JPS5937055B2 - 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

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
の製造法、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ＩＪ−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４５−１８９４４
号、特公昭４６−５０２３号、特公昭４６−６８１８号
、さらに特開昭４６−３９７４号、特開昭５０−１５７
５５号、特開昭５６−８６４３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、さらにその使用
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、例えば特公昭
５４−１７０１９号、特開昭５１−５１５４９号、特開
昭５４−８４０６７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、上記の先行技術、すなわちそのほとんどが配
合成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、本発明は撹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、
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５０〜１００μの範囲内にあるように単位容積
あたりの撹拌所要動力が１５０〜３００ ｋｇ／秒・ｍ
２の範囲内の値をとるよう撹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方法を提供す
ることにある。

以下、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、一般的にマーガリン
製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、落下牛油、ナタ
ネ油、カポック油など、およびこれらの硬化油、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ＩＪ （、ＩＪン脂肪酸エステル、ソルビタ
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、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、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（ローカストビーンガム、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、撹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１２０μ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ア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。

これに対し撹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、タービン翼、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、撹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アップ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５０〜１
００μ、好ましくは７０〜８０μの範囲にした方が転相
しすらい。

余り液滴径を小さくしても凝集が起きやすくフロック状
となり、安定なエマルジョンになり難いのである。

液滴径に関しては撹拌翼付きタンク、例えばフオドラタ
ンクを用いた場合、撹拌翼の回転力、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によって液
滴径を制御することができる。

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撹拌翼付きタンク、例えば
フオドラタンクによる乳化における重要な問題点は、撹
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
した状態で撹拌しなければならない。

そしてこのポルテックスの発生とよどみ現象の抑制は撹
拌回転翼の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、種々の実験、研究から単位容積当
りの撹拌所要動力によって撹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、そして撹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、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５０〜１００μの範囲内にあるよ
うに単位容積あたりの撹拌所要動力が１５０〜３００ｋ
ｇ／秒・ｍ２の範囲内の値をとるよう撹拌回転数を制御
すると、安定な油中水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撹拌所要動力（Ｐｖ値）とタン
ク内の処理量（■）、撹拌翼の回転数（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：撹拌所要動力 またＰは Ｐ＝Ｔω−２πｎＴ （２）ここに Ｔ：撹拌トルク ω：角速度 （２）式を（１）式に代入すると、 Ｐｖ＝Ｐ／Ｖ−２πｎＴ／Ｖ （３）この（３）
式はタンク内の処理量■が増減する変数と見なせば、Ｐ
ｖ値を一定にしようとすれば、回転数ｎと撹拌トルクＴ
が■に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
定しない数値であるが、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れば、それに必要な単位面積あたり
の撹拌所要動力（Ｐｖ値）は後記（４）式から液滴径Ｄ
ｐとＰｖ値との関係がわかるから、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）式において撹拌トルクＴは未知数の変数の
ため、予め実験等で撹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を増減せしめて撹拌回転数
ｎがＰｖ値をほぼ一定になるように制御し、その時の撹
拌トルクＴをトルクメーターで測定してＰｖ値を決定す
るのに必要な撹拌回転数ｎ１撹拌トルクＴ１エマルジヨ
ン溶液の容量■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
を撹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＝ｘ
（Ｐｙ）−Ｍ （４）〔ここにｘ＝２０
０〜２７０、ｙ＝ｏ、２〜０．２５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、撹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、ついで
この油相に水相を加えてゆき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。

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撹拌を行ない、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、上
記した撹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撹拌回転力
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
大容積量と撹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、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
るのに併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、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、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、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２４．５％（４９０ｋｇ）、大豆硬化油（ｍ
、ｐ、３４８Ｃ）１５．０％（３００ｋｇ）、モノグリ
セライド０．５％（１０ｋｇ）、合計４０．０％（ｓ
ｏ ｏｋ＆）の配合よりなる油相８００ｋｇを各成分毎
に計量タンクを用いて撹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、バッフル板はよどみ現象やポルテックスの最も発
生しにく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７０℃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５０℃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５０℃であった。

このものを撹拌機の撹拌スピード３５ｒ、ｐ、ｍ。

で撹拌しつつ６０℃まで加温し、１５分保持して油相の
溶解を完全にした。

その後、予め水５８．３％（１１６６ｋｇ）、ローカス
トビーンガム０．２％（０，４００ｋｇ）、食塩１．５
％（３０ゆ）を配合した合計６０．０％（１２００ｋｙ
）の水相（粘度４０℃で５００ｃｐ。

簡易粘度計ＲＴ−４型、リオン製）を次のスピードで添
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＝８００ｋｇ：５３３ｋ
ｇまで１４０ｋｇ／分 第２段階 油相：水相＝４： ６＝８００ｋｇ：１２０
０ｋｇまで６０ｋｇ／分 上記の条件で水相を添加しつつ次の撹拌条件で乳化を行
なった。

■ エアーを巻き込まず、よどみ現象を生じさせない。

■ 第１段階以後のＰｖ値が１５０〜２５０ｋｇ／秒・
〜２であるように撹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）８０〜１００μ すなわち、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
どみ現象をなくシ、かつ液滴径８０〜１００μ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撹拌
回転数をＰｖ値１５０〜２５０ｋｇ／秒・六あるように
自動制御した。

なお、Ｐｖ値２５０に９／秒・ｍ′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ｔ５０ｋ
ｇ／秒・ｄ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。

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４
０℃に調整し、プレート式殺菌機にて１２０℃、１秒の
殺菌を行なった後、処理能力２トン／時間の通常用いら
れるマーガリン製造機（パーフエクター：ゲルステンベ
ルグーアガー社）にて急冷、固化、練圧を行ない、通常
のソフトマーガリンに用いられるカップ充填機（ベンヒ
ル）にてカップ充填を行ない、低脂肪マーガリン（脂肪
量４０％）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、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、又品質についても水滴分離（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。

実施例 ２ 大豆硬化油２．５％（５０ｋｇ）、大豆白絞油１６．０
％（３２０ｋｇ）、バターオイル２０．０％（４００ｋ
ｇ）、乳化剤（モノグリセライド）０．５％（１０ｋｇ
）、合計３９．０％（７８０ｋｇ）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４１．５％（８３０
ｋｇ）、クリームチーズ１５．０％（３００ｋｇ）、カ
ゼインソーダ３．５％（７０ｋｇ）、食塩１．０％（２
０ｋｇ）を配合した合計６１．０％（１２２０ｋｇ）を
配合した水相（粘度４０℃で８００ｃｐ）を次のように
撹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、撹拌条件については水相の粘度上昇により実
施例１に記載の撹拌回転数を変更し、Ｐｖ値の範囲を２
００〜３００ｋｇ／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、Ｐｖ値２００ｋｇ／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３
００ｋｇ／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、混線、充填処
理して低脂肪マーガリン（脂肪量４０％）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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 撹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、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
   のエマルション製造過程において、液滴径が常に５０〜
   １００μの範囲内にあるような単位容積あたりの撹拌所
   要動力が１５０〜３００ｋｇ／秒・ｍ２の範囲内の値を
   とるよう撹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製造法。