20g橙子香料和130g中链甘油三酯(辛酸·癸酸甘油三酸酯、O.D.O(商品名，日清制油株式会社制))在室温下充分混合调制的混合液，搅拌混合。将其用均化器(APV GAULIN公司制)乳化(进行4次在压力4.4MPa(450kg/cm2)下的均化)，调制作为乳化香料的橙子乳化香料。
实施例3DHA(二十二碳六烯酸)乳化制剂
将170g改性阿拉伯树胶(喷雾干燥粉末)溶解在680g水中，调制20质量％的阿拉伯树胶水溶液。将其作为乳化剂，向其中添加预先将50g含有20质量％DHA的鱼油和100g中链甘油三酸酯(辛酸·癸酸甘油三酯、O.D.O(商品名，日清制油株式会社制))的混合物加热至80℃、混合调制的混合液，搅拌混合。将其用均化器(APV GAULIN公司制)乳化(进行4次在压力4.4MPa(450kg/cm2)下的均化)，调制DHA乳化制剂。
实施例4柠檬粉末香料
将200g粉末化的改性阿拉伯树胶(喷雾干燥粉末)和600g糊精溶解在1500g水中，调制阿拉伯树胶水溶液。将其作为乳化剂，向其中添加200g柠檬油，搅拌混合。将其用均化器(APV GAULIN公司制)乳化(进行1次在压力2.0MPa(200kg/cm2)下的均化)。然后，用喷雾干燥器(ANHYDRO公司制)(入口140℃、出口80℃)，将其喷雾干燥，调制950g柠檬粉末香料。
实施例5(包覆(coating))口香糖
将800g改性阿拉伯树胶(喷雾干燥粉末)、600g木糖醇和25g二氧化钛溶解在1kg水中，在80℃下加热处理，调制糖浆(gum syrup)。向涂料盘中加入2kg的口香糖中心，一边吹入干燥的空气，一边使其旋转，一点点地添加糖浆，使其完全干燥，将口香糖包覆。

Claims (16)

1.一种阿拉伯树胶的改性方法，包括使未被加热处理的阿拉伯树胶形成水溶液的工序，和将该水溶液保持在低于60℃的工序。
2.如权利要求1所述的阿拉伯树胶的改性方法，其特征在于：阿拉伯树胶水溶液的浓度为50质量％以下。
3.如权利要求1所述的阿拉伯树胶的改性方法，其特征在于：阿拉伯树胶水溶液的浓度为10～30质量％。
4.如权利要求1所述的阿拉伯树胶的改性方法，其特征在于：阿拉伯树胶水溶液的保持温度为5～40℃。
5.如权利要求1所述的阿拉伯树胶的改性方法，其特征在于：将水溶液保持在低于60℃的时间为6小时以上。
6.如权利要求1所述的阿拉伯树胶的改性方法，其特征在于：水溶液的pH为4.5～6，保持在低于60℃的时间为3小时以上。
7.如权利要求1所述的阿拉伯树胶的改性方法，其特征在于：包括在低于60℃的温度条件下，使未被加热处理的阿拉伯树胶形成水溶液的工序。
8.如权利要求7所述的阿拉伯树胶的改性方法，其特征在于：温度度条件是10～50℃。
9.如权利要求1所述的阿拉伯树胶的改性方法，其特征在于：是提高阿拉伯树胶的乳化能力的方法。
10.一种改性阿拉伯树胶，根据权利要求1～9中任一项所述的方法得到。
11.如权利要求10所述的改性阿拉伯树胶，其特征在于：未被加热处理的阿拉伯树胶是属于阿拉伯胶树种的阿拉伯树胶，根据权利要求1所述的方法得到的改性阿拉伯树胶的质均分子量为150万以上。
12.一种乳化剂，以根据权利要求1～9中任一项所述的方法得到的改性阿拉伯树胶作为有效成分。
13.一种乳胶的调制方法，包括使用通过权利要求1～9中任一项所述的方法得到的改性阿拉伯树胶作为乳化剂，使疏水性物质分散在亲水性溶剂中、或使亲水性物质分散在疏水性溶剂中的工序。
14.如权利要求13所述的乳胶的调制方法，其特征在于：乳胶是具有以选自精油、油性香料、油性色素、油溶性维生素、多元不饱和脂肪酸、动植物油、乙酸异丁酸蔗糖酯和中链甘油三酸酯中的至少一种疏水性物质作为分散质的O/W型或W/O/W型的乳胶。
15.一种乳胶，根据权利要求13所述的方法调制而成。
16.如权利要求15所述的乳胶，其特征在于：是具有以选自精油、油性香料、油性色素、油溶性维生素、多元不饱和脂肪酸、动植物油、乙酸异丁酸蔗糖酯和中链甘油三酸酯中的至少一种疏水性物质作为分散质的O/W型或W/O/W型的乳胶。
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