(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
沸点が１００℃以上の不揮発性有機溶媒（油脂類を除く）を０．０１重量％以上含有したキサンタンガムを８０℃以上で加熱して生成されるものであることを特徴とする不揮発性有機溶媒含有キサンタンガム。
【請求項２】
沸点が１００℃以上の不揮発性有機溶媒（油脂類を除く）が沸点１２０℃以上で、融点９０℃以下であることを特徴とする請求項１記載の不揮発性有機溶媒含有キサンタンガム。
【請求項３】
沸点が１００℃以上の不揮発性有機溶媒（油脂類を除く）が、エステル基、水酸基、カルボキシル基から選ばれる１種または２種以上の置換基を有することを特徴とする請求項１または２記載の不揮発性有機溶媒含有キサンタンガム。
【請求項４】
沸点が１００℃以上の不揮発性有機溶媒（油脂類を除く）が塩基性有機溶媒であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の不揮発性有機溶媒含有キサンタンガム。
【請求項５】
加熱処理が、８０〜１５０℃で１５分〜５０時間であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の不揮発性有機溶媒含有キサンタンガム。
【請求項６】
加熱処理が、１００〜１５０℃で１５分〜６時間であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の不揮発性有機溶媒含有キサンタンガム。
【請求項７】
加熱処理が、１２０〜１５０℃で１５分〜４時間であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の不揮発性有機溶媒含有キサンタンガム。
【請求項８】
加熱処理が、沸点が１００℃以上の不揮発性有機溶媒（油脂類を除く）を濃度として０．１重量％以上含有する有機溶媒中で行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の不揮発性有機溶媒含有キサンタンガム。
【請求項９】
加熱処理が、沸点が１００℃以上の不揮発性有機溶媒（油脂類を除く）をキサンタンガムに散布した後に気体中で行われる請求項１〜８のいずれか１項記載の不揮発性有機溶媒含有キサンタンガム。
【請求項１０】
沸点が１００℃以上の不揮発性有機溶媒（油脂類を除く）を０．０１重量％以上含有したキサンタンガムを８０℃以上で加熱することを特徴とする不揮発性有機溶媒含有キサンタンガムの製造方法。
【請求項１１】
沸点が１００℃以上の不揮発性有機溶媒（油脂類を除く）が沸点１２０℃以上で、融点９０℃以下であることを特徴とする請求項１０記載の不揮発性有機溶媒含有キサンタンガムの製造法。
【請求項１２】
沸点が１００℃以上の不揮発性有機溶媒（油脂類を除く）が、エステル基、水酸基、カルボキシル基から選ばれる１種または２種以上の置換基を有することを特徴とする請求項１０または１１記載の不揮発性有機溶媒含有キサンタンガムの製造法。
【請求項１３】
沸点が１００℃以上の不揮発性有機溶媒（油脂類を除く）が塩基性有機溶媒であることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項記載の不揮発性有機溶媒含有キサンタンガムの製造法。
【請求項１４】
加熱処理が、８０〜１５０℃で１５分〜５０時間であることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１項記載の不揮発性有機溶媒含有キサンタンガムの製造方法。
【請求項１５】
加熱処理が、１００〜１５０℃で１５分〜６時間であることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか１項記載の不揮発性有機溶媒含有キサンタンガムの製造方法。
【請求項１６】
加熱処理が、１２０〜１５０℃で１５分〜４時間であることを特徴とする請求項１０〜１５のいずれか１項記載の不揮発性有機溶媒含有キサンタンガムの製造方法。
【請求項１７】
加熱処理が、沸点が１００℃以上の不揮発性有機溶媒（油脂類を除く）を濃度として０．１重量％以上含有する有機溶媒中で行うことを特徴とする請求項１０〜１６のいずれか１項記載の不揮発性有機溶媒含有キサンタンガムの製造方法。
【請求項１８】
加熱処理が、沸点が１００℃以上の不揮発性有機溶媒（油脂類を除く）をキサンタンガムに散布した後に気体中で行われる請求項１０〜１７のいずれか１項記載の不揮発性有機溶媒含有キサンタンガムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は不揮発性有機溶媒含有キサンタンガムおよびその製造方法に関する。かかる改質キサンタンガムは、食品分野、化粧品分野、農薬分野、医薬品分野または石油分野において増粘剤、安定化剤、添加剤として用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
キサンタンガムは、微生物キサントモナス・カンペストリス（Ｘａｎｔｈｏｍｏａｓ  ｃａｍｐｅｓｔｒｉｓ）により、澱粉、グルコース、ショ糖等の炭水化物からつくられる微生物多糖類の一種である。キサンタンガムの構造は、主としてＤ−グルコース、Ｄ−マンノースおよびＤ−グルクロン酸のナトリウム、カリウムおよびカルシウム塩からなり、主鎖はＤ−グルコースのβ−１，４結合からなる。キサンタンガムの製造方法として、発酵工程の後、微生物を殺菌するために熱処理され、そのアルコールを取り除き、乾燥、粉砕する方法などが知られている。キサンタンガムは塩に対して安定で、しかも、塩を添加することで水溶液が増粘することが知られている。
また、特開平１０−３３１２５公報には、キサンタンガムの粘度を向上させるために、キサンタンガム粉末を加熱乾燥させる方法が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の加熱乾燥法では、キサンタンガム水溶液の粘度は上昇するが、塩添加により沈澱するなど耐塩性が悪化することがわかった。また、水への分散性は「ままこ」ができにくく、良好に見えるが、微視的には不均一となる。そのため、加熱乾燥法で得られたキサンタンガムは未加熱乾燥品に比べて局所的に濃度が濃い部分と薄い部分ができ、粘度にむらができ、さらに白濁するなどの問題点があった。
【０００４】
【発明が解決するための手段】
本発明者らは、かかる問題を達成するために、鋭意研究を重ねた結果、キサンタンガムの耐塩性や均一分散が、キサンタンガムと不揮発性有機溶媒を混合し、さらに加熱することで、優れた耐塩性および均一水分散を有することを見いだし本発明を完成した。即ち、かかる本発明は、キサンタンガムと沸点が１００℃以上の不揮発性有機溶媒（油脂類を除く）の混合粒子を加熱処理したことを特徴とする不揮発性有機溶媒含有キサンタンガムおよびその製造方法である。なお、本発明の不揮発性有機溶媒含有キサンタンガムはキサンタンガム濃度として０．５重量％の水溶液とした場合、２０００〜３００００ｍＰａ・ｓ（Ｂ型粘度計６ｒｐｍ ２５℃）の粘度を示すが、定量が難しい耐塩性や水均一分散性も本発明により向上する。本発明の不揮発性有機溶媒含有キサンタンガムは、一般に、キサンタンガムとキサンタンガムに対して０．０１重量％以上の沸点が１００℃以上の不揮発性有機溶媒（油脂類を除く）を混合し、さらに８０℃以上で加熱することによって得ることができる。上記加熱は、沸点が１００℃以上の不揮発性有機溶媒（油脂類を除く）中もしくは沸点が１００℃以上の不揮発性有機溶媒（油脂類を除く）含有有機溶媒中もしくはキサンタンガムに沸点が１００℃以上の不揮発性有機溶媒（油脂類を除く）を添加して行うことができる。高温で処理した方が効果的であるが、着色しやすく、特に空気中等酸素の存在下で行うと着色する恐れがあるので、不活性ガス中で加熱処理を行うのが良い。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を詳細に説明する。上述のごとく、本発明の不揮発性有機溶媒含有キサンタンガムは、一般に、キサンタンガムとキサンタンガムに対して０．０１重量％以上の沸点が１００℃以上の不揮発性有機溶媒（油脂類を除く）を混合し、さらに８０℃以上で加熱することによって得ることができる。本発明の不揮発性有機溶媒含有キサンタンガムを製造するのに使用する原料キサンタンガムとしては、まず市販の粉末状、顆粒状等のキサンタンガムを用いることができる。かかる原料キサンタンガムとしてはまた、トウモロコシ澱粉やグルコース等を炭素源として、キサントモナス・カンペストリスを液体培養して得られる培養液から低級アルカノールで分別沈殿させるキサンタンガムの製造法において、分別沈殿後の濃縮したキサンタンガムおよび乾燥工程中のキサンタンガムを用いることができる。
【０００６】
原料の不揮発性有機溶媒（油脂類を除く）としては、沸点が１００℃以上の有機溶媒が望ましい、さらに望ましくは沸点が１２０℃以上で融点が９０℃以下の有機溶媒である。これらの不揮発性有機溶媒は加熱処理を８０℃から１５０℃の範囲で行うために、高沸点で低融点のものが望ましい。不揮発性有機溶媒は前述の条件を満たすものであれば特に制限はないが、その中でも極性が高い不揮発性有機溶媒を用いると、水均一分散性が良好で望ましい。以下に不揮発性有機溶媒の例を挙げるが、これに限定するものではない。塩基性有機溶媒類としては、ピリジンおよびＴＭＥＤ等がある。置換基としてエステル基、水酸基、カルボキシル基を持つものとしてグリセリン重合物、炭素数１〜４のアルカンジオール等の多価アルコール類、炭素数６〜２２の飽和脂肪酸および不飽和脂肪酸および分岐状脂肪酸等の脂肪酸類を挙げることができる。不揮発性有機溶媒の配合量は、キサンタンガムに対して０．０１重量％が望ましく、不揮発性有機溶媒の１種もしくは２種以上を配合することができる。配合量が０．０１重量％以下であると効果が十分でなく、５重量％で十分な耐塩性および水均一分散性が得られるが、５重量％以上の不揮発性溶媒が存在していても効果は同じである。
【０００７】
不揮発性有機溶媒含有キサンタンガムを製造するために、かかる原料のキサンタンガムと原料の不揮発性有機溶媒と混合し、さらに加熱するが、加熱は８０℃以上、好ましくは８０〜１５０℃で１５分〜５０時間、さらに好ましくは１００〜１５０℃で１５分〜６時間、さらに一層好ましくは１２０〜１５０℃で１５分〜４時間である。これらの条件において高温側で短時間が望ましい。加熱温度が低いと不揮発性有機溶媒含有が十分でなく、また長時間加熱では着色する可能性が大きくなる。
上述の加熱は、加熱方法、加熱媒体については特に限定するものではないが、以下の方法が挙げられる。例えば、十分な不揮発性溶媒を用い、キサンタンガム粉末を分散させ、加熱後、不必要な不揮発性溶媒をろ過もしくは揮発性有機溶媒で軽く洗浄して除く方法がある。または、沸点が低い揮発性溶媒中で常圧もしくは加圧条件下で加熱し、ろ過もしくは蒸留で不必要な揮発性溶媒を除去する方法がある。さらに、キサンタンガムに不揮発性有機溶媒を添加し、気体中で加熱する方法もある。いずれの方法も、酸素が存在する系では加熱着色がみられるために、空気を除去するか、もしくは空気をキサンタンガムと反応しない不活性な気体と置換するのが望ましい。気体の例としては空気、窒素、酸素、二酸化炭素、ヘリウム、アルゴン等を挙げることができる。
上述したキサンタンガムの処理方法は、市販の粉末状、顆粒状等のキサンタンガムを直接用いるだけでなく、キサンタンガムを発酵により製造する製造工程中で用いることもできる。
【０００８】
上記方法によって製造される不揮発性有機溶媒含有キサンタンガムは、その高い粘度特性において従来のキサンタンガムと異なる。すなわち、本発明の不揮発性有機溶媒含有キサンタンガムは、キサンタンガム濃度として０．５重量％となるように水へ添加し、２５℃で１時間攪拌した場合、２０００〜３００００ｍＰａ・ｓ（Ｂ型粘度計６ｒｐｍ  ２５℃）の粘度を示す。均一分散性を調べるために、分散条件を厳しく比較した。即ち、本発明品をキサンタンガム濃度として０．５重量％となるように水へ添加し、２５℃ないし８０℃で１時間攪拌し、分散させ、２５℃に冷却した後に粘度を比較すると、両者の粘度の差は、０〜５０％の範囲に収まった。一方、従来のキサンタンガムの乾燥品（９０℃、６時間加熱）の０．５重量％２５℃分散水溶液は１９８０ｍＰａ・ｓであるが、０．５重量％８０℃分散水溶液の２５℃における粘度が１１００ｍＰａ・ｓで６０％以上低下していることから、本発明の不揮発性有機溶媒含有キサンタンガムは、分散温度が異なっても高い粘度を維持し、かつ高い分散性を有するので驚異的である。なお、不揮発性有機溶媒を添加し加熱しない場合は、物性面に差がみられないことから本特許の必須条件は、キサンタンガムと第２成分である不揮発性有機溶媒を混合し、加熱することである。
【０００９】
本発明の不揮発性有機溶媒含有キサンタンガムは従来のキサンタンガムと同様な用途に用いることができるが、その際に従来品よりも少ない用量で同様の増粘効果を発揮することができる。その際に水溶液の耐塩性および水均一分散性が損なわれることなく増粘効果を発揮することができる。かかる本発明の不揮発性有機溶媒含有キサンタンガムは単独でまたは他の水溶液ゲル化剤、水溶液増粘剤、塩類、酸類、乳化剤等と組み合わせることで、安定なゲル、増粘剤、および乳化物を得ることができる。したがって、本発明の不揮発性有機溶媒含有キサンタンガムは、食品分野、化粧品分野、農薬分野、医薬品分野を始め、石油分野や塗料分野を含む一般工業分野において増粘剤、安定化剤、添加剤として用いられる。本発明を以下実施例、比較例および参考例によって具体的に説明するが、これらは本発明を例証するためのものであって、本発明を何等限定するものではない。
【００１０】
【実施例】
以下本発明の実施例および比較例を説明する。
＜従来のキサンタンガムの比較製造例１＞
キサンタンガム粉末を空気中で９０℃、１０５℃、１２５℃で乾燥した。乾燥工程中でサンプルを取り出し、物性を比較した。キサンタンガム濃度として０．５重量％となるように水へ添加し、２５℃で１時間攪拌し、もしくは８０℃で１時間攪拌して２５℃に冷却し粘度を測定した（Ｂ型粘度計：６ｒｐｍ、２５℃、ローターＮｏ．２もしくはＮｏ．３）。両者の水溶液を比較して、水均一分散性を比較した。さらに、２５℃分散溶液を等量の１重量％塩化ナトリウム溶液と混合させ、その分散性を比較することで耐塩性を調べた。結果を表１〜３に示す。
【００１１】
【表１】
0004462659.tif 000002
【００１２】
【表２】
0004462659.tif 000003
【００１３】
【表３】
0004462659.tif 000004
【００１４】
表１〜３から、乾燥が進んだキサンタンガムは、粘度が上昇するが、同時に耐塩性が低下し、さらに２５℃分散と８０℃分散の粘度の差が大きくなることから水均一分散性が悪化していることがわかる。
【００１５】
＜不揮発性有機溶媒含有キサンタンガムの製造例１＞
キサンタンガム粉末を５重量倍量の１，３―ブチレングリコールに添加し、９０℃で加熱した。加熱工程中でサンプルを取り出し、エタノールで軽く洗浄した。エタノールを減圧乾燥にて留去した。比較製造例１と同様の方法で物性を比較した。結果を表４に示す。
【００１６】
【表４】
0004462659.tif 000005
【００１７】
表４から、不揮発性有機溶媒含有キサンタンガムは、従来品に比べ、粘度が高く、しかも良好な耐塩性と水均一分散性を有していることがわかる。
【００１８】
＜不揮発性有機溶媒含有キサンタンガムの参考製造例２＞キサンタンガム粉末を５重量倍量のステアリン酸モノグリセリドを混合し、１０５℃で加熱した。加熱工程中でサンプルを取り出し、熱時ろ過にてステアリン酸モノグリセリドを除去した。比較製造例１と同様の方法で物性を比較した。結果を表５に示す。
【００１９】
【表５】
0004462659.tif 000006
【００２０】
表５から、不揮発性有機溶媒含有キサンタンガムは、従来品に比べ、粘度が高く、しかも良好な耐塩性と水均一分散性を有していることがわかる。
【００２１】
＜不揮発性有機溶媒含有キサンタンガムの製造例３＞
キサンタンガム粉末を３重量倍量のトリメチルエチレンジアミン（ＴＭＥＤ）を混合し、１０５℃で加熱した。加熱工程中でサンプルを取り出し、ろ過にてＴＭＥＤを除去した。比較製造例１と同様の方法で物性を比較した。
結果を表６に示す。
【００２２】
【表６】
0004462659.tif 000007
【００２３】
表６から、不揮発性有機溶媒含有キサンタンガムは、従来品に比べ、粘度が高く、しかも良好な耐塩性と水均一分散性を有していることがわかる。
【００２４】
＜不揮発性有機溶媒含有キサンタンガムの参考製造例４＞キサンタンガム粉末を５重量倍量の大豆油を混合し、１２５℃で加熱した。加熱工程中でサンプルを取り出し、熱時ろ過にて大豆油を除去した。比較製造例１と同様の方法で物性を比較した。結果を表７に示す。
【００２５】
【表７】
0004462659.tif 000008
【００２６】
表７から、不揮発性有機溶媒含有キサンタンガムは、従来品に比べ、粘度が高く、しかも良好な耐塩性と水均一分散性を有していることがわかる。
【００２７】
＜不揮発性有機溶媒含有キサンタンガムの参考製造例５＞キサンタンガム粉末に大豆油のヘキサン溶液を大豆油がキサンタンガムに対して３重量％となるように添加し、室温にてヘキサンを減圧留去した。得られたキサンタンガム粉末を空気中で１２５℃で乾燥した。乾燥工程中でサンプルを取り出し、比較製造例１と同様の方法で物性を比較した。結果を表８に示す。
【００２８】
【表８】
0004462659.tif 000009
【００２９】
表８から、不揮発性有機溶媒含有キサンタンガムは、従来品に比べ、粘度が高く、しかも良好な耐塩性と水均一分散性を有していることがわかる。
【００３０】
＜従来のキサンタンガムの比較製造例２＞
比較製造例１の表３のサンプルに、大豆油のヘキサン溶液を大豆油がキサンタンガムに対して３重量％となるように添加し、室温にてヘキサンを減圧留去した。比較製造例１と同様の方法で物性を比較した。結果を表９に示す。
【００３１】
【表９】
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【００３２】
表３および表９を比較すると、キサンタンガムに大豆油を添加した後に加熱しない場合は、物性に差がないことがわかった。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の不揮発性有機溶媒含有キサンタンガムは、高い粘度特性を有する水溶性増粘剤であり、水溶液にしたときの耐塩性および水への均一分散性に優れている。