WO2014119539A1 - 飲食品添加用グルコマンナン及びそれを含む飲食品 - Google Patents

飲食品添加用グルコマンナン及びそれを含む飲食品 Download PDF

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清水　秀樹
清水　寿夫
綾子 山本
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清水化学株式会社
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    • A23V2002/00—Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs

Definitions

  • the present invention relates to a partially hydrolyzed (depolymerized) glucomannan that forms a hydrosol having a viscosity lower than that of natural glucomannan when dissolved in water, and a food and drink containing the same.
  • Glucomannan is a natural polysaccharide complex contained in konjac rice cake. Glucomannan dissolves in water to form a highly viscous hydrosol. When this sol is reacted with an alkali, an elastic irreversible gel insoluble in water is formed. This process has long been used to produce konjac from konjac koji or konjac flour.
  • Konjac flour includes crude konjac flour called coarse flour and partially purified konjac flour called refined powder obtained by removing impurities such as starch and fibers from the coarse flour by wind selection.
  • Glucomannan has high thickening action, gel action and binding action at low concentrations, and has physiological action as a low calorie dietary fiber, so it is used to improve the quality of foods other than konjac.
  • konjac fine powder contains impurities such as trimethylamine and sulfite, and has a unique irritating odor. Therefore, it is difficult to use this to improve the quality of other foods. For this reason, easily water-soluble glucomannan produced by the method disclosed in Japanese Patent Publication No. 6-97960 of the applicant is suitable for food. In this product, impurities such as trimethylamine and sulfite contained in the konjac fine powder are almost removed, and the average particle size is pulverized to about 180 ⁇ m.
  • the viscosity of the hydrosol when dissolved in water is, for example, about 38,000 mPa ⁇ s with a 1% solution, and the time to reach the peak viscosity is also long. (Note: Glucomannan forms a hydrosol, so it is precisely “swollen”, but the term “dissolved” is used here.)
  • glucomannan is generally added to food and drink in the form of a hydrosol, it is difficult to add the hydrosol at a high concentration if the viscosity of the hydrosol is high. Therefore, in the international publication WO2011 / 033807, the applicant reduced the molecular weight by partial hydrolysis (depolymerization) of natural glucomannan, and when dissolved in water, the viscosity is much lower than that of the readily water-soluble glucomannan, for example, 3% It was proposed that low-viscosity glucomannan having a viscosity of 100 mPa ⁇ s or less in an aqueous solution was added to foods and drinks to enrich dietary fibers and improve quality.
  • this low-viscosity glucomannan can be added to a concentration approximately twice as high as that of a readily water-soluble glucomannan, naturally, the effect of improving the quality of food and drink based on the thickening action of glucomannan is not sufficient, and particularly emulsification The quality improvement effect of the food and drink in the state is unsatisfactory.
  • the present invention has a hydrosol viscosity between the above-mentioned easily water-soluble glucomannan and low-viscosity glucomannan, and can be added to foods and drinks up to a concentration comparable to the low-viscosity glucomannan. It is an object of the present invention to provide a glucomannan for addition of food and drink that exhibits an improvement effect comparable to mannan and a food and drink containing the same.
  • the above-mentioned problems have a viscosity of 1% (meaning weight%; the same shall apply hereinafter) in the range of 1,000 to 10,000 mPa ⁇ s, and a weight average molecular weight (Mw) in the range of 100,000 to 800,000.
  • This is solved by providing a partially hydrolyzed glucomannan (hereinafter referred to as “highly functional hydrolyzed glucomannan”).
  • the highly functional hydrolyzed glucomannan of the present invention can be added to foods and drinks up to a concentration of about 8.0% comparable to the low-viscosity glucomannan described in WO2011 / 033807. However, it is excellent in that the shape retention of an emulsified food or the like based on the thickening action does not substantially change even when the temperature changes.
  • Example 1 Ice cream containing high-performance hydrolyzed glucomannan, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 ice cream containing water-soluble glucomannan and low-viscosity glucomannan, respectively, and Control ice cream containing no glucomannan It is a photograph which shows the state before a heating and after a heating.
  • Glucomannan is a polysaccharide in which D-glucose and D-mannose are linked by ⁇ -1,4 at a molar ratio of approximately 1: 1.6, and an acetyl group is an ester at a ratio of approximately 1 per 19 sugar residues. Are connected.
  • the molecular weight of natural glucomannan varies depending on the production area and variety of konjac and is generally over 1 million (degree of polymerization: about 6,200).
  • Glucomannan is insoluble in hydrous ethanol with an ethanol concentration of about 30% or more, so impurities such as trimethylamine and sulfite can be removed even when konjac refined powder is used as a raw material, and high-purity, high-performance hydrolyzed glucomannan can be obtained.
  • the reaction conditions for obtaining the highly functional hydrolyzed glucomannan are not limited to the conditions described above, and it is of course possible to employ comparable reaction conditions (for example, using sulfuric acid instead of hydrochloric acid).
  • glucomannan Since glucomannan is hardly digested in the human digestive tract, it is used in low-calorie foods (diet foods) to prevent obesity. Highly functional hydrolyzed glucomannan has a viscosity of an aqueous solution (hydrosol) of about 1/4 or less that of easily water-soluble glucomannan, and therefore can be added in a larger amount to food. Glucomannan is known to have physiological effects such as a reduction in serum cholesterol, blood glucose regulation and constipation improvement. Even when it is added to food for the purpose of utilizing these physiological actions, it can be added in a large amount compared to easily water-soluble glucomannan, or the mixing operation with food is facilitated at the same addition amount.
  • Glucomannan has a strong thickening action not found in other natural polysaccharide gums, and is used to improve the quality of various foods and beverages using this property.
  • foods and beverages that can be added are jelly (improves texture and prevents pulp sedimentation), yogurt (improves pulp sedimentation and improves tackiness), pudding (improves texture), beverage (improves fiber replenishment and drinking texture), ice Including cream (overrun improvement, thickening), noodles (prevention of boiled food and texture), bread cake (water retention and anti-aging), livestock products (shape retention, binding and low calorie)
  • jelly improves texture and prevents pulp sedimentation
  • yogurt improves pulp sedimentation and improves tackiness
  • pudding improves texture
  • beverage improves fiber replenishment and drinking texture
  • ice Including cream overrun improvement, thickening
  • noodles prevention of boiled food and texture
  • bread cake water retention and anti-aging
  • livestock products shape retention, binding and low calorie
  • Highly functional hydrolyzed glucomannan has a comparable quality improvement effect at the same concentration as compared with readily water-soluble glucomannan, and is easy to mix because of its low viscosity. Compared to low-viscosity glucomannan, it is advantageous in that it is less added to obtain a comparable quality improvement effect (for example, an effect of preventing pulp sedimentation).
  • glucomannan Only high-performance hydrolyzed glucomannan has effects that are not seen with water-soluble glucomannan or low-viscosity glucomannan, such as dairy products such as ice cream, shake, milkshake, yogurt, sorbet (soy milk, fruit juice, etc.)
  • dairy products such as ice cream, shake, milkshake, yogurt, sorbet (soy milk, fruit juice, etc.)
  • shape retention shape stability
  • the highly functional hydrolyzed glucomannan basically has a weight average molecular weight (Mw) in the range of about 100,000 to 800,000 and a 1% aqueous solution viscosity in the range of 1,000 to 10,000 mPa ⁇ s. And having a dietary fiber content of 70% or more.
  • Mw is preferably 200,000 to 600,000, most preferably about 400,000, and the viscosity of a 1% aqueous solution is preferably 1,000 to 5,000 mPa ⁇ s.
  • the dietary fiber content is preferably 90% or more, and most preferably about 98%.
  • the concentration of highly functional hydrolyzed glucomannan added to foods and beverages is better when fiber supplementation is one of the objectives, but not so much that it adversely affects other performances (eg texture). Don't be.
  • the appropriate amount varies depending on the type of food / beverage and is difficult to determine uniformly, but generally will be in the range of 0.2 to 8.0 wt%.
  • Example 1 According to the reaction conditions described above, a highly functional hydrolyzed glucomannan having a weight average molecular weight (Mw) of about 400,000, a 1% aqueous solution viscosity of about 2,000 mPa ⁇ s, and a dietary fiber content of about 98% was produced. 3 g of this highly functional hydrolyzed glucomannan was previously mixed with 8 g of sucrose, and the mixture was added to 24.7 g of water and stirred to prepare an aqueous solution. (The reason why it is mixed with sucrose in advance and then dissolved in water is to prevent the formation of ma powder and to shorten the time until it is uniformly dissolved.)
  • Comparative Example 1 As the water-soluble glucomannan, ROLEX (registered trademark) RS manufactured by Shimizu Chemical Co., Ltd. having an Mw of about 1.05 million, a 1% aqueous solution viscosity of about 35,000 mPa ⁇ s, and a dietary fiber content of about 98% was used. . 1.5 g of this product and 8 g of sucrose were mixed in advance, added to 26.7 g of water, and stirred to prepare an aqueous solution. Ice cream was manufactured by the same operation as Example 1 using the whole amount of this aqueous solution.
  • ROLEX registered trademark
  • Comparative Example 2 As the low-viscosity glucomannan, ROLEX (registered trademark) LM manufactured by Shimizu Chemical Co., Ltd. having an Mw of about 150,000, a 3% aqueous solution viscosity of 100 mPa ⁇ s or less, and a dietary fiber content of 93% or more was used. 3 g of this product and 8 g of sucrose were mixed in advance, added to 24.7 g of water and stirred to prepare an aqueous solution. Ice cream was manufactured by the same operation as Example 1 using the whole amount of this aqueous solution.
  • ROLEX registered trademark
  • Whipability was evaluated by the stirring time required for emulsification of the material mixture before freezing. The stirring time until this emulsification was 5 minutes or more in the control, but was less than 1 minute in Example 1. In Comparative Example 1, since the viscosity was high, the time until emulsification was longer than that of the control. In Comparative Example 2, although emulsification was possible in a short time, the emulsifying power was weak and phase separation during heating was observed.
  • Example 1 was evaluated as having an excellent texture with no unpleasant weight or solid content, rich in creaminess. From the above results, it is suggested that the use of a highly functional hydrolyzed glucomannan makes it possible to develop a new product such as ice cream (hot cream) that retains the same texture as when it is cold even when warmed.

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Abstract

　食物繊維補給および／または品質改善のため飲食品へ添加される部分加水分解グルコマンナンを含む組成物が開示される。この部分加水分解グルコマンナンは、１％水溶液の粘度が１，０００ないし１０，０００ｍＰａ・ｓの範囲内にあり、重量平均分子量が１０万ないし８０万の範囲内にある。水溶液が低粘度のため比較的高濃度に飲食品へ添加することができるのみならず、アイスクリームのような乳化食品へ添加した時、加熱しても加熱前の形を保持させることができる。

Description

飲食品添加用グルコマンナン及びそれを含む飲食品
　本発明は、水に溶解した時天然のグルコマンナンより低い粘度のヒドロゾルを形成する部分的に加水分解（解重合）したグルコマンナン及びそれを含む飲食品に関する。
　グルコマンナンはこんにゃく芋に含まれる天然多糖類複合体である。グルコマンナンは水に溶け、高粘度のヒドロゾルを形成する。このゾルをアルカリと反応させると水に不溶な弾力性不可逆ゲルを作る。このプロセスは古くからこんにゃく芋またはこんにゃく粉からこんにゃくを製造するために利用されている。こんにゃく粉には荒粉と呼ばれる粗製こんにゃく粉と、風選により荒粉からデンプン、繊維等の不純物を取り除いた精粉と呼ばれる部分的に精製したこんにゃく粉とがある。
　グルコマンナンには低濃度で高い増粘作用、ゲル作用、結着作用があり、低カロリーの食物繊維として生理作用を有することから、こんにゃく以外の食品の品質を改良するために使用される。しかしながら、こんにゃく精粉はトリメチルアミンや亜硫酸塩などの不純物が残留し、特異な刺激臭を有することからこれを他の食品の品質を改良するために使用することは困難である。このため食品用には出願人の特公平６－９７９６０号に開示されている方法などによって製造された易水溶性グルコマンナンが適している。このものはこんにゃく精粉中に含まれるトリメチルアミンや亜硫酸塩などの不純物は殆ど取り除かれ、かつその平均粒子径は約１８０μｍ程度に粉砕されている。しかしながら水に溶解した時のヒドロゾルの粘度は例えば１％溶液で約３８，０００ｍＰａ・ｓ程度であり、かつピーク粘度に達するまでの時間も長い。（注：グルコマンナンはヒドロゾルを形成するので、正確には「膨潤」であるが、ここでは「溶解」の用語を使用する。）
　グルコマンナンは一般にヒドロゾルの形で飲食品へ添加されるので、ヒドロゾルの粘度が高ければヒドロゾルを高濃度で添加することが困難になる。そこで出願人は国際公開ＷＯ２０１１／０３３８０７において、天然グルコマンナンの部分加水分解（解重合）によって低分子量化し、水に溶解した時、前記の易水溶性グルコマンナンより遙かに粘度が低い例えば３％水溶液でも粘度が１００ｍＰａ・ｓ以下の低粘度グルコマンナンを飲食品へ添加し、食物繊維の富化、品質の改善を行うことを提案した。この低粘度グルコマンナンは、易水溶性グルコマンナンの約２倍の高濃度まで添加することができるものの、当然ながらグルコマンナンの増粘作用に基づく飲食品の品質改善効果が充分でなく、特に乳化状態にある飲食品の品質改善効果が不満足である。
　そこで本発明は、ヒドロゾルの粘度が前記の易水溶性グルコマンナンと低粘度グルコマンナンの中間にあり、飲食品へは低粘度グルコマンナンに匹敵する濃度まで添加することができるが、易水溶性グルコマンナンに匹敵する改善効果を発揮する飲食品添加用グルコマンナンおよびそれを含む飲食品を提供することを課題とする。
　前記課題は、１％（重量％を意味する。以下同じ。）の粘度が１，０００～１０，０００ｍＰａ・ｓの範囲にあり、重量平均分子量（Ｍｗ）が１０万～８０万の範囲にある部分加水分解グルコマンナン（以下このものを「高機能加水分解グルコマンナン」と称する。）を提供することによって解決される。本発明の高機能加水分解グルコマンナンは、ＷＯ２０１１／０３３８０７に記載の低粘度グルコマンナンに匹敵する約８．０％の濃度まで飲食品へ添加することが可能である。しかしながら増粘作用に基づく乳化食品等の保形性が温度変化によっても実質的に変化しないなどの点においてすぐれている。
高機能加水分解グルコマンナンを含む実施例１のアイスクリームと、それぞれ易水溶性グルコマンナン及び低粘度グルコマンナンを含む比較例１および比較例２のアイスクリームと、グルコマンナンを含まない対照アイスクリームの加熱前および加熱後の状態を示す写真である。
　グルコマンナンは、Ｄ－グルコースとＤ－マンノースがほぼ１：１．６のモル比でβ－１，４結合した多糖類であり、ほぼ糖残基１９個につき１個の割合でアセチル基がエステル結合している。天然グルコマンナンの分子量はこんにゃく芋の産地や品種によって変動し、一般に１００万以上（重合度約６，２００）である。
　天然グルコマンナンのβ－１，４マンノシド結合を酸または酵素を使って部分的に加水分解し、低分子量化（解重合）できることが古くより知られている。従って理論的には加水分解反応の途上で本発明の高機能加水分解グルコマンナンに相当する部分加水分解物が生成し得るが、商品として市場に出廻っていない。本発明者らは、こんにゃく精粉から工業的に高機能加水分解グルコマンナンを製造する方法を開発した。この方法は、８０±５℃へ加熱した１～２％塩酸へこんにゃく精粉を約５％濃度に加えて溶解し、加熱を止めて室温で約１日反応させることを含む。反応終了後反応液と同容積のエタノール（９５％）を加え、部分的に加水分解されたグルコマンナンを析出させ、１Ｎ水酸化ナトリウムでｐＨ５～７に中和し、撹拌、脱水、乾燥、粉砕する。この方法の特徴は反応の大部分を室温で行うことと、反応終了後反応液へエタノールを加え、目的物を析出させることにある。反応速度は温度の関数であるから、室温での反応は所望の分子量まで加水分解するに要する時間の制御が容易になる。グルコマンナンはエタノール濃度約３０％以上の含水エタノールには溶けないので、原料にこんにゃく精粉を使ってもトリメチルアミンや亜硫酸塩などの不純物が取り除かれ、高純度の高性能加水分解グルコマンナンが得られる。高機能加水分解グルコマンナンを得るための反応条件は上に記載した条件に限られるものではなく、匹敵する反応条件（例えば塩酸の代りに硫酸を使用）を採用することができることは勿論である。
　グルコマンナンはヒトの消化管内で殆ど消化されないため肥満防止のための低カロリー食品（ダイエット食品）に使用されている。高機能加水分解グルコマンナンはその水溶液（ヒドロゾル）の粘度が易水溶性グルコマンナンの約１／４以下であるため、より多量に食品に添加することができる。グルコマンナンには、血清コレステロールの低下、血糖調節作用、便秘改善効果などの生理作用があることが知られている。これらの生理作用を利用する目的で食品に添加する場合でも、易水溶性グルコマンナンに比較して多量に添加することができ、又は同じ添加量において食品との混合操作が容易になる。
　グルコマンナンには他の天然多糖類ガムには見られない強力な増粘作用があり、この性質を利用して各種食品や飲料の品質改善のために使用されている。添加される食品・飲料の例は、ゼリー（食感改良・果肉沈降防止）、ヨーグルト（果肉沈降防止・粘着性改善）、プリン（食感改良）、飲料（ファイバー補給・飲みごこち改良）、アイスクリーム（オーバーラン向上、増粘）、麺類（ゆでのび防止・食感改良）、パン・ケーキ（保水性・老化防止）、畜肉製品（保形性・結着性・低カロリー化）などを含むがこれに限らない。高機能加水分解グルコマンナンは、易水溶性グルコマンナンに比較して同じ添加濃度において匹敵する品質改善効果がある上、粘度が低いため混合操作が容易である。低粘度グルコマンナンに比較すれば、匹敵する品質改善効果（例えば果肉沈降防止効果）を得るための添加が少ない点などにおいて有利である。
　高機能加水分解グルコマンナンだけが持ち、易水溶性グルコマンナンや低粘度グルコマンナンには見られない効果は、アイスクリーム、シェイク、ミルクセーキ、ヨーグルトなどの乳製品や、ソルベ（豆乳、果汁等）やジェラートなどの食品配合材料に添加することにより、低温から常温までは勿論、それ以上の温度へ加熱した時でさえも製品の乳化安定性および保形性（形状安定性）が保たれることである。
　前述したように、高機能加水分解グルコマンナンは、基本的には約１０万ないし８０万の範囲の重量平均分子量（Ｍｗ）と、１，０００～１０，０００ｍＰａ・ｓの範囲の１％水溶液粘度と、そして７０％以上の食物繊維含有量を持っている必要がある。しかしながら高機能加水分解グルコマンナンの効果を高めるため、Ｍｗは好ましくは２０万～６０万、最も好ましくは約４０万であり、１％水溶液の粘度は好ましくは１，０００～５，０００ｍＰａ・ｓ、最も好ましくは約２，０００ｍＰａ・ｓであり、食物繊維含量は好ましくは９０％以上、最も好ましくは約９８％である。高機能加水分解グルコマンナンの食品・飲料への添加濃度は、ファイバー補給が目的の一つである場合は多い程良いが、しかし他の性能（例えば食感）に悪影響する程多量であってはならない。適量は食品・飲料の種類によって変動し、一律に決めることは困難であるが、一般に０．２～８．０ｗｔ％の範囲であろう。
　以下の実施例及び比較例は本発明による効果の確認のためであって、商品としての価値に必ずしも直結するものではない。
　実施例1
　先に記載した反応条件に従い、重量平均分子量（Ｍｗ）が約４０万、１％水溶液粘度が約２，０００ｍＰａ・ｓ、食物繊維含有量が約９８％の高機能加水分解グルコマンナンを製造した。この高機能加水分解グルコマンナン３ｇをショ糖８ｇとあらかじめ混合し、混合物を水２４．７ｇに加えて撹拌し、水溶液を調製した。（なお、あらかじめショ糖と混合してから水に溶解するのは、ママ粉の生成を防止し、均一に溶解するまでの時間を短縮するためである。）
　次にこの水溶液に、あらかじめ加温混合して置いた加糖練乳２４．５ｇ、生乳１０ｇ、バター７．９ｇ、脱脂乳１．８ｇ、生クリーム１０ｇを加えて撹拌し、乳化させた。その後冷却しながら生クリーム１０ｇと香料０．１ｇを加えて撹拌し、フリージングを行ってアイスクリームを製造した。
　比較例１
　易水溶性グルコマンナンとして、Ｍｗが約１０５万、１％水溶液粘度が約３５，０００ｍＰａ・ｓ、食物繊維含有量が約９８％の清水化学（株）製レオレックス（商標登録）ＲＳを用いた。このもの１．５ｇとショ糖８ｇをあらかじめ混合し、水２６．７ｇへ加えて撹拌し、水溶液を調製した。この水溶液全量を用いて実施例１と同じ操作によってアイスクリームを製造した。
　比較例２
　低粘度グルコマンナンとして、Ｍｗが約１、５万、３％水溶液粘度が１００ｍＰａ・ｓ以下、食物繊維含有量が９３％以上の清水化学（株）製レオレックス（登録商標）ＬＭを用いた。このもの３ｇとショ糖８ｇをあらかじめ混合し、水２４．７ｇへ加えて撹拌し、水溶液を調製した。この水溶液全量を用いて実施例１と同じ操作によってアイスクリームを製造した。
　対照として、グルコマンナン水溶液の代りに水を３ｇ増量し、実施例１と同じ操作によってアイスクリームを製造した。
　＜加熱時の形状安定性試験＞
　実施例１、比較例１及び２、それに対照のアイスクリームのそれぞれ１カップ分をペトリ皿に取り、出力５００Ｗの電子レンジに入れ、３０～４０秒間加熱し、加熱前と加熱後の状態（外観）を肉眼で観察すると共に、写真に撮影した。図１の写真に示されているように、実施例１のアイスクリームは加熱後も加熱前の形状を殆ど保っているのに対し、対照のアイスクリームは完全に液化し、比較例１および比較例２のアイスクリームは、加熱前の形が大きく崩れ、加熱により保形性が大きく低下することを示している。
　＜ホイップ性の評価＞
　フリージング前に材料混合物の乳化に要した撹拌時間によってホイップ性を評価した。この乳化までの撹拌時間は対照では５分以上であったが、実施例１では１分未満であった。比較例１では粘度が高いため乳化までの時間が対照より長かった。比較例２では短時間で乳化できるものの、乳化力が弱く、加熱時相分離が見られた。
　＜食感試験＞
　社内のモニター（Ｎ＝５）により、製造したアイスクリームの食感を評価した。対照は非常に軽くクリーミーさに欠け、比較例１は粘りを感じ、非常に重く感じ、比較例２は固形分を強く感じ、クリーミーさが満足でないという評価であった。これに対し実施例１は、不快な重みや固形分を感じず、クリーミー感に富み、食感が最高であると評価された。以上の結果から、高機能加水分解グルコマンナンを用いれば、例えば温めても冷たい時と同様な食感を保つアイスクリーム（ホットクリーム）のような新製品の開発が可能であることを示唆する。

Claims (8)

  1. 　１％水溶液の粘度が１，０００ないし１０，０００ｍＰａ・ｓの範囲にあり、重量平均分子量が１０万ないし８０万の範囲にある、グルコマンナンの部分加水分解物を含む食品および飲料の食物繊維補給用および／または品質改善用組成物。
  2. 　前記グルコマンナン部分加水分解物の１％水溶液粘度が１，０００ないし５，０００ｍＰａ・ｓの範囲内にあり、重量平均分子量が２０万ないし６０万の範囲内にある請求項１の組成物。
  3. 　前記グルコマンナン部分加水分解物の１％水溶液粘度が約２，０００ｍＰａ・ｓであり、重量平均分子量が約４０万である請求項１の組成物。
  4. 　前記グルコマンナン部分加水分解物の食物繊維含有量は少なくとも７０重量％である請求項１の組成物。
  5. 　前記グルコマンナン部分加水分解物の食物繊維含有量は少なくとも９０％である請求項２または３の組成物。
  6. 　請求項１ないし５のいずれかの組成物を含んでいる飲食品。
  7. 　グルコマンナンの部分加水分解物として飲食品全体の少なくとも０．２重量％を含んでいる請求項６の飲食品。
  8. 　飲食品が、ゼリー、ヨーグルト、プリン、飲料、アイスクリーム、麺類、畜肉製品、パン又はケーキから選ばれる請求項６または７の飲食品。
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