(57)【要約】【課題】低濃度の多糖類の溶液又は分散液を増粘又はゲル化させる簡便な方法であり、加熱冷却することなく、また、陽イオンや糖などの他の成分を加えることなく、多糖類の溶液又は分散液を増粘又はゲル化させる簡便な方法や塩濃度や糖濃度を低く抑えた状態で、かつ、短時間で、多糖類の溶液又は分散液を増粘又はゲル化する簡便な方法を提供することを課題とする。【解決手段】ペクチンやジェランガムなどの多糖類を水系媒体に溶解又は分散させた溶液又は分散液に電極を配して通電することによって該多糖類の溶液又は分散液を増粘又はゲル化する方法。多糖類は、未処理状態ではゲル化しない濃度であればよく、陽イオンの添加によって増粘又はゲル化する性質のものを用いるのが好ましい。また、電極は不溶性電極を用い、電圧、電流、通電時間の限定はない。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
多糖類を媒体に溶解又は分散させた溶液又は分散液に電極を配して通電することによって該多糖類の溶液又は分散液を増粘又はゲル化する方法。
【請求項２】
多糖類が溶液又は分散液中において負電荷を示すものである請求項１に記載の方法。
【請求項３】
多糖類として陽イオンの添加によって増粘又はゲル化する性質のものを用いる請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
多糖類がペクチン、ジェランガム、カラギーナン、キサンタンガム、アルギン酸類、ポリグルタミン酸類、寒天、ＣＭＣの中から選ばれる１種以上のものである請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
溶液又は分散液中の多糖類の濃度が、未処理状態においてはゲル化しない濃度である請求項１から４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
多糖類の溶液又は分散液にさらに他の成分を加える請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
他の成分がミネラル成分、ｐＨ調整剤、着色剤、ゲル化剤、香料、医薬成分、食成分、調味料、栄養剤から選ばれる１種以上のものである請求項６に記載の方法。
【請求項８】
多糖類を溶解又は分散させる媒体が水系媒体であるである請求項１から７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
媒体が水である請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
電極として不溶性電極を用いる請求項１から９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
電極として白金系電極又は酸化物系電極のいずれかを用いる請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
陽極の表面に増粘された多糖類又はそのゲルを集積させる請求項１から１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
直流電圧及び直流電流により通電する請求項１から１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
電圧が０．００１Ｖ〜１００００Ｖであり、電流が０．００１ｍＡ〜１００００Ａである請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
通電時間が０．００１秒〜１００００時間である請求項１から１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
請求項１から１５の方法によって製造された食用のゲル。
【請求項１７】
糖分を含まない食用ゲルである請求項１６に記載のゲル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多糖類を増粘又はゲル化する方法に関する。詳しくは、多糖類の溶液又は分散液に通電することによってその溶液を増粘又はゲル化する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多糖類は、ゲル化剤、増粘剤、安定剤又は糊料などとして、食品、医薬品など様々な分野で用いられている。一般に、このような多糖類は「増粘多糖類」とも称され、天然物としては、寒天、アルギン酸塩、カラギーナン、セルロース、ペクチン、でんぷん、植物ガム類などが、また、合成品としては、セルロース誘導体などが知られている。
【０００３】
これらの多糖類は、通常、様々な方法により原材料、例えば、陸上植物、海藻類、種子類、微生物ないし動物から単離され、水などの媒体に溶解又は分散して用いられる。一般に、媒体に溶解又は分散した低濃度の多糖類は、それだけで増粘性又はゲル化性を示すことは少なく、種々の方法で増粘又はゲル化を促すことが知られている。例えば、多糖類を十分に水和させた後、加温してから冷却することにより増粘性ないしゲル化性が高められることが知られている。また、多糖類に陽イオン、例えば、カルシウムイオンを添加することによって増粘性ないしゲル化性が高められることが知られている（特許文献１）。
【０００４】
しかし、これらの方法にはいくつかの欠点がある。例えば、加熱（加温を含む）してから冷却する方法は、時間がかかる上、加熱中に有用物質の分解が起こりやすい。また、陽イオンを添加する方法では、陽イオンを生じる塩類を減らしたい場合にそれができない。現在のところ、加熱冷却、陽イオン添加などをすることなく、短時間でかつ簡便に、低濃度の多糖類を増粘又はゲル化させる方法は知られていない。
【０００５】
他方、食品分野では、通電することによって食品や食材を処理する方法が多く開示されている。例えば、特許文献２〜５には、発生するジュール熱により食品を加熱処理する方法又はその装置が開示されている。また、特許文献６〜９には、すり身や卵黄液に通電して加熱することによりそのゲル化を促進することが開示されている。また、特許文献１０には、食品としてではないが、大豆蛋白質と砂糖と水とを均一に混合したスラリーに通電加熱してシート状の生分解性成形物を得る方法が開示されている。
【０００６】
さらに、通電加熱以外にも、種々の目的で食品に電気的な処置を行なうことが開示されている。例えば、特許文献１１には、蛋白質分解液中のペプチドを両極性電解質として、これに対して等電点電気泳動を行なうことによりペプチドを分画・濃縮する方法が開示されている。また、特許文献１２には、粗製プロポリスゲル又はプロポリスを溶解させた親水性有機溶媒に対して、静電誘導処理を行なうことにより親水性有機溶媒（低分子）及び不溶性不純物（高分子）を除去し、高品質のプロポリスゲル又はプロポリスを抽出する方法が開示されている。また、特許文献１３には、静電極に電圧を加えて食材をマイナスイオン化させ、それを電極板上に滞留させる方法が開示されている。さらに、特許文献１４には、イオン交換膜電気透析法により漬け物調味液から溶存塩分などを選択的に除去する方法が開示されている。
【０００７】
その他にも、原理は定かではないが、特許文献１５には、高粘度のキトサンゲルに交流を通電して、低粘化キトサンゲルを製造する方法が開示されている。また、特許文献１６には、水の電気分解を原理として、水と電解質と水の流動性を低下させる材料（例えば、増粘剤やゲル化剤）又は水と流動性低下剤とを混合して得られる粘度５０ｍＰａ．ｓ以上のスラリー状又はゲル状の電解基材を電気分解することにより、両極に粘性又はスラリー状もしくはゲル状の電解生成物を得る方法が開示されている。
【０００８】
しかし、上記に挙げたどの文献にも、低濃度又は低粘性の多糖類の溶液又は分散液に通電することにより、ほとんど熱を発生することなく、その多糖類の溶液又は分散液の粘性上げる方法又はゲル化を促進する方法は開示されていない。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１８０２６５号公報
【特許文献２】特開平４−１６１６８号公報
【特許文献３】特開平７−２５５４４０号公報
【特許文献４】特開２００３−３１０２２４号公報
【特許文献５】特開２００３−１５７９５６号公報
【特許文献６】特開平９−１２１８１７号公報
【特許文献７】特開２０００−１８９１１５号公報
【特許文献８】特開平６−１５３８６８号公報
【特許文献９】特開平９−１７２９５１号公報
【特許文献１０】特開平７−２５８４２７号公報
【特許文献１１】特開２００２−８４９８４号公報
【特許文献１２】特開平７−２５５３９１号公報
【特許文献１３】特開２００２−３６０１８０号公報
【特許文献１４】特開２０００−１３５０５３号公報
【特許文献１５】特開平６−２３７７１２号公報
【特許文献１６】特開２００４−１９５３２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このようなの状況に鑑み、本発明は、低濃度の多糖類の溶液又は分散液を増粘又はゲル化させる簡便な方法を提供することを第１の課題とする。また、本発明は、加熱冷却することなく、また、陽イオンや糖などの他の成分を加えることなく、多糖類の溶液又は分散液を増粘又はゲル化させる簡便な方法を提供することを第２の課題とする。さらに、本発明は、塩濃度や糖濃度を低く抑えた状態で、かつ、短時間で、多糖類の溶液又は分散液を増粘又はゲル化する簡便な方法を提供することを第３の課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の各課題を解決するための本発明のうち、特許請求の範囲・請求項１に記載する発明は、多糖類を媒体に溶解又は分散させた溶液又は分散液に電極を配して通電することによって該多糖類の溶液又は分散液を増粘又はゲル化する方法である。
【００１２】
また、同請求項２に記載する発明は、多糖類が溶液又は分散液中において負電荷を示すものである請求項１に記載の方法である。
さらに、同請求項３に記載する発明は、多糖類として陽イオンの添加によって増粘又はゲル化する性質のものを用いる請求項１又は２に記載の方法である。
【００１３】
同請求項４に記載する発明は、多糖類がペクチン、ジェランガム、カラギーナン、キサンタンガム、アルギン酸類、ポリグルタミン酸類、寒天、ＣＭＣの中から選ばれる１種以上のものである請求項１から３のいずれかに記載の方法である。
【００１４】
また、同請求項５に記載する発明は、溶液又は分散液中の多糖類の濃度が、未処理状態においてはゲル化しない濃度である請求項１から４のいずれかに記載の方法である。
【００１５】
また、同請求項６に記載する発明は、多糖類の溶液又は分散液にさらに他の成分を加える請求項１から５のいずれかに記載の方法である。
また、同請求項７に記載する発明は、他の成分がミネラル成分、ｐＨ調整剤、着色剤、ゲル化剤、香料、医薬成分、食成分、調味料、栄養剤から選ばれる１種以上のものである請求項６に記載の方法である。
【００１６】
また、同請求項８に記載する発明は、多糖類を溶解又は分散させる媒体が水系媒体である請求項１から７のいずれかに記載の方法である。
さらに、同請求項９に記載する発明は、媒体が水である請求項８に記載の方法である。
【００１７】
また、同請求項１０に記載する発明は、電極として不溶性電極を用いる請求項１から９のいずれかに記載の方法である。
さらに、同請求項１１に記載する発明は、電極として白金系電極又は酸化物系電極のいずれかを用いる請求項１０に記載の方法である。
【００１８】
また、同請求項１２に記載する発明は、陽極の表面に増粘された多糖類又はそのゲルを集積させる請求項１から１１のいずれかに記載の方法である。
さらに、同請求項１３に記載する発明は、直流電圧及び直流電流により通電する請求項１から１２のいずれかに記載の方法である。
【００１９】
また、同請求項１４に記載する発明は、電圧が０．００１Ｖ〜１００００Ｖであり、電流が０．００１ｍＡ〜１００００Ａである請求項１３に記載の方法である。
さらに、同請求項１５に記載する発明は、通電時間が０．００１秒〜１００００時間である請求項１から１４のいずれかに記載の方法である。
【００２０】
また、同請求項１６に記載する発明は、請求項１から１５の方法によって製造された食用のゲルである。
さらに、同請求項１７に記載する発明は、糖分を含まない食用ゲルである請求項１６に記載のゲルである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、簡便な方法により、低濃度の多糖類を増粘又はゲル化させることができる。また、本発明は、加熱ないし冷却することなく、また、陽イオンや糖分などの他の成分を加えることなく、多糖類の溶液又は分散液を増粘又はゲル化することができる。さらに、本発明は、塩濃度や糖濃度を低く抑えた状態で、かつ、短時間で、多糖類の溶液又は分散液を増粘又はゲル化することができる。
【００２２】
このように、本発明によれば、加熱・冷却や陽イオン添加などの工程をかならずしも必要としないので、簡便かつ短時間で、低濃度の多糖類の溶液又は分散液を増粘又はゲル化させることができる。さらに、増粘又はゲル化のために陽イオンや糖分などをかならずしも必要としないので、その他の成分とは無関係に多糖類の溶液又は分散液を増粘又はゲル化することができる。したがって、本発明によれば、本質的に他の成分、例えば、糖分を含まないペクチンゲルを作ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明は、多糖類を媒体に溶解又は分散させた溶液又は分散液に電極を配して通電することによって該多糖類の溶液又は分散液を増粘又はゲル化する方法に関する。以下、本発明をさらに詳細に説明する。
【００２４】
（１）多糖類：
本発明で使用する多糖類は、水系媒体に溶解又は分散させることができ、従来の加熱・冷却又は陽イオン添加などの方法により増粘又はゲル化する多糖類であれば、天然由来の多糖類（例えば、海藻、種子、樹液などの植物に由来するもの、微生物に由来するもの、動物に由来するもの）又はこれらの誘導体もしくはこれらの合成品など、どのような多糖類でも使用することができる。
【００２５】
例えば、水溶性の天然高分子多糖類であるジェランガムは、その構造中に負電荷を有するので、本発明に用いても、強固なゲルを形成できる。また、ペクチンについては、ＨＭペクチンでもＬＭペクチンでも差し支えないが、増粘又はゲル化する多糖類の用途に応じて使い分けることが好ましい。アルギン酸類は、水溶性のアルギン酸ナトリウム、アルギン酸カリウムなどのアルカリ金属塩を用いることが好ましい。
【００２６】
本発明では、水系媒体、好ましくは水に溶解又は分散させた場合に負電荷を有する水溶性多糖類、例えば、構造中に硫酸基、カルボキシル基などを有する、いわゆる酸性多糖類を用いることが好ましい。中でも、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンなどの陽イオンとの接触により増粘又はゲル化する水溶性酸性多糖類の使用が好ましい。これらの多糖類であれば、ホモ多糖でもヘテロ多糖でもいずれでもよい。また、中性を示す天然多糖類に化学的な修飾を施し、例えば、カルボキシル基などを導入することによって全体として負電荷を有するようにした合成誘導体も用いることができる。本発明では、これらの多糖類を１種又は２種以上を用いてもよい。使用する多糖類の電荷量は多い方が好ましい。また、その平均分子量は特に限定されないが、一定以上の大きさ（例えば、分子量１万以上）を有することが好ましい。多糖類の分子量が小さすぎるとゲル化されにくいからである。
【００２７】
本発明に使用できる多糖類としては、例えば、海藻由来の多糖類として、寒天、アガロース、アガロペクチン、カラギーナン、アルギン酸類、ラミナラン、フコイダン、ペントザン、ポルフィラン、アスコフィランなどを、また、動植物の構造多糖類として、セルロース、ヘミセルロース、リグニン、ペクチン、ペクチン酸、リケナン、イソリケナン、キチン、キトサンなどを、さらに、動植物の貯蔵多糖類として、でんぷん、アミロース、アミロペクチン、グリコーゲン、デキストラン、デキストリン、イヌリン、レバン、グルカン、フルクタン、ガラクタン、マンナン、キシラン、アラビナン、グルコマンナン、ガラクトマンナン、グルタミン酸類などを、微生物多糖類として、プルラン、カードラン、ジェランガム、キサンタンガムなどを、植物ゴム多糖類として、ローカストビーンガム、グアーガム、タマリンドガム、タラガム、アラビアガムなどを、酸性ムコ多糖類として、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸などを、その他、誘導体として、ＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）、メチルセルロースなどを挙げることができる。なかでも、ペクチン、ジェランガム、カラギーナン、キサンタンガム、アルギン酸類、ポリグルタミン酸類、寒天、ＣＭＣの中から選んで使用するのが好ましい。
【００２８】
ここで陽イオンとは、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウムなどのアルカリ金属イオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、ストロンチウムイオン、バリウムウイオンなどのアルカリ土類金属イオンの他、アルミニウムイオン、セリウムイオン、ニッケルイオンなどの金属イオン、アンモニウムイオンなどの各種の陽イオンを挙げることができる。
【００２９】
（２）媒体：
本発明では、上記多糖類を水系媒体（液体媒体）に溶解又は分散させる。多糖類を溶解又は分散させるための媒体は、液状であり、かつ、通電することが可能であれば、どのようなものでもよい。好ましくは、水系媒体、典型的には水が用いられる。水系媒体とは、水を主成分とする液状の物質であり、水以外の成分は特に限定されないが、水の含有率が２０重量％を越えるものが好ましく、９０重量％を越えるものがより好ましい。なお、場合によって、通電が可能な油性媒体を用いることもできる。
【００３０】
上記多糖類の溶液又は分散液は、多糖類と水系媒体との混合物の他、溶解や分散を助ける物質、例えば、水溶性の物質を含有してもよい。このような水溶性化合物は、特に限定されないが、例えば、メタノール、エタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリンなどのアルコール類や各種の界面活性剤、乳化剤、分散剤などを挙げることができる。また、上記低分子化合物以外にもポリエチレングリコールやポリビニルアルコールなどの水溶性高分子化合物を用いることもできる。これらの水溶性化合物は単独で用いてもよいし、２種以上を用いてもよい。
【００３１】
（３）濃度：
上記多糖類の溶液又は分散液中の多糖類の濃度は、通電により多糖類の増粘又はゲル化現象が生じるかぎり、どのような濃度範囲であってもよい。好ましくは、未処理状態ではゲル化しない程度の低濃度であり、より好ましくは、未処理状態においてそれ自体で粘性をほとんど示さないほどの低濃度（例えば、５０ｍＰａ．ｓ未満）である。この濃度は、用いる多糖類と媒体の種類によって変動するが、具体的には、０．００１〜５０重量％の範囲であり、好ましくは０．０１〜２０重量％、より好ましくは０．１〜１０重量％の範囲である。しかし、本発明で用いる多糖類は、これらの濃度に限定されるものではない。
【００３２】
（４）温度：
上記多糖類の溶液又は分散液の温度は、通常は室温である。増粘又はゲル化のためには必要でないが、適宜に加温又は冷却することもできる。本発明の方法では、上記溶液又は分散液に通電を行なうが、その通電は加熱するためのものではない。したがって、増粘又はゲル化促進のために加温する必要はないが、例えば、より高温のゲル形成物が所望の場合や他の有用成分の溶解のために加温・加熱必要な場合などでは適宜に加温・加熱してもよい。同様に、内容物の析出などの望ましくない影響がないかぎり、必要に応じて冷却することもできる。例えば、冷たいゲル形成物が所望の場合に、事前に冷却した上で通電を行なってもよい。
【００３３】
（５）ｐＨ：
上記多糖類の溶液又は分散液のｐＨは、その中に存在する多糖類の電荷が全体として負となるようなｐＨであれば、用途に応じて、酸性、中性、アリカリ性などいかなるｐＨであってもよい。上記ｐＨは、通常は３〜１０、好ましくは４〜９又は５〜８である。したがって、例えば、酸性多糖類を水に溶解又は分散する場合、特に必要がなければ、ｐＨ調整剤を加える必要はない。すなわち、多糖類の溶液又は分散液のｐＨがアルカリ域であっても、その溶液又は分散液の溶質ないし溶材に電荷があれば、通電して増粘又はゲル化することができる。
【００３４】
本発明では、用途に応じて、溶液又は分散液のｐＨを調整する場合、公知のｐＨ調整剤又は緩衝剤を用いることができる。例えば、ペクチン水溶液を通電により増粘ゲル化させる場合は、従来ゲル化に必要とされたｐＨ３．５以下にする必要はないが、より低いｐＨの方が効率よくゲル化できることが確認されている。使用する緩衝剤は、所望のｐＨに応じて種々のものが用いられる。食品分野では、食用原料として一般的に使用されている酸味料、例えば、クエン酸、リンゴ酸、アスコルビン酸、コハク酸、乳酸、酢酸、酒石酸、フマル酸、マレイン酸又はこれらの塩、或いは柑橘果汁又はその濃縮物などの１種又は２種以上を用いてよい。
【００３５】
（６）ミネラル成分：
本発明では、多糖類が通常保有している程度の陽イオンが存在すれば、通電を行なうことができる。通常のゲル化のために必要な量の陽イオンを添加する必要はない。しかし、通電に支障があるほど陽イオンの量が少ない場合には、通電が可能になり、なお通電なしには多糖類が増粘又はゲル化しない濃度範囲で陽イオンを加えることができる。添加される陽イオンは、使用する多糖類や媒体の種類に応じて適宜選択されるが、先に列記したものを用いることができる。
【００３６】
（７）その他の成分：
本発明では、多糖類と媒体を含んでなる溶液又は分散液に通電すれば、多糖類の増粘又はゲル化を促進することができる。しかし、用途に応じて上記溶液又は分散液に他の適宜の成分を加えてもよい。例えば、本発明では、ペクチンのゲル化において、従来必要とされた糖分を添加する必要はないが、糖分が必要な場合にはこれを加えても差し支えない。
【００３７】
本発明において、添加できる成分は、本発明の効果を損なわない範囲で適宜選択され、例えば、食品、医薬品、化粧品の分野において通常使用されているものが好ましい。このような成分としては、例えば、増粘多糖類以外のゲル化剤、防腐剤、酸化防止剤、ｐＨ調整剤、緩衝剤、着色剤、乳化剤、香料、安定化剤、溶解補助剤、分散媒、界面活性剤、可溶化剤などの他、食品分野では調味料、甘味料、人工甘味料、食物繊維、食用油脂、ミネラル、ビタミン、各種蛋白質又はその分解物、アミノ酸などを、医薬品分野では医薬品成分など、化粧品分野では、消臭剤、保湿剤、紫外線吸収剤、金属封鎖剤、育毛剤、抗炎症剤などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３８】
なお、これらの成分の添加の順序は、特に限定されず、媒体中に十分に溶解又は分散させれば、どのような順序でもよい。
【００３９】
（８）溶液又は分散液条件の変更：
ある多糖類を媒体に溶解又は分散させ、その溶液又は分散液の条件を適宜に整えた後、後記する通電手段により通電を行なっても所望の増粘又はゲル化が得られない場合には、その条件を変更することが望ましい。その手段としては、例えば、多糖類の濃度を増加させること、通電によりゲル化しやすい多糖類又は多糖類以外の増粘剤やゲル化剤を適量加えること、周囲温度を上下させること、ｐＨを上下させること、少量の陽イオンを添加することなどが考えられる。
【００４０】
本発明によって、通電による多糖類の増粘又はゲル化の効率はその多糖類の電気的陰性度の大きさに左右されることが判明したので、ゲル化の程度が低い場合、その多糖類の負電荷が増加するように溶液又は分散液のｐＨを変化させることが適している。
【００４１】
（９）電極：
本発明では、負電荷を有する多糖類を含有する溶液又は分散液に、電極（１つ又は複数の陽極と陰極）を入れ、所定の電圧をかけ電流を流すことにより、陽極の表面上に増粘又はゲル化した形成物を集めることができる。
【００４２】
本発明では、使用する電極は特に限定されないが、電気的に溶解しない電極（不溶性電極）、例えば、白金系電極又は酸化物系電極のいずれかを用いることが好ましい。具体的には、白金コーティングされた電極が好ましいが、表面の電気分解が影響を及ぼさない範囲であれば、鉄、アルミニウム、チタンなどの酸化物系電極を用いてもよい。また、通電による電気分解の結果、例えば、陽極に酸素や塩素など、陰極に水素などの気体が生じることがあるが、これらの気体の発生を抑制するために、水素吸蔵合金などを用いることも好ましい。
【００４３】
ゲルが集積する電極、すなわち、陽極電極の形状は特に限定されないが、所望のゲルの形状に合わせることでよい。例えば、平板電極を用いれば、平板状のゲルが得られ、板上に特定の形状の窪みを設けた電極を用いれば、その窪み形状のゲルが得られる。本発明では、半円状、球状の他、円柱状、星型など様々な形状のゲルを得ることができる。また、電極表面に凹凸の模様をつけることにより、種々の表面模様のゲルを得ることもできる。
【００４４】
これに対して、ゲルが集積しない電極、すなわち、陰極電極の形状はどのようなものでもよい。例えば、平板、棒状、針状などの電極が用いられる。
【００４５】
本発明では、陽極及び陰極の数は少なくとも各々１つあればよく、種々の形状の陽極を同時に用いることもできる。陽極と陰極とは、同一の溶液又は分散液に配置されてもよいが、例えば、イオン交換膜などの隔膜に隔てられていてもよい。
電極のサイズ、電極間の距離も、溶液又は分散液を入れる容器の形状や大きさなどによって任意に決定される。
【００４６】
（１０）電圧：
本発明の通電には、通常、直流電流及び直流電圧が用いられる。その結果、負電荷を有する多糖類を陽極に集積させてその溶液又は分散液を増粘又はゲル化することができる。本発明で用いる電圧は、通常、水溶液に通電するために十分な電圧であればよい。すなわち、本発明において、電圧は０．００１Ｖ〜１００００Ｖの範囲で使用でき、通常は１〜１００Ｖ程度、好ましくは２〜２０Ｖ、より好ましくは５〜１０Ｖ程度である。しかし、本発明で用いる電圧は特に限定されるものではなく、０．１Ｖ未満でも１００Ｖ超であってもよい。なお、効率の点で安定した定電圧が好ましい。また、場合によっては通電により熱が発生するので、高温が不適の場合には高電圧は好ましくない。なお、所望ならば、交流電流及び交流電圧を用いることもできる。交流の使用は、ゲル化の効率の点で直流に劣るが、両極にゲルを集積させることができる。
【００４７】
（１１）電流：
電流量は、電圧の他、電極の種類、サイズ、形状、電極間の距離、溶液又は分散液の成分、電気伝導度、多糖類の種類、イオン組成、ｐＨなどによって変動して決まるものであり、特に限定されない。すなわち、本発明において、電流は０．００１ｍＡ〜１００００Ａの範囲で使用できるが、通常は０．１ｍＡ〜１００Ａ、好ましくは１〜２０Ａである。
【００４８】
（１２）通電時間：
ゲル化に必要な通電時間は、これまでに列記した種々の条件及び所望の増粘又はゲル化させる量並びに増粘ゲル化の程度によって変動する。通電時間の長さに比例してゲル化量も増える。すなわち、本発明において、通電時間は０．００１秒〜１００００時間の範囲であるが、通常は１０秒〜６０分間、例えば、１〜１０分間又は２〜８分間の程度で行なうことが好ましい。しかし、本発明の通電時間はこれらに限定されるものではない。
【００４９】
（１３）通電条件の変更：
電圧・電流量及び通電時間は、電極に形成させるゲル形成物の量に応じて、当業者が任意に決めることができる。一般的には電圧を上げ、電流量を増やし、通電時間を長くするほど、増粘物又はゲル化物量を増やすことができる。一般に、通電による増粘又はゲル化の効率は、電圧の高低又は電流量の多少に関係するというよりは、通電時の仕事量（電圧×電流）に関係することが判っているので、一定の仕事量が得られれば、電圧を上げるか又は電流を増やしても、どちらでもよい。一定程度のゲル化を望む場合、電圧、電流、通電時間を適宜調節してよく、例えば、仕事量を減らす代わりに、通電時間を増やすしてもよく、仕事量を増やして通電時間を短くしてもよい。したがって、仕事量を増やすことにより短時間で所望の増粘又はゲル化状態を達成することも可能である。
【００５０】
（１４）電源：
本発明の方法において使用する電源は、所望の電圧又は電流が得られるものであれば、どのような電源を用いてもよい。通常は市販の定電圧又は定電流の直流電源を用いることが好ましい。家庭用１００Ｖ又は２００Ｖ交流電圧を変圧・整流して使用する電源装置でもバッテリーを用いる装置でも差し支えない。
【００５１】
（１５）本発明の作用
本発明において「増粘又はゲル化する」とは、多糖類を所定の濃度で媒体に溶解又は分散させた時点に比べて、通電処理した後に、溶液又は分散液全体の粘度が増加すること、電極近傍から取り出した溶液又は分散液の粘度が増加すること、溶液又は分散液中に量の多少やサイズの大小を問わず、ゲル化した形成物、例えば、粒子、顆粒、断片などが観察されること、又は、陽極表面にゲル化した形成物の接着が観察されることのいずれかを意味する。
【００５２】
溶液又は分散液の粘度は、例えば、Ｂ型粘度計においてローターＮｏ．２を用いて、２０℃で６０ｒｐｍ、１分間という条件で測定することができる。ゲル形成物の確認は、通常は目視によるが、顕微鏡を用いてもよく、また、感触によることもできる。
【００５３】
通電により多糖類がゲル化する機作として、負電荷を有する多糖類が陽極に集積してゲル化することから、例えば、陽極において電気的引力により多糖類が集積し、その密度が著しく上昇した結果、引力又は接着などの物理化学的特性が変化すること、陽極において電子の受渡しが行なわれた結果、多糖類の電気的特性、例えば、荷電状態が変化すること及び／又は上記を原因として多糖類の構造が変化することが考えられる。そして、このような特性変化により、多糖類どうしの相互作用が新たに生じ得る。
【００５４】
陽極での多糖類の相互作用が具体的にどのような物理化学的特性の変化、電気化学的特性の変化、及び／又は構造の変化によるかは判明していないが、加熱冷却による溶解と凝集により生じる構造の変化や物理化学的特性の変化、また、陽イオン添加により生じる電気的特性の変化と類似したものと想定できる。
【００５５】
本発明は、通電により多糖類の増粘ないしゲル化を促す方法に関するが、通電により加熱することを原因としてゲル化を促すものではない。通電加熱の例としては、特許文献２〜１０を参照されたい。また、特許文献１５には、高粘度のキトサンゲルに交流を通電することが開示されているが、これはキトサンゲルを低粘性化させるものである。さらに、特許文献１６には、水と電解質とゲル化剤を混合したスラリー状又はゲル状の電解基材を電気分化することが開示されているが、これは水を電気分解するための通電であり、ゲル化を促すものではない。
【００５６】
本発明に係る増粘又はゲル化方法は、通常の加熱冷却や陽イオン添加による増粘ゲル化方法に比べて、以下の特徴を有する。
イ．塩濃度を上げることなく、ゲル化できる。
ロ．ｐＨを下げることなく、ゲル化できる。
ハ．糖分を上げることなく、ゲル化できる。
ニ．低濃度の多糖類をゲル化できる。
ホ．ミネラル分（Ｎａ，Ｍｇ，Ｃａなど）の少ないゲルを得ることができる。
ヘ．所望の形状のゲルを容易に得ることができる。
ト．低温でもゲル化できる。
チ．高温でもゲル化できる。
リ．短時間でゲル化できる。
ヌ．所望のタイミングでゲル化できる。
ル．電気的に反応性が高い部分を選択的にゲル化できる。
ヲ．ゲル化能の高い部分を選択的にゲル化できる。
ワ．少なくとも従来と同程度の保水性、耐熱性、弾性などのゲル化特性を有するゲルを製  造できる。
カ．従来必要とされているゲル化因子、例えば、温度、時間、糖度、ｐＨ、陽イオン、他  の成分、濃度などの条件とは無関係にゲル化できる。
【００５７】
本発明によって形成されたゲルは、通電を止めても再度溶解することはない。また、少なくとも従来と同程度の保水性、耐熱性、弾性、質感などのゲル特性を有することが判明している。したがって、本発明の方法及びこれによって得られるゲルは、食品、医薬品など多糖類やゲルを必要とするあらゆる分野で用いることができる。
【００５８】
本発明の方法によれば、多糖類以外の成分を任意に調整したゲルを得ることができる。例えば、糖尿病者や肥満者に適した、糖分を加えないゼリーやジャムや糖分の極端に少ないグミキャンディなどを、例えば、ペクチンゲルで製造できる。また、本発明は連続的にゲル化することができるので、通電の途中で多糖液の種類を変更して、多層構造のゲル、例えば、多層ゲルシートを製造できる。さらに、本発明は低温でゲル化できるので、熱に弱い医薬化合物を含有させたゲルカプセルを製造することもできる。これらのゲルも本発明の範囲に含まれる。
【００５９】
以下、本発明を実施例と試験例に基づいてさらに説明する。なお、本発明は、これらの実施例や試験例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００６０】
ＬＭペクチン５０ｇを９０℃の脱イオン水１０００ｍＬに攪拌溶解して、ＬＭペクチンの水溶液を作った。このペクチン水溶液の粘度は３５６０ｍＰａ．ｓであり、そのｐＨは３．７であった。この水溶液をポリプロピレン容器（容量１５００ｍＬ）に入れ、容器の両端に電極を配置した後、以下の条件で通電した。使用した電極の詳細及び通電条件は以下のとおりである。
電極：  白金コーティング（膜厚１μｍ）したチタン製電極
電極サイズ：  １５ｃｍ×１０ｃｍ（厚さ２ｍｍ）
電極間距離：  ２０ｃｍ
電圧：  直流１４Ｖ
電流：  直流１０Ａ
通電時間：  ５分間
溶液温度：  ２０℃
上記条件で通電した結果、陽極の表面上に厚さ１０ｍｍのゲル状シートが得られた。
【試験例１】
【００６１】
実施例１と同じ方法、同じ条件で作ったペクチン水溶液に実施例１と同じ条件で通電してゲルシートを得た。この間に、未処理のペクチン水溶液、そのゲルシート、ゲルシート回収後の残液について、それぞれの成分含有量を原子吸光度法によって測定し、表１の結果を得た。
【００６２】
表１から、通電によって得たゲルシートは顕著にナトリウムが少ないことが判った。一方、ナトリウムと同様に陽電荷を有するカルシウムの含量には大きな差が認められなかった。この理由は以下のように考えられる。すなわち、ペクチンなどの陽イオンと反応して増粘、ゲル化を起こす物質はその構造によって反応するイオンの種類があり、例えば、ペクチンは最もカルシウムとの反応性が強く、カラギーナンはカリウムやマグネシウムに対する反応性が強い。したがって、通常であれば陽電荷を持つ物質は陰極側の電極に集積され、ペクチンなどの負電荷を持つ物質は陽極側に集積される。今回の結果は、ペクチンと相性のよいカルシウムがどの試験区においても大差がないことから、カルシウムはペクチンの構造中に取り込まれたためと考えられる。
【００６３】
【表１】
2006174789.tif 000002
（摘要１）測定方法：原子吸光度法による。
なお、原子吸光度法は、高電流を流すことで生じる高温下で試料中の目的元素が原子化され、その原子が特有の波長の光を吸収する現象を利用して吸光度を測定し、得られた吸光度が濃度に比例することで濃度の定量化を計る方法である。
【試験例２】
【００６４】
試験例１のペクチン水溶液について、未処理のものを対照区とし、未処理ペクチン水溶液からカルシウムを除去したものを試験区として、実施例１と同じ条件でそれぞれに通電した。その結果、対照区のペクチンはゲル化したが、試験区のペクチンは増粘するに留まった。その理由は以下のように考えられる。
【００６５】
すなわち、ペクチンは通電することで陽極側に集積する。しかし、通電を止めることで集積したペクチンを電極側に留める力がなくなるため、試験区溶液では再分散してしまうものと考えられる。一方、対照区では、カルシウムは集積したペクチン間のネットワークをより強固にする働きがあるため、通電を止めてもペクチンが再分散することがないと考えられる。事実、今回の試験区溶液にゲル化しない程度にカルシウムを加え、通電したところ、電極表面に明確なゲルが形成され、このゲルは通電を止めても壊れることはなかった。
【実施例２】
【００６６】
実施例１と同様の方法で調製したペクチン水溶液を、下部を円錐状に加工したポリプロピレン製の円筒容器（円筒部直径１５ｃｍ、下部先端部最小直径１ｃｍ）に入れた。下部先端部には取り外し可能な蓋を配した。円錐部の内壁には白金コーティングしたチタン製電極（サイズ１ｃｍ×５ｃｍ）を２枚、互いに接触しないように接着した。
【００６７】
通電しない場合に下部の蓋を外すと、容器内のペクチン水溶液は、重力及び大気圧により自然落下した。
これに対して、直流電圧５Ｖ、直流電流１０Ａで通電している場合、蓋を外しても溶液は落下しなかった。
また、通電を止めると溶液は再度落下し始めた。
【実施例３】
【００６８】
直径２ｃｍ、深さ１ｃｍの円筒形の窪みを２０個設けてあり、白金コーティングしたチタン製の平板を用意した。この円筒形の窪みに実施例１と同様の方法で調製したペクチン水溶液（ｐＨ４．０に調整したもの）を充たし、さらにそこへチタン板と接触しないように、白金コーティングしたチタン製の棒状電極をそれぞれ差し込んだ。このチタン製電極を陰極として、また、チタン平板を陽極として、電圧１２Ｖ、電流１４Ａで５分間通電を行なった。その結果、円筒形のペクチンゲル２０個が得られた。このペクチンゲルの糖度はＢｘ５で、ｐＨは４．０であった。
【００６９】
上記ペクチンゲルは、高糖度（Ｂｘ６５以上）及び低ｐＨ（３．６以下）処理する従来の方法によってペクチンから作られたゼリーと同様の食感を示した。このように、上記ペクチンゲルは、高糖度でなく、また、低ｐＨでもないので、糖分の摂取を控える必要がある糖尿病患者や肥満症患者に適する菓子ゼリーとして用いることができる。
【実施例４】
【００７０】
実施例１と同じ方法で同じ条件により、使用する多糖類を変えて通電を行なって、ゲルを形成させた。その結果を表２に示す。
【表２】
2006174789.tif 000003
（摘要１）
◎：明確なゲルが形成された。  ○：ゆるいゲルが形成された。
△：増粘あり。  ×：変化なし。
（摘要２）
＊：ジェランガムは常温でゲル化するため９０℃で測定した。
【００７１】
以上の実施例の結果からも、本発明の方法によれば、ペクチン、キサンタンガム、カラギーナン、アルギン酸塩は、媒体（水）以外の成分を添加しなくても、また、加熱ないし冷却処理を行なわなくても、短時間かつ低濃度でゲル化できることが確認された。また、ジェランガムは、ゲル溶解温度である９０℃においても同様にゲル化できることが確認された。さらに、ＣＭＣ（カルボキシルメチルセルロース）、でんぷんは、上記条件ではゲル化できなかったが、ＣＭＣに微量の陽イオンを添加するなど、条件を変更すればゲル化できることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
以上詳細に説明したとおり、本発明の方法により、ゲル化に必要とされた従来の条件、例えば、加熱冷却処理、ｐＨ調整、陽イオンなどのゲル化に必要な成分の添加などに拘束されることなく、したがって、きわめて短時間に、かつ、成分を任意に調整して、しかも低濃度で多糖類を増粘又はゲル化することができる。また、通電に用いる電極の形状を変化させることにより、得られるゲルの形状を容易に変えることができる。
以上のとおり、本発明は、食品や医薬品など多糖類やゲルを用いるあらゆる分野で応用することができる。