JP6596335B2 - 食品用増粘剤及びそれを用いた食品用粘性物 - Google Patents

食品用増粘剤及びそれを用いた食品用粘性物 Download PDF

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Description

本発明は、水分を含む物質(含水物質)に添加し、これに粘りやとろみを加える、あるいはこれをゲル化させるような増粘効果を付与するための増粘剤及びその増粘剤を含水物質に添加して得られる粘性物に関するものである。
食品、化粧品などの製造工程において、含水物質に粘りやとろみを加える場合や含水物質をゲル状に固化する場合に、添加剤として増粘剤が広く利用されている。このような増粘剤として、ゼラチンなどの動物性たんぱく質や多糖類などの植物由来成分が知られている。
ゼラチンは食品をゲル状に固化する成分として、一般に用いられ、その弾力性、凝集性や保水性などによる適度な食感が好まれている。また、ゼラチンは、粘性保持用添加剤として化粧品等、様々な分野で利用されている。しかしながら、ゼラチンは牛や豚などの皮や骨を利用して生産される動物由来のたんぱく質である。このため、健康上、宗教上、又は食文化の観点からゼラチン以外の非動物性添加剤が望まれる場合もある。
さらに、ゼラチンを添加して増粘効果を得た含水物質、すなわち粘性物は、加温した状態で長時間保存した場合や高温で加熱した場合には、加水分解によりゼラチンの低分子化が起こり、増粘効果が消失する。このようにゼラチンを添加した粘性物は、熱的安定性に欠ける点が知られている。
ゼラチン代替品としては、ヨーグルト、プディング、飲料、ソース、ゼリー、ジャムなどの食料製品に有用とされる、アルジネート、親水コロイド及びガラクトマンナンの配合物を含んでなるゲル化組成物が提案されている(特許文献1)。しかしながら、これはゼラチンに比べて粘性物の凝集性が高く、ゼラチンと同じような口当たりを得ることができない。そこで、ゼラチンを添加したゼリー菓子と同じような口当たりを有するゼラチン代替品として、カラギーナン、アラビアガム及びキレート作用を有するポリリン酸塩、ピロリン酸塩、メタリン酸塩などの塩類とを組み合わせてなるゼリー菓子用ゲル化剤(特許文献2)が提案されている。しかし、この発明はゲル化温度領域での使用を意図したものではないため、ゲル化温度領域での弾性率変化により、ゼラチンのように優れた口当たりが得られるものではない。
また、糖度が高いゼリーなどのゲル状組成物をゲル化するための添加剤として、カリウム含量が少ないκ−カラギーナンが提案されている(特許文献3)。これは糖度の高いゼリー製造でκ−カラギーナンをゲル化剤として使用するために、そのκ−カラギーナンが欠点とする、ゲル化温度が著しく高くなるという点を改善したものである。しかしながら、このゲル化剤によって得られたゲル状組成物はゲル化温度が35℃〜55℃の範囲であるため、ゼラチンと同じような弾性変化を示さず、また、カリウム含量を調整することによりゲル化温度を低下させているため、ゲル化温度だけでなく、ゲル強度も低下してしまい、ゼラチンと同じような口当たりを得ることができない。
特許文献3には、κ−カラギーナンとローカストビーンガムとを組合せて用いることも記載されている。そして、κ−カラギーナンとローカストビーンガムとの配合比は、8/2〜4/6(重量比)の範囲から選択できることが示されている。しかしながら、このような配合比では、ゼラチンを添加した粘性物特有の口どけ感を得ることが困難なことがわかってきた。
このように、ゼラチン代替品として多糖類を組み合わせた組成物は知られているが、ゼラチンのような弾力性や凝集性を十分に満足できるものではなかった。
特表2002−532108号公報 特開2005−269995号公報 特開平11−322806号公報
上記課題に鑑み、本発明は、ゼラチンを添加した含水物質と同等の優れた食感を付与することができる非動物性(植物性)の増粘剤を提供することを目的とする。さらに、本発明は、ゼラチンと同様の優れた食感を有し、且つ加熱処理後も増粘効果が消失することのない熱的安定性の良好な粘性物を提供することを目的とする。
本発明者らは、前記課題を解決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及びカラギーナンを特定の割合で含む増粘剤を用いることにより、所定の温度範囲で適度な弾性変化を生じ、ゼラチンを添加した場合と同等の優れた食感を有する粘性物が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の増粘剤は、
(1)(A)ローカストビーンガムと(B)カラギーナンを含む増粘剤であって、(A)成分と(B)成分との配合割合は、質量比で(A)成分を10とした場合に、(B)成分の割合が1.0〜4.0の範囲であることを特徴とする。
(2)本発明の増粘剤では、(A)成分と(B)成分との配合割合は、質量比で(A)成分を10とした場合に、(B)成分の割合が1.5〜3.0の範囲であることが好ましい。
(3)(B)カラギーナンは、κ−カラギーナンであることが好ましい。
(4)本発明の粘性物は、上記(1)〜(3)のいずれかの増粘剤が添加された粘性物であることが好ましい。
(5)本発明の粘性物は、含水物質の水分量に対して、上記増粘剤が0.8質量%〜2.0質量%添加されることが好ましい。
(6)本発明の粘性物は、10℃〜17℃の温度範囲における貯蔵弾性率変化の最大値(75Paを超える場合には最大値を75Paとする)と最小値(75Paを超える場合には最小値を75Paとする)の差が25Pa以上であることが好ましい。
さらに、本発明者らは、所定の多糖類を含有する粘性物の所定の温度範囲における貯蔵弾性率の最大値と最小値の差を所定の値に調製することにより、ゼラチンを添加した粘性物と同等の食感が得られ、且つ上記粘性物は、加熱処理後も増粘効果が消失しないことを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の粘性物は、
(7)ガラクトマンナン及びカラギーナンを含有する粘性物であって、ガラクトマンナンは、β−D−マンノースとα−D−ガラクトースからなり、D−マンノースに対するD−ガラクトースの割合(D−マンノース:D−ガラクトース)は4:1であり、主鎖が1,4結合のβ−D−マンノースで、側鎖に1,6結合のα−D−ガラクトースが結合したガラクトマンナンであり、粘性物の10℃から17℃の温度範囲における75Pa以下の範囲での貯蔵弾性率の最大値と最小値の差が25Pa以上であることを特徴とする。
本発明のローカストビーンガム及びカラギーナンを特定の割合で含む増粘剤を用いることにより、ゼラチンを添加した場合と同等の優れた食感を付与することが可能となる。したがって、本発明の増粘剤は、ゼラチンに代替される非動物性増粘剤として非常に有用である。さらに、その粘性物は高温に加熱しても、増粘効果が消失しないため、加熱工程を経て製造される粘性物にも有効に用いることができる。
増粘剤の配合割合を変化させたときの粘性物の温度と弾性率との関係を示す図である。 増粘剤が添加された粘性物を加熱処理した後の温度と弾性率との関係を示す図である。
上記(A)成分として用いるローカストビーンガム(Locust bean gum)は、カロブガム(Carob gum)とも呼ばれている。地中海沿岸地域(北アフリカ、中近東、南ヨーロッパ)及びカナリア諸島に生息するマメ科の常緑樹であるカロブ(学名 Ceratonia siliqua L.)の種子の胚乳を分離粉砕した多糖類である。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り、D−マンノースに対するD−ガラクトースの割合(D−マンノース:D−ガラクトース)はおよそ4:1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た構造を有する。ローカストビーンガム中の上記ガラクトマンナン含有量は、製品にもよるが、食品添加用であれば通常80質量%程度である。
ローカストビーンガムの製造方法は、カ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、ろ過後、イソプロピルアルコールなどのアルコール類にて沈殿させ、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。性状は白色をした粉末である。ローカストビーンガムは水とコロイドを形成し、水が80℃〜90℃の温度であると最適な可溶化状態に達する。得られた溶液はかすかに濁っており、非常に高い粘性を有する。
前記(B)成分として用いるカラギーナンは、紅藻類ノギノリ科(Gigartinaceae)、ミリン科(Solieriaceae)などの海藻より抽出される酸性多糖類であり、κ(カッパ)、λ(ラムダ)、ι(イオタ)など誘導体の比率によって数種類の構造が存在する。カラギーナンの構造は、β−D−ガラクトースとα−D−ガラクトースのβ−1,4グリコシド結合とα−1,3グリコシド結合が交互に繰り返されたものであり、ガラクトース骨格の六員環構造と、ガラクトース骨格に存在する硫酸エステル基及び水酸基の立体配座の違いにより分類される。κ−カラギーナンはゲル化特性を有するのに対し、λ−カラギーナンはゲル化しないがその水溶液は高い粘性を示す。カラギーナンの製造方法は、一般的にはゲルプレス法とアルコール沈殿法が用いられており、いずれも乾燥した原料をアルカリ抽出し、不純物を除去した後に抽出液を処理する。性状は無味・無臭の白色または淡黄色粉末である。本発明においてはκ−カラギーナンを用いることが好ましい。κ−カラギーナンは、λ−カラギーナンやι−カラギーナンと比べて、増粘効果に対するローカストビーンガムとの相性が良いため、高い増粘効果を得ることができる。
カラギーナンは、それのみで増粘効果を付与できるだけではなく、ローカストビーンガムとの相互作用による効果も生じる。この相互作用は熱によって引き起こされ、まずダブルヘリックス構造からコイル構造へと変化し、相互に水素結合を形成しやすい構造となる。続いて冷却することにより相互に水素結合を形成する。上記相互作用は、混合物を加熱することにより生じ、これにより、ゼラチンと同等の弾性特性を得ることができる。加熱温度は60℃以上、特に、80℃以上であることが好ましい。
前記(A)成分と(B)成分との配合割合は、質量比で(A)成分を10とした場合に、(B)成分は1.0以上、特に、1.5以上の割合であることが好ましい。これにより、25℃以上の高温領域において粘性物の弾性率を十分低下させることができる。また、質量比で(A)成分を10とした場合に、(B)成分は4.0以下、特に、3.0以下であることが好ましい。これにより、温度が10℃〜17℃の範囲において、粘性物の弾性率の急激な変化を生じさせることができる。増粘剤の(A)成分と(B)成分の配合比を上記範囲とすることにより、ゼラチンと同様の優れた口当たりを得ることができる。
ここで、10℃〜17℃の温度範囲における粘性物の貯蔵弾性率の最大値と最小値の差が25Pa以上となるように調製することにより、ゼラチン添加時と同等のより優れた口当たりを得ることができる。しかし、75Paを超える弾性領域における弾性率変化は粘性物の食感の向上に寄与しない。75Pa以下の弾性率の範囲で、10℃〜17℃の弾性率変化を25Pa以上とすることにより、ゼラチン特有の口当たりに近似したより優れた食感が得られる。
また、(A)の主成分であるガラクトマンナン、すなわち、β−D−マンノースとα−D−ガラクトースからなり、D−マンノースに対するD−ガラクトースの割合(D−マンノース:D−ガラクトース)は4:1であり、主鎖が1,4結合のβ−D−マンノースで、側鎖に1,6結合のα−D−ガラクトースが結合したガラクトマンナン(以下、単に「ガラクトマンナン」という)と(B)成分であるカラギーナンを含水物質に添加し、得られる粘性物の10℃〜17℃の温度範囲における75Pa以下の範囲での貯蔵弾性率の最大値と最小値の差が25Pa以上となるように調製することによって、ゼラチン添加時と同等の優れた食感が得られる。
ここで、(A)の主成分であるガラクトマンナンと、(B)成分であるカラギーナンの質量比は、ガラクトマンナンを10とした場合、(B)成分が1.2〜5.0であることが好ましい。
本発明において、弾性率とは貯蔵弾性率を意味する。具体的には、回転式レオメータ(Malvern社製、商品名「Kinexus Pro」)を用いて測定される貯蔵弾性率を指す。
なお、本発明の増粘剤には、適宜必要に応じて、酸味料、着色料、香料など慣用の添加剤を配合することができる。
本発明の増粘剤は、前記(A)成分のローカストビーンガム及び(B)成分のカラギーナンを均一に混合することにより調製する。
上述のとおり、本発明の増粘剤を液状食品に添加することにより、食品に優れた食感を付与することができる。しかしながら、本発明の増粘剤を添加することにより増粘効果を付与することができる含水物質は、液状食品には限られず、室温における性状が液状またはペースト状であればよく、特に制限はない。具体例としては、液状食品の他、液状化粧品、液状医薬品、液状工業製品などが挙げられる。
例えば、本発明の増粘剤を皮膚用の液状化粧品に適用した場合には、低温では、所定の弾性を有して扱いやすく、肌に塗った場合には、体温により、弾性(粘性)が急激に低下するため、さっぱり感等を得ることができる。
また、上述のとおり、ゼラチンを増粘剤として用いた粘性物は、加熱処理により、増粘効果が大幅に低減するため、加圧・加熱殺菌処理を行う用途には適さない。しかしながら、本発明の増粘剤を用いた粘性物及び本発明の粘性物は、熱的安定性に優れるため、加圧・加熱殺菌処理を行う用途でも有効に適用することができる。
前記液状食品としては、具体例として、コーヒー、紅茶、緑茶、ココア、汁粉、ジュース、豆乳、生乳、加工乳、乳酸菌飲料、カルシウム強化飲料、食物繊維含有飲料などの飲料類、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、ソフトクリームなどの乳製品類、スープ、シチュー、ソース、たれ、ドレッシング、練り辛子、練りわさびなどの液状調理品、調味料類、フルーツソース、フルーツプレパレーションなどの果肉加工品類、流動食類、液状またはペースト状サプリメント類、液状またはペースト状ペットフード類を挙げることができる。特に、飲料類、乳製品類や液状調理品に用いる場合に適度な弾性特性を得ることができる。
前記液状化粧品としては、具体例として、皮膚用化粧品(化粧水、乳液、美容液、パック、モイスチャークリーム、マッサージクリーム、コールドクリーム、クレンジングクリーム、洗顔料、バニシングクリーム、エモリエントクリーム、ハンドクリーム、制汗・デオドラント剤、日焼け止め用化粧料など)、仕上げ用化粧品(ファンデーション、おしろい、口紅、リップクリーム、ほほ紅、サンスクリーン化粧料、まゆ墨、マスカラ等まつげ用化粧料、マニキュアや除光液など)、頭髪用化粧品(シャンプー、ヘアリンス、ヘアトニック、ヘアトリートメント、ポマード、チック、ヘアクリーム、香油、整髪料、ヘアスタイリング剤、ヘアスプレー、染毛料、育毛剤、養毛剤など)、その他ハンドクリーナーのような洗浄剤、浴用化粧品、ひげそり用化粧品、芳香剤、歯磨き剤、軟膏、貼布剤などを挙げることができる。特に、皮膚用化粧品に用いる場合に適度な弾性特性を得ることができる。
前記液状医薬品としては、具体例として、経口用製剤、経鼻用製剤、点滴用製剤、経管用製剤、軟膏、薬用化粧品、ビタミン含有保健剤、薬用育毛剤、薬用歯磨き剤、浴用剤、駆虫剤、腋臭防止剤、口内清涼剤、生体材料、貼布剤、皮膚塗布剤などを挙げることができる。特に、経口用製剤、薬用化粧品、湿布剤に用いる場合に適度な弾性特性を得ることができる。
前記液状工業製品としては、具体例として、顔料、塗料、インク類、消臭・芳香剤、抗菌・防カビ剤、接着剤、コーティング剤、シーリング剤、放熱剤、各種オイル(切削油、潤滑油など)、パンク補修剤、タイヤ、自転車や自動車用チューブ、界面活性剤(分散剤)、衛生材料、湿潤材料、吸湿材料、吸着材料、表面保護剤、培養材料、洗剤、液体石けんなどを挙げることができる。特に、インク類、接着剤、シーリング剤、培養材料に用いる場合に適度な弾性特性を得ることができる。
本発明の増粘剤を用いて含水物質に増粘効果を付与するには、適宜必要とする量を含水物質に加えて、撹拌機を用いて、加熱条件下にて均一に分散することにより調製する。撹拌時における加熱温度は、60℃〜100℃、特に、80℃〜90℃が好ましい。このような加熱温度にすることにより、前述のローカストビーンガムとカラギーナンの相互作用を生じさせることができるため、最適な増粘効果を付与することができる。そして、得られた粘性物は所定の温度範囲で急激な弾性率変化を示し、所望するゼラチンと同じような口当たりを得ることができる。
含水物質に対する増粘剤の添加量は、含水物質に対して所望する弾性特性を得るために、必要とする添加量が適宜選ばれる。例えば、水に対する添加量は水分量に対して0.8質量%〜2.0質量%が好ましく、特に、1.0質量%〜1.5質量%が好ましい。この添加量とすることにより、10℃〜17℃の温度範囲において、急激な弾性率変化を示し、所望するゼラチンと同じような口当たりを得ることができる。また、その添加量はゼラチンを添加する場合と比べて、5分の1程度に減量することができる。よって、増粘剤を使用する需要者は原材料価格を大幅に削減でき、大きな経費節減をもたらす。
次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
(増粘剤の調整)
(A)成分として、ローカストビーンガム(TATE & LYLE ITALIA SPA社製、商品名「Cesagum LN1−200」)及び(B)成分として、カラギーナン(三井製糖株式会社製、商品名「スプーンゲルK−9」)を表1に示す配合割合にて、フタ付容器に量り取り、手で振り動かすことにより増粘剤を調整した。
また、参考例1では、市販のゼラチン(総販売元:株式会社八社会、商品名「粉末ゼラチン」)を増粘剤としてそのまま用いた。
(粘性物の調整)
水道水100mlに、表1に示す増粘剤を表1に示す添加率で添加し、撹拌機を用いて常温で均一になるまで分散し、85℃のウォーターバスにて1時間静置することにより粘性物を得た。
(弾性率の測定)
得られた粘性物の弾性率を測定した。測定には、回転式レオメータ(Malvern社製、商品名「Kinexus Pro」、共軸二重円筒:直径15.4mm)を使用し、降温速度1℃/分、歪み1.0%、周波数1.0Hzにて、貯蔵弾性率を測定した。得られた粘性物の弾性率測定結果を図1及び表1に示す。
図1より、ゼラチンを添加した参考例1の粘性物では、17℃以下の低温度域で、急激な弾性率変化が認められ、17℃以上では、弾性率がほぼ0となっていることがわかる。ゼラチン特有の優れた口当たりはこのような弾性率変化に起因すると考えられる。
(A)成分10に対して(B)成分を質量比で0.8添加した比較例1では、図1に示すように17℃以下の低温度範囲における弾性率変化が緩やかで、高温度範囲でも弾性率の減少が少ないことがわかる。そして、比較例1の粘性物では、参考例1のような優れた食感は得られなかった。
また、(A)成分10に対して(B)成分を質量比で4.4添加した比較例2では、図1に示すように急激な弾性率変化が17℃以上の温度域で生じることが確認された。そして、比較例2の粘性物でも、参考例1のような優れた食感は得られなかった。
一方、(A)成分10に対して(B)成分を質量比で、それぞれ1.2、1.8、2.5及び3.8添加した実施例1〜4の粘性物では、17℃以下の温度範囲での急な弾性率変化と17℃以上の高温度での弾性率の低減が認められた。そして、これらの実施例の粘性物では、参考例1と同等の優れた口当たりが得られた。上記結果から、増粘剤の(A)成分10に対する(B)成分の配合比を質量比で1.0〜4.0の範囲とすることにより、優れた口当たりの粘性物が得られることがわかった。
表1に、各実施例、比較例及び参考例の粘性物の10℃〜17℃の温度範囲における貯蔵弾性率の最大値、最小値及び最大値と最小値の差を示す。なお、表1では、貯蔵弾性率の最大値及び最小値は、それぞれ実測値を示す。一方、貯蔵弾性率の最大値と最小値の差は、弾性率が75Pa以下の範囲における最大値と最小値の差を示している。すなわち、貯蔵弾性率の最大値が75Paを超える実施例3、4及び比較例2では、最大値を75Paとして、最小値を差し引いた値を最大値と最小値の差としている。
優れた食感が得られる実施例では、上記最大値と最小値の差が25Pa以上であることがわかる。例えば、実施例3では最小値として17℃での貯蔵弾性率が8Pa、最大値として10℃での貯蔵弾性率が80Pa(75Pa)を示し、その差は67Paであるのに対し、比較例1では最小値として17℃での貯蔵弾性率が19Pa、最大値として10℃での貯蔵弾性率が38Paを示し、その差は19Paである。つまり、本発明の増粘剤を含水物質に添加して得られた粘性物は、10℃〜17℃の温度範囲にて弾性率が急激に変化する。弾性率の上昇は粘性物がゲル状に変化していることを示し、これはゼラチンを添加した参考例が示す弾性率変化に類似している。このような、弾性率変化を示す実施例では、ゼラチン添加時と同等の優れた口当たりを得ることができる。
また、実施例3の増粘剤の水に対する添加率を変えた粘性物を作製して評価した。この結果から、含水物質の水分量に対して、0.8質量%〜2.0質量%の増粘剤を添加することにより、上記の参考例1により近い弾性率変化を示し、より優れた口当たりが得られることがわかった。含水物質の水分量に対して、1.0質量%〜1.5質量%の増粘剤を添加することにより、さらに優れた効果が得られた。
(熱的安定性試験)
実施例1〜4及び参考例1の粘性物を25℃のウォーターバス中で1時間冷却した後、オートクレーブ(トミー精工社製、HIGH−PRESSURE STEAM STERILZER ES−315)を用い、121℃で10分間加熱した。この際の圧力は1.2kgf/cm2であった。加熱後のサンプルを取り出し、上述の方法で貯蔵弾性率を測定した。結果を図2に示す。
図2の結果から明らかなように、ゼラチンを添加した参考例1では、加熱処理後には弾性率の上昇が見られず、増粘効果が消失している。これに対し、本発明の増粘剤を用いた実施例1〜4の粘性物は加熱処理後においても増粘効果が認められ、熱的安定性に優れていることがわかる。
本発明の増粘剤は、食品、化粧品、医薬品、工業製品などの分野において、含水物質に増粘効果を付与する増粘剤として有用である。

Claims (4)

  1. (A)ローカストビーンガムと(B)カラギーナンを含む増粘剤であって、(A)成分と(B)成分との配合割合は、質量比で(A)成分を10とした場合に、(B)成分の割合が1.0〜3.6の範囲である食品用増粘剤が添加され、
    前記(B)カラギーナンが、κ−カラギーナンであり、
    前記粘性物の10℃〜17℃の温度範囲における貯蔵弾性率の最大値(75Paを超える場合には最大値を75Paとする)と最小値(75Paを超える場合には最小値を75Paとする)の差が25Pa以上であることを特徴とする食品用粘性物。
  2. 前記(A)成分と(B)成分との配合割合は、質量比で(A)成分を10とした場合に、(B)成分の割合が1.5〜3.0の範囲であることを特徴とする請求項1に記載の食品用粘性物。
  3. 前記増粘剤の添加量は、含水物質の水分量に対して、0.8質量%〜2.0質量%であることを特徴とする請求項1または2に記載の食品用粘性物。
  4. 前記(A)ローカストビーンガムがガラクトマンナンを含み、
    前記ガラクトマンナンは、β−D−マンノースとα−D−ガラクトースからなり、D−マンノースに対するD−ガラクトースの割合(D−マンノース:D−ガラクトース)は4:1であり、主鎖が1,4結合のβ−D−マンノースで、側鎖に1,6結合のα−D−ガラクトースが結合したガラクトマンナンであることを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載の食品用粘性物。
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