JPS627440A - マイクロカプセルの製造方法 - 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】 政権公国 本発明は電解質を添加する単純コアセルベーションによ
るマイクロカプセルの製造方法に関する。

従】銘鉦皮貨− マイクロカプセルは、液体、気体を固体として取扱える
、互いに反応しやすい物質を隔離できる、周囲の環境よ
り保護できる、芯物質の放出条件を制御できるなどの優
れた機能を有している。このようなマイクロカプセルの
製造方法としては種々のものが知られているが、高分子
物質の液体−液体相分離を利用してマイクロカプセルを
製造する方法（コアセルベーション）は被覆率が高く、
微密な被膜を有する優れたカプセルを効率的に製造する
ことができるので、工業的に有用な製造方法である。

コアセルベーション法には、単純コアセルベーションの
他にも種々の方法があり、たとえば、ゼラチンを壁膜物
質とするマイクロカプセルは、ポリアニオンコロイドと
のコンプレックス形成を利用したコンプレックスコアセ
ルベーション法により一般的に製造されて−１）る。コ
ンプレックスコアセルベーション法は、操作が簡単で工
業的にも有用な方法であるが、電解質が共存するとコン
プレックス形成が阻害されるためカプセルの形成が困難
となる。そこで、微量でもイオンを遊離するような物質
、たとえば、酸性染料の金属レーキ、弱アニオンまたは
弱カチオンの生理活性物質、不純物として電解質を含有
する物質などのカプセル化には不適である。さらに、コ
ンプレックスコアセルベーション法はｐＨを変化させる
ことによりカプセル化を行うので、特定のｐＨにおいて
のみ安定な芯物質（特に中性やアルカリ性で安定なもの
）のカプセル化には不適である。また、得られるカプセ
ル膜中の水分含量が８０〜９０％と高いため膜が軟らか
くて付着性も強く、カプセル膜を化学的に硬化しないで
カプセルを分離、乾燥することが困難であった。

電解質添加による単純コアセルベーション法は、このよ
うな欠点を解決しうる方法と考えられるが、親水性をも
つような芯物質ではカプセル壁の形成が不十分であり、
また、十分にカプセル壁が形成されるような芯物質でも
カプセル製造過程で凝集が起こりやすく、良好なカプセ
ルが得られないという問題があった。

たとえば、ポリビニルアルコールを壁膜物質とするマイ
クロカプセルをこの方法で製造しようとしても、カプセ
ル形成に要求される物理的性質をそなえた分離相を生成
させることが困難で、分離相がカプセル芯物質を包囲し
なかったり、カプセルを形成した場合でもカプセルが凝
集して粗大塊となってしまった。

このような事情から、先に特公昭４７−５１７１４号公
報では、ポリビニルアルコールとポリヒドロキシ芳香族
物質との複雑な結合体を壁物質として単純コアセルベー
ション法によりマイクロカプセル化を行う方法が提案さ
れている。しかしながら、ポリヒドロキシ芳香族物質は
還元性があり、また、金属、アミノ基、水酸基、アルデ
ヒド基をもつ化合物と結合や反応しやすい性質をもつな
ど化学的な活性が強いため、カプセル芯物質の種類によ
っては芯物質の変質や劣化をきたすことがあり、好まし
くない。また、ポリヒドロキシ芳香族物質が存在するた
めに、空気、光、金属イオンなどによりカプセルが変色
するという問題もあった。

月１０Ｌ蝮 本発明は、芯物質が親水性であるか否かを問わず、凝集
を起こすことなく安定に、単純コアセルベーションによ
り、マイクロカプセルを製造する方法を提供するもので
ある。

１里久１虞。

本発明のマイクロカプセルの製造方法は、壁膜物質とし
ての高分子物質を含む水溶液に、実質的に水に不溶性の
カプセル芯物質を分散させるとともに電解質を添加し、
単純コアセルベーション法によりマイクロカプセルを製
造する方法において、前記水溶液中に、マメ科の植物種
子から得た多糖類物質およびペクチンを壁膜物質ととも
に含有せしめることを特徴とする。

以下、本発明についてさらに詳細に説明する。

壁膜物質としては、水溶性で電解質の添加により相分離
し、カプセル芯物質を囲む分離相を形成するものが用い
られ、ポリビニルアルコール、ゼラチン、カゼイン、ア
ルカリ金属塩、硫酸化セルロース、水溶性ナイロンなど
が例示される。この中でも特に好ましい壁膜物質として
、ポリビニルアルコール、ゼラチン、水溶性ナイロンが
挙げられる。

ポリビニルアルコールとしては１重合体中の５０重量％
がビニルアルコール成分からなっているものが用いられ
る。重合体のすべてがビニルアルコール単位から構成さ
れている重合体（ホモポリマー）の他、ビニルアルコー
ル成分力５０重量％以上で、ビニルアセテート、ビニル
プロピオネート、ビニルブチレートなどの他の構成単位
を含有する重合体５およびこれら重合体のアニオン変性
体またはカチオン変性体も１本発明でいうポリビニルア
ルコールに含まれる。

ポリビニルアルコールは、通常ポリビニルアセテートの
加水分解生成物と−して入手することができ、好ましく
は、加水分解率７０〜１００モル％のものである。また
、加水分解率の異なる２種以上のポリビニルアルコール
を混合して用いることもできる。

ゼラチンとしては、アルカリ法ゼラチン、酸処理ゼラチ
ンなどが例示できる。

また、水溶性ナイロンは、水やアルコールに対する溶解
性を付与した変性ポリアミドで、たとえば、市販品とし
て東し株式会社のＡＱナイロンがある。

マメ科の植物種子から得た多糖類物質としては、グアー
ガム、ローカストビーンガム、タマリンドガム、タラガ
ム（スビノガム）などがあり、この中でもグアーガムが
好ましく、高度精製品がよい。これらは抽出により得る
ことができ、粘液質物質の形をとるものが多い。グアー
ガムは、マメ科の植物グアー（ｇｕａｒ）、シアモシス
テトラゴ　ノラブス（Ｃｙａｍｏｐｓｉｓ　　ｔｅｔｒ
ａｇ。

ｎｏｌａｂｕｓ）を代表とする植物の種子の胚乳部分に
含有される粘度質物質である。ローカストビーンガムは
、マメ科の植物のイナゴマメ（ｌｏｃｕｓｔｂｅａｎ　
）やカロブ（ｃａｒｏｂ）などセラトニア　シラキュア
（Ｃｅｒａｔｏｎｉａ　５ｉｌｉｑｕａ）を代表とする
植物の種子に約３０％含まれる粘液性物質であるガラク
トマンナン（カロバン、ｃａｒｏｂａｎ）である・また
、タマリンドガムは、マメ科の植物であるタマリンダス
　インデカ（Ｔａｍａｒｉｎｄｕｓ　１ｎｄｉｃａ）を
代表とする植物の種子の胚乳部に含有される粘液質多糖
類物質であり、タラガム（スピノガム）はセサルピニア
　スピノーザ（ｃａｅｓａｌｐｊ、ｎ１ａｓｐｉｎｏｓ
ａ）を代表とする植物の種子の胚乳部を粉末化したもの
である。

これらの粘質多糖類は、コアセルベートの芯物質表面へ
の堆積を助け、カプセルの壁膜形成を促進する。この結
果、今まで壁膜形成が困難であった親水性を有する芯物
質のカプセル化が可能になった。

ペクチンは、果実、野菜など植物体の細胞構成成分とし
て広く存在し、なかでも柑橘類の果皮、リンゴ等に多く
含有されており、工業的には柑橘類の果皮やリンゴから
抽出される。また、バラ科の植物であるシトニア　オブ
ロニギア（Ｃｙｄｏｎｉａ　ｏｂｌｏｎｇａ）を代表と
する植物の果肉に含まれるペクチン質であるクインスシ
ードガム（マルメロ）も使用することができる。特に、
レモンペクチン、リンゴペクチンが好ましい。

ペクチンは、カプセルの凝集を防止する。特にカプセル
の壁膜が厚くなると、著しく凝集する傾向があるが、こ
のような場合にもペクチンにより凝集が有効に防止され
、厚い壁膜のカプセルの形成が可能となる。

カプセル芯物質としては、その用途に応じて水に実質的
に不溶性の固体または液体が適宜用いられ、本発明によ
れば、親水性物質を容易にカプセル化することができる
。

電解質としては、一般の無機および有機の電解質が、単
独または２種以上混合して用いられる。

無機電解質としては、酸、アルカリおよび両者の塩、た
とえば、硫酸、亜硫酸、塩酸、過塩素酸、次亜塩素酸、
リン酸、メタリン酸、ホウ酸、ヨウ素酸、過ヨウ素酸、
炭酸、バナジン酸。

タングステン酸、ケイ酸、硝酸、亜硝酸、フッ化水素酸
、臭素酸などの無機酸の水溶性金属塩およびアンモニウ
ム塩などが例示される。

また、有機電解質としては、有機酸および有機酸の水溶
性金属塩またはアンモニウム塩、アミノ酸および水溶性
金属塩、キレート剤、第４級アンモニウム塩が挙げられ
る。

使用する壁膜物質によって好適な電解質が異なり、たと
えば、ポリビニルアルコールを用いる場合は、硫酸ナト
リウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミ
ニウム、硫酸アンモニウムなどの硫酸塩；塩化ナトリウ
ム、塩化カリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム
、塩化アンモニウムなどの塩化物；リン酸水素２カリウ
ム、リン酸２水素ナリウム、リン酸水素２ナトリウム、
リン酸２水素ナトリウムなどのリン酸塩；炭酸ナトリウ
ム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムなどの炭酸
塩が好ましい。

壁膜物質としてゼラチンを用いる場合は、硫酸塩、塩化
物、リン酸塩、炭酸塩；酢酸、乳酸、クエン酸、フマル
酸、リンゴ酸、酒石酸、コハク酸等の有機酸塩；グリシ
ン、グルタミン酸、イノシン酸、アスパラギン酸、アル
ギニン、アラニン、チアニン、ウリジル酸、グアニル酸
、シチジル酸、リボヌクレオタイド等のアミノ酸および
アミノ酸塩が好ましい。

水溶性ナイロンを用いる場合は、硫酸塩、リン酸塩が好
ましい。

本発明では、壁膜物質、マメ科植物種子から得た多糖類
物質およびペクチンを含有する水溶液に、カプセル芯物
質を分散させるとともに、電解質が添加される。カプセ
ル芯物質を水溶液に分散させた後にこの分散系に電解質
を添加することもできるし、電解質を添加したのちにカ
プセル芯物質を分散させることもできる。

壁膜物質は０．５〜２０重量％の濃度で用いるのが適当
であり、好ましくは１〜１５重量％である。

マメ科多糖類の水溶液中の濃度は０．０１〜５重量％が
適当であり、好ましくは０．１〜３重量％である。この
濃度が低すぎると親水性芯物質のカプセル化が困難にな
り、また、高すぎると水溶液の粘度が高くなって、気泡
の混入が著しくなる。

ペクチンの濃度は１　ｐｐｍ〜５重量％が適当であり、
好ましくは３　ｐｐｍ〜２重量％である。この濃度が低
すぎるとカプセルの凝集を十分に防止することができず
、一方、高すぎるとカプセル壁膜の形成を阻害する。

マメ科多糖類は壁膜形成を促進してカプセル壁膜を厚く
し、一方、ペクチンは壁膜形成を抑制するとともにカプ
セルの凝集を防止する働きがあるので、両者の添加量の
バランスも重要である。ペクチンと粘質多糖類との比（
ペクチン／粘質多糖類）は、芯物質の物性によって異な
り、芯物質が疎水的なほど太き（し、逆に親水性なほど
小さくするのがよい。また、この比はペクチンのメトキ
シル基の割合によっても異なる。（ペクチン／粘質多糖
類）比は実験的に容易に決めることができ、およそｌＸ
１０’″４〜５の範囲である。この比を調整することに
より、カプセルの壁膜の厚みを制御することもできる。

電解質は濃度１０〜６０重量％の水溶液として添加する
のが好ましい。また、電解質の添加量は、添加後の電解
質濃度が２．０〜２０重量％となる範囲が好ましい。

電解質が添加されると、相分離が起こり、壁膜物質の水
溶液がカプセル芯物質を包囲する分離相として出現する
。この相分離は３５〜８０℃の温度で行うのが適当であ
る。

相分離終了後、温度１〜１０℃程度に冷却して、カプセ
ル壁膜をゲル化させる。

必要に応じてさらに電解質を添加し、壁膜を強固にする
こともできる。

得られたカプセルは、遠心分離などにより濃縮し、さら
に乾燥して水に溶解するカプセルとして利用でき、また
、硬化剤により壁膜を硬化させて水に不溶性のカプセル
として利用することもできる。

硬化剤は壁膜物質により適宜選定され、たとえば、ポリ
ビニルアルコールの場合はホウ砂、バナジウムまたはウ
ラニウムの水溶性塩、アルデヒド類などが、ゼラチンの
場合はみょうばん、タンニン酸、没食子酸、アルデヒド
類などが、水溶性ナイロンの場合はエポキシ樹脂、イン
シアネート樹脂、ニチレン尿素架橋剤などが用いられる
。

カプセルの粒径は、はぼカプセル芯物質の大きさにより
決まり、たとえば約１〜５ｏｏｏμｍの直径のカプセル
が得られる。

見朝立羞米 本発明によれば、単純コアセルベーションに際してマメ
科の植物種子から得た多糖類物質およびペクチンを共存
せしめることにより、今まで回復であった親水性の芯物
質のカプセル化が可能となり、し２かもカプセルの凝集
が防止され、壁膜の厚いカプセルも容易に製造すること
ができる。また、壁膜を硬化せずにカプセルの乾燥品が
得られるので、水溶性カプセルとして活用することがで
きる。さらに、ペクチンおよびマメ科多糖類物質が天然
物で可食性もあるので、壁膜物質としてもゼラチンのよ
うに可食性のある天然物を用いれば、食品用として好適
なマイクロカプセルを得ることができる。

実施例１ ポリビニルアルコール（ケン化度８７〜８９モル％１重
合度５００）　５重量％、グ゛アーガム（三栄化学工業
株式会社、ピストツカ、Ｈ−３０３）０．６重量％およ
びペクチン（レモン）（純正化学株式会社、ガラクトロ
ン酸約６０％）Ｏｏ・１重量％を含有する水溶液４００
ｇと、オリーブ油（芯物質）４０ｇとをＩＱ攪拌槽に入
れ、攪拌によってオリーブ油を分散せしめ、その粒径を
８００〜１２００μｍに調整した。

続いて、温度４０℃で２５％の塩化ナトリウム水溶液２
５０ｇを徐々に添加し・た。塩化ナトリウム溶液の添加
によりポリビニルアルコール溶液の液体−液体相分離が
起こり、分離相が分散粒子（オリーブ油粒子）を包囲し
゛Ｃ１液体の壁のカプセルを形成した。

カプセル膜中の水分を減少さけて膜を強固にするために
さらに塩化す１ヘリウム７５ｇを添加し、ついで、１０
℃に冷却した。得られたカプセルは水溶液から分離、乾
燥して使用するごともできるが、さらに５０重量％グル
タルアルデヒド水溶液２０ｍ　Ｑを添加後、４０℃に昇
温しで５時間攪拌し、カプセル壁を化学的に硬化させた
６全工程を通じてカプセルが凝集することなく、はぼ球
状で壁膜の厚み４０−・・８０μｎ１の良好なカプセル
が得られた。

比較例１ 実施例１でグアーガムとペクチン（レモン）を配合しな
い以外は実施例１と同様に行なった。

２５％塩化ナトリウム水溶液を徐々に２５０ｇ添加後、
ポリビニルアルコール溶液の液体−液体相分離が起こっ
たが分散粒子（オリーブ油）を被覆せず、カプセルは形
成されなかった。塩化ナトリウム７５ｇをさらに添加す
ると相分離物の数■〜数ｃＩ１１の粗大塊を生成した。

比較例２ 実施例１でペクチン（レモン）を配合しない以外は実施
例１と同様に行った。

２５％塩化ナトリウム水溶液を徐々ｔＪ、添加するとポ
リビニルアルコール水溶液の液体−液体相分離が起こり
、これが芯物質（オリーブ油）を被覆して液体壁膜のカ
プセルを形成したが、２５％塩化ナトリウム水溶液の添
加後カプセルの凝集が起こり、凝集物が攪拌羽根や槽壁
に付着した。

実施例２ ゼラチン（酸処理法、等電点８．９）　５重量％。

グアーガム（三栄化学工業株式会社、ビストップＬＨ−
３０３）　１．０重量％およびペクチン（リンゴ）（三
栄化学工業株式会社、マルピーＮ１、）０．００１重量
％を含有する水溶液４００　ｇとアリルからし油（芯物
質）３０　ｇをＩＱ攪拌槽に入れ、攪拌によってアリル
からし油を分散せしめ、その粒径を５０〜２５０μｍに
調整した。

続いで、温度４０℃で３０％のリン酸２水素ナトリウム
溶液４００ｇを徐々に添加した。リン酸２水素ナトリウ
ム溶液の添加によりゼラチン溶液の液体−液体相分離が
起こり、分離相が分散粒子（アリルからし油）を包囲し
て、液体壁のカプセルを形成した。

続いて１０℃に冷却後、カプセル膜中の水分を減少させ
て膜を強固にするためにさらにリン酸２水素ナトリウム
１７０ｇを添加し、熟成のためにさらに２時間攪拌を継
続した。この様にして直径７０〜３００μｍで１０〜４
０μｍの壁膜を有するアリルからし油を含有するゼラチ
ン壁膜のマイクロカプセルを得た。

このカプセルは、カプセル分散液として練りからしや練
りわさび、ドレッシング等の食品に配合することもでき
るし、またカプセルを分離乾燥後、各種食品に辛味料と
して配合することもできる。この様にして得られたカプ
セルを口腔内に入れると速みやかにカプセル壁膜が溶解
して、シーンと鼻に抜ける辛味を発生した。

比較例３ 実施例２でグアーガムとペクチン（リンゴ）を配合しな
い以外は実施例２と′何様に行った。

３０％リン酸２水素ナトリウム水溶液４００ｇ添加後、
ゼラチン溶液の液体−液体相分離が起こったが、相分離
液滴の大部分は芯物質を包囲せずに独立に分散しており
、芯物質はごくわずかの相分離液滴によって不均一に包
囲された。続いて１０℃に冷却し、リン酸２水素ナトリ
ウムを添加するとカプセルは変形し、大部分は破壊され
た。

比較例３に示すように、アリルからし油は親水性を持つ
（水への溶解度０．２％）ので通常の方法ではカプセル
化が困難である。

比較例４ 実施例２でペクチン（リンゴ）を配合しない以外は実施
例２と同様に行った。

３０％リン酸２水素ナトリウム水溶液を徐々に添加する
とゼラチン水溶液の液体−液体相分離が起こり、これが
芯物質（アリルからし油）を被覆して液体壁膜のカプセ
ルを形成したが、３０％リン酸２水素ナトリウム水溶液
の添加後、カプセルが著しく凝集し攪拌羽根や槽壁に付
着した。

実施例３ ゼラチン（酸処理法、等電点８．９）　４重量％、グア
ーガム（大日本製薬株式会社、グアパックＰＮ）０．８
重量％およびペクチン（リンゴ）（三栄化学工業株式会
社、マルピーＯＭ）０．０１重量％を含有する水溶液ｔ
１ｏｏｇと、オレンジ油（芯物質）４０ｇとをＩＱ攪拌
槽に入れ、攪拌によってオレンジ油を分散せしめ、その
粒径を５０〜１５０μｍｋこ調整した。

続いて、温度４０℃で３０％クエン酸ナトリウム水溶液
４００　ｇを徐々に添加した。液の添加によりゼラチン
溶液の液体−液体相分離が起こり、分離相が分散粒子（
オレンジ油粒子）を包囲して、液体の壁のカプセルを形
成したう １０°Ｃに冷却後、カプセル膜中の水分を減少させて膜
を強固にするためにさらにクエン酸ナトリウム５０ｇｋ
添加し、熟成のため２時間攪拌した。このようにしで得
られたカプセルを分離して乾燥した。このカプセルは食
品用に使用できる。

実施例４ 水溶性ナイロン（東し株式会社、Ｐ−７０）３重量％、
４アーガム（三栄化学工業株式会社、ビストップＬ）ｌ
−３０３）０．２重量％およびペクチン（リンゴ）（三
条化学工業、マルビーＮＬ）０．００５重量％を含有す
る水溶液５００　ｇと、流動パラフィン（芯物質）３５
ｇとをＩＱ攪拌槽に入れ、攪拌によって流動パラフィン
を分散せしめ、その粒径を５０〜２００μｍに調整した
。

続いて、温度４０℃で１５％硫酸ナトリウム水溶液２５
０ｇを徐々に添加した。硫酸ナトリウム溶液の添加によ
り水溶性ナイロン溶液の液体−液体相分離が起こり、分
離相が分散粒子（流動パラフィン粒子）を包囲して、液
体の壁のカプセルを形成した。

２０℃に冷却後、カプセル膜中の水分を減少させて膜を
強固にするためにさらに硫酸ナトリウム４２ｇを添加し
た。このようにして、得られたカプセルは凝集がなく、
粒子直径６０〜２２０μｍ、壁膜厚み５〜２０μｍの良
好なものであった。このカプセルはさらにイソシアネー
ト化合物等で硬化してもよいが、このまま分ＭＵ燥して
化粧品等に使うことができる。

比較例５ 実施例４でグアーガムとペクチン（リンゴ）を配合しな
い以外は実施例４と同様に行った・１５％硫酸ナトリウ
ム水溶液２５０ｇを添加後、水溶性ナイロン溶液の液体
−液体相分離が起こり、芯物質（流動パラフィン）を被
覆して液体壁膜のカプセルを形成したが、２０℃に冷却
して硫酸ナトリウム４２ｇを添加すると、カプセルが著
しく凝集し攪拌羽根に巻きついた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、壁膜物質としての高分子物質を含む水溶液に、実質
   的に水に不溶性のカプセル芯物質を分散させるとともに
   電解質を添加し、単純コアセルベーション法によりマイ
   クロカプセルを製造する方法において、前記水溶液中に
   、マメ科の植物種子から得た多糖類物質およびペクチン
   を壁膜物質とともに含有せしめることを特徴とするマイ
   クロカプセルの製造方法。