JP7080818B2 - 低分子ガティガム - Google Patents
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Description
しかし、更に優れた乳化剤の開発が求められている。
優れた乳化剤として、特許文献2には、分子量が通常のシュガービートペクチンより高いことを特徴とするシュガービートペクチンが開示されている。
しかし、本発明者らは、鋭意検討の結果、驚くべきことに、公知の高分子の乳化剤であるガティガムを低分子化することによって、ガティガムの乳化力を向上させられることを見出し、かかる知見に基づいて、本発明を完成するに至った。
0.020×106~1.10×106の範囲内の重量平均分子量を有する低分子ガティガム。
項2.
1.1~13の範囲内の分子量分布(重量平均分子量/数平均分子量の比)を有する項1に記載の低分子ガティガム。
項3.
後記の乳化性測定方法で測定された乳化粒子のメジアン径(体積規準)が0.1~1.5μmの範囲内である、項1又は2に記載の低分子ガティガム。
[乳化性測定方法]
(1)中鎖トリグリセリド10質量%、8質量%のガティガム水溶液35質量%、及びイオン交換水5質量%を室温で撹拌後、グリセロール50質量%を添加して、混合物を調製すること、
(2)当該混合物を、高圧分散装置を用いて、45MPaで、3回乳化処理して、乳化液を得ること、及び
(3)前記乳化液が含有する乳化粒子の粒子径を、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置を用いて測定し、及びそのメジアン径(体積規準)を決定する。
項4.
ガティガムを、低分子化処理する工程を含む、項1~3のいずれか1項に記載の低分子ガティガムの製造方法。
項5.
前記低分子化処理が、加熱分解処理、酸分解処理、及び酵素分解処理からなる群より選択される1種以上の処理を含む、項4に記載の低分子ガティガムの製造方法。
項6.
ガティガムを低分子化処理する工程を含む、ガティガムの乳化性の向上方法。
項7.
水性液体、非水溶性物質、及び項1~3のいずれか1項に記載の低分子ガティガムを混合する工程を含む、非水溶性物質の分散方法。
項8.
水性液体、油性液体、及び項1~3のいずれか1項に記載の低分子ガティガムを混合する工程を含む、乳化方法。
項9.
水性液体、非水溶性物質、及び項1~3のいずれか1項に記載の低分子ガティガムを混合する工程を含む、分散組成物の製造方法。
項10.
水性液体、油性液体、及び項1~3のいずれか1項に記載の低分子ガティガムを混合する工程を含む、乳化組成物の製造方法。
項11.
項1~3のいずれか1項に記載の低分子ガティガムを含有する組成物。
項12.
乳化剤又は分散剤である項11に記載の組成物。
項13.
分散組成物である、項11に記載の組成物。
項14.
飲食品、香粧品、医薬、又は医薬部外品である項11~13のいずれか1項に記載の組成物。
本明細書中の記号及び略号は、特に限定のない限り、本明細書の文脈に沿い、本発明が属する技術分野において通常用いられる意味に理解できる。
(1)精製されていること、
(2)単離されていること、及び
(3)改変[これは、低分子化処理、及び高分子化処理(重合)を包含する]若しくは修飾されていること
を包含することを意図して用いられる。
本明細書中、「ガティガム」は、ガティノキ(Anogeissus latifolia Wallich)の樹液(分泌液)に由来する多糖類であり、通常、室温、又はそれ以上の温度条件下で、30質量%程度まで水に溶解する水溶性多糖類である。
本明細書中、低分子ガティガムは、ガティガムに包含される。
[分子量、及び分子量分布の測定方法]
分子量、及び分子量分布は、以下の条件のGPC分析で測定される。
検出器: RI
移動相: 100mM K2SO4
流量: 1.0ml/min
温度: 40℃
カラム: TSKgel GMPWXL 30cm (ガードPWXL)
インジェクション: 100μl
プルランスタンダード: Shodex STANDARD P-82
[2-1-1]乳化性
本発明の低分子ガティガムは、乳化剤として機能でき、及び乳化粒子を形成できる。
乳化剤の乳化性は、これを用いて形成される乳化粒子のサイズによって評価することができ、ここで、乳化粒子のサイズが小さいほど、乳化性(又は乳化力)が高い。
本発明の低分子ガティガムは、後記の乳化性測定方法で測定された乳化粒子のメジアン径(体積規準)が、
好ましくは0.1~1.5μmの範囲内、
より好ましくは0.1~1.2μmの範囲内、
更に好ましくは0.1~1μmの範囲内、
より更に好ましくは0.2~0.9μmの範囲内、
特に好ましくは0.2~0.85μmの範囲内、
より特に好ましくは0.2~0.83μmの範囲内、及び
更に特に好ましくは0.2~0.8μmの範囲内である。
(1)中鎖トリグリセリド10質量%、8質量%のガティガム水溶液35質量%、及びイオン交換水5質量%を室温で撹拌後、グリセロール50質量%を添加して、混合物を調製すること、
(2)当該混合物を、高圧分散装置を用いて、45MPaで、3回乳化処理して、乳化液を得ること、及び
(3)前記乳化液が含有する乳化粒子の粒子径を、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置を用いて測定し、及びそのメジアン径(体積規準)を決定する。
前記高圧分散装置としては、ナノマイザー、又はその同等品が使用される。
本発明の低分子ガティガム水溶液は、以下の粘度を有することができる。
[8質量%水溶液粘度(測定方法Aでの粘度)]
本発明の低分子ガティガムは、好ましくは、その8質量%水溶液(20℃)の、後記実施例に記載の測定方法Aで測定した粘度が、
好ましくは70mPa・s以下、
より好ましくは60mPa・s以下、
更に好ましくは50mPa・s以下、
より更に好ましくは40mPa・s以下、
特に好ましくは35mPa・s以下、及び
より特に好ましくは30mPa・s以下
である低分子ガティガムである。
当該粘度の下限は、例えば、1mPa・s、2mPa・s、3mPa・s、4mPa・s、又は5mPa・sであることができる。
[15重量%水溶液粘度(測定方法Bでの粘度)]
本発明の低分子ガティガムは、好ましくは、その15重量%水溶液(20℃)の、後記実施例に記載の測定方法Bで測定した粘度が、
好ましくは100mPa・s未満、
より好ましくは80mPa・s未満、
更に好ましくは70mPa・s未満、
より更に好ましくは60mPa・s未満、
特に好ましくは50mPa・s未満、及び
より特に好ましくは40mPa・s未満
である、低分子ガティガムである。
10mPa・s、
20mPa・s、又は
30mPa・s
であることができる。
本発明の低分子ガティガムは、好ましくは、その30重量%水溶液(20℃)の、後記実施例に記載の測定方法Cで測定した粘度が、
好ましくは8000mPa・s以下、
より好ましくは5000mPa・s以下、
更に好ましくは3000mPa・s以下、
より更に好ましくは2000mPa・s以下、
特に好ましくは1500mPa・s以下、
より特に好ましくは1000mPa・s以下、及び
更に特に好ましくは800mPa・s以下、
である低分子ガティガムである。
当該粘度の下限は、例えば、10mPa・s、30mPa・s、50mPa・s、80mPa・s、又は100mPa・sであることができる。
本発明の低分子ガティガム水溶液は、以下の光学的特性を有することができる。
本発明の低分子ガティガムは、その1質量%水溶液(20℃)の、後記測定方法での濁度[1%E]が、
好ましくは0.001~0.3の範囲内、
より好ましくは0.005~0.2の範囲内、
更に好ましくは0.008~0.1の範囲内、
より更に好ましくは0.01~0.08の範囲内、
特に好ましくは0.015~0.07の範囲内、及び
より特に好ましくは0.02~0.06の範囲内
である。
ガティガム試料の1質量%水溶液(20℃)を調製し、720nmの濁度(吸光度)を、分光光度計(セル:石英セル 10mm×10mm)で測定する。
測定機器:分光光度計(日本分光社、分光光度計V-660)
本発明の低分子ガティガムを用いて作成した乳化液は粘度が好適に低く、次の粘度測定方法で測定された粘度が、
好ましくは1~500mPa・sの範囲内、
より好ましくは1~250mPa・sの範囲内、
更に好ましくは1~160mPa・sの範囲内、及び
より更に好ましくは1~100mPa・sの範囲内
である。
100mlスクリュー瓶(内径:3.7cm)に、前記乳化性測定に記載の方法で調製した試料(乳化液)の80gを入れ、以下の装置、及び条件で粘度を測定する。
<装置、及び条件>
B型粘度計(ブルックフィールド型粘度計) ローターNo.2
回転数 30rpm
測定温度:20℃
本発明の低分子ガティガムを用いて作成した乳化液は、次の濁度測定方法で測定された濁度が低く(すなわち、透明性が高く)、且つ当該透明性の安定性が高い。
当該濁度[0.1%E]は、調製時に、
好ましくは0.01~0.38の範囲内、
より好ましくは0.01~0.35の範囲内、
更に好ましくは0.01~0.3の範囲内、
より更に好ましくは0.01~0.25の範囲内、及び
特に好ましくは0.01~0.2の範囲内
である。
前記乳化性測定に記載の方法で調製した試料(乳化液)の、0.1%水希釈液の720nmの濁度を、分光光度計(セル:石英セル 10mm×10mm)で測定する。
好ましくは0.01~0.39の範囲内、
より好ましくは0.01~0.37の範囲内、
更に好ましくは0.01~0.35の範囲内、
より更に好ましくは0.01~0.33の範囲内、
特に好ましくは0.01~0.30の範囲内、及び
更に特に好ましくは0.01~0.25の範囲内
である。
好ましくは0.01~0.39の範囲内、
より好ましくは0.01~0.37の範囲内、
更に好ましくは0.01~0.35の範囲内、
より更に好ましくは0.01~0.33の範囲内、
特に好ましくは0.01~0.30の範囲内、及び
更に特に好ましくは0.01~0.28の範囲内
である。
本発明の低分子ガティガムは、例えば、以下に説明する製造方法、又はこれに類似する方法により製造できる。
商業上入手可能なガティガム製品としては、例えば三栄源エフ・エフ・アイ株式会社の「ガティガムSD」等が挙げられる。
市場で流通しているガティガムの重量平均分子量は、通常、1.1×106~2×106の範囲内である。
原料であるガディガムとしては、目的とする分子量のガティガムが製造可能であれば特に制限されず、その一部に低分子量のガティガムを元々含有していてもよい。
例えば、原料であるガディガムは、0.020×106を超える重量平均分子量(好ましくは0.025×106を超える重量平均分子量、より好ましくは0.030×106を超える重量平均分子量、及び更に好ましくは0.080×106を超える重量平均分子量)のガティガム分子画分を含有するガディガムであることができる。
通常、処理温度が高いほど、より重量平均分子量が小さいガィガムが得られる。
当該加熱分解処理の処理温度は、具体的には、例えば、60~200℃の範囲内、及び好ましくは80~200℃の範囲内であることができる。
当該加熱分解処理の処理時間は、具体的には、例えば、0.01~8時間の範囲内であることができる。なお、当該時間は、加熱分解処理の処理温度に応じて適宜選択することができる。例えば、処理温度が高い場合は、処理時間を短くするなど適宜選択できる。
当該酸は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用できる。
当該酸分解処理の処理温度は、例えば、60~200℃の範囲内であることができる。
当該酸分解処理の処理時間は、例えば、0.01~8時間の範囲内であることができる。
セルラーゼ;
マンナナーゼ;
ペクチナーゼ;
スクラーゼ;
ヘミセルラーゼ;
セルロシンAC40、セルロシンHC100、セルロシンTP25、及びセルロシンGM5(いずれも商品名、エイチビィアイ);
スミチームPX、及びスミチームAG2-L(いずれも商品名、新日本化学工業);
マセロチームA(商品名、ヤクルト薬品工業);並びに
マセレイティングエンザイムY(商品名、ヤクルト薬品工業)
を包含する。
当該酵素は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用できる。
当該酵素処理の条件(例:温度、時間、pH、及び添加物)は、使用される酵素に応じて適宜選択することができる。
本発明は、ガティガムの乳化性の向上方法もまた提供する。
当該低分子化処理は、前記した、ガティガムの製造方法における低分子化処理と同様であることができる。
本発明は、非水溶性物質の分散方法、より具体的には、水性液体中への非水溶性物質の分散方法もまた提供する。
本発明の、非水溶性物質の分散方法は、非水溶性物質を、水性液体、及び本発明の低分子ガティガムと混合する工程を含む。
本明細書中、用語「非水溶性」は、水への20℃での溶解度が1g/L未満(好ましくは0.5g/L未満)である性質を意味することができる。
非水溶性物質の形態は特に限定されず、例えば、液体(例:油性液体)、又は固体(例:水不溶性物質の固体、又は疎水性固体)であることができる。
本発明において、前記疎水性固体は、その表面に、水接触角(2μl、20℃)が90°以上(好ましく120°以上、及びより好ましくは150°以上)である固体である。
(1-1)油溶性素材、
(1-2)油性溶媒、
(1-3)前記油溶性素材が前記油性溶媒に溶解している油性溶液、又は
(1-4)固体の無機若しくは有機塩(例:ピロリン酸鉄、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム);或いは
(1-5)これらの2種以上の組合せ(例:混合物、複合体)
であることができる。
本明細書中、用語「油溶性」は、n-ヘキサン、及び酢酸エチルの一方又は双方に対する20℃での溶解度が、10g/L以上(好ましくは50g/L)である性質を意味することができる。
ここで油溶性素材としては、制限はされないが、油溶性香料、油溶性色素、及び油溶性生理活性物質等を挙げることができる。
本発明で使用できる油溶性香料(脂溶性香料を含む。以下、同じ。)は、香気成分を含有する油溶性又は脂溶性の物質であればよく、その限りにおいて制限されない。好ましくは、飲食品に配合可能な可食性香料であるか、又は化粧料として人体に適用可能な香料である。
(1)動物性又は植物性の天然原料から、不揮発性溶剤による抽出、揮発性溶剤による抽出、超臨界抽出などの方法により得られる抽出物;
(2)水蒸気蒸留又は圧搾法などにより得られる精油又は回収フレーバー等の天然香料;
(3)化学的手法で合成された合成香料;及び
(4)これらの香料を油脂又は溶媒に添加又は溶解させたものである香料ベース
を挙げることができる。
前記「天然香料」の例としては、
アブソリュート、エキストラクト、及びオレオレジン等の抽出物;
コールドプレス等の精油;及び
チンキと呼ばれるアルコール抽出物
などが挙げられる。
(1)オレンジ油、レモン油、グレープフルーツ油、ライム油、及びマンダリン油等の柑橘系精油類;
(2)ラベンダー油等の花精油又はアブソリュート類;
ペパーミント油、スペアミント油、及びシナモン油等の精油類;
(3)オールスパイス、アニスシード、バジル、ローレル、カルダモン、セロリ、クローブ、ガーリック、ジンジャー、マスタード、オニオン、パプリカ、パセリ、及びブラックペパー等のスパイス類の、精油又はオレオレジン類;
リモネン、リナロール、ゲラニオール、メントール、オイゲノール、及びバニリン等の合成香料類;及び
(4)コーヒー、カカオ、バニラ、及びローストピーナッツ等の豆由来の抽出油;
(5)紅茶、緑茶、及びウーロン茶等のエキストラクト類;並びに
その他合成香料化合物
を挙げることができる。
これらの香料は1種単独で使用することもできるが、通常は2種以上を任意に組み合わせて調合香料として用いられる。
本発明でいう用語「香料」は、単一化合物からなる香料のみならず、かかる調合香料をも含む概念として、定義される。
本発明で使用できる油溶性色素(脂溶性色素を含む。以下、同じ。)は、着色成分を含有する油溶性又は脂溶性の物質であればよく、その限りにおいて制限されない。好ましくは、飲食品に配合可能な可食性色素であるか、又は化粧料として人体に適用可能な色素である。
本発明で使用できる油溶性生理活性物質(脂溶性生理活性物質を含む。以下、同じ。)は、生体に有用な油溶性又は脂溶性の物質であればよく、その限りにおいて制限されない。好ましくは、飲食品に配合可能な可食性物質であるか、又は化粧料として人体に適用可能な物質である。
(1)油溶性薬剤;
(2)肝油、ビタミンA(例:レチノール)、ビタミンA油、ビタミンD(例:エルゴカルシフェロール、及びコレカルシフェロール)、ビタミンB2酪酸エステル、アスコルビン酸脂肪酸エステル、ビタミンE(例:トコフェロール、及びトコトリエノール)、及びビタミンK(例:フィロキノン、及びメナキノン)等の脂溶性ビタミン類;
(3)リモネン、リナロール、ネロール、シトロネロール、ゲラニオール、シトラール、l-メントール、オイゲノール、シンナミックアルデヒド、アネトール、ペリラアルデヒド、バニリン、及びγ-ウンデカラクトン等の植物精油類;
(4)レスベラトロール、油溶性ポリフェノール、グリコシルセラミド、セサミン、ホスファチジルセリン、コエンザイムQ10、ユビキノール、及びα-リポ酸;
(5)α-リノレン酸、エイコサペンタエン酸、及びドコサヘキサエン酸等のΩ-3系脂肪酸;
(6)リノール酸、及びγ-リノレン酸等のΩ-6系脂肪酸;並びに
(7)植物ステロール、及び動物ステロール等のステロイド
などが挙げられる。
なかでも好ましい例は、
脂溶性ビタミン;
コエンザイムQ10;
α-リポ酸;並びに
α-リノレン酸、エイコサペンタエン酸、及びドコサヘキサエン酸等のΩ-3系脂肪酸;を包含する。
[5-1-1-4]その他の油溶性素材
本発明で使用できるその他の油溶性素材の例は、エレミ樹脂、マスティック樹脂ロジン、ダンマル樹脂、及びエステルガムを包含する。
油性溶媒は、前記油溶性素材の溶媒として使用できるもの、具体的には前記油溶性素材と相溶可能なものであれば特に制限はされない。好ましくは、飲食品に配合可能な可食性物質であるか、又は化粧料として人体に適用可能な物質である。
本明細書中、用語「油脂」は、技術常識に基づき通常の意味に理解でき、及び用語「油」及び用語「脂」は、文脈に従って、重複的若しくは一体的に、相互互換的に、又は補完的に、解釈され得る。
(1)狭義の油脂である、トリアシルグリセロール;及び
(2)前記トリアシルグリセロール(1)と類似する性質を有し、及び一般に油と称される物質(例:ワックスエステル);並びに
(3)これらを主成分として含有し、及び一般に油脂と称される物質
を包含する。
本明細書中、油性溶媒としての「油脂」は、好ましくは、50℃(好ましくは20℃)において液体である油脂である。
(1)菜種油、パーム油、大豆油、オリーブ油、ホホバ油、ヤシ油、サフラワー油、コーン油、米油、ゴマ油、アマニ油、綿実油、及びシソ油等の植物性油脂類;
(2)牛脂、豚脂、及び魚油等の動物性油脂類;
(3)ショ糖酢酸イソ酪酸エステル(SAIB)、グリセリン脂肪酸エステル、及びトリグリセリド[例:中鎖トリグリセリド(MCT)]
などが挙げられる。当該例示は、重複し得る。
これらはそれぞれ単独で、又は2種以上を任意に組み合わせて用いることができる。
より好ましい例は、グリセリン脂肪酸エステル、及びトリグリセリド(より好ましくは中鎖トリグリセリド)
を包含する。
その具体例は、カプリル酸トリグリセリド、カプリン酸トリグリセリド、カプリル酸、及びカプリン酸混合トリグリセリド等、並びにこれらの混合物を包含する。
当該グリセリン脂肪酸エステルにおける、ポリグリセリンの好ましい平均重合度は3~6であることができる。
前記飽和脂肪酸は、好適に炭素数6~10の飽和脂肪酸、及びより好適に炭素数8~10の飽和脂肪酸であることができる。
前記グリセリン脂肪酸エステルは、1種単独、又は2種以上の混合物であることができる。
レシチンの添加は、本発明の分散方法の効果をより向上させることができ、及び当該分散で生じる乳化粒子の平均粒径をより小さくできる。
レシチンの添加は、また、当該分散により生じる乳化組成物の透明度及び保存安定性にも寄与できる。
当該レシチンの由来は、特に制限されず、当該レシチンは、油糧種子(例:大豆、菜種、及びヒマワリ)等の植物由来のレシチンであってもよく、又は卵黄などの動物由来のレシチンであってもよい。
本発明で用いることができるレシチンは、好ましくは、飲食品に添加可能な可食性レシチンであるか、又は化粧料として人体に適用可能なレシチンである。
本発明で用いることができるレシチンは、分別レシチン、酵素分解レシチン、及び酵素処理レシチン等の加工レシチンを包含する。
当該加工レシチン等のレシチンは、商業的に入手することができる。その一例として、辻製油株式会社製のSLP-ホワイト(商品名)を挙げることができる。
当該レシチンは、好ましくは、前記乳化組成物の100質量%中に、0.01~5質量%、好ましくは0.05~1質量%、及びより好ましくは0.1~0.5質量%の割合で含有される。
これにより、油相成分及び水溶液の乳化を達成でき、及び乳化組成物を調製できる。
本発明の分散方法の側面の一つは、後述する乳化方法であり、及び
本発明の分散方法の側面の別の一つは、後述する乳化組成物の製造方法である。
好ましくは0.01~90質量部、
より好ましくは0.01~60質量部、及び
更に好ましくは0.1~40質量部
であることができる。
好ましくは1~1000質量部、
より好ましくは5~1000質量部、
更に好ましくは10~1000質量部、
より更に好ましくは20~1000質量部、及び
特に好ましくは20~800質量部
であることができる。
好ましくは0.01~1000質量部、
より好ましくは0.01~500質量部、及び
更に好ましくは0.1~250質量部
であることができる。
当該油性溶液中の油溶性素材の濃度は、特に限定されず;
その上限は、例えば、90質量%、80質量%、70質量%、60質量%、50質量%、40質量%、30質量%、20質量%、又は10質量%であることができ;
その下限は、1質量%、10質量%、20質量%、30質量%、40質量%、50質量%、60質量%、70質量%、80質量%、又は90質量%であることができ;及び
例えば1~99質量%の範囲内、又は1~90質量%の範囲内であることができる。
本発明において、水性液体は、特に限定されず、
(2-1)水、及び
(2-2)水溶液を包含する。
本発明で用いられる水の例は、純水、イオン交換水、及び水道水を包含する。
本発明で用いられる水溶液においては、水溶性素材が水に溶解していることができる。
例えば、本発明の低分子ガティガム、及び水性液体を混合した混合液に、非水溶性物質を混合することができる。
その例は、例えば、ホモジナイザー(例:高圧ホモジナイザー、ホモディスパー、ホモミキサー、ポリトロン式撹拌機、コロイドミル、ナノマイザー等)、プロペラ撹拌機、又はパドル式撹拌機等の混合機を使用する方法を包含する。
(1)本発明の低分子ガティガム、水性液体、及び固体の非水溶性物質を混合し、次いで、当該混合物中の当該非水溶性物質を粉砕する方法
(2)固体の非水溶性物質を予め粉砕し、次いで、当該粉砕した固体を本発明の低分子ガティガムを含有する水性液体に投入及び混合する方法;並びに
(3)これらの組合せ
を包含する。
当該粉砕の条件を調製すること等の慣用の方法により、分散されている固体の非水溶性物質のサイズを調整できる。
これに対し、本発明の低分子ガティガムは、非水溶性物質を高濃度(例:10質量%以上、15質量%以上、20質量%以上、25質量%以上、30質量%以上、又は35質量%以上)で水性液体中に分散させることができる。
当該組成物における非水溶性物質の含有量の上限は、例えば50質量%、40質量%、又は35質量%であることができる。
通常理解される通り、前記した本発明の分散方法は、例えば、非水溶性物質が油性液体である場合、乳化方法であることができる。
本発明の乳化方法は、水性液体、油性液体、及び本発明の低分子ガティガムを混合する工程を含む。
本発明において、当該油性液体は、油溶性物質を含有していてもよい。
好ましくは0.1~3μmの範囲内、
より好ましくは0.1~2μmの範囲内、
更に好ましくは0.1~1.5μmの範囲内、
より更に好ましくは0.1~1.4μmの範囲内、
特に好ましくは0.1~1.2μm、及び
更に特に好ましくは0.1~1μmの範囲内
のメジアン径(体積規準)を有する乳化粒子が得られる。
分散組成物の製造方法は、水性液体、非水溶性物質、及び本発明の低分子ガティガムを混合する工程を含む。
当該製造方法は、前記した、本発明の、非水溶性物質の分散方法についての説明等から理解される。
本発明は、本発明の低分子ガティガムを用いた、乳化組成物の製造方法もまた提供する。
本発明の、乳化組成物の製造方法は、水性液体、油性液体、及び本発明の低分子ガティガムを混合する工程を含む。
当該製造方法は、前記した、本発明の乳化方法についての説明等から理解される。
本発明の組成物は、本発明の低分子ガティガムを含有する。
当該組成物における本発明の低分子ガティガムの含有量は、当該組成物の種類及び用途等によって異なることができるが、具体的には、例えば、
当該組成物が乳化製剤(例えば、乳化香料、乳化色素、乳化生理活性物質等)の場合、
0.1~40質量%の範囲内、
0.5~20質量%の範囲内、又は
1~15質量%の範囲内
であることができ、
当該組成物が飲料等の飲食品の場合、
0.01~5質量%の範囲内、
0.01~2質量%の範囲内、又は
0.01~1質量%の範囲内
であることができる。
また、例えば、当該組成物が乳化剤又は分散剤である場合、0.0001~100質量%の範囲内であることができる。
その例は、例えば、水性液体、非水溶性物質[例:油性液体、非水溶性固体]、及び水溶性固体を包含する。
当該水性液体の例は、前記の例を包含する。
当該非水溶性物質、及び油性液体の例は、前記の例を包含する。
本発明の組成物の別の一態様(態様2)は、本発明の低分子ガティガム、水性液体、及び非水溶性物質を含有する。
液状(例:溶液、乳化液、分散液)、
半固形状(例:ペースト状、クリーム状)、及び
固体状(例:粉末、顆粒、錠剤)を包含する。
当該態様1aの組成物は、例えば、態様2の組成物から水性液体の一部又は全部が除去された組成物であることができる。当該除去の方法の例は、噴霧乾燥法、凍結乾燥法、共沸溶媒の使用、及び水除去剤の使用等の慣用の水除去方法を包含する。
当該態様の組成物における本発明の低分子ガティガムの含有量は、当該組成物の種類及び用途等によって異なることができるが、
好ましくは0.0001~100質量%の範囲内、及び
より好ましくは0.001~100質量%の範囲内
であることができる。
当該分散組成物は、非水溶性物質、水性液体、及び本発明の低分子ガティガムを含有する。
当該分散組成物においては、好ましくは、前記非水溶性物質が前記水性液体中に分散している。
0.1~20質量%の範囲内、
0.5~15質量%の範囲内、
1~10質量%の範囲内、
0.01~5質量%の範囲内、
0.01~2質量%の範囲内、又は
0.01~1質量%の範囲内
であることができる。
好ましくは0.01~50質量%の範囲内、
より好ましくは0.1~45質量%の範囲内、及び
更に好ましくは0.5~40質量%の範囲内
であることができる。
従って、本発明によれば、非水溶性物質(好ましくは油性液体)が高濃度で水性液体中に分散(好ましくは、乳化)している組成物を提供できる。
当該組成物における非水溶性物質(好ましくは油性液体)の含有量の下限は、
20質量%以上、25質量%以上、30質量%以上、又は35質量%以上であることができる。
その上限は、例えば50質量%、40質量%、又は35質量%であることができる。
好ましくは0.01~50質量%の範囲内、
より好ましくは0.1~45質量%の範囲内、及び
更に好ましくは0.5~40質量%の範囲内
であることができる。
好ましくは50~99.9質量%の範囲内、
より好ましくは65~99.9質量%の範囲内、及び
更に好ましくは60~99質量%の範囲内
であることができる。
好ましくは5~99.9質量%の範囲内、及び
より好ましくは10~99.9質量%の範囲内
であることができる。
当該乳化組成物においては、前記非水溶性物質は、油性液体である。
当該乳化組成物においては、好ましくは、前記油性液体が分散質であり、及び前記水性液体が分散媒である。
好ましくは0.1~3μmの範囲内、
より好ましくは0.1~2μmの範囲内、
更に好ましくは0.1~1.5μmの範囲内、
より更に好ましくは0.1~1.4μmの範囲内
特に好ましくは0.1~1.2μmの範囲内、及び
更に特に好ましくは0.1~1μmの範囲内
のメジアン径(体積規準)を有する。
ここで、「安定な保持」とは、
凝集しやすい非水溶性物質の凝集を抑制すること、及び
蒸発(又は揮発)しやすい非水溶性物質の蒸発(又は揮発)を抑制すること
を含む。
当該食品の例は、飲料、チューインガム、及び食品の製造、調製、又は処理に用いられる全ての物質(例:原料、中間製品、及び最終製品)を包含する。
本明細書中、「食品」は、健康食品、機能性表示食品、特定保健用食品、栄養機能食品、及び特別用途食品を包含する。
当該香粧品の例は、歯磨き粉、シャンプー、リンス、ボディーソープ、及び化粧料を包含する。
当該医薬、及び当該医薬部外品の例は、シロップ剤、ドリンク剤、錠剤、カプセル剤、チンキ剤、クリーム、及び軟膏剤等を包含する。
ガティガム:GATIFOLIA RD[製品名、三栄源エフ・エフ・アイ]
アラビアガム:ガムアラビック SD[製品名、三栄源エフ・エフ・アイ]
ショ糖酢酸イソ酪酸エステル(Sucrose Acetate Isobutylate、SAIB):[製品名、EASTMAN CHEMICAL PRODUCTS INC.]
中鎖トリグリセリド:スコレー64G[製品名、日清オイリオ]
SAIB:ショ糖酢酸イソ酪酸エステル
[2-1]分子量、及び分子量分布の測定方法
分子量、及び分子量分布は、以下の条件のGPC分析で測定した。
検出器: RI
移動相: 100mM K2SO4
流量: 1.0ml/min
温度: 40℃
カラム: TSKgel GMPWXL 30cm (ガードPWXL)
インジェクション: 100μl
プルランスタンダード: Shodex STANDARD P-82
乳化性は、各試験例で調製した乳化液について、当該乳化液が含有する乳化粒子の粒子径を、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置を用いて測定し、及びそのメジアン径(体積規準)を決定した。
[2-3-1](ガティガム水溶液の粘度測定方法A)
(測定方法A)
100mlスクリュー瓶(内径:3.7cm)に、ガティガム試料の8質量%水溶液(20℃)の80gを入れ、以下の装置、及び条件で粘度を測定する。
<装置、及び条件>
B型粘度計(ブルックフィールド型粘度計):ローターNo.2
回転数:60rpm
測定温度:20℃
[2-3-2](ガティガム水溶液の粘度測定方法B)
(測定方法B)
100mlスクリュー瓶(内径:3.7cm)に、ガティガム試料の15質量%水溶液(20℃)の80gを入れ、以下の装置、及び条件で粘度を測定する。
<装置、及び条件>
B型粘度計(ブルックフィールド型粘度計):ローターNo.2
回転数:30rpm
測定温度:20℃
[2-3-3](ガティガム水溶液の粘度測定方法C)
(測定方法C)
100mlスクリュー瓶(内径:3.7cm)に、ガティガム試料の30質量%水溶液(20℃)の80gを入れ、以下の装置、及び条件で粘度を測定する。
<装置、及び条件>
B型粘度計(ブルックフィールド型粘度計):ローターNo.4
回転数:30rpm
測定温度:20℃
[2-3-4](ガティガム含有乳化液の粘度測定方法)
100mlスクリュー瓶(内径:3.7cm)に、各試験例で調製した乳化液80gを入れ、以下の装置、及び条件で粘度を測定した。
<装置、及び条件>
B型粘度計 ローターNo.2
回転数 30rpm
測定温度:20℃
各試験例で調製した乳化液の、720nmの濁度を、分光光度計(セル:石英セル 10mm×10mm)で測定した。当該測定は、当該試料(乳化液)の、所定濃度(例えば、0.1質量%、又は1質量%)の水希釈液を用いて実施した。
各試験例のガティガムを用いて、ガティガム1質量%水溶液(20℃)を調製し、720nmの濁度[1%E]を、分光光度計(セル:石英セル 10mm×10mm)で測定した。
各試験例のガティガムを用いて、ガティガム1質量%水溶液(20℃)を調製し、色差計を用いてHunter Lab表色系の3刺激値(L値、a値、及びb値)を測定した。
<装置、及び条件>
ジュース用色差計 NDJ-300A(日本電色工業製)
反射測色
本試験例中、それぞれの用語の意味は以下のとおりである。
D50(μm)、又は粒子径D50:メジアン径(体積基準)
0.1%E(720nm) :試料(乳化液)の0.1%水希釈液の720nmにおける濁度
1%E(720nm) :試料(乳化液)1%水希釈液の720nmにおける濁度
(ガティガム溶液の調製)
90℃達温にて溶解させ、表1の組成の各ガティガム8%溶液を調製した。
前記各ガティガム8%溶液を、それぞれ表3~5に記載の温度、及び時間の加熱条件で、オートクレーブ(製品名:KS-323、トミー精工)による分解処理に付して、実施例1~15、比較例2、及び実施例16~24の、低分子ガティガム(又はオートクレーブ処理ガティガム)8%含有溶液を製造した。
これらに加えて、当該分解処理に付していない比較例1のガティガム8%含有溶液を用意した。
前記低分子ガティガム(又はオートクレーブ処理ガティガム)8%含有溶液35質量%、中鎖トリグリセリド10質量%、及びイオン交換水5質量%を300mlビーカーに入れ、3枚プロペラで、1700rpmの回転速度で3分間撹拌混合した。これに、更にグリセリン50質量部を添加し、及び3枚プロペラで、1700rpmの回転速度で3分間撹拌混合した。
同様にして、比較例1のガティガム含有乳化液を用意した。
前記低分子ガティガム(又はオートクレーブ処理ガティガム)含有乳化液、及び比較例1のガティガム含有乳化液を供試サンプルとして用いて、乳化性測定、粘度測定、及び濁度測定、並びに保存試験を実施し、その結果を同じく表3~5に示した。当該結果から理解される通り、条件の設定により、様々な分子量の、本発明の低分子ガティガムが製造でき、及びこれらはいずれも高い乳化力を示した。
比較例として、試験例1と同様に、但しアラビアガムを表6に記載の条件でオートクレーブ処理し、各評価を実施した。評価結果を同じく表6に示した。
その結果、アラビアガムは、熱処理によって、わずかに分子量が低下したが、むしろ、乳化力はわずかに低くなったようであった。
(ガティガム溶液の調製)
90℃達温にて溶解させることにより、表7の組成のガティガム8%溶液を調製した。
当該ガティガム8%溶液を、表8に記載の温度、回数、及び圧力条件で、高圧分散装置[ナノマイザー(貫通型)、吉田機械興業]による分解処理に付して、各実施例、及び比較例の、低分子ガティガム(又はナノマイザー処理ガティガム)8%含有溶液を製造した。
オレンジ精油3質量%、中鎖トリグリセリド0.8質量%、及びトコフェロール0.1質量%を室温で均一に混合し、これに前記低分子ガティガム8%溶液40質量%、及び水5.6質量%を添加し、及び室温で撹拌混合(300mlビーカーに当該混合物の250gを入れ、3枚プロペラで、1700rpmの速度で3分間)して、混合物を得た。
前記低分子ガティガム(又はナノマイザー処理ガティガム)含有乳化液を供試サンプルとして用いて、粘度測定、及び濁度測定を実施し、その結果を同じく表8に示した。当該結果から理解される通り、ナノマイザー処理によっても、条件の設定により、様々な分子量の、本発明の低分子ガティガムが製造でき、及びこれらはいずれも高い乳化力を示した。
試験例1と同様にして、但し、表9-1に記載の様々なクエン酸濃度及び様々なガティガム濃度でガティガム溶液を調製し、及び当該溶液をオートクレーブ処理することにより、低分子ガティガム含有溶液を製造した。
当該低分子ガティガム含有溶液を供試サンプルとして用いて、分子量の測定を実施し、その結果を同じく表9-1に示した。
オレンジ精油3質量%、中鎖トリグリセリド0.6質量%、レシチン0.2質量%及びトコフェロール0.1質量%を室温で混合後、当該液に対して、8質量%のガティガム水溶液40質量%及びイオン交換水5.6質量%を添加し、混合物を得た。得られた混合物を高圧分散装置[ナノマイザー(貫通型)、吉田機械興業]を用いて、45MPaで、4回乳化処理して、得られた乳化液にグリセリン50.5質量%を添加、及び混合して、低分子ガティガム(又は、オートクレーブ処理ガティガム)含有乳化液を得た。
前記低分子ガティガム(又はオートクレーブ処理ガティガム)含有乳化液を供試サンプルとして用いて、粘度測定、及び濁度測定、並びに保存試験を実施し、その結果を表9-1に示した。
非低分子化ガティガム(GATIFOLIA RD)、非低分子化ガティガム(ガティガムSD)、及び各表に示す実施例の低分子化ガィガムのそれぞれの水溶液の粘度を測定した。ガティガム水溶液の粘度測定方法B、及びCにより、それぞれ測定した。結果を表9-2に示した。
非低分子化ガティガム(ガティガムSD)、及び各表に示す実施例の低分子化ガィガムのそれぞれの水溶液を調製し、水溶液の濁度、及び水溶液の表色系(Hunter Lab表色系)を測定した。
結果を表9-3に示した。
(ガティガム溶液の調製)
90℃達温にて溶解させることにより、表10の組成のガティガム8%溶液を調製した。
前記ガティガム8%溶液を、オートクレーブによる分解処理(条件:120℃、15分間)に付して、低分子ガティガム8%含有溶液を製造した(当該溶液を製造例Wの溶液と称する)。
これに加えて、当該分解処理に付していないガティガム8%含有溶液を用意した(当該溶液を比較製造例Rの溶液と称する)。
中鎖トリグリセリド3.2質量%、8質量%のガティガム水溶液40質量%及びイオン交換水56.8質量%を室温で撹拌し、混合物を得た。得られた混合物を、高圧分散装置[ナノマイザー(貫通型)、吉田機械興業]を用いて50MPa、4回の条件で乳化処理して、低分子ガティガム(又はオートクレーブ処理ガティガム)含有乳化液を得た。
前記低分子ガティガム(又はオートクレーブ処理ガティガム)含有乳化液を供試サンプルとして用いて、乳化粒子のメジアン径(体積規準)、及び濁度測定を実施し、その結果を表11に示した。
前記製造例Wの液を、スプレードライヤーを用いて粉末化して、低分子ガティガムを含有する、製造例Wの粉末を得た。
同様に、前記比較製造例Rの溶液を用いて、比較製造例Rの粉末を得た。
前記で調製したガティガム粉末(製造例Wの粉末、又は比較製造例Rの粉末)を用いて、表12に示す組成のカロテノイド色素含有製剤[比較例の製剤R1、並びに実施例の製剤W1、及びW2]を次のように調製した。
当該表中[1]の材料を、158℃に加熱して、カロチンを溶解させた。
得られた溶液に、当該表中[2]の材料を添加し、及び撹拌により混合した。
当該混合物に、当該表中[3]の材料(すなわち、水)を添加し、及び撹拌により混合した。
当該混合物を、高圧分散装置[ナノマイザー(貫通型)、吉田機械興業]を用いて、50MPa×3回の条件で処理し、その後、当該表中[4]の材料(すなわち、グリセリン)添加し、及び撹拌により、均一化した。
表12中、比較製造例Rの粉末溶液は、イオン交換水79.5質量%、クエン酸(無水)0.5質量%及び比較製造例Rの粉末20質量%を90℃で30分間混合することで調製した。また、製造例Wの粉末溶液は、イオン交換水80質量%及び製造例Wの粉末20質量%を90℃で30分間混合することで調製した。
結果を表13に示した。当該結果から理解される通り、本発明の低分子ガティガムを使用した製剤では、乳化粒子の安定性が高かった。また、本発明の低分子ガティガムを使用した製剤W2は、当該乳化粒子のメジアン径が0.15μmと非常に小さいため、本製剤を用いることで透明性が高い組成物を提供することができる。
前記試験例5で調製したガティガム粉末(製造例Wの粉末、又は比較製造例Rの粉末)を用いて、表14に示す組成のオレンジ香料製剤[比較例の製剤R2、並びに実施例の製剤W3~W5]を次のように調製した。
当該表中[2]、及び[3]の各材料を、撹拌により混合した。
当該表中[1]の材料を、100℃に加熱し、前記[2]、及び[3]の材料の混合物を添加し、及び撹拌により混合した。
当該混合物を、高圧分散装置[ナノマイザー(貫通型)、吉田機械興業]を用いて、50MPa×3回の条件で処理することにより、均一化した。
表14中、比較製造例Rの粉末溶液は、イオン交換水79.5質量%、クエン酸(無水)0.5質量%及び比較製造例Rの粉末20質量%を90℃で30分間混合することで調製した。また、製造例Wの粉末溶液は、イオン交換水80質量%及び製造例Wの粉末20質量%を90℃で30分間混合することで調製した。
前記試験例5で調製した、製造例Wの溶液(分子量19.7万の低分子ガティガムを、8質量%含有する溶液)を用いて、表16に示す組成のマリーゴールド色素含有製剤を次のように調製した。
当該表中、材料[2]を撹拌により混合後、材料[3]を添加し撹拌した。
当該表中、材料[1]を120℃に加熱し、前記材料[2]及び前記材料[3]の混合物を添加し、及び撹拌により混合した。
当該混合物を、ろ過(100メッシュ)後、高圧分散装置[ナノマイザー(貫通型)、吉田機械興業]を用いて、50MPa・s×4回の条件で処理することにより、均一化した。
前記試験例5で調製した、製造例Wの溶液(分子量19.7万の低分子ガティガムを、8質量%含有する溶液)を用いて、表18に示す組成のリコピン分散製剤を次のように調製した。
当該表中、材料[1]リコピン粉砕部は、結晶のリコピン20gを70%エタノール180gに添加混合し、湿式摩砕機ダイノミル(WAB社製ダイノミル)を用いて1時間粉砕し、リコピン粉砕物を調製した。
当該表中、材料[3]を撹拌により混合後、材料[2]を添加し撹拌した。
前記材料[2]及び前記材料[3]の混合物に、前記材料[1]を添加し、及び撹拌により混合した。
当該混合物を高圧分散装置[ナノマイザー(貫通型)、吉田機械興業]を用いて、50MPa・s×5回の条件で処理することにより、均一化した。
分散粒子のメジアン径(体積基準、μm)
粒子径が1.8μm以上である粒子頻度(%)
粒子径が0.6μm以上である粒子頻度(%)
(測定装置)
レーザー回折式粒度分布 マイクロトラックMT3000 マイクロトラックベル
結果を表19に示した。当該結果から理解される通り、本発明の低分子ガティガムを使用した製剤は、製造直後及び60℃で13日間保存後も、粒子の凝集が生じることなく、分散安定性に優れる製剤であることが確認された。
前記試験例5で調製した、製造例Wの溶液(分子量19.7万の低分子ガティガムを、8質量%含有する溶液)を用いて、表20に示す組成の粉末メントール製剤を次のように調製した。
当該表中、材料[1]の3物質を均一に混合した。
当該表中、材料[2]へ、撹拌下、材料[3]を添加し、加熱溶解させた後に冷却した。
前記材料[2]及び前記材料[3]の混合物に、前記材料[1]を添加し、撹拌により混合した。
当該混合物を高圧分散装置[ナノマイザー(貫通型)、吉田機械興業]を用いて、50MPa・s×5回の条件で処理することにより、均一化した。
得られた均一混合液を噴霧乾燥機[スプレードライヤー、APV Nordic Anhydro社]を用いて入口温度:140℃、出口温度80℃の条件で噴霧乾燥し、水分を除去したメントール含有粉末香料製剤を得た。
調製したメントール含有粉末香料製剤0.2gを100mlメスフラスコに正確に量り、純水50mlを加えて溶解後、超音波処理器[SU-2TH、柴田科学社]で3分間超音波処理を行った。次いで、アセトン25mlを加えて、再度超音波処理を3分間行い、内部標準液1%1-オクタノール:アセトン液5mlを加えて、アセトンで100mlに定容した。この液を0.5μmフィルターで濾過し、濾液を試験溶液とした。
別途、l-メントール0.8gを100mlメスフラスコに正確に量り、アセトンで100mlに定容した。この液3ml、5ml、8ml、12mlを100mlメスフラスコにそれぞれ正確に量り、試験溶液の調製方法と同様、純水50ml、アセトン25ml、内部標準液5mlを加えて、アセトンで100mlに定量した。この液を0.5μmフィルターで濾過し、濾液を検量用溶液とした。
これら試験溶液、および検量用溶液について、ガスクロマトグラフ法により試験を行い、内部標準法を用いてメントールの定量を行った。メントールの残存率は、(得られたメントールの残存量/メントールの使用量)×100により求めた。
結果を表21に示した。調製したメントール含有粉末香料製剤はメントールの残存率が90.8%と高い値を示した。
昇華試験は、100mlの無色透明ガラス管内に、メントール濃度で1000ppm(w/v)になるように、前記調製したメントール含有粉末香料製剤を入れ、及び当該ガラス管を密閉して60℃の恒温器に3時間保管した。その後、室温20℃まで冷却し、当該ガラス管内に析出したメントールの結晶の有無を確認した。
当該昇華試験において、メントールの結晶の析出は確認されなかった。
Claims (5)
- 0.040×106~0.60×106の範囲内の重量平均分子量を有し、1.1~10の範囲内の分子量分布(重量平均分子量/数平均分子量の比)を有する低分子ガティガム。
- 後記の乳化性測定方法で測定された乳化粒子のメジアン径(体積規準)が0.1~1.5μmの範囲内である、請求項1に記載の低分子ガティガム。
[乳化性測定方法]
(1)中鎖トリグリセリド10質量%、8質量%のガティガム水溶液35質量%、及びイオン交換水5質量%を室温で撹拌後、グリセロール50質量%を添加して、混合物を調製すること、
(2)当該混合物を、高圧分散装置を用いて、45MPaで、3回乳化処理して、乳化液を得ること、及び
(3)前記乳化液が含有する乳化粒子の粒子径を、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置を用いて測定し、及びそのメジアン径(体積規準)を決定する。 - 請求項1又は2に記載の低分子ガティガムを含有する組成物。
- 乳化剤又は分散剤である請求項3に記載の組成物。
- 飲食品、香粧品、医薬、又は医薬部外品である請求項3に記載の組成物。
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