(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
純度が８０モル％以上の脂肪酸乳酸エステル塩およびショ糖脂肪酸エステルを含む乳化剤組成物であって、脂肪酸乳酸エステル塩の構成脂肪酸は炭素数１４〜２２の脂肪酸であり、かつショ糖脂肪酸エステルの構成脂肪酸は炭素数１４〜２２の脂肪酸であり、脂肪酸乳酸エステル塩とショ糖脂肪酸エステルとのモル数の総和に対する脂肪酸乳酸エステル塩のモル分率が０．００８〜０．１５であることを特徴とする乳化剤組成物。
【請求項２】
脂肪酸乳酸エステル塩が、脂肪酸乳酸エステルと塩基性物質とをモル比１／０．７〜１／１．３で反応させて得られたものである請求項１に記載の乳化剤組成物。
【請求項３】
請求項１または２に記載の乳化剤組成物を０．０１〜６０重量％含有する乳化物。
【請求項４】
水／油重量比が１０／９０〜９８／２であり乳化型が水中油型である請求項３に記載の乳化物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、安全で、着色・臭気がなく、分散しやすい、乳化安定化効果の優れた乳化剤組成物およびこれを用いた乳化物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
乳化物は食品、化粧品、医薬品、建材、塗料、等広い技術分野において利用されている。乳化は本来混合しない水と油の一方を微細粒滴とし、他方を連続相とした媒体中に均一分散させたものであるため、乳化の経時安定性の向上や使用上の簡便が種々の技術分野で強く望まれている。特に、人体の粘膜や皮膚と接触して使用される可能性のある化粧品・医薬品、および経口摂取する食品においては、安全で刺激が少なく、かつ乳化能力が高く使用が簡便な乳化剤が要望されている。
【０００３】
しかし従来の乳化剤は必ずしもこのような要件を充分に満たしていないのが実状である。例えばグリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキレンエーテル等の非イオン性界面活性剤は安全性が高く人体に穏やかであるが乳化能力において不足がある場合があり、他方、脂肪酸石鹸、エーテルカルボン酸及びその塩、アルカンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸、高級アルコール、アルキルアミン酸、アルカノールアミン脂肪酸誘導体等のイオン性界面活性剤は、乳化能力が高い反面、人体に対する安全性、穏和性に問題があった。
【０００４】
このような中、複数の乳化剤を配合することによって、安全性、穏和性、乳化能力等を幅広く満たそうとする試みが種々行われている。例えば特開平５−２４６８２１号、特開平７−２５７２４号各公報では、ショ糖脂肪酸ジエステルおよび石鹸に代表されるイオン性界面活性剤を組み合わせることによって、塗膜の耐水性の高い乳化組成物を取得している。特開平５−２４６８２１号公報では、ポリグリセリン脂肪酸エステルおよび脂肪酸乳酸エステル塩を組み合わせることによって同様に耐水性の高い乳化組成物を提供している。
【０００５】
そのほか乳化以外の分野においても複数の乳化剤を配合することによる機能向上の試みはいくつか報告されている。特開昭６２−６５６４６号、特開平６−２２５６８４号、特開平６−１８１７０１号、特開平５−１６１４４６号等の各公報では、ショ糖脂肪酸エステルと脂肪酸乳酸エステル塩を含む種々の食品用乳化剤、およびその他の物質を組み合わせて小麦粉食品の品質向上、工程改良を行っている。特開平７−１７３０４５号公報ではショ糖脂肪酸エステルと脂肪酸乳酸エステル塩を組み合わせることによって皮膚治療特性を発現させている。
しかし、これらの技術は特定の系、例えば撥水性の高い塗布化粧料等を対象としたものであり、利用は特定の分野に限られ汎用性に乏しい。また、従来技術では、乳化剤純度および配合比について何ら検討されておらず、着色・臭いを有している場合もあった。
【０００６】
即ち、従来、脂肪酸乳酸エステル塩は、脂肪酸または脂肪酸クロライド等の反応性誘導体と乳酸または乳酸塩とを反応させて脂肪酸乳酸エステルを生成し、これと塩基性物質とを反応させ、反応混合物そのままを用途に供していた。これは脂肪酸乳酸エステル塩の精製法として工業的に適用しうる方法が知られておらず、また脂肪酸乳酸エステル塩に及ぼす共存物の影響が十分に解明されていなかったためと考えられる。実際に、このような脂肪酸乳酸エステル塩反応混合物は、高純度脂肪酸乳酸エステル塩に比べて乳化力が不十分であるという問題がある。
また、脂肪酸乳酸エステル塩の反応混合物は、着色やカラメル臭を伴っていることが多く、水溶液のみならずこれを用いた製品において、外観と臭いに好ましくない影響を与えることも大きな問題であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような事情のもとで、汎用性があり、安全で、人体に穏やかで、着色・臭気がなく、分散しやすく、均質化時の不必要な泡立ちが無く、より乳化安定化効果の優れた乳化剤組成物およびこれを用いた乳化物を提供することを目的としてなされたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために検討を重ねた結果、純度８０モル％以上の特定の脂肪酸鎖長の脂肪酸乳酸エステル塩およびショ糖脂肪酸エステルを、特定の割合で組み合わせて用いることにより、安全性が高く、人体への刺激が無くかつ乳化安定性に優れ、油または水への分散性に優れ、しかも均質化時の不必要や泡立ちが無く、着色や臭いがない外観的にも好ましい乳化剤組成物および乳化物を発見するに至った。
【０００９】
すなわち本発明の要旨は、純度が８０モル％以上の脂肪酸乳酸エステル塩およびショ糖脂肪酸エステルを含む乳化剤組成物であって、脂肪酸乳酸エステル塩の構成脂肪酸は炭素数１４〜２２の脂肪酸であり、かつショ糖脂肪酸エステルの構成脂肪酸は炭素数１４〜２２の脂肪酸であり、脂肪酸乳酸エステル塩とショ糖脂肪酸エステルとのモル数の総和に対する脂肪酸乳酸エステル塩のモル分率が０．００８〜０．１５である乳化剤組成物に存し、さらに脂肪酸乳酸エステル塩が、脂肪酸乳酸エステルと塩基性物質とをモル比１／０．７〜１／１．３で反応させて得られたものである該乳化剤組成物およびこれを０．０１〜６０重量％含有する乳化物に存する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明につき詳細に説明する。
本発明で用いられる脂肪酸乳酸エステル塩を構成する脂肪酸としては、炭素数１４〜２２、好ましくは１４〜１８、より好ましくは１６〜１８の脂肪酸が用いられる。脂肪酸鎖長がこの範囲よりも短かすぎると親油性部分の油への親和性が弱いため乳化安定性が悪くなり、しかも乳化時に著しい発泡が起きることがあり好ましくない。また脂肪酸鎖長がこの範囲より長くても乳化剤自体の結晶性が高すぎ、親油性部分が油へ親和しにくくなり、短かすぎる場合と同様に乳化安定性が悪くなる。しかも原料の入手が困難なため好ましくない。
【００１１】
上記の炭素数の範囲であれば脂肪酸は飽和でも不飽和でもよく、また直鎖状でも分岐鎖状でもよい。分岐鎖状の場合には最長鎖の長さを炭素数８以上、より好ましくは１０以上であるのが好ましい。また場合によっては水酸基を有するヒドロキシルカルボン酸でもよい。これらの脂肪酸としては、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸、ベヘン酸、テトラデセン酸、ヘキサデセン酸、オクタデセン酸（オレイン酸、エライジン酸等）、オクタデカジエン酸（リノール酸等）、オクタデカトリエン酸（リノレン酸等）、エイコセン酸、エイコサテトラエン酸（アラキドン酸）、ドコセン酸（エルカ酸）、イソステアリン酸、ヘキシルデカン酸、ヘキシルウンデカン酸、オクチルデカン酸、ヒドロキシテトラデカン酸、ヒドロキシヘキサデカン酸、ヒドロキシオクタデカン酸等があげられる。
【００１２】
これらのなかでもパルミチン酸、ステアリン酸、等が乳化性能が優れておりしかも入手しやすいので特に好ましい。また脂肪酸乳酸エステル塩において、これらの脂肪酸が、任意の割合からなる２種以上の混合物であってもよい。
脂肪酸乳酸エステル塩における乳酸としては、発酵法または合成法のいずれで製造されたものでもよく、Ｄ体Ｌ体の区別を問わない。
純度８０モル％以上の脂肪酸乳酸エステルまたはその塩を得るための方法は特には限定されず、いかなる手法でもよい。例としては、公知の製造法による反応物をなんらかの手段により精製する方法があげられる。
脂肪酸乳酸エステル塩は、通常、脂肪酸、または脂肪酸クロライド、脂肪酸塩、脂肪酸エステル等の反応性誘導体と、乳酸または乳酸塩とを反応させて得られる。反応は通常、温度１００〜２５０℃、２〜１０時間で行われ、溶媒の存在下でも非存在下でも行うことができる。特に塩基性溶媒中で脂肪酸クロライドを用いる場合は、１０〜９０℃、１〜３時間で行うことが可能である。
【００１３】
公知の方法で製造した脂肪酸乳酸エステルまたはその塩の反応液には、肪酸乳酸エステルまたはその塩の他に、未反応の脂肪酸またはその塩、乳酸またはその塩、ポリ乳酸またはその塩、脂肪酸ポリ乳酸エステルまたはその塩、および溶媒を用いる場合はさらに溶媒が存在している。また、しばしば着色していたり、何らかの臭いを持つことが多い。このとき、溶媒を除く反応物中、目的とする脂肪酸乳酸エステルまたはその塩の含有量は、反応に供した脂肪酸と乳酸との比率によっても異なるが、脂肪酸乳酸エステルまたはその塩、未反応の脂肪酸またはその塩、乳酸またはその塩、ポリ乳酸またはその塩、および脂肪酸ポリ乳酸エステルまたはその塩の合計量をベースにして３０〜７０モル％程度である。本発明に使用する純度８０モル％以上の脂肪酸乳酸エステル塩は、該エステル化反応物を通常の精製手法で精製することにより取得することができる。
他に、純度８０モル％以上の脂肪酸乳酸エステルまたはその塩を生成し、同時に未反応原料等が残存しないような合成条件を工夫する方法をとってもよい。
【００１４】
純度８０モル％以上の脂肪酸乳酸エステルまたはその塩を得る製造方法としては、例えば特開平８−３４７５８号公報にあるように、反応混合物をｐＨ５．０以下で水性溶媒と有機溶媒とで液液抽出して、脂肪酸乳酸エステルに富む有機溶媒相と乳酸に富む水性溶媒相とを生成させて両相を分離し、次いでこの有機溶媒相の脂肪酸乳酸エステルを、共存する脂肪酸から晶析により分離する方法、あるいは、反応混合物にｐＨが３．０より低くなるまで酸水溶液を添加して脂肪酸乳酸エステルを油状物として析出させ、この油状物を分取して有機溶媒に溶解して溶液とし、この溶液から脂肪酸乳酸エステルを晶析して取得する方法がある。この方法により容易に純度８０モル％以上の脂肪酸乳酸エステルが製造できる。
【００１５】
こうして得られた純度８０モル％以上の脂肪酸乳酸エステルに、水溶液中あるいはエタノール等のアルコール性の水溶液中で塩基性物質をモル比（脂肪酸乳酸エステル／塩基性物質）１／０．７〜１／１．３で加えて反応させると純度８０モル％以上の脂肪酸乳酸エステル塩が得られる。
脂肪酸乳酸エステルと塩基性物質とのモル比は、さらに好ましくは１／０．９〜１／１．２であり、モル比をこの範囲に保つことで、界面活性能を良好に保ことができる。塩基性物質のモル比が大きすぎると、脂肪酸乳酸エステル塩の水存在下での経時安定性が低下して乳化能が低下する。この原因としては、塩基性物質の増加によって脂肪酸乳酸エステルの加水分解が促進されて脂肪酸乳酸エステル塩が減少し、石鹸及び乳酸比率が増加するためと考えられる。
【００１６】
また逆に、塩基性物質のモル比が小さすぎる場合においても、脂肪酸乳酸エステル塩の界面活性能が低下する。この場合脂肪酸乳酸エステルの加水分解率は低いものの、塩基性イオンが少ないためにイオン性界面活性剤としての乳化能は低くなる。
所定のモル比で中和した、高純度の脂肪酸乳酸エステル塩を用いることにより、脂肪酸乳酸エステル塩を含む乳化剤組成物は著しく優れた性能を示す。塩基性物質としては、アルカリ金属もしくは、アルカリ土類金属の水酸化物又は炭酸塩、アンモニア、エタノールアミン等のアルカノールアミン、トリブチルアミン等の低級アルカリアミンがあげられる。中でもカルシウム、カリウム、ナトリウム等の水酸化物や炭酸塩などが安全性が高く、穏和で、かつ乳化力が優れたものが得られるので好ましい。
【００１７】
上記の脂肪酸乳酸エステル塩とともに用いるショ糖脂肪酸エステルにおいては、構成する脂肪酸の炭素数が１４〜２２、好ましくは１４〜１８、より好ましくは１６〜１８のものが用いられる。脂肪酸鎖長がこの範囲よりも短かすぎると親油性部分の油への親和性が弱いため乳化安定性が悪くなり、しかも乳化時に著しい発泡が起きることがあり好ましくない。また脂肪酸鎖長がこの範囲より長くても乳化剤自体の結晶性が高すぎ、親油性部分が油へ親和しにくくなり、短かすぎる場合と同様に乳化安定性が悪くなる。しかも原料の入手が困難なため好ましくない。
【００１８】
この脂肪酸は飽和でも不飽和でもよい。また場合によっては水酸基を有するヒドロキシルカルボン酸でもよい。これらの脂肪酸としては、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸、ベヘン酸、テトラデセン酸、ヘキサデセン酸、オクタデセン酸（オレイン酸、エライジン酸等）、オクタデカジエン酸（リノール酸等）、エイコセン酸、エイコサテトラエン酸（アラキドン酸）、ドコセン酸（エルカ酸）オクタデカトリエン酸（リノレン酸等）、等があげられる。これらのなかでもパルミチン酸、ステアリン酸、等が乳化性能が優れておりしかも入手しやすいので特に好ましい。
これらの脂肪酸は任意の割合からなる２種以上の混合物として用いることもできる。工業的にはヤシ油、パーム油、牛脂等から得られる混合脂肪酸を製造原料とするのが好適である。
【００１９】
本発明の乳化剤組成物は、脂肪酸乳酸エステル塩およびショ糖脂肪酸エステルを必須成分として配合する。同じアニオン性界面活性剤でも、脂肪酸乳酸エステル塩以外のものを用いた場合は、乳化物の安定性、安全性が充分でなく、取扱い性も悪くなることがある。
さらに脂肪酸乳酸エステル塩およびショ糖脂肪酸エステルは、両者のモル数の総和に対する脂肪酸乳酸エステル塩のモル分率が０．００８〜０．１５、好ましくは０．０１〜０．１５、さらに好ましくは０．０３〜０．１となるように配合する。
配合する脂肪酸乳酸エステル塩とショ糖脂肪酸エステルの脂肪酸鎖長は同じでも、また異なっていてもよい。
【００２０】
この他にも、本発明乳化剤組成物には、本発明の目的が損なわれない範囲で、通常の乳化系に慣用される添加成分の中から任意のものを選択して添加してよい。このような添加成分としては、例えばポリグリセリン脂肪酸エステル、モノグリセリド、有機酸モノグリセリド、ソルビタン脂肪酸エステル、レシチン、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸アルカノールアミド、あるいはカルボキシベタイン型、イミダゾリニウム型、スルホベタイン型、アミノ酸系界面活性剤などの安全性の高い界面活性剤、およびカラギーナン、ローカストビーンガム、グアガム、タマリンドガム、アラビアガム、キサンタンガム、ペクチン、プルラン、カゼイン、ゼラチン、アルブミン、カゼイン、大豆タンパク質、グルテンなどの天然増粘安定剤、メチルセルロース、カゼインナトリウム、ポリアクリル酸などの合成増粘安定剤、さらには香料、甘味料、調味料、着色剤、保湿剤、殺菌剤、酵素、抗炎症剤などが挙げられる。
【００２１】
本乳化剤組成物は、食品、化粧品等の乳化剤として用いることができる。この際の形態は、主に用いる脂肪酸乳酸エステル塩およびショ糖脂肪酸エステルの融点によって影響を受け、固形状であることが多いが、脂肪酸種および添加成分によっては液体状、ベースト状をも取りうる。
次に本乳化剤組成物を用いた乳化物について説明する。乳化の形態（水中油型、多重乳化、マイクロエマルション等）は適宜選択されるが、本乳化剤組成物は特に水中油型の乳化物に好適である。
水性成分としては、特に制限はなく、水および各種水溶液があげられる。この水性成分には、通常の食品、化粧料等に配合される各種水溶性成分、例えば糖類、アルコール類、塩化ナトリウム、炭酸カリウム等の塩類、等を配合することができる。
【００２２】
油性成分としては、特に制限はなく、動植物由来油脂類、鉱物由来の油脂類、化学合成品が含まれる。具体的には大豆油、綿実油、菜種油、パーム油、ヤシ油、ゴマ油、ヒマシ油、カカオ脂、サフラワー油、オリーブ油、牛脂、豚脂、魚油、鯨油、バター脂、およびそれらの水素添加物やエステル交換油等の加工油脂、さらに木ロウ、みつロウ、羊ロウ等のワックス類、ラノリン、およびコレステロール等のステロール類、流動パラフィン等のパラフィン類、ワセリン、スクワラン等の炭化水素類、パルミチン酸、ステアリン酸等の高級脂肪酸、セタノール、ステアリルアルコール等の高級脂肪族アルコール、ジエチルフタレート、ジブチルフタレート、コレステロールイソステアレート等のエステル類があげられる。これらの油性成分には更に酸化防止剤、油溶性薬剤等を配合することができる。また、油性成分は単独でも適宜混合してもよい。
【００２３】
乳化物中の油脂類の含有量は特に制限を受けないが、２〜９０重量％配合するのが良い。
乳化剤組成物の好適な使用量は、乳化物全体に対して０．０１〜６０重量％、好ましくは０．０１〜２０重量％、より好ましくは０．１〜５重量％である。これより少量の使用量では、充分な安定性が得られず、一方これを超えて使用しても乳化作用に格段の効果は得られないばかりか不必要な増粘をきたしたり、経済的にも不利となる。
乳化方法については特に限定するものではないが、例として次の方法があげられる。すなわち本乳化剤組成物及び水を、乳化剤組成物のクラフト点以上の温度に加熱攪拌して得た水性成分と、前記の油性成分とを均質化する方法、または本乳化剤組成物のうち油溶性の成分を加熱溶解した油性成分と、あらかじめ所定量の塩基性物質を溶解した水を均質化する方法等があげられる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の乳化剤組成物は、安全性が高く、人体への刺激がなく、安定性に優れた乳化物を提供することができる。その上、油または水への分散性が高く、しかも均質化時の不必要な泡立ちや、製品への着色や臭いが無く利便性に優れる。
また、本発明の乳化剤組成物を用いた乳化物は、安全性が高く、穏やかで、乳化安定性に優れ、食品、化粧品等に好適に用いられる。
【００２５】
【実施例】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
＜実施例１〜１０、比較例１〜２２＞
脂肪酸乳酸エステル塩およびショ糖脂肪酸エステルを含む乳化剤を調製し、乳化を行いこれを評価した結果を表１および表２に示した。
なお表中の高純度ステアリン酸乳酸エステルカリウムおよび低純度ステアリン酸乳酸エステルカリウムは、以下の方法で製造した。
低純度ステアリン酸乳酸エステルカリウムの製造は、公知の例に準拠し、ステアリン酸１７０ｇ、乳酸（純度９０％）７２ｇ、炭酸カリウム２５ｇを窒素気流下２００℃で５時間反応させることにより実施した。得られた低純度ステアリン酸乳酸エステルカリウムは、ステアリン酸乳酸エステルおよびステアリン酸ジ乳酸エステルを計４９モル％、ステアリン酸を２８モル％、および乳酸、乳酸重合体を含有するものである。
【００２６】
高純度ステアリン酸乳酸エステルカリウムは、以下の方法で得た。上記の方法で得た反応物２０ｇに、１規定塩酸５０ｍｌを加えてｐＨ３．０以下まで中和し、これにヘキサン４５ｍｌを加えてよく振盪したのち、ヘキサン相と水相とに成層分離した。ヘキサン相に対してさらにヘキサン４０ｍｌを加え、室温に一夜放置して結晶を析出させ、濾過し、さらに再度ヘキサン中で同様の条件で結晶を析出させ、純度８０モル％以上のステアリン酸乳酸エステルを得た。この高純度ステアリン酸乳酸エステルを当量の水酸化カリウムで中和して、純度８０モル％以上のステアリン酸乳酸エステルカリウムを得た。
また、ショ糖脂肪酸エステルとは、脂肪酸がステアリン酸のもの７０重量％およびパルミチン酸のもの３０重量％の混合物で、モノエステルとジエステルとの合計が全体の６７重量％のもの、およびモノエステルとジエステルとの合計が全体の８８％のものを用いた。
乳化剤組成物、乳化物の評価は、次のようにして行った。
【００２７】
１．乳化剤組成物の色；乳化剤組成物の外観を自然光のもとで観察した。
○；無色
△；わずかな着色
×；褐色の着色
２．乳化剤組成物の臭い；２５℃において、乳化剤組成物の臭いを評価した。
○；無臭
△；わずかなカラメル臭
×；強いカラメル臭
３．乳化剤組成物の水分散性；２５℃において、水に乳化剤組成物を添加し（２．９重量％）、攪拌したときの様子を観察した。
○；すみやかに分散する
△；やや分散しにくい
×；分散しにくい
４．乳化物の乳化液外観；製造直後の乳化液の外観を観察した。
○；不必要な泡立ちが無く、均一な乳化液。
×；著しい泡立ちを生じ乳化容器から溢れる、または均一な乳化液とは呼べない状態。
５．乳化物の安定性；製造後、２５℃で２４時間保存した乳化物の離水量（ｍｌ）を測定した。
＜水中油型乳化物の製造方法＞
乳化剤組成物を２５℃で水に分散させ、大豆油または流動パラフィンを添加し６０〜８０℃に昇温して攪拌した。この水相と油相を、日本精機（株）製エースホモミキサーを用いて、７０℃で、１００００ｒｐｍ、５分間乳化し、この後氷水で急冷した。
【００２８】
【表１】
0003570071.tif 000002
【００２９】
【表２】
0003570071.tif 000003
【００３０】
上述の表１、表２より、純度が８０モル％以上の脂肪酸乳酸エステル塩（脂肪酸の炭素数１４〜２２の範囲内）を、脂肪酸乳酸エステル塩およびショ糖脂肪酸エステル（脂肪酸の炭素数１４〜２２の範囲内）とのモル数の総和に対する脂肪酸乳酸エステル塩のモル分率が０．００８〜０．１５なる配合比としたとき著しく乳化安定性が向上し、好ましい乳化物が得られることが示された。