JP4008796B2

JP4008796B2 - 酸性水中油型乳化物の製造法

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Publication number: JP4008796B2
Application number: JP2002322988A
Authority: JP
Inventors: 司宮谷; 輝行木村; 浩明山口
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2002-11-06
Filing date: 2002-11-06
Publication date: 2007-11-14
Anticipated expiration: 2022-11-06
Also published as: JP2004154057A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マヨネーズ類等の酸性水中油型乳化物を効率良く製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
マヨネーズ類等の酸性水中油型乳化物は、通常乳化剤としての卵黄、水及び食酢等を含む水相に油相成分を添加し、予備乳化後、コロイドミル等の乳化機で精乳化することにより製造されている。そしてその製造条件もバッチ方式から連続方式へと改良されている。また、配合成分も、油相成分へのジグリセリドの配合、乳化剤として酵素処理卵黄の利用など種々の改良がなされている。
【０００３】
しかしながら、初期に設定した乳化条件では、原料の諸物性の変動等により充分に高粘度の乳化物が得られなくなる、水中油型から油中水型へ相転位してしまう等の問題が生じることがあった。特に、配合によって乳化が不安定になる場合には、従来の方法をそのまま使用しただけでも上記問題が生じる可能性が高くなる。
【０００４】
相転移を検知する方法としては、例えば、電気伝導度を利用した方法等（非特許文献１参照）がある。この方法は、乳化物が水中油型の場合は電流は大きく流れるが、反対に油中水型の場合は電気がほとんど流れないという性質を利用して、乳化物の形態を判断する方法である。しかしこの方法では、特に水中油型から油中水型への相転位の場合には、相転位が部分的に生じた程度では精度よく検知できず、また、検知できた部分であっても、その部分は既に相転移が生じてしまっているため、不良品の発生を抑制するという観点からは不充分なものである。
【０００５】
従って、本発明の目的は、安定した高粘度の酸性水中油型乳化物を相転位させずに効率良く製造する方法を提供することにある。
【０００６】
【非特許文献１】
乳化・可溶化の技術、辻薦著、工学図書株式会社発行、Ｐ．６４（１９７６）
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明者は、乳化機中の乳化状態を検知する手段について検討し、負荷電流計を乳化機に設置して該乳化機の負荷電流を経時的に測定したところ、乳化状態の変化、特に相転位が生じる前には必ず該負荷電流の急激な上昇が生じ、その上昇が継続する場合は相転位が生じてしまうことが判明した。従って、当該負荷電流を経時的に観察し、それにより乳化物に負荷する剪断エネルギーを制御すれば、相転位を未然に防止し、安定して高粘度の酸性水中油型乳化物が製造できることを見出した。
【０００８】
すなわち、本発明は、酸性物質を含む水相、ジグリセリドを２０重量％以上含有する油相及び乳化剤を乳化機内で撹拌する酸性水中油型乳化物の製造法であって、当該乳化機に備えた負荷電流計により該乳化機の負荷電流を測定し、該負荷電流の変化の観察により乳化状態を検知し、負荷電流の電流値の振れ幅が定常運転時の２倍以上に急激に上昇した状態が５秒以上継続した場合に水中油型−油中水型間の相転位であると検知し、該乳化物に負荷する剪断エネルギーを制御することによる酸性水中油型乳化物の製造法を提供するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は酸性物質を含む水相、油相及び乳化剤を乳化機内で撹拌する酸性水中油型乳化物の製造法である。ここで、酸性物質を含む水相には、水；米酢、酒粕酢、リンゴ酢、ブドウ酢、穀物酢、合成酢等の食酢；食塩；グルタミン酸ソーダ等の調味料；砂糖、水飴等の糖類；酒、みりん等の呈味料；各種ビタミン；クエン酸等の有機酸及びその塩；香辛料；レモン果汁等の各種野菜又は果実の搾汁液；キサンタンガム、ジェランガム、グァーガム、タマリンドガム、カラギーナン、ペクチン、トラガントガム等の増粘多糖類；馬鈴薯澱粉等の澱粉類、それらの分解物及びそれらの化工澱粉類；ショ糖脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリソルベート等の合成乳化剤、大豆タンパク質、乳タンパク質、小麦タンパク質等、あるいはこれらタンパク質の分離物や分解物等のタンパク質系乳化剤、レシチン又はその酵素分解物等の天然系乳化剤；牛乳等の乳製品；各種リン酸塩等を配合することができる。本発明においては、目的とする組成物の粘度、物性等に応じて、これらを適宜配合できる。
かかる水相のpHは、風味と保存性のバランスの観点から、２〜６、特に３〜５が好ましい。水相のpH調整には、上記した食酢、有機酸、有機酸の塩類、果汁類等の酸味料を使用できる。
【００１０】
油相としては、常温で液状の油脂類であれば特に限定されず、例えば大豆油、コーン油、ヒマワリ油、ゴマ油、綿実油、なたね油、サフラワー油、パーム油、オリーブ油、グレープシード油などが挙げられる。また、肥満防止効果、体重抑制効果などの効果を得るためには、油相としてジグリセリドを２０重量％（以下、単に％で示す）以上含有する油脂類を使用するのが好ましい。
【００１１】
しかし、一般にジグリセリドは油中水型乳化物を形成しやすい。即ち、ジグリセリド含有の水中油型乳化物を製造する際には、水中油型から油中水型への相転位に留意して製造する必要があり、本発明の製造法を適用することは特に好ましい。
【００１２】
本発明において用いるジグリセリドも、低融点であることが好ましい。具体的には、構成脂肪酸残基の炭素数が８〜２４、特に１６〜２２であることが好ましい。また不飽和脂肪酸残基の量は、全脂肪酸残基の５５％以上が好ましく、７０％以上がより好ましく、９０％以上が特に好ましい。ジグリセリドは、植物油、動物油等とグリセリンとのエステル交換反応、又は上記油脂由来の脂肪酸とグリセリンとのエステル化反応等任意の方法により得られる。反応方法は、アルカリ触媒等を用いた化学反応法、リパーゼ等の油脂加水分解酵素を用いた生化学反応法のいずれでもよい。油相中のジグリセリド含量は、脂質代謝改善食品（中性脂肪蓄積抑制）としての有効性の観点から２０％以上、更に３０％以上、特に３５％以上が好ましい。油相には、ジグリセリド以外に、モノグリセリド、遊離脂肪酸等を含有させることができる。尚、乳化物の安定化等のため、油相中に高融点油脂、特に室温で固体である油脂を含有させてもよい。
【００１３】
また、油相には、更に血中コレステロール低下作用を有する植物ステロールを含有させてもよい。ジグリセリドと植物ステロールの併用により、血中コレステロール低下作用は、相乗的に高まり、脂質代謝改善食品としての有用性を更に高めることができる。植物ステロールとしては、例えばα−シトステロール、β−シトステロール、スチグマステロール、エルゴステロール、カンペステロール等が挙げられる。またこれらの脂肪酸エステル、フェルラ酸エステル、配糖体を用いることもできる。本発明においては、これらを一種以上用いることができる。酸性水中油型乳化物中の、植物ステロールの含有量は、１．２〜１０％、特に２〜５％が好ましい。
【００１４】
油相と水相の重量比は、１０〜８０：９０〜２０が好ましく、３５〜７５：６５〜２５が特に好ましい。
【００１５】
乳化剤としては卵黄が好ましく、卵黄は、生、凍結、粉末、加塩、加糖等任意の形態でよく、また卵白を含んだ全卵の形態で配合してもよい。組成物中の卵黄の含有量は、風味向上の観点から、液状卵黄換算で５〜２０％が好まく、７〜１７％がより好ましく、８〜１５％が特に好ましく、１０〜１５％が最も好ましい。
また、卵黄は酵素処理卵黄を用いてもよい。当該卵黄の酵素処理に用いる酵素としては、エステラーゼ、リパーゼ、ホスホリパーゼが好ましく、リパーゼ、ホスホリパーゼがより好ましく、ホスホリパーゼが特に好ましい。ホスホリパーゼの中でも、ホスホリパーゼＡ、すなわちホスホリパーゼＡ₁及び／又はＡ₂が最も好ましい。
酵素処理条件は、卵黄の全部に酵素処理卵黄を用いる場合、リゾ比率が１５％以上となるような条件を適宜選択すればよい。具体的には、酵素添加量は、酵素活性が１００００ＩＵ／mLの場合、卵黄に対して０．０００１〜０．１％、特に０．００１〜０．０１％が好ましく、反応温度は２０〜６０℃、特に３０〜５５℃が好ましく、反応時間は１時間〜３０時間、特に５時間〜２５時間が好ましい。また卵黄の一部に酵素処理卵黄を用いる場合、酵素未処理卵黄と酵素処理卵黄の合計のリゾ比率が上記範囲となるように酵素処理条件を選択すればよい。かかる酵素処理は、各原料を混合して乳化処理する以前の段階で行うことが好ましい。
【００１６】
本発明においては、これらの成分を必要に応じて予備乳化した後、乳化機で精乳化する。当該乳化機として、例えばマウンテンゴウリン、マイクロフルイダイザー等の高圧ホモジナイザー、超音波式乳化機、コロイドミル、ディスパミル、マイルダー等の高速回転式乳化機が挙げられ、なかでも制御の容易性の観点から高速回転式乳化機が好ましい。
【００１７】
当該乳化機には、負荷電流計を備える。該負荷電流計としては、汎用のクランプ電力計等を用いることができる。
【００１８】
乳化機の負荷電流を経時的に測定し、該乳化機の負荷電流の変化を観察することにより乳化状態を検知する。すなわち、該負荷電流は、被処理物の経時変化等による粘度上昇とともに変化するが、その変化は通常ゆるやかである。かかる定常状態における乳化機の負荷電流の変動は、被処理物の送液流量の変動や、回転部の芯ズレ等の装置由来のものであり、略一定の周期変動である。
【００１９】
乳化物が相転位する場合、相転位に近づくに従って連続相と分散相との摩擦による抵抗が極大に達するために粘度が急激に上昇し、相転位後は粘度が急激に低下する。それに伴って乳化機の負荷電流に急激な変化が生じる。即ち、急激な変化が生じるときは、乳化状態に変化が生じたときであるが、相転位にまで至らない場合は、その変化はすぐに元にもどる。この急激な変化が継続する場合は相転位（水中油型−油中水型間）を生じたときである。従って、当該急激な変化を監視し、継続する場合には乳化物に負荷する剪断エネルギーの制御をすれば相転位は防止できることになる。当該監視及び剪断エネルギーの制御はコンピュータにより自動的に行うのが好ましい。
【００２０】
ここで、該負荷電流の急激な変化とは、電流値の振れ幅が定常運転時の２倍以上に上昇することをいい、好ましくは３倍以上に上昇することをいう。また、電流値の変化後の状態の継続は、５秒以上、好ましくは１０秒以上をいう。電流値の振れ幅が定常運転時の２倍以上に上昇し、その状態が２０秒以上継続すると相転位してしまう傾向にある。
【００２１】
乳化物に負荷する剪断エネルギーの制御手段としては、乳化機の回転数を調整する、クリアランスを調整する、該乳化機に供給する被処理物の流量を調整すること等が挙げられる。ここでいうクリアランスとは該乳化機内で剪断エネルギーが最大となるローター部とステーター部の間隙のことをいう。なかでも制御の容易性の観点から、該乳化機の回転数を調整すること、被処理物の流量を調整することが好ましい。具体的には、電流値の振れ幅が定常運転時の２倍以上に上昇した状態が５秒以上継続した場合に、剪断エネルギーを減少させるべく、回転数を低下させる、クリアランスを増大させる、又は乳化機に供給する被処理物の流量を増加させる等の操作を行う。なお、調整の度合いは、電流値の変動が急激な変化を生じる前の値に戻る程度とし、戻った後はその状態を保つことが好ましい。
【００２２】
また、当然ながら剪断エネルギーの制御には、乳化機の運転を停止することも含まれる。該乳化機の負荷電流の変動により相転位を検知した場合に、乳化機の運転を停止することは、不良品の発生を抑制する観点から、有用な制御方法の一つである。
【００２３】
また、受液槽が複数個ある場合に、相転位の検知で受液槽を切替えることも、良品中に不良品が混入することを防止できる観点から、有用な手段である。
【００２４】
かくして乳化物に負荷する剪断エネルギーを制御すれば相転位を生じることなく、安定した粘度の酸性水中油型乳化物が、安定して効率良く大量生産できる。なお、本方法はバッチ法、連続法のいずれでも用いられるが、特に連続法においては、原料の諸物性の変動等が生じ、初期に設定した乳化条件では好ましくない場合があるため、連続法において用いることが好ましい。
【００２５】
かかる酸性水中油型乳化物の製法に供する製造装置の一例として、図１に記す態様が挙げられる。
製造装置は、乳化機（１）、該乳化機のモーターを変速するインバータ（１１）、該乳化機の負荷電流を測定する電流計（１２）、該乳化機に被処理物を供給するポンプ（２）、該ポンプのスイッチ（１３）、該ポンプのモーターを変速するインバータ（１４）被処理物の供給槽（３）、乳化物の受液槽１（４）、乳化物の受液槽２（５）、受液槽の切替えバルブ（６）、乳化機、ポンプ等の構成機器を制御するコンピュータ（７）から構成され、さらに、該制御コンピュータには、該電流計の計測値を受ける入力部（２１）と演算部（２２）、該構成機器を制御する出力部（２３）から構成される。
【００２６】
１２により計測された乳化機の負荷電流は２１を介して２２で演算され、定常運転時の電流値の振れ幅（Δａ）を求め、入力された電流値（ｂ）と直前の電流値（ａ）の差をΔａと比較して、負荷電流が急激な変化を呈したか判断する。
【００２７】
負荷電流の急激な変化を検知した場合、その電流値レベルが維持された時間の計測を開始し、設定時間に達した時点で、２３より、１１に減速や停止指令を出力する、１３に回路開放指令を出力する、１４に増速や停止指令を出力する、６に切替え指令を出力する等の指令を出力するようにプログラムされている。
【００２８】
また、乳化機のクリアランス変更部がアクチュエータ等を具備して、自動操作が可能な構造を有する場合は、クリアランスの変更指令を出力することも可能である。
【００２９】
出力信号は上記の例の１以上を出力すればよく、選択は任意である。
【００３０】
本発明の製法、及び製造装置によって得られる酸性水中油型乳化物としては、例えば日本農林規格（ＪＡＳ）で定義されるドレッシング、半固体状ドレッシング、乳化液状ドレッシング、マヨネーズ、サラダドレッシング、フレンチドレッシング等が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではなく、広くマヨネーズ類、ドレッシング類といわれるものが該当する。
【００３１】
【実施例】
実施例１
図１に示す製造装置を用い、表１に示す組成の油相及び水相を次の方法に従って調製した。まず、精製塩、上白糖、グルタミン酸ナトリウム、からし粉、クエン酸を水に分散させたさせたもの（調味分散水）とリゾ比率が５６％の酵素処理卵黄を攪拌翼を有するミキサーに添加し、２０℃に温度調整しながら減圧下（１５０torr）、攪拌翼の最外周速が１３m/s となる条件で１０分撹拌し、混合処理を行った。次に、２％分の油相（ジグリセリド高含有油）に大豆多糖類を分散させたものをミキサーに添加し、同上の攪拌速度で３分攪拌し均一混合した。次に、攪拌周速を７m/s にし、残りの油相を攪拌しながら添加し、その後１０％醸造酢を添加混合して予備乳化物を得た。次にこの予備乳化物を、コロイドミル（ＦＲＹＭＡ社製、MZ-130型）を使用して均質化した。コロイドミルの負荷電流を測定する方法として、該ミルを取り付けているインバーター（三菱電機製、FR-A520-15.5K 型）のアナログ出力信号端子（ＡＭ端子）より電流値信号を出力させ、１Hzのサンプリング周期で制御コンピュータに電流値信号の取込みを行った。
該ミルを液流量５０L/min 、クリアランス設定角度４５０°( ０．４７mm相当) 、ローター回転数４２００r/min の条件で運転を行った。
【００３２】
【表１】

【００３３】
その際のコロイドミルの電流値の経時変化を図２に示す。定常時の該ミルの負荷電流の変動幅は０．８Ａであった。この時点でのミル処理物の粘度は１９２Pa・sであった。運転開始約４分経過後に負荷電流値に変動が見られ、約９分経過後にはその状態が５秒間継続し、該ミルのローター回転数を３６００r/min に減速した。その結果、該ミルの負荷電流の変動幅は０．６Ａになった。この時点でのミル処理物の粘度は１８４Pa・sであり、水中油型から油中水型への相転位は認められなかった。
なお、ミル処理物の粘度は下記の条件で測定した値である。
測定条件：温度２０℃
ＢＲＯＯＫＦＩＥＬＤ社製ＤＶ−Ｉ型
Ｎｏ．６スピンドル、２r/min 、３０秒後測定
【００３４】
比較例１
実施例１と同様の運転を行い、該ミルの負荷電流値が変動した後も条件の変更を行わずに運転を継続した。該ミルの負荷電流値が変動した２０秒後のミル処理物の粘度は１４２Pa・sであり、水中油型から油中水型への相転位が認められた。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、乳化機の負荷電流の測定により該乳化機内部の乳化状態を監視でき、良好な乳化物を安定して得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】酸性水中油型乳化物の製造装置の一例を示す図である。
【図２】乳化機の負荷電流の経時変化を示す図である。
【符号の説明】
１：乳化機
２：ポンプ
３：供給槽
４：受液槽１
５：受液槽２
６：切替えバルブ
７：コンピュータ
１１：インバータ
１２：電流計
１３：スイッチ
１４：インバータ
２１：入力部
２２：演算部
２３：出力部

Claims

酸性物質を含む水相、ジグリセリドを２０重量％以上含有する油相及び乳化剤を乳化機内で撹拌する酸性水中油型乳化物の製造法であって、当該乳化機に備えた負荷電流計により該乳化機の負荷電流を測定し、該負荷電流の変化の観察により乳化状態を検知し、負荷電流の電流値の振れ幅が定常運転時の２倍以上に急激に上昇した状態が５秒以上継続した場合に水中油型−油中水型間の相転位であると検知し、該乳化物に負荷する剪断エネルギーを制御することによる酸性水中油型乳化物の製造法。
上記剪断エネルギーの制御手段が、該乳化機の回転数の調整、クリアランスの調整及び処理流量の調整から選ばれる１以上の手段である請求項１記載の酸性水中油型乳化物の製造法。
酸性水中油型乳化物がマヨネーズ類である請求項１又は２記載の酸性水中油型乳化物の製造法。