(57)【要約】【課題】  マイクロカプセルを提供すること。【解決手段】  ペクチンを含む水相と油相でＯ／Ｗエマルションを作成した後、多価陽イオンを混合することにより、油溶性物質を内包し、メジアン径が０．０１〜１００μｍであるマイクロカプセルを製造する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
０．０１〜１０重量％のペクチンを含む水相と油相でＯ／Ｗエマルションを作製した後、多価陽イオンを混合することで得られる、壁材にペクチン多価陽イオンゲルを含み、油溶性物質を内包し、メジアン径が０．０１〜１００μｍであるマイクロカプセル
【請求項２】
０．０１〜１０重量％のペクチンを含む水相と油相でＯ／Ｗエマルションを作製した後、カルシウムイオンを混合することで得られる、壁材にペクチンカルシウムゲルを含み、油溶性物質を内包し、メジアン径が０．０１〜１００μｍであるマイクロカプセル
【請求項３】
Ｏ／Ｗエマルションを作製するときに乳化剤を用いないことを特徴とする請求項１又は２記載のマイクロカプセル
【請求項４】
ペクチンがアミド基を持つことを特徴とする請求項１ないし３記載のマイクロカプセル
【請求項５】
内包する油溶性物質がＷ／Ｏエマルションであることを特徴とする請求項１ないし４記載のマイクロカプセル
【請求項６】
Ｏ／Ｗエマルションを作製し、多価陽イオンを混合した後に、ペクチンメチルエステラーゼを添加することを特徴とする請求項１ないし５記載のマイクロカプセル
【請求項７】
ペクチンメチルエステラーゼを添加した後に、多価陽イオンを添加することを特徴とする請求項６記載のマイクロカプセル
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペクチンを壁材とするマイクロカプセルに関する
【背景技術】
【０００２】
近年、健康志向の高まりから栄養補助食品、機能性食品などの健康食品が注目されている。これらの食品に含まれる内容成分の保護、安定化、味・臭いのマスキングのためにカプセルが用いられている。カプセルにも様々な種類があるが、錠剤などのハードカプセル、ソフトカプセル、シームレスカプセル、従来のマイクロカプセルは粒径が０．３ｍｍ〜２ｃｍであり、喫食時に舌で知覚できる大きさである。その為、食品にこれらのカプセルを配合すると食感が変化してしまう。マヨネーズなどの乳化物タイプの食品は粒径が５μｍ以下であり、喫食時に舌で知覚できない大きさである。しかし、乳化物タイプの食品は加熱安定性・保存安定性、マスキングの困難性、コスト、などの点で課題がある。
【０００３】
また、従来のマイクロカプセルにおいてはその壁材として牛、豚、鳥、魚などの動物由来のタンパクが用いられてきたが、非動物性の素材に対する市場の要求も高まっている。
【０００４】
非動物性の素材を壁材としたマイクロカプセルの製造法として、多糖類と油状物質のエマルションを多価陽イオン塩水溶液に滴下し、多糖類と多価イオンとの間に架橋結合を形成せしめて固形化させるマイクロカプセルが知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、エマルションを多価陽イオン塩水溶液に滴下する該滴下法では、粒径がノズル径やぬれ性に依存するためミリオーダーの比較的大きなカプセルしかできない。また、ひとつのカプセル中に複数の油滴が存在する多芯カプセルであるため、１カプセル当りの内包量が少ないという課題がある。
【０００６】
乳化剤を使用せずメジアン径が３μｍ以下のマイクロカプセルも知られている（特許文献２参照）。
【０００７】
しかしながら該発明は、壁材としてタンパク質を用いることが必須である。また予備乳化や圧力処理等などの操作が必要であるなど製造方法が複雑である。
【０００８】
天然由来多糖類を含有した平均粒径が０．１〜５０μｍの微粒子が知られている（特許文献３参照）。
【０００９】
しかしながら該発明は多芯カプセルの製造法であるため、多孔質ガラス膜による膜乳化や、濃度調整工程、不溶化工程など複雑な工程が多段階必要である。また多芯カプセルであるため１カプセル当りの内包量も少なくなる。
【００１０】
水溶性多糖類などの水溶性高分子を外水相に配合したＷ／Ｏ／Ｗ複合エマルションが知られている（特許文献４参照）。
【００１１】
しかしながら該発明のエマルションにはメジアン径が２０〜２０００ｎｍと小さいものも含まれるが、該発明は水、油性成分、親油性乳化剤の組成比に特徴がある。その為、乳化剤が必須の構成要件であるだけでなく、使用できる油性成分も限定されてしまう。
【００１２】
香料等を食用ガム質の膜により内包するマイクロカプセルが知られている（特許文献５参照）。
【００１３】
該発明のカプセル製法としてコアセルベート法とシームレス法が挙げられているが、コアセルベート法の場合、高分子の小滴（コアセルベート）を芯物質（油）の表面に集めて形成させるためカプセル膜厚はコアセルベート滴より必ず大きくなる（参照：Multi-layered gelatin/acacia microcapsules by complex coaservation method, Journal of chemical engineering of japan, 793-798 vol.30 No.5 1997）。また、シームレス法の場合はカプセル粒径がノズル径やぬれ性に依存するため、該発明のマイクロカプセルは粒径が数百μｍ以下にすることは困難である。なお、本発明においてコアセルベート法（コアセルべーション法）とは、高分子溶液中にあらかじめ不溶性の芯物質粒子（油など）を分散しておき、次いで高分子濃度、温度、ｐHなどの変数をコアセルベーションが起こる領域の値に調整しコアセルベート滴を生成させ、芯物質粒子の表面に集めマイクロカプセルを製造することをいう。
【００１４】
天然高分子を用いたカプセルも知られている（特許文献６参照）
【００１５】
しかし該発明は、シームレスカプセルであるため粒径が大きい。
【００１６】
【特許文献１】特開平７−１４５０４５号公報
【特許文献２】特開２００３−２４０１７号公報
【特許文献３】特開２００４−２５８２号公報
【特許文献４】国際公開ＷＯ０２／４３６９８号公報
【特許文献５】特開２０００−３４２１８６号公報
【特許文献６】特開２００１−２４５６６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は前記のような課題を解決するためになされたものである。本発明の目的はマイクロカプセルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決すべく検討した結果、ペクチンを含む水相と油相でＯ／Ｗエマルションを作製した後、多価陽イオンを混合することにより、油溶性物質を内包し、メジアン径が０．０１〜１００μｍであるマイクロカプセルが製造できることを見出し、本発明を完成させるに至った。更に具体的には内包物が油溶性であり、カプセルの壁材が非動物性であるペクチンであり、カプセルの材料として界面活性剤・乳化剤が必須でなく、調製が簡易であり、安定性が良く、かつ１カプセル当りの油内包量の多いマイクロカプセルが好ましいことを見出した。本発明は特に、医薬品、食品、健康食品等の分野、動物用飼料分野、化粧品、バス・トイレタリーなどの分野において有用である。
【００１９】
即ち本発明は、１）０．０１〜１０重量％のペクチンを含む水相と油相でＯ／Ｗエマルションを作製した後、多価陽イオンを混合することで得られる、壁材にペクチン多価陽イオンゲルを含み、油溶性物質を内包し、メジアン径が０．０１〜１００μｍであるマイクロカプセルを含み、また、２）０．０１〜１０重量％のペクチンを含む水相と油相でＯ／Ｗエマルションを作製した後、カルシウムイオンを混合することで得られる、壁材にペクチンカルシウムゲルを含み、油溶性物質を内包し、メジアン径が０．０１〜１００μｍであるマイクロカプセルを含み、また、３）Ｏ／Ｗエマルションを作成するときに乳化剤を用いないことを特徴とする１）又は２）のマイクロカプセルを含み、また、４）ペクチンがアミド基を持つことを特徴とする１）ないし３）のマイクロカプセルを含み、また、５）内包する油溶性物質がＷ／Ｏエマルションであることを特徴とする１）ないし４）のマイクロカプセルを含み、また、６）Ｏ／Ｗエマルションを作製し、多価陽イオンを混合した後に、ペクチンメチルエステラーゼを添加することを特徴とする１）ないし５）のマイクロカプセルを含み、また、７）ペクチンメチルエステラーゼを添加した後に、多価陽イオンを添加することを特徴とする６）のマイクロカプセルを含む。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、喫食時に知覚しない大きさ、具体的にはメジアン径が１００μｍ以下のマイクロカプセルを製造することができる。また、内包物が油溶性であり、カプセルの壁材が非動物性であるペクチンであり、カプセルの材料として界面活性剤・乳化剤が必須でなく、調製が簡易であり、安定性が良く、かつ１カプセル当りの油内包量の多いマイクロカプセルを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明においてマイクロカプセルとはメジアン径が０．０１〜１００μｍのカプセルを意味する。カプセルの安定性の点や人が感知せず摂取できるという点からはメジアン径が小さいことが好ましい。人が感知せず摂取するにはメジアン径が１００μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下であることがより好ましい。本発明においてはマイクロカプセルの中に有効成分を導入することもできるが、内包効率の点からはメジアン径は０．１μｍ以上であることが好ましい。また本発明におけるカプセルの製造方法は、メジアン径が０．０１〜１００μｍのカプセルを製造できるものであれば良く、超音波を用いる方法、撹拌法、高圧押し出し法などがあげられる。複数管のノズルを用いてシームレスカプセルを製造する方法やコアセルベート法による製造方法、打錠によるカプセルの製造方法ではメジアン径が０．０１〜１００μｍのカプセルを製造することが出来ないため本発明には用いることができない。
【００２２】
本発明においてカプセルの壁材となる材料は、ペクチンであることが重要である。ペクチン濃度は、水溶液中に０．０１〜１０％、より好ましくは０．１〜３％、更に好ましくは１〜３％である。ペクチン濃度が高すぎるとカプセルが凝集する点で好ましくなく、ペクチン濃度が低すぎるとカプセルの安定性が低く内包油が分離する点で好ましくない。
【００２３】
カプセルの壁材となるペクチンはアミド化されていると疎水結合によりゲル強度が増す点で好ましい。
【００２４】
水相と混合される溶液は、油溶性物質であれば特に限定はないが、取り扱いやコスト、安全性の点から食用油であるとより好ましい。油溶性物質中に薬剤や食用の栄養成分などの目的物質をあらかじめ混合させておくことで、マイクロカプセルとその内包物を別々に製造することなく一度に目的物質を含有したマイクロカプセルを製造することができ好ましい。また油溶性物質がＷ／Ｏエマルションであっても良く、その場合、水溶性の薬剤や食用の栄養成分などを内包できる点で好ましい。本文中では、特に断りのない限りはマイクロカプセルの内容物が疎水性の例で説明する。
【００２５】
本発明においては、ペクチンを含む水相と油相でＯ／Ｗエマルションを作製した後に多価陽イオンと混合することが重要である。更に安定性の点から、多価陽イオンはカルシウムイオンであることが好ましい。
またカルシウムイオン濃度は、０．０１〜１０００ｍＭ、より好ましくは０．０１〜１００ｍＭ、更に好ましくは１〜１０ｍＭである。多価陽イオン濃度が高すぎると、カプセルが凝集する点で好ましくなく、多価陽イオン濃度が低すぎるとカプセルの安定性が低く内包油が分離する点で好ましくない。
【００２６】
一般的にエマルション、サスペンションを作製する際に乳化剤を加えることが知られている。本発明においても、例えばシュガーエステル、モノグリセライド、ソルビタンエステル等の乳化剤を加えてマイクロカプセルを形成できるが、本発明では食品、医薬品として摂取する場合の安全性、臭い、コスト等の理由のためカプセル被膜の材料に乳化剤を含まなくてもマイクロカプセルを安定的に形成することが出来ることも特徴である。
【００２７】
本発明において、カプセル調製後にペクチンメチルエステラーゼ（以下、ＰＭＥという場合有り）と反応させることでカプセルの加熱負荷に対する構造安定性、内包物安定性が向上する。ＰＭＥに多価陽イオン、好ましくはカルシウムイオン添加を行うことによりカプセルの加熱負荷に対する構造安定性、内包物安定性が更に向上する。ＰＭＥ濃度は２〜３００ｍＰＥＵ／ｍｌ、好ましくは２０〜３００ｍＰＥＵ／ｍｌである。ＰＭＥ濃度が高すぎるとカプセルが凝集する点で好ましくなく、ＰＭＥ濃度が低すぎると安定性向上効果が少ない点で好ましくない。ここでＰＥＵとは、Pectin Esterase Unitの略であり、ＰＭＥ１ｍｌが１分間にペクチンのメチルエステルを分解して１ｍ ｍｏｌの酸を生産する能力を示す単位である。
【００２８】
またＰＭＥに対して多価陽イオン、具体的にはカルシウムイオン等を添加することは必須ではないが、加熱負荷に対する安定性を高めるためにカルシウムイオンを添加する場合は、０．０１〜２０ｍＭの濃度、より好ましくは１〜１０ｍＭの濃度である。カルシウムイオン濃度が高すぎるとカプセルが凝集する点で好ましくなく、カルシウムイオン濃度が低すぎると安定性向上効果が少ない点で好ましくない。またカルシウムイオンを加えないとカルシウムイオンにキレートされないフリーのカルボキシル基が過剰となりカプセルが凝集したりカプセル壁構造が弱くなったりする。
【００２９】
また、カプセル調製前にＰＭＥ処理を行うとカプセル調製時に全体がゲル化しカプセルが形成されない。よってカプセル調製後にＰＭＥ処理や塩化カルシウム添加を行うことにより、カプセル壁がさらに強化される。
【実施例１】
【００３０】
超音波装置を用いたペクチンカプセルの製造
【００３１】
ペクチン（商品名「ＬＭ−１０４ＡＳ」、ＣＰＫｅｌｃｏ  ＪＡＰＡＮ製）と脱イオン水を混合し、２％ペクチン水溶液を調製した。次に５０ｍｌステンレスチューブに２％ペクチン水溶液２７ｍｌと大豆油（味の素製油株式会社製）３ｍｌを加え、ステンレスチューブの周囲を氷冷した状態で超音波処理機Ｓｏｎｉｆｉｅｒ２５０（Ｂｒａｎｓｏｎ社製）により、出力１４５Ｗで２分間処理を行った。超音波処理開始後３０秒経過したところでマイクロシリンジポンプＩＣ３１００（ＫＤ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製）を用いて７．３ｍＭ塩化カルシウム２ｍｌを１２７ｍｌ／ｈ の速度で添加したところ、乳白色の分散液を得た。
【００３２】
大豆油をＮｉｌｅ  Ｒｅｄ、ペクチンをＲｈｏｄａｍｉｎｅで蛍光染色した前記分散液を、共焦点レーザースキャン顕微鏡  ＬＳＭ５１０（Ｃａｒｌ  Ｚｅｉｓｓ社製）にて観察したところ、大豆油を内包したマイクロカプセルの形成が確認された。またマイクロカプセル分散液の粒度分布をレーザー回折式粒度分布計ＬＡ９２０（堀場製作所社製）にて測定したところシングルピークであり、マイクロカプセルの外径のメジアン径は１．３μｍであった。
【実施例２】
【００３３】
マイクロカプセルの壁材の検討
【００３４】
マイクロカプセルの壁材と陽イオンとして以下の組み合わせを用いた。
１）ペクチン０．０２〜５％、塩化カルシウム０〜７００ｍＭ、
２）アルギン酸０．２５〜１％、塩化カルシウム０〜０．１Ｍ、
３）ＰＧＡ１〜４０％、みょうばん２〜２００ｍＭ、
４）κ-カラギーナン０．１〜１％、塩化カリウム０〜０．２Ｍ、
５）ι-カラギーナン０．１〜１％、塩化カルシウム０〜０．２Ｍ、
６）ゼラチン−アラビアガム（１対１混合物）０．０１〜０．１％
これらの組み合わせでそれぞれの最適条件を検討し、
１）ペクチン２％、塩化カルシウム７ｍＭ、
２）アルギン酸０．２５％、塩化カルシウム０．０５Ｍ、
３）ＰＧＡ１％、みょうばん５ｍＭ、
４）κ-カラギーナン０．５％、塩化カリウム０．０２Ｍ、
５）ι-カラギーナン０．５％、塩化カルシウム０．２Ｍ、
６）ゼラチン−アラビアガム０．０１％
を選定した。そして各壁材と各陽イオンを用い実施例１と同様の方法により製造したマイクロカプセル分散液を調製した。
【００３５】
各マイクロカプセルの油内包率（％）（各サンプルを遠心しカプセルに内包されていない油を分離することで内包油量を測定し、全油量に対する内包油量の割合をだしたもの。油含有量はソックスレー法によった）、メジアン径（μｍ）、カプセル数（×１０１２個／Ｌ）を測定した。結果を表１示す。
【００３６】
【表１】
2006050946.tif 000002
【００３７】
表１から、ＰＧＡ、κ-カラギーナン、ι-カラギーナン、ゼラチン−アラビアゴムは油内包率が３０％以下と小さいが、ペクチンは油内包率９７％、アルギン酸は油内包率９４％と内包率が大きく好ましいことが判明した。特にペクチンはメジアン径も１μｍと小さいため好ましく、カプセル数も１５０×１０１２個／Ｌと多く好ましいことが判明し、マイクロカプセル素材として有望であることが判明した。
【実施例３】
【００３８】
超高剪断処理機を用いたペクチンカプセルの製造
【００３９】
ペクチン（商品名「ＬＭ−１０４ＡＳ」、ＣＰＫｅｌｃｏ  ＪＡＰＡＮ製）と脱イオン水を混合し、２％ペクチン水溶液を調製した。次に超高剪断処理機（日本精機製作所（株）特注機）の攪拌容器に２％ペクチン水溶液８１ｍｌと大豆油（味の素製油株式会社製）９ｍｌを加え、容器の周囲を冷却した状態で超高剪断処理機により、９５００ｒｐｍで３分間処理を行った。攪拌開始後１分経過したところで７．３ｍＭ塩化カルシウム６ｍｌを１分間添加したところ、乳白色の分散液を得た。
【００４０】
マイクロカプセル分散液の粒度分布をレーザー回折式粒度分布計ＬＡ９２０（堀場製作所社製）にて測定したところシングルピークであり、マイクロカプセルの外径のメジアン径は４．１μｍであった。
【実施例４】
【００４１】
ペクチン濃度、カルシウム濃度がマイクロカプセルの粒径に与える影響
【００４２】
ペクチン（ＬＭ−１０４ＡＳ  ＣＰＫｅｌｃｏ  ＪＡＰＡＮ）の濃度を０．０２％、０．２％、２％、５％と変化させ、実施例１と同様の方法によりマイクロカプセルを調製した。
また、各濃度のペクチンについて、塩化カルシウムを３０秒後に２ｍｌ添加したが、その塩化カルシウム濃度を０ｍＭ、７ｍＭ、７０ｍＭ、７００ｍＭ、と変化させた。
【００４３】
各マイクロカプセルの粒径を表２に示す。なお表に示している数字は特に断りがない限りメジアン径（μｍ）を示す。なお、ゲル化が激しくサンプルが一つの塊となり、粒度分布測定不可能なものを「凝集」と示した。
【００４４】
【表２】
2006050946.tif 000003
【００４５】
表２に示すように、ペクチン濃度、塩化カルシウム濃度が高くなるにつれて粒子同士が凝集する傾向が得られた。なお、２％ペクチン、７ｍＭ塩化カルシウムの条件において最も凝集が少なく、メジアン径が小さいカプセルが得られた。
【実施例５】
【００４６】
ペクチンのエステル化度、アミド基の有無によるマイクロカプセルの安定性評価
【００４７】
以下の表３の様に、エステル化度（ＤＥ値）を３１、３４、３６と変化させたペクチンと、種類をＬＭＡ、ＬＭＣと変化させたペクチンを用いて実施例１と同様の方法によりマイクロカプセルを調製した。調製したマイクロカプセルを１２０℃で３０分加熱処理し、加熱前後の安定性を評価した。
【００４８】
【表３】
2006050946.tif 000004
【００４９】
加熱前後のメジアン径、カプセル数を表４に示す。調製後のマイクロカプセル分散液は全て分離のない白濁液となっていた。加熱後ＬＭＡ（アミド化タイプ）では安定分散していたが、ＬＭＣである１２ＣＧ、１３ＣＧは共に分離した。
【００５０】
【表４】
2006050946.tif 000005
【００５１】
表４に示すように、すべてのマイクロカプセルが加熱後、凝集もしくは合一してメジアン径が大きくなった。しかし、ＬＭＡペクチンは、エステル化度が高いほどメジアン径変化は少なくＤＥ値が３６の１０１ＡＳはメジアン径変化が約１．５倍と少なく粒度分布もシングルピークのままであり、カプセルの構造安定性が最も高かった。ＬＭＣペクチンは加熱することにより凝集もしくは合一が格段に進み、メジアン径が大きくなるためマイクロカプセルの調製に適していないことが分かった。
【実施例６】
【００５２】
ペクチンメチルエステラーゼ、カルシウム濃度がマイクロカプセルの安定性に与える影響
【００５３】
実施例１と同様の方法により製造したマイクロカプセル分散液５ｍＬと濃度を変化させたＰＭＥ溶液５ｍＬを混合し、ｐＨ４、反応温度４０℃、反応時間４時間の条件で振とう機で反応させ、その後濃度を変化させた塩化カルシウム溶液を１ｍｌ添加した。混合したＰＭＥ（製品名：ＮＯＶＯ  ＳＨＡＰＥ、ノボザイム社製）濃度は、０、２．５、２５、２５０、５００ｍＰＥＵ／ｍｌであり、添加した塩化カルシウム濃度は７、１０、１５、２５、４５０ｍＭである。その結果を表５に示す。
【００５４】
【表５】
2006050946.tif 000006
【００５５】
表５から、ＰＭＥ濃度５００ｍＰＥＵ／ｍｌでは全ての塩化カルシウム濃度において、ＰＭＥ濃度２５０ｍＰＥＵ／ｍｌでは１５ｍＭ以上の塩化カルシウムで、それ以外のＰＭＥ濃度では２５ｍＭ以上の塩化カルシウムで全体がゲル化することが判明した。
【実施例７】
【００５６】
ＰＭＥ処理後の塩化カルシウム添加の有無が加熱耐性に与える影響
【００５７】
実施例１と同様の方法により製造したマイクロカプセル分散液に濃度を変化させたＰＭＥ溶液を混合し、その後７ｍＭ塩化カルシウム１ｍｌを添加したサンプル、無添加のサンプルを作製した（すべてｐＨ４）。これに対し１２０℃、３０分加熱を行い、加熱前後のメジアン径を測定した。混合したＰＭＥ（製品名：ＮＯＶＯ  ＳＨＡＰＥ、ノボザイム社製）濃度は、０、２．５、２５、２５０ｍＰＥＵ／ｍｌであった。その結果を表６に示す。
なお、コントロール（Ｃｏｎｔ．）は実施例１の製法により作製したマイクロカプセルを用いた。
【００５８】
【表６】
2006050946.tif 000007
【００５９】
表６から、ＰＭＥ処理を行った後に塩化カルシウムを添加しないものについてはＰＭＥ濃度が高いほど加熱後合一もしくは凝集してメジアン径が大きくなるが、ＰＭＥ処理を行った後に塩化カルシウムを添加したものは、加熱後であってもメジアン径が維持されることが判明した。上記結果より、ＰＭＥ処理を行う場合にはＰＭＥ処理の後に、塩化カルシウムを添加することによりカプセルの構造が加熱負荷に対して耐性をもつことが判明した。またＰＭＥ濃度が０〜２５０ｍＰＥＵ／ｍｌの間では、２５０ｍＰＥＵ／ｍｌのＰＭＥに塩化カルシウムを添加したカプセルが最も安定性が高く好ましいことが判明した。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明によれば、喫食時に知覚しない大きさのマイクロカプセルを製造することができる。