JP7114529B2

JP7114529B2 - 高分散性デキストリン及びその製造方法

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Publication number: JP7114529B2
Application number: JP2019131655A
Authority: JP
Inventors: 翔太上森; 洋平谷山
Original assignee: Nutri Co Ltd
Current assignee: Nutri Co Ltd
Priority date: 2017-01-20
Filing date: 2019-07-17
Publication date: 2022-08-08
Anticipated expiration: 2038-01-11
Also published as: JP2019178344A; CN109641974B; US20190380371A1; JP6559915B2; JPWO2018135363A1; KR20190103134A; AU2018211138B2; CA3050072A1; KR102525722B1; AU2018211138A1; EP3572436A4; EP3572436A1; CN109641974A; WO2018135363A1

Description

本発明は、高分散性デキストリン及びその製造方法に関する。

嚥下運動は種々の神経系や筋系が協調して行われるが、高齢者や種々の疾患などにより嚥下運動に障害が生じることがある。このように嚥下障害を有する人は正常人に比べ食品を摂取する際に食道ではなく、誤って気道などに嚥下してしまうことがある。このような誤嚥の問題は固体食品よりも粘性の低い液状食品、例えば、水、汁物、水分を含む食品などで多く生じる。こうした誤嚥を防止するために液状食品のテクスチャーをゾルまたはゲル状に変える増粘剤が用いられている。増粘剤としては、従来より、寒天、ゼラチン、澱粉、グアガム、キサンタンガム、ローカストビーンガムなどの増粘多糖類およびそれらの混合物などが多用されている（特許文献１：特許第4694109号）。

現在、介護や医療の現場で最もよく使われている増粘剤は、キサンタンガムとデキストリンを主成分とするものである。増粘剤に使用されるデキストリン粒子の製法としては、加熱したドラム上でデキストリン溶液を乾燥するドラムドライ法と、デキストリン溶液を噴霧乾燥するスプレードライ法がある。ドラムドライ法で製造したデキストリン粒子（ドラムドライ品、形状は板状）を含有する増粘剤は、水分等への分散性が良いが、デキストリン粒子の製造費用が高いために高価となる。一方、スプレードライ法で製造したデキストリン粒子（スプレードライ品、形状は球状）は、安価であるが、これを含有する増粘剤の水分等への分散性が悪い。

特許第4694109号

本発明は、水分等への分散性の良い増粘剤の成分として使用できるデキストリン粒子を低コストで提供することを目的とする。

本発明者らは、鋭意努力した結果、高粘度のデキストリン水溶液をスプレードライヤーで噴霧乾燥したところ、繊維状デキストリン粒子が製造でき、このデキストリン粒子を含有する増粘剤は水分等への分散性が良好であることを見出し、本発明を完成させるに至った。

本発明の要旨は以下の通りである。
（１）繊維状デキストリン粒子。
（２）太さが0.01μm～1000μmであり、長さは太さの３倍以上である（１）記載の繊維状デキストリン粒子。
（３）太さが0.1μm～100μmである（２）記載の繊維状デキストリン粒子。
（４）（１）～（３）のいずれかに記載の繊維状デキストリン粒子を含有する、増粘剤。
（５）（１）～（３）のいずれかに記載の繊維状デキストリン粒子を含有する、食品。
（６）粘度が100 mPa・s以上のデキストリン溶液を噴霧乾燥することを含む、繊維状デキストリン粒子の製造方法。

本発明により、低コストで、水分等への分散性の良い増粘剤の成分として使用できるデキストリン粒子を製造できるようになった。
本明細書は、本願の優先権の基礎である日本国特許出願、特願2017-008083及び特願2017-152319の明細書および／または図面に記載される内容を包含する。

デキストリン粒子の形状を観察したもの（実施例品１、比較例品１～７）。スケールバーは、100倍観察は100μｍ、500倍、1000倍観察は10μｍ。デキストリン粒子の形状を観察したもの（実施例品１～６、比較例品８）。スケールバーは、100倍観察は100μｍ、500倍、1000倍観察は10μｍ。デキストリン粒子の形状を観察したもの（比較例品９～１１）。スケールバーは、100倍観察は100μｍ、500倍、1000倍観察は10μｍ。デキストリン粒子の形状を観察したもの（実施例品７）。スケールバーは、100倍観察は100μｍ、500倍、1000倍観察は10μｍ。

以下、本発明の実施の形態についてより詳細に説明する。

本発明は、繊維状デキストリン粒子を提供する。本発明の繊維状デキストリン粒子は、図1に示すように、糸状の細長い状態をとりうる。繊維状デキストリンの糸状の細長い状態は、球状デキストリンや板状デキストリンの形状と明らかに異なる。また、板状デキストリンは平面的な構造のものが多く、断面が直線で囲まれる多角形であるのに対し、繊維状デキストリン粒子は曲面的な構造が多く、断面が円形又は楕円形など輪郭が曲線である形状を取りうる。

繊維状デキストリン粒子は、デキストリン溶液を噴霧乾燥することにより、製造することができる。噴霧乾燥するデキストリン溶液の粘度は、100 mPa・s以上であればよく、その上限は限定されるものではないが、スプレードライヤーで噴霧が可能な範囲の濃度における粘度であればよい。粘度の測定限界を超える高い粘度でもデキストリンの繊維化は可能である。本発明者らは、ポンプでスプレードライヤーに送液できる上限のデキストリン濃度（粘度は、測定限界（50,000mPa・s）以上）で、繊維化が可能であることを確認している（後述の実施例７）。デキストリン溶液の粘度は、例えば、100～10000mPa・sであるとよく、好ましくは、100～6000 mPa・sであり、より好ましくは、170～6000 mPa・sである。デキストリン溶液の粘度は、B型粘度計（東機産業；TVB-10）を用いて、12rpm、溶液温度25℃の条件で測定することができる。繊維状デキストリン粒子は粉末の状態で得られる。デキストリン溶液中のデキストリンのデキストロース当量（DE）が高くなると、粘度は低くなる。デキストリン溶液の温度が高くなれば、粘度は低くなる。また、粘度は、デキストリン溶液中のデキストリン濃度に依存して高くなる。噴霧乾燥するデキストリン溶液の濃度は、40質量％以上であるとよく、好ましくは、40～65質量％であり、より好ましくは、50～60質量％である。

デキストリン溶液の溶媒は、水、水と他の溶媒（例えば、エタノール、メタノール、プロパノール）などの混合物であるとよく、溶質であるデキストリンは、特に限定さるものではないが、澱粉、デキストリン又はグリコーゲンの加水分解で得られる炭水化物であって、DE（デキストロース当量）は、2～30であるとよく、5～30が好ましく、10～13がより好ましい。DEは、SOMOGYI法で測定することができる。溶質であるデキストリンの重量平均分子量は、4000～100000であるとよく、17000～100000が好ましい。また溶質であるデキストリンの由来原料は限定されるものではなく、例えばとうもろこし、甘藷、馬鈴薯、タピオカ、小麦、米などが挙げられる。

噴霧乾燥は、いかなるスプレードライヤー（例えば、ノズル(ノズル方式)またはディスク（ロータリーアトマイザー方式）を用いるもの）を用いて行ってもよい。スプレードライヤーにおける乾燥室内の乾燥入口温度は、100～250℃であるとよく、好ましくは、140～220℃であり、より好ましくは、160～200℃である。

噴霧乾燥における、デキストリン溶液の液温は、0～100℃であるとよく、好ましくは、20～100℃である。

粘度が100 mPa・s以上のデキストリン溶液を噴霧乾燥することにより得られるデキストリン粒子は、繊維状のものだけであってもよいし、繊維状のものと他の形状（例えば、球状、板状など）のものとの混合物であってもよい。

本発明の繊維状デキストリン粒子の太さは、特に限定されるわけではないが、太さの下限は、例えば、0.01μmであり、好ましくは、0.1μmであり、太さの上限は、例えば、1000μmであり、好ましくは、100μmである。本発明の繊維状デキストリン粒子の太さは、0.01μm～1000μm、0.01μm～100μm、0.1μm～1000μm、0.1μm～100μmなどの数値範囲でありうる。
本発明の繊維状デキストリン粒子の長さも、特に限定されるものではないが、長さの下限は、例えば、0.12μｍであり、好ましくは、1.2μmであり、長さの上限は、例えば、30000μmであり、好ましくは、3000μmである。本発明の繊維状デキストリン粒子の長さは、0.12μｍ～30000μm、0.12μｍ～3000μm、1.2μｍ～30000μm、1.2μｍ～3000μmなどの数値範囲でありうる。
本発明の繊維状デキストリン粒子の長さは、太さの３倍以上であるとよく、好ましくは、３．５倍以上、より好ましくは、４倍以上、さらにより好ましくは、５倍以上である。さらに、本発明の繊維状デキストリン粒子の長さは、太さの７倍以上、１０倍以上であることもある。長さと太さの比（長さ/太さ）の上限は、特に限定されるわけではないが、１００００であるとよく、好ましくは、１０００である。
繊維状デキストリンの太さと長さは、FE型走査電子顕微鏡による観察で測定することができる。また、デキストリン粒子の水分含量は、0～10質量％であるとよく、好ましくは、3～8質量％であり、より好ましくは、4～6質量％である。

デキストリン粒子の水分含量は、ハロゲン水分計HG63（メトラー・トレド株式会社）を用いて、約2gのデキストリン粒子を120℃で3分間加熱することにより決定することができる。

本発明の繊維状デキストリン粒子は、食品テクスチャーの改良に用いることができる。例えば、キサンタンガム粒子の分散性、溶解性を補助するために、キサンタンガム粒子を含む増粘剤に添加するとよい。本発明の繊維状デキストリン粒子の添加により、液状食品中においてキサンタンガム粒子同士が接着し団塊を形成することを抑制して、キサンタンガム粒子の液状食品への分散性を向上させ、この分散性向上により溶解性を高めることができる。よって、本発明は、上記の繊維状デキストリン粒子を含有する、増粘剤も提供する。本発明の増粘剤は、繊維状以外の形状のデキストリン粒子を含有してもよい。

本発明の増粘剤は、医療・介護の目的で、あるいは一般の食品加工の目的で食品テクスチャーの改良に用いることができ、例えば、液状食品をゾル状またはゲル状に改良に用いることができる。医療介護の目的での食品テクスチャー改良としては、嚥下障害や高齢者などにおいて誤嚥の原因となる液状食品、例えば、飲料用液体、汁物、固体食品中に含まれる液体などのテクスチャーをゾル状またはゲル状に改良することなどが挙げられる。

ゾル化を誘導するゾル化剤としては、主剤であるキサンタンガムを好適に用いることができる。なお、ここで主剤とは、食品テクスチャーを改良するための主な成分との意味であり、その量が主要な量を占めるという意味で用いるものではない。そのため、キサンタンガムがデキストリンなどの他の成分よりも少ない量であってもよい。このキサンタンガムは、上述した通り、微粉末状態では水溶液中で団塊を形成し易く、分散性、溶解性に欠ける。こうしたキサンタンガムの分散性、溶解性を向上させるため、本発明の増粘剤ではキサンタンガムを造粒体として用いることが好ましい。またさらに単に造粒するだけではなく、溶解性を向上し得る多孔性粒子とすることが好ましい。このキサンタンガムの造粒方法は、特に限定はないが、溶解性を高め得る多孔性粒子を形成するために用いられる方法、例えばフローコーターなどを用いたフローコーティング造粒法などを好適に用いることができる。造粒体の粒子サイズは、液状食品への溶解性、分散性などを指標として任意に定めることができ、例えば、直径２５０μｍ～１０００μｍとすることができる。

キサンタンガム粒子とデキストリン粒子との混合は混合機などを用いて行うことができ、その際の混合比は、キサンタンガム粒子の分散性を補助し得る範囲で任意に定め得ることができる。例えば、液状食品への分散性および溶解後の良好な粘度形成の観点から、その混合比は、キサンタンガム粒子とデキストリン粒子との重量比として、１：９～７：３、好ましくは、２：８～５：５、より好ましくは、７：１３（３５：６５）とすることができる。

上記の通り調製された、本発明の増粘剤は、低温の液状食品であっても液状食品に対し１～３％程度添加することによって速やかに分散し、また機械を用いずに数分程度攪拌子などで混合するだけで塊などを残さずに容易に溶解して、液状食品の均質なゾル化を誘導することができる。そして、ゾル化された食品は、キサンタンガムの特性を有効に発揮し、摂食温度範囲内で安定な粘度が保持され、また、低付着性であるため嚥下適性に一層優れた食品となる。さらには、ゾル化された食品は、従来の増粘剤を用いた場合の曳糸性も極めて低く、食事介助などの作業性、衛生性も向上し得る。

本発明の増粘剤は、家庭でも、病院内でも用いることができ、また、食品加工工場などでも用いられる。さらに、本発明の増粘剤は医療・介護目的、工業的目的以外にも、片栗粉やくず粉の代用品として一般の調理材料として用いることもできる。本発明の増粘剤は片栗粉やくず粉に比べ、安定したとろみを保持することができるため、例えば、菓子や料理などにおいて、調理後の温度変化によるレオロジー変性を防止し、安定した食感等を提供することが可能となる。

また、本発明の増粘剤はゾル化を誘導するだけではなく、ゲル化を誘導するために用いることができる。ゲル化を誘導するための増粘剤では、上記デキストリン粒子に加えて、ゲル化剤を添加する必要がある。このゲル化剤は、食品のゲル化を誘導し得る食用可能なものであればよく、例えば、キサンタンガム、ローカストビーンガム、カラギーナン、ジェランガム、寒天、ゼラチンなどを単独であるいは組合せて用いることができる。これらゲル化剤は、粉末状であっても、上記ゾル化剤などと同様に粒子状としてもよい。

このゲル化剤は、デキストリン粒子に添加・混合される。その混合比は、ゲル化剤とデキストリン粒子との重量比として、１：９～７：３、好ましくは、２：８～５：５とすることができる。
ゲル化剤としてキサンタンガム、ローカストビーンガムおよび寒天を組み合わせて用いた一例を挙げれば、ローカストビーンガム、寒天、キサンタンガム、デキストリンのぞれぞれの割合は、およそ２：３：６：１０とすることが好適であるが、この割合に限定されるものではなく、ゲル化を誘導し得る範囲内で変更可能である。

上記のとおり構成されたゲル化用の増粘剤では、加温した液状食品に０．５％～1.５％添加することにより速やかに分散し、機械を用いることなく簡単に攪拌することにより溶解する。そして、溶解後に液状食品の温度を下げることにより、ゼラチンゼリー様のゲルを形成することができる。そして、ゲル化された食品は、寒天に近い付着性と、ゼラチンと同様の高い凝集性を有する嚥下特性の優れた食品に改良される。また、冷却後のゲル化食品をさらに昇温させた場合でも、ゲルの溶解はきわめて緩やかで、60℃程度でも安定性を保持し得るため、従来、ゼラチンでは困難であった温かい液状食品を温かいゲル化食品に改良することも可能となる。

本発明の増粘剤は、食品に限らず、化粧品、医薬品、その他の工業製品にも用いることができる。

本発明は、繊維状デキストリン粒子を含有する、食品も提供する。本発明の食品は、繊維状以外の形状のデキストリン粒子を含有してもよい。

食品は、いかなる飲食物であってもよく、特に、食物の嚥下が困難な患者、慢性腸疾患の患者、高齢者などの口から食物を摂取することが困難な患者のための流動食（自然食タイプ（通常食品を使用）、半消化タイプ（食品からある程度分解した製品を使用したもの）、消化タイプ（そのまま分解しないで吸収できる状態のもの）のいずれでもよい）などの経腸栄養法に利用するものであるとよい。

また、本発明の繊維状デキストリン粒子は、適度な吸油性を有するので、粉末ソース、粉末スープ、パン、ドーナツ、菓子等の食品向けにも利用しうる。

以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
〔実施例１〕繊維状デキストリン粒子の製造

方法
水100gにデキストリン（DE10～13）（重量平均分子量17000）（サンデック#100;三和澱粉工業）150gを溶解させた（温度：20℃、粘度：1370mPa・s）。ミニスプレードライヤー（B－290（日本ビュッヒ（株））を用いて、ノズル穴径0.7mm、供給量6ml/分、アスピレーター100％、乾燥入口温度200℃、乾燥出口温度140℃の条件で噴霧を行い、115gの繊維状のデキストリンを得た（実施例品１）。
比較品として、６種類の市販のデキストリン（スプレードライ品）（比較品１～６）と１種類の市販のデキストリン（ドラムドライ品）（比較品７）を用いた。
形状観察：FE型走査電子顕微鏡（日本電子（株）JSM-7001F）を用いて、形状を観察。
吸油性能（ｇ）：デキストリン3gに対して、白絞油を滴下してゆき、全体がパテ状となった時の白絞油の量。
沈降性試験：300ｍLトールビーカーに入れた蒸留水300gに試料3gを投入し、試料が全量水面から沈降するまでの時間を測定。
分散性試験：試料35gとキサンタンガム粒子※15gを混合した。300ｍLトールビーカーに入れた蒸留水294gにサンプル6gを投入し、5秒間静置した後、スパーテルを用いて3回転/秒の速さで10秒間撹拌し、ダマの個数を計測した。
※キサンタンガム粒子は流動層造粒機を用いてキサンタンガム75％、デキストリン20％、クエン酸3ナトリウム5％を造粒加工したものを用いた。

結果
形状観察の結果を図１に示す。その他の試験結果を下記の表に示す。
（表１）

実施例品１の形状は、繊維状であるのに対して、比較品１～６（スプレードライ品）は球状であり、比較品７（ドラムドライ品）は板状であった（図１）。実施例品１の繊維状デキストリン粒子の太さは0.4μm～85.7μmであり、長さは37.9μm～750μmであり、長さと太さの比（長さ/太さ）は、4.2～103.3であった。
実施例品１の分散性は良好であり、比較品７（ドラムドライ品）と同程度であった。比較品１（スプレードライ品）の分散性は不良であった（表１）。繊維状デキストリン粒子と板状デキストリン粒子の表面積は大きく、球状デキストリン粒子の表面積は小さいことから、デキストリン粒子の表面積が大きい方が、キサンタンガム粒子の水への分散性を高める効果が大きいと考えられる。
また、実施例品１の沈降性は良好で、比較品１（スプレードライ品）のみならず、比較品７（ドラムドライ品）よりも、水面から沈降するまでの時間が短かった（表１）。
吸油量については、実施例品１は、比較品１（スプレードライ品）の約２倍、比較品７（ドラムドライ品）の半分程度であり、適度な吸油性を有していた（表１）。

〔実施例２～６〕繊維状デキストリン粒子の製造における粘度の検討
デキストリン溶液の粘度を変えて、実施例１と同様の方法で、デキストリン粒子を製造した。本実施例で用いたデキストリンDE値10～13（サンデック#100;三和澱粉工業）の重量平均分子量は17000であり、デキストリンDE値2～5（サンデック#30;三和澱粉工業）の重量平均分子量は100000である。繊維化と分散性試験の結果を下記の表２に示す。また、形状観察の結果を図２に示す。さらに、実施例品１～６の繊維状デキストリン粒子の太さ、長さ、長さと太さの比（長さ/太さ）の最小値と最大値を表３にまとめた。
（表２）

※１
○：繊維化した。△：わずかに繊維化。×：繊維化しなかった。
※２
○：ダマ0個。△：ダマ1個～19個。×：ダマ20個以上。

（表３）

粘度が100 mPa・s以上のデキストリン溶液を噴霧乾燥することで、繊維状デキストリン粒子を製造できた。

（実施例７）73％デキストリン溶液の噴霧試験
方法
水27gにデキストリン（DE10～13）（重量平均分子量17000）（サンデック#100;三和澱粉工業）73gを溶解させた（温度：20℃、粘度：測定限界（50,000mPa・s）以上）。ミニスプレードライヤー（B－290（日本ビュッヒ（株））を用いて、ノズル穴径0.7mm、供給量0.5ml/分、アスピレーター100％、乾燥入口温度200℃、乾燥出口温度140℃の条件で噴霧を行い、繊維状のデキストリンを得た。

結果
形状観察の結果を図３に示す。実施例品７の繊維状デキストリン粒子の太さは3.6μm～59.5μmであり、長さは107.1μm～611.9μmであり、長さと太さの比（長さ/太さ）は、4.7～32.2であった。繊維化の程度は〇（繊維化した）、分散性試験結果は〇（ダマ0個）であった。
以上の通り、粘度の測定限界（50,000mPa・s）を超える高い粘度でもデキストリンの繊維化は可能である。

本明細書で引用した全ての刊行物、特許および特許出願をそのまま参考として本明細書にとり入れるものとする。

本発明の繊維状デキストリン粒子は、増粘剤として利用可能である。

Claims

太さが0.01μm～1000μmであり、長さは太さの３倍以上である繊維状デキストリン粒子であって、B型粘度計を用いて、回転数12rpm、溶液温度20℃の条件で測定したときの粘度が170 mPa・s以上のデキストリン溶液を噴霧乾燥することにより得られる前記繊維状デキストリン粒子。
太さが0.1μm～100μmである請求項１記載の繊維状デキストリン粒子。
請求項１又は２に記載の繊維状デキストリン粒子を含有する、増粘剤。
請求項１又は２に記載の繊維状デキストリン粒子を含有する、食品。
B型粘度計を用いて、回転数12rpm、溶液温度20℃の条件で測定したときの粘度が170 mPa・s以上のデキストリン溶液を噴霧乾燥することを含む、繊維状デキストリン粒子の製造方法。
デキストリン溶液の濃度が40質量％以上である請求項５記載の繊維状デキストリン粒子の製造方法。
デキストリン溶液の濃度が50質量％以上である請求項６記載の繊維状デキストリン粒子の製造方法。
デキストリン溶液の濃度が55質量％以上である請求項７記載の繊維状デキストリン粒子の製造方法。