JP3911526B2 - チューインガム組成物およびその製造方法 - Google Patents

Description

技術分野
本発明はチューインガム組成物およびその製造方法に関する。さらに詳しくは、安全で、カルシウム補給と同時に歯の美白、歯質強化、口臭予防等に有効なチューインガム組成物およびその製造方法に関する。
背景技術
従来より、カルシウム補給のための栄養補助食品やチューインガムが数多く市販されている。
これら従来のカルシウム補給用栄養補助食品では、カルシウム源として、炭酸カルシウム等の無機カルシウム塩や、クエン酸カルシウム、リンゴ酸カルシウム、乳酸カルシウム等の有機カルシウム塩などの各種のカルシウム塩が用いられている。
無機カルシウム塩としては、炭酸カルシウムが比較的多く用いられているが、これは胃酸に溶けると炭酸ガスと強アルカリの生石灰を生じる。この生石灰は直ちに胃酸で中和され塩化カルシウムなどの塩となるが、多量に摂取した場合、中和されずに残っている生石灰により胃中のｐＨが過度に上昇するおそれがある。またクエン酸カルシウム、リンゴ酸カルシウム、乳酸カルシウム等の有機カルシウム塩は、吸収性はいいものの、単位重量あたりのカルシウムの含有量が少ない。
さらに、従来より用いられている上記物質はすべて、カルシウム分単独の補給のためのものである。
一方、ヒトの骨格や歯の無機成分を構成している物質は、カルシウムとリンと水とからなるアパタイト（骨アパタイト）と呼ばれるリン酸カルシウム化合物からなる。したがって、歯質強化、骨の強さ増大などのためには、カルシウム単独での補給よりも、カルシウムとリンを同時に含んだ物質で補給するのが合理的と考えられる。
さらに、現代においては、生活習慣の多様化から、簡便に栄養を摂取し得る、多種類の栄養を含んだ機能性食品の需要が増大している。
このような状況下にあって、歯質強化、骨の強さ増大等に効果のある多機能性栄養補助食品の開発が望まれていた。
したがって本発明の目的は、安全にカルシウム補給ができると同時に、歯質強化、骨の強さ増大、さらには歯の美白等にも有効な機能性食品としてのチューインガム組成物を提供することにある。
また本発明の他の目的は、上記のチューインガム組成物の製造方法を提供することにある。
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、ガムベース中に、骨ミネラルと、リン酸三カルシウム、ハイドロキシアパタイトのいずれか１種以上の含有させることにより、上記課題を解決し得るという知見を得、これに基づいて本発明を完成するに至った。
発明の開示
すなわち本発明は、ガムベース中に、魚骨由来の骨ミネラルと、一次粒子径１μｍ以下のリン酸三カルシウムおよび／またはハイドロキシアパタイトを含有することを特徴とするチューインガム組成物に関するものである。
また本発明は、（Ｉ）ガムベース製造工程と、（ＩＩ）ガムベースに添加成分を加え、これを形成加工する工程を含むチューインガム製造方法において、ガムベース中に、魚骨由来の骨ミネラルと、一次粒子径１μｍ以下のリン酸三カルシウムおよび／またはハイドロキシアパタイトを含有することを特徴とする、チューインガム組成物の製造方法に関するものである。
発明を実施するための最良の形態
本発明のチューインガム組成物は、ガムベース中に魚骨由来の骨ミネラル（以下、単に「骨ミネラル」と記すこともある。）と一次粒子径１μｍ以下のリン酸三カルシウムおよび／またはハイドロキシアパタイトを含有する。
ここで骨ミネラルとは、ウシ、ブタ、ニワトリ、各種魚類などの脊椎動物の骨を化学的処理、熱処理等によって有機物質を除去し、実質的に無機物質のみを含有したものをいう。一般に動物や魚の骨を乾燥して水分を除去すると、リン、カルシウム、微量金属元素を含んだ骨アパタイトと呼ばれる物質約７０重量％と、コラーゲンを主体にした有機物質約３０重量％からなる粉状体となる。骨ミネラルとは、この粉状体から後者の有機物質を除き、微量金属元素を含んだ骨アパタイトだけを抽出したものをいう。これら骨ミネラルには、マグネシウム、ストロンチウム、鉄、マンガン、亜鉛などのヒトの生体に有用な金属が微量含まれているので好ましい。
骨ミネラルを得るために用いられる動物の骨としては、特に限定されるものではないが、処理のしやすさ、含有されるカルシウムとリンの組成の均一性、安定的な供給官能性などの点から、魚類由来のものが好ましい。魚類としては、例えば、カツオ、マグロ、エソ、タラ類等が挙げられるが、なかでも、すでに食品添加物として大量生産が確立され、不純物が少なく、組成が均一なタラ類（Cadiformes）由来の骨（タラ骨）や、マグロ、カツオ等が好ましい。タラ類としては、マダラ、スケトウダラ、ソコダラ、チゴダラ等が具体的に挙げられる。タラ骨におけるカルシウムとリンの組成比（Ｃａ／Ｐ）は１．６７で、ヒトの骨での組成比と酷似している。
骨ミネラルの製造方法の一例として、例えばタラ類を用いた骨ミネラルは、以下の方法によって得ることができる。
すなわち、タラ類を加熱し、魚肉部分を取り除いた中骨等をオートクレーブを使って高温（１２０℃前後）、高圧（２気圧以下程度）で熱水処理した後、プロテアーゼを用いてタンパク質分解処理等のバイオケミカル処理を行い、さらに加熱処理を行って有機物を除き、微量金属元素を含んだ白色の骨アパタイトを抽出する。タラ骨等の魚骨は、骨が小さく細かいのでバイオケミカル処理がしやすい。また脂身も少ないので、８００℃以下の低温度での加熱処理で完全に有機物が除かれ、不完全焼成により灰色になることが少なく、白色度の高い骨アパタイトが得られる。不純物も少ない。なお、この骨アパタイトは、食品添加物として、焼成魚骨粉、骨焼成カルシウム粉末等に分類される。
本発明に含まれるもう１つの必須成分は、リン酸三カルシウム〔Ｃａ₃（ＰＯ₄）₂〕、ハイドロキシアパタイト〔Ｃａ₁₀（ＰＯ₄）₆（ＯＨ）₂〕のいずれか１種以上である。これらはいずれもカルシウムとリンの比がヒトの骨と同じか近いので、安全で、かつ生体親和性が高い。これらリン酸三カルシウム、ハイドロキシアパタイトは公知の方法により合成、製造することができる。なお、本発明において、リン酸三カルシウム、ハイドロキシアパタイトは、結晶質よりも非晶質のものが望ましい。一般に非晶質とは、規則的な原子の３次元の配列の長さ（結晶子の大きさ。セラミックスでいう一次粒子の大きさとほぼ同じ）が２００ｎｍ（０．２μｍ）以下の物質に与えられる名称である。ハイドロキシアパタイト等のリン酸カルシウムがプラークなどのタンパク質、脂質、糖などを吸着することはよく知られているが、特に比表面積の大きいものでは、歯の美白につながるプラークを吸着除去したり、歯質強化につながる再石灰化に効果的である。本発明に用いられるハイドロキシアパタイトやリン酸三カルシウムの粉末粒子径は１μｍ以下の非晶質で、比表面積が約１０〜１００ｍ²の範囲のものが好ましく、分散添加するときは２次粒子径５０μｍ以下の微粒子であることが望ましい。
なお、骨アパタイト（骨ミネラル）とハイドロキシアパタイトとは組成的に異なり、区別される。純粋なハイドロキシアパタイトはＣａ₁₀（ＰＯ₄）₆（ＯＨ）₂で表される。一方、骨アパタイトは、純粋なハイドロキシアパタイトのリン酸基部分に１〜３％の炭酸基が置換された炭酸水酸アパタイト（鉱物名ではダーライト）と呼ばれるもので、純粋なハイドロキシアパタイトに比べ溶解度が大きい。また骨アパタイトは純粋なハイドロキシアパタイトに比べてカルシウムが少なく、その分水素、マグネシウム、ナトリウム等の原子が置換しており、カルシウム不足アパタイト（Calcium-deficient apatite）と呼ばれている。さらに、水酸基の一部が炭酸基、塩素原子、フッ素原子などにより置換されている。水酸基がすべて塩素原子と置換したものはクロロアパタイト、フッ素原子と置換したものはフロロアパタイトと呼ばれる。本発明の「骨ミネラル」にはこれら水酸基の一部または全部が他原子等で置換されたものも含む。
本発明において、骨ミネラル、リン酸三カルシウムおよび／またはハイドロキシアパタイトの総合計配合量は、チューインガム組成物中に１〜２０重量％であるのが好ましく、より好ましくは４〜１０重量％である。配合量が少なすぎると本発明の十分な効果を得ることが難しく、一方、配合量が多すぎると、上述したようにカルシウム分過多の弊害を引き起こすおそれがあり、また食感が劣るようになる。なお、骨ミネラル：（リン酸三カルシウムおよび／またはハイドロキシアパタイト）の配合比（重量比）は１０：１〜１：１０であるのが好ましく、より好ましくは７：３〜３：７である。しかしながら、リン酸三カルシウム、ハイドロキシアパタイト等のリン酸カルシウムだけでは、骨強さを増大させるミネラルが含まれていない。骨ミネラルは、動物や魚の種類によって不純物や白色度がかなり異なり、食品に添加する場合に外観等に少なからず影響を及ぼす。
チューインガム１枚の重さを３ｇとして、骨ミネラルと、リン酸三カルシウムおよび／またはハイドロキシアパタイトを合計量で２０重量％添加すると、その重さは０．６０ｇ（＝６００ｍｇ）である。一方、骨ミネラル、リン酸三カルシウム、ハイドロキシアパタイトの約４０重量％がカルシウム分である。よって６００ｍｇの骨ミネラル、リン酸カルシウム中には２４０ｍｇのカルシウム分が含有されていることになる。このカルシウム量のうち５０重量％以上がガムベースに吸着して取り残され、口腔内に入るのは通常５０重量％以下である。したがって１枚のチューインガムから摂取できるカルシウム量は１２０ｍｇ以下となる。これは成人が１日に必要なカルシウム量６００〜８００ｍｇの１／５〜１／７量である。過剰なカルシウムの摂取は、胃酸を過度に中和したり、尿結石などの病的結石の生成を助長する心配から、１枚のチューインガムで摂取するカルシウム量としてこれは安全で適量と考えられる。
なお、本発明のチューインガム組成物においては、本発明の効果を損なわない範囲において、通常、チューインガム組成物に含まれ得る添加成分を任意に含有し得る。また、例えばビタミンＣ、ビタミンＤ、デキストラナーゼ等を配合することにより、本願発明の効果をさらに高めることができる。
上述したように、本発明のチューインガムを噛むことにより、適度なカルシウムやミネラルも補給され、さらに歯の美白につながるプラークコントロールや歯質強化につながる再石灰化をも同時に可能となる。言い換えれば、本発明のチューインガムは、骨粗しょう症の予防、歯や顎骨の発達を促進し、歯の美白効果および強化といった複合効果をもっているのである。
さらに、例えば飲料水などにカルシウム分を含有させた場合、噛まずに短時間に多量のカルシウムを吸収することになり、胃酸の急激な中和を引き起こし、胃への負担を増大させるおそれを生じ、さらには、過剰なカルシウム取り込みは、胆石、尿石等の結石の生成を促すおそれがあるのに対し、チューインガムのように時間をかけて唾液と一緒に少しずつカルシウムを胃へ取り込む方が危険性が少なく安全かつ効果的と考えられる。
本発明のチューインガム組成物の製造方法は、ガムベース製造工程と、該ガムベースに添加成分を加え、これを形成加工する工程を含む。
ガムベース製造工程では、まず通常ガムベースに用いられる天然樹脂をニーダー（攪拌機）で水洗し、次いで加熱後、脱水する。加熱温度は１１０〜１３０℃程度であり、また、脱水は１０〜１５時間程度行われる。次いで、加温しておいたニーダーに、脱水した天然樹脂と、所望のガムベース原料を順次投入する。これらを１１０〜１３０℃程度で３〜５時間、均一になるまで混合溶解する。本発明では、このガムベース中に骨ミネラルと、リン酸三カルシウムおよび／またはハイドロキシアパタイトが含有される。
次いで、このようにして得られたガムベースを形成加工する。まず初めにミキサーでガムベースと他の任意添加成分（糖類など）を混合する。例えば糖類の添加においては、通常、配合量の１／２量を加え、約１０分間練成した後、残りの糖類と、軟化剤等を添加する。これら混合物を３０〜４０分間攪拌し、最後に香料を加え、１〜２分間攪拌し、取り出す。ガムの仕上がり温度は４０〜６０℃程度が望ましい。このガムをエクストルーダーに投入し、厚さ２０〜４０ｍｍ、幅４００〜４７０ｍｍの帯状に押し出され、続いて粉糖を表面と裏面にまぶしながら圧延ロールを通し、厚さ１．５〜２．５ｍｍのシートにされる。これを所望の大きさにカットし、熟成した後、包装してチューインガム組成物とする。
次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれによってなんら限定されるものではない。
実施例
常法により、下記表１に示す組成（重量％）からなるチューインガムを製造した。なお、用いたリン酸三カルシウム、ハイドロキシアパタイトの平均粒子径（１次粒子径）は約０．２μｍであった。

実施例１
色度差計により、タラ骨ミネラル、ウシ骨ミネラル、リン酸三カルシウム、ハイドロキシアパタイトの白色度を調べると、それぞれ９６．０、９０．０、９７．０、９７．５であった。ハイドロキシアパタイトの白色度が最も高く、ウシ骨ミネラルは９０．０と最も低く灰色であった。タラ骨ミネラルの白色度は９６．０でかなり高い数値であった。
実施例２
生後５週の体重１６０±１０ｇ前後のオスのＷｉｓｔａｒ系ラット６０匹を５匹ずつ１２グループに分けた。
この１２グループに、表１に示す試料の粉末各１ｇをそれぞれ１日２回、５週間経口投与した。投与後、すべてのラットについて３点曲げ強さ試験機を用いて大腿骨の骨の強さで有意な差を示す骨折開始時の荷重（ＭＰ、メガパスカル）を測定した。骨強化率はコントロール（試料１）を１００として換算し計算した。結果を表２に示す。

表２の結果から明らかなように、試料１（コントロール）に比べてタラ骨ミネラルなどカルシウム源の入ったものをラットに投与するとすべてに骨強化の増大が認められた。さらに、タラ骨ミネラルにリン酸三カルシウムやハイドロキシアパタイトを添加すると、例えば試料３と試料７にみられるように骨強化率は７．７％から１５．４％に増大することがわかった。特に試料５と試料８とから、タラ骨ミネラルとリン酸三カルシウムの混合物を２０重量％添加したものが、タラ骨のみ２０重量％添加したものに比べ、骨強化率が格段に増大していることがわかる。ビタミンＤの効果も若干認められた。
実施例３
成人１０人を５人ずつ２グループに分けて、一方のグループに試料３のチューインガムを、他方のグループに試料７のチューインガムを、それぞれ１日３〜５枚（１枚３ｇ）、毎回５〜１５分間噛ませて口腔内へのカルシウム等の溶出量およびプラークの付着量を調べた。
すなわち、噛んだ後の各々のチューインガムを８００〜１０００℃で加熱して有機物を除去して残ったもの（残さ）を、骨ミネラルと、リン酸カルシウム（リン酸三カルシウム、ハイドロキシアパタイト）として、毎回重量を測定してその重量減少から口腔内へのカルシウム等の溶出量を計算した。その結果、カルシウム等の溶出による重量減少は５〜５０重量％であった。試料７のグループについては、１枚３ｇに８重量％のタラ骨ミネラルおよびリン酸三カルシウムが含まれているから、１枚には２４０ｍｇのタラ骨ミネラルおよびリン酸三カルシウムが含まれている。そのうちカルシウムは４０重量％、９６ｍｇである。さらにそのうち５〜５０重量％が口腔内に溶出するのであるから、チューインガム１枚につき４．８〜４８ｍｇのカルシウム等が体内に取り込まれたことになる。これは成人の１日の必要カルシウム量を８００ｍｇとすると０．６〜６％となる。チューインガム３〜５枚では、１．８〜３０％程度となる。これは適度な摂取量であり、また、チューインガムをかなり多量に食してもカルシウムの過剰摂取となる心配はない。
また、チューインガムを噛む前と後でニュートラルレッド（赤い染色液）でうがいをさせてプラークの付着率を５段階に分けて調べた。その結果、試料３に比べて試料７においてプラークの付着率が１ランクから２ランク減少することがわかった。
また、上記と同様にして、試料１２のチューインガムについてプラークの付着率の減少を調べたところ、試料７に比べてより効果的であった。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明のチューインガム組成物は、カルシウム補給だけでなく、歯質強化につながる再石灰化やプラークコントロールを同時に可能とする。これより骨粗しょう症の予防、歯や顎骨の発達を促進し、歯質強化および美白にも役立つ。

Claims (6)

1. ガムベース中に、魚骨由来の骨ミネラルと、一次粒子径１μｍ以下のリン酸三カルシウムおよび／またはハイドロキシアパタイトを含有することを特徴とする、チューインガム組成物。
2. 魚骨がタラ骨、カツオ骨、マグロ骨の中から選ばれるいずれか１種以上である、請求項１記載のチューインガム組成物。
3. 魚骨がタラ骨である、請求項２記載のチューインガム組成物。
4. 魚骨由来の骨ミネラルとリン酸カルシウムおよび／またはハイドロキシアパタイトをチューインガム組成物全量中に１〜２０重量％含有してなる、請求項１記載のチューインガム組成物。
5. 魚骨由来の骨ミネラルと、リン酸三カルシウムおよび／またはハイドロキシアパタイトを、１０：１〜１：１０（重量比）の割合で配合してなる、請求項１記載のチューインガム組成物。
6. （Ｉ）ガムベース製造工程と、（ＩＩ）ガムベースに添加成分を加え、これを形成加工する工程を含むチューインガム製造方法において、ガムベース中に、魚骨由来の骨ミネラルと、一次粒子径１μｍ以下のリン酸三カルシウムおよび／またはハイドロキシアパタイトを含有することを特徴とする、チューインガム組成物の製造方法。