JPH0597902A - でんぷんエステル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 冷水分散性でんぷん半エステルの製造方法。 【構成】 冷水に分散しうる、ヒドロカルボニル置換さ
れたコハク酸又はグルタル酸のでんぷん半エステル、特
にｎ- オクテニルコハク酸のでんぷん半エステルの製造
は、糊化及び剪断条件下、たとえば押出機中で水の存在
下に半エステルを加熱することによって、それ自体公知
の方法で行われる粒状でんぷん半エステルの部分的分解
の工程を含み、生成物の摩砕は微粉末を生じ、その粉末
は別のロール乾燥されたエステルに比してより一層容易
に水に分散され、かたまりのない分散物となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、置換されたコハク酸及
びグルタル酸のでんぷん半エステルの製造、特にＯ- オ
クテニルコハク酸のでんぷん半エステルの製造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】置換されたコハク酸及びグルタル酸ので
んぷん半エステルの製造、性質及び使用は、長い間知ら
れている。たとえば１９５３年に発行された米国特許第
２６６１３４９号明細書参照。エステルのメチレン基
は、長鎖の炭化水素基を有し、それによってエステル
は、エステルに重要な乳化性質を与える疎水性及び親水
性基の分子中にこれが存在することで特徴づけられる。
この様なエステル、すなわちｎ- オクテニルコハク酸の
でんぷん半エステルは、食品中での使用に許可されてい
る。食品中でこれは乳化剤として、特に種々の天然に生
じるゴム、たとえばアラビアゴム、グアールガム、ロー
カストビーンガム等々に対する、部分的又は全部の代用
品として広く適用される。アラビアゴムは、低粘性水中
油型食品用エマルジョンを安定化するのに広く使用さ
れ、特にこのエマルジョン貯蔵のために凍結され、シロ
ップ、アイスクリーム及び飲物中に適用される。

【０００３】アラビアゴムは、世界の熱帯及び亜熱帯地
域中に見い出されるマメ科アラビアゴムノキ属の木のさ
まざまな種から得られる。最も重要な産生地域は、スー
ダン共和国及び西アフリカのいくつかの国々である。不
幸なことに、世界のこれらの地域は、天候上及び政治上
不安定でありがちで、このことが産出物の供給に於て減
少又は中断を生じうる。したがってアラビアゴムの全体
又は一部の代用品をその適用の少なくともいくつかに見
い出すことがかなり求められ、ｎ- オクテニルコハク酸
のでんぷん半エステルがこの目的に広範囲に使用されて
いる。

【０００４】ｎ- オクテニルコハク酸の半エステルを包
含する置換されたコハク酸及びグルタル酸のでんぷん半
エステルを、粒状天然でんぷんと置換されたコハク酸又
はグルタル酸クロライド又はその無水物（通常は後者）
との反応によって主として製造する。反応を、水性アル
カリ性媒体中で外界よりも少し高い温度で、しかしでん
ぷんが糊化する温度よりも低い温度で実施する。この方
法で粒状生成物が、得られ、これは容易に洗滌し、乾燥
することができる。しかし粒状でんぷん半エステルは水
に溶解せず、その十分な乳化ポテンシャルを示すことが
できる前に糊化しなければならない。糊化した時でも、
でんぷん半エステルは、これらが使用される濃度レベル
で水性媒体をあまりにも粘稠にする傾向があるので、半
エステルのでんぷん分子を僅かに分解することが望まれ
る。

【０００５】でんぷんの分解は、処理条件の適切な選択
によって生成物粘度の範囲を付与する "酸- 希薄化" に
よって達成される。しかし酸希薄化は、でんぷんを糊化
しない。このために付加的な処理工程が要求され、通常
たとえばでんぷん半エステルのスラリーを加熱されたロ
ーラー上に通すことによって行われる。この処理は“ロ
ール乾燥”と呼ばれるが、しかし乾燥生成物はフレーク
様であり、フレークの表面積と容量の高い割合のため
に、困難にしか水中に分散されず、かたまりを形成しが
ちであるという欠点をこうむる。使用にあたって、他の
分散剤の添加は、かたまりのない分散物を得るのにしば
しば必要である。

【０００６】でんぷん半エステルのでんぷんを分解する
第二の方法は、酵素、たとえばβ-アミラーゼを使用
し、これはでんぷん分子からマルトースを離脱し、その
分子量を低下させる。しかし酵素方法は、高価でかつ不
都合である。というのは酵素処理の前に低温度ででんぷ
んを糊化しなければならないからである。その時過剰の
水が、乾燥処理に余分の負荷をかける。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】今や、本発明者は、で
んぷん半エステル製造方法の粒状生成物を分解し、単一
工程で糊化し、微粉末に摩砕後に容易に水に分散し、か
たまりのない分散物を生じる生成物が得られる手段を見
い出した。

【０００８】

【課題を解決するための手段】したがって本発明によれ
ば、置換されたコハク酸又はグルタル酸の冷水に分散し
うるでんぷん半エステルを製造する方法は、それ自体公
知の方法で行われる粒状でんぷん半エステルを糊化し、
水の存在下に剪断条件下に加熱して部分的に分解するこ
とを特徴とする。

【０００９】糊化及び部分的分解後、半エステルを摩砕
し、３００ミクロン、好ましくは５０〜２００ミクロン
より小さい粒子サイズを有する生成物を生じる。摩砕に
よって生じた粒子は、ロール乾燥又はスプレー乾燥によ
って得られる形と違って三次元不規則形を有し、これは
水性系中にその分散性を分配する形である。

【００１０】剪断条件は、押出機によって提供されるの
が好ましく、この機中で１又は数個のスクリューがでん
ぷん半エステルを、加熱バレルに沿って運び、そのバレ
ル中ででんぷん半エステルは剪断力にさらされる。生成
物は、ダイスを通って押出機から離れ、摩砕されて、自
由に流動する白色粉末となる。でんぷん半エステルに適
用される剪断力は、押出機構造の組合せ作用及び処理パ
ラメーター、すなわちスクリュー幾何学的形、回転速
度、温度、ダイスサイズ及びでんぷん半エステルの水分
含有量に起因する。これらのうちで最も重要なものは、
押出機中ででんぷん半エステルの水分含有量──これは
好ましくは５〜３０重量％、更に好ましくは１０〜２５
重量％である──及び高められた温度である。押出機バ
レルの温度は、１２０〜２００℃の範囲、特に約１４０
〜１８０℃の範囲にあるのが好ましい。一般に押出しを
“高い水分”、“低温度”条件下に実施した場合、最も
有効な生成物が得られることが分った。この条件は、上
述の範囲から選ばれる。たとえば１４０〜１６０℃の温
度及びでんぷん半エステルに対して２０〜２５％の範囲
内の水分含有量である。

【００１１】置換されたコハク酸又はグルタル酸のでん
ぷん半エステルの公知製造方法は、粒状天然又は化工で
んぷんを水性スラリー中で３０℃でアルカリ、たとえば
水酸化ナトリウムの同時の添加によってｐＨ８．０〜
８．５を維持しながら、当量の無水コハク酸又は無水グ
ルタル酸で処理することを包含する。処理レベルは、で
んぷん乾燥ベースに対して置換された無水物１〜４％で
ある。反応時間は、１〜数時間であり、その後粒状生成
物を洗滌し、乾燥する。

【００１２】ほとんどのでんぷんが、本発明の処理での
使用に適する。たとえばトウモロコシでんぷん、小麦で
んぷん、ジャガイモ又はタピオカでんぷんであるが、一
般にワクシイトウモロコシでんぷんが好ましい。化工で
んぷん、たとえば酸化されたでんぷんを処理に使用する
こともできるが、特に食品等級に分ける乳化剤を必要と
する場合、非化工の天然でんぷんを使用するのが通常で
ある。

【００１３】でんぷん半エステル中の置換基は、炭素原
子数５〜１８の長鎖炭化水素残基が好ましく、本発明の
方法で使用される好ましいでんぷん半エステルは、ｎ-
オクテニルコハク酸のでんぷん半エステルである。とい
うのはこの生成物は、食品業界ですでに知られており、
そこでの使用が許可されているからである。本発明の方
法によって製造される、このでんぷん半エステルは、水
中で優れた分散性を生じる生成物を生じ、古典的な水中
油型系で極めて低い相分離率を示す。というのは全体が
“物理的”方法によって製造されるからで、酸、酵素又
は化学付加物の付加的な使用を必要としないからであ
る。

【００１４】

【実施例】更に、本発明を、次の例によって説明する。
例中、ｎ- オクテニルコハク酸の粒状でんぷん半エステ
ルのサンプルを、水酸化ナトリウム溶液（３．５重量
％）の添加によってｐＨ８．０〜８．５で反応を維持し
ながら、無水ｏ- オクテニルコハク酸のでんぷん乾燥ベ
ース１〜４重量％とワクシイトウモロコシでんぷんを反
応させることによって製造する。１時間の反応時間の後
に、生成物を水洗し、乾燥する。

【００１５】種々の量の水を、上記製造方法のサンプル
に加え、サンプル夫々を、双子スクリュー（回転する）
押出機中で、１２０〜２００℃のバレル温度で８ｍｍ直
径の送出しリング２５ｋｇ生成物／時間を通して押出
す。押出し後、生成物をバウワーマイスターミル中で摩
砕し、粒子サイズ５０〜２００ミクロンの微粉末とな
す。

【００１６】次表は、例１〜１２に関する押出パラメー
タを表わす。 例Ｎｏ． ％無水ｎ- オク 押出機スクリ テニルコハク酸^* 水分含有量 温度 ュー速度 １ １ １４ ２００ １５０ ２ １ １９ １８０ １２０ ３ １ ２５ １４０ １００ ４ ２ １４ ２００ １５０ ５ ２ １９ １８０ １２０ ６ ２ ２５ １４０ １００ ７ ３ １４ ２００ １５０ ８ ３ １９ １８０ １２０ ９ ３ ２５ １４０ １００ １０ ４ １４ ２００ １５０ １１ ４ １９ １８０ １２０ １２ ４ ２５ １４０ １００ ＊でんぷん半エステルの製造に使用されるｎ- オクテニ
ルコハク酸無水物％。

【００１７】種々のサンプルの乳化性質を、次の様に測
定する：２個の４００ｍｌビーカーに夫々トウモロコシ
油５０ｇ及び水１５０ｇを入れる。水に下記のテスト乳
化剤を、油と水の重量に対して乾燥物質０．５重量％の
温度で加え、水をシルバーソンミキサーで６０００ｒｐ
ｍ１分間撹拌する。以前として６０００ｒｐｍで撹拌し
ながら、油を１分間かけて水に注ぎ、撹拌をまだ６００
０ｒｐｍで更に３分間続ける。次いで得られたエマルジ
ョンを立てられた１００ｍｌ測定シリンダーに満たし、
相分離を測定し、時間の関数として記録する。

【００１８】上記１〜１２の生成物をアラビアゴムと比
較した結果を、下記に示す。例からの生成物 エマルジョン相分離（２０時間後分離する油＋水の容量ｍｌ） １ ７５ ３ ７０ ４ ６７．５ ６ ５７ ７ ６３．７５ ９ ５４ １０ ６４ １２ ６１ アラビアゴム ５９

【００１９】

【発明の効果】本発明の方法によって得られた置換され
たコハク酸又はグルタル酸のでんぷん半エステルは、容
易に水に分散し、かたまりのない分散物を生じることが
できる。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それ自体公知の方法で行われる粒状でん
   ぷん半エステルを、糊化し、水の存在下に剪断条件下に
   加熱して部分的に分解することを特徴とする、置換され
   たコハク酸又はグルタル酸の冷水分散性でんぷん半エス
   テルを製造する方法。
2. 【請求項２】 糊化され、部分的に分解された処理生成
   物を、摩砕して、粒子サイズ５０〜２００ミクロンとな
   す、請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 粒状でんぷん半エステルを糊化し、部分
   的に押出機で分解する、請求項１又は２記載の方法。
4. 【請求項４】 押出機バレルの温度は、１２０〜２００
   ℃、好ましくは１４０〜１８０℃である請求項３記載の
   方法。
5. 【請求項５】 でんぷん半エステルの水含有量は５〜３
   ０重量％、好ましくは１０〜２５重量％である、請求項
   ３又は４記載の方法。
6. 【請求項６】 押出機バレルの温度は、１４０〜１６０
   ℃であり、でんぷんの水含有量は、１２〜２５重量％で
   ある、請求項３ないし５のいずれかに記載の方法。
7. 【請求項７】 でんぷんは天然又は化工トウモロコシで
   んぷん、小麦でんぷん、ジャガイモでんぷん、タピオカ
   でんぷん又は好ましくはワクシイトウモロコシでんぷん
   である、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
8. 【請求項８】 コハク酸又はグルタル酸は、炭素原子数
   ５〜１８の炭化水素残基によって置換されている、請求
   項１〜７のいずれかに記載の方法。
9. 【請求項９】 でんぷん半エステルは、ｎ- オクテニル
   コハク酸のでんぷん半エステルである、請求項８記載の
   方法。
10. 【請求項１０】 でんぷん半エステルは、ｎ- オクテニ
    ルコハク酸のワクシイトウモロコシでんぷん半エステル
    である、請求項９記載の方法。