JP2021500924A - ナトリウム低減用の結晶形態 - Google Patents
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Abstract
新規な塩組成物および対応する製造方法をここに記載する。塩組成物は、少なくとも0.19〜0.23 m2／gの表面積および0.8 g／cm3未満のホール密度を有する複数の塩結晶から形成される。幾つかの実施形態において、塩組成物の少なくとも一部分はホッパーキューブ形態を有する。
Description
本開示の新規な態様は、塩組成物および対応する製造方法、ならびに塩組成物を用いて形成される得られる食品に関する。より詳細には、本開示はその知覚される塩味を増大するユニークな形状を有する新規な塩組成物に指向される。
塩は一般に普及している有効な調味料であるが、近年は、低レベルのナトリウムを有する食品を好むことを表明する消費者も存在する。これらの嗜好の変化を取り扱うために、スナック食品製造業者はナトリウム含量を減少する数多くの異なる方法を適応している。１つの単純な方法において、スナック食品のレシピはより少ない塩を使用するように改良されている。しかしながら、かかる変化は望ましくない味プロフィールを生じることがしばしばある。その結果、風味再調整（flavor rebalancing）がナトリウム塩低減と組み合わせて利用される場合があり、そこでは他のフレーバーで低減された塩味をマスクしようとしている。ナトリウムコントラスト（sodium contrast）は、２の異なる塩味付けした部分を消費して、均一に塩味付けされた食品部分の消費と比較した場合に知覚される塩味を増大することに依拠するナトリウム低減のもう１つの方法である。しかしながら、これらの現在使用されている方法は、種々の欠点に悩まされており、それには限定されないが味の望ましくない変化、コストの増大、および／または複雑性が含まれる。したがって、知覚される塩味または製品の消費者の知覚を減じる他のものを減じることなく、セイボリー（savory）食品のナトリウム含量を減じるニーズが当該分野においていまだに存在する。
本発明の新規な態様は、ナトリウム含量を減じるための塩生成物および対応する製造の方法に指向される。１つの実施形態において、少なくとも0.19〜0.23 m2／gの表面積および0.8 g／cm3未満のホール密度（Hall density）を有する複数の塩結晶から形成された塩組成物を開示する。いくつかの実施形態において、塩組成物の少なくとも一部分はホッパーキューブ形態である。
もう１つの実施形態において、塩セ氏生物を製造する方法を開示し、それにはアンチソルベント（antisolvent）溶液を提供すること；アンチソルベント溶液に塩溶液を加えて過飽和溶液を形成すること、ここに前記塩溶液は15重量％を超える濃度の溶質を有し、アンチソルベント溶液に対する塩溶液の質量比は1：20〜1：1.25であり；および過飽和溶液を結晶化して、少なくとも0.19〜0.23 m2／gの表面積および0.8 g／cm3未満のホール密度を有する複数の塩結晶を含む塩組成物を形成することの工程が含まれる。
いまだもう１つの実施形態において、外表面および外表面に適用された塩組成物を含む食品を開示し、塩組成物は少なくとも0.19〜0.23 m2／gの表面積および0.8 g／cm3未満のホール密度を有する含む複数の塩結晶を含む。
本発明の他の態様、実施形態および特徴は、添付する図面と結合して考慮した場合に、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。図面において、種々の図面に示されている各々の同じまたは実質的に同様のコンポーネントは、単一の数字または記号で示されている。明確性の目的で、すべてのコンポーネントがすべての図面に標識されているわけではない。また、当業者が発明を理解するために必ずしも図示することが必要でない場合は、本発明の各々の実施形態のすべてのコンポーネントが示されているわけではない。
本発明に特徴的と考えられる新規な特徴を添付する特許請求の範囲に記載する。しかしながら、発明それ自体ならびに使用の好ましい様式、さらにはそれらの対象物および利点は、添付する図面と結合して読んだ場合に以下の例示的な実施形態の詳細な説明を参照することによって最良に理解されるであろう。
塩は食品中で重要な成分であり、ポテトチップ、プレッツェル、およびトルティーヤチップのようなセイボリースナックのようなセイボリースナックにおいて特に重要である。そのサイズおよび形態のため、典型的な塩は、食品の知覚される塩味に寄与することなく大部分の塩が飲み込まれるように消費の間に口において部分的にのみ溶解する。したがって、ナトリウム含量を減じる少なくとも１つの以前の試みは、塩結晶を細粒化して口中の適用した塩の溶出速度を増し、それが塩味の増大した知覚を生じることを含んでいた。しかしながら、細粒化した塩の広がった使用は、簡便に利用可能な装置を用いることに塩を適用する能力によって制限される。より小さい塩粒子は容易に流動せず、その結果として、微粒子化した塩粒子は慣用的に入手可能な装置を用いることに適用できない。セイボリースナックに味付けする際に適用する塩は、油の層で食品に付着する場合があり、油の層内に完全に表れる非常に小さい塩結晶は知覚される塩味にあまり寄与しないと考えられる。
したがって、本明細書に開示する例示的な実施形態の新規な態様は、高められた知覚される塩味を有する塩生成物を創生するニーズを認識し、それは同様のレベルの塩味を達成する低濃度で食品に適用し得るが、慣用的に入手可能な装置を用いて適用できる。特に、本開示は、適用した塩が慣用的に入手可能な塩結晶よりも塩辛いと知覚され得るようにその溶出速度を増大する特定の形態を有する塩結晶を有する塩生成物を創生する塩組成物および付随する製造方法に関する。
塩結晶の形態は、塩溶液とアンチソルベントとを混合することによって塩結晶を形成する方法であるアンチソルベント結晶化を用いて修飾することができる。アンチソルベントとは、塩溶液中の溶質の溶解度を低下させる溶液である。塩溶液と合した場合、得られる混合物は結晶化を引き起こす過飽和の推進力でもって過飽和溶液を形成する。過飽和の推進力は、溶液中宇の分子と結晶相のバルク中の分子との間の化学ポテンシャルにおける差である。非限定的な例において、エタノールがアンチソルベントであって塩化ナトリウム水溶液が塩溶液である場合は、以下の式に従ってアンチソルベント結晶化が進行する：
NaCl（水溶液） ＋ EtOH → EtOH（aq） ＋ NaCl（沈殿）
アンチソルベント結晶化からの塩結晶の形態は非常にプロセス特異的である。したがって、アンチソルベント結晶化によって形成される塩結晶の大きさおよび形状は、塩溶液中の塩の濃度、アンチソルベント溶液中のアルコール含量、添加物の存在、および混合条件を含む多くの異なる変数によって影響される。混合条件の変数は、混合温度および撹拌速度にさらに分解し得る。これらの変数の各々の影響は、ついで、塩結晶の形態に対する対応する効果および最終的には知覚される塩味を決定すると考えられる。いかにより詳細に論じるように、ある種の変数の選択は、他の慣習的に入手可能な塩結晶と比較して高められた溶出速度を与えるホッパーキューブ形態を有する塩結晶の創生を生じる。
図１は、例示的な実施形態によるホッパーキューブ形態を有する塩結晶の図である。本明細書で用いる場合、ホッパーキューブ形態を有する塩結晶は、択一的にホッパーキューブという場合がある。ホッパーキューブ100は、６つの面（その各々は、一般的に正方形を形成する４つのエッジ104を有する）を有するキューブ型結晶として記載することができる。各々の面102は各々の面102に内側に退行する一連の正方形のステップ106を有する。同じ外側寸法を有する伝統的な塩結晶と比較した場合、ホッパーキューブ100は伝統的な塩結晶よりもより大きな表面積を有するが密度は低い。その結果、ホッパーキューブ100は、同じ寸法を有する伝統的な塩結晶よりもより速い溶出速度を有する。
ホッパーキューブは、結晶面の中央におけるよりもエッジで結晶がより速く成長する場合に形成される。結晶成長速度は、迅速な核化および樹状突起成長に通じる過飽和ドライビングフォース−高過飽和によって決定する（すなわち、より速いエッジ成長）。溶質濃度および過飽和ドライビングフォースは、塩溶液およびアンチソルベントを最初に混合し、ホッパーキューブのようなより精巧な形態を有する結晶の形成を生じる場合に最高になる。溶質濃度が低下し、過飽和のフォースが低下すると、結晶の面がその中に充填することを許容する結晶成長の速度が低下する。したがって、アンチソルベント結晶化から形成される結晶は、図２により詳細にみることができるような一定の範囲のサイズおよび形態を有する。
塩溶液中の塩含量は過飽和溶液の過飽和ドライビングフォースに寄与するため、塩含量を変化させて塩結晶の形態に対する対応する効果を決定した。詳細には、種々の濃度を有する塩溶液を、以下の等式に従って水中に溶解した塩化ナトリウムを用いて調製した：
塩濃度＝｛塩の重量（ｇ）／塩溶液の重量（g）｝×100
上記の等式を用いて、15重量％、20重量％および25重量％の塩溶液を調製し、各々を95体積％エタノールのアンチソルベント溶液と混合して塩結晶を形成した。得られた結晶形態を分析した。15重量％の塩溶液は、塩結晶を生成するのに十分に飽和していなかった。図２にみられるように、20重量％の塩溶液および25重量％の両方の塩溶液はホッパーキューブを生成したが、25重量％の塩溶液はより広い大きさの範囲を有する塩結晶を生成し、複雑なホッパーキューブを形成した。
キューブ型の結晶については、大きさは１つのコーナーから隣接するコーナーへの塩結晶のエッジに沿って測定することによって決定した。複雑なホッパーキューブにあるように塩結晶が明確に画定したエッジを欠いていた場合は、大きさはキューブ型結晶全体の周囲を囲む大きさとした仮想のキューブの２つの隣接するコーナー間の長さを測定した。
図２ａ〜２ｅは、複雑さを増すために示した、例示的な実施形態によるアンチソルベント結晶化によって形成した代表的な結晶形態を示す顕微鏡写真である。図２ａは、約20μｍの大きさを有するが、10〜30μｍの大きさで変動する代表的な固体キューブを示す。固体キューブの表面は、不規則な形態のパターンを有し得る。図２ｂは、50μｍ未満の大きさを有するが、より具体的には30〜50μｍの範囲の大きさを有する代表的なハローキューブを示す。ハローキューブは、一般的に、１またはそれを超える面の中心にホールを有する平坦な面（すなわち、正方形のステップを欠いている）を有する。図２ｃは、アンチソルベント結晶化によって形成した代表的な単純なホッパーキューブを示す。ホッパーキューブは６つの面を有し、その各々は４つの直線のエッジ、および各々の面に対して内側に退行する１つまたはそれを超える正方形のステップを有する。さらに、単純なホッパーキューブは、100μｍ未満の大きさを有するが、より詳細には50〜100μｍの範囲の大きさを有する。図2dは、代表的な成熟した（mature）ホッパーキューブを示す。成熟したホッパーキューブは各々が４つの直線のエッジを有する６つの面、および各々の面に内側に退行する複数の正方形のステップを有する。さらに、成熟したホッパーキューブは、100μｍを超える大きさを有するが、より詳細には100〜150μｍの間の範囲の大きさを有する。図２ｅは、アンチソルベント結晶化によって形成した代表的な複雑なホッパーキューブを示す。複雑なホッパーキューブは一般的に150μｍよりも小さい大きさ、より特には80〜150μｍの範囲の大きさのキューブ型結晶である。複雑なホッパーキューブは、複雑なホッパーキューブがコーナーからコーナーに延びる画定した連続するエッジを欠いている点において単純なホッパーキューブおよび成熟複雑なホッパーキューブとは異なる。その代わり、複雑なホッパーキューブは、一般的に少なくとも２つの方向の成長を有する１またはそれを超えるエッジを有するキューブ型結晶である。例えば、図２ｅの複雑なホッパーキューブは、線１０８ａに沿った成長の方向および線１０８ｂに沿ったもう１つの成長の方向を有するエッジ１０４を有する。
混合または高温下でない場合において、25重量％塩溶液を95体積％エタノールから形成したアンチソルベントと混合する場合、より高い過飽和の推進力が図２ｅに示す複雑なホッパーキューブならびに図２ａ〜２ｄに示す結晶形態の範囲のホッパーキューブの形成を生じる。混合または高温下でない場合において、20重量％塩溶液をアンチソルベントと混合する場合、比較的低い過飽和の推進力は、ホッパーキューブを創生するのに不十分であるが、図２ｄの成熟ホッパーキューブないし図２ａの固体キューブの範囲の形態を有する結晶を形成する。
例えば、図３ａおよび３ｂは、変化する塩濃度で塩溶液から形成した塩結晶の代表的なサンプルを示す顕微鏡写真である。図３ａは20重量％の塩を含む塩溶液から形成した塩結晶を示し、図３ｂは25重量％の塩を含む塩溶液から形成した塩結晶を示す。
したがって、例示的な実施形態において、15重量％を超える溶質の塩溶液をアンチソルベントに添加して、アンチソルベント結晶化によってホッパー結晶を創生することができる。もう１つの実施形態において、塩溶液は15重量％を超えるが、27重量％未満の溶質はホッパーキューブ形態を有する塩結晶を達成する。
塩溶液の塩含量が塩結晶形態に悪影響を及ぼし、25重量％の塩溶液がホッパーキューブを与えたということをふまえて、アンチソルベント溶液のアルコール含量を変化させて結晶形態への対応する効果を決定した。非限定的な実施形態において、アンチソルベント溶液にはエタノールが含まれ、その量を以下に示すように変化させた。15 gの25重量％塩溶液を150 gの100体積％エタノール（すなわち、200プルーフのエタノール）と混合した場合、アンチソルベントと塩溶液との間の界面で塩は迅速に核になり、約5μｍの大きさを有する多数の小さな塩結晶核の形成を生じる。これらの微粒子は乾燥後にケーキに凝集し、個々の粒子に容易に分離しなくなった。しかしながら、同じ塩溶液を150 gの95体積％エタノールに注いだ場合、約20μｍの幾つかの固体キューブに沿って30〜150μｍの大きさの範囲のホッパーキューブを含む塩結晶を得た。この実験の結果を図4に示す。
図４ａおよび４ｂは、変動するエタノール濃度でアンチソルベント結晶化によって形成した塩結晶の代表的なサンプルを示す顕微鏡写真である。特に、図４ａは15 gの25重量％塩溶液と150 gの100体積％エタノールとの混合物から形成した塩結晶を示し、図４ｂは水中の150 gの95体積％エタノールと混合した15 gの25重量％塩溶液を示す。以前に論じたように、100体積％エタノールから形成した塩結晶は小さな結晶核を与えたのに対し、95体積％エタノールから形成した塩結晶は、ホッパーキューブから固体キューブの範囲の結晶形態の範囲を与えた。
したがって、非−限定的な実施形態において、アンチソルベント結晶化法は100体積％未満のエタノール（すなわち、200プルーフ未満のエタノール）であるアンチソルベントを用いる。もう１つの実施形態において、アンチソルベント溶液は水中の80体積％を超えるが100体積％未満の範囲のエタノールを有し、より具体的な実施形態において、アンチソルベントは水中の95体積％エタノールである溶液である。
ホッパーキューブ形態を有する塩結晶は、塩溶液とアンチソルベントの質量比が1：20〜1：1.25の範囲で、より具体的には1：10〜3：5の範囲で前記したように塩溶液とアンチソルベントとを混合することによって得た。
混合条件の変数は、混合温度および撹拌速度にさらに分解することができる。混合温度は溶解度および反応速度に影響するが、温度は、ホッパーキューブ形態を有する塩結晶の製造方法が製造の複雑さおよびコストを増大する熱交換器の使用を必要としないように、室温付近、20〜30℃、より詳細には25℃（298K）付近に維持した。したがって、混合温度を室温に維持しつつ、撹拌速度を変化させて結晶形態に対する対応する効果を決定した。
塩結晶形態に対する混合速度の効果を試験するために、30 gの25重量％塩溶液を、撹拌しながら100 gの95体積％エタノールから形成したアンチソルベントと混合した。撹拌は、慣用的なマグネティック撹拌バーを用いて行った。第１の試験において、塩溶液をアンチソルベントと混合し125 RPMで撹拌した。第２の試験において、塩溶液をアンチソルベントと混合し、1100 RPMで撹拌した。結果を図５に示す。
図５ａおよび５ｂは、変化する撹拌速度に曝した過飽和溶液から形成した塩結晶の代表的なサンプルを示す顕微鏡写真である。図５ａは125 RPMで撹拌して形成した塩結晶を示し、図５ｂは1100 RPMで撹拌して形成した塩結晶を示す。混合を欠くアンチソルベント結晶化法で形成した塩結晶と比較して、撹拌した資料は小さなキューブを与えたが、多数の複雑なホッパーキューブであった。高い撹拌速度は溶質分子間の接触の確率を高めそうであるが、分子は複雑なホッパーキューブの形成と関連するより迅速な結晶成長を許容する。ホッパーキューブの大きさは40〜120μｍであった。最高の撹拌速度でより小さな結晶の大きさが観察され、これは撹拌の間に少なくとも一部分が破壊されることに帰結し得る。
したがって、１つの実施形態において、アンチソルベント結晶化方法を開示し、それには、アンチソルベントおよび塩溶液から形成した過飽和溶液と塩溶液とを1100 RPM未満で回転するマグネティック撹拌バーで撹拌する混合工程を含む。もう１つの実施形態において、マグネティック撹拌バーは、より大きな結晶が得られるように、125 RPM以下で回転させる。最後の実施形態において、塩溶液は、最大の可能な塩結晶が得られるように、混合をしないで、塩溶液と混合する。
アンチソルベントと合する前に添加物を塩溶液に導入することもできる。添加物は、吸着および／または化学的相互作用を介して結晶面の表面自由エネルギーを変化させるキャップ剤として作用することによって塩結晶の形態を変化させる。以下の添加物を調べて、結晶形態に対するその効果を決定した：塩化カリウム（KCl）、アルギン酸ナトリウム（Na（C6H8O6）n）、クエン酸（C6H8O7）、リン酸三カルシウム（Ca3（PO4）2）、バルビツール酸（C4H4N2O3）、グリシン（C2H5NO2）、クエン酸ナトリウム（HOC（COONa）（CH2COONa）2）および乳酸カルシウム（C6H10CaO6）。これらのうち、バルビツール酸、グリシンおよびクエン酸ナトリウムは、塩溶液中の0.5重量％の塩の質量で塩結晶の形態を変化させることが示され、その結果を図６に示す。
図６ａ〜６ｆは、塩溶液添加物の存在下で形成し塩結晶の代表的なサンプルを示す顕微鏡写真である。修飾塩溶液は、0.5重量％で添加物のうちの１つを30 gの25重量％塩溶液に混合することによって形成した。ついで、修飾塩溶液を、温和な撹拌の存在下、室温にて100 gの95体積％エタノールと合した。図６ａおよび６ｂは、アンチソルベントと合する前にバルビツール酸を塩溶液に混合した場合に形成した結晶を示す。塩結晶には、固体キューブ、ハローキューブ、単純なホッパーキューブ、複雑なホッパーキューブおよび有角（horned）キューブも含まれる。有角キューブは、８つの角様構造を有する結晶であり、その各々は結晶構造の中心から結晶構造の周囲を囲むように描いた仮想キューブの異なるコーナーに延びる。有角キューブは過飽和の推進力が最高の場合に形成され、それは樹状突起形成の複雑さによって明らかである。溶質が消費され、過飽和力が低下すると、複雑なホッパーキューブ、成熟ホッパーキューブ、単純なホッパーキューブ、ハローキューブおよび固体キューブが、各々、代わって形成される。
図６ｃおよび６ｄは、アンチソルベントと合する前に塩溶液にグリシンを添加した場合に形成された結晶を示す。得られる結晶は、一般的に、似ている固体キューブのストランドまたはクランプを形成するより小さいキューブの塊と記載し得る。より小さいキューブには、固体キューブ、ハローキューブ、および単純なホッパーキューブが含まれる。
図６ｅおよび６ｆは、アンチソルベントと合する前に塩溶液にクエン酸ナトリウムを添加した場合に形成された結晶を示す。得られる結晶は、一般的に、クエン酸ナトリウムの不存在下で形成された結晶の丸型バージョンと記載し得る。したがって、キューブは、似ている固体キューブ、ハローキューブ、単純なホッパーキューブ、および複雑なホッパーキューブと記載し得るが、四角形のステップの代わりに丸いエッジおよび湾曲した凹面を有すると記載し得る。
図７は、例示的な実施形態と一致する塩組成物を形成する方法のフローチャートである。第１の工程において、アンチソルベント溶液を提供する（ステップ702）。非限定的な実施形態において、アンチソルベント溶液は200プルーフ未満（100体積％エタノール未満）のエタノールであり、もう１つの実施形態において、エタノールは180〜200プルーフ（90〜100体積％のエタノール）である。少なくとも１つの例示的な実施形態は、190プルーフ（95体積％）のエタノールであるアンチソルベント溶液を用いる。
第２のステップにおいて、塩溶液を提供する（ステップ704）。塩溶液は、溶媒に溶解した溶質から形成し、室温で合し、全ての溶質粒子が完全に溶解するまで混合する。室温は293〜303K（20〜30℃）の範囲とすることができる。１つの実施形態において、溶質は塩溶液の15重量％を超える量で存在する。もう１つの実施形態において、溶質は塩溶液の15〜27重量％である。開示する例示的な実施形態において、溶質には塩化ナトリウムが含まれ、溶媒は水である。
いくつかの実施形態において、溶質には、塩化ナトリウムの0.3〜0.8重量％の量で他の添加物が含まれ得る。例示的な実施形態には、塩化ナトリウムの約0.5重量％の量で１またはそれを超える添加物が含まれる。
塩溶液は、アンチソルベント溶液に添加して過飽和溶液を形成する（ステップ706）。塩溶液は、室温にて、1：20〜1：1.25の重量比でアンチソルベント溶液に添加し得る。このステップにおいて、塩溶液およびアンチソルベント溶液の混合は、撹拌なしでも達成し得る。別の実施形態において、アンチソルベント溶液への塩溶液の添加は、撹拌の存在下で行い得る。撹拌は1100 RPM未満で回転するマグネティック撹拌バーによって行い得、幾つかの実施形態において、マグネティック撹拌バーは125 RPM以下で回転する。
過飽和溶液を結晶化して塩組成物を形成する（ステップ708）。１つの実施形態において、過飽和溶液は5〜15分間の時間で結晶化し、幾つかの特定の実施形態において、過飽和溶液はほぼ10分間結晶化する。塩組成物にはホッパーキューブ塩結晶が含まれる。所望により、塩組成物はポスト−プロセシングステップに付してもよく、これには通常の方法を用いて塩組成物を乾燥することが含まれ得る。この乾燥には、限定するものではないが、真空濾過および１以上の大きさベースの画分への分離が含まれる。また、前記した方法のステップは室温、例えば20℃〜30℃で行って加熱エレメントの利用と関連するさらなる費用および複雑さを排除する。
アンチソルベント結晶化から形成した塩組成物は、食品に適用して望ましいレベルの塩味を達成することができる。あるいは、塩組成物は、食品に添加した塩組成物が特定の大きさの範囲からのまたは２またはそれを超える大きさの範囲の組合せからの塩結晶を含み得るように大きさに基づく２またはそれを超える画分に分離してもよい。食品は、比較的低水分含量、一般的には5重量％未満を有するポテトチップ、プレッツェルまたはトルティーヤチップのような塩味のスナックとすることができる。低水分含量は塩組成物における塩結晶の溶解を制限し、高い溶出速度を有する塩結晶の形態を保持する。非限定的な実施形態において、塩組成物は食品の外部表面に適用して、塩味の食品を形成する。本明細書に記載する塩結晶の形態は溶出速度を高めるため、塩味の食品は、通常入手可能な塩よりも同じ塩味を達成するのに少ない塩しか必要としない。以下に論じる比較例は、本明細書に記載する新規な塩組成物の高い溶出速度を指示する証拠である。
比較例
塩結晶はアンチソルベント結晶化によって形成し、通常入手可能な塩と比較した。表１の塩組成物を形成するために用いたアンチソルベント結晶化法は、25重量％塩溶液を室温で95体積％エタノール 塩溶液と混合する工程および混合しない工程を含んでいた。得られた過飽和溶液は約10分間結晶化させ、得られた塩組成物を濾過し、120℃および25インチ水銀注を超える気圧で、12時間乾燥した。アンチソルベント結晶化から形成した塩組成物は、以下の通常のDesigner Salt Testingプロトコールを用いて特徴付けした：ホール密度（ASTM Standard B 212-99）、かさ密度（ASTM Standard B527-06）および流動性（ASTM standard B213-03, Method 1）、ならびに表面積（ASAP 2020自動表面積装置を用いたBrunauer-Emmett-Teller法）。これらの結果を通常入手可能な塩：「15−ミクロン塩」、アルバーガーセレクト塩、アルバーガーファインフレーク塩、および純粋な塩と比較した。表１はこのテストの結果を掲載している。
ホッパーキューブ形態を有する塩結晶は、全ての塩の中で最小の嵩密度を有していたが、２番目に高い表面積を有しており、15−ミクロン塩だけに劣っていた。15−ミクロン塩の最高の表面積は、小さなキューブ形態を有する結晶の部分に起因する。しかしながら、15−ミクロン塩結晶の小さなキューブは、塩組成物の流動性に対して負に作用する。より大きな表面積は、高い溶出速度に寄与する。
ホッパーキューブ塩結晶の溶出速度を測定し、15−ミクロン塩、アルバーガーセレクト塩、アルバーガーファインフレークおよび純粋な塩の溶出速度と比較した。溶出は、結晶のような固体の物質が水のような溶液中で溶質になるプロセスである。溶出速度は、温度、撹拌速度、および粒子の表面積を含む多くの要素に依存する。より小さな粒子はより大きな粒子よりも迅速に溶解する。したがって、溶出速度は、以下の粒径サイズの範囲に分離した塩粒子について決定した：45〜90μｍ、90〜150μｍ、150〜212μｍ、212〜250μｍおよび250〜300μｍ。
溶出速度は、塩の溶出が溶出の速度を定量するために測定し得る溶液のイオン電導度を変化するという理論に基づいて人工唾液に溶解した種々の塩組成物の電気伝導度を測定することによって決定した。電気伝導度は、電流を伝導する溶液の能力であり、これは水のように極性溶液中でイオン化されている溶解した固体の存在に寄与する。伝導度は、溶液に浸漬した２つの電極に交流電流を印加し、得られる電圧を測定することによって測定し得る。本明細書に記載する伝導性実験は、Thermo Scientific（商標）Orion（商標） Star A222 Conductivity Portable Meterを用いて室温で行った。
人工唾液溶液の組成物は、表２に従って混合した。
塩粒子は120℃にて2時間オーブン乾燥し、ついで室温まで冷却し、伝導性テストを行う前はデシケーターに維持した。各塩粒径範囲について、３回の試験を行った。各試行について、40 mgの塩を900 RPMで回転する磁気撹拌バーを用いて撹拌しつつ室温で80 gの人口唾液に溶解した。結果を表３〜６に示す。
表３〜６では、本明細書に記載する新規のアンチソルベント塩組成物を用いて表１に掲載する通常入手可能な塩の溶解速度を比較している。 より具体的には、表３〜７では、50%の塩サンプル（t50%）、80%の塩サンプル（t80%）、90%の塩サンプル（t90%）、および100%の塩サンプル（t100%）を溶解するのに要する時間を比較している。
表３〜６に含まれるデータは、粒径が増大するに従ってt50%、t80%、t90%およびt100%が増大することを示している。さらに、異なる形態は、溶解時間に影響する。15−ミクロン塩およびアンチソルベント塩組成物は、純粋な塩、アルバーガーセレクトおよびアルバーガーファインフレーク 塩よりも迅速に溶解している。
図８は、粒径の関数としてのアンチソルベント結晶化によって形成した塩結晶の溶解挙動を示すグラフである。グラフは、一般的により小さい塩結晶がより大きな塩結晶よりもより迅速に溶解することを示している。y−軸は電流伝導度（ct）と初期伝導度（c0）との差を表すが、以下の式を用いて１に正規化している：
ymax=（ct−c0）×1／（（cmax−c0））
（式中、cmaxは達した最大伝導度である）
（式中、cmaxは達した最大伝導度である）
アンチソルベント結晶化によって形成した新規な塩組成物が大部分の通常入手可能な塩よりも高い溶解速度を有することをふまえて、通常入手可能なポテトチップのサンプル（対照サンプル）と種々の濃度の新規な塩組成物で塩味を付けたサンプル（実験サンプル）との比較を行った。熟練者パネルに、対照サンプルと実験サンプルとを多数の属性（そのうちの１つには塩味が含まれる）に従って比較することを依頼した。熟練者パネルは、対照サンプルよりもナトリウムが約20％少ない実験サンプルでも、対照サンプルと同様の塩味を感じると結論付けた。
本願明細書に記載する塩組成物, 対応する製造方法, および低減された塩の食は、先行技術に対して顕著な改善である。消費者による塩味の知覚における意味のある差なしに、食品に加える塩の量を少なくとも20％低減することができるためである。また、本明細書に記載するある種の実施形態の新規な態様は、塩化ナトリウム以外の化合物を含めることなく、ナトリウムの低減を達成できる。
さらなる実施形態
さらなる実施形態
開示する発明のさらなるサポートにおいて以下に記載する実施形態を提供する：
第１の実施形態において,本開示の新規な態様は、少なくとも0.19〜0.23 m2／gの表面積および0.8 g／cm3未満のホール密度を有する複数の塩結晶を含む塩組成物に指向される。
第１の実施形態のもう１つの態様において、塩組成物は少なくとも0.19〜0.23 m2／gの表面積および0.8 g／cm3未満のホール密度を有する複数の塩結晶を含み、塩組成物はさらに以下から選択される１またはそれを超える限定を含む：
ここで、複数の塩結晶は0.90 g／cm3未満のかさ密度をさらに含み；
ここで、複数の塩結晶の各々は少なくとも10μｍの大きさであり；
ここで、複数の塩結晶は成熟ホッパーキューブ形態を有する第１の部分を含み；
ここで、第１の部分の複数の塩結晶は80〜150μｍの大きさであり；
ここで、複数の塩結晶は単純なホッパーキューブ形態を有する第２の部分、ハローキューブ形態を有する第３の部分、および固体キューブ形態を有する第４の部分をさらに含み；
ここで、第２の部分の複数の塩結晶は50〜100μｍの大きさであり、第３の部分の複数の塩結晶は30〜50μｍの大きさであり、第４の部分の複数の塩結晶は15〜25μｍの大きさであり；
ここで、複数の塩結晶は複雑なホッパーキューブ形態を有する第５の部分をさらに含み；
ここで、第５の部分の複数の塩結晶は80〜150μｍの大きさであり；
ここで、複数の塩結晶は塩化ナトリウムを含み；
ここで、複数の塩結晶は塩結晶の0.3〜0.8重量％の量の添加剤をさらに含み；および
ここで、添加剤はバルビツール酸、グリシンおよびクエン酸ナトリウムよりなる群から選択される。
第２の実施形態において、本開示の新規な態様は塩組成物を形成する方法に指向され、方法には：アンチソルベント溶液を提供し；塩溶液をアンチソルベント溶液に添加して過飽和溶液を形成し、ここで、塩溶液は15重量％の溶質を超える濃度を有し、ここで、塩溶液とアンチソルベント溶液の質量比は1：20〜1：1.25の範囲であり；および、過飽和溶液を結晶化して、少なくとも0.19〜0.23 m2／gの表面積および0.8 g／cm3未満のホール密度を有する複数の塩結晶を有する塩組成物を形成する。
第２の実施形態のもう１つの態様において、本開示の新規な態様は塩組成物を形成する方法に指向され、方法には：アンチソルベント溶液を提供し；塩溶液をアンチソルベント溶液に添加して過飽和溶液を形成し、ここで、塩溶液は15重量％の溶質を超える濃度を有し、ここで、塩溶液とアンチソルベント溶液の質量比は1：20〜1：1.25の範囲であり；および、過飽和溶液を結晶化して、少なくとも0.19〜0.23 m2／gの表面積および0.8 g／cm3未満のホール密度を有する複数の塩結晶を有する塩組成物を形成し、方法は以下から選択される１またはそれを超える限定をさらに含む：
ここで、塩溶液は溶媒に溶解した溶質を含み、ここで、塩溶液は27重量％未満の塩溶液であり；
ここで、溶質は塩化ナトリウムを含み、溶媒は水を含み；
ここで、アンチソルベントはエタノールであり；
ここで、アンチソルベントは100体積％未満のエタノールであり；
ここで、アンチソルベントは90体積％を超えるエタノールであり；
ここで、過飽和溶液5〜15分間に結晶化して塩組成物を形成し；
ここで、過飽和溶液は約10分間結晶化して塩組成物を形成し；
ここで、混合工程は過飽和溶液125 RPM以下で回転する磁気撹拌バーを用いて過飽和溶液を混合することをさらに含み；
ここで、方法は塩組成物を乾燥することをさらに含み；
ここで、乾燥工程は減圧濾過をさらに含み；
ここで、塩溶液は溶質に対して0.3〜0.8重量％の範囲で添加剤を含み；
ここで、添加剤はバルビツール酸、グリシンおよびクエン酸ナトリウムからなる群から選択され；
ここで、塩組成物は80〜150μｍの範囲の大きさを有するホッパーキューブを含み；
ここで、ホッパーキューブは0.23〜0.19 m2／gの表面積を有し；
ここで、塩組成物は単純なホッパーキューブ、ハローキューブおよび固体キューブをさらに含み；
ここで、塩組成物は複雑なホッパーキューブをさらに含み；
ここで、方法の工程は20〜30℃の温度で行い；および
ここで、方法は塩組成物を濾過して選択された（select）粒径を得ることをさらに含む。
第３の実施形態において、本開示の新規な態様は外側表面を含む食品；および食品の外側表面に適用する塩組成物に指向され、ここで、塩組成物は少なくとも0.19〜0.23 m2／gの表面積および0.8 g／cm3未満のホール密度を有する複数の塩結晶を含む。
第３の実施形態のもう１つの態様において、本開示の新規な態様は外側表面を含む食品；および食品の外側表面に適用する塩組成物に指向され、ここで、塩組成物は少なくとも0.19〜0.23 m2／gの表面積および0.8 g／cm3未満のホール密度を有する複数の塩結晶を含み、食品 は以下から選択される１またはそれを超える限定をさらに含み：
ここで、複数の塩結晶の各々は少なくとも10μｍの大きさであり；
ここで、塩組成物は成熟ホッパーキューブ形態を有する第１の部分を含み；
ここで、第１の部分の複数の塩結晶は80〜150μｍの大きさであり；
ここで、複数の塩結晶は単純なホッパーキューブ形態を有する第２の部分、ハローキューブ形態を有する第３の部分、および固体キューブ形態を有する第４の部分をさらに含み；
ここで、第２の部分の複数の塩結晶は50〜100μｍの大きさであり、第３の部分の複数の塩結晶は30〜50μｍの大きさであり、第４の部分の複数の塩結晶は15〜25μｍの大きさであり；
ここで、複数の塩結晶は複雑なホッパーキューブ形態を有する第５の部分をさらに含み；
ここで、第５の部分の複数の塩結晶は80〜150μｍの大きさであり；および
ここで、複数の塩結晶は塩化ナトリウムを含む。
本発明の実施形態を幾つかのエレメントに参照して記載したが、本明細書に記載した実施形態において記載したいずれのエレメントも例示的なものであり、適用し得る省略し、置換し、追加し、結合し、または再配置して新しい実施形態を形成できる。当業者であれば、本願明細書を読んだ際に、本明細書に開示するかかるさらなるが有効に本願明細書に開示されていることを認識するであろう。例えば、本開示はエレメントについての特徴、構造、大きさ、形状、配置、または組成物、またはエレメントまたはエレメントの組合せを製造するまたは用いるプロセス、特徴、構造、大きさ、形状、配置または組成物、または本願明細書に記載するエレメントまたはエレメントの組合せを製造するまたは用いるプロセスを他のエレメントまたはエレメントの組合せに取り込んで、さらなる実施形態を提供し得る。
さらに、幾つかのエレメントまたはエレメントの群を含むと記載する場合、さらなる実施形態はエレメントまたはエレメントの群から実質的になるまたはからなり得る。また、「〜を含む」というオープンエンドの語を一般的に本願明細書で用いているが、さらなる実施形態は「〜から実質的になる」または「〜からなる」と置換することによって形成し得る。
本発明を好ましい実施形態を用いて特に示し、記載したが、当業者であれば、形状および詳細における種々の変形を発明の精神および範囲から逸脱することなくここになし得ることは理解するであろう。発明者は当業者が適当にかかる変形を用い、発明者が本明細書に詳細に期するほかを実施することを意図するであろう。したがって、本発明は適用可能な法律によって許されるようにここに添付する請求の範囲に引用した主題事項のすべての修飾および均等物を包含する。また、そのすべての可能な変形における前記したエレメントのいずれの組合せも、本明細書に別段指摘しない限り、その他、文脈に明らかに矛盾しない限り、本発明によって包含される。
Claims (20)
- 少なくとも0.19〜0.23 m2／gの表面積および0.8 g／cm3未満のホール密度を有する複数の塩結晶を含む塩組成物。
- 複数の塩結晶が0.90 g／cm3未満のかさ密度をさらに含む、請求項１に記載の塩組成物。
- 複数の塩結晶の各々が少なくとも10μｍの大きさである、請求項１に記載の塩組成物。
- 複数の塩結晶が成熟ホッパーキューブ形態を有する第１の部分を含む、請求項３に記載の塩組成物。
- 第１の部分の複数の塩結晶が80〜150μｍの大きさである、請求項４に記載の塩組成物。
- 複数の塩結晶が、単純なホッパーキューブ形態を有する第２の部分、ハローキューブ形態を有する第３の部分、および固体キューブ形態を有する第４の部分をさらに含む、請求項３に記載の塩組成物。
- 第２の部分の複数の塩結晶が50〜100μｍの大きさであり、第３の部分の複数の塩結晶が30〜50μｍの大きさであり、第４の部分の複数の塩結晶が15〜25μｍの大きさである、請求項６に記載の塩組成物。
- 複数の塩結晶が複雑なホッパーキューブ形態を有する第５の部分をさらに含む、請求項３に記載の塩組成物。
- 第５の部分の複数の塩結晶が80〜150μｍの大きさである、請求項８に記載の塩組成物。
- 複数の塩結晶が塩化ナトリウムを含む、請求項１に記載の塩組成物。
- 塩組成物を形成する方法であって：
アンチソルベント溶液を提供し；
塩溶液をアンチソルベント溶液に添加して過飽和溶液を形成し、ここで塩溶液は15重量％の溶質を超える濃度を有し、塩溶液とアンチソルベント溶液の質量比は1：20〜1：1.25の範囲であり；および
過飽和溶液を結晶化して、少なくとも0.19〜0.23 m2／gの表面積および0.8 g／cm3未満のホール密度を有する複数の塩結晶を有する塩組成物を形成する
ことを含む方法。 - 塩溶液は溶媒に溶解した溶質を含み、ここで、塩溶液溶質27重量％未満である、請求項１１に記載の方法。
- 溶質は塩化ナトリウムを含み、溶媒は水を含む、請求項１２に記載の方法。
- アンチソルベントはエタノールである、請求項１１に記載の方法。
- アンチソルベントは100体積％未満のエタノールである、請求項１４に記載の方法。
- 方法の工程を20〜30℃の温度で行う、請求項１１に記載の方法。
- 外側表面；および
食品の外側表面に適用する塩組成物を含む食品であって、塩組成物は少なくとも0.19〜0.23 m2／gの表面積および0.8 g／cm3未満のホール密度を有する複数の塩結晶を含む、食品。 - 複数の塩結晶の各々は10μｍの大きさである、請求項１７に記載の食品。
- 複数の塩結晶は成熟ホッパーキューブ形態を有する第１の部分、単純なホッパーキューブ形態を有する第２の部分、ハローキューブ形態を有する第３の部分、および固体キューブ形態を有する第４の部分の少なくとも１つを含む、請求項１８に記載の食品。
- 複数の塩結晶は塩化ナトリウムを含む、請求項１７に記載の食品。
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