(57)【要約】      （修正有）【課題】ドコサヘキサエン酸、エイコサペンタエン酸等のω-3不飽和脂肪酸を含むO/W型エマルジョンの酸化安定性を保つ製造方法の提供。【解決手段】水相と、ω-3不飽和脂肪酸を含む油相とを乳化してO/W型エマルジョンを製造する際に、周波数20kHz以上、出力200Ｗ以上の超音波を用いてO/W型エマルジョンの油滴に含まれるω-3不飽和脂肪酸の酸化安定性を保持するO/W型エマルジョンの製造方法。前記エマルジョンの平均滴径が２５０ｎｍ以下、多分散指数が０．３未満であるω−３不飽和脂肪酸を含むＯ／Ｗ型エマルジョン。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ω-3不飽和脂肪酸を含む油相と水相を周波数20kHz以上、出力200Ｗ以上の超音波により乳化して、酸化安定性を有するω-3不飽和脂肪酸を含むO/W型エマルジョンを得ることを特徴とするO/W型エマルジョンの製造方法。
【請求項２】
前記O/W型エマルジョンの平均液滴径が250nm以下、多分散指数が0.3未満であることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の製造方法により製造されたことを特徴とするω-3不飽和脂肪酸を含むO/W型エマルジョン。
【請求項４】
平均液滴径が250nm以下、多分散指数が0.3未満であることを特徴とする請求項３に記載のω-3不飽和脂肪酸を含むO/W型エマルジョン。
【請求項５】
ω-3不飽和脂肪酸成分を含む食品、補助食品、医薬品、動物薬、飼料及び補助飼料のいずれかの製品の製造において、請求項３または４に記載のω-3不飽和脂肪酸を含むO/W型エマルジョンの前記ω-3不飽和脂肪酸成分配合用としての使用方法。
【請求項６】
前記製品がマヨネーズ、ドレッシング、アイスクリーム、ドリンク、経腸栄養剤、ワクチン用アジュバント、アジュバントワクチン、家畜用代替乳等のエマルジョン形態の製品である請求項５に記載の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波を用いたω-3不飽和脂肪酸含有水中油滴（O/W型）エマルジョンの製造方法及びその用途に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドコサヘキサエン酸、エイコサペンタエン酸等のω-3不飽和脂肪酸は、血小板凝集抑制作用、血中コレステロール低下作用、脳機能改善作用（特許文献１、２）、抗アレルギー作用等の種々の作用を有することが知られている。また、ドコサヘキサエン酸、エイコサペンタエン酸等のω-3不飽和脂肪酸は油溶性成分である。そのままでは、水溶性成分への添加はできず、食品への添加などでは応用範囲が限定されていた。したがって、様々な食品にω-3不飽和脂肪酸を添加するには、O/W型エマルジョンや粉末油脂への調製が求められてきた。
しかしながら、ドコサヘキサエン酸、エイコサペンタエン酸等のω-3不飽和脂肪酸はω-6不飽和脂肪酸であるリノール酸等に比べて、酸化安定性が非常に悪く、酸化されると不快な臭いや味を呈する。そのため、ドコサヘキサエン酸、エイコサペンタエン酸等のω-3不飽和脂肪酸及びそれを含有する油脂の利用にあたっては、種々の酸化防止手段が講じられている。
ω-3不飽和脂肪酸の酸化防止方法としては、例えば、ω-3不飽和脂肪酸をトコフェロール、カテキン等の抗酸化剤と混合する方法、ゼラチン等でω-3不飽和脂肪酸をカプセル化する方法、不活性ガス雰囲気中にω-3不飽和脂肪酸を封入する方法等を挙げることができる。また、内相油中に易酸化性の脂溶性成分を配合し、外相油中に有機変性粘土鉱物を含む、O/W/O型の分散された複合エマルジョンとして易酸化性の脂溶性成分の酸化を防止する方法（特許文献３）、蛋白成分を含むエマルジョン中のpHを蛋白成分の等電点より酸性にする方法（特許文献４）、低ＤＥマルトデキストリンを含み、融点が約25℃よりも高い乳化剤により封入された油を含む組成物を調製する方法（特許文献５）等の工夫がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１−２７９８２７号公報
【特許文献２】特開平２−４９７２３号公報
【特許文献３】特表２００６−５１４５４１号公報
【特許文献４】特開平０９−２７６６７６号公報
【特許文献５】特表平２０１３−５３０６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記の各種酸化防止方法を用いても、ω-3不飽和脂肪酸の長期の安定性には問題が残り、ω-3不飽和脂肪酸の摂取にあたっては酸化臭による不快感があり、十分に満足できる酸化防止効果が得られない場合がある。
本発明の目的は、上記のような要望に応え、ドコサヘキサエン酸、エイコサペンタエン酸等のω-3不飽和脂肪酸を含むO/W型エマルジョンの酸化安定性を保つ製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明にかかるO/W型エマルジョンの製造方法は、ω-3不飽和脂肪酸を含む油相と水相を周波数20kHz以上、出力200Ｗ以上の超音波により乳化して、酸化安定性を有するω-3不飽和脂肪酸を含むO/W型エマルジョンを得ることを特徴とする。
本発明にかかる酸化安定性を有するω-3不飽和脂肪酸を含むO/W型エマルジョンは、上記の製造方法により製造されたものであることを特徴とする。
【０００６】
本発明にかかる酸化安定性を有するω-3不飽和脂肪酸を含むO/W型エマルジョンは、ω-3不飽和脂肪酸成分を含む食品、補助食品、医薬品、動物薬、飼料及び補助飼料のいずれかの製品の製造において、ω-3不飽和脂肪酸成分配合用として使用することができる。例えば、ドレッシング等の食品、ドリンク等の補助食品、ワクチン、経腸栄養剤等の医薬品及び動物薬、家畜用代替乳等の飼料及び補助飼料に応用することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、水相と、ω-3不飽和脂肪酸を含む油相との乳化によるO/W型エマルジョンの製造に超音波を利用することより、ドコサヘキサエン酸、エイコサペンタエン酸等のω-3不飽和脂肪酸を含むO/W型エマルジョンの酸化安定性を保つことができ、長期保存性を有するω-3不飽和脂肪酸含有O/W型エマルジョンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】超音波乳化法で調製したエマルジョンのΖ平均液滴径と多分散指数の関係を示す図である。
【図２】高圧乳化法で調製したエマルジョンのΖ平均液滴径と多分散指数の関係を示す図である。
【図３】各乳化法で作製したエマルジョンのヒドロペルオキシド量の経時変化を示す図である。
【図４】超音波乳化法で調製したエマルジョンのΖ平均液滴径と多分散指数の関係を示す図である。
【図５】撹拌乳化法で調製したエマルジョンのΖ平均液滴径と多分散指数の関係を示す図である。
【図６】各乳化法で作製したエマルジョンのヒドロペルオキシド量の経時変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明者等は、ドコサヘキサエン酸、エイコサペンタエン酸等のω-3不飽和脂肪酸を含むO/W型エマルジョンの酸化安定性を保つ方法の研究を進めていくうちに、撹拌乳化法、高圧乳化法、超音波乳化法のうち、超音波乳化法にて製造したエマルジョンが酸化安定性に優れていることを見出し、本発明を完成させるに至った。
即ち、本発明の第一は、周波数20kHz以上、出力200Ｗ以上の超音波発生装置を用いて、乳化することを特徴とする、酸化安定性の高い、ω-3不飽和脂肪酸を含むO/W型エマルジョンを製造する方法である。本発明の第二は、前記方法を用いて、平均液滴径が250nm以下、多分散指数が0.3未満であることを特徴とする、ω-3不飽和脂肪酸を含むO/W型エマルジョンを製造する方法である。本発明の対象となるω-3不飽和脂肪酸としては、例えばドコサヘキサエン酸、エイコサペンタエン酸が挙げられる。
【００１０】
本発明において、ω-3不飽和脂肪酸を含む油滴を水相中に分散させるために、界面活性剤又は乳化剤を用いることができる。界面活性剤又は乳化剤は、ω-3不飽和脂肪酸を含むO/W型エマルジョンの目的とする用途に応じて選択することができる。界面活性剤又は乳化剤としては、ショ糖脂肪酸エステル、アスコルビン酸脂肪酸エステル、ソルビンタン脂肪酸エステル、レシチン、モノグリセリドが特に好ましい。必要に応じて、界面活性剤及び乳化剤の少なくとも１種を用いることができる。
なお、界面活性剤及び乳化剤の少なくとも１種の添加量は、エマルジョン全体（油相＋液相）を基準として、0.01〜2(w/v)%で充分である。また、乳化処理において、水溶性もしくは脂溶性の抗酸化剤、又はサイクロデキストリン等の包接用化合物、キレート剤、pH調整剤等を併用することも可能である。
【００１１】
エマルジョン製造用の油相を構成する材料としては、油脂であれば特に制限なく使用できるが、例えば、ω-3不飽和脂肪酸を含む魚油、微細藻類抽出油、ω-6不飽和脂肪酸を含むゴマ油、大豆油などの一般の動植物油脂等も用いることができる。
魚油としては、好ましくは0〜99.9重量％の割合でω-3不飽和脂肪酸を含む魚油、特に好ましくは10〜70重量％の割合でω-3不飽和脂肪酸を含む魚油、最も好ましくは20〜40重量%の割合でω-3不飽和脂肪酸を含む魚油を用いることができる。
なお、油相用の油脂がω-3不飽和脂肪酸を含まない場合やω-3不飽和脂肪酸の含有量が目的とする量に達していない場合は、油脂に、ω-3不飽和脂肪酸自体あるいはω-3不飽和脂肪酸を含む油脂を添加してω-3不飽和脂肪酸の含有量を調整してもよい。
油相には、ω-3不飽和脂肪酸を含むO/W型エマルジョンの目的とする用途に応じて各種脂溶性の添加剤を含有させることができる。
【００１２】
エマルジョン製造用の水相を構成する材料としては、水を用いることができる。水相にも、ω-3不飽和脂肪酸を含むO/W型エマルジョンの目的とする用途に応じて各種水溶性の添加剤を含有させることができる。このような添加剤としては、カゼイン、乳清タンパク質、ゼラチン等のタンパク質、及びそれらの分解物等を挙げることができ、これらの少なくとも１種を用いることができる。
【００１３】
水相と油相の割合は、99.9：0.1〜50：50（重量基準）の範囲から選択することができる。
油相と水相を調製し、必要に応じて予備乳化処理を行ってから超音波による乳化を行う。乳化に用いる超音波としては、周波数20kHz以上、出力200Ｗ以上の超音波が用いられる。周波数及び出力の上限は特に限定されないが、周波数は1MHz以下、出力は16kW以下とすることができる。
油相と水相の混合物への超音波の照射方法としては、所定時間連続照射する方法、所定時間間欠照射する方法等、目的とする超音波乳化が可能となる照射方法を選択することができる。
【００１４】
乳化処理における超音波によりエマルジョンの単位面積あたりに投入されるエネルギーは、以下の式により算出することができる。
・単位面積あたりにかかるエネルギー(kJ/m3)＝電流(A)×電圧(V)×時間(sec)/エマルジョン全体の表面積(m3)
この単位面積あたりにかかるエネルギーは、0.01〜1.0 kJ/m3の範囲にあることが好ましい。
【００１５】
超音波乳化はO/W型エマルジョンにおける平均液滴径が250nm以下、多分散指数が0.3未満となるまで行うことが好ましい。また、平均液滴径及び多分散指数の下限は特に限定されないが、平均液滴径が50nm以上、多分散指数が0.01以上となるように超音波乳化を行えばよい。
超音波乳化を行う際の液温は、好ましくは4〜50℃、特に好ましくは4〜40℃、最も好ましくは、4〜10℃である。
本発明の製造方法により得られるω-3不飽和脂肪酸を含むO/W型エマルジョンは、水相中へのω-3不飽和脂肪酸を含む油滴の分散の際に、投与エネルギーの少ない超音波を用いることによって、O/W型エマルジョンの安定した形成をω-3不飽和脂肪酸の酸化安定性を保った状態で行うことができる。更に、こうして得られたO/W型エマルジョンではω-3不飽和脂肪酸が油滴中に含まれることで高い酸化安定性を有し、長期保存安定性に優れたω-3不飽和脂肪酸含有O/W型エマルジョンを得ることができる。
【００１６】
本発明にかかるω-3不飽和脂肪酸含有O/W型エマルジョンは、ω-3不飽和脂肪酸を含む各種製品の製造用素材として好適に利用することができる。このような製品としては、食品、補助食品、医薬品及び動物薬、飼料及び補助飼料等を挙げることがでる。本発明にかかるω-3不飽和脂肪酸含有O/W型エマルジョンはエマルジョンの形態を保持した状態で上記のような各種製品に添加することができ、エマルジョン形態の製品の素材として特に好適に利用できる。このようなエマルジョンの形態の製品としては、マヨネーズ、ドレッシング、アイスクリーム、ドリンク、経腸栄養剤、ワクチン用アジュバント、アジュバントワクチン、家畜用代替乳等を挙げることができる。これらの製品の製造において、ω-3不飽和脂肪酸配合用として本発明にかかるω-3不飽和脂肪酸含有O/W型エマルジョンを利用することができる。
【実施例】
【００１７】
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明の範囲は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００１８】
（実施例１）
（方法）
エマルジョンの構成成分、水相及び油相の調製方法
エマルジョンの構成成分を表１に示した。DHA含有精製魚油はマルハニチロ(株)のDHA含有精製魚油を使用した。澱粉分解物、カゼイン加水分解物、および水を混合し、60℃の湯浴で溶解し、これを水相とした。DHA含有精製魚油、グリセリン脂肪酸エステル、およびレシチンを混合し、80℃の湯浴で溶解し、これを油相とした。
【００１９】
【表１】
2016019484.tif 000002
【００２０】
各乳化方法によるエマルジョンの調製
・超音波乳化法
超音波乳化法によるエマルジョンの調製は、撹拌機(スリーワン  モータ1200G,Heidon)を用いて撹拌回転数9,600rpmで5分間、予備乳化処理を行った後、電気歪振動子型超音波乳化機(UD-201,トミー精工,超音波波数20KHz)を用いて行った。発振出力200Wで10分間乳化処理を行った。超音波は、1秒間のうち0.5秒間照射する間欠照射を行った。
・高圧乳化法
高圧乳化法によるエマルジョンの調製は、撹拌乳化機(Polytron PT3100,Kinematica)を用いて9,600rpmで5分間、予備乳化処理を行った後、ナノマイザーNM2-L100(吉田機械興業(株))を用いて行った。乳化処理時の操作圧力を175Mpaに固定し、処理回数を1回として乳化処理を行った。
予備乳化処理は、目視で水相と油相が均質化されたことが確認でき、平均液滴径500nm〜1mm程度を終了の目安とする。
すべての乳化操作時のエマルジョンの温度は40℃以下に制御し、エマルジョンに含まれる油の酸化促進を防いだ。
【００２１】
液滴径分布および分散安定性の測定
エマルジョンを暗所で30日間静置保存し、50mM NaCl水溶液で1/2000に希釈し、Ζ平均液滴径(流体力学的直径)および多分散指数(PdI)を動的光散乱法により測定した。
エマルジョンに含まれるヒドロペルオキシドの定量
各乳化法で作製したエマルジョンは、50℃、暗所で10日間静置保存し、鉄チオシアネート法を用いて試料に含まれるヒドロペルオキシド濃度を求めた。
過酸化脂質の標準物質であるクメンヒドロペルオキシド量を横軸、吸光度を縦軸としてプロットし、最少二乗法により回帰直線を求め、検量線を作成した。この検量線を用いてエマルジョンの過酸化物価をヒドロペルオキシド当量(POV値(nmol/l))で示した。
単位面積あたりにかかるエネルギー
下記の式に従い、エマルジョンの単位面積あたりに投入されたエネルギーを計算した。
・単位面積あたりにかかるエネルギー(kJ/m3)=電流(A)×電圧(V)×時間(sec)/エマルジョン全体の表面積(m3)/1000
・エマルジョン全体の表面積(m3)= 4π×(Ζ平均液滴径(nm)/109/2)2×エマルジョンの総数
・エマルジョンの総数=油相体積/エマルジョン1個当たりの体積
・エマルジョン1個当たりの体積= 4/3×π×（Ζ平均液滴径(nm)/109/2）3
【００２２】
（結果）
図１に超音波乳化法で調製したエマルジョンのΖ平均液滴径と多分散指数を示した。初発の液滴径は約150nmであり、保存30日目でもほとんど変化は見られなかった。同様にPdIも約0.1から変化せず、高い単分散性を保っていた。
図２に高圧乳化法で調製したエマルジョンのΖ平均液滴径と多分散指数を示した。初発の液滴径は約100nmであり、保存30日目でもほとんど変化は見られなかったが、PdIは初発約0.1から30日後では約0.16となっており、単分散性が低下したことが分かった。
図３に各乳化法で作製したエマルジョンのヒドロペルオキシド量の経時変化を示した。超音波乳化法で作製したエマルジョンのヒドロペルオキシド量は保存10日目においても初発からほとんど変化しなかったことから、酸化安定性は高いことが示された。一方、高圧乳化で作製したエマルジョンでは、経時的に上昇し、初発0から、10日目では450nmol-CuOOH/L-Oilに上昇したことから、酸化安定性は低いと考えられた。
表２に各乳化法で調製した時のエマルジョン単位面積あたりにかかるエネルギーを示した。超音波乳化法は、エネルギー量が小さく、平均液滴径200nm以下で、単分散であるエマルジョンを調製でき、高圧乳化法より効率的な方法である。
【００２３】
【表２】
2016019484.tif 000003
【００２４】
（実施例２）
（方法）
エマルジョンの構成成分、水相及び油相の調製方法
実施例1と同様の方法で調製した。
各乳化方法によるエマルジョンの調製
・超音波乳化法
実施例1と同様の方法で調製した。
・撹拌乳化法
撹拌乳化法によるエマルジョンの調製は撹拌乳化機(Polytron PT3100,Kinematica)を用いて行った。油相と水相を混合し、撹拌回転数を24,000rpmで5分間乳化処理を行った。
すべての乳化操作時のエマルジョンの温度は40℃以下に制御し、エマルジョンに含まれる油の酸化促進を防いだ。
液滴径分布および分散安定性の測定
乳化処理直後のエマルジョンを暗所で16日間静置保存し、50mM NaCl水溶液で1/2000の濃度に希釈し、Ζ平均液滴径(流体力学的直径)および多分散指数(PdI)を動的光散乱法により測定した。
エマルジョンに含まれるヒドロペルオキシドの定量
各乳化法で作製したエマルジョンは、50℃、暗所で10日間静置保存し、鉄チオシアネート法を用いて試料に含まれるヒドロペルオキシド濃度を求めた。
過酸化脂質の標準物質であるクメンヒドロペルオキシド量を横軸、吸光度を縦軸としてプロットし、最少二乗法により回帰直線を求め、検量線を作成した。この検量線を用いてエマルジョンの過酸化物価をヒドロペルオキシド当量(POV値(mmol/l))で示した。
単位面積あたりにかかるエネルギー
実施例1と同様の方法で計算した。
【００２５】
（結果）
図４に超音波乳化法で調製したエマルジョンのΖ平均液滴径と多分散指数を示した。初発の液滴径は約200nmであり、保存16日目でもほとんど変化は見られなかった。同様にPdIも約0.15から若干上昇し、16日目では約0.2となった。
図５に撹拌乳化法で調製したエマルジョンのΖ平均液滴径と多分散指数を示した。初発の液滴径は約260nmであり、継時的に上昇し、保存16日目では約350nmであった。また、PdIも約0.25から16日後では約0.4に上昇したことから、単分散性は低いと考えられた。
図６に各乳化法で作製したエマルジョンのヒドロペルオキシド量の経時変化を示した。超音波乳化法で作製したエマルジョンのヒドロペルオキシド量は保存10日目においても初発からほとんど変化しなかったことから、酸化安定性は高いと考えられた。一方、撹拌乳化で作製したエマルジョンでは、経時的に上昇し、初発0に対して、10日目では4.5mmol-CuOOH/L-Oilに上昇したことから、酸化安定性は低いと考えられた。
表３に各乳化法で調製した時のエマルジョン単位面積あたりに投入されたエネルギーを示した。超音波乳化法は、エネルギー量が小さく、平均液滴径200nm以下で、単分散であるエマルジョンを調製でき、撹拌乳化法より効率的な方法である。
【００２６】
【表３】
2016019484.tif 000004
【図１】
2016019484.tif 000005
【図２】
2016019484.tif 000006
【図３】
2016019484.tif 000007
【図４】
2016019484.tif 000008
【図５】
2016019484.tif 000009
【図６】
2016019484.tif 000010