JP4141533B2 - 流動性栄養組成物及びその製造方法 - Google Patents

流動性栄養組成物及びその製造方法 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高い固形分量を有しているにもかかわらず、滅菌等を目的とした加熱処理後も安定であり、沈殿及び脂肪の浮上が少なく、長期間常温保存可能であり、かつ流動性の指標となるチュ−ブ通過性に優れている、チューブを経由して投与する病人用又は老人用の経口又は経腸栄養食に代表される各種濃厚流動食として広範に応用可能な流動性栄養組成物及びその製造方法に関するものである。
【0002】
詳しくは、本発明は、a)均質化処理された少なくとも水及び脂肪からなり、固形分含量が少なくとも18%(重量)であること、b)120℃で10分間加熱処理し、遠心加速度5,000gで30分間遠沈処理した後の沈殿量が100ml当たり0.3ml以下であること、c)120℃で10分間加熱処理し、遠心加速度5,000gで30分間遠沈処理した後の浮上脂肪量が100ml当たり0.3ml以下であること、及びd)高さ1mからの垂直自然落下時における5Fr.チューブ(内径1mm)の1分当りの通過量が少なくとも1.5mlであること、の理化学的性質(以下、a)乃至d)をまとめて特定の理化学的性質と記載することがある。)を有する流動性栄養組成物、並びに少なくとも水及び脂肪からなり、固形分含量が少なくとも18%(重量。以下、特に断りのない限り同じ。)である原料溶液を、少なくとも80MPaの圧力で均質化することを特徴とする前記特定の理化学的性質を有する流動性栄養組成物の製造方法に関するものである。
【0003】
【従来の技術】
従来、少なくとも水及び脂肪を成分とする流動性栄養組成物としては、固形分含量が約30%である原料溶液を300〜700kg/cm2 (30〜70MPa)の圧力で均質化処理することにより製造される平均粒子径(水不溶性粒子の平均粒子径)が0.3μm以下であり、クリーミング現象、沈殿の発生のない良好な乳化安定性を示す流動性栄養組成物(特開平3−117472号公報。以下、従来技術1と記載する。)が開示されている。
【0004】
また、低固形分(10〜15%)であって、少なくとも水及び脂肪を成分とすることが周知の牛乳を、100〜170kg/cm2 (10〜17MPa)の圧力で均質化処理することにより、脂肪球を1.0μm以内として脂肪球浮上によるクリーム・ライン形成の防止を行うことは、公知である(例えば、祐川金次郎著、「乳業技術便覧」、第248頁、酪農技術普及学会刊、1975年。)。
【0005】
しかしながら、これらの従来技術には、次に記載するとおりの不都合があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
前記のとおり、従来から脂肪の浮上を防止するため、牛乳等において均質化処理を行い、脂肪球の粒子径を小さくすることは公知であったが、後記する試験例の結果からも明らかなとおり、固形分が20%を超える場合には、20MPa程度の圧力の均質化処理では、大量の沈殿及び脂肪の浮上を生じるという問題点を有していた。
【0007】
また、前記従来技術1に開示されているとおり、固形分含量が約30%であって、クリーミング現象、沈殿の発生のない良好な乳化安定性を示す流動性栄養組成物が得られることは知られていたが、従来技術1は、後記する試験例の結果からも明らかなとおり、均質化の圧力が70MPaと低いことから、得られる製品はチュ−ブ通過性に劣り、チューブを経由して投与する場合に、流動性栄養組成物が目詰まりを起こし易いという問題を有していた。
【0008】
本発明者らは、前記従来技術に鑑みて、少なくとも水及び脂肪からなり、固形分含量が少なくとも18%である原料溶液を、少なくとも80MPaの圧力で均質化することにより、沈殿量及び浮上脂肪量が所定の数値以下であり、かつチュ−ブ通過性に優れる、従来にない数々の優れた性質を有する流動性栄養組成物が製造できることを見い出し、本発明を完成した。
【0009】
本発明の目的は、特定の理化学的性質を有し、高い固形分量を有しているにも拘らず、滅菌等を目的とした加熱処理後も安定で、沈殿及び脂肪の浮上が少なく、長期間常温保存可能であり、かつチュ−ブ通過性に優れる、従来にない数々の優れた性質を有する流動性栄養組成物及びその製造方法を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する本発明の第一の発明は、水と、脂肪と、カゼインナトリウムおよび乳蛋白濃縮物からなる群から選ばれる蛋白質と、デキストリンおよびシュークロースからなる群から選ばれる糖質を含有し、水を除く成分である固形分の含量が22.45〜28.45重量%であり、前記脂肪の含有量が前記固形分当たり13〜14重量%であり、前記蛋白質の含有量が前記固形分当たり17〜28重量%であり、前記糖質の含有量が前記固形分当たり56〜67重量%であり、かつ次のa)乃至d)の理化学的性質を有する流動性栄養組成物である。
a)均質化処理されていること、
b)120℃で10分間加熱処理し、遠心加速度5,000gで30分間遠沈処理した後の沈殿量が100ml当たり0.3ml以下であること、
c)120℃で10分間加熱処理し、遠心加速度5,000gで30分間遠沈処理した後の浮上脂肪量が100ml当たり0.3ml以下であること、及び
d)高さ1mからの垂直自然落下時における5Fr.チューブ(内径1mm)の1分当りの通過量が少なくとも1.5mlであること。
【0011】
前記課題を解決する本発明の第二の発明は、前記第一の発明に記載の流動性栄養組成物を製造する方法であって、水と、脂肪と、カゼインナトリウムおよび乳蛋白濃縮物からなる群から選ばれる蛋白質と、デキストリンおよびシュークロースからなる群から選ばれる糖質を含有し、水を除く成分である固形分の含量が22.45〜28.45重量%であり、前記脂肪の含有量が前記固形分当たり13〜14重量%であり、前記蛋白質の含有量が前記固形分当たり17〜28重量%であり、前記糖質の含有量が前記固形分当たり56〜67重量%である原料溶液を、少なくとも80MPaの圧力で均質化することを特徴とする流動性栄養組成物の製造方法である。
【0012】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について詳述するが、本発明の理解を容易にするために、最初に本発明の第二の発明、即ち、流動性栄養組成物の製造方法(以下、本発明の方法と記載する。)、から説明する。
【0013】
本発明の方法に使用する水は、食品又は医薬品に許容されるものであれば如何なる水であってもよく、具体的には、水道水、蒸留水、精製水等を例示することができる。
【0014】
本発明の方法に使用する脂肪は、食品又は医薬品に許容されるものであれば如何なる脂肪であってもよく、具体的には、大豆油、とうもろこし油、ナタネ油、ココヤシ油、サフラワー油、ヒマワリ油、オリーブ油、ラード、牛脂、乳脂肪、魚油、MCT油、これらの加工油等を例示することができる。
【0015】
本発明の方法に使用する水及び脂肪以外の成分としては、食品又は医薬品として許容される蛋白質又はその分解物、糖質、食物繊維、ビタミン、ミネラル、乳化剤がある。具体的には、蛋白質又はその分解物としては、卵蛋白質、乳蛋白質、大豆蛋白質、魚蛋白質、肉蛋白質、小麦蛋白質、とうもろこし蛋白質等、これらの分解物、これらの1種又は2種以上の組み合わせを例示することができる。
【0016】
糖質としては、澱粉、デキストリン、ラクトース、シュークロース、グルコース、フルクトース、マルトース等の1種又は2種以上の組み合わせを例示することができる。食物繊維としてはセルロ−ス、難消化デキストリン、アラビヤガム等の1種又は2種以上の組み合わせを例示することができる。
【0017】
ビタミンとしては、ビタミンA、ビタミンB1 、ビタミンB2 、ビタミンB6 、ビタミンB12、ビタミンC、ビタミンD3 、ビタミンE、ビタミンK、ナイアシン、パントテン酸、葉酸、β−カロチン等の1種又は2種以上の組み合わせを例示することができる。
【0018】
また、ミネラルとしては、カルシウム、マグネシウム、鉄等の塩類の1種又は2種以上の組み合わせを例示することができる。乳化剤としては、レシチン、リゾレシチン、グリセリン脂肪酸エステル、コハク酸モノグリセリド、クエン酸モノグリセリド、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、ショ糖脂肪酸エステル、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、ステアロイル乳酸カルシウム等の1種又は2種以上の組み合わせを例示することができる。
【0019】
脂肪、蛋白質又はその分解物、及び糖質の配合割合は、使用目的により栄養学的観点から種々の割合で配合される。その配合割合は、通常、栄養組成物の固形分当たり、脂肪は5〜35%、蛋白質又はその分解物は10〜40%、糖質は50〜80%程度である。微量成分であるビタミン及びミネラルは栄養上必要な量を適宜添加される。また、必要に応じて果汁、フレーバー類等を添加しすることもできる。乳化剤の添加量は、栄養組成物の全量に対して0.01〜3%である。
【0020】
これらの原料は、濃厚流動食として使用するために必要な熱量である少なくとも0.5kcal/mlの流動性栄養組成物を製造するため、前記原料成分の内、水を除く成分である固形分含量を最終的に少なくとも18%に調整する。尚、製品の粘度及び流動性(チュ−ブ通過性等)を考慮して、固形分含量の上限は35%である。
【0021】
少なくとも水及び脂肪を成分とする原料溶液は、水を除く成分である固形分を前記水又はその温湯に順次分散し、溶解することにより、調製される。具体的には、前記水に、前記蛋白質又はその分解物、糖質、食物繊維、及びミネラルを分散し、溶解し、水相を形成し、該水相に前記乳化剤を添加し、前記脂肪と混合し、該混合液をプロペラ攪拌機により予備乳化することにより、調製される。
【0022】
本発明の方法に使用される均質機としては、少なくとも80MPaの均質圧力が得られる高圧均質機であれば、如何なる機種であっても使用可能であり、具体的には、高圧均質機[エイ・ピイ・ブイ・ラニエ(APV Rannie)社製、エイ・ピイ・ブイ・ゴーリン(APV Gaulin)社製等]等の市販品を例示することができる。
【0023】
本発明の方法における前記原料溶液の均質化処理は、前記高圧均質機を使用し、少なくとも80MPaの圧力で均質化処理することにより実施される。尚、80MPa未満の圧力では、後記する試験例の結果からも明らかなとおり、得られる流動性栄養組成物のチュ−ブ通過性に劣る。
【0024】
前記均質化処理後、必要に応じて、ビタミン、果汁、フレーバー類等を添加することも可能であり、次のとおりの包装容器への充填及び滅菌処理が実施され最終製品が得られる。
【0025】
即ち、前記流動性栄養組成物をレトルトパウチに充填し、密封し、レトルト殺菌機により滅菌処理(125℃10分)を実施することにより最終製品が得られる。また、前記流動性栄養組成物をスチームインジェクション式又はスチ−ムインフュ−ジョン式滅菌機により滅菌処理し(155℃、5秒)、均質機を使用して30MPa程度の低圧で無菌的に再度均質化処理し、ラミネート材により形成された容器内にアセプティック包装装置を使用して無菌的に充填し、最終製品が得られる。更に、前記原料溶液の均質化処理前に、前記原料溶液を予めスチームインジェクション式滅菌機等により滅菌処理し、均質化処理し、のち容器内にアセプティック包装装置を使用して無菌的に充填し、最終製品とすることも可能である。
【0026】
以上の方法により得られる本発明の第一の発明の流動性栄養組成物は、後記する実施例からも明らかなとおり、特定の理化学的性質を有し、高い固形分量を有しているにもかかわらず、滅菌等を目的とした加熱処理後も安定であり、沈殿及び脂肪の浮上が少なく、長期間常温保存可能であり、かつ良好なチュ−ブ通過性を有し、優れた性質を有する流動性栄養組成物である。即ち、本発明の第一の発明である流動性栄養組成物は、前記のとおりの特定の理化学的性質を有するので、チューブを経由して投与する病人用又は老人用の経口又は経腸栄養食に代表される各種濃厚流動食として広範に応用可能であり、極めて有用な流動性栄養組成物である。
【0027】
次に、試験例を示して本発明を詳記するが、本発明においては、次の試験方法を採用した。
【0028】
(1)沈殿量の測定法
各試料30mlを120℃で10分間加熱処理し、50ml容量の目盛り付き遠沈管に採取し、遠心加速度5,000gで30分間遠沈処理し、沈殿量を遠沈管の目盛りより読み取り、試料100ml当たりの沈殿量を算出した。
【0029】
(2)浮上脂肪量の測定法
各試料30mlを120℃で10分間加熱処理し、50ml容量の目盛り付き遠沈管に採取し、遠心加速度5,000gで30分間遠沈処理し、のち乳脂計ゲルベル丸形ブチロメーター(柴田科学器械工業社製)に入れ、浮上脂肪量をブチロメーターの目盛りより読み取り、試料100ml当たりの浮上脂肪量を算出した。
【0030】
(3)チュ−ブ通過性の測定方法
各試料100mlを、長さ1mの5Fr.チューブ(内径1mm;ポリ塩化ビニル樹脂製:日本シャ−ウッド社製)付き500ml容量の投与バックに充填し、これを高さ(投与バック底部から受け具底部までの高さ)1mから5Fr.チューブを経由して、受け具である500ml容量のビーカーに対して垂直自然落下させ、100mlの試料が通過する時間を計測し、1分当りの平均通過量を算出した。この通過量を、高さ1mからの垂直自然落下時における5Fr.チューブ(内径1mm)の1分当りの通過量として、流動性の指標とした。
【0031】
試験例
この試験は、従来技術と本発明の方法とを比較するとともに、沈殿量、浮上脂肪量、及びチュ−ブ通過性を指標として、均質化の圧力条件を調べるために行った。
(1)被検試料の調製
次に示す5種類の試料を調製した。
試料1:実施例1と同一の方法により製造した本発明の流動性栄養組成物
試料2:均質化の圧力を150MPaに変更したことを除き、実施例1と同一の方法により製造した本発明の流動性栄養組成物
試料3:均質化の圧力を80MPaに変更したことを除き、実施例1と同一の方法により製造した本発明の流動性栄養組成物
試料4:従来技術1の方法に従って、均質化の圧力を70MPaに変更したことを除き、実施例1と同一の方法により製造した流動性栄養組成物
試料5:従来の方法に従って、均質化の圧力を20MPaに変更したことを除き、実施例1と同一の方法により製造した流動性栄養組成物
【0032】
(2)試験方法
各試料の沈殿量、浮上脂肪量、及びチュ−ブ通過性をいずれも前記の試験方法により測定して試験した。
【0033】
(3)試験結果
この試験の結果は、表1に示すとおりである。表1から明らかなとおり、従来技術の試料4及び試料5に比較して本発明の試料1乃至試料3は、沈殿量、浮上脂肪量、及びチュ−ブ通過性のいずれにおいても優れていることが認められた。
【0034】
また、本発明の試料1乃至試料3と、試料4との比較から明らかなとおり、チュ−ブ通過性に優れた流動性栄養組成物を製造するためには、少なくとも80MPaの圧力で均質化処理することが必須であることが判明した。
【0035】
尚、固形分を18〜35%の範囲で適宜変更し、又は原料成分の種類を適宜変更して試験したが、ほぼ同様の結果が得られた。
【0036】
【表1】
Figure 0004141533
【0037】
次に実施例を示して本発明を更に詳記するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0038】
【実施例】
実施例1
カゼインナトリウム[ニュージーランド・デイリー・プロダクツ(New Zealand Dairy Product )社製]4.0kg、デキストリン(参松工業社製。DE=27)15.0kg、及び難消化性デキストリン(松谷化学工業社製)1.0kgを水道水76.55kgに分散し、溶解し、これに表2に示す配合量で混合されたミネラル混合物0.3kgを添加して水相を形成した。水相に乳化剤としてグリセリン脂肪酸エステル(太陽化学社製)0.03kgを添加し、大豆油(太陽油脂社製)3.0kgと混合し、該混合液をプロペラ攪拌機により70℃で5分間予備乳化し、原料溶液約100kgを調製した。次いで、該原料溶液を高圧均質機[エイ・ピイ・ブイ・ラニエ(APV Rannie)社製]を使用し、100MPaの圧力で均質化処理した。均質化処理後、得られた乳化液に、表3に示す配合量で混合されたビタミン混合物0.02kg及びバニラフレ−バ−(三栄源エフ・エフ・アイ社製)0.1kgを添加し混合し、レトルトパウチ(東洋製罐社製)に200mlずつ充填し、密封し、流動性栄養組成物入りレトルトパウチ400個を製造した。該充填済レトルトパウチをレトルト殺菌機(日阪製作所社製)を使用して125℃で10分間滅菌処理し、流動性栄養組成物400個を製造した。
【0039】
得られた流動性栄養組成物を製造直後に開封し、前記の試験方法により試験した結果、浮上脂肪及び沈殿はそれぞれ0.05ml及び0.20mlと少なく、良好な安定性を示し、かつ高さ1mからの垂直自然落下時における5Fr.チューブ(内径1mm)の1分当りの通過量が1.8mlであり、流動性に優れ、特定の理化学的性質を有する流動性栄養組成物であった。
【0040】
【表2】
Figure 0004141533
【0041】
【表3】
Figure 0004141533
【0042】
実施例2
カゼインナトリウム[ニュージーランド・デイリー・プロダクツ(New Zealand Dairy Product )社製]4.0kg及びデキストリン(参松工業社製。DE=27)15.0kgを水道水77.55kgに分散し、溶解し、これに前記実施例1と同一のミネラル混合物0.3kgを添加して水相を形成した。水相に乳化剤としてグリセリン脂肪酸エステル(太陽化学社製)0.03kgを添加し、大豆油(太陽油脂社製)3.0kgと混合し、該混合液をプロペラ攪拌機により70℃で5分間予備乳化し、原料溶液約100kgを調製した。次いで、該原料溶液を高圧均質機[エイ・ピイ・ブイ・ラニエ(APV Rannie)社製]を使用し、1段目150MPa、2段目15MPaの圧力で均質化処理した。均質化処理後、得られた乳化液に、前記実施例1と同一のビタミン混合物0.02kg及びバニラフレ−バ−(三栄源エフ・エフ・アイ社製)0.1kgを添加して混合し、スチ−ムインジェクション式滅菌機(森永乳業社製)を使用して155℃で5秒間滅菌処理し、均質機(三丸機械工業社製)を使用し、1段目30MPa、2段目3MPaの圧力で無菌的に再度均質化処理し、外層から紙、アルミ箔、ポリエチレンのラミネート材により形成された容器(テトラパック社製)内にアセプティック包装装置(テトラパック社製)を使用して200mlずつ無菌的に充填し、容器入り流動性栄養組成物400個を製造した。
【0043】
得られた流動性栄養組成物を製造直後に開封し、前記の試験方法により測定して試験したところ、浮上脂肪及び沈殿はそれぞれ0.03ml及び0.20mlと少なく、良好な安定性を示し、かつ高さ1mからの垂直自然落下時における5Fr.チューブ(内径1mm)の1分当りの通過量が2.0mlであり、流動性に優れ、特定の理化学的性質を有する流動性栄養組成物であった。
【0044】
実施例3
乳蛋白濃縮物(森永乳業社製。TMP)8.0kg、シュークロース(大日本明治製糖社製)6.0kg、及びデキストリン(参松工業社製。DE=27)10.0kgを水道水71.55kgに分散し、溶解し、これに前記実施例1と同一のミネラル混合物0.3kgを添加して水相を形成した。水相に乳化剤としてグリセリン脂肪酸エステル(太陽化学社製)0.03kgを添加し、とうもろこし油(太陽油脂社製)4.0kgと混合し、該混合液をプロペラ攪拌機により70℃で5分間予備乳化し、原料溶液約100kgを調製した。次いで、該原料溶液を高圧均質機[エイ・ピイ・ブイ・ラニエ(APV Rannie)社製]を使用し、1段目50MPa、2段目5MPaの圧力で予備的な均質化処理を実施した。得られた乳化液に、前記実施例1と同一のビタミン混合物0.02kg及びバニラフレ−バ−(三栄源エフ・エフ・アイ社製)0.1kgを添加し混合し、スチ−ムインジェクション式滅菌機(森永乳業社製)により155℃で5秒間滅菌処理し、高圧均質機[エイ・ピイ・ブイ・ラニエ(APV Rannie)社製]を使用し、1段目100MPa、2段目10MPaの圧力で無菌的に均質化処理し、外層から紙、アルミ箔、ポリエチレンのラミネート材により形成された容器(テトラパック社製)内にアセプティック包装装置(テトラパック社製)を使用して200mlずつ無菌的に充填し、容器入り流動性栄養組成物400個を製造した。
【0045】
得られた流動性栄養組成物を製造直後開封し、前記の試験方法により測定して試験したところ、浮上脂肪及び沈殿はそれぞれ0.10ml及び0.30mlと少なく、良好な安定性を示し、かつ高さ1mからの垂直自然落下時における5Fr.チューブ(内径1mm)の1分当りの通過量が1.5mlであり、流動性に優れ、特定の理化学的性質を有する流動性栄養組成物であった。
【0046】
【発明の効果】
以上詳記したとおり、本発明は、流動性栄養組成物及びその製造方法に関するものであり、本発明により奏せられる効果は次のとおりである。
1)特定の理化学的性質を有し、高い固形分量を有しているにもかかわず、滅菌等を目的とした加熱処理後も安定で、沈殿及び脂肪の浮上が少なく、安定性に優れ、長期間常温保存可能な流動性栄養組成物を製造することができる。
2)特定の理化学的性質を有し、かつチュ−ブ通過性に優れ、チューブを経由して投与する場合に、流動性栄養組成物が目詰まりを起こし難い流動性栄養組成物を製造することができる。

Claims (2)

  1. 水と、脂肪と、カゼインナトリウムおよび乳蛋白濃縮物からなる群から選ばれる蛋白質と、デキストリンおよびシュークロースからなる群から選ばれる糖質を含有し、水を除く成分である固形分の含量が22.45〜28.45重量%であり、前記脂肪の含有量が前記固形分当たり13〜14重量%であり、前記蛋白質の含有量が前記固形分当たり17〜28重量%であり、前記糖質の含有量が前記固形分当たり56〜67重量%であり、かつ次のa)乃至d)の理化学的性質を有する流動性栄養組成物。
    a)均質化処理されていること、
    b)120℃で10分間加熱処理し、遠心加速度5,000gで30分間遠沈処理した後の沈殿量が100ml当たり0.3ml以下であること、
    c)120℃で10分間加熱処理し、遠心加速度5,000gで30分間遠沈処理した後の浮上脂肪量が100ml当たり0.3ml以下であること、及び
    d)高さ1mからの垂直自然落下時における5Fr.チューブ(内径1mm)の1分当りの通過量が少なくとも1.5mlであること。
  2. 請求項1に記載の流動性栄養組成物を製造する方法であって、
    水と、脂肪と、カゼインナトリウムおよび乳蛋白濃縮物からなる群から選ばれる蛋白質と、デキストリンおよびシュークロースからなる群から選ばれる糖質を含有し、水を除く成分である固形分の含量が22.45〜28.45重量%であり、前記脂肪の含有量が前記固形分当たり13〜14重量%であり、前記蛋白質の含有量が前記固形分当たり17〜28重量%であり、前記糖質の含有量が前記固形分当たり56〜67重量%である原料溶液を、少なくとも80MPaの圧力で均質化することを特徴とする流動性栄養組成物の製造方法。
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