コアセルベーションによるオイルのカプセル化
本発明は、コアセルベーションによる水不溶性オイルのカプセル化およびその後のマイクロカプセル化形態でのこれらオイルの酸化分解の減少を記載する。本発明の方法に有用な水不溶性オイルには、ＰＵＦＡのような食用油、フレーバーオイル、ならびに農業的におよび薬学的に活性なオイルが含まれる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコアセルベーションによるオイルのマイクロカプセル化の分野にある。
【背景技術】
【０００２】
コアセルベーションは、多くのタイプの活性成分のカプセル化に幅広い適用範囲を提供する。これらの活性成分には、例えば、ＰＵＦＡ（ポリ不飽和脂肪酸）油、他の食品成分（フレーバーオイル、ビタミンおよび他の疎水性成分）、農薬活性成分ならびにヘルスケア製品用の成分が含まれ得る。コアセルベート・シェルのバリア性の良好な理解および該シェルの熱的および機械的安定性の制御は、とりわけ、制御放出、味マスキングおよびカプセル化オイルの化学的劣化を防ぐ能力をはじめとする、様々な特定用途をこの技術に提供することができる。食品およびフレーバー・カテゴリー中の多くのオイルは、強いフレーバーおよび酸化に対する不安定性のような特性を有し、従って、それらを口当たりよくするためにおよび酸化分解の減少を与えるためにこれらのオイルをコア−シェル材料でカプセル化することはしばしば必要である。これを行うために用いることができる一技法は複合コアセルベーションである［ビー．ケー．グリーン（Ｂ．Ｋ．Ｇｒｅｅｎ）、エル．シュライヒャー（Ｌ．Ｓｃｈｌｅｉｃｈｅｒ）、特許文献１、１９５７年］。これは、多数の商業用途で以前から用いられてきた確立された技法である［非特許文献１および非特許文献２］。本発明は、コアセルベーションによるオイルのマイクロカプセル化のための、製品だけでなく、改善された方法、ならびにコーティング性能を定量化するためのキャラクタリゼーション技法を提供する。
【０００３】
【特許文献１】米国特許第２，８００，４５７号明細書
【非特許文献１】ティー．ジー．ルント（Ｔ．Ｇ．Ｌｕｎｔ）著、レザーヘッド食品ＲＡ研究報告（Ｌｅａｔｈｅｒｈｅａｄ Ｆｏｏｄ ＲＡ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｒｅｐｏｒｔｓ）、Ｎｏ．１８１、１９７２年
【非特許文献２】アール．ディー．ハーディング（Ｒ．Ｄ．Ｈａｒｄｉｎｇ）著、レザーヘッド食品ＲＡ研究報告、Ｎｏ．１９４、１９７３年
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、水不溶性オイルのマイクロカプセル化方法であって、
（ａ）デンプンの存在下に該水不溶性オイルおよび複合多糖を含んでなる微細なエマルジョンを形成せしめる工程、
（ｂ）工程（ａ）のエマルジョンに約４０℃〜約５０℃の温度でタンパク質を添加する工程、
（ｃ）工程（ｂ）の組成物のｐＨを該タンパク質の等電点未満のｐＨに調整する工程、
（ｄ）工程（ｃ）の組成物を、該組成物を４０℃未満の温度に冷却することによって高密度化する工程、および
（ｅ）工程（ｄ）の組成物のｐＨを約ｐＨ１０未満に調整する工程
を含んでなる方法を記載する。
【０００５】
本発明は、
（ｆ）架橋剤を工程（ｅ）の組成物に添加する工程、
（ｇ）マイクロカプセル化組成物を濃縮する工程、および
（ｈ）工程（ｇ）の組成物を噴霧乾燥して乾燥したマイクロカプセル化オイル粒子を製造する工程
の追加の、任意の工程を含んでなる方法をさらに記載する。
【０００６】
本発明はさらに、記載される方法によって製造される製品、ならびにそれらの製品の組成物にも関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
コアセルベーション法は一般に、多糖および可溶性タンパク質によって安定化される、水中油型エマルジョンの形成を伴う。これらの分子は、静電気的相互作用によって絡み合わせられて分散オイル小滴の周りにコア−シェル材料を形成する。以前の研究では、初期の水中油型エマルジョンは可溶性タンパク質（例えば、ゼラチン）によって安定化された［ダブリュ．エム．マックカーナン（Ｗ．Ｍ．ＭｃＫｅｒｎａｎ）著、Ｆｌａｖｏｕｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ、第４巻（２）、７０−７４頁、１９７３年］。分散系に多糖（例えば、アラビアゴム）を添加し、引き続きｐＨをタンパク質の等電点未満に下げると、分子間の強い静電気的相互作用を起こした。生じたシェルは冷却によって硬化し、架橋剤（例えばグルタルアルデヒド）の添加によってさらに安定化した。
【０００８】
しかしながら、オイル・カプセル化へのこの古典的コアセルベーション法の適用は、ゼラチンの存在下での不満足なエマルジョン安定性のために満足できないものであった。例えば、４０℃で回転子−固定子ホモジナイザーを用いることによって形成された水中油型エマルジョンは、可溶性タンパク質（ゼラチン）よりも多糖（アラビアゴム）の存在下に安定であることが分かり、ワキシーコーンスターチ（高アミロペクチン含有率）の添加によってさらに安定化された。デンプンは安定化剤として一般に使用され、またコーティングの酸素バリア性にも貢献する［アール．ブッフォ（Ｒ．Ｂｕｆｆｏ）、ジー．ライネクシウス（Ｇ．Ｒｅｉｎｅｃｃｉｕｓ）著、Ｐｅｒｆｕｍｅｒ ＆ Ｆｌａｖｏｒｉｓｔ、２５（３）、３７−５１頁、２０００年］。コアセルベーションは、ゼラチン溶液を４０℃でエマルジョンに添加することによって進行する。ゼラチン、アラビアゴム、デンプンおよびＰＵＦＡ油を含有する分散系の自然ｐＨはおおよそ５．５である。ｐＨが１．０Ｍのクエン酸を用いて４に下げられた時、ゼラチン分子上の電荷は負から正に変化し、それは、図１に示されるように、負に帯電したアラビアゴムとの相互作用を起こした。
【０００９】
生じたシェルは、５℃に４５分間冷却することによって硬化させることができ、（１．０ＭのＮａＯＨ添加の後）ｐＨ９での、架橋反応でゼラチン分子上のアミノサイトに結合する、グルタルアルデヒドの添加によってさらに安定化させることができる。生じたコアセルベートは、２〜４０μｍ（回転子−固定子の速度および成分の濃度に依存して）の直径の球状小滴を含有し、小滴は図２に示されるように研究された時間枠（少なくとも３ヶ月）内に合体しなかった。
【００１０】
文献は、シェルが一様な厚さのものではないが、コアセルベート・カプセルが連続シェルを有することを示唆している［ピー．ヴィルストラップ（Ｐ．Ｖｉｌｓｔｒｕｐ）編、「食品成分のマイクロカプセル化（Ｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｏｏｄ Ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓ）」、レザーヘッド、サリー州（Ｌｅａｔｈｅｒｈｅａｄ，Ｓｕｒｒｅｙ）、２００１年］。パエツニック（Ｐａｅｔｚｎｉｃｋ）［制御放出協会第３０年会全体会議（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｒｅｌｅａｓｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ３０ｔｈ Ａｎｎｕａｌ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ）、スコットランド、グラスゴー（Ｇｌａｓｇｏｗ，Ｓｃｏｔｌａｎｄ）、２００３年でのディー．ジェー．パエツニック（Ｄ．Ｊ．Ｐａｅｔｚｎｉｃｋ）、ジー．エイ．ライネクシウス（Ｇ．Ａ．Ｒｅｉｎｅｃｃｉｕｓ）、ティー．エル．ペッパード（Ｔ．Ｌ．Ｐｅｐｐａｒｄ）］は、商業的に入手可能であるほとんどのコアセルベートがラグビー（Ｒｕｇｂｙ）−ボール形状モルホロジーを示すと報告している。この特定のモルホロジーは、活性物質の部分は薄層で保護されているにすぎないが、より大量のカプセル物質はラグビー・ボール形状粒子の先端に濃縮されているので、コーティング材料を効率的に利用していない。本発明のコアセルベートは球形状を示し、カプセル物質のより良好な利用を提供する。コアセルベーション・プロセス中の混合および分散状態は、最終カプセル形状に影響を及ぼすと考えられる。図２を参照されたい。
【００１１】
必要ならば、最終コアセルベートは、過剰の水を除去するために噴霧乾燥され、約２５〜１００μｍの直径の粒子をもたらすことができる（図３）。
【００１２】
本発明では、コア−シェル材料の完全性は、表面オイル測定を用いてさらに特性化される。本実験では、コアセルベートは、いかなる非カプセル化または不満足カプセル化ＰＵＦＡ油も可溶化するために、ヘキサンと共に十分に撹拌された。ヘキサンは次に、いかなる残留ＰＵＦＡも検出できないように分離され、蒸発乾固される。大部分のケースで、コアセルベート中の全オイルの１％未満が表面オイルであることが分かった。このように、マイクロカプセル化法は非常に効率的であることが分かる。
【００１３】
コア−シェル材料の主要な一目的は、ＰＵＦＡ油小滴を酸化から保護することである。酸化は、その多くがプロパナールをはじめとする、異味および臭いを有する様々な分解生成物の形成につながる。この態様の試験は、連続撹拌下に高い温度および圧力での作業を可能にする、シー．−ピー．チャイ・カオ（Ｃ．−Ｐ．Ｃｈａｉ Ｋａｏ）、エム．イー．パウライティス（Ｍ．Ｅ．Ｐａｕｌａｉｔｉｓ）、エイ．ヨコゼキ（Ａ．Ｙｏｋｏｚｅｋｉ）著、流体相平衡（Ｆｌｕｉｄ Ｐｈａｓｅ Ｅｑｕｉｌｉｂｒｉａ）、１２７、１９１（１９９７年）に示されているような、ＶＬＥセル中で実施することができる。酸素の消費は、我々が実験の間中水相のＧＣ分析によるプロパナール生成と直接相関することを示した（図５）、圧力低下を時間の関数として記録することによって測定することができる（図４）。コーティングされていないドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）−安定化ＰＵＦＡエマルジョンは６℃で６時間強で完全に分解することが分かった（図４）。対照的に、コアセルベートは同じ温度で２日後に分解し始める。同一のコアセルベート形成について、分解の速度は、７０℃まで、そして再び８０℃まで１℃だけ温度を上げることによってほぼ２倍になる。しかしながら、８０℃でさえ、コアセルベートは６０℃でのＳＤＳエマルジョンより安定である。
【００１４】
図５で圧力低下は、ＳＤＳ安定化ＰＵＦＡエマルジョンについてプロパナール濃度の関数としてプロットされている。線形相関は、ＰＵＦＡ分解が酸素消費に直接比例することを裏付ける。
【００１５】
コーティング層を横切る分子のフラックスは、時間の関数として小滴の表面積当たり消費される酸素のモルをプロットすることによって測定することができる（図６）。表面積は、ハイドロ（Ｈｙｄｒｏ）２０００Ｓ提示装置付きマルベルン・マスターサイザー（Ｍａｌｖｅｒｎ Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ）２０００で測定された粒度分布から計算された。これらの線の勾配は、コーティングの品質の直接的な指標を与える。
【００１６】
低濃度の調合成分のコアセルベート（曲線Ｄ）は、コーティングの厚さが酸化を防ぐのに十分なほど高くないことを示唆する急勾配を示す。成分の濃度が増えた時（曲線Ａ）、勾配は横ばい状態になり、コーティング厚さが酸化安定性において決定的に重要な因子であることを裏付ける。曲線Ｅは、ＳＤＳ界面活性剤安定化エマルジョンを横切るフラックスを示す。これは、酸化に対する最低限のバリアを提供するので、小滴中へおよび小滴から外への高いフラックスがある。
【００１７】
シングル噴霧乾燥された粒子周りのコーティングの完全性は、図７に示されるように、粒子に加えられる荷重の関数として変位を測定する島津微小圧縮装置（ＭＣＴＭ−５００、５００μｍ先端付き）を用いて試験された。各圧縮実験の終わりに、粒子は破裂し、崩壊したシェルを遊離オイルの周りに見ることができる。
【００１８】
本明細書で用いるところでは、用語「エマルジョン」は、第２不混和性液体中の一液体の安定な分散系を意味する。
【００１９】
本明細書で用いるところでは、用語「乳化」は、一液体を第２不混和性液体中に分散させるプロセスを意味する。一般に、微細流動化装置、高圧ホモジナイザー、コロイド・ミル、回転子−固定子システム、微孔性膜、超音波装置、およびインペラー羽根を含むがそれらに限定されない様々な分散装置から発生させることができる剪断がエマルジョン小滴の形成のために必要とされる。
【００２０】
本明細書で用いるところでは、「水溶解度」は、平衡温度および圧力で溶解させることができる水１リットル当たりの溶質のモル数を意味する。
【００２１】
本明細書で用いるところでは、「水不溶性オイル」は、一般に水中約４重量パーセント未満の溶解度を有する当該オイルである。かかるオイルの非限定的な例には、キャリアオイル中の活性成分の液体としてかそれとも溶液としてかのいずれにしても、海産油（鯨油、アザラシ油、魚油、海藻油）；植物起源の油（オリーブ油またはパーム油のような果肉油；ヒマワリ、大豆、綿実、菜種、ピーナツ、およびアマニ油のような種油）；微生物起源の油；ポリ不飽和脂肪酸（ＰＵＦＡ）油；フレーバーオイル（柑橘類、ベリー類、アルデヒド、アセテートなどを含む香味料；（Ｒ）−（＋）−リモネン）；医薬品（栄養補助食品を含む）および作物保護化学薬品（例えば、殺虫剤、除草剤および殺菌剤）が挙げられる。
【００２２】
本明細書で用いるところでは、「デンプン」は、貯蔵炭水化物として植物器官に広く分布した複合炭水化物を意味する。デンプンの典型的な原料は、トウモロコシ、ワキシーコーン、ジャガイモ、キャッサバ、小麦、米およびもち米である。デンプンは典型的には２つのグルカン（アミロースおよびアミロペクチン）の混合物であり、その特性は、変性デンプンを生み出すための物理的および化学的方法によって調整することができる。デンプンは、水中油型エマルジョンを安定化させるために、多糖と共に水溶液として使用された時に本発明で用途を見いだす。
【００２３】
本明細書で用いるところでは、「多糖」は、グリコシド結合によって互いに結合した単糖類を意味する。これらは、水中油型エマルジョンを安定化させるためにデンプンと共に使用される。本発明で有用な多糖の非限定的な例には、アラビアゴム、カラギーナン、キサンタンガム、ペクチン、セルロース、セルロース誘導体、寒天、アルギネート、ファーセルラン、ガティガム、トラガカントゴム、グアーガム（ｇｕａｒａｎ ｇｕｍ）、ローカストビーンガム、タマリンド粉およびアラビノガラクタンが挙げられる。
【００２４】
本明細書で用いるところでは、「タンパク質」は、ペプチド結合によって連結されたアミノ酸残基よりなり、炭素、水素、窒素、酸素、通常硫黄、および場合により他の元素（リンまたは鉄のような）を含有し、そして多くの不可欠な生物学的化合物（酵素、ホルモン、または免疫グロブリンのような）を含む、多数の天然起源の複合物質の任意のものを意味する。本発明では、それらは一般に水溶液として水中油型エマルジョンに添加される。非限定的な例には、ゼラチン、β−ラクトグロブリン、大豆およびカゼインが挙げられる。
【００２５】
本明細書で用いるところでは、「マイクロカプセル化」は、粒子から、または粒子中への分子の拡散を制御するという目的のための物質の粒子周りのシェルの形成を意味する。シェル厚さは必ずしも一様ではない。本発明では、シェルはカプセル化されたオイルを酸素分解から保護するために使用されてもよい。それはまた、フレーバーまたは作物保護活性成分の粒子からの放出を制御するために使用されてもよい。一般に、本発明のマイクロカプセル化粒子は、乳化中の剪断に依存して、直径が１〜１００μｍである。一般に、より高い剪断はより小さい粒子を提供する。
【００２６】
本明細書で用いるところでは、「架橋剤」は場合により用いられる。架橋剤は、アルデヒド部分のカルボキシル基とタンパク質部分のアミン基との間に結合を形成することによってシェル材料中のタンパク質分子を架橋するために使用される。多くの異なる架橋剤を使用することができようが、本発明に特に有用なものは、低濃度で特定食品用途での使用についてＦＤＡ認可されている、グルタルアルデヒドである（２１ＣＦＲ１７２．２３０を参照されたい）。
【００２７】
噴霧乾燥が場合により本発明で用いられる。これは、液体原料の小滴のスプレーへの噴霧および小滴を乾燥室中で熱風と接触させることを伴う。スプレーは一般に、回転（ホイール）噴霧器かノズル噴霧器かのどちらかで生み出される。小滴からの水分の蒸発および乾燥粒子の形成は、制御された温度および空気流条件下に進行する。ミルク粉末、インスタントコーヒー、大豆タンパク、ゼラチン、フレーバーおよびビタミンのような食品工業での多くの成分が噴霧乾燥される。乾燥の他の方法には、気流乾燥、真空凍結乾燥が含まれる。
【００２８】
下の実施例で、すべての化学薬品および試剤は、特に明記しない限り、アルドリッチ・ケミカル社、ウィスコンシン州ミルウォーキー（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から受領したままの状態で使用された。
【００２９】
米国フレーバース、ニュージャージー州デイトン（ＵＳＡ Ｆｌａｖｏｒｓ，Ｄａｙｔｏｎ，ＮＪ）からの「イチゴジャムのような」フレーバー（酢酸を含んでなるフレーバー化合物、００３Ａ４２２）。
米国フレーバース、ニュージャージー州デイトンからの「柑橘類」フレーバー（Ｄ−リモネン、酢酸メチルおよびプロピオンアルデヒドを含んでなるフレーバー化合物、４８３６４）。
ＰＵＦＡ−ＲｏＰＵＦＡ「３０」ｎ−３食用油、ロッシュ（Ｒｏｃｈｅ）
ゼラチン−ポリプロ（Ｐｏｌｙｐｒｏ）５０００、米国リーナー−デイビス（Ｌｉｅｎｅｒ−Ｄａｖｉｓ ＵＳＡ）。
アラビアゴム−ＴＩＣプレテスティッド（Ｐｒｅｔｅｓｔｅｄ）（登録商標）前水和アラビアゴム噴霧乾燥ＦＣＣ粉末（Ｐｒｅ−ｈｙｄｒａｔｅｄ Ｇｕｍ Ａｒａｂｉｃ Ｓｐｒａｙ Ｄｒｙ ＦＣＣ Ｐｏｗｄｅｒ）、ＴＩＣゴム、メリーランド州ベルキャンプ（ＴＩＣＧｕｍｓ，Ｂｅｌｃａｍｐ，ＭＤ）。
デンプン−ナショナル・スターチ・アンド・ケミカル社、ニュージャージー州ブリッジウォーター（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｒｃｈ ＆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｂｒｉｄｇｅｗａｔｅｒ，ＮＪ）。
グルタルアルデヒド−イーエム・サイエンス（ＥＭ Ｓｃｉｅｎｃｅ）、水中２５％、ニュージャージー州ギブスタウン（Ｇｉｂｂｓｔｏｗｎ，ＮＪ）。
【実施例】
【００３０】
実施例１
１〜１００μｍの範囲の平均直径のマイクロカプセルを、ゼラチン、アラビアゴム、デンプンおよび架橋剤を含有する調合物から製造した。
【００３１】
（Ａ）水溶液の調製
２〜１０重量％アラビアゴムおよび２〜１０重量％デンプンを含有する蒸留水中の溶液を、４０℃で１５分間の磁気撹拌によって調製した。蒸留水中の１０〜２０重量％ゼラチンの別個の溶液もまた４０℃で調製した。
【００３２】
（Ｂ）乳化
４５ｇのアラビアゴム／デンプン溶液を次に、６５００〜１３５００ｒｐｍで５分間の機械撹拌によって５ｇのポリ不飽和脂肪酸（ＰＵＦＡ）油と共に乳化させた（ウルトラ−ツラックスＴ２５ベーシック（Ｕｌｔｒａ−Ｔｕｒｒａｘ Ｔ２５ Ｂａｓｉｃ）−イカ・ヴェルケ（ＩＫＡ Ｗｅｒｋｅ））。
【００３３】
（Ｃ）コアセルベーション
５０ｇのゼラチン溶液を次に磁気撹拌されたエマルジョンに加え、１Ｍのクエン酸溶液を用いてｐＨを４に下げた。この分散系を次に、連続磁気撹拌しながら３０分間水／氷浴中で５℃に冷却した。
【００３４】
（Ｄ）架橋
サンプルを氷浴から取り出し、１ＭのＮａＯＨ溶液を用いてｐＨを９に上げた。５ｍｌの架橋剤を次に、連続磁気撹拌しながら、４〜８重量％水溶液として加えた。
【００３５】
（Ｅ）遠心分離
マイクロカプセル化粒子を次に、遠心分離機中２０００Ｇで５分間濃縮し、濃縮したクリームを次に、上澄み除去によって、分離した水相から分離した。クリームは、１％未満の非カプセル化オイルがある状態で、３５〜５５％のカプセル化オイル含有率を有した。
【００３６】
マイクロカプセルの酸化バリア性能を、高い温度（７０℃）および圧力（１００ｐｓｉａ）で酸素の消費およびプロパナールの発生を測ることによって測定した。酸素の消費はプロパナールの発生に正比例することが示された。カプセル化シェルを通る酸素のフラックスは、図６に示すように、時間の関数として小滴の表面積当たりの消費酸素のモルをプロットすることによって測定した。
【００３７】
実施例２
１〜１００μｍの範囲の平均直径のマイクロカプセルを、ゼラチン、アラビアゴム、デンプンおよび架橋剤を含有する調合物から製造した。
【００３８】
実施例１に記載したプロトコルを、ポリ不飽和脂肪酸（ＰＵＦＡ）油を（Ｒ）−（＋）−リモネン、フレーバーオイルで置き換えて繰り返した。これは、フリーの非カプセル化オイルなしで、球形小滴を含有するクリーム状黄色の分散系を与えた。カプセル化小滴のサイズは少なくとも１週間は一定のままであった。
【００３９】
実施例３
１〜１００μｍの範囲の平均直径のマイクロカプセルを、ゼラチン、アラビアゴム、デンプンおよび架橋剤を含有する調合物から製造した。
【００４０】
実施例１に記載したプロトコルを、ポリ不飽和脂肪酸（ＰＵＦＡ）油を農業活性成分、例えばメチル化種油に溶解された、殺虫剤であるＩＮ−ＫＮ１２８（商業的に入手可能なインドキサカルブ（Ｉｎｄｏｘａｃａｒｂ））で置き換えて繰り返した。これは、非カプセル化オイルなしで、球形小滴を含有する不透明な分散系を与えた。再び、滴サイズは少なくとも１週間は一定のままであった。
【００４１】
実施例４
実施例１のプロトコルを繰り返して、β−ラクトグロブリン（ゼラチンの代わりに）、アラビアゴムおよびデンプンを含有する調合物から製造された、１〜１００μｍの範囲の平均直径のＰＵＦＡ油マイクロカプセルを形成する。架橋剤はこの調合物には全く使用しなかった。粒子を取り囲む連続水相を、コアセルベートをオーブン中６０℃で４日間貯蔵した後にプロパナールについて分析した。プロパナールは全く検出されなかった。ゼラチン・コアセルベートもまた、同じ条件下でプロパナールの検出可能な発生を防いだ。プロパナールはＰＵＦＡ油分解の認められた生成物である。
【００４２】
実施例５
実施例１のプロトコルを繰り返して、セルロース（アラビアゴムの代わりに）、デンプンおよびゼラチンを含有する調合物から製造された、１〜１００μｍの範囲の平均直径のＰＵＦＡ油マイクロカプセルを形成した。最小限の表面オイルが検出され（＜０．２５％）、小滴は少なくとも１週間は安定であった。
【００４３】
実施例６および７
実施例１のプロトコルを繰り返して、５重量％フレーバーオイル（イチゴジャムのようなまたは柑橘類）、８重量％アラビアゴム、８重量％デンプンおよび２０重量％ゼラチンを含有する調合物から製造された、１〜１００μｍの範囲の平均直径のフレーバーオイル・マイクロカプセルを形成した。架橋剤は全く使用しなかった。ホモジナイズ速度は９５００ｒｐｍであった（ウルトラ−ツラックスＴ２５ベーシック−イカ・ヴェルケ）。カプセルを２０００Ｇでの遠心分離によって濃縮した後に単離し（ベックマン・コールター（Ｂｅｃｋｍａｎ Ｃｏｕｌｔｅｒ）アレグラ（Ａｌｌｅｇｒａ）（登録商標）２１Ｒ）、噴霧乾燥した。
【００４４】
比較例Ａ
ＰＵＦＡ水中油型エマルジョンを、水中８ｍＭのＳＤＳ（ドデシル硫酸ナトリウム）を用いて安定化させた。ＳＤＳは（アクロス・ケミカル（Ａｃｒｏｓ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）、ニュージャージー州）から購入したアニオン界面活性剤である。油滴は、乳化の速度に依存して、直径が１〜１００μｍである。これらの滴はコアセルベート粒子と同等の表面積を有するが、酸化に対するバリアを提供しない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の粒子の正規化表面電荷に対するｐＨの影響を示すグラフである。
【図２（ａ）】１４．６μｍの平均直径のコアセルベートの光学顕微鏡写真である。
【図２（ｂ）】図２（ａ）のコアセルベート粒子の粒度分布を示すグラフである。
【図３】ゼラチン入り噴霧乾燥されたコアセルベート粒子の光学顕微鏡写真である。
【図４】時間の関数として圧力低下に対するＶＬＥ（蒸気−液体平衡）セル中の温度の影響を示すグラフである。
【図５】プロパナール濃度の関数として圧力低下を示すグラフである。
【図６】時間の関数としてコアセルベート小滴の表面積当たり消費される酸素の濃度を示すグラフである。
【図７】規定直径の噴霧乾燥されたコアセルベート粒子についてマイクロ圧縮データを示すグラフである。
【技術分野】
【０００１】
本発明はコアセルベーションによるオイルのマイクロカプセル化の分野にある。
【背景技術】
【０００２】
コアセルベーションは、多くのタイプの活性成分のカプセル化に幅広い適用範囲を提供する。これらの活性成分には、例えば、ＰＵＦＡ（ポリ不飽和脂肪酸）油、他の食品成分（フレーバーオイル、ビタミンおよび他の疎水性成分）、農薬活性成分ならびにヘルスケア製品用の成分が含まれ得る。コアセルベート・シェルのバリア性の良好な理解および該シェルの熱的および機械的安定性の制御は、とりわけ、制御放出、味マスキングおよびカプセル化オイルの化学的劣化を防ぐ能力をはじめとする、様々な特定用途をこの技術に提供することができる。食品およびフレーバー・カテゴリー中の多くのオイルは、強いフレーバーおよび酸化に対する不安定性のような特性を有し、従って、それらを口当たりよくするためにおよび酸化分解の減少を与えるためにこれらのオイルをコア−シェル材料でカプセル化することはしばしば必要である。これを行うために用いることができる一技法は複合コアセルベーションである［ビー．ケー．グリーン（Ｂ．Ｋ．Ｇｒｅｅｎ）、エル．シュライヒャー（Ｌ．Ｓｃｈｌｅｉｃｈｅｒ）、特許文献１、１９５７年］。これは、多数の商業用途で以前から用いられてきた確立された技法である［非特許文献１および非特許文献２］。本発明は、コアセルベーションによるオイルのマイクロカプセル化のための、製品だけでなく、改善された方法、ならびにコーティング性能を定量化するためのキャラクタリゼーション技法を提供する。
【０００３】
【特許文献１】米国特許第２，８００，４５７号明細書
【非特許文献１】ティー．ジー．ルント（Ｔ．Ｇ．Ｌｕｎｔ）著、レザーヘッド食品ＲＡ研究報告（Ｌｅａｔｈｅｒｈｅａｄ Ｆｏｏｄ ＲＡ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｒｅｐｏｒｔｓ）、Ｎｏ．１８１、１９７２年
【非特許文献２】アール．ディー．ハーディング（Ｒ．Ｄ．Ｈａｒｄｉｎｇ）著、レザーヘッド食品ＲＡ研究報告、Ｎｏ．１９４、１９７３年
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、水不溶性オイルのマイクロカプセル化方法であって、
（ａ）デンプンの存在下に該水不溶性オイルおよび複合多糖を含んでなる微細なエマルジョンを形成せしめる工程、
（ｂ）工程（ａ）のエマルジョンに約４０℃〜約５０℃の温度でタンパク質を添加する工程、
（ｃ）工程（ｂ）の組成物のｐＨを該タンパク質の等電点未満のｐＨに調整する工程、
（ｄ）工程（ｃ）の組成物を、該組成物を４０℃未満の温度に冷却することによって高密度化する工程、および
（ｅ）工程（ｄ）の組成物のｐＨを約ｐＨ１０未満に調整する工程
を含んでなる方法を記載する。
【０００５】
本発明は、
（ｆ）架橋剤を工程（ｅ）の組成物に添加する工程、
（ｇ）マイクロカプセル化組成物を濃縮する工程、および
（ｈ）工程（ｇ）の組成物を噴霧乾燥して乾燥したマイクロカプセル化オイル粒子を製造する工程
の追加の、任意の工程を含んでなる方法をさらに記載する。
【０００６】
本発明はさらに、記載される方法によって製造される製品、ならびにそれらの製品の組成物にも関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
コアセルベーション法は一般に、多糖および可溶性タンパク質によって安定化される、水中油型エマルジョンの形成を伴う。これらの分子は、静電気的相互作用によって絡み合わせられて分散オイル小滴の周りにコア−シェル材料を形成する。以前の研究では、初期の水中油型エマルジョンは可溶性タンパク質（例えば、ゼラチン）によって安定化された［ダブリュ．エム．マックカーナン（Ｗ．Ｍ．ＭｃＫｅｒｎａｎ）著、Ｆｌａｖｏｕｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ、第４巻（２）、７０−７４頁、１９７３年］。分散系に多糖（例えば、アラビアゴム）を添加し、引き続きｐＨをタンパク質の等電点未満に下げると、分子間の強い静電気的相互作用を起こした。生じたシェルは冷却によって硬化し、架橋剤（例えばグルタルアルデヒド）の添加によってさらに安定化した。
【０００８】
しかしながら、オイル・カプセル化へのこの古典的コアセルベーション法の適用は、ゼラチンの存在下での不満足なエマルジョン安定性のために満足できないものであった。例えば、４０℃で回転子−固定子ホモジナイザーを用いることによって形成された水中油型エマルジョンは、可溶性タンパク質（ゼラチン）よりも多糖（アラビアゴム）の存在下に安定であることが分かり、ワキシーコーンスターチ（高アミロペクチン含有率）の添加によってさらに安定化された。デンプンは安定化剤として一般に使用され、またコーティングの酸素バリア性にも貢献する［アール．ブッフォ（Ｒ．Ｂｕｆｆｏ）、ジー．ライネクシウス（Ｇ．Ｒｅｉｎｅｃｃｉｕｓ）著、Ｐｅｒｆｕｍｅｒ ＆ Ｆｌａｖｏｒｉｓｔ、２５（３）、３７−５１頁、２０００年］。コアセルベーションは、ゼラチン溶液を４０℃でエマルジョンに添加することによって進行する。ゼラチン、アラビアゴム、デンプンおよびＰＵＦＡ油を含有する分散系の自然ｐＨはおおよそ５．５である。ｐＨが１．０Ｍのクエン酸を用いて４に下げられた時、ゼラチン分子上の電荷は負から正に変化し、それは、図１に示されるように、負に帯電したアラビアゴムとの相互作用を起こした。
【０００９】
生じたシェルは、５℃に４５分間冷却することによって硬化させることができ、（１．０ＭのＮａＯＨ添加の後）ｐＨ９での、架橋反応でゼラチン分子上のアミノサイトに結合する、グルタルアルデヒドの添加によってさらに安定化させることができる。生じたコアセルベートは、２〜４０μｍ（回転子−固定子の速度および成分の濃度に依存して）の直径の球状小滴を含有し、小滴は図２に示されるように研究された時間枠（少なくとも３ヶ月）内に合体しなかった。
【００１０】
文献は、シェルが一様な厚さのものではないが、コアセルベート・カプセルが連続シェルを有することを示唆している［ピー．ヴィルストラップ（Ｐ．Ｖｉｌｓｔｒｕｐ）編、「食品成分のマイクロカプセル化（Ｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｏｏｄ Ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓ）」、レザーヘッド、サリー州（Ｌｅａｔｈｅｒｈｅａｄ，Ｓｕｒｒｅｙ）、２００１年］。パエツニック（Ｐａｅｔｚｎｉｃｋ）［制御放出協会第３０年会全体会議（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｒｅｌｅａｓｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ３０ｔｈ Ａｎｎｕａｌ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ）、スコットランド、グラスゴー（Ｇｌａｓｇｏｗ，Ｓｃｏｔｌａｎｄ）、２００３年でのディー．ジェー．パエツニック（Ｄ．Ｊ．Ｐａｅｔｚｎｉｃｋ）、ジー．エイ．ライネクシウス（Ｇ．Ａ．Ｒｅｉｎｅｃｃｉｕｓ）、ティー．エル．ペッパード（Ｔ．Ｌ．Ｐｅｐｐａｒｄ）］は、商業的に入手可能であるほとんどのコアセルベートがラグビー（Ｒｕｇｂｙ）−ボール形状モルホロジーを示すと報告している。この特定のモルホロジーは、活性物質の部分は薄層で保護されているにすぎないが、より大量のカプセル物質はラグビー・ボール形状粒子の先端に濃縮されているので、コーティング材料を効率的に利用していない。本発明のコアセルベートは球形状を示し、カプセル物質のより良好な利用を提供する。コアセルベーション・プロセス中の混合および分散状態は、最終カプセル形状に影響を及ぼすと考えられる。図２を参照されたい。
【００１１】
必要ならば、最終コアセルベートは、過剰の水を除去するために噴霧乾燥され、約２５〜１００μｍの直径の粒子をもたらすことができる（図３）。
【００１２】
本発明では、コア−シェル材料の完全性は、表面オイル測定を用いてさらに特性化される。本実験では、コアセルベートは、いかなる非カプセル化または不満足カプセル化ＰＵＦＡ油も可溶化するために、ヘキサンと共に十分に撹拌された。ヘキサンは次に、いかなる残留ＰＵＦＡも検出できないように分離され、蒸発乾固される。大部分のケースで、コアセルベート中の全オイルの１％未満が表面オイルであることが分かった。このように、マイクロカプセル化法は非常に効率的であることが分かる。
【００１３】
コア−シェル材料の主要な一目的は、ＰＵＦＡ油小滴を酸化から保護することである。酸化は、その多くがプロパナールをはじめとする、異味および臭いを有する様々な分解生成物の形成につながる。この態様の試験は、連続撹拌下に高い温度および圧力での作業を可能にする、シー．−ピー．チャイ・カオ（Ｃ．−Ｐ．Ｃｈａｉ Ｋａｏ）、エム．イー．パウライティス（Ｍ．Ｅ．Ｐａｕｌａｉｔｉｓ）、エイ．ヨコゼキ（Ａ．Ｙｏｋｏｚｅｋｉ）著、流体相平衡（Ｆｌｕｉｄ Ｐｈａｓｅ Ｅｑｕｉｌｉｂｒｉａ）、１２７、１９１（１９９７年）に示されているような、ＶＬＥセル中で実施することができる。酸素の消費は、我々が実験の間中水相のＧＣ分析によるプロパナール生成と直接相関することを示した（図５）、圧力低下を時間の関数として記録することによって測定することができる（図４）。コーティングされていないドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）−安定化ＰＵＦＡエマルジョンは６℃で６時間強で完全に分解することが分かった（図４）。対照的に、コアセルベートは同じ温度で２日後に分解し始める。同一のコアセルベート形成について、分解の速度は、７０℃まで、そして再び８０℃まで１℃だけ温度を上げることによってほぼ２倍になる。しかしながら、８０℃でさえ、コアセルベートは６０℃でのＳＤＳエマルジョンより安定である。
【００１４】
図５で圧力低下は、ＳＤＳ安定化ＰＵＦＡエマルジョンについてプロパナール濃度の関数としてプロットされている。線形相関は、ＰＵＦＡ分解が酸素消費に直接比例することを裏付ける。
【００１５】
コーティング層を横切る分子のフラックスは、時間の関数として小滴の表面積当たり消費される酸素のモルをプロットすることによって測定することができる（図６）。表面積は、ハイドロ（Ｈｙｄｒｏ）２０００Ｓ提示装置付きマルベルン・マスターサイザー（Ｍａｌｖｅｒｎ Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ）２０００で測定された粒度分布から計算された。これらの線の勾配は、コーティングの品質の直接的な指標を与える。
【００１６】
低濃度の調合成分のコアセルベート（曲線Ｄ）は、コーティングの厚さが酸化を防ぐのに十分なほど高くないことを示唆する急勾配を示す。成分の濃度が増えた時（曲線Ａ）、勾配は横ばい状態になり、コーティング厚さが酸化安定性において決定的に重要な因子であることを裏付ける。曲線Ｅは、ＳＤＳ界面活性剤安定化エマルジョンを横切るフラックスを示す。これは、酸化に対する最低限のバリアを提供するので、小滴中へおよび小滴から外への高いフラックスがある。
【００１７】
シングル噴霧乾燥された粒子周りのコーティングの完全性は、図７に示されるように、粒子に加えられる荷重の関数として変位を測定する島津微小圧縮装置（ＭＣＴＭ−５００、５００μｍ先端付き）を用いて試験された。各圧縮実験の終わりに、粒子は破裂し、崩壊したシェルを遊離オイルの周りに見ることができる。
【００１８】
本明細書で用いるところでは、用語「エマルジョン」は、第２不混和性液体中の一液体の安定な分散系を意味する。
【００１９】
本明細書で用いるところでは、用語「乳化」は、一液体を第２不混和性液体中に分散させるプロセスを意味する。一般に、微細流動化装置、高圧ホモジナイザー、コロイド・ミル、回転子−固定子システム、微孔性膜、超音波装置、およびインペラー羽根を含むがそれらに限定されない様々な分散装置から発生させることができる剪断がエマルジョン小滴の形成のために必要とされる。
【００２０】
本明細書で用いるところでは、「水溶解度」は、平衡温度および圧力で溶解させることができる水１リットル当たりの溶質のモル数を意味する。
【００２１】
本明細書で用いるところでは、「水不溶性オイル」は、一般に水中約４重量パーセント未満の溶解度を有する当該オイルである。かかるオイルの非限定的な例には、キャリアオイル中の活性成分の液体としてかそれとも溶液としてかのいずれにしても、海産油（鯨油、アザラシ油、魚油、海藻油）；植物起源の油（オリーブ油またはパーム油のような果肉油；ヒマワリ、大豆、綿実、菜種、ピーナツ、およびアマニ油のような種油）；微生物起源の油；ポリ不飽和脂肪酸（ＰＵＦＡ）油；フレーバーオイル（柑橘類、ベリー類、アルデヒド、アセテートなどを含む香味料；（Ｒ）−（＋）−リモネン）；医薬品（栄養補助食品を含む）および作物保護化学薬品（例えば、殺虫剤、除草剤および殺菌剤）が挙げられる。
【００２２】
本明細書で用いるところでは、「デンプン」は、貯蔵炭水化物として植物器官に広く分布した複合炭水化物を意味する。デンプンの典型的な原料は、トウモロコシ、ワキシーコーン、ジャガイモ、キャッサバ、小麦、米およびもち米である。デンプンは典型的には２つのグルカン（アミロースおよびアミロペクチン）の混合物であり、その特性は、変性デンプンを生み出すための物理的および化学的方法によって調整することができる。デンプンは、水中油型エマルジョンを安定化させるために、多糖と共に水溶液として使用された時に本発明で用途を見いだす。
【００２３】
本明細書で用いるところでは、「多糖」は、グリコシド結合によって互いに結合した単糖類を意味する。これらは、水中油型エマルジョンを安定化させるためにデンプンと共に使用される。本発明で有用な多糖の非限定的な例には、アラビアゴム、カラギーナン、キサンタンガム、ペクチン、セルロース、セルロース誘導体、寒天、アルギネート、ファーセルラン、ガティガム、トラガカントゴム、グアーガム（ｇｕａｒａｎ ｇｕｍ）、ローカストビーンガム、タマリンド粉およびアラビノガラクタンが挙げられる。
【００２４】
本明細書で用いるところでは、「タンパク質」は、ペプチド結合によって連結されたアミノ酸残基よりなり、炭素、水素、窒素、酸素、通常硫黄、および場合により他の元素（リンまたは鉄のような）を含有し、そして多くの不可欠な生物学的化合物（酵素、ホルモン、または免疫グロブリンのような）を含む、多数の天然起源の複合物質の任意のものを意味する。本発明では、それらは一般に水溶液として水中油型エマルジョンに添加される。非限定的な例には、ゼラチン、β−ラクトグロブリン、大豆およびカゼインが挙げられる。
【００２５】
本明細書で用いるところでは、「マイクロカプセル化」は、粒子から、または粒子中への分子の拡散を制御するという目的のための物質の粒子周りのシェルの形成を意味する。シェル厚さは必ずしも一様ではない。本発明では、シェルはカプセル化されたオイルを酸素分解から保護するために使用されてもよい。それはまた、フレーバーまたは作物保護活性成分の粒子からの放出を制御するために使用されてもよい。一般に、本発明のマイクロカプセル化粒子は、乳化中の剪断に依存して、直径が１〜１００μｍである。一般に、より高い剪断はより小さい粒子を提供する。
【００２６】
本明細書で用いるところでは、「架橋剤」は場合により用いられる。架橋剤は、アルデヒド部分のカルボキシル基とタンパク質部分のアミン基との間に結合を形成することによってシェル材料中のタンパク質分子を架橋するために使用される。多くの異なる架橋剤を使用することができようが、本発明に特に有用なものは、低濃度で特定食品用途での使用についてＦＤＡ認可されている、グルタルアルデヒドである（２１ＣＦＲ１７２．２３０を参照されたい）。
【００２７】
噴霧乾燥が場合により本発明で用いられる。これは、液体原料の小滴のスプレーへの噴霧および小滴を乾燥室中で熱風と接触させることを伴う。スプレーは一般に、回転（ホイール）噴霧器かノズル噴霧器かのどちらかで生み出される。小滴からの水分の蒸発および乾燥粒子の形成は、制御された温度および空気流条件下に進行する。ミルク粉末、インスタントコーヒー、大豆タンパク、ゼラチン、フレーバーおよびビタミンのような食品工業での多くの成分が噴霧乾燥される。乾燥の他の方法には、気流乾燥、真空凍結乾燥が含まれる。
【００２８】
下の実施例で、すべての化学薬品および試剤は、特に明記しない限り、アルドリッチ・ケミカル社、ウィスコンシン州ミルウォーキー（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から受領したままの状態で使用された。
【００２９】
米国フレーバース、ニュージャージー州デイトン（ＵＳＡ Ｆｌａｖｏｒｓ，Ｄａｙｔｏｎ，ＮＪ）からの「イチゴジャムのような」フレーバー（酢酸を含んでなるフレーバー化合物、００３Ａ４２２）。
米国フレーバース、ニュージャージー州デイトンからの「柑橘類」フレーバー（Ｄ−リモネン、酢酸メチルおよびプロピオンアルデヒドを含んでなるフレーバー化合物、４８３６４）。
ＰＵＦＡ−ＲｏＰＵＦＡ「３０」ｎ−３食用油、ロッシュ（Ｒｏｃｈｅ）
ゼラチン−ポリプロ（Ｐｏｌｙｐｒｏ）５０００、米国リーナー−デイビス（Ｌｉｅｎｅｒ−Ｄａｖｉｓ ＵＳＡ）。
アラビアゴム−ＴＩＣプレテスティッド（Ｐｒｅｔｅｓｔｅｄ）（登録商標）前水和アラビアゴム噴霧乾燥ＦＣＣ粉末（Ｐｒｅ−ｈｙｄｒａｔｅｄ Ｇｕｍ Ａｒａｂｉｃ Ｓｐｒａｙ Ｄｒｙ ＦＣＣ Ｐｏｗｄｅｒ）、ＴＩＣゴム、メリーランド州ベルキャンプ（ＴＩＣＧｕｍｓ，Ｂｅｌｃａｍｐ，ＭＤ）。
デンプン−ナショナル・スターチ・アンド・ケミカル社、ニュージャージー州ブリッジウォーター（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｒｃｈ ＆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｂｒｉｄｇｅｗａｔｅｒ，ＮＪ）。
グルタルアルデヒド−イーエム・サイエンス（ＥＭ Ｓｃｉｅｎｃｅ）、水中２５％、ニュージャージー州ギブスタウン（Ｇｉｂｂｓｔｏｗｎ，ＮＪ）。
【実施例】
【００３０】
実施例１
１〜１００μｍの範囲の平均直径のマイクロカプセルを、ゼラチン、アラビアゴム、デンプンおよび架橋剤を含有する調合物から製造した。
【００３１】
（Ａ）水溶液の調製
２〜１０重量％アラビアゴムおよび２〜１０重量％デンプンを含有する蒸留水中の溶液を、４０℃で１５分間の磁気撹拌によって調製した。蒸留水中の１０〜２０重量％ゼラチンの別個の溶液もまた４０℃で調製した。
【００３２】
（Ｂ）乳化
４５ｇのアラビアゴム／デンプン溶液を次に、６５００〜１３５００ｒｐｍで５分間の機械撹拌によって５ｇのポリ不飽和脂肪酸（ＰＵＦＡ）油と共に乳化させた（ウルトラ−ツラックスＴ２５ベーシック（Ｕｌｔｒａ−Ｔｕｒｒａｘ Ｔ２５ Ｂａｓｉｃ）−イカ・ヴェルケ（ＩＫＡ Ｗｅｒｋｅ））。
【００３３】
（Ｃ）コアセルベーション
５０ｇのゼラチン溶液を次に磁気撹拌されたエマルジョンに加え、１Ｍのクエン酸溶液を用いてｐＨを４に下げた。この分散系を次に、連続磁気撹拌しながら３０分間水／氷浴中で５℃に冷却した。
【００３４】
（Ｄ）架橋
サンプルを氷浴から取り出し、１ＭのＮａＯＨ溶液を用いてｐＨを９に上げた。５ｍｌの架橋剤を次に、連続磁気撹拌しながら、４〜８重量％水溶液として加えた。
【００３５】
（Ｅ）遠心分離
マイクロカプセル化粒子を次に、遠心分離機中２０００Ｇで５分間濃縮し、濃縮したクリームを次に、上澄み除去によって、分離した水相から分離した。クリームは、１％未満の非カプセル化オイルがある状態で、３５〜５５％のカプセル化オイル含有率を有した。
【００３６】
マイクロカプセルの酸化バリア性能を、高い温度（７０℃）および圧力（１００ｐｓｉａ）で酸素の消費およびプロパナールの発生を測ることによって測定した。酸素の消費はプロパナールの発生に正比例することが示された。カプセル化シェルを通る酸素のフラックスは、図６に示すように、時間の関数として小滴の表面積当たりの消費酸素のモルをプロットすることによって測定した。
【００３７】
実施例２
１〜１００μｍの範囲の平均直径のマイクロカプセルを、ゼラチン、アラビアゴム、デンプンおよび架橋剤を含有する調合物から製造した。
【００３８】
実施例１に記載したプロトコルを、ポリ不飽和脂肪酸（ＰＵＦＡ）油を（Ｒ）−（＋）−リモネン、フレーバーオイルで置き換えて繰り返した。これは、フリーの非カプセル化オイルなしで、球形小滴を含有するクリーム状黄色の分散系を与えた。カプセル化小滴のサイズは少なくとも１週間は一定のままであった。
【００３９】
実施例３
１〜１００μｍの範囲の平均直径のマイクロカプセルを、ゼラチン、アラビアゴム、デンプンおよび架橋剤を含有する調合物から製造した。
【００４０】
実施例１に記載したプロトコルを、ポリ不飽和脂肪酸（ＰＵＦＡ）油を農業活性成分、例えばメチル化種油に溶解された、殺虫剤であるＩＮ−ＫＮ１２８（商業的に入手可能なインドキサカルブ（Ｉｎｄｏｘａｃａｒｂ））で置き換えて繰り返した。これは、非カプセル化オイルなしで、球形小滴を含有する不透明な分散系を与えた。再び、滴サイズは少なくとも１週間は一定のままであった。
【００４１】
実施例４
実施例１のプロトコルを繰り返して、β−ラクトグロブリン（ゼラチンの代わりに）、アラビアゴムおよびデンプンを含有する調合物から製造された、１〜１００μｍの範囲の平均直径のＰＵＦＡ油マイクロカプセルを形成する。架橋剤はこの調合物には全く使用しなかった。粒子を取り囲む連続水相を、コアセルベートをオーブン中６０℃で４日間貯蔵した後にプロパナールについて分析した。プロパナールは全く検出されなかった。ゼラチン・コアセルベートもまた、同じ条件下でプロパナールの検出可能な発生を防いだ。プロパナールはＰＵＦＡ油分解の認められた生成物である。
【００４２】
実施例５
実施例１のプロトコルを繰り返して、セルロース（アラビアゴムの代わりに）、デンプンおよびゼラチンを含有する調合物から製造された、１〜１００μｍの範囲の平均直径のＰＵＦＡ油マイクロカプセルを形成した。最小限の表面オイルが検出され（＜０．２５％）、小滴は少なくとも１週間は安定であった。
【００４３】
実施例６および７
実施例１のプロトコルを繰り返して、５重量％フレーバーオイル（イチゴジャムのようなまたは柑橘類）、８重量％アラビアゴム、８重量％デンプンおよび２０重量％ゼラチンを含有する調合物から製造された、１〜１００μｍの範囲の平均直径のフレーバーオイル・マイクロカプセルを形成した。架橋剤は全く使用しなかった。ホモジナイズ速度は９５００ｒｐｍであった（ウルトラ−ツラックスＴ２５ベーシック−イカ・ヴェルケ）。カプセルを２０００Ｇでの遠心分離によって濃縮した後に単離し（ベックマン・コールター（Ｂｅｃｋｍａｎ Ｃｏｕｌｔｅｒ）アレグラ（Ａｌｌｅｇｒａ）（登録商標）２１Ｒ）、噴霧乾燥した。
【００４４】
比較例Ａ
ＰＵＦＡ水中油型エマルジョンを、水中８ｍＭのＳＤＳ（ドデシル硫酸ナトリウム）を用いて安定化させた。ＳＤＳは（アクロス・ケミカル（Ａｃｒｏｓ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）、ニュージャージー州）から購入したアニオン界面活性剤である。油滴は、乳化の速度に依存して、直径が１〜１００μｍである。これらの滴はコアセルベート粒子と同等の表面積を有するが、酸化に対するバリアを提供しない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の粒子の正規化表面電荷に対するｐＨの影響を示すグラフである。
【図２（ａ）】１４．６μｍの平均直径のコアセルベートの光学顕微鏡写真である。
【図２（ｂ）】図２（ａ）のコアセルベート粒子の粒度分布を示すグラフである。
【図３】ゼラチン入り噴霧乾燥されたコアセルベート粒子の光学顕微鏡写真である。
【図４】時間の関数として圧力低下に対するＶＬＥ（蒸気−液体平衡）セル中の温度の影響を示すグラフである。
【図５】プロパナール濃度の関数として圧力低下を示すグラフである。
【図６】時間の関数としてコアセルベート小滴の表面積当たり消費される酸素の濃度を示すグラフである。
【図７】規定直径の噴霧乾燥されたコアセルベート粒子についてマイクロ圧縮データを示すグラフである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）デンプンの存在下に水不溶性オイルおよび複合多糖を含んでなる微細なエマルジョンを形成せしめる工程、
（ｂ）工程（ａ）のエマルジョンにタンパク質を添加する工程、
（ｃ）工程（ｂ）の組成物のｐＨを該タンパク質の等電点未満のｐＨに調整する工程、
（ｄ）工程（ｃ）の組成物を高密度化する工程、および
（ｅ）工程（ｄ）の組成物のｐＨを約ｐＨ１０未満に調整する工程
を含んでなる水不溶性オイルのマイクロカプセル化方法。
【請求項２】
工程（ｂ）でエマルジョンが約４０℃〜約５０℃の温度である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
工程（ｄ）で高密度化を該組成物を約４０℃未満の温度に冷却することによって行う請求項１に記載の方法。
【請求項４】
架橋剤を工程（ｅ）の組成物に添加する工程（ｆ）をさらに含んでなる請求項１に記載の方法。
【請求項５】
工程（ｅ）または（ｆ）のマイクロカプセル化組成物を濃縮する工程（ｇ）をさらに含んでなる請求項４に記載の方法。
【請求項６】
工程（ｅ）、（ｆ）または（ｇ）の組成物を噴霧乾燥して乾燥したマイクロカプセル化オイル粒子を製造する工程（ｈ）をさらに含んでなる請求項５に記載の方法。
【請求項７】
工程（ｇ）で組成物を遠心分離によって濃縮する請求項５に記載の方法。
【請求項８】
水不溶性オイルが海産油、植物油、微生物油、ポリ不飽和脂肪酸油（ＰＵＦＡ）、フレーバーオイル、農業的に活性な成分を含んでなるオイルおよび医薬品を含んでなるオイルよりなる群から選択される請求項１に記載の方法。
【請求項９】
多糖がアラビアゴム、カラギーナン、キサンタンガム、ペクチン、セルロース、セルロース誘導体、寒天、アルギネート、ファーセルラン、ガティガム、トラガカントゴム、グアーガム、ローカストビーンガム、タマリンド粉およびアラビノガラクタンよりなる群から選択される請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
タンパク質がゼラチン、β−ラクトグロブリン、大豆およびカゼインよりなる群から選択される請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
水不溶性オイルがＰＵＦＡであり、多糖がアラビアゴムであり、タンパク質がゼラチンであり、そして架橋剤がグルタルアルデヒドである請求項４に記載の方法。
【請求項１２】
水不溶性オイルがＰＵＦＡであり、多糖がセルロースであり、タンパク質がゼラチンであり、そして架橋剤がグルタルアルデヒドである請求項４に記載の方法。
【請求項１３】
水不溶性オイルがＰＵＦＡであり、多糖がアラビアゴムであり、タンパク質がゼラチンであり、そして架橋剤が使用されない請求項４に記載の方法。
【請求項１４】
水不溶性オイルがフレーバーオイルであり、多糖がアラビアゴムであり、タンパク質がゼラチンであり、そして架橋剤がグルタルアルデヒドである請求項４に記載の方法。
【請求項１５】
水不溶性オイルが農業的に活性な成分であり、多糖がアラビアゴムであり、タンパク質がゼラチンであり、そして架橋剤がグルタルアルデヒドである請求項４に記載の方法。
【請求項１６】
水不溶性オイルが医薬品であり、多糖がアラビアゴムであり、タンパク質がゼラチンであり、そして架橋剤がグルタルアルデヒドである請求項４に記載の方法。
【請求項１７】
請求項１に記載の方法によって製造された製品。
【請求項１】
（ａ）デンプンの存在下に水不溶性オイルおよび複合多糖を含んでなる微細なエマルジョンを形成せしめる工程、
（ｂ）工程（ａ）のエマルジョンにタンパク質を添加する工程、
（ｃ）工程（ｂ）の組成物のｐＨを該タンパク質の等電点未満のｐＨに調整する工程、
（ｄ）工程（ｃ）の組成物を高密度化する工程、および
（ｅ）工程（ｄ）の組成物のｐＨを約ｐＨ１０未満に調整する工程
を含んでなる水不溶性オイルのマイクロカプセル化方法。
【請求項２】
工程（ｂ）でエマルジョンが約４０℃〜約５０℃の温度である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
工程（ｄ）で高密度化を該組成物を約４０℃未満の温度に冷却することによって行う請求項１に記載の方法。
【請求項４】
架橋剤を工程（ｅ）の組成物に添加する工程（ｆ）をさらに含んでなる請求項１に記載の方法。
【請求項５】
工程（ｅ）または（ｆ）のマイクロカプセル化組成物を濃縮する工程（ｇ）をさらに含んでなる請求項４に記載の方法。
【請求項６】
工程（ｅ）、（ｆ）または（ｇ）の組成物を噴霧乾燥して乾燥したマイクロカプセル化オイル粒子を製造する工程（ｈ）をさらに含んでなる請求項５に記載の方法。
【請求項７】
工程（ｇ）で組成物を遠心分離によって濃縮する請求項５に記載の方法。
【請求項８】
水不溶性オイルが海産油、植物油、微生物油、ポリ不飽和脂肪酸油（ＰＵＦＡ）、フレーバーオイル、農業的に活性な成分を含んでなるオイルおよび医薬品を含んでなるオイルよりなる群から選択される請求項１に記載の方法。
【請求項９】
多糖がアラビアゴム、カラギーナン、キサンタンガム、ペクチン、セルロース、セルロース誘導体、寒天、アルギネート、ファーセルラン、ガティガム、トラガカントゴム、グアーガム、ローカストビーンガム、タマリンド粉およびアラビノガラクタンよりなる群から選択される請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
タンパク質がゼラチン、β−ラクトグロブリン、大豆およびカゼインよりなる群から選択される請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
水不溶性オイルがＰＵＦＡであり、多糖がアラビアゴムであり、タンパク質がゼラチンであり、そして架橋剤がグルタルアルデヒドである請求項４に記載の方法。
【請求項１２】
水不溶性オイルがＰＵＦＡであり、多糖がセルロースであり、タンパク質がゼラチンであり、そして架橋剤がグルタルアルデヒドである請求項４に記載の方法。
【請求項１３】
水不溶性オイルがＰＵＦＡであり、多糖がアラビアゴムであり、タンパク質がゼラチンであり、そして架橋剤が使用されない請求項４に記載の方法。
【請求項１４】
水不溶性オイルがフレーバーオイルであり、多糖がアラビアゴムであり、タンパク質がゼラチンであり、そして架橋剤がグルタルアルデヒドである請求項４に記載の方法。
【請求項１５】
水不溶性オイルが農業的に活性な成分であり、多糖がアラビアゴムであり、タンパク質がゼラチンであり、そして架橋剤がグルタルアルデヒドである請求項４に記載の方法。
【請求項１６】
水不溶性オイルが医薬品であり、多糖がアラビアゴムであり、タンパク質がゼラチンであり、そして架橋剤がグルタルアルデヒドである請求項４に記載の方法。
【請求項１７】
請求項１に記載の方法によって製造された製品。
【図１】
【図２Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２Ａ】
【図３】
【図２Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２Ａ】
【図３】
【公表番号】特表２００７−５３４４７３（Ｐ２００７−５３４４７３Ａ）
【公表日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５０９６８０（Ｐ２００７−５０９６８０）
【出願日】平成１７年４月２０日（２００５．４．２０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０１３８６６
【国際公開番号】ＷＯ２００５／１０５２９０
【国際公開日】平成１７年１１月１０日（２００５．１１．１０）
【出願人】（３９００２３６７４）イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー (2,692)
【氏名又は名称原語表記】Ｅ．Ｉ．ＤＵ ＰＯＮＴ ＤＥ ＮＥＭＯＵＲＳ ＡＮＤ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月２０日（２００５．４．２０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０１３８６６
【国際公開番号】ＷＯ２００５／１０５２９０
【国際公開日】平成１７年１１月１０日（２００５．１１．１０）
【出願人】（３９００２３６７４）イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー (2,692)
【氏名又は名称原語表記】Ｅ．Ｉ．ＤＵ ＰＯＮＴ ＤＥ ＮＥＭＯＵＲＳ ＡＮＤ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
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