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技術 食品用炭酸カルシウムエマルジョン及びその製造方法

出願人 竹原化学工業株式会社雪印乳業株式会社
発明者 安積真澄今村香織神崎直子吉田洋金子隆史市野文則城端克行
出願日 1995年10月17日 (24年9ヶ月経過) 出願番号 1995-268138
公開日 1996年8月13日 (23年11ヶ月経過) 公開番号 1996-205820
状態 特許登録済
技術分野 食品の着色及び栄養改善 コロイド化学 アルカリ土類,Al,希土類金属化合物
主要キーワード 衝突壁 飲用乳 一次圧力 一段処理 炭酸カルシウム粉体 微粒化装置 高圧ホモジナイザー処理 噴射処理
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1996年8月13日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

課題

一次粒子平均粒子径が0.01〜0.5μmの範囲であって、かつその凝集体である二次粒子の平均粒子径が0.1〜50μmの範囲の炭酸カルシウム粒子5〜20重量%と、0.1〜5重量%の乳化剤とを水に分散させてなることにより、分散状態を良好に保持でき、製造が簡単で、かつ使用が容易な食品用炭酸カルシウムエマルジョンを提供する。

解決手段

高圧ホモジナイザーを用いて、炭酸カルシウムの水スラリー16をポンプ等により100〜1,000kgf/cm2 の範囲、好ましくは300〜400fkg/cm2 の範囲に加圧し、狭くされたクリアランス13から噴射して高速衝突壁14に衝突させ、広く形成された胴部15で減圧することにより微分散化する。スラリーは矢印のように流れる。17は微粒子化された炭酸カルシウムエマルジョンである。

概要

背景

カルシウムは、骨格や歯の形成、細胞活力の維持、神経刺激感受性筋力収縮作用及び血液凝固作用等に関与する、人体にとって極めて重要な元素の一つである。とくに近年は、カルシウム不足により骨粗しょう症をもたらす等、カルシウム摂取量の不足が指摘されている。このカルシウム摂取量の不足を解消するため、カルシウム強化食品販売されるようになってきており、一般的にカルシウムの含有量が多いとされている牛乳においても、さらにカルシウムを添加してカルシウム強化牛乳として提供することが試みられている。

従来、食品添加用炭酸カルシウムとしては、カルシウム剤水懸濁液を乾燥して粉体とする方法が提案されている(例えば特開平6−197736号公報、特開平5−344862号公報等)。

これらの方法では、カルシウム剤に分散剤を加えて、懸濁液としているが、さらにこれを乾燥してカルシウム剤の粉末としている。また、炭酸カルシウムの粉体に水を添加し、炭酸カルシウムの水懸濁液を調製し、該水懸濁液を湿式粉砕した後、調製された水スラリー中の炭酸カルシウム100重量部に対し、HLBが10以上の親水性乳化剤を添加した炭酸カルシウムの製造方法が提案されている(例えば特開平5−319817号)。

概要

一次粒子平均粒子径が0.01〜0.5μmの範囲であって、かつその凝集体である二次粒子の平均粒子径が0.1〜50μmの範囲の炭酸カルシウム粒子5〜20重量%と、0.1〜5重量%の乳化剤とを水に分散させてなることにより、分散状態を良好に保持でき、製造が簡単で、かつ使用が容易な食品用炭酸カルシウムエマルジョンを提供する。

高圧ホモジナイザーを用いて、炭酸カルシウムの水スラリー16をポンプ等により100〜1,000kgf/cm2 の範囲、好ましくは300〜400fkg/cm2 の範囲に加圧し、狭くされたクリアランス13から噴射して高速衝突壁14に衝突させ、広く形成された胴部15で減圧することにより微分散化する。スラリーは矢印のように流れる。17は微粒子化された炭酸カルシウムエマルジョンである。

目的

本発明は前記従来技術の有する問題点を解決し、分散状態を良好に保持でき、製造が簡単で、かつ使用が容易な食品用炭酸カルシウムおよびその製造方法を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
3件
牽制数
1件

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請求項1

一次粒子平均粒子径が0.01〜0.5μmの範囲であって、かつその凝集体である二次粒子の平均粒子径が0.1〜50μmの範囲の炭酸カルシウム粒子5〜20重量%と、0.1〜5重量%の乳化剤とを水に分散させてなる食品用炭酸カルシウムエマルジョン

請求項2

生石灰に水を加えて消化し、生成した石灰乳炭酸ガスを吹き込んで反応させ、得られた一次粒子の平均粒子径が0.01〜0.5μmの範囲の炭酸カルシウムを熟成して安定化し、次いで水分散液状態で高圧で壁面に衝突させて微粒子化し、二次粒子の平均粒子径が0.1〜50μmの範囲の炭酸カルシウム粒子5〜20重量%と、0.1〜5重量%の乳化剤とを水に分散させたことを特徴とする食品用炭酸カルシウムエマルジョンの製造方法。

請求項3

水分散液状態で高圧で壁面に衝突させる処理が、高圧ホモジナイザーによるものである請求項2に記載の食品用炭酸カルシウムエマルジョンの製造方法。

請求項4

高圧ホモジナイザー処理における炭酸カルシウム水分散液状態の一次圧力が100〜1,000kgf/cm2 の範囲である請求項3に記載の食品用炭酸カルシウムエマルジョンの製造方法。

請求項5

乳化剤が糖脂肪酸エステルである請求項1または2に記載の食品用炭酸カルシウムエマルジョン及びその製造方法。

技術分野

0001

本発明は、食品用炭酸カルシウムエマルジョン及びその製造方法に関する。さらに詳しくは、牛乳ジュース等や固体食品に添加してカルシウム強化するのに利用される、液中に分散させた食品用炭酸カルシウムエマルジョン及びその製造方法に関する。

背景技術

0002

カルシウムは、骨格や歯の形成、細胞活力の維持、神経刺激感受性筋力収縮作用及び血液凝固作用等に関与する、人体にとって極めて重要な元素の一つである。とくに近年は、カルシウム不足により骨粗しょう症をもたらす等、カルシウム摂取量の不足が指摘されている。このカルシウム摂取量の不足を解消するため、カルシウム強化食品販売されるようになってきており、一般的にカルシウムの含有量が多いとされている牛乳においても、さらにカルシウムを添加してカルシウム強化牛乳として提供することが試みられている。

0003

従来、食品添加用の炭酸カルシウムとしては、カルシウム剤水懸濁液を乾燥して粉体とする方法が提案されている(例えば特開平6−197736号公報、特開平5−344862号公報等)。

0004

これらの方法では、カルシウム剤に分散剤を加えて、懸濁液としているが、さらにこれを乾燥してカルシウム剤の粉末としている。また、炭酸カルシウムの粉体に水を添加し、炭酸カルシウムの水懸濁液を調製し、該水懸濁液を湿式粉砕した後、調製された水スラリー中の炭酸カルシウム100重量部に対し、HLBが10以上の親水性乳化剤を添加した炭酸カルシウムの製造方法が提案されている(例えば特開平5−319817号)。

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、前記従来の食品用の炭酸カルシウムは、乾燥して粉末状態で出荷されるので、使用時、牛乳、ジュース等の液体に使用する場合には、再び懸濁することが必要である。ところが、炭酸カルシウムのような水不溶性無機塩形態のカルシウムは、乾燥して粉末にすると、使用時に水に分散しても粗大粒凝集粒子が発生しやすという問題があった。このため、撹拌機分級機粉砕機等の特別の微分散設備が必要であった。また、前記粉末の炭酸カルシウムを高濃度に牛乳等の液体に添加しても、容易に懸濁化できるものではなかった。

0006

また、上記炭酸カルシウムの製造方法は、炭酸カルシウム粉体条件設定が複雑であるとともに、湿式粉砕機による粉砕が長時間を要して複雑であり、製造が面倒であった。

0007

本発明は前記従来技術の有する問題点を解決し、分散状態を良好に保持でき、製造が簡単で、かつ使用が容易な食品用炭酸カルシウムおよ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

0008

前記目的を達成するため、本発明の食品用炭酸カルシウムエマルジョンは、一次粒子平均粒子径が0.01〜0.5μmの範囲であって、かつその凝集体である二次粒子の平均粒子径が0.1〜50μmの範囲の炭酸カルシウム粒子5〜20重量%と、0.1〜5重量%の乳化剤とを水に分散させてなるという構成を備えたものである。

0009

次に、本発明の食品用炭酸カルシウムエマルジョンの製造方法は、生石灰に水を加えて消化し、生成した石灰乳炭酸ガスを吹き込んで反応させ、得られた一次粒子の平均粒子径が0.01〜0.5μmの範囲の炭酸カルシウムを熟成して安定化し、次いで水分散液状態で高圧で壁面に衝突させて微粒子化し、二次粒子の平均粒子径が0.1〜50μmの範囲の炭酸カルシウム粒子5〜20重量%と、0.1〜5重量%の乳化剤とを水に分散させたことを特徴とする。前記において熟成工程では、凝集を起こしにくい安定な粒子を生成させることができる。熟成条件は、40〜90℃、5〜50時間の範囲が好ましい。また、炭酸カルシウムの二次粒子の平均粒子径は、0.1〜1μmの範囲であることが好ましい。

0010

前記製造方法においては、水分散液状態で高圧で壁面に衝突させる処理が、高圧ホモジナイザーによるものであることが好ましい。また前記製造方法においては、高圧ホモジナイザー処理における炭酸カルシウム水分散液状態の一次圧力が100〜1,000kgf/cm2 の範囲であることが好ましい。前記一次圧力は、好ましくは200〜800kgf/cm2 の範囲、とくに好ましくは300〜500kgf/cm2 の範囲である。

0011

また前記食品用炭酸カルシウムエマルジョン及びその製造方法においては、乳化剤が糖脂肪酸エステルであることが好ましい。前記した本発明の構成によれば、一次粒子の平均粒子径が0.01〜0.5μmの範囲であって、かつその凝集体である二次粒子の平均粒子径が0.1〜50μmの範囲の炭酸カルシウム粒子5〜20重量%と、0.1〜5重量%の乳化剤とを水に分散させてなることにより、分散状態を良好に保持でき、製造が簡単で、かつ使用が容易な食品用炭酸カルシウムエマルジョンとすることができる。

0012

本発明において、炭酸カルシウムの存在量を5〜20重量%とするのは、5重量%未満では、食品に添加する炭酸カルシウムの添加量を多くできないからであり、20重量%を越えると、長期間炭酸カルシウムを安定して分散させることができなくなるからである。乳化剤の存在量を0.1〜5重量%としたのは、多過ぎると食味が悪くなるとともに、乳化剤のむだが多くなるからであり、これより少ないと長期間炭酸カルシウムが安定して懸濁していることができなくなるからである。 また一次粒子の平均粒子径が0.01〜0.5μmの範囲であって、かつその凝集体である二次粒子の平均粒子径が0.1〜50μmの範囲の炭酸カルシウムであると、水分散状態で保存安定性を良好に保つことができる。

0013

次に、本発明の食品用炭酸カルシウムエマルジョンの製造方法によれば、生石灰に水を加えて消化し、生成した石灰乳に炭酸ガスを吹き込んで反応させ、得られた一次粒子の平均粒子径が0.01〜0.5μmの範囲の炭酸カルシウムを熟成して安定化し、次いで水分散液状態で高圧で壁面に衝突させて微粒子化し、二次粒子の平均粒子径が0.1〜50μmの範囲の炭酸カルシウム粒子5〜20重量%と、0.1〜5重量%の乳化剤とを水に分散させたことにより、効率良く合理的に食品用炭酸カルシウムエマルジョンを実現できる。

0014

前記製造方法において、水分散液状態で高圧で壁面に衝突させる処理が、高圧ホモジナイザーによるものであるという好ましい例によれば、炭酸カルシウムの分散微粒子化処理に都合が良い。すなわち炭酸カルシウムの分散微粒子化処理としては、従来技術の項に記載したように超音波処理機械式粉砕機ロールミル等が知られているが、これらの処理に比べて高圧ホモジナイザーは効率の良い処理が可能である。

0015

また前記製造方法において、高圧ホモジナイザー処理における炭酸カルシウム水分散液状態の一次圧力が100〜1,000kgf/cm2 の範囲であるという好ましい例によれば、一段処理で炭酸カルシウムを分散微粒子化処理できる。

0016

また前記食品用炭酸カルシウムエマルジョン及びその製造方法において、乳化剤が糖脂肪酸エステルであるという好ましい例によれば、食品添加物として安全であり、かつ分散安定性も良好である。糖脂肪酸エステルとしては、たとえばショ糖ステアリン酸エステルショ糖パルミチン酸エステル等がある。

0017

以上の通り、本発明の食品用炭酸カルシウムの製造方法によれば、長期間安定して分散した炭酸カルシウムを確実に生産することができる。

0018

以下に本発明を実施例及び比較例に基づいて説明する。
(実施例1)炭酸カルシウムの原石焼成して生石灰を製造した。このとき発生する炭酸ガスは回収して炭酸カルシウムの化合などに利用した。生石灰に水を加えて消化して消石灰を生成し、水酸化カルシウムが水に懸濁した石灰乳を生成した。次に、石灰乳に炭酸ガスを吹込んで炭酸化反応を行わせて炭酸カルシウムが水に懸濁したスラリーを得た。ついで、スラリー中の炭酸カルシウムの濃度を10〜15重量%、PHを11〜11.5に調整した。このスラリー中の炭酸カルシウムの一次粒子の平均粒径は、電子顕微鏡写真観察により測定したところ0.01〜0.5μmであった。そして、この炭酸カルシウムを水に懸濁し、このスラリーをタンク内で保持することにより熟成させた。熟成条件は、65℃、24時間であった。これにより凝集を起こしにくい安定な粒子を生成させた。

0019

一方、乳化剤としてショ糖ステアリン酸エステル(三菱化学フーズ(株)製の「リョートーシュガーエステル」(商品名)S−1570)を、65℃に保持した温水に15分間保持して溶解し、6.0重量%となるように調整した後、冷却した。

0020

次いで、前記のように調整した炭酸カルシウムのスラリーとショ糖脂肪酸エステルとを混合し、スラリー中の炭酸カルシウムの濃度が15重量%、ショ糖脂肪酸エステルの濃度が1.5重量%になるように混合して炭酸カルシウムを含有したスラリーを得た。次いで、前記の操作で得られたスラリーの炭酸カルシウムを微粒化装置により微細化した。

0021

微粒化装置は、図1に示すように、高圧ホモジナイザー1、三方弁2と、貯留タンク3とポンプ4とを備えている。高圧ホモジナイザー1の噴射部10は、図2に示すように、バルブ11、このバルブ11が接離して流体が通過するクリアランス13を調整するノズル12と、クリアランス13を通過したスラリーを衝突させる衝突壁14と図示しないポンプとを有している。なお図1中、5は貯留タンクのスラリー16を撹拌する撹拌機、6は高圧ホモジナイザー1へ供給するスラリー量を調節するバルブ、7は圧力計である。また18は微細化した炭酸カルシウムエマルジョン貯蔵タンクへつながるパイプラインである。

0022

スラリー中の炭酸カルシウムの粒径を所定の大きさにする微粒化は、図2に示すように、スラリー16をポンプ等により100〜1,000kgf/cm2 の範囲、好ましくは200〜800kgf/cm2 の範囲、とくに好ましくは300〜500kgf/cm2 の範囲に加圧し、狭くされたクリアランス13から噴射して高速で衝突壁14に衝突させ、広く形成された胴部15で減圧することにより行った。スラリーは矢印のように流れた。17は微粒子化された炭酸カルシウムエマルジョンである。たとえば高圧ホモジナイザー1で、350kgf/cm2 に加圧して、1回の噴射処理により、得られたスラリー中の炭酸カルシウムの平均粒径は、電子顕微鏡写真観察により測定したところ0.3μmであった。またパイプライン18でこのスラリーを20リットルポリエチレン(PE)容器につめて保管し、炭酸カルシウムの沈殿の発生の状態を観察した。その結果、2週間経過した後も沈殿が見られなかった。

0023

さらに前記のスラリー中の炭酸カルシウムの濃度が13重量%、ショ糖ステアリン酸エステルの濃度が1.5重量%、平均粒径0.3μmのエマルジョンを調製した。この炭酸カルシウムエマルジョン(水分散体)は、安定して分散しており、1週間放置しても炭酸カルシウムの沈殿は認められなかった。またカルシウムを強化した飲用乳にこの炭酸カルシウムエマルジョン(水分散体)を添加したところ、炭酸カルシウムは安定で飲用乳の味も変わらず、好適な添加物であった。

0024

(比較例1)実施例1と同様な条件で炭酸カルシウムが水に懸濁したスラリー中の炭酸カルシウムの濃度を0.5重量%とし、エマルジョンを調整した。

0025

このスラリーを20リットルのポリエチレン(PE)容器につめて保管し、炭酸カルシウムの沈殿の発生の状態を観察した。その結果、2週間経過した後も沈殿が見られなかった。しかし、このエマルジョンは、たとえば飲用乳に添加する場合、カルシウムの濃度が稀薄なため、添加量に制限があった。

0026

(比較例2)炭酸カルシウムが水に懸濁したスラリー中の炭酸カルシウムの濃度を25重量%とした以外は実施例1と同様にして、ショ糖脂肪酸エステルの濃度が1.5重量%、平均粒径0.3μmのエマルジョンを調整した。

0027

このエマルジョンを20リットルのポリエチレン(PE)容器につめて保管し、炭酸カルシウムの沈殿の発生の状態を観察した。その結果、1週間経過した後も沈殿が見られなかったが、2週間経過した後では、容器の底にわずかに沈殿しているものがあった。

発明の効果

0028

以上説明した通り、本発明の食品用炭酸カルシウムエマルジョンによれば、一次粒子の平均粒子径が0.01〜0.5μmの範囲であって、かつその凝集体である二次粒子の平均粒子径が0.1〜50μmの範囲の炭酸カルシウム粒子5〜20重量%と、0.1〜5重量%の乳化剤とを水に分散させてなることにより、分散状態を良好に保持でき、製造が簡単で、かつ使用が容易な食品用炭酸カルシウムエマルジョンを提供できる。すなわち、安定でかつ凝集しにくく、液状で保存でき、かつそのままの状態で食品に添加できるので、使用が容易である。

0029

また本発明方法は、効率良く合理的に食品用炭酸カルシウムエマルジョンを製造できる。

図面の簡単な説明

0030

図1本発明の食品用炭酸カルシウムの製造方法の一実施例を説明するフローチャートである。
図2同高圧ホモジナイザーの炭酸カルシウムを微粒化する部分を説明する断面図である。

--

0031

ホモジナイザー
2三方弁
貯留槽
4ポンプ
5撹拌機
6バルブ
7圧力計
10噴射部
11 バルブ
12ノズル
13クリアランス
14衝突壁
15胴部
16スラリー
17エマルジョン
18 パイプライン

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