JP3623234B2 - 粒子状芳香組成物及びその製造法 - Google Patents

Description

技術分野及び先行技術
芳香成分の添加は、消費される食料物質のおいしさに大いに貢献することは食品産業において良く知られており；このため常時芳香性を有し、それゆえに消費者に魅力的な食品の製造の確保が重要になっている。これは適切な芳香の放出を確保することにより達成できる。実際に味および芳香はこのような製品に存在する揮発性成分により大いに影響される。しかしながら、これらの化合物の揮発性の故に、予め決定された一定の量の各々の芳香成分が、食品および製品が消費者に届く際にそれらの中に存在するように確保することは容易のことはでない。揮発性成分の損失は、食品にとり込ませる前の貯蔵の間に、芳香成分を他の食品成分と混合する間に、食品を処理し、調理し、パンなどを焼く間に、輸送および貯蔵中に、および最後には消費者自身が食料製品を準備する間に生じ得る。
食料製品からのこれら揮発性成分の損失は、消費者に認識されるときに、製品の味および芳香について望ましくない変動を生じるかもしれない。一方、揮発性成分の損失は環境中に存在する反応剤との相互作用による、ある種の芳香物質の望ましくない一層芳香の弱い又は味のない化学物質への変換により生じる。酸素は、産業界で現在使用されている重要な幾つかの不安定な芳香物質の変換を促進するこの種の化学物質の例である。
それゆえ、揮発性で不安定な芳香成分に関連する上述の問題を減らし又は除くために、右成分の揮発性又は不安定性を減じるようにかかる成分を或る種の炭水化物マトリックス中にカプセル化するために種々の試みがなされてきた。これは食料製品がとり込まれたとき又は食料製品が最終的に消費されるときに、後になって芳香を放出させるための芳香組成物を含む安定な自由流動性の粉末の製造をもたらす。
炭水化物マトリックス上への芳香の固定の典型的な例は、米国特許第3,314,803号；第3,554,768号及び第3,736,149号明細書に記載されている。これらの特許は、主に種々の芳香システムにおけるアセトアルデヒドの安定性に関連する問題に関係する。例えば、米国特許第3,554,768号明細書には、スプレー乾燥方法によるアセトアルデヒドのカプセル化のためのマトリックスとして、ラクトース、ラクトース−マルトース、唐松（larch）ゴム、タピオカデキストリン及びアラビアゴムの使用が示唆されている。
米国特許第3,736,149号明細書には、ラクトース、親水コロイドゴム及び澱粉水解物を含むマトリックス材料中に固定されたアセトアルデヒドを含有する芳香剤を含む芳香組成物が開示されている。
米国特許第2,809,895号明細書には、コーンシロップ、抗酸化剤及び分散剤を含むマトリックス中で、レモン、ライム又はグレープフルーツ油のような精油をカプセル化する方法が記載されている。精油、抗酸化剤および分散剤はコーンシロップ中に添加され、得られた混合物は85〜125℃に加熱され、撹拌又は押出成形してペレット状の乳濁液を形成させ、そして、得られた粒子を溶剤で洗い、最後に乾燥させる。
米国特許第3,704,137号明細書には、油を抗酸化剤を混合し、別途、水、ショ糖及び加水分解した穀物の固体を20以下のDEと混合し、この２つの混合物を一緒に乳化させ、得られた混合物を溶剤中へ棒状の形状で押し出し、過剰の溶剤を除去して、最後に抗固化剤を添加することにより形成される精油組成物が記載されている。
米国特許第4,610,890号及び第4,707,367号明細書には、高含量の精油を有する固体精油組成物を製造する方法が記載されており、この組成物は砂糖、澱粉水解物及び乳化剤を含有する水溶液を形成させることにより製造される。精油は閉じられた容器中で制御された圧力下で水溶液と混合して、均一な融解物を形成させるが、これは次いで、比較的冷たい溶剤中に押し出され、乾燥させ、そして抗固化剤と組みあわされる。
上述の特許は、種々のマトリックス中で芳香成分を固定することに関連するかなりの量の特許文献の単なる例示にすぎない。
本質的に、上述の特許はすべて高分子材料のようなガラス中に芳香材料をカプセル化することを開示している。食料製品におけるガラス状態の理解およびその重要性は、近年かなり拡大している。ガラス質の固化したマトリックスを創造するため高分子融解物を衝撃冷却（shockcooling）すること、およびより最近では融解および高分子基材をカプセルに入れる芳香剤又は他の材料と混合し、次いでこの粘性の材料を冷却システム中に押し出し、このようにして芳香剤をマトリックス中に捕獲させるという手段のような押し出しクッキングの使用を含む、ガラス様の状態を創造する幾つかの方法が報告されている。
米国特許第5,009,900号明細書は、鍵となる態様において、製造されたカプセル化芳香剤が貯蔵および使用される温度よりも有意に高いガラス転移温度（Tg）を有することを必要とするような方法を記載している。臨界的温度は、少くとも40℃であると認識されている。
ガラス転移温度の概念は、文献に十分に記載されている。
これは、ゴム状相からガラスへの転移温度を表わし；かかる転移は、比較的小さな温度範囲における数桁の大きさの粘度の急激な増大により特徴付けられる。当該分野の多くの専門家により、ガラス状態、即ちTg以下の温度では、すべての分子の変化は中止し、それで、この方法は芳香性の揮発物質を効果的に捕獲し、酸化のような他の化学的事象を防止するものと認識されている。
これとは逆のことが多くの文献において暗に示唆されている、即ち、Tg以上の温度において、芳香分子のカプセル化は非効果的であり、それゆえ、室温よりも高いTg値を有する重合性のカプセル化物質を創り出すことが重要であろうということである。
発明の記載
この徒前の仮定とは対象的に、室温よりも低いガラス転移温度を有し、それにも拘らず長期間芳香システムを捕獲し、安定化させるのに完璧に効果的である材料を創造することが可能であることが見い出された。
さらに、得られた粒子状の芳香組成物は、現在使用されている材料よりも吸湿性が少ない。
本発明は、粒子状のポリオール材料中に固定された芳香油を含む粒子状芳香組成物の製造方法を提供するが、この方法は以下のことから成る：
a.モノ−又はジサッカライドとポリサッカライドを混合して混合物を得ること；
b.混合物の全重量に基づいて５〜10重量％の水と少量ではあるが、香り有効量の芳香油との混合物に添加して均一の基質を形成させ、その結果、生じる粒子状芳香組成物は、室温以下のTgを有すること；および
c.冷却すると上記の芳香油をとり込んだ硬いゴム状および無定形の材料として固化しうる融解物を形成させるのに十分な温度で上記の均一な基質を押出させること
発明を実施する方法
本発明の方法で使用される好適なモノ−又はジサッカライドは、例えば、ショ糖、グルコース、ラクトース、フルクトース、マルトース及びグルコピラノシルマンニトール又はグルコピラノシルソルビトールを含む。
本発明の方法に従がって使用されるとき、室温以下のガラス転移温度を有する粒子状芳香組成物を与えることができる好適なポリサッカライドは、18以下の、好適には10以下の、そしてより好適には１〜６のDEを有するマルトデキストリンを含む。
マルトデキストリンは、種々の商業的出所を有する、本質的にはポリサッカライドである。本発明の方法において良好な結果を与えることが見い出された特定のマルトデキストリンは、パセリ（Paselli）SA2（出所:Avebe,オランダ）である。
本発明の方法から得られる粒子状の芳香組成物は、長期間に亘って芳香性揮発物質を捕獲し安定化する点で完璧に効果的であるばかりでなく、これらが現在使用されている材料よりも吸湿性が少ないことが見い出された。
モノ−又はジサッカライドとマルトデキストリンの生成混合物、押し出しを行う前にこれに芳香油を添加するが、この混合物は高い粘性を有する。かかる理由により、連続式調理押出機を使用することが推奨される；これは、カプセル化するシステムの良好な加熱、混合およびポンプ化を達成するであろう。好適なものは二軸スクリュー押出機であり、この場合、スクリューの配置は適当な重合体の熱融解物を創造する加熱および混合帯域を与えるように選択された。
マルトデキストリンに対するモノ−又はジサッカライドの割合は、典型的には同等の割合である。しかしながら、マルトデキストリン１部に対して、モノ−又はジサッカライドを0.2〜４部の間で変えることができる。
カプセル化される芳香油は、押出幾の供給物中に混合されるか、又は押出機の胴内部の融解物質に直接注入し、次いで激しい混合操作を行う帯域に移すことができる。混合帯域内で油はマトリックス中に完全に分散され、所望ならばこの分散を補助するためにマトリックス中に適当な乳化剤を入れることができる。押出機の残りの部位は、熱可塑性物質を適当な型板面まで運搬し、そこでこの物質は所望の型で押出され、そして冷却される。
冷却工程の間に、物質の粘度および次いで硬度が増加し、得られた物質は所望の大きさに粉砕および細断することができる。
得られた粒子状芳香組成物は、従来より知られている多くの類似のシステムで見られる欠点を有していない。実際に、室温に近接するガラス転移温度を有する食料製品は、その製品のTg付近の周囲温度の変動の結果として、その物理的状態の頻繁な変化を被る。かかる状態の変化は、しばしば食品の固化（caking）又は他の望ましくない性質を生じる原因となっている。
周囲温度以下のTgを有する又はとにかくその食品が貯蔵され又は使用される温度以下のTgを有する芳香組成物を提供することにより、このような状態の変化は生じない。
また、食料製品への水の侵入はガラス転移温度を有意に減少させ、そして製品の安定性において結果的には変動をともないつつ、それを室温まで下げ得ることは、良く知られている事実である。本発明の方法により得られた重合性物質は、そのガラス転移温度が室温以下であるが、その性質の変化はずっと少ないであろう。なぜならば、水の吸収はTgを周囲温度まで上昇させないし、依然としてさらにそれを抑制するであろうからである。
上述のように、押出し前に水がモノ−又はジサッカライドおよびポリサッカライドの完全混合物に添加される。水の十分な割合は、混合物の全重量に基づいて、５〜10重量％の範囲にあることが見い出された。この濃度の当初の水含量に関して、生成する粒子状組成物は、良好な流動性を維持しつつ、そのTgを周囲温度以下の値に下げるのに十分な水含量であることを示すであろう。
本発明のその他の利点は、いわゆる水活性の低い食品において効果的である芳香システムを提供しうる能力である。Aw値で測定するとき、十分に限定された或るレベル以下の水活性において、微生物による損傷が停止することは良く知られている。本発明の方法で得られる、Tgが室温以下にあるカプセル化されたシステムの使用は、中程度の又は低湿性の食品において効果的である芳香を意図する際にずっと大きなフレキシビリティーを与える、というのは、水の吸着は物質がそのガラス転移を通過するときに観察される劇的な特性の変化よりもゆるやかな性質の変化を生じるからである。
本明細書で使用される“芳香油”という用語は、天然又は人工起源のいずれをも含む広範囲の芳香物質を定義すると考えるべきであり；これらは単一化合物又は混合物を含む。本発明の方法は、液体および固体形態の中に存在する揮発性又は不安定な成分をカプセル化するために用いることができる。かかる成分の特別の例は、最近の文献、例えば、S.Arctander,によるPerfumeandFlavorChemicals,MontclairN.J.（USA）;FenaroliのHandbookofFlavorIngredients,CRCPress又はM.B.Jacobs,vanNostrand Co.,Inc.らSyntheticFoodAdjunctsに見い出すことができる。
天然抽出物は、また、本発明のシステム中にカプセル化することができる；これらは、例えば、レモン、オレンジ、ライム、グレープフルーツ又はマンダリン油のようなかんきつ類の果実抽出物、又はコーヒー、茶、ココア、ミント又はバニラを含む。
本発明の粒子状芳香組成物は、菓子製品およびチューイングガムを含む広範囲の食料製品に対する補助剤として用いることができる。この組成物は、また、典型的には浸出液又は煎出液のために使用される植物の葉に、特には茶葉又は細かい茶に芳香を付与するために添加することができる。
サッカライド物質中に押し出し前に添加される芳香油の割合は、芳香化される食料製品の特性および望まれる達成すべき特定の感覚効果に従がって、変化させることができる。当業者は経験により、食品又は飲み物において良好なバランスを維持し、かつ調和した芳香を得るためにこのパラメーターをどのように評価すべきかを知っている。明らかに、経済的理由により、最大限可能な芳香油の割合で混入させるのが好ましい。典型的には、本発明の組成物は、20％（重量パーセント）までの油、より典型的には８〜12％をカプセル化する。
本発明を以下の実施例で示すが、これに限定されるものではない。温度はセッ氏で記載され、略語は当該分野で通常の意味を有する。
例 １
以下の成分を示された割合で混合して、自動流動性の粉末を製造した。
成 分 重量部
ショ糖 42.6
マルトデキストリン¹⁾（DE＝２） 42.6
水 4.3
オレンジ油²⁾ 10.0
レシチン 0.5
合 計 100.0
¹⁾ パセリ SA2（出所:Avebe,オランダ）
²⁾ フロリダ 1121 GT−20.5.99（出所:Firmenich）
この粉末を２軸スクリュー調理押出機（Clextral BC21）に充填し、押出機の中心部で150゜に、型板面において95゜に加熱した。この押出機は、降温部位の後方に位置する高剪断混合帯域を備えていた。混合物はこの過程で脱結晶化され、プラスチックリボンとして押出され、このプラスチックリボンは、急速に固化して硬いスナップ可能な固体を形成し、これはその中に取り込まれたオレンジ油を含有していた。この物質の含水量は、7.6％であることが測定された。
続いて、示差走査熱量測定法（DSC）は、この試料が12゜のガラス転移温度（Tg）を有することを示した。この物質はTgよりもほぼ10゜高い温度で貯蔵したが、安定に存在し、湿度の取り込みに抵抗し、粘着状にはならなかった。
83％の相対湿度で空気にさらしたとき、この物質は４日後においても硬く、もろくかつ非粘着性であった。
押出後にマトリックス中にカプセル化されたオレンジ油の割合は、測定によれば8.5％（重量パーセント）であり、即ち85％の保持が達成された。
このオレンジ油は高湿度にさらした後でさえも、物質中にとり込まれたままであった。
例 ２
以下の成分を示された割合で混合することにより、自由流動性の粉末を製造した。
成 分 重量部
パラチニット（Palatinit）^{▲Ｒ▼１）} 42.6
マルトデキストリン²⁾ 42.6
水 4.3
オレンジ油 10.0
レシチン 0.5
合 計 100.0
¹⁾ α，β−グルコピラノシル−1,6−マンニトールとα，δ−グルコピラノシル−1,6−ソルビトールの等モル混合物（出所:SuessungsmittelGmbH,ドイツ）
²⁾ パセリ SA2（出所:Avebe,オランダ）
中心帯域を160゜、出口温度を90゜にして、例１に示されたようにして押出しを行った。得られた物質は硬くかつもろく、6.9％の含水量及び18゜のTgを有していた。91％の湿度の空気に５日間さらすと、この物質はやや柔軟になったが、それでも硬くかつ非粘着性であった。

Claims (9)

1. 粒子状ポリオール材料中に固定された芳香油を有する粒子状芳香組成物を製造する方法において：
   a.モノ−又はジサッカライドとポリサッカライドを混合 して混合物を得ること；
   b.混合物の全重量に基づいて５〜10重量％の水と少量で はあるが、香り有効量の芳香油との混合物に添加して均 一の基質を形成させ、その結果、生じる粒子状芳香組成 物は、室温以下のTgを有すること；および
   c.冷却すると上記の芳香油をとり込んだ硬いゴム状および無定形の材料として固化しうる融解物を形成させるのに十分な温度で上記の均一な基質を押出させること
   を特徴とする、粒子状芳香組成物の製造法。
2. モノ−又はジサッカライドがショ糖、グルコース、フルクトース、ラクトース、マルトース及びグルコピラノシルマンニトール又はグルコピラノシルソルビトールから選ばれたものである、請求項１記載の方法。
3. ポリサッカライドが18以下のDEを有するマルトデキストリンである、請求項１記載の方法。
4. マルトデキストリンが１〜６のDEを有するものである、請求項３記載の方法。
5. モノ−又はジサッカライドとポリサッカライドの混合物に添加される水の量が混合物の全重量に基づいて５〜10重量％である、請求項１記載の方法。
6. 請求項１の方法により製造された室温以下のTgを有する粒子状芳香組成物。
7. ０.2〜４重量部のモノ−又はジサッカライドと１重量部の１〜６のDEを有するマルトデキストリンを含有する、請求項６記載の粒子状芳香組成物。
8. 香り有効量の請求項６の記載により製造された粒子状芳香組成物を含有する食べられる消費用の材料。
9. 香り有効量の請求項６に記載された組成物を添加することを特徴とする、茶葉、茶粉末又は茶抽出物に芳香を付与する方法。