JP3666911B2 - 水分散性微細セルロース組成物及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はセルロースコロイドを形成し得る乾燥組成物であって、食品、医薬品、化粧品、塗料、セラミックス、樹脂、触媒、その他工業用品等広い分野において、懸濁安定剤、乳化安定剤、増粘安定剤等の安定剤、組織付与剤、クラウディー剤、白度向上、流動性改良、研磨剤、食物繊維、油脂代替物等の目的で利用可能な水中に再分散し得る微細セルロース組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりセルロースを主体とする水分散可能な組成物としては、例えば、特公昭４０−１２１７４号公報にはセルロース結晶子集合物に妨害剤を加え水性コロイド分散物を得る記載がある。また、特公昭５６ー３１０９４号公報、特公昭５７−１４７７１号公報には微結晶セルロースに分散剤、崩壊剤を組み合わせた水分散性複合体の記載がある。これらはセルロースと水溶性高分子、糖類等を水の存在下で混合、磨砕して、次いで乾燥、粉砕して複合体を得ることが開示されている。しかしながらこれらが期待する主要効果の主体となると思われるセルロースのコロイド部分に関しては、充分満足できる領域まで達していなかった。
【０００３】
このためセルロース粒子を充分微細化する技術開発の努力がなされＥＰ−４１５１９３Ａ２には平均粒径６μｍ以下の水分散体が、ＵＳＰ−５０１１７０１には低カロリーチーズ作成のためのセルロースの微粒化方法、また、特公昭６２−３０２２０号公報には微結晶セルロース懸濁液の均質化方法の開示があるが、いずれも水スラリー状での使用を前提としており微生物の発生等による保存上の問題、水スラリーである事に由来する輸送、貯蔵上の問題、あるいは高濃度での使用ができない等、使用上の制約も大きく充分満足できるものではない。しかしながら、これらの微細セルロースは、乾燥に伴いセルロース表面同士で強い水素結合を形成し、水に再分散しない強固な構造体を作るため、微細化が進んだものほど乾燥時に粒子の移動が容易で、かつ大きな表面積を持つがゆえに、緻密で非常に強固な不可逆性の構造体を形成するため、これらの極端に微細化したセルロースを乾燥させて再分散可能な組成物にすることは難しい。
【０００４】
この乾燥に伴う水素結合を防止する方法としては前述の特公昭４０−１２１７４号公報等に記載されているが、微細セルロースに単に妨害剤を配合して乾燥するという方法では、微細セルロース乾燥物を水中で撹拌しても微細セルロースは強固な不可逆性の構造体を形成しているため、元の粒径まで再分散する事は困難であった。
【０００５】
また、微細セルロースを含有する乾燥物を水中で再分散させる試みとして、特願平４−２５９３９６号公報で、微細セルロース５０〜９８重量％に対して水溶性ガム類及び／叉は親水性物質を２〜５０重量％配合し、乾燥前スラリー総重量の７５重量％以上の水分の存在下で完全分散させたのち、乾燥して得た複合体が示されているが、乾燥の際、フィルム状にして乾燥した場合、フィルムを剥離させる時強いシェアが掛かり、再分散性が良好な水分散性組成物は得られなくなるため、例えばドラムドライヤーで乾燥させるとき、ドラム表面をシリコン離型剤で処理するなど格別の注意が必要であった。また、この複合体はエースホモジナイザー（日本精機（株）製ＡＭ−Ｔ）を使用し、１５，０００ｒｐｍという高速回転で５分間分散して再分散するが、それより低速の撹拌条件では、実際に乾燥複合体を作製した後、エースホモジナイザーを用い、１０，０００ｒｐｍで５分間撹拌し再分散性を調べたところ、充分には分散しなかった。
【０００６】
つまり、微細セルロースを含有する複合体は、水溶性ガム類及び／又は親水性物質を配合してあっても、その製造時の乾燥によりセルロースの角質化と呼ばれるセルロース粒子間の水素結合による強固な凝集ができ易くなるため、低せん断力の分散機では、元の微細セルロースの大きさまで容易に再分散されないため、ザラツキを感じる、安定性が不十分であるなど、その機能を十分に発揮することは難しかった。
【０００７】
また、特願平４ー２５９３９６号公報においてはフィルム状に乾燥した複合体を衝撃式の粉砕機で粉砕によるシェアで粉砕して粉末化すると再分散性が悪化することが記載され、再分散しないものになるため、カッタータイプのもので破砕する必要があり、整粒程度の穏やかな粉砕しかできないという問題があった。粉末化できずに粗い粒子のままでは、他の粉体と粉体混合する際に混合しにくいという問題が生じる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、微細セルロースを含有する乾燥組成物の水中での再分散性を改良すると同時に、衝撃式の粉砕機等によって粉末化した場合でも再分散可能としたものであって、その分散体は大部分がコロイダル部分から成り、高度の分散安定性を有し、ザラツキを感じさせないため、食品、医薬品、工業用品等の広い分野にわたり利用可能な懸濁・分散・乳化等の安定剤、保形性付与剤、組織付与剤、クラウディー剤、白度向上、流動性改良、研磨剤、食物繊維、油脂代替物等として利用可能な、水に分散性の微細セルロース乾燥組成物を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、微細セルロースと水溶性ガム類及び／又は親水性物質とから成る組成に対して油脂類を配合することで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成した。つまり、本発明は、平均粒径が８μｍ以下、１０μｍ以上の粒子の割合が４０％以下、コロイド分画が５０％以上である微細セルロース、水溶性ガム類及び／又は親水性物質、油脂類を、７５％以上の水の存在下で撹拌・混合して均一なスラリーとなし、凍結乾燥、噴霧乾燥、又はフィルム状にて乾燥することによって製造される乾燥組成物であって、かつ、微細セルロース２０〜９８重量部と、水溶性ガム類及び／又は親水性物質２〜８０重量部とから成る組成の合計１００重量部に対して、油脂類を０．０２〜２０重量部を含有し、更に、水に分散した時の平均粒径が８μｍ以下で、１０μｍ以上の粒子の割合が４０％以下で、コロイド分画が６５％以上であることを特徴とする水分散性微細セルロース組成物、である。
【００１０】
微細セルロースと水溶性ガム類および又は親水性物質、油脂類との複合化は、乾燥時に微細セルロース同士が水素結合により再凝集することを防ぐために行われる。このため本発明における水分散性組成物は、水中で撹拌することにより容易に乾燥前のコロイド分散体に復元する、つまり再分散することを特徴としている。
【００１１】
このような本発明の水分散性の組成物は、磨砕して得た微細セルロース分散液に、水溶性ガム類および又は親水性物質、油脂類を混合分散し均質な分散液となし、これを乾燥することによって得られる。
以下、更に詳細に本発明を説明する。
再分散した微細セルロース含有組成物の食感を左右する要因は二つあって、ザラツキは主に、粒度分布における１０μｍ以上の粒子の割合が重要な要因であること、また、舌に感じるなめらかさの要因としては実用特性であるコロイド分画が重要な要因であることがわかっている。
【００１２】
セルロース粒子のザラツキの主要因は粗大粒子の量にある。特に強いザラツキを感じさせるのは１０μｍ以上の粒子であって、本発明の微細セルロース組成物を水に再分散させた場合は、４０％を超えるとザラツキ感が生じる。セルロース単独の場合は１０μｍ以上の粒子が５％を超えるとザラツキが感じられるが、本発明の微細セルロース組成物の場合は水溶性ガム類等の影響のため１０μｍ以上の粒子が４０％以下であるとザラツキは感じない。この時の平均粒径は８μｍ以下である。本発明の目的を効果的に達成するためには、粒度分布における１０μｍ以上の粒子の割合が２０％以下であることが好ましい。この時の平均粒径は６μｍ以下である。更に好ましくは、１０μｍ以上の粒子の割合が１０％以下であって、平均粒径は４μｍ以下である。
【００１３】
また、舌で感じるなめらかさは、コロイド性セルロースを計測する実用特性であるコロイド分画と一致する。即ち、水分散性組成物の水分散物において、なめらかな組織を得るためには水分散性組成物を水に分散した時の指標としてコロイド分画が６５％以上であることが必要である。コロイド分画が８０％以上であることが好ましい。
【００１４】
ここでコロイド分画とは、微細セルロース及び微細セルロース組成物の水分散液に一定の遠心力をかけた時、沈降することなく浮遊、分散している分散相の固形分の重量割合（％）である。即ち、水系分散液において沈降することなく安定に分散し得るコロイダル部分の割合であり、分散性及び安定性の実用上の能力を示す。また、平均粒径、１０μｍ以上の粒子の割合はそれぞれ、レーザー法粒度分布測定装置により求められる積算体積５０％の粒径、体積分布における割合（％）である。これらの測定法については実施例において詳述する。
【００１５】
本発明に用いる微細セルロースは、平均粒径が８μｍ以下、１０μｍ以上の粒子の割合が４０％以下であり、コロイド分画が５０％以上であることが好ましい。更に好ましくは、平均粒径が６μｍ以下、１０μｍ以上の粒子の割合が２０％以下である。特に好ましくは、平均粒径が４μｍ以下で、１０μｍ以上の粒子の割合が１０％以下である。
【００１６】
この微細セルロースは、木材パルプ、精製リンター等のセルロース系素材を酸加水分解、アルカリ酸化分解、酵素分解、スチームエクスプロージョン分解等、あるいはそれらの組み合わせにより解重合処理して平均重合度３０〜３７５のセルロースとし、次いで機械的なシェアをかけ湿式磨砕することによって得ることができる。更に、この湿式磨砕した物を遠心沈降によりコロイダル部分を分画処理して得ることもできる。
【００１７】
本発明に適した湿式磨砕機械としては媒体ミル類、例えば湿式振動ミル、湿式遊星振動ミル、湿式ボールミル、湿式ロールミル、湿式コボールミル、湿式ビーズミル、湿式ペイントシェーカー等の他、高圧ホモジナイザー等がある。高圧ホモジナイザーとしては約５００Ｋｇ／ｃｍ2 以上の高圧で、スラリーを微細オリフィスに導き高流速で対面衝突させるタイプが効果的である。これらのミルを使用した最適磨砕濃度は機種により異なるが、概ね媒体ミルで３〜１５％、高圧ホモジナイザーで５〜２０％の固形分濃度が適している。
【００１８】
本発明の目的のためにはこれらの機種を単独で用いることもできるが、二種以上の機種を組み合わせて用いることも出来る。これらの機種は種々の用途における粘性要求等により適宜選択すれば良い。
水溶性ガム類とは、水膨潤性が高くセルロースとの水中における相溶性が良好な水溶性のガム類であり、ローカストビーンガム、グアーガム、カゼイン及びカゼインナトリウム、タマリンドシードガム、クインスシードガム、カラヤガム、キチン、キトサン、アラビアガム、トラガントガム、ガッティーガム、アラビノガラクタン、寒天、カラギーナン、アルギン酸及びその塩、アルギン酸プロピレングリコールエステル、ファーセレラン、ペクチン、マルメロ、タラガム、アーモンドガム、アエロモナスガム、アゾトバクター・ビネランジーガム、アマシードガム、ウェランガム、サイリウムシードガム、キサンタンガム、カードラン、プルラン、デキストラン、ジェランガム、ゼラチン、カルボキシメチルセルロースナトリウム等のセルロース誘導体等が挙げられる。好ましくは、カルボキシメチルセルロースナトリウム、キサンタンガム、カラギーナン、ペクチン、カラヤガム、ゼラチン、アラビアガムである。これらの水溶性ガム類は２種以上組み合わせてもかまわない。水溶性ガム類は多量に配合すると粘性が高くなり過ぎ、嚥下する際に喉越しが悪くなるので、５０重量％以下が好ましい。特に好ましくは３０重量％以下である。
【００１９】
親水性物質とは、冷水への溶解性が高く粘性を殆どもたらさない有機物質であり、澱粉加水分解物、デキストリン類、ブドウ糖、果糖、キシロース、ソルボース、庶糖、乳糖、麦芽糖、異性化糖、カップリングシュガー、パラチノース、ネオシュガー、還元澱粉糖化飴、ラクツロース、ポリデキストロース、フラクトオリゴ糖、ガラクトオリゴ糖等の単糖類、オリゴ糖類を含む水溶性糖類、キシリトール、マンニトール、マルチトール、ソルビット等の糖アルコール類等が適している。中でも澱粉加水分解物、デキストリン類、ブドウ糖、果糖、庶糖、乳糖、麦芽糖、ポリデキストロース、マンニトール、ソルビットが適している。これらの親水性物質は２種以上組み合わせてもかまわない。
【００２０】
水溶性ガム類は、微細セルロースの水中への分散を迅速に行わせると共に、セルロースの分散、懸濁等の安定性を更に高め、かつ保護コロイドとしての機能を果たすことによりコロイド分画の向上に寄与する。また、親水性物質は、自身が水中で迅速に溶解することにより、微細セルロースの水中への分散を促進する。水溶性ガム類と組み合わせることによりその効果は更に高まる。微細セルロース組成物のコロイド分画を高め、分散容易性あるいは分散安定性を顕著ならしめるには、微細セルロース２０〜９８重量部に対して、水溶性ガム類及び／又は親水性物質の合計が２〜８０重量部であることが必要である。好ましくは微細セルロース４０〜９５重量部に対して、水溶性ガム類及び／又は親水性物質の合計が５〜６０重量部である。
【００２１】
水溶性ガム類及び／又は親水性物質の合計が２重量部未満の場合は、乾燥工程における微細セルロース粒子同士の水素結合に基づく再凝集防止が十分でない。また、８０重量部を超えた場合は水溶性ガム類による粘度の上昇やこれに伴い食感が低下したり、また、微細セルロース含量の低下に伴い安定剤としての性能が低下し好ましくない。コロイド分画は微細セルロース単独で測定するときは微細セルロースのコロイダルな性能そのものを表しているが、水溶性ガム類及び／又は親水性物質と複合化した場合、微細セルロースの元のコロイド分画値より高い値を与えるようになる。即ち、この水分散性組成物の再分散体の組織のなめらかさは原料微細セルロースと同等もしくはそれ以上に改良されている。
【００２２】
本発明でいう、油脂類は、大豆油、ヤシ油、とうもろこし油、つばき油、パーム油、パーム核油、アマニ油、サラダ油、ゴマ油、綿実油、菜種油、オリーブ油、ひまわり油、ババスウ油、カカオ脂、コメ油、サフラワー油、からし油、ジンジャー油、落花生油、キリ油、ヒマシ油、鯨油、牛脂、ラード、硬化油、乳脂肪、バター、等の動植物油類、グリセリン脂肪酸エステル及びその誘導体である酢酸モノグリセリド、コハク酸モノグリセリド、クエン酸モノグリセリド等のモノグリセリド誘導体、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン縮合リシノレイン酸エステル、レシチン、蔗糖脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等の界面活性剤類、オレイン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘニン酸等の脂肪酸類及びそれらのエステル類、ラウリルアルコール、セチルアルコール、セリルアルコール等の高級アルコール類、カルナウバロウ、カンデリラロウ、コメヌカロウ、シェラック、ミツロウ、ラノリン等のワックス類、パラフィンワックス、流動パラフィン、スクワレン等の炭化水素類、ポリジメチルシロキサン等のシリコーンオイル類から選ばれる１種叉は２種以上の組み合わせからなるものであることを意味する。
界面活性剤の場合、親水性のものより疎水性のものが好ましく、ＨＬＢ値として１３以下が好ましい。油脂類はそのまま加えることができるが、動植物油等に界面活性剤、水等を加えて均質化することによって得られる乳化物の形態にした後に添加してもかまわない。また、油脂類を含有しているマーガリン、生クリーム等の形態で配合してもかまわない。
【００２３】
油脂類の配合量は、微細セルロース２０〜９８重量部と、水溶性ガム類及び／又は親水性物質２〜８０重量部とから成る組成に対して、０．０２〜２０重量部である。０．０２重量部未満では、組成物の分散を容易にしたり、粉末化した場合に再分散性を維持する効果はない。２０重量部を超えると、組成物を水中で撹拌しても内部への水の浸透が起こり難くなるため、再分散性が低下するので好ましくない。好ましくは０．１〜１０重量部である。特に好ましくは０．２〜５重量部である。
【００２４】
微細セルロース、水溶性ガム類、親水性物質、油脂類以外の成分の配合については、組成物の水中での分散を阻害しない程度に配合することは自由である。
本発明の組成物は、まず磨砕して得た平均粒径が８μｍ以下、１０μｍ以上の粒子の割合が４０％以下、コロイド分画が５０％以上である微細セルロースを水溶性ガム類及び／又は親水性物質と混合してスラリーとなすが、同時に或いはその前後に油脂類を添加して混合した後、次いでこれを乾燥させることによって得られる。また、微細セルロースと水溶性ガム類及び／又は親水性物質、油脂類を配合し乾燥した後に、さらに水溶性ガム類及び／又は親水性物質を粉体混合により追加し、８０重量部以下の範囲にすることも本発明に含まれる。
また、解重合処理したセルロースを予め水溶性ガム類及び／又は親水性物質、油脂類と混合し、湿式媒体ミルあるいは高圧ホモジナイザー等で磨砕してスラリーとする方法も含まれる。いずれの場合も、水溶性ガム類及び／又は親水性物質、油脂類との混合、分散に当たっては、特に水溶性ガム類を十分溶解させること、及び水溶性ガム類他と混合する際、微細セルロースを分散液中で均一に分散させなければならない。このためには微細セルロースと水溶性ガム類その他を混合する時に全重量の７５％以上の水の存在下に充分撹拌し均一に混合することが好ましい。この際予め水溶性ガム類その他を適当量の水に分散した後に加え混合することがより効果的である。加熱処理は水溶性ガムの溶解を促進するための効果的な方法である。
【００２５】
乾燥は水分散性組成物の性能を左右する大きな要因である。水分散性組成物の水への再分散性を確保するためには、組成物はその内部に網目状の無数の微細な亀裂や空洞を有していることが好ましい。この亀裂が導水性の細孔となることによって、水溶性ガム類、親水性物質の溶解、微細セルロースの分散を促進する。この亀裂は０．０５〜０．５μｍ程度の隙間であって、細孔同士の間隔は最大で３μｍ程度に抑えることが好ましい。この構造を与える乾燥方法としては、凍結乾燥、噴霧乾燥等を採用することも出来るがフィルム状にて乾燥することが好ましい。凍結乾燥法は生産効率が悪く、噴霧乾燥法は大きな装置を必要とする上に製品の品質制御が困難で乾燥製品の再分散性能がバラツキ易い欠点がある。噴霧乾燥機を使用する場合はこのバラツキを少なくするため噴霧粒径を小さく保ち、かつ乾燥速度をできるだけ速やかに行う工夫が必要である。
【００２６】
微細セルロース組成物の分散性が最も良い方法としては、フィルム状にて乾燥する方法が優れている。フィルム状にて乾燥する方法とは即ち、微細セルロースと水溶性ガム類及び／又は親水性物質、油脂類の混合スラリーを、ガラス、ステンレス、アルミニウム、ニッケル・クロムメッキ鋼板等の基材上にキャスティングして乾燥する方法である。基材は予め加熱されていても良く、またキャスティング後、赤外線、熱風、高周波等にて加熱しても良い。乾燥温度は２００℃以下、キャスティングの厚みはスラリーの厚みとして１０ｍｍ以下が好ましい。スラリー濃度はフィルム状に展開できる濃度であれば良く、特に制限はないが実用的には５％から２０％程度の固形分濃度の範囲が作業が容易で良好な乾燥物が得られる。また、工業的にはスチールベルトドライヤー、ドラムドライヤー、ディスクドライヤー等の乾燥機が採用出来る。このフィルム状にて乾燥された製品は、いわゆるフィルム状のものから箔状、薄片状、鱗片状、線条状、粉末状のものまで含まれる。
【００２７】
組成物の製品水分は全重量の１〜２０％であることが好ましい。水分が高いとハンドリング性不良、べたつき、腐敗の問題があるためで、製品水分は２０％以下、好ましくは１５％以下、特に好ましくは１０％以下がよい。また、製品水分が１％未満では、過剰乾燥のため組成物の再分散性が悪化するため好ましくない。特に好ましくは１．５％以上である。
【００２８】
以上の様にして得られた微細セルロース組成物は、１〜２０％の水分を含む微細な細孔構造を持つ乾燥製品であり、これを水中で撹拌した時容易に分散し、平均粒径８μｍ以下、１０μｍ以上の粒子の割合が４０％以下、コロイド分画が６５％以上の性能を有し、セルロースが均一に分散したなめらかな組織を持つザラツキの無い安定なコロイド分散体を形成する。
【００２９】
本願の組成物の水中での再分散方法は、食品等の製造工程で通常使用される各種の分散・乳化・磨砕機等を用いることができる。例えば、プロペラ撹拌機、高速ミキサー、ホモミキサー、カッター等の各種ミキサー、ボールミル、コロイドミル、ビーズミル、ライカイ機等のミル類、高圧ホモジナイザー及びマイクロフルイダイザー、ナノマイザー等の超高圧ホモジナイザーに代表される分散・乳化機、プラネタリーミキサー、ニーダー、エクストルーダー、タービュライザー等に代表される混練・磨砕機等が使用できる。その場合、微細セルロース組成物のみを水に分散しても良いし、主成分あるいは着色料、香料、酸味料、増粘剤等の他の成分と同時に水に分散してもかまわない。
【００３０】
本発明の微細セルロース組成物は、コロイド分画が著しく向上したものであり食品、医薬品、化粧品、塗料、セラミックス、樹脂、工業品等における懸濁安定剤、乳化安定剤、増粘安定剤、クラウディー剤等均一な分散性及びその長期な安定性が求められる分野において効果を発揮する。更に、本発明の微細セルロース組成物は特殊な分散機を用いることなくセルロースのコロイド粒子を発生させることが可能であり、このため安定剤としての性能が著しく向上すると共に、ザラツキの問題が解消され、滑らかさが向上するため、その使用範囲を拡大することが可能となる。
【００３１】
例えば、食品分野における例を上げれば、ココア飲料、ジュース飲料、抹茶飲料、しる粉飲料等の嗜好飲料、ミルクココア、ミルクコーヒー、乳酸菌飲料、豆乳等の乳性飲料、アイスクリーム、ソフトクリーム、シャーベット等の氷菓類、プリン、ゼリー、ジャム、水羊かん等のゲル状食品、ミルクセーキ、コーヒーホワイトナー、ホイップクリーム、マヨネーズ、ドレッシング類、スプレッド類、タレ、スープ、練りがらし、フラワーペースト、調理缶詰、スプレッド、経管流動食、練りがらし、パン・ケーキ用フィリング・トッピング、あん製品、ホンザント、水産練製品、パン・ケーキ類、和菓子、麺類、パスタ類、冷凍生地等、粉末油脂、粉末香料、粉末スープ、粉末スパイス、クリームパウダー等、において懸濁安定剤、乳化安定剤、増粘安定剤、泡安定剤、クラウディー剤、組織付与剤、流動性改善剤、保形剤、離水防止剤、生地改質剤、粉末化基剤として使用でき、更に上記食品全般における食物繊維基剤、油脂代替等の低カロリー化基剤等の用法がある。
【００３２】
【実施例】
次に、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。
なお、測定は以下のとおり行った。
＜コロイド分画＞
（１）サンプルを固形分で０．７５ｇを、蒸留水を入れたエースホモジナイザー（日本精機製ＡＭ−Ｔ）に入れ全量を３００ｇとする。
（２）１５０００ｒｐｍで２分間分散する。
（３）分散液１０ｍｌを正確に秤量瓶にとり重量を精秤する。
（４）残りの分散液を遠沈管に移し２０００ｒｐｍで１５分間遠心分離する（国産遠心器製Ｈ−３００型）。その上澄み液１０ｍｌを正確に秤量瓶にとり重量を精秤する。
（５）（３）、（４）の秤量瓶を１０５℃の乾燥器で１０時間蒸発乾固する。
（６）（３）の固形分重量を精秤する。Ａｇ
（７）（４）の固形分重量を精秤する。Ｂｇ
（８）微細セルロース以外の成分（水溶性ガム、親水性物質、油脂類の合計）の補正を行う。
微細セルロース以外の成分量：Ｓ％とすると、
コロイド分画（％）＝（Ｂ−ＡＳ／１００）×１００／Ａ（１−Ｓ／１００）
＜平均粒径、１０μｍ以上の粒子の割合＞
（１）サンプルを固形分で３．０ｇを、蒸留水を入れたエースホモジナイザー（日本精機製ＡＭ−Ｔ）に入れ全量を３００ｇとする。
（２）１５０００ｒｐｍで５分間分散する。
（３）堀場レーザー回折式粒度分布測定装置（ＬＡ−５００）を用いて粒度分布を測定する。平均粒径は積算体積５０％の粒径であり、１０μｍ以上の粒子の割合は体積分布における割合（％）で表す。
＜水分の測定＞
（１）サンプル約２ｇを秤量瓶に入れ、精秤する。
（２）秤量瓶を熱風乾燥機に入れ、１０５℃で５時間乾燥する。
（３）サンプル重量を測定し、減量から水分（％）を求める。
【００３３】
【実施例１】
市販ＤＰパルプを細断後、１０％塩酸中で１０５℃２０分間加水分解して得られた酸不溶性残渣をろ過、洗浄した後、固形分１０％のセルロース分散液を調製した。この加水分解セルロースの平均粒径は１７μｍであった。このセルロース分散液を媒体撹拌湿式粉砕装置（コトブキ技研工業株式会社製アペックスミル、ＡＭ−１型）で、媒体として直径１ｍｍφのジルコニアビーズを用いて、撹拌翼回転数１８００ｒｐｍ、セルロース分散液の供給量０．４ｌ／ｍｉｎの条件で２回通過で粉砕処理を行い、微細セルロースのペースト状物を得た。この微細セルロースのコロイド分画は７３％、積算体積５０％の粒径は３．１μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は２．３％であった。
【００３４】
次に、固形分当たり微細セルロース７５重量部、キサンタンガム（ビストップ、三栄化学工業製）５重量部、澱粉加水分解物（パインデックス、松谷化学工業製）２０重量部に対して、サラダ油（日清製油製）１重量部となるように混合し、総固形分濃度が１０％のペースト状分散液を調整した。この分散液をドラムドライヤー（楠木機械製作所製ＫＤＤ−１型）で、水蒸気圧力１．２Ｋｇ／ｃｍ2、回転数１．０ｒｐｍで乾燥し、スクレーパーで掻き取って取り出した。続いて、カッティングタイプの粉砕機であるフラッシュミル（不二パウダル製）で粗砕して１０００μｍ以下とし、薄片状、鱗片状の水分散性微細セルロース組成物Ａを得た。水分散性微細セルロース組成物Ａの水分は３．６％で、コロイド分画は９７％、積算体積５０％の粒径が３．２μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は２．８％であり、その５重量％水分散体はザラツキの無い滑らかな食感を有しておりまた、この水分散体を顕微鏡で観察した結果、セルロース粒子は均一に分散しており粗大な凝集体は見られなかった。なお、「滑らかさ」は口に入れた瞬間のとろける感触を、「ザラツキ」は後口として舌の上に残る異物感を評価したものである。なお、エースホモジナイザーを用いて１００００ｒｐｍで５分間分散させたときも積算体積５０％の粒径が３．３μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は３．０％であり、１５０００ｒｐｍ分散の結果と同じであった。
【００３５】
【実施例２】
実施例１の粗砕前の乾燥品を衝撃式粉砕機（日本精機製作所製）で粉砕して１５０μｍ以下とし、粉末状の水分散性微細セルロース組成物Ｂを得た。水分散性微細セルロース組成物Ｂの水分は３．７％で、コロイド分画は９０％、積算体積５０％の粒径が３．５μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は３．４％であった。なお、エースホモジナイザーを用いて１００００ｒｐｍで５分間分散させたときも積算体積５０％の粒径が３．７μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は３．５％であり、１５０００ｒｐｍ分散の結果と同じであった。
【００３６】
【実施例３】
固形分当たり実施例１の微細セルロース６０重量部、λーカラギーナン（ＣＳ−６７、三栄化学工業製）２０重量部、Ｄ−ソルビット（片山化学工業製）２０重量部に対して、エコナクッキングオイル（花王製）０．２重量部となるように混合して、総固形分濃度が８％の分散液を調整した。この分散液をドラムドライヤー（ＫＤＤ−１型）で、水蒸気圧力３．０Ｋｇ／ｃｍ2 、回転数０．８ｒｐｍで乾燥してフィルム状の乾燥物を得た。この乾燥品を衝撃式粉砕機（日本精機製作所製）で粉砕して１５０μｍ以下とし、粉末状の水分散性微細セルロース組成物Ｃを得た。水分散性微細セルロース組成物Ｃの水分は４．２％で、コロイド分画は９４％、積算体積５０％の粒径が２．９μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は２．０％であった。
【００３７】
【実施例４】
固形分当たり実施例１の微細セルロース９５重量部、ＣＭＣ−Ｎａ（カルボキシメチルセルロースナトリウム、第一工業製薬製）５重量部に対して、エコナクッキングオイル３重量部となるように混合して、総固形分濃度が１２％の分散液を調整した。この分散液を実施例３と同じ条件でドラムドライヤーで乾燥した。この乾燥品を実施例２と同じように粉砕して１５０μｍ以下とし、粉末状の水分散性微細セルロース組成物Ｄを得た。水分散性微細セルロース組成物Ｄの水分は５．８％で、コロイド分画は８８％、積算体積５０％の粒径が３．４μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は３．６％であった。
【００３８】
【実施例５】
市販ＤＰパルプを細断後、１０％塩酸中で１０５℃で２０分間加水分解して得られた酸不溶性残渣をろ過、洗浄した後、固形分１３％のセルロース分散液を調製した。このセルロース分散液を高圧破砕装置（ナノマイザー株式会社製ナノマイザーＬＡ−３１型）で、１３００Ｋｇ／ｃｍ2 、３回通過で破砕処理を行い、微細セルロースのペースト状物を得た。この微細セルロースのコロイド分画は８２％、積算体積５０％の粒径は５．６μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は１５．５％であった。
【００３９】
この微細セルロース、ポリデキストロース（ライテス、ファイザー社製）、ステアリン酸モノグリセリド（エキセル１５０、花王製）を配合組成がそれぞれ固形分比で３０／７０／２とした総固形分濃度が１８重量％の分散液を調整した。この分散液を実施例１と同様の方法で乾燥、粉砕を行い、水分散性微細セルロース組成物Ｅを得た。この組成物Ｅは、水分が３．５重量％、コロイド分画は７５％、平均粒径は５．８μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は１６．８％であり、その５重量％水分散体はザラツキの無い滑らかな食感を有していた。
【００４０】
【実施例６】
固形分当たり実施例１の微細セルロース６０重量部、キサンタンガム５重量部、澱粉加水分解物３５重量部に対して、コメ油（日清製油製）０．５重量部を混合して、総固形分濃度が５％の分散液を調整した。これを撹拌しながら８０℃３０分間の加熱処理を行った後排出温度８０℃で噴霧乾燥を行い、水分散性微細セルロース組成物Ｆを得た。
【００４１】
水分散性組成物Ｆの水分は３．６％で、積算体積５０％の粒径が３．２μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は２．２％、コロイド分画は９６％であった。
【００４２】
【実施例７】
実施例６において分散液の総固形分濃度が１２％となるように調製した。ドラム回転数を２ｒｐｍにする以外は実施例３と同じように乾燥し、水分散性微細セルロース組成物Ｇを得た。水分散性組成物Ｇの水分は５．６％で、積算体積５０％の粒径が３．４μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は２．３％、コロイド分画は８６％であった。
【００４３】
【実施例８】
サラダ油４０％、モノステアリン酸ジグリセリド（サンソフトＱ１８Ｄ、ＨＬＢ値７、太陽化学製）１０％、水５０％をＴＫホモミキサーで撹拌して、乳化物を得た。続いて、固形分当たり実施例１の微細セルロース８０重量部、ＣＭＣ−Ｎａ５重量部、澱粉加水分解物１５重量部に対して、乳化物５重量部（油脂類としては２．５重量部）を混合し、総固形分濃度が１２％の分散液を調整した。この分散液を実施例３と同様に乾燥した。この乾燥品をジェットミル（セイシン企業製）で粉砕して１５０μｍ以下とし、粉末状の水分散性微細セルロース組成物Ｈを得た。水分散性微細セルロース組成物Ｈの水分は４．３％で、コロイド分画は８５％、積算体積５０％の粒径が３．４μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は３．２％であった。
【００４４】
【実施例９】
オレイン酸（片山化学工業製）を使用する以外は実施例１と同じように操作して、水分散性微細セルロース組成物Ｉを得た。組成物Ｉの水分は２．３％で、コロイド分画は８８％、積算体積５０％の粒径が３．７μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は４．５％であった。
【００４５】
【比較例１】
実施例１と同じ方法で、サラダ油を配合せずに組成物Ｊを得た。なお、この方法は、特願平４ー２５９３９６号公報の実施例５において、ドラムドライヤーの表面をシリコーン離型剤で処理しない方法に準じている。組成物Ｊの水分は３．２％で、コロイド分画は７０％、積算体積５０％の粒径が９．５μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は４７％であり、その５重量％水分散体を口に含むとザラツキが感じられた。
【００４６】
【比較例２】
実施例４と同じ方法で、エコナクッキングオイルを配合せずに組成物Ｋを得た。この方法は、特願平４ー２５９３９６号公報の比較例３の方法に準じており、そこでは、衝撃式粉砕機で粉砕すると再分散しなくなることが記載されている。組成物Ｋの水分は５．２％、コロイド分画は６０％、積算体積５０％の粒径が１４μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は５６％であり、その５重量％水分散体を口に含むとザラツキが感じられた。
【００４７】
【比較例３】
実施例５と同じ方法で、ステアリン酸モノグリセリドを配合せずに組成物Ｌを得た。組成物Ｌの水分は３．２％、コロイド分画は４０％、積算体積５０％の粒径が１１μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は５２％であり、その５重量％水分散体を口に含むとザラツキが感じられた。
【００４８】
【比較例４】
実施例１のセルロース分散液を媒体撹拌湿式粉砕装置（コトブキ技研工業株式会社製アペックスミル、ＡＭ−１型）で、媒体として直径１ｍｍφのジルコニアビーズを用いて、撹拌翼回転数１８００ｒｐｍ、セルロース分散液の供給量０．４ｌ／ｍｉｎの条件で１回通過で粉砕処理を行い、セルロースのペースト状物を得た。このセルロースのコロイド分画は４５％、積算体積５０％の粒径は７．２μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は３３％であった。
【００４９】
このセルロースを用いて、実施例４と同じように操作して組成物Ｍを得た。組成物Ｍの水分は５．５％、コロイド分画は５２％、積算体積５０％の粒径が７．０μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は３１％であり、その５重量％水分散体を口に含むとやや肌理が粗くザラツキが感じられた。
【００５０】
【比較例５】
実施例１のセルロース分散液を高圧破砕装置（ナノマイザー株式会社製ナノマイザーＬＡ−３１型）で、１３００Ｋｇ／ｃｍ2 、１回通過で破砕処理を行い、セルロースのペースト状物を得た。このセルロースのコロイド分画は５２％、積算体積５０％の粒径は１０．６μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は５１．５％であった。
【００５１】
このセルロースを用いて、実施例５と同じように操作して組成物Ｎを得た。組成物Ｎの水分は３．１％、コロイド分画は５０％、積算体積５０％の粒径が１１．７μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は５５％であり、その５重量％水分散体を口に含むと肌理が粗くザラツキが感じられた。
【００５２】
【比較例６】
固形分当たり実施例１の微細セルロース１００重量部に対して、エコナクッキングオイル３重量部となるように混合して、総固形分濃度が１２％の分散液を調整し、実施例４と同様に操作して、組成物Ｏを得た。組成物Ｏの水分は３．６％で、コロイド分画は１５％、積算体積５０％の粒径が２６μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は７７％であった。
【００５３】
【参考例】
実施例１と同じ方法で、サラダ油を配合せずに、また、ドラムドライヤーの表面をシリコーン離型剤で処理する方法で組成物Ｐを得た。なお、この方法は、特願平４ー２５９３９６号公報の実施例５に準じている。組成物Ｐの水分は４．８％、コロイド分画は９５％、積算体積５０％の粒径が３．２μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は２．８％であった。しかし、エースホモジナイザーを用いて１００００ｒｐｍで５分間分散させると積算体積５０％の粒径が８．６μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は４３．０％であり、再分散時のシェアが低くなると充分な分散を示さなかった。
【００５４】
【発明の効果】
従来の微細セルロース、水溶性ガム類、親水性物質からなる組成物は、フィルム状で乾燥させても、剥離する際に強いシェアを掛けると再分散性が悪化するため、例えばドラムドライヤーで乾燥するときドラム表面を離型剤で前処理する必要があったが、本発明の水分散性微細セルロース組成物は、潤滑作用のある油脂類を含有するため、ドラム表面の前処理など格別の注意は必要でなしに、低せん断力の分散でも容易に水中へ分散するのが特徴で、水に分散した時ザラツキを感じさせずに、微細セルロースのコロイド性により安定剤として機能する。
【００５５】
また、従来の組成物は、衝撃式の粉砕機で粉砕すると再分散性が悪化する問題があったが、本発明の組成物は粒子内部に潤滑作用を持つ油脂類を含有しているため、衝撃式の粉砕機であるハンマーミル、ピンミル、ジェットミル等で粉砕して粉末化しても再分散性は良好である。粉末化が可能となるため、他の粉末との均一な粉体混合ができる。
【００５６】
本発明の水分散性微細セルロース組成物は、コロイド分画が著しく向上したものであり食品、医薬品、化粧品、塗料、セラミックス、樹脂、工業品等における懸濁安定剤、乳化安定剤、増粘安定剤、クラウディー剤等均一な分散性及びその長期な安定性が求められる分野において効果を発揮する。更に、本発明の水分散性微細セルロース組成物は低せん断力の分散機を用いても元の微細セルロースの粒径に容易に再分散するため、特殊な分散機を用いることなく多量のコロイド粒子を発生させることが可能であり、このため安定剤としての性能が著しく向上すると共にその使用範囲を拡大することが可能となる。
【００５７】
例えば、食品分野等において、懸濁安定剤、乳化安定剤、増粘安定剤、泡安定剤、クラウディー剤、組織付与剤、流動性改善剤、保形剤、離水防止剤、生地改質剤、粉末化基剤として使用でき、更に食物繊維基剤、油脂代替等の低カロリー化基剤等の用法がある。
【産業上の利用分野】
本発明はセルロースコロイドを形成し得る乾燥組成物であって、食品、医薬品、化粧品、塗料、セラミックス、樹脂、触媒、その他工業用品等広い分野において、懸濁安定剤、乳化安定剤、増粘安定剤等の安定剤、組織付与剤、クラウディー剤、白度向上、流動性改良、研磨剤、食物繊維、油脂代替物等の目的で利用可能な水中に再分散し得る微細セルロース組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりセルロースを主体とする水分散可能な組成物としては、例えば、特公昭４０−１２１７４号公報にはセルロース結晶子集合物に妨害剤を加え水性コロイド分散物を得る記載がある。また、特公昭５６ー３１０９４号公報、特公昭５７−１４７７１号公報には微結晶セルロースに分散剤、崩壊剤を組み合わせた水分散性複合体の記載がある。これらはセルロースと水溶性高分子、糖類等を水の存在下で混合、磨砕して、次いで乾燥、粉砕して複合体を得ることが開示されている。しかしながらこれらが期待する主要効果の主体となると思われるセルロースのコロイド部分に関しては、充分満足できる領域まで達していなかった。
【０００３】
このためセルロース粒子を充分微細化する技術開発の努力がなされＥＰ−４１５１９３Ａ２には平均粒径６μｍ以下の水分散体が、ＵＳＰ−５０１１７０１には低カロリーチーズ作成のためのセルロースの微粒化方法、また、特公昭６２−３０２２０号公報には微結晶セルロース懸濁液の均質化方法の開示があるが、いずれも水スラリー状での使用を前提としており微生物の発生等による保存上の問題、水スラリーである事に由来する輸送、貯蔵上の問題、あるいは高濃度での使用ができない等、使用上の制約も大きく充分満足できるものではない。しかしながら、これらの微細セルロースは、乾燥に伴いセルロース表面同士で強い水素結合を形成し、水に再分散しない強固な構造体を作るため、微細化が進んだものほど乾燥時に粒子の移動が容易で、かつ大きな表面積を持つがゆえに、緻密で非常に強固な不可逆性の構造体を形成するため、これらの極端に微細化したセルロースを乾燥させて再分散可能な組成物にすることは難しい。
【０００４】
この乾燥に伴う水素結合を防止する方法としては前述の特公昭４０−１２１７４号公報等に記載されているが、微細セルロースに単に妨害剤を配合して乾燥するという方法では、微細セルロース乾燥物を水中で撹拌しても微細セルロースは強固な不可逆性の構造体を形成しているため、元の粒径まで再分散する事は困難であった。
【０００５】
また、微細セルロースを含有する乾燥物を水中で再分散させる試みとして、特願平４−２５９３９６号公報で、微細セルロース５０〜９８重量％に対して水溶性ガム類及び／叉は親水性物質を２〜５０重量％配合し、乾燥前スラリー総重量の７５重量％以上の水分の存在下で完全分散させたのち、乾燥して得た複合体が示されているが、乾燥の際、フィルム状にして乾燥した場合、フィルムを剥離させる時強いシェアが掛かり、再分散性が良好な水分散性組成物は得られなくなるため、例えばドラムドライヤーで乾燥させるとき、ドラム表面をシリコン離型剤で処理するなど格別の注意が必要であった。また、この複合体はエースホモジナイザー（日本精機（株）製ＡＭ−Ｔ）を使用し、１５，０００ｒｐｍという高速回転で５分間分散して再分散するが、それより低速の撹拌条件では、実際に乾燥複合体を作製した後、エースホモジナイザーを用い、１０，０００ｒｐｍで５分間撹拌し再分散性を調べたところ、充分には分散しなかった。
【０００６】
つまり、微細セルロースを含有する複合体は、水溶性ガム類及び／又は親水性物質を配合してあっても、その製造時の乾燥によりセルロースの角質化と呼ばれるセルロース粒子間の水素結合による強固な凝集ができ易くなるため、低せん断力の分散機では、元の微細セルロースの大きさまで容易に再分散されないため、ザラツキを感じる、安定性が不十分であるなど、その機能を十分に発揮することは難しかった。
【０００７】
また、特願平４ー２５９３９６号公報においてはフィルム状に乾燥した複合体を衝撃式の粉砕機で粉砕によるシェアで粉砕して粉末化すると再分散性が悪化することが記載され、再分散しないものになるため、カッタータイプのもので破砕する必要があり、整粒程度の穏やかな粉砕しかできないという問題があった。粉末化できずに粗い粒子のままでは、他の粉体と粉体混合する際に混合しにくいという問題が生じる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、微細セルロースを含有する乾燥組成物の水中での再分散性を改良すると同時に、衝撃式の粉砕機等によって粉末化した場合でも再分散可能としたものであって、その分散体は大部分がコロイダル部分から成り、高度の分散安定性を有し、ザラツキを感じさせないため、食品、医薬品、工業用品等の広い分野にわたり利用可能な懸濁・分散・乳化等の安定剤、保形性付与剤、組織付与剤、クラウディー剤、白度向上、流動性改良、研磨剤、食物繊維、油脂代替物等として利用可能な、水に分散性の微細セルロース乾燥組成物を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、微細セルロースと水溶性ガム類及び／又は親水性物質とから成る組成に対して油脂類を配合することで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成した。つまり、本発明は、平均粒径が８μｍ以下、１０μｍ以上の粒子の割合が４０％以下、コロイド分画が５０％以上である微細セルロース、水溶性ガム類及び／又は親水性物質、油脂類を、７５％以上の水の存在下で撹拌・混合して均一なスラリーとなし、凍結乾燥、噴霧乾燥、又はフィルム状にて乾燥することによって製造される乾燥組成物であって、かつ、微細セルロース２０〜９８重量部と、水溶性ガム類及び／又は親水性物質２〜８０重量部とから成る組成の合計１００重量部に対して、油脂類を０．０２〜２０重量部を含有し、更に、水に分散した時の平均粒径が８μｍ以下で、１０μｍ以上の粒子の割合が４０％以下で、コロイド分画が６５％以上であることを特徴とする水分散性微細セルロース組成物、である。
【００１０】
微細セルロースと水溶性ガム類および又は親水性物質、油脂類との複合化は、乾燥時に微細セルロース同士が水素結合により再凝集することを防ぐために行われる。このため本発明における水分散性組成物は、水中で撹拌することにより容易に乾燥前のコロイド分散体に復元する、つまり再分散することを特徴としている。
【００１１】
このような本発明の水分散性の組成物は、磨砕して得た微細セルロース分散液に、水溶性ガム類および又は親水性物質、油脂類を混合分散し均質な分散液となし、これを乾燥することによって得られる。
以下、更に詳細に本発明を説明する。
再分散した微細セルロース含有組成物の食感を左右する要因は二つあって、ザラツキは主に、粒度分布における１０μｍ以上の粒子の割合が重要な要因であること、また、舌に感じるなめらかさの要因としては実用特性であるコロイド分画が重要な要因であることがわかっている。
【００１２】
セルロース粒子のザラツキの主要因は粗大粒子の量にある。特に強いザラツキを感じさせるのは１０μｍ以上の粒子であって、本発明の微細セルロース組成物を水に再分散させた場合は、４０％を超えるとザラツキ感が生じる。セルロース単独の場合は１０μｍ以上の粒子が５％を超えるとザラツキが感じられるが、本発明の微細セルロース組成物の場合は水溶性ガム類等の影響のため１０μｍ以上の粒子が４０％以下であるとザラツキは感じない。この時の平均粒径は８μｍ以下である。本発明の目的を効果的に達成するためには、粒度分布における１０μｍ以上の粒子の割合が２０％以下であることが好ましい。この時の平均粒径は６μｍ以下である。更に好ましくは、１０μｍ以上の粒子の割合が１０％以下であって、平均粒径は４μｍ以下である。
【００１３】
また、舌で感じるなめらかさは、コロイド性セルロースを計測する実用特性であるコロイド分画と一致する。即ち、水分散性組成物の水分散物において、なめらかな組織を得るためには水分散性組成物を水に分散した時の指標としてコロイド分画が６５％以上であることが必要である。コロイド分画が８０％以上であることが好ましい。
【００１４】
ここでコロイド分画とは、微細セルロース及び微細セルロース組成物の水分散液に一定の遠心力をかけた時、沈降することなく浮遊、分散している分散相の固形分の重量割合（％）である。即ち、水系分散液において沈降することなく安定に分散し得るコロイダル部分の割合であり、分散性及び安定性の実用上の能力を示す。また、平均粒径、１０μｍ以上の粒子の割合はそれぞれ、レーザー法粒度分布測定装置により求められる積算体積５０％の粒径、体積分布における割合（％）である。これらの測定法については実施例において詳述する。
【００１５】
本発明に用いる微細セルロースは、平均粒径が８μｍ以下、１０μｍ以上の粒子の割合が４０％以下であり、コロイド分画が５０％以上であることが好ましい。更に好ましくは、平均粒径が６μｍ以下、１０μｍ以上の粒子の割合が２０％以下である。特に好ましくは、平均粒径が４μｍ以下で、１０μｍ以上の粒子の割合が１０％以下である。
【００１６】
この微細セルロースは、木材パルプ、精製リンター等のセルロース系素材を酸加水分解、アルカリ酸化分解、酵素分解、スチームエクスプロージョン分解等、あるいはそれらの組み合わせにより解重合処理して平均重合度３０〜３７５のセルロースとし、次いで機械的なシェアをかけ湿式磨砕することによって得ることができる。更に、この湿式磨砕した物を遠心沈降によりコロイダル部分を分画処理して得ることもできる。
【００１７】
本発明に適した湿式磨砕機械としては媒体ミル類、例えば湿式振動ミル、湿式遊星振動ミル、湿式ボールミル、湿式ロールミル、湿式コボールミル、湿式ビーズミル、湿式ペイントシェーカー等の他、高圧ホモジナイザー等がある。高圧ホモジナイザーとしては約５００Ｋｇ／ｃｍ2 以上の高圧で、スラリーを微細オリフィスに導き高流速で対面衝突させるタイプが効果的である。これらのミルを使用した最適磨砕濃度は機種により異なるが、概ね媒体ミルで３〜１５％、高圧ホモジナイザーで５〜２０％の固形分濃度が適している。
【００１８】
本発明の目的のためにはこれらの機種を単独で用いることもできるが、二種以上の機種を組み合わせて用いることも出来る。これらの機種は種々の用途における粘性要求等により適宜選択すれば良い。
水溶性ガム類とは、水膨潤性が高くセルロースとの水中における相溶性が良好な水溶性のガム類であり、ローカストビーンガム、グアーガム、カゼイン及びカゼインナトリウム、タマリンドシードガム、クインスシードガム、カラヤガム、キチン、キトサン、アラビアガム、トラガントガム、ガッティーガム、アラビノガラクタン、寒天、カラギーナン、アルギン酸及びその塩、アルギン酸プロピレングリコールエステル、ファーセレラン、ペクチン、マルメロ、タラガム、アーモンドガム、アエロモナスガム、アゾトバクター・ビネランジーガム、アマシードガム、ウェランガム、サイリウムシードガム、キサンタンガム、カードラン、プルラン、デキストラン、ジェランガム、ゼラチン、カルボキシメチルセルロースナトリウム等のセルロース誘導体等が挙げられる。好ましくは、カルボキシメチルセルロースナトリウム、キサンタンガム、カラギーナン、ペクチン、カラヤガム、ゼラチン、アラビアガムである。これらの水溶性ガム類は２種以上組み合わせてもかまわない。水溶性ガム類は多量に配合すると粘性が高くなり過ぎ、嚥下する際に喉越しが悪くなるので、５０重量％以下が好ましい。特に好ましくは３０重量％以下である。
【００１９】
親水性物質とは、冷水への溶解性が高く粘性を殆どもたらさない有機物質であり、澱粉加水分解物、デキストリン類、ブドウ糖、果糖、キシロース、ソルボース、庶糖、乳糖、麦芽糖、異性化糖、カップリングシュガー、パラチノース、ネオシュガー、還元澱粉糖化飴、ラクツロース、ポリデキストロース、フラクトオリゴ糖、ガラクトオリゴ糖等の単糖類、オリゴ糖類を含む水溶性糖類、キシリトール、マンニトール、マルチトール、ソルビット等の糖アルコール類等が適している。中でも澱粉加水分解物、デキストリン類、ブドウ糖、果糖、庶糖、乳糖、麦芽糖、ポリデキストロース、マンニトール、ソルビットが適している。これらの親水性物質は２種以上組み合わせてもかまわない。
【００２０】
水溶性ガム類は、微細セルロースの水中への分散を迅速に行わせると共に、セルロースの分散、懸濁等の安定性を更に高め、かつ保護コロイドとしての機能を果たすことによりコロイド分画の向上に寄与する。また、親水性物質は、自身が水中で迅速に溶解することにより、微細セルロースの水中への分散を促進する。水溶性ガム類と組み合わせることによりその効果は更に高まる。微細セルロース組成物のコロイド分画を高め、分散容易性あるいは分散安定性を顕著ならしめるには、微細セルロース２０〜９８重量部に対して、水溶性ガム類及び／又は親水性物質の合計が２〜８０重量部であることが必要である。好ましくは微細セルロース４０〜９５重量部に対して、水溶性ガム類及び／又は親水性物質の合計が５〜６０重量部である。
【００２１】
水溶性ガム類及び／又は親水性物質の合計が２重量部未満の場合は、乾燥工程における微細セルロース粒子同士の水素結合に基づく再凝集防止が十分でない。また、８０重量部を超えた場合は水溶性ガム類による粘度の上昇やこれに伴い食感が低下したり、また、微細セルロース含量の低下に伴い安定剤としての性能が低下し好ましくない。コロイド分画は微細セルロース単独で測定するときは微細セルロースのコロイダルな性能そのものを表しているが、水溶性ガム類及び／又は親水性物質と複合化した場合、微細セルロースの元のコロイド分画値より高い値を与えるようになる。即ち、この水分散性組成物の再分散体の組織のなめらかさは原料微細セルロースと同等もしくはそれ以上に改良されている。
【００２２】
本発明でいう、油脂類は、大豆油、ヤシ油、とうもろこし油、つばき油、パーム油、パーム核油、アマニ油、サラダ油、ゴマ油、綿実油、菜種油、オリーブ油、ひまわり油、ババスウ油、カカオ脂、コメ油、サフラワー油、からし油、ジンジャー油、落花生油、キリ油、ヒマシ油、鯨油、牛脂、ラード、硬化油、乳脂肪、バター、等の動植物油類、グリセリン脂肪酸エステル及びその誘導体である酢酸モノグリセリド、コハク酸モノグリセリド、クエン酸モノグリセリド等のモノグリセリド誘導体、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン縮合リシノレイン酸エステル、レシチン、蔗糖脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等の界面活性剤類、オレイン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘニン酸等の脂肪酸類及びそれらのエステル類、ラウリルアルコール、セチルアルコール、セリルアルコール等の高級アルコール類、カルナウバロウ、カンデリラロウ、コメヌカロウ、シェラック、ミツロウ、ラノリン等のワックス類、パラフィンワックス、流動パラフィン、スクワレン等の炭化水素類、ポリジメチルシロキサン等のシリコーンオイル類から選ばれる１種叉は２種以上の組み合わせからなるものであることを意味する。
界面活性剤の場合、親水性のものより疎水性のものが好ましく、ＨＬＢ値として１３以下が好ましい。油脂類はそのまま加えることができるが、動植物油等に界面活性剤、水等を加えて均質化することによって得られる乳化物の形態にした後に添加してもかまわない。また、油脂類を含有しているマーガリン、生クリーム等の形態で配合してもかまわない。
【００２３】
油脂類の配合量は、微細セルロース２０〜９８重量部と、水溶性ガム類及び／又は親水性物質２〜８０重量部とから成る組成に対して、０．０２〜２０重量部である。０．０２重量部未満では、組成物の分散を容易にしたり、粉末化した場合に再分散性を維持する効果はない。２０重量部を超えると、組成物を水中で撹拌しても内部への水の浸透が起こり難くなるため、再分散性が低下するので好ましくない。好ましくは０．１〜１０重量部である。特に好ましくは０．２〜５重量部である。
【００２４】
微細セルロース、水溶性ガム類、親水性物質、油脂類以外の成分の配合については、組成物の水中での分散を阻害しない程度に配合することは自由である。
本発明の組成物は、まず磨砕して得た平均粒径が８μｍ以下、１０μｍ以上の粒子の割合が４０％以下、コロイド分画が５０％以上である微細セルロースを水溶性ガム類及び／又は親水性物質と混合してスラリーとなすが、同時に或いはその前後に油脂類を添加して混合した後、次いでこれを乾燥させることによって得られる。また、微細セルロースと水溶性ガム類及び／又は親水性物質、油脂類を配合し乾燥した後に、さらに水溶性ガム類及び／又は親水性物質を粉体混合により追加し、８０重量部以下の範囲にすることも本発明に含まれる。
また、解重合処理したセルロースを予め水溶性ガム類及び／又は親水性物質、油脂類と混合し、湿式媒体ミルあるいは高圧ホモジナイザー等で磨砕してスラリーとする方法も含まれる。いずれの場合も、水溶性ガム類及び／又は親水性物質、油脂類との混合、分散に当たっては、特に水溶性ガム類を十分溶解させること、及び水溶性ガム類他と混合する際、微細セルロースを分散液中で均一に分散させなければならない。このためには微細セルロースと水溶性ガム類その他を混合する時に全重量の７５％以上の水の存在下に充分撹拌し均一に混合することが好ましい。この際予め水溶性ガム類その他を適当量の水に分散した後に加え混合することがより効果的である。加熱処理は水溶性ガムの溶解を促進するための効果的な方法である。
【００２５】
乾燥は水分散性組成物の性能を左右する大きな要因である。水分散性組成物の水への再分散性を確保するためには、組成物はその内部に網目状の無数の微細な亀裂や空洞を有していることが好ましい。この亀裂が導水性の細孔となることによって、水溶性ガム類、親水性物質の溶解、微細セルロースの分散を促進する。この亀裂は０．０５〜０．５μｍ程度の隙間であって、細孔同士の間隔は最大で３μｍ程度に抑えることが好ましい。この構造を与える乾燥方法としては、凍結乾燥、噴霧乾燥等を採用することも出来るがフィルム状にて乾燥することが好ましい。凍結乾燥法は生産効率が悪く、噴霧乾燥法は大きな装置を必要とする上に製品の品質制御が困難で乾燥製品の再分散性能がバラツキ易い欠点がある。噴霧乾燥機を使用する場合はこのバラツキを少なくするため噴霧粒径を小さく保ち、かつ乾燥速度をできるだけ速やかに行う工夫が必要である。
【００２６】
微細セルロース組成物の分散性が最も良い方法としては、フィルム状にて乾燥する方法が優れている。フィルム状にて乾燥する方法とは即ち、微細セルロースと水溶性ガム類及び／又は親水性物質、油脂類の混合スラリーを、ガラス、ステンレス、アルミニウム、ニッケル・クロムメッキ鋼板等の基材上にキャスティングして乾燥する方法である。基材は予め加熱されていても良く、またキャスティング後、赤外線、熱風、高周波等にて加熱しても良い。乾燥温度は２００℃以下、キャスティングの厚みはスラリーの厚みとして１０ｍｍ以下が好ましい。スラリー濃度はフィルム状に展開できる濃度であれば良く、特に制限はないが実用的には５％から２０％程度の固形分濃度の範囲が作業が容易で良好な乾燥物が得られる。また、工業的にはスチールベルトドライヤー、ドラムドライヤー、ディスクドライヤー等の乾燥機が採用出来る。このフィルム状にて乾燥された製品は、いわゆるフィルム状のものから箔状、薄片状、鱗片状、線条状、粉末状のものまで含まれる。
【００２７】
組成物の製品水分は全重量の１〜２０％であることが好ましい。水分が高いとハンドリング性不良、べたつき、腐敗の問題があるためで、製品水分は２０％以下、好ましくは１５％以下、特に好ましくは１０％以下がよい。また、製品水分が１％未満では、過剰乾燥のため組成物の再分散性が悪化するため好ましくない。特に好ましくは１．５％以上である。
【００２８】
以上の様にして得られた微細セルロース組成物は、１〜２０％の水分を含む微細な細孔構造を持つ乾燥製品であり、これを水中で撹拌した時容易に分散し、平均粒径８μｍ以下、１０μｍ以上の粒子の割合が４０％以下、コロイド分画が６５％以上の性能を有し、セルロースが均一に分散したなめらかな組織を持つザラツキの無い安定なコロイド分散体を形成する。
【００２９】
本願の組成物の水中での再分散方法は、食品等の製造工程で通常使用される各種の分散・乳化・磨砕機等を用いることができる。例えば、プロペラ撹拌機、高速ミキサー、ホモミキサー、カッター等の各種ミキサー、ボールミル、コロイドミル、ビーズミル、ライカイ機等のミル類、高圧ホモジナイザー及びマイクロフルイダイザー、ナノマイザー等の超高圧ホモジナイザーに代表される分散・乳化機、プラネタリーミキサー、ニーダー、エクストルーダー、タービュライザー等に代表される混練・磨砕機等が使用できる。その場合、微細セルロース組成物のみを水に分散しても良いし、主成分あるいは着色料、香料、酸味料、増粘剤等の他の成分と同時に水に分散してもかまわない。
【００３０】
本発明の微細セルロース組成物は、コロイド分画が著しく向上したものであり食品、医薬品、化粧品、塗料、セラミックス、樹脂、工業品等における懸濁安定剤、乳化安定剤、増粘安定剤、クラウディー剤等均一な分散性及びその長期な安定性が求められる分野において効果を発揮する。更に、本発明の微細セルロース組成物は特殊な分散機を用いることなくセルロースのコロイド粒子を発生させることが可能であり、このため安定剤としての性能が著しく向上すると共に、ザラツキの問題が解消され、滑らかさが向上するため、その使用範囲を拡大することが可能となる。
【００３１】
例えば、食品分野における例を上げれば、ココア飲料、ジュース飲料、抹茶飲料、しる粉飲料等の嗜好飲料、ミルクココア、ミルクコーヒー、乳酸菌飲料、豆乳等の乳性飲料、アイスクリーム、ソフトクリーム、シャーベット等の氷菓類、プリン、ゼリー、ジャム、水羊かん等のゲル状食品、ミルクセーキ、コーヒーホワイトナー、ホイップクリーム、マヨネーズ、ドレッシング類、スプレッド類、タレ、スープ、練りがらし、フラワーペースト、調理缶詰、スプレッド、経管流動食、練りがらし、パン・ケーキ用フィリング・トッピング、あん製品、ホンザント、水産練製品、パン・ケーキ類、和菓子、麺類、パスタ類、冷凍生地等、粉末油脂、粉末香料、粉末スープ、粉末スパイス、クリームパウダー等、において懸濁安定剤、乳化安定剤、増粘安定剤、泡安定剤、クラウディー剤、組織付与剤、流動性改善剤、保形剤、離水防止剤、生地改質剤、粉末化基剤として使用でき、更に上記食品全般における食物繊維基剤、油脂代替等の低カロリー化基剤等の用法がある。
【００３２】
【実施例】
次に、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。
なお、測定は以下のとおり行った。
＜コロイド分画＞
（１）サンプルを固形分で０．７５ｇを、蒸留水を入れたエースホモジナイザー（日本精機製ＡＭ−Ｔ）に入れ全量を３００ｇとする。
（２）１５０００ｒｐｍで２分間分散する。
（３）分散液１０ｍｌを正確に秤量瓶にとり重量を精秤する。
（４）残りの分散液を遠沈管に移し２０００ｒｐｍで１５分間遠心分離する（国産遠心器製Ｈ−３００型）。その上澄み液１０ｍｌを正確に秤量瓶にとり重量を精秤する。
（５）（３）、（４）の秤量瓶を１０５℃の乾燥器で１０時間蒸発乾固する。
（６）（３）の固形分重量を精秤する。Ａｇ
（７）（４）の固形分重量を精秤する。Ｂｇ
（８）微細セルロース以外の成分（水溶性ガム、親水性物質、油脂類の合計）の補正を行う。
微細セルロース以外の成分量：Ｓ％とすると、
コロイド分画（％）＝（Ｂ−ＡＳ／１００）×１００／Ａ（１−Ｓ／１００）
＜平均粒径、１０μｍ以上の粒子の割合＞
（１）サンプルを固形分で３．０ｇを、蒸留水を入れたエースホモジナイザー（日本精機製ＡＭ−Ｔ）に入れ全量を３００ｇとする。
（２）１５０００ｒｐｍで５分間分散する。
（３）堀場レーザー回折式粒度分布測定装置（ＬＡ−５００）を用いて粒度分布を測定する。平均粒径は積算体積５０％の粒径であり、１０μｍ以上の粒子の割合は体積分布における割合（％）で表す。
＜水分の測定＞
（１）サンプル約２ｇを秤量瓶に入れ、精秤する。
（２）秤量瓶を熱風乾燥機に入れ、１０５℃で５時間乾燥する。
（３）サンプル重量を測定し、減量から水分（％）を求める。
【００３３】
【実施例１】
市販ＤＰパルプを細断後、１０％塩酸中で１０５℃２０分間加水分解して得られた酸不溶性残渣をろ過、洗浄した後、固形分１０％のセルロース分散液を調製した。この加水分解セルロースの平均粒径は１７μｍであった。このセルロース分散液を媒体撹拌湿式粉砕装置（コトブキ技研工業株式会社製アペックスミル、ＡＭ−１型）で、媒体として直径１ｍｍφのジルコニアビーズを用いて、撹拌翼回転数１８００ｒｐｍ、セルロース分散液の供給量０．４ｌ／ｍｉｎの条件で２回通過で粉砕処理を行い、微細セルロースのペースト状物を得た。この微細セルロースのコロイド分画は７３％、積算体積５０％の粒径は３．１μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は２．３％であった。
【００３４】
次に、固形分当たり微細セルロース７５重量部、キサンタンガム（ビストップ、三栄化学工業製）５重量部、澱粉加水分解物（パインデックス、松谷化学工業製）２０重量部に対して、サラダ油（日清製油製）１重量部となるように混合し、総固形分濃度が１０％のペースト状分散液を調整した。この分散液をドラムドライヤー（楠木機械製作所製ＫＤＤ−１型）で、水蒸気圧力１．２Ｋｇ／ｃｍ2、回転数１．０ｒｐｍで乾燥し、スクレーパーで掻き取って取り出した。続いて、カッティングタイプの粉砕機であるフラッシュミル（不二パウダル製）で粗砕して１０００μｍ以下とし、薄片状、鱗片状の水分散性微細セルロース組成物Ａを得た。水分散性微細セルロース組成物Ａの水分は３．６％で、コロイド分画は９７％、積算体積５０％の粒径が３．２μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は２．８％であり、その５重量％水分散体はザラツキの無い滑らかな食感を有しておりまた、この水分散体を顕微鏡で観察した結果、セルロース粒子は均一に分散しており粗大な凝集体は見られなかった。なお、「滑らかさ」は口に入れた瞬間のとろける感触を、「ザラツキ」は後口として舌の上に残る異物感を評価したものである。なお、エースホモジナイザーを用いて１００００ｒｐｍで５分間分散させたときも積算体積５０％の粒径が３．３μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は３．０％であり、１５０００ｒｐｍ分散の結果と同じであった。
【００３５】
【実施例２】
実施例１の粗砕前の乾燥品を衝撃式粉砕機（日本精機製作所製）で粉砕して１５０μｍ以下とし、粉末状の水分散性微細セルロース組成物Ｂを得た。水分散性微細セルロース組成物Ｂの水分は３．７％で、コロイド分画は９０％、積算体積５０％の粒径が３．５μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は３．４％であった。なお、エースホモジナイザーを用いて１００００ｒｐｍで５分間分散させたときも積算体積５０％の粒径が３．７μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は３．５％であり、１５０００ｒｐｍ分散の結果と同じであった。
【００３６】
【実施例３】
固形分当たり実施例１の微細セルロース６０重量部、λーカラギーナン（ＣＳ−６７、三栄化学工業製）２０重量部、Ｄ−ソルビット（片山化学工業製）２０重量部に対して、エコナクッキングオイル（花王製）０．２重量部となるように混合して、総固形分濃度が８％の分散液を調整した。この分散液をドラムドライヤー（ＫＤＤ−１型）で、水蒸気圧力３．０Ｋｇ／ｃｍ2 、回転数０．８ｒｐｍで乾燥してフィルム状の乾燥物を得た。この乾燥品を衝撃式粉砕機（日本精機製作所製）で粉砕して１５０μｍ以下とし、粉末状の水分散性微細セルロース組成物Ｃを得た。水分散性微細セルロース組成物Ｃの水分は４．２％で、コロイド分画は９４％、積算体積５０％の粒径が２．９μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は２．０％であった。
【００３７】
【実施例４】
固形分当たり実施例１の微細セルロース９５重量部、ＣＭＣ−Ｎａ（カルボキシメチルセルロースナトリウム、第一工業製薬製）５重量部に対して、エコナクッキングオイル３重量部となるように混合して、総固形分濃度が１２％の分散液を調整した。この分散液を実施例３と同じ条件でドラムドライヤーで乾燥した。この乾燥品を実施例２と同じように粉砕して１５０μｍ以下とし、粉末状の水分散性微細セルロース組成物Ｄを得た。水分散性微細セルロース組成物Ｄの水分は５．８％で、コロイド分画は８８％、積算体積５０％の粒径が３．４μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は３．６％であった。
【００３８】
【実施例５】
市販ＤＰパルプを細断後、１０％塩酸中で１０５℃で２０分間加水分解して得られた酸不溶性残渣をろ過、洗浄した後、固形分１３％のセルロース分散液を調製した。このセルロース分散液を高圧破砕装置（ナノマイザー株式会社製ナノマイザーＬＡ−３１型）で、１３００Ｋｇ／ｃｍ2 、３回通過で破砕処理を行い、微細セルロースのペースト状物を得た。この微細セルロースのコロイド分画は８２％、積算体積５０％の粒径は５．６μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は１５．５％であった。
【００３９】
この微細セルロース、ポリデキストロース（ライテス、ファイザー社製）、ステアリン酸モノグリセリド（エキセル１５０、花王製）を配合組成がそれぞれ固形分比で３０／７０／２とした総固形分濃度が１８重量％の分散液を調整した。この分散液を実施例１と同様の方法で乾燥、粉砕を行い、水分散性微細セルロース組成物Ｅを得た。この組成物Ｅは、水分が３．５重量％、コロイド分画は７５％、平均粒径は５．８μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は１６．８％であり、その５重量％水分散体はザラツキの無い滑らかな食感を有していた。
【００４０】
【実施例６】
固形分当たり実施例１の微細セルロース６０重量部、キサンタンガム５重量部、澱粉加水分解物３５重量部に対して、コメ油（日清製油製）０．５重量部を混合して、総固形分濃度が５％の分散液を調整した。これを撹拌しながら８０℃３０分間の加熱処理を行った後排出温度８０℃で噴霧乾燥を行い、水分散性微細セルロース組成物Ｆを得た。
【００４１】
水分散性組成物Ｆの水分は３．６％で、積算体積５０％の粒径が３．２μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は２．２％、コロイド分画は９６％であった。
【００４２】
【実施例７】
実施例６において分散液の総固形分濃度が１２％となるように調製した。ドラム回転数を２ｒｐｍにする以外は実施例３と同じように乾燥し、水分散性微細セルロース組成物Ｇを得た。水分散性組成物Ｇの水分は５．６％で、積算体積５０％の粒径が３．４μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は２．３％、コロイド分画は８６％であった。
【００４３】
【実施例８】
サラダ油４０％、モノステアリン酸ジグリセリド（サンソフトＱ１８Ｄ、ＨＬＢ値７、太陽化学製）１０％、水５０％をＴＫホモミキサーで撹拌して、乳化物を得た。続いて、固形分当たり実施例１の微細セルロース８０重量部、ＣＭＣ−Ｎａ５重量部、澱粉加水分解物１５重量部に対して、乳化物５重量部（油脂類としては２．５重量部）を混合し、総固形分濃度が１２％の分散液を調整した。この分散液を実施例３と同様に乾燥した。この乾燥品をジェットミル（セイシン企業製）で粉砕して１５０μｍ以下とし、粉末状の水分散性微細セルロース組成物Ｈを得た。水分散性微細セルロース組成物Ｈの水分は４．３％で、コロイド分画は８５％、積算体積５０％の粒径が３．４μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は３．２％であった。
【００４４】
【実施例９】
オレイン酸（片山化学工業製）を使用する以外は実施例１と同じように操作して、水分散性微細セルロース組成物Ｉを得た。組成物Ｉの水分は２．３％で、コロイド分画は８８％、積算体積５０％の粒径が３．７μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は４．５％であった。
【００４５】
【比較例１】
実施例１と同じ方法で、サラダ油を配合せずに組成物Ｊを得た。なお、この方法は、特願平４ー２５９３９６号公報の実施例５において、ドラムドライヤーの表面をシリコーン離型剤で処理しない方法に準じている。組成物Ｊの水分は３．２％で、コロイド分画は７０％、積算体積５０％の粒径が９．５μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は４７％であり、その５重量％水分散体を口に含むとザラツキが感じられた。
【００４６】
【比較例２】
実施例４と同じ方法で、エコナクッキングオイルを配合せずに組成物Ｋを得た。この方法は、特願平４ー２５９３９６号公報の比較例３の方法に準じており、そこでは、衝撃式粉砕機で粉砕すると再分散しなくなることが記載されている。組成物Ｋの水分は５．２％、コロイド分画は６０％、積算体積５０％の粒径が１４μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は５６％であり、その５重量％水分散体を口に含むとザラツキが感じられた。
【００４７】
【比較例３】
実施例５と同じ方法で、ステアリン酸モノグリセリドを配合せずに組成物Ｌを得た。組成物Ｌの水分は３．２％、コロイド分画は４０％、積算体積５０％の粒径が１１μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は５２％であり、その５重量％水分散体を口に含むとザラツキが感じられた。
【００４８】
【比較例４】
実施例１のセルロース分散液を媒体撹拌湿式粉砕装置（コトブキ技研工業株式会社製アペックスミル、ＡＭ−１型）で、媒体として直径１ｍｍφのジルコニアビーズを用いて、撹拌翼回転数１８００ｒｐｍ、セルロース分散液の供給量０．４ｌ／ｍｉｎの条件で１回通過で粉砕処理を行い、セルロースのペースト状物を得た。このセルロースのコロイド分画は４５％、積算体積５０％の粒径は７．２μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は３３％であった。
【００４９】
このセルロースを用いて、実施例４と同じように操作して組成物Ｍを得た。組成物Ｍの水分は５．５％、コロイド分画は５２％、積算体積５０％の粒径が７．０μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は３１％であり、その５重量％水分散体を口に含むとやや肌理が粗くザラツキが感じられた。
【００５０】
【比較例５】
実施例１のセルロース分散液を高圧破砕装置（ナノマイザー株式会社製ナノマイザーＬＡ−３１型）で、１３００Ｋｇ／ｃｍ2 、１回通過で破砕処理を行い、セルロースのペースト状物を得た。このセルロースのコロイド分画は５２％、積算体積５０％の粒径は１０．６μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は５１．５％であった。
【００５１】
このセルロースを用いて、実施例５と同じように操作して組成物Ｎを得た。組成物Ｎの水分は３．１％、コロイド分画は５０％、積算体積５０％の粒径が１１．７μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は５５％であり、その５重量％水分散体を口に含むと肌理が粗くザラツキが感じられた。
【００５２】
【比較例６】
固形分当たり実施例１の微細セルロース１００重量部に対して、エコナクッキングオイル３重量部となるように混合して、総固形分濃度が１２％の分散液を調整し、実施例４と同様に操作して、組成物Ｏを得た。組成物Ｏの水分は３．６％で、コロイド分画は１５％、積算体積５０％の粒径が２６μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は７７％であった。
【００５３】
【参考例】
実施例１と同じ方法で、サラダ油を配合せずに、また、ドラムドライヤーの表面をシリコーン離型剤で処理する方法で組成物Ｐを得た。なお、この方法は、特願平４ー２５９３９６号公報の実施例５に準じている。組成物Ｐの水分は４．８％、コロイド分画は９５％、積算体積５０％の粒径が３．２μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は２．８％であった。しかし、エースホモジナイザーを用いて１００００ｒｐｍで５分間分散させると積算体積５０％の粒径が８．６μｍ、１０μｍ以上の粒子の割合は４３．０％であり、再分散時のシェアが低くなると充分な分散を示さなかった。
【００５４】
【発明の効果】
従来の微細セルロース、水溶性ガム類、親水性物質からなる組成物は、フィルム状で乾燥させても、剥離する際に強いシェアを掛けると再分散性が悪化するため、例えばドラムドライヤーで乾燥するときドラム表面を離型剤で前処理する必要があったが、本発明の水分散性微細セルロース組成物は、潤滑作用のある油脂類を含有するため、ドラム表面の前処理など格別の注意は必要でなしに、低せん断力の分散でも容易に水中へ分散するのが特徴で、水に分散した時ザラツキを感じさせずに、微細セルロースのコロイド性により安定剤として機能する。
【００５５】
また、従来の組成物は、衝撃式の粉砕機で粉砕すると再分散性が悪化する問題があったが、本発明の組成物は粒子内部に潤滑作用を持つ油脂類を含有しているため、衝撃式の粉砕機であるハンマーミル、ピンミル、ジェットミル等で粉砕して粉末化しても再分散性は良好である。粉末化が可能となるため、他の粉末との均一な粉体混合ができる。
【００５６】
本発明の水分散性微細セルロース組成物は、コロイド分画が著しく向上したものであり食品、医薬品、化粧品、塗料、セラミックス、樹脂、工業品等における懸濁安定剤、乳化安定剤、増粘安定剤、クラウディー剤等均一な分散性及びその長期な安定性が求められる分野において効果を発揮する。更に、本発明の水分散性微細セルロース組成物は低せん断力の分散機を用いても元の微細セルロースの粒径に容易に再分散するため、特殊な分散機を用いることなく多量のコロイド粒子を発生させることが可能であり、このため安定剤としての性能が著しく向上すると共にその使用範囲を拡大することが可能となる。
【００５７】
例えば、食品分野等において、懸濁安定剤、乳化安定剤、増粘安定剤、泡安定剤、クラウディー剤、組織付与剤、流動性改善剤、保形剤、離水防止剤、生地改質剤、粉末化基剤として使用でき、更に食物繊維基剤、油脂代替等の低カロリー化基剤等の用法がある。
Claims (1)
- 平均粒径が８μｍ以下、１０μｍ以上の粒子の割合が４０％以下、コロイド分画が５０％以上である微細セルロース、水溶性ガム類及び／又は親水性物質、油脂類を、７５％以上の水の存在下で撹拌・混合して均一なスラリーとなし、凍結乾燥、噴霧乾燥、又はフィルム状にて乾燥することによって製造される乾燥組成物であって、かつ、微細セルロース２０〜９８重量部と、水溶性ガム類及び／又は親水性物質２〜８０重量部とから成る組成の合計１００重量部に対して、油脂類を０．０２〜２０重量部を含有し、更に、水に分散した時の平均粒径が８μｍ以下で、１０μｍ以上の粒子の割合が４０％以下で、コロイド分画が６５％以上であることを特徴とする水分散性微細セルロース組成物。
Priority Applications (1)
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