JP2001089503A - シクロデキストリン包接複合体およびその製造方法 - Google Patents

シクロデキストリン包接複合体およびその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 活性物質をシクロデキストリン包接複合体と
して形成することにより高割合の活性物質が複合体中に
回収され、その回収効率を増加できる方法に関する。 【解決手段】 シクロデキストリンを反応容器で溶媒に
添加し、攪拌しながら活性物質をシクロデキストリン溶
液に添加し、シクロデキストリンと活性物質間に包接複
合体を形成する適当な時間および十分な温度で混合物を
攪拌する。次にアラビアガム、マルトデキストリン、加
工デキストリンまたはその混合物のような固体含量増加
剤を溶液に添加し、溶液は25℃および40℃および相
対湿度53%で乾燥して、シクロデキストリン−活性物
包接複合体を乾燥粉末として回収する。乾燥粉末の活性
物質量は複合体の1〜20重量%である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はフレーバ、香料、医
薬品などのような活性物質のシクロデキストリン複合体
の製造方法に関し、この方法では常法のシクロデキスト
リン複合体の製造方法と比較して一層高割合の活性物質
がシクロデキストリンと複合化される。本発明は新規シ
クロデキストリン包接複合体にも関し、これは本方法に
より製造できる。
【0002】
【従来の技術】物質に対する複合化剤としてシクロデキ
ストリンの使用は公知である。例えば、次の米国特許明
細書は活性物質の複合化にシクロデキストリンの使用を
開示する。ボーデンの米国特許第4,296,137
号、第4,296,138号および第4,348,41
6号明細書(チューインガム、歯磨、化粧品などに使用
するフレーバ付与物質)、ガンドルフォ等の第4,26
5,779号明細書(洗剤の発泡抑制剤)、第3,81
6,393号および第4,054,736号明細書、ハ
ヤシ等の(医薬品として使用するプロスタグランジ
ン)、ミフネ等の第3,846,551号明細書(殺虫
および殺ダニ組成物)、ノダ等の第4,024,223
号明細書(メントール、サリチル酸メチルなど)、アキ
ト等の第4,073,931号明細書(ニトロ−グリセ
リン)、ゼットリ等の第4,228,160号(インド
メタシン)、バーンスタイン等の第4,247,535
号明細書(補充阻害剤)、カワムラ等の第4,268,
501号明細書(抗ぜん息活性物質)、ゼットリ等の第
4,365,061号明細書(強無機酸複合体)、ピサ
の第4,371,673号明細書(レチノイド)、ゼッ
トリ等の第4,380,626号明細書(植物生長調節
ホルモン)、ワグ等の第4,438,106号明細書
(コレステロールの低下に有用な長鎖脂肪酸)、サトー
等の第4,474,822号明細書(茶エッセンス複合
体)、ゼットリ等の第4,529,608号明細書(蜂
蜜アロマ)、クノ等の第4,547,365号明細書
(毛髪ウェーブ活性複合体)、ピサの第4,596,7
95号明細書(性ホルモン)、ヒライ等の第4,61
6,008号明細書(抗菌複合体)、シバナイの第4,
636,343号明細書(殺虫複合体)、ニンガー等の
第4,663,316号明細書(抗生物質)、フカザワ
等の第4,675,395号明細書(ヒノキチオー
ル)、シバナイ等の第4,732,759号および第
4,728,510号明細書(入浴添加剤)、カール等
の第4,751,095号明細書(アスパルテーマ
ン)、第4,560,571号明細書(コーヒー抽出
物)、オコノギ等の第4,632,832号明細書(即
席粉末クリーム)、トリン等の第5,571,782号
および第5,635,238号明細書(香料、フレーバ
および医薬品)。
【0003】シクロデキストリン複合体は、活性物質が
フレーバ付与物質である場合特に望ましい。フレーバ付
与物質をシクロデキストリンにより複合化することによ
り、フレーバ物質は熱、光および/または酸素または他
の化合物との反応により誘発される反応による、分解か
ら保護される。例えば、γ−テルピネンはタンジャリン
フレーバにとって重要な反応性テルペンである。しか
し、γ−テルピネンは不快なケロシンノートを有するp
−シメンに容易に酸化される。γ−テルピネンをシクロ
デキストリンにより複合化することにより、この化合物
は酸素の有害作用から保護され、長期間安定なフレーバ
を供する。
【0004】フレーバ付与物質をシクロデキストリンに
より複合化すると、揮発および/または昇華によるフレ
ーバ物質の損失も低減できる。例えば、ジアセチルはバ
ターフレーバを有する揮発性化合物である。その揮発性
のためジアセチルを含有する食品を加熱するとバターフ
レーバは容易に失われる。しかし、ジアセチルをシクロ
デキストリンにより複合化すると、食品をマイクロ波で
加熱する場合でもバターフレーバの損失は少なくなる。
【0005】さらに、シクロデキストリン複合体は使用
が容易な活性物質を含有する安定な、標準化粉末を供す
る。粉末であると、シクロデキストリン複合体は計量、
取扱いおよび貯蔵が容易である。シクロデキストリンに
より複合化すると、フレーバの安定性が増し、一層長期
貯蔵できるフレーバ物質が得られる。安定性が改善され
ると、フレーバ含量は経時的に一層変化しないのでフレ
ーバ計測量は一層正確になる。さらに長期の貯蔵、取扱
いの容易さおよび使用の簡便さのすべてがコストを下げ
るので、食品工業上重要性を有する。シクロデキストリ
ン複合体を使用する更なる経済的利点はシクロデキスト
リン複合体は、天然のスパイスまたはフレーバと比較し
て食品にフレーバを付与する所要量が少ないことであ
る。
【0006】シクロデキストリン複合体の別の利点は、
フレーバ成分をシクロデキストリンと複合化することに
より或るフレーバの天然物含量を低減できるから、アレ
ルギー反応のリスクを最少にしかつ微生物汚染のリスク
を低減することである。
【0007】通例のシクロデキストリン複合体のフレー
バ含量は一般的には5〜15%、一層多くの場合7〜1
0%の範囲である。フレーバは一般的には1種以上の成
分から成り、一方フレーバ組成物の全成分をシクロデキ
ストリンと複合化できるが、一般にはフレーバ組成物の
一層易損性成分のみが複合化される。特別のフレーバお
よび/またはフレーバ増強剤には、例えば、米国特許第
4,348,416号および第5,571,782号明
細書に開示されるものを含む。
【0008】シクロデキストリンと複合化したフレーバ
の特別の例は次のものを含む、米国特許第4,560,
571号明細書(サトーら)は焙煎コーヒー豆、焙煎
豆、または焙煎穀類に含まれる可溶性フレーバおよび芳
香成分をシクロデキストリンと複合化した即席飲料を開
示し、米国特許第4,529,608号明細書(ゼット
リら)はアロマ成分をシクロデキストリンと複合化する
ことにより蜂蜜のアロマ物質を保存する蜂蜜粉末の製造
方法を開示し、米国特許第3,061,444号明細書
(ロジャースら)はシクロデキストリンと肉および植物
アロマを複合化させることを開示し、米国特許第4,0
01,438号明細書(マルモら)はチューインガムに
フレーバ付与するためのペパーミントシクロデキストリ
ン複合体を開示し、および米国特許第3,140,18
4号明細書(ロビンスら)はアセトアルデヒド/ジエチ
ルアセテートシクロデキストリン複合体を開示する。
【0009】フレーバとシクロデキストリンの複合化は
食品のフレーバ、テクスチャーまたは外観に悪影響を及
ぼさない。実際に、或る場合、食品のテクスチャーはフ
レーバをシクロデキストリンにより複合化することによ
り改良できる。例えば、ミックスから製造したスープお
よび飲料は、フレーバをシクロデキストリンと複合化す
る場合有利に濃厚化できる。
【0010】シクロデキストリンは酵素シクログリコシ
ルトランスフェラーゼを澱粉に作用させることにより得
られる。稀水溶液では、酵素は澱粉の天然に存在するヘ
リックスと結合して3−次元ポリグルコース環またはク
ラウンを形成する。シクロデキストリンは6,7,また
は8グルコースユニットのポリグルコース環であり、そ
れぞれα,β,またはγシクロデキストリンと呼ぶ。ク
ラウン状構造の外部は第1および第2ヒドロキシル基か
ら成り、親水性である。クラウンの内部は主として炭素
と水素原子およびエーテル結合から成り、疎水性空洞を
形成する。親水性外部および疎水性内部を有するこのマ
クロ環状構造はシクロデキストリン分子で本明細書で活
性物質と呼ばれる広汎な化学的に異る化合物と包接複合
体を形成する。シクロデキストリンは活性物質即ち「ゲ
スト」を収容しかつ解放できる「ホスト」のように作用
する。
【0011】シクロデキストリン複合体を形成する各種
方法は既知である。すべてのこれらの方法は活性物質を
シクロデキストリンと接触させて複合体を形成するもの
である。一般的には、シクロデキストリン分子の温水溶
液を活性物質と十分な時間混合して複合体を形成し、次
に水性溶媒を除去する。別法では、複合化は有機溶媒ま
たは有機補助溶媒を含有する水性溶媒で行なうことがで
きる。代表的有機溶媒はエタノール、イソプロパノー
ル、アセトンおよび酢酸エチルである。別の方法では、
活性物質は少量の溶媒と合せてペーストを形成し、シク
ロデキストリンおよびペーストは混捏して複合体を形成
し、次に生成複合体を乾燥する。この方法は、高比率の
活性物質対シクロデキストリンが必要な場合通常使用さ
れる。シクロデキストリン複合体が形成されると、その
乾燥に各種方法が利用できる。一般的には、複合体は濾
過して溶媒を除去し、空気乾燥、真空オーブン乾燥また
は凍結乾燥する。複合体は噴霧乾燥により単離すること
もできる。
【0012】シクロデキストリン複合体を形成するすべ
ての方法はシクロデキストリンにより複合化された活性
物質、すなわち複合体と、遊離活性物質、すなわちシク
ロデキストリンにより複合化されなかった活性物質間の
平衡を含む。したがって、特定量の遊離活性物質は常に
存在する。複合体を単離する場合、いくらかの遊離活性
物質は濾過および/または乾燥工程中失われるから、方
法の効率は100%よりはるかに低い。方法の効率は活
性物質の混和割合、すなわちシクロデキストリン複合体
として回収された活性物質の量を出発活性物質の量で割
った割合として測定される。例えば、効率はシクロデキ
ストリン複合体を噴霧乾燥により回収する場合、一般に
僅かに約30%である。したがって、シクロデキストリ
ン複合体を噴霧乾燥する場合、実質的に50%以上の活
性物質が乾燥工程中失なわれる。この活性物質の損失は
最終製品のコストを上昇させ、特に高価な活性物質の場
合問題である。
【0013】さらに、シクロデキストリンは高価なた
め、生成シクロデキストリン複合体のコストによりその
工業的用途を限定した。その結果、各種活性物質のシク
ロデキストリン複合体は当業界で発表されたが、その工
業的用途は限定された。
【0014】
【解明が解決しようとする課題】こうして工業的価値が
あるようにシクロデキストリン複合体の製造コストを低
減するニーズがある。本発明はこの要求を解決する。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は1種以上の活性
物質を含有する新規の、一層高負荷量のシクロデキスト
リン包接複合体およびこのような複合体の製造方法に関
する。この方法は反応容器でシクロデキストリンを溶媒
に溶解して第1溶液を形成し、1種以上の活性物質を撹
拌しながら第1溶液に添加して1種以上の活性物質およ
びシクロデキストリンの第2溶液を形成し、第2溶液を
十分量の時間および十分な温度で撹拌してシクロデキス
トリンと1種以上の活性物質間に包接複合体を形成し、
第2溶液に固体含量増加剤を添加して第2溶液の固体含
量を増加し、そして第3溶液を形成し、次いで第3溶液
を乾燥して乾燥粉末としてシクロデキストリン包接複合
体を形成する工程を含む。
【0016】第2溶液のシクロデキストリン濃度は約5
〜40%でよく、活性物質対シクロデキストリン比は約
0.001:1〜100:1でよい。第2溶液の温度は
約4°〜75℃でよい。
【0017】本方法の一態様では、反応容器は密封し、
活性物質は反応容器を開けずに添加する。反応容器は加
圧することもできる。反応容器は大気圧以上の値に、約
1000psiまで加圧することができる。
【0018】本方法の別の態様では、第2溶液は第1の
温度で第1の長さの時間撹拌し、次に第2溶液の温度は
1つ以上の温度に徐々に下げ、第2溶液の一層低い温度
は第2溶液を撹拌する間維持される。
【0019】固体含量増加剤は好ましくは少なくとも1
種のアラビアガム、マルトデキストリン、または加工澱
粉であり、添加して第2溶液の固体含量を溶液の約30
〜55重量%に増加することができる。第2溶液の固体
含量は有利には溶液の約5〜20重量%の量のアラビア
ガムを添加して増加させ、残りの固体含量は約5〜10
のデキストロース当量を有するマルトデキストリン溶液
の約40〜60重量%を添加することにより増加でき
る。
【0020】活性物質は1種以上の医薬品、香料、また
はフレーバ成分でよい。好ましくは、フレーバ成分はジ
メチルサルファイド、メチルメルカプタン、アセトアル
デヒド、2−メチル−3−フランチオール、ジアセチ
ル、熱分解により生成するフレーバ、またはその混合物
でよい。
【0021】本発明は本発明方法により製造したシクロ
デキストリン包接複合体にも関する。シクロデキストリ
ン包接複合体は複合体の約1〜20重量%を含有でき、
有利には複合体の15重量%以上である。上記のよう
に、シクロデキストリン包接複合体中の活性物質は1種
以上のフレーバ、香料、または医薬品でよい。
【0022】本発明の好ましい特徴は次の詳細な記載お
よび図面から理解できる。図1は本発明シクロデキスト
リン複合体を製造する反応容器の略図である。図2はト
マトフレーバをシクロデキストリンと複合化する本発明
方法の効率と、トマトフレーバを複合化またはカプセル
化する他の方法の効率を比較するグラフである。図3は
本発明方法によるシクロデキストリンと複合化したトマ
ト、チキンおよび小えびフレーバの品質と、常法の噴霧
乾燥によりカプセル化したこれらのフレーバとを比較し
た技術選別パネルの結果を表わすグラフである。図4は
本発明方法によるシクロデキストリンと複合化したトマ
トフレーバの品質と、常法の噴霧乾燥によりカプセル化
したトマトフレーバを時間の関数として比較した技術選
別パネルの結果を表わすグラフである。図5は本発明方
法によるシクロデキストリンと複合化したチキンフレー
バの品質と、常法の噴霧乾燥によりカプセル化したチキ
ンフレーバを時間の関数として比較した技術選別パネル
の結果を表わすグラフである。図6は本発明方法による
シクロデキストリンと複合化した小えびフレーバの品質
と、常法の噴霧乾燥によりカプセル化した小えびフレー
バを時間の関数として比較した技術選別パネルの結果を
表わすグラフである。図7は本発明方法によるシクロデ
キストリンと複合化したトマト、チキンおよび小えびフ
レーバの安定性と、常法の噴霧乾燥によりカプセル化し
たこれらのフレーバを25°または40℃および53%
の相対湿度で貯蔵後の比較を表わすグラフである。
【0023】本発明は活性物質をシクロデキストリンと
複合化する方法に関する。本発明方法は一層高割合の活
性物質がシクロデキストリン包接複合体として回収され
るように複合化効率を高くする。本発明は複合化方法に
より製造した製品にも関する。
【0024】任意の活性物質はフレーバ、香料および医
薬品を含むが限定されるものでなく、本発明方法により
シクロデキストリンで複合化できる。本方法は活性物質
がフレーバである場合特に適し、これに関して主として
記載する。しかし、これは記載の簡易化のためになさ
れ、方法はこの適用に限定されるものでない。
【0025】本発明に有用な活性物質およびシクロデキ
ストリンは米国特許第5,571,782号明細書に見
出すことができる。
【0026】本発明方法はシクロデキストリンを反応容
器中溶媒に添加し、シクロデキストリン溶液に活性物質
を撹拌しながら、かつ密封反応容器を開けずに添加し、
混合物を適量の時間および十分な温度で撹拌してシクロ
デキストリンと活性物質間に包接複合体を形成する。次
に固体含量増加剤を溶液に添加して溶液の固体含量を増
加し、溶液は噴霧乾燥してシクロデキストリン−活性物
包接複合体を乾燥粉末として回収する。
【0027】反応容器は密封し、または密封しなくても
よい。反応容器は密封して任意の揮発性成分の損失を回
避するのが望ましい。
【0028】任意の固体含量増加剤を使用でき、これら
はマルトデキストリンおよび低デキストロース当量コー
ンシラップ固体(5,10,15および20DE)、酵
素改変澱粉、酸化澱粉(例えば、次亜塩素酸塩または過
沃素酸塩により酸化した澱粉)、アミノ酸置換コーン澱
粉誘導体(例えば、過沃素酸塩−酸化コーン澱粉、アミ
ラーゼ−デキストリン化コーン澱粉およびフェニルアラ
ニングリコアミンに共有結合したコーン澱粉)、小麦、
メイズ、米、アミロメイズ、コーン、ワキシーコーン、
キャッサバおよびポテトのα−アミラーゼ改変澱粉から
のオリゴサッカライド、オクテニルサクシネート処理澱
粉、ハイドロコロイド(例えば、アラビアガム、キサン
タン、グアー、ロカストビーン、トラガカント、および
カラギナン)、およびタン白(例えば粉乳、ホエイ、お
よび大豆)を含むが、限定されない。好ましくは固体含
量増加剤はアラビアガム、マルトデキストリン、加工デ
キストリンまたはその混合物である。
【0029】本発明によれば、活性物質と複合体を形成
する任意のシクロデキストリンを使用できる。代表的に
はシクロデキストリンはα−、またはβ−またはγ−シ
クロデキストリンである。シクロデキストリンを溶解す
る任意の溶媒を使用できるが、好ましい溶媒は水であ
る。エタノールまたはイソプロピルアルコールのような
補助溶媒は水に添加できる。代表的には、補助溶媒を使
用する場合、約1または2%量で水に添加する。
【0030】溶液のシクロデキストリン濃度は好ましく
は約5〜40重量%および一層好ましくは約15〜20
重量%である。しかし、溶媒に添加する場合すべてのシ
クロデキストリンが溶解する必要はない。溶解および未
溶解シクロデキストリン間に平衡が生じることで十分で
ある。一般に溶液中のシクロデキストリン濃度は温度の
上昇につれて増加する。
【0031】混合物は一般的には約300〜1500r
pm、好ましくは300〜500rpmの速度で攪拌す
る。攪拌速度の高い程シクロデキストリン−活性物包接
複合体の生成速度は早い。しかし、攪拌速度は、シクロ
デキストリン分子を破壊する十分な剪断を生ずるような
高くあってはならない。従って攪拌速度はシクロデキス
トリン分子を損傷しない範囲でできるだけ高くすべきで
ある。
【0032】活性物質はシクロデキストリンの攪拌溶液
中に導入する。好ましくは活性物質は反応容器を開けず
に密封反応容器に導入する。一般に活性物質は純粋形ま
たは溶液として反応器にポンプで送り、フレーバ供給ラ
インは溶媒ですすぐ。活性物質を溶液として添加する場
合、できるだけ最高濃度で添加することが好ましい。好
ましくは、溶液の活性物質濃度は50重量%より高く、
一層好ましくは80重量%より高い。活性物質がフレー
バである場合、フレーバの好ましい溶媒は油をベースと
するもの、不揮発油、トリアセチン、または水である。
生成溶液に存在する活性物質濃度は最終製品に望むフレ
ーバ量により決定される。最終溶液の活性物質の必要濃
度は当業者により日常試験で容易に決定できる。一般的
には最終製品の活性物質のフレーバ量は1〜20%、好
ましくは2〜10%である。一般に、生成溶液の活性物
質対シクロデキストリンのモル比は約0.001:1〜
約100:1、好ましくは約0.01:1〜10:1、
一層好ましくは約0.2:1〜1:5である。
【0033】溶液温度は一般に約4°〜75℃、好まし
くは約10°〜40℃、一層好ましくは約12°〜30
℃である。複合体形成時間は一般的には15分〜約24
時間、好ましくは1〜10時間である。一般に温度が高
い程反応時間は短かい。理論に縛られたくないが、高温
で反応時間が短かいのは高温で溶解するシクロデキスト
リン量が多いためであると信じられる。代表的反応時間
は25℃で4時間である。
【0034】本発明の別の態様では、複合化は高温で攪
拌し、次いで温度を徐々に下げて開始することができ
る。出願人らは意外なことに包接複合体の形成は溶液温
度が変化する場合一層有効であることを見出した。包接
複合体の形成は複合化が高温で攪拌し、次いで徐々に温
度を下げて開始する場合一層有効である。例えば、混合
物はたえず攪拌しながら75℃に1時間保持し、次いで
25℃に3時間および11℃に20時間保持することが
できる。
【0035】出願人らは予期しないことに包接複合体形
成効率は反応容器を正圧下に維持する場合、増加できる
ことを見出した。こうして、本発明の1態様では、包接
複合体の形成は正圧下で行なう。圧力は任意の値に増加
できるが、一般的には圧力は大気圧以上で約1000p
si(68バール)の高さまで、一層好ましくは約10
0psi(6.8バール)までである。複合化中圧力の
増加は活性物質が揮発性である場合特に有利である。
【0036】包接複合体の形成が完了すると、生成スラ
リーの総固体含量は固体含量増加剤、すなわちアラビア
ガム、マルトデキストリン、加工デキストリン、または
その混合物を添加することにより約30〜55重量%、
好ましくは35〜41重量%に増加する。好ましくは、
アラビアガムは約5〜20重量%、好ましくは約7〜1
5重量%、一層好ましくは約8〜10重量%の量で添加
し、残りの固体含量は約5〜10のデキストロース当量
(DE)を有するマルトデキストリンにより補なう。マ
ルトデキストリンは約30〜80重量%、好ましくは4
0〜60重量%の量で添加する。次に生成混合物は当業
者に周知の常法の噴霧乾燥技術を使用して乾燥すること
が好ましい。
【0037】本発明方法により製造した乾燥シクロデキ
ストリン複合体は、シクロデキストリン包接複合体を濾
過し、濾液を凍結乾燥または真空乾燥し、またはアラビ
アガム、マルトデキストリン、加工デキストリン、また
はその混合物の固体含量増加剤を添加せずにシクロデキ
ストリン包接複合体溶液を噴霧乾燥するような伝統的方
法によりシクロデキストリン複合体を製造した場合よ
り、シクロデキストリンで複合化した場合の方が一層高
割合の活性物質を有する。同様に本発明方法は、シクロ
デキストリン包接複合体を形成せず、アラビアガム、マ
ルトデキストリン、または加工デキストリンのような固
体粒子の表面に活性物質を単に吸着させ、または細孔に
活性物質をカプセル化する伝統的噴霧乾燥方法と比較し
て有意に高い割合の活性物質を複合化する。効率の増加
は活性物質が揮発性である場合特に明らかである。例え
ば、活性物質がジメチルサルファイドである場合、代表
的噴霧乾燥は僅かに約8%の効率であり、アラビアガ
ム、マルトデキストリン、加工デキストリン、またはそ
の混合物を含まないシクロデキストリン包接複合体の噴
霧乾燥効率は約33%である。しかし、アラビアガム、
マルトデキストリン、加工デキストリンまたはその混合
物を含むシクロデキストリン包接複合体を噴霧乾燥する
本発明方法によれば、方法の効率は75%以上すぐれて
いる。こうして本発明方法は活性物質をカプセル化する
他の方法と比較して包接複合体形の活性物質を一層多く
回収し、活性物質の損失が減少する。
【0038】理論により縛られるものではないが、効率
の増加はシクロデキストリン−活性物質包接複合体上に
形成するアラビアガム、マルトデキストリン、加工デキ
ストリンまたはその混合物の第2被覆の結果であると信
じられる。効率の増加は一部はアラビアガム、マルトデ
キストリン、加工デキストリンまたはその混合物の表面
に吸着され、または細孔にカプセル化される遊離活性物
質、すなわちシクロデキストリンにより複合化されない
活性物質のためでもある。
【0039】効率の改良の結果、本方法の出発時に活性
物質の所要量は少なく、複合化した特定量のフレーバを
有する最終シクロデキストリン包接複合体が製造され
る。同様にある量の出発活性物質について、本発明方法
は、シクロデキストリン包接複合体を製造する他の方法
と比較して、活性物質を一層高割合で複合化したシクロ
デキストリン包接複合体を製造する。包接複合体中に活
性物質量が増加した結果、香料にアロマ、または食品に
フレーバを生成するような一定の効果をもたらすのに、
最終材料の量は少なくて済む。この効率の増加により、
シクロデキストリン包接複合体の製造コストが有意に低
下し、その結果この方法はコスト的に有効でありかつ工
業的に実用性のあるものになる。
【0040】本発明方法は高価な活性物質あるいは揮発
性の活性物質に対し特に経済的である。さらに、本発明
方法は例えば特定成分のみのフレーバまたはアロマ組成
物と包接複合体を形成し、次に生成複合体を組成物の他
の成分に戻して乾燥配合するために使用できる。好まし
くは、特定成分はフレーバまたはアロマ組成物の揮発性
成分、または空気、光、酸素、または他の化合物に暴露
すると分解する成分である。
【0041】フレーバ成分のうち、本発明方法はジメチ
ルサルファイド、メチルメルカプタン、アセトアルデヒ
ド、2−メチル−3−フランチオールおよびジアセチル
とシクロデキストリン複合体を形成するのに特に有用で
ある。同様に、本発明方法は熱分解フレーバとシクロデ
キストリン複合体を形成するのに特に有用である。熱分
解フレーバは高温で熱分解する遊離脂肪酸であり、食品
に焙焼ノートまたは脂肪ノートを供する。熱分解フレー
バに関する問題はこれらが加水分解植物タン白の存在で
不安定であることであり、しかし熱分解フレーバがシク
ロデキストリン包接複合体に複合化される場合、加水分
解植物タン白の存在でその安定性は有意に改良される。
【0042】フレーバ成分とは、全体のフレーバ知覚に
寄与する任意の化合物または化合物の混合物を意味す
る。フレーバ成分は限定されないが、21 FEMA一
般的安全と見なされるリスト、コーデックス アリメン
タリウス リスト、または任意の他の信頼できる刊行リ
ストに収載されるもの、スパイス、着色料、フレーバ増
強剤などを含む。
【0043】本発明は上記方法により製造した組成物に
も関する。組成物は粉末形の1種以上の活性物質を含
み、少なくとも一部の活性物質はシクロデキストリンに
より複合化され、そのシクロデキストリンはアラビアガ
ム、マルトデキストリン、加工澱粉またはその混合物に
より被覆される。活性物質はフレーバ、香料、医薬品な
どでよい。
【0044】活性物質は代表的には複合体の約1〜20
重量%、しばしば複合体の15%以上を含む。
【0045】本発明のシクロデキストリン複合体は他の
カプセル化フレーバと同じフレーバ遊離および安定性を
示す。
【0046】例 本発明は本発明方法を詳細に記載する次例を引用してさ
らに明確にする。例は代表的なものであり、どんな場合
にも本発明範囲を限定するものと解釈すべきではない。
【0047】ビーフフレーバ(ビーフフレーバ1.12
3.20,米国オハイオ州ソロンのFISから市販)、
チキンフレーバ(チキンフレーバ2.01.03,ソロ
ンのFISから市販)、焙焼フレーバ(グリルドフレー
バ4.24.20,ソロンのFISから市販)、小えび
フレーバ(シュリンプフレーバ5.58.21,ソロン
のFISから市販)、熱分解フレーバ(フレーバ825
1−0,ソロンのFISから市販)およびトマトフレー
バ(トマトブースター008 7.70.28,ソロン
のFISから市販)を有するフレーバ系複合体は下記方
法によりβ−シクロデキストリンと複合化した。
【0048】複合体は、攪拌機と温度調節を有する4−
l反応容器で形成した。反応容器は図1に示す。攪拌速
度は1500rpmにセットした。1リットルのβ−シ
クロデキストリン(Cavitron(商標)、セレス
ター・オブ・ハモンドから市販)の15%溶液を75℃
に加熱し、反応容器に移した。約30重量%以上のフレ
ーバを有する配合フレーバの純粋溶液または配合フレー
バ溶液は反応容器にポンプで送った。フレーバを保持す
る容器は100mlの水ですすぎ、その水は反応容器中
にポンプで送った。試料は1500rpmで75℃で1
時間、次いで25℃で3時間、11℃で20時間たえず
攪拌した。反応が完了すると密封反応容器は開け、スラ
リーの総固体は35〜41%に増加した。これは8〜1
0%のアラビアガム(スプレーガムC、ニュージャージ
州ブリッジウォーターのコロイデス ネイチャレス社か
ら市販)を添加して行なわれ、残りの固体含量はマルト
デキストリン5〜10DE(MALTRIN 040,
アイオワ州マスカチンのGPCから市販)により行なっ
た。生成スラリーは通例の噴霧乾燥技術を使用して噴霧
乾燥した。
【0049】包接複合体のフレーバ成分量は水素炎イオ
ン化検出器を装備したPE8500ガスクロマトグラフ
(シンシナチ州ノルウォークのパーキンエルマーから市
販)によりヘッドスペースガスクロマトグラフィ(G
C)分析を使用して測定した。フレーバ成分量は各フレ
ーバのキィー標識分子のピーク応答に基づいて測定し
た。外部標準を使用して標識分子に対する保持時間を確
立した。
【0050】次の分析方法により各試料のフレーバ成分
量を測定した。分析試料はトマトフレーバから形成した
100mgの包接複合体または25mgの包接複合体を
20mLの気密小びんに1mLの水に溶解して調製し
た。試料はPE101オート−サンプラー(ノルウォー
クのパーキンエルマーから市販)に入れ、80℃に加熱
した。2μLの静置ヘッドスペース試料は75m×0.
53mm×3−μ J&W DB624カラム(ホルソ
ム,CAのJ&Wサイエンティフィック社から市販)に
注入した。次のクロマトグラフィ條件を使用した。70
℃の初めの温度に3分保持し、次に10℃/分の割合で
70°から150℃に直線温度勾配で上げ、150℃に
12分保持し、次いで10℃/分の割合で150°から
230℃に第2直線温度勾配で上げ、230℃に12分
保持する。全体の試験時間は43分であった。ピーク応
答は電子積分器を使用して測定した。
【0051】例1.本発明方法と他のフレーバカプセル
化方法との比較 トマトフレーバは上記方法によりβ−シクロデキストリ
ンと複合化し、包接複合体中の標識分子ジメチルサルフ
ァイド(DMS)量をへッドスペースGC分析により測
定した。比較目的でトマトフレーバは上記方法によりβ
−シクロデキストリンと複合化したが、噴霧乾燥する前
に、固体含量を増加するためにアラビアガムおよびマル
トデキストリンは添加しなかった。本発明方法と常法の
噴霧乾燥技術を比較するため、トマトフレーバはアラビ
アガムおよびマルトデキストリン単独で噴霧乾燥により
カプセル化した。この試験では複合化中マルトデキスト
リンをシクロデキストリンの代りに使用し、生成スラリ
ーは噴霧乾燥したこと以外上記方法に従った。本発明方
法の効率は75%であった。アラビアガムおよびマルト
デキストリンを含まないシクロデキストリン包接複合体
の噴霧乾燥の効率は僅かに33%およびアラビアガムお
よびマルトデキストリン単独を含む噴霧乾燥によるカプ
セル化効率は僅かに8%であった。図2はこのデータを
グラフで示す。本発明方法はフレーバ成分をカプセル化
する通例方法よりはるかに有効であることを結果は示
す。
【0052】例2.アラビアガムおよびマルトデキスト
リンを含むβ−シクロデキストリン複合体の噴霧乾燥法
とβ−シクロデキストリン包接複合体の他の乾燥方法と
の比較 比較目的で、トマトフレーバは上記方法によりβ−シク
ロデキストリンと複合化した。但し、スラリーを濾過
し、40℃で12時間、30インチHg圧で真空オーブ
ンで乾燥し、または凍結乾燥した。凍結乾燥はVIRT
IS 50SRC凍結乾燥機(ガーディナー、NYのバ
ーチス社から市販)を使用して行なった。物質は次のサ
イクルを使用して凍結乾燥した。試料は−36℃で3時
間凍結し、150ミリトルの真空を適用し、温度を1時
間3℃の速度で25℃に上げ、ついで圧を解放する。4
サイクルを行なって各試料を乾燥した。表1はβ−シク
ロデキストリンに捕集されたインパクトフレーバ化合物
のピーク面積に及ぼす各種乾燥方法の影響を示す。
【表1】 上記の結果から分ることは、本発明の噴霧乾燥方法はオ
ーブン乾燥より一層有効であり、凍結乾燥に類似してい
る。しかし、凍結乾燥は高コストであり、本発明方法は
凍結乾燥より一層経済的である。
【0053】例3.複合化温度および時間の影響 トマトフレーバは上記のようにβ−シクロデキストリン
と複合化した。別の試験ではトマトフレーバは上記方法
によりβ−シクロデキストリンと複合化したが、24時
間の複合化期間中温度は25℃に維持したことが異っ
た。結果は表2に示す。
【表2】 複合化は密閉容器で高温で行ない、次いで冷却する場
合、複合化を単一温度で行なう場合より本方法は一層有
効であることを結果は示す。
【0054】例4.複合化効率に及ぼす圧力の効果 複合化効率に及ぼす圧力の効果は上記方法によりトマト
フレーバとβ−シクロデキストリンを複合化することに
より評価した。複合化は大気圧、100psiおよび1
000psiで行なった。圧力の増加はジチメルサルフ
ァイドおよびイソブチルチアゾールの場合、GCヘッド
スペースからピーク面積により測定されるように、本方
法の効率を改良することを表3は示す。表3はまたβ−
ダメセノンおよびシス−3−へキセノールでは最初に圧
力を増加するとシクロデキストリンと複合化するフレー
バ量を増加するが、効果は横ばいとなることも示す。し
かし、フェニルエチルアルコールでは圧力の増加はシク
ロデキストリンと複合化するフレーバ量の減少となる。
圧力の増加は或るフレーバ成分に対し複合化効率を改良
できることを結果は実証する。効率の改良はジメチルサ
ルファイドのような高揮発性成分の場合もっとも顕著で
ある。
【表3】
【0055】例5.本発明方法によりβ−シクロデキス
トリンと複合化したフレーバとアラビアガムおよびマル
トデキストリンを含み噴霧乾燥したフレバーとのフレー
バ特性の比較 トマト、小えびおよびチキンフレーバ試料は上記のよう
にβ−シクロデキストリンと複合化した。比較のため、
試料はアラビアガムおよびマルトデキストリンを含むこ
れらのフレーバを常法の噴霧乾燥によりカプセル化し
た。これらのフレーバの通例の噴霧乾燥はトマトフレー
バに対する例1記載のように行なった。カプセル化フレ
ーバは脱水TRIO(商標)系(オハイオ州ソロンのネ
スレフードサービスから市販)に添加してベースフレー
バ系を製造した。TRIO(商標)系はソース製造用の
中性フレーバ粉末である。ベースフレーバ系はチキンお
よび小えび複合体をTRIO(商標)系に10%量で添
加し、トマト複合体を5%量で添加して製造した。次に
ベースフレーバ系は熱水(100℃)で再水和し、技術
選別パネルが味見した。チキンおよび小えび複合体を含
有するベースは2%熱水溶液として味見し、トマトフレ
ーバ含有ベースは4%熱水溶液として味見した。技術選
別パネルは各味見会で最少8人であった。10点の強さ
評点法を使用して嫌いなフレーバを示す0およびフレー
バの最高の好みを示す10によりフレーバの強さを判定
した。試料は最初にパネルが評価し、任意単位は10点
評点法で選択して新しい噴霧乾燥粉末のモデル系を格付
けした。任意ユニットも選択して噴霧乾燥粉末およびβ
−シクロデキストリンと複合化したフレーバを、モデル
系に対しこれらのフレーバを比較して格付けした。これ
らの値は各フレーバに対し時間零値として示した。さら
に評価は10点評点法に基づいた。新しい各評価で選別
パネルはモデル系とモデル系に割当てられた単位値が供
され、試料はモデル系に対し10点評点法で格付けされ
た。図3はトマト、チキンおよび小えびフレーバに対す
る技術選別パネルの結果を示す。結果は再水和すると本
発明によりβ−シクロデキストリンにより複合化したフ
レーバはその噴霧乾燥対応品と同等またはそれ以上であ
ることを示す。同一試料を160°F(70℃)で6時
間保持し、パネルは時間毎に味見した。新しい対照品を
各時間毎の会に調製した。時間の関数としてパネルの結
果はトマト、チキンおよび小えびフレーバのそれぞれに
対し図4〜6で示す。結果は、6時間後β−シクロデキ
ストリンフレーバ複合体に対する強さの評点は通例の噴
霧乾燥により製造したフレーバと比較して全体的に僅か
に高かったとしても、β−シクロデキストリンフレーバ
複合体および噴霧乾燥複合体双方に対する分解スロープ
は略々同じであったことを示す。このことはβ−シクロ
デキストリンフレーバ複合体は伝統的噴霧乾燥によりカ
プセル化したフレーバと同じ割合でそのフレーバを遊離
することを示す。6時間後パネルによる良い評点は出発
時β−シクロデキストリン複合体中に添加されるフレー
バが多い結果である。
【0056】例6.β−シクロデキストリンフレーバ複
合体の安定性 トマト、ビーフおよびチキンフレーバ試料は上記のよう
にβ−シクロデキストリンにより複合化した。比較のた
め試料はトマトフレーバに対する例1記載の方法に従っ
てこれらのフレーバをアラビアガムおよびマルトデキス
トリンと一緒に通例の噴霧乾燥によりカプセル化した。
次に試料は53%レベルに相対湿度を調節するために硝
酸マグネシウム飽和溶液を含有するデシケータで25℃
または40℃の温度で貯蔵した。40℃試料は8週間1
週間隔で、25℃試料は3および5ヶ月間隔でヘッドス
ペースクロマトグラフィにより評価した。試料はまた0
時間および40℃貯蔵試料では8週後、25℃貯蔵試料
では3ヶ月後技術パネルが評価した。図7は各フレーバ
に対する技術パネルの結果を示す。β−シクロデキスト
リンフレーバ複合体はその噴霧乾燥対応品と比較して一
層高い強さのフレーバを有することが再度観察された。
このβ−シクロデキストリンフレーバ複合体に対する一
層高い強さは出発時β−シクロデキストリンフレーバ複
合体中に添加された一層多いフレーバに再度基因する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明シクロデキストリン複合体を製造する反
応容器の略図である。
【図2】シクロデキストリンによりトマトフレーバを複
合化する本発明方法の効率とトマトフレーバを複合化ま
たはカプセル化する他の数方法の効率を比較するグラフ
である。
【図3】本発明方法によりシクロデキストリンと複合化
したトマト、チキンおよび小えびフレーバの品質と通例
の噴霧乾燥によりカプセル化したこれらのフレーバの品
質を比較する技術選別パネルの結果を示すグラフであ
る。
【図4】本発明方法によりシクロデキストリンと複合化
したトマトフレーバの品質と通例の噴霧乾燥によりカプ
セル化したトマトフレーバの品質を時間の関数として比
較した技術選別パネルの結果を示すグラフである。
【図5】本発明方法によりシクロデキストリンと複合化
したチキンフレーバの品質と通例の噴霧乾燥によりカプ
セル化したチキンフレーバの品質を時間の関数として比
較した技術選別レベルの結果を示すグラフである。
【図6】本発明方法によりシクロデキストリンと複合化
した小えびフレーバの品質と通例の噴霧乾燥によりカプ
セル化した小えびフレーバの品質を時間の関数として比
較した技術選別パネルの結果を示すグラフである。
【図7】本発明方法によりシクロデキストリンと複合化
したトマト、チキンおよび小えびフレーバの安定性を通
例の噴霧乾燥によりカプセル化したこれらのフレーバの
安定性を25℃または40℃および53%の相対湿度で
貯蔵後比較したグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) A61K 7/46 345 A61K 7/46 345A 355 355A 411 411 47/40 47/40 (72)発明者 デビット シュトラウス アメリカ合衆国 ニューヨーク、アルバー トソン、 アルバートソン パークウェイ 17 (72)発明者 グレン レイチャート アメリカ合衆国 コネチカット、サウスベ リー、 コーチマンズ ドライブ 255

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 次の工程:シクロデキストリンを反応容
    器で溶媒に溶解して第1溶液を形成し、 撹拌しながら第1溶液に1種以上の活性物質を添加し
    て、1種以上の活性物質およびシクロデキストリンの第
    2溶液を形成し、 十分の時間と十分な温度で第2溶液を撹拌し、シクロデ
    キストリンと1種以上の活性物質間に包接複合体を形成
    し、 第2溶液に固体含量増加剤を添加して、増加した固体含
    量を有する第3溶液を形成し、次いで第3溶液を乾燥し
    て複合体の約1〜20重量%の量の活性物質を含有する
    シクロデキストリン包接複合体乾燥粉末を形成すること
    からなる、1種以上の活性物質のシクロデキストリン包
    接複合体の製造方法。
  2. 【請求項2】 固体含量増加剤はアラビアガム、マルト
    デキストリン、加工澱粉またはその混合物の少なくとも
    1種である、請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 第2溶液のシクロデキストリン濃度は約
    5〜40%であり、活性物質対シクロデキストリン比は
    約0.001:1〜100:1である、請求項1記載の
    方法。
  4. 【請求項4】 第2溶液の温度は約4°〜75℃であ
    る、請求項1記載の方法。
  5. 【請求項5】 反応容器は密封し、反応容器を開けずに
    1種以上の活性物質は添加する、請求項1記載の方法。
  6. 【請求項6】 さらに反応容器を加圧することを含む、
    請求項1記載の方法。
  7. 【請求項7】 反応容器は大気圧以上〜約1000ps
    iの値に加圧する、請求項6記載の方法。
  8. 【請求項8】 第2溶液を第1温度で第1時間の長さ撹
    拌し、第2溶液の温度を1つ以上の温度に徐々に下げ、
    ついで撹拌しながら第2溶液の低下温度を維持すること
    をさらに含む、請求項1記載の方法。
  9. 【請求項9】 固体増加剤は第2溶液に添加して溶液の
    約30〜55重量%の増加した固体含量を有する第3溶
    液を形成する、請求項1記載の方法。
  10. 【請求項10】 第2溶液の固体含量は溶液の約5〜2
    0重量%量のアラビアガムを添加し、次いで約5〜10
    のデキストロース当量を有するマルトデキストリンを溶
    液の約40〜60重量%の量で添加して増加する、請求
    項9記載の方法。
  11. 【請求項11】 活性物質は1種以上の医薬品または香
    料である、請求項1記載の方法。
  12. 【請求項12】 活性物質は1種以上のフレーバ成分で
    ある、請求項1記載の方法。
  13. 【請求項13】 1種以上のフレーバ成分はジメチルサ
    ルファイド、メチルメルカプタン、アセトアルデヒド、
    2−メチル−3−フランチオール、ジアセチル、熱分解
    フレーバまたはその混合物である、請求項12記載の方
    法。
  14. 【請求項14】 請求項1記載の方法により製造したシ
    クロデキストリン包接複合体。
  15. 【請求項15】 活性物質は1種以上のフレーバ、香料
    または医薬品である、請求項14記載のシクロデキスト
    リン包接複合体。
  16. 【請求項16】 活性物質はジメチルサルファイド、メ
    チルメルカプタン、アセトアルデヒド、2−メチル−3
    −フランチオール、ジアセチル、熱分解フレーバまたは
    その混合物である、請求項15記載のシクロデキストリ
    ン包接複合体。
  17. 【請求項17】 固体増加剤は少なくとも1種のアラビ
    アガム、マルトデキストリンまたは加工澱粉である、請
    求項14記載のシクロデキストリン包接複合体。
  18. 【請求項18】 固体含量増加剤および複合体の約1〜
    20重量%の量の1種以上の活性物質を含む、シクロデ
    キストリン包接複合体。
  19. 【請求項19】 活性物質は1種以上のフレーバ、香料
    または医薬品である、請求項18記載のシクロデキスト
    リン包接複合体。
  20. 【請求項20】 活性物質はジメチルサルファイド、メ
    チルメルカプタン、アセトアルデヒド、2−メチル−3
    −フランチオール、ジアセチル、熱分解フレーバまたは
    その混合物である、請求項19記載のシクロデキストリ
    ン包接複合体。
  21. 【請求項21】 固体増加剤は少なくとも1種のアラビ
    アガム、マルトデキストリンまたは加工澱粉である、請
    求項18記載のシクロデキストリン包接複合体。
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