WO2014103987A1 - 微粒子物質の分散安定剤およびその分散安定化方法 - Google Patents

微粒子物質の分散安定剤およびその分散安定化方法 Download PDF

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WO2014103987A1
WO2014103987A1 PCT/JP2013/084421 JP2013084421W WO2014103987A1 WO 2014103987 A1 WO2014103987 A1 WO 2014103987A1 JP 2013084421 W JP2013084421 W JP 2013084421W WO 2014103987 A1 WO2014103987 A1 WO 2014103987A1
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WO
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water
dispersion
soluble
fine particle
polysaccharide
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PCT/JP2013/084421
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French (fr)
Inventor
中村 彰宏
靖彦 吉田
戸邉 順子
みなみ 佐藤
Original Assignee
不二製油株式会社
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23LFOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L33/00Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
    • A23L33/10Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof using additives
    • A23L33/16Inorganic salts, minerals or trace elements

Definitions

  • the present invention relates to a dispersion stabilizer for fine particles and a method for stabilizing the dispersion in the food and chemical fields. More specifically, the present invention relates to a dispersion stabilizer for sparingly soluble minerals used for strengthening minerals in foods and drinks, particulate substances used for pigments, cements, and the like, and a method for stabilizing the dispersion.
  • sparingly soluble minerals such as calcium carbonate are used to strengthen minerals in foods and drinks, it is important that sparingly soluble minerals do not cause precipitation during storage when the food or drink is a liquid product.
  • inorganic substances such as calcium carbonate and titanium dioxide and organic substances such as quinacridone in polar solvents, water-soluble acrylic resins, water-soluble styrene-acrylic resins, water-soluble styrene-maleic acid resins, etc.
  • Water-soluble polysaccharides such as water-soluble soybean polysaccharides, gum arabic, xanthan gum, pectin, various starches, natural water-soluble polymers such as proteins such as gelatin, sodium caseinate and whey, or carboxymethylcellulose (CMC), Semi-natural semi-synthetic water-soluble polymers such as methyl cellulose (MC) and processed starch typified by soluble starch may be used as a dispersion stabilizer depending on the application.
  • water-soluble polysaccharides such as water-soluble soybean polysaccharides, gum arabic, xanthan gum, pectin, various starches, natural water-soluble polymers such as proteins such as gelatin, sodium caseinate and whey, or carboxymethylcellulose (CMC), Semi-natural semi-synthetic water-soluble polymers such as methyl cellulose (MC) and processed starch typified by soluble starch may be used as a dispersion stabilizer depending on the application.
  • CMC carboxymethylcellulose
  • the dispersion of the dispersion stabilizer itself is good in the solvent, but a large amount of dispersion stabilizer is required to maintain the dispersion state.
  • the viscosity of the dispersion liquid increases, so that the workability during production and the quality of the product may be impaired.
  • it may be hydrolyzed or desorbed under acidic or alkaline conditions, and the pH range in which it can be dispersed is limited. .
  • cements having a self-leveling function it is important to disperse cement particles at the time of construction, that is, fine particles such as calcium carbonate, sand, and gravel. It is necessary to uniformly disperse components with different particle sizes. However, if the dispersion is insufficient, not only fluidity is difficult to obtain, but also the surface after construction causes white bloom or cracks. In some cases, the strength of the steel was lowered.
  • water-soluble soybean polysaccharides which are natural water-soluble polymers, or soybean polysaccharides hydrolyzed with specific enzymes have characteristics that are difficult to hydrolyze under acid or alkaline conditions. It can be used as a dispersion stabilizer for various inorganic and organic substances in place of existing natural water-soluble polymers (Patent Documents 1 and 2) and as a dispersion stabilizer for cement (Patent Document 3).
  • JP-A-6-57176 JP 10-202081 A Japanese Patent Laid-Open No. 9-25150
  • dispersion stabilizers such as those disclosed in Patent Documents 1 to 3 and the like, depending on the substance to be dispersed, a large amount of addition may be required to obtain a good dispersion state, which further improves dispersion stability. It was desired. As described above, using water-soluble polymers to prepare final products such as foods and drinks, paints, water-based inks, and mortars, and maintaining their dispersed state over a long period of time, not all are currently satisfied. .
  • the present invention provides a sparingly soluble mineral such as calcium carbonate used in foods and drinks, pigments such as titanium dioxide, yellow iron oxide, red iron oxide, and carbon black, various inorganic substances such as cement, and anilide acetoacetate, Maintains stable dispersibility in polar solvents for fine-particle substances such as azo pigments such as pyrazolone, phthalocyanine pigments such as copper phthalocyanine, and condensed polycyclic pigments such as anthraquinone and quinacridone.
  • azo pigments such as pyrazolone
  • phthalocyanine pigments such as copper phthalocyanine
  • condensed polycyclic pigments such as anthraquinone and quinacridone.
  • the present invention (1) A method for stabilizing the dispersion of a fine particle substance in a polar solvent, characterized by containing a water-soluble pea polysaccharide in a polar solvent containing the fine particle substance, (2) The dispersion stabilization method according to (1), wherein the particulate material is a hardly soluble mineral for food and drink or a salt thereof, and the polar solvent is water, (3) The dispersion stabilization method according to (1), wherein the particulate material is a pigment or a cement raw material. (4) The dispersion stabilization method according to the above (1), wherein the water-soluble pea polysaccharide is contained in an amount of 0.02 to 200% by weight based on the fine particle substance.
  • a particulate material dispersion composition comprising a particulate material and a water-soluble pea polysaccharide, (10) The composition according to (9), wherein the particulate material is a hardly soluble mineral or a salt thereof, and the composition is a food or drink.
  • the dispersion stability of various inorganic substances and particulate substances as organic substances in an aqueous solution can be improved. Can be maintained over a long period of time, well above the sugars.
  • the method for stabilizing the dispersion of a fine particle substance in a polar solvent according to the present invention is characterized in that a water-soluble pea polysaccharide is contained in a polar solvent containing the fine particle substance.
  • the particulate material dispersion stabilizer of the present invention is characterized by containing a water-soluble pea polysaccharide.
  • the particulate material dispersion composition of the present invention is characterized by comprising a particulate material and a water-soluble pea polysaccharide.
  • the water-soluble pea polysaccharide used in the present invention refers to a water-soluble polysaccharide extracted from pea seeds, preferably extracted from the seed part of pea seeds, more preferably yellow pea seeds. It is extracted from.
  • the production method can be obtained by, for example, the following production example described in the specification of International Application PCT / JP2012 / 065907.
  • the water-soluble pea polysaccharide of the present invention contains a polymer component having a molecular weight of 10,000 or more as a constituent component, and is analyzed by gel filtration under the following conditions. The recognized fraction is defined as the polymer component.
  • the average absolute molecular weight (MM) is preferably 100,000 to 1,500,000, more preferably 200,000 to 1,000,000.
  • Gel filtration was performed using HPLC (TSK-gel G-5000PWXL: Tosoh ⁇ 7.8mm ⁇ 300mm), and the average absolute molecular weight (MM) was determined by multi-angle laser light scattering (MALLS) calibrated with toluene after passing through the column.
  • MALLS multi-angle laser light scattering
  • the water-soluble pea polysaccharide of the present invention contains galacturonic acid which is an acidic sugar as a constituent sugar. Moreover, arabinose and galactose are contained as main neutral sugars. Other neutral sugars may include glucose, rhamnose, xylose and fucose.
  • the sugar composition of galacturonic acid, which is an acidic sugar is preferably 3 to 40% by weight.
  • the sugar composition of the neutral sugar is preferably 60 to 97% by weight.
  • the sugar composition of arabinose is preferably 20 to 50% by weight
  • the sugar composition of galactose is preferably 10 to 30% by weight.
  • the total sugar content of the water-soluble pea polysaccharide is measured by a colorimetric method using the phenol sulfuric acid method, and the galacturonic acid content is measured by a colorimetric method using the Blumenkrantz method.
  • the composition of the neutral sugar is measured using an ion chromatography method (HPLC-PAD method) using an electrochemical detector after sulfuric acid decomposition.
  • Water-soluble pea polysaccharide can be dried as it is after separating the insoluble fiber with a centrifuge, etc., but protein removal, desalting, pigment component removal, etc. to achieve more functions It is desirable to purify Water-soluble pea polysaccharides that have been appropriately purified may be subjected to any sterilization treatment if necessary, and may be used as an aqueous solution, or dried by freeze drying, spray drying, hot air drying of ethanol precipitates, or the like. You can also get
  • starch When starch remains in the fiber fraction of the pea seed, which is the raw material of the water-soluble pea polysaccharide of the present invention, it is possible to obtain water-soluble pea polysaccharide as it is, but the starch is removed. It is preferable. Starch can be removed by a method such as decomposition with amylase.
  • Amylase is a general term for enzymes that hydrolyze starch, and examples include ⁇ -amylase, ⁇ -amylase, glucoamylase, and pullulanase.
  • the particulate matter targeted in the present invention is hardly soluble in a polar solvent, and this dispersion is a median diameter measured by a laser diffraction particle size distribution analyzer (for example, “SALD-2000” manufactured by Shimadzu Corporation). It refers to a substance of 100 ⁇ m or less, and specifically means a raw material particulate material widely used in foods and drinks, cosmetics, paints, pigments such as poster colors, and building materials such as cement and mortar.
  • the solubility at 25 ° C. is specifically 0.1 g or less per 100 g of the polar solvent used.
  • examples include various inorganic or organic fine particle substances.
  • an inorganic fine particle substance one typical example is a hardly soluble mineral or salt thereof used for mineral enrichment of food and drink.
  • calcium carbonate tricalcium phosphate [Ca 3 (PO 4 ) 2 ] or bone calcium or whey calcium containing this as a main component, dicalcium phosphate [CaHPO 4 ⁇ 0 to 2H 2 O], calcium carbonate as main components
  • calcium citrate calcium alginate, calcium oxalate, CMC-calcium, calcium acid pyrophosphate, etc.
  • Slightly soluble calcium and magnesium salts such as ferric pyrophosphate, ferrous pyrophosphate and zinc pyrophosphate; and other hardly soluble heavy metal salts such as manganese, nickel, vanadium and molybdenum it can.
  • examples of inorganic fine particles other than those used in food and drink include pigments such as titanium dioxide, yellow iron oxide, red iron oxide, and carbon black, calcium carbonate, and cement.
  • examples of the organic fine particle substance include azo pigments such as acetoacetanilide and pyrazolone, phthalocyanine pigments such as copper phthalocyanine, and condensed polycyclic pigments such as anthranone and quinacridone.
  • inorganic fine particle substances are preferable, and inorganic pigments or cement raw materials are more preferable.
  • the median diameter of the particulate material in which the water-soluble pea polysaccharide can be dispersed is not related to the size as long as it is within a practical range of 100 ⁇ m or less, preferably 80 ⁇ m or less, more preferably 40 ⁇ m or less.
  • the polar solvent in the present invention refers to water or other hydrophilic solvents, and in the case of food and drink, it is generally water or an aqueous solution of ethanol.
  • hydrophilic solvents include ethanol, methanol, 1-butanol, 1-propanol, 2-propanol, ethylene glycol, glycerin, formic acid, acetic acid, acetone, acetonitrile, N, N-dimethylformaldehyde, dimethyl sulfoxide, tetrahydrofuran, 1,4 -Dioxane, hexamethyltriamide phosphate and the like are exemplified.
  • the mixed solvent of arbitrary ratio may be sufficient as water and a hydrophilic solvent.
  • the dispersion stabilizer can be supplied as a food additive used for food and drink. It can also be supplied as a non-food additive.
  • Other known dispersion stabilizers can be used, such as gum arabic, pectin, water-soluble soybean polysaccharide, gellan gum, fercelan, guar gum, locust bean gum, xanthan gum, tamarind seed polysaccharide, tara gum and the like.
  • the amount of the dispersion stabilizer of the present invention to be added relative to the amount of the particulate material to be stabilized is preferably 0.02% by weight or more, more preferably 0.01% by weight or more as the amount of the water-soluble pea polysaccharide.
  • the upper limit is preferably less than 200% by weight, more preferably less than 100% by weight. If the amount added is too low, the dispersion stabilizing ability may be low, and if the amount added is too high, the viscosity of the dispersion increases, which may cause problems.
  • the dispersion stabilization method of the particulate material in the present invention is a method of stabilizing the dispersion state by dispersing the particulate material in a polar solvent to suppress the precipitation of the particulate material.
  • the particle sizes of the constituent components are not necessarily constant depending on the raw materials and the production method. Therefore, in order to maintain a good dispersion state for a long time, it is preferable to have a certain particle size distribution.
  • There are no particular restrictions on the method for making the particle size distribution of various inorganic or organic fine particles as long as it is practical, but in the case of powder, a bead mill, ball mill, blender, high-speed stirring mixer, etc. Dry crusher can be used.
  • the water-soluble pea polysaccharide As a method of dispersing the fine particle substance in the polar solvent using the water-soluble pea polysaccharide as a dispersion stabilizer, the water-soluble pea polysaccharide is previously dissolved in the polar solvent, and various fine particle substances are added and stirred and dispersed. It is also possible to mix the fine particle substance and the dispersion stabilizer in a powder state in a dry state, and add a polar solvent to disperse.
  • the polar solvent not only water but also a polar solvent having a concentration at which the water-soluble pea polysaccharide does not form a sol or gel by dehydration can be used, and can be selected according to the substance to be dispersed or the state of the final product.
  • the fine particle substance dispersion composition in the present invention is a composition containing both the fine particle substance and the water-soluble pea polysaccharide.
  • the composition may be in the form of powder or liquid, and an appropriate property can be selected according to the use.
  • Specific examples of the composition include foods and beverages such as highly nutritive liquid foods such as liquid foods and beverages in which minerals are strengthened with sparingly soluble minerals such as calcium carbonate as fine particle substances.
  • Another example is a mineral-enhanced preparation in which a hardly soluble mineral and a water-soluble pea polysaccharide are mixed.
  • Examples of other compositions other than food and drink include cosmetics, paints, paints, poster colors, inks, cement, and mortar.
  • Examples of the powdered composition typically include the above mineral-enhanced preparation and cement.
  • the composition When the composition is in a liquid form containing a polar solvent, the water-soluble pea polysaccharide is present in a state dissolved in the polar solvent, and the fine particle substance is stably dispersed in the polar solvent in a poorly soluble state. is there.
  • Water-soluble pea polysaccharide is preferably used in combination with various admixtures in cement dispersion.
  • the admixture refers to an additive that is added together with cement and sand or gravel to be used together, and adjusts functions such as cement dispersibility, hardening speed, and strength.
  • Admixtures include dispersion stabilizers such as cellulose derivatives to ensure fluidity and improve self-leveling, strength improvement after curing, adhesion, waterproofing, rustproofing, water resistance, chemical resistance, resistance Examples include blast furnace slab fine powder, fly ash, silica farm, AE agent, epoxy resin and the like that impart wear resistance and freeze-thaw resistance. Water-soluble pea polysaccharides have good compatibility with these admixtures, and can also disperse cement and improve fluidity during construction.
  • water-soluble pea polysaccharides When water-soluble pea polysaccharides are used as a cement dispersion stabilizer, it is used as a cement mixture (ie, “fresh concrete”) obtained by mixing cement with water and, if necessary, admixture, sand, and gravel. On the other hand, it is preferably used at 0.1% by weight or more, more preferably less than 100% by weight. If the amount is 0.1% by weight or less, a sufficient dispersion effect may not be obtained. If the amount is 100% by weight or more, the viscosity of the cement itself increases, and the fluidity may be impaired.
  • pea fiber 80 parts was dispersed in 920 parts of water, adjusted to pH 5 with hydrochloric acid, and then heated at 120 ° C. for 90 minutes to extract water-soluble pea polysaccharide.
  • 0.2 parts of amylase (Fungamyl: Novozyme) equivalent to 100 parts of pea fiber was added to the extract to decompose starch, and then insoluble fiber was removed by centrifugation (5,000 rpm, 30 minutes). The supernatant was collected. Ethanol is added to the supernatant to 60% by weight to precipitate water-soluble pea polysaccharides, purified with 90% water-containing ethanol, and the resulting precipitate is air-dried to obtain water-soluble pea polysaccharides A. It was.
  • the absolute molecular weight of high molecular components with molecular weight of 10,000 or more was separated by gel filtration HPLC (TSK-gel G-5000PWXL: Tosoh ⁇ 7.8mm ⁇ 300mm), and then the absolute molecular weight (MM) was calibrated with toluene. It was calculated by measuring with laser light scattering (MALLS).
  • MALLS laser light scattering
  • the water-soluble pea polysaccharide A contains galacturonic acid, which is an acidic sugar, similar to pectin as constituent sugars, and contains arabinose and galactose as main constituent sugars as neutral sugars.
  • the absolute molecular weight was 800,000 and was a high molecular weight polysaccharide.
  • Example 1 (dispersion test of titanium dioxide) Weigh 100 mg, 50 mg, 10 mg, and 1 mg of water-soluble pea polysaccharide A at a final concentration of 0.1%, 0.05%, 0.01%, and 0.001%, respectively, and add 50 ml of 100 mM sodium citrate buffer. (PH2, pH5, pH7) and phosphate buffer (pH9, pH12). Titanium dioxide (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd .: median particle system 0.38 ⁇ m) 5 g was transferred in advance to a 100 ml graduated cylinder and deionized water was added to make the total volume 100 ml.
  • the graduated cylinder was shaken vigorously at a speed of 350 rpm / min for 30 seconds, allowed to stand at room temperature, and the dispersive power with respect to titanium dioxide was observed at the rate of separation after 24 hours. The smaller the separation rate, the stronger the dispersion force with respect to titanium dioxide.
  • the results are shown in Table 2.
  • the evaluation method was as follows. ⁇ ⁇ ⁇ Good (separation rate: less than 5%), ⁇ ⁇ ⁇ Slightly good (separation rate: 5 to 10%), ⁇ ⁇ ⁇ Slightly bad (separation rate: 11 to 20%), ⁇ ⁇ ⁇ Poor (Separation rate: 21% or more)
  • Example 1 instead of water-soluble pea polysaccharide A, soybean polysaccharide (Soya Five-S-DA100, manufactured by Fuji Oil Co., Ltd., the same in the following comparative examples) was used in exactly the same manner. A dispersion test was performed.
  • soybean polysaccharide Soya Five-S-DA100, manufactured by Fuji Oil Co., Ltd., the same in the following comparative examples
  • the water-soluble pea polysaccharide A was able to disperse titanium dioxide in a wider pH range and with a smaller addition amount than the comparative soybean polysaccharide. Therefore, it was shown that water-soluble pea polysaccharides extracted from pea seeds with water are effective for use in paints having excellent acid resistance and alkali resistance.
  • Example 2 Calcium carbonate dispersion test
  • the dispersion force was evaluated in the same manner as in Example 1 using calcium carbonate (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd .: median particle system 35.0 ⁇ m).
  • water-soluble pea polysaccharide A was able to disperse calcium carbonate in a wider pH range than soybean polysaccharide and with a small addition amount. Therefore, water-soluble pea polysaccharides extracted from pea seeds with water can be used to stabilize the dispersion of sparingly soluble minerals in a wide range of pH. It was shown to be effective for liquid foods and beverages.
  • Example 3 (Red iron oxide dispersion test) The dispersion force was measured in the same manner as in Example 1 using 5 g of red iron oxide (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd .: median particle system 35.6 ⁇ m).
  • Example 3 Comparative Example 3 In Example 3, dispersibility was evaluated in exactly the same manner except that soybean polysaccharide was used instead of water-soluble pea polysaccharide A.
  • Water-soluble pea polysaccharides were able to disperse red iron oxide in a wider range of pH than soybean polysaccharides with a small addition amount.
  • Example 4 carbon black dispersion test
  • the dispersion force was measured in the same manner as in Example 1 using carbon black (manufactured by Sigma-Aldrich Japan: median particle system 14.7 ⁇ m).
  • 200 mg, 100 mg, 50 mg, and 10 mg of water-soluble pea polysaccharides were measured and used so that the final concentrations in the dispersion were 0.2%, 0.1%, 0.05%, and 0.01%.
  • Example 4 Comparative Example 4 In Example 4, dispersibility was evaluated in exactly the same manner except that soybean polysaccharide was used instead of water-soluble pea polysaccharide A.
  • water-soluble pea polysaccharide can disperse the carbon black with a small addition amount in a wider pH range than the soybean polysaccharide.
  • Example 5 cement dispersion test 100 mg, 50 mg, 10 mg and 5 mg of water-soluble pea polysaccharide A were measured and dissolved in 50 ml of water so that the final concentrations in the dispersion were 0.1%, 0.05%, 0.01% and 0.005%.
  • 5 g of cement manufactured by Taiheiyo Cement Co., Ltd .: median particle system 23.6 ⁇ m
  • the graduated cylinder was shaken vigorously at a speed of 350 rpm / min for 30 seconds, allowed to stand at room temperature, and the dispersion force against cement was observed at the rate of separation after 6 hours.
  • the precipitated cement was redispersed with gentle stirring, or after 6 hours, the redispersibility was evaluated by shaking at a speed of 100 rpm / min for 10 seconds. It means that the smaller the separation rate, the stronger the dispersion power of the cement, the better the redispersibility.
  • the dispersibility was the same as in Example 1, and the redispersibility was evaluated as follows. (Redispersibility) ⁇ ⁇ ⁇ Good (no hard precipitation), ⁇ ⁇ ⁇ Slightly good (slightly hard precipitate), ⁇ ⁇ ⁇ Slightly bad (very hard precipitate), ⁇ ⁇ ... Poor (precipitate does not disperse)
  • Example 5 Comparative Example 5 In Example 5, dispersibility and redispersibility were evaluated in exactly the same manner except that soybean polysaccharide was used instead of water-soluble pea polysaccharide A.
  • the water-soluble pea polysaccharide showed a high dispersibility with reduced cement separation and a high redispersibility after precipitation with a smaller addition amount than the soybean polysaccharide.
  • water-soluble pea polysaccharide As described above, by using water-soluble pea polysaccharide as a dispersion stabilizer, titanium dioxide, calcium carbonate, red iron oxide, cement, carbon block, etc. can be highly dispersed in a wide range of polar solvents. became. According to the present invention, it has become possible to disperse fine particles over a long period of time in final products such as paints and water-based inks, which have been difficult with conventional water-soluble polymer dispersion stabilizers. Moreover, it has the effect of suppressing the formation of hard precipitates due to the precipitation of the fine particle material such as cement, facilitating the redispersion of the fine particle material, and improving the workability during industrial use.

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Abstract

 本発明は、飲食品等に使用される炭酸カルシウム等の難溶性ミネラルや、二酸化チタン,黄色酸化鉄,赤色酸化鉄,カーボンブラック等の顔料、セメント等の各種無機物質;並びにアセト酢酸アニリド,ピラゾロン等のアゾ系顔料、銅フタロシアニン等のフタロシアニン系顔料、およびアントラキノン,キナクリドン等の縮合多環顔料等に代表される各種有機物質である微粒子物質について、極性溶媒中における分散性を安定に維持する技術を提供することを課題とする。 水溶性エンドウ多糖類が、各種無機物質又は有機物質である微粒子物質の分散能に優れ、上記課題を達成できる。

Description

微粒子物質の分散安定剤およびその分散安定化方法
 本発明は、食品および化学分野において、微粒子物質の分散安定剤及びその分散安定化方法に関する。より具体的には飲食品のミネラル強化のために使用される難溶性のミネラルや、顔料やセメントなどに使用される微粒子物質の分散安定剤及びその分散安定化方法に関する。
 炭酸カルシウムなどの難溶性のミネラルは飲食品のミネラル強化のために利用されているが、難溶性ミネラルは飲食品が液体製品である場合に、保存中に沈殿を起こさせないことが重要である。
 炭酸カルシウムや二酸化チタン等の無機物質及びキナクリドン等の有機物質の極性溶媒中での分散には、水溶性アクリル樹脂,水溶性スチレン-アクリル樹脂,水溶性スチレン-マレイン酸樹脂等の合成水溶性高分子や、水溶性大豆多糖類,アラビアガム,キサンタンガム,ペクチン,各種澱粉等の水溶性多糖類、ゼラチン,カゼインナトリウム,ホエー等の蛋白質等の天然水溶性高分子、あるいは、カルボキシメチルセルロース(CMC),メチルセルロース(MC)および可溶性澱粉に代表される加工澱粉等の半天然半合成水溶性高分子が用途に応じて分散安定剤として使用される場合がある。
 これらのうち、合成水溶性高分子を用いて二酸化チタン等の無機物質またはキナクリドン等の有機物質を極性溶媒中に分散させた場合、高分子自体を溶媒に均一分散させるために、超高速撹拌混合器或いは高圧均質化装置などの高いせん断力をもった分散装置が必要であるために、作業性が悪い点が問題になる上、長時間放置すると二酸化チタンやキナクリドンが沈澱し良好な分散状態が維持されない場合がある。
 また、天然または半天然半合成水溶性高分子を用いた場合、分散安定剤そのものの溶媒への均一分散性は良好であるが、分散状態を維持するために大量の分散安定剤が必要になり、製造コストが高くなることに加えて、分散液の粘度が上昇するために製造時の作業性と製品の品質が損なわれる場合がある。さらに、水溶性高分子の種類によっては、酸性或はアルカリ性条件下で加水分解或いは脱離分解してしまう場合が有り、分散可能なpHの範囲が限定されるため、実用性に欠ける場合がある。
 また、特にセルフレベリング機能を持ったセメント類は、その施工時のセメント粒子、即ち炭酸カルシウム、砂、砂利などの微粒子の分散が重要である。粒子サイズの異なる成分を均質分散させる必要があるが、不十分な分散状態だと、流動性が得られにくいのみならず、施工後の表面が白華を起こしたり、ひび割れを起すため、セメント表面の強度が低下する場合があった。
 一方、天然の水溶性高分子である水溶性大豆多糖類、或は特定の酵素で加水分解した大豆多糖類は、酸あるいはアルカリ条件下でも加水分解され難い特徴を持つことから、先に示した既存の天然水溶性高分子に代わる各種無機及び有機物質の分散安定剤として(特許文献1及び2)、またセメントの分散安定剤として(特許文献3)利用することができる。
特開平6-57176号公報 特開平10-202081号公報 特開平9-25150号公報
 しかしながら、特許文献1~3などに開示されるような分散安定剤では分散させる物質によっては、良好な分散状態を得るために添加量が多く必要となる場合が有り、より分散安定性の向上が望まれていた。
 以上のように、水溶性高分子を用いて、飲食品、塗料、水性インキ、モルタル等の最終製品を調製し、長期にわたってその分散状態を維持するに際して、現状では必ずしも全てが満足されてはいない。
 そこで本発明は、飲食品等に使用される炭酸カルシウム等の難溶性ミネラルや、二酸化チタン,黄色酸化鉄,赤色酸化鉄,カーボンブラック等の顔料、セメント等の各種無機物質;並びにアセト酢酸アニリド,ピラゾロン等のアゾ系顔料、銅フタロシアニン等のフタロシアニン系顔料、およびアントラキノン,キナクリドン等の縮合多環顔料等に代表される各種有機物質である微粒子物質について、極性溶媒中における分散性を安定に維持する技術を提供することを課題とする。
 本発明者らは、上記課題を達成すべく鋭意研究した結果、水溶性エンドウ多糖類が、各種無機物質又は有機物質である微粒子物質の分散能に優れることを見出した。本発明はかかる知見に基づいて完成されたものである。
 即ち本発明は、
(1)微粒子物質を含む極性溶媒中に水溶性エンドウ多糖類を含有させることを特徴とする、微粒子物質の極性溶媒中への分散安定化方法、
(2)微粒子物質が飲食品用の難溶性のミネラルもしくはその塩であり、極性溶媒が水である、前記(1)記載の分散安定化方法、
(3)微粒子物質が顔料又はセメント原料である、前記(1)記載の分散安定化方法、
(4)微粒子物質に対して水溶性エンドウ多糖類を0.02~200重量%含有させる、前記(1)記載の分散安定化方法、
(5)セメント混和物に対して水溶性エンドウ多糖類を0.1~100重量%含有させる、前記(2)記載の分散安定化方法、
(6)水溶性エンドウ多糖類を含むことを特徴とする、微粒子物質の分散安定剤、
(7)分散安定剤が食品用添加剤である、前記(6)記載の分散安定剤、
(8)微粒子物質が顔料又はセメント原料である、前記(6)記載の分散安定剤、
(9)微粒子物質及び水溶性エンドウ多糖類を含むことを特徴とする、微粒子物質分散組成物、
(10)微粒子物質が難溶性のミネラルもしくはその塩であり、組成物が飲食品である、前記(9)記載の組成物、
(11)微粒子物質が顔料又はセメント原料である、前記(9)記載の微粒子物質分散組成物、
(12)微粒子物質がセメント原料であり、組成物が粉末状である、前記(9)記載の組成物、
(13)組成物が極性溶媒を含む液状であり、水溶性エンドウ多糖類は極性溶媒中に溶解しており、微粒子物質は極性溶媒中に難溶性の状態で安定に分散していることを特徴とする、前記(9)記載の組成物、
(14)微粒子物質に対して水溶性エンドウ多糖類が0.02~200重量%配合された、前記(9)記載の微粒子物質分散組成物、
である。
 本発明によれば、エンドウ種子の子実部から抽出される水溶性エンドウ多糖類を用いることで、各種無機物質や有機物質である微粒子物質の水溶液中における分散安定性を、従来の水溶性多糖類を大きく上回って長期にわたって維持することができる。
 本発明の微粒子物質の極性溶媒中への分散安定化方法は、微粒子物質を含む極性溶媒中に水溶性エンドウ多糖類を含有させることを特徴とする。また、本発明の微粒子物質の分散安定剤は、水溶性エンドウ多糖類を含むことを特徴とする。さらに、本発明の微粒子物質分散組成物は、微粒子物質及び水溶性エンドウ多糖類を含むことを特徴とする。以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
(水溶性エンドウ多糖類)
 本発明で用いられる水溶性エンドウ多糖類とは、エンドウ種子から抽出される水溶性の多糖類を指し、好ましくはエンドウ種子の子実部から抽出されたものであり、更に好ましくは黄色エンドウの種子から抽出されたものである。その製造方法は、例えば国際出願PCT/JP2012/065907号明細書にも記載される下記の製造例で得ることができる。
○水溶性エンドウ多糖類の分子量
 本発明の水溶性エンドウ多糖類は、構成成分として分子量1万以上の高分子成分を含むが、以下の条件でのゲル濾過で分析される、分子量1万以上と認められる画分をもって、高分子成分と定義する。平均絶対分子量(MM, Molecular Mass)は10万~150万が好ましく、20万~100万がより好ましい。
 ゲル濾過は、HPLC(TSK-gel G-5000PWXL: 東ソー φ7.8mm×300mm)を用い、平均絶対分子量(MM)は、カラム通液後にトルエンでキャリブレーションしたマルチアングルレーザーライトスキャッタリング(MALLS)により求める。分析条件は、溶離液:50mM酢酸ナトリウム水溶液(pH5.0)、流速:1.0mL/min、RI検出器及びMALLS検出器にて行う。
(構成糖)
 本発明の水溶性エンドウ多糖類は、構成糖として酸性糖であるガラクツロン酸が含まれるものである。また主要な中性糖としてアラビノースとガラクトースが含まれるものである。その他の中性糖としてグルコース,ラムノース,キシロースおよびフコースが含まれていても良い。酸性糖であるガラクツロン酸の糖組成は3~40重量%であることが好ましい。また中性糖の糖組成は60~97重量%であることが好ましい。また中性糖としてアラビノースの糖組成が20~50重量%であるのが好ましく、ガラクトースの糖組成は10~30重量%であるのが好ましい。
 尚、水溶性エンドウ多糖類の全糖含量はフェノール硫酸法を用いた比色定量法にて、ガラクツロン酸含量はBlumenkrantz法を用いた比色定量法にて測定する。中性糖の組成は、硫酸分解した後、電気化学検出器を用いたイオンクロマトグラフィー法(HPLC-PAD法)を用いて測定する。
(水溶性エンドウ多糖類の製造態様)
○抽出
 工業的にはエンドウ種子に含まれる蛋白質画分および澱粉画分を除去した繊維画分を原料として水抽出するのが好ましい。水は熱水にして抽出することもできる。
 抽出時のpHはpH3未満の酸性条件下では多糖類の加水分解が促進され、pH12よりアルカリ側では多糖類の脱離分解が促進されるため、pH3~12が好ましく、pH4~10が特に好ましい。原料に5~20倍量の水を加水したのち、酸或いはアルカリを添加してpH3~12の範囲に調整後、60~150℃、好ましくは80~130℃の温度で水溶性エンドウ多糖類を抽出する。抽出温度が低くなるにつれ多糖類の抽出効率が低下傾向となる。また抽出温度が高すぎると抽出の過程で多糖類が加水分解してしまい、所望の機能が低下する場合がある。抽出時間は概ね0.5~3時間であるが、原料の状態や温度等により、任意に調整することができる。
○精製
 抽出した水溶性エンドウ多糖類は、不溶性繊維分を遠心分離機等により分離した後、そのまま乾燥することもできるが、より機能を発揮させるために蛋白質の除去,脱塩,色素成分除去等の精製を行うことが望ましい。
 適宜精製処理を施した水溶性エンドウ多糖類は、必要により任意の殺菌処理を施し、水溶液として用いても良いし、さらに凍結乾燥,噴霧乾燥,エタノール沈殿物の熱風乾燥などの方法にて乾燥物を得ることもできる。
○除澱粉
 本発明の水溶性エンドウ多糖類の原料であるエンドウ種子の繊維画分に澱粉が残存する場合、そのままの状態でも水溶性エンドウ多糖類を得ることは可能であるが、澱粉を除去することが好ましい。
 澱粉は、アミラーゼによる分解等の方法により除去することができる。アミラーゼは澱粉を加水分解する酵素の総称であり、β-アミラーゼ,α-アミラーゼ,グルコアミラーゼ,プルラナーゼが例示される。
(微粒子物質)
 本発明で対象とする微粒子物質とは、極性溶媒に対して難溶性であり、この分散液をレーザー回折式粒度分布計(例えば、島津製作所製「SALD-2000」等)で測定したメディアン径として100μm以下の物質を指し、具体的には飲食品,化粧料,絵の具,ポスターカラー等の顔料、セメント,モルタル等の建築資材などに広く使用されている原料の微粒子物質を意味する。なお、物質の難溶性については、25℃における溶解度が具体的には使用する極性溶媒100gあたり0.1g以下のものを難溶性ということができる。
 より具体的に例示すると、各種無機系もしくは有機系の微粒子物質が挙げられ、無機系微粒子物質としては、1つの典型例としては飲食品のミネラル強化用に利用される難溶性のミネラルもしくはその塩が挙げられる。例えば炭酸カルシウム、第三リン酸カルシウム[Ca3(PO4)2]若しくはこれを主成分とする骨カルシウムや乳清カルシウム等、第二リン酸カルシウム[CaHPO4・0~2H2O]、炭酸カルシウムを主成分とする卵殻カルシウム、貝殻カルシウム、コーラルカルシウム又はドロマイト等、ヒドロキシアパタイト[Ca10(PO4)6 (OH) 2]、クエン酸カルシウム、アルギン酸カルシウム、シュウ酸カルシウム、CMC-カルシウム、酸性ピロリン酸カルシウムなどの難溶性のカルシウム塩やマグネシウム塩;ピロリン酸第二鉄、ピロリン酸第一鉄、ピロリン酸亜鉛等の鉄や亜鉛の塩;その他のマンガン、ニッケル、バナジウム、モリブデン等の難溶性の重金属塩が例示できる。
 一方、飲食品で使用される以外の無機系微粒子物質としては、二酸化チタン,黄色酸化鉄,赤色酸化鉄,カーボンブラック等の顔料や、炭酸カルシウム、セメント等が例示できる。また有機系微粒子物質としてはアセト酢酸アニリド,ピラゾロン等のアゾ系顔料、銅フタロシアニン等のフタロシアニン系顔料、アントラノン,キナクリドン等の縮合多環顔料等が例示できる。特に無機系微粒子物質が好ましく、無機系の顔料またはセメント原料がより好ましい。
 当該水溶性エンドウ多糖類が分散できる微粒子物質のメディアン径は、100μm以下、好ましくは80μm以下、より好ましくは40μm以下の実用的な範囲内であればその大きさに関わらない。例示すると、メディアン径が0.38μmの二酸化チタン、23.6μmのセメント、14.7μmのカーボンブラック、17.1μmのキナクリドンなどを分散することが可能である。
(極性溶媒)
 本発明における極性溶媒とは、水やその他の親水性の溶媒をいい、飲食品の場合は一般に水かエタノールの水溶液である。親水性溶媒としては、エタノール、メタノール、1-ブタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、エチレングリコール、グリセリン、蟻酸、酢酸、アセトン、アセトニトリル、N,N-ジメチルホルムアルデヒド、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、リン酸ヘキサメチルトリアミド等が例示される。水と親水性溶媒は任意の比率の混合溶媒であってもよい。
(分散安定剤)
 本発明における水溶性エンドウ多糖類を分散安定剤として用いる場合、単独で使用することができるが、分散させる物質の溶液粘性の調整の目的で、必要に応じて他の分散安定剤と併用することもできる。該分散安定剤は飲食品用に使用される食品用添加剤として供給されうる。また非食品用添加剤としても供給されうる。他の分散安定剤は公知のものを使用することができるが、例えばアラビアガム,ペクチン,水溶性大豆多糖類、ジェランガム,ファーセラン,グアーガム,ローカストビーンガム,キサンタンガム、タマリンド種子多糖類,タラガム等の多糖類、結晶セルロースや微結晶セルロースに加え、メチルセルロース,ヒドロキシメチルセルロース,ヒドロキシプロピルメチルセルロース,ヒドロキシエチルセルロース,ヒドロキシエチルヒドロキシプロピルセルロース等のセルロース誘導体、ポリアクリル酸,ポリアクリルアミド等のアクリル系高分子化合物等が挙げられる。
 安定化する微粒子物質の量に対して本発明の分散安定剤を添加する量は、水溶性エンドウ多糖類の量として0.02重量%以上で使用することが好ましく、0.01重量%以上がより好ましい。また上限は200重量%未満で使用することが好ましく、100重量%未満が更に好ましい。添加量が低すぎると分散安定化能が低いことがあり、また添加量が高すぎると分散液の粘度が上昇し、支障が出る場合がある。
(分散安定化方法)
 本発明における微粒子物質の分散安定化方法は、上記微粒子物質を、極性溶媒中に分散させ、微粒子物質の沈殿を抑制し、該分散状態を安定化する方法である。
 各種の微粒子物質は、原料や製造方法により、構成する成分の粒子サイズが必ずしも一定ではない。従って、長時間に渡って良好な分散状態を維持するためには、一定の粒度分布を有するものとするのが好ましい。各種無機系もしくは有機系の微粒子物質を一定の粒度分布とする方法としては、実用的なものであれば特に制限はないが、粉体であればビーズミル、ボールミル,ブレンダー,高速撹拌混合機等の乾式粉砕装置が利用できる。極性溶媒に分散させて粒度を細かくする場合、ホモミキサー,ホモジナイザー,ホモゲナイザー,「ポリトロン」(Kinematica社製),「ナノマイザー」(ナノマイザー社製)等の湿式粉砕器、湿式均質化装置を利用することができる。
 水溶性エンドウ多糖類を分散安定剤として、微粒子物質を極性溶媒中に分散させる方法としては、水溶性エンドウ多糖類を予め極性溶媒に溶解しておき、各種の微粒子物質を添加して撹拌分散させることも可能であるが、微粒子物質と分散安定剤を乾燥状態で粉体混合しておき、極性溶媒を加えて分散させることも可能である。極性溶媒は、水はもちろん、水溶性エンドウ多糖類が脱水によるゾル或はゲルを形成しない濃度の極性溶媒も利用可能であり、分散させる物質、或いは最終製品の状態に合わせて選ぶことができる。
(微粒子物質分散組成物)
 本発明における微粒子物質分散組成物とは、上記微粒子物質及び水溶性エンドウ多糖類が共に含まれる組成物である。該組成物は粉末状でも液状でもよく、その用途に応じて適切な性状を選択することができる。
 具体的な組成物としては、1つの典型例としては、微粒子物質として炭酸カルシウムなどの難溶性ミネラルでミネラルが強化された流動食などの高栄養液体食品や飲料等の飲食品が挙げられる。また、別の例としては、難溶性ミネラルと水溶性エンドウ多糖類を混合したミネラル強化製剤が挙げられる。
 その他飲食品以外の組成物としては、化粧料,絵の具,ペンキ,ポスターカラー,インク,セメント,モルタル等が例示できる。
 該組成物が粉末状のものとしては、典型的には上記のミネラル強化製剤やセメントが挙げられる。
 該組成物が極性溶媒を含む液状の場合は、水溶性エンドウ多糖類は極性溶媒中に溶解した状態で存在し、微粒子物質は極性溶媒中に難溶性の状態で安定に分散している状態である。
○セメント
 水溶性エンドウ多糖類は、セメントの分散において各種混和剤と併用して用いることが好ましい。混和剤とは、セメント及び併用する砂あるいは砂利とともに添加する添加剤を示し、セメントの分散性,硬化速度,強度等の機能を調整するものである。混和剤としては、流動性を確保してセルフレベリング性を向上するためにセルロース誘導体等の分散安定剤、硬化後の強度向上,接着性,防水性,防錆性,耐水性,薬剤耐性,耐摩耗性,耐凍結融解性を付与する高炉スラブ微粉末、フライアッシュ,シリカファーム,AE剤,エポキシ樹脂等が例示できる。水溶性エンドウ多糖類はこれらの混和剤との相性が良く、セメントを分散させるとともに施工時の流動性を改善する効果も得られる。
 セメントの分散安定剤として水溶性エンドウ多糖類を用いる場合は、セメントに水と、必要によって混和剤,砂,砂利を混合して得られるセメントの混和物(すなわち「生コンクリート」のこと。)に対し、0.1重量%以上で使用することが好ましく、100重量%未満で使用することが更に好ましい。0.1重量%以下では十分な分散効果が得られない場合があり、100重量%以上ではセメントそのものの粘度が高まるため流動性が損なわれる場合がある。
 以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。なお、例中、「部」及び「%」は何れも重量基準を意味する。
(水溶性エンドウ多糖類の製造例)
 エンドウの種子50kgを脱皮した後、5倍量の水を加えて24時間浸漬した。ホモミキサー(5,000rpm、30分間)にて種子を砕き、蛋白質と澱粉を抽出した。遠心濾過機を用いて1,500×g、20分間で水に分散している蛋白質や澱粉などの成分を除去し、繊維質を回収した。更に、繊維質に5倍量の水を加えてホモミキサー(3,000rpm、30分間)で攪拌し、遠心濾過(1,500×g、20分間)により繊維質を回収した。この操作を2回繰り返し、凍結乾燥して10kgのエンドウ繊維を得た。エンドウ繊維80部を920部の水に分散し、塩酸を用いてpH5に調整した後、120℃にて90分間加熱して水溶性エンドウ多糖類を抽出した。エンドウ繊維100部に対して0.2部に相当するアミラーゼ(Fungamyl:ノボザイム社製)を抽出液に添加し、澱粉を分解した後、不溶性繊維を遠心分離(5,000rpm、30分間)にて除去して上清を回収した。この上清に60重量%になるようにエタノールを加えて水溶性エンドウ多糖類を沈殿させ、90重量%の含水エタノールで精製し、得られた沈殿を風乾して水溶性エンドウ多糖類Aを得た。
(水溶性エンドウ多糖類Aの分析値)
 水溶性エンドウ多糖類Aの糖組成及び絶対分子量を分析した。水溶性エンドウ多糖類の全糖含量はフェノール硫酸法、ガラクツロン酸含量はBlumenkrantz法にて測定した。中性糖の組成は水溶性エンドウ多糖類を硫酸にて単糖まで分解し、炭酸バリウムにて中和した後、電気化学検出器を用いたイオンクロマトグラフィー法(HPLC-PAD法)を用いて測定した。分子量1万以上の高分子成分の絶対分子量は、ゲル濾過HPLC(TSK-gel G-5000PWXL: 東ソー φ7.8mm×300mm)にて分離した後、絶対分子量(MM)をトルエンでキャリブレーションしたマルチアングルレーザーライトスキャッタリング(MALLS)で測定して算出した。尚、分析条件は、溶離液:50mM酢酸ナトリウム水溶液(pH5.0)、流速:1.0mL/minで行った。
(表1)糖組成と平均絶対分子量
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
 水溶性エンドウ多糖類Aは、ペクチンと同じく酸性糖であるガラクツロン酸を構成糖として含んでおり、中性糖としてアラビノースとガラクトースを主な構成糖として含んでいた。絶対分子量は80万と高分子の多糖類であった。
○実施例1(二酸化チタンの分散試験)
 水溶性エンドウ多糖類Aをそれぞれ分散系中の最終濃度が0.1%,0.05%,0.01%,0.001%になるように、100mg,50mg,10mg,1mgずつ計り取り、50mlの100mMクエン酸ナトリウム緩衝液(pH2,pH5,pH7)及びリン酸緩衝液(pH9,pH12)に溶解した。予め二酸化チタン(キシダ化学(株)製:メディアン粒子系0.38μm)5gを計りとっておいた100ml容のメスシリンダーに移し、脱イオン水を添加して全量を100mlにした。このメスシリンダーを30秒間、シェイカー350rpm/minの速度で激しく振り、室温で静置して、24時間経過した時点での離漿割合で二酸化チタンに対する分散力を見た。離漿割合が小さい程、二酸化チタンに対する分散力は強いことを意味する。結果を表2に示した。評価方法は以下の通りとした。
◎・・良好(離漿割合:5%未満)、○・・やや良い(離漿割合:5~10%)、△・・やや悪い(離漿割合:11~20%)、×・・悪い(離漿割合:21%以上)
○比較例1
 実施例1において、水溶性エンドウ多糖類Aの代わりに大豆多糖類(ソヤファイブ-S-DA100、不二製油(株)製。以下の比較例において同じ)を用いる以外は全く同様にして二酸化チタンの分散試験を行った。
(表2)二酸化チタンの分散試験(分散性の評価結果)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
 水溶性エンドウ多糖類Aは、比較対照である大豆多糖類よりも幅広いpH域で、少ない添加量で、二酸化チタンを分散することが可能であった。よってエンドウ種子から水で抽出した水溶性エンドウ多糖類は、耐酸性、耐アルカリ性に優れた塗料への利用に有効であることが示された。
○実施例2(炭酸カルシウムの分散試験)
 炭酸カルシウム(キシダ化学(株)製:メディアン粒子系35.0μm)を用いて、実施例1と同様に行ない分散力を評価した。
○比較例2
 実施例2において水溶性エンドウ多糖類Aの代わりに大豆多糖類を用いる以外は全く同様にして分散力を評価した。
(表3)炭酸カルシウムの分散試験(分散性の評価結果)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
 水溶性エンドウ多糖類Aは、大豆多糖類よりも幅広いpH域で、少ない添加量で、炭酸カルシウムを分散できることが確認できた。よってエンドウ種子から水で抽出した水溶性エンドウ多糖類は、幅広いpHの難溶性ミネラルの液中での分散安定化に利用することができ、ミネラルを強化した飲食品、例えば流動食などの高栄養液体食品や、飲料などへの利用にも有効であることが示された。
○実施例3(赤色酸化鉄の分散試験)
 赤色酸化鉄(キシダ化学(株)製:メディアン粒子系35.6μm)5gを用いて、実施例1と同様に行ない分散力を測定した。
○比較例3
 実施例3において水溶性エンドウ多糖類Aの代わりに大豆多糖類を用いる以外は全く同様にして分散力を評価した。
(表4)赤色酸化鉄の分散試験(分散性の評価結果)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
 水溶性エンドウ多糖類は、大豆多糖類よりも幅広いpH域で、少ない添加量で、赤色酸化鉄が分散できることが可能であった。
○実施例4(カーボンブラックの分散試験)
 カーボンブラック(シグマ・アルドリッチ・ジャパン社製:メディアン粒子系14.7μm)用いて、実施例1と同様に行ない分散力を測定した。尚、分散系中の最終濃度が0.2%,0.1%,0.05%,0.01%になるように、水溶性エンドウ多糖類は、200mg,100mg,50mg,10mgずつ計り取って使用した。
○比較例4
 実施例4において水溶性エンドウ多糖類Aの代わりに大豆多糖類を用いる以外は全く同様にして分散力を評価した。
(表5) カーボンブラックの分散試験(分散性の評価結果)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005
 水溶性エンドウ多糖類は、大豆多糖類よりも幅広いpH域で、少ない添加量で、カーボンブラックが分散できることが確認できた。
○実施例5(セメントの分散試験)
 水溶性エンドウ多糖類Aを、分散系中の最終濃度が0.1%,0.05%,0.01%,0.005%になるように、100mg,50mg,10mg,5mgずつ計り取り、50mlの水に溶解した。予めセメント(太平洋セメント(株)製:メディアン粒子系23.6μm))5gを計りとっておいた100ml容のメスシリンダーに移し、脱イオン水を添加して全量を100mlにした。このメスシリンダーを30秒間、シェイカー350rpm/minの速度で激しく振り、室温で静置して、6時間経過した時点での離漿割合でセメントに対する分散力を見た。また、沈殿したセメントが緩い撹拌で再分散するか、6時間経過後に10秒間、シェイカー100rpm/minの速度で振って再分散性を評価した。離漿割合が小さい程、再分散性に優れる程セメントの分散力は強いことを意味する。尚、分散性は実施例1と同様の、再分散性は以下の通りの評価を行なった。
(再分散性)
◎・・良好(硬い沈殿なし)、○・・やや良い(硬い沈殿がわずかにあり)、△・・やや悪い(硬い沈殿かなりあり)、×・・悪い(沈殿が分散せず)
○比較例5
 実施例5において水溶性エンドウ多糖類Aの代わりに大豆多糖類を用いる以外は全く同様にして分散力と再分散性を評価した。
(表6)セメントの分散試験(分散性の評価結果)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000006
 水溶性エンドウ多糖類は、大豆多糖類よりも少ない添加量で、セメントの離漿を抑えた高い分散性と、沈殿後の高い再分散性を示した。
 以上の如く、水溶性エンドウ多糖類を分散安定剤として使用することにより、二酸化チタン,炭酸カルシウム,赤色酸化鉄,セメント,カーボンブロック等を幅広いpHの極性溶媒中で高度に分散させることが可能になった。本発明により、従来の水溶性高分子による分散安定剤では難しかった塗料や、水性インキ等の最終製品での微粒子物質の長期にわたる分散が可能になった。また、セメントのように微粒子物質の沈澱による硬い沈降物の形成を抑制し、微粒子物質の再分散を容易にする効果があり、工業的に使用する際の作業性を改善する効果がある。

Claims (14)

  1. 微粒子物質を含む極性溶媒中に水溶性エンドウ多糖類を含有させることを特徴とする、微粒子物質の極性溶媒中への分散安定化方法。
  2. 微粒子物質が飲食品用の難溶性のミネラルもしくはその塩であり、極性溶媒が水である、請求項1記載の分散安定化方法。
  3. 微粒子物質が顔料又はセメント原料である、請求項1記載の分散安定化方法。
  4. 微粒子物質に対して水溶性エンドウ多糖類を0.02~200重量%含有させる、請求項1記載の分散安定化方法。
  5. セメント混和物に対して水溶性エンドウ多糖類を0.1~100重量%含有させる、請求項2記載の分散安定化方法。
  6. 水溶性エンドウ多糖類を含むことを特徴とする、微粒子物質の分散安定剤。
  7. 分散安定剤が食品用添加剤である、請求項6記載の分散安定剤。
  8. 微粒子物質が顔料又はセメント原料である、請求項6記載の分散安定剤。
  9. 微粒子物質及び水溶性エンドウ多糖類を含むことを特徴とする、微粒子物質分散組成物。
  10. 微粒子物質が難溶性のミネラルもしくはその塩であり、組成物が飲食品である、請求項9記載の組成物。
  11. 微粒子物質が顔料又はセメント原料である、請求項9記載の微粒子物質分散組成物。
  12. 微粒子物質がセメント原料であり、組成物が粉末状である、請求項9記載の組成物。
  13. 組成物が極性溶媒を含む液状であり、水溶性エンドウ多糖類は極性溶媒中に溶解しており、微粒子物質は極性溶媒中に難溶性の状態で安定に分散していることを特徴とする、請求項9記載の組成物。
  14. 微粒子物質に対して水溶性エンドウ多糖類が0.02~200重量%配合された、請求項9記載の微粒子物質分散組成物。
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