ゲル状栄養剤の製造方法
【課題】容器内に封入された均質なゲル状栄養剤を、栄養剤中の成分が変質するのを防止しつつ、安価な設備で製造可能なゲル状栄養剤の製造方法を提供すること。
【解決手段】アルミパウチのような容器に封入された状態のゲル状栄養剤を製造するゲル状栄養剤の製造方法であって、［１］粉末状の寒天と、アルギン酸および／またはその塩類と、各種栄養素を含む液状栄養剤とを、寒天の溶解温度より低い温度で混合し混合物を得る原料混合工程と、［２］前記混合物を容器に入れ密封する容器封入工程と、［３］内容物の殺菌処理を兼ねて、容器ごと、寒天の溶解温度以上の温度の熱処理を施すことにより、寒天を液状栄養剤に溶解させる熱処理工程と、［４］その後の冷却により混合物をゲル化させ、容器内に封入された状態のゲル状栄養剤を得る冷却工程とを有することを特徴とする。
【解決手段】アルミパウチのような容器に封入された状態のゲル状栄養剤を製造するゲル状栄養剤の製造方法であって、［１］粉末状の寒天と、アルギン酸および／またはその塩類と、各種栄養素を含む液状栄養剤とを、寒天の溶解温度より低い温度で混合し混合物を得る原料混合工程と、［２］前記混合物を容器に入れ密封する容器封入工程と、［３］内容物の殺菌処理を兼ねて、容器ごと、寒天の溶解温度以上の温度の熱処理を施すことにより、寒天を液状栄養剤に溶解させる熱処理工程と、［４］その後の冷却により混合物をゲル化させ、容器内に封入された状態のゲル状栄養剤を得る冷却工程とを有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゲル状栄養剤の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の急速な高齢化に伴い、寝たきり・重度の痴呆・脳卒中後遺症等運動障害のある高齢者数が増加している。また、かかる運動障害に伴って嚥下機能に障害が生じると、飲食物を食道側に正しく飲み込むことができず、誤って気管側に引き込んでしまう「誤嚥」が生じ、窒息や誤嚥性肺炎を誘発するおそれがある。
【０００３】
このような嚥下困難な患者に対しては、経管チューブ等を介して胃内または腸内に直接栄養剤の投与を受ける栄養投与手段が知られている。この場合、栄養剤は、胃内での形状保持性、チューブ通過性等の種々の観点から、ゲル状のものが好ましく用いられる。かかるゲル状の栄養剤は、レトルトパウチ等に封入された状態で流通しており、患者に投与する際には、手や圧縮器具等でレトルトパウチを押圧することにより、容易に取り出すことができる。
【０００４】
ところで、このようなゲル状の栄養剤は、液状栄養剤に寒天、アルギン酸等を加えた後、加熱しつつ混合し、混合物中において寒天を液状栄養剤に溶解させることにより製造される。寒天は、一旦溶解した後、冷却されると、分子鎖がアルギン酸と相互作用して混合物のゲル化をもたらす。このようにしてゲル状栄養剤が作製される（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
液状栄養剤と寒天等とを混合した後に冷却すると混合物の粘度が上昇してしまい、容器へ移す作業が困難になるため、上記の特許文献１に記載の方法では、加熱した状態で混合物を容器に移している。しかしながら、このような方法では、以下のような点が課題となっていた。
【０００６】
・容器への移動に際して、比較的長時間の加熱が必要になるため、混合物に大きな熱量が付与され、これにより液状栄養剤中の成分が変質する。
【０００７】
・混合物を加熱しつつ容器に移す必要があるため、高価な特殊設備が必要になる。
・混合物の粘度上昇に伴って混合物の均質性が低下し、最終的に容器内または容器ごとでゲル状栄養剤の品質（粘度等）がばらつく。
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−６９０９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、容器内に封入された均質なゲル状栄養剤を、栄養剤中の成分が変質するのを防止しつつ、安価な設備で製造可能なゲル状栄養剤の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的は、下記（１）〜（８）の本発明により達成される。
（１） 容器に封入された状態のゲル状栄養剤を製造するゲル状栄養剤の製造方法であって、
粉末状の寒天と、アルギン酸および／またはその塩類と、液状栄養剤とを、前記寒天の溶解温度より低い温度で混合し混合物を得る原料混合工程と、
前記混合物を前記容器に入れて密封する容器封入工程と、
前記混合物を前記容器ごと前記寒天の溶解温度以上の温度で加熱する熱処理を施す熱処理工程と、
前記混合物を前記容器ごと冷却し、前記混合物をゲル化させる冷却工程とを有することを特徴とするゲル状栄養剤の製造方法。
【００１１】
（２） 前記熱処理は、レトルト殺菌装置を用いて、温度１１０〜１４０℃×５〜２０分間で、Ｆ値として５〜３０の加熱殺菌を行うものであり、
前記熱処理において前記混合物に付与される熱量は、前記液状栄養剤中の成分が変質する熱量未満である上記（１）に記載のゲル状栄養剤の製造方法。
【００１２】
（３） 前記容器封入工程において、前記粉末状の寒天は、前記混合物中に均一に分散しており、
前記容器封入工程における前記混合物の粘度は、２００〜３０００ｍＰａ・ｓである上記（１）または（２）に記載のゲル状栄養剤の製造方法。
【００１３】
（４） 前記原料混合工程において、前記混合物中の前記寒天の含有量は、０．１〜０．５ｗｔ％である上記（１）ないし（３）のいずれかに記載のゲル状栄養剤の製造方法。
【００１４】
（５） 前記粉末状の寒天の平均粒径は、２００μｍ以下である上記（１）ないし（４）のいずれかに記載のゲル状栄養剤の製造方法。
【００１５】
（６） 前記原料混合工程において、前記混合物中の前記アルギン酸および／またはその塩類の合計の含有量は、０．１〜０．５ｗｔ％である上記（１）ないし（５）のいずれかに記載のゲル状栄養剤の製造方法。
【００１６】
（７） 前記混合物は、デンプンを含まない上記（１）ないし（６）のいずれかに記載のゲル状栄養剤の製造方法。
（８） 前記容器は、レトルトパウチまたはソフトバッグである上記（１）ないし（７）のいずれかに記載のゲル状栄養剤の製造方法。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、寒天と、アルギン酸および／またはその塩類と、液状栄養剤とを混合し、これを容器内に移した後、容器を加熱して寒天を溶解することにより、栄養剤中の成分が変質するのを防止しつつ、安価な設備で、容器内に封入された均質なゲル状栄養剤を製造することができる。
【００１８】
また、容器の加熱を、高温高圧調理殺菌装置（レトルト殺菌装置）等の加圧下で湿式による熱処理を用いて行うことにより、寒天の溶解とゲル状栄養剤の殺菌とを同時に効率よく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明のゲル状栄養剤の製造方法を好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明のゲル状栄養剤の製造方法の実施形態を示す工程図である。
【００２０】
本発明のゲル状栄養剤の製造方法は、容器内に封入された状態のゲル状栄養剤を製造する方法であり、［１］粉末状の寒天と、粉末状のアルギン酸および／またはその塩類と、液状栄養剤とを、寒天の溶解温度より低い温度で混合し混合物を得る原料混合工程と、［２］得られた混合物を容器に入れ密封する容器封入工程と、［３］混合物を容器ごと、寒天の溶解温度以上の温度で加熱する熱処理工程と、［４］混合物を容器ごと冷却してゲル化させる冷却工程とを有することを特徴とする。
【００２１】
これにより、容器内に均一に封入されたゲル状栄養剤を、栄養剤中の成分が変質するのを防止しつつ、安価な設備で製造することができる。
【００２２】
このようなゲル状栄養剤の製造方法は、エネルギー補助食品、食物繊維補助食品、栄養機能食品、特定保健用食品、経口経管栄養剤、経腸栄養剤等の各種ゲル状栄養剤（ゲル状食品を含む）の製造に適用し得る。
【００２３】
以下、前述した本発明のゲル状栄養剤の製造方法の各工程を順次説明する。
［１］まず、原材料として、粉末状の寒天と、アルギン酸および／またはその塩類と、液状栄養剤とを、寒天の溶解温度より低い温度で混合する。この場合、好ましくは、アルギン酸および／またはその塩類を液状栄養剤に溶解した後、これに前記温度下で粉末状の寒天を混合する。これにより、アルギン酸および／またはその塩類が溶解した液状栄養剤中に粉末状の寒天が分散してなる混合物を得る（原料混合工程）。
【００２４】
寒天と、アルギン酸および／またはその塩類（以下、アルギン酸の塩類も併せて単に「アルギン酸」と言うこともある。）は、これらの相互作用により液状栄養剤をゲル化させ、液状栄養剤の構成成分をゲル状栄養剤中に安定的に保持するためのものである。すなわち、寒天は、アルギン酸との相互作用に伴い、強固なネットワーク構造を構築し、形状保持性に優れたゲル状栄養剤を生成することができる。
【００２５】
粉末状の寒天と、アルギン酸と、液状栄養剤とは、いかなる方法で混合されてもよく、例えば各種攪拌機、混合機、ホモゲナイザー等を用いることができる。
【００２６】
なお、得られた混合物は、前述したゲル状になっていないので、比較的粘性が低く、流動性が高いものである。このため、容器間の移し替え等の取り扱いは比較的容易な状態にある。
【００２７】
原材料を混合する際の温度（混合温度）は、前述したように、寒天の溶解温度未満とされる。したがって、混合温度は、用いる寒天の溶解温度に応じて適宜設定されるものの、一例を挙げれば、３０〜７５℃程度であるのが好ましく、４０〜７０℃程度であるのがより好ましい。かかる温度範囲であれば、寒天の溶解を防止する一方、アルギン酸溶液や液状栄養剤等の粘性を比較的小さくすることができ、混合物の流動性を高めることができる。このため、混合物の取り扱いがより容易になる。
【００２８】
液状栄養剤は、前述したような栄養剤の構成成分（栄養素）を含む液状物質であるが、かかる栄養素としては、栄養剤の目的に応じて適宜選択され、特に限定されないが、例えば脂溶性ビタミン、水溶性ビタミン、たん白質、脂質、糖質、ミネラル類等が挙げられる。
【００２９】
以下、各栄養素について詳述する。
具体的には、脂溶性ビタミンの一例として、ビタミンＡ、ビタミンＤ、ビタミンＥ、ビタミンＫ等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３０】
また、水溶性ビタミンとしては、例えば、チアミン（ビタミンＢ１）、リボフラビン（ビタミンＢ２）、ナイアシン（ビタミンＢ３）、パントテン酸（ビタミンＢ５）、ピリドキシン（ビタミンＢ６）、ビオチン（ビタミンＢ７）、葉酸（ビタミンＢ９）、シアノコバラミン（ビタミンＢ１２）およびアスコルビン酸（ビタミンＣ）等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３１】
たん白質は、単に窒素源やアミノ酸供給のための栄養素としてばかりでなく、脂溶性ビタミンの異性化を低減する安定化剤としての機能も発揮する。
【００３２】
このようなたん白質としては、特に限定されず、大豆たん白質、乳カゼインのような乳たん白質、魚肉たん白質、鶏卵たん白質の他、これらのたん白質をプロテアーゼや酸により加水分解した大豆ペプチドのような加水分解物等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３３】
たん白質は、これらの中でも、特に、大豆たん白質であるのが好ましい。大豆たん白質は、消化吸収性に優れるばかりでなく、例えば、脂質代謝促進、疲労回復促進、基礎代謝促進、筋肉増強促進および食事誘導性熱代謝促進等の生理活性促進作用を有していることから、前記栄養素として好適に選択される。
【００３４】
さらに、大豆たん白質は、脂溶性ビタミンの異性化を低減する安定化剤としての機能にも優れることから、かかる観点からも、たん白質として好適に選択される。
【００３５】
なお、大豆たん白質には、例えば、豆乳、濃縮大豆たん白質、分離大豆たん白質、大豆ペプチド等のうちの１種または２種以上を組み合わせて使用できる。
【００３６】
また、脂質としては、例えば、大豆油、コーン油、パーム油、シソ油、サフラワー油および魚油等の天然脂質の他、トリカプリリン（トリカプリル酸グリセリル）のような炭素数６〜１２程度の中鎖脂肪酸トリグリセリド等の合成脂質が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３７】
また、糖質としては、例えば、デキストリン、マルトデキストリン、オリゴ糖、ショ糖およびグルコース等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、糖質としては、デキストリンやオリゴ糖、ショ糖のような２糖類、グルコースのような単糖類を適宜配合させて使用するのが好ましい。これにより、糖質が経腸栄養剤のゲル化に関与するようになるのを確実に防止することができる。
【００３８】
さらに、ミネラル類としては、例えば、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、カリウム、リン、塩素、鉄、マンガン、銅、ヨウ素、亜鉛および硫黄等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３９】
また、経腸栄養剤には、寒天、アルギン酸および上述した各栄養素の他に、大豆レシチン、グリセリン脂肪酸エステルのような乳化剤、エリソルビン酸ナトリウムのような安定化剤、クエン酸、乳酸のようなｐＨ調整剤、および、エチルバニリン、バニリン、プロピレングリコールのような香料等の添加剤が含まれていてもよい。
【００４０】
なお、液状栄養剤中の各種栄養素の合計の含有率は、好ましくは０．５〜５０ｗｔ％程度、より好ましくは１〜３０ｗｔ％程度とされる。
【００４１】
次いで、寒天およびアルギン酸および／またはその塩類について順次詳述する。
寒天としては、特に限定されず、日本薬局方収載のカンテンやカンテン末、食品素材としての寒天末、棒寒天、即溶性寒天等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００４２】
また、本発明に用いる寒天には、水への溶解温度が８０℃以上のものが好ましく用いられる。このような寒天を含むゲル状栄養剤は、体内に投与されたとき、体温で容易に溶解することなく、ある程度の時間ゲル状態を維持することができる。これにより、ゲル状栄養剤の流動性が抑えられるため、胃に投与されたゲル状栄養剤が誤って食道を逆流したり、投与時にゲル状栄養剤がチューブから漏れ出したりする不具合を確実に避けることができる。
【００４３】
また、本発明に用いる寒天は、粉末状（顆粒状のものを含む。）の形態をなすものである。このような粉末状の寒天は、液状栄養剤とともに混合することにより、液状栄養剤中に均一に分散することができる。その結果、均質な混合物が得られ、最終的に均質なゲル状栄養剤を得ることができる。
【００４４】
このような粉末状の寒天の平均粒径は、特に限定されないが、２００μｍ以下であるのがより好ましい。かかる粒径の寒天は、液状栄養剤中に特に均一に分散するとともに、後述する熱処理において少ない熱量で簡単に溶解することが可能になる。このため、熱処理の際に付与される熱量を最小限に抑えることができ、熱影響に伴う液状栄養剤の構成成分の変質・劣化を抑制することができる。
【００４５】
混合物中の寒天の含有量は、前述した液状栄養剤中の栄養素の含有率等に応じて適宜設定されるが、０．１〜０．５ｗｔ％程度であるのが好ましい。寒天の含有量をこのような範囲に設定することにより、硬くなり過ぎることなく、混合物を確実にゲル化させることができる。すなわち、得られるゲル状栄養剤の硬度や流動性等の特性を最適化することができ、特に経腸栄養剤に適した特性のゲル状栄養剤を得ることができ、また、得られるゲル状栄養剤中により強固なネットワークが構築され、その中に前述した各栄養素を安定的に包含することができる。これにより、各栄養素の変質・劣化を招いたり、各栄養素がゲル状栄養剤中から遊離してしまうのを防止することができる。
【００４６】
アルギン酸としては、特に限定されず、医薬品添加物規格のものや、食品添加物規格のものが使用できる。また、アルギン酸塩としては、その種類に特に限定されず、例えば、ナトリウム塩、カルシウム塩等が挙げられる。
【００４７】
混合物中のアルギン酸および／またはその塩類の合計の含有量は、前述した液状栄養剤中の栄養素の含有率等に応じて適宜設定されるが、０．１〜０．５ｗｔ％程度であるのが好ましい。アルギン酸の含有量をこのような範囲に設定することにより、硬くなりすぎることなく、混合物を確実にゲル化させることができる。すなわち、得られるゲル状栄養剤の硬度や流動性等の特性を最適化することができ、特に経腸栄養剤に適した特性のゲル状栄養剤を得ることができる。また、寒天と同様、アルギン酸の含有量が前記範囲内であれば、得られるゲル状栄養剤中により強固なネットワークが構築され、その中に前述した各栄養素を安定的に包含することができる。これにより、各栄養素の変質・劣化を招いたり、各栄養素がゲル状栄養剤中から遊離してしまうのを防止することができる。
【００４８】
また、混合物中の寒天の含有量とアルギン酸の含有量との比は、寒天の含有量をＡ［ｗｔ％］とし、アルギン酸の含有量をＢ［ｗｔ％］としたとき、Ｂ／Ａは、０．２〜５．０程度であるのが好ましく、０．５〜２．０程度であるのがより好ましい。かかる関係を満足することにより、寒天とアルギン酸とが過不足なく相互作用し、より均質で安定したゲル状栄養剤を得ることができる。
【００４９】
［２］次に、得られた混合物を、容器内に封入する（容器封入工程）。
混合物を封入する容器は、ゲル状栄養剤を輸送、保存するのに適した容器が用いられ、具体的には、レトルトパウチ（アルミパウチ）、ソフトバッグ等が好ましく用いられる。また、これらの容器には、防湿性、酸素遮断性に優れているものが好ましく用いられる。
【００５０】
容器内に混合物を入れた後、容器を封止して密閉するが、この際、容器内に空気が残存しないように密閉するのが好ましい。これにより、空気との接触による混合物の変質を抑制することができる。なお、容器内に空気が残存しないように密閉するためには、内部の空気を吸引しつつ密閉する方法、減圧雰囲気下で密閉作業をする方法、容器の開口から混合物の一部をあふれさせつつ密閉する方法等を用いればよい。
【００５１】
前述したように、本工程における混合物は、未だゲル化していないので比較的粘性が低く、また嵩高い固形物（ゲル化物）をほとんど含んでいないので流動性が高い。このため、例えばチューブ等を介して容器内に混合物を移す場合でも、高温に維持したり、高い圧力をかけることなく混合物を容易に流すことができるので、作業効率の向上が図られ、一般的で安価な製造設備でも十分に対応することができる。
【００５２】
また、本発明では、液状栄養剤中に粉末状の寒天とアルギン酸を添加している。このうち、寒天は前述したように溶解温度以上に加熱しないと溶解しないが、アルギン酸は、比較的低温でも溶解する。アルギン酸が液状栄養剤に溶解すると粘性がやや上昇するが、この上昇幅は、寒天がゲル化したときの上昇幅よりも小さいものである。このため、寒天、アルギン酸および液状栄養剤を含む混合物は、適度な粘性を有したものとなる。このため、この混合物では、粉末状の寒天が沈降して沈殿となるのが防止されるとともに、十分な流動性を有するものとなる。その結果、混合物中に粉末状の寒天が均一に分散した状態を長時間保持することができ、混合物の均一性が向上する。また、この混合物を複数の容器に移し分ける場合には、容器ごとで混合物の品質のバラツキを抑制することができる。
【００５３】
なお、混合物を容器に移す際には、作業性の観点から、混合物の温度を前述した混合温度に維持しているのが好ましい。これにより、混合物がチューブを通過する際の流動性を十分に高めることができる。
【００５４】
また、かかる観点から、混合物の粘度を２００〜３０００ｍＰａ・ｓとするのが好ましく、４００〜２０００ｍＰａ・ｓとするのがより好ましい。このような粘度であれば、混合物中において粉末状の寒天が沈降するのを抑制しつつ、混合物の十分な流動性が確保されるので、高価な製造設備等を用いることなく、混合物を容器に簡単に移すことができる。また、各容器中では、混合物が特に均一になっており、複数の容器ごとで品質のバラツキが確実に抑制される。
なお、混合物中には、デンプンを実質的に含まないことが好ましい。デンプンを水中に懸濁するとともにデンプン懸濁液を加熱すると、デンプンの粒子がα化し、デンプンの結晶構造の隙間に水分が浸入することにより結晶構造が緩む。その結果、デンプン懸濁液の粘度が急速に増大（糊化）し、混合物の流動性の著しい低下を招いてしまう。また、α化が生じる温度は、デンプンの種類によって著しく異なるため、上述したように温度制御によって混合物の流動性を制御することが困難になり、容器封入工程に支障を来すおそれがある。
さらには、α化したデンプンは、混合物に「付着性」を付与することとなる。このため、容器封入工程において、例えばチューブ等を介して混合物を移送する際、チューブ内壁に混合物が付着し易く、移送を困難にするおそれがある。また、最終的に得られるゲル状栄養剤にも付着性を付与することになるため、容器内壁にゲル状栄養剤が付着してしまい、容器からゲル状栄養剤を取り出す作業や、経管チューブ等を介して患者の胃内または腸内に直接栄養剤の投与する作業に支障を来すおそれがある。
なお、前述したように混合物中には、デンプンをできるだけ含まないことが好ましいが、本発明がその効果を奏するにあたって混合液中への添加が許容されるデンプンの量（含有率）としては、０．５ｗｔ％未満であるのが好ましく、０．３ｗｔ％未満であるのがより好ましく、０．１ｗｔ％未満であるのがさらに好ましい。
【００５５】
［３］次に、混合物を封入した容器に対して、容器ごと熱処理を施す。この熱処理は、混合物中の寒天の液状栄養剤に対する溶解温度以上の温度でなされる。このような熱処理により、混合物中の寒天が溶解する（熱処理工程）。
【００５６】
熱処理は、いかなる方法でも行うことができるが、例えば、高温高圧調理殺菌装置（レトルト殺菌装置）等の加圧下で湿式による熱処理が好ましい。このような湿式の熱処理によれば、付与される単位時間当たりの熱量を大きくすることができるので、短時間で寒天を溶解させるとともに、混合物に対して殺菌処理を兼ねることができる。
【００５７】
また、熱処理の条件としては、温度１１０〜１４０℃で５〜２０分間程度であるのが好ましく、また、Ｆ値としては５〜３０程度であるのが好ましい。熱処理の条件を前記範囲内とすることにより、混合物中の栄養素が変質・劣化したり、容器の損傷等招くことなく、混合物に対して十分な殺菌を施すことができる。なお、食品等の殺菌処理におけるＦ値とは、食品を加熱殺菌した際に微生物を死滅させるのに要する加熱時間（分）を表す指標である。
なお、寒天の溶解を促進するため、容器に振動を加えるようにしてもよい。
【００５８】
［４］次に、混合物を容器ごと、自然放熱させるか、または強制的に冷却する。これにより、液状栄養剤に溶解した寒天がゲル化する。その結果、ゲル状栄養剤が得られる（冷却工程）。
【００５９】
寒天のゲル化は、溶解してその後の冷却により生じる寒天分子鎖内および分子鎖間の水素結合が三次元の構造を形成することによりなされる。
【００６０】
一方、混合物中にはアルギン酸が含まれているが、このアルギン酸は、カルシウム等のミネラル・金属塩とのキレート（イオン結合）が三次元の構造を構築し、ゲル化する。
【００６１】
このように混合物中にゲル化のメカニズムが異なる寒天とアルギン酸とが含まれていれば、混合物の溶解・放熱により、両者が構築する三次元構造が絡み合ってハイブリッドの網目構造を形成し、特に強固なゲル体となった。
【００６２】
特に、アルギン酸は、他のゲル化剤と異なり、構成する多糖類が直鎖であり分岐がない。そのため、寒天の水素結合によるゲルの三次元構造を阻害することなく、前述したハイブリッドの網目構造を形成することが可能である。
【００６３】
また、寒天とアルギン酸とを組み合わせたことにより、前述したように、カルシウム等のミネラル・金属塩とのキレート（イオン結合）によるゲル化がなされるため、三次元構造中に水分子と水素結合する部位が多く含まれることとなり、得られるゲル状栄養剤中に各栄養素を確実に保持することができる。また、ゲル化後には、離水を抑制することができるので、例えば水溶性ビタミンの溶出を抑制することができる。
【００６４】
ここで、液状栄養剤の各種栄養素は、ゲル状栄養剤中のハイブリッドの網目構造内に保持される。このような状態になると、栄養素が網目構造に保護されることとなり、栄養素の光や熱に対する耐久性（耐候性）や長期安定性を高めることができる。
【００６５】
さらに、寒天とアルギン酸とを組み合わせることにより、前述したアルギン酸による三次元構造の耐熱性が特に高いことから、ゲル状栄養剤の耐熱性を高めることができる。
【００６６】
また、アルギン酸による三次元構造は、比較的弾力性が高く、崩れ難い。さらに、アルギン酸による三次元構造は、胃酸に対する耐久性が高い。このため、ゲル状栄養剤は、例えば胃内での形状保持性に優れるとともに、チューブ流通時の崩壊等を防止し得るものとなる。
【００６７】
ところで、上述したような熱処理工程は、従来、混合物を容器に封入する前に行われていた。このため、従来の方法では、寒天を溶解させるための熱処理（以下、単に「熱処理」とも言う。）と、その後容器に移された混合物に対する殺菌処理とが、個別に行われていた。また、熱処理では、その後、混合物を容器に移す際の流動性を確保するため、混合物を長時間高温に維持する必要があった。このため、結果的に混合物には大きな熱量が付与されることになり、熱影響で混合物中の栄養素が変質するおそれがあった。
【００６８】
これに対し、本発明では、混合物を容器に封入した後、熱処理を施すようにした。このため、熱処理と殺菌処理とを同時に行うことが可能になり、製造効率を高めることができる。
【００６９】
また、本発明では、容器に移す際の混合物は流動性が高いため、長時間の加熱が不要である。このため、熱処理の際に必要最低限の熱量を付与すればよく、必要以上の加熱を避けることができるので、混合物中の栄養素が変質するのを防止することができる。なお、かかる観点から、熱処理において混合物に付与される熱量は、寒天を溶解する熱量以上であって、混合物中の各栄養素が変質する熱量未満となるよう適宜設定されるのが好ましい。
【００７０】
以上のようにして、ゲル状栄養剤を製造することができるが、原料混合工程において、液状栄養剤、寒天およびアルギン酸を混合する時期は特に限定されず、これらを同時に混合してもよいし、液状栄養剤に寒天を先に添加するようにしてもよい。
【００７１】
以上、本発明のゲル状栄養剤の製造方法を好適実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００７２】
例えば、本発明のゲル状栄養剤の製造方法では、必要に応じて、任意の工程を追加することもできる。
【実施例】
【００７３】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．ゲル状栄養剤の製造
（実施例）
まず、水に大豆たん白質を添加後、７０℃まで加温しながらＴＫホモジナイザー（特殊機化工業社製）を用いて分散させて分散液を得た。
【００７４】
次に、この分散液に、乳化剤を含有した油脂、カゼイネート、デキストリン、ミネラル類、および脂溶性ビタミンを順次添加した。これにより、液状栄養剤を得た。
【００７５】
次に、液状栄養剤を６０℃に維持した状態でクエン酸ナトリウムを含むアルギン酸水溶液を添加し粘度を１０００ｍＰａ・ｓに調整した。この混合液に粉末状の寒天（平均粒径１０μｍ）を加え、高圧ホモジナイザーを用いて乳化することにより、寒天およびアルギン酸を含む混合液を調製した。調製した混合液は栄養成分の品質劣化を避けるために、３０℃まで冷却を行い、均質な混合液を得た。なお、得られた混合液の粘度は、アルギン酸水溶液の粘度とほぼ同等であった。また、混合液中の各成分の配合量は、それぞれ、混合液１００ｍＬ中、大豆たん白質１．６７ｇ、油脂（乳化剤含む）２．２３ｇ、カゼイネート３．４０ｇ、デキストリン１６．１６ｇ、ミネラル類０．７９ｇ、脂溶性ビタミン０．０４ｇ、寒天０．２５ｇ、アルギン酸０．２５ｇ、水７５．２ｇとした。
【００７６】
次に、調製された混合液２００ｇをアルミパウチに充填し、封止した。次いで、レトルト殺菌装置を用いて１２１℃の温度で１５分間の殺菌処理を行った。これにより、寒天を溶解させ、その後、アルミパウチを冷却して混合液をゲル化させることにより、ゲル状栄養剤を得た。
【００７７】
（比較例１）
まず、実施例と同様にして液状栄養剤を得た。
【００７８】
次に、液状栄養剤に添加する寒天として、１００℃の温度で２分間煮沸して溶解させた寒天水溶液を用意し、この寒天水溶液とアルギン酸を６０℃に維持した液状栄養剤に添加した。これにより、寒天水溶液、アルギン酸および液状栄養剤を混合し、粘度の高い混合液を得た。
【００７９】
次いで、この混合液２００ｇをアルミパウチに充填し、封止した。次いで、レトルト殺菌装置を用いて１２１℃の温度で１５分間の殺菌処理を行った。
以上のようにした以外は、前記実施例と同様にしてゲル状栄養剤を得た。
【００８０】
（比較例２）
アルギン酸水溶液の添加を省略した以外は、前記実施例と同様にしてゲル状栄養剤を得た。
（比較例３）
アルギン酸に代えて、アルギン酸と同量のデンプン（コーンスターチ０．２５ｇ／混合液１００ｍＬ中）を添加するようにした以外は、前記実施例と同様にして栄養剤を得た。
（比較例４）
アルギン酸に代えて、混合液の粘度が、前記アルギン酸水溶液と同程度の粘度になるよう、デンプン（コーンスターチ２．５ｇ／混合液１００ｍＬ中）を添加するようにした以外は、前記実施例と同様にして栄養剤を得た。
【００８１】
２．ゲル状栄養剤の評価
２．１ ゲル状栄養剤の均一性の比較
まず、実施例で得られたゲル状栄養剤と、比較例で得られたゲル状栄養剤とを、それぞれアルミパウチを開いて取り出した。
【００８２】
次いで、取り出した各ゲル状栄養剤の硬度の均一性を指で押すなどして比較した。
その結果、実施例のゲル状栄養剤は、アルミパウチの全体で硬度がほぼ均一であり、形状保持性も備わっていた。一方、比較例１、２のゲル状栄養剤では硬度および形状保持性のバラツキが認められた。比較例３については、デンプン量が少ないため、十分なゲル状特性を有するゲル状栄養剤を得ることができなかった。また、比較例４については、栄養剤が糊状になっていたため、アルミパウチを押しても栄養剤を円滑に取り出すことができなかった。
【００８３】
また、実施例において、複数のアルミパウチ間で硬度の均一性を比較したが、アルミパウチ間の個体差は認められなかった。一方、比較例１〜４では、アルミパウチ間で硬度のバラツキがあった。
【００８４】
なお、比較例１における上記問題は、寒天を水に溶解した後、得られた寒天水溶液を、６０℃に維持した液状栄養剤に添加するようにしたため、寒天水溶液の粘度上昇を招き、寒天水溶液とアルギン酸や液状栄養剤等とを均一に混合することができなかったことに起因すると推察される。
【００８５】
また、比較例２における上記問題は、アルギン酸の添加を省略したために、粉末状の寒天が液状栄養剤中で容易に沈降してしまい、均一に分散させることができなかったことに起因すると推察される。また、比較例３では、デンプンの量が少なく、粘度が著しく低いため、寒天が均一に分散しなかったと推察される。
さらに、比較例４においても、デンプンでは、寒天粉末の凝集や沈殿を抑制するといったアルギン酸特有の作用が得られないため、寒天を均一に分散させることができなかったと推察される。
また、上記原因に加え、比較例４における上記問題は、デンプンによって栄養剤に付着性が付与されたため、アルミパウチ内での栄養剤の流動性が著しく低下したことと、デンプンによる糊化現象（比較例４）によって生成された栄養剤は、寒天とアルギン酸によるハイブリッドの網目構造生成を伴うゲル化現象（実施例）によって生成されたゲル状栄養剤に比べて、栄養剤としての安定性が劣ること等に起因すると推察される。
【００８６】
２．２ ゲル状栄養剤の離水の比較
まず、実施例で得られたゲル状栄養剤５０ｇと、比較例１〜４で得られたゲル状栄養剤５０ｇとを、それぞれ５０メッシュのふるいに載せ、２０℃で３０分間放置した際にふるいを通過した液体量（離水量）を測定し、試料に対する離水量の重量比率（離水率）を求めた。
【００８７】
その結果、実施例のゲル状栄養剤は、離水率が５％以下であり、離水量が少なかった。一方、比較例１〜４のゲル状栄養剤は、離水率が５％を超えており、離水量が多かった。
【００８８】
以上、２．１および２．２の評価結果から、本発明のゲル状栄養剤の製造方法によれば、容器内や容器間で均一かつ均質なゲル状栄養剤を製造し得ることが明らかとなった。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明のゲル状栄養剤の製造方法の実施形態を示す工程図である。
【符号の説明】
【００９０】
［１］……原料混合工程 ［２］……容器封入工程 ［３］……熱処理工程 ［４］……冷却工程
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゲル状栄養剤の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の急速な高齢化に伴い、寝たきり・重度の痴呆・脳卒中後遺症等運動障害のある高齢者数が増加している。また、かかる運動障害に伴って嚥下機能に障害が生じると、飲食物を食道側に正しく飲み込むことができず、誤って気管側に引き込んでしまう「誤嚥」が生じ、窒息や誤嚥性肺炎を誘発するおそれがある。
【０００３】
このような嚥下困難な患者に対しては、経管チューブ等を介して胃内または腸内に直接栄養剤の投与を受ける栄養投与手段が知られている。この場合、栄養剤は、胃内での形状保持性、チューブ通過性等の種々の観点から、ゲル状のものが好ましく用いられる。かかるゲル状の栄養剤は、レトルトパウチ等に封入された状態で流通しており、患者に投与する際には、手や圧縮器具等でレトルトパウチを押圧することにより、容易に取り出すことができる。
【０００４】
ところで、このようなゲル状の栄養剤は、液状栄養剤に寒天、アルギン酸等を加えた後、加熱しつつ混合し、混合物中において寒天を液状栄養剤に溶解させることにより製造される。寒天は、一旦溶解した後、冷却されると、分子鎖がアルギン酸と相互作用して混合物のゲル化をもたらす。このようにしてゲル状栄養剤が作製される（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
液状栄養剤と寒天等とを混合した後に冷却すると混合物の粘度が上昇してしまい、容器へ移す作業が困難になるため、上記の特許文献１に記載の方法では、加熱した状態で混合物を容器に移している。しかしながら、このような方法では、以下のような点が課題となっていた。
【０００６】
・容器への移動に際して、比較的長時間の加熱が必要になるため、混合物に大きな熱量が付与され、これにより液状栄養剤中の成分が変質する。
【０００７】
・混合物を加熱しつつ容器に移す必要があるため、高価な特殊設備が必要になる。
・混合物の粘度上昇に伴って混合物の均質性が低下し、最終的に容器内または容器ごとでゲル状栄養剤の品質（粘度等）がばらつく。
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−６９０９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、容器内に封入された均質なゲル状栄養剤を、栄養剤中の成分が変質するのを防止しつつ、安価な設備で製造可能なゲル状栄養剤の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的は、下記（１）〜（８）の本発明により達成される。
（１） 容器に封入された状態のゲル状栄養剤を製造するゲル状栄養剤の製造方法であって、
粉末状の寒天と、アルギン酸および／またはその塩類と、液状栄養剤とを、前記寒天の溶解温度より低い温度で混合し混合物を得る原料混合工程と、
前記混合物を前記容器に入れて密封する容器封入工程と、
前記混合物を前記容器ごと前記寒天の溶解温度以上の温度で加熱する熱処理を施す熱処理工程と、
前記混合物を前記容器ごと冷却し、前記混合物をゲル化させる冷却工程とを有することを特徴とするゲル状栄養剤の製造方法。
【００１１】
（２） 前記熱処理は、レトルト殺菌装置を用いて、温度１１０〜１４０℃×５〜２０分間で、Ｆ値として５〜３０の加熱殺菌を行うものであり、
前記熱処理において前記混合物に付与される熱量は、前記液状栄養剤中の成分が変質する熱量未満である上記（１）に記載のゲル状栄養剤の製造方法。
【００１２】
（３） 前記容器封入工程において、前記粉末状の寒天は、前記混合物中に均一に分散しており、
前記容器封入工程における前記混合物の粘度は、２００〜３０００ｍＰａ・ｓである上記（１）または（２）に記載のゲル状栄養剤の製造方法。
【００１３】
（４） 前記原料混合工程において、前記混合物中の前記寒天の含有量は、０．１〜０．５ｗｔ％である上記（１）ないし（３）のいずれかに記載のゲル状栄養剤の製造方法。
【００１４】
（５） 前記粉末状の寒天の平均粒径は、２００μｍ以下である上記（１）ないし（４）のいずれかに記載のゲル状栄養剤の製造方法。
【００１５】
（６） 前記原料混合工程において、前記混合物中の前記アルギン酸および／またはその塩類の合計の含有量は、０．１〜０．５ｗｔ％である上記（１）ないし（５）のいずれかに記載のゲル状栄養剤の製造方法。
【００１６】
（７） 前記混合物は、デンプンを含まない上記（１）ないし（６）のいずれかに記載のゲル状栄養剤の製造方法。
（８） 前記容器は、レトルトパウチまたはソフトバッグである上記（１）ないし（７）のいずれかに記載のゲル状栄養剤の製造方法。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、寒天と、アルギン酸および／またはその塩類と、液状栄養剤とを混合し、これを容器内に移した後、容器を加熱して寒天を溶解することにより、栄養剤中の成分が変質するのを防止しつつ、安価な設備で、容器内に封入された均質なゲル状栄養剤を製造することができる。
【００１８】
また、容器の加熱を、高温高圧調理殺菌装置（レトルト殺菌装置）等の加圧下で湿式による熱処理を用いて行うことにより、寒天の溶解とゲル状栄養剤の殺菌とを同時に効率よく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明のゲル状栄養剤の製造方法を好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明のゲル状栄養剤の製造方法の実施形態を示す工程図である。
【００２０】
本発明のゲル状栄養剤の製造方法は、容器内に封入された状態のゲル状栄養剤を製造する方法であり、［１］粉末状の寒天と、粉末状のアルギン酸および／またはその塩類と、液状栄養剤とを、寒天の溶解温度より低い温度で混合し混合物を得る原料混合工程と、［２］得られた混合物を容器に入れ密封する容器封入工程と、［３］混合物を容器ごと、寒天の溶解温度以上の温度で加熱する熱処理工程と、［４］混合物を容器ごと冷却してゲル化させる冷却工程とを有することを特徴とする。
【００２１】
これにより、容器内に均一に封入されたゲル状栄養剤を、栄養剤中の成分が変質するのを防止しつつ、安価な設備で製造することができる。
【００２２】
このようなゲル状栄養剤の製造方法は、エネルギー補助食品、食物繊維補助食品、栄養機能食品、特定保健用食品、経口経管栄養剤、経腸栄養剤等の各種ゲル状栄養剤（ゲル状食品を含む）の製造に適用し得る。
【００２３】
以下、前述した本発明のゲル状栄養剤の製造方法の各工程を順次説明する。
［１］まず、原材料として、粉末状の寒天と、アルギン酸および／またはその塩類と、液状栄養剤とを、寒天の溶解温度より低い温度で混合する。この場合、好ましくは、アルギン酸および／またはその塩類を液状栄養剤に溶解した後、これに前記温度下で粉末状の寒天を混合する。これにより、アルギン酸および／またはその塩類が溶解した液状栄養剤中に粉末状の寒天が分散してなる混合物を得る（原料混合工程）。
【００２４】
寒天と、アルギン酸および／またはその塩類（以下、アルギン酸の塩類も併せて単に「アルギン酸」と言うこともある。）は、これらの相互作用により液状栄養剤をゲル化させ、液状栄養剤の構成成分をゲル状栄養剤中に安定的に保持するためのものである。すなわち、寒天は、アルギン酸との相互作用に伴い、強固なネットワーク構造を構築し、形状保持性に優れたゲル状栄養剤を生成することができる。
【００２５】
粉末状の寒天と、アルギン酸と、液状栄養剤とは、いかなる方法で混合されてもよく、例えば各種攪拌機、混合機、ホモゲナイザー等を用いることができる。
【００２６】
なお、得られた混合物は、前述したゲル状になっていないので、比較的粘性が低く、流動性が高いものである。このため、容器間の移し替え等の取り扱いは比較的容易な状態にある。
【００２７】
原材料を混合する際の温度（混合温度）は、前述したように、寒天の溶解温度未満とされる。したがって、混合温度は、用いる寒天の溶解温度に応じて適宜設定されるものの、一例を挙げれば、３０〜７５℃程度であるのが好ましく、４０〜７０℃程度であるのがより好ましい。かかる温度範囲であれば、寒天の溶解を防止する一方、アルギン酸溶液や液状栄養剤等の粘性を比較的小さくすることができ、混合物の流動性を高めることができる。このため、混合物の取り扱いがより容易になる。
【００２８】
液状栄養剤は、前述したような栄養剤の構成成分（栄養素）を含む液状物質であるが、かかる栄養素としては、栄養剤の目的に応じて適宜選択され、特に限定されないが、例えば脂溶性ビタミン、水溶性ビタミン、たん白質、脂質、糖質、ミネラル類等が挙げられる。
【００２９】
以下、各栄養素について詳述する。
具体的には、脂溶性ビタミンの一例として、ビタミンＡ、ビタミンＤ、ビタミンＥ、ビタミンＫ等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３０】
また、水溶性ビタミンとしては、例えば、チアミン（ビタミンＢ１）、リボフラビン（ビタミンＢ２）、ナイアシン（ビタミンＢ３）、パントテン酸（ビタミンＢ５）、ピリドキシン（ビタミンＢ６）、ビオチン（ビタミンＢ７）、葉酸（ビタミンＢ９）、シアノコバラミン（ビタミンＢ１２）およびアスコルビン酸（ビタミンＣ）等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３１】
たん白質は、単に窒素源やアミノ酸供給のための栄養素としてばかりでなく、脂溶性ビタミンの異性化を低減する安定化剤としての機能も発揮する。
【００３２】
このようなたん白質としては、特に限定されず、大豆たん白質、乳カゼインのような乳たん白質、魚肉たん白質、鶏卵たん白質の他、これらのたん白質をプロテアーゼや酸により加水分解した大豆ペプチドのような加水分解物等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３３】
たん白質は、これらの中でも、特に、大豆たん白質であるのが好ましい。大豆たん白質は、消化吸収性に優れるばかりでなく、例えば、脂質代謝促進、疲労回復促進、基礎代謝促進、筋肉増強促進および食事誘導性熱代謝促進等の生理活性促進作用を有していることから、前記栄養素として好適に選択される。
【００３４】
さらに、大豆たん白質は、脂溶性ビタミンの異性化を低減する安定化剤としての機能にも優れることから、かかる観点からも、たん白質として好適に選択される。
【００３５】
なお、大豆たん白質には、例えば、豆乳、濃縮大豆たん白質、分離大豆たん白質、大豆ペプチド等のうちの１種または２種以上を組み合わせて使用できる。
【００３６】
また、脂質としては、例えば、大豆油、コーン油、パーム油、シソ油、サフラワー油および魚油等の天然脂質の他、トリカプリリン（トリカプリル酸グリセリル）のような炭素数６〜１２程度の中鎖脂肪酸トリグリセリド等の合成脂質が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３７】
また、糖質としては、例えば、デキストリン、マルトデキストリン、オリゴ糖、ショ糖およびグルコース等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、糖質としては、デキストリンやオリゴ糖、ショ糖のような２糖類、グルコースのような単糖類を適宜配合させて使用するのが好ましい。これにより、糖質が経腸栄養剤のゲル化に関与するようになるのを確実に防止することができる。
【００３８】
さらに、ミネラル類としては、例えば、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、カリウム、リン、塩素、鉄、マンガン、銅、ヨウ素、亜鉛および硫黄等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３９】
また、経腸栄養剤には、寒天、アルギン酸および上述した各栄養素の他に、大豆レシチン、グリセリン脂肪酸エステルのような乳化剤、エリソルビン酸ナトリウムのような安定化剤、クエン酸、乳酸のようなｐＨ調整剤、および、エチルバニリン、バニリン、プロピレングリコールのような香料等の添加剤が含まれていてもよい。
【００４０】
なお、液状栄養剤中の各種栄養素の合計の含有率は、好ましくは０．５〜５０ｗｔ％程度、より好ましくは１〜３０ｗｔ％程度とされる。
【００４１】
次いで、寒天およびアルギン酸および／またはその塩類について順次詳述する。
寒天としては、特に限定されず、日本薬局方収載のカンテンやカンテン末、食品素材としての寒天末、棒寒天、即溶性寒天等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００４２】
また、本発明に用いる寒天には、水への溶解温度が８０℃以上のものが好ましく用いられる。このような寒天を含むゲル状栄養剤は、体内に投与されたとき、体温で容易に溶解することなく、ある程度の時間ゲル状態を維持することができる。これにより、ゲル状栄養剤の流動性が抑えられるため、胃に投与されたゲル状栄養剤が誤って食道を逆流したり、投与時にゲル状栄養剤がチューブから漏れ出したりする不具合を確実に避けることができる。
【００４３】
また、本発明に用いる寒天は、粉末状（顆粒状のものを含む。）の形態をなすものである。このような粉末状の寒天は、液状栄養剤とともに混合することにより、液状栄養剤中に均一に分散することができる。その結果、均質な混合物が得られ、最終的に均質なゲル状栄養剤を得ることができる。
【００４４】
このような粉末状の寒天の平均粒径は、特に限定されないが、２００μｍ以下であるのがより好ましい。かかる粒径の寒天は、液状栄養剤中に特に均一に分散するとともに、後述する熱処理において少ない熱量で簡単に溶解することが可能になる。このため、熱処理の際に付与される熱量を最小限に抑えることができ、熱影響に伴う液状栄養剤の構成成分の変質・劣化を抑制することができる。
【００４５】
混合物中の寒天の含有量は、前述した液状栄養剤中の栄養素の含有率等に応じて適宜設定されるが、０．１〜０．５ｗｔ％程度であるのが好ましい。寒天の含有量をこのような範囲に設定することにより、硬くなり過ぎることなく、混合物を確実にゲル化させることができる。すなわち、得られるゲル状栄養剤の硬度や流動性等の特性を最適化することができ、特に経腸栄養剤に適した特性のゲル状栄養剤を得ることができ、また、得られるゲル状栄養剤中により強固なネットワークが構築され、その中に前述した各栄養素を安定的に包含することができる。これにより、各栄養素の変質・劣化を招いたり、各栄養素がゲル状栄養剤中から遊離してしまうのを防止することができる。
【００４６】
アルギン酸としては、特に限定されず、医薬品添加物規格のものや、食品添加物規格のものが使用できる。また、アルギン酸塩としては、その種類に特に限定されず、例えば、ナトリウム塩、カルシウム塩等が挙げられる。
【００４７】
混合物中のアルギン酸および／またはその塩類の合計の含有量は、前述した液状栄養剤中の栄養素の含有率等に応じて適宜設定されるが、０．１〜０．５ｗｔ％程度であるのが好ましい。アルギン酸の含有量をこのような範囲に設定することにより、硬くなりすぎることなく、混合物を確実にゲル化させることができる。すなわち、得られるゲル状栄養剤の硬度や流動性等の特性を最適化することができ、特に経腸栄養剤に適した特性のゲル状栄養剤を得ることができる。また、寒天と同様、アルギン酸の含有量が前記範囲内であれば、得られるゲル状栄養剤中により強固なネットワークが構築され、その中に前述した各栄養素を安定的に包含することができる。これにより、各栄養素の変質・劣化を招いたり、各栄養素がゲル状栄養剤中から遊離してしまうのを防止することができる。
【００４８】
また、混合物中の寒天の含有量とアルギン酸の含有量との比は、寒天の含有量をＡ［ｗｔ％］とし、アルギン酸の含有量をＢ［ｗｔ％］としたとき、Ｂ／Ａは、０．２〜５．０程度であるのが好ましく、０．５〜２．０程度であるのがより好ましい。かかる関係を満足することにより、寒天とアルギン酸とが過不足なく相互作用し、より均質で安定したゲル状栄養剤を得ることができる。
【００４９】
［２］次に、得られた混合物を、容器内に封入する（容器封入工程）。
混合物を封入する容器は、ゲル状栄養剤を輸送、保存するのに適した容器が用いられ、具体的には、レトルトパウチ（アルミパウチ）、ソフトバッグ等が好ましく用いられる。また、これらの容器には、防湿性、酸素遮断性に優れているものが好ましく用いられる。
【００５０】
容器内に混合物を入れた後、容器を封止して密閉するが、この際、容器内に空気が残存しないように密閉するのが好ましい。これにより、空気との接触による混合物の変質を抑制することができる。なお、容器内に空気が残存しないように密閉するためには、内部の空気を吸引しつつ密閉する方法、減圧雰囲気下で密閉作業をする方法、容器の開口から混合物の一部をあふれさせつつ密閉する方法等を用いればよい。
【００５１】
前述したように、本工程における混合物は、未だゲル化していないので比較的粘性が低く、また嵩高い固形物（ゲル化物）をほとんど含んでいないので流動性が高い。このため、例えばチューブ等を介して容器内に混合物を移す場合でも、高温に維持したり、高い圧力をかけることなく混合物を容易に流すことができるので、作業効率の向上が図られ、一般的で安価な製造設備でも十分に対応することができる。
【００５２】
また、本発明では、液状栄養剤中に粉末状の寒天とアルギン酸を添加している。このうち、寒天は前述したように溶解温度以上に加熱しないと溶解しないが、アルギン酸は、比較的低温でも溶解する。アルギン酸が液状栄養剤に溶解すると粘性がやや上昇するが、この上昇幅は、寒天がゲル化したときの上昇幅よりも小さいものである。このため、寒天、アルギン酸および液状栄養剤を含む混合物は、適度な粘性を有したものとなる。このため、この混合物では、粉末状の寒天が沈降して沈殿となるのが防止されるとともに、十分な流動性を有するものとなる。その結果、混合物中に粉末状の寒天が均一に分散した状態を長時間保持することができ、混合物の均一性が向上する。また、この混合物を複数の容器に移し分ける場合には、容器ごとで混合物の品質のバラツキを抑制することができる。
【００５３】
なお、混合物を容器に移す際には、作業性の観点から、混合物の温度を前述した混合温度に維持しているのが好ましい。これにより、混合物がチューブを通過する際の流動性を十分に高めることができる。
【００５４】
また、かかる観点から、混合物の粘度を２００〜３０００ｍＰａ・ｓとするのが好ましく、４００〜２０００ｍＰａ・ｓとするのがより好ましい。このような粘度であれば、混合物中において粉末状の寒天が沈降するのを抑制しつつ、混合物の十分な流動性が確保されるので、高価な製造設備等を用いることなく、混合物を容器に簡単に移すことができる。また、各容器中では、混合物が特に均一になっており、複数の容器ごとで品質のバラツキが確実に抑制される。
なお、混合物中には、デンプンを実質的に含まないことが好ましい。デンプンを水中に懸濁するとともにデンプン懸濁液を加熱すると、デンプンの粒子がα化し、デンプンの結晶構造の隙間に水分が浸入することにより結晶構造が緩む。その結果、デンプン懸濁液の粘度が急速に増大（糊化）し、混合物の流動性の著しい低下を招いてしまう。また、α化が生じる温度は、デンプンの種類によって著しく異なるため、上述したように温度制御によって混合物の流動性を制御することが困難になり、容器封入工程に支障を来すおそれがある。
さらには、α化したデンプンは、混合物に「付着性」を付与することとなる。このため、容器封入工程において、例えばチューブ等を介して混合物を移送する際、チューブ内壁に混合物が付着し易く、移送を困難にするおそれがある。また、最終的に得られるゲル状栄養剤にも付着性を付与することになるため、容器内壁にゲル状栄養剤が付着してしまい、容器からゲル状栄養剤を取り出す作業や、経管チューブ等を介して患者の胃内または腸内に直接栄養剤の投与する作業に支障を来すおそれがある。
なお、前述したように混合物中には、デンプンをできるだけ含まないことが好ましいが、本発明がその効果を奏するにあたって混合液中への添加が許容されるデンプンの量（含有率）としては、０．５ｗｔ％未満であるのが好ましく、０．３ｗｔ％未満であるのがより好ましく、０．１ｗｔ％未満であるのがさらに好ましい。
【００５５】
［３］次に、混合物を封入した容器に対して、容器ごと熱処理を施す。この熱処理は、混合物中の寒天の液状栄養剤に対する溶解温度以上の温度でなされる。このような熱処理により、混合物中の寒天が溶解する（熱処理工程）。
【００５６】
熱処理は、いかなる方法でも行うことができるが、例えば、高温高圧調理殺菌装置（レトルト殺菌装置）等の加圧下で湿式による熱処理が好ましい。このような湿式の熱処理によれば、付与される単位時間当たりの熱量を大きくすることができるので、短時間で寒天を溶解させるとともに、混合物に対して殺菌処理を兼ねることができる。
【００５７】
また、熱処理の条件としては、温度１１０〜１４０℃で５〜２０分間程度であるのが好ましく、また、Ｆ値としては５〜３０程度であるのが好ましい。熱処理の条件を前記範囲内とすることにより、混合物中の栄養素が変質・劣化したり、容器の損傷等招くことなく、混合物に対して十分な殺菌を施すことができる。なお、食品等の殺菌処理におけるＦ値とは、食品を加熱殺菌した際に微生物を死滅させるのに要する加熱時間（分）を表す指標である。
なお、寒天の溶解を促進するため、容器に振動を加えるようにしてもよい。
【００５８】
［４］次に、混合物を容器ごと、自然放熱させるか、または強制的に冷却する。これにより、液状栄養剤に溶解した寒天がゲル化する。その結果、ゲル状栄養剤が得られる（冷却工程）。
【００５９】
寒天のゲル化は、溶解してその後の冷却により生じる寒天分子鎖内および分子鎖間の水素結合が三次元の構造を形成することによりなされる。
【００６０】
一方、混合物中にはアルギン酸が含まれているが、このアルギン酸は、カルシウム等のミネラル・金属塩とのキレート（イオン結合）が三次元の構造を構築し、ゲル化する。
【００６１】
このように混合物中にゲル化のメカニズムが異なる寒天とアルギン酸とが含まれていれば、混合物の溶解・放熱により、両者が構築する三次元構造が絡み合ってハイブリッドの網目構造を形成し、特に強固なゲル体となった。
【００６２】
特に、アルギン酸は、他のゲル化剤と異なり、構成する多糖類が直鎖であり分岐がない。そのため、寒天の水素結合によるゲルの三次元構造を阻害することなく、前述したハイブリッドの網目構造を形成することが可能である。
【００６３】
また、寒天とアルギン酸とを組み合わせたことにより、前述したように、カルシウム等のミネラル・金属塩とのキレート（イオン結合）によるゲル化がなされるため、三次元構造中に水分子と水素結合する部位が多く含まれることとなり、得られるゲル状栄養剤中に各栄養素を確実に保持することができる。また、ゲル化後には、離水を抑制することができるので、例えば水溶性ビタミンの溶出を抑制することができる。
【００６４】
ここで、液状栄養剤の各種栄養素は、ゲル状栄養剤中のハイブリッドの網目構造内に保持される。このような状態になると、栄養素が網目構造に保護されることとなり、栄養素の光や熱に対する耐久性（耐候性）や長期安定性を高めることができる。
【００６５】
さらに、寒天とアルギン酸とを組み合わせることにより、前述したアルギン酸による三次元構造の耐熱性が特に高いことから、ゲル状栄養剤の耐熱性を高めることができる。
【００６６】
また、アルギン酸による三次元構造は、比較的弾力性が高く、崩れ難い。さらに、アルギン酸による三次元構造は、胃酸に対する耐久性が高い。このため、ゲル状栄養剤は、例えば胃内での形状保持性に優れるとともに、チューブ流通時の崩壊等を防止し得るものとなる。
【００６７】
ところで、上述したような熱処理工程は、従来、混合物を容器に封入する前に行われていた。このため、従来の方法では、寒天を溶解させるための熱処理（以下、単に「熱処理」とも言う。）と、その後容器に移された混合物に対する殺菌処理とが、個別に行われていた。また、熱処理では、その後、混合物を容器に移す際の流動性を確保するため、混合物を長時間高温に維持する必要があった。このため、結果的に混合物には大きな熱量が付与されることになり、熱影響で混合物中の栄養素が変質するおそれがあった。
【００６８】
これに対し、本発明では、混合物を容器に封入した後、熱処理を施すようにした。このため、熱処理と殺菌処理とを同時に行うことが可能になり、製造効率を高めることができる。
【００６９】
また、本発明では、容器に移す際の混合物は流動性が高いため、長時間の加熱が不要である。このため、熱処理の際に必要最低限の熱量を付与すればよく、必要以上の加熱を避けることができるので、混合物中の栄養素が変質するのを防止することができる。なお、かかる観点から、熱処理において混合物に付与される熱量は、寒天を溶解する熱量以上であって、混合物中の各栄養素が変質する熱量未満となるよう適宜設定されるのが好ましい。
【００７０】
以上のようにして、ゲル状栄養剤を製造することができるが、原料混合工程において、液状栄養剤、寒天およびアルギン酸を混合する時期は特に限定されず、これらを同時に混合してもよいし、液状栄養剤に寒天を先に添加するようにしてもよい。
【００７１】
以上、本発明のゲル状栄養剤の製造方法を好適実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００７２】
例えば、本発明のゲル状栄養剤の製造方法では、必要に応じて、任意の工程を追加することもできる。
【実施例】
【００７３】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．ゲル状栄養剤の製造
（実施例）
まず、水に大豆たん白質を添加後、７０℃まで加温しながらＴＫホモジナイザー（特殊機化工業社製）を用いて分散させて分散液を得た。
【００７４】
次に、この分散液に、乳化剤を含有した油脂、カゼイネート、デキストリン、ミネラル類、および脂溶性ビタミンを順次添加した。これにより、液状栄養剤を得た。
【００７５】
次に、液状栄養剤を６０℃に維持した状態でクエン酸ナトリウムを含むアルギン酸水溶液を添加し粘度を１０００ｍＰａ・ｓに調整した。この混合液に粉末状の寒天（平均粒径１０μｍ）を加え、高圧ホモジナイザーを用いて乳化することにより、寒天およびアルギン酸を含む混合液を調製した。調製した混合液は栄養成分の品質劣化を避けるために、３０℃まで冷却を行い、均質な混合液を得た。なお、得られた混合液の粘度は、アルギン酸水溶液の粘度とほぼ同等であった。また、混合液中の各成分の配合量は、それぞれ、混合液１００ｍＬ中、大豆たん白質１．６７ｇ、油脂（乳化剤含む）２．２３ｇ、カゼイネート３．４０ｇ、デキストリン１６．１６ｇ、ミネラル類０．７９ｇ、脂溶性ビタミン０．０４ｇ、寒天０．２５ｇ、アルギン酸０．２５ｇ、水７５．２ｇとした。
【００７６】
次に、調製された混合液２００ｇをアルミパウチに充填し、封止した。次いで、レトルト殺菌装置を用いて１２１℃の温度で１５分間の殺菌処理を行った。これにより、寒天を溶解させ、その後、アルミパウチを冷却して混合液をゲル化させることにより、ゲル状栄養剤を得た。
【００７７】
（比較例１）
まず、実施例と同様にして液状栄養剤を得た。
【００７８】
次に、液状栄養剤に添加する寒天として、１００℃の温度で２分間煮沸して溶解させた寒天水溶液を用意し、この寒天水溶液とアルギン酸を６０℃に維持した液状栄養剤に添加した。これにより、寒天水溶液、アルギン酸および液状栄養剤を混合し、粘度の高い混合液を得た。
【００７９】
次いで、この混合液２００ｇをアルミパウチに充填し、封止した。次いで、レトルト殺菌装置を用いて１２１℃の温度で１５分間の殺菌処理を行った。
以上のようにした以外は、前記実施例と同様にしてゲル状栄養剤を得た。
【００８０】
（比較例２）
アルギン酸水溶液の添加を省略した以外は、前記実施例と同様にしてゲル状栄養剤を得た。
（比較例３）
アルギン酸に代えて、アルギン酸と同量のデンプン（コーンスターチ０．２５ｇ／混合液１００ｍＬ中）を添加するようにした以外は、前記実施例と同様にして栄養剤を得た。
（比較例４）
アルギン酸に代えて、混合液の粘度が、前記アルギン酸水溶液と同程度の粘度になるよう、デンプン（コーンスターチ２．５ｇ／混合液１００ｍＬ中）を添加するようにした以外は、前記実施例と同様にして栄養剤を得た。
【００８１】
２．ゲル状栄養剤の評価
２．１ ゲル状栄養剤の均一性の比較
まず、実施例で得られたゲル状栄養剤と、比較例で得られたゲル状栄養剤とを、それぞれアルミパウチを開いて取り出した。
【００８２】
次いで、取り出した各ゲル状栄養剤の硬度の均一性を指で押すなどして比較した。
その結果、実施例のゲル状栄養剤は、アルミパウチの全体で硬度がほぼ均一であり、形状保持性も備わっていた。一方、比較例１、２のゲル状栄養剤では硬度および形状保持性のバラツキが認められた。比較例３については、デンプン量が少ないため、十分なゲル状特性を有するゲル状栄養剤を得ることができなかった。また、比較例４については、栄養剤が糊状になっていたため、アルミパウチを押しても栄養剤を円滑に取り出すことができなかった。
【００８３】
また、実施例において、複数のアルミパウチ間で硬度の均一性を比較したが、アルミパウチ間の個体差は認められなかった。一方、比較例１〜４では、アルミパウチ間で硬度のバラツキがあった。
【００８４】
なお、比較例１における上記問題は、寒天を水に溶解した後、得られた寒天水溶液を、６０℃に維持した液状栄養剤に添加するようにしたため、寒天水溶液の粘度上昇を招き、寒天水溶液とアルギン酸や液状栄養剤等とを均一に混合することができなかったことに起因すると推察される。
【００８５】
また、比較例２における上記問題は、アルギン酸の添加を省略したために、粉末状の寒天が液状栄養剤中で容易に沈降してしまい、均一に分散させることができなかったことに起因すると推察される。また、比較例３では、デンプンの量が少なく、粘度が著しく低いため、寒天が均一に分散しなかったと推察される。
さらに、比較例４においても、デンプンでは、寒天粉末の凝集や沈殿を抑制するといったアルギン酸特有の作用が得られないため、寒天を均一に分散させることができなかったと推察される。
また、上記原因に加え、比較例４における上記問題は、デンプンによって栄養剤に付着性が付与されたため、アルミパウチ内での栄養剤の流動性が著しく低下したことと、デンプンによる糊化現象（比較例４）によって生成された栄養剤は、寒天とアルギン酸によるハイブリッドの網目構造生成を伴うゲル化現象（実施例）によって生成されたゲル状栄養剤に比べて、栄養剤としての安定性が劣ること等に起因すると推察される。
【００８６】
２．２ ゲル状栄養剤の離水の比較
まず、実施例で得られたゲル状栄養剤５０ｇと、比較例１〜４で得られたゲル状栄養剤５０ｇとを、それぞれ５０メッシュのふるいに載せ、２０℃で３０分間放置した際にふるいを通過した液体量（離水量）を測定し、試料に対する離水量の重量比率（離水率）を求めた。
【００８７】
その結果、実施例のゲル状栄養剤は、離水率が５％以下であり、離水量が少なかった。一方、比較例１〜４のゲル状栄養剤は、離水率が５％を超えており、離水量が多かった。
【００８８】
以上、２．１および２．２の評価結果から、本発明のゲル状栄養剤の製造方法によれば、容器内や容器間で均一かつ均質なゲル状栄養剤を製造し得ることが明らかとなった。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明のゲル状栄養剤の製造方法の実施形態を示す工程図である。
【符号の説明】
【００９０】
［１］……原料混合工程 ［２］……容器封入工程 ［３］……熱処理工程 ［４］……冷却工程
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器に封入された状態のゲル状栄養剤を製造するゲル状栄養剤の製造方法であって、
粉末状の寒天と、アルギン酸および／またはその塩類と、液状栄養剤とを、前記寒天の溶解温度より低い温度で混合し混合物を得る原料混合工程と、
前記混合物を前記容器に入れて密封する容器封入工程と、
前記混合物を前記容器ごと前記寒天の溶解温度以上の温度で加熱する熱処理を施す熱処理工程と、
前記混合物を前記容器ごと冷却し、前記混合物をゲル化させる冷却工程とを有することを特徴とするゲル状栄養剤の製造方法。
【請求項２】
前記熱処理は、レトルト殺菌装置を用いて、温度１１０〜１４０℃×５〜２０分間で、Ｆ値として５〜３０の加熱殺菌を行うものであり、
前記熱処理において前記混合物に付与される熱量は、前記液状栄養剤中の成分が変質する熱量未満である請求項１に記載のゲル状栄養剤の製造方法。
【請求項３】
前記容器封入工程において、前記粉末状の寒天は、前記混合物中に均一に分散しており、
前記容器封入工程における前記混合物の粘度は、２００〜３０００ｍＰａ・ｓである請求項１または２に記載のゲル状栄養剤の製造方法。
【請求項４】
前記原料混合工程において、前記混合物中の前記寒天の含有量は、０．１〜０．５ｗｔ％である請求項１ないし３のいずれかに記載のゲル状栄養剤の製造方法。
【請求項５】
前記粉末状の寒天の平均粒径は、２００μｍ以下である請求項１ないし４のいずれかに記載のゲル状栄養剤の製造方法。
【請求項６】
前記原料混合工程において、前記混合物中の前記アルギン酸および／またはその塩類の合計の含有量は、０．１〜０．５ｗｔ％である請求項１ないし５のいずれかに記載のゲル状栄養剤の製造方法。
【請求項７】
前記混合物は、デンプンを含まない請求項１ないし６のいずれかに記載のゲル状栄養剤の製造方法。
【請求項８】
前記容器は、レトルトパウチまたはソフトバッグである請求項１ないし７のいずれかに記載のゲル状栄養剤の製造方法。
【請求項１】
容器に封入された状態のゲル状栄養剤を製造するゲル状栄養剤の製造方法であって、
粉末状の寒天と、アルギン酸および／またはその塩類と、液状栄養剤とを、前記寒天の溶解温度より低い温度で混合し混合物を得る原料混合工程と、
前記混合物を前記容器に入れて密封する容器封入工程と、
前記混合物を前記容器ごと前記寒天の溶解温度以上の温度で加熱する熱処理を施す熱処理工程と、
前記混合物を前記容器ごと冷却し、前記混合物をゲル化させる冷却工程とを有することを特徴とするゲル状栄養剤の製造方法。
【請求項２】
前記熱処理は、レトルト殺菌装置を用いて、温度１１０〜１４０℃×５〜２０分間で、Ｆ値として５〜３０の加熱殺菌を行うものであり、
前記熱処理において前記混合物に付与される熱量は、前記液状栄養剤中の成分が変質する熱量未満である請求項１に記載のゲル状栄養剤の製造方法。
【請求項３】
前記容器封入工程において、前記粉末状の寒天は、前記混合物中に均一に分散しており、
前記容器封入工程における前記混合物の粘度は、２００〜３０００ｍＰａ・ｓである請求項１または２に記載のゲル状栄養剤の製造方法。
【請求項４】
前記原料混合工程において、前記混合物中の前記寒天の含有量は、０．１〜０．５ｗｔ％である請求項１ないし３のいずれかに記載のゲル状栄養剤の製造方法。
【請求項５】
前記粉末状の寒天の平均粒径は、２００μｍ以下である請求項１ないし４のいずれかに記載のゲル状栄養剤の製造方法。
【請求項６】
前記原料混合工程において、前記混合物中の前記アルギン酸および／またはその塩類の合計の含有量は、０．１〜０．５ｗｔ％である請求項１ないし５のいずれかに記載のゲル状栄養剤の製造方法。
【請求項７】
前記混合物は、デンプンを含まない請求項１ないし６のいずれかに記載のゲル状栄養剤の製造方法。
【請求項８】
前記容器は、レトルトパウチまたはソフトバッグである請求項１ないし７のいずれかに記載のゲル状栄養剤の製造方法。
【図１】
【公開番号】特開２０１０−９５５０７（Ｐ２０１０−９５５０７Ａ）
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２８８３７（Ｐ２００８−３２８８３７）
【出願日】平成２０年１２月２４日（２００８．１２．２４）
【特許番号】特許第４３０２１８２号（Ｐ４３０２１８２）
【特許公報発行日】平成２１年７月２２日（２００９．７．２２）
【出願人】（５０２１３８３５９）イーエヌ大塚製薬株式会社 (56)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２４日（２００８．１２．２４）
【特許番号】特許第４３０２１８２号（Ｐ４３０２１８２）
【特許公報発行日】平成２１年７月２２日（２００９．７．２２）
【出願人】（５０２１３８３５９）イーエヌ大塚製薬株式会社 (56)
【Ｆターム（参考）】
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