TWI422337B - Cellulose complex - Google Patents
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Description
本發明係關於一種分散於酸性或高鹽濃度之水中時表現出穩定之分散狀態及懸浮狀態之纖維素複合體。
先前,已知纖維素與親水性膠之纖維素複合體於水系介質中形成纖維素膠體,表現出良好之懸浮穩定性,故而廣泛應用於食品、醫藥品、化妝品、塗料、陶瓷、樹脂、觸媒、其他工業用品等領域。尤其為了懸浮穩定劑、乳化穩定劑、增黏穩定劑等穩定劑,組織賦予劑、起雲劑、白度提高、流動性改良、研磨劑、食物纖維、油脂代替等目的而使用。例如,於作為飲料之鈣強化牛奶中,以如牛奶鈣或碳酸鈣之類的比重大之水不溶性成分之懸浮穩定性為目的而添加纖維素複合體。
為了提高該纖維素複合體所具有之懸浮穩定性,而進行了各種研究。
專利文獻1中,揭示有包含微細纖維素及羧甲基纖維素鈉之水分散性複合體。
專利文獻2中,揭示有含有包含微細纖維素及羧甲基纖維素鈉之水分散性複合體之食品組合物。
然而,專利文獻1、2中記載之纖維素複合體,於酸性及/或鹽存在下之分散穩定性能並不充分,於用於果汁飲料、乳酸菌飲料、液體調味料之情形時,存在產生分離或凝聚之問題。
專利文獻3中,揭示有包含微細纖維素與特定之羧甲基纖維素鈉之水分散性組合物、及包含該水分散性組合物之食品組合物。經記載,該水分散性組合物於酸性環境下,懸浮穩定性、乳化穩定性優異。
專利文獻3中記載之水分散性組合物於果汁飲料、乳酸菌飲料等酸性飲料或醬料(sauce)、調料汁等調味料等含有鹽之水性組合物中,微細纖維素自身之分散穩定性良好。然而,長期保存穩定性、進而於添加功能性食品素材等水不溶性成分之情形時之懸浮穩定性並不充分,存在產生沈降或凝聚等問題。
專利文獻4中記載之包含水分散性纖維素與多糖類之穩定劑由於包含穩定地懸浮於水中之微細纖維狀之纖維素,故而對酸乳酪、水果醬料、調味醬等酸性或高鹽濃度之飲食品賦予粒子固定作用,可提供美觀之商品。然而,專利文獻4中記載之微細纖維狀纖維素雖為組合有纖維素與車前籽膠者,但並非經複合化之複合體,懸浮穩定性並不充分。
專利文獻5中記載之醱酵纖維素複合體經記載,由於分散穩定性、懸浮穩定性優異,故而用於各種含乳飲料,可製造穩定之酸性乳飲料。專利文獻5中記載之醱酵纖維素由於具有非常細長之形狀,故而水分散體之儲存彈性模數(G')變得過高。其結果為,存在調配有該等之飲食品之食感(飲用感)變重之問題。又,該等纖維素若為了調整食感而減少添加量,則有與飲食品中之成分產生凝聚之問題。
[專利文獻1]日本專利特開平7-102113號公報
[專利文獻2]日本專利特開平6-335365號公報
[專利文獻3]日本專利特開平9-3243號公報
[專利文獻4]日本專利特開2008-48604號公報
[專利文獻5]日本專利特開2009-291081號公報
先前之由纖維素與親水性膠所構成之纖維素複合體尤其於分散於酸性或高鹽濃度之水系介質中之情形時,容易引起凝聚或分離,無法充分發揮作為穩定劑之功能。因此,難以用於果汁飲料或蔬菜飲料、乳酸菌飲料等酸性飲料,或調味醬、調料汁、醬料等調味料領域。
本發明之課題在於提供一種於酸性或高鹽濃度之水分散體中黏度低且分散穩定性、懸浮穩定性優異之纖維素複合體。進而,本發明之課題在於提供一種於酸性或高鹽濃度且包含功能性食品素材等水不溶性成分之飲食品中,表現出先前無法獲得之優異懸浮穩定性之纖維素複合體。
此處,對本申請案說明書中之分散穩定與懸浮穩定之定義加以說明。
所謂「分散穩定」,係指於水系介質中分散纖維素複合體時之纖維素複合體本身之分散穩定性。具體而言,係指未產生纖維素粒子之分離、凝聚、沈降等,呈現出均勻之外觀。
所謂「懸浮穩定」,係指當水系介質中包含可可粉末或鈣、功能性食品素材等纖維素複合體以外之成分時,藉由纖維素複合體之添加效果,該等成分懸浮穩定化。具體而言,係指不僅纖維素,其他成分之粒子之分離、凝聚、沈降等亦未產生,呈現出均勻之外觀。
本發明者等人發現,將纖維素與親水性膠高度複合化、提高儲存彈性模數(G')之纖維素複合體,於酸性或高鹽濃度之水分散體中黏度低且分散穩定性、及懸浮穩定性優異,從而實現本發明。
即,本申請案發明者等人首次發現,當將纖維素與親水性膠混練時,作為特定濃度以上之固形物成分而於混練物之黏性高之半固形狀態下,以較高之混練能量進行混練,藉此混練能量變得容易傳導至混練物,其結果為,纖維素與親水性膠之複合化得到進展,可提高所得之纖維素複合體之儲存彈性模數(G'),並且該纖維素複合體於酸性或高鹽濃度下亦表現出高儲存彈性模數(G')。
即,本發明係如下所述。
(1)一種纖維素複合體,其係包含纖維素及親水性膠者,且包含該纖維素複合體1質量%之pH值為4之水分散體之儲存彈性模數(G')為0.06 Pa以上。
(2)如(1)之纖維素複合體,其中親水性膠為陰離子性多糖類。
(3)如(1)或(2)之纖維素複合體,其中親水性膠為支鏈狀陰離子性多糖類。
(4)如(1)至(3)中任一項之纖維素複合體,其中親水性膠係選自由結冷膠、三仙膠、刺梧桐膠、及車前籽膠所組成之群中之1種以上。
(5)如(1)至(4)中任一項之纖維素複合體,其中親水性膠為車前籽膠。
(6)如(1)至(5)中任一項之纖維素複合體,其係包含纖維素50~99質量%、及親水性膠1~50質量%者,且儲存彈性模數(G')為0.15 Pa以上。
(7)如(1)至(6)中任一項之纖維素複合體,其進而包含與上述親水性膠不同之水溶性膠。
(8)如(1)至(7)中任一項之纖維素複合體,其中上述水溶性膠係選自由羧甲基纖維素鈉、低甲氧基果膠(low methoxyl pectin,LM果膠)、海藻酸鈉、及結冷膠所組成之群中之1種以上。
(9)如(1)至(8)中任一項之纖維素複合體,其中上述親水性膠與上述水溶性膠之質量比為30/70~99/1。
(10)一種飲食品,其含有如(1)至(9)中任一項之纖維素複合體,且該飲食品之pH值為5以下或鹽濃度為0.01 mol/l以上。
(11)如(10)之飲食品,其中包含0.01質量%以上之水不溶性成分。
(12)一種纖維素複合體之製造方法,上述纖維素複合體包含纖維素及親水性膠,上述製造方法包括將固形物成分濃度為20質量%以上之纖維素與親水性膠之混練物以50 Wh/kg以上之混練能量進行混練之步驟,並且包含該纖維素複合體1質量%之pH值為4之水分散體之儲存彈性模數(G')為0.06 Pa以上。
(13)一種纖維素複合體,其係利用如(12)之製法而獲得。
本發明可提供一種於酸性或高鹽濃度之水分散體中黏度低且分散穩定性、懸浮穩定性優異之纖維素複合體。藉由將本發明之纖維素複合體調配於果汁飲料、酸性乳飲料、液體調味料等飲食品中,可提供分散穩定性優異之飲食品。進而,當向該等飲食品中添加功能性食品素材等水不溶性成分時,抑制該等之分離、凝聚、沈降等,可提供呈現出均勻之外觀且懸浮穩定性優異之飲食品。
以下對本發明加以具體說明。
本發明之纖維素複合體係包含纖維素與親水性膠者。本發明中所謂之複合化,係指纖維素之表面藉由氫鍵等化學鍵而以親水性膠所包覆。
本發明中,所謂「纖維素」,係指包含纖維素之來自天然之水不溶性纖維質物質。作為原料,可列舉木材、竹、麥稈、稻草、棉花、苧麻、甘蔗渣、洋麻、甜菜、海鞘、細菌纖維素等。作為原料,可使用該等中之1種天然纖維素系物質,亦可使用混合有2種以上者。
本發明中使用之纖維素之平均聚合度較佳為500以下之結晶纖維素。平均聚合度可藉由利用「日本藥典第14修正版」(廣川書店發行)之結晶纖維素確認試驗(3)中規定之銅乙二胺溶液之還原比黏度法進行測定。若平均聚合度為500以下,則在與親水性膠之複合化之步驟中,纖維素系物質容易受到攪拌、粉碎、磨碎等物理處理,容易促進複合化,因而較佳。更佳為平均聚合度為300以下,進而較佳為平均聚合度為250以下。由於平均聚合度越小則複合化之控制越容易,故而下限並無特別限制,較佳之範圍為10以上。
作為控制平均聚合度之方法,可列舉水解處理等。藉由水解處理,纖維素纖維質內部之非晶質纖維素之解聚合得到進展,平均聚合度變小。另外,同時藉由水解處理,除了上述非晶質纖維素以外,半纖維素或木質素等雜質亦被去除,因此纖維質內部多孔化。藉此,於以混練步驟等對纖維素與親水性膠施加機械性剪切力之步驟中,纖維素容易受到機械處理,纖維素容易小型化。其結果為,纖維素之表面積增大,與親水性膠之複合化之控制變得容易。
水解之方法並無特別限制,可列舉酸水解、熱水分解、蒸氣爆裂、微波分解等。該等方法可單獨使用,亦可併用2種以上。酸水解之方法中,藉由在使纖維素系物質分散於水系介質之狀態下,適量添加質子酸、羧酸、路易斯酸、雜多酸等,一面攪拌一面加溫,可容易地控制平均聚合度。此時之溫度、壓力、時間等反應條件根據纖維素種類、纖維素濃度、酸種類、酸濃度而有所不同,係為了達成目標之平均聚合度而適當製備。例如,可列舉使用2質量%以下之無機酸水溶液,於100℃以上、加壓下,將纖維素處理10分鐘以上之條件。於該條件下,酸等觸媒成分滲透至纖維素纖維內部,水解得到促進,所使用之觸媒成分量減少,其後之純化亦變得容易。
本發明之纖維素複合體中之纖維素較佳為微細之粒子狀形狀。纖維素之粒子形狀係以設為粒子像之長徑(L)與短徑(D)時之比(L/D)表示,作為100個~150個粒子之平均值而算出,上述粒子像係將本發明之纖維素複合體以1質量%之濃度製成純水懸浮液,以高剪切均質機(日本精機(股)製造,商品名「Excel Auto Homogenizer ED-7」,處理條件:轉速15,000 rpm×5分鐘)使其分散,將所得之水分散體以純水稀釋至0.1~0.5質量%,澆鑄於雲母上,並風乾,將所得者以高解析度掃描式顯微鏡(scanning electron microscope,SEM)或原子力顯微鏡(atomic force microscope,AFM)計測時所獲得。
L/D較佳為未達20,更佳為15以下,進而較佳為10以下,尤佳為5以下,特佳為未達5,最佳為4以下。
所謂親水性膠,係指於化學結構之一部分包含糖或多糖之親水性高分子物質。此處所謂親水性,係指具有一部分溶解於常溫之純水之特性。若定量地定義親水性,則係指當使該親水性膠0.05 g於50 mL之純水中,於攪拌下(攪拌子)溶解至平衡為止,以孔徑為1 μm之薄膜過濾器進行處理時,親水性膠中包含所通過之成分1質量%以上。作為親水性膠,於使用多糖類之情形時,較適合為以下者。
例如可列舉:車前籽膠(psyllium seed gum,CSG)、刺槐豆膠、瓜爾膠、羅望子膠、刺梧桐膠、幾丁聚糖、阿拉伯膠、哥地膠、黃蓍膠、瓊脂、鹿角菜膠、海藻酸、海藻酸鈉、海藻酸鈣、高甲氧基果膠(high methoxyl pectin,HM果膠)、LM果膠、固氮菌膠、三仙膠、卡德蘭膠、聚三葡萄糖、葡聚糖、結冷膠、明膠、羧甲基纖維素鈉、羧甲基纖維素鈣、甲基纖維素、羥丙基纖維素、羥乙基纖維素等纖維素衍生物。該等親水性膠可組合2種以上。
上述親水性膠中,將陽離子於水中游離且其自身成為陰離子者稱為陰離子性多糖類。藉由使用陰離子性多糖類作為親水性膠,與纖維素之複合化得到進一步促進,纖維素複合體之耐酸性、耐鹽性增加,因而較佳。
作為陰離子性多糖類,較適合為以下者。
例如可列舉:車前籽膠(CSG)、刺梧桐膠、鹿角菜膠、海藻酸、海藻酸鈉、海藻酸鈣、HM果膠、LM果膠、固氮菌膠、三仙膠、結冷膠、羧甲基纖維素鈉、羧甲基纖維素鈣等纖維素衍生物。該等陰離子性多糖類可組合2種以上。
上述陰離子性多糖類中,將其化學結構中具有分支結構者稱為支鏈狀之陰離子性多糖類。藉由使用支鏈狀之陰離子性多糖類作為本發明之纖維素複合體中之親水性膠,纖維素複合體之耐酸性進一步提高,因而較佳。此處所謂分支結構,係指多糖類所包含之六單糖中之三個羥基(C6位為一級醇)中,一個以上經由化學鍵而取代為比羥甲基更高分子量之取代基之結構。取代基較佳為經由醚鍵之糖或多糖結構。作為支鏈狀之陰離子性多糖類,較適合為以下者。
例如可列舉:車前籽膠(CSG)、刺梧桐膠、三仙膠、結冷膠。該等陰離子性多糖類可組合2種以上。
該等支鏈狀之陰離子性多糖類中,尤其係車前籽膠(CSG)與纖維素複合化時,纖維素複合體之分散穩定性、懸浮穩定提高,因而較佳。
所謂車前籽膠(CSG),係指自車前草料植物(Plantago ovata Forskal)之種子之外皮所得之多糖類(膠類)。具體而言,可列舉自車前子(isabgol)、車前草種皮所得之多糖類。
本發明之車前籽膠(CSG)若為包含上述自車前草科植物(Plantago ovata Forskal)之種子之外皮所得之多糖類(膠類)者,則包含摻雜物者亦符合。例如,亦包含以水等溶劑萃取該多糖類而得之膠、外皮經粉碎之殼、組合該等而處理者中之任一者。又,該等可為粉末狀、塊狀、餅狀、液狀中之任一種狀態。
CSG之化學結構係於非纖維素多糖類中,主鏈作為木聚糖而高度分支,且側鏈包含阿拉伯糖、木糖、半乳糖醛酸、鼠李糖之結構。側鏈中之糖構成比為D-木糖約60質量%、L-阿拉伯糖約20質量%、L-鼠李糖約10質量%、D-半乳糖醛酸約10質量%。該等之質量比係根據CSG之原料、及CSG之製造步驟而上下浮動5質量%者。
又,若具有上述結構,則為了調整黏度,可利用酸、木聚糖酶之類之酵素等將CSG水解。
CSG較佳為以1質量%之純水溶液測定之黏度為200 mPa‧s以下。此處,所謂黏度,係指將於純水中製備為1質量%之水溶液填充至200 ml燒杯中,調溫至25℃後,使用黏度計(東機產業(股)製造,TVB-10型黏度計),使轉子以60 rpm旋轉30秒鐘後立即測定之測定值(其中,轉子可根據黏度而適當變更。所使用之轉子為如下所述。1~20 mPa‧s:BL型、21~100 mPa‧s:No1、101~300 mPa‧s:No2、301 mPa‧s:No3)。黏度越低,越容易促進與纖維素之複合化,因而較佳。又,於用於飲料時,容易表現出順滑之吞咽感,因而較佳。上述黏度更佳為100 mPa‧s以下,進而較佳為50 mPa‧s以下。其下限值雖未特別設定,但作為工業原料而獲得之範圍較佳為5 mPa‧s以上。
其次,對本發明之纖維素複合體之儲存彈性模數(G')加以說明。
關於本發明之纖維素複合體,包含纖維素複合體1質量%之pH值為4之水分散體之儲存彈性模數(G')為0.06 Pa以上。所謂儲存彈性模數,係指表現出水分散體之流變性彈性者,亦指纖維素與親水性膠之複合化、或者纖維素與親水性膠及其他水溶性膠之複合化之程度者。儲存彈性模數越高,表示纖維素與親水性膠之複合化、或者纖維素與親水性膠及其他水溶性膠之複合化越得到促進,纖維素複合體之水分散體中之網狀結構越堅固。網狀結構越堅固,纖維素複合體之分散穩定性、懸浮穩定性越優異。
先前之纖維素於酸性或高鹽濃度下儲存彈性模數低,分散穩定性及懸浮穩定性極低。然而,本發明之纖維素複合體於酸性或高鹽濃度下亦表現出高儲存彈性模數,且分散穩定性及懸浮穩定性優異。
本發明中,儲存彈性模數係使纖維素複合體分散於pH值為4之水系介質中而得之水分散體的藉由動態黏彈性測定所得之值。向水分散體施加應變時之保持儲存於纖維素複合體網狀結構內部之應力之彈性成分表示為儲存彈性模數。
作為儲存彈性模數之測定方法,首先,將纖維素複合體,使用高剪切均質機(日本精機(股)製造,商品名「Excel Auto Homogenizer ED-7」,處理條件:轉速15,000 rpm×5分鐘)分散於純水中,製備1.8質量%之純水分散體。將該水分散體、0.2 M且pH值為4之Mcllvaine緩衝液(0.2 M之磷酸氫二鈉與0.1 M之檸檬酸之水溶液)加以混合,將纖維素複合體之濃度製備為1質量%(總量為300 g,離子濃度為0.06 mol/l,pH值為4)後,將所得之水分散體於室溫下靜置3天。利用黏彈性測定裝置(Rheometric Scientific,Inc.製造,ARES100FRTN1型,幾何形狀:Double Wall Couette型,溫度:固定為25.0℃,角速度:20 rad/秒,應變:以1→794%之範圍掃描,水分散體係為了不破壞微細結構而使用點滴器,緩慢添加,靜置5分鐘後,以動態應變(Dynamic Strain)模式開始測定)測定該水分散體之應力之應變相關性。本發明中之儲存彈性模數係指上述測定所得之應變-應力曲線上之應變20%之值。該儲存彈性模數之值越大,表示纖維素複合體所形成之水分散體之結構越有彈性,纖維素與親水性膠及其他水溶性膠越高度複合化。
纖維素複合體之儲存彈性模數較佳為0.15以上,更佳為0.2 Pa以上,進而較佳為0.5 Pa以上。
上限雖未特別設定,但若考慮到製成飲料之情形時之易飲用度,則為6.0 Pa以下。若為6.0 Pa以下,則於充分獲得懸浮穩定性之纖維素複合體之添加量(根據飲料而有所不同,例如,果汁飲料為0.1~1.0質量%)下,飲用感輕,因而較佳。又,即便於為了調節食感,纖維素複合體之添加量低之情形時(例如0.5質量%以下),亦難以與纖維素以外之水不溶成分產生凝聚等。
本發明之纖維素複合體具有如下特徵:自纖維素表面以放射狀伸展之親水性膠之寬度於酸性下亦充分大。自纖維素表面伸展之親水性膠之寬度越大,越容易與鄰接之纖維素複合體之親水性膠纏繞。其結果為,由於密集地產生纖維素複合體彼此之纏繞,網狀結構變得堅固,儲存彈性模數(G')提高,分散穩定性、懸浮穩定性變高。該親水性膠之寬度可利用以下方法進行測定。
首先,將纖維素複合體,使用高剪切均質機(日本精機(股)製造,商品名「Excel Auto Homogenizer ED-7」,處理條件:轉速15,000 rpm×5分鐘,總量為300 g)分散於純水中,製備1.0質量%之純水分散體。將該水分散體與0.2 M且pH值為3.5之Mcllvaine緩衝液(0.2 M之磷酸氫二鈉與0.1 M之檸檬酸之水溶液)加以混合,將纖維素複合體之濃度製備為0.5質量%(離子濃度為0.06 mol/l,pH值為4.0)後,以純水將纖維素複合體之濃度稀釋至0.1質量%。將所得之水分散體於室溫下靜置3天以上。為了不破壞水分散體之微細結構,使用點滴器,緩慢吸出5 μl,緩慢滴加於1 cm×1 cm之壁開之雲母上,以風槍吹飛多餘之水分,對固定於雲母上之樣品,以AFM(島津製作所製造之掃描式探針顯微鏡SPM-9700,相位模式,使用Olympus公司製造之探針OMCL-AC240TS)進行觀察。該觀察像中,觀察到纖維素粒子為高度2 nm以上之棒狀粒子,可觀察到自該纖維素粒子向周圍以放射狀伸展之高度未達2 nm之親水性膠。
若使用支鏈狀之陰離子性多糖類作為親水性膠,則該寬度變得更大,因而較佳。又,若使用車前籽膠作為親水性膠,則該寬度進一步變大,因而較佳。
本發明之纖維素複合體較佳為包含纖維素50~99質量%、及親水性膠1~50質量%。
藉由複合化,親水性膠利用氫鍵等化學鍵而包覆纖維素粒子之表面,由此,於分散於酸性或高鹽濃度之水溶液中時,纖維素複合體所具有之分散穩定性、懸浮穩定性提高。
又,藉由將纖維素與親水性膠設為上述組成,複合化得到促進,酸性或高鹽濃度之水分散體中之懸浮穩定性、分散穩定性提高,可達成功能性食品素材等水不溶性成分之沈降防止效果。
本發明之纖維素複合體較佳為進而包含親水性膠以外之水溶性膠。作為水溶性膠,較佳為水膨潤性高且容易與纖維素複合化之膠。
例如可列舉:刺槐豆膠、瓜爾膠、羅望子膠、刺梧桐膠、幾丁聚糖、阿拉伯膠、瓊脂、鹿角菜膠、海藻酸、海藻酸鈉(以下稱為「ARG-Na」)、HM果膠、LM果膠(以下稱為「LMP」)、固氮菌膠、三仙膠、卡德蘭膠、聚三葡萄糖、葡聚糖、結冷膠(以下稱為「GLG」)、明膠、羧甲基纖維素鈉(以下稱為「CMC-Na」)、羧甲基纖維素鈣、甲基纖維素、羥丙基纖維素、羥乙基纖維素等纖維素衍生物。該等水溶性膠可組合2種以上。
上述水溶性膠中,較佳為選自CMC-Na、LMP、ARG-Na、GLG中之1種以上。該等膠由於容易與纖維素及親水性膠複合化,因而較佳。
所謂「CMC-Na」,係指纖維素之羥基經單氯醋酸取代者,係具有D-葡萄糖進行β-1,4鍵結之直鏈狀化學結構者。CMC-Na係將紙漿(纖維素)以氫氧化鈉溶液溶解,以單氯酸(或其鈉鹽)進行醚化而獲得。
尤其自複合化之觀點而言,較佳為使用取代度與黏度經製備為特定範圍之CMC-Na。所謂取代度,係指纖維素中之羥基上醚鍵結有羧甲基之程度,較佳為0.6~2.0。若取代度為上述範圍,則由於CMC-Na之分散性充分,且容易製造,故而較佳。取代度更佳為0.6~1.3。另外,於1質量%之純水溶液中,CMC-Na之黏度較佳為500 mPa‧s以下,更佳為200 mPa‧s以下,進而較佳為50 mPa‧s以下。尤佳為20 mPa‧s以下。CMC-Na之黏度越低,越容易促進與纖維素、親水性膠之複合化,下限雖未特別設定,但較佳之範圍為1 mPa‧s以上。
所謂「LMP」,係指具有存在以半乳糖醛酸作為主體之酸性多糖類(膠類)與數種中性糖之結構者。不論原料、製造方法如何,具有該化學結構者符合本發明中之LMP。果膠由於在植物組織中與纖維素等鍵結,作為不溶於水之成分而存在,故而係於高溫酸性下與其他可溶性成分一同與原果膠分離而獲得。LMP於上述半乳糖醛酸中以甲酯之形態及酸之兩種形態存在,但自與纖維素、親水性膠之複合化之觀點而言,較佳為酯化度(以酯之形態存在之半乳糖醛酸之比例)未達50%者。
所謂「ARG-Na」,係指具有α-L-葡萄糖醛酸、β-D-甘露糖醛酸以吡喃糖型進行1,4-糖苷鍵結之結構者,不論原料、製造方法如何,具有該化學結構者符合本發明中之ARG-Na。ARG-Na係主要以裙帶菜、海帶、羊棲菜為代表之褐藻中所含之多糖類之一種。
工業上,海藻酸係自海藻酸含量多之巨藻(Lessonia)屬、大型巨藻(Macrocystis)屬、黑海帶(sea trumpet)屬、公牛藻(Durvillaea)屬、泡葉藻(Ascophyllum)屬等原藻而獲得。對將上述原藻粉碎而得者進行酸處理而萃取,將過濾其而獲得之沈澱物進行酸處理,藉此獲得海藻酸。將該海藻酸以碳酸鈉等進行鈉化、乾燥、粉碎,藉此獲得粉體狀之海藻酸鈉。
ARG-Na水溶液為中性且表現出光滑之黏性。ARG-Na之黏度於1質量%之純水溶液中較佳為300 mPa‧s以下。更佳為黏度為100 mPa‧s以下。進而較佳為黏度為30 mPa‧s以下。該黏度越低,越容易促進與纖維素、親水性膠之複合化,因而較佳。
所謂「GLG」,係指將稱為鞘氨醇單胞菌伊樂藻(Sphingomon elodea)之微生物產出於菌體外之微生物多糖類進行脫乙醯化而成者。GLG係直鏈狀之雜多糖類,以葡萄糖、葡萄糖醛酸、葡萄糖與L-鼠李糖之4種糖之重複單元所構成,具有來自葡萄糖醛酸之羧基。GLG有脫醯基型與天然型之2種,其區別為,存在於1-3鍵結之葡萄糖中之乙醯基與甘油基之有無。所謂脫醯基型,係指去除上述乙醯基與甘油基者。所謂天然型,係指葡萄糖殘基上鍵結有1殘基之甘油基與平均1/2殘基之乙醯基者。本發明中,可使用脫醯基型與天然型中之任一者,但由於脫醯基型具有上述結構,故而容易促進與纖維素、親水性膠之複合化,因而較佳。
上述中,更佳為使用CMC-Na、LMP。自複合化之觀點而言,最佳為CMC-Na。
親水性膠與上述水溶性膠之質量比較佳為30/70~99/1。本發明之纖維素複合體中,藉由親水性膠與上述水溶性膠在上述範圍內,自弱鹼性(pH值為8)至酸性(pH值為3)之廣泛之pH值區域的包含本發明之纖維素複合體之水分散體中,本發明之纖維素複合體表現出分散穩定性、懸浮穩定性。又,藉由向本發明之纖維素複合體中添加水溶性膠,尤其該水分散體之酸性區域(pH值為5以下)的本發明之纖維素複合體之懸浮穩定性更優異。作為該等親水性膠與水溶性膠之調配量比,更佳為40/60~90/10,進而較佳為40/60~80/20。
纖維素複合體之體積平均粒徑較佳為20 μm以下。此處,該體積平均粒徑係指,將纖維素複合體以1質量%之濃度製成純水懸浮液,使用高剪切均質機(日本精機(股)製造,商品名「Excel Auto Homogenizer ED-7」,處理條件:轉速15,000 rpm×5分鐘)進行分散,利用雷射繞射法(堀場製作所(股)製造,商品名「LA-910」,超音波處理1分鐘,折射率為1.20)所得之體積頻率粒度分佈中之累計50%粒徑。
又,纖維素複合體較佳為包含體積平均粒徑為0.01~200 μm之纖維素複合體微粒子。製造為乾燥粉末者係該等微粒子凝聚而形成表觀之重量平均粒徑為10~250 μm之二次凝聚體。該二次凝聚體若於水中攪拌則崩解,分散成上述纖維素複合體微粒子。該表觀之重量平均粒徑係藉由使用羅泰普(Ro-Tap)式篩振盪機(平工作所製造之搖篩器A型)、JIS標準篩(Z8801-1987),對試樣10 g進行10分鐘篩分而得之粒度分佈中之累積重量50%粒徑。再者,該乾燥後之纖維素複合體之二次凝聚體之重量平均粒徑與藉由雷射繞射法之分散液中之纖維素複合體之體積平均粒徑由於測定原理完全不同,故各自所得之值未必相關。
若纖維素複合體之體積平均粒徑為20 μm以下,則纖維素複合體之分散穩定性、懸浮穩定性更容易提高。又,可提供當食用包含纖維素複合體之食品時無粗澀感且口感順滑者。更佳為體積平均粒徑為15 μm以下,尤佳為10 μm以下,進而較佳為8 μm以下。由於體積平均粒徑越小,纖維素複合體之分散穩定性、懸浮穩定性越容易提高,故而下限並無特別限制,但較佳之範圍為0.1 μm以上。
進而,纖維素複合體較佳為包含膠體狀纖維素成分30質量%以上。此處所謂之膠體狀纖維素成分之含量,係指將纖維素複合體以1質量%之濃度製成純水懸浮液,使用高剪切均質機(日本精機(股)製造,商品名「Excel Auto Homogenizer ED-7」,處理條件:轉速15,000 rpm×5分鐘)進行分散,並離心分離(久保田商事(股)製造,商品名「6800型離心分離器」,轉子類型為RA-400型,處理條件:離心力為2,000 rpm(5600 G※G為重力加速度)×15分鐘)而殘存於離心後之上清液中之固形物成分(包含纖維素、親水性膠與水溶性膠)之質量百分比。膠體狀纖維素成分之大小為10 μm以下,更佳為5.0 μm以下,尤佳為1.0 μm以下。此處所謂之大小,係指將纖維素複合體以1質量%之濃度製成純水懸浮液,使用高剪切均質機(日本精機(股)製造,商品名「Excel Auto Homogenizer ED-7」,處理條件:轉速15,000 rpm×5分鐘)進行分散,利用雷射繞射法(堀場製作所(股)製造,商品名「LA-910」,超音波處理1分鐘,折射率為1.20)所得之體積頻率粒度分佈中之累計50%粒徑(體積平均粒徑)。若膠體狀纖維素成分之含量為30質量%以上,則分散穩定性、懸浮穩定性更容易提高。更佳為40質量%以上,尤佳為50質量%以上。膠體狀纖維素成分含量越多,分散穩定性越高,因此其上限並無特別限制,但較佳之範圍為100質量%以下。
本發明之纖維素複合體中,為了提高於水中之分散性,除親水性膠及水溶性膠以外,亦可進而添加親水性物質。所謂親水性物質,係指對冷水之溶解性高且基本上不導致黏性之有機物質,較適合為澱粉水解物、糊精類、難消化性糊精、聚葡萄糖等親水性多糖類;果寡糖、半乳寡糖、麥芽寡糖、異麥芽寡糖、乳糖、麥芽糖、蔗糖、α-、β-、γ-環糊精等寡醣類;葡萄糖、果糖、山梨糖等單糖類;麥芽糖醇、山梨糖醇、赤藻糖醇等糖醇類等。該等親水性物質可組合2種以上。上述中,自分散性方面而言,較佳為澱粉水解物、糊精類、難消化性糊精、聚葡萄糖等親水性多糖類。
關於其他成分之調配,係自由調配為不阻礙組合物於水中之分散及穩定性之程度。
其次,對本發明之纖維素複合體之製造方法加以說明。
本發明之滿足特定儲存彈性模數之纖維素複合體係藉由於混練步驟中向纖維素與親水性膠施加機械性剪切力,使纖維素微細化,並且使親水性膠複合化於纖維素表面而獲得。又,可添加親水性膠以外之水溶性膠或其他添加劑等。經過上述處理者視需要進行乾燥。本發明之纖維素複合體中,經過上述機械性剪切,可為未乾燥者及其後經乾燥者等任一形態。
為了施加機械性剪切力,可應用使用混練機等進行混練之方法。混練機可使用捏合機、擠出機、行星混合機、擂潰機等,可為連續式,亦可為批次式。混練時之溫度可為發展式,於由於混練時之複合化反應、摩擦等而發熱之情形時,可一面對其除熱一面混練。可單獨使用該等機型,亦可組合使用兩種以上之機型。該等機型只要根據各種用途中之黏性要求等進行適當選擇即可。
又,混練溫度越低,越抑制親水性膠之劣化,結果所得纖維素複合體之儲存彈性模數(G')提高,因而較佳。混練溫度較佳為0~100℃,更佳為10~90℃,尤佳為20~70℃,進而較佳為20~60℃,最佳為20~50℃。於高能量下,為了維持上述混練溫度,自由進行套管冷卻、放熱等除熱。
混練時之固形物成分較佳為設為20質量%以上。藉由以混練物之黏性高之半固形狀態進行混練,混練物不會成為水分多之狀態,下述所述之混練能量容易傳導至混練物,複合化得到促進,因而較佳。混練時之固形物成分更佳為30質量%以上,進而較佳為40質量%以上。上限雖並無特別限制,但考慮到混練物不會成為水分量少之乾透之狀態而獲得充分之混練效果與均勻之混練狀態,實際範圍較佳為90質量%以下。更佳為70質量%以下,進而較佳為60質量%以下。又,為了將固形物成分設為上述範圍,作為加水之時機,可於混練步驟之前添加必需量之水,亦可於混練步驟之中途加水,亦可實施兩者。
此處,對混練能量加以說明。所謂混練能量係指以混練物之每單位質量之電量(Wh/kg)所定義者。混練能量較佳為設為50 Wh/kg以上。若混練能量為50 Wh/kg以上,則對混練物施加之磨碎性高,纖維素與親水性膠及其他水溶性膠等之複合化得到促進,酸性或高鹽濃度之纖維素複合體之分散穩定性、懸浮穩定性提高。更佳為80 Wh/kg以上,進而較佳為100 Wh/kg以上。
雖認為混練能量較高則促進複合化,但由於若混練能量過高,則在工業上成為過大之設備,且對設備造成過大負荷,故而混練能量之上限較佳為設為1000 Wh/kg。
認為複合化之程度為纖維素與其他成分之氫鍵之比例。若複合化進展,則氫鍵之比例提高,本發明之效果提高。又,藉由複合化進展,則纖維素複合體之儲存彈性模數(G')提高。
獲得本發明之纖維素複合體時,於將藉由上述混練步驟所得之混練物乾燥之情形時,可使用層板式乾燥、噴霧乾燥、帶式乾燥、流體床乾燥、冷凍乾燥、微波乾燥等公知之乾燥方法。於將混練物供給至乾燥步驟之情形時,較佳為不向混練物中添加水,維持混練步驟之固形物成分濃度而供給至乾燥步驟。乾燥後之纖維素複合體之含水率較佳為1~20質量%。藉由將含水率設為20%以下,難以產生發黏、腐敗等問題或搬運、輸送中之成本之問題。更佳為15%以下,尤佳為10%以下。又,藉由設為1%以上,亦不會由於過度乾燥而分散性惡化。更佳為1.5%以上。
於使纖維素複合體於市場流通之情形時,由於其形狀為粉體時容易操作,故而較佳為對藉由乾燥所得之纖維素複合體進行粉碎處理而製成粉體狀。其中,於使用噴霧乾燥作為乾燥方法之情形時,由於可同時進行乾燥與粉末化,故而粉碎並非必要。於將乾燥之纖維素複合體粉碎之情形時,可使用切割式研磨機、鎚磨機、針磨機、噴射磨機等公知之方法。粉碎之程度係粉碎至經粉碎處理者全部通過孔徑為1 mm之篩之程度。更佳為全部通過孔徑為425 μm之篩,且較佳為以平均粒度(重量平均粒徑)成為10~250 μm之方式進行粉碎。
於將乾燥之纖維素複合體於水中攪拌時,容易分散,形成纖維素均勻分散之具有光滑之組織的無粗澀感之穩定之膠體分散體。尤其是於酸性或高鹽濃度下,纖維素不產生凝聚或分離,形成穩定之膠體分散體,因此作為穩定劑等而發揮優異之功能。
本發明之纖維素複合體適合於pH值為5以下或鹽濃度為0.01 mol/L以上之酸性或高鹽濃度之飲食品。
纖維素複合體對於酸性飲食品之添加量並無特別限制,例如,於蔬菜果汁飲料中較佳為0.01質量%以上。藉由將纖維素複合體之添加量設為0.01質量%以上,分散、懸浮穩定性增加,乳化穩定、防離水之效果優異。更佳為0.05質量%以上,進而較佳為0.1質量%以上。藉由將纖維素複合體之添加量設為5質量%以下,亦不引起凝聚或分離,又,自飲料之易飲用度(吞咽感、舌之粗澀感)方面而言,亦較佳為5質量%以下。
纖維素複合體對於高鹽濃度之飲食品之添加量並無特別限制,例如,於調料汁等調味料中較佳為0.01質量%以上。藉由將纖維素複合體之添加量設為0.01質量%以上,分散、懸浮穩定性增加,乳化穩定、防離水之效果優異。更佳為0.03質量%以上。藉由將纖維素複合體之添加量設為5質量%以下,亦不引起凝聚或分離,又,自飲料之易飲用度(吞咽感、舌之粗澀感)方面而言,亦較佳為5質量%以下。
尤其適合於包含水不溶性成分之酸性或高鹽濃度之飲食品。所謂水不溶性成分,係指不溶於水之成分,本發明中,係指通過10 mm之孔徑之篩者。更適合為通過5 mm之篩者,進而適合為通過2 mm之篩者。水不溶性成分雖於酸性或高鹽濃度下變得不穩定,但藉由添加本發明之纖維素複合體,可獲得優異之懸浮穩定性。
作為水不溶性成分,可列舉:食物、飲料中之蛋白或果實屑,乳酸菌飲料等中所含之乳酸菌,蔬菜果汁飲料中之漿成分等,牛奶鈣、碳酸鈣、β-葡聚糖、蛋白質(大豆蛋白、乳蛋白質、膠原蛋白)、薑黃、荔枝等比重大於水之功能性食品素材等,輔酶Q10等癸烯醌化合物,二十二碳六烯酸、二十碳五烯酸、或其酯等Ω-3化合物,腦醯胺化合物等比重水小於水之功能性食品素材等。
上述功能性食品素材雖亦取決於飲料之一日攝取量與素材之效果功效,對於飲料,較佳為添加0.01質量%以上。更佳為0.05質量%以上,進而較佳為0.1質量%以上。
以下,對酸性飲食品及高鹽濃度之飲食品之具體例加以說明。
作為pH值為5以下之酸性飲食品之具體例,可列舉:包含蔬菜汁及/或果汁等之蔬菜果汁飲料,包含蔬菜汁及/或果汁與牛奶、豆漿等乳品之蔬菜果汁乳飲料,酸性乳飲料、優酪乳(drink yogurt)等乳酸菌飲料,運動飲料,將果醋等以水稀釋而成之健康醋飲料等酸性飲料類;以賦予水果等味道為目的而添加有果汁等之冰淇淋(ice cream)、霜淇淋(soft cream)、雪酪(sherbet)等冰點心類,果凍、果醬等凝膠狀食品等酸性食品。又,若為飲食時採用上述形態者,則作為中間製品,以冷凍乾燥、噴霧乾燥等進行粉末化者亦符合本發明之酸性飲食品。
此處,pH值為5以下之酸性定義係指將經實施各種加工之上述形態之飲食品於流通階段保存1日以上時、或供給至飲食時之pH值。作為pH值之測定方法,可將上述飲食品中之固形物成分藉由離心分離及/或過濾而去除後,使用pH值計(HORIBA製造之pH值計D-50)進行測定。
蔬菜果汁飲料包含蔬菜汁及/或果汁10質量%以上、100質量%以下作為纖維素複合體以外之成分。本發明中,所謂「包含蔬菜汁、果汁10質量%以上」,係指蔬菜汁相對於飲料整體之比例以直接換算為10質量%以上。
所謂蔬菜汁,係指使蔬菜之榨汁液、蔬菜泥、蔬菜之破碎物乾燥而成之粉末,或該等之混合物。成為原料之蔬菜通常使用被認為青澀、難以飲用之蔬菜。例如,作為果菜類,可列舉番茄、青椒、南瓜等;作為葉菜類,可列舉捲心菜、菠菜、萵苣、洋芹、水芹、芥藍、油菜等;作為根菜類,可列舉胡蘿蔔、蘿蔔、牛蒡等;作為莖菜類,可列舉蘆筍、旱芹等;作為花菜類,可列舉青花菜、花椰菜等。作為緑色蔬菜類,可列舉大麥若葉、芥藍、明日葉、紫苜蓿、埃及國王菜(Molokheiya)、薏苡若葉、小麥若葉、青花菜、青花菜芽、捲心菜、油菜、蘿蔔葉、蘿蔔、雪裡紅、芥菜、水芹、水芹芽、山葵葉、菠菜等。蔬菜可組合使用2種以上。蔬菜汁之製造方法及製造條件並無特別限制,只要以公知之方法進行即可。作為榨汁液之製造方法,可列舉對蔬菜進行殺菁處理後,進行粉碎、榨汁之方法,或進行低溫榨汁之方法等。又,作為菜泥之製造方法,可列舉對蔬菜進行殺菁處理後,以打漿機或篩濾機進行過濾,或以石磨研碎。又,可列舉使用混合機進行細切粉碎而製造之方法。
所謂果汁,係指由果實榨汁而成之液體。作為果實,可列舉柑橘類果實、蘋果、葡萄、桃、鳳梨、番石榴、橡膠、芒果、黑醋栗、藍莓、櫻桃、洋李、番木瓜、百香果、梅、梨、杏、荔枝、甜瓜、西洋梨、李子類等。果實可單獨或混合2種以上使用。
柑橘類果實係指屬於芸香科芸香亞科之植物之果實。具體而言,可例示:溫州蜜柑、紀州蜜柑、椪柑、Encore、紅橘(mandarin)、紅皮橘(tangerine)、漿果、臺灣香檬、柑橘、不知火等橘類;夏橙、八朔橘、佛手柑、三寶柑、河內晚柑、神代橘、鳴門柑等雜柑類;晚侖夏橙(Valencia orange)、臍橙、血橙等橙類;桶柑、伊予柑、茂穀柑、清見柑、奧蘭多橘、民尼歐拉橘、塞米諾爾橘等焦柑、橘柚;墨西哥萊姆、大溪地萊姆等萊姆;里斯本檸檬、尤里卡檸檬、迪亞曼提檸檬、Etolog等檸檬、香櫞;晚白柚、土佐文旦等文旦;鄧肯葡萄柚(Duncan)、馬敘葡萄柚(Marsh)、湯姆生葡萄柚(Thomson)、寶石紅葡萄柚(ruby red)等葡萄柚;柚子、臭橙、酸橘、花柚、Kis等柚子類;金橘、枸橘。
上述中,橙類之果汁重要的是保持混合於蔬菜飲料中而飲用時之酸味或苦味等之風味平衡,即使為少量,效果亦高之本發明較佳。
製造果汁之方法及條件並無特別限制,只要按照公知之方法進行即可,關於果汁之濃縮率或濃縮方法等並無任何限制。
進而,本發明亦適合於添加有蛋白質之蔬菜果汁飲料。作為蛋白質,可列舉乳蛋白質、植物性蛋白質(大豆蛋白)、膠原蛋白等,可將選自該等中之2種以上混合使用。
此處,作為強化之蛋白質之量,自可一次攝取大量蛋白質之方面而言,較佳為0.1質量%以上。更佳為0.5質量%以上,進而較佳為1.0質量%以上。上限並無特別限制,但若考慮到飲料之黏度、易飲用度,則較佳為10質量%以下。
作為包含蛋白質與本發明纖維素複合體之蔬菜果汁飲料之製造方法,較佳為併用選自HM果膠(以下稱為「HMP」)、酪蛋白、大豆多糖類中之1種以上作為蛋白質之表面保護劑。上述表面包覆劑中,HMP由於抑制纖維素與蛋白質之過度相互作用之效果優異,因而較佳。
所謂「HMP」,係指具有存在以半乳糖醛酸為主體之酸性多糖類(膠類)與數種中性糖之結構之果膠中,酯化度(以酯形態存在之半乳糖醛酸之比例)為50%以上者。不論原料、製造方法如何,具有該化學結構者符合本發明中之HMP。
所謂「酪蛋白」,係指牛奶中所含之乳蛋白質之一種,一般作為乳固形物成分而萃取。酪蛋白係構成該蛋白質之胺基酸中,磷酸鍵結於來自絲胺酸之部分(絲胺酸殘基)之大部分上之磷蛋白質(磷酸化蛋白質)。酪蛋白之構成成分並非單一之蛋白質,雖分類為α-酪蛋白(alpha酪蛋白)、β-酪蛋白(beta酪蛋白)、κ-酪蛋白(kappa酪蛋白)之3種,但本發明中所謂酪蛋白不論該等之組成如何,係指包含1種以上之組合物。
所謂「大豆多糖類」,係指自大豆蛋白製造時產生之不溶性食物纖維(豆腐渣)中,於弱酸性下進行萃取、純化而獲得之多糖類。其化學結構包含半乳糖、阿拉伯糖、半乳糖醛酸、鼠李糖、木糖、海藻糖、葡萄糖,係於鼠李半乳糖醛酸鏈上鍵結有半乳聚糖與聚阿拉伯糖。
對HMP、大豆多糖類之使用方法進行說明。作為HMP、大豆多糖類之添加量,相對於添加於蔬菜果汁飲料中之蛋白質之總量,較佳為1/20(質量比)以上,更佳為1/10以上,進而較佳為1/5以上。作為其添加方法,可列舉製作蛋白質水溶液/或水懸浮液,向其中添加HMP及/或大豆多糖類並攪拌之方法作為一例。藉此,蛋白質之表面係以HMP及/或大豆多糖類包覆(於該階段,可使蔬菜汁、果汁共存)。其後,添加本發明之纖維素複合體。關於纖維素複合體,由於添加預先分散於水中者時,懸浮穩定、防離水等效果提高,因而較佳。
其次,對酪蛋白之使用方法加以說明。作為酪蛋白之添加量,相對於添加於蔬菜果汁飲料中之蛋白質之總量,較佳為1/40(質量比)以上,更佳為1/20以上,進而較佳為1/10以上。作為其添加方法,可列舉製作本發明之纖維素複合體之水分散體,向其中添加酪蛋白(酪蛋白可以水溶液添加,亦可以乾燥粉末狀添加)並攪拌之方法作為一例。藉此,纖維素複合體之表面係以酪蛋白包覆(於該階段,可使蔬菜汁、果汁共存)。其後,添加蛋白質。關於蛋白質,由於添加預先分散、或溶解於水中者時,懸浮穩定、防離水等效果提高,因而較佳。
所謂蔬菜果汁乳飲料,係指藉由向蔬菜果汁飲料中添加牛奶或豆漿而強化飲料中之蛋白質者。牛奶、豆漿可分別單獨使用,亦可併用,其量比並無特別限制。
自飲用牛奶、豆漿之觀點而言,添加本發明之纖維素複合體之蔬菜果汁乳飲料較佳為包含上述牛奶、豆漿5質量%以上、90質量%以下。本發明中,所謂「包含牛奶、豆漿5質量%以上」,係指即使將上述牛奶或豆漿製成無脂肪乳、低脂肪乳等加工乳而添加,乳相對於飲料整體之比例以直接換算為5質量%以上。
所謂酸性乳飲料,係指以與乳及乳製品之成分規格等相關之部令(乳等部令)所定義的不論量之多少而使用乳或乳製品者。此處乳及乳製品中包含:牛奶、加工乳等液狀乳;乳膏、脫脂乳粉、全脂乳粉、醱酵乳等。另外,本發明之酸性乳飲料中包含醱酵乳飲料及非醱酵乳飲料。本發明之酸性乳飲料之pH值較佳為3~5,更佳為3.3~4.5,尤佳為3.6~4.4。若pH值為此範圍內,則自飲料之可口性而言較佳。為調整pH值,可使用有機以及無機可食酸。作為有機以及無機可食酸,只要為通常用於食品中者即可,例如可使用乳酸、檸檬酸、酒石酸、蘋果酸、抗壞血酸、醋酸、富馬酸、磷酸、己二酸、葡萄糖酸、琥珀酸、磷酸氫鉀或鈉、磷酸二氫鉀或鈉或者果汁等。尤其自酸味之品質方面而言,較佳為乳酸、檸檬酸、酒石酸、蘋果酸、抗壞血酸、醋酸。
所謂乳酸菌飲料,係指包含活菌或死菌狀態之乳酸菌0.01質量%以上之飲料。飲料之基底可為乳飲料、果汁飲料、清涼飲料等中之任一種。作為包含活菌之乳酸菌飲料,可列舉將酸乳酪、植物性乳酸菌之醱酵液等以上述飲料基底或水進行適當稀釋而成者。由於乳酸菌之調配量越多,本發明之效果越大,故而乳酸菌含量更佳為0.05質量%,進而較佳為0.1質量%以上。
所謂運動飲料,係指適合於運動中或運動後飲用之飲料。即,係指可有效率地補給運動時由於出汗等而失去之水分、電解質、礦物質、能量之清涼飲料水。運動飲料中,可好視喜好而調配各種調味料或營養成分等。例如,只要為各種著色劑、胺基酸、維生素、礦物鹽、香料等調配於通常之運動飲料中者,則可調配任意者。運動飲料之特徵在於以規定比例包含檸檬酸或其鹽。作為使運動飲料中包含檸檬酸或其鹽之方法並無特別限制,亦可藉由將檸檬酸製劑調配至飲料中而進行。
檸檬酸之調配量較佳為0.15~0.5質量%,進而較佳為0.2~0.5質量%,最佳為0.3~0.5質量%。
食醋飲料適合於為了促進健康或維持健康等目的而飲用。所謂食醋,係指以日本農林規格大分致類為「釀造醋」與「合成醋」。所謂「釀造醋」,係指根據原料之種類或原料使用量來加以區別,存在:使用包含規定量以上之穀物之原料而獲得之穀物醋、或使用包含規定量以上之果實或果汁之原料而獲得之果醋、除上述以外之穀物醋或果醋以外之釀造醋。例如,作為穀物醋,有大麥醋、米醋、麥芽醋、小麥醋、酒粕醋、醪醋、小米醋、純米醋、糙米醋、糙米黑醋、大麥黑醋等。作為果醋,可列舉蘋果醋、葡萄醋、白葡萄酒醋、紅葡萄酒醋、巴薩米克醋等,種類並無特別限制。食醋飲料包含醋酸,其含量較佳為0.05~5質量%,更佳為0.1~3質量%,進而較佳為0.2~2質量%。若為5質量%以下,則不會因酸味與刺激氣味過強而難以飲用,又,若為0.05質量%以上,則不會因酸味過弱而不適合作為食醋飲料。
本發明之酸性飲料類之黏度較佳為,於20℃下藉由B型黏度計而得之黏度為3~700 mPa‧s。若為該範圍內,則可抑制成分之凝聚、沈澱,製備容易飲用之酸性飲食品。就該觀點而言,更佳為10~400 mPa‧s,進而較佳為20~200 mPa‧s。
作為pH值為5以下之酸性食品,可列舉飲料等透明或不透明之液狀食品、果凍等透明或不透明之固形(半固形)食品。
作為液狀食品之具體例,除上述酸性飲料以外,可列舉:準藥品之營養飲料,包含維生素B群、維生素C等之維生素飲料等,檸檬茶、調味茶等口味飲料類等。除此以外,亦可列舉以果實或果汁等調味之果子露類,或調料汁、羹湯、調味醬、醬料等中酸性(pH值為5以下)之調味液類。
又,作為固形(半固形)食品之具體例,可列舉:果凍、布丁、果醬等凝膠狀食品,或酸乳酪、酸乳油等酸性乳製品,以賦予水果等味道為目的而添加有果實或果肉、果汁等之冰淇淋、霜淇淋、雪酪等冰點心類。
上述酸性食品中,係指於飲食時包含冰者。例如冰淇淋、霜淇淋、雪酪等。
上述酸性食品中,係指於飲食時包含凝膠者。例如果凍、布丁、果醬等。此處,作為膠化劑,亦包括:包含明膠、蛋白等蛋白質者,以如鹿角菜膠、三仙膠、羅望子膠之類之水溶性膠類而凝固者。
作為0.01 mol/L以上之高鹽濃度之飲食品之具體例,符合的是分散有芝麻等食品或功能性油之乳化物的調味醬類、西點塗料類、調料汁類、湯類、乳膏類等。又,若為飲食時採用上述形態者,則作為中間製品,以冷凍乾燥、噴霧乾燥等而粉末化者(例如粉末調味料、粉末湯、茶泡飯等)亦符合高鹽濃度飲食品。
所謂0.01 mol/L以上之鹽濃度之定義,係指將經實施各種加工之上述形態之飲食品於流通階段保存1日以上時、或供給至飲食時之鹽濃度。所謂鹽濃度,係指將上述飲食品中之固形物成分藉由離心分離及/或過濾而去除後,所得水溶液中之鹽分濃度,係將使用鹽分計(ATAGO製造,數位鹽分計,ES-421)測定之值(質量%)換算為NaCl之莫耳濃度(mol/L)。
向酸性或高鹽濃度之飲食品中添加本發明之纖維素複合體之方法可列舉以下方法。可藉由使本發明之纖維素複合體與主原料或著色劑、香料、酸味料、增黏劑等成分同時分散於水中而添加。
又,於將纖維素複合體之乾燥粉末分散於酸性或高鹽濃度之水系介質中之情形時,將纖維素複合體暫時分散於水中後,再添加至目標之食品形態,由於纖維素複合體之分散穩定性提高,因而較佳。於纖維素複合體為乾燥粉末之情形時,作為於水中之分散方法,可使用食品等之製造步驟中通常使用之各種分散機、乳化機、磨碎機等混練機而分散。作為混練機之具體例,可使用螺旋槳攪拌機、高速混合機、均質混合機、切割機等各種混合機;球磨機、膠體磨機、珠磨機、擂潰機等磨機類;高壓均質機、奈米機等以高壓均質機為代表之分散機、乳化機;以行星混合機、捏合機、擠出機、連續式混合機等為代表之混練機等。亦可組合使用2種以上之混練機。又,一面加溫一面進行時,容易分散。
例如,於添加於蔬菜果汁飲料或蔬菜果汁乳飲料中之情形時,可列舉:向蔬菜果汁飲料或蔬菜果汁乳飲料中混合纖維素複合體後,以均質混合機進行分散之方法;或者將纖維素複合體以均質混合機分散於水中後,與蔬菜果汁飲料或蔬菜果汁乳飲料混合之方法。藉由向蔬菜果汁飲料或蔬菜果汁乳飲料中添加纖維素複合體,可抑制飲料中所含之漿成分之不溶性成分之沈降。
於添加於乳酸菌飲料中之情形時,可列舉:向乳酸菌飲料中混合纖維素複合體後,以均質混合機進行分散之方法;或者將纖維素複合體以均質混合機分散於水中後,與乳酸菌飲料混合之方法。藉由向乳酸菌飲料中添加纖維素複合體,可不使纖維素凝聚而穩定地分散,並且防止乳酸菌飲料中之乳酸菌、蛋白等之沈降。
當酸性或高鹽濃度之飲食品包含20 μm以上之粒子0.01質量%以上作為水不溶性成分時,於其製造步驟中,以高壓均質機(例如APV製造,Manton Gaulin Homogenizer)施加10 MPa以上之壓力,進行均質化,此情況自長期保存穩定性方面而言較佳。
本發明之纖維素複合體於酸性或高鹽濃度之水系介質中,膠體分散性顯著提高,除食品以外,亦可列舉:醫藥品,化妝品,食品用、工業用洗滌劑及處理劑原料,家庭用(衣料、廚房、住宅、餐具等)洗滌劑原料,塗料、顏料、陶瓷、水系乳膠、乳化(聚合)用、農藥用、纖維加工用(精煉劑、染色助劑、軟化劑、撥水劑)、防污加工劑、混凝土用混合劑、印刷油墨用、潤滑油用、防靜電劑、防霧劑、潤滑劑、分散劑、脫墨劑等用途。其中,於食品,尤其是酸性食品或包含鹽分之食品或其組合中,可不產生凝聚或分離、離水、沈降,而保持穩定之分散狀態。又,由於作為穩定劑之性能顯著提高,並且由於其光滑之飲用感與體感而消除粗澀問題,故而亦可用於上述以外之廣泛食品用途。
藉由下述實施例對本發明加以說明。但,該等並不限制本發明之範圍。
(1)將纖維素複合體,使用高剪切均質機(日本精機(股)製造,商品名「Excel Auto Homogenizer ED-7」,處理條件:轉速15,000 rpm×5分鐘)分散於純水中,製備1.8質量%濃度之純水分散體。
(2)將該水分散體與0.2 M且pH值為4之Mcllvaine緩衝液(0.2 M之磷酸氫二鈉與0.1 M之檸檬酸水溶液)混合,將纖維素複合體之濃度製備為1質量%(總量為300 g,離子濃度為0.06 mol/L,pH值為4)後,將所得之水分散體於室溫下靜置3日。
(3)利用黏彈性測定裝置(Rheometric Scientific,Inc.製造,ARES100FRTN1型),幾何形狀:Double Wall Couette型,以1→794%之範圍掃描應變)測定該水分散體之應力之應變相關性。本發明中,儲存彈性模數(G')係使用上述測定所得之應變-應力曲線上之應變20%之值。
(1)將纖維素複合體以1質量%之濃度製成純水懸浮液,以高剪切均質機(日本精機(股)製造,商品名「Excel Auto Homogenizer ED-7」,處理條件:轉速15,000 rpm×5分鐘)進行分散。
(2)對所得之水分散體,以雷射繞射法(堀場製作所(股)製造,商品名「LA-910」,超音波處理1分鐘,折射率為1.20)測定粒度分佈。將此處所得之體積頻率粒度分佈中之累計50%粒徑作為體積平均粒徑。
(1)將纖維素複合體以1質量%之濃度製成純水懸浮液,以高剪切均質機(日本精機(股)製造,商品名「Excel Auto Homogenizer ED-7」,處理條件:轉速15,000 rpm×5分鐘)進行分散。
(2)其次,進行離心分離。(久保田商事(股)製造,商品名「6800型離心分離器」,轉子類型為RA-400型,處理條件:離心力2,000 rpm(5600 G※G為重力加速度)×15分鐘,向離心管中加入總量50 g)。
(3)將離心後之上清液導入至玻璃製秤量瓶中,於60℃下乾燥15小時,其後於105℃下乾燥2小時,於乾燥器內進行恆量後,測定重量。又,另行對未離心之水分散體亦同樣地乾燥,測定重量。根據該等結果,根據以下式子求出上清液中殘存之纖維素固形物成分之質量百分率。
計算式:(上清液50 g之固形物成分)/(未離心50 g中之固形物成分)×100
對上述儲存彈性模數之測定法(2)中所得之水分散體,關於以下4項,制定基準,根據目視判定。
(分離)以沈降管上部顏色較淺之層之體積進行評價。
◎(優):無分離,○(良):分離未達10%,Δ(可):分離未達30%,×(不可):分離30%以上。
(沈降)以沈降管底面之堆積物之量進行評價。
◎(優):無沈降,○(良):部分地較少沈降,Δ(可):整面較少沈降,×(不可):整體較多沈降。
(凝聚)以沈降管整體中不均勻之部分之量進行評價。
◎(優):均勻,○(良):僅一部分不均勻,Δ(可):一部分不均勻,×(不可):整體不均勻。
對上述儲存彈性模數之測定法(2)中所得之水分散體,分散3小時後(於25℃下保存),以B形黏度計(轉子轉速為60 rpm。安裝並靜置30秒後,旋轉30秒並測定。其中,轉子可根據黏度進行適當變更。所使用之轉子如下所述。即,以1~20 mPa‧s:BL型、21~100 mPa‧s:No1、101~300 mPa‧s:No2、301 mPa‧s:No3)進行測定。測定結果係根據以下基準進行分類。
(黏度)◎(優):1~50,○(良):51~75,Δ(可):76~100,×(不可):101~[mPa‧s]。
將纖維素複合體以1質量%之濃度製成純水懸浮液,以高剪切均質機(日本精機(股)製造,商品名「Excel Auto Homogenizer ED-7」,處理條件:轉速15,000 rpm×5分鐘)進行分散,將所得之水分散體以純水稀釋為0.1質量%,使用點滴器於雲母上澆鑄1滴。以風槍吹飛剩餘之水分,進行風乾,製備樣品。基於以原子力顯微鏡(裝置Digital Instruments公司製造,Nano Scope IV MM,掃描儀EV,測定模式為Tapping,探針NCH型矽單結晶探針)計測之圖像,根據長徑(L)為2 μm以下之粒子之形狀,求出長徑(L)與短徑(D),其比(L/D)為纖維素粒子之形狀,作為100~150個粒子之平均值而算出。
將纖維素複合體以0.25質量%之濃度製成純水懸浮液,以高剪切均質機(日本精機(股)製造,商品名「Excel Auto Homogenizer ED-7」,處理條件:轉速15,000 rpm×5分鐘)進行分散,將所得之水分散體以純水稀釋為0.01~0.05質量%,使用點滴器於雲母上澆鑄1滴。以風槍吹飛剩餘之水分,進行風乾,製備樣品,以厚度3 nm蒸鍍鉑鈀。基於以掃描式電子顯微鏡(裝置:日本電子製造之JSM-5510LV型)計測之圖像,求出長徑(L)與短徑(D),其比(L/D)為纖維素之粒子形狀,作為100~150個粒子之平均值而算出。
對各種飲料(製造法係參照以下之實施例、比較例)中,關於以下之4項,制定基準,根據目視判定。
(分離)以沈降管上部顏色較淺之層之體積進行評價。
◎(優):無分離,○(良):分離未達10%,Δ(可):分離未達30%,×(不可):分離30%以上。
(沈降)以沈降管底面之堆積物之量進行評價。
◎(優):無沈降,○(良):部分地較少沈降,Δ(可):整面較少沈降,×(不可):整體較多沈降。
(凝聚)以沈降管整體中不均勻之部分之量進行評價。
◎(優):均勻,○(良):僅一部分不均勻,Δ(可):一部分不均勻,×(不可):整體不均勻。
將各種飲料(製造法係參照以下之實施例、比較例),於製造1小時後(於25℃下保存),以B形黏度計(轉子轉速為60 rpm。安裝並靜置30秒後,旋轉30秒鐘並測定。其中,轉子可根據黏度進行適當變更。所使用之轉子如下所述。即,以1~20 mPa‧s:BL型、21~100 mPa‧s:No1、101~300 mPa‧s:No2、301 mPa‧s:No3)進行測定。測定結果係根據以下基準進行分類。
(黏度)◎(優):1~10,○(良):10~20,Δ(可):20~50,×(不可):50~[mPa‧s]以下,將纖維素簡記為MCC,車前籽膠簡記為CSG,羧甲基纖維素鈉簡記為CMC-Na,結冷膠簡記為GLG,海藻酸鈉簡記為ARG-Na,LM果膠簡記為LMP。
裁剪市售DP紙漿後,於2.5 mol/L鹽酸中於105℃下進行15分鐘水解後,進行水洗、過濾,製作固形物成分為50質量%之濕濾餅狀之纖維素(平均聚合度為220)。
繼而,準備濕濾餅狀之MCC、CSG((股)MRC Polysaccharide製造,PG020,1質量%溶解液之黏度為40 mPa‧s)、CMC-Na(第一工業製藥(股),F-7A,1%溶解液之黏度為11 mPa‧s),以MCC/CSG/CMC-Na之質量比成為90/5/5之方式投入至行星混合機((股)品川工業所製造,5DM-03-R,攪拌翼為鉤型)中,以固形物成分成為45質量%之方式加水。
其後,以126 rpm進行混練,獲得纖維素複合體A。混練能量係根據行星混合機之混練時間進行控制,實測值為0.6 kWh/kg。混練溫度係使用熱電偶,混練物之溫度為直接測定,通過混練為20~60℃,極限溫度為50~60℃。
所得之纖維素複合化物A之儲存彈性模數(G')為0.48 Pa。又,纖維素複合體A之體積平均粒徑為6.2 μm,膠體狀纖維素成分為55質量%,粒子L/D為1.6。對纖維素複合體A之分散穩定性(分離、沈降、凝聚、黏度)進行評價,結果示於表-1。
使用其,以如下方式製成鈣強化蔬菜果汁。
將纖維素複合體A使用TK均質混合機(特殊機化工業(股)製造,MARKII)以8,000 rpm進行10分鐘水分散,製成包含6質量%纖維素複合體A之純水分散體。添加以TK均質混合機分散之市售之蔬菜果汁(Kagome(股)製造,蔬菜生活100)與纖維素複合體A之純水分散體,以纖維素複合體A之固形物成分濃度成為0.3質量%之方式進行設定,以TK均質混合機使其分散而製成飲料。
向該飲料中添加牛奶鈣(飲料中之添加量為0.2質量%),使用TK均質混合機,以4,000 rpm攪拌5分鐘,藉此獲得鈣強化蔬菜果汁。測定將其於25℃環境中靜置1小時後之飲料黏度。進而,將其保存於100 ml容積之沈降管中,於室溫下靜置保存3日後,以目視進行外觀之狀態觀察(分離、沈降、凝聚、黏度)。懸浮穩定性之評價結果示於表-1。
以與實施例1相同之方式製成濕濾餅狀之纖維素,以MCC/CSG/CMC-Na之質量比為90/3/7、固形物成分為40質量%之條件製備纖維素水分散體。將該纖維素水分散體以與實施例1相同之裝置進行混練,獲得纖維素複合體B。混練能量為0.1 kWh/kg。混練溫度係以與實施例1相同之方式測定,通過混練為20~60℃,極限溫度為50~60℃。
儲存彈性模數(G')為0.2 Pa,體積平均粒徑為6.8 μm,膠體狀纖維素成分為45質量%,粒子L/D為2.0。使用纖維素複合體B,以與實施例1相同之方式評價分散穩定性。
又,使用其,以與實施例1相同之方式製成鈣強化蔬菜果汁,評價懸浮穩定性。結果示於表-1。
以與實施例1相同之方式製成濕濾餅狀之纖維素,以MCC/CSG/GLG(CP Kelco製造,Kelcogel,Lot070628,1質量%溶解液之黏度為1222 mPa‧s)之質量比成為90/9/1之方式進行秤量,以固形物成分成為49.5質量%之方式加水後,以行星混合機進行混練,獲得纖維素複合體C。混練能量為0.5 kWh/kg。混練溫度係以與實施例1相同之方式測定,通過混練為20~60℃,極限溫度為50~60℃。
所得之纖維素複合化物C之儲存彈性模數(G')為0.18 Pa,體積平均粒徑為7.5 μm,膠體狀纖維素成分為53質量%,粒子L/D為1.6。使用纖維素複合體C,以與實施例1相同之方式評價分散穩定性。
又,使用其,以與實施例1相同之方式製成鈣強化蔬菜果汁,評價懸浮穩定性。結果示於表-1。
以與實施例1相同之方式製成濕濾餅狀之纖維素,以MCC/CSG/CMC-Na之質量比成為50/25/25之方式進行秤量,以固形物成分成為49質量%之方式加水,以行星混合機進行混練,獲得纖維素複合體D。混練能量為0.6 kWh/kg。混練溫度係以與實施例1相同之方式測定,通過混練為20~60℃,極限溫度為50~60℃。
儲存彈性模數(G')為0.2 Pa,體積平均粒徑為5.8 μm,膠體狀纖維素成分為36質量%,粒子L/D為1.6。使用纖維素複合體D,以與實施例1相同之方式評價分散穩定性。
又,使用其,以與實施例1相同之方式製成鈣強化蔬菜果汁,評價懸浮穩定性。結果示於表-1。
以與實施例1相同之方式製成濕濾餅狀之纖維素,以MCC/CSG/ARG-Na((股)Kimica製造,Kimica Algin SKAT-UVL,1%溶解液之黏度為4.1 mPa‧s)之質量比成為95/2.5/2.5之方式進行秤量,以固形物成分成為45質量%之方式加水,以行星混合機進行混練,獲得纖維素複合體E。混練能量為0.6 kWh/kg。混練溫度係以與實施例1相同之方式測定,通過混練為20~60℃,極限溫度為50~60℃。
儲存彈性模數(G')為0.5 Pa,體積平均粒徑為7.8 μm,膠體狀纖維素成分為43質量%,粒子L/D為1.6。使用纖維素複合體E,以與實施例1相同之方式評價分散穩定性。
又,使用其,以與實施例1相同之方式製成鈣強化蔬菜果汁,評價懸浮穩定性。結果示於表-1。
以與實施例1相同之方式製成濕濾餅狀之纖維素,以MCC/CSG之質量比成為90/10之方式進行秤量,以固形物成分成為45質量%之方式加水,以行星混合機進行混練,獲得纖維素複合體F。混練能量為0.5 kWh/kg。混練溫度係以與實施例1相同之方式測定,通過混練為20~60℃,極限溫度為50~60℃。
儲存彈性模數(G')為0.15 Pa,體積平均粒徑為7.4 μm,膠體狀纖維素成分為56質量%,粒子L/D為1.6。使用纖維素複合體F,以與實施例1相同之方式評價分散穩定性。
又,使用其,以與實施例1相同之方式製成鈣強化蔬菜果汁,評價懸浮穩定性。結果示於表-2。
以與實施例1相同之方式製成濕濾餅狀之纖維素,以MCC/CSG/LMP(Unitec Foods(股)製造,LNSN325)之質量比成為90/5/5之方式進行秤量,以固形物成分成為45質量%之方式加水,以行星混合機進行混練,獲得纖維素複合體M。混練能量為0.5 kWh/kg。混練溫度係以與實施例1相同之方式測定,通過混練為20~60℃,極限溫度為50~60℃。
儲存彈性模數(G')為0.17 Pa,體積平均粒徑為7.2 μm,膠體狀纖維素成分為54質量%,粒子L/D為1.6。使用纖維素複合體M,以與實施例1相同之方式評價分散穩定性。
又,使用其,以與實施例1相同之方式製成鈣強化蔬菜果汁,評價懸浮穩定性。結果示於表-1。
以與實施例1相同之方式製成濕濾餅狀之纖維素,以MCC/CSG/CMC-Na之質量比成為80/0/20之方式進行秤量,以固形物成分成為45質量%之方式加水,以行星混合機進行混練,獲得纖維素複合體G。混練能量為0.5 kWh/kg,混練溫度係以與實施例1相同之方式測定,通過混練為20~60℃,極限溫度為50~60℃。
纖維素複合體G之儲存彈性模數(G')為0.02 Pa,體積平均粒徑為8.8 μm,膠體狀纖維素成分為35質量%,粒子L/D為1.6。使用纖維素複合體G,以與實施例1相同之方式評價分散穩定性。
又,使用其,以與實施例1相同之方式製成鈣強化蔬菜果汁,評價懸浮穩定性。結果示於表-2。
以與比較例1相同之方式製成濕濾餅狀之纖維素,以MCC/CSG/CMC-Na之質量比成為90/5/5之方式進行秤量,以固形物成分成為28質量%之方式加水,以行星混合機進行混練,獲得纖維素複合體J。混練能量為0.04 kWh/kg,混練溫度係以與實施例1相同之方式測定,通過混練為20~60℃,極限溫度為50~60℃。
纖維素複合體J之儲存彈性模數(G')為0.01 Pa,體積平均粒徑為13.5 μm,膠體狀纖維素成分為28質量%,粒子L/D為2.4。使用纖維素複合體J,以與比較例1相同之方式評價分散穩定性。
又,使用其,以與比較例1相同之方式製成鈣強化蔬菜果汁,評價懸浮穩定性。結果示於表-2。
裁剪市售DP紙漿後,於10質量%之鹽酸中於105℃下進行20分鐘水解,將所得之酸不溶性殘渣過濾、清洗後,製備固形物成分為10質量%之纖維素水分散體(平均聚合度為200)。該水解纖維素之平均粒徑為17 μm。將該纖維素水分散體以介質攪拌濕式粉碎裝置(Kotobuki技研工業股份有限公司製造之Apex Mill,AM-1型),使用直徑為1 mmΦ之氧化鋯珠作為介質,於攪拌翼轉速為1800 rpm、纖維素水分散體之供給量為0.4 L/min之條件下通過2次,進行粉碎處理,獲得微細纖維素之糊狀物。
以糊狀微細纖維素/CSG/CMC-Na(取代度0.90,黏度7 mPa‧s)之質量比成為80/0/20之方式進行秤量,以總固形物成分濃度成為11質量之方式以純水製備,使用TK均質混合機(特殊機化工業(股)製造,MARKII)以8,000rpm分散20分鐘,製備糊狀水分散體(由Apex Mill與TK均質機之消耗電力及處理量算出混練能量,結果為0.03 kWh/kg。混練溫度係以與實施例1相同之方式測定,通過混練為20~60℃,極限溫度為50~60℃)。
將該水分散體使用轉筒乾燥機(楠木機械製作所(股)製造,KDD-1型),以水蒸氣壓力2 Kg/cm2
、轉速0.6 rpm進行乾燥,以刮刀刮取,以快速研磨機(Fuji Paudal(股)製造)進行粗碎,獲得薄片狀、鱗片狀之纖維素複合體K。混練能量為0.03 kWh/kg,纖維素複合體K之儲存彈性模數(G')為0.01 Pa,體積平均粒徑為3.4 μm,膠體狀纖維素成分為40質量%,粒子L/D為2.4。使用纖維素複合體K,以與比較例1相同之方式評價分散穩定性。
又,使用其,以與比較例1相同之方式製成鈣強化蔬菜果汁,評價懸浮穩定性。結果示於表-2。
裁剪市售DP紙漿後,於10質量%之鹽酸中於105℃下進行20分鐘水解,將所得之酸不溶性殘渣過濾、清洗,獲得水分為60質量%之濕濾餅狀之纖維素。以固形物成分成為45質量%之方式加水,將其以與實施例1相同之條件,以行星混合機進行2小時處理。向磨碎處理物中加入水,使固形物成分為7質量%,以高剪切均質機(日本精機(股)製造,商品名「Excel Auto Homogenizer ED-7」,處理條件:轉速15,000 rpm×5分鐘)進行分散。其後,以2500 G之離心力,進行10分鐘離心分離,作為上層部,獲得固形物成分為4質量%之MCC水分散體。
繼而,向MCC水分散體中,以成為實施例1之組成之方式加入CSG與CMC-Na,使用螺旋槳式攪拌機均勻混合,製備水分散體(此時之固形物成分為4~5質量%)。將該水分散體以轉筒乾燥機((股)楠木機械製作所製造之KDD-1型),將轉筒表面以矽離型劑進行處理後,以水蒸氣壓力0.12 MPa、轉速1.0 rpm進行乾燥,獲得膜狀之纖維素複合體L。
混練能量之總量為0.08 kWh/kg(行星混合機為0.08 kWh/kg,此外,總量亦未達0.005 kWh/kg)。與親水性膠之共存下之混練溫度(螺旋槳攪拌)係以與實施例1相同之方式測定,通過混練為20~60℃,極限溫度為50~60℃。
體積平均粒徑為3.5 μm,膠體狀纖維素成分為72質量%,粒子L/D為1.6(體積平均粒徑之測定所得之粒度分佈中之10 μm以上之粒子的比例為2.5%)。以與實施例1相同之操作測定儲存彈性模數,結果為0.01 Pa。
比較例4中,作為對纖維素施加之混練能量,係在本發明之較佳範圍內者,但由於在佔混練能量之大部分之行星混合機之處理中不存在CSG、CMC-Na,故而MCC與CSG、CMC-Na之複合化當然無法進展,認為儲存彈性模數脫離本發明之範圍。
又,使用其,以與比較例1相同之方式製成鈣強化蔬菜果汁,評價懸浮穩定性。結果示於表-2。
以與實施例1相同之方式獲得纖維素複合體A。使用其,以如下方式製成鈣強化運動飲料。
秤量市售之運動飲料(可口可樂(股)製造,Aquarius,粉體調整)、纖維素複合體A為6質量%之純水分散體、牛奶鈣,將該等使用TK均質混合機(特殊機化工業(股)製造,MARKII)以8,000 rpm攪拌5分鐘,獲得鈣強化運動飲料。該飲料中之纖維素複合體A之固形物成分為0.3質量%,牛奶鈣之添加量為0.2質量%。
測定將其於25℃環境中靜置1小時後之飲料黏度。進而,將其保存於100 ml容積之沈降管中,於室溫下靜置保存3日後,以目視進行外觀之狀態觀察(分離、沈降、凝聚、黏度)。以與鈣強化蔬菜汁相同之方法評價懸浮穩定性。結果示於表-1。
以與實施例1相同之方式獲得纖維素複合體A。使用其,以如下方式製成β-葡聚糖強化蔬菜果汁。
實施例1中,除了將牛奶鈣改為大麥β-葡聚糖(E-70S,(股)ADEKA製造),將飲料中之水不溶性成分之添加量設為0.5質量%以外,以與實施例1相同之方法製成β-葡聚糖強化蔬菜果汁,評價懸浮穩定性。結果示於表-1。
以與實施例1相同之方式獲得纖維素複合體A。使用其,以如下方式製成蛋白質強化蔬菜果汁飲料。
將纖維素複合體A使用TK均質混合機(特殊機化工業(股)製造,MARKII)以8,000 rpm分散10分鐘,製成10質量%之水分散體A。繼而將大豆蛋白質(不二製油(股)製造之Proleena RD-1)使用TK均質混合機(特殊機化工業(股)製造,MARKII)以8,000 rpm分散10分鐘,製成10質量%之水分散體B。
向水分散體B中,以大豆蛋白質/HM果膠(質量比)為5/1之方式添加HM果膠(Unitec Foods(股)製造之AYD-380D),使用TK均質混合機(特殊機化工業(股)製造,MARKII)以8,000 rpm分散10分鐘,獲得水分散體C。
向市售之蔬菜果汁(Kagome(股)製造,蔬菜生活100)中添加水分散體A(以最終飲料中之纖維素複合體成為0.2質量%之方式進行設定)、水分散體C(以最終飲料中之大豆蛋白質成為0.5質量%,且HM果膠成為0.1質量%之方式進行設定),繼而添加純水,使用TK均質混合機(特殊機化工業(股)製造,MARKII)以8,000 rpm分散10分鐘,獲得水分散體D。
將該水分散體D以高壓均質機(APV公司製造,Manton Gaulin Homogenizer,壓力為20 MPa)處理後,於85℃之溫浴中,一面以螺旋槳式攪拌機攪拌一面殺菌10分鐘,製成蛋白質強化蔬菜果汁飲料。
將以與實施例1相同之方式對該飲料進行評價之結果示於表3。
在與實施例10相同之操作中,以最終飲料中之HM果膠之濃度成為0.05質量%之方式製成蛋白質強化蔬菜果汁飲料。
將以與實施例1相同之方式對該飲料進行評價之結果示於表3。
在與實施例10相同之操作中,以最終飲料中之纖維素複合體A之濃度成為0.1質量%,大豆蛋白質之濃度成為1.0質量%,且HM果膠之濃度成為0.1質量%之方式進行製備,製成蛋白質強化蔬菜果汁飲料。
將以與實施例1相同之方式對該飲料進行評價之結果示於表3。
在與實施例10相同之操作中,將所使用之纖維素複合體改為實施例7中所得之纖維素複合體M。又,以最終飲料中之纖維素複合體M之濃度成為0.3質量%,大豆蛋白質之濃度成為0.5質量%,且HM果膠之濃度成為0.2質量%之方式進行製備,製成蛋白質強化蔬菜果汁飲料。
將以與實施例1相同之方式對該飲料進行評價之結果示於表3。
在與實施例10相同之操作中,以最終飲料中之纖維素複合體A之濃度成為0.2質量%,大豆蛋白質之濃度成為0.5質量%,且不添加HM果膠而進行製備,製成蛋白質強化蔬菜果汁飲料。
將以與實施例1相同之方式對該飲料進行評價之結果示於表3。
在與實施例10相同之操作中,不添加纖維素複合體,以大豆蛋白質之濃度成為0.5質量%,且HM果膠之濃度成為0.2質量%之方式進行製備,製成蛋白質強化蔬菜果汁飲料。
將以與實施例1相同之方式對該飲料進行評價之結果示於表3。
在與實施例10相同之操作中,將所使用之纖維素複合體改為比較例2中所得之纖維素複合體J。又,以最終飲料中之纖維素複合體J之濃度成為0.2質量%,大豆蛋白質之濃度成為0.5質量%,且HM果膠之濃度成為0.1質量%之方式進行製備,製成蛋白質強化蔬菜果汁飲料。
將以與實施例1相同之方式對該飲料進行評價之結果示於表3。
將纖維素複合體A,使用TK均質混合機(特殊機化工業(股)製造,MARKII)以8,000 rpm分散10分鐘,製成10質量%之水分散體。將該水分散體與蔬菜果汁乳飲料(市售品「蔬菜&豆漿」,伊藤園(股)製造,成分組成:蔬菜汁25%、果汁5%、豆漿10%、植物性蛋白質3.1 g/777 g)使用TK均質混合機(特殊機化工業(股)製造,MARKII)以8,000 rpm分散10分鐘後,於85℃之溫浴中,一面以螺旋槳式攪拌機攪拌一面殺菌10分鐘,製作蔬菜果汁乳飲料。
以與實施例1相同之方式對該飲料進行評價之結果為:分離為◎,沈降為○,凝聚為◎,黏度為◎。
在與實施例15相同之操作中,將所使用之纖維素複合體改為比較例1中所得之纖維素複合體G,製成蔬菜果汁乳飲料。
以與實施例1相同之方式對該飲料進行評價之結果為:分離為×(上部液面產生離水),沈降為Δ,凝聚為Δ,黏度為◎。
將實施例1中所得之纖維素複合體A與純水,使用TK均質混合機(特殊機化工業(股)製造,MARKII)以8,000 rpm分散10分鐘,獲得5質量%之水分散體。添加氯化鈉水溶液(和光純藥製造,特級),再次使用TK均質混合機(特殊機化工業(股)製造,MARKII)以8,000 rpm分散10分鐘。
向該調味料中,以成為0.5質量%濃度之方式添加鰹魚粉末(Yamaki(股),鰹魚粉),以螺旋槳攪拌機進行攪拌,將所得者以高壓均質機(APV公司製造,Manton Gaulin Homogenizer,壓力為20 MPa)進行處理,獲得高鹽濃度之調味料。(所得之調味料之組成為:纖維素分散體A為1質量%,氯化鈉濃度為1.0 mol/L,鰹魚粉末為0.5質量%,pH值為6.6)
以與實施例1相同之方式對該調味料評價外觀之結果為:分離為◎,沈降為◎,凝聚為◎。
向實施例16中所得之調味料中,進而添加冰醋酸,使pH值為4.5,以螺旋槳攪拌機進行攪拌,獲得酸性高鹽濃度之調味料。(所得之調味料之組成為:纖維素分散體A為1質量%,氯化鈉濃度為1.0 mol/L,鰹魚粉末為0.5質量%,pH值為4.5)
以與實施例1相同之方式對該調味料評價外觀之結果為:分離為◎,沈降為◎,凝聚為◎。
於實施例16之操作中,使用比較例1中所得之纖維素複合體G作為纖維素複合體,獲得高鹽濃度之調味料。(所得之調味料之組成為:纖維素分散體A為1質量%,氯化鈉濃度為1.0 mol/L,鰹魚粉末為0.5質量%,pH值為6.6)
以與實施例1相同之方式對對該調味料評價外觀之結果為:分離為×,沈降為×,凝聚為Δ。
以與實施例1相同之方式製成濕濾餅狀之纖維素,使用結冷膠(GLG)代替CSG作為親水性膠,製備纖維素複合體。製備方法如下所述。以MCC/GLG(CP Kelco公司製造,脫醯基型結冷膠,商品名Kelcogel)/CMC-Na(第一工業製藥(股),F-7A,1%溶解液之黏度為11 mPa‧s)之質量比成為90/5/5之方式進行秤量,以固形物成分成為50質量%之方式加水,以行星混合機進行混練,獲得纖維素複合體N。混練能量為0.6 kWh/kg。混練溫度係以與實施例1相同之方式測定,通過混練為20~60℃,極限溫度為50~60℃。
儲存彈性模數(G')為0.32 Pa,體積平均粒徑為6.5 μm,膠體狀纖維素成分為45質量%,粒子L/D為1.6。使用纖維素複合體N,以與實施例1相同之方式評價分散穩定性。
又,使用其,以與實施例1相同之方式製成鈣強化蔬菜果汁,評價懸浮穩定性。結果示於表-1。
以與實施例1相同之方式製成濕濾餅狀之纖維素,使用三仙膠代替CSG作為親水性膠,製備纖維素複合體。試作方法如下所述。以MCC/三仙膠(三榮源F.F.I股份有限公司製造之VIS TOP NSD-X)/CMC-Na(第一工業製藥(股),F-7A,1%溶解液之黏度為11 mPa‧s)之質量比成為90/2/8之方式進行秤量,以固形物成分成為48質量%之方式加水,以行星混合機進行混練,獲得纖維素複合體O。混練能量為0.6 kWh/kg。混練溫度係以與實施例1相同之方式測定,通過混練為20~60℃,極限溫度為50~60℃。
儲存彈性模數(G')為0.35 Pa,體積平均粒徑為6.3 μm,膠體狀纖維素成分為49質量%,粒子L/D為1.6。使用纖維素複合體O,以與實施例1相同之方式評價分散穩定性。
又,使用其,以與實施例1相同之方式製成鈣強化蔬菜果汁,評價懸浮穩定性。結果示於表-1。
將市售木材紙漿(平均聚合度=1720,α-纖維素含量=78質量%)裁剪為6×16 mm之矩形,以固形物成分濃度成為80質量%之方式加水。注意儘量不使水與紙漿屑分離,而使其通過切割式研磨機(剪台/水平刃間隙:2.03 mm,轉子轉速:3600 rpm)1次。以纖維素濃度成為1.5質量%之方式量取切割式研磨機處理品與水,攪拌至纖維之纏繞消失為止。將該水分散體以磨石旋轉型粉碎機(研磨機轉速:1800 rpm)進行處理。處理次數為2次,將研磨機間隙自110μm變化為80 μm進行處理。繼而將所得之水分散體直接通過高壓均質機(處理壓力:55 MPa)18次,獲得纖維素漿體。以掃描式電子顯微鏡進行觀察,結果觀察到長徑/短徑比為30~300之極其微細之纖維狀纖維素。
向上述所得之微細之纖維狀纖維素之漿體中,以纖維素:羧甲基纖維素鈉(水溶性膠):糊精(親水性物質)=70:18:12(質量份)之方式添加羧甲基纖維素鈉(1質量%水溶液黏度:約3400 mPa‧s)與糊精(DE:約23),將15 kg使用攪拌型均質機(特殊機化工業股份有限公司製造,「T.K.AUTO HOMO MIXER」)以8000 rpm攪拌、混合30分鐘,獲得纖維素混合液。繼而,利用敷料器將該混合液以厚度2 mm澆鑄為鋁板狀,使用熱風乾燥機,於120℃下乾燥45分鐘而獲得膜。將其以切割式研磨機(Fuji Paudal股份有限公司製造)粉碎至全部通過孔徑為1 mm之篩之程度,獲得纖維素乾燥組合物。
繼而,製備以9:1之質量比包含纖維素乾燥組合物:車前籽膠(與實施例1相同者。親水性膠)之穩定劑。以固形物成分成為1質量%之水分散體之方式量取穩定劑與水,使用「T.K.均質混合機」(特殊機化工業股份有限公司製造),以8000 rpm分散10分鐘,獲得纖維素組合物P(僅混合,並非複合體)。混練能量(藉由T.K.均質機之攪拌能量)之總量未達0.005 kWh/kg。與親水性膠之共存下之混練(藉由T.K.均質機之攪拌)溫度係以與實施例1相同之方式測定,通過混練為20~60℃,極限溫度為50~60℃。
體積平均粒徑為37.9 μm,膠體狀纖維素成分為75質量%。以與實施例1相同之操作測定儲存彈性模數,結果為22 Pa。使用纖維素組合物P,以與實施例1相同之方式評價分散穩定性。
又,使用其,以與實施例1相同之方式製成鈣強化蔬菜果汁,評價懸浮穩定性。結果示於表-2。其結果為,纖維素組合物P由於粒子形狀非常細長,G'過高,故而所得之飲料之成分凝聚,黏度亦非常高,吞咽感變差。
另外,為了使各實施例與飲料黏度一致,而將纖維素組合物P之添加濃度設為0.03質量%,以與實施例1相同之操作試作黏度為10 mPa‧s以下之飲料。其結果為,分離/凝聚/黏度之項目為◎凝聚為×。
以與實施例1相同之方式製成濕濾餅狀之纖維素,使用CSG作為親水性膠,使用CMC-Na作為水溶性膠,製備纖維素複合體。試作方法如下所述。以MCC/CSG(Shikibo股份有限公司製造,車前子種殼,Foodmaid,1%溶解液之黏度為198 mPa‧s)/CMC-Na(第一工業製藥(股),F-7A,1%溶解液之黏度為11 mPa‧s)之質量比成為90/5/5之方式進行秤量,以固形物成分成為37質量%之方式加水,以行星混合機進行混練,獲得纖維素複合體Q。混練能量為0.05 kWh/kg(行星混合機之運轉條件與實施例1相同,根據運轉時間來調節混練能量)。混練溫度係以與實施例1相同之方式測定,通過混練為20~60℃,極限溫度為50~60℃。
儲存彈性模數(G')為0.06 Pa,體積平均粒徑為8.2 μm,膠體狀纖維素成分為38質量%,粒子L/D為2.2。使用纖維素複合體Q,以與實施例1相同之方式評價分散穩定性。
又,使用其,以與實施例1相同之方式製成鈣強化蔬菜果汁,評價懸浮穩定性。結果示於表-1。
以與實施例1相同之方式製成濕濾餅狀之纖維素,於MCC/CSG/CMC-Na之質量比為90/5/5、固形物成分為40質量%之條件下製備纖維素水分散體。將該纖維素水分散體以與實施例1相同之裝置進行混練,藉由於混練容器中之套管中流動溫水(50℃)而控制混練溫度,獲得纖維素複合體R。混練時間比實施例1延長,總計混練能量為0.50 kWh/kg。混練溫度係以與實施例1相同之方式測定,通過混練為20~80℃,極限溫度為70~80℃。儲存彈性模數(G')為0.13 Pa,體積平均粒徑為6.3 μm,膠體狀纖維素成分為55質量%,粒子L/D為2.0。使用纖維素複合體R,以與實施例1相同之方式評價分散穩定性。
又,使用其,以與實施例1相同之方式製成鈣強化蔬菜果汁,評價懸浮穩定性。結果示於表-1。
將纖維素複合體A(實施例1)與纖維素複合體K(比較例3)之黏彈性測定之結果示於圖1、2。
由圖1可知,纖維素複合體A與純水分散體相比較,酸性之水分散體中之應變20%附近之儲存彈性模數較高(純水:0.02 Pa→pH值4:0.58 Pa)。又,由圖2可知,纖維素複合化物K(利用依照專利文獻3之實施例之製法所得之纖維素複合體)與純水分散體相比較,酸性之水分散體中之應變20%附近之儲存彈性模數較低(純水:0.24 Pa→pH值4:0.01 Pa)。
關於以通常之能量進行混練之纖維素複合體,於酸性或高鹽濃度下之儲存彈性模數與純水中相比而言下降,懸浮穩定性變低。與此相對,可知關於以較高之能量進行混練之纖維素複合體,於酸性或高鹽濃度下之儲存彈性模數上升,懸浮穩定性提高。
本發明在包含纖維素複合體之pH值為5以下或鹽濃度為0.01 mol/l以上之飲食品中,對於藉由抑制分離或凝聚、沈降之產生,使分散穩定、懸浮穩定,而提高商品價值而言有用。尤其於包含功能性食品素材等水不溶性成分之飲食品中,由於表現出優異之懸浮穩定性,故而有用。
圖1係關於纖維素複合體A(參照實施例1)1質量%中之水分散體,藉由黏彈性之測定而獲得之應變-應力曲線。
圖2係關於纖維素複合體K(參照比較例3)1質量%中之水分散體,藉由黏彈性之測定而獲得之應變-應力曲線。
Claims (13)
- 一種纖維素複合體,其係包含纖維素及親水性膠者,且包含該纖維素複合體1質量%之pH值為4之水分散體之儲存彈性模數(G')為0.06Pa以上。
- 如請求項1之纖維素複合體,其中親水性膠為陰離子性多糖類。
- 如請求項1之纖維素複合體,其中親水性膠為支鏈狀陰離子性多糖類。
- 如請求項1之纖維素複合體,其中親水性膠係選自由結冷膠、三仙膠、刺梧桐膠、及車前籽膠所組成之群中之1種以上。
- 如請求項1之纖維素複合體,其中親水性膠為車前籽膠。
- 如請求項1之纖維素複合體,其係包含纖維素50~99質量%、及親水性膠1~50質量%者,且儲存彈性模數(G')為0.15Pa以上。
- 如請求項1之纖維素複合體,其進而包含與上述親水性膠不同之水溶性膠。
- 如請求項7之纖維素複合體,其中上述水溶性膠係選自由羧甲基纖維素鈉、LM果膠、海藻酸鈉、及結冷膠所組成之群中之1種以上。
- 如請求項7之纖維素複合體,其中上述親水性膠與上述水溶性膠之質量比為30/70~99/1。
- 一種飲食品,其含有請求項1至9中任一項之纖維素複合 體,且該飲食品之pH值為5以下或者鹽濃度為0.01mol/l以上。
- 如請求項10之飲食品,其係包含0.01質量%以上之水不溶性成分。
- 一種纖維素複合體之製造方法,其中上述纖維素複合體包含纖維素及親水性膠,上述製造方法包括將固形物成分濃度為20質量%以上之纖維素與親水性膠之混練物以50Wh/kg以上之混練能量進行混練之步驟,並且包含該纖維素複合體1質量%之pH值為4之水分散體之儲存彈性模數(G')為0.06Pa以上。
- 一種纖維素複合體,其係利用請求項12之製法而獲得。
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