JP2007508403A - 界面活性剤濃度が低く、糖濃度が高い固形製品を製造する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)約25重量%未満、好ましくは約20重量%未満の界面活性剤(可溶性脂肪酸石鹸および洗剤と、約5%未満の不溶性脂肪酸石鹸を含む)、
(2)約40重量%を超える、好ましくは約50重量%を超えて約80重量%まで、好ましくは約70重量%までの糖または糖の組合せ、
(3)約5重量%〜25重量%のガラス転移温度調整剤;ならびに
(4)約1%〜約30%、好ましくは5〜30%の水
を含む固形製品組成物、好ましくは、界面活性剤固形製品組成物、より好ましくは、
脂肪酸石鹸および場合によって合成洗剤組成物を含む。
(1)総組成物の25重量%未満、好ましくは総組成物の20重量%未満の界面活性剤(好ましくは界面活性剤は可溶性脂肪酸石鹸であるか又は、大部分(たとえば、総界面活性剤の75%を超える、好ましくは90%を超える)が可溶性脂肪酸石鹸であり、;また、組成物の5%未満、好ましくは3%未満、より好ましくは2%未満、最も好ましくは1%未満の不溶性脂肪酸を含む)、
(2)約40重量%を超える、好ましくは50重量%を超える、より好ましくは55重量%を超える糖または複数の糖、
(3)約5〜25重量%、好ましくは5〜20重量%のガラス転移温度調整剤、および
(4)約1%〜30%の水
を含む。
アニオン性界面活性剤としては、勿論これに限定されることなく、脂肪族サルフェート、脂肪族スルホネート(たとえば、C8〜C22スルホネートまたはジスルホネート)、芳香族スルホネート(たとえば、アルキルベンゼンスルホネート)、アルキルスルホッシネート、アルキルおよびアシルタウリン、アルキルおよびアシルサルコシン、スルホアセテート、アルキルホスフェート、カルボキシレート、イセチオネート、等がある。
双性イオン界面活性剤は、脂肪族の4級アンモニウム、ホスホニウム、およびスルホニウム化合物の誘導体として、広範に記述することができるものにより例示され、脂肪族基は、直鎖または分枝鎖でもよく、1つの脂肪族置換基は約8〜約18個の炭素原子を含み、かつ1つは、アニオン性基、たとえば、カルボキシ、スルホネート、サルフェート、ホスフェート、またはホスホネートを含む。これらの化合物に対する一般式は、
R2およびR3は、それぞれ独立に、1〜3個の炭素原子のアルキル、ヒドロキシアルキルまたはカルボキシアルキルであり、
nは2〜4であり、
mは0〜1であり、
Xは、ヒドロキシルで場合により置換された、1〜3個の炭素原子のアルキレンであり、
Yは、−CO2−または−SO3−である。
使用し得る非イオン性としては、特に、疎水性基および反応性水素原子を有する化合物たとえば、脂肪族アルコール、酸、アミドまたはアルキルフェノールと、アルキレンオキシド(特に、エチレンオキシド単独であるいはプロピレンオキシドと共に)との反応生成物がある。具体的な非イオン性洗剤化合物には、アルキル(C6〜C22)フェノール−エチレンオキシド縮合物、脂肪族(C8〜C18)第1級または第2級直鎖または分枝のアルコールとエチレンオキシドの縮合生成物、およびエチレンオキシドと、プロピレンオキシドとエチレンジアミンの反応生成物との縮合により製造された生成物がある。その他のいわゆる非イオン性洗剤化合物としては、長鎖の第3級アミンオキシド、長鎖の第3級ホスフィンオキシドおよびジアルキルスルホオキシドがある。
一般的に存在する結晶性の糖は、単糖類および二糖類のクラスに属する(Food Theory and Applications、Pauline C.PaulおよびHelen H.Palmer編、Wiley、ニューヨーク、1972、ISBN 0−471−67250−5)。単糖類のクラスとしては、デキストロース、フルクトース、およびガラクトースがある。二糖類のクラスとしては、スクロース(菓子工業において最も一般的に使用される甘味料であり、「糖」という用語を使用する場合は通常暗に含まれている成分)がある。スクロースは、α,β−グリコシド結合により結合されたグルコース残基およびフルクトース残基からなる二糖類である。その他の一般的な二糖類としては、ラクトース、マルトース、パラチノース、およびロイクロースがある。
過飽和の糖溶液をこれらのガラス転移温度(Tg)未満に冷却すると、ガラス状の相をその温度で形成し、非昌質砂糖または氷砂糖が形成される。所与の単糖類または二糖類溶液のガラス転移温度は、単糖類または二糖類それ自体、その水中の濃度、および存在するガラス転移調整剤により決まる(H.LevineおよびL.Slade、「Cryostabilization Technology:Thermoanalytical Evaluation of Food Ingredients and Systems」、Thermal Analysis of Foods、V.R. HarwalkarおよびC.Y. Ma,Elsevier編、1990、221〜305頁)。理論により縛られることは好まないが、本発明におけるガラス転移温度調整剤の役割は、固形製品の糖成分のガラス転移温度を上昇させて、それで固形製品の硬度を増大させるものと考えられる。本発明では、ガラス転移調整剤は、3種の異なるクラスの化合物、トウモロコシ甘味料、水溶性ビニルポリマー、および変性された水溶性セルロースおよびデンプンから選択される。
トウモロコシ甘味料は、コーンスターチポリマーを種々の長さのポリデキストロース単位に加水分解することによりトウモロコシから誘導された甘味料のクラスである。デンプン分子の転化度は、デキストロース当量、D.E.により測定され、これは乾燥重量ベースでのデキストロースとして計算された還元糖のパーセントを意味する。より高いD.E.のトウモロコシ甘味料は、より高度に転化されており、より低い分子量を有する。トウモロコシ甘味料は、デンプン分子の転化度に応じて以下の通り分類される。
低い転化度:20〜38D.E.、
標準の転化度:38〜48D.E.、
中間の転化度:48〜58D.E.、
高い転化度:58〜68D.E.、
特別高い転化度:68D.E.以上。
上記のLevineおよびSladeの参考文献において論じられているように、種々の水溶性ビニルポリマーが、ガラス転移調整剤として有用であり得る。この参考文献のコピーは参照により本出願に組み込まれている。これらには、ポリビニルピロリドン(PVP)およびポリエチレングリコール(PEG)が含まれる。ガラス転移温度調整剤として有用であると見出されたさらなる水溶性ビニルポリマーとしては、ポリビニルアルコール(PVA)およびポリ酢酸ビニルPVAc)がある。
水溶解性を高めるために変性されたセルロースおよびデンプン誘導体も、効率的なガラス転移調整剤としての機能を果たすことができる。ヒドロキシエチルおよびヒドロキシプロピルエーテルデンプンなどのデンプンエーテルを含めた、種々の変性されたまたは誘導されたデンプンを利用することができる。セルロースのアルキル化により形成された、セルロースエーテルとして知られているポリマーのクラスもガラス転移調整剤として有効である。セルロースは、これらの1,4位を介してβ−アノマー立体配置により結合したグルコピラノース単糖類単位からなる線状の非分岐多糖類である(Kirk−Othmer Encyclopedia、5巻、4版、ISBN:0−471−52695−3)。グルコピラノース残基当たり3つのヒドロキシル単位は、それぞれがエーテル形成のための活性部位としての機能を果たして、最大置換度(DS)3を得ることができる。水への溶解性のためには、0.4〜2のDS値が一般に必要となる。有用なセルロースエーテルとしては、ヒドロキシエチルセルロース(HEC)、メチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、およびヒドロキシプロピルセルロースがある。HECの市販品の例としては、Dow Chemical Company製Cellosize系統の製品がある。メチルセルロースおよびヒドロキシプロピルメチルセルロースの例としては、Dow Chemical Companyにより商品名Methocelとして市販されている。
本発明の固形製品は、注型溶融法により製造され、これによりすべての材料を溶融し、型中に流し込む。固形製品材料を型中で固める。
(1)水と糖(または複数)を混合し、混合物を約60〜90℃、好ましくは70〜85℃に加熱すること、
(2)均質になった後、脂肪酸(たとえば、ラウリン酸)を添加し、温度を維持すること、
(3)脂肪酸を中和すること(たとえば、NaOHまたはその他のアルカリ金属源を用いて)、
(4)次いでようやく(中和の後)Tg調整剤および副成分を添加すること、および
(5)流し込んで固形製品を注型すること
を含む。
固形製品から泡立たせる手順:
1.90°Fの水中で固形製品を20回転がす。固形製品を10分間わきに置く。
2.90°Fの水中で固形製品を10回転がす。
3.固形製品を水の外に取り出し、両手(プラス固形製品)を3回緩やかに振って、過剰な水を切る。この手順により、泡立たせるのに一定量の水が使用されることを多少とも確実にする。
4.一方の手で固形製品を保持し、他方の掌でその上を10回こする。
5.固形製品を下に置き、すべての泡を掌の中心に集める。
6.この泡をさらに10回緩やかにこする。
1.ペトリ皿の底を天秤上に置き、天秤を0の目盛りに合わせる。
2.35×10mmペトリ皿のふたを含む黒色のふたを天秤に置き、重量を記録する。
3.第2ペトリ皿の底にその後発生した泡を収集する。
4.皿プラス泡を秤量し、発生した泡の総重量として重量を記録する。
5.少量の泡を注意深く取り出し、35×10mmペトリ皿のふたの中に置く。
6.へらの平らな縁を用いて、ペトリ皿の頂部の両端間でへらを水平にならすことにより過剰の泡を除去する。
7.このふたを広口ビンの黒色のふたの上に逆さまに置き、泡が広口ビンのふたに接触するようにする。
8.泡を含む、黒色のふたおよびペトリ皿のふたを再秤量する。
9.35×10mmペトリ皿のふたの体積は5.2mlである。
10.35×10mmペトリ皿のふた中の泡の重量を、ステップ8で得られる重量からステップ2で得られる重量を減算することにより計算する。
11.35×10mmペトリ皿のふた中の泡重量(ステップ10)を5.2ml(ふたの体積)で除算することにより、泡の比重を計算する。これは泡の湿り度の測度である。より数値が高いほど、泡はより湿っている。
12.総泡体積は、発生した泡の総重量(ステップ4)を比重(ステップ11)で除算することにより計算する。
1.固形石鹸の最初の重量を計る。
2.洗濯ボウルに所望の温度(40℃)の5リットルの水を満たす。
3.防水手袋を着用し、固形石鹸を水中に浸し、水から取り出し、水の上で手の中で15回転がす。
4.ステップ3を繰り返す。
5.固形石鹸を水中に浸して泡を洗い流し、固形石鹸をトレー中に置く。
6.全洗浄手順(ステップ1〜5)を、1日当たり6回連続4日間、各日のうち等間隔で実施する(たとえば、9:00、10:00、11:00、12:00、13:00、14:00)。
7.消耗速度=(最初の重量−最終重量)を計算する。
以下の各実施例において、固形製品を、糖、ガラス転移調整剤(Tg調整剤)、界面活性剤および水を加熱および混合し、型に流し込み、冷却して固めることにより調製した。
(1)種々のTg調整剤を使用することができる。
(2)使用される界面活性剤は、石鹸、石鹸のブレンドまたは合成品(たとえば、ココイルイセチオン酸ナトリウム)でもよい。
糖で構造化された固形製品の調製は、固形製品の特性に負の影響を及ぼさない(予想されたように)ことを示すために、本出願人らは、(上記実施例に対して示したのと同様の方法で)実施例11から12を調製し、比較例2および3(糖で構造化されていない)と以下に示すように比較した。
本発明の方法により製造された固形製品(中和後にTg調整剤)と、中和の前にガラス調整剤が添加されること以外は、同じ方法により製造された固形製品との間の劇的な違いを示すために、本出願人らは、下記の実験を実施した。
(1)中和前のTg調整剤の添加
(a)ほぼ17.58gの水、50.0gの糖、10.0gのTg調整剤(たとえば、マルトデキストラン)を混合し、次いでほぼ85℃に加熱した。
(b)均質になった後、12.5gの界面活性剤(たとえば、ラウリン酸)を添加し、加工温度を維持した。
(c)5.OgのNaOHを用いて界面活性剤を中和した。
(d)副成分(たとえば、SDS、防腐剤、香料、TiO2)を添加した。かつ
(e)固形石鹸を流し込み、注型した。
(a)17.58gの水および50.0gの糖を混合し、85℃に加熱した。
(b)均質になった後、12.5gの界面活性剤(たとえば、ラウリン酸)を添加し、加工温度を維持した。
(c)5.OgのNaOHを用いて脂肪酸(たとえば、ラウリン酸)を中和した。
(d)次いで、10.0gのTg調整剤および4.92gの副成分(たとえば、SDS、防腐剤、香料、TiO2)を添加した。
(e)固形石鹸を流し込み、注型した。
Claims (17)
- (1)約25重量%未満の界面活性剤、
(2)約40重量%を超える糖または糖の混合物、
(3)約5重量%から25重量%のガラス転移温度調整剤、および
(4)1%から30%の水
を含む固形製品組成物。 - 約20%未満の界面活性剤を含む請求項1に記載の固形製品組成物。
- 25%の界面活性剤が全体で、5%未満の不溶性脂肪酸石鹸および/または不溶性合成洗剤を含み、前記パーセントが、総組成物の重量パーセントである請求項1に記載の固形製品組成物。
- 25%の界面活性剤が全体で、3%未満の不溶性脂肪酸石鹸および/または不溶性合成洗剤を含み、前記パーセントが、総組成物の重量パーセントである請求項3に記載の固形製品。
- 2%未満の不溶性脂肪酸石鹸および/または不溶性合成洗剤を含み、前記パーセントが、総組成物の重量パーセントである請求項4に記載の固形製品。
- 界面活性剤が、総界面活性剤の約75%を超える可溶性脂肪酸石鹸を含む請求項1に記載の固形製品。
- 約50%を超える糖、または糖の混合物を含む請求項1に記載の固形製品組成物。
- ガラス転移調整剤が、トウモロコシ甘味料、水溶性ビニルポリマー、および変性された水溶性セルロースおよびデンプンからなる群から選択される請求項1に記載の固形製品。
- 前記糖または複数の糖が、スクロースを含む請求項1に記載の固形製品組成物。
- (1)約25重量%未満の界面活性剤、
(2)約40重量%を超える糖または糖の混合物、
(3)約5重量%〜25重量%のガラス転移調整剤;および
(4)1%〜30%の水を含み、
(a)約60℃を超え約90℃までの温度で、水、糖および界面活性剤を合わせること、
(b)ガラス転移調整剤の添加に先立って、界面活性剤を中和すること、
(c)続いてガラス転移調整剤を添加すること、および
(d)冷却して固形製品を形成すること
を含む、固形製品組成物を製造する方法。 - 前記固形製品組成物が、約20%未満の界面活性剤を含む請求項10に記載の方法。
- 25%の界面活性剤が全体で、5%未満の不溶性脂肪酸石鹸および/または不溶性合成洗剤を含み、前記パーセントが総組成物の重量パーセントである請求項10に記載の方法。
- 界面活性剤が、総界面活性剤の約75%を超える可溶性脂肪酸石鹸を含む請求項10に記載の方法。
- 約50%を超える糖、または糖の混合物を含む請求項10に記載の方法。
- ガラス転移調整剤が、トウモロコシ甘味料、水溶性ビニルポリマー、および変性された水溶性セルロースおよびデンプンからなる群から選択される請求項10に記載の方法。
- 前記糖または複数の糖が、スクロースを含む請求項15に記載の方法。
- 温度が約70℃約85℃である請求項15に記載の方法。
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