JP2002525090A - 活性およびバイオアベイラビリティーを保持するための熱−または酸素−不安定化合物の保護方法。 - Google Patents
活性およびバイオアベイラビリティーを保持するための熱−または酸素−不安定化合物の保護方法。Info
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Abstract
(57)【要約】
熱−および／または酸素−不安定化合物を含有する食料品の加工中、特に、押出中の当該熱−および／または酸素−不安定化合物の活性およびバイオアベイラビリティーを保護する方法。ビーズ状物が形成され、ここで、アルギン酸カルシウムおよび補助ポリマー化合物、例えば、ゼラチンの殻により熱−および／または酸素−不安定化合物を保護する。押出前に食料品にビーズ状物を加え、押出加工中の熱分解に対して活性化合物を保護する。ビーズ状物は酸化を減少させる化合物の保護形態も提供する。別の態様では、不安定化合物を含有する製品に加えられる酸化剤および／または遊離基開始剤を保護物質で被覆し、酸化剤および／または遊離基開始剤による分解から不安定化合物を保護する。
Description
【０００１】
１．発明の分野 本発明は熱−不安定および／または酸素−不安定化合物を保護する方法に関し
、さらに詳細には、前記化合物の摂食時のバイオアベイラビリティーを犠牲にす
ることなく、特に押出後の、食糧(food)もしくは飼料(feedstuff)の前記不安定
化合物もしくは不安定成分の活性を保護するために被覆された熱−および／また
は酸素−不安定化合物に関する。
、さらに詳細には、前記化合物の摂食時のバイオアベイラビリティーを犠牲にす
ることなく、特に押出後の、食糧(food)もしくは飼料(feedstuff)の前記不安定
化合物もしくは不安定成分の活性を保護するために被覆された熱−および／また
は酸素−不安定化合物に関する。
【０００２】 ２．技術の背景 多くの生物学的に重要な化合物が、熱または酸素にさらされた場合活性を損失
する。ここで、これらの化合物の熱または酸素不安定性は化合物の不飽和の程度
、すなわち二重結合の存在、に関連され得る。このような化合物にはビタミンの
多くが含まれる。酸化防止剤も含まれる。これらの化合物の活性が長期間熱およ
び／または酸素にさらされたときに維持されるようにこれらの化合物を安定化さ
せるために努力して多くの試みがなされてきた。これらの方法のうちのあるもの
は、ゼラチンやアルギン酸塩を含む保護物質でこれらの化合物を被覆することに
集中してきた。しかし、分解に対してこれらの化合物を保護することのみが関心
事ではない。保護される化合物は摂食時に生物学的吸収のためにも利用できなけ
ればならない。これらの二つの目的は本質的に相反しており、加工および貯蔵中
の化合物を保護する公知の方法は化合物の吸収を制限または妨げ、その結果、生
物学的に重要な化合物のうちわずかしか摂食する生物体に有効に送達されない。
する。ここで、これらの化合物の熱または酸素不安定性は化合物の不飽和の程度
、すなわち二重結合の存在、に関連され得る。このような化合物にはビタミンの
多くが含まれる。酸化防止剤も含まれる。これらの化合物の活性が長期間熱およ
び／または酸素にさらされたときに維持されるようにこれらの化合物を安定化さ
せるために努力して多くの試みがなされてきた。これらの方法のうちのあるもの
は、ゼラチンやアルギン酸塩を含む保護物質でこれらの化合物を被覆することに
集中してきた。しかし、分解に対してこれらの化合物を保護することのみが関心
事ではない。保護される化合物は摂食時に生物学的吸収のためにも利用できなけ
ればならない。これらの二つの目的は本質的に相反しており、加工および貯蔵中
の化合物を保護する公知の方法は化合物の吸収を制限または妨げ、その結果、生
物学的に重要な化合物のうちわずかしか摂食する生物体に有効に送達されない。
【０００３】 これらの熱−および／または酸素−不安定化合物の主要な一用途はヒトの食糧
および動物の飼料の双方を含む食料の補助にある。周囲温度および貯蔵条件は、
典型的に、殆どの食料についてその他の制限的時間より普通短い時間構成で化合
物の活性の損失をもたらす。密封容器や低温貯蔵の使用は化合物の分解を改善す
るが、これらの方法は費用がかかり、しばしば実用的でない。多くの食料加工方
法は、熱−不安定および酸素−不安定活性化合物のレベルをさらに減少させる熱
を使用する。特に一般的で破壊的な食料加工方法は押出であり、その方法は極端
な温度および圧力下で食料品の侵略的な粉砕を含む。押出は殆ど総ての乾燥ペッ
トフードの市販製品に使用され、そして調理済み加工穀物食に非常に一般的であ
る。最近の研究では、押出加工中カロテノイドの６０％を超える量が犠牲になっ
ていることを示す。押出後の化合物の添加は、雰囲気中の酸素が原因で当該化合
物に一層酸化を受け易くさせ、食料品の表面に化合物が目視により確認ができる
ようになる。押出後に化合物を添加するという方法は実際の応用も困難である。
なぜなら、押し出された食品(diet)の表面における製品のウイックング(wicking )現象のため、食品が貯蔵される容器の内側に活性成分が移行してしまうからで
ある。
および動物の飼料の双方を含む食料の補助にある。周囲温度および貯蔵条件は、
典型的に、殆どの食料についてその他の制限的時間より普通短い時間構成で化合
物の活性の損失をもたらす。密封容器や低温貯蔵の使用は化合物の分解を改善す
るが、これらの方法は費用がかかり、しばしば実用的でない。多くの食料加工方
法は、熱−不安定および酸素−不安定活性化合物のレベルをさらに減少させる熱
を使用する。特に一般的で破壊的な食料加工方法は押出であり、その方法は極端
な温度および圧力下で食料品の侵略的な粉砕を含む。押出は殆ど総ての乾燥ペッ
トフードの市販製品に使用され、そして調理済み加工穀物食に非常に一般的であ
る。最近の研究では、押出加工中カロテノイドの６０％を超える量が犠牲になっ
ていることを示す。押出後の化合物の添加は、雰囲気中の酸素が原因で当該化合
物に一層酸化を受け易くさせ、食料品の表面に化合物が目視により確認ができる
ようになる。押出後に化合物を添加するという方法は実際の応用も困難である。
なぜなら、押し出された食品(diet)の表面における製品のウイックング(wicking )現象のため、食品が貯蔵される容器の内側に活性成分が移行してしまうからで
ある。
【０００４】 ゼラチンを使用して生物学的に活性な化合物をカプセル封入する試みは混合し
た結果をもたらす。効果的な被覆であるために、ゼラチンは広く架橋されていな
ければならない。残念なことに、架橋ゼラチンは消化管中で容易に溶解されない
。したがって、架橋度を増すとその保護品質を向上させるが、この保護された化
合物のバイオアベイラビリティーを減少させる。アルギン酸塩の種々の形態が多
くのカプセル封入技術に使用されてきた。このような技術の一つには水中にアル
ギン酸ナトリウムを溶解させ、保護すべき「ペイロード(payload)」化合物を加
え、そしてカルシウムイオンを含有する浴中に得られた溶液を噴霧する技術が含
まれる。浴中に入った小滴として、可溶性アルギン酸ナトリウムが不溶性アルギ
ン酸カルシウムに急速に変換され、「ペイロード」化合物を有効にカプセル封入
する。アルギン酸カルシウムビーズ状物は消化中にその他の塩とイオン交換する
ことにより消化される。しかし、アルギン酸カルシウム単独の使用は実質的に酸
素透過性のビーズ状物を形成する。Southwest Research Institute によるアル
ギン酸カルシウムの試験は標準温度および圧力においてアルギン酸カルシウム膜
の酸素透過性は2.91×1011 cm cm3/cm2 s (cm/Hg)である。
た結果をもたらす。効果的な被覆であるために、ゼラチンは広く架橋されていな
ければならない。残念なことに、架橋ゼラチンは消化管中で容易に溶解されない
。したがって、架橋度を増すとその保護品質を向上させるが、この保護された化
合物のバイオアベイラビリティーを減少させる。アルギン酸塩の種々の形態が多
くのカプセル封入技術に使用されてきた。このような技術の一つには水中にアル
ギン酸ナトリウムを溶解させ、保護すべき「ペイロード(payload)」化合物を加
え、そしてカルシウムイオンを含有する浴中に得られた溶液を噴霧する技術が含
まれる。浴中に入った小滴として、可溶性アルギン酸ナトリウムが不溶性アルギ
ン酸カルシウムに急速に変換され、「ペイロード」化合物を有効にカプセル封入
する。アルギン酸カルシウムビーズ状物は消化中にその他の塩とイオン交換する
ことにより消化される。しかし、アルギン酸カルシウム単独の使用は実質的に酸
素透過性のビーズ状物を形成する。Southwest Research Institute によるアル
ギン酸カルシウムの試験は標準温度および圧力においてアルギン酸カルシウム膜
の酸素透過性は2.91×1011 cm cm3/cm2 s (cm/Hg)である。
【０００５】 公知の従来技術の唯一の選択は食糧または飼料に含有させる不安定成分を過剰
処方することである。この過剰処方は不必要な経費を追加させ、しかも製品性能
を保証しない。アルギン酸塩またはゼラチンビーズ状物のいずれもカプセル封入
した化合物の適切な保護およびバイオアベイラビリティーの双方を与えない。
処方することである。この過剰処方は不必要な経費を追加させ、しかも製品性能
を保証しない。アルギン酸塩またはゼラチンビーズ状物のいずれもカプセル封入
した化合物の適切な保護およびバイオアベイラビリティーの双方を与えない。
【０００６】 活性化合物のカプセル封入は、酸素との接触から物理的に保護することによっ
てのみならず、カプセル封入した化合物が添加される、食料品のような基質中に
存在し得る酸化剤および遊離基開始剤との相互作用に対して活性化合物を保護す
ることによっても酸素分解に対して当該活性化合物を保護する。例えば、鉄、銅
、マンガン、およびクロムのような多価金属イオンは活性酸化剤であると同時に
食料品、特に改良した栄養特性のためのこのようなミネラルで補助した食料品中
にも存在する。これらの酸化剤の存在は、通常、保護していない活性化合物の酸
素分解を、特に、高温または加圧下である場合に促進する。同様に、活性化合物
のカプセル封入は遊離基開始剤から当該活性化合物を保護し得る。この点で、活
性化合物のカプセル封入は別の目的に役立つ。ルテインのようなこれらの活性化
合物のうち一定のものはそれ自身酸化剤でも遊離基開始剤でもないが、分解する
と酸化剤または遊離基開始剤になる。
てのみならず、カプセル封入した化合物が添加される、食料品のような基質中に
存在し得る酸化剤および遊離基開始剤との相互作用に対して活性化合物を保護す
ることによっても酸素分解に対して当該活性化合物を保護する。例えば、鉄、銅
、マンガン、およびクロムのような多価金属イオンは活性酸化剤であると同時に
食料品、特に改良した栄養特性のためのこのようなミネラルで補助した食料品中
にも存在する。これらの酸化剤の存在は、通常、保護していない活性化合物の酸
素分解を、特に、高温または加圧下である場合に促進する。同様に、活性化合物
のカプセル封入は遊離基開始剤から当該活性化合物を保護し得る。この点で、活
性化合物のカプセル封入は別の目的に役立つ。ルテインのようなこれらの活性化
合物のうち一定のものはそれ自身酸化剤でも遊離基開始剤でもないが、分解する
と酸化剤または遊離基開始剤になる。
【０００７】 不安定化合物を被覆する代わりに、または補助的に、不安定化合物を含有する
製品に添加され得る公知の酸化剤または遊離基開始剤を被覆する方法がある。例
えば、不安定化合物を含有する食料品に多価金属を添加しようとする場合、本発
明の方法による金属の被覆は、このような物質が不安定化合物上にある可能性の
ある分解作用を制限するのに役立つ。このようにして、本発明の方法は、不安定
化合物自身を直接的にまたは酸化剤および遊離基開始剤の活性を制限することに
より間接的に使用され得る。実際的な用途では、製品に加えられる化合物（不安
定化合物または酸化剤もしくは遊離基開始剤のいずれか、あるいは双方）に保護
効果を付与する被覆をする。
製品に添加され得る公知の酸化剤または遊離基開始剤を被覆する方法がある。例
えば、不安定化合物を含有する食料品に多価金属を添加しようとする場合、本発
明の方法による金属の被覆は、このような物質が不安定化合物上にある可能性の
ある分解作用を制限するのに役立つ。このようにして、本発明の方法は、不安定
化合物自身を直接的にまたは酸化剤および遊離基開始剤の活性を制限することに
より間接的に使用され得る。実際的な用途では、製品に加えられる化合物（不安
定化合物または酸化剤もしくは遊離基開始剤のいずれか、あるいは双方）に保護
効果を付与する被覆をする。
【０００８】 特に、極端に過酷な押出処理により、押出後の摂食時に不安定化合物のバイオ
アベイラビリティーを維持しながら、活性の低下または損失から、不安定化合物
（加えられるか、あるいは存在し得る）を効果的に保護し得る熱−および／また
は酸素−不安定化合物、または酸化剤および遊離基開始剤、あるいはこれらの双
方をカプセル封入するための方法に対する必要性がある。
アベイラビリティーを維持しながら、活性の低下または損失から、不安定化合物
（加えられるか、あるいは存在し得る）を効果的に保護し得る熱−および／また
は酸素−不安定化合物、または酸化剤および遊離基開始剤、あるいはこれらの双
方をカプセル封入するための方法に対する必要性がある。
【０００９】
本発明は熱−および／または酸素−不安定化合物を保護コーティングを用いて
カプセル封入する方法から構成され、この保護コーティングは、加工中、特に押
出処理中、およびカプセル封入された化合物を含む食料品の貯蔵中に、食料品の
保存期限を通して且つ食料品を摂食するとき高度のバイオアベイラビリティーを
保持しながら化合物の活性の損失を制限し得る。別の態様では、酸化剤または遊
離基開始剤（分解時にこのような酸化剤または遊離基開始剤を放出するかそうな
る化合物を含んで）を保護コーティングでカプセル封入する。本発明は熱−およ
び／または酸素−不安定化合物にミネラルのようなその他の所望の補助剤（標準
的には拮抗作用がある）を組み合わせて含有する食料品の補助ができる。
カプセル封入する方法から構成され、この保護コーティングは、加工中、特に押
出処理中、およびカプセル封入された化合物を含む食料品の貯蔵中に、食料品の
保存期限を通して且つ食料品を摂食するとき高度のバイオアベイラビリティーを
保持しながら化合物の活性の損失を制限し得る。別の態様では、酸化剤または遊
離基開始剤（分解時にこのような酸化剤または遊離基開始剤を放出するかそうな
る化合物を含んで）を保護コーティングでカプセル封入する。本発明は熱−およ
び／または酸素−不安定化合物にミネラルのようなその他の所望の補助剤（標準
的には拮抗作用がある）を組み合わせて含有する食料品の補助ができる。
【００１０】 アルギン酸ナトリウムの水性溶液を調製し、保護しようとする化合物を加える
。カラギーナン、ローカストビーンガムおよびゼラチンのような１種以上の補助
ポリマー化合物を使用してカプセル封入を改良する。塩化カルシウム溶液の浴上
に得られた溶液を噴霧し、アルギン酸カルシウムビーズ状物を形成し、当該ビー
ズ状物中に保護される化合物を含む一定容量の溶液が分散される。ビーズ状物を
分離し乾燥させる。ビーズ状物は押出加工をされた被保護化合物の安定性を向上
させる。
。カラギーナン、ローカストビーンガムおよびゼラチンのような１種以上の補助
ポリマー化合物を使用してカプセル封入を改良する。塩化カルシウム溶液の浴上
に得られた溶液を噴霧し、アルギン酸カルシウムビーズ状物を形成し、当該ビー
ズ状物中に保護される化合物を含む一定容量の溶液が分散される。ビーズ状物を
分離し乾燥させる。ビーズ状物は押出加工をされた被保護化合物の安定性を向上
させる。
【００１１】
カプセル封入した生物学的に活性な化合物を形成する本発明の方法は、室温で
水中にアルギン酸ナトリウムを溶解させ、アルギン酸ナトリウムの溶液を生成す
る工程を含む。得られた溶液に、ゼラチンのような補助ポリマー化合物を加える
。その他の補助ポリマー剤、例えば、カラギーナン、ローカストビーンガム、グ
アガム等をゼラチンの代わりにまたは一部と置換して加えることもできる。生物
活性化合物（１種又はそれ以上）も前記溶液に加える。得られた混合溶液をカル
シウムイオン源、例えば、溶解した塩化カルシウムを含む水性浴上に噴霧する。
形成されるビーズ状物を溶液から濾過して取り出し乾燥させる。
水中にアルギン酸ナトリウムを溶解させ、アルギン酸ナトリウムの溶液を生成す
る工程を含む。得られた溶液に、ゼラチンのような補助ポリマー化合物を加える
。その他の補助ポリマー剤、例えば、カラギーナン、ローカストビーンガム、グ
アガム等をゼラチンの代わりにまたは一部と置換して加えることもできる。生物
活性化合物（１種又はそれ以上）も前記溶液に加える。得られた混合溶液をカル
シウムイオン源、例えば、溶解した塩化カルシウムを含む水性浴上に噴霧する。
形成されるビーズ状物を溶液から濾過して取り出し乾燥させる。
【００１２】 溶液中に加えられるアルギン酸ナトリウム、補助ポリマー物質（１種又はそれ
以上）、および生物活性化合物（１種又はそれ以上）は総乾燥物重量基準で与え
られる。アルギン酸ナトリウムの範囲は約５％〜約９０％であり、補助ポリマー
物質（１種又はそれ以上）の範囲は約５％〜約９０％であり、そして生物活性化
合物（１種又はそれ以上）の範囲は約５％〜約５０％である。好ましくは、アル
ギン酸ナトリウムの範囲は約３０％〜約４５％であり、補助ポリマー物質（１種
又はそれ以上）の範囲は約３０％〜約４５％であり、そして生物活性化合物（１
種又はそれ以上）の範囲は約１０％〜約４０％である。最も好ましくは、アルギ
ン酸ナトリウムおよび補助ポリマー物質がほぼ等重量で、それよりいくらか少な
い量の生物活性物質と組み合わせて使用する。以下に述べる好適な実施態様では
、アルギン酸ナトリウム：補助ポリマー物質：生物活性物質の重量比は約９：１
０：６、すなわち１．５：１．６７：１である。
以上）、および生物活性化合物（１種又はそれ以上）は総乾燥物重量基準で与え
られる。アルギン酸ナトリウムの範囲は約５％〜約９０％であり、補助ポリマー
物質（１種又はそれ以上）の範囲は約５％〜約９０％であり、そして生物活性化
合物（１種又はそれ以上）の範囲は約５％〜約５０％である。好ましくは、アル
ギン酸ナトリウムの範囲は約３０％〜約４５％であり、補助ポリマー物質（１種
又はそれ以上）の範囲は約３０％〜約４５％であり、そして生物活性化合物（１
種又はそれ以上）の範囲は約１０％〜約４０％である。最も好ましくは、アルギ
ン酸ナトリウムおよび補助ポリマー物質がほぼ等重量で、それよりいくらか少な
い量の生物活性物質と組み合わせて使用する。以下に述べる好適な実施態様では
、アルギン酸ナトリウム：補助ポリマー物質：生物活性物質の重量比は約９：１
０：６、すなわち１．５：１．６７：１である。
【００１３】 記載した範囲未満のアルギン酸塩の量は満足なビーズ状物の形成をもたらさな
い。記載した範囲を超えるアルギン酸塩の量は満足な酸素不透過性を示さない。
記載した範囲未満のゼラチンの量は不満足な酸素透過性を示すビーズ状物をもた
らし、記載範囲を超える量はアルギン酸塩ウエブまたは基質の形成に悪影響を与
える。記載した範囲未満の生物活性化合物（１種又はそれ以上）は生物学的に利
用できる化合物を保護し送達する効果に悪影響を及ぼさないが、過剰量の保護用
物質が利用される点で商業的に実現可能でないと思われる。記載した量を超える
生物活性化合物（１種又はそれ以上）は効果的な保護ビーズ状物の形成に悪影響
を与える可能性があり、加工および貯蔵中に損失する生物活性化合物（１種又は
それ以上）の量を増加させることによる加工の経済に悪影響を与える。
い。記載した範囲を超えるアルギン酸塩の量は満足な酸素不透過性を示さない。
記載した範囲未満のゼラチンの量は不満足な酸素透過性を示すビーズ状物をもた
らし、記載範囲を超える量はアルギン酸塩ウエブまたは基質の形成に悪影響を与
える。記載した範囲未満の生物活性化合物（１種又はそれ以上）は生物学的に利
用できる化合物を保護し送達する効果に悪影響を及ぼさないが、過剰量の保護用
物質が利用される点で商業的に実現可能でないと思われる。記載した量を超える
生物活性化合物（１種又はそれ以上）は効果的な保護ビーズ状物の形成に悪影響
を与える可能性があり、加工および貯蔵中に損失する生物活性化合物（１種又は
それ以上）の量を増加させることによる加工の経済に悪影響を与える。
【００１４】 溶液中に使用される乾燥成分に対する水の比は、使用される補助ポリマー化合
物の特定の一種または組合せに必然的に依存する。例えば、カラギーナンはゼラ
チンよりも低濃度で相当に粘性が高い。通常、比は約１５：１〜約７：１（水：
乾燥成分）の範囲内に入り、好ましくは約１２：１〜約８：１の範囲である。記
載した範囲未満の水を使用した場合、溶液の粘度は溶液の有効なポンピングおよ
び／または噴霧を妨げ始める。記載した範囲を超える水を使用した場合、独立し
たビーズ状物を形成するのが困難である。
物の特定の一種または組合せに必然的に依存する。例えば、カラギーナンはゼラ
チンよりも低濃度で相当に粘性が高い。通常、比は約１５：１〜約７：１（水：
乾燥成分）の範囲内に入り、好ましくは約１２：１〜約８：１の範囲である。記
載した範囲未満の水を使用した場合、溶液の粘度は溶液の有効なポンピングおよ
び／または噴霧を妨げ始める。記載した範囲を超える水を使用した場合、独立し
たビーズ状物を形成するのが困難である。
【００１５】 食料製品の摂食時にそのバイオアベイラビリティーに悪影響を与えることなく
当該食料製品の押出加工および保存期間中にルテイン（イヌの免疫系刺激作用を
有すると思われるカロテノイドである）が分解するのを防止するために、ルテイ
ンをカプセル封入する技術を開発する実験を開始した。
当該食料製品の押出加工および保存期間中にルテイン（イヌの免疫系刺激作用を
有すると思われるカロテノイドである）が分解するのを防止するために、ルテイ
ンをカプセル封入する技術を開発する実験を開始した。
【００１６】 アルギン酸のナトリウム塩として商業的に入手できるアルギン酸塩（一般にア
ルギン酸ナトリウムと称される）は線状の多糖類であり、茶色海草および海藻類
から通常単離される。コポリマーは２種のウロン酸(すなわち、D-マンヌロン酸( D-mannuronic acid)およびL-グルロン酸(L-guluronic) )から構成される。アル
ギン酸は関連する塩の種類に依存して水溶性か水不溶性のいずれかであることが
できる。ナトリウム、その他のアルカリ金属、およびアンモニアの塩は水溶性で
あるが、一方、多価カチオンの塩、例えば、カルシウムの塩は水不溶性である。
多価カチオンは、２個の隣接するグルロン酸残基があるときはいつでもポリマー
に結合する。したがって、多価カチオンは、異なるポリマー分子同士および同じ
ポリマー鎖の異なる部分同士双方の架橋の原因となる。カルシウムイオンのナト
リウムイオンへの交換は比較的穏やかな条件で行われる。そこではゲル化の方法
はグルロン酸残基の利用度に基づいており、これらの残基はアルギン酸塩のバッ
チの最初の条件から変化せず、純粋なアルギン酸塩ゲルの分子透過性（孔寸法）
は固定化条件に依存せず、むしろ出発物質の選択により制御される。
ルギン酸ナトリウムと称される）は線状の多糖類であり、茶色海草および海藻類
から通常単離される。コポリマーは２種のウロン酸(すなわち、D-マンヌロン酸( D-mannuronic acid)およびL-グルロン酸(L-guluronic) )から構成される。アル
ギン酸は関連する塩の種類に依存して水溶性か水不溶性のいずれかであることが
できる。ナトリウム、その他のアルカリ金属、およびアンモニアの塩は水溶性で
あるが、一方、多価カチオンの塩、例えば、カルシウムの塩は水不溶性である。
多価カチオンは、２個の隣接するグルロン酸残基があるときはいつでもポリマー
に結合する。したがって、多価カチオンは、異なるポリマー分子同士および同じ
ポリマー鎖の異なる部分同士双方の架橋の原因となる。カルシウムイオンのナト
リウムイオンへの交換は比較的穏やかな条件で行われる。そこではゲル化の方法
はグルロン酸残基の利用度に基づいており、これらの残基はアルギン酸塩のバッ
チの最初の条件から変化せず、純粋なアルギン酸塩ゲルの分子透過性（孔寸法）
は固定化条件に依存せず、むしろ出発物質の選択により制御される。
【００１７】 食料製品の摂食時にそのバイオアベイラビリティーに悪影響を与えることなく
当該食料製品の押出加工および保存期間中にルテイン（イヌの免疫系刺激作用を
有すると思われるカロテノイドである）が分解するのを防止するために、ルテイ
ンをカプセル封入する技術を開発する実験を開始した。
当該食料製品の押出加工および保存期間中にルテイン（イヌの免疫系刺激作用を
有すると思われるカロテノイドである）が分解するのを防止するために、ルテイ
ンをカプセル封入する技術を開発する実験を開始した。
【００１８】 次の方法を使用してカプセル封入した製品を製造した。アルギン酸ナトリウム
の水性溶液を320ｍｌの水と10ｇのアルギン酸ナトリウムを使用して調製する。
得られた溶液に6.666ｇのFloraGLO(登録商標)Lutein Crystalline Dryを加えた
。当該FloraGLO(登録商標)Lutein Crystalline Dryは商業的に入手できるルテイ
ン源であり(Kemin Foods, L.C., Des Moines, Iowa)、米国特許第5,648,564号に
記載の方法により製造され、80重量％のルテインを含有する。さらに、0.005ｍ
ｌのNaturoxTM Liquid (Kemin Industries)、0.1ｇのローカストビーンガム、10 .0ｇゼラチン、および1.0ｇのカラギーナンを加えた。この混合物を5％塩化カル
シウム水性浴上に噴霧した。次いで、形成されたビーズ状物を濾過し、60℃〜80 ℃の熱対流炉中で本質的にもはや水分が回収されなくなるまで乾燥し、ルテイン
含量が6.1重量％になるまでコーンスターチと混合した。
の水性溶液を320ｍｌの水と10ｇのアルギン酸ナトリウムを使用して調製する。
得られた溶液に6.666ｇのFloraGLO(登録商標)Lutein Crystalline Dryを加えた
。当該FloraGLO(登録商標)Lutein Crystalline Dryは商業的に入手できるルテイ
ン源であり(Kemin Foods, L.C., Des Moines, Iowa)、米国特許第5,648,564号に
記載の方法により製造され、80重量％のルテインを含有する。さらに、0.005ｍ
ｌのNaturoxTM Liquid (Kemin Industries)、0.1ｇのローカストビーンガム、10 .0ｇゼラチン、および1.0ｇのカラギーナンを加えた。この混合物を5％塩化カル
シウム水性浴上に噴霧した。次いで、形成されたビーズ状物を濾過し、60℃〜80 ℃の熱対流炉中で本質的にもはや水分が回収されなくなるまで乾燥し、ルテイン
含量が6.1重量％になるまでコーンスターチと混合した。
【００１９】 比較の目的のため、次の方法に従って高度に架橋したゼラチンおよび中度に架
橋したゼラチンでカプセル封入したルテインの試料も調製した。ディスク法を使
用して1000ｇのFloraGLO(登録商標)20% Liquid (Kemin Foods)の試料を調製した
。25％ Gelatin Bloom 300および70％水中5％Sorbitolを使用して殻材料溶液を
製造し、次いで、約55℃に加熱した。所望の温度に殻材料が達した後、40％のFl oraGLO(登録商標)を加え、5％理論量のペイロードを与え、混合して分散物を形
成した。次いで、得られた分散物を約2000ＲＰＭで回転するディスク上に約50ｇ
／分でポンプ供給し、約200〜900μｍの寸法範囲（平均範囲500〜700μｍ）の微
小球を形成した。リザーバー、ポンプ、ライン、ディスクおよび材料はすべて約
50〜55℃に維持した。コーンスターチ上に得られた微小球を集め、乾燥し、次い
で篩い分けした。微小球を集めた後、ゼラチンの総重量の5％のグルタルアルデ
ヒドを使用して架橋した。グルタルアルデヒド、エタノールおよび水を１：８：
１の比で合わせ、架橋用溶液を調製した。この溶液に微小球を加え、１時間架橋
させた。これを水浴中に入れ、10分間加熱し、次いで、採集し乾燥させた。
橋したゼラチンでカプセル封入したルテインの試料も調製した。ディスク法を使
用して1000ｇのFloraGLO(登録商標)20% Liquid (Kemin Foods)の試料を調製した
。25％ Gelatin Bloom 300および70％水中5％Sorbitolを使用して殻材料溶液を
製造し、次いで、約55℃に加熱した。所望の温度に殻材料が達した後、40％のFl oraGLO(登録商標)を加え、5％理論量のペイロードを与え、混合して分散物を形
成した。次いで、得られた分散物を約2000ＲＰＭで回転するディスク上に約50ｇ
／分でポンプ供給し、約200〜900μｍの寸法範囲（平均範囲500〜700μｍ）の微
小球を形成した。リザーバー、ポンプ、ライン、ディスクおよび材料はすべて約
50〜55℃に維持した。コーンスターチ上に得られた微小球を集め、乾燥し、次い
で篩い分けした。微小球を集めた後、ゼラチンの総重量の5％のグルタルアルデ
ヒドを使用して架橋した。グルタルアルデヒド、エタノールおよび水を１：８：
１の比で合わせ、架橋用溶液を調製した。この溶液に微小球を加え、１時間架橋
させた。これを水浴中に入れ、10分間加熱し、次いで、採集し乾燥させた。
【００２０】 対照として、FloraGLO(登録商標)5% Dry (Kemin Foods)(非架橋ゼラチン中に
カプセル封入したルテインの形態)も使用した。これらの４製品の各試料を、押
出前に市販ドッグフード配合物に加え、次いで、約250゜F〜300゜Fの温度、約60 0 psiの圧力条件下で約20〜60秒間押出することにより加工した。得られた押出
製品の最初の水分は約25％であり、約15〜30分、約200゜F〜250゜Fで乾燥し、8
〜10％水分まで乾燥させた。
カプセル封入したルテインの形態)も使用した。これらの４製品の各試料を、押
出前に市販ドッグフード配合物に加え、次いで、約250゜F〜300゜Fの温度、約60 0 psiの圧力条件下で約20〜60秒間押出することにより加工した。得られた押出
製品の最初の水分は約25％であり、約15〜30分、約200゜F〜250゜Fで乾燥し、8
〜10％水分まで乾燥させた。
【００２１】 さらに比較目的のため、市販形態のカプセル封入したβ−カロテンを押出加工
中にわたって評価した。カプセル封入したβ−カロテンは、Roche製のRovimix(
登録商標)Beta-Carotene 10% （ゼラチンおよび炭水化物のデンプン被覆マトリ
ックスに微細に分散されたベーター−カロテンを含むとして同定される）、Roch e製のBeta-Carotene 1% B（魚ゼラチン、フルクトース、グリセリンのデンプン
被覆マトリックスに微細に分散されたベーター−カロテンを含むとして同定され
る）、ならびにBASF製 Lucarotin(登録商標)（最小7％ベーター−カロテンを含
有する特殊食品グレードベーター−カロテンとして同定される）だった。
中にわたって評価した。カプセル封入したβ−カロテンは、Roche製のRovimix(
登録商標)Beta-Carotene 10% （ゼラチンおよび炭水化物のデンプン被覆マトリ
ックスに微細に分散されたベーター−カロテンを含むとして同定される）、Roch e製のBeta-Carotene 1% B（魚ゼラチン、フルクトース、グリセリンのデンプン
被覆マトリックスに微細に分散されたベーター−カロテンを含むとして同定され
る）、ならびにBASF製 Lucarotin(登録商標)（最小7％ベーター−カロテンを含
有する特殊食品グレードベーター−カロテンとして同定される）だった。
【００２２】 食料製品の試料を分析のため加工中にわたって採取した。図１は、コントロー
ル中および３技法を使用するカプセル封入によるルテインならびに３種の市販源
のカプセル封入β−カロテンの安定性を示す。ドッグフード（１トンバッチ）中
に配合したカプセル封入品の濃度（約60ｇ〜約600ｇ）が比較的小さいためデー
タにいくらかばらつきが観察された。アルギン酸塩保護ルテインは驚くほどの安
定性を示した。
ル中および３技法を使用するカプセル封入によるルテインならびに３種の市販源
のカプセル封入β−カロテンの安定性を示す。ドッグフード（１トンバッチ）中
に配合したカプセル封入品の濃度（約60ｇ〜約600ｇ）が比較的小さいためデー
タにいくらかばらつきが観察された。アルギン酸塩保護ルテインは驚くほどの安
定性を示した。
【００２３】 ３種のカプセル封入ルテイン製品の酸素透過性を、酸素ボンベ中で50 psi酸素
圧力下100時間、分析中酸素ボンベは室温に保って、試験した。試験の結果を図
２に示し、表１と図３に概要を示す。
圧力下100時間、分析中酸素ボンベは室温に保って、試験した。試験の結果を図
２に示し、表１と図３に概要を示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】 アルギン酸カルシウムは熱による可逆性はなく水不溶性ポリマーである。本発
明でアルギン酸塩に加えたゼラチンはアルギン酸塩（アルギン酸ナトリウムまた
はカルシウムのいずれとも）と化学反応をしない。しかし、ゼラチンが熱で折り
曲がるおよびアルギン酸塩が架橋するときに起こるある程度の物理的結合がある
と思われる。生成されるビーズ状物はカプセル封入用材料中にルテインが分散し
た固体分散物である。本発明のビーズ状物で観察される少量のルテインの損失は
、カプセル封入用材料により薄くしか被覆されないルテインの表面結晶が原因で
あると思われる。酸化防止剤のような安定剤化合物を熱−および／または酸素−
不安定化合物に加えることができ、その後さらに当該不安定化合物を保護するた
めに保護用材料の溶液にそれを添加する。
明でアルギン酸塩に加えたゼラチンはアルギン酸塩（アルギン酸ナトリウムまた
はカルシウムのいずれとも）と化学反応をしない。しかし、ゼラチンが熱で折り
曲がるおよびアルギン酸塩が架橋するときに起こるある程度の物理的結合がある
と思われる。生成されるビーズ状物はカプセル封入用材料中にルテインが分散し
た固体分散物である。本発明のビーズ状物で観察される少量のルテインの損失は
、カプセル封入用材料により薄くしか被覆されないルテインの表面結晶が原因で
あると思われる。酸化防止剤のような安定剤化合物を熱−および／または酸素−
不安定化合物に加えることができ、その後さらに当該不安定化合物を保護するた
めに保護用材料の溶液にそれを添加する。
【００２６】 カルシウムイオンと過度に反応しないことを条件に、活性化合物がカプセル封
入プロセスにより化学的に変化しないことに注意することが重要である。特に、
特定の態様に使用される結晶ルテインはプロセスにより変化しない。カプセル封
入プロセスおよび、カプセル封入したルテインのビーズ状物が加えられた食料品
を押出している間、ルテインは出発材料中に存在する独立したルテイン結晶とし
て依然として存在する。
入プロセスにより化学的に変化しないことに注意することが重要である。特に、
特定の態様に使用される結晶ルテインはプロセスにより変化しない。カプセル封
入プロセスおよび、カプセル封入したルテインのビーズ状物が加えられた食料品
を押出している間、ルテインは出発材料中に存在する独立したルテイン結晶とし
て依然として存在する。
【００２７】 アルギン酸ナトリウムの量は、特定の用途に所望される結果を達成する範囲に
より調節できる。補助ポリマー化合物の濃度は一定の用途について重要でない。
ゼラチンは好適な補助ポリマー物質であるが、単独でまたはゼラチンと組み合わ
せてまたは互いに組み合わせて使用できるその他のポリマー物質には、アルブミ
ン、カゼインもしくはその他の蛋白質、カラギーナン、グアガム、キサンタンガ
ムまたはその他の多糖類等がある。
より調節できる。補助ポリマー化合物の濃度は一定の用途について重要でない。
ゼラチンは好適な補助ポリマー物質であるが、単独でまたはゼラチンと組み合わ
せてまたは互いに組み合わせて使用できるその他のポリマー物質には、アルブミ
ン、カゼインもしくはその他の蛋白質、カラギーナン、グアガム、キサンタンガ
ムまたはその他の多糖類等がある。
【００２８】 本発明をその好適な実施態様に関して記載したが、特許請求の範囲により規定
したとおりの本発明の意図した範囲内で変更および修正ができるのでそれらに限
定されないことも了解すべきである。
したとおりの本発明の意図した範囲内で変更および修正ができるのでそれらに限
定されないことも了解すべきである。
【図１】 図１は、食料品の押出加工中の種々の点におけるルテインおよびβ−カロテン
の損失を表すグラフである。食料品はルテインおよび食料品からなるビーズ状物
を含み、βカロテンのビーズ状物を含み、ゼラチンおよび本発明の方法により保
護された。
の損失を表すグラフである。食料品はルテインおよび食料品からなるビーズ状物
を含み、βカロテンのビーズ状物を含み、ゼラチンおよび本発明の方法により保
護された。
【図２】 図２は、ゼラチンおよび本発明の方法により保護されたビーズ状物の酸素吸収
を表すグラフである。
を表すグラフである。
【図３】 図３は、標準温度で１００時間酸素ボンベ中に５０psi酸素圧力にさらす前後
のルテインのビーズ状物中に残存するルテインの量を示すグラフであり、ビーズ
状物は高度に架橋されたゼラチン、５０％架橋ゼラチンおよび本発明の方法によ
り保護されている。
のルテインのビーズ状物中に残存するルテインの量を示すグラフであり、ビーズ
状物は高度に架橋されたゼラチン、５０％架橋ゼラチンおよび本発明の方法によ
り保護されている。
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ａ２３Ｌ 1/302 Ａ２３Ｌ 1/302 ４Ｃ０８６ Ｃ０８Ｊ 3/14 ＣＥＰ Ｃ０８Ｊ 3/14 ＣＥＰ ４Ｃ２０６ Ｃ０８Ｋ 5/00 Ｃ０８Ｋ 5/00 ４Ｆ０７０ Ｃ０８Ｌ 5/04 Ｃ０８Ｌ 5/04 ４Ｊ００２ 89/00 89/00 // Ａ６１Ｋ 9/16 Ａ６１Ｋ 9/16 31/015 31/015 31/7048 31/7048 38/43 47/36 47/36 47/42 47/42 37/48 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ， ＢＢ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，Ｄ Ｅ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，Ｌ Ｕ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ， ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，Ｕ Ｇ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 マン，ジェームズ・オスカー アメリカ合衆国アイオワ州50317，プレザ ント・ヒル，パークリッジ・アベニュー 4620 Ｆターム(参考） 2B150 AA06 DA02 DE01 DF09 DJ01 DJ11 4B018 LE01 LE02 MD23 MD24 MD90 MF08 4B035 LC01 LC05 LC06 LE11 LG02 LG04 LG15 LG16 LG20 LG25 LG27 LG41 LG51 LK11 LK14 LP01 LP12 LP36 4C076 AA31 BB01 CC07 CC40 EE30Q EE36Q EE41Q EE42Q 4C084 AA03 AA27 DC01 MA05 MA41 MA52 NA03 ZA662 ZC222 4C086 AA01 AA02 EA04 MA01 MA05 MA41 MA52 NA03 ZB07 4C206 AA01 AA02 BA04 KA18 MA01 MA05 MA61 MA72 NA03 ZC23 4F070 AA01 AA62 AC31 AE03 FA04 FB07 4J002 AB05W AB05X AD01X AD02X AD03X AD03Y FD077 FD096 GT00
Claims (11)
- 【請求項１】 熱−および／または酸素−不安定化合物を保護する方法であ
って、 ａ．アルギン酸のアルカリ金属塩の水性溶液を調製し； ｂ．前記溶液に、ゼラチン、アルブミン、カゼインまたはその他の蛋白質、カ
ラギーナン、グアゴム、キサンタンゴム、またはその他の多糖類を含む群から選
択されるポリマー化合物を加え； ｃ．得られた溶液に熱−および／または酸素−不安定化合物を加え； ｄ．ｃ．で得られた溶液の小さな滴をカルシウムイオン源内に導入し、アルギ
ン酸カルシウムおよび前記ポリマー化合物からなるマトリックス内に分散された
前記熱−および／または酸素−不安定化合物のビーズ状物を形成する 各工程を含む熱−および／または酸素−不安定化合物を保護する方法。 - 【請求項２】 熱−および／または酸素−不安定化合物が、カロテノイド、
ビタミン、および酵素から選択される請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 得られた溶液に熱−および／または酸素−不安定化合物を加
える前に熱−および／または酸素−不安定化合物に安定化剤を加える工程をさら
に含む請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 安定化剤が酸化防止剤である請求項３に記載の方法。
- 【請求項５】 アルカリ金属がナトリウムである請求項１に記載の方法。
- 【請求項６】 酸化剤および／または遊離基開始剤による分解から熱−およ
び／または酸素−不安定化合物を保護する方法であって、 ａ．アルギン酸のアルカリ金属塩の水性溶液を調製し； ｂ．前記溶液に、ゼラチン、アルブミン、カゼインまたはその他の蛋白質、カ
ラギーナン、グアゴム、キサンタンゴム、またはその他の多糖類を含む群から選
択されるポリマー化合物を加え； ｃ．得られた溶液に酸化剤および／または遊離基開始剤を加え； ｄ．ｃ．で得られた溶液の小滴をカルシウムイオン源内に導入し、アルギン酸
カルシウムおよび前記ポリマー化合物からなるマトリックス内に分散された前記
酸化剤および／または遊離基開始剤のビーズ状物を形成する 各工程を含む熱−および／または酸素−不安定化合物を保護する方法。 - 【請求項７】 前記酸化剤および／または遊離基開始剤が溶液中で多価金属
イオンを放出する化合物である請求項６に記載の方法。 - 【請求項８】 得られた溶液に前記化合物を加える前に酸化剤および／また
は遊離基開始剤に安定化剤を加える工程をさらに含む請求項６に記載の方法。 - 【請求項９】 アルカリ金属がナトリウムである請求項６に記載の方法。
- 【請求項１０】 生物体の食料であって、 ａ．生物体により摂食される前に加工されそして貯蔵され得る食料基質； ｂ．食料補助化合物；および ｃ．食料の加工および貯蔵の間の分解から補助化合物を保護するために食料基
質に補助化合物を添加する前に補助化合物に施用される保護コーティングであり
、生物体による食料の摂食時に分解され食料補助化合物を放出する保護コーティ
ング を含む食料。 - 【請求項１１】 前記保護コーティングが、アルギン酸カルシウムと、ゼラ
チン、アルブミン、カゼインまたはその他の蛋白質、カラギーナン、グアゴム、
キサンタンゴム、またはその他の多糖類を含む群から選択される補助ポリマー物
質との混合物である請求項１０に記載の食料。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10180398P | 1998-09-25 | 1998-09-25 | |
| US60/101,803 | 1999-05-08 | ||
| US09/307,414 US6146671A (en) | 1999-05-08 | 1999-05-08 | Method and protecting heat-or oxygen-labile compounds to preserve activity and bioavailability |
| US09/307,414 | 1999-05-08 | ||
| PCT/US1999/022427 WO2000018254A2 (en) | 1998-09-25 | 1999-09-24 | Method of protecting heat- or oxygen-labile compounds to preserve activity and bioavailability |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=26798648
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
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| AU (1) | AU758534B2 (ja) |
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| WO (1) | WO2000018254A2 (ja) |
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- 1999-09-24 EP EP99948490A patent/EP1115295A4/en not_active Withdrawn
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