JPH03505666A - 炭水化物クリーム代用品 - Google Patents

炭水化物クリーム代用品

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本願は1988年6月24日付で出願した出願第211.494号のCIPであ る。
発明の背景 本発明はクリーム代用品に関する。特に実質的に楕円形の炭水化物粒子は、食品 中の脂肪又はクリームの口あたりにこの粒子を似させる粒径分布を有する。更に 本発明は脂肪又はクリームの口あたりに似させる方法および食品中に通常存在す る脂肪又はクリームの全部又は一部の代用として本発明の炭水化物粒子を含有す る、改良された食品に関する。
脂肪代用品は当業界で公知であり、例えばスクロースポリエステルは脂肪代用品 として有用な公知の液状重合体である。然しスクロースポリエステルはビタミン を消化管から排除し、ビタミンを身体で利用できなくすることが知られている。
更に低分子量スクロースポリエステルは医学および特許の文献に、「肺門漏出」 として記載されている最も苦痛を与える状態を生ずる。関連して使用される抗腔 門漏出剤も、スクロースポリエステル脂肪代用品と共に使用されることが文献に 記載されている。
約100″Fの人間の体温において粘性固体ワックス様の特性を有する高分子量 のスクロースポリエステルは肺門漏出を生じないと報告されている。然しこの高 分子量スクロースポリエステルは比較的高温で脂肪様の口あたりを示すだけで、 それ等がワックス状に固体化する前に、それを含有する食品を急速に摂取する必 要がある。この高分子量スクロースポリエステルの有用性は非常に限定される( 例えば欧州特許出願第87870021.0号明細書(1987年9月9日に公 告された公告番号第0 236 288号)および米国特許第3,600゜18 6号、第4,005,196号、第3.954.976号および第4.005. 195号の各明細書を参照)。
Singer等の米国特許第4.734.287号明細書に、脂肪又はクリーム 代用品として変性ホエー蛋白質の非凝集粒子、即ち実質的になめらかなエマルジ ョン様官能特性について開示している。Singet等によって開示された脂肪 代用品は長時間の高温の使用、即ちフライ、ブロイリング、ベーキングには使用 することができない。ホエー蛋白質粒子は塊状に凝集して、エマルジョン様特性 を失うからである。
本発明は一般に熱に安定でかつそれを摂取する人に肺門漏出を生じないクリーム 代用品を供する。
炭水化物がゲルを形成することはよく知られている。
殿粉およびデキストランは、例えばカラムクロマトグラフィに使用する5EPH ADEXブランドの架橋結合デキストランビーズのような楕円形として存在する か、又は容易に楕円形に処理加工することができる。このビーズの径は約0.2 5mmから10mmの範囲である。炭水化物の楕円形は熱、剪断および酸の影響 に対し、安定化することができる。然し本明細書に記載し、特許請求するような 炭水化物の巨大コロイド粒子は、本発明前に知られていない。
発明の要約 簡単に云えば、本発明により実質的に楕円形を有する炭水化物粒子は、水和した 粒子が約0.1ミクロンから4ミクロンの範囲の平均直径分布を有し、粒子の全 数の約2%未満が約5ミクロン以上である時、脂肪様の口あたりの特性を示す。
粒子は凝集せず、実質的になめらかなO/W型エマルジョンの官能的特性を示す 。本発明の巨大コロイドはアイスクリーム、ヨーグルト、サラダドレッシング、 マヨネーズ、クリーム、クリームチーズ、その他のチーズ、サワークリーム、ソ ース、アイシング、ホイップドトッピング、冷凍糖菓、ミルク、コーヒーホワイ トナーおよびスプレッドのような食品中の脂肪又はクリームの全部又は一部を置 換することができる。
特に興味あるのは、殿粉、デキストラン、ガムおよびセルローズは、0/W型エ マルジヨンの実質的になめらかな官能的特性、即ち脂肪/クリームの口あたりを 付与するのに効果的な粒径分布を有する、楕円形粒子の安定した懸濁液に形成さ れる。
発明の詳細な説明 本発明を実施する際に、実質的に楕円形を有しかつ約0.1ミクロン−約4ミク ロンの平均直径粒度分布と、粒子の数の約2%未満が5ミクロンを超える水和し た炭水化物粒子を、脂肪/クリーム含有食品に添加して、通常その食品中にある 脂肪/クリームの全部又は一部を置換する。生成した食品生成物は、それ等の脂 肪質の対応物のクリーム状の口あたりを有する。
0.1ミクロンから5ミクロンの直径範囲の楕円形又は実質的に円形にすること ができる炭水化物は、本発明を実施する際に容認できる。適当な炭水化物には殿 粉、ガム類およびセルロースを含む。各種炭水化物の混合物も使用することがで きる。最も一般に存在する澱粉粒はこの範囲よりかなり大きいが、殿粉は天然に 粒子として存在するから、好ましい炭水化物には殿粉が含まれる。
本発明で使用する殿粉は架橋結合によって修飾して、この範囲を越える澱粉粒の 過度の膨潤を防止する。架橋結合による修飾は当業者に周知の技術である。適当 な架橋剤にはリン酸塩、オキシ塩化リンおよびジカルボン酸無水物を含む。好ま しい殿粉は約1ミクロンと5ミクロン間の粒径を有する微細殿粉である、架橋キ ノア殿粉である。
他の適当な炭水化物にはアルギン酸カルシウム、架橋デキストラン、ゲルランガ ム、カードラン、コンニャク、キチン、スキシフイルランおよびキトサンを含む 。天然に円形を有していない炭水化物は実質的に楕円形になるように処理加工し なければならない。これは炭水化物の溶液を作りついで、溶液を急速に均一に( 代表的には高剪断力の場で)ゲルに転化することにより達成することができ、約 0.1ミクロン〜5ミクロンの直径を有する狭い分布のゲル化した微粒子を形成 する。代表的には炭水化物溶液の流れを高度の乱流反応帯に導入し、そこでゲル 化した極微粒子が形成される。高速度の混合と剪断条件も使用することができる 。
アルギン酸カルシウム巨大コロイド粒子は、アルギン酸ナトリウム溶液を作り、 この溶液をカルシウムイオンを含む溶液中に、例えば超音波噴霧ノズル又は直径 5ミクロン未満の小滴を生ずる装置を通して導入することによって形成する。5 ミクロン未満の小滴を生成し得る装置を通して熱いゲルラン溶液を噴霧冷却する ことによって、ゲルランを極微粒子化することができ、その結果楕円形の巨大コ ロイド粒子が形成される。コンニャクは、乱流の加熱したアルカリ性反応帯中に 溶液を導入して極微粒子化することができる。
米国特許第4,828,396号明細書に記載の装置および混合法は、本発明の 極微粒子化炭水化物を作るのに適する。
炭水化物の巨大コロイド粒子がいったん形成されれば、粒子を実質的にそれ以上 凝集させてはならず、その状態にとどめねばならない。凝集阻止剤、例えばレシ チン、ペクチンおよびキサンタンガムを巨大コロイドに添加して粒子を安定化す ることができる。米国特許第4,734.287号明細書は脂肪代用品および凝 集阻止剤として有用なホエー蛋白質巨大コロイドについて開示している。
本発明の炭水化物巨大コロイドは特定の炭水化物の水結合力により約1から20 重量%の炭水化物を含有する。
食品に添加する時、水和した巨大コロイドは一般に除去する脂肪と等重量基準で 置換する。即ち1重量部の脂肪/クリームは、1重量部の水和した巨大コロイド と置換する。巨大コロイドはほぼ生成される食品の要望されるクリーム度を基準 として使用することができる。
類似の実施態様で、本明細書中に記載の種々の炭水化物の粒子が食品中の脂肪/ クリームの代用品として機能する。本発明の炭水化物巨大コロイドは又Sing er等の米国特許第4.734.287号明細書に記載のスクロースポリエステ ル等の、蛋白質性巨大コロイド脂肪代用物を含有する他の脂肪代用品と組合せる こともできる。炭水化物粒子は実質的に楕円形であり、0/W型エマルジヨン、 即ちクリームの官能特性を付与するのに有効な粒径分布を有する。平均直径粒度 分布は約0.1ミクロンから4ミクロンの範囲であり、粒子の全数の約2パーセ ント未満が直径5ミクロンを超える。
この例では、クリーム代用品をキノアの穀粒から分離した殿粉から製造した。全 キノア穀粒(2400gの、Quinox Corp、、 Boulder、  Co1orcdoから入手のChenopodium Quinoa Wild  )を、Ajvell等による、キノア殿粉の特性、rcerexl Chem 、J 、60 : 9 (1983)に記載の方法により、20%HCIでp! 16. 5に調節した6!の0.1M酢酸ナトリウム中に、約4℃で24時間浸 漬した。80gのこの物質をワーリングブレンダーを使用して高速で1.5分混 合し、ついで1連の篩を通して処理した。その内の最後の篩は、米国標準試験篩 胤400であった。篩別後、乳状のスラリーを3.000×gで16分間遠心分 離した。最上層(淡灰色〜淡褐色)および水層を捨てた。底層(白色)を水で再 懸濁し、再び遠心分離した。清浄化したキノア殿粉粒を含む、第2の遠心分離か ら得たペレットを真空乾燥(く40℃、60anHg)L、エタノールで脂肪を 抽出し、濾過し、再び真空乾燥した。
ついで抽出したキノア殿粉をKeu等の米国特許第2゜801.242号明細書 に記載の方法により架橋した。
具体的には、50gの抽出殿粉を120gの水と混合し、5gのNaC1を添加 して、ナトリウム濃度を0.4Mに上げた。ついで5gのトリメタリン酸ナトリ ウム(Na3P309)を懸濁液に添加し、pHを4%NaOHで11.60に 調節した。この物質を40℃に加熱し、混合しながらこの温度に8時間保持した 。この混合物のpHを1時間ごとに検査し、必要な時は4%NaOHで11.6 0に再調節した。混合物のpHを20%HC/で5.2に調節することによって 反応を終了した。その物質を濾過し、洗浄し、再濾過し、ついで真空乾燥し、架 橋キノア殿粉を得た。
架橋キノア殿粉とカルボキシメチルセルロース(CMC)  (7HOFCMC ,Aqualon Corp、、Wilming。
Delavare)の混合物は、0.15%(w/w)CMCを10%(w/w )の架橋キノア殿粉の分散液に添加することにより製造した。キノアおよびCM C物質を混合しながら95℃に加熱し、ついで冷却した。天然のキノアと架橋キ ノアの水中のスラリーも95℃に加熱し、ついで冷却した。
天然のキノア殿粉粒は加熱を受けた時に、膨張し、実験の終りにそのままで残っ ている物は、光学顕微鏡検査により、3.5ミクロンの粒径を有した。膨張粒は 非常に拡散したように見られ、大部分は(天然殿粉に共通しているように)崩壊 しているように観察された。
架橋殿粉粒は、同様に加熱を受けた時に膨張および崩壊に耐え、光学顕微鏡で観 察した時、1ミクロンから2ミクロンの粒径を示した。又これ等の粒子は加熱し た天然の微粒より密集しており、形状が楕円であった。
Covfer Connjet MuNisixe+分析によって測定した、架 橋粒の平均粒径は1.89ミクロンであった。
天然のキノア殿粉粒の加熱した分散体はペースト状のテクスチャーを示す典型的 な半透明の白色ゲル−ペーストであった。他方、架橋キノアはなめらかな、多少 クリーム状のコンシスチンシイを示す、白色の、適度に粘性の流動体であった。
稀薄なCMC(単独ではクリーム状でない)を加熱した架橋キノア殿粉に添加し 、増大したクリーム状テクスチャーを示す、低粘性の流動可能な白色の流動体を 生じた。
例2 コンニャククリーム代用品 この例では、クリーム代用品をコンニャク粉から製造した。9オンス包装のコン ニャク(非晶質コンニャク。
に、Koch、  Vesugi 5hokuhin Co、、  Japan 製)を300g〜400gの水とワーリング ブレンダー内で30秒間高速で混 合した。混合ヘッドを装着した5ilverso(1ミキサーを使用して、サン プルを剪断した。螺動性ポンプ(Master−Flcx、 Co1e−Pa+ mer lnstrumels)を最高速度で使用して、サンプルをミキサーの 剪断の方向と反対の方向の混合ヘッドに送り込んだ。ミキサーの速度を装置を通 る最小流量となるように調節し、サンプルを再循環し、5分から10分剪断した 。ついで剪断を受けたサンプルを、Rann1!)ligh Pressure  Homogenixer(ModelMini−tab、type 8. 3 0H,R1nn1e a/s、Albarjs1℃nd。
Denmark)で、620バール(9000psi)において10回均質化し 、真空で使用するWhatman N[L1フィルターで濾過した。ついで濾液 を遠心分離して粒子を分離した。
濾液中にあるコンニャク粒子は楕円形を示し、径が2ミクロンから5ミクロン範 囲であった。個々の粒子は群をなして凝集する傾向を示した。又CountτM υ1lisi*e+分析も、粒子の径が1.5ミクロンと5ミクロン間の範囲で あることを示した。遠心分離の結果形成されたコンニャク粒子のペレットは半透 明でゲル様で、手ざわりが明瞭にすべすべしているように思われた。
聾1 コンニャククリーム代用品 この例では、別法を使用してコンニャク粉からクリーム代用品を製造した。水( 168,32g)をKitchen−Aid 5コ一ト混合ボールに、1lh4 の設定速度で作動するフラットビータ−で添加した。コンニャク粉(12,88 g)を2分間の連続する混合の間に添加した。追加の水(205,12g)を1 80°Fに加熱し、コンニャク粉を2分間混合した後に、水の25%に等しい量 を添加した。混合を継続し、更に25%量の熱湯を2分間隔で3度ミキサーに添 加した。ついで水酸化カルシウムのスラリー(13,68g、7%w/w)   (J、T。
Bxke+、 Phillipsbnrg、 NJ)を溶液に添加し、30秒間 混合した。ついでその混合物を1から2インチの深さの容器に入れ、均一に分配 し、窒素を噴射して一晩中50℃に保持した。−晩加熱の後に混合物は堅いゲル になった。
そのコンニャクゲルを巾約0.25インチで長さ2.0インチの細片に薄く切り 、それをローター/ステータータイプの均質機(Raslにより製造されている ような)に、各100gのゲルに対し、て75gの水と共に添加した。そのゲル を全速力の3/4の速度で5分間剪断した。均質化した物質をBuchnerで Whalman NcL1濾紙を通して真空濾過し、ペーストだけが残留する時 に、つるつるしたペースト状の濾過ケークを貯蔵容器に移した。
使用したコンニャクゲル100g毎に対し、約Logの濾過ケークを得た。
濾過ケークをDappleソフトウェアパッケージ(DappleSHjem、   5nnnyvale、 Ca1ilornia)によるイメージ分析を使用 して分析し、そのソフトウェアパッケージ内で、スライド上で分析する脱水粒子 はO,Sミクロンの容積重量平均等直径を有した。水和した粒子のCouje+ Mo1tisiter分析は、3.12ミクロンの容積平均直径および1.17 の数平均直径を有することを示した。粒子の数は1%溶液1 ml中1.39X 109であると測定された。2つの方法で実測された直径の差は、イメージ分析 を使用して、顕微鏡のスライド上の乾燥粒子を測定し、その反対にCoulte + Molt口i!e+では水和した粒子を測定したという事実に一部よると考 えられる。濾過ケークはクリーム状のすべすべした口あたりを供することが分っ た。
例4 アルギン酸塩クリーム代用品 この例では、クリーム代用品をアルジネートから製造した。0.5%(W /  W )のアルギン酸ナトリウム(Kelgin XL、Kelco Co、、   San Diego、 Ca1ifornia)の溶液は、、4.0gのアル ギン酸ナトリウムと796gの水を混合することにより製造した。その溶液を2 000Xgで遠心分離し、少量の不溶解物質を除去した。ついで澄明な溶液を、 米国特許第4.828.396号明細書に記載の、この例を行なうために僅かに 修正した流体プロセッサー装置に導入した。通常熱電対の配置に使用する開口部 を6角ナツトの内面にとりつけたクロマトグラフィの隔膜と取り換えた。これは 流体プロセッサー装置の操作中に、3ccのスポイトおよび20ゲージの針で塩 化カルシウム溶液の添加を可能にする。
流体プロセッサー装置に上記の如く製造した約330gのアルギン酸ソーダ溶液 を満たし、ふたをしっかりと締めた後、装置を一回転し、5720rpmで運転 した。
18m1の2%Ca Cl 2溶液の全量をスポイトによって、速やかに剪断を 受けている溶液に添加した。剪断操作を塩化カルシウムの添加後10分以上継続 した。装置で発生する機械的熱のために必要となる冷却は、生水をジャケットに 循環することにより行った。
生成された分散体はアルギン酸カルシウムの極微粒子を含有した。光学顕微鏡で 観察した時、極微粒子の大きさは1μmの範囲であった。この観察値はCook erMυ1lisiserで得た結果と同様であった。その平均直径は1.35 μmであった。
例5 アルギン酸塩クリーム代用品 この例では、アルジネートからクリーム代用品を製造するのに、別法を使用した 。2%(w/v)アルギン酸ナトリウム(Kelgin XL、Kelco C o、、  San Diego。
Ca1Hornii)の溶液(150g)を、Disperma+ ミキサーが 500 +pmで混合する間に、400gの10%(W/W)塩化カルシウム( MallinkrodL Pxris、 Kentnck7)に添加した。全部 のアルジネートが反応するように、その物質を5分間混合した。沈殿物を静置さ せ、過剰の溶液をサイホンで除いた。
残留する溶液と沈殿物を米国特許第4.828.396号明細書に記載の流体プ ロセッサー内に導入し、527Qrpmで10分間剪断し、その間水道水を流体 プロセッサーに流して溶液を冷却し続けた。ついで剪断した物質をWhNman  &1濾紙とBuchner漏斗で真空濾過した。
濾過ケークを約等量の水で再懸濁し、Rann1e HighPressure  Homogenixe+を使用して、800バール(11゜600 psi) で10度均質化した。ついで均質化した物質をWhxtman Na 1濾紙を 通し、Buct+net漏斗で真空濾過した。ペーストだけが残留した時、沈殿 物を貯蔵容器に移した。その物質を0.88ミクロンの容積重量平均等直径を示 すDapple Systemによるイメージ分析を使用して分析した。濾過ケ ークは最初にクリーム状の口あたりを供し、飲み込む時に若干の粉つぼさが認め られることが分った。これは(コンニャク粒子と比較して)若干大きな径のアル ジネート粒子の結果であると思われる。
前記の特殊な例は単に説明のために供したものであり、それに対し多くの変化と 修正を行うことは通常の技術の熟練の1つであることは明白である。それ故に、 本発明の範囲は単に添付した請求の範囲によって限定されるべきである。
国際調査報告

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.O/W型エマルジョンの実質的になめらかな官能的特性の付与に効果的な、 実質的に楕円形と粒径分布を有する、炭水化物の水和した巨大コロイド粒子を包 含する、水分散可能な巨大コロイド。
  2. 2.粒子は実質的に非凝集性である、請求項1記載の水分散可能な巨大コロイド 。
  3. 3.平均粒径分布は約0.1ミクロンから4ミクロンの範囲であり、粒子の全数 の約2%未満が直径5ミクロンを超える、請求項2記載の水分散可能な巨大コロ イド。
  4. 4.粒子は殿粉、デキストラン、ガム、コンニヤク、セルロース又はその混合物 を包含する、請求項3記載の水分散可能な巨大コロイド。
  5. 5.粒子は殿粉である、請求項4記載の水分散可能な巨大コロイド。
  6. 6.粒子は架橋キノア殿粉、架橋デキストラン、コンニヤク又はアルギン酸カル シウムである、請求項1記載の水分散可能な巨大コロイド。
  7. 7.O/W型エマルジョンの実質的になめらかな官能的特性の付与に効果的な、 実質的に楕円形および粒径分布を有する、水和した炭水化物の水分散可能な巨大 コロイドを供することを包含する、脂肪および/又はクリームの口あたりに似さ せる方法。
  8. 8.粒子は実質的に非凝集性である、請求項7記載の方法。
  9. 9.粒径分布は約0.1ミクロンから約4ミクロンであり、粒子の全数の約2% 未満が直径5ミクロンを超えない、請求項8記載の方法。
  10. 10.粒子は殿粉、ガム、セルロース、デキストラン、コンニヤク又はその混合 物である、請求項9記載の方法。
  11. 11.粒子は殿粉である、請求項7記載の方法。
  12. 12.粒子は架橋キノア殿粉、架橋デキストラン、コンニヤク又はアルギン酸カ ルシウムである、請求項7記載の方法。
  13. 13.脂肪および/又はクリームを含有する食品において、脂肪および/又はク リームの全部又は一部を、O/W型エマルジョンの実質的になめらかな官能的特 性の付与に効果的な、実質的に楕円形と粒径分布を有する、水和した炭水化物の 水分散可能な巨大コロイドで代用することを包含する、改良。
  14. 14.粒子は実質的に非凝集性である、請求項13記載の改良された食品。
  15. 15.粒子は殿粉、ガム、セルロース、コンニヤク又はその混合物である、請求 項13記載の改良された食品。
  16. 16.粒子は殿粉である、請求項13記載の改良された食品。
  17. 17.平均粒径分布が約0.1ミクロンら約4ミクロンの範囲であり、粒子の全 数の約2%未満が直径5ミクロンを超える、請求項14記載の改良された食品。
  18. 18.粒子は殿粉、ガム、セルロース、デキストラン、コンニヤク又はその混合 物である、請求項17記載の改良された食品。
  19. 19.粒子は架橋キノア殿粉、架橋デキストラン又はアルギン酸カルシウムであ る、請求項18記載の改良された食品。
  20. 20.アイスクリームフローズンデザート製品の類似品である、請求項13記載 の改良された食品。
  21. 21.サラダドレツシングおよびマヨネーズから成る群から選択された高酸度製 品の類似品である、請求項13記載の改良された食品。
  22. 22.チーズおよびクリームチーズから成る群から選択された固形乳製品の類似 品である、請求項13記載の改良された食品。
  23. 23.サワークリームおよびヨーグルトから成る群から選択された発酵乳製品の 類似品である、請求項13記載の改良された食品。
  24. 24.牛乳およびクリームから成る群から選択された乳製品の類似品である、請 求項13記載の改良された食品。
  25. 25.アイシングおよびスプレッドから成る群から選択された半固体製品の類似 品である、請求項13記載の改良された食品。
  26. 26.ホイツプドトツピングの類似品である、請求項13記載の改良された食品 。
  27. 27.ソースの類似品である、請求項13記載の食品。
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