JP2021516036A

JP2021516036A - 食品における泡制御

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Publication number: JP2021516036A
Application number: JP2020511779A
Authority: JP
Inventors: ダブリュー．キング、スティファン; エイチ．カミンズ、クラーク; エル．タルチンスキィ、マイケル; チェン、シュエ
Original assignee: ダウグローバルテクノロジーズエルエルシー
Priority date: 2018-03-16
Filing date: 2019-03-14
Publication date: 2021-07-01
Also published as: WO2019178306A1; EP3764816A1; US20210000153A1; CN111031809A; US11478005B2; US20230041935A1

Abstract

【解決手段】泡を制御するための方法であって、泡制御剤および食料品を含む食品組成物を提供することであって、泡制御剤が、モノグリシジルエーテル付加物またはジグリシジルエーテル付加物を含む、方法。モノグリシジルエーテル付加物、ジグリシジルエーテル付加物、またはこれらの組み合わせを含む、泡制御に有用な組成物。【選択図】なし

Description

食料品を製造するためのプロセスは、望ましくない泡の発生を引き起こすことがある。泡管理の機械的方法は、有効性が限られている。代わりに、泡制御剤が、製造プロセスに追加され、泡の生成が低減される。食品および医薬品用途の場合、従来の泡制御剤には、酸化エチレンベース、酸化プロピレンベース、およびシリコーンベースの薬剤が含まれる。しかしながら、これらの現存する泡制御剤は、食品産業において好ましくない。生分解性であり、かつ再生可能に供給される泡制御剤が、望ましい。

本発明の第１の態様は、泡制御剤および食料品を含む食品組成物を提供することであって、泡制御剤は、以下のモノグリシジルエーテル付加物またはジグリシジルエーテル付加物のうちの少なくとも１つを含み、

式中、Ｒ^１は、ｎ−ブチルであり、Ｒ^２は、２−エチルヘキシルである、食品組成物を提供することと、食品組成物を加工することと、を含む。

本発明の第２の態様は、本発明の第１の態様の少なくとも１つのモノグリシジルエーテル付加物と１つのジグリシジルエーテル付加物との混合物からなる、泡制御組成物である。

本発明の第３の態様は、泡を制御する方法であって、本方法は、泡制御剤および食料品を含む食品組成物を提供し、泡制御剤は、１〜３２個の炭素原子を有するアルコールの反応生成物であるモノグリシジルエーテル付加物およびジグリシジルエーテル付加物を含み、

式中、Ｒは、２−エチルヘキシルまたはｎ−ブチルである、食品組成物を提供することと、食品組成物を加工することと、を含む。アルコールは、直鎖、分岐、または環状構造を有する脂肪族、ならびに芳香族または芳香族部分と脂肪族部分との混合物であり得る。好ましくは、アルコールは、４〜２４個または１８個の炭素を有する。好ましくは、アルコールは、脂肪族である。より好ましくは、アルコールは、直鎖または分岐脂肪族アルコールである。最も好ましくは、アルコールは、直鎖脂肪族アルコールである。

本開示は、泡を制御するための方法および組成物を記載している。本明細書に記載の方法および組成物は、特に、食品加工用途に関連している。食品加工中に、製造プロセスの様々な時点で泡が発生し得る。泡は、加工中に通気（例えば、機械的撹拌、混合、洗浄、抽出、撹拌、散布などによって生成される）が発生したときに、タンパク質、脂肪酸、および糖などの界面活性物質の存在によって引き起こされる。泡は、多くの異なる方法で食品加工プロセスを損ない、プロセスの流れを大きく混乱させる。本明細書に記載の方法および組成物は、本明細書に記載の方法が使用されない類似の食品プロセスと比較して、食品加工用途で生成される泡の量を制限するのに有効である。理論によって制限されることなく、本開示の方法および組成物が、（１）食品プロセスで生成される泡の量を制限する（消泡剤としても知られている）、および（２）生成された泡を最小化または除去する（消泡剤としても知られている）、という特性を有することが予想される。食品組成物および泡制御剤は、当該技術分野で知られているように、例えば混合することにより組み合わされる。

泡制御剤は、式（１）によって示されるプロセスに従って調製され得る：

式中、Ｒは、２−エチルヘキシルまたはｎ−ブチルのいずれかである。

式（１）の反応生成物は、エーテル生成物の混合物を提供し、一次生成物は、モノグリシジルエーテル付加物であり、二次生成物は、ジグリシジルエーテル付加物である。しかしながら、各付加物の量は、広範囲に及ぶ可能性があり、一次生成物は、一般に少なくとも５０重量％の量で、好ましくは少なくとも７５重量％の量で存在する。望ましくは、混合物は、いかなる精製もなく、形成されたまま使用される。微量または少量の高級エーテルもまた、反応生成物に存在する可能性がある。本明細書に記載の組成物は、式（１）で示されるプロセスに従って調製されたエーテルの混合物であり得、生成物混合物から１つ以上のエーテル生成物を分離するための後続の分離ステップなしで使用され得る。同様に、生成物は、当該技術分野で知られているものなどの任意の好適な分離方法によって分離され得、モノグリシジルエーテル付加物またはジグリシジルエーテル付加物を個別に使用され得るか、または任意の望ましい比率で混合され得る。加えて、プロセスから生じる任意のモノグリシジルエーテル付加物およびジグリシジルエーテル付加物を混合物に組み合わせて、泡制御剤として使用してもよい。

式１は、上記のように、エーテル付加物を形成するために使用され得る条件の１つのプロセスセットの単なる例示であり、他の容易に決定可能な条件が適用可能である。例えば、温度は、５０℃〜１５０℃などの任意の好適な温度であってもよい。時間は、数分から７２時間などの任意の好適な時間であってよいが、実際には、２４時間未満から１時間などの有用な生成物を作製するために可能な限り短い時間であることが望ましい。触媒は、アルカリ金属含有触媒などの任意の好適な触媒であってもよい。実例として、触媒は、水素化カリウム、水素化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、またはこれらの混合物であり得る。好ましくは、触媒は、水素化カリウムなどの水素化アルカリである。

表１には、エントリごとに１行、２４のエントリが列挙される。各エントリには、式（１）に示す反応の出発アルコール、モノグリシジルエーテル付加物、およびジグリシジルエーテル付加物が列挙されている。表１において、Ｒ^１は、ｎ−ブチルを指し、Ｒ^２は、２−エチルヘキシルを指す。

泡制御剤は、任意に、溶媒、界面活性剤、乳化剤、またはこれらの組み合わせをさらに含む。泡制御剤は、エントリ（１）〜（２４）のうちのいずれか１つのモノグリシジルエーテル付加物とジグリシジルエーテル付加物との混合物を０．５〜１００重量パーセント含有する。あるいは、泡制御剤は、エントリ（１）〜（２４）のうちのいずれか１つのモノグリシジルエーテル付加物とジグリシジルエーテル付加物との混合物を５〜１００重量パーセント含有する。あるいは、泡制御剤は、エントリ（１）〜（２４）のうちのいずれか１つのモノグリシジルエーテル付加物とジグリシジルエーテル付加物との混合物を１０〜１００重量パーセント含有する。あるいは、泡制御剤は、エントリ（１）〜（２４）のうちのいずれか１つのモノグリシジルエーテル付加物とジグリシジルエーテル付加物との混合物を１５〜１００重量パーセント含有する。あるいは、泡制御剤は、エントリ（１）〜（２４）のうちのいずれか１つのモノグリシジルエーテル付加物とジグリシジルエーテル付加物との混合物を２０〜１００重量パーセント含有する。あるいは、発泡制御剤は、エントリ（１）〜（２４）のうちのいずれか１つのモノグリシジルエーテル付加物とジグリシジルエーテル付加物との混合物を２５〜１００重量パーセント含有する。あるいは、発泡制御剤は、エントリ（１）〜（２４）のうちのいずれか１つのモノグリシジルエーテル付加物とジグリシジルエーテル付加物との混合物を３０〜１００重量パーセント含有する。

泡制御剤に含まれる任意の溶媒は、エントリ（１）〜（２４）のうちのいずれか１つのモノグリシジルエーテル付加物とジグリシジルエーテル付加物との混合物を溶解または分散するのに適しているように選択される。そのような溶媒には、炭化水素（芳香族および脂肪族の両方）、および酸素化溶媒（アルコール、ケトン、アルデヒド、エーテル、グリコールエーテル、エステル、およびグリコールエーテルエステル）が含まれる。

泡制御剤に含まれる任意の界面活性剤または乳化剤は、食料品上の泡制御剤の湿潤性を改善するため、またはエントリ（１）〜（２４）のうちのいずれか１つのモノグリシジルエーテル付加物とジグリシジルエーテル付加物との混合物でエマルジョンを形成するのに適しているように選択される。任意の界面活性剤または乳化剤は、エントリ（１）〜（２４）のうちのいずれか１つのモノグリシジルエーテル付加物とジグリシジルエーテル付加物との混合物の０．１〜３０重量％の範囲の量を有する。

任意の界面活性剤または乳化剤は、アニオン性、カチオン性、または非イオン性であってもよい。好適なアニオン性界面活性剤または乳化剤の例は、アルカリ金属、アンモニウムおよびアミン石鹸であり、そのような石鹸の脂肪酸部分は、好ましくは少なくとも１６個の炭素原子を含む。石鹸はまた、「その場で」形成することもでき、言い換えれば、脂肪酸を油相に、アルカリ性物質を水相に加えることができる。

好適なアニオン性界面活性剤または乳化剤の他の例は、アルキル−アリールスルホン酸のアルカリ金属塩、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、硫酸化またはスルホン化油、例えば硫酸化ヒマシ油、スルホン化獣脂、および長鎖鎖石油アルキルスルホン酸のアルカリ塩である。

好適なカチオン性界面活性剤または乳化剤は、酢酸オレイルアミド、酢酸セチルアミン、乳酸ジドデシルアミン、アミノエチル−アミノエチルステアラミドの酢酸塩、ジラウロイルトリエチレンテトラミンジアセテート、１−アミノエチル−２−ヘプタデセニルイミダゾリンなどの長鎖第一級、第二級、または第三級アミンの塩；ならびに臭化セチルピリジニウム、塩化ヘキサデシルエチルモルホリニウム、および塩化ジドデシルアンモニウムなどの第四級塩である。

好適な非イオン性界面活性剤または乳化剤の例は、オレイルアルコールと１０個のエチレンオキシド単位との反応生成物などの高級脂肪アルコールとエチレンオキシドとのアルコキシル化生成物；イソオクチルフェノールと１２個のエチレンオキシド単位との反応生成物などのアルキルフェノールとエチレンオキシドとのアルコキシル化生成物；５個以上のエチレンオキシド単位を有する高級脂肪酸アミドのアルコキシル化生成物；テトラエチレングリコールモノパルミテート、ヘキサエチレングリコールモノラウレート、ノナエチレングリコールモノステアレート、ノナエチレングリコールジオレエート、トリデカエチレングリコールモノアラキデート、トリコサエチレングリコールモノベヘネート、トリコサエチレングリコールジベヘネートなどの長鎖脂肪酸のポリエチレングリコールエステル、ソルビタントリステアレートなどの多価アルコール部分高級脂肪酸エステル、多価アルコール部分高級脂肪酸エステルのエチレンオキシド付加生成物、ならびにそれらの内部無水物（マンニタンと呼ばれているマンニトール無水物、およびソルビタンと呼ばれているソルビトール無水物）、例えば、１０分子のエチレンオキシドと反応したグリコールモノパルミテート、１２分子のエチレンオキシドと反応したペンタエリスリトールモノオレエート、１０〜１５分子のエチレンオキシドと反応したモノステアリン酸ソルビタン、１０〜１５分子のエチレンオキシドと反応したマンニタンモノパルミテート、１つのヒドロキシル基が高級脂肪酸でエステル化され、残りのヒドロキシル基がメトキシポリエチレングリコール５５０モノステアレート（５５０はポリグリコールエーテルの平均分子量を意味する）などの低分子アルコールでエーテル化されている長鎖ポリグリコールである。これらの界面活性剤の２つ以上の組み合わせを使用してもよく、例えば、カチオン性は、非イオン性と、または非イオン性のアニオン性と混合されてもよい。

泡制御剤は、１つ以上の添加剤をさらに含んでもよい。添加剤の例には、エチレンオキシド／プロピレンオキシドブロックコポリマー、ブチレンオキシド／プロピレンオキシドブロックコポリマー、エチレンオキシド／ブチレンオキシドブロックコポリマー、ワックス、またはシリコーンベースの材料が含まれる。

本明細書に記載の「食品組成物」は、泡制御剤および食料品の組み合わせである。本明細書で使用される場合、「食料品」とは、食用または飲用可能な材料、または食用または飲用材料に加工することができる材料を指す。食料品は、一般に、食品組成物を作るために泡制御剤と組み合わせて使用される任意の材料を指すために使用される。好ましくは、食料品は、ジャガイモ、ジャガイモ派生物、ビート、またはビート派生物である。本明細書で使用する場合、派生物とは、食料品がある程度加工されていることを意味する。そのようなプロセスの例には、洗浄、スライス、発酵、すりおろし、粉砕、剥離、および混合が含まれる。ビートまたはビート派生物は、好ましくはテンサイまたはその派生物である。食料品は、泡制御剤の添加の前に１つ以上の加工ステップに従って事前に加工されてもよい。あるいは、食料品は、加工ステップの間に洗浄されてもよく、それにより、１つ以上の加工ステップの間に泡制御剤が別個に添加される。

泡制御剤は、プロセスに必要な泡制御のレベルを達成するのに十分な量で食料品に添加される。異なる食品加工技術が様々なレベルの泡生成をもたらし、それ自体、所望の結果を達成するために様々な量の泡制御剤を必要とすることが認識されている。食料品に添加される泡制御剤の量は、泡制御剤と食料品の合計重量（食品組成物の総重量）の割合として測定され、泡制御剤の量は、食品組成物の総重量の０．０１〜５重量パーセント、好ましくは、食品組成物の総重量の０．１〜１重量パーセントである。

２４の反応は、個々の小さな反応器中で窒素下で行った。各反応器は、取り外し可能なポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）撹拌棒とともにはガラスインサートを含んだ。各反応器を、１２５℃の真空オーブンで乾燥させた。表２は、反応器に充填させた出発アルコール、ならびに反応によって生成されたモノグリシジルエーテル付加物およびジグリシジルエーテル付加物を含む、２４の反応物を列挙する。表２で使用されているように、Ｒ^１は、ｎ−ブチルで、Ｒ^２は、２−エチルヘキシルである。表２の１つのエントリに対して１０ｍｍｏｌの出発アルコールを、ピペットでそれぞれのガラスインサートに窒素下で添加した。アルコールの量は、０．３５９〜２．２３７ｍｌの範囲であった。水素化カリウム（１ｍｍｏｌ、４０ｍｇ）を、各バイアルに導入し、混合物を、ガスの泡立ちが停止するまで撹拌した。次いで、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル（１０ｍｍｏｌ、１．８６ｇ）を、Ｒ^２部分を有する生成物を有する各ガラスインサートに添加するか、またはｎ−ブチルグリシジルエーテル（１０ｍｍｏｌ、０．９１ｇ）を、Ｒ^１部分を有する生成物を有する各ガラスインサートに添加した。温度を１００℃に上げ、プロセス温度に達した後、反応混合物を２０時間撹拌した。次いで、反応器を冷却し、サンプルをＧＣ−ＭＳで分析し、生成物を特定した（表２）。

ジャガイモは、水で洗い、皮をむき、スライスした。７８０ｇのスライスしたジャガイモおよび５２０ｇの脱イオン（ＤＩ）水を、キッチンフードプロセッサーに加え、１分間処理した。ジャガイモのスラリーが生成され、これを濾紙を通して濾過し、液体を使用して、泡制御剤を評価した。この液体は、ジャガイモ液と称される。

これらの材料を泡制御剤として評価するために、表２に列挙されている２４の生成物（モノグリシジルエーテル付加物とジグリシジルエーテル付加物との混合物）のそれぞれについて、サンプルを調製した。各サンプルには、０．５ｇの表２の対応する生成物および９９．５ｇのジャガイモ液が含まれ、評価用の１００ｇの材料が得られた。加えて、いかなるグリシジルエーテル付加物も含まない１００ｇのジャガイモ液を含む対照サンプルもまた、調製した。

散布チューブ試験を利用して、泡制御剤の性能を評価した。この試験手順の説明は、参照文献Ｎ．Ｄ．Ｄｅｎｋｏｖ，“ＭｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆＦｏａｍＤｅｓｔｒｕｃｔｉｏｎｂｙＯｉｌ−ＢａｓｅｄＡｎｔｉｆｏａｍｓ，”Ｌａｎｇｍｕｉｒ２００４，２０（２２），９４６３−９５０５で知られており、参照により本明細書に組み込まれる。材料の「泡制御効率」は、泡の高さに対する影響を測定することにより評価された。１００ｇの上記の各液体サンプルを、直径５ｃｍの１０００ｍＬのガラスシリンダーに個別に添加した。焼結ガラスフリットを取り付けた垂直ガス散布チューブを、シリンダー底部に配置し、シリンダー底部から空気を泡立てた。空気の流れは、ＡｍｅｔｅｋＬｏ−Ｆｌｏ０−１０フロートメーターの設定を１にして制御された。空気の流れが適用されてから最初の１０分間の泡の高さを記録した。最初の１０分以内に泡の高さが１０００ｍＬに達した場合、この実験を中止した。

表３は、実施例および対照サンプルについての、時間の関数としてのジャガイモ液の泡体積である。表において、実施例１〜２４は、表２に列挙されている生成物に対応し、上記のようにジャガイモ液に加えられ、対照は、いかなるグリシジルエーテル付加物も加えないジャガイモ液である。泡の体積の数値の単位は、ｍＬである。表に示すように、表２からの生成物の添加は、泡のレベルは１０分後でも１０００ｍＬ未満にとどまったが、対照の泡の量は、２分以内に１０００ｍＬに達した。

テンサイを洗浄し、対照を含む上記のジャガイモと同様の方法で加工した。表４は、実施例および対照例について、時間の関数としてのテンサイ液の泡体積である。表４では、実施例１５ａ〜２４ａは、表２に列挙されている生成物（１５〜２４）に対応し、上記のようにテンサイに加えられ、対照は、いかなるグリシジルエーテル付加物も加えないテンサイ液である。泡の体積の数値の単位は、ｍＬである。表に示すように、表２からの生成物の添加は、泡のレベルは１０分後でも１０００ｍＬ未満にとどまったが、対照の泡の量は、２分以内に１０００ｍＬに達した。

Claims

泡を制御するための方法であって、
泡制御剤および食料品を含む食品組成物を提供することであって、前記泡制御剤が、以下のモノグリシジルエーテル付加物またはジグリシジルエーテル付加物のうちの少なくとも１つを含み、

式中、Ｒ^１が、ｎ−ブチルであり、Ｒ^２が、２−エチルヘキシルである、食品組成物を提供することと、
前記食品組成物を加工することと、を含む、方法。
前記泡制御剤が、前記モノグリシジルエーテル付加物のうちの１つと前記ジグリシジルエーテル付加物のうちの１つとの混合物からなる、請求項１に記載の方法。
前記泡制御剤が、前記モノグリシジルエーテル付加物と前記ジグリシジルエーテル付加物との混合物を、３０〜１００重量パーセント含有し、前記混合物が、エントリ（１）〜（２４）のうちのいずれか１つである、請求項２に記載の方法。
前記食品組成物中の前記泡制御剤の量が、０．０１〜５重量％である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
前記食品組成物中の前記泡制御剤の量が、０．１〜１重量％である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
前記泡制御剤が、溶媒をさらに含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
前記泡制御剤が、界面活性剤または乳化剤をさらに含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
前記食品加工が、洗浄、スライス、発酵、すりおろし（ｇｒａｔｉｎｇ）、粉砕、剥離、または混合のうちの１つ以上を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
前記食料品が、ジャガイモ派生物を含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
以下の列（１）〜（２４）に示されるモノグリシジルエーテル付加物のうちのいずれか１つ以上とジグリシジルエーテル付加物のうちのいずれか１つ以上との混合物を含む、組成物であって、

式中、Ｒ^１が、ｎ−ブチルであり、Ｒ^２が、２−エチルヘキシルである、組成物。
食料品および請求項１０に記載の組成物からなる、食品組成物。
前記食品が、ジャガイモ、ジャガイモ派生物、ビート、またはビート派生物である、請求項１１に記載の食品組成物。
前記食料品が、テンサイまたはテンサイ派生物である、請求項１２に記載の食品組成物。
前記混合物が、前記列のうちのいずれか１つの前記モノグリシジルエーテル付加物および前記ジグリシジルエーテル付加物からなる、請求項１０に記載の組成物。
以下の付加物のうちの少なくとも１つからなる、泡制御組成物であって、

式中、Ｒ^１が、ｎ−ブチルであり、Ｒ^２が、２−エチルヘキシルである、泡制御組成物。
泡を制御する方法であって、泡制御剤および食料品を含む食品組成物を提供することであって、前記泡制御剤が、１〜３２個の炭素原子を有するアルコールの反応生成物であるモノグリシジルエーテル付加物およびジグリシジルエーテル付加物を含み、

式中、Ｒが、２−エチルヘキシルまたはｎ−ブチルである、食品組成物を提供することと、前記食品組成物を加工することと、を含む、方法。