JP4117818B2

JP4117818B2 - 崩壊性セルロース含有食品組成物

Info

Publication number: JP4117818B2
Application number: JP27091599A
Authority: JP
Inventors: 義仁柳沼; 浩一郎江夏
Original assignee: Asahi Kasei Chemicals Corp
Current assignee: Asahi Kasei Chemicals Corp
Priority date: 1999-09-24
Filing date: 1999-09-24
Publication date: 2008-07-16
Anticipated expiration: 2019-09-24
Also published as: JP2001086957A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セルロース含有食品組成物に関する。さらに詳しくは崩壊性の良いセルロースを配合してなる食品組成物に関する。本発明は保形性に優れ、食物繊維の生理効果を期待できるにも関わらず、水不溶性食物繊維に特有のザラツキ等の悪食感のない食品組成物を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
セルロースは代表的な水不溶性食物繊維の一種であり、食物繊維としての生理機能、つまり、便量の増加、便性の改善に効果があることが知られている。また、セルロースは吸湿性のある粉末、顆粒の固結防止剤や焼き菓子の保形性改善剤、ココア飲料等における固体粒子の懸濁安定剤として広く使用されている。しかしながら、口中にてザラツキ感を与えるなどの水不溶性食物繊維特有の食感を与えるという特徴を有することから、食品への添加が制限される場合があった。
【０００３】
従来、種々の形態のセルロース、あるいはセルロース製剤を含有する食品が知られている。例えば、特公昭６０−４１５８４号公報には粉末セルロースとゲル化剤等を複合化することにより、粉末セルロースの食感を改良し得るという記載がある。米国特許３３８８１１９号公報には有機溶媒を分散媒として加水分解した、口当たりの良いセルロース粉末に関する記載がある。特開昭５６−１００８０１号公報、特開平９−５９３０１号公報、および米国特許第５４８７４１９号公報には、パルプ等のセルロース原料を水中で高速剪断力をかけることにより微小で、かつ、繊維状にした、いわゆる微小繊維状セルロース、および、その微小繊維状セルロースと親水性物質との複合体に関する記載がある。特開昭６１−２１５６３５号公報および特開平９−１０７８９２号公報には、微生物による培養物由来のセルロース、およびその加水分解物からなる食品添加物に関する記載がある。特開平３−８８８０１号公報にはパルプ繊維を酵素で処理することにより、食感を改良したセルロースに関する記載がある。
【０００４】
また、特開昭４９−１３３６３号公報には餡類、ようかん類、みそ類に、特開平７−１１１８５５号公報には水種生地を焼成する食品に、特公平７−９３８５６号公報にはビスケットやクッキー等の焼き菓子類に、特開平７−７５５１４号公報には電子レンジ調理されるフライ食品に、それぞれセルロースを配合する記載がある。
【０００５】
しかしこれらの既存の技術では、食品の保形性等を向上させるために食感が犠牲にされることが多く、一方では上記の通り、セルロースの食感を向上させるために、特定の原料を用いたり、あるいは特定の製造方法を用いることによって、粒子の形状を細長くしたり、多孔質にする努力がなされてきた。
【０００６】
特公昭６０−８１０２号公報には、特定の粉体物性を有する微結晶セルロース集合体をペースト状およびクリーム状食品に配合する記載がある。ベトツキ感、ネットリ感をなくし、乳化安定性、チキソトロピー性、テクスチャー改善などをもたらすことがその効果であるが、セルロース粒子の崩壊性については言及がなく、また、その性能を発揮するために最適な粉体物性が存在することも示唆がない。
【０００７】
さらには、特開昭５４−５４１６９号公報には微結晶セルロースと親水性の多糖類等との複合体に関する記載があり、特開平３−１６３１３５号公報および特開平６−３３５３６５号公報には加水分解セルロースを湿式粉砕して得られる微細セルロース、および、その微細セルロースと親水性物質等との複合体に関する記載がある。これらは食品中にセルロースがより微粒子で配合できるように、湿式で磨砕する技術を開示している。これらは、セルロース微粒子の水懸濁状態、あるいは親水性物質等との複合体という状態で使用に供される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来は、食感の良好なセルロース配合食品を製造しようとした場合、セルロースを細長い微細繊維状にするか、多孔質にするか、あるいは微粒子化されてきた。焼き菓子や飲料等、広い範囲の食品に応用するには微粒子状であることが好ましいが、これまでの微粒子セルロースは水懸濁状態であるか、もしくは親水性物質等との複合体粉末で提供されてきた。
【０００９】
本発明は崩壊性のセルロース粉末を使用し、食感が良好であり、保形性に優れ、かつ、食物繊維効果も期待できる食品組成物を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、食品製造時に発生する程度の機械的剪断応力で容易にサイズリダクションする特定のセルロースを配合した食品は、従来知られていた以上の保形性を有するにも関わらず、食感が極めて良好であることを見出し、本発明をなすに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は、以下の通りである。
１）崩壊セルロースを水中で強分散したときに、３２μｍ以上の粒子の割合が３０体積％未満であり、かつ、平均粒子径が２０μｍ以下の微粒子に崩壊するセルロースと水分からなる崩壊性セルロースであって、重合度が１００〜１８０であり、見かけ嵩密度が０．３〜０．５ｇ／ｃｍ ³ である崩壊性のセルロースを含有することを特徴とする崩壊性セルロース含有食品組成物。
２）崩壊性セルロースの保水性が２００〜２５０％であることを特徴とする前記１）記載の組成物。
３）崩壊性セルロースは２５０μｍ以上の粒子が１５重量％以下、３２μｍ以上の粒子が３０重量％以上の粉末であることを特徴とする前記１）または２）記載の組成物。
４）ローカストビーンガム、グアーガム、カゼインおよ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、アルギン酸およびその塩、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、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、水溶性大豆多糖類から選ばれる１種または２種以上の親水性物質および／もしくは水溶性物質を含んでなることを特徴とする前記１）〜３）記載の組成物。
【００１６】
以下、本発明につき詳しく説明する。
本発明に使用される崩壊性セルロースは、実質的にセルロースと水分からなる。「実質的」とは、セルロース原料由来のヘミセルロースやリグニン由来の物質やそれ以外の微量不純物を含んでいてもよいことを意味する。水分含量は約１０％以下であり、粉末状を呈している。微粉では計量や輸送に困難が伴うので、流動性の良好なものである必要がある。その大きさは、３２μｍ以上の粒子は３０重量％を越えて存在し、かつ、平均粒子径は２０μｍよりも大きい。
【００１７】
しかしながら、これらは、水中で強分散すると容易にサイズリダクションし、３２μｍ以上の粒子は３０体積％未満になり、かつ、平均粒子径は２０μｍ以下の微粒子となる。３２μｍ以上の粒子が３０体積％以上、かつ、平均粒子径が２０μｍより大きい場合は、水不溶性食物繊維特有のザラツキ感が顕著となる。この微粒の短径／長径比は概ね０．１以上、好ましくは０．２以上である。
【００１８】
本発明における「崩壊性」とはこれらのことを意味し、繰り返せば、乾燥状態では、３２μｍ以上の粒子は３０重量％を越えて存在し、かつ、平均粒子径は２０μｍよりも大きいという粒度分布を有する粉末であり、これを水中で強分散すると、３２μｍ以上の粒子は３０体積％未満になり、かつ、平均粒子径は２０μｍ以下の微粒子となることを意味する。このとき、乾燥状態の粒度分布は後述するように、篩分法にて測定され、一方、水分散状態においてはレーザー回折式粒度分布測定装置にて測定される。
【００１９】
本発明に使用される崩壊性セルロースは、重合度が３０〜１８０であり、かつ、保水性が２００〜２５０％であることが好ましい。重合度が１８０を越えると、水中でのサイズリダクションが容易に進まない。重合度は低いほどザラツキが軽減するので好ましいが、重合度が３０未満になると保形性が低下するので好ましくない。また、保水性が２００％未満、あるいは２５０％を越えるとサイズリダクションが容易に進まないので好ましくない。特に好ましくは、重合度が１００〜１７０であり、かつ、保水性が２１０〜２４０である。
【００２０】
本発明に使用される崩壊性セルロースは、見かけ密度が０．３〜０．５ｇ／ｃｍ³であり、かつ、２５０μｍ以上の粒子が１５重量％以下の粉末であることが好ましい。見かけ密度が０．３ｇ／ｃｍ³未満でも、そして０．５ｇ／ｃｍ³より大きくても、水中でのサイズリダクションが進まない。特に好ましくは、０．３５〜０．４６ｇ／ｃｍ³である。また、２５０μｍ以上の粒子が１５重量％を越えて存在すると、他の原料との混合性が悪化するので好ましくない。特に好ましくは２５０μｍ以上の粒子が１％以下の場合である。
【００２１】
本発明に使用される崩壊性セルロースは、木材パルプ、精製リンター、穀物又は果実由来の植物繊維等の天然セルロース系素材を、必要に応じて低重合度化前処理を行い、次いで、酸加水分解、アルカリ酸化分解、スチームエクスプロージョン分解、亜臨界水あるいは超臨界水による加水分解等により、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３０〜１８０とした低重合度セルロースを調製し、ついで、精製し、乾燥して、また、必要に応じて粉砕することによって、調製される。
【００２２】
セルロース系素材は過酷な条件で解重合処理を行うと、グルコース程度にまで分解してしまう。しかし、緩和な条件で処理すると、重合度がレベリング・オフ、つまり、一定の重合度に落ち着き、処理時間を長くしても、それ以下に重合度が下がることがなくなる。特定の重合度を有するセルロースを製造しようとすれば、実用的には、この「レベリング・オフ」させるような解重合処理条件を選択することが好ましいが、一方、レベリング・オフ重合度は解重合処理に供するセルロース原料によって概ね決定されている。よって本発明で使用される比較的低重合度のセルロースを目的的に製造しようとすれば、多くの場合において、セルロース原料を低重合度化前処理しておく必要が生じる。
【００２３】
低重合度化前処理とは、解重合処理によってセルロース分子が切れる部分をあらかじめ用意しておくことであり、具体的には部分的に非晶化する操作を意味する。また、ランダムに分子鎖を切断する操作も有効である。非晶化の場合、その程度はセルロース原料の適宜決められるべきものであるが、一例を示せば、結晶化度３０〜５０％程度にすればよい。非晶化の方法は公知の方法を使用すればよいが、例としては、ボールミル、ロッドミルなどの機械的衝撃を与える方法、アルカリ水溶液などによってセルロースを膨潤させる方法などが上げられる。また、ランダムに分子鎖を切断する方法としては、漂白剤を用いた化学処理や電子線やγ線の照射による方法などが上げられる。
【００２４】
このようにして得られた解重合セルロースは、必要に応じて精製し、棚段乾燥法、流動層乾燥法、噴霧乾燥法、ドラム乾燥法、真空乾燥法、凍結乾燥法、等、によって乾燥し、また、必要に応じて、ピンミル、ハンマーミル、ジェットミル、フラッシュミルなどを使用して粉砕する。乾燥および粉砕の条件は、保水性、見かけ密度、粒度分布が上記に記載の値になるように適宜選択することが好ましい。棚段乾燥法、流動層乾燥法、噴霧乾燥法による乾燥が特に好ましい。
【００２５】
本発明の食品組成物は、上記で説明した崩壊性のセルロースを含有してなるものである。食品組成物とは、具体的には、嗜好飲料（コーヒー、紅茶、抹茶、ココア、汁粉、ジュース等）、乳性飲料（生乳、加工乳、乳酸菌飲料、豆乳等）、栄養強化飲料（カルシウム強化飲料等）、食物繊維含有飲料等の各種飲料、氷菓類（アイスクリーム、アイスミルク、ソフトクリーム、ミルクシェーキ、シャーベット等）、乳製品類（バター、チーズ、ヨーグルト、コーヒーホワイトナー、ホイッピングクリーム、カスタードクリーム、プリン等）、油脂加工食品類（マヨネーズ、マーガリン、スプレッド、ショートニング等）、スープ類（シチュー、クリームスープ等、調味料類（ソース、タレ、ドレッシング等）の調味料類、練りスパイス類（練りがらし、練りわさび等）、フィリング類（ジャム、フラワーペースト、アン等）、ゲル・ペースト状食品類（ゼリー、プリン、スプレッド等）、小麦粉製品類（パン、麺、パスタ、ピザ、プレミックス等）、和・洋菓子類（キャンディー、クッキー、ビスケット、パフ菓子、ホットケーキ、チョコレート、餅等）、水産練り製品類（蒲鉾、ちくわ等）、畜産製品類（ハム、ソーセージ、ハンバーグ等）、惣菜類（クリームコロッケ、エビフライ、トンカツ、中華用アン、グラタン、ギョーザ等）、珍味類（塩辛、カス漬等）、ペットフード類、経管流動食類等のことを意味する。特に、寸法安定性の良いクッキー、ビスケットや、強度が高く、発色が良く、かつ、耐色性に優れる糖衣層を有するガム、チョコレート、グミ製剤、錠剤などが好適な例である。
【００２６】
本発明の崩壊性セルロース含有複合体を食品に使用する場合、各食品の製造で一般に行われている方法と同様の機器を使用して、主原料の他、必要に応じて、香料、ｐＨ調整剤、増粘安定剤、塩類、糖類、油脂類、蛋白類、乳化剤、酸味料、色素等と配合して、混合、混練、撹拌、乳化、加熱等の操作を行えばよい。特に、ローカストビーンガム、グアーガム、カゼインおよ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、アルギン酸およびその塩、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、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、水溶性大豆多糖類等の親水性あるいは水溶性物質との併用は、保形性や増粘安定性を高めるので好ましい。これらは単独で使用しても良いし、２種以上と併用しても良い。
【００２７】
食品中での本発明の微細セルロース含有複合体の含有量は、食品の種類等により異なるが、食品全体に対して０．０１〜３０重量％程度が好ましい。安定剤としての機能を主に考える場合は、０．０２〜３重量％程度が好ましい。また、食物繊維素材、油脂代替素材として主に考える場合は０．５〜１５重量％程度が好ましい。
【００２８】
【発明の実施の形態】
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。
【００２９】
＜水中で強分散したときの平均粒径、３２μｍ以上の粒子の割合＞
（１）サンプル（固形分）３．０ｇに蒸留水を入れ、全量を３００ｇとする。
（２）エースホモジナイザー（ＡＭ−Ｔ、日本精機製）にて１００００ｒｐｍで５分間分散する。
（３）レーザー回折式粒度分布測定装置（ＬＡ−９１０、堀場製作所製）を用いて粒度分布を測定する。平均粒径は積算５０体積％の粒径であり、３２μｍ以上の粒子の割合は体積分布における割合（体積％）で表す。分散媒（水）と試料の相対屈折率は１．２０、レーザ光透過率は７０〜９５％、超音波処理有り、に設定。
【００３０】
＜セルロースの重合度＞
第１３改正日本薬局方「結晶セルロース」確認試験（３）の方法で測定する。
【００３１】
＜保水性＞
（１）サンプル（固形分）２．０ｇに蒸留水を入れ、全量を３０ｇとする。
（２）タッチミキサーで１５秒間攪拌する。
（３）遠心分離機にて、２０００Ｇで１０分間、遠心分離する。
（４）上澄みを捨て、残りの重量（Ｗｇ）を測定し、以下の式にて保水性を算出する。
保水性（％）＝１００×（Ｗ−２．０）／２．０
＜粉体の見かけ密度＞
内径が３ｃｍで、容積が２５ｍｌの真鍮製の円筒容器と、スコットボリュメーター（ＡＳＴＭＢ３２９）を用いて、測定する。
【００３２】
＜粉体の２５０μｍ以上および３２μｍ以上の粒子の割合＞
ＪＩＳ（Ｚ８８０１）の目開きが２５０μｍおよび３２μｍの標準篩を用い、篩の上に残る留分の重量が変化しなくなるまで、ロータップ型篩振盪機で粉体サンプルを篩い、重量％として算出する。粉体が凝集して篩分しがたい場合はエアジェットシーブを用いて実施する。
【００３３】
【実施例１】
市販ＤＰパルプを家庭用ミキサーで、乾式で解砕し、これを磁製ボールミルで４８時間磨砕した。結晶化度は６５％から４７％に低下した。続いて２．５Ｍ塩酸中で１０５℃で１５分間加水分解し、得られた酸不溶性残渣をろ過、洗浄し、風乾後、ハンマーミルで粉砕し、目開き５００μｍの篩で粗大粒子を除き、保水性が２１０％、見かけ密度が０．３５ｇ／ｃｍ³、２５０μｍ以上の粒子が０．１重量％で３２μｍ以上の粒子が７６重量％の粉末（サンプルＡ）を得た。サンプルＡのセルロースの重合度は１４５であり、水中で強分散したときの平均粒径は１７μｍ、３２μｍ以上粒子の割合は２１体積％だった。
【００３４】
このサンプルＡ２９．５ｇと小麦粉３００ｇ、マーガリン１５０ｇ、砂糖１００ｇ、全卵３０ｇ、重曹６ｇ、食塩３ｇ、水３０ｇをプラネタリーミキサーで約３分間混練し、５℃で１夜熟成した後、１５×２０×３０ｍｍの直方体に成形し、１６０℃で２０分間焙焼し、ソフトクッキーを得た。クッキーはほぼ直方体の、型くずれのないものであった。また、それを食べた感触は歯への付着が少なく、ザラツキのないものであった。
【００３５】
【実施例２】
市販ＤＰパルプに５Ｍｒａｄの電子線を照射した。これを２．５Ｍ塩酸中で１０５℃で３０分間加水分解し、得られた酸不溶性残渣をろ過、洗浄し、風乾後、ハンマーミルで粉砕し、目開き５００μｍの篩いで粗大粒子を除き、保水性が２３５％、見かけ密度が０．４７ｇ／ｃｍ³、２５０μｍ以上の粒子が０％で３２μｍ以上の粒子が６３重量％の粉末（サンプルＢ）を得た。サンプルＢのセルロースの重合度は１７６であり、水中で強分散したときの平均粒径は１８μｍ、３２μｍ以上粒子の割合は２７体積％だった。
【００３６】
サンプルＡのかわりにサンプルＢを用い、後は実施例１と同様に操作して、ソフトクッキーを得た。クッキーはほぼ直方体の、型くずれのないものであった。また、それを食べた感触は歯への付着が少なく、ザラツキのないものであった。
【００３７】
【比較例１】
ボールミル処理しない以外は実施例１と同様に操作して、保水性が２９２％、見かけ密度が０．２８ｇ／ｃｍ³、２５０μｍ以上の粒子が０．２重量％、３２μｍ以上の粒子が７２重量％の粉末（サンプルＣ）を得た。サンプルＣのセルロースの重合度は１９２であり、水中で強分散したときの平均粒径は２４μｍ、３０μｍ以上粒子の割合は３９体積％だった。
【００３８】
サンプルＡのかわりにサンプルＣを用い、後は実施例１と同様に操作して、ソフトクッキーを得た。クッキーはほぼ直方体の、型くずれのないものであった。しかし、それを食べた感触はカリカリとし、また、ザラツキを感じるものであった。
【００３９】
【比較例２】
市販ＤＰパルプのかわりにコットンリンターを原料として用いる以外は比較例１と同様に操作して、保水性が２４３％、見かけ密度が０．４４ｇ／ｃｍ³、２５０μｍ以上の粒子が０．５重量％で３２μｍ以上の粒子が７７重量％の粉末（サンプルＤ）を得た。サンプルＤのセルロースの重合度は２０１であり、水中で強分散したときの平均粒径は３１μｍ、３０μｍ以上粒子の割合は５８体積％だった。
【００４０】
サンプルＡのかわりにサンプルＤを用い、後は実施例１と同様に操作して、ソフトクッキーを得た。クッキーはほぼ直方体の、型くずれのないものであった。しかし、それを食べた感触はボソボソとし、そして、ザラツキを感じるものであった。
【００４１】
【比較例３】
サンプルＣをジェットミルにて乾式粉砕し、保水性が２７０％、見かけ密度が０．１８ｇ／ｃｍ³、２５０μｍ以上の粒子が０重量％で３２μｍ以上の粒子が６重量％で、エアジェットシーブによる篩い分け法にて測定した平均粒子径が１８μｍの粉末（サンプルＥ）を得た。サンプルＥを水中で強分散したときの平均粒径は１５μｍだった。
【００４２】
サンプルＡのかわりにサンプルＥを用い、後は実施例１と同様に操作して、ソフトクッキーを得た。クッキーはほぼ直方体の、型くずれのないものであった。しかし、それを食べた感触は、ややザラツキを感じるものであった。また、サンプルＥは非常に凝集性が高く、原料量り込みの際の取り扱い性が良くなかった。
【００４３】
【発明の効果】
本発明の組成物は、セルロースが入っているにも関わらず、ザラツキのない良好な食感を有する。しかも、保形性が良好で、食物繊維効果も期待できる。セルロースは取り扱いの良好な流動性のある粉体であり、しかも食品組成物の製造中に、容易にサイズリダクションするので、特別な製造技術を必要としない。

Claims

崩壊セルロースを水中で強分散したときに、３２μｍ以上の粒子の割合が３０体積％未満であり、かつ、平均粒子径が２０μｍ以下の微粒子に崩壊するセルロースと水分からなる崩壊性セルロースであって、重合度が１００〜１８０であり、見かけ嵩密度が０．３〜０．５ｇ／ｃｍ ³ である崩壊性のセルロースを含有することを特徴とする崩壊性セルロース含有食品組成物。
崩壊性セルロースの保水性が２００〜２５０％であることを特徴とする請求項１記載の組成物。
崩壊性セルロースは２５０μｍ以上の粒子が１５重量％以下、３２μｍ以上の粒子が３０重量％以上の粉末であることを特徴とする請求項１または２記載の組成物。
ローカストビーンガム、グアーガム、カゼインおよ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、アルギン酸およびその塩、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、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、水溶性大豆多糖類から選ばれる１種または２種以上の親水性物質および／もしくは水溶性物質を含んでなることを特徴とする請求項１から３記載の組成物。