(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素感受性油のエマルションの形成方法であって：
ａ）カゼイン、ダイズタンパク質、乳清タンパク質、ゼラチン、卵白アルブミン、およびそれらのタンパク質加水分解物から選択されるタンパク質と、単糖類、二糖類、三糖類、オリゴ糖類、およびブドウ糖シロップからなる群から選択される還元糖基を含有する炭水化物との水性混合物を調製する工程、
ｂ）前記油を該水相に分散させる工程、
ｃ）該混合物を均質化して水中油型エマルションを得る工程、
ｄ）工程ｂ）の前または工程ｃ）の後に、該水性混合物または該水中油型エマルションを一定期間６０℃〜１６０℃に加熱してタンパク質を凝固させることなくメイラード反応生成物を形成させ、該酸素感受性油に抗酸化性を提供する工程、
を含む、前記方法。
【請求項２】
追加の炭水化物を、エマルションを形成させた後に加える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
最終的なタンパク質：炭水化物重量比が１：４〜４：１である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
炭水化物の少なくとも１０重量％がタンパク質と反応する、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
タンパク質が、カゼインまたは乳清タンパク質単離物である、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
炭水化物が、ブドウ糖、乳糖、またはショ糖である、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
酸素感受性生成物を含有する粉末の形成方法であって、請求項１〜６のいずれか一項で定義されたａ）〜ｄ）工程に続き、エマルションを乾燥して粉末を形成させることを含む、前記形成方法。
【請求項８】
請求項７の方法によって得られる粉末。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれかに記載の方法によって得られるエマルション。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、酸素感受性の油または油溶性成分を含む食品成分の調製に関する。
【０００２】
発明の背景
酸素感受性油または酸素感受性油溶性成分は、食品成分の重要な一群である。それらの成分は、その酸素に対する感受性のため、その使い易さを向上させかつ保護された形にある必要がある。この範疇に属する商業的に重要な油は、一般に多価不飽和脂肪酸を含有する油である。
【０００３】
これらの成分は、一般食品、新規食品、機能性食品および栄養補助食品用の成分として適切な形に調製され、そして通常の輸送条件で貯蔵安定性を示す必要がある。通常、それらの成分を、その最終用途にしたがって、安定な水中油型エマルションまたは安定な粉末に加工する。
【０００４】
粉末油は、一般に、油をタンパク質中に封入してエマルションを形成させ、そのエマルションを乾燥して粉末油を形成させることにより、形成させる。特開平５−３０９０６号には、ジアセチル酒石酸エステルモノグリセリドと食用油をカゼイン酸ナトリウム水溶液中で混合し、乳化し、乾燥して粉末を形成させることにより製作されたそのような製品が、開示されている。
【０００５】
特開平５−９８２８６号には、γ−リノレン酸のような不飽和脂肪酸を、タンパク質加水分解物、例えばラクトアルブミン、ラクトグロブリンおよびカゼインで封入して、酸の酸化を妨げることが開示されている。タンパク質加水分解物は加水分解の程度により活性が変動し、これは異なる油でも変動しうる。さらに、油を封入するタンパク質膜の安定性は、常に十分なわけではない。酸化に対する保護は、主として、封入剤の抗酸化作用よりも、酸素と不飽和脂肪酸との接触を妨げるタンパク質加水分解物による。
【０００６】
米国特許第５６０１７６０号にはまた、乳清タンパク質を封入剤として用いた、乳脂およびオレンジ油のマイクロカプセル化が開示されている。この特許では、乳清タンパク質を炭水化物と混合してもよいことも、示唆されている。
【０００７】
米国特許第５１４３７３７号には、乳糖を含有する乳清溶液中に封入された不飽和油であって、乾燥して粉末を形成させた後、褐変させて封入マトリックス中にメイラード反応生成物を形成させたものから構成される動物飼料用栄養剤が開示されている。
【０００８】
本発明の目的は、良好な封入特性を有し、酸素感受性の油または油溶性生成物を保護するための抗酸化剤でもある、封入剤を提供することである。
【０００９】
発明の簡単な説明
この目標のために、本発明は、酸素感受性油または酸素感受性油溶性物質用の封入剤であって、タンパク質の水溶性混合物を、還元糖基を含有する炭水化物と反応させることにより調製される封入剤を提供する。
【００１０】
反応は、タンパク質中のアミノ酸の遊離アミン基と、炭水化物中の還元糖基の間で起こる。このタイプの反応は、一般にメイラード反応とよばれ、典型的には食品の非酵素的褐変でみられる。この反応は、食品の加熱加工中に起こる。本発明では、６０〜１６０℃の範囲内で加熱することにより、メイラード反応を促進する。本発明は、メイラード反応生成物［ＭＲＰ］は多価不飽和脂肪酸の存在下で抗酸化活性を示すことができるという認識に、部分的に根拠を置いている。本発明はまた、選択された膜形成性タンパク質材料で形成されたこれらのメイラード反応生成物が、酸素感受性の油または油溶性成分用の優れた封入剤をもたらすという発見に、基づいている。特許第５６０１７６０号では乳清タンパク質および炭水化物が封入剤として提案されているが、これらの成分を一緒に加熱しても、良好な封入特性を維持しつつ、酸素による劣化に対する抵抗性を大きく改善することは達成されなかった。したがって、一態様において、本発明は、タンパク質中に封入された、酸素感受性魚油もしくは魚油以外の他の酸素感受性油または酸素感受性油溶性物質の水中油型エマルションであって、該タンパク質が、封入された油を酸化から保護するのに十分なメイラード反応生成物を形成させるために、炭水化物存在下で加熱されている、水中油型エマルションを提供する。
【００１１】
油は、好ましくは食用油であり、エマルションまたはエマルションの乾燥により得られた粉末を、食品成分および飼料用栄養剤として用いる。
本発明の封入剤は、有効な抗酸化剤であるだけでなく、油滴の周囲に安定で強固な膜を形成する。
【００１２】
油の封入に有用なあらゆるタンパク質を、本発明のタンパク質成分として用いることができる。還元糖官能基を有する炭水化物を、タンパク質と反応させる。タンパク質は、好ましくは可溶性であり、メイラード反応の加熱範囲において安定である必要があり、カゼイン、ダイズおよび乳清タンパク質、ゼラチン、卵白アルブミン、ならびに遊離アミノ酸基の多いタンパク質加水分解物、例えばダイズタンパク質加水分解物を含む。タンパク質と炭水化物の反応では、条件がタンパク質のゲル化または凝固を確実に招かないように、注意を払う必要がある。これは、ゲル化または凝固により、タンパク質は良好な膜を形成できなくなるためである。好ましいタンパク質は、乳タンパク質、特にカゼインまたは乳清タンパク質単離物である。カゼインは、価格が安く、メイラード反応生成物を形成させるための加熱処理中にゲル化に対し優れた抵抗性を示すので、多くの用途でもっとも好ましいタンパク質である。乳児食での用途については、乳清タンパク質が好ましいタンパク質源である。
【００１３】
好ましい炭水化物は、還元基を有する糖であり、好ましくは単糖類（例えば：ブドウ糖、果糖）、二糖類（例えば：麦芽糖、乳糖）、三糖類、オリゴ糖およびブドウ糖シロップからなる群より選択される。はちみつを含むあらゆる還元糖源を用いることができる。タンパク質−炭水化物混合物中のメイラード反応生成物の量は、製品の保存寿命期間にわたり抗酸化活性を提供するのに十分な量が必要なので、重要である。好ましくは、封入前にタンパク質と炭水化物の間で必要とされる最低限の反応では、存在する糖の少なくとも１０％が消費される。形成されたメイラード反応生成物の進行度は、起きている変色の程度によってモニタリング［特定のタンパク質／炭水化物の組合せについて］することができる。別の手段は、未反応の糖の評価である。
【００１４】
本発明の別の一面では、酸素感受性油または酸素感受性油溶性物質の水中油型エマルションの形成方法であって、工程：
ａ）タンパク質と、還元糖基を含有する炭水化物との水性混合物を調製し、
ｂ）その混合物を、一定期間６０℃〜１６０℃に加熱して、凝固させることなく十分なメイラード反応生成物を形成させ、
ｃ）前記油相をその水相に分散させる、
を含む方法を提供する。
【００１５】
エマルションは、あらゆる従来の均質化手順を用いるか、またはマイクロ流動化(microfluidisation)により、形成させてもよい。
好ましくは、エマルションは、最大２ミクロンの体積中央粒径(volume median  particle diameter)を有し、油相はエマルションの約２５重量％である。より高レベル、最高５０重量％の油相も、調製することができる。
【００１６】
粉末を形成させるためには、エマルションをあらゆる従来の乾燥法により乾燥して、含水率を５％以下にする。そのような粉末は、最高約８０％ｗ／ｗの油からなるであろう。
【００１７】
水性混合物中のタンパク質含量は５〜１５重量％で、炭水化物は１〜１５重量％である。加熱後、追加的な炭水化物もしくはタンパク質または両成分を、タンパク質：炭水化物重量比が１：４〜４：１になるように加えてもよい。好ましい最終比は、用いたタンパク質および炭水化物のタイプにより、１：２〜２：１である。タンパク質および炭水化物の量は、乳化する油の量、油相の酸素感受性および製品の予想貯蔵期間に依存するであろう。
【００１８】
水相のｐＨは４〜１０、好ましくは６〜８である。水相のｐＨ範囲は、用いたタンパク質の等電ｐＨに依存し、これは、さまざまなｐＨでのタンパク質の溶解度に順次影響を与える。
【００１９】
加熱期間は、水性混合物を加熱して到達させる温度に依存するであろう。熱感受性タンパク質については、より低温でのより長い加熱期間が適切であることができる。本発明は、乳化の前後のいずれかにメイラード反応を実施した後に乾燥すると、より強固なエマルションまたは粉末が得られ、酸素感受性油の分解が回避されるという発見に、部分的に根拠を置いている。
【００２０】
本発明に有用な油または油溶性生成物は、食品および医薬に用いられるものであり、酸化による劣化に対し感受性を示す。それらの油には、多価不飽和脂肪酸を含有するものが含まれる。
【００２１】
油相を加えて、最高５０重量％の油を有するエマルションを形成させる。乳化は、最終的な成分の適用により、体積中央粒径が５ミクロン未満、好ましくは２ミクロン未満になるように実施する。
【００２２】
本明細書の全体をとおして、酸素感受性油という用語は、酸素に対し感受性を示し、油相に溶解または分散している、油、脂肪、または油溶性生成物を意味する。
【００２３】
本発明に有用な油または油溶性生成物は、食品および医薬に用いられるものであり、酸化による劣化に対し感受性を示す。それらの油には、多価不飽和脂肪酸を含有するもの、例えば、カノラ油、ボラージ油、月見草油、ベニバナ油、ヒマワリ油、アマニ油、小麦胚芽油およびグレープシード油(grapeseed oil)、ならびに、マグロ、ニシン、サバ、イワシ、タラの肝臓、およびサメなどの魚から得られる魚油が含まれる。酸素感受性の乳脂肪または他の脂肪も、本発明に従って封入することができる。酸化からの保護を必要とする油溶性成分には、ビタミンＡ［レチノール］、ビタミンＤ［カルシフェロール］、ビタミンＥ、トコフェロール、トコトリエノール、ビタミンＫ［キノン］およびβ−カロテン［プロ−ビタミン−Ａ］が含まれる。
【００２４】
本発明に従って製作された水中油型エマルションおよび粉末は、乳児用調合乳、ヨーグルト、飲料、ＵＨＴ飲料、パスタ製品、パンおよびベーカリー製品、プロセスチーズなどの製作において成分として適している。また、アイスクリーム、乳製品デザート、コーヒー用クリーム、スープのもと、および増量した乳製品における別の油脂源として用いてもよい。本封入剤を、栄養補助物の用途に用いることもできる。
【００２５】
粉末を追加的にコーティングして、それらの性能を向上させることができ、例えば、中鎖トリグリセリド［ＭＣＴ］でコーティングすると栄養上の利点が得られ、またはデンプンでコーティングすると粉末の流動性が向上する。用いられるタンパク質および炭水化物の選択では、注意を払わなければならない。これは、これらの中には、十分に変色して、カラメル化した風味を示すものがあるためで、これは、一部の風味成分の封入には適さない可能性がある。
【００２６】
発明の詳細な説明
多くの配合物を、一部は本発明に従って、一部は比較を目的として、調製した。
【００２７】
エマルションの配合
マグロ魚油は長鎖多価不飽和脂肪酸を大量に含有するので、大部分の実施例ではそれを油として選択して用いた。それは本来不安定で、空気に曝されると容易に酸化する。実施例に用いられた他の油には、月見草油（ＥＰＯ）および無水乳脂（ＡＭＦ）である。
【００２８】
一定範囲の配合物を、タンパク質および／または炭水化物と油との異なる比率での混合物を用いて調製した。配合物は、最終粉末中に４０〜６０％の脂肪を含有するように調製した。
【００２９】
これらの実施例に用いられたタンパク質は、カゼイン酸ナトリウム、乳清タンパク質単離物（ＷＰＩ）、ダイズタンパク質単離物（ＳＰＩ）、脱脂粉乳（ＳＭＰ）、カゼイン加水分解物（ＨＣＰ）および乳清タンパク質加水分解物（ＨＷＰ）であった。単独または組み合わせて用いられた糖は、ブドウ糖、乳糖、ショ糖、オリゴ糖および乾燥ブドウ糖シロップであった。一部の配合では、多糖類である高メトキシペクチンまたはカラゲナンを、タンパク質−糖混合物に加えた。
【００３０】
エマルションの調製
一般に、タンパク質を、最初に５０〜６０℃で水に分散させ、水浴中で少なくとも３０分間加水分解させた。炭水化物の一部または全量を、タンパク質溶液の一部または全量に加えた。ｐＨを所望のｐＨ（６．５〜７．５）に調整した。メイラード反応生成物の形成を促進するために、これらのタンパク質−炭水化物混合物を９０〜１００℃で加熱するか、または３０〜９０分間還流し、５０℃に冷却した。タンパク質または炭水化物の全量を用いなかった場合、タンパク質または炭水化物の残量を、加熱処理後に加えた。５０〜６０℃に加熱した油を、Ｓｉｌｖｅｒｓｏｎ実験室用高剪断ミキサーを用いてタンパク質−炭水化物溶液に加えた。その後、このエマルションの前の混合物(pre-emulsion mixture)を、Ｒａｎｎｉｅ実験室用高圧ホモジナイザーを用いて、５０〜６０℃、３５０ｂａｒの圧力（一段）または３５０および１００ｂａｒの圧力（二段の場合）で均質化した。いくつかの場合では、８００ｂａｒで操作されるマイクロ流動化装置を用いた。いくつかの場合では、加熱したタンパク質−炭水化物溶液中に油を分散させた後に、追加的な炭水化物を加えた。ＭＲＰの形成は、乳化後、乾燥前に行ってもよい。
【００３１】
エマルションの噴霧乾燥
エマルションを、ツイン流動ノズルを備えたＤｒｙｔｅｃ実験室用噴霧乾燥機を２．０ｂａｒの噴霧圧で用いて乾燥した。供給物は噴霧前に６０℃に加熱し、入口部および出口部の気温は、それぞれ１８０℃および８０℃であった。
【００３２】
粉末状遊離脂肪の分析
粉末の遊離脂肪含量を、封入効率の指標とみなした。粉末中の遊離脂肪の概算は、四塩化炭素の代わりに石油エーテルを用いた点を除き、Ｐｉｓｅｃｋｙによる方法（Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｍｉｌｋ  Ｐｏｗｄｅｒ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ，１９９７年，ｐ２０６）に準拠していた。５０ｍｌの石油エーテル（沸点４０〜６０℃）を１０ｇの粉末に加えた。混合物を、栓をしたフラスコ内で１５分間撹拌した。その混合物を濾過し、ロータリーエバポレーターを用いて溶媒を６０℃で蒸発させた。その後、残った脂肪残渣を、１０５℃のオーブンで１時間乾燥した。
【００３３】
エマルションの油滴の大きさ
均質化したエマルション中の油滴の大きさを、Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ−Ｘレーザー回折粒径分析計を用いて測定した。エマルションをサンプリングし、測定セルに直接加えた。体積中央径Ｄ（ｖ、０．５）を測定し、エマルションの大きさの指標として用いた。
【００３４】
短時間粉末安定性試験
１０ｍｌバイアルを、マグロ油粉末試料で半分まで満たし、４および３５℃で３週間貯蔵した。８人の回答者に、３５℃で貯蔵した粉末試料の鮮度および酸敗の程度を、バイアルの開封直後に試料のにおいを嗅いで採点するよう依頼した。試料のそれぞれを、異なる回答者（訓練した人と、訓練していない人）が４回繰り返して評価し、酸敗の評点を平均し、比較した。それらの評点を、貯蔵した試料の劣化程度を評価するためのスクリーニング技術として用いた。
プロパナールヘッドスペース分析によるマイクロカプセルの安定性の定量
プロパナールを、調製したエマルションおよび粉末油の酸化的安定性の指標として用いた。粉末またはエマルション試料（１ｇ）をガラスバイアル（２０ｍｌ）中に密封した後、４０℃で３０分間平衡化した。１０ｍｌのヘッドスペースを、Ｐｅｒｋｉｎ  Ｅｌｍｅｒ  Ｍｏｄｅｌ  ＨＳ４０ヘッドスペースオートサンプラー、ならびにＤＢ１溶融シリカキャピラリーカラム（３０ｍ、内径０．３２、４ミクロン膜）およびＦＩＤ検出器を取り付けたＰｅｒｋｉｎ  Ｅｌｍｅｒ  Ｍｏｄｅｌ  Ａｕｔｏ−ｓｙｓｔｅｍ  ＸＬキャピラリーガスクロマトグラフを用いて分析した。既知量のプロパナールをスパイクした(spiked)試料で分析を繰り返し、分析についての定量的値を得た。いくつかの場合では、内部標準（ＩＳ）の３−メチルブタナールを用いた。
【００３５】
実施例１
１．１粉末
カゼイン酸Ｎａおよび糖を含有する脂肪を４０〜６０％含有する粉末を、（ａ）加熱したカゼイン酸Ｎａ−還元糖混合物および（ｂ）加熱していないカゼイン酸Ｎａ−糖混合物を封入剤として用いて製作した。低い酸敗臭の評点は、一般に、還流していない（６０℃−３０分間加熱した）場合に比べ、加熱した（還流した−３０分間）カゼイン酸Ｎａ−糖混合物を含有する系で得られた。還流および加熱した（６０℃−３０分間）タンパク質−糖混合物で製作した粉末の選択例（４０％脂肪、２０％タンパク質、４０％糖）は、還流により、酸敗臭の発生に対する粉末の抵抗性が改善されることを示した（表１．１）。同様に、ペクチンを加えた粉末（６０％脂肪：１３．３％タンパク質：２６．６％糖：０．１２％ペクチン）で、還流したカゼイン酸−糖系が、６０℃−３０分間加熱した系に比べ優れた封入剤であるという傾向が得られた（表１．１）。
【００３６】
【表１】
0004271891.tif 000002
【００３７】
１．２エマルション：
１４〜２０％の脂肪を含有するエマルションを、（ａ）還流したカゼイン酸Ｎａ−糖混合物および（ｂ）加熱した（６０℃−３０分間）カゼイン酸Ｎａ−糖混合物を封入剤として用いて、ペクチンを加えてまたは加えずに製作した。調製したすべてのエマルションは、２μｍ未満の微細エマルションを生じた（表１．２）。
【００３８】
【表２】
0004271891.tif 000003
【００３９】
実施例２
粉末の特性に対する、均質化時のエマルション全固形分の影響
２．１粉末
粉末状遊離脂肪に対する、均質化時のエマルションの全固形分の影響は、用いられたタンパク質封入剤のタイプに依存していた（表２．１）。乳清タンパク質単離物−糖系では、均質化時の固形分濃度が高いほど、粉末状遊離脂肪は少ないが、酸敗臭の評点は高かった。しかしながら、カゼイン酸−糖系（表２．１）では、均質化時の固形分濃度が高いほど、粉末状遊離脂肪および酸敗臭の評点の両方が高かった。
【００４０】
【表３】
0004271891.tif 000004
【００４１】
２．２エマルション：
２１〜２７％の脂肪を含有するエマルションを、（ａ）加熱したタンパク質−還元糖混合物および（ｂ）加熱していないタンパク質−糖混合物を封入剤として用いて製作した。それらのエマルションを、異なる全固形分濃度で調製した。エマルションの大きさに対する、均質化時のエマルションの全固形分の影響は、タンパク質封入剤のタイプと用いた濃度に依存していた（表２．２）。乳清タンパク質単離物−糖系では、エマルションの大きさは同様であった。しかしながら、カゼイン酸−糖系（表２．２）では、全固形分が多いほど、大きなエマルションの大きさが観察された。調製したすべてのエマルションは、２μｍ未満の微細エマルションを生じた。
【００４２】
【表４】
0004271891.tif 000005
【００４３】
タンパク質：炭水化物比の影響
２．３粉末
４０〜６０％のマグロ油を含有する粉末を、異なるタンパク質対糖の比で調製した。油の含量が同じ粉末の配合では、粉末状遊離脂肪は、タンパク質：炭水化物の比が１：２の場合の方が、比が１：１の場合に比べて少なかった。
【００４４】
【表５】
0004271891.tif 000006
【００４５】
２．４エマルション
４０〜６０％のマグロ油を含有するエマルションを、異なるタンパク質対糖の比で調製した。調製したすべてのエマルションは２μｍ未満の粒径を有し、エマルションの大きさは、タンパク質：炭水化物比が１：２の配合での方が、比が１：１の場合に比べて小さかった（表２．４）。
【００４６】
【表６】
0004271891.tif 000007
【００４７】
油の添加段階の影響
２．５粉末
結果は、炭水化物の添加前に油を添加すると、粉末状遊離脂肪が少なくなることを示した（表２．５）。このことから、エマルションの形成時にタンパク質が炭水化物と競合しないことが予想されうる。
【００４８】
【表７】
0004271891.tif 000008
【００４９】
２．６エマルション
結果は、炭水化物の添加前に油を添加すると、粒径が小さくなることを示した（表２．６）。このことから、乳化時にタンパク質が炭水化物と一般に競合せず、この結果、より均一なタンパク質層が界面に形成し、より良好なエマルションが得られると、予想されうる。
【００５０】
【表８】
0004271891.tif 000009
【００５１】
実施例３
カゼイン−糖メイラード反応生成物（ＭＲＰ）を封入剤として有する６０％マグロ油の粉末の特性に対する、異なる加工条件の影響の例示
６０％マグロ油を含有する粉末を、カゼインと糖の反応から生じるメイラード反応生成物を封入剤として用いて調製した。異なる加工変数の組合せを、部分因子設計(fractional factorial design)を用いて選択して、粉末の性質および貯蔵中の安定性に対するこれらの変数の影響を調査した。油をタンパク質−糖混合物中に乳化した。ここで、その混合物は、少なくとも９０℃で３０分間、または混合物を９０分間還流することにより、加熱しておく。その後、エマルションを均質化し、次に乾燥して粉末にした。その粉末の遊離脂肪含量を粉末生成後に定量した。これらは１〜２０％で、用いた加工変数の組合せに大きく影響されていた。粉末試料（８０ｇ）を２リットルプラスチック容器内に貯蔵して、ヘッドスペースに十分な酸素を提供し試料の酸化を促進した。これらを、３５℃で４週間貯蔵した。プロパナールを、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）を用いて定量した（静的ヘッドスペース分析）。
【００５２】
したがって、封入効率および粉末安定性は、適切な加工変数の組合せおよび配合を選択することにより、最適化することができる（表３）。
【００５３】
ｐＨの影響：
プロパナールのヘッドスペース濃度に対するｐＨ（６．５〜７．５）の影響は顕著であった（ｐ＜０．００１）。この結果は、加熱時のカゼイン−糖水溶液のｐＨが、非常に重要であることを示唆していた。その結果は、ｐＨを６．５から７．５に上昇させるとプロパナール濃度が低下する点で、この傾向を明らかに示した。このｐＨの影響は、異なる糖を用いた場合、カゼイン−糖比を１：１から１：２に変化させた場合、そして同様に糖のすべてまたは一部を加熱した場合に、一貫したものであった（表３）。
【００５４】
ＭＲＰを形成させるための、加熱時の糖濃度の影響
粉末状遊離脂肪に対する加熱時の糖濃度の影響は顕著であった（ｐ＝０．０１９）。加熱時の糖濃度を２．５％から１２％に上昇させると、得られた粉末の貯蔵中のプロパナールは少なかった。この影響は、タンパク質対糖の比が非常に小さい場合も、より顕著である（表３）。
【００５５】
カゼイン−糖比の影響
カゼイン−糖比のプロパナールに対する影響は顕著であった（ｐ＝０．０２５）。その結果は、配合中の糖の量を増加させると、貯蔵した粉末中のプロパナール濃度が低くなることを示した。これは、カゼイン−糖比が１：２の粉末は、カゼイン−糖比が１：１の粉末に比べ、酸化に対しより安定であることを示唆していた（表３）。
【００５６】
均質化および加熱処理の影響
均質化と加熱処理の間に、若干の相互作用があった。均質化と加熱処理の相互作用は顕著であった（ｐ＝０．０３５）。これらの結果は、２段階（３５０＋１００ｂａｒ）でのエマルションのより高温における加熱処理と均質化は、粉末の安定性を著しく改善することを示唆している（表３）。
【００５７】
【表９】
0004271891.tif 000010
【００５８】
【表１０】
0004271891.tif 000011
【００５９】
実施例４
乳清タンパク質単離体（ＷＰＩ）−糖混合物から形成されたＭＲＰの、封入剤としての使用の実証
マグロ油を含有する粉末を、ＷＰＩと糖の反応から生じたメイラード反応生成物を封入剤として用いて調製した。少なくとも９０℃で３０分間加熱するか、または３０分間還流しておいたタンパク質−糖混合物中に、油を乳化した。その後、エマルションを均質化またはマイクロ流動化し、次に乾燥して粉末にした。その粉末の遊離脂肪含量を粉末生成後に定量し、これらは４〜８％であった。粉末試料（８０ｇ）を２リットルプラスチック容器内に貯蔵して、ヘッドスペースに十分な酸素を提供し、試料の酸化を促進した。これらを、３５℃で４週間貯蔵した。プロパナールを、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）を用いて定量した（静的ヘッドスペース分析）。
【００６０】
ＭＲＰを、他のタンパク質（カゼイン以外）を糖と反応させて形成させ、封入剤として用いることができる。封入効率および粉末安定性は、適切な加工変数の組合せおよび配合を選択することにより、最適化することができる（表４）。
【００６１】
【表１１】
0004271891.tif 000012
【００６２】
実施例５
固体脂指数の高いマグロ油のブレンドにＭＲＰを封入剤として使用することの実証
マグロ油およびブレンドを含有する粉末を、ＷＰＩと糖の反応から生じたメイラード反応生成物を封入剤として用いて調製した。６０℃、９０℃で加熱するか、または３０分間還流しておいたタンパク質−糖混合物中に、油を乳化した。その後、エマルションを均質化し、次に乾燥して粉末にした。その粉末の遊離脂肪含量を粉末生成後に定量し、これらは３〜５％であった。粉末試料（８０ｇ）を２リットルプラスチック容器内に貯蔵して、ヘッドスペースに十分な酸素を提供し、試料の酸化を促進した。これらを、３５℃で４週間貯蔵した。プロパナールを、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）を用いて定量した（静的ヘッドスペース分析）。
【００６３】
マグロ油ブレンドを含有する粉末は、ＭＲＰを封入剤として用いた場合、酸化に対してより安定であった（表５）。
【００６４】
【表１２】
0004271891.tif 000013
【００６５】
実施例６
粉末およびエマルション中のマグロ油を酸化から保護するために必要とされるメイラード反応生成物の最低進行度の実証
６．１粉末
マグロ油を含有する粉末を、カゼインと糖の反応から生じたメイラード反応生成物を封入剤として用いて調製した。少なくとも６０℃で１０分間から最高１００℃で９０分間加熱しておいたタンパク質−糖混合物中に、油を乳化した。その後、エマルションを均質化し、次に乾燥して粉末にした。その粉末の遊離脂肪含量を粉末生成後に定量し、これらは０．６〜１．５％であった。粉末試料（８０ｇ）を２リットルプラスチック容器内に貯蔵して、ヘッドスペースに十分な酸素を提供し、試料の酸化を促進した。これらを、３５℃で４週間貯蔵した。プロパナールを、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）を用いて定量した（静的ヘッドスペース分析）。
【００６６】
酸化に対するマグロ油粉末の安定性は、貯蔵した粉末のヘッドスペース中のプロパナールのレベルで示されるように、これらの粉末の製造中にカゼイン−糖混合物に適用した加熱処理の程度（時間／温度）に依存していた。酸化に対するマグロ油粉末の安定性は、タンパク質−糖混合物をより高温で加熱処理すると改善された。完成した粉末に与えられた保護の程度は、以下の場合に伴い向上した：
・反応した糖の量によって測定されるメイラード反応の進行度が向上する
・カゼイン−糖混合物に適用される加熱処理温度を、６０℃から１００℃に上昇させる
・カゼイン−糖混合物に適用される一定温度での加熱時間を、１０から９０分間に延長する
油の所望の保護レベルを得るためには、タンパク質−糖混合物中の糖の少なくとも約１０％を反応させなければならない（表６．１）。
【００６７】
【表１３】
0004271891.tif 000014
【００６８】
【表１４】
0004271891.tif 000015
【００６９】
６．２エマルション
マグロ油を含有するエマルションを、カゼインと糖の反応から生じたメイラード反応生成物を封入剤として用いて調製した。少なくとも６０℃で１０分間から最高１００℃で９０分間加熱しておいたタンパク質−糖混合物中に、ホモジナイザーを用いて油を乳化した。エマルションを４℃で４週間貯蔵し、分析した。プロパナールを、ＧＣを用いて定量した（静的ヘッドスペース分析）。
【００７０】
酸化に対するマグロ油エマルションの安定性は、貯蔵したエマルションのヘッドスペース中のプロパナールのレベルで示されるように、これらのエマルションの製造中にカゼイン−糖混合物に適用した加熱処理の程度（時間／温度）に依存していた。酸化に対するマグロ油エマルションの安定性は、タンパク質−糖混合物の加熱処理により改善された。完成したエマルションに与えられた保護の程度は、以下の場合に伴い向上した：
・反応した糖の量によって測定されるメイラード反応の進行度が向上する
・カゼイン−糖混合物に適用される加熱処理温度を、６０℃から１００℃に上昇させる
・カゼイン−糖混合物に適用される一定温度での加熱時間を、１０から９０分間に延長する
油の所望の保護レベルを得るためには、タンパク質−糖混合物中の糖の少なくとも約１０％を反応させなければならない（表６．２）。
【００７１】
【表１５】
0004271891.tif 000016
【００７２】
【表１６】
0004271891.tif 000017
【００７３】
実施例７
マグロ油または他の油にメイラード反応生成物を封入剤として使用することの実証
７．１粉末
これらの実施例により、タンパク質−糖混合物の反応により形成されたＭＲＰを、マグロ油および他の油用の封入剤として使用することを実証する。６０℃−３０分間または９８℃−３０分間で加熱しておいたタンパク質−糖混合物に、油を乳化した。マグロ油、月見草油（ＥＰＯ）または無水乳脂（ＡＭＦ）を含有する均質化したエマルションを、次に乾燥して粉末にした。粉末中の遊離脂肪を粉末生成後に定量し、これは０．６〜２．２％であった。粉末試料（８０ｇ）を２リットルプラスチック容器内に貯蔵し、ヘッドスペースに十分な酸素を提供して試料の酸化を促進し、３５℃で４週間貯蔵した。プロパナールを、ＧＣを用いて定量した（静的ヘッドスペース分析）。
【００７４】
試験したすべての油（マグロ油、ＥＰＯまたはＡＭＦ）を含有する粉末は、ＭＲＰを封入剤として用いた場合、酸化に対しより安定であった（表７．１）。
【００７５】
【表１７】
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【００７６】
７．２エマルション
マグロ油、月見草油（ＥＰＯ）および無水乳脂（ＡＭＦ）を含有するエマルションを、カゼインと糖の反応から生じたメイラード反応生成物を封入剤として用いて調製した。９８℃で３０分間加熱した後のタンパク質−糖混合物中に油を乳化し、均質化した。エマルションを４℃で４週間貯蔵し、分析した。プロパナールを、ＧＣを用いて定量した（静的ヘッドスペース分析）。
【００７７】
【表１８】
0004271891.tif 000019
【００７８】
実施例８
脂溶性ビタミンを保護するための封入剤としての、メイラード反応生成物の使用範囲の拡大
８．１粉末
以下の実施例は、メイラード反応生成物を、脂溶性ビタミン用の封入剤として用いることを例示している。タンパク質を、６０℃で３０分間または９８℃で３０分間糖と反応させて、ＭＲＰを形成させた後、エマルションを形成させる。中鎖トリグリセリド（ＭＣＴ）中の混合カロテノイドを、カゼイン−糖反応溶液中に乳化し、次に乾燥して粉末にした。粉末中の遊離脂肪を粉末生成後に定量し、これは２．０〜２．５％であった。粉末中のカロテン含量を、ＵＶ−可視分光法を用いて定量した。
【００７９】
【表１９】
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【００８０】
８．２エマルション
以下の実施例は、メイラード反応生成物を、エマルション系中の脂溶性ビタミン用の封入剤として用いることを例示している。混合カロテノイドを含有するエマルションを、カゼインと糖の反応から生じたメイラード反応生成物を封入剤として用いて調製した。６０℃で３０分間または９８℃で３０分間加熱した後のタンパク質−糖混合物中に混合カロテノイドを乳化し、均質化した。エマルション中のカロテン含量を、ＵＶ−可視分光法を用いて定量した。
【００８１】
【表２０】
0004271891.tif 000021
【００８２】
実施例９
鉄塩（硫酸第一鉄）を添加した長鎖多価不飽和（ＬＣＰ）油を保護するための封入剤としての、メイラード反応生成物の使用範囲の拡大
９．１粉末
以下の実施例は、メイラード反応生成物を、鉄塩（硫酸第一鉄）を添加した長鎖多価不飽和（ＬＣＰ）油の保護用の封入剤として用いることを例示している。タンパク質を６０℃で３０分間または９８℃で３０分間糖と反応させて、ＭＲＰを形成させた後、エマルションを形成させ、次に乾燥した。５０％マグロ油を含有する粉末を、硫酸第一鉄とドライブレンドした。鉄塩を含有する粉末試料（８０ｇ）を２リットルプラスチック容器内に貯蔵し、ヘッドスペースに十分な酸素を提供して試料の酸化を促進し、３５℃で４週間貯蔵した。プロパナールを、ＧＣを用いて定量した（静的ヘッドスペース分析）。
【００８３】
ＭＲＰ（９８℃、３０分間で形成させた）を封入剤として使用すると、マグロ油と鉄塩のドライブレンド中の油は、加熱処理がより穏やかな対応する試料に比べ、より保護されていた（表９．１）。
【００８４】
【表２１】
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【００８５】
９．２エマルション
マグロ油を含有するエマルションを、カゼインと糖の反応から生じたメイラード反応生成物を封入剤として用いて調製した。６０℃で３０分間または９８℃で３０分間加熱した後のタンパク質−糖混合物中に油を乳化し、均質化した。均質化後、エマルション中に鉄を加えて溶解させた。エマルションを４℃で４週間貯蔵し、分析した。プロパナールを、ＧＣを用いて定量した（静的ヘッドスペース分析）。
【００８６】
アニシジン値によって示されるように、６０℃で３０分間加熱しておいた試料中の二次酸化生成物が、９８℃で３０分間加熱しておいた場合に比べ高レベルであったことは、ＭＲＰが油の保護を与えたことを実証していた。過酸化物は一次酸化生成物であるので、６０℃で３０分間加熱した試料ではその値が小さいこととアニシジン値が大きいことを結びつけて考えると、過酸化物の一部が他の生成物に分解したことを示唆していた。
【００８７】
ＭＲＰ（９８℃、３０分間で形成させた）を封入剤として使用すると、Ｆｅを強化したエマルション中の油は、加熱処理がより穏やかな対応する試料の場合に比べ、より保護されていた（表９．２）。
【００８８】
【表２２】
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【００８９】
実施例１０
選択した栄養補助物と組み合わせた長鎖多価不飽和（ＬＣＰ）油を保護するための封入剤としての、メイラード反応生成物の使用範囲の拡大
１０．１粉末
以下の実施例は、メイラード反応生成物を、選択した栄養補助物と組み合わせた長鎖多価不飽和（ＬＣＰ）油の保護用の封入剤として用いることを例示している。タンパク質を６０℃で３０分間または９８℃で３０分間糖と反応させて、ＭＲＰを形成させた後、エマルションを形成させ、次に乾燥した。５０％マグロ油を含有する粉末を、選択した栄養補助物とドライブレンドした。カルシウム、葉酸またはイソフラボンのいずれかを含有するマグロ油粉末試料（８０ｇ）を２リットルプラスチック容器内に貯蔵し、ヘッドスペースに十分な酸素を提供して試料の酸化を促進し、３５℃で４週間貯蔵した。プロパナールを、ＧＣを用いて定量した（静的ヘッドスペース分析）。
【００９０】
ＭＲＰ（９８℃、３０分間で形成させた）を封入剤として使用すると、マグロ油粉末と他の栄養補助物のドライブレンド中の油は、加熱処理がより穏やかな対応する試料に比べ、一般により保護されていた（表１０．１）。
【００９１】
【表２３】
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【００９２】
実施例１１
油を封入するためのメイラード反応生成物の開発における、オリゴ糖の有効性の実証
１１．１粉末
以下の実施例は、マグロ油および他の脂質用の封入剤として意図したＭＲＰの調製における、オリゴ糖の有効性を例示している。この実施例では、チコリイヌリンからのオリゴ糖であるＲａｆｔｉｌｏｓｅ  Ｐ９５（Ｍａｎｄｕｒａｈ  Ａｕｓｔｒａｌｉａ  Ｐｔｙ  Ｌｔｄ）を使用した。タンパク質を６０℃で３０分間または９８℃で３０分間糖（ブドウ糖またはオリゴ糖）と反応させて、ＭＲＰを形成させた後、エマルションを形成させ、次に乾燥した。粉末中の遊離脂肪を粉末生成後に定量した結果、０．６〜３．６％であった。粉末試料（８０ｇ）を２リットルプラスチック容器内に貯蔵し、ヘッドスペースに十分な酸素を提供して試料の酸化を促進し、３５℃で４週間貯蔵した。プロパナールを、ＧＣを用いて定量した（静的ヘッドスペース分析）。
【００９３】
ＭＲＰ（９８℃、３０分間で形成させた）を封入剤として使用すると、加熱処理がより穏やかな対応する試料の場合に比べ、油がより保護されていた（表１１．１）。
【００９４】
【表２４】
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【００９５】
１１．２エマルション
マグロ油を含有するエマルションを、カゼインと糖の反応から生じたメイラード反応生成物を封入剤として用いて調製した。９８℃で３０分間加熱した後のタンパク質−糖混合物中に油を乳化し、均質化した。エマルションを４℃で４週間貯蔵し、分析した。プロパナールを、ＧＣを用いて定量した（静的ヘッドスペース分析）。
【００９６】
【表２５】
0004271891.tif 000026
【００９７】
実施例１２
粉末およびエマルション製造中のメイラード反応生成物のさまざまな形成段階の、油の保護に対する影響の実証
１２．１粉末
以下の実施例は、乳化の前後のいずれかに形成されたＭＲＰの効果を例示している。乳化の前後のいずれかにタンパク質を９８℃で３０分間ブドウ糖および乾燥ブドウ糖シロップと反応させてＭＲＰを形成させた後、乾燥して粉末にした。粉末中の遊離脂肪を粉末生成後に定量し、これは０．７〜２．３％であった。粉末試料（８０ｇ）を２リットルプラスチック容器内に貯蔵し、ヘッドスペースに十分な酸素を提供して試料の酸化を促進し、３５℃で４週間貯蔵した。プロパナールを、ＧＣを用いて定量した（静的ヘッドスペース分析）。
【００９８】
乳化の前後のいずれかに９８℃で３０分間形成されたＭＲＰは、加熱処理がより穏やかな対応する試料に比べ、油をより保護している（表１２．１）。
【００９９】
【表２６】
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【０１００】
１２．２エマルション
マグロ油を含有するエマルションを、カゼインと糖の反応から生じたメイラード反応生成物を封入剤として用いて調製した。反応（ＭＲＰ形成）の段階は、乳化前（油なし）または乳化後（油の存在下）のいずれかであった。ＭＲＰを、混合物を９８℃で３０分間加熱して形成させ、均質化した。エマルションを４℃で４週間貯蔵し、分析した。プロパナールを、ＧＣを用いて定量した（静的ヘッドスペース分析）。
【０１０１】
【表２７】
0004271891.tif 000028
【０１０２】
実施例１３
油の封入剤として意図したメイラード反応生成物の調製における、さまざまなタンパク質の有効性
１３．１粉末
以下の実施例は、マグロ油および他の脂質用の封入剤として意図したＭＲＰの調製における、他のタンパク質の効果を例示している。用いた異なるタンパク質は、カゼイン酸ナトリウム（Ｎａ−Ｃａｓ）、乳清タンパク質単離物（ＷＰＩ）、ダイズタンパク質単離物（ＳＰＩ）および脱脂粉乳（ＳＭＰ）であった。これらのタンパク質を６０℃で３０分間または９８℃で３０分間糖と反応させてＭＲＰを形成させた後、エマルションを形成させ、次に乾燥した。粉末中の遊離脂肪を粉末生成後に定量した結果、０．６〜２．７％であった。粉末試料（８０ｇ）を２リットルプラスチック容器内に貯蔵し、ヘッドスペースに十分な酸素を提供して試料の酸化を促進し、３５℃で４週間貯蔵した。プロパナールを、ＧＣを用いて定量した（静的ヘッドスペース分析）。
【０１０３】
封入剤としてＭＲＰを形成させる（９８℃で３０分間形成された）ために用いたすべてのタンパク質に関して、加熱処理がより穏やかな対応する試料に比べ、油はより保護されていた（表１３．１）。
【０１０４】
【表２８】
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【０１０５】
１３．２エマルション
以下の実施例は、マグロ油および他の脂質用の封入剤として意図したＭＲＰの調製における、他のタンパク質の有効性を例示している。用いた異なるタンパク質は、カゼイン酸ナトリウム（Ｎａ−Ｃａｓ）、乳清タンパク質単離物（ＷＰＩ）、ダイズタンパク質単離物（ＳＰＩ）、脱脂粉乳（ＳＭＰ）、カゼインタンパク質加水分解物（ＨＣＰ）および乳清タンパク質加水分解物（ＨＷＰ）であった。これらのタンパク質を９８℃で３０分間糖と反応させてＭＲＰを形成させた後、エマルションを形成させた。エマルションを４℃で４週間貯蔵し、プロパナールを、ＧＣを用いて定量した（静的ヘッドスペース分析）。
【０１０６】
【表２９】
0004271891.tif 000030
【０１０７】
実施例１４
粉末への二次コーティング材料の適用
二次コーティングの適用は、粉末の周囲に追加的遮断層を提供することにより粉末の貯蔵期間を向上させることができ、または、所望成分を送るための別の方法として用いることができる。それは、具体的な放出の標的時間または標的部位を考慮して制御放出または遅延放出を提供することにより、封入された材料の放出特性を変化させることもできる。上記の所望の結論に達するために用いてもよい二次コーティング材料には、脂肪／油、脂肪混合物、脂肪および脱脂物の混合物、多糖類、ゲル、ヒドロコロイド、セラック、酸結晶、タンパク質、ガムなどが含まれる。二次コーティングの適用に用いられる加工技術は、流動層加工（トップスプレーまたはワースター適用(wurster application)）、パンコーティング、スプレーゲル化(spray gelation)を含むことができ、ブレンド中に材料を噴霧することによってもよい（リボンブレンダー）。
【０１０８】
この実施例では、タンパク質と糖の反応からのＭＲＰを用いて調製した５０％油を含有する粉末を、６００μｍの篩で篩い分けし、５００ｇのロットに区分した。中鎖トリグリセリド（ＭＣＴ）油を二次コーティング材料として用い、これを、流動層乾燥−粗砕機(dryer-granulator)（ＮＩＲＯ  ＳＴＲＥＡ−１）を用いて適用した。トップスプレーコーティングについては、噴霧ノズルを層の上方に位置決めした。
【０１０９】
この実験に用いた加工条件は以下の通りである：
空気容量                        ８０ｍ3ｈｒ-1
生成物／スクリーン圧力低下      ９０ｍｍＨ2Ｏ
ノズル空気圧                    ８０ｋＰａ
生成物温度                      ２５℃
出口温度                        １８℃
【０１１０】
以下の表は、封入された粉末の性質を向上させるための、二次コーティング適用の可能性を実証している。中鎖トリグリセリド被膜を添加するごとに粉末状遊離脂肪が増加することは、適用した脂肪コーティング噴霧が、粉末表面上に付着したことを示している。
【０１１１】
【表３０】
0004271891.tif 000031
【０１１２】
結論
水中油型エマルションの配合および調製は、エマルションまたは粉末中にマイクロカプセル化した脂肪および油の満足すべき生産において、もっとも重要な工程である。
【０１１３】
油配合量が多くてもマグロ油粉末中の粉末状遊離脂肪を非常に少なくすることは、混合タンパク質−炭水化物封入剤の使用により達成された。カゼイン酸Ｎａまたは乳清タンパク質単離物（ＷＰＩ）を、糖（ブドウ糖、ショ糖、乳糖、乾燥ブドウ糖シロップおよびオリゴ糖）、および場合によっては多糖類（カラゲナンまたは高メトキシペクチン）と組み合わせて用いて調査した混合系（タンパク質−炭水化物）により、良好な粉末が得られた。加熱したＮａＣａｓ−糖混合物を用いて配合された粉末は、加熱しなかった混合物から製作されたものに比べ、一般に抗酸化性が高かった。
【０１１４】
他の一般的結論は：
・油配合が最高８０％である乾燥易流動性粉末は、適切な封入剤を選択することにより、うまく生産することができる。
・糖のレベルを上昇させると、粉末状遊離脂肪が減少するだけでなく、乾燥中の粉末回収率も低下する。したがって、減少した粉末状遊離脂肪を達成しつつ、生産中の適切な粉末回収率を確実にするためには、糖のレベルを慎重に選択しなければならない。
・一般に、均質化時の全固形分が少ないほど、粉末状遊離脂肪は少ない。
・タンパク質と炭水化物の混合系において、１：２のタンパク質：炭水化物比は、１：１の比より良好である。これは、粉末状遊離脂肪がより少なく、酸化からの油の保護がより良好であることから実証された。
・還流または９０℃で３０分間の加熱により水相のすべてのカゼイン酸および糖を加熱すると、系に用いられたカゼイン酸の一部および糖の一部のみを加熱した場合に比べ、酸化に対する粉末の保護が良好であった。
・加熱したカゼイン−糖系では、混合物を３０分間還流すると、９０℃で３０分間加熱した場合に比べ、酸化に対する粉末の保護が良好であった。
・加熱時のカゼイン−糖混合物のｐＨは、粉末状遊離脂肪および貯蔵中の粉末の抗酸化性の両方に著しい影響を有し；７．５より高いｐＨでの加熱は、ｐＨ  ７またはｐＨ  ６．５での加熱より良好であった。
・タンパク質と組み合わせて用いられる糖のタイプも、粉末貯蔵中に起こりうる酸化からの保護の程度にいくぶん影響を与える。
・所望レベルの抗酸化保護を達成するためには、糖タンパク質混合物中の少なくとも約１０％の糖を反応させるべきである。