JP5632746B2 - マイクロカプセル及びその製造方法並びにマイクロカプセルを含む飲食品 - Google Patents

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Description

本発明は、マイクロカプセル及びその製造方法並びにマイクロカプセルを含む飲食品に関する。
マイクロカプセルは、芯物質となる機能性内包物質を保護するために、その周りに壁膜物質である被覆層を形成したものである。近年、マイクロカプセルは、内包される芯物質と該芯物質を被覆する壁膜物質との組み合わせにより、様々な分野において使用されている。特に、食品又は医薬品等の用途で使用することを目的として、マイクロカプセルを製造することが検討されている（例えば、特許文献１〜４参照）。
マイクロカプセルは、例えばＷ／Ｏや、Ｗ／Ｏ／Ｗ等の多層構造を有するものが知られている。Ｗ／Ｏ／Ｗ三層構造のマイクロカプセルについては、例えば水中乾燥法（例えば、特許文献５参照）や、多重ノズルを用いた方法（例えば、特許文献６，７参照）等が挙げられる。
特開平０５−０４９８９９号公報 特表２００２−５１１７９６号公報 特開平０５−０４９４３３号公報 特開平０６−２５４３８２号公報 特開平０５−０３１３５２号公報 特開平０６−０５５０６０号公報 特開平０８−０１０３１３号公報
食品又は医薬用途に用いられるマイクロカプセルには、食感及び服用感を向上する観点から、粒径がより小さいマイクロカプセルが求められてきている。しかしながら、特許文献５〜７のＷ／Ｏ／Ｗ三層構造のマイクロカプセルでは、粒径が小さいマイクロカプセルを製造することができなかった。
そこで、本発明は、粒径が小さいマイクロカプセルを得ることのできる製造方法、当該製造方法により得ることのできるマイクロカプセル、並びに該マイクロカプセルを含む飲食品を提供することを目的とする。
本発明は、水溶性物質と脂溶性物質とを混合し、水溶性物質が脂溶性物質中に分散した一次分散物を得る一次分散工程と、上記一次分散物とアルギン酸ナトリウム水溶液とを混合し、上記一次分散物が当該アルギン酸ナトリウム水溶液中に分散した二次分散物を得る二次分散工程と、上記二次分散物を噴霧してカルシウムイオン含有溶液と接触させることで、アルギン酸カルシウムゲルを形成させ、上記一次分散物が当該アルギン酸カルシウムゲル中に分散したマイクロカプセルを得る噴霧工程と、を備えるマイクロカプセルの製造方法を提供する。
また、本発明は、水溶性物質が脂溶性物質中に分散した一次分散物が、さらにアルギン酸ナトリウム水溶液中に分散されている二次分散液の液滴を、カルシウムイオン含有溶液と接触させることで、アルギン酸カルシウムゲルを形成させ、上記一次分散物が当該アルギン酸カルシウムゲル中に分散したマイクロカプセルを得る、マイクロカプセルの製造方法を提供する。
本発明では、一次分散物がアルギン酸ナトリウム水溶液中に分散した二次分散物を噴霧してカルシウムイオン含有溶液と接触、又は、一次分散物がアルギン酸ナトリウム水溶液中に分散されている二次分散液の液滴をカルシウムイオン含有溶液と接触させてマイクロカプセルを製造することにより、得られるマイクロカプセルの粒径を小さくすることができる。
また、上記一次分散物中に分散して存在する水溶性物質は、上記脂溶性物質と同一又は異なる脂溶性物質が分散した水溶性物質であってもよい（当該脂溶性物質中には、さらに上記水溶性物質と同一又は異なる水溶性物質が分散していてもよく、脂溶性物質と水溶性物質について、一方の物質中に他方の物質が分散するという繰り返しがさらに複数回生じていてもよい。）
また、上記アルギン酸ナトリウム水溶液の粘度は、２５℃において５〜２０００ｍＰａ・ｓであることが好ましい。これにより、マイクロカプセルの粒径をより一層小さくすることができる。
本発明のマイクロカプセルの製造方法において、上記カルシウムイオン含有溶液は、塩化カルシウム水溶液、乳酸カルシウム水溶液又は硫酸カルシウム水溶液であることが好ましい。これにより、噴霧により瞬時に二次分散液からなる粒子をアルギン酸カルシウムゲル中に内包でき、より一層粒径が小さいマイクロカプセルを得ることができる。
本発明は、上記製造方法により得ることのできるマイクロカプセルを提供する。このようなマイクロカプセルは、粒径が小さいものとなる。
また、本発明は、アルギン酸カルシウムゲルで構成され、平均粒径が２００μｍ未満であるマイクロカプセルであって、上記アルギン酸カルシウムゲル中には、脂溶性物質が分散しており、当該脂溶性物質中には水溶性物質が分散しているマイクロカプセルを提供する。このようなマイクロカプセルは、粒径が小さいものとなるため、食感を低下させることなく、様々な飲食品に添加することができる。
また、上記水溶性物質は、上記脂溶性物質と同一又は異なる脂溶性物質が分散した水溶性物質であってもよい（当該脂溶性物質中には、さらに上記水溶性物質と同一又は異なる水溶性物質が分散していてもよく、脂溶性物質と水溶性物質について、一方の物質中に他方の物質が分散するという繰り返しがさらに複数回生じていてもよい。）。
また、上記マイクロカプセルは、異形度が１．８未満であることが好ましい。このようなマイクロカプセルは、球状に近く耐久性に優れることから、飲食品への水溶性物質及び脂溶性物質の漏出を抑制し、飲食品の品質低下を抑制することができる。
更に、本発明は、上記本発明のマイクロカプセルを含む飲食品を提供する。このような飲食品は、粒径が小さいマイクロカプセルを含むことから、食感及び服用感に優れるものとなる。
本発明によれば、粒径が小さいマイクロカプセルを得ることのできる製造方法、当該製造方法により得ることのできるマイクロカプセル、並びに当該マイクロカプセルを含む飲食品を提供することができる。
本発明に係るマイクロカプセルの製造方法を模式的に示す図である。 本発明に係るマイクロカプセルの製造方法を模式的に示す図である。 本発明に係るマイクロカプセルの製造方法を模式的に示す図である。 本実施形態の製造方法で作製したマイクロカプセルを模式的に示す図である。 実施例１で作製したマイクロカプセルの光学顕微鏡写真である。 実施例４で作製したマイクロカプセルの光学顕微鏡写真である。 実施例５で作製したマイクロカプセルの光学顕微鏡写真である。 実施例１３で作製したマイクロカプセルの光学顕微鏡写真である。 実施例１９で作製したマイクロカプセルの光学顕微鏡写真である。
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
（マイクロカプセルの製造方法）
図１〜図３は、本実施形態に係るマイクロカプセルの製造方法を模式的に示す図である。本実施形態のマイクロカプセルの製造方法は、水溶性物質１と脂溶性物質３とを混合し、水溶性物質１からなる一次分散粒子１０が脂溶性物質３中に分散された一次分散液（一次分散物）１５を得る一次分散工程（図１）と、一次分散液１５とアルギン酸ナトリウム水溶液５とを混合し、一次分散液１５からなる二次分散粒子２０がアルギン酸ナトリウム水溶液５中に分散された二次分散液（二次分散物）２５を得る二次分散工程（図２）と、二次分散液２５を噴霧してカルシウムイオン含有溶液９と接触させることで、アルギン酸カルシウムゲル３０を形成させ、二次分散粒子２０がアルギン酸カルシウムゲル３０中に分散されたマイクロカプセル１００を得る噴霧工程（図３）とを備える。
以下、図１〜図３を参照しながら、本実施形態のマイクロカプセルの製造方法における各工程について更に詳細に説明する。
（一次分散工程）
まず、図１（ａ）に示すように、水溶性物質を含む水層（以下、単に「水溶性物質」という）１と、脂溶性物質を含む油層（以下、単に「脂溶性物質」という）３とを準備した後、図１（ｂ）に示すように、水溶性物質１と脂溶性物質３とを互いに混合することで脂溶性物質３中に水溶性物質１からなる一次分散粒子１０を分散させる（以下、場合により「一次分散」という）。一次分散する方法としては、従来公知の方法を用いることができ、例えば、ホモミキサー又はホモジナイザーを用いて、混合・分散することができる。
水溶性物質１は、飲食品用途で使用されるものであれば特に制限されないが、例えば、水溶性生理活性物質、澱粉、苦味料が挙げられる。水溶性生理活性物質としては、アスコルビン酸、チアミン、リボフラビン、ナイアシン、パントテン酸、ビオチン、ビタミンＢ６（ピリドキシン、ピリドキサール、ピリドキサミン等）、葉酸、シアノコバラミン等の水溶性ビタミン類、水溶性食物繊維（ペクチン、グアー豆酵素分解物、アガロース、グルコマンナン、ポリデキストロース等）、デキストリン、カフェイン、ナリンジン、アミノ酸、アミノ酸誘導体、水溶性ペプチド、水溶性タンパク質、水溶性ポリフェノールが挙げられる。また、水溶性物質１は、１種を単独で又は２種以上組み合わせて使用することもできる。
水溶性物質１の粘度は、２５℃で１００００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、５０００ｍＰａ・ｓ以下であることがより好ましい。水溶性物質１の粘度が１００００ｍＰａ・ｓを超えると、分散（乳化）しにくく、一次分散粒子１０の粒径が大きくなる傾向がある。
脂溶性物質３としては、飲食品用途で使用されるものであれば特に制限されないが、脂溶性生理活性物質が挙げられ、例えば、ビタミンＡ類、ビタミンＤ類、ビタミンＥ類及びビタミンＫ類等の脂溶性ビタミン、ユビキノン等の補酵素Ｑ類、アスタキサンチン、ゼアキサンチン、フコキサンチン、βカロチン、ＤＨＡ、ＥＰＡ、食用油脂（コーン油、菜種油、大豆油等）が挙げられる。ビタミンＡ類としてはレチノール、レチノイン酸、レチノイド、カロチン等が挙げられ、ビタミンＤ類としてはコレカルシフェロール、エルゴカルシフェロール等が挙げられ、ビタミンＥ類としてはトコフェロール、酢酸トコフェロール、コハク酸トコフェロール、ニコチン酸トコフェロール、トコトリエノール等が挙げられ、ビタミンＫ類としてはフィトナジオン、メナテトレノン等が挙げられる。また、脂溶性物質３は、１種を単独で又は２種以上組み合わせて使用することもできる。
脂溶性物質３の粘度は、２５℃で１０〜１００００ｍＰａ・ｓであることが好ましく、２０〜５０００ｍＰａ・ｓであることがより好ましい。脂溶性物質３の粘度が１００００ｍＰａ・ｓを超えると、分散（乳化）しにくくなる傾向があり、１０ｍＰａ・ｓ未満となると、一旦分散（乳化）した粒子が合一して一次分散粒子１０の粒径が大きくなる傾向がある。
水溶性物質１の配合割合は、水溶性物質１を良好に分散させるという観点から、１００質量部の脂溶性物質３に対して、１００質量部以下であることが好ましく、５０質量部以下であることがより好ましく、４０質量部以下であることが更に好ましく、３０質量部以下であることが特に好ましい。また、マイクロカプセルの収率を向上する観点から、水溶性物質１の配合割合の下限値は、１０質量部程度であることが好ましい。
また、水溶性物質１の配合割合は、水溶性物質１を良好に分散させるという観点から、１００体積部の脂溶性物質３に対して、１００体積部以下であることが好ましく、５０体積部以下であることがより好ましく、４０体積部以下であることが更に好ましく、３０体積部以下であることが特に好ましい。また、マイクロカプセルの収率を向上する観点から、水溶性物質１の配合割合の下限値は、１０体積部程度であることが好ましい。
また、一次分散工程では、必要に応じて、水溶性物質１及び脂溶性物質３の混合時に乳化剤を添加して乳化させることにより、更に安定な一次分散液１５を形成することができる。乳化剤としては、医薬品、飲食品用途で使用されるものであれば特に制限を受けないが、例えば、グリセリン脂肪酸エステル、グリセリン酢酸脂肪酸エステル、グリセリン乳酸脂肪酸エステル、グリセリンコハク酸脂肪酸エステル、グリセリンジアセチル酒石酸脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ショ糖酢酸イソ酪酸エステル、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、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、ステアロイル乳酸ナトリウム、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノグリセリド、レシチンが挙げられる。乳化剤の添加量は、１００質量部の脂溶性物質３に対して、０．０１〜１５質量部程度であることが好ましい。
一次分散工程では、一次分散液１５を一層高速・高圧の方法で撹拌することで、一次分散粒子１０を脂溶性物質３に微分散させてもよい。一次分散粒子１０を微分散させる方法としては、高いせん断力をかけることが好ましく、例えば、高圧ホモジナイザー、ナノマイザー、ホモミキサー、コロイドミル、ディスパーミル又はスタティックミキサー等を用いて撹拌する方法が挙げられる。
以上により、水溶性物質１からなる一次分散粒子１０が脂溶性物質３中に分散された一次分散液１５を得ることができる。
（二次分散工程）
まず、図２（ａ）に示すように、上記で調製した一次分散粒子１０を含む一次分散液１５と、アルギン酸ナトリウム水溶液５とを準備する。次に、図２（ｂ）に示すように、一次分散液１５と、アルギン酸ナトリウム水溶液５とを互いに混合することで、アルギン酸ナトリウム水溶液５中に、一次分散粒子１０を一つ又は複数内包する二次分散粒子２０を分散させ、二次分散液２５を得る（以下、場合により「二次分散」という）。二次分散する方法としては、従来公知の方法を用いることができ、例えば、ホモミキサー又はホモジナイザーを用いて、混合・分散することができる。
二次分散粒子２０の平均粒径は、２０μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以下であることがより好ましく、５μｍ以下であることが更に好ましい。二次分散粒子２０の平均粒径が２０μｍを超えると、マイクロカプセルの粒径が小さくなり難く、マイクロカプセルに凹凸が生じ、球状になり難い傾向がある。なお、二次分散粒子２０の平均粒径は、レーザー回析／散乱式粒度分布計を用いて測定することができ、体積平均粒径をいう。
一次分散液１５の配合割合は、二次分散粒子２０を良好に分散させるという観点から、１００質量部のアルギン酸ナトリウム水溶液５に対して、１００質量部以下であることが好ましく、５０質量部以下であることがより好ましく、４０質量部以下であることが更に好ましい。一次分散液１５の配合割合は、マイクロカプセルの平均粒径が更に減少すると共に異形度が向上する観点から、２０質量部以下であることが特に好ましい。また、マイクロカプセルの収率を向上する観点から、一次分散液１５の配合割合の下限値は、５質量部程度であることが好ましい。
また、一次分散液１５の配合割合は、二次分散粒子２０を良好に分散させるという観点から、１００体積部のアルギン酸ナトリウム水溶液５に対して、１００体積部以下であることが好ましく、５０体積部以下であることがより好ましく、４０体積部以下であることが更に好ましい。一次分散液１５の配合割合は、マイクロカプセルの平均粒径が更に減少すると共に異形度が向上する観点から、２０体積部以下であることが特に好ましい。また、マイクロカプセルの収率を向上する観点から、一次分散液１５の配合割合の下限値は、５体積部程度であることが好ましい。
アルギン酸ナトリウム水溶液５の濃度は、０．１〜５．０質量％であることが好ましく、０．５〜３．０質量％であることがより好ましく、０．５〜２．０質量％であることが更に好ましい。アルギン酸ナトリウム水溶液５の濃度が０．１質量％未満では、後述する噴霧工程においてアルギン酸カルシウムがゲル化しにくくなる傾向があり、５．０質量％を超えると、噴霧工程において二次分散液２５が供給路内で流れにくくなり、ノズルより噴霧されにくくなる傾向がある。
アルギン酸ナトリウム水溶液５の粘度は、２５℃において５〜２０００ｍＰａ・ｓであることが好ましく、１０〜５００ｍＰａ・ｓであることがより好ましく、１５〜１００ｍＰａ・ｓであることが更に好ましい。アルギン酸ナトリウム水溶液５の粘度が５ｍＰａ・ｓ未満では、マイクロカプセルの耐久性が低下する傾向があり、２０００ｍＰａ・ｓを超えると、マイクロカプセルの粒径が増大する傾向がある。
また、二次分散工程では、必要に応じて、二次分散液２５とアルギン酸ナトリウム水溶液５との混合時に乳化剤を添加して乳化させることにより、更に安定な二次分散液２５を形成することもできる。乳化剤としては、医薬品、飲食品用途で使用されるものであれば特に制限を受けないが、例えば、グリセリン脂肪酸エステル、グリセリン酢酸脂肪酸エステル、グリセリン乳酸脂肪酸エステル、グリセリンコハク酸脂肪酸エステル、グリセリンジアセチル酒石酸脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ショ糖酢酸イソ酪酸エステル、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、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、ステアロイル乳酸ナトリウム、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノグリセリド、レシチンが挙げられる。乳化剤の添加量は、アルギン酸ナトリウム水溶液に対して、０．１〜５質量部程度であることが好ましい。
二次分散工程では、二次分散液２５を一層高速・高圧の方法で撹拌することで、二次分散粒子２０をアルギン酸ナトリウム水溶液５に微分散させてもよい。二次分散粒子２０を微分散させる方法としては、高いせん断力をかけることが好ましく、例えば、高圧ホモジナイザー、ナノマイザー、ホモミキサー、コロイドミル、ディスパーミル又はスタティックミキサー等を用いて撹拌する方法が挙げられる。
以上により、水溶性物質１が脂溶性物質３中に分散された一次分散液１５が、二次分散粒子２０としてアルギン酸ナトリウム水溶液５中に分散されている二次分散液２５を得ることができる。
（噴霧工程）
次に、図３に示すように、二次分散液２５をカルシウムイオン含有溶液９中にノズル７を通して霧状に噴霧することにより、二次分散粒子２０がアルギン酸カルシウムゲル３０で内包されたマイクロカプセル１００が作製される。このように二次分散液２５を噴霧することにより、二次分散液２５の液滴をカルシウムイオン含有溶液９と接触させ、二次分散液２５の液滴がアルギン酸カルシウムゲル３０により内包されたマイクロカプセル１００を得ることができる。
すなわち、カルシウムイオン含有溶液９は、ゲル化剤（凝固剤）として機能するものであり、二次分散液２５がカルシウムイオン含有溶液９中へ噴霧されると、噴霧された二次分散液２５の液滴表面のアルギン酸ナトリウムがカルシウムイオンと反応し、不溶性のアルギン酸カルシウムのゲルとなる。その結果、二次分散粒子２０がアルギン酸カルシウムゲル３０に内包され、マイクロカプセル１００が形成される。
なお、カルシウムイオン含有溶液９は、瞬時にゲル化するという観点から、塩化カルシウム水溶液、乳酸カルシウム水溶液又は硫酸カルシウム水溶液であることが好ましく、更にカルシウムイオンが容易に遊離するという観点から、塩化カルシウム水溶液であることがより好ましい。
カルシウムイオン含有溶液９におけるカルシウムイオンの濃度は、０．５〜２０質量％であることが好ましく、０．５〜１０質量％がより好ましく、１〜１０質量％であることが更に好ましい。カルシウムイオンの濃度が０．５質量％未満では、ゲル化しにくくなる傾向があり、２０質量％を超えると、コストが増加すると共に後述する洗浄工程が長時間化する傾向がある。
ノズル７の吐出口径は、１．７ｍｍ以下であることが好ましく、１．２ｍｍ以下であることがより好ましく、１．１ｍｍ以下であることが更に好ましい。吐出口径が１．７ｍｍを超えると、マイクロカプセルの粒径が増大する傾向がある。なお、ノズル７は吐出口を１つだけ有していてもよく、複数有していてもよい。
二次分散液２５を噴霧する際のノズル７への噴霧気体圧力は、０．１〜１．０ＭＰａであることが好ましく、０．３〜０．５ＭＰａであることがより好ましい。上記圧力が０．１ＭＰａ未満では、マイクロカプセルの粒径が大きくなる傾向があり、１．０ＭＰａを超えると、マイクロカプセルに凹凸が生じ、マイクロカプセルの異形度が大きくなる傾向がある。
二次分散液２５のノズル７への送液速度は、０．１〜２．０ｍＬ／ｍｉｎであることが好ましく、０．２５〜１．０ｍＬ／ｍｉｎであることがより好ましい。上記送液速度が０．１ｍＬ／ｍｉｎ未満では、製造能率が低下する傾向があり、２．０ｍＬ／ｍｉｎを超えると、マイクロカプセルの粒径が大きくなる傾向がある。
（洗浄工程）
次いで、マイクロカプセル１００はろ過回収され、使用する用途に応じて適宜洗浄処理や分級等を行った後、Ｗ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルとして単離される。図４は、本実施形態の製造方法で作製されたマイクロカプセル１００を模式的に示す図である。このように、本実施形態によれば、一次分散粒子１０を内包する二次分散粒子２０が、アルギン酸カルシウムゲル３０に内包されており、粒径が小さく、かつ、球状に近いマイクロカプセル１００を得ることができる。すなわち、マイクロカプセル１００は、水溶性物質１からなる層、脂溶性物質３からなる層及びアルギン酸カルシウムゲル３０からなる層の三層構造を有しており、二次分散粒子（複合エマルジョン）２０は、水溶性物質１が脂溶性物質３に分散されてなる。
マイクロカプセル１００の平均粒径は、２００μｍ未満であることが好ましく、１００μｍ以下であることがより好ましく、５０μｍ以下であることが更に好ましい。マイクロカプセル１００の平均粒径が２００μｍ以上では、飲食品に配合した場合に、その飲食品の食感又は服用感が低下する傾向がある。なお、マイクロカプセル１００の平均粒径は、レーザー回折／散乱式粒度分布計を用いて測定することができ、体積平均粒径をいう。
マイクロカプセル１００の異形度は、１．８未満であることが好ましく、１．６未満であることがより好ましく、１．４未満であることが更に好ましい。異形度が１．８以上では、マイクロカプセルの耐久性が低下する傾向がある。ここで、異形度とは、マイクロカプセルを光学顕微鏡で観察して撮影した写真から長径（マイクロカプセルにおける最も長い径）及び短径（マイクロカプセルにおける最も短い径）をそれぞれ計測し、長径を短径で割った値である。すなわち、異形度が１．００に近いほど球状に近いことを意味する。
マイクロカプセルに内包される水溶性物質１の内包率は、マイクロカプセル全体に対して、０．１％以上であることが好ましく、０．５％以上であることがより好ましい。ここで、内包率は、以下のようにして得ることができる。まず、マイクロカプセルを所定の乾燥条件で乾燥し、エタノールを加えた後に破砕処理する。そして、破砕されたマイクロカプセルを含むエタノール溶液を遠心分離した後、上清の吸光度を測定し、乾燥マイクロカプセル中の水分が除去された状態での水溶性物質１の含量（質量割合）を算出することで内包率が得られる。
マイクロカプセルに内包される脂溶性物質３の内包率は、マイクロカプセル全体に対して、５０％以上であることが好ましく、６０％以上であることがより好ましい。ここで、内包率は、上記水溶性物質１の内包率と同様の手法により、乾燥マイクロカプセル中の脂溶性物質３の含量（質量割合）を算出することで得られる。
本実施形態に係るマイクロカプセル１００は、内包される水溶性物質１及び脂溶性物質３を適宜変更することにより、医薬品、機能性飲食品、又は飲食品添加剤として使用することができる。中でも、粒径が小さく、かつ、球状に近いことから、飲食品に好適に添加することができる。よって、上記マイクロカプセル１００を含む飲食品は、食感及び服用感に十分優れるものとなる。このようなマイクロカプセル１００は、球状に近く耐久性に優れることから、飲食品への水溶性物質１及び脂溶性物質３の漏出を抑制し、飲食品の品質低下を抑制することができる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はこれに制限されるものではない。
本実施形態のマイクロカプセルは、アルギン酸カルシウムゲルで構成されるマイクロカプセルであって、上記アルギン酸カルシウムゲル中には、脂溶性物質が分散しており、当該脂溶性物質中には水溶性物質が分散しているマイクロカプセルであるが、三層構造に限定されるものではない。例えば、上記水溶性物質が、上記脂溶性物質と同一又は異なる脂溶性物質が分散した水溶性物質である（当該脂溶性物質中には、さらに上記水溶性物質と同一又は異なる水溶性物質が分散していてもよく、脂溶性物質と水溶性物質について、一方の物質中に他方の物質が分散するという繰り返しがさらに複数回生じていてもよい。）マイクロカプセルのように、四層以上の構造のマイクロカプセルであってもよい。
四層以上の構造のマイクロカプセルは、一次分散液中に分散して存在する水溶性物質が、上記脂溶性物質と同一又は異なる脂溶性物質が分散した水溶性物質であればよい（当該脂溶性物質中には、さらに上記水溶性物質と同一又は異なる水溶性物質が分散していてもよく、脂溶性物質と水溶性物質について、一方の物質中に他方の物質が分散するという繰り返しがさらに複数回生じていてもよい。）。
四層構造のマイクロカプセルは、例えば、以下の工程により得ることができる。まず、一次分散工程において、水溶性物質と脂溶性物質とを互いに混合することで水溶性物質中に脂溶性物質を分散させた分散液を調製し、当該分散液を更に脂溶性物質に分散させて一次分散液を調製する。次に、二次分散工程において、一次分散液とアルギン酸ナトリウム水溶液とを互いに混合することでアルギン酸ナトリウム水溶液中に一次分散液を分散させて二次分散液を調製する。そして、上記実施形態と同様の噴霧工程及び洗浄工程を行うことにより、四層構造のマイクロカプセルを得ることができる。
五層以上の構造を有するマイクロカプセルについても、一次分散工程において、水溶性物質が分散された脂溶性物質を更に水溶性物質に分散する工程や、脂溶性物質が分散された水溶性物質を更に脂溶性物質に分散する工程を複数回繰り返し、一次分散液を調製することにより、当該分散液について上記実施形態と同様の二次分散工程、噴霧工程及び洗浄工程を行うことにより得ることができる。
以下に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
（実施例１）
ポリフェノール粉末（サンプライト株式会社製、ブドウ種子抽出物ＯＰＣ３０）を蒸留水に溶解し、２０質量％のポリフェノール水溶液を調製した。次に、ビタミンＥ（和光純薬工業株式会社製）１４．４ｇに乳化剤（理研ビタミン株式会社製、商品名「ＰＯＥＭ ＰＲ−１００」）１．６ｇを溶解し、更にポリフェノール水溶液４．０ｇを添加した溶液を調製し、この溶液をホモミキサー（日本精機株式会社製、商品名「ＢＭ−２」）を用い、１２０００ｒｐｍ、５分間、６０℃の条件下で一次分散（乳化）し、Ｗ／Ｏ分散液を調製した。
そして、アルギン酸ナトリウム（和光純薬工業株式会社製）を蒸留水に溶解した１質量％、粘度８０ｍＰａ・ｓのアルギン酸ナトリウム水溶液１７６．４ｇを調製後、乳化剤（阪本薬品工業株式会社製、商品名「ＭＬ−７５０」）３．６ｇと、Ｗ／Ｏ分散液２０ｇとを添加し、ホモミキサー（日本精機株式会社製、商品名「ＢＭ−２」）にて８０００ｒｐｍ、５分間、６０℃の条件下で二次分散（乳化）し、体積平均粒径が３μｍの二次分散粒子を含むＷ／Ｏ／Ｗ分散液を調製した。
その後、このＷ／Ｏ／Ｗ分散液を噴霧ノズル（アトマックス社製、商品名「ＡＭ−６型」、ノズル吐出口径：１．１ｍｍ）を通して、送液速度１．０ｍＬ／ｍｉｎ、噴霧気体圧力０．３ＭＰａで、５質量％の塩化カルシウム水溶液に噴霧し、Ｗ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルを形成した。上記Ｗ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルを５Ａろ紙（アドバンテック東洋株式会社製）を用いてろ過して回収し、３倍量の蒸留水で洗浄した。そして、Ｗ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルを再度５Ａろ紙でろ過することにより、Ｗ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルを回収した。
得られたＷ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルの体積平均粒径をレーザー回折／散乱式粒度分布計（島津製作所株式会社製、商品名「ＳＡＬＤ−３０００」）で測定したところ、体積平均粒径は２５μｍであった。
（実施例２）
濃度０．７５質量％、粘度７０ｍＰａ・ｓのアルギン酸ナトリウム水溶液を用いた以外は、実施例１と同様の操作を行い、体積平均粒径が３μｍの二次分散粒子を含むＷ／Ｏ／Ｗ分散液を得た。このＷ／Ｏ／Ｗ分散液を用い、実施例１と同様の操作を行い、Ｗ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルを回収した。得られたＷ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルの体積平均粒径は２６μｍであった。
（実施例３）
濃度０．５質量％、粘度１５ｍＰａ・ｓのアルギン酸ナトリウム水溶液を用いた以外は、実施例１と同様の操作を行い、体積平均粒径が８μｍの二次分散粒子を含むＷ／Ｏ／Ｗ分散液を得た。このＷ／Ｏ／Ｗ分散液を用い、実施例１と同様の操作を行い、Ｗ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルを回収した。得られたＷ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルの体積平均粒径は３６μｍであった。
（実施例４）
噴霧工程において噴霧ノズル（アトマックス社製、商品名「ＡＭ−１２型」、ノズル吐出口径：１．２ｍｍ）を用いたこと以外は、実施例１と同様の操作を行い、Ｗ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルを回収した。得られたＷ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルの体積平均粒径は８９μｍであった。
（実施例５）
噴霧工程において噴霧ノズル（アトマックス社製、商品名「ＡＭ−２５型」、ノズル吐出口径：１．７ｍｍ）を用いたこと以外は、実施例１と同様の操作を行い、Ｗ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルを回収した。得られたＷ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルの体積平均粒径は１９８μｍであった。
（実施例６）
２０質量％ポリフェノール水溶液の配合量をビタミンＥ１４．４ｇに対して５．８ｇに変更したこと以外は、実施例４と同様の操作を行い、Ｗ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルを回収した。得られたＷ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルの体積平均粒径は１４３μｍであった。
（実施例７）
２０質量％ポリフェノールの配合量をビタミンＥ１４．４ｇに対して７．２ｇに変更したこと以外は、実施例４と同様の操作を行い、Ｗ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルを回収した。得られたＷ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルの体積平均粒径は１３５μｍであった。
（実施例８）
２０質量％ポリフェノールの配合量をビタミンＥ１４．４ｇに対して１１．５ｇに変更したこと以外は、実施例４と同様の操作を行い、Ｗ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルを回収した。得られたＷ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルの体積平均粒径は１１５μｍであった。
（実施例９）
２０質量％ポリフェノールの配合量をビタミンＥ１４．４ｇに対して１４．４ｇに変更したこと以外は、実施例４と同様の操作を行い、Ｗ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルを回収した。得られたＷ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルの体積平均粒径は１１７μｍであった。
（実施例１０）
噴霧気体圧力を０．１ＭＰａに変更したこと以外は、実施例４と同様の操作を行い、Ｗ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルを回収した。得られたＷ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルの体積平均粒径は１５６μｍであった。
（実施例１１）
噴霧気体圧力を０．５ＭＰａに変更したこと以外は、実施例４と同様の操作を行い、Ｗ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルを回収した。得られたＷ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルの体積平均粒径は７２μｍであった。
（実施例１２）
塩化カルシウム水溶液のカルシウムイオン濃度を０．５質量％に変更したこと以外は、実施例４と同様の操作を行い、Ｗ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルを回収した。得られたＷ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルの体積平均粒径は９７μｍであった。
（実施例１３）
塩化カルシウム水溶液のカルシウムイオン濃度を１０質量％に変更したこと以外は、実施例４と同様の操作を行い、Ｗ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルを回収した。得られたＷ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルの体積平均粒径は９０μｍであった。
（実施例１４）
塩化カルシウム水溶液のカルシウムイオン濃度を２０質量％に変更したこと以外は、実施例４と同様の操作を行い、Ｗ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルを回収した。得られたＷ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルの体積平均粒径は１２４μｍであった。
（実施例１５）
５質量％の塩化カルシウム水溶液を２．５質量％の硫酸カルシウム水溶液に変更したこと以外は、実施例４と同様の操作を行い、Ｗ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルを回収した。得られたＷ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルの体積平均粒径は１３３μｍであった。
（実施例１６）
５質量％の塩化カルシウム水溶液を２．５質量％の乳酸カルシウム水溶液に変更したこと以外は、実施例４と同様の操作を行い、Ｗ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルを回収した。得られたＷ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルの体積平均粒径は１１９μｍであった。
（実施例１７）
アルギン酸ナトリウム水溶液の濃度を０．２質量％に変更し、アルギン酸ナトリウム水溶液の粘度を５ｍＰａ・ｓに変更した以外は、実施例４と同様の操作を行い、Ｗ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルを回収した。得られたＷ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルの体積平均粒径は１１４μｍであった。
（実施例１８）
アルギン酸ナトリウム水溶液の濃度を１．２質量％に変更し、アルギン酸ナトリウム水溶液の粘度を５００ｍＰａ・ｓに変更した以外は、実施例４と同様の操作を行い、Ｗ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルを回収した。得られたＷ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルの体積平均粒径は１２４μｍであった。
（実施例１９）
アルギン酸ナトリウム水溶液の濃度を１．５質量％に変更し、アルギン酸ナトリウム水溶液の粘度を１０００ｍＰａ・ｓに変更した以外は、実施例４と同様の操作を行い、Ｗ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルを回収した。得られたＷ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルの体積平均粒径は１１２μｍであった。
（実施例２０）
アルギン酸ナトリウム水溶液の濃度を２．０質量％に変更し、アルギン酸ナトリウム水溶液の粘度を２０００ｍＰａ・ｓに変更した以外は、実施例４と同様の操作を行い、Ｗ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルを回収した。得られたＷ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルの体積平均粒径は１１７μｍであった。
（実施例２１）
Ｗ／Ｏ分散液の配合量をアルギン酸ナトリウム水溶液１８７．１ｇに対して９．３ｇに変更したこと以外は、実施例４と同様の操作を行い、Ｗ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルを回収した。得られたＷ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルの体積平均粒径は６７μｍであった。
（実施例２２）
Ｗ／Ｏ分散液の配合量をアルギン酸ナトリウム水溶液１３１．０ｇに対して６５．４ｇに変更したこと以外は、実施例４と同様の操作を行い、Ｗ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルを回収した。得られたＷ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルの体積平均粒径は１４２μｍであった。
（実施例２３）
Ｗ／Ｏ分散液の配合量をアルギン酸ナトリウム水溶液９８．２ｇに対して９８．２ｇに変更したこと以外は、実施例４と同様の操作を行い、Ｗ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルを回収した。得られたＷ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルの体積平均粒径は１３９μｍであった。
（顕微鏡観察）
実施例１で得られたＷ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルを光学顕微鏡（オリンパス株式会社製、商品名「ＢＸ−５１−ＰＲＦ」）により観察した。図５は、実施例１で得られたＷ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルの光学顕微鏡写真である。また、実施例４、実施例５、実施例１３、実施例１９で得られたＷ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルをデジタルマイクロスコープ（株式会社キーエンス製、商品名「デジタルマイクロスコープＶＨＸ−１００Ｆ」）により観察した。図６〜９は、それぞれ実施例４、実施例５、実施例１３、実施例１９で得られたＷ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルの写真である。
（マイクロカプセルの異形度）
実施例１〜２３で得られたＷ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルのそれぞれについて、上記と同様に光学顕微鏡観察を行い、Ｗ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルの長径及び短径を計測して異形度を算出した。Ｗ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセル５０個についてそれぞれ異形度を算出し、５０個の異形度の平均値を各実施例における異形度とした。
＜Ｗ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルの内包率測定＞
実施例１〜２３で得られたＷ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルを１０５℃で６時間乾燥させて、乾燥質量を測定した。その後、乾燥したマイクロカプセルにエタノールを加え、７００ｒｐｍで１２時間攪拌した。次いで、超音波式ホモジナイザー（タイテック株式会社製、商品名「ＶＰ−０５０」）で４０分間処理し、処理後のマイクロカプセルを破砕した。破砕されたマイクロカプセルを含むエタノール溶液を、７０００ｒｐｍで１０分間遠心分離し上清を回収し、吸光度測定機（日立計測器サービス株式会社製、商品名「分光光度計Ｕ−３２１０」）にて２８５ｎｍにおける上記上清の吸光度を測定した。測定された吸光度からポリフェノール及びビタミンＥの質量割合をそれぞれ求め、Ｗ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセル中のポリフェノール及びビタミンＥの内包率をそれぞれ算出した。
＜Ｗ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルの耐久性試験＞
実施例１，３，１９で得られたＷ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルを蒸留水に懸濁させ、振とう機（ヤマト科学株式会社製、商品名「ＳＡ−３１」）で２４０ｒｐｍの速度で１時間振とうさせた。その後、上記内包率の測定と同様の操作を行い、Ｗ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセル中のポリフェノール及びビタミンＥの内包率をそれぞれ算出した。振とう前の内包率を１００％とした場合の振とう後のポリフェノール及びビタミンＥのそれぞれの残存率に基づき、ポリフェノール含有層及びビタミンＥ含有層の耐久性を評価した。
実施例１〜２３で得られたＷ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルについて、作製条件、及び、各測定結果（平均粒径、異形度、ポリフェノール及びビタミンＥの内包率）を表１〜４に示す。更に、実施例１，３，１９で得られたＷ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルについての耐久性試験の結果を表５に示す。
実施例１〜２３により得られたＷ／Ｏ／Ｗ三層マイクロカプセルは、表１〜４により、平均粒径が小さいことが確認され、異形度が小さく、球状に近いマイクロカプセルが得られていることが確認された。
１…水溶性物質、３…脂溶性物質、５…アルギン酸ナトリウム水溶液、７…ノズル、９…カルシウムイオン含有溶液、１０…一次分散粒子、１５…一次分散液、２０…二次分散粒子、２５…二次分散液、３０…アルギン酸カルシウムゲル、１００…マイクロカプセル。

Claims (12)

  1. 水溶性物質と脂溶性物質とを混合し、水溶性物質が脂溶性物質中に分散した一次分散物を得る一次分散工程と、
    前記一次分散物とアルギン酸ナトリウム水溶液とを混合し、前記一次分散物が当該アルギン酸ナトリウム水溶液中に分散した二次分散物を得る二次分散工程と、
    前記二次分散物をノズルを通して噴霧してカルシウムイオン含有溶液と接触させることで、アルギン酸カルシウムゲルを形成させ、前記一次分散物が当該アルギン酸カルシウムゲル中に分散したマイクロカプセルを得る噴霧工程と、を備え、
    前記二次分散物を噴霧する際の前記ノズルへの噴霧気体圧力が０．１〜１．０ＭＰａであり、
    前記マイクロカプセルの平均粒径が２００μｍ未満であるマイクロカプセルの製造方法。
  2. 水溶性物質が脂溶性物質中に分散した一次分散物が、さらにアルギン酸ナトリウム水溶液中に分散されている二次分散物をノズルを通して噴霧して形成される液滴を、カルシウムイオン含有溶液と接触させることで、アルギン酸カルシウムゲルを形成させ、前記一次分散物が当該アルギン酸カルシウムゲル中に分散したマイクロカプセルを得る工程を備え、
    前記二次分散物を噴霧する際の前記ノズルへの噴霧気体圧力が０．１〜１．０ＭＰａであり、
    前記マイクロカプセルの平均粒径が２００μｍ未満であるマイクロカプセルの製造方法。
  3. 前記二次分散物の前記ノズルへの送液速度が０．１〜２．０ｍＬ／ｍｉｎである、請求項１又は２に記載のマイクロカプセルの製造方法。
  4. 前記ノズルの吐出口径が１．７ｍｍ以下である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のマイクロカプセルの製造方法。
  5. 前記マイクロカプセルに内包される前記脂溶性物質の内包率が６５．７質量％以上である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のマイクロカプセルの製造方法。
  6. 前記一次分散物中に分散して存在する水溶性物質は、
    前記脂溶性物質と同一又は異なる脂溶性物質が分散した水溶性物質である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のマイクロカプセルの製造方法。
  7. アルギン酸ナトリウム水溶液の粘度は、２５℃において５〜２０００ｍＰａ・ｓである、請求項１〜６のいずれか一項に記載のマイクロカプセルの製造方法。
  8. カルシウムイオン含有溶液は、塩化カルシウム水溶液、乳酸カルシウム水溶液又は硫酸カルシウム水溶液である、請求項１〜７のいずれか一項に記載のマイクロカプセルの製造方法。
  9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載のマイクロカプセルの製造方法により得ることのできる、マイクロカプセル。
  10. アルギン酸カルシウムゲルで構成され、平均粒径が２００μｍ未満であるマイクロカプセルであって、
    前記アルギン酸カルシウムゲル中には、脂溶性物質が分散しており、当該脂溶性物質中には水溶性物質が分散しており、
    前記水溶性物質が、前記脂溶性物質と同一又は異なる脂溶性物質が分散した水溶性物質であり、
    前記脂溶性物質の内包率が６５．７質量％以上であるマイクロカプセル。
  11. 異形度が１．８未満である、請求項１０に記載のマイクロカプセル。
  12. 請求項９〜１１のいずれか一項に記載のマイクロカプセルを含む、飲食品。
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