JP4110337B2

JP4110337B2 - 高粘性ローカストビーンガムおよびその製造方法

Info

Publication number: JP4110337B2
Application number: JP13268198A
Authority: JP
Inventors: 淳一生稲; 優子照井; 穣西田
Original assignee: Nisshin Oillio Group Ltd
Current assignee: Nisshin Oillio Group Ltd
Priority date: 1998-04-27
Filing date: 1998-04-27
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2018-04-27
Also published as: JPH11308973A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高粘性ローカストビーンガムおよびその製造方法に関する。かかるローカストビーンガムは、主に食品分野で用いることができるが、工業用分野として化粧品分野、医薬品分野または繊維処理分野、皮革処理分野等においても、増粘剤、安定剤、分散剤、添加剤として用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
ローカストビーンガムは、キャロブ（Ceratonia siliqua ）の種子の胚乳から抽出される多糖類である。ローカストビーンガムの構造は主としてβ−Ｄ−マンノースとα−Ｄ−ガラクトースからなるガラクトマンナンである。主鎖は１，４結合のβ−Ｄ−マンノースであり、側鎖に１，６結合のα−Ｄ−ガラクトースが結合し、Ｄ−マンノースに対するＤ−ガラクトースの割合は、およそＤ−マンノース：Ｄ−ガラクトース＝４：１である。ローカストビーンガムの製造方法としては、キャロブの実から外皮を取り除き、粉砕したものを高温の水で抽出し、ろ過、イソプロピルアルコールなどのアルコール類による沈殿を経て、そのアルコールを取り除き、乾燥、粉砕する方法などが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ローカストビーンガムは粘性の高い溶液を作ることが知られているが、いわゆる未精製品は、黄色で粉体粒子も大きく、単に水に溶解させた場合にはやがて沈降してしまう。これを解決すべく、精製を施した商品（例えば三栄源エフエフアイ（株）、商品名「ローカストビーンガムＦ」）が多く市場に投入されているが、いずれも未精製品に比べて粘度が低下しているのが実状である。このため従来のローカストビーンガムは、粘度特性に関し、ユーザーのニーズを十分満足させるものではなかった。すなわち、ローカストビーンガムの粘度がより高ければ添加量をさらに減らすことができる。したがって均一に分散する精製品において、さらに高い粘度特性を有するローカストビーンガムが望まれていた。また、従来のローカストビーンガムは多量に水中に投入すると、膨潤した粒子同士が接合してローカストビーンガム粉末塊の周囲に強い被膜を造り、「ままこ」と呼ばれる粘性のある塊ができてしまい、容易に分散しなくなる等の問題点がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、かかる課題を達成するために、鋭意研究を重ねた結果、ローカストビーンガムを固体状態で加熱して得たローカストビーンガムが優れた粘度特性を有することを見出し、本発明を完成した。かかる本発明は、ローカストビーンガム濃度として１．０重量％の水溶液とした場合、２０００ｍＰａ・ｓ（Ｂ型粘度計６ｒｐｍ２５℃）以上の粘度を示し、かつ１週間、室温に保存した状態でも、沈降することなく均一溶液となる高粘性ローカストビーンガムに関する。また、同様にローカストビーンガム濃度として１．０重量％の水溶液とした場合、４０００ｍＰａ・ｓ（Ｂ型粘度計６ｒｐｍ２５℃）以上の粘度を示す高粘性ローカストビーンガムに関する。いずれの場合においても水溶液を８０℃まで加温し、１時間スリーワンモーターで攪拌し、放冷したものを用いて粘度評価をしている。ローカストビーンガム濃度として１．０重量％の水溶液とした場合に２０００ｍＰａ・ｓ（Ｂ型粘度計６ｒｐｍ２５℃）以上の粘度を示さない場合には、粘度特性として不十分で、化粧品分野、食品分野、医薬品分野等の増粘剤、安定剤、分散剤等として用いても効果が小さく価値がない。
【０００５】
本発明の高粘性ローカストビーンガムは、乾燥減量（常圧下、１０５℃、５時間加熱）が５０重量％以下のローカストビーンガムを８０〜１４０℃で１０秒〜４時間加熱することによって得ることができる。上記加熱は気体中でも液体中でも行うことができる。気体中で行う場合、空気中等酸素の存在下で行うと着色する恐れがあるので、不活性ガス中で行うのが良い。また、気体中での加熱を減圧下で行うことによっても着色を回避できる。液体中で加熱を行う場合、ローカストビーンガムを溶解しない不活性溶剤中にローカストビーンガムを分散させた状態で加熱する。液体中で加熱を行う場合も着色は起こらない。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を詳細に説明する。
上述のごとく、本発明の高粘性ローカストビーンガムは、一般に、乾燥減量（常圧下、１０５℃、５時間加熱、以下別に定義する場合を除き、「乾燥減量」はこの条件下での乾燥減量をいうものとする）が５０重量％以下のローカストビーンガムを８０〜１４０℃で１０秒〜４時間加熱することによって得ることができる。
本発明の高粘性ローカストビーンガムを製造するのに使用する原料ローカストビーンガムは、乾燥減量が５０重量％以下、好ましくは２０重量％以下、さらに好ましくは１５重量％以下のローカストビーンガムである。また、未精製品を原料とした場合にも、同じような粘度特性を得ることができるが、本発明によってローカストビーンガムの沈降を押さえる働きは発生しないために、既に精製されたローカストビーンガムを使用することが必須である。かかる原料ローカストビーンガムとしてはまず市販の粉末状、顆粒状等のローカストビーンガムを用いることができる。原料ローカストビーンガムの乾燥減量が５０重量％より多いとローカストビーンガムの品温が十分に上がらず、粘性向上の効果がない。
本発明の高粘性ローカストビーンガムを製造するために、かかる原料ローカストビーンガムを加熱するが、加熱は８０〜１４０℃、好ましくは１００〜１３０℃、さらに好ましくは１０５〜１２５℃で、１０秒以上、好ましくは１０秒〜４時間、さらに好ましくは１０秒〜３時間である。これらの条件中においても、高温側では比較的短時間加熱、低温側では比較的長時間加熱が好ましい。加熱温度が８０℃未満であると粘性の改善が十分でなく、１４０℃を超えると一般に着色する可能性が大きくなる。
【０００７】
上記加熱は、気体中でも液体中でも行うことができる。気体中で行う場合、空気中等酸素の存在下で行うと着色する恐れがあるので、ローカストビーンガムと反応しない不活性ガス中で行うのが良い。不活性ガスとしては、窒素ガス、ヘリウムガス、炭酸ガス、水蒸気等を挙げることができる。また、気体中での加熱を減圧下で行うことによっても着色を回避できる。この場合の気体としては、上記不活性ガスを用いることができるのは勿論であるが、減圧の程度によっては空気も着色を生じることなく用いることができる。減圧の程度は、特に制限ないが、２００〜０．０１ｍｍＨｇが適当である。
【０００８】
液体中で加熱を行う場合、ローカストビーンガムを溶解しない不活性溶剤中にローカストビーンガムを分散させた状態で加熱する。液体中で加熱を行う場合も着色は起こらない。不活性溶剤としては、ローカストビーンガムを溶解せず、ローカストビーンガムと反応しないものであれば特に制限はない。不活性溶剤の例としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ｎ−ペンチルアルコール、ｎ−ヘキシルアルコール等の炭素数１〜６のアルカノール、１，３−ブチレングリコール、プロピレングリコール、エチレングリコール等の炭素数１〜４のアルカンジオール、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル（メチルセロソルブ）、エチレングリコールモノエチルエーテル（エチルセロソルブ）等のエチレングリコールのモノもしくはジ低級アルキル（Ｃ＝１〜４、特に１〜２）エーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等のジエチレングリコールのモノもしくはジ低級アルキル（Ｃ＝１〜４、特に１〜２）エーテル等を挙げることができる。
不活性溶剤中での反応は場合により加圧下で、例えばオートクレーブ中で行うことができる。
【０００９】
加熱処理後に得られる高粘性ローカストビーンガムの単離は、例えば加熱処理液を濾過し、ケーキを必要に応じエタノール等の低沸点溶剤で洗浄し、ついで真空乾燥することによって行うことができる。
上記方法によって製造される本発明の高粘性ローカストビーンガムは、その高い粘性において従来のローカストビーンガムと異なる。すなわち、本発明の高粘性ローカストビーンガムは、ローカストビーンガム濃度として１．０重量％の水溶液とした場合、２０００ｍＰａ・ｓ（ｍＰａ・ｓ＝ミリパスカル×秒）（Ｂ型粘度計、６ｒｐｍ、２５℃。以下別に定義する場合を除き、粘度値はこの条件下でのものをいうものとする。なお、１ｍＰａ・ｓ＝１ｃＰ（センチポアズ）である）以上の粘度を示す。市販のローカストビーンガム（精製品）の１．０重量％水溶液の粘度は８０〜１２００ｍＰａ・ｓ程度であるので、本発明のローカストビーンガムの高粘性は驚異的である。
【００１０】
本発明の高粘性ローカストビーンガムのその他の物性については、分子量が測定条件下での再現性に乏しいことを除き、従来のローカストビーンガムと比し、分子式上での変化はないと考えられる。例えば、ＮＭＲスペクトル、元素分析およびＩＲスペクトル（ＫＢｒ法およびＦＴ−ＩＲ法）は原料ローカストビーンガムと比べ実質的変化はない。本発明の高粘性ローカストビーンガムは、従来のローカストビーンガムと同様な用途に用いることができるが、その際に従来品よりも少ない用量で予測以上の増粘効果を発揮することができる。また、水分散性も改善され、作業性も良好である。かかる本発明の高粘性ローカストビーンガムは単独でまたは他の水溶性ゲル化剤や乳化剤と組み合わせて使用することにより、安定なゲルや乳化物を得ることができる。したがって、本発明の高粘性ローカストビーンガムは、食品、化粧品、医薬品等の分野を始め、石油産業を含む一般工業分野で水溶性増粘剤として用いることができる。さらには、本発明のローカストビーンガムでは低温側でより高い粘度値を示す。このため冷凍食品、冷菓、氷菓などの用途においても、機能を発揮することが可能である。
本発明を以下実施例、比較例および参考例によって具体的に説明するが、これらは本発明を例証するためのものであって、本発明を何等限定するものではない。
【００１１】
比較例１
市販のローカストビーンガムとして、三栄源エフエフアイ（株）より入手したローカストビーンガム（商品名：「ローカストビーンガムＦ」乾燥減量３重量％）を１．０重量％水溶液となるように秤量し、８０℃に加温した状態で１時間、スリーワンモーターで攪拌し、放冷後、翌日粘度を測定した（試料Ｎｏ．１）。粘度はＢ型粘度計（（株）東京計器製）を用い、６ｒｐｍの条件下で測定した。
【００１２】
比較例２、３
市販のローカストビーンガムとして、三栄源エフエフアイ（株）より入手したローカストビーンガム（商品名：「ビストップＤ−６」乾燥減量８重量％）を用い、比較例１と同様に溶液を調整し、粘度評価を行った（試料Ｎｏ．２）。また、未精製品として三栄薬品貿易（株）より入手したローカストビーンガム（商品名：「ローカストコール」乾燥減量５重量％）を用いて同様の溶液調整、粘度評価を行った（試料Ｎｏ．３）。これらの結果を合わせて表１に示す。
【００１３】
【表１】

【００１４】
実施例１
ローカストビーンガム粉末（三栄源エフエフアイ（株）より入手、商品名「ローカストビーンガムＦ」、乾燥減量３重量％）１０ｇを１，３−ブチレングリコール４０ｇに分散させ、１２０℃で２０秒間加熱した。ローカストビーンガム分散液をそれぞれ濾過し、ケーキをエタノール４０ｇで洗浄した。真空乾燥に１２時間付してエタノールを除去して高粘性ローカストビーンガムを得た（試料Ｎｏ．４）。それぞれの１．０重量％水溶液を比較例１と同様に調製し、粘度を測定した。粘度の顕著な上昇が見られた。各ローカストビーンガムの水への分散は、比較例１のローカストビーンガムと比べ、「ままこ」ができにくく、分散性が改善されていた。
【００１５】
実施例２
ローカストビーンガム粉末（三栄源エフエフアイ（株）より入手、商品名「ビストップＤ−６」、乾燥減量８重量％）１０ｇを１，３−ブチレングリコール４０ｇに分散させ、９０℃で２時間加熱した。ローカストビーンガム分散液をそれぞれ濾過し、ケーキをエタノール４０ｇで洗浄した。真空乾燥に１２時間付してエタノールを除去して高粘性ローカストビーンガムを得た（試料Ｎｏ．５）。それぞれの１．０重量％水溶液を調製し、粘度を測定した。粘度の顕著な上昇が見られた。各ローカストビーンガムの水への分散は、比較例２のローカストビーンガムと比べ、「ままこ」ができにくく、分散性が改善されていた。
【００１６】
実施例３
ローカストビーンガム粉末（三栄源エフエフアイ（株）より入手、商品名「ビストップＤ−６」、乾燥減量８重量％）１０ｇを減圧下（空気、６０ｍｍＨｇ）において１１５℃で３時間加熱した（試料Ｎｏ．６）。得られた高粘性ローカストビーンガムの１．０重量％水溶液を作り、粘度を測定した。粘度の顕著な上昇が見られた。各ローカストビーンガムの水への分散は、比較例２のローカストビーンガムと比較し、「ままこ」ができにくく、分散性が改善されていた。
【００１７】
実施例４
ローカストビーンガム粉末（三栄源エフエフアイ（株）より入手、商品名「ビストップＤ−６」、乾燥減量８重量％）１０ｇに水を加えて乾燥減量が４５重量％とした後、窒素ガス中において１１５℃で３時間加熱した（試料Ｎｏ．７）。得られた高粘性ローカストビーンガムの１．０重量％水溶液を作り、粘度を測定した。粘度の顕著な上昇が見られた。各ローカストビーンガムの水への分散は、比較例２のローカストビーンガムと比べ、「ままこ」ができにくく、分散性が改善されていた。
【００１８】
実施例５
ローカストビーンガム粉末（三栄薬品貿易（株）より入手、商品名「ローカストコール」、乾燥減量５重量％）１０ｇを大豆油中において１１０℃で１時間加熱した（試料Ｎｏ．８）。ヘキサンで洗浄し、乾燥させ、得られた高粘性ローカストビーンガムの１．０重量％水溶液を作り、粘度を測定した。粘度の顕著な上昇が見られた。各ローカストビーンガムの水への分散は、比較例３（試料Ｎｏ．３）のローカストビーンガムと比べ、「ままこ」ができにくく、分散性が改善されていた。
これらの実施例の結果については、表２に示す。
【００１９】
【表２】

【００２０】
【発明の効果】
本発明の高粘性ローカストビーンガムは、原料ローカストビーンガムが精製を施した商品であっても、従来のローカストビーンガムに比し数倍の粘度特性を有する極めて優れた水溶性増粘剤であり、少ない添加量で従来品以上の効果をあげることができ、また、水分散性も改善され、作業性も良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】ローカストビーンガムの一般式である。統計的に４個のマンノースに対して１個のガラクトースが結合している。

Claims

乾燥減量（常圧下、１０５℃、５時間加熱）が５０重量％以下のローカストビーンガムを不活性ガス中において８０〜１４０℃で加熱することを特徴とする、ローカストビーンガム濃度として１．０重量％の水溶液とした場合、２０００ｍＰａ・ｓ（Ｂ型粘度計６ｒｐｍ２５℃）以上の粘度を示し、かつ該水溶液を１週間室温保存したときに、沈降することなく均一溶液となる高粘性であり、分散性が改善されたローカストビーンガムの製造方法。
乾燥減量（常圧下、１０５℃、５時間加熱）が５０重量％以下のローカストビーンガムを８０〜１４０℃で加熱することを特徴とする、ローカストビーンガム濃度として１．０重量％の水溶液とした場合、２０００ｍＰａ・ｓ（Ｂ型粘度計６ｒｐｍ２５℃）以上の粘度を示し、かつ該水溶液を１週間室温保存したときに、沈降することなく均一溶液となる高粘性であり、分散性が改善されたローカストビーンガムの製造方法であって、加熱を気体中減圧下で行う、高粘性であり、分散性が改善されたローカストビーンガムの製造方法。
乾燥減量（常圧下、１０５℃、５時間加熱）が５０重量％以下のローカストビーンガムを８０〜１４０℃で加熱することを特徴とする、ローカストビーンガム濃度として１．０重量％の水溶液とした場合、２０００ｍＰａ・ｓ（Ｂ型粘度計６ｒｐｍ２５℃）以上の粘度を示し、かつ該水溶液を１週間室温保存したときに、沈降することなく均一溶液となる高粘性であり、分散性が改善されたローカストビーンガムの製造方法であって、加熱をローカストビーンガムを溶解しない不活性溶剤中にローカストビーンガムを分散させた状態で行う、高粘性であり、分散性が改善されたローカストビーンガムの製造方法。
加熱条件が１０５〜１２５℃で１０秒〜４時間である請求項１〜３のいずれかに記載の高粘性であり、分散性が改善されたローカストビーンガムの製造方法。