JP2005237329A - 糖質−脂溶性素材の脂溶体および/または固溶体、その製造方法 - Google Patents
糖質−脂溶性素材の脂溶体および/または固溶体、その製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 脂溶性素材を溶解および/または均一分散させ、脂溶体を得るにあたり、所定の糖質を用いること、または脂溶性素材と澱粉を含む混合物を特定の条件下に低部分加水分解反応を行うことを特徴とする糖質−脂溶体の製造法並びに糖質−固溶体を得るにあたり、糖質として所定のものを用いること、または脂溶性素材と澱粉を含む混合物を特定の条件下に高部分加水分解反応を行うことを特徴とする糖質−固溶体の製造法、さらに糖質−脂溶体を乾燥処理して得た糖質−脂溶性素材乾燥物または粉末。
【選択図】 なし
Description
これら素材を食品製造に用いる際に、水に溶けないため配合しにくい、異味・異臭がある、酸化や光酸化を受けやすく、分解して退色しやすい性質が問題となっている。
また、逆に、糖質−脂溶性素材が均一に混合した状態で沈殿すれば、固溶体となり、使いやすい素材になりうる。この目的のためには澱粉としてはハイアミロースコーンスターチが適当であり、溶解および/または均一懸濁糖液の状態で脂溶性素材を添加して、振盪または加熱混合して静置すれば固溶体が得られる。さらに、通常の澱粉の場合、脂溶体形成条件よりも強い条件で酵素作用させると固溶体が形成されるが、強い反応条件では、固溶体も形成されないこと並びにイオン性成分の添加で固溶体の形成が容易になることを見出し、かかる知見に基づいて本発明に到達した。
請求項2記載の本発明は、糖質として、請求項1に記載の澱粉をサイクロデキストリン合成酵素またはα−アミラーゼで部分加水分解して得られる部分分解糖質および/または澱粉の酸部分分解糖質を用いることを特徴とする請求項1記載の糖質−脂溶性素材脂溶体の製造方法である。
請求項3記載の本発明は、酸部分分解糖質がDE15〜40のものである請求項2記載の方法である。
請求項4記載の本発明は、請求項1記載の澱粉に脂溶性素材(カロテノイド系を除く)を混合し、これにサイクロデキストリン合成酵素またはα−アミラーゼを添加して低部分加水分解反応することを特徴とする請求項1記載の糖質−脂溶性素材脂溶体の製造方法である。
請求項6記載の本発明は、低部分加水分解条件を、α−アミラーゼを用いて、酵素濃度3.35〜6.7 U/g澱粉(糊精化力測定天野法)、反応pH5.0〜6.5、反応温度35〜65℃、反応時間2〜24時間の条件で行うことを特徴とする請求項4記載の糖質−脂溶性素材脂溶体の製造方法である。
請求項7記載の本発明は、脂溶性素材(カロテノイド系を除く)を5〜25%エタノール溶液に溶解および/または均一分散したものを用いて、請求項1または2記載の方法により糖質−脂溶性素材脂溶体を製造する方法である。
請求項9記載の本発明は、乾燥処理が、噴霧乾燥、流動層乾燥または凍結乾燥である請求項8記載の乾燥物もしくはその粉末である。
請求項10記載の本発明は、脂溶性素材が、脂溶性ビタミン(カロテノイド系を除く)、不飽和脂肪酸、イソフラボン、レシチン、CoQ10、ポリコサノールまたはプロスタグランジンのいずれかである請求項1、2または7記載の方法である。
請求項12記載の本発明は、糖質として、馬鈴薯澱粉、トウモロコシ澱粉、小麦澱粉、タピオカ澱粉、サゴ澱粉および粳米澱粉の中の1種もしくは2種以上を用い、脂溶性素材(カロテノイド系を除く)と混合、溶解および/または均一分散させ、サイクロデキストリン合成酵素またはα−アミラーゼを添加して高部分加水分解することを特徴とする糖質−脂溶性素材固溶体の製造方法である。
請求項13記載の本発明は、高部分加水分解条件を、サイクロデキストリン合成酵素を用いて、酵素濃度1.0から10THU/g澱粉、反応pH5.0〜6.5、反応温度35〜65℃、反応時間12〜24時間の条件で行うことを特徴とする請求項12記載の糖質−脂溶性素材固溶体の製造方法である。
請求項14記載の本発明は、高部分加水分解条件を、α−アミラーゼを用いて、酵素濃度6.7から20U/g澱粉(糊精化力測定天野法)、反応pH5.0〜6.5、反応温度35〜65℃、反応時間12〜24時間の条件で行うことを特徴とする請求項12記載の糖質−脂溶性素材固溶体の製造方法である。
請求項16記載の本発明は、請求項1、2または7記載の方法で調製した糖質−脂溶性素材溶液および/または均一分散液に食塩、酢酸−苛性ソーダ、有機酸(酢酸を除く)−苛性ソーダ、アミノ酸およびタンパク質の中の1種もしくは2種以上の物質を加えることを特徴とする糖質−脂溶性素材固溶体の製造方法である。
請求項17記載の本発明は、澱粉加水分解物と脂溶性素材(カロテノイド系を除く)を5〜25%エタノール溶液に混合、溶解および/または均一分散させたものに、食塩、酢酸−苛性ソーダ、有機酸(酢酸を除く)−苛性ソーダ、アミノ酸およびタンパク質の中の1種もしくは2種以上の物質を加えることを特徴とする糖質−脂溶性素材固溶体の製造方法である。
このようにして調製された素材は、使いやすく、脂溶性素材も安定化されているので、これまでより広い用途に利用できる。
これらは、光、酸には比較的弱く、水に溶解しない。本発明の方法は、これら脂溶性素材に適用できるものであり、応用範囲は極めて広い。
澱粉加水分解物としては、市販の各種デキストリンがあるが、一般に、酵素加水分解法で製造されたものは何れの溶体形成にも適当ではない。酸加水分解法により製造されたものは、DEを選択すれば、脂溶体形成に利用でき、さらに固溶体形成にも利用することができる。これは、酵素法によるものは、分子の大きさがより均一であり、溶解しやすい糖質分子になっているためと考えられる。一方、酸法によるものは、糖質分子が不均一で大小各様の分子が混合していて、その中の大きな分子が脂溶体、固溶体形成にかかわっているものと考えられる。この糖質大分子に小分子(CDは除く)の糖質が混在していても、両溶体の形成に大きな変化はない。
その他の糖質としてグルコース、フルクトースなどの単糖類、マルトース、トレハロースなどのオリゴ糖類、エリスリトール、ソルビトールのような糖アルコール単独またはこれらの混合物では、脂溶性素材は僅かに溶解されるようになるが、食品用素材の製造には適用し難い。しかし、添加量が少ない医薬、化粧品などには適用できる可能性はある。
したがって、酵素の種類は上記の酵素に限定されず、粘性を僅かに残した状態で澱粉分子を切断する酵素であれば、何れでもよい。特に、CGTaseではマセランス、ステアルサーモフィラス、オーベンシスなどの微生物由来の酵素が知られているが、これらに限定されるものではない。α−アミラーゼについても同様に各種のものが利用できる。市販酵素としては、天野エンザイム株式会社製の「コンチザイム」(バチルス・マセランス由来の酵素)があり、これは600THU/ml(Tilden-Hudson法 E.B.Tilden and C.S.Hudson: J.Bacteriol.、 43巻、527(1942) )以上の活性をもつ溶液である。その他のα−アミラーゼとしては、天野エンザイム株式会社製の「アミラーゼAD[アマノ]1」があり、10、000U/g粉末(pH6.0、糊精化力測定天野法で測定した値)は、乾燥澱粉当たり0.1〜0.3%が標準的使用量とされている。この他、グルコアミラーゼ、プルラナーゼなども市販酵素があるので、これらを利用できる。
一方、α−アミラーゼの添加量は、コーンスターチ150mgに対して酵素粉末0.1mg〜0.05mg、反応温度45℃、反応時間12時間、反応pH5〜6、振盪反応であり、計算すると3.35〜6.7U/g澱粉となる。乾燥澱粉当たり0.1%が通常使用量であるから、澱粉g当たりの添加量は1mgとなり、これは10U/gに相当するので、通常の使用量の約2分の1から3分の1ということになる。この範囲外でも条件により脂溶体、固溶体を形成することがあるので、条件に適合した酵素量を選択すべきである。
その結果、脂溶体形成能が高い澱粉は、ワキシーコーンスターチ、小麦澱粉および粳米澱粉であり、コーンスターチ、馬鈴薯澱粉にも脂溶体形成能が認められた。逆に、ハイアミロースコーンスターチ、コーンスターチ、馬鈴薯澱粉の各澱粉には固溶体形成能があった。これら澱粉にCGTaseを添加して反応させた場合、ワキシーコーンスターチ、糯コメ澱粉を用いた場合は、両溶体の形成が困難であった。なお、澱粉を添加し、脂溶体が形成された場合は、本処理12時間後でも色調に変化はなく、安定化されていることを示しているが、澱粉を添加しない場合では、黄橙色に退色していた。
他の澱粉を用いた場合も、酵素反応を強めると、両溶体の形成程度が低下する。また、グルコアミラーゼではα−アミラーゼと同様な傾向を示すが、形成効果は劣る。プルラナーゼを添加して反応させると、反応の強弱にかかわらず両溶体は形成されない。
α-、β-、γ-CDを澱粉に加えると、脂溶体形成が阻害され、その強さは、γ>β>αの順であった。従って、CGTaseによる加水分解とCD生成により、ワキシー澱粉を用いた場合は、脂溶体形成が困難になるものと推察される。
1系:それ自体で脂溶体形成能があり、CGTase作用で固溶体を形成する澱粉。
2系:それ自体で脂溶体形成能があり、CGTase作用で固溶体を形成せず、脂溶体の形成も阻害する澱粉。
3系:それ自体で固溶体形成能があり、CGTase作用でも固溶体を形成する澱粉。
1系に属する澱粉は、アミロペクチンとアミロースが組み合わせからなる澱粉で、2系に属する澱粉は、アミロペクチンのみの澱粉である。また、3系に属する澱粉は、アミロースが主要成分の澱粉である。
また、固溶体形成には、ハイアミローススターチおよび/または高加水分解澱粉を用いるか、非分解澱粉に食塩、酢酸ナトリウム、アミノ酸などのイオン性素材の添加が効果的である。なお、小麦澱粉、粳米澱粉はCGTaseによる固溶体形成能は小さい。
低部分加水分解条件:
CGTaseでは、酵素濃度0.4〜1.0THU/g澱粉、反応pH5.0〜6.5、反応温度35〜65℃、反応時間2〜24時間;
α−アミラーゼでは、酵素濃度3.35〜6.7 U/g澱粉(糊精化力測定天野法)、反応pH5.0〜6.5、反応温度35〜65℃、反応時間2〜24時間程度;
高部分加水分解条件:
CGTaseでは、酵素濃度1.0から10THU/g澱粉、反応pH5.0〜6.5、反応温度35〜65℃、反応時間12〜24時間;
α−アミラーゼでは、酵素濃度6.7から20U/g澱粉(糊精化力測定天野法)、反応pH5.0〜6.5、反応温度35〜65℃、反応時間12〜24時間程度である。
しかし、条件によっては、上記の範囲外でも脂溶体、固溶体形成が可能であることも予想される。酸加水分解処理した澱粉から低分子量の成分を除去するか、酸・高温処理により各種結合を作って難消化性にした素材なども同様に利用できる可能性がある。
澱粉として馬鈴薯澱粉を用い、10mL容のバイアルに150mgを入れ、0.2M 酢酸緩衝液(pH5.0)4mLとビタミンEと色素アスタキサンチンのエタノール溶液(ビタミンE15mg+色素15mg/mL含有)1mLを加えて、沸騰水浴中で溶解したところ、橙色の溶液が調製できた(脂溶体形成)。これを12時間、45℃で振盪処理して観察した結果、色素は均一に溶解・分散しており、脂溶体形成は保持された。馬鈴薯澱粉を加えないで同様に処理したときには、色素は退色して黄橙色になった。このことから、脂溶体形成によりビタミンEは安定化されることを示している。
ビタミンEの代わりにビタミンD2を用いた以外は実施例1と同様にして、同様の結果を得た。
ビタミンEの代わりにビタミンK1を用いた以外は実施例1と同様にして、同様の結果を得た。
澱粉としてコーンスターチを用い、10mL容のバイアルに150mgを入れ、0.2M 酢酸緩衝液(pH5.0)4mLとDHAと色素アスタキサンチンのエタノール溶液(DHA15mg+色素15mg/mL含有)1mLを加えて、沸騰水浴中で溶解したところ、橙色の溶液が調製できた(脂溶体形成)。これを12時間、45℃で振盪処理して観察した結果、色素は均一に溶解・分散しており、形成された脂溶体は安定に保持された。
澱粉としてワキシーコーンスターチを用い、10mL容のバイアルに150mgを入れ、0.2M 酢酸緩衝液(pH5.0)4mLとイソフラボンと色素アスタキサンチンのエタノール溶液(イソフラボン15mg+色素15mg/mL含有)1mLを加えて、沸騰水浴中で溶解したところ、橙色の溶液が調製できた(脂溶体形成)。これを12時間、45℃で振盪処理して観察した結果、色素は均一に溶解・分散しており、脂溶体形成は保持された。
イソフラボンの代わりにレシチンを用いた以外は、実施例5と同様にして、同様の結果を得た。
澱粉としてコーンスターチを用い、「CoQ10」(オイリオ製)の橙色粉末25mgを含むエタノール溶液1mLを加えた以外は実施例1と同様に実施したところ脂溶体が形成された。しかし、澱粉の溶解性が劣り、僅かな沈殿が形成された。
澱粉としてコーンスターチを用い、オクタコサノール10mgを用いた以外は、実施例1と同様に実施したところ、ほぼ同様の結果を得た。
なお、以上の実施例で、CGTaseおよび/またはα−アミラーゼを用いて低加水分解条件で反応させると、室温にしたとき、粘度が低下して取り扱いが容易となった。さらに、高加水分解反応では、ワキシーコーンスターチを使用した場合は、脂溶体、固溶体の両方とも形成されないが、馬鈴薯澱粉では固溶体の形成を促進した。
10mL容のバイアルに150mgのハイアミロースコーンスターチを入れ、0.1N 苛性ソーダ4mlを加えて溶解し、これに実施例1に示したビタミンEと色素アスタキサンチンのエタノール溶液1mLを加えて混合した後、1N 塩酸で中和し、固溶体を得た。
Claims (17)
- 脂溶性素材(カロテノイド系を除く)を溶解および/または均一分散させ、脂溶体を得るにあたり、糖質として、馬鈴薯澱粉、トウモロコシ澱粉、モチトウモロコシ澱粉、小麦澱粉、タピオカ澱粉、サゴ澱粉、粳米澱粉および糯米澱粉の中の1種もしくは2種以上を用いることを特徴とする糖質−脂溶性素材(カロテノイド系を除く)脂溶体の製造方法。
- 糖質として、請求項1に記載の澱粉をサイクロデキストリン合成酵素またはα−アミラーゼで部分加水分解して得られる部分分解糖質および/または澱粉の酸部分分解糖質を用いることを特徴とする請求項1記載の糖質−脂溶性素材脂溶体の製造方法。
- 酸部分分解糖質がDE15〜40のものである請求項2記載の方法。
- 請求項1記載の澱粉に脂溶性素材(カロテノイド系を除く)を混合し、これにサイクロデキストリン合成酵素またはα−アミラーゼを添加して低部分加水分解反応することを特徴とする請求項1記載の糖質−脂溶性素材脂溶体の製造方法。
- 低部分加水分解条件を、サイクロデキストリン合成酵素を用いて、酵素濃度0.4〜1.0THU/g澱粉、反応pH5.0〜6.5、反応温度35〜65℃、反応時間2〜24時間の条件で行うことを特徴とする請求項4記載の糖質−脂溶性素材脂溶体の製造方法。
- 低部分加水分解条件を、α−アミラーゼを用いて、酵素濃度3.35〜6.7 U/g澱粉(糊精化力測定天野法)、反応pH5.0〜6.5、反応温度35〜65℃、反応時間2〜24時間の条件で行うことを特徴とする請求項4記載の糖質−脂溶性素材脂溶体の製造方法。
- 脂溶性素材(カロテノイド系を除く)を5〜25%エタノール溶液に溶解および/または均一分散したものを用いて、請求項1または2記載の方法により糖質−脂溶性素材脂溶体を製造する方法。
- 請求項1、2または7記載の方法で調製した糖質−脂溶性素材脂溶体を、乾燥処理して得た糖質−脂溶性素材混合体乾燥物もしくはその粉末。
- 乾燥処理が、噴霧乾燥、流動層乾燥または凍結乾燥である請求項8記載の乾燥物もしくはその粉末。
- 脂溶性素材が、脂溶性ビタミン(カロテノイド系を除く)、不飽和脂肪酸、イソフラボン、レシチン、CoQ10、ポリコサノールまたはプロスタグランジンのいずれかである請求項1、2または7記載の方法。
- 糖質−脂溶性素材固溶体を得るにあたり、糖質としてハイアミロースコーンスターチを用いることを特徴とする糖質−脂溶性素材固溶体の製造方法。
- 糖質として、馬鈴薯澱粉、トウモロコシ澱粉、小麦澱粉、タピオカ澱粉、サゴ澱粉および粳米澱粉の中の1種もしくは2種以上を用い、脂溶性素材(カロテノイド系を除く)と混合、溶解および/または均一分散させ、サイクロデキストリン合成酵素またはα−アミラーゼを添加して高部分加水分解することを特徴とする糖質−脂溶性素材固溶体の製造方法。
- 高部分加水分解条件を、サイクロデキストリン合成酵素を用いて、酵素濃度1.0から10THU/g澱粉、反応pH5.0〜6.5、反応温度35〜65℃、反応時間12〜24時間の条件で行うことを特徴とする請求項12記載の糖質−脂溶性素材固溶体の製造方法。
- 高部分加水分解条件を、α−アミラーゼを用いて、酵素濃度6.7から20U/g澱粉(糊精化力測定天野法)、反応pH5.0〜6.5、反応温度35〜65℃、反応時間12〜24時間の条件で行うことを特徴とする請求項12記載の糖質−脂溶性素材固溶体の製造方法。
- 糖質として、馬鈴薯澱粉、トウモロコシ澱粉、小麦澱粉、タピオカ澱粉、サゴ澱粉および粳米澱粉の中の1種もしくは2種以上を用い、該糖質と脂溶性素材(カロテノイド系を除く)を5〜25%エタノール溶液に混合、溶解および/または均一分散し、サイクロデキストリン合成酵素またはα−アミラーゼで高部分加水分解することを特徴とする糖質−脂溶性素材固溶体の製造方法。
- 請求項1、2または7記載の方法で調製した糖質−脂溶性素材溶液および/または均一分散液に食塩、酢酸−苛性ソーダ、有機酸(酢酸を除く)−苛性ソーダ、アミノ酸およびタンパク質の中の1種もしくは2種以上の物質を加えることを特徴とする糖質−脂溶性素材固溶体の製造方法。
- 澱粉加水分解物と脂溶性素材(カロテノイド系を除く)を5〜25%エタノール溶液に混合、溶解および/または均一分散させたものに、食塩、酢酸−苛性ソーダ、有機酸(酢酸を除く)−苛性ソーダ、アミノ酸およびタンパク質の中の1種もしくは2種以上の物質を加えることを特徴とする糖質−脂溶性素材固溶体の製造方法。
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JP2005239953A (ja) * | 2004-02-27 | 2005-09-08 | Sugiyo:Kk | 糖質−カロテノイド系色素脂溶体および/または固溶体の製造法 |
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