(57)【要約】【課題】優れた乳化力などアラビアガム特有な性質を保持しつつ、他の増粘剤の増粘作用や他のゲル化剤のゲル化作用を阻害することがなく、高粘性に改質された改質アラビアガム及びその製造方法を提供する。【解決手段】アラビアガムの酸性基の対イオンの少なくとも一部を水素に置換することによって、アラビアガム濃度５重量％の水溶液の粘度が、３０ｍＰａ・ｓ以上に調整されていることを特徴とする改質アラビアガムである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アラビアガムの酸性基の対イオンの少なくとも一部を水素に置換することによって、アラビアガム濃度５重量％の水溶液の粘度が、３０ｍＰａ・ｓ以上に調整されていることを特徴とする改質アラビアガム。
【請求項２】
前記アラビアガムの酸性基の対イオンの置換は、有機溶媒中に分散された酸によるイオン交換により行われることを特徴とする請求項１記載の改質アラビアガム。
【請求項３】
前記有機溶媒は、水を含んでおり、含水量が０．１〜５０容量％であることを特徴とする請求項２記載の改質アラビアガム。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれか記載の改質アラビアガムと他の増粘剤からなる増粘組成物。
【請求項５】
請求項１乃至３いずれか記載の改質アラビアガムと他のゲル化剤からなるゲル化組成物。
【請求項６】
請求項１乃至３いずれか記載の改質アラビアガムを主材とするカプセル。
【請求項７】
請求項１乃至３いずれか記載の改質アラビアガムを主材とする可食性フィルム。
【請求項８】
アラビアガムを酸が存する有機溶媒中に分散することによって、前記アラビアガムの酸性基の対イオンを水素と置換するイオン交換工程を有することを特徴とする改質アラビアガムの製造方法。
【請求項９】
前記イオン交換工程後に中和剤を添加する中和工程をさらに備えていることを特徴とする請求項８記載の改質アラビアガムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アラビアガム特有な性質を保持しつつ、高粘性に改質された改質アラビアガム及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アラビアガムは、マメ科の多年生樹木であるＡｃａｓｉａ  ｓｅｎｅｇａｌや同属の植物の分泌物より得られる天然多糖類であり、ガラクトース、グルクロン酸、アラビノース、ラムノースにより構成されている。このように構成されているアラビアガムは、優れた乳化力を有するので、乳化安定剤として利用されており、その他に皮膜性、フィルム性、透明度などに優れている。
【０００３】
しかしながら、アラビアガムは、他の増粘剤として利用されている天然多糖類と比較して粘性が著しく低いため、アラビアガムを増粘目的で用いる場合、多量のアラビアガムを使用し高濃度で溶解する必要がある。また、アラビアガムは、他の増粘剤やゲル化剤と併用すると、他の増粘剤の粘度発現や、ゲル化剤のゲル化能を阻害する性質を有する（特許文献１）。このため、アラビアガムの乳化能を利用し、他種類の増粘剤で粘度を補強したり、また他のゲル化剤でゲル化物を作るのが困難である。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−４１５９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、優れた乳化力などアラビアガム特有な性質を保持しつつ、他の増粘剤の増粘作用や他のゲル化剤のゲル化作用を阻害することがなく、高粘性に改質された改質アラビアガム及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の目的を達成するため、本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、アラビアガムの酸性基の対イオンの少なくとも一部を水素に置換することによって、アラビアガム特有な性質を保持しつつ、アラビアガムを高粘性に改質できることを見出した。すなわち、本発明に係る改質アラビアガムは、アラビアガムの酸性基の対イオンの少なくとも一部を水素に置換することによって、アラビアガム濃度５重量％の水溶液の粘度が、３０ｍＰａ・ｓ以上に調整されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
以上のように、本発明に係る改質アラビアガムによれば、優れた乳化力などアラビアガム特有な性質を保持しつつ、他の増粘剤の増粘作用や他のゲル化剤のゲル化作用を阻害することがなく、高粘性に改質された改質アラビアガム及びその製造方法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】
【０００８】
本発明に係る改質アラビアガムにおいて、前記アラビアガムの酸性基の対イオンの置換は、有機溶媒中に分散された酸によるイオン交換により行われることが好ましい。
【０００９】
本発明に係る改質アラビアガムは、他のゲル化剤と併用してもゲル化を阻害することなく用いることができる。本発明に係る改質アラビアガムと併用できるゲル化剤としては、例えば寒天、カラギナン、ジェランガム、ゼラチン、カードラン、タマリンドガム、サイリウムシードガム、キトサン、澱粉、キサンタンガム、ローカストビーンガム、タラガム、グアーガム、グルコマンナン、ペクチン、ファーセレラン、アルギン酸塩などがある。また、本発明に係る改質アラビアガムは、他の増粘剤と併用した場合、両者の相乗効果により粘度を著しく上昇させることができる。本発明に係る改質アラビアガムと併用可能な増粘剤としては、例えばキサンタンガム、ペクチン、ローカストビーンガム、タラガム、グアーガム、グルコマンナン、大豆多糖類、プルラン、セルロース誘導体、カシアガム、カラヤガム、澱粉、カラギナン、ファーセレラン、ＰＶＡ、ポリアクリル酸ソーダ、ＰＶＰ、アルギン酸塩、ＰＥＧ、タマリンドガム、サイリュウムシードアガム、カルボキシビニルポリマー、トラガントガム、カゼインＮａ、酸化エチレン、キトサン、ヴェランガムなどがある。
【００１０】
本発明に係る改質アラビアガムにおいて、酸性基の対イオンには、例えばカルボキシル基など酸性基の対となるカルシウムやマグネシウムなどの２価金属イオンなどがあり、これら対イオンの一部又は全部が水素に置換される。このように２価金属イオンなどを水素に置換することによって、金属イオンとの反応性のある増粘剤や、ゲル化剤との併用も可能となる。
【００１１】
本発明に係る改質アラビアガムは、アラビアガム濃度５重量％の水溶液の粘度が、３０ｍＰａ・ｓ以上（Ｂ型粘度計、６０ｒｐｍ、２５℃）の粘度を有し、好ましくは３０〜１０００ｍＰａ・ｓの粘度を有する。さらに、本発明に係る改質アラビアガムは、その溶解液にせん断速度を与えることにより粘度が低下するシュードプラティックな粘性を有する。
【００１２】
本発明に係る改質アラビアガムのその他の物性は、未処理のアラビアガムと同等である。例えば、ＨＰＬＣによる構成糖の分析、たん白質含量、ＩＲスペクトルは、未処理のアラビアガムと比較して特別な変化はない。さらに、本発明に係る改質アラビアガムは、未処理のアラビアガムの持つ乳化特性、皮膜性、フィルム性、透明度等を保持している。
【００１３】
本発明に係る改質アラビアガムは、様々な用途に増粘剤、ゲル化剤、安定剤、分散剤、添加剤などとして使用することができる。本発明に係る改質アラビアガムの用途としては、例えば食品、香料、色素、化粧品、医薬品、医薬部外品、化成品、飼料、農薬、インク、絵の具、塗料、印刷物、セメント、繊維、樹脂、石油分野、鉱工業分野の添加剤等に使用することができる。特に、本発明に係る改質アラビアガムは、未処理のアラビアガムと比較して粘度が著しく高いため使用濃度を減らすことができ、また未処理のアラビアガムと比較して他の増粘剤の粘度発現や他のゲル化剤のゲル化能を阻害する性質がないため、他の増粘剤やゲル化剤と併用することが可能である。
【００１４】
また、本発明は、粉末状又は塊状のアラビアガムを酸が存する有機溶媒中に分散することによって、前記アラビアガムの酸性基の対イオンを水素と置換するイオン交換工程を有することを特徴とする改質アラビアガムの製造方法であり、前記イオン交換工程後に塩基性物質又は塩基性溶液などの中和剤が添加する中和工程をさらに備えていることが好ましい。また、酸の代わりにＨ＋型のイオン交換樹脂で有機溶媒中にイオン交換させることによって製造することができる。本発明に係る改質アラビアガムの製造方法において、イオン交換を行う反応時間は、１分〜７日間で、好ましくは１０分〜２日間である。イオン交換を行う反応温度は２０℃〜−２０℃で、好ましくは４０℃〜０℃である。
【００１５】
本発明に係る改質アラビアガムの製造方法において、使用される原料アラビアガムは、多年生樹木のマメ科アカシア属のＡｃａｓｉａ ｓｅｎｅｇａｌまたは同属の植物の幹より滲出する分泌物又はその分泌物の乾燥品であっても良く、市販品の粉末状、塊状、精製品、顆粒品等の物であっても良い。
【００１６】
また、本発明において、前記有機溶媒は、無水又は含水いずれであっても良く、酸が分散された状態でアラビアガムを溶解せず、またアラビアガムと反応しないものであれば良い。例えばメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、アセトン、グリセロール、エチレングリコール、プロプピレングリコール、ブチレングリコール、アセトニトリル、四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロメタン、ｎ−ヘキサン、オクタン、トルエン、ベンゼン、キシレン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、酢酸メチル、酢酸エチル、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、硫化ジメチル、アニリン、エチルエーテル等がある。有機溶媒が含水の場合、その含水量は、０．０１〜７０容量％、好ましくは０．１〜５０容量％であることが好ましい。
【００１７】
さらに、本発明において、前記酸は、溶媒と混合して水素イオンを与えるものであれば良く、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、フッ化水素酸、リン酸、フィチン酸、ホウ酸、次亜塩素酸、ぎ酸、シュウ酸、酢酸、酪酸、クエン酸、酒石酸、りんご酸、フタル酸、フマル酸、マレイン酸、グルコン酸、安息香酸、アスコルビン酸、コハク酸等がある。これら酸が前記有機溶媒に分散し難い場合、有機溶媒に含まれる含水量を増やすことにより、酸を有機溶媒に容易に分散させることができる。
【００１８】
またさらに、本発明において、中和に用いる塩基性物質又は塩基性溶液など中和剤は、有機溶媒中に分散可能で、水素イオンとイオン交換を行えるものであれば良く、例えば、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウム、クエン酸ナトリウム、リン酸三ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、四ホウ酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、ナトリウムメトキシド、ピリジン、アンモニア水、エチレンジアミン等がある。これら中和剤が前記有機溶媒に分散し難い場合、有機溶媒に含まれる含水量を増やすことにより、中和剤を有機溶媒に容易に分散させることができる。
【実施例】
【００１９】
次に、本発明に係る改質アラビアガムの実施例について説明する。これらは本発明を何ら限定するものではない。
【００２０】
実験例１
アラビアガム粉末（伊那食品工業株式会社製アラビアガムＡ）１００ｇを８０容量％のエタノール５００ｍｌに分散させ、０．５Ｎの硫酸５０ｍｌを添加し、室温で１時間攪拌した後、１Ｎの水酸化ナトリウムを分散液のｐＨが５．０になるまで添加した。その後、このアラビアガム分散液をろ過し、７０容量％のエタノール５００ｍｌで洗浄した。ろ過ケーキであるアラビアガムを室温で一晩、真空乾燥にてエタノールと水分を除去することによって、実施例１に係る改質アラビアガムを得た。
【００２１】
この実施例１に係る改質アラビアガムを５重量％水溶液になるようにイオン交換水に常温溶解、及び加熱沸騰溶解（１００℃、５分）それぞれを行い、Ｂ型粘度計（６０ｒｐｍ、２５℃）にて粘度測定を行った。比較例として未処理のアラビアガム（伊那食品工業株式会社製）を用意し、同様に５重量％水溶液になるようにイオン交換水に溶解して粘度をＢ型粘度計（６０ｒｐｍ、２５℃）によって測定した。これらの結果を表１に示す。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
表１から明らかなように、実施例１に係る改質アラビアガムは、比較例に係る未処理のアラビアガムと比較して粘度が高いことが分る。
【００２４】
実験例２
アラビアガム粉末（伊那食品工業株式会社製アラビアガムＡ）１００ｇを７０容量％のアセトン５００ｍｌと１Ｎの塩酸５０ｍｌの混合液に分散させ、直径７ｃｍ、高さ２０ｃｍの樹脂筒に充填し、７０容量％のアセトン１０００ｍｌと１Ｎの塩酸１００ｍｌの混合液を流速２ｍｌ／ｍｉｎで流した後、７０容量％のアセトン２０００ｍｌで洗浄し、７０容量％のアセトン５００ｍｌと０．３Ｎの水酸化ナトリウム５０ｍｌの混合液で中和後、再び７０容量％アセトン２０００ｍｌで洗浄した。樹脂筒から取り出したアラビアガムを５０℃で一晩、通風乾燥にてアセトンと水分を除去することによって実施例２に係る改質アラビアガムを得た。
【００２５】
この実施例２に係る改質アラビアガムをアラビアガムとして５重量％水溶液になるようにイオン交換水に溶解し、Ｂ型粘度計（６０ｒｐｍ、２５℃）によって粘度測定を行った。その結果を図１に示す。比較例に係る未処理のアラビアガムを同様にアラビアガムとして５重量％水溶液になるようにイオン交換水に溶解し、粘度測定を行った。図１から明らかなように、実施例２に係る改質アラビアガムは、比較例に係る未処理のアラビアガムと比較して粘度が高く、シュードプラティックな粘性を示すことが分る。
【００２６】
実験例３
アラビアガム粉末（伊那食品工業株式会社製アラビアガムＡ）１００ｇを７０容量％のイソプロパノール５００ｍｌに分散させ、１Ｎのりん酸５０ｍｌを添加し、室温で１時間攪拌した後、２５％のアンモニア水を分散液のｐＨが３．５になるまで添加した。このアラビアガム分散液をろ過し、７０容量％のイソプロパノール５００ｍｌで洗浄した。ろ過ケーキであるアラビアガムを５０℃で一晩、通風乾燥にてイソプロパノールと水分を除去することによって実施例３に係る改質アラビアガムを得た。
【００２７】
この実施例３に係る改質アラビアガムをアラビアガム濃度５重量％水溶液になるようにイオン交換水に溶解し、Ｂ型粘度計（６０ｒｐｍ、２５℃）によって粘度測定を行った。その結果を図１に示す。比較例に係る未処理のアラビアガムを同様にアラビアガム濃度５重量％水溶液になるようにイオン交換水に溶解して粘度測定を行った。図１から明らかなように、実施例３に係る改質アラビアガムは、比較例に係る未処理のアラビアガムと比較して粘度が高く、シュードプラティックな粘性を示すことが分る。
【００２８】
実験例４
実施例１に係る改質アラビアガム５重量％と１重量％の各増粘剤、すなわちローカストビーンガム（ＭＲＣポリサッカライド社製：Ａ−１２０）、グアーガム（伊那食品工業株式会社製：ＧＲ−１０）、タマリンドガム（大日本製薬株式会社製：グリロイド２Ａ）、キサンタンガム（ＣＰケルコ社製：ケルトロール）、プルラン（株式会社林原商事製：ＰＦ−２０）、ＨＭペクチン（ＣＰケルコ社製：Ｄ−ＳＬＯＷＳＥＴ）をそれぞれ混合した水溶液を、９０℃で溶解し冷却後、粘度測定（Ｂ型粘度計、６０ｒｐｍ、２５℃）を行った。比較例に係る未処理のアラビアガムを同様に各増粘剤と混合して粘度をＢ型粘度計（６０ｒｐｍ、２５℃）によって測定した。なお、精度の高い混合水溶液については、粘度をＢ型粘度計（３０ｒｐｍ、２５℃）によって測定した。これらの結果を表２に示す。また、参考のため各増粘剤（１％）の粘度を表２に示す。
【００２９】
【表２】
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【００３０】
表２から明らかなように、実施例１に係る改質アラビアガムを他の増粘剤と併用すると、比較例に係る未処理のアラビアガムと併用した時に比べ、著しい粘度上昇が示された。
【００３１】
実験例５
実施例１に係る改質アラビアガム５重量％と１重量％の寒天（伊那食品工業株式会社製：Ｓ−７）を混合して、沸騰溶解後、冷却、ゲル化させ、２０℃でゼリー強度をサン科学社製レオメーター（２０℃、１ｃｍ２円柱プランジャー）によって測定した。比較例に係る未処理のアラビアガムを同様に、寒天と混合・溶解後ゼリー強度を測定した。これらの結果を表３に示す。
【００３２】
【表３】
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【００３３】
表３から明らかなように、実施例１に係る改質アラビアガムは、寒天と併用してもゲル化の阻害をしないことが分る。
【００３４】
実験例６
実施例１に係る改質アラビアガムを用いて表４に示す処方で可食性フィルムをサンプル１として作成した。先ず、水を攪拌しながら実施例１に係る改質アラビアガムを添加し溶解させ、次いで７５％のエタノールとグリセリンを当溶解液に加え８０℃に加熱後、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に流延し９０℃以下で乾燥して水分を蒸発させ、膜厚３０μｍ程度の可食性フィルムを得た。未処理のアラビアガム及びプルラン（株式会社林原商事製：ＰＦ−２０）についても、同様に処理を行い、可食性フィルムを比較サンプル１及び２として得た。
【００３５】
【表４】
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【００３６】
これらサンプル１、並びに比較サンプル１及び２に係る可食性フィルムについて、その引っ張り強度をレオメーター（サン科学社製、２０℃）によって測定した。その結果を表５に示す。
【００３７】
【表５】
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【００３８】
表５から明らかなように、サンプル１に係るフィルムは、フィルム特性の良いことで知られている比較サンプル２に係るプルランフィルムと同程度の引っ張り強度を示すことが分る。
【００３９】
実験例７
実施例２に係る改質アラビアガムを用いて表６に示す配合のハードカプセル基材をサンプル２として得た。比較サンプル３及び４としてプルラン（株式会社林原商事：ＰＩ−２０）及びジェランガム（ＣＰケルコ社製：ケルコゲル）を使用した。
【００４０】
【表６】
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【００４１】
これらサンプル２、並びに比較サンプル３及び４に係るハードカプセル基材について、キャスティング法により０．５ｍｍのシート体を作成し、９０℃以下で水分を蒸発させ乾燥後、それぞれのシート体の引っ張り強度をレオメーター（サン科学社製、２０℃）によって測定した。その結果を表７に示す。
【００４２】
【表７】
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【００４３】
表７から明らかなように、サンプル２に係るハードカプセルは、比較サンプル４に係るプルランを用いたハードカプセルと同等の引っ張り強度を示した。尚、比較サンプル３に係る未処理のアラビアガムを使用したハードカプセル基材は、溶解時にゾルの分離が起こり、均一なシート体を得ることが出来なかった。
【００４４】
実験例８
実施例２に係る改質アラビアガムを用いて表８に示す配合の水彩絵具をサンプル３として得た。また、未処理のアラビアガムを用いて同様に水彩絵具を比較サンプル５として得た。
【００４５】
【表８】
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【００４６】
これらサンプル３及び比較サンプル５に係る水彩絵具について、画用紙に塗布した時の透明性、光沢、タッチについての評価を行った。その結果を表９に示す。
【００４７】
【表９】
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【００４８】
表９から明らかなように、サンプル３に係る水彩絵具は、比較サンプルに係る未処理のアラビアガムを用いて作成した水彩絵具に比べ、光沢、タッチの点で勝り、透明度は同等であった。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】実施例２及び実施例３に係る改質アラビアガムと比較例に係る未処理のアラビアガムの粘度と粘度計の回転数の関係を示すグラフである。
【図１】
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