JP2013519499A - 液体を充填したタンパク質−ホスファチジン酸カプセルの分散体 - Google Patents

Abstract

本発明は、概して膜の分野に関する。本発明は特に、膜に囲まれた物体を含む組成物に関する。この組成物は、例えば食用組成物である。本発明の一実施形態は、油性画分、親水性画分及び少なくとも１つの物体を含有する組成物であって、物体は、タンパク質及び少なくとも１種のホスファチジン酸界面活性剤の分子層を何層か含むシェルと、親水性成分及び／又は疎水性成分を含有する内相を含む内容物と、を含む、組成物に関する。組成物を使用して、例えば食品を保護し又は特定の性質を製品に送達することができる。
【選択図】なし

Description

発明の詳細な説明

本発明は、概して膜の分野に関する。本発明は特に、膜に囲まれた物体（ｂｏｄｙ）を含む組成物に関する。この組成物は、例えば食用組成物である。本発明の一実施形態は、油性画分、親水性画分及び少なくとも１つの物体を含む組成物であって、物体は、複合体形成物質分子の分子層を何層か含んだシェル（複合体形成物質分子は、タンパク質及び少なくとも１種の脂質ホスファチジン酸界面活性剤である。）と、親水性成分及び／又は疎水性成分を含有する内相を含む内容物と、を含む、組成物に関する。組成物は、例えば、食品を保護するために又は特定の性質を製品に送達するために使用できる。

送達を制御するために大きさ及び厚さが制御された水中油型又は油中水型の中空カプセルは、通常、エマルションの液滴への（ポリ）イオン種の交互吸着処理によって製造される（Ｓｕｋｈｉｓｈｖｉｌｉ Ｓ．Ａ．，Ｃｕｒｒ．Ｏｐ．Ｃｏｌｌ．Ｉｎｔ．Ｓｃｉ．２００５， １０， ３７；Ｇｒｉｇｏｒｉｅｖ Ｄ．Ｏ．，Ｍｉｌｌｅｒ Ｒ．，Ｃｕｒｒ．Ｏｐ．Ｃｏｌｌ．Ｉｎｔ．Ｓｃｉ．２００９， １４， ４８；Ｐｅｙｒａｔｏｕｔ Ｃ．Ｓ．，Ｄａｈｎｅ Ｌ．，Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄｉｔ．２００４， ４３， ３７６２）。これは、時間のかかる冗長な多段階プロセスであり、用途にもよるが、ほとんどの場合、帯電の符号が変わる２つの連続した吸着ステップの間に洗浄ステップを必要とする（Ｄｅｃｈｅｒ Ｇ．，Ｅｃｋｌｅ Ｍ．，Ｓｃｈｍｉｔｔ Ｊ．，Ｓｔｒｕｔｈ Ｂ．，Ｃｕｒｒ．Ｏｐ．Ｃｏｌｌ．Ｉｎｔ．Ｓｃｉ．１９９８， ３， ３２）。

交互吸着法の主な利点は、適合した複合多層構造を構築し、中空カプセルのシェルを形成することを可能にすることである。シェルの厚さに対するある程度の制御を可能にする他の公知の方法は、多重エマルションの使用又はｏ／ｗ界面での相分離に基づく（Ｇｒｉｇｏｒｉｅｖ Ｄ．Ｏ．，Ｍｉｌｌｅｒ Ｒ．，Ｃｕｒｒ．Ｏｐ．Ｃｏｌｌ．Ｉｎｔ．Ｓｃｉ．２００９， １４， ４８）。

コアセルベーション法に関しては、その主な欠点は、プロセスパラメーターに高感受性であること及びシェルの厚さが不均一なことである。均一で制御されたシェルの厚さは、低分子界面活性剤と高分子界面活性剤との間の界面重合によって実現できるが、これらの方法は、通常、非食用有機溶媒及びモノマーの除去を必要とする。この結果、生成したカプセルは、一般に食品等級製品に適用できない。

例えば、米国特許第５８４３５０９号には、アセトンを有機溶媒として用いて、キトサン及び油溶性レシチンを使用したサブミクロンカプセルを形成することが記載されている。

本発明は、現在の技術水準を改善すること、特に、数ナノメートルから１００ｎｍをはるかに超えた値までの制御可能な壁厚を有するカプセルを含む食品等級組成物を提供することを目的とした。

水中油型又は油中水型のエマルションの場合、カプセル壁の厚さ制御によって、大きな値すなわち１ｎｍ〜１ｍｍが実現されたことは全くなかった。

驚くべきことに、本発明者らは、簡便な一ステップで製造可能で、組成、大きさが調整可能であり、シェル厚が調整可能な食品等級物体を含む組成物を、油／水界面で膜を形成するイオン種間の界面複合体形成に基づいて提供することができた。

その結果、本発明者らは、独立クレームの発明によって本発明の目的を実現することができた。従属クレームは、本発明のアイデアをさらに発展させたものである。

本発明者らは、油／水の界面で膜を形成するイオン種間の界面複合体形成に基づいて、少なくとも１つのタンパク質を使用して、簡便な一ステップで、組成、大きさ及びシェル厚が調整可能な食品等級カプセルを製造する方法を記載している。

より具体的には、タンパク質は、脂質ホスファチジン酸界面活性剤と複合体を形成する。

上記方法は、油中水型及び水中油型のカプセルを形成することを可能にし、フレーバーなどの特定の油溶性又は水溶性低分子のカプセル化を可能にする。

物体の大きさは、マイクロ流体及びバッチ乳化法を用いて観察されたような、油と水を混合したときの乳化ステップによって決定される。カプセルの厚さは、数ナノメートルからスーパーミクロン規模までの間で細かく制御できる。厚さの値が大きいと、粘弾性率が非常に高くなる（ずれにおいて１Ｐａ．ｍ超に及び得る）。それにもかかわらず、湿潤状態におけるシェルは、高度に柔軟な状態にとどまる。

その結果、化粧品又は食品に使用した場合、壁厚がマイクロメートル領域以下のカプセルが存在すれば、ザラザラするなどの望ましくない感覚特性をもたらすことはないであろう。

したがって、本発明の一実施形態は、油性画分、親水性画分及び少なくとも１つの物体を含有する組成物であって、物体は、（１）複合体形成物質分子の分子層を少なくとも２０層含むシェルと、（２）親水性成分及び／又は疎水性成分を含有する内相を含む内容物と、を含む組成物である。

複合体形成物質分子は、タンパク質及び少なくとも１種の脂質ホスファチジン酸界面活性剤であってもよい。

通常、脂質ホスファチジン酸界面活性剤の含有量は、シェル中に存在する全脂質界面活性剤の少なくとも２０％ｗ／ｗに達する。

また、脂質ホスファチジン酸界面活性剤の含有量は、シェル中に存在する全脂質界面活性剤の少なくとも５０％ｗ／ｗに達してもよい。

タンパク質は、組成物のｐＨで、実効正電荷を帯びているか又は実効電荷を帯びていない。

本発明の組成物及び／又は物体は、ＧＲＡＳ基準を満たすという利点を持つ。

安全食品認定（ＧＲＡＳ）は、食品に添加された化学物質又は物質が専門家らによって安全と見なされることにより、通例の連邦食品、医薬品、化粧品法（Ｆｅｄｅｒａｌ Ｆｏｏｄ，Ｄｒｕｇ，ａｎｄ Ｃｏｓｍｅｔｉｃ Ａｃｔ：ＦＦＤＣＡ）の食品添加物許容量の要件から免除される、米国食品医薬品局（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｆｏｏｄ ａｎｄ Ｄｒｕｇ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ：ＦＤＡ）指定である。

例えば、０．１重量％以下のタンパク質が組成物の油性画分中に可溶化状態で存在してもよく、及び／又は１０重量％以下の脂質ホスファチジン酸界面活性剤がエマルションの親水性画分中に可溶化状態で存在してもよい。

タンパク質と少なくとも１種の脂質ホスファチジン酸界面活性剤は、超分子レベルで複合体形成され得る。この複合体形成はシェルの安定性に寄与する。

生成した物体は、実効正電荷を有していても、実効負電荷を有していてもよく、又は実効電荷がなくてもよい。

実効正電荷又は実効負電荷は、物体が反対の電荷を有する化合物によって機能的にされ得る又は各物体が電荷分離によって組成物から分離され得るという利点を持つ。これは、カプセルのコロイド凝集の回避にも寄与し得る。負電荷は、食品における望ましくない収斂性を回避するために、食品マトリックス、及びカプセルの濃度・大きさに応じて使用できる。

中性の実効電荷は、例えば容器に摩擦が与えられた場合など、正電荷又は負電荷を既に有し得る又は生じ得る容器の中にあったとしても、物体が組成物の不可欠な部分を残すことになるという利点がある。

組成物は、食品等級の油以外の非食用有機溶媒を使用せずに生成することができる。したがって、本発明の組成物は、非食用有機溶媒又はその残留物を含有しない。これは、組成物が、非食用有機溶媒を除去する必要なしで、かつ組成物中に存在する前記有機溶媒の残留物がいくらか混入している危険性なしで、化粧用途又は食品用途に容易に使用できるという利点を有する。

有機溶媒は、炭素を含有する溶媒である。例えば、本発明の組成物は、有機溶媒を使用せずに調製でき、及び／又は沸点１００℃、９０℃又は８０℃未満の有機溶媒を含まない。

本発明の組成物はいかなる種類の組成物であってもよい。好ましくは、食品等級組成物又は食品である。

例えば、組成物は、エマルション、例えばサブマイクロエマルション、マイクロエマルション又はマクロエマルションであってもよい。

エマルションは、（例えば低カロリー用途向けの）二重エマルションであってもよい。

エマルションはまた、ＩＳＡｍｕｌｓｉｏｎであってもよい。ＩＳＡｍｕｌｓｉｏｎは、例えば米国特許出願２００８０２５５２４７に詳細に記載されている。「ＩＳＡｍｕｌｓｉｏｎ」という用語は、内部で自己組織化した構造を含有する油滴の特有の性質を表し、油滴が親水性ドメインを含む自己組織化ナノサイズ構造を持たない一般の水中油型又はｗ／ｏ／ｗ二重エマルション、例えばナノエマルション及びマイクロエマルションとは異なる。ＩＳＡｍｕｌｓｉｏｎ液滴は、基本的に親水性ドメインを含む自己組織化構造を持つ油滴からなる。この構造は、ラメラ液晶又はラメラ結晶の、又はＬ２、マイクロエマルション、等方性液相、ヘキサゴナル、ミセルキュービック又は双連続立方相を含む逆性のものであってもよい。油相におけるこれらの構造は、単一のナノ構造又は種々のナノ構造の混合物として出現することができる。

エマルションは、快適に摂取させ、魅力的な口腔内感覚をもたらすという利点を持つ。

サブマイクロエマルションは、光学的に透明であり、曇った外観を持たないという利点がある。

マイクロエマルション又はマクロエマルションは各々特有の感覚刺激特性をもたらすため、使用目的によっては、これらのエマルションは好ましくなり得る。

タンパク質として、組成物タンパク質のｐＨで実効正電荷を帯びているか又は実効電荷を帯びていない任意のタンパク質を使用することができる。例えば、タンパク質は、β−ラクトグロブリン、例えばβ−ラクトグロブリンモノマー若しくはロッド、β−ラクトグロブリン繊維又はそれらの混合物；カゼイン塩、乳清タンパク質単離物、乳清タンパク質ミクロゲル（Ｄｏｎａｔｏ，Ｓｃｈｍｉｔｔ，Ｂｏｖｅｔｔｏ ａｎｄ Ｒｏｕｖｅｔ，Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｄａｉｒｙ Ｊｏｕｒｎａｌ ２００９， １９， ２９５）、大豆タンパク質、及びそれらの組み合わせからなる群から選択できる。

少なくとも１つの物体は、実質的に球状のカプセル、細長いカプセル、平板形状のカプセル又は繊維であってもよい。本発明の方法は、最終製品において、必要に応じて物体の形状を調節することを可能にする。

有益な油性又は親水性化合物を輸送又は保護するために物体を使用することが望まれる場合、実質的に球状又は球状の形態が好ましいことがある。それは、この形状が、表面当たり最大の量での内容物の含有を可能にするためである。

細長いカプセル、平板形状のカプセル又は繊維には、表面が広いという利点がある。これは、表面が機能的にされる場合に、特に有益である。その上、非球状カプセルの形状に起因して、エマルション内の流体力学的相互作用が著しく増え得る。これにより、これらの形状が、製品の粘性及び質感を制御するのに適したものとなる。

物体は、内相を含有する。この内相は、物体の内容物の少なくとも約０．０１体積％、好ましくは少なくとも約５０体積％、さらにより好ましくは少なくとも約９０体積％を占めてもよい。例えば、物体は内相で完全に満ちていてもよい。

内相は、単一化合物からなっていてもよく、又は化合物の混合物を含有していてもよい。

例えば、内相は、少なくとも１種の親水性成分を含むことができる。内相の親水性成分は、液体であっても気体であってもよい。かかる物理的条件は、室温及び標準気圧を指す。

親水性成分は、水、果汁、レモネード、アルコール飲料、コーヒーリカー、コーヒー抽出液、フレーバーウォーター、溶液若しくは分散液中のタンパク質、溶液若しくは分散液中の酵素、溶液中の水溶性ビタミンなどの親水性液体、又はそれらの組み合わせからなる群から選択できる。

内相は、少なくとも１種の疎水性成分を代替的に又は追加的に含んでもよい。内相の疎水性成分も、液体であっても気体であってもよい。

例えば、内相は、フレーバーオイル及び／又はフレグランスオイル、例えばハッカ油；精油；魚油；オメガ−３脂肪酸及び／又はオメガ−６脂肪酸を含む油性化合物からなる群から選択される疎水性成分を含んでもよい。

したがって、本発明の物体は、いくつかの目的のために使用できる。例えば：
有益な食品成分を、例えば酸化から保護する；
機能性原料、例えば酵素の、食品との直接接触を回避する；
望ましくない異味を隠す；
不要な臭気発生を回避する；
製品に特定の味覚を与える；
製品に特定の食感を与える；又は
製品に特定の質感を与える；
ために使用できる。

物体のシェルは、組成物のｐＨで実効正電荷を帯びているか又は実効電荷を帯びていないタンパク質及び少なくとも１種の脂質ホスファチジン酸界面活性剤を含んでいてもよい。また、シェルは、例えばさらなるタンパク質などの他の高分子電解質をも含有していてもよい。

シェルはまた、組成物のｐＨで実効正電荷を帯びているか又は実効電荷を帯びていないタンパク質及び脂質ホスファチジン酸界面活性剤からなってもよい。

タンパク質及び少なくとも１種の両親媒性界面活性剤が、安定なシェルを形成させる任意の比率で存在していてもよい。好適な比率は、当業者により日常の実験を用いて決定可能である。

例えば、タンパク質と少なくとも１種の脂質ホスファチジン酸界面活性剤が、１：１０〜１０：１、好ましくは５：１〜１：１の重量比で使用できる。

脂質ホスファチジン酸界面活性剤は、周囲条件において１：１００未満の分配係数（水／油）を有していてもよい。このようなアニオン性脂質界面活性剤は、分散油相の体積分率が十分に高いという条件で、溶解状態で組成物の油性画分中に及び／又は油／水界面でほとんど独占的に存在することになるという利点を有する。例えば、脂質ホスファチジン酸界面活性剤は、ホスファチジン脂肪酸アンモニウム、又は例えばレシチン（好ましくはレシチンＹＮ）中に含まれるホスファチジン酸の混合物であってもよい。

例えば、物体のシェルは、組成物のｐＨで実効正電荷を帯びているか又は実効電荷を帯びていないタンパク質及びレシチンを含んでもよい。

本発明の方法は、驚くほど厚い物体、したがって耐久性のあるシェルを生成することを可能にする。結果として、シェルの直径は、約１００ｎｍ〜１０００μｍ、好ましくは約３００ｎｍ〜３μｍ、より好ましくは約５００ｎｍ〜１μｍであってもよい。

本発明の物体は、約０．０００１〜８０重量％、好ましくは約０．０１〜１重量％、より好ましくは約０．０１〜０．３重量％のタンパク質を含んでいてもよい。

本発明の物体のタンパク質含有量が高ければ（例えば１０〜８０重量％）、組成物から取り除かれた場合、外観は乾燥しているが液体コアを含有する物体の調製が可能となる。

したがって、本発明は、１０〜８０重量％の組成物のｐＨで実効正電荷を帯びているか又は実効電荷を帯びていないタンパク質及び少なくとも１種の脂質ホスファチジン酸界面活性剤と、親水性成分及び／又は疎水性成分を含有する内相を含む内容物と、を含む物体にも関する。

本発明の物体は、水／油界面上に吸着し、シェル中に閉じ込められていて、シェルの疎水性側で突出している粒子をさらに含んでもよい。

高い界面エネルギー利得によって不可逆的にシェルの水／油界面に付着する粒子は、シェルの表面で捕獲されて、さらなる適用が可能となる。その結果、カプセル又は膜は、機能化表面を有すると見なされ、したがって粒子の表面層は、環境との物理的及び化学的相互作用を制御するために使用できる。

このような粒子は、物体に所望の特性を送達する任意の粒子であってもよい。例えば、このような粒子は、着色剤、味覚物質、酸化防止剤、抗菌剤、ラジカルスカベンジャー、脂肪球、鉱物粒子、荷電分子、及びそれらの組み合わせからなる群から選択できる。

原則として、本発明の組成物を使用して、本発明の物体が有益と見なされる種類の製品はすべて調製できる。

例えば、本発明の組成物は、食品組成物、動物性食品組成物、医薬組成物、化粧品組成物、栄養補助食品、飲料、食品添加物又は医薬品の調製に使用できる。

本発明の組成物及び／又は本発明の物体は既に述べた多くの利点をもたらす。

例えば、本発明の組成物及び／又は本発明の物体は、エマルションを安定化するために使用できる。

本発明の物体は、著しい安定性を示し、これによりエマルションの安定性がもたらされるであろう。さらに、物体の表面は、乳化剤など、自らエマルションを安定化させる働きをする助剤によって機能化され得る。

本発明の組成物及び／又は本発明の物体を使用して、いかなる種類のエマルションも、例えば油中水型（ｗ／ｏ）若しくは水中油型（ｏ／ｗ）エマルション、二重エマルション（ｗ／ｏ／ｗ又はｏ／ｗ／ｏ）又はＩＳＡｍｕｌｓｉｏｎも安定化できる。

本発明の組成物は、多くの異なる特徴及び／又は機能を製品に付与できる。本質的には、これは、物体の内容物によって、物体のシェル表面の機能化によって、又は両方の方法の組み合わせによって実現できる。

例えば、本発明の組成物及び／又は本発明の物体は、フレーバー知覚をより長く持続させるための製品の調製に使用できる。

有利には、経口摂取後、本発明の物体は、食品組成物中に存在する通常の味覚物質よりもずっと長く舌に接触することになる。例えばハッカ油などの味覚物質は、例えば噛んだときに、物体の内容物からゆっくりその場で放出されるであろう。

さらに又は一方で、本発明の組成物及び／又は本発明の物体は、改善されたフレーバーの維持及び／又はフレグランスの維持を提供するために使用できる。

物体中に存在する場合又は物体の表面の機能部分として存在する場合、フレーバー及び／又はアロマ化合物は、顕著に低揮発性であり、極めて長い期間、製品中に残るであろう。これらは、例えば酸化など、望ましくない反応からも保護される。

リフレッシング効果を与える味覚物質又はフレグランスが用いられると、知覚強度が向上し、効果が延長されるので、リフレッシング効果は改善されるであろう。リフレッシング効果をもたらす味覚物質又はフレグランスは、ハッカ油又は柑橘油、例えばレモン油、ライム油、オレンジ油、又はグレープフルーツ油などであってもよい。他のエーテル油も同様に良好に用いることができる。

本発明の組成物及び／又は本発明の物体は、例えば防湿層を形成するためにも使用できる。特に、物体が繊維状又は平板形状を有する場合、これらは、例えば湿り損失から製品を保護するために使用できる。その場合、物体は、製品を保護する膜状様構造を形成するであろう。

本発明の組成物及び／又は本発明の物体は、抗菌及び／又は抗真菌活性を提供するためにも使用できる。本発明の物体は、特に平板形状又は繊維状の形状を有する場合、防湿層として機能できる。そのようなものとして、製品の微生物又は真菌定着を自動的に防止するであろう。

一方で又はさらに、いかなる形状の物体も、抗菌及び／又は抗真菌剤で満ちていてもよい。一方で又はさらに、シェルの表面は、抗菌及び／又は抗真菌剤で機能化してもよい。このような物体は、製品と混合した場合、また組成物が微生物又は真菌汚染から保護されるべき製品の表面を覆う場合、有効となるであろう。

本発明の物体を含む組成物は、少なくとも１種の脂質ホスファチジン酸界面活性剤を油性画分と合わせて溶液Ａを得るステップと、タンパク質を親水性画分と合わせて溶液Ｂを得るステップとを含む方法によって調製できる。

ここでは、通常、油性画分中の少なくとも１種の脂質ホスファチジン酸界面活性剤の量は０．０１％〜１％ｗ／ｗであり、ｐＨは１．５〜６．５に調節してもよい。

親水性画分中のタンパク質の典型的な量は０．０１％〜１％ｗ／ｗであってもよく、ｐＨは１．５〜６．５に調節してもよい。

次いで、溶液Ａと溶液Ｂを混合して分散液Ｃ１を調製するか、或いは分散液Ｄを溶液Ａ及び親水性溶媒から調製し、次いで分散液Ｄを溶液Ｂと混合して分散液Ｃ２を調製するか、或いは分散液Ｅを溶液Ｂ及び疎水性溶媒から調製し、次いで分散液Ｅを溶液Ａと混合して分散液Ｃ３を調製する。

分散液Ｃ１において、Ａ及びＢを１：１０００〜１：２の体積比で使用してもよい。

分散液Ｄにおいて、Ａ及び親水性溶媒を１：１０００〜１：２の体積比で使用してもよい。ｐＨは１．５〜６．５に調節してもよい。

分散液Ｃ２において、Ｄ及びＢは１：１０００〜１：２の体積比で使用してもよい。

分散液Ｅにおいて、Ｂ及び疎水性溶媒は、１：１０００〜１：２の体積範囲で使用してもよい。ｐＨは１．５〜６．５に調節してもよい。

分散液Ｃ３において、Ｅ及びＡは、１：１０００〜１：２の体積比で使用してもよい。

こうして本発明の物体のシェルを表すことになる膜を形成することができる。

膜の成長は、当業者に既知の方法によって中断させることができる。

タンパク溶液が連続相である場合、例えば、膜成長は、（例えばアニオン性水溶性化合物を用いた）可溶性タンパク質の凝集によって、又はｐＨを、水相中に存在する全タンパク質の等電点より１単位上の値を超える値に調節することによって、及び／又は（例えばカプセルの濃縮及び再分散、又は透析を用いて）連続相からタンパク質を洗浄除去することによって中断させることができる。

脂質溶液が連続相である場合、膜成長は、（例えばカプセルの濃縮及び再分散、又は透析を用いて）連続相から脂質ホスファチジン酸乳化剤を洗浄除去することによって中断させることができる。

生成した物体の形状は、本質的には球体であろう。異なる物体形状が望まれる場合、流力、剪断力、又は絞り力を分散液Ｃ１、Ｃ２又はＣ３に適用してもよい。このような力を用いて、平板形状又は細長い形状を得ることができる。

物体の大きさ及びシェルの厚さの両方が制御できる。

これらの制御は、物体を制御された送達のために使用する場合、重要となり得る。

シェルの厚さ及び物体の大きさは、使用目的によって物体を微調整するのに使用できるパラメーターである。適切な厚さを選択することによってシェルの高い力学的性質が実現できるため、例えば水中油型カプセルは、噴霧乾燥によって粉末に変わるための良好な候補である。

湿ったシェルの膨潤度は、ｐＨ、浸透圧、及び製造段階のｐＨ値及び使用段階のｐＨ値間の差異に影響され得る。

提案した方法を、カプセルの内相に関する特定の選択と組み合わせて使用することもでき、これは例えば機械的強度を向上させ得る又は放出制御するための制御パラメーターを加えることができる。

さらに、シェル表面で捕獲された脂肪球を使用すれば、例えばシェルの湿潤性が制御できる。本発明の物体のコロイド特性、及び異なる性質の物体又は分子との力学的相互作用は、粒子の選択及び使用環境、物体の大きさ及びシェルの柔軟性に依存するであろう。

シェル上にある粒子の存在は、カプセル化特性に著しく影響を及ぼすことはない。なぜなら膜連続性が同じ長さスケールで維持されているからである。

本発明の方法は、食品等級タンパク質を使用して、１つ又はいくつかのステップにおいて、脂質二重層を含むと考えられる、組成、大きさ及びシェル厚が調整可能な食品等級物体を製造する。より具体的には、食用タンパク質は、油溶性（脂質）ホスファチジン酸乳化剤と複合体を形成すると考えられている。アニオン性乳化剤の油溶性は、シェルの厚さ制御構造に関する重要な要素である。この方法によって、油中水型及び水中油型物体の形成が可能となり、特定の油溶性若しくは水溶性分子又は他の活性種をカプセル化できる。

物体の大きさは、マイクロ流体及びバッチ乳化法を用いて観察されたような、油と水を混合したときの乳化ステップのパラメーター（例えば、機械攪拌、表面活性種の濃度）によって決まる。

開示されている本発明の範囲から逸脱することなく本出願に記載のすべての特徴を自由に組み合わせられることは、当業者に明らかである。

本発明のさらなる利点及び特徴は以下の実施例及び図面から明らかとなるであろう。

水相が１％ｗ／ｗ β−ラクトグロブリンロッド及びβ−ラクトグロブリンモノマーの混合液（３：１）であり／油相が０．５％ｗ／ｗ レシチンＹＮを溶解した中鎖トリグリセリド油である場合の、ｐＨ２．０で形成された水中油型カプセルを示す図である。 以下の場合の、２３℃、０．１Ｈｚで成膜する間の線形界面係数を示すグラフである。（１）水相がｐＨ２．０のタンパク溶液１％ｗ／ｗであって、β−ラクトグロブリンロッド、β−ラクトグロブリンモノマーの混合液（３：１）であり／油相がレシチンＹＮ ０．５％ｗ／ｗを合わせたＭＣＴ油である。（２）水相がβ−ラクトグロブリンモノマーのｐＨ２．０のタンパク溶液１％ｗ／ｗであり／油相がレシチンＹＮ ０．５％ｗ／ｗを合わせたＭＣＴ油である。（３）水相がｐＨ２．６のタンパク溶液１％ｗ／ｗであって、β−ラクトグロブリンロッド、β−ラクトグロブリンモノマーの混合液（３：１）であり／油相がレシチンＹＮ ０．５％ｗ／ｗを合わせたＭＣＴ油である。 左図は、水中油型液滴の界面でのタンパク質／アニオン性乳化剤による複合体形成によって形成される第１層の略図であり、右図は、ホスファチジン酸分子の一般的な化学構造図である。

材料：
表１は、前述のタンパク質又はゼラチンの１％ｗ／ｗ溶液と、０．５％ｗ／ｗレシチンＹＮを含有する油との間の界面での界面膜形成を示す。実験を、ｐＨ値が１．５〜ＩＥＰのタンパク質について実施した。ＩＥＰは、試験したタンパク質の等電点である。したがって、すべてのｐＨ値で成膜が成功するタンパク質に関しては、実効正電荷（ｐＨ＞１．５）を帯びているか、総電荷が０であるかのいずれかであった。ゼラチンについては、１．５〜４を試験して否定的な結果が得られた。

β−ラクトグロブリンロッドを、タンパク質濃度が２％ｗ／ｗのβ−ラクトグロブリンモノマーの溶液から、ｐＨ２で、９０℃に５時間加熱することによって調製し、その後、透析を行って未変換モノマーを除去した。ロッドの長さは、機械的に処理されないとき０．５〜２０μｍであり、持続長は１μｍ程度であった。

「短縮ロッド」とは、高圧均質化（７００バール、５サイクル）によって処理し、長さを平均値２００ｎｍに短縮したものを意味する。

シェルの厚さの制御：
顕微鏡法を使用して、シェルの厚さが時間とともに成長し、結果として界面膜が厚くなり、強化されることを示した。したがって、シェルの厚さは、タンパク質の濃度、アニオン、及び成膜時間によって制御できる。

物体シェルの力学的性質：
界面剪断レオロジーによるシェルの力学的特性解析：
平らな油／水界面で形成する膜の線形剪断界面粘弾性率Ｇ’_ｉ（貯蔵）及びＧ”_ｉ（損失）を、形成時間の関数として（典型的には０．１Ｈｚで）特性化した。膜の線形粘弾性を記録するために使用した装置は、Ａｎｔｏｎ Ｐａａｒ Ｐｈｙｓｉｃａ（ドイツ）製の界面レオロジーセルであり、Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑによって予想されたように、バルク相の寄与を差し引く方法を用いた。

標準的な観察：
任意の待機時間で、吸着したタンパク質のみ（同じ濃度を基とする）からなる境界面のレベルと、吸着したレシチンＹＮ（同上）からなる境界面のレベルの両方と比較して、高い率に急速に達する。剪断弾性率が１Ｐａ・ｍ程度に達すると、膜はピンセットで容易に操作でき、液体環境にあり、水と接触する（すなわち乾燥していない）場合、高い柔軟性を示し、すなわち非常に容易に折り曲げられる。観測された高い係数は多層界面膜の判定を裏付けている（図２参照）。

タンパク質／レシチンＹＮカプセルの形成：
タンパク溶液及び分散液は、蒸留水に分散したタンパク粉末から開始して、１ｍｏｌ／ＬのＨＣｌ又はＮａＯＨを用いてｐＨを調整する、従来の方法によって調製した。

使用した脂質ホスファチジン酸は、Ｐａｌｓｇａａｒｄから購入した市販のレシチン（レシチンＹＮ）に含まれるホスファチジン脂肪酸アンモニウム（Ｐａｌｇａａｒｄ（登録商標）４４４８；食品等級Ｅ４４２；チョコレート調合物中の粘度調整剤として一般に使用される）である。ホスファチジン酸は、レシチンＹＮに含まれる全脂質乳化剤の５０％超を占める。この一般的な構造を、図３にアニオン型で図示する。図３において、基Ｒ_１又はＲ_２のうちの少なくとも１つは脂肪酸部分であり、そうでなければ水素原子であり、対イオンの１つはアンモニウムである（図示せず）。レシチンＹＮは、いかなる温度でも水に不溶性である。レシチンＹＮは、一般的な食用油及び溶かした油に１リットル当たり数グラムまで可溶性である。分子レシチンＹＮの２つのｐＫａ値は３．０及び８．０であるため、ｐＨが約３以上の油／水界面で吸着したとき分子は陰電荷のかなりの割合を保持するが、その割合はｐＨ３で０．２５である。所与のケースについて等電点より低いｐＨで、タンパク分子は実効正電荷を帯びている。

タンパク質／レシチン水中油型カプセルの形成：
１．濃度が０．１〜１％ｗ／ｗのタンパク溶液又は分散液（β−ラクトグロブリン、カゼイン塩、乳清タンパク質単離物、乳清タンパク質ミクロゲル、大豆タンパク質、β−ラクトグロブリンのロッド）を、同じタンパク質の粉末を水中に分散させることによって調製する。ＨＣｌを用いてｐＨを１．５〜ＩＥＰに設定する。
２．レシチンＹＮを０．１〜０．５％ｗ／ｗの濃度で中鎖トリグリセリド油に溶解する。
３．機械的分散法、一般には（例えばＰｏｌｙｔｒｏｎタイプの）高速ローター−ステーターを使用して、（２）で形成したレシチンＹＮ油溶液を、水に対する油の体積比が通常１％〜４０％になるように水にタンパク質溶液（分散液）と同じｐＨで分散させることによって、エマルションを形成する。
４．（３）で形成したエマルションを、（１）で調製したタンパク質溶液（又は分散液）と、１：１の重量比で、中程度の機械攪拌によって混合する。
５．（４）で形成された分散液を静止状態に置く又は中程度の機械攪拌を維持することで、界面シェルの厚さを機械的に強化し、成長させる。
６．（５）で形成した分散液において、水酸化ナトリウムを用いて水相中のｐＨを７に設定することによって、物体シェルの成長を止める。

タンパク質／レシチン油中水型カプセルの形成：
油中水型カプセルは、以下に記載のように油相及び水相の役割を変えて、先行の実施例の正確な対称プロトコルを実施することによって形成できる。

１．濃度が０．１〜１％ｗ／ｗの、例えば、先行の実施例と同じタンパク質のタンパク溶液（分散液）を、同じタンパク質の粉末を水中に分散させることによって調製する。ＨＣｌを用いてｐＨを１．５〜ＩＥＰに設定する。
２．レシチンＹＮを０．１〜０．５％ｗ／ｗの濃度で中鎖トリグリセリド（ＭＣＴ）油に溶解する。
３．機械的分散法、一般には（例えばＰｏｌｙｔｒｏｎタイプの）高速ローター−ステーターを使用して、（１）で形成したタンパク質溶液（分散液）を、油に対する水の体積比が通常１％〜４０％になるように中鎖トリグリセリド油に分散させることによって、エマルションを形成する。
４．（３）で形成したエマルションを、（２）で調製したレシチンＹＮ溶液と、１：１の重量比で、中程度の機械攪拌によって混合する。
５．（４）で形成した分散液を静止状態に置く又は中程度の機械攪拌を維持することで、界面シェルの厚さを機械的に強化し、成長させる。
６．（５）で形成した分散液において、レシチンＹＮ中の濃度が、実験上のタイムスケールでの形成速度が実際に止まるのに十分低くなるまで、例えば０．００１％ｗ／ｗになるまで、遠心分離／再分散（再分散は純粋なＭＣＴ油中で行う。）のステップを連続で実施することによって、カプセルシェルの成長を止める。

タンパク質／レシチン水中油型繊維の形成：
タンパク質／レシチンのシェルを有する繊維は、以下に記載のようにシェル形成プロセスの初めに短期間機械力を適用することによって、形成できる。これは、回収後、例えば増粘剤として使用できる。

１．濃度が０．１〜１％ｗ／ｗの、例えば、先に前述したタンパク質のタンパク溶液（分散液）を、同じタンパク質の粉末を水中に分散させることによって調製する。ＨＣｌを用いてｐＨを１．５〜ＩＥＰに設定する。
２．レシチンＹＮを０．１〜０．５重量％の濃度で中鎖トリグリセリド油に溶解する。
３．例えばＰｏｌｙｔｒｏｎ製ローター−ステーターを使用した高応力機械攪拌下で、（２）で形成したレシチンＹＮ溶液を、（１）で形成したタンパク溶液（分散液）に分散させる。機械的分散法、一般には（例えばＰｏｌｙｔｒｏｎタイプの）高速ローター−ステーターを使用して、（２）で形成したレシチンＹＮ油溶液を、水に対する油の体積比が通常１％〜４０％になるように水中に１．５〜ＩＥＰのｐＨで分散させることによって、エマルションを形成する。膜が形成し始めた直後は界面張力が非常に低いため、液滴は非常に変形しやすく、高い剪断力によって繊維状に伸びる。
４．（３）で形成した分散液を静止状態に置く又は中程度の機械攪拌を維持することで、界面シェルの厚さを機械的に強化し、成長させ、分散した水中油型物体の形を、生体高分子の固体シェルを有する繊維にする。
５．（４）で形成した分散液において、水酸化ナトリウムを用いて水相中のｐＨを７に設定することによって、カプセルシェルの成長を止める。
６．（５）で形成した分散液から、純水中で遠心分離／再分散することによって繊維を回収する。

複合シェルを含むタンパク質／レシチンＹＮ水中油型カプセルの形成：
カプセル及び膜は、非イオン性乳化剤の存在下で形成できるが、これはタンパク質モノマーとタンパク質凝集体の混合物を用いて試験された。結果は、混合物の使用が、このような混合物を使用しない場合に示される性質と比較して、意外なシェル特性の強化をもたらし得ることを示す。

１．０．２５％ｗ／ｗのβ−ラクトグロブリンモノマー及び０．７５％ｗ／ｗのβ−ラクトグロブリンロッドからなる１％ｗ／ｗタンパク質の分散液を調製する。ｐＨは、ＨＣｌを用いて２に設定する。
２．レシチンＹＮを、０．１〜０．５％ｗ／ｗの濃度で中鎖トリグリセリド油に溶解する。
３．機械的分散法、一般には（例えばＰｏｌｙｔｒｏｎタイプの）高速ローター−ステーターを使用して、（２）で形成したレシチンＹＮ油溶液を、水に対する油の体積比が通常１％〜４０％になるように水中に、タンパク溶液（分散液）と同じｐＨで分散させることによって、エマルションを形成する。
４．（３）で形成したエマルションを、（１）で調製したタンパク質分散液と、１：１の重量比で、中程度の機械攪拌によって混合する。
５．（４）で形成した分散液を静止状態に置く又は中程度の機械攪拌を維持することで、界面シェルの厚さを機械的に強化し、成長させる。
６．（５）で形成した分散液において、水酸化ナトリウムを用いて水相のｐＨを７に設定することによって、カプセルシェルの成長を止める。

Claims (15)

1. 油性画分、親水性画分及び少なくとも１つの物体を含有する組成物であって、
   前記物体は、
   複合体形成物質分子の分子層を少なくとも２０層含むシェルであって、該複合体形成物質分子が、該組成物のｐＨで実効正電荷を帯びているか又は実効電荷を帯びていないタンパク質、及び少なくとも１種の脂質ホスファチジン酸であり、該脂質ホスファチジン酸界面活性剤の含有量が、シェル中に存在する全脂質界面活性剤の少なくとも２０％ｗ／ｗに達し、シェルの直径が約１００ｎｍ〜１０００μｍである、シェルと、
   親水性成分及び／又は疎水性成分を含有する内相を含む内容物と、
   を含む、組成物。
2. 前記組成物がエマルション、例えばサブマイクロエマルション、マイクロエマルション又はマクロエマルションであり、及び／又は前記少なくとも１つの物体が、実質的に球状のカプセル、細長いカプセル、平板形状のカプセル、又は繊維である、請求項１に記載の組成物。
3. 前記タンパク質は、β−ラクトグロブリン、例えばβ−ラクトグロブリンモノマー若しくはロッド、β−ラクトグロブリン繊維又はそれらの混合物、カゼイン塩、乳清タンパク質単離物、乳清タンパク質ミクロゲル、大豆タンパク質、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１又は２に記載の組成物。
4. 前記内相は、物体の内容物の少なくとも約０．０１体積％、好ましくは少なくとも約５０体積％、より好ましくは少なくとも約９０体積％を占める、請求項１〜３のいずれか一項に記載の組成物。
5. 前記シェルは、タンパク質及び脂質ホスファチジン酸界面活性剤を１：１０〜１０：１の重量比で含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の組成物。
6. 前記内容物の親水性成分が液体又は気体である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の組成物。
7. 前記内相は、少なくとも１種のフレーバーオイル及び／又はフレグランスオイル、例えばハッカ油、精油、魚油、オメガ−３脂肪酸及び／又はオメガ−６脂肪酸を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の組成物。
8. 前記親水性成分は、親水性液体、例えば水、果汁、レモネード、アルコール飲料、コーヒーリカー、コーヒー抽出液、フレーバーウォーター、タンパク質、酵素、水溶性ビタミン、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の組成物。
9. 前記物体は、該組成物のｐＨで実効正電荷を帯びているか又は実効電荷を帯びていないタンパク質を約０．０００１〜８０重量％、好ましくは約０．０１〜１重量％、より好ましくは約０．０１〜０．３重量％含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の組成物。
10. 前記脂質界面活性剤は周囲条件下で１：１００未満の分配ホスファチジン酸係数（水／油）を有し、ホスファチジン脂肪酸アンモニウム、又はレシチン（好ましくはレシチンＹＮ）に含まれるホスファチジン酸の混合物であってもよい、請求項１〜９のいずれか一項に記載の組成物。
11. 前記物体は、水／油界面に吸着し、シェル中に閉じ込められており、シェルの疎水性側で突出している粒子をさらに含み、該粒子は、着色剤、味覚物質、酸化防止剤、抗菌剤、ラジカルスカベンジャー、脂肪球、鉱物粒子、荷電分子、及びそれらの組み合わせからなる群から選択できる、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の組成物。
12. 製品、例えば食品組成物、動物性食品組成物、医薬組成物、化粧品組成物、栄養補助食品、飲料、食品添加物又は医薬品の調製のための、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の組成物の使用。
13. フレーバー知覚を長持ちさせて、改善されたフレーバー、改善されたフレグランスの維持及び／又は改善されたリフレッシング効果を提供するための製品の調製のための、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の組成物の使用。
14. 防湿層、及び／又は抗菌及び／又は抗真菌活性を有する膜を提供するための、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の組成物の使用。
15. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の組成物を製造する方法であって、
    少なくとも１種の脂質ホスファチジン酸界面活性剤を油性画分と合わせて溶液Ａを得るステップ、
    タンパク質を親水性画分と合わせて溶液Ｂを得るステップ、
    溶液Ａと溶液Ｂを混合して分散液Ｃを得るステップ、
    膜を形成させるステップ、
    膜の成長を止めるステップ、
    場合により分散液Ｃに流力、剪断力又は圧搾力を適用するステップ、及び／又は
    場合により混合物を完全に乾燥させるステップ、
    を含む方法。

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