JPS5871843A - 低脂肪マ−ガリン製造用油中水型エマルジヨンの製造法 - Google Patents

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】 本発明は低脂肪マーガリン製造用油中水型エマルジョン
の興造法、特に油相の量が水相の量に比して少ない割合
の場合でも安定な油中水型の乳化状態を維持する低脂肪
マーガリン製造用エマルジョンの製造方法に関するもの
である。

従来、マーガリンを製造する場合は安定な油中水型のエ
マルジョンを形成した後、このエマルジョンを冷却固化
するマーガリン製造機で製造しており、この時のエマル
ジョンは油相の量が水相の量に比して、常に大きな値を
とっていた。

近年、低カロリー化の要求が強まり、油相の量が水相の
量に比して少ない、いわゆる低脂肪のマーガリンが開発
されるようになった。

これらの技術としては−例えば特公昭１ｔｊ−／ｆｆ９
１１４Ｚ号、特公昭ｌ乙−！０２３号、特公昭ｌ１６−
６ｇＩｇ号−さらに特開昭ｑ乙−３９７り号−特開昭ｊ
Ｏ−１６７ｊＪ−号、特開昭！６−ｇ／；’ｔ３号等が
ある。

これらの方法は−いずれも油中水型エマルジョンの安定
化を計るために乳化剤の種類やその量。

さらにその門用方法等について開示しているが。

これらの方法には、油相の量が水相の量に比して小さい
にも拘わらず油中水型のエマルジョンを形成しようとす
るために僅かのショックで水中油型のエマルジョンに転
相しやすいという問題が常に内在している。

従ってより安定な油中水型エマルジョンにするためには
、乳化剤に依存することも考えられるが。

必要以上の乳化剤の使用量はマーガリンの風味等が悪く
なる等の問題がある。

これらの問題を解決する改良技術として１例えば特公昭
！クーノ２０／９号、特開昭３１−、ｆｌ、ｆｌ１９号
、特開昭−ｔｌｌ−ｇＱＯｔ７号等があり−これらは水
相中に蛋白質濃厚物を加えて安定化を計る油相より水相
の量の比が大きな油中水型のエマルジョンを得る方法を
開示している。しかしこれとて乳化方法の条件によって
は必ずしも安定な油中水型エマルジョンを得ることは難
かしい。

本発明は一上記の先行技術−すなわちそのほとんどが配
合取分の調整を行なおうとするいわゆる化学的な解決方
法であるのに対し、特に物理的手段のみに重きをおいた
安定な油中水型エマルジョンを得る方法である。

すなわち１本発明は攪拌翼およびバッフル板を有するタ
ンク中に任意の量の油相を予め入れておき、ついでこの
油相に油相の量に比して多い量の水相を加えてエマルジ
ョンを製造するにあたり一油相中に水相を加えてゆき１
重量比で油相対水相の比が６：４位になったときから水
相供給終了までのエマルジョン製造過程において、液滴
径が常に−ｔＯ〜ノ００μの範囲内にあるように単位容
積あたりの攪拌所要動力が１００〜３ｏ　ｏ　Ｅｙ　７
秒・ｍ２の範囲内の値をとるよう攪拌回転数を制御する
ことを特徴とする一低脂肪マーガリン製造用油中水型エ
マルジョンの製造法であって、その目的とするところは
、物理的手段により、油相の量が水相の量より小さいに
も拘わらず、安定な低脂肪マーガリン製造用油中水型エ
マルジョンを容易に得ることができるようにした１方法
を提供することにある。

以下一本発明について詳細に説明する。

本発明において用いられる油相はｍ一般的にマーガリン
卵造に用いられる食用油脂（例えば牛脂。

ラード、魚油、鯨油、乳脂、大豆油−パーム油−パーム
核油−ヤシ油−綿実油、ヒマワリ油、サフラワー油、落
花生油−ナタネ油−カポック油など。

およびこれらの硬化油１分別油などで−これらの単体ま
たは混合油）、親油性の乳化剤（例えばグリセリン脂肪
酸エステル、ンルピタン脂肪酸エステル、ポリグリセリ
ン脂肪酸エステル、蔗糖脂肪酸エステル、プロピレング
リコール脂肪酸エステル、レシチンなど）からなるか、
さらにこれらと必要に応じて加えられる着色料（β−カ
ロチン−その他油溶性色素）、油溶性フレーバー、ビタ
ミン類などからなる。

また水相としては一通常マーガリンの製造に用いられる
乳製品（脱脂乳、バターミルク１．脱脂粉乳、カゼイン
ソーダ、チーズ類、全脂粉乳、牛乳など）−食塩−水溶
性フレーバー、安定剤（ローカストピーンガム、キサン
タンガム−グアーガムなどで食品添加物として公定書記
載のもの）、水などの全部または一部を組合わせたもの
が用いられる。

つぎに、乳化装置であるが、乳化にはケーキミキサー、
フィルターミル−噴霧ノズル、攪拌翼付きタンクなどを
用いることが考えられる。このうち−ケーキミキサーで
水相の量が油相の量より大きい場合の乳化を行なったと
きはエマルジョンは不安定でかつ液滴径は１２’０μ以
上である。またフィルターミルで水相の量が油相の量よ
り大きい場合の乳化を行なったときは、真空下で行なう
と乳化状態は良いが、常圧下で行なうとエヤーの抱キ込
みが生じエマルジョンはフロック状を呈し、分離転相す
る。したがってフィルターミルでの乳化では真空装置の
使用が不可欠であり、スケールアップに問題が多いので
多量処理には向いていない。また噴霧ノズルで水相の量
が油相の量より大きい場合の乳化゛を行なった場合は、
エマルジョンが不安定なため、噴霧ノズルも使用には向
かない。

これに対し！拌翼付きタンクで水相の量が油相の量より
大きい場合の乳化を行なった場合、タービン真、フォー
ドラ翼で多少相違はあるものの乳化状態は良好であるこ
とが認められた。

以上のことから一攪拌翼を装備したタンクで乳化を行な
った方が装置のスケール了ツブやメインテナンスが容易
であり、水相の量が油相の量より大きい場合の乳化に適
しているといえる。

ところで、水相の量が油相の量より大きい場合の乳化で
安定な油中水型エマルジョンを得る条件としては、経験
的に液滴径の大きさをある程度一定にしてかつ１０−１
００μ−好ましくは７０〜ｇθμの範囲にした方が転相
しすらい。余り液滴径を小′さぐしても凝集が起きやす
〈フロック状となり一安定なエマルジョンになり難いの
である。

液滴径に関しては攪拌翼付き゛タンクー例えばフオドラ
タンクを用いた場合、攪拌翼の回転力、すなわち時間当
りの回転数によって剪断力が変化するのでこれＫよって
液滴径を制御することができるＯ つぎに油相の量が水相の量に比して小さい場合に油中水
型エマルジョンを得るための攪拌翼付きタンク、例工ば
フオドラタンクによる乳化における重要な問題点は一攪
拌時に発生するポルテックス（渦流）によるエアーの抱
き込みとよどみ現象である。この２つの現象はエマルジ
ョンの転相の原因になりやすいために好ましくない。

したがって、乳化にあたっては−この２つの現象を抑制
した状態で攪拌己なければならない。そしてこのポルテ
ックスの発生とよどみ現象の抑制は攪拌回転翼め形状と
バッフル板の組み合わせによって成る程度解決すること
ができるが、これだけでは油相の量が水相の量に比して
小さい場合に安定した油中水型エマルジョンを得ること
は困難である。

そこで本発明者らは一種々の実験一研究から単位容積当
りの攪拌所要動力によって攪拌剪断力を制御でき−かつ
これによってエマルジョンの液滴径を制御することがで
き、さらにポルテックスの抑制とよどみ現象を防止する
ことができることを知り、そして攪拌翼およびバッフル
板を有するタンク中に任−〇量の油相な予め入れておき
、ついで′この油相に油相の量に比して多い量の水相を
加えてエマルジョンを創造するにあたり一油相中に水相
な加えてゆき一重量比で油相対水相の比が６：４位にな
ったときから水相供給終了までのエマルジョン製造過程
において、液滴径が常にｊＯ〜１００μの範囲内にある
ように単位容積あたりの攪拌所要動力が１００〜３００
　Ｋｆ　７秒・ｍ２の範囲内の値をとるよう攪拌回転数
を制御すると一安定な油中原型エマルジョンが得られる
ことを知ったのである。

ここで単位容積あた〜りの攪拌所要動力（Ｐｖ値）とタ
ンク内の処理量（Ｖ）、攪拌翼の回転数（ｎ）。

液滴径（Ｄｐ　）の関係を示すと次の如くである。

Ｐｖ　＝　Ｐ　／Ｖ　　　　　（１） ここに Ｐ：攪拌所要動力 またＰは Ｐ＝Ｔω＝λπｎＴ　　　（２） ここに Ｔ：攪拌トルク ω：角速度 （２）式を（１）弐に代入する亀と− Ｐｖ　＝　Ｐ　／　Ｖ　＝コｙｒｎＴ／Ｖ　　　　（３
）この（３）式はタンク内の処理量Ｖが増減する変数と
見なせば、Ｐｖ値を一定にしようとすれ、ば−回転数ｎ
と攪拌トルクＴがＶＫ比例して増減する変数であること
が解る。

そこでＰｖ値は、変数Ｖ、ｎ、Ｔが与えられなければ決
寓しｈい数値であるが一油相と水相の比によっである特
定の比の時のエマルジョンの最適な液滴径は実験あるい
は経験等から決定す些ば−わかるから一液滴径を決定す
る剪断力すなわちＰｖ値は前記（３）式を満足させれば
よいことになる。

しかしく３）式において攪拌トルク（Ｔ）は未知数の変
数のため、予め実験等で攪拌翼を有するタンク中にエマ
ルジョン溶液を供給し、その量（Ｖ）を増減せしめて攪
拌回転数（ｎ）がＰｖ値をほぼ一定になるように制御し
、その時の攪拌トルク（Ｔ）をト冗りメーターで測定し
てＰｖ値を決定するのに必要な攪拌回転数（ｎ）、攪拌
トルク（Ｔ）−二マルジョン溶液の容量（Ｖ）との相関
関係をつかむ。

なお−ここでトルクＴは実験から。

Ｔ＝ｆ（Ｖ、ｎ） の関係が成立することが解る。

この結果、■の量が油相中に水相を添加するのに伴なっ
て増加するのに連動させて任意の液滴径に必要な剪断力
を攪拌回転数で与えればよいことが解る。すなわち例え
ばタンクの液面レベルに併せて回転数を変化させればよ
い。

また−実験の結果から、Ｐｖ値とＤｐとの関係はＤｐ　
＝χ（Ｐｖ　）−ｙ（４） 〔ここにχ＝ユｏｏ〜コア０．ｙ＝−０．−〜−０，８
である。〕の実験式が成立することが認められた。

本発明では、攪拌翼およびバッフル板を有するタンク中
に目的とする任意の量の油相を予め入れておき一ついで
この油相に水相を加えてゆき油相ノ量に比して多い量の
水相を加えてエマルジョンを製造する。この場合、油相
と水相の重量比が６：４位まではポルテックスを生じな
い程度の攪拌を行ない一油相と水相の重量比が６：４位
になったときから水相供給終了（油相と水相の重量比が
油相く水相−好ましくは４：６乃至それ以上の比率）ま
でのエマルジョン製造過程において一上記した攪拌回転
数の制御を行なうのである。

従来、フォードラタンクなどの設計に際して攪拌回転力
とフォードラタンクの大きさを決定するのにＰｖ値を用
いる場合はあったが、この場合はフォードラタンクの最
大容積量と攪拌回転力との関係のみをタンクのスケール
・アップ−あるいはスケール・ダウンの目やすとしてい
た程度のものであり１本発明におけるようにポルテック
スとよどみ現象を抑制した条件を満足させながらタンク
中にあらかじめ油相を入れておき、次いで水相を添加す
るのに伴なって必要な液滴径になるような剪断力を与え
る回転数をＰｖ値との関係から求めて乳化するものでは
ない。

かくして本発明によれば一物理的手段により、油相の量
が水相の量より小さいにも拘わらず、安定な低脂肪マー
ガリン製造用油中水型エマルジョ！ ンを容易に得ることができる。そして、このようにして
得られた油中水型エマルジョンは殺菌−冷却２固化、練
圧を行なって低脂肪マーガリンを製造することができる
。

つぎに一本発明の実施例を示すが、本発明はこれにより
制限されるものではない。

実施例　１ 大豆白絞油λ＝、５ｔｉｒ（ｙｑｏｃｙ）、大豆硬化油
（ｍ、ｐ、Ｊｕｌ：’）／ｊ、０４（３００Ｋｙ）、　
モ／グリセライド０．ｊ係（ｌＯ砂）、合計ｇ　ｏ　’
＋　。

憾（ｇ’、ｐ　ＯＫｙ　）の配合よりなる油相ｇ　ｏ　
ｏ　［７を各成分毎に計量タンクを用いて攪拌翼付きの
乳化タンク（この乳化タンクは通常のフォドラタンクで
翼はフォードラ翼を用い一バッフル板はよどみ現象やポ
ルテックスの最も発生しにぐい位置に予備テストの結果
取り付けたものである）に入れた。

この場合、モノグリセライドは大豆硬化油配合量の一部
を用いて予め溶解し７０Ｃに保持し完全に溶解している
状態で使用した。残りの大豆硬化油も固体脂が析出しな
いように−ｔＯＣに加温保持して使用した。配合終了後
の油相全体の温度は一１０Ｃであった。

このものを攪拌機の攪拌スピードｊ　ｊ　ｒ、ｐ、ｍ、
で攪拌しつつ６０Ｃまで加温し、１３分保持して油相の
溶解を完全にした。

その後、予め水ｊｇ、３憾（７１≦ｔ　Ｋｙ−）−ロー
カストビーンガム０．２ｔｌｙ（０，ダｏｏＫｙ）。

食塩１．１４（３０９）を配合した合計６０．０４（１
２００Ｋｙ）の水相（粘度”　ＯＣＴｊｏｏＣｐ。

簡易粘度計ＲＴ　−＆型、リオン製）を次の一スピード
で添加し油中水型のエマルジョンを得た。

第１段階　油相：水相＝６　：４＝ｇ００Ｅ９：１３３
［ＰまでｌダＯＥｙ　７分 第一段階　油相：水相＝４　：　６＝ｇｏｏｃｙ：ｔコ
ｏｏ印までｔｏＫｙ１分 上記の条件で水相を添加しつつ次の攪拌条件で乳化を行
なった。

■エアーを巻き込まず、よどみ現象を生じさせない０ ■第１段階以後のＰｖ値が１１０−ユ、ｊ　ＯＫｆ　／
秒拳ｍ２であるように攪拌回転数を水相の積算添加量に
より制御した。

■目標液滴径（最終）　　　ｇｏ〜１０θμすなわち一
乳化タンク中のミックス量の経時的増加に合わせポルテ
ックスによる空気の巻きこみとミックスのよどみ現象を
なくし−かつ液滴径ｇθ′〜１００μを維持するように
乳化タンクのミックス液面レベルに応じて攪拌回転数を
Ｐｖ値！１０〜ａｒｏＫｙ／秒・ｍ２であるように自動
制御した０なお−Ｐｖ値−ｊ　ＯＫｆ　７秒・ｍ２以上
の回転数ではポルテックスによる空気の混入がみられ、
Ｐｖ値１１０Ｋｙ／秒・ｍ２以下の回転数ではバッフル
板の裏側によどみ現象がみられた。

このようにして得られた油中水型エマルジョンを品温ｔ
ｔｏＣに調整し一プレート式殺菌機にて／２０７：、１
秒の殺菌を行なった後−処理能カユトン／時間の通常用
いられるマーガリン製造機（バーフエクター：ゲルステ
ンベルグーアガー社）にて急冷、固化−線圧を行ない、
通常の、ソフトマーガリンに用いられるカップ充填機（
ペンヒル）にてカップ充填を行ない、低脂肪マーガリン
（脂肪量ダ０係）を製造した。

この方法により通常−低脂肪マーガリンの製造に起こり
がちなミックス乳化段階及びミックス急冷−固化時（マ
ーガリン製造機時点）の相転換（Ｗ１０→０／Ｗ）を生
ずることなく一安定した工程で低脂肪マーガリンを製造
することが出来、又品質についてζ水滴分離（リーキー
）のない良好な組織の低脂肪マーガリンを得ることが出
来た０実施例　２ 大豆硬化油２．ｊ４（ｔＯＫｙ）−大豆白絞油ノ乙、Ｏ
壬（３コＯＫｇ　）　、バターオイルユｏ、。

４（ｌ１００Ｋｆ）、乳化剤（モノグリセライド）０．
！４（ＩＯ印）２合計、３９．０４（７ざＯＥｙ　）の
配合よりなる油相を実施例１に記載したと同じ乳化タン
クに実施例１に記載したと同様にして入れ。

これに水りｔ、ｒ４（ｇ３ｏＫｙ）−クリームチーズｌ
ｉｔ、０憾（３００す）、カゼインソーダ、７．Ｊ−憾
（７０に））１食塩１．９憾（コｏ　Ｍｙ　）を配合し
た合計６ｉ、ｏ４ｃ’コ２０　Ｋｙ　）を配合した水相
（粘度ａｔ）Ｃでｇ　ｏ　ｏ　ｃｐ　）を次のように攪
拌しながら添加してゆき油中水型エマルジョンを得た。

すなわち−攪拌条件については水相の粘度上昇により実
施例１に記載の攪拌回転数を変更し、Ｐｖ値の範囲をコ
００〜３００Ｋ）７秒・ｍ２の範囲にあるようにする以
外は実施例１に記載したと同様に実施した。この場合ｓ
　Ｐｖ値ユｏ　ｏ　Ｋｙ　７秒・ｍ２以下ではミックス
のよどみ現象がバッフル板の裏側にみられ、Ｐｖ値３０
０　ｇｐ　７秒・ｍ２以上ではポルテックスによる空気
の混入がみられた。

このよ、うにして得られた油中水型エマルジョンを実施
例１に記載したと同様に殺菌、冷却−固化。

混練、充填処理して低脂肪マーガリン（脂肪量グθ壬）
を得た。このものは実施例１の低脂肪マーガリンと同様
に品質良好なものであった。

第１頁の続き ０発　明　者　丸井公男 飯能市大字中山３８２番地ＩＢ−４ ３ ０発　明　者　松本賢司 埼玉県入間郡大井町亀久保１９２２ １０ ０発　明　者　水口恒夫 狭山市東三ツ木１８０−４３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 攪拌翼およびバッフル板を有するタンク中に任意の量の
   油相を予め入れておき、ついでこの油相に油相の量に比
   して多い量の水相を加えてエマルジョンを製造するにあ
   たり、油相中に水相を加えてゆき１重量比で油相対水相
   の比が６：４位になったときから水相供給終了までのエ
   マルジョン製造過程において一液滴径が常に１０−１０
   ０μの範囲内にあるように単位容積あたりの攪拌所要動
   力が１００〜．３゛００Ｋｆ／秒・ｍ２の範囲内の値を
   とるよう攪拌回転数を制御することを特徴とする。 低脂肪マーガリン製造用油中水型エマルジョンの創造法
   。