JPH05292899A

JPH05292899A - マイクロカプセルの製造方法

Info

Publication number: JPH05292899A
Application number: JP4163013A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Kawana; 秀明川名; Kazuko Ito; 和子伊藤; Hisao Miyagawa; 久雄宮川; Chinami Katou; 千潯加藤; Takahiko Soeda; 孝彦添田
Original assignee: Ajinomoto Co Inc
Current assignee: Ajinomoto Co Inc
Priority date: 1991-06-24
Filing date: 1992-06-22
Publication date: 1993-11-09

Abstract

(57)【要約】【目的】従来硬化剤にアルデヒド類を使用している為
に食用には供し得なかったコアセルベーション法による
マイクロカプセルの製造方法において、従来になし食用
可能なマイクロカプセル提供を目的とする。【構成】本発明はコアセルベーション法によるマイク
ロカプセルの製造方法において、従来から用いられてき
たアルデヒド類に代えてトランスグルタミナーゼを硬化
剤に用いることにより食用可能なマイクロカプセルを得
ることを特徴とする。 α−リノレン酸，ＥＰＡ，ＤＨ
Ａ，フレーバー含有油脂，アミノ酸含有油脂，ビタミン
含有油脂等の油脂、及び水溶性物質を芯物質として内包
させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はコンプレックスコアセル
ベーション法におけるマイクロカプセルの製造方法に関
する。更に詳細には、コアセルベートを硬化する際に、
硬化剤として従来用いられているアルデヒド類に代えて
トランスグルタミナーゼ（以下、ＴＧと略記することが
ある）を使用することにより得られる可食性マイクロカ
プセルの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】疎水性物質を含むマイクロカプセルの製
造方法としては、例えば米国特許第２８００４５７号に
記述されるコンプレックスコアセルベーション法が代表
的であり、実用化に際してはほとんどの場合壁膜形成物
質としてゼラチン−アラビアゴム系が用いられているこ
とは周知の通りである。この方法は、電荷を持つ親水性
コロイド水溶液中に疎水性物質を乳化あるいは分散させ
る工程（乳化工程），この乳化物に先のコロイドと反対
の電荷を持つ親水性コロイド水溶液を添加し水により希
釈した後ｐＨを調整してコアセルベーションを生起し核
（芯）となる疎水性物質の周囲にコロイドを堆積させた
コアセルベートを得る工程（コアセルベーション工
程），コアセルベートを冷却して固化させる工程（ゲル
化工程），コアセルベート壁膜を不溶化させる工程（硬
化工程）より成り、硬化剤としては通常ゼラチンの不溶
化剤として知られているアルデヒド類、ジケトン類、エ
ポキシド類、酸無水物や酸塩化物類、無機塩類等の化合
物が一般に用いられるが、その中で効果、コスト、供給
といった観点からアルデヒド類が代表的に使用されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コアセ
ルベーション法によるマイクロカプセル製造方法は、従
来食品製造に用いられてきた他のカプセル化法に比し、
非常に粒径の小さなものが得られる等のメリットがある
ものの、硬化剤として人体に対して好ましくない性質を
有する試薬であるアルデヒド類等化合物を使用するため
食用には適さないものである。従って、可食性マイクロ
カプセルを求めようとした場合、アルデヒド類その他の
硬化剤は使用することが出来ない。またこの硬化剤はゼ
ラチンの不溶化剤であり、アラビアゴムはカプセル壁形
成後に離脱することはよく知られている。そこで、本発
明の目的は人体に害を及ぼさない、可食性マイクロカプ
セルの製造方法の提供をその課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意研究を行った結果、硬化剤としてアル
デヒド類等化合物に代えてトランスグルタミナーゼ（以
下、ＴＧと略する）を使用することにより、食用可能な
マイクロカプセルを安全かつ簡便な方法で得られること
を見出し本発明を完成するに至った。

【０００５】即ち、本発明は、疎水性物質を芯物質とす
る蛋白質と多糖類からなるコンプレックスコアセルベー
ション法において、ＴＧを被膜硬化剤として用いること
を特徴とするマイクロカプセルの製造方法である。詳細
には、ゼラチン等の蛋白質１〜１０％とアラビアゴム等
の多糖類１〜１０％を含む２０〜８０℃の水溶液中に疎
水性物質及びＴＧを分散し、コアセルベーション生成領
域にｐＨを調整することによってコアセルベート層を生
起せしめた後、２０〜８０℃の条件に保つことによりコ
アセルベート層中においてゼラチン等の蛋白質、ＴＧに
よる架橋反応を進行させ、コアセルベートを硬化させる
ことを特徴とするマイクロカプセルの製造方法である。

【０００６】本発明では、溶液中の蛋白濃度がＴＧが作
用しない程度の希薄な状態にしてから、ＴＧを添加し、
その後コアセルベートを生起せしめることで蛋白濃度の
高いコアセルベート層とＴＧを作用させることにより、
コアセルベート壁膜を形成する蛋白質中のグルタミン酸
残基のγ−カルボキシアミド基のアシル転移反応により
この蛋白質を架橋高分子化させることができる。ＴＧの
添加方法としては疎水性物質中に分散して添加すること
も、周囲の水溶液中に添加することも可能である。この
ように、ＴＧを用いることにより、アルデヒド類等化合
物による不溶化処理を施すことなくコアセルベート壁膜
を硬化させることによりマイクロカプセルを得ることが
できる。

【０００７】本発明に用いられるＴＧは、ＴＧ活性があ
る限りその起源を特に問わず、いずれの種類のＴＧを用
いても良い。例えば、ストレプトベルチシリウム（Stre
ptoverticillium ）等に属する微生物由来のもの（ＢＴ
Ｇと略記する。尚、特開平１−２７４７１参照），モル
モット等の哺乳動物由来のもの（ＭＴＧと略記する。
尚、特公平１−５０３８２参照），水産動物由来のもの
（関信夫ら、昭和６３年度日本水産学会秋季大会講演要
旨集１６７頁及び平成２年度日本水産学会春季大会講演
要旨集２１９頁参照），バイオテクノロジー技術を使用
して遺伝子組換によって得られるもの（特開平１−３０
０８８９参照）等を用いることができる。しかし、その
中でもカルシウム非依存性であり、かつ大量に取得でき
るＢＴＧを用いる方が好ましい。

【０００８】本発明に用いられる疎水性物質は特に限定
するものではないが、例えばコーン油、大豆油、菜種
油、落花生油、パーム油等の植物油、魚油、ラード、ヘ
ッド等の動物油、α−リノレン酸、エイコサペンタエン
酸（ＥＰＡと略する）、ドコサヘキサエン酸（ＤＨＡと
略する）といった脂肪酸等を挙げることができる。また
食用ワックス類を用いても何等差し支えない。これらは
単独あるいは配合して用いられ、目的に応じ適宜選択す
ることが出来る。この油脂に、フレーバー組成物、ビタ
ミン等油溶性物質、調味料、香辛料、乳化剤等を含有さ
せたり、あるいは着色剤を添加したりすることは何等差
し支えない。要するに、これらを目的に応じて単独又は
複数配合することができる。尚、ここで述べるフレーバ
ー組成物とは例えば、ミートフレーバー，かつお節フレ
ーバー等の畜肉魚介類に関連したものや、果実フレーバ
ー、野菜フレーバー等が挙げられる。油溶性ビタミン類
としては、ビタミンＡ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｋ等を挙げること
ができる。これらを、目的に応じて、単独叉は複数配合
しても良い。使用される疎水性物質の量は、特に制限は
ないが、通常皮膜となるゼラチンに対して、重量比で１
−１０程度である。

【０００９】尚、以上については主として疎水性の素材
について言及してきたが、コアセルベートは、性質上内
部に蛋白質、アミノ酸、核酸、酵素のような水溶性の物
質も取り込みことができるので、疎水性物質と共に蛋白
質、アミノ酸及び核酸の内から選ばれた１種叉は２種以
上の物質を芯物質とすることもできる。ＴＧによりカプ
セル壁を硬化させる本発明においては、コアセルベート
がそのままカプセル化されるため、上記水溶性物質につ
いても充分カプセル内に保持し得るものである。また、
疎水性物質と酵素を芯物質として用いることもできる。
このようにして得られたマイクロカプセルは固定化酵素
として使用できる。即ち、本発明は蛋白質と多糖類から
なるコンプレックスコアセルベーション法において、疎
水性物質と酵素を芯物質とし、トランスグルタミナーゼ
を被膜硬化剤として用いることを特徴とする固定化酵素
の製造方法でもある。

【００１０】さて、本発明のコンプレックスコアセルベ
ーション法に用いられる蛋白質は、ゼラチン，カゼイ
ン，大豆蛋白，コラーゲン等種々の酸性及び塩基性の可
食蛋白質であれば、特に限定するところではない。しか
し、使い易さやカプセル化能が高いゼラチンが最も適し
ている。

【００１１】本発明で用いられる多糖類は、アラビアゴ
ム，ナトリウムアラビナイト，寒天等種々の可食多糖類
であれば特に限定するものではない。しかし、一般的に
よく用いられるアラビアゴムが本発明においても最も好
ましい。

【００１２】本発明中の蛋白質、油脂、水からなるエマ
ルション及び多糖類の重量比は通常コアセルベーション
が生起する範囲内であれば何等差し支えない。これらの
重量比は目的に応じて適宜選択することが出来、これを
コントロールすることにより求める粒径のマイクロカプ
セルを製造することが可能である。しかし、通常、溶液
中にゼラチン等の蛋白質を１〜１０％、アラビアゴム等
の多糖類１〜１０％を含むように調製したものを用い
る。この溶液に疎水性物質及びＴＧを分散させ、コアセ
ルベーション生成領域にｐＨを調整（使用する蛋白質、
多糖の種類、組合せにより異なるが、蛋白質としてゼラ
チン、多糖としてアラビアゴムを用いる時は通常ｐＨ４
−５．５に調整）することによってコアセルベート層を
生起させる。次に、２０〜８０℃の条件で、一定時間保
つことによりコアセルベート層中においてゼラチン等の
蛋白質のＴＧによる架橋反応を進行させ、コアセルベー
トを硬化させ目的とするマイクロカプセルを製造するこ
とができる。尚、反応時間をコントロ−ルすることによ
り、所望の特性、例えば徐放性がコントロ−ルされたマ
イクロカプセルを調製することができる。反応温度、反
応時間は皮膜強度を変化させる因子であるからである。

【００１３】ＴＧを作用させる際の条件としては、ＴＧ
が触媒活性を発現できる範囲で、かつコアセルベーショ
ンが生起できる範囲であれば適宜選択することが出来
る。通常、系の温度が約２０〜８０℃，ｐＨが約４〜８
の範囲内であれば特に酵素活性を著しく阻害する物質が
混在していない限り目的とするアシル転移反応を行わせ
ることが出来る。また、ＴＧの添加量については、コア
セルベート系内に存在する蛋白質１ｇあたり約０．０１
〜５００単位（この単位については特開平１−２７４７
１参照）が望ましく、更に好ましくは０．１〜１００単
位である。この理由としては、酵素濃度がこの範囲より
低い場合には充分な反応が起きない為であること、この
範囲より高い場合には反応のコントロールが困難となる
こと等が挙げられる。

【００１４】更に、ＴＧを作用させて被膜を硬化せしめ
る工程において、カプセル粒子間の凝集、結着を防止す
るために、特公昭４７−１６１６７に見られるごとく、
アカシアトラガント、メチルセルローズ、カルボキシル
メチルセルローズ等の濃化剤を添加することもできる。

【００１５】上記のようにして製造されたマイクロカプ
セルを、熱風乾燥、凍結乾燥等の通常の乾燥手段を用い
て乾燥後、そのまま使用することも可能だが、これを更
に凍結乾燥した後粉砕したマイクロカプセルを用いても
良い。このとき、凍結乾燥並びに粉砕方法については、
従来行われている方法であればいずれでも良く、特に限
定するところではない。

【００１６】

【発明の効果】本発明は、マイクロカプセルの膜の硬化
剤としてアルデヒド類等化合物を使用するため従来は食
品製造には応用出来なかったコアセルベーション法にお
いて、硬化剤をアルデヒド類に代えてＴＧを使用するこ
とにより、非常に粒径の小さなカプセルが得られるとい
うコアセルベーション法のメリットを損なうことなく活
用し、また油溶性物質に限らず水溶性物質をも保持する
機能を有しかつ食品として供することが可能な可食性マ
イクロカプセルを安全かつ簡便に得られる方法を提供し
得るものである。

【００１７】また、カプセル被膜を硬化させる工程にお
いてＴＧの添加量、反応温度及び反応時間を調整するこ
とにより、カプセル内の芯物質の放出条件を制御するこ
とも可能である。即ち、硬化反応の進行度を調整するこ
とにより、種々の耐圧強度、溶解温度、細孔径を有する
被膜を形成する事ができる。このため本方法によれば、
徐放性をコントロールされた香料カプセルや、目的温度
でのみ放出するカプセル等を製造することも可能であ
る。

【００１８】更に、その結果、人間の食用に留まらず用
途が拡大し、例えば養殖される水産動物、例えば、クル
マエビ、ブラックタイガー等の甲殻類，ハマチ、ウナ
ギ、アユ等の魚類等の初期飼料の製造方法としても大変
有効である。即ち水産初期飼料の求められる性状として
は、成長促進因子等の水溶性物質はその仔稚魚が捕食可
能な粒径で耐水性に加工されていなければならず従来不
可能であったが、本発明によってこの加工も可能とな
る。

【００１９】近年健康食品としてニーズが高いが酸化し
易く不安定なα−リノレン酸やＥＰＡ、ＤＨＡのほかフ
レーバー組成物やビタミン類等の物質のカプセルは、粒
径の大きなものは既に存在しているが、マイクロカプセ
ル化したものは存在しなかった。しかし、本発明により
ＥＰＡ、ＤＨＡ等の物質もマイクロカプセル化、かつ安
定化が可能となる。また、本発明はＴＧを含有するコン
プレックスコアセルベ−ション法における硬化剤でもあ
る。硬化剤中に、ＴＧを０．１−１００重量％含有して
いれば良い。ＴＧ以外のマンニト−ル等の安定化剤を本
発明の硬化剤に配合させてもよい。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を実施例み基づき説明する。
尚、本発明は実施例に限定されるものではない。

【００２１】（実施例１）株式会社ニッピ（社）製酸処
理ゼラチン５ｇとシグマ社製アラビアゴム３ｇを５０℃
の温水３００ｇに溶解した水溶液と味の素（株）社製コ
ーンサラダ油２５ｇに、水溶液中のゼラチン１ｇあたり
２０単位のＢＴＧ（特開平１−２７４７１の実施例１の
方法により得たもの）を添加し、日本精機（株）社製エ
ースホモジナイザーにて１０，０００ｒｐｍ／分，５分
間乳化を行った。この乳化液を５０℃湯浴中で攪拌させ
ておき１Ｎ−ＮａＯＨによりｐＨを５に調整してコアセ
ルベーションを生起させ、５０℃湯浴中で１２０分間反
応させた。反応開始から、６０分後に攪拌を停止し、
静置すると５０〜６０μｍのカプセルが沈澱した。次
に、デカンテーションによりカプセルを取り出し、５０
℃にて熱風乾燥をおこなったところ、カプセルの溶解及
び油の溶出は観察されず、油を内包するカプセル粉体を
得た。また、これを２５℃及び８０℃の水中に投入した
ところ、いずれの場合も油の溶出は観察されなかった。
尚、コ−ンサラダ油の代わりに、ＥＰＡ，ＤＨＡ，α−
リノレン酸及びアミノ酸含有油脂をそれぞれ用いても同
様の結果が得られた。

【００２２】（実施例２）反応時間による放出温度の
制御実施例１と同様の製造方法において、コアセルベーショ
ン生起後の反応時間を６０分間としてカプセルを製造し
た。デカンテーションによりカプセルを取り出し、５０
℃にて熱風乾燥をおこなったところ、カプセルの溶解及
び油の溶出は観察されず、実施例１同様に油を内包する
カプセル粉体を得た。これを２５℃の水中に投じた場合
には油の溶出は観察されなかったが、８０℃の熱水中に
投入した場合については、実施例１と異なり油の溶出が
見られた。この結果から分かるように、ＴＧの反応時間
を短縮することにより、高温で徐放性を有するマイクロ
カプセルを製造することに成功した。

【００２３】（実施例３）酸化安定化効果実施例２のコーンサラダ油の代わりに同量のえごま油を
用いて粉末マイクロカプセルを製造した。得られたカプ
セルを常温条件において保存し、その酸化安定性を調べ
た。比較のため、デキストリンを吸着剤とした噴霧乾燥
もの及びサイクロデキストリンにより包接したえごま油
粉末を製造し、同条件の保存試験に供した。７日毎にサ
ンプルを取り出し、過酸化物価を測定した。測定方法
は、エーテルにより粉末中から油を抽出した後、ＪＡＳ
法による測定法に従い、分析を行った。結果を図１に示
す。本法により粉末化されたえごま油は他の方法に較べ
て極めて高い酸化安定性を示した。図１中のＰＯＶは過
酸化物価を示し、数値が高い程酸化を受けたことをしめ
す。尚、同様に魚油中のＥＰＡ、ＤＨＡを用いた実験に
おいても同じ結果が得られた。

【００２４】（実施例４）フレーバーの安定化効果実施例２のコーンサラダ油の代わりに同量の魚介フレー
バー含有油脂を用いてマイクロカプセルを製造した。得
られたカプセルを２４℃において保存し、カプセル化し
たフレーバーの劣化度の変化を調べた。実施例３同様に
比較試験のため、デキストリンを吸着剤とした噴霧乾燥
もの及びサイクロデキストリンにより包接したフレーバ
ー粉末を製造し、同条件の保存試験に供した。フレーバ
ーの劣化度は製造直後のフレーバー粉末をコントロール
とする２点比較による官能評価によって決定した。結果
を図２に示すように、本法により粉末化されたフレーバ
ーは他の方法に較べて極めて高い安定性を示した。

【００２５】（実施例５）フレーバーの徐放効果実施例１のコーンサラダ油の代わりに同量の香気成分
（リモネン）含有油脂を用いてマイクロカプセルを製造
した。製造にあたっては、コアセルベーション後の反応
時間を６０分（サンプル１）及び１２０分（サンプル
２）の２種のカプセルを調製し、カプセルから放出され
る香気成分の放出速度を測定した。放出速度測定は、デ
シケータ中のシャーレにカプセルを薄く充填し、一定速
度で空気を通過させ、通過空気中に揮発した香気成分を
コールドトラップで捕集し、所定時間毎の捕集量により
放出速度を求めた。結果を図３に示すように、本法によ
り粉末化されたフレーバーはコアセルベーション後の反
応時間の調整により徐放性の制御が可能であった。

【００２６】（実施例６）ビタミンの安定化効果実施例１のコーンサラダ油の代わりに同量のビタミン含
有油脂を用いてマイクロカプセルを製造した。このカプ
セルを用いて、水中での溶出率の経時変化を未被覆のビ
タミンと比較した。結果を図４に示すように、本法によ
りカプセル化されたビタミンは被覆性に優れ、熱、水分
による分解を防ぐ効果が見られた。

【００２７】（実施例７）核酸、アミノ酸の安定化効
果実施例１のコーンサラダ油の代わりに同量の核酸含有油
脂を用いてマイクロカプセルを製造した。これを核酸を
分解するフォスファターゼを有する魚肉すり身中に混練
し、加熱中の安定性を調べた。核酸残存率の判定は酵素
分解による遊離リン酸の測定により行った。結果を図５
に示すように、本法によりカプセル化された核酸は酵素
分解に対する保護効果に優れていた。

【００２８】（実施例８）酵素の固定化実施例１の工程において加えるＴＧを１００単位とし、
マイクロカプセルを製造した。この際、乾燥には熱風乾
燥の代わりに凍結乾燥を用いた。乾燥後、カプセル中の
ＴＧ残存酵素活性を調べたところ、９０％の残存活性が
得られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】ごま油の酸化促進試験結果を示す。

【図２】フレーバの保存試験結果を示す。

【図３】香気成分の放出挙動を示す。

【図４】ビタミンの溶出試験結果を示す。

【図５】核酸の安定性を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ａ２３Ｌ 1/48 (72)発明者加藤千潯神奈川県川崎市川崎区鈴木町１−１味の素株式会社食品総合研究所内 (72)発明者添田孝彦神奈川県川崎市川崎区鈴木町１−１味の素株式会社食品総合研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】疎水性物質を芯物質とする蛋白質と多糖
類からなるコンプレックスコアセルベーション法におい
て、トランスグルタミナーゼを被膜硬化剤として用いる
ことを特徴とするマイクロカプセルの製造方法。
【請求項２】蛋白質がゼラチンであることを特徴とす
る請求項１記載のマイクロカプセルの製造方法。
【請求項３】多糖類がアラビアゴムであることを特徴
とする請求項１記載のマイクロカプセルの製造方法。
【請求項４】疎水性物質がα−リノレン酸、エイコサ
ペンタエン酸、ドコサヘキサエン酸、フレーバー及びビ
タミンの内から選ばれた１種叉は２種類以上の物質であ
る請求項１記載のマイクロカプセルの製造方法。
【請求項５】疎水性物質と共に蛋白質、アミノ酸及び
核酸の内から選ばれた１種叉は２種以上の物質を芯物質
とする請求項１記載のマイクロカプセルの製造方法。
【請求項６】蛋白質と多糖類からなるコンプレックス
コアセルベーション法において、疎水性物質と酵素を芯
物質とし、トランスグルタミナーゼを被膜硬化剤として
用いることを特徴とする固定化酵素の製造方法。
【請求項７】トランスグルタミナーゼを含有するコン
プレックスコアセルベーション法における硬化剤。