JP2022504481A - ビタミンb9を含む押出し物 - Google Patents

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Abstract

Figure 2022504481000001
本発明は、葉酸を含む押出し物に関する。保存安定性を増加させるために、固体pHバッファーが追加される。そのような押出し物は、押出し物が葉酸に加えてビタミンB1及び/又はビタミンB2を含む場合でも長期の貯蔵寿命を有する。
【選択図】なし

Description

発明の詳細な説明
[技術分野]
本発明は、ビタミンを含有する水分散性で食用の粒子に関する。そのような粒子は、食品又は飲料を調製するために使用され得る。
[発明の背景]
葉酸は、以前から知られていた。葉酸は、ビタミンB9とも呼ばれる。
葉酸は、市販で入手可能である。欧州特許第1026166B1号明細書は、葉酸を調製するための工程を開示している。
葉酸は、水溶性である。欧州特許第0954986B1号明細書の実施例1は、葉酸を含有する飲料を開示している。
栄養強化飲料は、水、フルーツジュース又は同様のものにインスタント粉末を分散させることによって作ることができる。使用前、そのようなインスタント粉末は、バッグ中に保存される。商業的に価値あるものとなるために、密封バッグは、その内容物と共に長期の貯蔵寿命を有していなければならない。
インスタント粉末を製造するための様々な方法が知られている。好ましい方法は、押出し成形である。残念ながら、葉酸を含有するビタミン押出し物は、貯蔵寿命が短いか又は非常に短い。リボフラビン及び/又はチアミンの存在下において、葉酸を含有する押出し物の貯蔵寿命は、さらに短い。
貯蔵寿命は、噴霧乾燥などのような様々な製造法を選択することによって改善することができる。しかしながら、これらの代替の製造法は、資本支出(CAPEX)を大きくする引き金になり、また有機溶媒の必要性及び/又は作業時間当たりの生産高が低いなどのような他の不利益を有する。
ビタミンB9を含有し、且つリボフラビン及び/又はチアミンも存在する場合でも保存が安定している水分散性で食用の粉末が必要とされる。そのような粉末の製造は、低コストであり、簡単であり、且つ/又は無溶媒でなければならない。
[発明の概要]
本発明の根底にある問題は、ビタミンB9、少なくとも1つのpHバッファー、少なくとも1つの賦形剤、任意選択で少なくとも1つの潤滑剤及び水を含む組成物を押出し成形することによって解決される。
pHバッファーの追加は、押出し物の保存中にビタミンB9の分解を著しく低下させる。驚くべきことに、ビタミンB群の他の要素が存在する場合でも、ビタミンB9の分解が低下する。通常、葉酸は、リボフラビン及び/又はチアミンの存在下において迅速に分解される。
固体pHバッファーは、押出し物のビタミンB9の分解を低下させるために使用することができる。これは、押出し工程中にごくわずかな水のみが使用されるため、驚くべきことである。押出し成形される組成物が多くの水を含有する場合、得られた押出し物を徹底的に乾燥させる必要があるであろう。徹底的な乾燥は、エネルギーコストを増加させ、作業時間当たりの生産高を低下させる。
固相反応は、周知のように、遅いことが知られている。固体pHバッファーを、短い押出し成形機及びわずかな水のみを使用して比較的速い工程で使用できることは、驚くべきことである。
[発明の詳細な説明]
本発明は、押出し成形ストランドに関する。押出し成形後、得られたストランドは、切断されて、後に乾燥される小さいピースになる。このように得られた複数の押出し物は、水溶性又は水分散性の粗い粉末である。粉末の流動性を増加させるために、押出し物は、乾燥前に球形化され得る。
[押出し成形ストランド]
本発明の押出し成形ストランドは、ビタミンB9、少なくとも1つのpHバッファー、少なくとも1つの賦形剤、任意選択で少なくとも1つの潤滑剤及び水を含む組成物を押出し成形することによって得られる。
本発明に関して、ビタミンB9は、葉酸の同義語である。本発明の一実施形態において、「葉酸」という用語は、テトラヒドロ葉酸、メチルテトラヒドロ葉酸、メテニルテトラヒドロ葉酸、フォリン酸、葉酸塩及びフォラシンなどのような葉酸の同族体を含む。
組成物の押出し成形ストランドは、好ましくは、少なくとも1つのさらなる微量栄養素を含む。好ましくは、前記少なくとも1つのさらなる微量栄養素は、ミネラル、脂溶性ビタミン、水溶性ビタミン、アミノ酸、多価不飽和脂肪酸及びカロテノイドからなる群から選択される。本発明による水溶性ビタミンは、好ましくは、ビタミンB1(チアミン)、ビタミンB2(リボフラビン)、ビタミンB3(ナイアシン、ナイアシンアミド)、ビタミンB5(パントテン酸)、ビタミンB6(ピリドキシン、ピリドキサミン、ピリドキサール)、ビタミンB7(ビオチン)、ビタミンB9及びビタミンB12(シアノコバラミン、ヒドロキシコバラミン、メチルコバラミン)である。
本発明の好ましい実施形態において、本発明の押出し成形ストランドは、ビタミンB9、ビタミンB1、ビタミンB2、少なくとも1つのpHバッファー、少なくとも1つの賦形剤、任意選択で少なくとも1つの潤滑剤及び水を含む組成物を押出し成形することによって得られる。
本発明に関して、「pHバッファー」は、弱酸及びその共役塩基の塩の混合物又は弱塩基及びその共役酸の塩の混合物である。本発明の好ましい実施形態において、pHバッファーは、弱酸及びその共役塩基の塩の混合物であり、弱酸及びその共役塩基の塩は、両方とも室温及び標準大気で固体である。「バッファー」は、少量の強酸又は強塩基が追加された場合、適した量のpHバッファーを含む水溶液のpHがほとんど変化しないことを意味する。本発明に関して、非食用のpHバッファーは、除外される。本発明に関して、「食用の」は、食品等級又は飼料等級を有する組成物を指す。食品等級を有する組成物は、ヒトによる消費を意図されたものである。30℃及び65%の湿度において密封アルミニウムバッグ中で3ヵ月間にわたって保存される場合、押出し成形ストランドのビタミンB9の分解を低下させないpHバッファーも除外される。本発明のpHバッファーは、好ましくは、(i)アスコルビン酸、及び(ii)アスコルビン酸ナトリウムなどのようなアスコルビン酸の食用の塩の混合物である。それほど好ましくないpHバッファーは、
- クエン酸及び食用のクエン酸塩の混合物、
- 炭酸及び食用の炭酸塩の混合物
である。
本発明の好ましい実施形態において、本発明の押出し成形ストランドは、ビタミンB9、少なくとも1つのpHバッファー、少なくとも1つの賦形剤、少なくとも1つの潤滑剤及び水を含む組成物を押出し成形することによって得られ、前記少なくとも1つのpHバッファーは、(i)アスコルビン酸、及び(ii)アスコルビン酸の食用の塩の混合物である。本発明のさらにより好ましい実施形態でおいて、本発明の押出し成形ストランドは、ビタミンB9、ビタミンB1、ビタミンB2、少なくとも1つのpHバッファー、少なくとも1つの賦形剤、少なくとも1つの潤滑剤及び水を含む組成物を押出し成形することによって得られ、前記少なくとも1つのpHバッファーは、(i)アスコルビン酸、及び(ii)アスコルビン酸の食用の塩の混合物である。
押出し成形ストランドは、少なくとも1つの「賦形剤」を含む。本発明の好ましい実施形態において、賦形剤は、(i)食用であり、且つ(ii)水溶性又は水分散性である。押出し成形ストランドは、押出し成形ストランドの総重量に基づいて且つ水を含めないで、好ましくは少なくとも50重量%、より好ましくは少なくとも60重量%、最も好ましくは少なくとも70重量%の少なくとも1つの賦形剤を含む。好ましい賦形剤は、デンプン(小麦デンプンなど)及びセモリナ(デュラム小麦セモリナなど)である。好ましくは、デンプン及びセモリナの混合物が賦形剤として使用される。
したがって、押出し成形ストランドは、好ましくは、ビタミンB9、少なくとも1つのpHバッファー、少なくとも1つの潤滑剤、水及び押出し成形ストランドの総重量に基づいて且つ水を含めないで少なくとも50重量%の少なくとも1つの賦形剤を含む組成物を押出し成形することによって得られ、前記少なくとも1つの賦形剤は、好ましくは、小麦デンプン及びデュラム小麦セモリナの混合物などのようなデンプン及びセモリナの混合物である。本発明のさらにより好ましい実施形態において、押出し成形ストランドは、好ましくは、ビタミンB9、ビタミンB1、ビタミンB2、少なくとも1つのpHバッファー、水、少なくとも1つの潤滑剤及び押出し成形ストランドの総重量に基づいて且つ水を含めないで少なくとも50重量%の少なくとも1つの賦形剤を含む組成物を押出し成形することによって得られ、前記少なくとも1つの賦形剤は、好ましくは、小麦デンプン及びデュラム小麦セモリナの混合物などのようなデンプン及びセモリナの混合物である。
好ましくは、押出し成形ストランドは、少なくとも1つの潤滑剤を含む。好ましくは、前記少なくとも1つの潤滑剤は、室温で液体である。好ましい潤滑剤は、中鎖脂肪酸(MCT)、トウモロコシ油、植物油及びヤシ油などのような食用油である。MCTは、最も好ましい潤滑剤である。したがって、本発明の最も好ましい実施形態において、本発明の押出し成形ストランドは、ビタミンB9、ビタミンB1、ビタミンB2、少なくとも1つのpHバッファー、少なくとも1つの賦形剤、MCTなどのような少なくとも1つの潤滑剤及び水を含む組成物を押出し成形することによって得られ、前記少なくとも1つのpHバッファーは、(i)アスコルビン酸、及び(ii)アスコルビン酸の食用の塩の混合物である。
押出し成形ストランドの直径は、押出し成形機のダイに依存する。押出し成形機のダイは、少なくとも1つの穴を有する。ほとんどの場合、押出し成形機のダイは、複数の穴を有し、それぞれの穴は、同じ直径を有する。押出し成形機の穴の直径は、好ましくは、0.1mm~2mm、より好ましくは0.3mm~1.2mm、最も好ましくは0.4mm~0.8mmである。
ストランドへの組成物の成形は、成形される組成物がある程度の塑性を有する場合にのみ可能である。本発明によれば、押出し成形される組成物の塑性は、水の量によって調整することができる。押出し成形ストランドは、押出し成形ストランドの総重量に基づいて好ましくは15重量%~60重量%の水、より好ましくは20重量%~55重量%の水、最も好ましくは25重量%~45重量%の水を含む。
押出し成形される組成物の塑性は、押出し温度を上昇させることによって調整することもできる。押出し成形機のダイの温度は、好ましくは、50℃~120℃、より好ましくは55℃~90℃、最も好ましくは60℃~80℃である。120℃を超える温度は、好ましくなく、このように、高い温度は、ビタミンに対してマイナスの影響を有し得る。
押出し成形ストランドの長さは、変更できる。連続押出し工程において、ストランドは、明確な長さを有していない。そのうえ、押出し成形ストランドの長さは、切断工程に依存する。通常、ストランドは、ダイ面で切断される。ダイ面での切断の代わりに下流で切断することもできる。
[複数の押出し物]
複数とは、1つを超えることである。したがって、「複数の押出し物」という表現は、2つ以上の押出し物を指す。好ましくは、本発明の複数の押出し物は、1g~10kgの質量を有する粉末である。
本発明の複数の押出し物は、好ましくは、水溶性又は水分散性である。そのため、押出し物は、好ましくは、本質的に脂肪がなく、本質的に脂溶性タンパク質がなく、且つ/又は本質的に有機溶媒がない。これに関連して、「本質的にない」という表現は、複数の押出し物の総重量に基づいて1重量%未満、好ましくは0.8重量%未満、より好ましくは0.5重量%未満、最も好ましくは0.2重量%未満を意味する。本発明に関して、「脂肪」という用語は、液体潤滑剤又は任意の他の油などのような液体を含まない。
本発明の複数の押出し物は、本明細書において記載される押出し成形ストランドを切断することによって得ることができる。したがって、個々の押出し物の大きさは、好ましくは、押出し成形機の穴の直径によって決定される。本発明のそれほど好ましくない実施形態において、押出し物がダイを出る際に膨張するように処理条件が選択される。個々の押出し物の大きさは、切断工程によっても決定される。好ましくは、切断は、押出し物の長さが押出し成形機の穴の直径におよそ対応するように行われる。
切断後、個々の押出し物の形状は、円柱状となる。複数の押出し物の流動性を増加させるために、依然として湿っている押出し物は、任意選択で、球形整粒機で成形され得る。
好ましくは、押出し物は、切断後及び任意選択の球形化後、少なくとも部分的に乾燥される。乾燥のために流動床乾燥機又は任意の他の適した装置が使用され得る。通常、乾燥は、40℃~80℃の温度で30分~90分間行われる。乾燥後、押出し物は、依然としていくらかの残留水分を含み得る。複数の押出し物の押出し物は、押出し物の総重量に基づいて好ましくは10重量%未満、より好ましくは8重量%未満、最も好ましくは5重量%未満の水を含む。
複数の押出し物の押出し物は、少なくとも1つのpHバッファーを含む。したがって、あらかじめ決められた量の押出し物を脱イオン水中に溶解又は分散させる場合、一定のpHに達する。40mlの脱イオン水中に1gの複数の押出し物を分散させることによって得ることができる液体のpHは、室温(すなわち23℃)で好ましくは4.6~6、より好ましくは4.65~5.2、最も好ましくは4.7~5である。好ましくは、前記1gは、乾燥ステップを行った後に測定される。
理論によって束縛されることを望むものではないが、上に示すpH範囲は、ビタミンB9、ビタミンB1及びビタミンB2の分解を、前記3つのビタミンBを含む押出し物において保存中に低下させると考えられる。前記pH範囲は、(i)アスコルビン酸、及び(ii)アスコルビン酸の食用の塩の混合物によって実現することができる。しかしながら、前記pH範囲は、クエン酸又は炭酸カルシウムを主成分としたpHバッファーなどのような他の食用のpHバッファーでも達成することもできる。上に示すpH範囲に達するのに適していないpHバッファーは、除外される。
pHバッファーの量及びタイプは、リボフラビン及び/又はチアミンも存在する場合でも保存安定性が好適となるように選択される。
複数の押出し物の押出し物のビタミンB9含有量は、30℃及び65%の湿度における密封アルミニウムバッグ中での3ヵ月の保存後、保存前の前記押出し物のビタミンB9含有量の好ましくは少なくとも70%、より好ましくは少なくとも75%、最も好ましくは少なくとも80%である。
[pHバッファーの使用]
本発明は、ビタミンB9を含む押出し物の貯蔵寿命を増加させるためのpHバッファーの使用にも関する。好ましい実施形態において、本発明は、ビタミンB9と、好ましくはビタミンB1及びビタミンB2からなる群から選択される少なくとも1つのさらなる水溶性ビタミンとを含む押出し物の貯蔵寿命を増加させるためのpHバッファーの使用に関する。最も好ましくは、本発明は、ビタミンB9、ビタミンB1及びビタミンB2を含む押出し物の貯蔵寿命を増加させるためのpHバッファーの使用に関する。
驚くべきことに、本発明のpHバッファーが、ビタミンB9、ビタミンB1、ビタミンB2、少なくとも1つの賦形剤及び水を含む組成物を押出し成形することによって得ることができる押出し物に含まれる場合、ビタミンB9だけでなく、ビタミンB1及びビタミンB2も保存中にそれほど分解されない。
本明細書において記載されるpHバッファーは、好ましくは、室温及び標準大気で固体である。より好ましくは、本明細書において記載されるpHバッファーは、(i)アスコルビン酸、及び(ii)アスコルビン酸の食用の塩の混合物である。最も好ましくは、本明細書において記載されるpHバッファーは、(i)アスコルビン酸、及び(ii)アスコルビン酸ナトリウムの混合物である。この実施形態において、アスコルビン酸とアスコルビン酸ナトリウムとの間の重量比は、好ましくは、1:1~1:5、より好ましくは1:1~1:4、最も好ましくは1:2.5~1:3.5である。
そのため、本発明の好ましい実施形態は、ビタミンB9を含む押出し物の貯蔵寿命を増加させるためのpHバッファーの使用に関し、前記pHバッファーは、(i)アスコルビン酸、及び(ii)アスコルビン酸ナトリウムの混合物であり、アスコルビン酸とアスコルビン酸ナトリウムとの間の重量比は、好ましくは、1:1~1:5、より好ましくは1:1~1:4、最も好ましくは1:2.5~1:3.5である。
実施例3の結果を示す。実施例1の押出し物中のビタミンB9の相対的な含有量は、押出し成形後(時点:0ヵ月)並びに1ヵ月、2ヵ月及び3ヵ月の保存期間後に測定した。y軸において、測定したビタミンB9含有量を、算出したビタミンB9含有量に対するパーセンテージで示す。例:90%のビタミンB9自体の安定性は、押出し物を製造するために使用したビタミンB9の10%がもはや存在しないことを意味する。押出し物#132は、他の押出し物よりも高いビタミンB9自体の安定性を有する。押出し物#132は、本発明のpHバッファーを含む。 乾燥後の且つ球形化していない複数の押出し物を示す。個々の押出し物は、0.5mm~2mmの直径を有する。複数の押出し物は、粗い粉末のようなものであり、流動可能である。
[実施例]
[実施例1(葉酸を含む押出し物の製造)]
押出し物#132は、以下のとおり製造した。
葉酸、pHバッファー(アスコルビン酸及びアスコルビン酸ナトリウム)、ビタミンミックス(ビタミンB1、B2、B6、B3及びB12)、賦形剤(小麦デンプン及びデュラム小麦セモリナ)並びに任意選択で潤滑剤を含有する粉末を、実験室規模の同方向回転二軸押出機(Thermo Fisher Scientific、PTW16/40 OS二軸押出機を備えたHAAKE Polylab OS)の第1のバレル内に重量測定しながら供給した(Brabender Technologie)。押出し成形機は、6つの(電熱式及び水冷式)バレル並びにダイヘッド(12又は21×0.5mm)からなり、スクリューの直径は、16mmであり、直径に対する長さの比は、40であった。脱イオン水を第2のバレル内に注入した。バレル2~6及びダイヘッドの温度は、断熱押出し条件に達するようにした。粉末プレミックスは、500g/hで供給し、60g/hの水を追加した。ストランドを、その後、押出し成形した。複数の押出し物を得るために、押出し成形ストランドは、ダイヘッドの2本の回転ナイフによって直接ダイ面で切断した。ダイ面での切断後、固体押出し物は、前記押出し物の総重量に基づいて6重量%の最終的な含水率を得るために、50℃で60分間、実験室規模の流動床乾燥機(Retsch TG 200)において乾燥させた。
押出し物#133、#131及び#124は、押出し物#132と同様に製造した。すべての押出し物の厳密な組成を下記の表1に示す。
Figure 2022504481000002
上記の表1において、重量%は、それぞれの押出し物の総重量を指し、いかなる残留水分も含まない。ビタミンミックスは、すべての押出し物について同一とし、チアミン硝酸塩(ビタミンB1)、リボフラビン(ビタミンB2)、塩酸ピリドキシン(ビタミンB6)、ナイアシンアミド(ビタミンB3)及び結晶ビタミンB12を含んだ。賦形剤及び任意選択の潤滑剤もすべての押出し物について同一とした。
[実施例2(pH測定)]
押出し物#132のpHを以下のとおり測定した。
1gの総質量を有する複数の押出し物#132を室温で40mlの脱イオン水に追加し、すべての押出し物が分散したことを確実にするために1h撹拌した。pHは、その後、Metrohm 744 pHメーターを使用して測定した。
押出し物#133、#131及び#124のpHは、押出し物#132のpHと同様に測定した。これらの測定の結果を下記の表2に示す。
Figure 2022504481000003
[実施例3(保存安定性)]
実施例1の押出し物中のビタミンB9の相対的な含有量を押出し成形後(時点:0ヵ月)並びに1ヵ月、2ヵ月及び3ヵ月の保存期間後に測定した。保存条件:密封アルミニウムバッグ中30℃、湿度65%。
以下の方法を用いた。
2gのそれぞれの押出し物を計量し、メスフラスコに入れ、pH7の移動相中にpH7で溶解させた。所定の時間後、一定分量(10μl)を、UV/VIS検出器を装備したAgilent HPLCシステムにつないだNucleosil 100-7 C18(Macherey&Nagel)カラムに注入した。移動相は、13.5%アセトニトリル及び86.5% 0.25Nペンタスルホン酸/0.25Nヘプタスルホン酸Naからなり、1.4ml分-1の一定の流速に保った。ビタミンB9は、290nmの波長で検出し、シグナルの面積は、基準のグラフを使用して算出した。
測定の結果を図1に示す。図1は、押出し成形された組成物に本発明のpHバッファー系を追加していた場合、ビタミンB9が保存中にそれほど分解されないことを示す。

Claims (15)

  1. ビタミンB9、少なくとも1つのpHバッファー、少なくとも1つの賦形剤及び水を含む押出し成形ストランド。
  2. 前記pHバッファーは、室温で固体であり、前記pHバッファーは、好ましくは、(i)アスコルビン酸、及び(ii)アスコルビン酸の食用の塩の混合物である、請求項1に記載の押出し成形ストランド。
  3. 少なくとも1つのさらなる微量栄養素を含み、前記少なくとも1つのさらなる微量栄養素は、好ましくは、ミネラル、脂溶性ビタミン、水溶性ビタミン、アミノ酸、多価不飽和脂肪酸及びカロテノイドからなる群から選択される、請求項1又は2に記載の押出し成形ストランド。
  4. 好ましくはビタミンB1及びビタミンB2からなる群から選択される少なくとも1つのさらなる水溶性ビタミンを含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の押出し成形ストランド。
  5. 前記押出し成形ストランドの総重量に基づいて15重量%~60重量%の水、好ましくは20重量%~55重量%の水、より好ましくは25重量%~45重量%の水を含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の押出し成形ストランド。
  6. 複数の押出し物であって、請求項1~5のいずれか一項に記載の押出し成形ストランドを切断することによって得ることができ、前記切断は、任意選択で、球形化が後続する、複数の押出し物。
  7. 請求項6に記載の押出し物を乾燥させることによって得ることができる複数の押出し物であって、前記押出し物の総重量に基づいて好ましくは10重量%未満の水、より好ましくは8重量%未満の水、最も好ましくは5重量%未満の水を含む、複数の押出し物。
  8. 40mlの脱イオン水中に1gの前記押出し物を分散させることによって得ることができる液体のpHは、室温で4.6~6、好ましくは4.65~5.2、より好ましくは4.7~5である、請求項7に記載の複数の押出し物。
  9. 前記押出し物のビタミンB9含有量は、30℃及び65%の湿度における密封アルミニウムバッグ中での3ヵ月の保存後、保存前の前記押出し物のビタミンB9含有量の少なくとも70%、好ましくは少なくとも75%、最も好ましくは少なくとも80%である、請求項7又は8に記載の複数の押出し物。
  10. 請求項6~9のいずれか一項に記載の複数の押出し物を含む食品、飼料又はインスタント粉末であって、前記インスタント粉末は、飲料を調製するのに適している、食品、飼料又はインスタント粉末。
  11. 複数の押出し物を製造する方法であって、ビタミンB9、少なくとも1つのpHバッファー、少なくとも1つの賦形剤及び水を含む組成物は、押出し成形される、方法。
  12. 押出し成形機のダイの温度は、50℃~120℃、好ましくは55℃~90℃、より好ましくは60℃~80℃である、請求項11に記載の方法。
  13. 前記押出し成形機の前記ダイは、少なくとも1つの穴を有し、前記穴の直径は、好ましくは、0.1mm~2mm、より好ましくは0.3mm~1.2mm、最も好ましくは0.4mm~0.8mmである、請求項11又は12に記載の方法。
  14. ビタミンB9を含む押出し物の貯蔵寿命を増加させるためのpHバッファーの使用。
  15. 前記pHバッファーは、室温で固体であり、前記pHバッファーは、好ましくは、(i)アスコルビン酸、及び(ii)アスコルビン酸の食用の塩の混合物であり、前記アスコルビン酸の食用の塩は、好ましくは、アスコルビン酸ナトリウムである、請求項14に記載の使用又は請求項11~13のいずれか一項に記載の方法。
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