JPH1192488A - 蔗糖脂肪酸エステル組成物およびそれを含有する透明飲料水 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】加熱しなくても冷水に速やかに溶解し、その水
溶液を長時間冷却保存しても濁りや沈殿を生ずることな
く安定に溶解する、水溶性に優れた蔗糖脂肪酸エステル
組成物及び該組成物を含有する透明飲料水を提供する。 【解決手段】（ａ）炭素数１２〜２２の飽和及び／又は
不飽和脂肪酸を構成脂肪酸とする、モノエステル含有量
が９０重量％以上の蔗糖脂肪酸エステル９５〜９９重量
％、及び（ｂ）脂肪酸乳酸エステル塩、ヒドロキシカル
ボン酸モノグリセリド及びレシチン系化合物から選ばれ
るイオン性界面活性剤５〜１重量％を含有することを特
徴とする蔗糖脂肪酸エステル組成物及び該組成物を５０
ｐｐｍ〜２重量％含有する透明飲料水。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷水でも速やかに
分散溶解し、溶解安定性に優れた蔗糖脂肪酸エステル組
成物およびそれを含有する透明飲料水に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】蔗糖脂肪酸エステルは優れた界面活性能
と良好な生分解性を兼ね備えた非イオン性界面活性剤で
あり、主に食品用乳化剤として広く使用されている。ま
たその高い安全性から化粧品、医薬品、香粧品・トイレ
タリ−分野において乳化剤、抗菌剤としての使用実績が
ある。

【０００３】蔗糖脂肪酸エステルは蔗糖分子の水酸基に
エステル結合する脂肪酸の炭素鎖長と置換度を制御する
ことにより親水性から親油性まで幅広い物性（ＨＬＢ１
〜２０）を得ることができる。特にモノエステル含有量
の多い高ＨＬＢのものは高い親水性を有し、水に対し不
溶性又は難溶性の物質、例えば炭酸カルシウム粉末を水
中に分散・溶解させる能力に優れることが知られている
（特開昭６３−１７３５５６号、特開平７−１１１８７
９号公報参照）。

【０００４】通常、水中へ速やかに溶解し、透明な溶解
状態を安定に保つことは、親水性界面活性剤としての基
本的要件の一つであり、特に脂溶性ビタミン等の生理活
性物質、香料、蛋白質の可溶化、また透明液体洗浄剤へ
の配合など、濁りのない透明性が要求される系での使用
においては必須な性能である。しかしながら市販品の中
で高ＨＬＢ（ＨＬＢ１２〜２０）タイプとされる蔗糖脂
肪酸エステル、例えばモノエステル含量８０重量％相当
の蔗糖パルミチン酸エステル（リョ−ト−シュガ−エス
テルＰ−１６７０：三菱化学社製商品名）或いは蔗糖ス
テアリン酸エステル（リョ−ト−シュガ−エステルＳ−
１６７０：三菱化学社製商品名）でさえも、実際に水に
溶解させる際には、一旦６０℃以上に加熱することを必
要としたり、水溶液を長時間冷却保存すると濁りや沈殿
を生ずることがあり、その改善が望まれていた。

【０００５】更に、透明なポリエチレンテレフタレ−ト
（ＰＥＴ）ボトルやガラス瓶に充填された透明飲料水、
例えばラムネ、コ−ラ、コ−ヒ−、ぶどうジュ−ス、り
んごジュース、日本茶、紅茶等において抗菌剤としてモ
ノエステル含量が８０重量％前後の蔗糖脂肪酸エステル
を配合し、これを冷蔵庫で２〜５℃の温度で保管すると
蔗糖脂肪酸エステルが沈殿したり、飲料水に濁りを発生
する原因となることが見い出された。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の一つは、上記
実情に鑑みなされたものであり、加熱なしでも冷水に速
やかに溶解し、且つ水溶液を長時間冷却保存しても、濁
りや沈殿を生ずることなく安定に溶解する、水溶性に優
れた蔗糖脂肪酸エステル組成物を提供することにある。
本発明のもう一つは、該蔗糖脂肪酸エステル組成物を含
有する透明飲料水を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく種々検討を重ねた結果、モノエステル含量
を一定以上に高めた蔗糖脂肪酸エステルに対し、特定の
アニオン性界面活性剤をある一定の比率で組み合わせる
ことにより、冷水への溶解速度及び溶解安定性が著しく
向上するとの知見を得て、本発明を完成するに至った。

【０００８】即ち、本発明の一つは、（ａ）炭素数が１
２〜２２の飽和及び／又は不飽和脂肪酸を構成脂肪酸と
する、モノエステル含有量が９０重量％以上の蔗糖脂肪
酸エステル９５〜９９重量％、及び（ｂ）脂肪酸乳酸エ
ステル塩、ヒドロキシカルボン酸のモノグリセリド及び
レシチン系化合物から選ばれるイオン性界面活性剤１〜
５重量％を含有する蔗糖脂肪酸エステル組成物を提供す
るものである。また、本発明のもう一つは、前記蔗糖脂
肪酸エステル組成物を５０ｐｐｍ〜２重量％含有する透
明飲料水を提供するものである。以下、本発明を詳細に
説明する。

【０００９】

【発明の実施の形態】（ａ）蔗糖脂肪酸エステル： （ａ）成分の蔗糖脂肪酸エ
ステルは炭素数が１２〜２２、好ましくは１４〜１８の
飽和及び／又は不飽和脂肪酸を構成脂肪酸とするモノエ
ステル含有量が９０重量％以上、好ましくは９５〜１０
０重量％の蔗糖脂肪酸エステルである。蔗糖脂肪酸エス
テルの構成原料の脂肪酸の具体例としては、ラウリン
酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレ
イン酸等が挙げられる。炭素数が１２未満の場合は水溶
性には優れるが、食品に添加した場合、風味に悪影響を
与えることが多く、食品乳化剤としての商品価値に乏し
い。一方、炭素数が２２を越えると、蔗糖脂肪酸エステ
ル自体の親油性が増加するため本発明の目的を達成する
には不適当となる。

【００１０】本発明に用いる蔗糖脂肪酸エステルのモノ
エステル含量は９０重量％以上、好ましくは９５重量％
以上である。即ち、置換度２以上のエステル体が１０重
量％以下であり、また置換度３以上のエステル体は２重
量％以下であることが好ましい。モノエステル含量が９
０重量％未満の場合は蔗糖脂肪酸エステル自体の水溶性
が不十分であり、水に完全に溶解させるには６０℃以上
での加熱を必要とする上、水溶液として長時間経過した
場合に濁りや沈殿を生じるため、本発明の目的を達成す
ることが出来ない。

【００１１】上記の蔗糖脂肪酸エステルを得る方法は特
に限定されない。一般的な方法としては、アルカリ触媒
存在下、ジメチルスルホキシド溶媒中で大過剰の蔗糖に
対し、脂肪酸又はその低級アルキルエステルをエステル
交換反応させる方法が挙げられる。この場合、モノエス
テル含量が９０重量％以上の蔗糖脂肪酸エステルを得る
ためには、蔗糖と脂肪酸又はその低級アルキルエステル
の仕込モル比を少なくとも８：１以上にする必要があ
る。その他、モノエステル、ジエステル、トリエステル
からなる通常の蔗糖脂肪酸エステルから、液液抽出、晶
析、カラムクロマトグラフィ−等の方法を用い、モノエ
ステルを分離精製してもよい。液液抽出条件としては、
例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン
等の炭素数４〜７の脂肪族ケトン類や酢酸メチル、酢酸
エチル等の酢酸低級アルキルエステル類から選ばれる有
機溶媒と水を抽剤として液液抽出を行い、モノエステル
を水相側へ選択的に分配させて分離精製する方法が挙げ
られる。

【００１２】（ｂ）イオン性界面活性剤：本発明に用い
るイオン性界面活性剤は、可食性のもので人身に対し、
毒性を示さないものが使用される。具体的には、脂肪酸
乳酸エステル塩、ヒドロキシカルボン酸もしくはその誘
導体のモノグリセリド等のアニオン性界面活性剤、レシ
チン系化合物等の両イオン性界面活性剤から１種以上選
ばれるものを用いる。好ましくは、脂肪酸乳酸エステル
塩、コハク酸モノグリセリド、リゾレシチンであり、特
に脂肪酸乳酸エステル塩が好適である。

【００１３】脂肪酸乳酸エステル塩の構成脂肪酸として
は炭素数１２〜２２、好ましくは１４〜１８の飽和又は
不飽和脂肪酸が用いられる。これらの脂肪酸の具体例と
しては、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、
オレイン酸等が挙げられる。脂肪酸鎖長がこの範囲より
短いと蔗糖脂肪酸エステルの水溶性を向上させる効果に
乏しく、逆に長過ぎる場合は脂肪酸乳酸エステル塩自体
の水溶性が低下し不適となる。

【００１４】アニオン性界面活性剤の対カチオンとして
はアルカリ金属が挙げられる。中でもナトリウム又はカ
リウムが好ましい。脂肪酸乳酸エステルの分子内カルボ
ン酸に対するアルカリ金属の結合モル比（中和度）は、
好ましくは７０〜１３０モル％、より好ましくは９０〜
１１０モル％である。中和度をこの範囲に保つことによ
り、脂肪酸乳酸エステル塩は良好な界面活性能を示し、
蔗糖脂肪酸エステルの水溶性向上に寄与する効果がより
一層顕著となる。中和度が高過ぎると、脂肪酸乳酸エス
テル塩の水中での経時安定性が低下するため、本発明の
効果は低減する。この原因としては、塩基性物質の増加
により脂肪酸乳酸エステル塩及び蔗糖脂肪酸エステルの
加水分解が同時に促進され、石鹸が副生し易い傾向にな
るためと考えられる。又逆に低過ぎる場合は、脂肪酸乳
酸エステル塩自体の界面活性能が低減し、蔗糖脂肪酸エ
ステルの水溶性向上に寄与する効果が低下する。

【００１５】上記の脂肪酸乳酸エステル塩の製造方法は
特に限定されない。例えば、アルカリ触媒存在下で乳酸
と脂肪酸を加熱反応させる等の公知の製造方法により得
られる反応混合物を、液液抽出、晶析、カラムクロマト
グラフィ−等の方法により精製して用いられる。ヒドロ
キシカルボン酸もしくはその誘導体のモノグリセリドと
しては、安全性の観点から食品添加物として使用される
有機酸モノグリセリド、例えば、コハク酸モノグリセリ
ド、クエン酸モノグリセリド、ジアセチル酒石酸モノグ
リセリド等が挙げられる。中でもコハク酸モノグリセリ
ドが好ましく、その構成脂肪酸は炭素数１２〜１８、よ
り好ましいのは１４〜１８の飽和又は不飽和脂肪酸であ
り、カルボン酸の中和度は好ましくは７０〜１３０モル
％、より好ましくは９０〜１１０モル％である。レシチ
ン系化合物としては、酵素処理レシチン、酵素分解レシ
チンが挙げられるが、中でもリゾレシチンが好ましい。

【００１６】組成物：本発明の蔗糖脂肪酸エステル組成
物中の（ａ）成分の蔗糖脂肪酸エステルと（ｂ）成分の
イオン性界面活性剤の配合割合は、（ａ）成分が９５〜
９９重量％、好ましくは９５〜９８．５重量％で、
（ｂ）成分は１〜５重量％、好ましくは１．５〜５重量
％である。本発明の蔗糖脂肪酸エステル組成物の製造方
法としては、（ａ）成分と（ｂ）成分を別々に添加して
配合しても良いし、組成物として直接合成出来るもので
あれば、直接合成しても構わない（特願平８−７９８１
３号明細書参照）。また両成分の構成脂肪酸鎖長は同じ
でも、また異なっていても良い。

【００１７】例えば、イオン性界面活性剤が脂肪酸エス
テル塩であれば、アルカリ触媒存在下、ジメチルスルホ
キシド溶媒中にて特定割合で混合した蔗糖と乳酸塩に対
し、脂肪酸又はその低級アルキルエステルを競争的にエ
ステル化反応させることにより合成できる。この
（ａ）、（ｂ）成分の他にも、本発明の蔗糖脂肪酸エス
テル組成物には、本発明の目的が損なわれない範囲であ
れば、ＨＬＢが８以上、好ましくはＨＬＢ１０以上の親
水性非イオン性界面活性剤の中から任意に選択して併用
しても良い。この様な添加成分としては、例えばポリグ
リセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、
ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等が挙げ
られる。

【００１８】本発明の蔗糖脂肪酸エステル組成物は優れ
た界面活性能を有し、乳化、分散、可溶化、抗菌剤等に
幅広く用いられる。特に高い水溶性を生かし、濁りのな
い透明感が長時間要求される系、例えば、食品分野で言
えば、ＰＥＴボトル入りの透明飲料水における脂溶性物
質や香料の可溶化や耐熱性芽胞菌に対する静菌効果を有
する食品添加剤或いは水溶性乳化剤として利用される。

【００１９】透明飲料水としては、ラムネ、コ−ラ、日
本茶、ウ−ロン茶、紅茶、コ−ヒ−、りんごジュ−ス、
梅ジュ−ス、ぶどうジュ−ス、日本酒、ウィスキ−、ミ
ネラルウォ−タ−等が挙げられ、本発明の蔗糖脂肪酸エ
ステル組成物は、透明飲料水中、５０ｐｐｍ〜２重量
％、好ましくは１００ｐｐｍ〜０．５重量％含有され
る。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明はその要旨を越えない限り、この実施例
に限定されるものではない。蔗糖脂肪酸エステル及び脂
肪酸乳酸エステル塩は各々以下に説明する方法で製造
し、両者を本発明の範囲内で配合して、表１に示す組成
物とした。

【００２１】蔗糖脂肪酸エステルの製造例 蔗糖パルミテ−トの製造方法を例示するが、異種脂肪酸
を構成脂肪酸とする場合でも、蔗糖に対する脂肪酸メチ
ルの反応仕込モル比を一定として同様の方法で製造でき
る。加熱ジャケット付きの攪拌型反応槽に蔗糖１００
部、及び溶媒としてジメチルスルホキシド（以下、ＤＭ
ＳＯと略記）２９５部を仕込み、８０℃、１５ｍｍＨｇ
の条件下でＤＭＳＯを１５分間還流した後、ＤＭＳＯ５
０部を留出させて反応系内の水分を除去した。この時点
で系内の水分は０．０５重量％であった。次に炭酸カリ
ウム０．２６部とパルミチン酸メチル（純度８０％）
５．７５部（対蔗糖７．１５モル％）を加え、９０℃、
２０ｍｍＨｇの条件下、ＤＭＳＯを還流させながら３時
間反応を行った結果、パルミチン酸メチルの最終転化率
は９９．５％であった。

【００２２】この反応混合物に５０％乳酸水溶液を０．
６８部（対カリウム１倍当量）添加して触媒を中和失活
させた後、９０℃、２０ｍｍＨｇの条件下、蒸留により
ＤＭＳＯ２００部を留去した。得られた反応濃縮物はイ
ソブタノ−ル２８０部に溶解し、乳酸カリウム１８００
ｐｐｍを含む純水２８０部を加えてミキサ−セトラ−型
の抽出装置で６０℃、常圧下にて抽出処理し、蔗糖脂肪
酸エステルを油相側、未反応蔗糖を水相側へ各々分配さ
せた。

【００２３】次に、ミキサ−セトラ−から回収されたイ
ソブタノ−ル溶液を回転円盤型抽出塔の下部より送液
し、同時に上部から１８００ｐｐｍの乳酸カリウムを含
む純水を供給して６０℃、常圧下にて交流多段抽出を行
った。塔への供給比率は水１００部に対し、イソブタノ
−ル溶液１００〜１５０部とした。塔上部より回収した
イソブタノ−ル溶液から溶媒を留去して蔗糖脂肪酸エス
テル１２部を得た。得られた蔗糖脂肪酸エステルのモノ
エステル含量は９５重量％、ＨＬＢは１７であった。

【００２４】脂肪酸乳酸エステル塩の製造例 パルミチン酸乳酸エステル塩の製造方法を例示するが、
異種脂肪酸を構成脂肪酸とする場合でも、乳酸に対する
脂肪酸の反応仕込モル比を一定とし同様の方法で製造出
来る。乳酸（純度９０％）１００部、パルミチン酸（純
度８０％）２１８部（対乳酸８３．３モル％）、炭酸カ
リウム３４．５部を窒素雰囲気下、２００℃で５時間反
応させた。得られた反応混合物に１規定塩酸８５０ｍｌ
を加えてｐＨ３以下まで中和し、これにｎ−ヘキサン８
５０ｍｌを加えて十分振とうした後、ｎ−ヘキサン相と
水相に分液させ、各相を分離した。ｎ−ヘキサン相を２
倍希釈した後、室温に一夜静置して結晶を析出させた。
得られた結晶は濾過し、更に再度ｎ−ヘキサン中で同様
の条件で結晶を析出させて精製されたパルミチン酸乳酸
エステル１１５部を得た。このものの分子内カルボン酸
は遊離状態であったが、当量の水酸化カリウムで中和し
て中和度を１００％とした。

【００２５】実施例１〜５、比較例１〜２ 表１に示す蔗糖脂肪酸エステル（ａ）と、アニオン性界
面活性剤（ｂ）を同表に示す割合で混合して得た組成物
を試料とした。この蔗糖脂肪酸エステル組成物（試料）
の溶解速度と溶解安定性は次の方法により評価した。

【００２６】（ｉ）溶解速度評価 ５℃及び２５℃の水に対する溶解速度を比較評価するた
め、所定温度の水を循環させたジャケット付き５００ｍ
ｌガラス性攪拌槽に試料１ｇと５℃または２５℃の蒸留
水９９ｇを投入し、３００ｒｐｍで３０分間攪拌した
後、静置して水溶液の外観を観察した。評価は溶液の透
明感や不溶物の残存量により次の４段階とした。 ◎：透明に溶解。 ○：僅かに曇りが見られるが、ほぼ透明に溶解。 △：少量の不溶物が残る。 ×：不溶物が多く、溶解が不十分である。

【００２７】（ii）溶解安定性評価 蒸留水及び市販の缶入りブレンド茶（登録商標：爽健美
茶、日本コカ・コ−ラ社製）に蔗糖脂肪酸エステル組成
物（試料）を６０℃にて加温溶解し、試料濃度３００ｐ
ｐｍの溶液を調製した。これを５℃及び２５℃の恒温槽
にて保存試験に供し、１ヶ月後の溶解状態を目視観察し
た。評価は溶液の透明性や沈殿の発生量により次の４段
階とした。 ◎：透明に溶解。 ○：僅かに曇りが見られるが、ほぼ透明に溶解。 △：濁りが発生するが、沈殿なし。 ×：沈殿が発生。 結果を表２に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】

【００３０】

【発明の効果】本発明の蔗糖脂肪酸エステル組成物は、
加熱なしでも冷水に速やかに溶解し、且つ、水溶液とし
て長時間冷却保存しても、濁りや沈殿を生ずることなく
安定に溶解する。これにより使用時の取扱が非常に容易
である上、特に濁りのない透明感が長時間要求される系
での使用に好適に用いることが可能となる。また、その
高い親水性により大変優れた界面活性能を有するので、
食品、化粧品、医薬、香粧品・トイレタリ−分野におけ
る乳化、分散、可溶化剤としても大変有用である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）炭素数が１２〜２２の飽和及び／又
   は不飽和脂肪酸を構成脂肪酸とする、モノエステル含有
   量が９０重量％以上の蔗糖脂肪酸エステル９５〜９９重
   量％、及び（ｂ）脂肪酸乳酸エステル塩、ヒドロキシカ
   ルボン酸のモノグリセリド及びレシチン系化合物から選
   ばれるイオン性界面活性剤５〜１重量％、を含有する蔗
   糖脂肪酸エステル組成物。
2. 【請求項２】 （ｂ）成分の脂肪酸乳酸エステル塩およ
   びヒドロキシカルボン酸のモノグリセリドの対カチオン
   がアルカリ金属カチオンであり、カルボン酸に対する中
   和度が７０〜１３０モル％である請求項１に記載の蔗糖
   脂肪酸エステル組成物。
3. 【請求項３】 請求項１記載の蔗糖脂肪酸エステル組成
   物を５０ｐｐｍ〜２重量％含有する透明飲料水。