JP2015505456A - デンプンマトリックス中にホップ酸塩を含む小ビーズ - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも１種のデンプンおよび／またはデンプン誘導体を含むマトリックス中にホップ酸塩を含む小ビーズの製造方法と、このような小ビーズと、このような特定の小ビーズの使用とに関する。

Description

発明の詳細な説明

本発明は、少なくとも１種のデンプンおよび／またはデンプン誘導体を含むマトリックス中にホップ酸塩を含む小ビーズ（ｂｅａｄｌｅｔ）の製造方法と、このような小ビーズと、このような特定の小ビーズの使用とに関する。

ホップ酸は動物の消化器系内で穏やかな抗生物質またはイオノフォアとして作用するので、家畜において動物の能力全体を改善するために使用される（国際公開第２０１０／１２３５７１号パンフレット）。ホップ酸には、アルファ酸、ベータ酸およびこれらの異性化形態が含まれるが、これらに限定されない。ベータ酸としては、ルプロン、コルプロン、アドルプロン、およびその他の類似体が挙げられる。アルファ酸としては、フムロン、コフムロン、アドフムロン、ポストフムロン、プレフムロン、およびその他の類似体が挙げられる。

ホップ酸の抗菌特性についての知識は非常に長い期間を遡り、産業生産における家畜の成長および健康能力に対する天然の抗菌剤の利益も議論の余地がなく、その消費の安全性も当該技術分野において十分に実証されている。しかしながら、飼料中で空気および湿度にさらされたときに化合物が不安定であるために、家畜飼養におけるホップ酸の使用は産業界において実際には不可能である。

従って、産業界では、飼料または飼料プレミックス中で使用される際、貯蔵中に水分および酸素に対して耐性があるホップ酸およびホップ抽出物の安定化された形態を提供することが必要とされており、さらには、ホップ酸を含有する飼料を、ブタおよびブロイラー飼料産業において標準的である高温での飼料ペレット化の過酷な条件にさらしたときにも、ホップ酸は安定でなければならない。

消費者製品（例えば、食品など）において使用される物質の極めて典型的な配合形態は粉末である。粉末は、噴霧乾燥または噴霧顆粒化プロセスによって製造することができるが、これらは、飼料または飼料プレミックス中で分解しないようにホップ酸を安定化することができない。

別の周知の調製形態は小ビーズである。小ビーズは、ほこりっぽくなく、良好な流動特性を有するという点で優れた取扱い特性を提供する。小ビーズはもっぱら脂溶性物質のために知られている。

小ビーズ（脂溶性物質を含む）およびその製造方法は、従来技術から知られている。これらの小ビーズは、脂溶性（親油性、疎水性）物質を含む。このような小ビーズおよびその製造方法は、例えば、米国特許出願公開第２００６／０１１５５３４号明細書および米国特許第４６７０２４７号明細書から知られている。これらの小ビーズは通常良好な貯蔵安定性を有するが、このような小ビーズの製造は、水性マトリックス相中に不水溶性活性物質を分配するために乳化または分散ステップを必要とする。従って、マトリックス材料は乳化特性を有する必要があるか、あるいは付加的な乳化剤が必要とされる。

本発明の目標は、簡単な方法を用いて、貯蔵安定性かつペレット化安定性の配合物の製造を可能にし、飼料および飼料添加剤産業に適合するコストで製造することができる、ホップ酸を含む配合物の製造方法を見出すことであった。

驚くことに、ホップ酸を高ｐＨにおいてその脱プロトン化形態で用いると、乳化ステップを必要とせずに、粉末捕捉法でのその配合が可能になることが分かった。配合物は、上記の利点を有する小ビーズの形態である。小ビーズは、１つまたは複数のホップ酸塩と、マトリックス材料として１種のデンプンおよび／またはデンプン誘導体（またはデンプンおよび／またはデンプン誘導体の混合物）とを含む。さらに、これらの小ビーズは、粉末捕捉媒体の層によって被覆され得る。

従って、本発明は、少なくとも１種のホップ酸塩を含む小ビーズを調製するための方法に関し、本方法は、
（ａ）（ｉ）少なくとも１種のホップ酸塩と、
（ｉｉ）少なくとも１種のデンプンおよび／または少なくとも１種のデンプン誘導体と
の水溶液を形成するステップと、
（ｂ）溶液のｐＨを９よりも大きいｐＨに調整するステップと、
（ｃ）デンプン捕集粉末内への噴霧乾燥によって、溶液を乾燥粉末に転換するステップと
を含む。

水溶液は、好ましくは、ホップ酸塩の沈殿を防止するために、９よりも大きいｐＨ、より好ましくは９．５よりも大きいｐＨに調整される。

このような方法は従来技術から知られている。それは例えば、米国特許第６４４４２２７号明細書または国際公開第０４０６２３８２号パンフレットにおいて見出すことができる。

本発明に従う好ましいホップ酸には、アルファ酸、ベータ酸およびこれらの異性化形態が含まれるが、これらに限定されない。ベータ酸としては、ルプロン、コルプロン、アドルプロン、およびその他の類似体、ならびにこれらの混合物が挙げられる。アルファ酸としては、フムロン、コフムロン、アドフムロン、ポストフムロン、プレフムロン、およびその他の類似体、ならびにこれらの混合物が挙げられる。

ホップ酸塩には、ナトリウムもしくはカリウムのような金属塩、またはカルシウムおよびマグネシウムのようなアルカリ土類金属塩が含まれる。本発明の全ての実施形態のために好ましい塩はカリウム塩であり、好ましいホップ酸はベータ酸である。

従って、本発明の好ましい実施形態は、少なくとも１種のホップベータ酸塩を含む小ビーズを調製するための方法に関する。より好ましいホップ酸塩は、ルプロン塩、コルプロン塩、およびアドルプロン塩を主として含むホップベータ酸塩の混合物である。より好ましい塩は、カリウム塩である。

ホップ酸は、少なくとも１種のデンプンおよび／またはデンプン誘導体を含むマトリックス材料によって、小ビーズ中に配合される。

化学式（Ｃ_６Ｈ_１０Ｏ_５）_ｎを有するデンプンは、グリコシド結合によって互いに結合された多数のグルコース単糖単位からなる多糖炭水化物である。

全ての植物の種子および塊茎はデンプンを含有する。デンプンは一般に、コーン、ソルガム、小麦、米、タピオカ、クズウコン、サゴ、ジャガイモ、キノアおよびアマランスなどの植物から抽出される。

天然デンプンは通常、アミラーゼおよびアミロペクチン分子を含有する。天然デンプン中のアミラーゼの含量は、０重量％（たとえば、ワックス状コーンスターチおよびワックス状米デンプン）から約８５重量％（高アミラーゼコーンスターチ）まで様々であり得る。普通のデンプンは、約２５重量％のアミラーゼを含有する。その結果として、アミロペクチンの含量は、１５〜１００重量％である。

また、加水分解デンプンを含むデンプン誘導体（加工デンプン）を使用することも可能である。デンプンは、種々の方法で加工することができる。それは、化学的および物理的に行うことができる。

プレゼラチン化デンプンは、物理的に加工されたデンプンの例である。酸性加工デンプン、酸化デンプン、架橋デンプン、デンプンエステル、デンプンエーテルおよびカチオンデンプンは、化学的に加工されたデンプンの例である。このような加工デンプンの重要な例は、無水オクテニルコハク酸デンプン（ＯＳＡデンプン）である。マルトデキストリンまたは黄色デキストリンのようなデキストリンは、部分加水分解によって得られるデンプン誘導体の例である。

本発明に従う好ましい方法では、デンプンまたはデンプン誘導体は、アミロペクチン、マルトデキストリン、黄色デキストリンおよびプレゼラチン化デンプンからなる群から選択される。さらにより好ましいデンプンはマルトデキストリンである。

また本発明の小ビーズのマトリックスは、糖などの付加的な化合物を含むこともできる。糖は任意の単糖または二糖を指す（好ましいのはスクロースである）。

また小ビーズのマトリックスは、可塑剤または酸化防止剤（例えば、ＥＭＱ）などのさらなる賦形剤を含んでいてもよい。

本発明に従う好ましい方法は、粉末捕捉法である。このような方法は、従来技術（例えば、国際公開第０４０６２３８２号パンフレット）から知られている。このような粉末捕捉法の結果として、小ビーズは、粉末の層によって被覆される。

従って、本方法に従って製造される小ビーズは、好ましくは、粉末捕捉媒体の層によって被覆される。この層（コーティング）は、粉末コーティングの形態である。粉末捕捉媒体は、水分を吸収して粉末コーティングを形成することができる化合物（または化合物の混合物）である。適切な粉末捕捉媒体は、すなわち、デンプン、ケイ酸塩またはリン酸塩化合物である。好ましい粉末捕捉媒体は、デンプン（すなわち、コーンスターチなど）、ケイ酸カルシウム、ケイ酸カルシウムアルミニウムおよびリン酸三カルシウムである。最も好ましいのはデンプン、特にコーンスターチである。

小ビーズは、脂溶性物質のための良く知られた配合形態である。略球形の小ビーズの重要な利点はこれらがほこりっぽくなく、そして優れた自由流動特性を示すことであり、これは、製造および配合操作のために非常に望ましい。

通常、小ビーズのサイズは、５０μｍ〜１，０００μｍ（好ましくは２５０μｍ〜８５０μｍ）である。サイズはこれよりも小さくても大きくてもよい。小ビーズのサイズは、（走査）電子顕微鏡法などの周知の方法に従って決定することができる。

上記で開示および記載されるような小ビーズの適切な製造方法は、例えば、国際公開第２００４／０６２３８２号パンフレットに記載されている。

本発明に従う方法は、驚くことに、ホップ酸塩の製品自体の安定性および飼料プレミックスまたは飼料と混合されたときの安定性が高く、全体の特性が良好であり、そして乳化ステップを必要としない小ビーズの製造を可能にする。

本特許出願で記載される方法を使用して、ホップ酸塩の量が飼料産業の必要性に合わせて調整された小ビーズを製造することができる。その量は、小ビーズの全重量を基準としてわずか５重量％でもよい。通常、小ビーズ中のホップ酸塩の含量は、小ビーズの全重量を基準として５重量％〜２５重量％、好ましくは１０重量％〜１５重量％である。

本発明に従う好ましい方法は、小ビーズが、小ビーズの全重量を基準として５重量％〜２５重量％、好ましくは小ビーズの全重量を基準として１０重量％〜１５重量％の少なくとも１種のホップ酸塩を含む、上記の方法に関する。

本発明に従う好ましい方法は、小ビーズが、小ビーズの全重量を基準として少なくとも３０重量％、より好ましくは少なくとも５０重量％の少なくとも１種のデンプンおよび／または少なくとも１種のデンプン誘導体（マトリックス材料）ならびに粉末コーティング層を含む方法に関する。

本発明に従う好ましい方法は、小ビーズが、小ビーズの全重量を基準として少なくとも３重量％の粉末コーティング層を含む方法に関する。

本発明に従うより好ましい方法は、小ビーズが、
（ｉ）小ビーズの全重量を基準として５重量％〜２５重量％、好ましくは１０重量％〜２０重量％、より好ましくは１０重量％〜１５重量％の少なくとも１種のホップ酸塩と、
（ｉｉ）小ビーズの全重量を基準として３０重量％〜９０重量％、好ましくは５０重量％〜８５重量％の少なくとも１種のデンプンおよび／または少なくとも１種のデンプン誘導体と、
（ｉｉｉ）小ビーズの全重量を基準として３重量％〜５０重量％、好ましくは５重量％〜２０重量％のデンプン粉末コーティングと
を含む方法に関する。

本発明の別の実施形態は、デンプン成分（ｉｉ）が常にマルトデキストリンと、少なくとも１種のさらなるデンプンおよび／または少なくとも１種のさらなるデンプン誘導体とを含む方法に関する。

上記の本発明の小ビーズのマトリックスは、付加的な化合物も含むことができる。このような化合物は、小ビーズ製造および／または飼料技術の分野において使用される任意の種類の助剤であり得る。好ましい化合物は糖（スクロース）である。好ましい酸化防止剤はＥＭＱである。

少なくとも１種のデンプンおよび／または少なくとも１種のデンプン誘導体を含むマトリックス中に多量（最高２５重量％）のホップ酸塩を含む小ビーズは、従来技術から知られていない。

本発明のさらなる実施形態は、
（ｉ）小ビーズの全重量を基準として５重量％〜２５重量％の少なくとも１種のホップ酸塩と、
（ｉｉ）少なくとも１種のデンプンおよび／またはデンプン誘導体と
を含む小ビーズ（Ｂ１）に関する。

本発明は、
（ｉ）小ビーズの全重量を基準として１０重量％〜１５重量％の少なくとも１種のホップ酸塩と、
（ｉｉ）少なくとも１種のデンプンおよび／またはデンプン誘導体と
を含む小ビーズ（Ｂ２）にも関する。

本発明に従う好ましい小ビーズ（Ｂ１’）は、
（ｉ）小ビーズの全重量を基準として５重量％〜２５重量％の少なくとも１種のホップ酸塩と、
（ｉｉ）小ビーズの全重量を基準として少なくとも３０重量％の少なくとも１種のデンプンおよび／またはデンプン誘導体と
を含む。

小ビーズ（Ｂ２’）は、
（ｉ）小ビーズの全重量を基準として１０重量％〜１５重量％の少なくとも１種のホップ酸塩と、
（ｉｉ）小ビーズの全重量を基準として少なくとも５０重量％の少なくとも１種のデンプンおよび／または少なくとも１種のデンプン誘導体と
を含む。

本発明に従う好ましいデンプン被覆小ビーズは、小ビーズの全重量を基準として少なくとも３重量％の粉末コーティング層を含む。従って、（Ｂ１）、（Ｂ１’）、（Ｂ２）および（Ｂ２’）は、好ましくは、小ビーズの全重量を基準として少なくとも５重量％のデンプン粉末コーティング層を含む。

本発明に従うより好ましい小ビーズ（Ｂ３）は、
（ｉ）小ビーズの全重量を基準として５重量％〜２５重量％、好ましくは１０重量％〜１５重量％の少なくとも１種のホップ酸塩と、
（ｉｉ）小ビーズの全重量を基準として３０重量％〜９０重量％、好ましくは５０重量％〜８５重量％の、コーンスターチ、ソルガムデンプン、小麦デンプン、米デンプン、タピオカデンプン、クズウコンデンプン、サゴデンプン、ジャガイモデンプン、キノアデンプンおよびアマランスデンプン、プレゼラチン化デンプン、酸性加工デンプン、酸化デンプン、架橋デンプン、デンプンエステル、デンプンエーテル、デキストリンおよびカチオンデンプン（好ましいのは、多量のアミロペクチンを含むデンプン、ＯＳＡデンプン、マルトデキストリン、黄色デキストリンおよびプレゼラチン化デンプンである）からなる群から選択される少なくとも１種のデンプンおよび／またはデンプン誘導体と、
（ｉｉｉ）小ビーズの全重量を基準として３重量％〜５０重量％、好ましくは５重量％〜２０重量％のデンプン粉末コーティングと
を含む。

さらに、より好ましい小ビーズは、糖（スクロース）をさらに含む、小ビーズ（Ｂ１）、（Ｂ１’）、（Ｂ２）、（Ｂ２’）、および（Ｂ３）である。これらの小ビーズ（Ｂ４）は、小ビーズの全重量を基準として５〜２５重量％、好ましくは１０〜２０重量％のスクロースを含む。

本発明の特に好ましい実施形態は、マルトデキストリンと、少なくとも１種のさらなるデンプンおよび／またはデンプン誘導体との混合物をマトリックス中に含む小ビーズ（Ｂ５）である。従って、本発明のさらなる実施形態は、デンプン成分（ｉｉ）が、マルトデキストリンと、少なくとも１種のさらなるデンプンおよび／またはデンプン誘導体とを含む、小ビーズ（Ｂ１）、（Ｂ１’）、（Ｂ２）、（Ｂ２’）、（Ｂ３）、および（Ｂ４）に関する。

本発明に従うさらなる実施形態は、飼料製品と、飼料製品の製造とにおける、小ビーズ（Ｂ１）、（Ｂ１’）、（Ｂ２）、（Ｂ２’）、（Ｂ３）、（Ｂ４）、および（Ｂ５）の使用に関する。

本発明との関連での飼料製品は、液体および固体の飼料製品ならびにペースト様およびまたはゲル様の飼料製品を含む。飼料製品は、動物（特に、反芻動物、家禽およびブタ）のための飼料を含む。

適切な動物飼料製品は、一般に使用される任意の形態であり得る。

従って、本発明のさらなる実施形態は、上記のような小ビーズを含む動物飼料製品および動物飼料添加剤に関する。

プレミックスは飼料生産者にとって便利な使用形態であるが、ｐＨ、イオン強度および水分活性値のために種々の成分にとって重要な媒体であり、種々の成分の安定性に悪影響を与え得る。しかしながら、本発明に従う小ビーズは、このような問題を排除する（あるいは、少なくとも強力に最小限にする）。

本発明に従う小ビーズは、飼料製品用のプレミックスにおいて使用することもできる。

本発明のさらなる実施形態は、本発明に従う小ビーズを含む飼料製品用のプレミックスである。

ビタミンおよび微量元素のような機能性成分は、多くの場合、飼料製品およびプレミックスに添加される。

以下の実施例は本発明を説明するのに役立つ。他に定義されていなければ、割合は重量百分率で表され、温度は摂氏温度である。

［実施例１：マルトデキストリンを含むマトリックス中のホップベータ酸カリウム塩の配合：］
３０ｇのホップ酸抽出物カリウム塩（５４．４％のベータ酸）および４０ｇのマルトデキストリンＭＤ０１を６０ｇの水中に攪拌しながら溶解させ、ｐＨを９に調整した。回転噴霧ノズルを用いて、約２５℃で、約１００ｇの溶液を流動化デンプン床内で噴霧パンにおいて噴霧した。このようにして得られた小ビーズをふるい分けにより過剰のデンプンから分離し、流動床乾燥器によって乾燥させた。１９．７重量％のベータ酸含量を有する約１３０ｇの乾燥粉末が得られた。

噴霧顆粒化によるホップベータ酸カリウム塩の比較配合もマルトデキストリンを含むマトリックス中で実施した。

７０ｇのホップ酸抽出物カリウム塩（５４．４％のベータ酸）および３５ｇのマルトデキストリンＭＤ０１を１００ｇの水中に攪拌しながら溶解させた。５０〜５５℃の生成物温度で流動床プロセッサ（ウルスター（Ｗｕｒｓｔｅｒ）法）において溶液を１５０ｇの微結晶性セルロース上に噴霧した。１１．９重量％のベータ酸含量を有する約１８０ｇの乾燥粉末が得られた。

［実施例２：実施例１の噴霧顆粒と比較した、本発明に従うホップ酸小ビーズの安定性：］
実施例１からの生成物を２５℃で１週間、最長４か月まで貯蔵した。初期値と比較したベータ酸含量の回収率として安定性を測定した。結果は以下の表１に示される。表から分かるように、小ビーズの安定性は、比較の噴霧顆粒よりもはるかに安定であった。

［実施例３：マルトデキストリンを含むマトリックス中のホップベータ酸カリウム塩の配合：］
２００ｇのホップ酸抽出物カリウム塩（５３．２％のベータ酸）および３２０ｇのマルトデキストリンＭＤ０１を５００ｇの水中に攪拌しながら溶解させ、ｐＨを９に調整した。回転噴霧ノズルを用いて、約２５℃で、溶液を流動化デンプン床内で噴霧パンにおいて噴霧した。このようにして得られた小ビーズをふるい分けにより過剰のデンプンから分離し、流動床乾燥器によって乾燥させた。１５．９６重量％のベータ酸含量を有する約１３００ｇの乾燥粉末が得られた。

［実施例４：ホップ酸小ビーズのそれ自体および飼料マッシュ中での安定性：］
実施例３からの生成物をアルミニウムバッグ中、２５℃で６か月まで貯蔵した。初期値と比較したベータ酸含量の回収率とし安定性を測定した。結果は以下の表２に示される。表から分かるように、ベータ酸は少なくとも６か月の間、完全に安定である。

ベータ酸の標的濃度を１００ｐｐｍとして実施例３からの生成物を家禽飼料マッシュ中に混合した。２５℃、６０％ｒｈにおいてマッシュ飼料を１か月間貯蔵した。初期値に対するベータ酸の１か月後の回収率は、８６％であった。

Claims (15)

1. 少なくとも１種のホップ酸塩を含む小ビーズを調製するための方法であって、
   （ａ）（ｉ）少なくともホップ酸塩と、
   （ｉｉ）少なくとも１種のデンプンおよび／またはデンプン誘導体と
   の水溶液を形成するステップと、
   （ｂ）前記溶液のｐＨを９よりも大きいｐＨに調整するステップと、
   （ｃ）デンプン捕集粉末内への噴霧乾燥によって、前記溶液を乾燥粉末に転換するステップと
   を含む方法。
2. 前記ホップ酸塩が、ルプロン塩、コルプロン塩、およびアドルプロン塩を主として含む混合物である、請求項１に記載の方法。
3. 前記ホップ酸塩がカリウム塩である、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記デンプンおよび／またはデンプン誘導体が、アミロペクチン、マルトデキストリン、黄色デキストリンおよびプレゼラチン化デンプンからなる群から選択される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記デンプンおよび／またはデンプン誘導体が、マルトデキストリンと、請求項１〜４のいずれか一項に記載の少なくとも１種のさらなるデンプンおよび／または少なくとも１種のさらなるデンプン誘導体とである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記小ビーズが粉末コーティングによって被覆される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記小ビーズが、前記小ビーズの全重量を基準として５〜２５重量％の少なくとも１種のホップ酸塩を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記小ビーズが、前記小ビーズの全重量を基準として少なくとも３０重量％、好ましくは少なくとも５０重量％の少なくとも１種のデンプンおよび／または少なくとも１種のデンプン誘導体ならびにデンプン粉末コーティング層を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記小ビーズが、前記小ビーズの全重量を基準として少なくとも３重量％のデンプン粉末コーティング層を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. （ｉ）小ビーズの全重量を基準として１０重量％〜１５重量％の少なくとも１種のホップ酸塩と、
    （ｉｉ）小ビーズの全重量を基準として５０重量％〜８５重量％の、アミロペクチン、マルトデキストリン、黄色デキストリンおよびプレゼラチン化デンプンからなる群から選択される少なくともデンプンおよび／またはデンプン誘導体と、
    （ｉｉｉ）小ビーズの全重量を基準として５重量％〜２０重量％のデンプン粉末コーティングと
    を含む小ビーズ。
11. 前記デンプン成分（ｉｉ）が、マルトデキストリンと、少なくとも１種のさらなるデンプンおよび／またはデンプン誘導体とを含む、請求項１０に記載の小ビーズ。
12. 請求項１０または１１に記載の小ビーズの飼料製品における使用。
13. 請求項１０または１１に記載の小ビーズの、飼料製品用のプレミックスにおける使用。
14. 請求項１０または１１に記載の小ビーズを含む飼料製品。
15. 請求項１０または１１に記載の小ビーズを含む飼料製品用のプレミックス。