JP3830700B2 - 増粘多糖類を含有する乳化安定剤 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乳飲料用乳化安定剤に関するもので、詳しくは、該乳化安定剤を含有し、ＰＥＴボトル入り飲料に用いられるＵＨＴ殺菌を施した際の熱安定性および長期間の保存安定性に優れた乳飲料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ミルクコーヒーなどの乳成分を含む乳飲料は、保存のために加熱殺菌処理を経て製造されるが、生残する耐熱性の強い高温芽胞菌の増殖による変敗を防止するためにショ糖脂肪酸エステルを添加することが広く行われている。また、保存中における脂肪の遊離や蛋白質の凝集の発生を抑え、乳化安定性を長期間保持するために、ポリグリセリン脂肪酸エステルとショ糖脂肪酸エステルを併用する方法が提案されており（特開昭61-2426567号、特開昭62-215345 号公報等）、これらの方法は安定性の面で非常に優れたものである。
また、レトルト殺菌後のホットベンダーでの高温保存において、乳化安定性を向上させるために、ポリグリセリン脂肪酸エステルやショ糖脂肪酸エステルにガラクトマンナンおよびキサンタンガムを添加する方法が提案されている（特開平8-252080号公報）。
【０００３】
ところが、これらの方法はレトルト殺菌では問題ないが、近年、ＰＥＴ飲料の殺菌に利用されているＵＨＴ殺菌を施した場合には、含有される乳蛋白質が熱変性を起こして沈殿し易くなったり、乳化破壊が起こったりすることで保存安定性が低下し効果不十分となる。このため、ＵＨＴ殺菌の処理時間を最小限に抑え、且つペクチン、カラギーナン等を添加する方法が行われているが、長期間の保存安定化には十分とはいえない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、乳飲料に用いた場合にＵＨＴ殺菌を施しても長期間の乳化安定性を保持することができる乳化安定剤を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は上記実情に鑑み、種々検討した結果、ポリグリセリン脂肪酸エステルのなかでも特定の物性を有するものと、蔗糖脂肪酸エステル及び特定の増粘多糖類とを組み合わせることにより、ＵＨＴ殺菌によっても乳飲料の安定性が損なわれず、長期保存においても従来のものよりもオイルオフが抑制され、クリームの再分散性が良いことを見出し、本発明を完成した。すなわち本発明の要旨は、２０％塩化ナトリウム水溶液中、１重量％濃度で測定した曇点が９５℃以上であるポリグリセリン脂肪酸エステルと、蔗糖脂肪酸エステルと、ガラクトマンナン及びキサンタンガムより選ばれた増粘多糖類とを含有することを特徴とする乳化安定剤に存するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明で用いるポリグリセリン脂肪酸エステルとは、ポリグリセリンと脂肪酸との反応により得られるエステル体と未反応ポリグリセリンの混合物であり、この混合物特性は、ポリグリセリンの重合度、脂肪酸の種類、脂肪酸のエステル化率（未反応ポリグリセリン量）、エステル化の内訳比率（モノ体、ジ体、トリ体などの割合）などにより決定されるが、これら全ての要件の特定は極めて難しい。また、この特性は一般的に界面活性剤の特性を規定するために、用いられるＨＬＢだけでは規定することができない。そこで、本発明では、近年、新たな規定法として提唱されている「曇点」での特定を行うものである。
【０００７】
「曇点」とは水和している非イオン性界面活性剤が高温で脱水和して水から分離してくる現象であり、ポリオキシエチレン系の界面活性剤ではよく知られている。曇点はポリグリセリン脂肪酸エステルの構造・組成に鋭敏であり、脂肪酸石鹸の影響をも反映するので、親水性の程度や組成の違いをより正確に識別することができる。さらに、簡便に測定できることから、ポリグリセリン脂肪酸エステルの特徴を代表する物性として最も優れている。従って、ポリグリセリン脂肪酸エステルにおいては、曇点はＨＬＢ（親水性と疎水性のバランス）よりも有用な指標となる。ポリグリセリンは多数の水酸基を持つために、ポリオキシエチレン系の界面活性剤と比較すると、全般に曇点が高く、水の沸点を超えるものも多いので、そのような場合適当な塩水溶液を用いることにより簡易に測定することができる（特開平9-157386号公報参照）。通常、親水性が強いほど曇点は高くなる。また、エステル化率が同じであってもモノエステル含量が多いエステル組成の方がより親水性が高く、曇点も高くなる。
【０００８】
本発明の曇点測定法としては、ポリグリセリン脂肪酸エステルを１重量％となるように２０重量％塩化ナトリウム水溶液に分散し、加熱しながら攪拌し、均一な水溶液とする。そして得られたポリグリセリン脂肪酸エステル均一水溶液を、０℃以上１００℃以下の任意の温度で２〜５℃刻みに振とう攪拌・静置し、ポリグリセリン脂肪酸エステルが油状あるいはゲル状の如く分離し、不均一水溶液となった状態を測定する。０℃未満では氷の融点以下、１００℃を越えると水の沸点以上となるために、正確な水溶液状態の観察が難しく曇点測定が困難となるので好ましくない。
【０００９】
本発明で用いるポリグリセリン脂肪酸エステルは、その曇点が９０℃より低いと効果が不十分となる。親水性銘柄として市販されている従来品のデカグリセリンモノステアレート（阪本薬品工業社製ＭＳＷ−７５０）の２０％塩化ナトリウム水溶液中、１重量％の濃度で測定した曇点は約８２℃であり、本発明に用いる乳化剤としての機能が十分でない。しかしデカグリセリンモノステアレートであっても２０％塩化ナトリウム水溶液中、１重量％の濃度で測定した曇点が９０℃以上のものは、乳飲料に用いた場合、高温長期保存によるオイルオフを完全に抑制するなど、本発明に用いる乳化剤として十分な機能を有する。本発明ではポリグリセリン脂肪酸エステルとして特に曇点が９５℃以上のものを用いる。
【００１０】
ポリグリセリン脂肪酸エステルは、一般的にはポリグリセリンと脂肪酸をアルカリ触媒存在下に、１８０〜２６０℃の温度で反応させることにより得られるが、市場に流通しているポリグリセリン脂肪酸エステルには、ポリグリセリンと脂肪酸の反応仕込み比率によりＨＬＢ値の異なる各種の銘柄がある。ポリグリセリンに対して脂肪酸の仕込み比率が大きいと親水性の低い（曇点の低い）銘柄が得られ、逆の場合は親水性の高い（曇点の高い）銘柄が得られる。従って、親水性の高い銘柄を得ようとする場合、脂肪酸に対してポリグリセリンを等モルまたは過剰にする必要がある。しかし、このような仕込み比率であっても、通常のアルカリ触媒による反応では、モノエステル体の多いポリグリセリン脂肪酸エステルを得ることは困難であり、未反応のポリグリセリンとジエステル体以上の高置換度のポリグリセリン脂肪酸エステルを比較的多く含んだものが得られることになる。
【００１１】
本発明の特定曇点のポリグリセリン脂肪酸エステルを得るためには、通常、アルカリ触媒の量を減じ、２段階反応で後半の温度を高める方法、例えば、反応温度１８０〜２６０℃でのエステル化反応後に、さらに反応温度を１０〜５０℃上昇させて１〜４時間反応させる方法を用いることができる。（特開平7-145104号公報参照）。従って、特定の曇点を示すポリグリセリン脂肪酸エステルを得るためには、このように特定の反応条件でなければならず、例えば特開昭62-215345 号公報記載の通常の製造法で得られるポリグリセリン脂肪酸エステルと水酸基価が同様であっても曇点は全く異なる。
【００１２】
ポリグリセリンが過剰の場合には、未反応のポリグリセリンを製品中に多く含むことになる。未反応のポリグリセリン量が多いほどポリグリセリン脂肪酸エステルの親水性は高くなるが、実質のポリグリセリン脂肪酸エステル量は少なくなるために、乳化剤としての機能が劣る。従って、ポリグリセリン脂肪酸エステル中に残存するポリグリセリンの量は７０重量％以下が好ましい。特に好ましいのは、２０％塩化ナトリウム水溶液中、１重量％の濃度で測定した曇点が９０℃以上で、残存ポリグリセリンの量が６０重量％以下のものである。
【００１３】
ポリグリセリン脂肪酸エステルを構成する脂肪酸の具体例としては、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、オレイン酸などの炭素数１４〜２２の飽和または不飽和の脂肪酸が挙げられ、特にステアリン酸を主成分とするものが好ましい。ポリグリセリン脂肪酸エステルを構成するポリグリセリンの重合度としては、平均重合度が４〜２０、好ましくは平均重合度が４〜１２である。
ポリグリセリン脂肪酸エステルは、構成するポリグリセリンの平均重合度が４〜１２であり、且つ、残存ポリグリセリンの量が７０重量％以下であるものが好ましい。
【００１４】
増粘多糖類としては、天然水溶性高分子多糖類が好ましく、例えば、ガラクトマンナン、キサンタンガム、カラギーナン、アラビアガム、タマリンドガム、ジェランガム等があげられるが、ガラクトマンナンとキサンタンガムが更に好ましい。ガラクトマンナンにはローカストビーンガム、グアーガム、タラガムなどが知られているが、中でもローカストビーンガムを使用するのが好ましい。増粘多糖類は、本発明の乳化安定剤に１種類、または２種以上組み合わせて使用することが出来る。特に、ローカストビーンガム、キサンタンガムはそれぞれ単独で乳飲料に添加した場合でも、他の増粘多糖類を使用する場合よりも保存安定性に優れるが、両者を組み合わせて使用した場合にはローカストビーンガムとキサンタンガムの相乗効果によりさらに著しく良好な保存安定性を示す。両者の比率はキサンタンガム１部に対してローカストビーンガムが０．５〜５部が良いが、特にキサンタンガム１部に対してローカストビーンガム１部の時はゲル強度が最大となり、乳飲料の保存安定性が最も良好となることからさらに好ましく用いることができる。増粘多糖類は乳化剤の補助的な役割を果たすことから助剤として添加される。
本発明の乳化安定剤は、上記のポリグリセリン脂肪酸エステル、増粘多糖類の他にショ糖脂肪酸エステルを含有する。そのショ糖脂肪酸エステルとしては、モノエステル含量が５０％以上であり、構成脂肪酸の７０％以上がパルミチン酸またはステアリン酸のものが好ましく、特に、抗菌性を有する乳化剤として広く利用されている、モノエステル含量が７０％以上であり、構成脂肪酸の８０％以上がパルミチン酸であるショ糖脂肪酸エステルが最も好ましい。ポリグリセリン脂肪酸エステルとショ糖脂肪酸エステルの比率は重量比で、１／１〜７／３が好ましい。
【００１５】
本発明の乳化安定剤には上記のポリグリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、増粘多糖類の他に任意成分としてレシチン、リゾレシチン、モノグリセライド、有機酸モノグリセライド、ジグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル等の乳化剤成分を加えてもよい。
本発明の乳化安定剤は、増粘多糖類を、特定の曇点を有するポリグリセリン脂肪酸エステルとショ糖脂肪酸エステルと混合することによって得られる。混合の順序には特に制限はないが、ポリグリセリン脂肪酸エステル組成物とショ糖脂肪酸エステルを均一混合したものに増粘多糖類を混合することが好ましい。乳化安定剤中の各成分の含有量は、一般に、ポリグリセリン脂肪酸エステルは１〜９０重量％、増粘多糖類は０．１〜３０重量％、ショ糖脂肪酸エステルは１０〜９０重量％であるが、好ましくはポリグリセリン脂肪酸エステルは１９〜７０重量％、増粘多糖類は１〜１０重量％、ショ糖脂肪酸エステルは２９〜８０重量％である。各成分の比率は、一般に、ポリグリセリン脂肪酸エステル／増粘多糖類＝５０／１〜１／５であるが、好ましくは１０／１〜１／１である。
【００１６】
本発明の乳化安定剤を含有してなる乳飲料は、乳成分である乳脂肪、乳蛋白質を含有する飲料であって、具体的には、ミルクコーヒー、カフェオレ、ミルク紅茶等が挙げられる。
乳成分としては、牛乳、全脂粉乳、スキンミルクパウダー、フレッシュクリーム等が挙げられるが、脱脂粉乳などの蛋白質とバターやミルクオイル等の乳脂とを個別に加えて調整してもよい。乳成分の含量は、牛乳換算で５〜６０重量％、好ましくは１０〜２５重量％である。乳飲料のｐＨとしては、通常、５．５〜７．０の中性または弱酸性であることが好ましい。勿論、この他、砂糖、香料、ビタミンなどの公知の配合剤を加えてもよい。
【００１７】
本発明の乳飲料は、殺菌処理、特に、ＵＨＴ殺菌を施しても殺菌直後の乳化物の耐熱性が高く、さらに長期間の乳化安定性を保持することができる。通常レトルト殺菌は、１２１℃、２０〜４０分の条件で行われるが、ＰＥＴボトル用飲料などに用いられるＵＨＴ殺菌は、より高温、例えば、殺菌温度１３０〜１５０℃で、且つ、１２１℃での殺菌価（Ｆｏ）が１０〜５０に相当する超高温殺菌である。ＵＨＴ殺菌は飲料に直接水蒸気を吹き込むスチームインジェクション式や飲料を水蒸気中に噴射して加熱するスチームインフュージョン式などの直接加熱方式、プレートやチューブなど表面熱交換器を用いる間接加熱方式など公知の方法で行うことができ、例えばプレート式殺菌装置を用いることができる。
【００１８】
本発明の乳化安定剤の飲料への添加量は、一般に、０．０１〜０．５重量％であるが、好ましくは、０．０３〜０．３重量％である。増粘多糖類がキサンタンガムの場合は、キサンタンガムが５〜５００ｐｐｍ、好ましくは１０〜２００ｐｐｍとなるように添加される。５ｐｐｍ以下では本発明に期待される効果が得られず、５００ｐｐｍ以上では乳飲料の粘度が増大するため好ましくない。また、増粘多糖類がローカストビーンガムの場合は、ローカストビーンガムが５〜１０００ｐｐｍ、好ましくは１０〜２００ｐｐｍとなるように添加される。５ｐｐｍ以下では本発明に望まれる効果が得られず、１０００ｐｐｍ以上では乳飲料の粘度が増大するため好ましくない。ポリグリセリン脂肪酸エステルは、一般に飲料中に０．０１〜０．１重量％含有される。ショ糖脂肪酸エステルは、飲料中に０．０３〜０．１重量％含有されることが好ましい。
【００１９】
乳化安定剤の乳飲料へ添加方法は、乳化安定剤を直接乳飲料に添加してもよいし、若しくはこの乳化安定剤を７０〜８０℃で水に溶解し、水溶液としたものを牛乳、砂糖、コーヒー抽出液などを混合して乳飲料を調製する際に同時に添加してもよい。また、予め本発明の乳化安定剤を製造して乳飲料に添加する他に、乳飲料に増粘多糖類、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル等の乳化安定剤の各成分を乳飲料に別個に添加することもできる。その場合、増粘多糖類は、予め７０〜８０℃で水に溶解し、水溶液としたものを乳飲料に添加する方が、直接粉体またはペーストの状態で添加するよりも乳飲料中での分散性が良い。増粘多糖類の乳飲料への添加時期は、乳飲料の均質化前、均質化後のいずれでも構わないが、作業性および乳飲料への分散性を考慮すると、均質化前に添加するのが好ましい。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。また、比、％および部はいずれも重量比、重量％および重量部を表す。
＜実施例１〜３および比較例１〜３＞
デカグリセリン脂肪酸エステルとショ糖パルミチン酸エステルを１００℃で溶融混合し、これに粉末状の増粘多糖類を加え表１記載の乳化安定剤を調製した。この乳化安定剤２．５ｇを７０℃で脱塩水に分散して乳化安定剤水溶液５００ｇを得た。
焙煎コーヒー豆６０ｇを９５℃の脱塩水６００ｇで抽出し、コーヒー抽出液を得た。コーヒー抽出液５２２ｇ、牛乳６２５ｇ、グラニュー糖１４０ｇ及び先に製造した乳化安定剤水溶液５００ｇを６０℃で脱塩水と混合し全量を２５００ｇとした。重曹を加えてｐＨを６．８に調整し、これを高圧ホモジナイザーを用いて６０〜７０℃の温度で１５０ｋｇ／５０ｋｇの圧力で均質化後、プレート式ＵＨＴ殺菌装置により殺菌温度１３７℃、殺菌時間（ホールド時間）６０秒の条件で殺菌し、無菌状態で殺菌済みの５００ｍＬＰＥＴボトルに充填し、冷却することによりミルクコーヒーを得た。次に、得られたミルクコーヒーを４０℃で２ヶ月保存し、ＦｏｒｍａｌＡｃｔｉｏｎ社製、ＴｕｒｂｉｓｃａｎＭＡ２０００によりクリームオフ量を測定した。評価結果を表１に示した。
【００２１】
＜ＴｕｒｂｉｓｃａｎＭＡ２０００によるクリーミング速度、クリームオフ量の測定＞
光源を一定時間間隔でサンプル管の上下方向にスキャンすることにより、サンプルからの後方散乱光を検出し、測定時間に対して後方散乱光強度の変化率を観測することにより、クリームオフの状態を把握することができる。サンプル管上部の測定により、クリームオフ量の情報が得られる。時間とともに後方散乱光強度の変化率が正に大きくなるほどクリームオフ量が多く、乳化安定性は劣る。そこで、表１における乳化安定性（クリームの再分散性）を次のように評価した。
【００２２】
◎：12時間での後方散乱光強度の変化率が６％以下
○：12時間での後方散乱光強度の変化率が６〜７％
△：12時間での後方散乱光強度の変化率が７％以上
なお、表１におけるオイルオフの状態は以下のように評価した。
○：オイルオフがまったく観察されない
△：極僅かなオイルオフが観察される
×：オイルオフにより生じる凝集物が観察される
【００２３】
【表１】

【００２４】
【発明の効果】
本発明により、乳脂肪分、乳蛋白質を含有し、且つ、ＵＨＴ殺菌を施しても長期間の乳化安定性を保持することができる乳飲料が提供される。

Claims (6)

1. ２０％塩化ナトリウム水溶液中、１重量％濃度で測定した曇点が９５℃以上であるポリグリセリン脂肪酸エステルと、蔗糖脂肪酸エステルと、ガラクトマンナン及びキサンタンガムより選ばれた増粘多糖類とを含有する乳化安定剤。
2. 構成ポリグリセリンの平均重合度が４〜１２であり、構成脂肪酸が炭素数１４〜２２の飽和又は不飽和脂肪酸であり、ポリグリセリンの含有量が７０重量％以下であり、かつ２０％塩化ナトリウム水溶液中１重量％濃度で測定した曇点が９５℃以上であるポリグリセリン脂肪酸エステルと、モノエステル含量が５０％以上であり、構成脂肪酸の７０％以上がパルミチン酸またはステアリン酸であるショ糖脂肪酸エステルと、ガラクトマンナン及びキサンタンガムより選ばれた増粘多糖類とを含有する乳化安定剤。
3. ポリグリセリン脂肪酸エステル，ショ糖脂肪酸エステル及び増粘多糖類の合計に占めるポリグリセリン脂肪酸エステルの割合が１９〜７０重量％、ショ糖脂肪酸エステルの割合が２９〜８０重量％、増粘多糖類の割合が１〜１０重量％である請求項１又は２に記載の乳化安定剤。
4. ポリグリセリン脂肪酸エステルとショ糖脂肪酸エステルとの重量比が１／１〜７／３である請求項１乃至３の何れかに記載の乳化安定剤。
5. 増粘多糖類がローカストビーンガムとキサンタンガムの混合物である請求項１乃至４の何れかに記載の乳化安定剤。
6. 乳飲料用の乳化安定剤である請求項１乃至５の何れかに記載の乳化安定剤。