(57)【要約】      （修正有）【課題】疎水性アミノ酸を親水化させて溶解特性を向上させた、複合化粒子及びその製造方法の提供。【解決手段】親水性かつ水難溶性の複数の子粒子と、前記複数の子粒子で被覆された疎水性アミノ酸母粒子とを含む、親水性の複合化粒子。（ａ）二酸化炭素液体中に、親水性かつ水難溶性の子粒子及び疎水性アミノ酸母粒子を導入する工程、（ｂ）前記二酸化炭素液体中に、超音波を照射する工程、（ｃ）前記二酸化炭素液体を、二酸化炭素の液体状態から気体状態を経由することなく二酸化炭素の超臨界状態に移行させる工程、（ｄ）前記二酸化炭素を、二酸化炭素の超臨界状態から液体状態を経由することなく気体状態に移行させて、前記二酸化炭素を除去して複合化粒子を得る工程、を含む、複合化粒子の製造方法。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
親水性かつ水難溶性の複数の子粒子と、前記複数の子粒子で被覆された疎水性アミノ酸母粒子とを含む、親水性の複合化粒子。
【請求項２】
前記母粒子が、ロイシン、イソロイシン、グリシン、アラニン、バリン、プロリン、メチオニン、フェニルアラニン及びトリプトファンからなる群から選択される、請求項１に記載の複合化粒子。
【請求項３】
前記子粒子が、シリカ、不溶性食物繊維及びβ澱粉からなる群から選択される、請求項１又は２に記載の複合化粒子。
【請求項４】
前記母粒子が、５０〜１０００μｍの粒径を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の複合化粒子。
【請求項５】
前記子粒子が、１μｍ未満の粒径を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の複合化粒子。
【請求項６】
前記複合化粒子の総質量に対して、２.０〜１５質量％の前記子粒子を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の複合化粒子。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の複合化粒子を含む、機能性食品。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の複合化粒子の製造方法であって、以下の工程：
（ａ）二酸化炭素液体中に、親水性かつ水難溶性の子粒子及び疎水性アミノ酸母粒子を導入する工程、
（ｂ）前記二酸化炭素液体中に、超音波を照射する工程、
（ｃ）前記二酸化炭素液体を、二酸化炭素の液体状態から気体状態を経由することなく二酸化炭素の超臨界状態に移行させる工程、
（ｄ）前記二酸化炭素を、二酸化炭素の超臨界状態から液体状態を経由することなく気体状態に移行させて、前記二酸化炭素を除去して複合化粒子を得る工程、
を含む、方法。
【請求項９】
前記工程（ａ）において、前記母粒子及び前記子粒子の総質量に対して２．０〜１５質量％の前記子粒子を導入する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記工程（ａ）及び（ｂ）における前記二酸化炭素の圧力が、４〜７ＭＰａであり、温度が、２７８〜３０３Ｋである、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記工程（ｂ）における超音波の振幅が、２０〜４０μｍである、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記工程（ｂ）における超音波の照射時間が、６０秒以上である、請求項８〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記工程（ｂ）における超音波の照射が、間欠照射である、請求項８〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記工程（ｃ）において、超臨界状態の二酸化炭素の温度が、３０８〜３４３Ｋであり、圧力が、７．５〜１５ＭＰａである、請求項８〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
請求項８〜１４のいずれか１項に記載の方法を含む、機能性食品の製造方法。
【請求項１６】
疎水性アミノ酸の親水化方法であって、以下の工程、
（ａ）二酸化炭素液体中に、親水性かつ水難溶性の子粒子及び前記疎水性アミノ酸の母粒子を導入する工程、
（ｂ）前記二酸化炭素液体中に、超音波を照射する工程、
（ｃ）前記二酸化炭素液体を、二酸化炭素の液体状態から気体状態を経由することなく二酸化炭素の超臨界状態に移行させる工程、
（ｄ）前記二酸化炭素を、二酸化炭素の超臨界状態から液体状態を経由することなく気体状態に移行させて、前記二酸化炭素を除去する工程、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合化粒子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
個体粒子の集合体である粉体は、医薬、食品、化粧品から、プラスチック、化成品、鉱物、金属材料などあらゆる産業分野で応用されており、また様々な形で人間の生活に深く係わりあっている。その対象は、少量高付加価値の最先端分野の材料から、大量消費が要求されるスケールの大きな製鉄原料、セメント、小麦粉、ならびに環境やリサイクルを目的とした粉粒体の扱いまで多岐にわたっている。様々な粉体を取り扱う粉体技術は、それぞれの時代の業界の動向、社会のニーズに応える形で発展してきたが、ひとつの大きな方向性として微細化が挙げられる。様々な酸化物や金属などの大きさがナノレベルに小さくなると、通常のバルクとは異なる特性を持つことが知られている。これは、粒子の大きさがナノレベルになるとバルクに比べて比表面積が増大し、様々な化学的及び物理的な反応性が向上することによると考えられている。
【０００３】
また、微粒子への多機能の付与またはその物質の欠点を補うことを目的とした多成分あるいは多相からなる粒子を構築する複合化技術は、微粒子の実際の応用のために重要であり、求められる機能や粒子特性に応じて様々な複合化が検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６‐１１３７５５号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】高圧力の科学と技術 (2012), 22(2), 104-112
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
Ｌ−ロイシン等の疎水性の必須アミノ酸も微粒子化が求められる物質の１つであるが、疎水性の必須アミノ酸は、栄養分としての効果的な摂取が必要であるにもかかわらず、その表面の疎水的な性質が強いことから、濡れ性に乏しく、水溶液中への溶解特性や体内への吸収性は良好ではない。
【０００７】
ロイシン等の疎水性アミノ酸を親水化する方法としては、界面活性剤で疎水性アミノ酸の粉末をコーティングする方法が知られている（特許文献１）。しかしながら、界面活性剤溶液を疎水性アミノ酸粉末に噴霧する特許文献１の方法では、界面活性剤がバインダーとして作用し、疎水性アミノ酸粉末が凝集することで、十分な親水性が付与されないという問題があった。
【０００８】
ここで、複合化技術としては、超音波を併用した高圧二酸化炭素による粒子の複合方法が知られている。非特許文献１では、臨界温度以下の高圧二酸化炭素存在下において母粒子と子粒子を高圧容器内で超音波を照射しながら接触させた後、減圧操作により二酸化炭素を除去することで、圧力容器内で複合粒子を得る手法が提案されている。しかしながら、非特許文献１は、タルク母粒子を酸化チタン子粒子で被覆した複合化粒子に関するものであり、疎水性アミノ酸粒子の複合化については全く開示していない。
【０００９】
本発明は、疎水性アミノ酸を親水化させて溶解特性を向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、疎水性アミノ酸母粒子を、親水性かつ水難溶性の複数の子粒子で被覆して複合化粒子とすることにより、疎水性アミノ酸を親水化して溶解特性を向上させることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下の態様を含むものである。
【００１１】
〔１〕親水性かつ水難溶性の複数の子粒子と、前記複数の子粒子で被覆された疎水性アミノ酸母粒子とを含む、親水性の複合化粒子。
【００１２】
〔２〕前記母粒子が、ロイシン、イソロイシン、グリシン、アラニン、バリン、プロリン、メチオニン、フェニルアラニン及びトリプトファンからなる群から選択される、前記〔１〕に記載の複合化粒子。
【００１３】
〔３〕前記子粒子が、シリカ、不溶性食物繊維及びβ澱粉からなる群から選択される、前記〔１〕又は〔２〕に記載の複合化粒子。
【００１４】
〔４〕前記母粒子が、５０〜１０００μｍの粒径を有する、前記〔１〕〜〔３〕のいずれか１項に記載の複合化粒子。
【００１５】
〔５〕前記子粒子が、１μｍ未満の粒径を有する、前記〔１〕〜〔４〕のいずれか１項に記載の複合化粒子。
【００１６】
〔６〕前記複合化粒子の総質量に対して、２.０〜１５質量％の前記子粒子を含む、前記〔１〕〜〔５〕のいずれか１項に記載の複合化粒子。
【００１７】
〔７〕前記〔１〕〜〔６〕のいずれか１項に記載の複合化粒子を含む、機能性食品。
【００１８】
〔８〕前記〔１〕〜〔６〕のいずれか１項に記載の複合化粒子の製造方法であって、以下の工程：
（ａ）二酸化炭素液体中に、親水性かつ水難溶性の子粒子及び疎水性アミノ酸母粒子を導入する工程、
（ｂ）前記二酸化炭素液体中に、超音波を照射する工程、
（ｃ）前記二酸化炭素液体を、二酸化炭素の液体状態から気体状態を経由することなく二酸化炭素の超臨界状態に移行させる工程、
（ｄ）前記二酸化炭素を、二酸化炭素の超臨界状態から液体状態を経由することなく気体状態に移行させて、前記二酸化炭素を除去して複合化粒子を得る工程、
を含む、方法。
【００１９】
〔９〕前記工程（ａ）において、前記母粒子及び前記子粒子の総質量に対して２．０〜１５質量％の前記子粒子を導入する、前記〔８〕に記載の方法。
【００２０】
〔１０〕前記工程（ａ）及び（ｂ）における前記二酸化炭素の圧力が、４〜７ＭＰａであり、温度が、２７８〜３０３Ｋである、前記〔８〕又は〔９〕に記載の方法。
【００２１】
〔１１〕前記工程（ｂ）における超音波の振幅が、２０〜４０μｍである、前記〔８〕〜〔１０〕のいずれか１項に記載の方法。
【００２２】
〔１２〕前記工程（ｂ）における超音波の照射時間が、６０秒以上である、前記〔８〕〜〔１１〕のいずれか１項に記載の方法。
【００２３】
〔１３〕前記工程（ｂ）における超音波の照射が、間欠照射である、前記〔８〕〜〔１２〕のいずれか１項に記載の方法。
【００２４】
〔１４〕前記工程（ｃ）において、超臨界状態の二酸化炭素の温度が、３０８〜３４３Ｋであり、圧力が、７．５〜１５ＭＰａである、前記〔８〕〜〔１３〕のいずれか１項に記載の方法。
【００２５】
〔１５〕前記〔８〕〜〔１４〕のいずれか１項に記載の方法を含む、機能性食品の製造方法。
【００２６】
〔１６〕疎水性アミノ酸の親水化方法であって、以下の工程、
（ａ）二酸化炭素液体中に、親水性かつ水難溶性の子粒子及び前記疎水性アミノ酸の母粒子を導入する工程、
（ｂ）前記二酸化炭素液体中に、超音波を照射する工程、
（ｃ）前記二酸化炭素液体を、二酸化炭素の液体状態から気体状態を経由することなく二酸化炭素の超臨界状態に移行させる工程、
（ｄ）前記二酸化炭素を、二酸化炭素の超臨界状態から液体状態を経由することなく気体状態に移行させて、前記二酸化炭素を除去する工程、
を含む、方法。
【発明の効果】
【００２７】
本発明により、疎水性アミノ酸を親水化させて溶解特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、複合化粒子の製造に適した装置の概略図を示す。
【図２】図２は、二酸化炭素の状態図を示す。
【図３】図３は、Ｌ−Ｌｅｕ粒子及び複合化粒子のＳＥＭ画像を示す（ａ：Ｌ−Ｌｅｕ（原粉）、ｂ：Ｌ−Ｌｅｕ−Ａｅｒｏｓｉｌ複合化粒子、ｃ：Ｌ−Ｌｅｕ−Ｓｙｌｏｐａｇｅ複合化粒子、１：１００倍、２：２００倍、３：５００倍）。
【図４】図４は、配合割合を変えた場合の複合化粒子のＳＥＭ画像を示す（ａ：１０質量％、ｂ：５．２質量％、ｃ：２．７質量％、ｄ：１．４質量％、１：１００倍、２：２００倍、３：５００倍）。
【図５】図５は、Ａｅｒｏｓｉｌの配合割合が５０質量％の複合化粒子のＳＥＭ画像を示す。
【図６】図６は、超音波照射時間を変えた場合の複合化粒子のＳＥＭ画像を示す（ａ：１サイクル、ｂ：３サイクル、ｃ：１０サイクル、１：１００倍、２：２００倍、３：５００倍）。
【図７】図７は、長時間超音波照射（１０サイクル）での配合割合を変化させた場合の複合化粒子のＳＥＭ画像を示す（ａ：２．７質量％、ｂ：１．４質量％、１：１００倍、２：２００倍、３：５００倍）。
【図８】図８は、Ｌ−Ｌｅｕ原粉（ａ）及びＡｅｒｏｓｉｌの配合割合５０質量％、超音波振幅４２．７μｍの場合の複合化粒子（ｂ）のＳＥＭ画像を示す。
【図９】図９は、液体状態から減圧操作を行った場合の複合化粒子のＳＥＭ画像を示す（ａ：１００倍、ｂ：２００倍、ｃ：５００倍）。
【図１０】図１０は、簡易振とう操作による複合化を行った場合の複合化粒子のＳＥＭ画像を示す（ａ：１００倍、ｂ：２００倍、ｃ：５００倍）。
【図１１】図１１は、蒸留水に対するＬ−Ｌｅｕ（原粉）（ａ）及び複合化粒子（ｂ）の分散及び溶解の比較を示す
【図１２】図１２は、ニンヒドリン試験における呈色の様子を示す。
【図１３】図１３は、溶出試験におけるシリカ粒子の影響を示す（ａ：Ｌ−Ｌｅｕ、ｂ：Ｌ−Ｌｅｕ＋Ａｅｒｏｓｉｌ（１．８ｇ：０．２ｇ）、ｃ：Ｌ−Ｌｅｕ＋Ｓｙｌｏｐａｇｅ（１．８ｇ：０．２ｇ）。
【図１４】図１４は、溶出試験における配合割合の影響を示す（ａ：Ｌ−Ｌｅｕ＋Ａｅｒｏｓｉｌ（１．８ｇ：０．２ｇ）（１０質量％）、ｂ：Ｌ−Ｌｅｕ＋Ａｅｒｏｓｉｌ（１．８ｇ：０．１ｇ）（５．２質量％）、ｃ：Ｌ−Ｌｅｕ＋Ａｅｒｏｓｉｌ（１．８ｇ：０．０５ｇ）（２．７質量％）、ｄ：Ｌ−Ｌｅｕ＋Ａｅｒｏｓｉｌ（１．８ｇ：０．０２５ｇ）（１．４質量％））。
【図１５】図１５は、溶出試験における超音波照射時間の影響を示す（ａ：Ｌ−Ｌｅｕ＋Ａｅｒｏｓｉｌ（１．８ｇ：０．０５ｇ）１サイクル、ｂ：Ｌ−Ｌｅｕ＋Ａｅｒｏｓｉｌ（１．８ｇ：０．０５ｇ）３サイクル、ｃ：Ｌ−Ｌｅｕ＋Ａｅｒｏｓｉｌ（１．８ｇ：０．０５ｇ）１０サイクル）。
【図１６】図１６は、溶出試験における低配合比率での超音波照射時間の影響を示す（ａ：Ｌ−Ｌｅｕ＋Ａｅｒｏｓｉｌ（１．８ｇ：０．０５ｇ）１０サイクル、ｂ：Ｌ−Ｌｅｕ＋Ａｅｒｏｓｉｌ（１．８ｇ：０．０２５ｇ）１０サイクル）。
【図１７】図１７は、溶出試験における減圧操作条件の影響を示す（ａ：Ｌ−Ｌｅｕ、ｂ：Ｌ−Ｌｅｕ＋Ａｅｒｏｓｉｌ（１．８ｇ：０．０５ｇ）、ｃ：Ｌ−Ｌｅｕ＋Ａｅｒｏｓｉｌ（１．８ｇ：０．０５ｇ）減圧時昇温無し）。
【図１８】図１８は、溶出試験における複合方法の影響を示す（ａ：Ｌ−Ｌｅｕ、ｂ：Ｌ−Ｌｅｕ＋Ａｅｒｏｓｉｌ（１．８ｇ：０．０５ｇ）、ｃ：Ｌ−Ｌｅｕ＋Ａｅｒｏｓｉｌ（１．８ｇ：０．０５ｇ）簡易振とう操作）。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明は、親水性かつ水難溶性の複数の子粒子と、前記複数の子粒子で被覆された疎水性アミノ酸母粒子とを含む、親水性の複合化粒子に関する。
【００３０】
＜子粒子＞
本発明の複合化粒子は、親水性かつ水難溶性の複数の子粒子を含む。本発明において、「親水性」とは、水との間で相互作用し合い、水との親和力が強い性質であり、特に物質の表面状態については、水に濡れやすいことをいう。例えば、水面に粒子を投入した際に、速やかに沈降する粒子は、親水性であるといえる。また、「水難溶性」とは、水に溶けない又は均一に混じり合わない性質をいう。例えば、粒子１ｇを溶かすために３０ｍｌ以上の水が必要な粒子は、水難溶性であるといえる。親水性かつ水難溶性の子粒子を用いることにより、母粒子が露出し難くなり、複合化粒子全体として親水性となる。
【００３１】
親水性かつ水難溶性の子粒子としては、例えば、シリカ、不溶性食物繊維及びβ澱粉等を１種又は複数の組み合わせで用いることができる。市販されているシリカ製品としては、Ａｅｒｏｓｉｌ ２００ＦＡＤ（日本Ａｅｒｏｓｉｌ製）、サイロページ（富士シリシア化学(株)製）、マイクロド（(株)東海化学工業所製）等が挙げられる。不溶性食物繊維の例としては、セルロース、ヘミセルロース、リグニン、ペントザン、キチン等が挙げられる。β澱粉は、例えば、馬鈴薯、コーン、タピオカ又は米等に由来するものであってよい。
【００３２】
子粒子は、例えば、１μｍ未満、好ましくは１〜１００ｎｍ、より好ましくは５〜５０ｎｍ、更に好ましくは７〜２０ｎｍの粒径を有する。子粒子の粒径は、透過型電子顕微鏡を用いて円相当平均粒子径として測定することができる。子粒子の粒径が上記範囲内であれば、母粒子の表面における子粒子の凝集が抑制され、母粒子を均一に被覆することができる。
【００３３】
＜母粒子＞
本発明の複合化粒子は、複数の子粒子で被覆された疎水性アミノ酸母粒子を含む。母粒子の疎水性アミノ酸としては、例えば、ロイシン、イソロイシン、グリシン、アラニン、バリン、プロリン、メチオニン、フェニルアラニン、トリプトファン等が挙げられる。アミノ酸はＬ体及びＤ体のいずれであってもよく、好ましくはＬ体である。
【００３４】
母粒子は、例えば、５０〜１０００μｍ、好ましくは１００〜５００μｍ、より好ましくは１５０〜４００μｍ、更に好ましくは２００〜３００μｍの粒径を有する。母粒子の粒径は、マイクロトラックレーザー回析・散乱式粒度分析機（マイクロトラック・ベル社製）を用いてメディアン径（Ｄ５０）として測定することができる。
【００３５】
母粒子の粒径は、例えば、子粒子の粒径の２００倍以上、好ましくは５００〜５００００倍、より好ましくは１０００〜４００００倍、更に好ましくは１００００〜３００００倍であってもよい。母粒子と子粒子の粒径比が上記範囲内であれば、母粒子表面に子粒子が効率良く付着することができる。
【００３６】
複合化粒子は、複合化粒子の総質量に対して、母粒子表面を被覆するのに十分な量、例えば５０質量％以下の子粒子を含み、好ましくは２．０〜１５質量％、より好ましくは２．５〜１０質量％の子粒子を含んでもよい。子粒子の割合が上記好ましい範囲内であれば、過不足なく母粒子表面に均一な被膜を形成し、母粒子を十分に親水化できる。
【００３７】
本発明はまた、複合化粒子を含む機能性食品に関する。本発明の複合化粒子を含む機能性食品により、疎水性アミノ酸を栄養分として効果的に摂取することができる。機能性食品としては、サプリメント、粉末スープ、粉末調味料、即席飲料、インスタント食品等を挙げることができる。
【００３８】
本発明の複合化粒子は、以下の工程、
（ａ）二酸化炭素液体中に、親水性かつ水難溶性の子粒子及び疎水性アミノ酸母粒子を導入する工程、
（ｂ）前記二酸化炭素液体中に、超音波を照射する工程、
（ｃ）前記二酸化炭素液体を、二酸化炭素の液体状態から気体状態を経由することなく二酸化炭素の超臨界状態に移行させる工程、
（ｄ）前記二酸化炭素を、二酸化炭素の超臨界状態から液体状態を経由することなく気体状態に移行させて、前記二酸化炭素を除去して複合化粒子を得る工程、
を含む方法により製造することができる。
【００３９】
図１は、本発明の複合化粒子の製造に適した装置の概略図を示す。装置は、ボンベ（１）、乾燥機（２）、フィルター（３）、冷却装置（４）、ポンプ（５）、圧力計（６）、安全弁（７）、バックプレッシャー調整装置（Ｖ−１）及びストップバルブ（Ｖ−２）からなるポンプ部と、予熱カラム（８）、ストッパー（９）、圧力計（１０）、安全弁（１１）、高圧容器（１２）、温度計（１３）、温度指示計（１４）、石英窓（１５、２１）、超音波ホーン（１６）、超音波装置（１７）（ＳＯＮＩＣＳ＆ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ社製ＶＣ５０５）及びストップバルブ（Ｖ−４）からなる高圧容器部と、恒温槽（１８）、フィルター（１９）及びＣＣＤカメラ（２０）からなる排出部と、圧力調整部とにより構成される。図１の装置においては、高圧容器（１２）の上部に超音波ホーン（１６）が設置されており、超音波ホーンから高圧容器内の二酸化炭素液体中に超音波を直接照射することができる。
【００４０】
工程（ａ）において、高圧容器（１２）内に母粒子、子粒子及び二酸化炭素を導入する。高圧容器（１２）内の圧力及び温度は、二酸化炭素が液体状態となる範囲であれば特に制限は無い。好ましい圧力は、４〜７ＭＰａであり、より好ましくは４．５〜６．８ＭＰａ、更に好ましくは５．５〜６．５ＭＰａである。また、好ましい温度は、２７８〜３０３Ｋであり、より好ましくは２８５〜３００Ｋ、更に好ましくは２９０〜２９５Ｋである。
【００４１】
母粒子及び子粒子の量に特に制限は無い。例えば、母粒子及び子粒子の総質量に対して、６０質量％以下の子粒子を高圧容器（１２）内に導入してもよい。好ましくは、母粒子及び子粒子の総質量に対して、２．０〜１５質量％、より好ましくは２．２〜１４質量％、更に好ましくは２．４〜１３質量％、特に好ましくは２．５〜１２質量％の子粒子を高圧容器（１２）内に導入してもよい。子粒子の量が上記範囲内であれば、母粒子表面を子粒子で過不足なく均一に被覆することができる。
【００４２】
工程（ｂ）において、超音波ホーン（１６）を用いて、二酸化炭素液体中に、超音波を照射する。二酸化炭素液体中への超音波照射により、キャビテーションが発生し、二酸化炭素液体中での母粒子及び子粒子の分散を促進することができる。母粒子及び子粒子を均一に分散させることで、最終的に得られる複合化粒子における子粒子の凝集を抑制し、母粒子表面を子粒子で均一に被覆することができる。キャビテーションの発生及び粒子の分散状態は、石英窓（１５、２１）から観察することができる。
【００４３】
照射する超音波の振幅は、母粒子及び子粒子を分散させるのに十分な振幅、例えば４５μｍ以下であればよく、好ましくは２０〜４０μｍ、より好ましくは２５〜３９μｍ、更に好ましくは３０〜３８μｍ、更により好ましくは３５〜３７μｍである。また、照射する超音波の周波数は、好ましくは１０〜１００ｋＨｚ、より好ましくは１５〜４５ｋＨｚ、更に好ましくは２０〜２８ｋＨｚである。振幅及び／又は周波数が上記好ましい範囲内であれば、粒子を破壊することなく母粒子及び子粒子の分散を促進することができる。
【００４４】
超音波の照射時間は、合計６０秒以上、好ましくは７０〜５００秒、より好ましくは８０〜２５０秒、更に好ましくは１００〜１５０秒である。照射時間が上記範囲内であれば、母粒子及び子粒子を十分に分散させることができる。
【００４５】
超音波の照射に伴う高圧容器（１２）内の温度上昇を抑えるため、超音波を間欠照射するのが好ましい。例えば、間欠照射の１サイクルは３０〜６０秒の照射及び１０〜３０秒の休止、好ましくは４０秒照射及び２０秒休止であってよく、上記サイクルを複数回、例えば２〜１０サイクル、好ましくは３〜５サイクル繰り返してもよい。図１の装置は、超音波照射による高圧容器（１２）内の温度上昇を抑えるために、恒温槽（１８）を備えている。恒温槽（１８）の温度は、例えば、１０〜２５℃である。
【００４６】
図２は、二酸化炭素の状態図を示す。図２に（ｃ）で示されるように、工程（ｃ）において、二酸化炭素液体を、液体状態から気体状態を経由することなく超臨界状態に移行させる。次に、図２に（ｄ）で示されるように、工程（ｄ）において、二酸化炭素を、超臨界状態から液体状態を経由することなく気体状態に移行させて、二酸化炭素を除去して複合化粒子を得る。図２に（ｘ）で示されるように、二酸化炭素液体を超臨界状態にすることなく気体状態に直接移行させると、二酸化炭素の表面張力による粒子の凝集が生じ易い。本発明の方法では、図２に示す（ｃ）及び（ｄ）のルートで二酸化炭素液体を気体状態に移行させることで、二酸化炭素を除去する際の、二酸化炭素の表面張力による粒子の凝集を抑制することができる。
【００４７】
工程（ｃ）における、二酸化炭素液体の液体状態から超臨界状態への移行は、高圧容器（１２）を加熱して、二酸化炭素の温度及び圧力を上昇させることによって行うことができる。超臨界状態の二酸化炭素の温度は、例えば、３０８〜３４３Ｋ、好ましくは３１０〜３３５Ｋ、より好ましくは３１５〜３３０Ｋであり、圧力は、例えば、７．５〜１５ＭＰａ、好ましくは８〜１２ＭＰａ、より好ましくは８〜１０ＭＰａである。
【００４８】
工程（ｄ）における、二酸化炭素の超臨界状態から気体状態への移行は、二酸化炭素の臨界温度（３０４．２Ｋ）より高い温度、例えば３０８〜３４３Ｋ、好ましくは３１０〜３３５Ｋ、より好ましくは３１５〜３３０Ｋで、高圧容器（１２）内を減圧することによって行うことができる。気体状態の二酸化炭素を高圧容器（１２）から排出して除去することで、複合化粒子を得ることができる。
【００４９】
本発明はまた、上記複合化粒子の製造方法を含む、機能性食品の製造方法に関する。更に、本発明は、上記工程（ａ）〜（ｄ）を含む、疎水性アミノ酸の親水化方法にも関する。
【００５０】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００５１】
使用した試薬
複合化粒子を作製する原料として、以下の製品を使用した。
Ｌ−Ｌｅｕ（ロイシン、平均粒子径２５０μｍ、味の素（株）製）
Ａｅｒｏｓｉｌ ２００ＦＡＤ（シリカ、一次粒子径１２ｎｍ、日本Ａｅｒｏｓｉｌ製）
Ｓｙｌｏｐａｇｅ ７２１（シリカ、一次粒子径２．５μｍ、富士シリシア化学（株）製）
【００５２】
また、溶出試験に用いた薬品及び溶媒を調製するために、以下の試薬を用いた。
ニンヒドリン（和光純薬（株）製）
ヒドリンダンチン（和光純薬（株）製）
メチルアロソルブ（和光純薬（株）製）
酢酸（和光純薬（株）製）
酢酸ナトリウム（ナカラテスク（株）製）
エタノール（和光純薬（株）製）
【００５３】
（実施例１）
図１に示す装置を用いて、複合化粒子を作製した。１．８ｇのＬ−Ｌｅｕ及び０．０５ｇのＡｅｒｏｓｉｌ ２００ＦＡＤを、超音波ホーン（１６）を設置した高圧容器（１２）内に仕込み、二酸化炭素を高圧容器（１２）に導入した。高圧容器（１２）内の二酸化炭素が液体状態となるよう、高圧容器（１２）内の圧力及び温度をそれぞれ６ＭＰａ及び２９３Ｋに調節した。超音波装置（１７）（ＳＯＮＩＣＳ＆ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ社製ＶＣ７５０）を用いて、１サイクルを４０秒照射、２０秒休止として、振幅３６．６μｍ（周波数２０ｋＨｚ）の超音波を３サイクル間欠照射した。次に、高圧容器（１２）を加熱して、二酸化炭素液体を、液体状態から気体状態を経由することなく超臨界状態（温度３２３Ｋ及び圧力１０ＭＰａ）に移行させた。温度を３２３Ｋに保ったまま高圧容器（１２）内を減圧して、二酸化炭素を、超臨界状態から液体状態を経由することなく気体状態に移行させて、二酸化炭素を除去して複合化粒子を得た。
【００５４】
表１に示す条件を用いた以外は実施例１と同様にして、実施例２〜６及び比較例２〜７の複合化粒子を得た。比較例１の粒子は、Ｌ−Ｌｅｕ原粉である。比較例４では、超音波ではなくシェーキングインキュベーターＳＩ−３００（アズワン製）を用いる簡易振とうにより粒子を分散させた。比較例５では、６ＭＰａ及び２９３Ｋの二酸化炭素液体を、加熱して超臨界状態にすることなく、２９３Ｋで減圧して液体状態から気体状態に直接移行させた。
【００５５】
表１
2019146491.tif 000003
【００５６】
＜走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による複合化状態の確認＞
作製した複合化粒子を両面接着仕様のカーボンテープに付着させ、それを基板である金板に張り付けた後、試料台に固定した。その後、真空蒸着装置（デスクトップクイックコースターＳＣ−７０１ Ｍｋ ＩＩ ＥＣＯｋ、サンユー電子（株）製）を用いて金を蒸着させた。上記の前処理を行った後、ＳＥＭ ＴＭ３０００（日立製作所（株）製）により複合化粒子の表面を観察し、複合化状態の確認を行った。
【００５７】
（シリカ粒子の影響（ＡｅｒｏｓｉｌとＳｙｌｏｐａｇｅの比較））
Ｌ−Ｌｅｕ粒子（比較例１）、Ｌ−Ｌｅｕ−Ａｅｒｏｓｉｌ複合化粒子（実施例１）及びＬ−Ｌｅｕ−Ｓｙｌｏｐａｇｅ複合化粒子（比較例３）の複合化粒子のＳＥＭ画像を、それぞれ図３の（ａ）〜（ｃ）に示す。図３の（ｂ−１）と（ｃ−１）及び（ｂ−３）と（ｃ−３）を比較すると、Ａｅｒｏｓｉｌを用いた場合は、Ｌ−Ｌｅｕ粒子の表面に均一に被覆がなされているのに対し、Ｓｙｌｏｐａｇｅを用いた場合には、Ｌ−Ｌｅｕ粒子の表面で部分的にシリカ粒子の凝集が発生し、Ｌ−Ｌｅｕ粒子の表面にシリカ粒子が均一に付着できていないことが分かる。これは、Ａｅｒｏｓｉｌの平均粒子径が１２ｎｍとナノサイズであるのに対しＳｙｌｏｐａｇｅは２．５μｍと平均粒子径が約２０００倍大きく、Ａｅｒｏｓｉｌに比べＳｙｌｏｐａｇｅの付着力が弱く、ＳｙｌｏｐａｇｅがＬ−Ｌｅｕ粒子に付着することが困難であるためと考えられる。すなわち、子粒子のサイズは、より小さい方が有利であると考えられる。
【００５８】
（配合比率の影響）
Ａｅｒｏｓｉｌの配合割合を１０質量％（実施例３）、５．２質量％（実施例２）、２．７質量％（実施例１）及び１．４質量％（比較例２）に変化させた複合化粒子のＳＥＭ画像を、それぞれ図４の（ａ）〜（ｄ）に示す。１０質量％（実施例３）では、（ａ−１）〜（ａ−３）から分かるように、Ａｅｒｏｓｉｌの凝集粒子が多数発生しており、また、原粉に比べてＬ−Ｌｅｕ粒子が小さくなっていることから、Ｌ−Ｌｅｕ粒子が破壊されたと考えられる。これは、Ａｅｒｏｓｉｌの配合割合が高く、ファンデルワールス力によって凝集が生じ、且つ、粒子同士の衝突が激しくなりＬ−Ｌｅｕ粒子が破壊されたためと推測される。
【００５９】
５．２質量％（実施例２）及び２．７質量％（実施例１）では、（ｂ−１）と（ｃ−１）を比較すると、５．２質量％ではＬ−Ｌｅｕ粒子の周囲にＡｅｒｏｓｉｌの凝集が若干確認されるが、いずれもＬ−Ｌｅｕ粒子の表面をＡｅｒｏｓｉｌが均一に被覆していることが確認できる。
【００６０】
１．４質量％（比較例２）では、（ｄ−３）から分かるように、Ｌ−Ｌｅｕ粒子にＡｅｒｏｓｉｌによって被膜されない部分が発生した。これは、Ａｅｒｏｓｉｌ  の配合割合が低いために粒子径がＡｅｒｏｓｉｌ  の２０００倍大きなＬ−Ｌｅｕ粒子を被覆することが困難であったためと考えられる。
【００６１】
更に、Ａｅｒｏｓｉｌの配合割合を５０質量％（実施例５）に変化させた複合化粒子のＳＥＭ画像を、図５に示す。図５における円は、Ｌ−Ｌｅｕ粒子を示す。Ａｅｒｏｓｉｌの配合割合を５０質量％まで増加させると、Ａｅｒｏｓｉｌの凝集粒子がより多く生じることがわかる。
【００６２】
よって、Ｌ−ＬｅｕをＡｅｒｏｓｉｌによって被覆する場合、５．２質量％又は２．７質量％が最適なＡｅｒｏｓｉｌの配合比率であると考えられる。
【００６３】
（超音波照射時間の影響）
超音波の間欠照射サイクルを１サイクル（比較例６）、３サイクル（実施例１）及び１０サイクル（実施例４）とした場合の複合化粒子のＳＥＭ画像を、それぞれ図６の（ａ）〜（ｃ）に示す。
【００６４】
１サイクル（比較例６）では、極めて大きなＡｅｒｏｓｉｌの凝集粒子の発生が確認された。超音波照射時間が短く、粒子が分散するためにはキャビテーションの圧壊による衝撃波が不十分であったと考えられる。
【００６５】
３サイクル（実施例１）では、被膜の状態に多少ムラがあるが、１サイクルと比べて分散性が向上しＬ−Ｌｅｕ粒子全体が被覆されている。
【００６６】
１０サイクル（実施例４）では、３サイクルと比較してより均一に被膜されているが、３サイクルでは見られなかったＡｅｒｏｓｉｌの凝集粒子が発生していることがわかる。これは、超音波照射時間を増加させたことで粒子の分散性は向上したが、粒子の凝集も同様に進行したためと考えられる。
【００６７】
（低配合比率での超音波照射時間の影響）
Ａｅｒｏｓｉｌの配合割合が２．７質量％、超音波照射が１０サイクルである実施例４の複合化粒子と、Ａｅｒｏｓｉｌの配合割合が１．４質量％、超音波照射が１０サイクルである比較例７の複合化粒子のＳＥＭ画像を、それぞれ図７の（ａ）及び（ｂ）に示す。
【００６８】
実施例４の複合化粒子（ａ）で発生していたＡｅｒｏｓｉｌの凝集粒子が、Ａｅｒｏｓｉｌの配合割合を低くした比較例７の複合化粒子では減少していることが分かる。しかしながら、比較例７の複合化粒子は、Ａｅｒｏｓｉｌの配合割合が低いため、Ｌ−Ｌｅｕ表面に均一な被膜を形成できなかった。
【００６９】
（超音波振幅の影響）
Ｌ−Ｌｅｕ原粉と、Ａｅｒｏｓｉｌの配合割合が５０質量％、超音波振幅が４２．７μｍ（周波数２０ｋＨｚ）である実施例６の複合化粒子のＳＥＭ画像を、それぞれ図８の（ａ）及び（ｂ）に示す。照射する超音波の振幅を４２．７μｍとすると、Ｌ−Ｌｅｕ母粒子は損壊されたが、均一な被膜が形成された。
【００７０】
（減圧操作条件の影響）
図２に、二酸化炭素の状態図及び粒子の回収条件を示す。本発明の方法では、超音波処理により均一に分散したシリカナノ粒子の、減圧時における二酸化炭素の表面張力による再凝集を防ぐため、図２中の（ｃ）及び（ｄ）の経路にて減圧を行った。一方、図２の（ｘ）の経路にて減圧操作を行った比較例５の複合化粒子のＳＥＭ画像を、図９の（ａ）〜（ｃ）に示す。比較例５の複合化粒子では、図９に示すように、二酸化炭素の表面張力によってＡｅｒｏｓｉｌの凝集が発生し、Ｌ−Ｌｅｕ粒子表面に被膜されない部分が発生することが分かった。
【００７１】
（複合方法の影響（簡易振とう操作との比較））
超音波キャビテーションを利用せずに、簡易振そう操作によって複合化を行った比較例４の複合化粒子のＳＥＭ画像を図１０に示す。簡易振とう方法の場合、Ｌ−Ｌｅｕ粒子の表面にＡｅｒｏｓｉｌ凝集粒子が付着していることが確認され、Ａｅｒｏｓｉｌの分散及び複合化がほとんど進行しなかったことが分かる。
【００７２】
＜溶出試験＞
ニンヒドリン０．８ｇ、ヒドリンダンチン０．１２ｇ、メチルアロソルブ３０ｍｌ及び酢酸バッファー（ｐＨ５．５）１０ｍｌを混合し、溶出試験に用いるニンヒドリン溶液を調製した。蒸留水１００ｍｌに複合化粒子０．２ｇ（比較例１についてはＬ−Ｌｅｕ０．２ｇ）を添加し、５００ｒｐｍで撹拌し、一定時間ごとに１００μｌずつ採取した。採取した溶液にニンヒドリン溶液１００μｌを加え、沸騰水浴中で１５分間加熱し、５０体積％エタノール１０ｍｌを加えて希釈した。その後、紫外可視分光光度計を用いて５７０ｎｍでのスペクトルを測定し、サンプル中のＬ−Ｌｅｕ濃度を求めた。
【００７３】
蒸留水に比較例１のＬ−Ｌｅｕ（原粉）と実施例１の複合化粒子を加えた際の様子を、それぞれ図１１の（ａ）及び（ｂ）に示す。Ｌ−Ｌｅｕ（原粉）と複合化粒子とでは、複合化粒子の方が水中に素早く分散し溶解していることが分かる。
【００７４】
また、実施例１の複合化粒子を水に添加して撹拌し、０、０．５、１、２、３、４、５、７、１０及び１５分後にサンプリングした後、ニンヒドリン溶液を加え呈色した際の時間ごとに色が変化していく様子を図１２に示す。図１２から、時間の経過とともに溶液の色が濃くなっている様子が分かる。これは、撹拌時間が長くなるにつれてＬ−Ｌｅｕの溶出量が増加したためである。
【００７５】
各条件で得られた複合化粒子の溶出特性の比較を、時間−Ｌ−Ｌｅｕ濃度として、図１３〜図１８に示す。
【００７６】
図１３において、比較例１のＬ−Ｌｅｕ原粉の溶出速度に比べて、Ａｅｒｏｓｉｌを用いた実施例３の複合化粒子の溶出速度は大幅に向上し、溶出特性が優れているといえる。一方、Ｓｙｌｏｐａｇｅを用いた比較例３の複合化粒子では、ほとんど溶出特性に変化は見られなかった。
【００７７】
図１４で、Ａｅｒｏｓｉｌの配合割合が２．７〜１０質量％の実施例１〜３の複合化粒子では良好な溶出特性が確認されたが、１．４質量％の比較例２の複合化粒子では良好な結果は得られなかった。これは、図４の（ｄ）に示される通り、ＡｅｒｏｓｉｌがＬ−Ｌｅｕ粒子を完全に被膜することができなかったためと考えられる。
【００７８】
図１５に示される超音波照射時間の影響については、１サイクル（比較例６）ではＡｅｒｏｓｉｌの分散及び複合化が不十分であったため、あまり溶出特性は向上しなかったが、３サイクル以上（実施例１及び４）の条件においては複合化が十分に達成されており、溶出特性が向上したといえる。
【００７９】
図１６は、Ａｅｒｏｓｉｌの配合割合２．７質量％での超音波照射時間１０サイクル（実施例４）及び１．４質量％での同超音波照射時間（比較例７）の比較を示す。２．７質量％の場合は、ＳＥＭ画像ではＡｅｒｏｓｉｌの小粒子が散見されたが、溶出特性としては良好な結果を示した。これは、小粒子は発生したものの被膜は均一に施されていたためと考えられる。一方、１．４質量％では、溶出特性は改善されず、その要因としてはＡｅｒｏｓｉｌの被膜が完全でなかったことが考えられる。
【００８０】
図１７に示されるとおり、蒸気圧曲線を通過するようにして減圧操作を行った比較例５の複合化粒子は、溶出特性がほとんど向上しなかった。これは、減圧時に液体状態を経由するため、二酸化炭素の表面張力によりＡｅｒｏｓｉｌ凝集粒子が発生し、Ｌ−Ｌｅｕ粒子が完全に被膜されなかったためと考えられる。
【００８１】
図１８では、二酸化炭素液体における超音波キャビテーションを利用した実施例１の複合化粒子の溶出特性の向上が際立つのに対し、簡易振とうを利用した比較例４の複合化粒子では溶出特性はほとんど向上しなかった。これは、簡易振とう操作ではＡｅｒｏｓｉｌの分散及び複合化が進行しなかったためと考えられる。
【００８２】
各複合化粒子についての溶出試験及び複合化状態の確認の結果を、以下の基準で表２に示す。
溶出試験
〇  Ｌ−Ｌｅｕ原粉と比較して、溶出特性が向上した。
×  Ｌ−Ｌｅｕ原粉と比較して、溶出特性の向上が観察されなかった。
複合化状態
〇  ・・・・Ｌ−Ｌｅｕが完全に被覆されている
△  ・・・・Ｌ−Ｌｅｕが部分的に被覆されている
×  ・・・・ほとんどＬ−Ｌｅｕが完全に被覆されていない
【００８３】
表２
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【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明の複合化粒子は、例えば、サプリメント、粉末スープ、粉末調味料、即席飲料、インスタント食品等として有用である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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