JP2007000707A - 含油固形物およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 多孔性固形物に、W/Oエマルションを含浸させることにより含油固形物を製造する。さらに、W/Oエマルションの水相に、水溶性ゲル化可能物質を含有させて用いる。これにより、水溶性ゲル化可能物質を多孔性固形物の孔内でゲル化させW/Oエマルションの液油漏出防止効果がより向上する。
【選択図】 なし
Description
上記のような含油固形物においては、固形物が多孔性固形物の場合、含油固形物の製造時に「多孔性固形物の孔内に液油がうまく入らない」、「多孔性固形物の液油吸収能に限界があり、固形物中に多量の液油を保持することができない」、または、製造された含油固形物中の「液油が多孔性固形物の孔内に保持されずに、多孔性固形物の孔内より漏れ出す」といった問題が生じていた。
(1)の技術例は、特許文献4のように、芳香剤や洗浄剤を製造する際に原料中に液油(芳香剤や洗浄剤の場合、香料として分類されることもある)を混練した後成型し、液油の含量を調節することにより、有効成分の徐放性を調整する技術および製造法である。
しかしながら(2)の技術では、固形物が空隙を有した多孔性固形物である場合、固形物の空隙に液油を保持させるのは大変困難であり、「液油が固形物中に十分に保持されず、空隙より漏れ出す」といった問題があった。
また、上技術により、該固形物の孔内に液油を安定に保持させ、該固形物中の油含有量が高く、かつ油漏出の少ない含油固形物、及び、その製造法を提供することにある。
詳細には、液油に界面活性剤を溶解後、水相と混合してW/Oエマルションを作製し、続いてこのW/Oエマルションを多孔性固形物に含浸し、W/Oエマルションを該固形物孔内に安定に保持させる。さらに、水相にゲル化可能物質を含ませ、固形物空隙中でゲル化させることで、液油の漏出をより効果的に防止する技術である。
(1)多孔性固形物の孔内に、W/Oエマルションを含浸させてなる含油固形物。
(2)W/Oエマルションが多孔性固形物の孔内に充填されていることを特徴とする含油固形物。
(3)該多孔性固形物の孔内にゲル状高分子が充填されていることを特徴とする(1)又は(2)に記載の含油固形物。
(4)W/Oエマルション中の水相含量比が、0.01重量%〜50重量%であることを特徴とする(1)〜(3)の何れか1つに記載の含油固形物。
(5)W/Oエマルションの水相が、水溶性ゲル化可能物質を含むことを特徴とする(1)〜(4)の何れか1つに記載の含油固形物。
(6)多孔性固形物が、食品、飼料、固形燃料、芳香剤、肥料、及び、医薬品の群から選ばれるいずれか1つの固形物であることを特徴とする(1)〜(5)のいずれか1つに記載の含油固形物。
(7)多孔性固形物に、W/Oエマルションを含浸させることを特徴とする、含油固形物の製造方法。
(8)W/Oエマルションが、水相に水溶性高分子を含有することを特徴とする(7)に記載の含油固形物の製造方法。
(9)水溶性高分子を多孔性固形物の孔内でゲル化させることを特徴とする(8)に記載の含油固形物の製造方法。
本技術により、該固形物中に液油を高濃度化及び安定化することができ、液油漏出の少ない固形物の提供が可能となる。さらに、固形物より液油の漏出を抑えることで、液油の漏出に伴う種々の問題を軽減し、固形物中に含ませた液油の機能を効率よく発揮させることができる。
まず以下に、本発明に関する多孔性物質への液油の染み込み及び漏出と、W/Oエマルションの効果を記述する。
多孔性固形物はその構造上、毛細管の集合体であるとみなすことができ、内外に空隙が存在する。多孔性固形物に対する液油の染み込みは、大きく2つの工程に分けて考えられる。一つは1)液油が多孔性固形物表面に接触し孔内に入る工程、二つめは2)液油が孔内に入った後、毛細管空隙(孔)内を液油が深部へ移動してゆく工程である。
この二つの工程において、液油の性質と染み込み易さには、次の関係があると考えられる。
2)について:2)の工程はさらに、孔の大きさにより2つのパターンに分けて考えられる。(1)孔径が大きいときは、孔内における溶液の毛細管現象が僅かにしか起こらず、孔内の液油移動は1)のように多孔性固形物表面と液油の接触が主となる。従って大きな孔内では界面張力の「低い」液油であることが、染み込みに好ましい。(2)一方で、孔径がより小さく(細部)なると、溶液の毛細管現象はより顕著に起こる。この場合、毛細管中を液体が移動する力は、液体の表面張力が高い程強い。界面張力の高い液体は、毛細管内でその液体表面を小さくしようとする力が働く。結果的として、この力が毛細管壁で液体を移動させる力となる。例えば水は、分子間力が強いために高い表面張力(72dyn/cm)を持ち、水が繊維や木材などの多孔性固形物に染み込み易いのは、界面張力が高く、毛細管内を移動し易いことに起因している。従って孔の細部では、界面張力が「高い」液油であると、多孔性固形物内をより移動しやすく液油の高濃度化に好ましい。
一方で、多孔性固形物より液油が漏出するケースにおいては、荷重(圧力)のような外的要因を除けば、多孔性固形物−液油間の界面張力が低いときに、多孔性固形物表面および孔内に液油が保持されずに孔外への液油漏出が起こる。また、温度上昇等の要因により液油の粘度低下が引き起こされると、液油が孔内に吸着不可能となり漏出が起こる。
つまり液油を多孔性固形物内に安定化するためには、液油が高い界面張力を有することが好ましい。
上記要因から多孔性固形物に液油を高濃度化する為には、1)液油が多孔性固形物表面から孔内に入る、2)大きな孔内を液油が移動する、3)孔の細部を液油が移動する、という3つの状況において、液油の界面張力をコントロールする必要がある。
W/Oエマルションが多孔性固形物内に浸透・吸着する状況は次のように説明される。
W/Oエマルションの分散媒である液油は、界面活性剤を溶解することで、その界面張力が低下した状態になる。すなわち、多孔性固形物表面との接触性が界面活性剤により向上しており、液油より容易に多孔性固形物内に浸透することができる。
W/Oエマルションが孔内に進入した後、該固形物の孔径が大きいときは、溶液の毛細管現象は僅かにしか起こらない。先述したとおりこの状況下では、界面張力の低い液油が、孔内の移動に好ましい。1)と同様、液油は界面活性剤を溶解することで、その界面張力が低下した状態になっており、W/Oエマルションは容易に多孔性固形物内に浸透することができる。
W/Oエマルションが孔内に進入し、孔径が小さくなると、溶液の毛細管現象はより顕著に現れるようになり、この毛細管力が液油の孔内移動のドライビングフォースとなる。
「多孔性固形物の孔径 ≦ W/Oエマルションの粒子径」となり、分散質である水相(乳化滴)が孔と作用すると、分散媒(液油)よりも高い界面張力を有した水の毛細管力が発揮され、W/Oエマルションはさらに孔内を移動し易くなる。また、水は界面張力が高く、孔内に保持され易いので、このエマルションは、孔内に安定に吸着することになる。
さらに、本発明における液油漏出の防止効果は、水相に水溶性ゲル化可能物質を含有させたW/Oエマルションを使用することにより、より高い効果が得られる。
水溶性ゲル化可能物質の効果は、エマルションが固形物の孔内に吸着した後、エマルション中の水溶性ゲル化可能物質がゲル化を起こし、このゲルにより孔内への液油(エマルション)の保持・吸着がより安定強固なものとなり、液油の漏出を防止する。
(1)多孔性固形物
本発明に用いる多孔性固形物は、固形物内部の空隙孔内に、液油を充填することが可能であればよいが、空隙孔内への液油充填のしやすいこと、空隙孔内での液油保持の良いことから、空隙の孔径の大きさは通常0.001μm以上であり、また、通常1000μm以下、好ましくは500μm以下、特に好ましくは100μm以下である。
多孔性固形物を形成する材質としては、特に制限はなく、動植物より得られるタンパク質、アミノ酸、脂質、炭水化物、ビタミン、またはこれらの分解生成物及び化学的修飾物、金属(ミネラル)やそれらの塩、水、化学的・生物的に合成されるポリマー等が挙げられる。
養魚飼料固形物は、例えば、魚粉、大豆油かす、コーングルテンミール、オキアミミール、でんぷん質、米ぬか等の主原料に、必要に応じ、ビタミン、ミネラル、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム等を添加し、得られた混合物をエクストルーダー(一軸又は二軸スクリュー)により加圧、押出して成形することにより製造することができる。
本発明に用いるW/Oエマルションは、油性成分、界面活性剤、水溶液(水相)より作製することができる。
W/Oエマルションの充填量は、多孔性固形物に対して、通常0.01重量%以上であり、また、通常80重量%以下である。
さらに本発明のW/Oエマルションは、通常油性成分に溶解しない物質を水相に溶解し、液油および固形物に付与できるメリットを有している。つまり、油溶性物質および水溶性物質の両者を特に限定無く使用することができる。
従って、使用目的に応じて抗酸化剤、防腐剤、色素類、糖類、塩類、調味料類、乳製品等を適宜に水溶液(水相)もしくは油性成分(油相)に添加して用いることができる。
本発明で作製されるW/Oエマルションの油性成分としては、食品、飼料、化粧品、医薬品及び工業等の分野で利用される公知の油性成分を特に制限なく用いることができる。例えば動植物油脂類、脂肪酸およびそのアルコールとのエステル、炭化水素類、飽和または不飽和の高級アルコール、ワックス、エッセンシャルオイル、オレオジン又はレジノイド、着香料及びこれらを酵素的処理(加水分解、エステル交換等)や化学的処理(エステル交換、水素添加等)したもの等が該当する。
飽和または不飽和の高級アルコールの具体例としては、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セタノール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール、ラウリンアルコール、イソステアリルアルコール、2−オクチルドデカノールオクタコサノール等の炭素数8〜44のアルコールが挙げられる。
エッセンシャルオイルの具体例としては、アンブレットシード油、カラシ油、サフラン油、シトトネラ油、ベチバー油、バレリアン油、ヨモギ油、カミツレ油、しょう脳油、サッサフラス油、ホウショウ油、ローズウッド油、クラリーセージ油、タイム油、バジル油、カーネーション油、シダーウッド油、ヒノキ油、ヒバ油、クローブ油、テレピン油、パイン油等が挙げられる。
着香料の具体例としては、オレンジ油、レモングラス油、タラゴン油、アボガド油、ローレル葉油、カシア油、シナモン油、コショウ油、カラムス油、セージ油、ハッカ油、ペパーミント油、スペアーミント油、パッチュリ油、ローズマリー油、ラバンジン油、ラベンダー油、クルクマ油、カルダモン油、ショウガ油、アンゲリカ油、アニス油、ウイキョウ油、パセリ油、セロリ油、カルバナム油、クミン油、コリアンダー油、ジル油、キャロット油、キラウェー油、ウィンターグリン油、ナツメグ油、ローズ油、シプレス油、ビャクダン油、オールスパイス、グレープフルーツ油、ネロリ油、レモン油、ライム油、ベルガモット油、マンダリン油、オニオン油、ガーリック油、ビターアーモンド油、ゼラニウム油、ミモザ油、ジャスミン油、キンモクセイ油、スターアニス油、カナンガ油、イランイラン油、オイゲノール、カプリル酸エチル、ゲラニオール、メントール、シトラール、シトロネラール、ボルネオール等が挙げられる。
上記の各成分は1種のみを用いてもよいし、複数を同時に用いてもよい。
油性成分には、より高い液油漏出防止効果を目的として、硬化性油脂を加えることもできる。硬化性油脂としては、動植物油脂を水素添加して得られたもの、または動植物油脂より高融点画分を分画して得られたものが使用される。具体的には、ヤシ油の硬化油、パーム核油の硬化油、ニシン油の硬化油、タラ肝油の硬化油、牛脂の硬化油、パーム油の硬化油、綿実油の硬化油、オリーブ油の硬化油、落花生油の硬化油、大豆油の硬化油、アマニ油の硬化油、ひまし油の硬化油等が挙げられる。硬化性油脂は1種類のみを使用しても2種類以上を併用してもよい。
油性成分には、酸化防止剤等の油溶性物質を必要に応じて添加することができる。油溶性酸化防止剤としては、例えば、油溶性ローズマリー抽出物、茶抽出物、カテキン、エピカテキン、エピガロカテキン、カテキンガレート、エピガロカテキンガレート、ビタミンE(α、β、γ、δトコフェロール)、ミックストコフェロール、ビタミンC脂肪酸エステル等が挙げられる。
本発明において使用される界面活性剤としては、水相が油相中に安定に分散したW/Oエマルションを形成するものが望ましく、食品、飼料、化粧品、医薬品及び工業等の分野において用いられる公知の界面活性剤を特に制限なく用いることができる。
界面活性剤はその化学的性質からイオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤などに分類され、そのいずれもが本発明において使用することができる。
また、界面活性剤はその用途から工業用界面活性剤、食品用乳化剤又は天然系界面活性剤などに分類され、そのいずれもが本発明において使用することができるが、環境や生体への安全性や飲食品、飼料、化粧品への応用を考慮に入れると、食品用乳化剤又は天然系界面活性剤がより優れており、食品用乳化剤の中でも入手が容易である点、そして幅広いHLB・脂肪酸種が選択でき、国内に関しては使用制限の無い点で、ショ糖脂肪酸エステル
又はポリグリセリン脂肪酸エステルがより好ましい。また、以上の界面活性剤は、1種または2種以上を組み合せて用いることができる。
食品用乳化剤としては、ショ糖脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、グリセリン酢酸脂肪酸エステル、グリセリン乳酸脂肪酸エステル、グリセリンコハク酸脂肪酸エステル、グリセリンクエン酸脂肪酸エステル、グリセリンジアセチル酒石酸脂肪酸エステル、ポリグリセリン縮合リシノレイン脂肪酸エステル、ショ糖酢酸イソ酪酸脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、レシチン、ステアロイル乳酸カルシウム(CSL)、オキシエチレン高級脂肪族アルコール、ポリオキシエチレン高級脂肪族アルコール、オレイン酸ナトリウム、モルホリン脂肪酸塩等が挙げられる。
上述脂肪酸エステル化合物の構成成分である脂肪酸は、通常炭素数が8〜24の脂肪酸又はヒドロキシ脂肪酸であり、炭化水素基又はヒドロキシ炭化水素基が、直鎖であっても分岐鎖であってもよく、また、飽和であっても不飽和であってもよい。具体例としては、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸、ベヘン酸、テトラデセン酸、ヘキサデセン酸、オクタデセン酸、オクタデカジエン酸、エイコセン酸、エイコサテトラエン酸、エルカ酸等のドコセン酸、オクタデカトリエン酸、イソパルミチン酸、イソステアリン酸、リシノール酸、12−ヒドロキシステアリン酸等が挙げられ、中でも汎用性に優れかつ入手が容易な点で、炭素数12〜24の脂肪酸が好ましく、更には炭素数18〜22の脂肪酸が液油をより硬化し易くする(融点が高い)点でより好ましい。また、これらの脂肪酸は目的に応じて、2種類以上の組み合わせで用いることもできる。
ショ糖脂肪酸エステルは通常、モノ、ジ、トリ、テトラ等のエステル化度の異なるショ糖脂肪酸エステルを含んでおり、各エステルの混合物として利用されることが多い。本発明で使用するショ糖脂肪酸エステルは、W/Oエマルションを形成するにあたり、油成分に対してより親和性を有することが好ましい。該当するショ糖脂肪酸エステルとしては、平均エステル化度の高い、HLB(hydrophile-lipophile balance:親水性と疎水性のバランス)が1〜8のものが好ましく、中でもHLB1〜6のものがより好ましい。
市販品の例としては、S−170(ショ糖ステアリン酸エステル、HLB1:三菱化学フーズ(株)社製)、ER−290(ショ糖エルカ酸エステル、HLB2:三菱化学フーズ(株)
社製)等が挙げられる。
ポリグリセリン脂肪酸エステルは、通常ポリグリセリンと脂肪酸を反応させて得られる。ポリグリセリンは平均重合度が2〜16のものが一般的に使用され、合成反応の形式により、直鎖・分岐・環状のものが得られるが、混合物としても利用できる。また、脂肪酸のエステル化度を調節することで、様々なHLBのポリグリセリン脂肪酸エステルを合成することができる。本発明で使用されるポリグリセリン脂肪酸エステルは、ポリグリセリンの平均重合度が2〜16であり、好ましくは4〜12である。また、W/Oエマルションを形成するにあたり、油成分に対してより親和性を有することが好ましく、該当するポリグリセリン脂肪酸エステルとしては、平均エステル化度の高い、HLB1〜8のものが好ましく、中でもHLB1〜6のものがより好ましい。
市販品の例としては、ER−60D(デカグリセリンエルカ酸エステル、HLB5:三菱化学フーズ(株)社製)、B−100D(デカグリセリンベヘニン酸エステル、HLB3:三菱化学フーズ(株)社製)等が挙げられる。
天然界面活性剤としては、植物レシチン、卵黄レシチン、分別レシチン、酵素処理レシチン、サポニン、キラヤサポニン、大豆サポニン、スフィンゴ脂質、植物性ステロール、動物性ステロール、胆汁末、トマト糖脂質、ユッカ・フォーム抽出物等が挙げられる。
アニオン界面活性剤としては石けん用素地、脂肪酸塩、硫酸化油、高級アルコール硫酸エステル塩、高級アルキルエーテル硫酸エステル塩、高級脂肪酸エステル硫酸エステル塩、二級アルコール硫酸エステル塩、高級脂肪酸アルキロールアミド硫酸エステル塩、高級脂肪酸アミドスルホン酸塩、高級脂肪酸エステルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、スルホコハク酸エステル等が挙げられる。
カチオン界面活性剤としては、一般的にはアンモニウム塩の水素をアルキル基で置換した化合物がこれに相当し、例えばモノ・ジ・トリアルキルアンモニウム塩、アルキルトリメチルアンモニウム塩、塩化ベンザルコニウム、ピリジニウム塩等の第四級アンモニウム塩、ポリエチレンオキサイド(POE)−アルキルアミン、ポリアミン脂肪酸誘導体、アミルアルコール脂肪酸誘導体、有機変性粘度鉱物等が挙げられる。
非イオン性界面活性剤としては、アルキルフェノール、高級脂肪酸、アルキルアミン、アルキルアミド、ポリプロピレングリコール等を有した「エーテル型非イオン性界面活性剤」及び、グリセリンやソルビトール、砂糖などの多価アルコールを親水基とする、「多価アルコール型非イオン性界面活性剤」等が挙げられる。後者については、食品用乳化剤の項で述べた。
両性界面活性剤としては、アニオン部がカルボン酸塩、硫酸エステル塩、スルホン酸塩、リン酸エステル塩等のものが挙げられる。また、カルボン酸塩型の中でもアルキルベタイン、アミドベタイン、スルホベタイン等の様に、カチオン部が第四級アンモニウム塩であり、カチオン部がカルボン酸塩であるベタイン系界面活性剤や、カチオン部にイミダゾール核を有すイミダゾリン系界面活性剤、またカチオン部にアミノ酸を有するアミノ酸系界面活性剤等が挙げられる。
界面活性剤の添加量としては、W/Oエマルションに対する重量パーセント濃度で、通常0.01%以上、好ましくは0.1%以上であり、また、通常20%未満、好ましくは10%未満である。
本発明において水溶液(水相)は、油性成分と界面活性剤と共にW/Oエマルションを形成し、W/Oエマルションの水相含量を決定する。W/Oエマルションにおける水相含量は、通常0.01重量%以上であり、好ましくは0.05重量%以上であり、さらに好ましくは0.1重量%以上であり、また、通常50重量%以下、好ましくは20重量%以下、さらに好ましくは10重量%以下である。
水溶液は、水のみであってもよいが、必要に応じて、他の水溶性物質を添加することもできる。先述したとおり、本発明のもう一つの特徴として、通常油性成分には溶解しない水溶性物質を水相中に溶解させたW/Oエマルションを多孔性固形物に含浸することで、油性成分には溶解しない水溶性物質を使用目的に応じて液油及び固形物に付与することができる。
水溶性物質として特に限定は無く、公知の水溶性物質を任意に使用することができる。例えば、使用用途別に、酸化防止剤、甘味料、着色料、乳化剤、保存料、調味料、香料・香辛料、増粘安定剤、漂白剤等を任意に選択でき、上記を1種類または2種類以上を用いても良い。酸化防止剤としては、例えば、ビタミンC、水溶性ロ−ズマリー抽出物等の水溶性天然抽出物が挙げられる。
本発明に係るW/Oエマルションは、油性成分を含有するため、製造・流通・保存などの各プロセスにおいて、油脂劣化が予想される。特にW/Oエマルションでは、水相の溶存酸素の影響等による油脂劣化が予想されるため、これを防止する為に、必要に応じて水相中に酸化防止剤を添加することができる。
本発明のW/Oエマルションの作製方法は、従来公知の方法を特に制限なく用いることができる。まず液油中に目的の界面活性剤を加熱溶解させた後、ゲル化可能物質を含有した水溶液を液油中に分散させる。乳化・分散方法は乳化滴が形成される方法であれば特に制限はないが、乳化滴がより完全に分散するようプロペラミキサー、カッターミキサー、攪拌乳化機、高圧ホモジナイザー、コロイドミル、超音波乳化、膜乳化、バルブホモジナイザー等で分散均一混合する方法で調製することが望ましい。
得られたW/Oエマルションは、そのまま液油として多孔性固形物に含浸させてもよいが、さらに他の油性成分と混合したものを液油として多孔性固形物に含浸させてもよい。
本発明で用いるW/Oエマルションの水相に、水溶性ゲル化可能物質を添加することにより、乳化滴のゲル化が引き起こされ、W/Oエマルションをより安定に孔内に吸着させることができる。水溶性ゲル化可能物質としては、食品、飼料、医療、化粧品及び工業等
の分野で利用される公知の水溶性ゲル化成分を特に制限なく用いることができる。
水溶性ゲル化可能物質の具体例としては、多糖類、タンパク質、ポリエチレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルデヒド、アクリル系ポリマー、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアクリル酸、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール−Cu2+、ポリアクリル酸−Fe3+、ポリビニルベンジルトリメチルアンモニウムおよびそれらの誘導体等が挙げられる。環境及び生体への安全性、並びに飲食品、飼料、化粧品への応用を考慮に入れると、多糖類又はタンパク質を用いることがより好ましい。また、以上の水溶性ゲル化可能物質は、1種または2種以上を組み合せて用いることができる。
タンパク質としては、乳清タンパク質、カゼイン類乳タンパク質、大豆タンパク質、小麦タンパク質、蓄肉タンパク質、魚肉タンパク質、ゼラチン、コラーゲン、卵タンパク質、卵白アルブミン、血清アルブミン、フィブリン、エラスチン、ケラチンなどが挙げられる。
水溶性ゲル化可能物質の添加濃度は、水相に対する重量パーセント濃度で、通常0.1%以上であり、また、通常20%以下、好ましくは10%以下である。
水溶性ゲル化可能物質によるゲル化反応とは、基本的には水溶性ゲル化可能物質間に「架橋を形成する反応」であり、熱、光、圧力、電気、プラズマ、放射線、触媒、pH・イオン強度の変化、ラジカル、多価カチオン、疎水物質等により誘引される反応である。多孔性固形物の孔内の空隙に存在するW/Oエマルションに分散された水溶液中に存在する水溶性ゲル化可能物質がゲル化(ゲル形成反応)することにより、空隙中に存在する液油(油性成分)が漏れ出すことを抑制する。これにより多孔性固形物の含油保持力を高めることができる。
水溶性ゲル化可能物質とゲル化補助剤の組み合わせは、例えば(1)アルギン酸ナトリウムとCaイオンのような多価陽イオンの組み合わせ、(2)キサンタンガムとローカストビーンガムのような多糖類ハイドロコロイド同士の組み合わせ、(3)タンパク質と酸・アルカリ化合物の組み合わせ等が挙げられる。
の反応機構等が挙げられる。
ゲル化補助剤の添加方法としては、W/Oエマルション中のゲル化可能物質とゲル化補助剤が固形物中で接触する方法であれば特に制限は無いが、多孔性固形物の基材中にあらかじめゲル化補助剤を添加しておくことにより、多孔性固形物に含浸されたW/Oエマルション中に含まれるゲル化可能物質のゲル化を誘引することができる。多孔性固形物の基材中にあらかじめゲル化補助剤を添加しておく方法としては、例えば多孔性固形物原料中にゲル化補助剤を混練させる、または多孔性固形物に液油を浸漬させる事前に、ゲル化補助剤を付与する方法等が考えられる。
ゲル化補助剤の添加濃度は、その種類により様々であるが、多孔性固形物に対する重量パーセント濃度で、通常0.01%以上、好ましくは0.1%以上であり、また、通常10%未満、好ましくは1%未満である。
多孔性固形物の空隙にW/Oエマルションを含浸させる方法は、多孔性固形物内に液状物質であるW/Oエマルションが吸収される方法ならば特に制限は無い。簡便的にはW/Oエマルション溶液中に多孔性固形物を浸漬した後、常圧静置して空隙内に液油を浸透させる。また特殊な機器を用いる方法としては、加圧機、減圧機、スプレー、注射器等の機器を用いて、多孔性固形物に加圧する、減圧する、噴霧する、注入することにより多孔性固形物の空隙内にW/Oエマルションを含浸することができる。
本願発明の含油固形物の評価は、以下の方法で行うことができる。
油漏出試験は、含油固形物を、直径5cmに切った円形ろ紙(No.5A:ADVANTEC社製)10枚の上に置き、45℃、常圧下で24時間静置し、固形物中の液油を漏出させることにより行う。なお、油漏出の防止効果は、次に示す方法で評価した
A:多孔性固形物、B:液油またはW/Oエマルションを含浸させた多孔性固形物(含油固形物)、C:24時間静置後の含油固形物について、各々の重量を測定し、含油固形物
の油含有率(%)及び油漏出率(%)を次式により算出した。
(式1)
油含有率(%) = 100×(液油含浸後の多孔性固形物重量B−液油含浸前の多孔性
固形物重量A)/(液油含浸後の多孔性固形物重量B)
(式2)
油漏出率(%) = 100×(液油含浸後の多孔性固形物重量B−油漏出後の含油固形
物重量C)/(液油含浸後の多孔性固形物重量B−液油含浸前の多孔性固形物重量A)
すなわち、含油固形物では、(式1)により算出される油含有率が高い値を示し、かつ(式2)により算出される油漏出率が低い値を示す程より好ましく、「固形物が多くの液油が保持し、かつ液油の漏出を抑えている」と解釈できる。
また、本願発明の含油固形物の油漏出率は、好ましくは55%以下、さらに好ましくは30%以下、特に好ましくは20%以下である。
(1)大豆油を含有させた養魚飼料固形物についての検討
液油の漏出が特に問題となる「飼料分野」における本発明の「液油漏出防止効果」を示す例として、養魚飼料固形物における液油漏出防止効果の検討結果を実施例として以下に記述する。
下記の原料: 重量%
魚粉:43%
大豆粕:30%
澱粉・小麦粉:12%
その他(動物性油脂・ビタミン・ミネラル):3%
を混合機で十分ミキシングした後、得られた混合物を二軸エクストルーダーを使用して、バレル温度80〜120℃、出口圧力4〜8バールの押出条件下で加水、加圧、成形及び乾燥(水分10〜15%)を行って、多孔性の養魚飼料固形物(養魚固形飼料)を得た。
[製造例2] W/Oエマルションの作製
ポリグリセリン脂肪酸エステルとしてデカグリセリンエルカ酸エステル(ER−60D:三菱化学フーズ(株)社製)5重量部を94重量部の大豆油(軟膏基材、日本薬局方:小堺製薬株式会社製)に添加後、75℃に加熱して均一溶解させた。この溶液に1重量%アルギン酸ナトリウム(I−3G:株式会社キミカ社製)水溶液を1重量部添加し、加熱撹拌しながら均質化し、W/Oエマルションとした。このW/Oエマルション3重量部を、予め60℃に加熱した大豆油22重量部中に希釈し、固形養魚飼料に浸漬させるW/Oエマルション含有の液油とした。
製造例1で作製した多孔性の養魚飼料固形物を任意の重量でビーカー中に秤量し、製造例2で作製したW/Oエマルション含有の液油を養魚飼料固形物が全て浸るようにビーカー内に浸漬した。このビーカーを60℃、−0.085〜−0.095MPaの減圧下で1分間保持した後、再度常圧に戻して養魚飼料固形物の孔内にW/Oエマルションを含浸させた。ビーカー内より養魚飼料固形物のみ回収し、飼料表面に付着した液油を軽く拭き取り、含油固形物とした。
<含油養魚飼料固形物の油漏出防止効果の評価>
A:使用した養魚飼料、B:液油またはW/Oエマルションを含浸させた後の養魚飼料、C:24時間静置後の養魚飼料について、各々の重量を測定し、養魚飼料の油含有率(%)及び油漏出率(%)を、前記式(1)、(2)と同様にして次式により算出した。
(式3)
油含有率(%)=100×(液油浸漬後の養魚飼料固形物重量B−養魚飼料固形物重量A)/(液油浸漬後の養魚飼料固形物重量B)
(式4)
油漏出率(%)=100×(液油浸漬後の養魚飼料固形物重量B−油漏出後の養魚飼料固形物重量C)/(液油浸漬後の養魚飼料固形物重量B−養魚飼料固形物重量A)
すなわち、(式3)により算出される油含有率が高く、(式4)により算出される油漏出率が、低い程より好ましく、「養魚飼料固形物により多くの液油が保持され、液油の漏出を抑えている。」と解釈できる。
実施例1と同様にして、大豆油のみを含浸した養魚飼料を作製して含油固形物として、同様の油漏出試験に供した。
上記実施例1及び比較例1の結果を表1に示す。
この系において、W/Oエマルション中のアルギン酸ナトリウム水溶液は、養魚飼料固形物中に取り込まれた際に、飼料中添加物である炭酸カルシウム又はリン酸カルシウム由来のカルシウムイオンと接触し、アルギン酸のゲル化が誘引されていると考えられる。結果的にW/Oの乳化滴がゲル化を起こし、そのゲルが養魚資料固形物(多孔性固形物)内の空隙を埋め、空隙からの液油の漏出を抑えていると推測される。
乳化剤と硬化油脂を予め液油に添加した場合の本願発明の液油漏出防止効果を、以下の通り検討した。
[実施例2] 硬化性油脂添加のW/Oエマルションを含浸した養魚飼料固形物の作製
ポリグリセリン脂肪酸エステルとしてデカグリセリンベヘニン酸エステル(B−100D:三菱化学フーズ(株)社製)8.3重量部と、25重量%の硬化油(融点約60℃(ブロード)、Z−4110:不二製油(株)社製)を25重量部を、66.7重量部の大豆油に添加後、75℃に加熱して均一溶解させた。この溶液に1%アルギン酸ナトリウム(I−3G:株式会社キミカ社製)水溶液を1重量部添加し、加熱撹拌しながら均質化し、W/Oエマルションとした。このW/Oエマルション3重量部を、予め60℃に加熱した大豆油22重量部中に希釈し、多孔性固形物に浸漬させるW/Oエマルション含有の液油とした。このW/Oエマルションを実施例1と同様の操作にて養魚飼料固形物に含浸して含油固形物とし、油漏出試験に供した。
製造例1で示したW/Oエマルションに変えて、大豆油のみを含浸させた養魚飼料を、実施例1と同様に作製して含油固形物として、同様の油漏出試験に供した。
[比較例3]
ポリグリセリン脂肪酸エステルとしてデカグリセリンベヘニン酸エステル(B−100D:三菱化学フーズ(株)社製)8.3重量部と、硬化油(融点約60℃(ブロード)、Z−4110:不二製油(株)社製)25重量部を、66.7重量部の大豆油を混合した液油を含浸した養魚飼料固形物を、実施例1と同様に製造し、油漏出試験に供した。
上述の「W/Oエマルションによる養魚飼料固形物の油漏出防止」効果が、実施例1〜3で使用した植物性油である大豆油に特異的な効果では無いことを証明するため、動物性油脂である魚油を用いて、同様の試験を行った。
[実施例3]
魚油を用いたW/Oエマルションを含浸させた養魚飼料固形物の作製
液油として大豆油の代わりに魚油(叶:日興油脂社製)を用いた以外は実施例1と同様にして、液油を養魚飼料固形物に含浸して含油固形物とし、油漏出試験に供した。
[比較例4]
W/Oエマルションの代わりに魚油のみを液油として用いた以外は実施例1と同様にして、液油を養魚飼料固形物に含浸して含油固形物とし、油漏出試験に供した。
W/Oエマルションの代わりにポリグリセリン脂肪酸エステルとしてデカグリセリンベヘニン酸エステル(B−100D:三菱化学フーズ(株)社製)8.3重量部と、硬化油(融点約60℃(ブロード)、Z−4110:不二製油(株)社製)25重量部を、65.7重量部の魚油を混合した液油を用いた以外は実施例1と同様にして、液油を養魚飼料固形物に含浸して含油固形物とし、油漏出試験に供した。
Claims (9)
- 多孔性固形物の孔内に、W/Oエマルションを含浸させてなる含油固形物。
- W/Oエマルションが多孔性固形物の孔内に充填されていることを特徴とする含油固形物。
- 該多孔性固形物の孔内にゲル状高分子が充填されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の含油固形物。
- W/Oエマルション中の水相含量比が、0.01重量%〜50重量%であることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の含油固形物。
- W/Oエマルションの水相が、水溶性ゲル化可能物質を含むことを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の含油固形物。
- 多孔性固形物が、食品、飼料、固形燃料、芳香剤、肥料、及び、医薬品の群から選ばれるいずれか1つの固形物であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の含油固形物。
- 多孔性固形物に、W/Oエマルションを含浸させることを特徴とする、含油固形物の製造方法。
- W/Oエマルションが、水相に水溶性高分子を含有することを特徴とする請求項7に記載の含油固形物の製造方法。
- 水溶性高分子を多孔性固形物の孔内でゲル化させることを特徴とする請求項8に記載の含油固形物の製造方法。
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