本発明は、機能性物質もしくは活性物質、および担体材料もしくはマトリックス材料を含む、顆粒並びに膨化した顆粒の調製に関する。顆状生成物、特に、食品の調製のための方法は、当技術分野において周知である。

造粒は、凝集による粒子の拡大の技術である。造粒プロセスの間に、小さな、細かい粒子または粗い粒子は顆粒(granule)と呼ばれる大きな凝集体に変換される。典型的には、顆粒の調製は、湿式造粒法および乾式造粒法を含む。

湿式造粒において、典型的に、顆粒は、造粒される生成物に造粒液(担体/マトリックスを含む)の添加により、インペラ(高剪断造粒機において)、スクリュー(二軸式スクリュー造粒機において)または空気(流動層造粒機において)の支配下で形成されている。造粒機によって生じる撹拌は、造粒される成分を湿らせることと組み合わせて、材料の凝集をもたらし、これによって湿った顆粒が生成される。その後、湿った顆粒は、典型的には、噴霧乾燥によって乾燥されている。このように、湿式造粒法の場合において、自然に湿っているか、または人為的に湿らせたかのいずれかである、造粒される生成物は、造粒の時点でペースト状の形態である。造粒される生成物は、例えば、空気流によって、または球状のディスク上で、もしくはブレードローターによってタンク内で動き回る。造粒プロセスにおいて造粒される生成物は、液体の形態の担体材料の噴霧を連続的に受けて、凝集が確保される。このような方法において、一度溶解した担体は、化合物が担体としての役割を果たすことを可能にするのに十分に高い粘度と同時に、微細な液滴の形成を促進し、造粒タンク内でそれらの均一な分散を提供するように、注入ノズルの出口での目詰まりの問題を防止するために、担体を含有する溶液がポンプで送り込まれることが可能な適切な粘度を有していなければならない。

多くの湿式造粒プロセスがあり、例えば、Powder Technology Handbook、Lu Shouci編. Chemical Industry Press、Beijing、2004年を参照されたい。例えば、湿式造粒プロセスとしては、高速混合造粒、押出球状化造粒、流動床造粒、噴霧乾燥造粒、コンパウンド造粒(撹拌流動床、回転流動床、撹拌および回転流動床)等が挙げられる。

当技術分野において幅広く使用されている、1つの特定の種類の湿式造粒では、噴霧乾燥を使用している。噴霧乾燥は、しばしば、食品および他の工業によって、封入技術として使用されている。封入される物質および担体は、水中の懸濁液として、均質化される。次いで、得られたスラリーは、噴霧乾燥機、通常、水の沸点を十分に上回る温度に加熱された塔に、供給される。スラリーが塔に入ると、スラリーは、霧化し、ミセルを形成する。小さなサイズの滴は、迅速に乾燥する比較的大きな表面積をもたらす。水が乾燥するにつれて、担体は、投入物の周囲に硬化シェルを形成し、顆粒が生じる。

乾式造粒において、典型的には、造粒される生成物は、湿気および熱の影響を受けることがあるので、乾式造粒プロセスは、液体溶液を使用することなく、顆粒を形成するために使用されている。このプロセスにおいて、一次粉末粒子は、高圧下で凝集する。乾式造粒機または高剪断ミキサー−造粒機を乾式造粒のために使用できる。

残念なことに、当技術分野において利用可能な方法は、様々な欠点があり、すなわち、可変のレベルで、複雑で、高価で、高いプロセス温度で操作され、非効率的であり、洗浄時間が長い、特殊で高価な装置を必要としている。当技術分野におけるいくつかの方法は、潜在的に毒性の担体またはマトリックス成分を使用するのに対して、他の方法は、自由流動剤もしくは抗ケーキング剤または架橋剤の使用を必要とする。他の欠点は、達成可能なフレーバー負荷(flavor load)の低さ、生成する粒質物(granulate)の不十分な水溶性、および従来の粒質物による酸化からの不十分な保護である。

前述の事情を考慮すると、当技術分野における方法による顆粒の調製の制約に対する解決手段を提供するための、機能性物質の造粒のための簡素で改善された方法についての継続的な必要性があることは明らかである。特に、このような顆粒の物理的性質が改善され、例えば、改善された、物質の負荷、溶解度、安定性、例えば、(例えば、機能性物質の)酸化に対する耐性、流動性、自由流動剤の使用の必要性がない経時的な流動性、熱感受性物質の使用、(すなわち、低減された)吸湿性、外観、味および臭い、少ない偏析、いくつかの評価を可能にする、顆粒ならびにその調製のための方法の必要性がある。

これを踏まえると、1つまたは複数のこのような目的にかなう、方法、生成物、組成物および使用は、非常に望まれているものの、まだ容易に利用可能なものではない。特に、確実で、高効率で、再現可能な、改善された特性を有する顆粒を生成する方法のために、当技術分野において、明確な必要性がある。したがって、本発明に内在する技術的課題は、前述の必要性のいずれかを満たすための、このような生成物、組成物、方法および使用の提供において見ることができる。技術的課題は、特許請求の範囲および以下の明細書において特徴付けられる実施形態によって解決される。

以下に、本発明の実施形態について添付の図面を参照してさらに記載する。

図1は、本発明に係る方法で得られた顆粒のクローズアップを示す写真である。写真における顆粒は、膨化していない(すなわち、混合物が、「膨化」することなく、ガラス状態がとられた後に調製された)。

図2は、本発明に係る方法で得られた膨化した(すなわち、膨張した)顆粒の表面のクローズアップを示す写真である。示され得るように、膨化した顆粒の表面は、そこに現れる細孔もしくは空洞がないか、またはほとんどなく、連続しているように見え、頑強な粒質物の構造物をもたらす。膨化した粒質物の内部は、典型的には、粒質物が、より揮発性のアロマ成分を含有することが可能である、セル/ハニカム種の構造を有する。この特性は、通常、本発明に係る方法で調製された膨化した顆粒について、特に、不消化デキストリンが使用される場合に、観察される。

図3は、本発明による膨化した顆粒の横断面を示す写真である。示され得るように、顆粒の内部は、セル/ハニカム構造、または網目内に分散した複数の細孔もしくは空洞を有する網目構造を示しているのに対して、表面は、顆粒の最外層の表面に見える細孔もしくは空洞がないか、またはほとんどなく、閉鎖されている。

図4は、本発明に係る方法で顆粒を調製するための可能なプロセスフローの例を示す図である。当業者は、追加の工程を含むか、および/または他のものを除く、様々な代替が可能であることを理解する。プロセスが、「任意」という用語に言及する場合、当業者は、これが、示される特定の実施形態内であることを理解する。しかしながら、任意として示されない他の工程は、本発明の文脈内で、任意であってもよい。

[定義] 本開示の一部は、著作権の保護の対象である材料を含有する(限定されないが、略図、デバイスの写真、または著作権の保護が、任意の裁判権において利用可能であるか、もしくは利用可能であり得る、この出願の任意の他の態様など)。著作権者は、特許庁の特許ファイルまたは記録において現されるように、特許文献または特許の開示のいずれかによるファクシミリの複製に対して異議を申し立てないが、その他の場合は、すべての著作権を、どんなものであれ保有する。

本発明に係る方法、組成物、使用および他の態様に関する様々な用語は、本明細書および特許請求の範囲全体にわたって使用される。このような用語は、別段の指示がない限り、本発明が関係する当技術分野におけるそれらの通常の意味を与えられるべきである。他の特に定義された用語は、本明細書に提供される定義に合致する方法で解釈されるべきである。本明細書に記載されるものと同様または等価な任意の方法および材料は、本発明に関する試験のための実施において使用できるものの、好ましい材料および方法を、本明細書に記載する。

「a」、「an」および「the」:これらの単数形の用語は、文脈が、明らかに他のものを示さない限り、複数の指示対象を含む。したがって、例えば、「細胞(a cell)」という言及は、2つ以上の細胞の組み合わせなどを含む。

「約(about)」および「およそ(approximately)」:一時的な期間などのような測定可能な値を指すこれらの量に関する用語は、このような変動は、開示される方法を行うのに適切であるので、特定の値の、±20%または±10%、より好ましくは、±5%、さらにより好ましくは、±1%、いっそうより好ましくは、±0.1%の変動を包含することを意味する。

「および/または(and/or)」:「および/または」という用語は、述べられた事例の1つまたは複数が、述べられた事例の単独で、または述べられた事例の少なくとも1つと組み合わせて、述べられた事例のすべてまで、起こり得る状況を指す。

「従来技術(conventional techniques)」または「当業者に公知の方法(methods known to the skilled person)」:これらの用語は、本発明に係る方法において使用される従来技術を行う方法が、熟練の作業者に明らかであろう状況を指す。造粒、封入ならびに食品技術および関連する分野における従来技術の実施は、当業者に周知であり、例えば、以下の文献参照において議論される:「Granulation」、Agba D.Salman、Michael Hounslow、Jonathan P.K.Seville著;Elsevier(2006年)、および「Food Powders: Physical Properties, Processing, and Functionality」、Enrique Ortega−Rivas、Pablo Juliano、Hong Yan著;Springer Science & Business Media(2006年)。

「含む(comprising)」:この用語は、包括的でオープンエンドなものであり、排他的ではないものとして解釈される。具体的には、この用語およびその変形は、特定の特徴、工程または成分が含まれることを意味する。これらの用語は、他の特徴、工程または成分の存在を除外するものとして解釈されるべきではない。

「ガラス状構造物(glassy structure)」:この用語は、ガラス様の外観の材料を指す。本明細書で使用される、「ガラス」もしくは「ガラス状態」または「ガラス状マトリックス」、あるいは「ガラス状構造物」は、流動する能力を失った液体または液体混合物を指し、すなわち、これは、非常に高い粘度を有する液体であって、粘度は、例えば、10¹⁰〜10¹⁴パスカル−秒の範囲である(例えば、Levine 2002年、Amorphous Foods and Pharmaceutical Systems;The Royal Society of Chemistryによって記載(または、これに従って測定))。これは、分子が、振動運動および低下した回転運動を有するが、液体状態と比較して、非常に遅い並進運動を有する、準安定アモルファス系と見なすことができる。準安定系として、これは、ガラス転移温度を十分に下回って保管される場合に、長期間安定である。本発明の目的のために、ガラス状構造物を得るために使用されるプロセスは、通常、溶媒蒸発技術であるが、他のプロセスが、ガラス状マトリックス/構造物を生成することができる。例として、いくつかの炭水化物のガラス状構造物は、炭水化物が冷却された担体液体中で凝固する場合に、得ることもできる。炭水化物がガラス状態にある場合、これは、蒸発および劣化から、封入された材料を保護する増強された能力を発揮する。当業者は、ガラス様の外観を示す材料は、堅く、もろいので、本発明の文脈内のガラス状態を容易に認識する。混合物が、可塑性を失い、もはや液体のようにポンプで送り込むことができない場合に、ガラス状態がとられる。

「非流動性(nonflowable)」:本発明の文脈内で、この用語は、流動する能力を失っているものの、機械式ポンプを使用して依然としてポンプで送り込むことができる液体または液体混合物を指す。本発明の文脈内で、「非流動性の混合物」は、依然として液体であり、まだ「ガラス状構造物」ではない。「ガラス状構造物」は、もろく、例えば、破砕または粉砕の手段によって、顆粒に形成することができるのに対して、「非流動性の」混合物は、30℃の平らなプレート上に置かれた場合に、流動しないか、またはほとんど流動しないが、依然としてポンプで送り込まれるのに十分な可塑性である、混合物である。非流動性の材料は、液体として依然としてポンプで送り込むことができ、依然として可塑性を示すことができる。

「膨化または膨張(popping or expanding)」:本発明に係る顆粒は、本発明に係る膨化可能な顆粒を膨化させることによって、膨化した顆粒に変換され得る。「膨化」または「膨張」は、顆粒内への加圧蒸気のほぼ即座の放出を伴い、しばしば、聞き取れる衝撃音を伴う、顆粒の、急速で、ほぼ爆発的な膨張を指す。顆粒の加熱の際に、残留した水は、沸点を超えて加熱され、顆粒内に含有される加圧蒸気を形成する。圧力は、顆粒が急速に破裂するまで上昇を続け、顆粒内の圧力が急激に低下し、対応して蒸気の急速な膨張を引き起こし、顆粒を膨張させる。顆粒が急速に冷えるにつれて、これは、膨張したか、または「膨化した」顆粒を形成する。組成に応じて、顆粒は、膨化後に、1.1〜4またはそれ以上の体積を占めていてもよい。これは、衝撃の固体−液体−固体の物理的状態の変換として記載することもできる。顆粒が膨化することによって、顆粒の質量単位(1グラムの物質が占める立方センチメートルの数)あたりの特定の体積が増加するか、または前記とは反対に、例えば、顆粒が膨化する前は100グラム/500mlに対して、膨化した顆粒は80グラム/800mlに、体積当たりの重量が減少し、顆粒の溶解度は、さらにより改善される。本発明の文脈内で、膨化とは、好ましくは、最低可能温度で、顆粒からの残留した水の急速な蒸発を含み、好ましくは、減圧条件下で行われる。ポップコーンの調製は、「膨化」を含む方法の例である。顆粒の膨化は、例えば、従来のマイクロ波、例えば、1000Wのマイクロ波を20秒使用することによって達成することができる。

「物質(substance)」:この用語は、定義された化学組成を有する材料を指す。物質は、液体、流体または固体であってもよい。物質は、1種の(純粋な)化合物で構成されてもよく、または化合物の組み合わせ、すなわち組成物で構成されてもよい。

[詳細な説明] 本明細書に記載された任意の方法、使用または組成物は、本明細書に記載された任意の他の方法、使用または組成物に関して実施できると考えられる。本発明に係る方法、使用および/または組成物の文脈において議論される実施形態は、本明細書に記載された任意の他の方法、使用または組成物に関して使用することができる。このように、1つの方法、使用または組成物に関係する実施形態は、本発明に係る他の方法、使用および組成物にも同様に適用することができる。

具体化され、かつ本明細書において広く記載されるように、本発明は、機能性物質および水溶性食物繊維を含む顆粒を調製するための方法であって、 a)前記対象の物質および前記水溶性食物繊維を含む水性混合物を調製する工程と、 b)工程a)において得られた混合物を、混合物がガラス状構造物になるまで乾燥する工程と、 c)工程b)において得られたガラス状構造物から顆粒を形成する工程と を含む、方法を対象とする。

本発明の発明者らは、驚くべきことに、本発明に係る方法によって、簡素で、費用効率がよく、かつ高い再現可能性がある手順を使用して得られた顆粒について、溶解度の増加、吸湿性(例えば、吸湿性の低下、それによって、経時的であっても、自由流動剤の添加の必要性がない)、フレーバー負荷(典型的に当技術分野で挙げられる約5〜20%の値とは対照的に、90%まで、例えば、20%、30%、40%、50%、60%、70%、75%、80%のフレーバー負荷が達成され得る)、重量、味およびおいしさ、保存可能期間、(例えば、酸化による)機能性物質の分解への耐性、ならびに非粘性などの所望の性質を有する顆粒を得ることができることを見出した。

また、本発明に係る方法は、低いプロセス温度で操作することができ、これによって熱感受性化合物もしくは成分の分解または変性は防止される。本発明に係る方法によって使用できる温度は、顆粒を調製する従来の方法において使用される温度よりも低くすることができる。例えば、噴霧乾燥において使用される典型的な温度は、150℃を大きく上回るのに対し、本発明に係る方法は、例えば、30〜80℃の低い温度、またはさらに低い温度(例えば、10〜80℃の低い温度)で行うことができる。例えば、激しい(強制的な)空気流が乾燥装置内で使用される場合、ガラス状態は、30℃を下回る温度で形成することができる。

さらに、顆粒を調製するための方法は、洗浄時間が長くなり得る、特殊で高価な装置を必要としない。本方法において、毒性の担体またはマトリックス成分を使用する必要はなく、抗ケーキング剤または架橋剤を使用せずに行うことができる。

本発明に係る方法は、顆粒の所望の要件に応じて、容易に調整または採用することができる。加えて、このようにして得られた顆粒は、驚くべきことに、膨化させることができる。このようにして得られた膨化した顆粒は、高い水溶性を示し、改善された保存可能期間を示すことができる。さらに、膨化した顆粒は、時間内に(すなわち、長期の保管後)、二酸化ケイ素およびステアリン酸マグネシウムなどの自由流動剤を使用する必要のない、極めて良好な流動性を示す。

本発明に係る方法は、追加の造粒ステップの必要がなく、廃棄物の生成を減らしながら、1つのプロセス中で均一な顆粒を提供することを可能とする。また、本方法は、(一部分が)不溶性の材料の使用を可能とし、すなわち、顆粒は、可溶性ではない材料(顆粒のサイズに応じて、可溶性ではない材料または固体材料は、例えば、50、100、250もしくは500マイクロメートル未満のサイズを有していてもよい)を含む水性混合物(以下に記載する)から、調製できる。例としては、野菜、果物、スパイス、ハーブおよび他の細かくすりつぶされた材料または細かく刻まれた材料がある。

本発明に係る方法は、迅速でかつ再現可能であり、例えば、フレーバーおよび香料、特に、揮発性のフレーバーおよび香料を含む顆粒を調製するために、非常に適切なものとなる。検討において、例えば、香味剤および香料は、短い期間で十分に造粒することができること、ならびに、第2に、粒子径、配置、保持率および負荷の分布に関して改善された生成物が得られることを見出した。ここで、高い負荷とは、顆粒の質量に基づいて、封入された対象の物質、例えば、香味剤の高い総量を意味する。個々の成分、特に、揮発性物質の保持率が高いほど、これらの成分の喪失は少なくなる。

本発明に係る方法は、水溶性食物繊維によって形成されたマトリックス中に対象の物質を封入する方法として、記載することができる。水溶性食物繊維を対象の物質と組み合わせることによって、対象の物質は、マトリックス材料または担体材料、すなわち水溶性繊維と密接に混合されるようになる。本発明に係る顆粒において、食物繊維および対象の物質は両方とも、典型的には、顆粒全体にわたって、実質的に均一に分散される。

本方法に係る第1工程において、機能性物質および水溶性食物繊維(本明細書にて「水溶性繊維」または「繊維」とも称する)を含む水性混合物が調製される。

水性混合物は、任意の体積で提供することができる。実際には、混合物、好ましくは、少なくとも1リットル、少なくとも10リットル、少なくとも100リットル、少なくとも1000リットルまたはそれ以上の量の水性混合物が、調製される。

水性混合物について、使用することができる水含有液体の種類は特に限定されない。適切な液体の例としては、脱塩水または普通の水道水が挙げられる。

本発明において、「対象の物質(substance of interest)」という用語は、水溶性食物繊維と一緒に顆粒に組み込まれる物質、言い換えれば機能性物質を指す。機能性という用語は、物質が、顆粒に含まれるように選択され、好ましくは食用であるか、あるいは、例えばヒトもしくは動物の身体によって、消化および/または代謝され得ることを表すために使用される。対象の物質(本明細書において「物質」とも称する)は、定義された化学組成物を指す。対象の物質は、液体、流体または固体であってもよく、好ましくは、本発明において使用される物質は、固体である。対象の物質は、1種の(純粋な)化合物で構成されてもよく、または化合物の組み合わせ、すなわち組成物で構成されてもよい。

本発明に係る方法は、好ましくは、食品、飼料、医薬品または化粧品における成分としての顆粒の製造のためのものである。したがって、好ましくは、対象の物質は、食品物質、飼料物質、医薬品物質または化粧品物質、すなわち、食品、飼料、医薬品または化粧品の一部であるか、もしくはこれらの一部を形成する、化合物または組成物である。

本発明に係る方法を用いて調製された顆粒が有用である生成物および組成物の例としては、限定されないが、環境での長い保存可能期間を有する粒質物の形式でアロマ、栄養素および色が保存された、野菜および果物、または野菜および果物の組み合わせ;とりわけ、インスタント果物ジュース、アイスティー、ビタミン水、エネルギー飲料もしくはスムージー、またソフトドリンクなどの清涼飲料用のインスタント粒質物;とりわけ、インスタントティーまたは異なるタイプのコーヒーなどのホットドリンク用のインスタント粒質物;例えば、パプリカチップまたはサラダにおいて使用することができるような、様々なシーズニングなどの香味剤系;インスタントブイヨン、スープおよびソース;とりわけ、テーブルシュガーまたは砂糖代用物などの甘味料;とりわけ、コーヒーミルクパウダーなどのクリーム;乾燥された植物抽出物またはハーブおよびスパイス;ベビーフード;ビタミン、ミネラルおよび栄養成分;野菜および果物のハードキャンディおよびソフトキャンディに、混練および圧縮された、野菜および果物の粒質物;とりわけ、顆粒系のハンドソープ、バスパールなどの、パーソナルケア剤;ならびに医薬品の顆粒剤、錠剤または粉末剤が挙げられる。本適用の分野の完成品の例としては、限定されないが、ベビーフード、野菜および/または果物飲料、スープ、ソース、ブイヨン、飲料のベースミックス、コーヒー、茶、コーヒークリーム、テーブルトップ甘味料、香辛料のトッピングが挙げられる。

このように、1つの好ましいものによれば、対象の物質は、本発明に係る方法で得られる顆粒を使用することができるか、もしくはその中で使用される、このような生成物であるか、またはその一部である物質である。

好ましくは、本発明に係る方法において使用される物質は、食用の化合物または組成物である。例としては、限定されないが、コーヒー濃縮物、ココア、乳製品、抽出物および蒸留物、香味剤(親水性および脂溶性)、脂肪または油、食品、食品抽出物、良い香りのもの、ハーブ、食肉、食肉抽出物、ミルクパウダーまたは濃縮物、ミネラル、植物栄養素、植物抽出物、タンパク質、スパイス、茶、茶抽出物、ビタミンおよびこれらの組み合わせが挙げられる。また、対象の物質は、酵母、バクテリア、種菌、酵素、ワクチンまたは抗体などの治療用タンパク質などの生物学的活性物質または有機体、および他の生物学的物質であり得、これらの組み合わせを含む。

顆粒に封入または含まれる物質は、水溶性食物繊維と混合される。

本発明において、「水溶性食物繊維(water-soluble dietary)」という用語は、あらゆる種類の水溶性の(ヒトにとって)不消化性のサッカリド、すなわち、水を「引きつける」多糖またはオリゴ糖であるサッカリドを指す。水溶性は、少なくとも10または20グラムが、20℃で、100mlの水に溶解できることを意味すると見ることができる。水溶性繊維は、水に溶解して、透明な溶液を作ることができる。水溶性繊維は、ヒトによって、消化されないか、またはわずかに消化されるのみであるが、典型的には、胃腸管に存在するバクテリアによって発酵される。水溶性繊維は、胃腸管内の微生物の増殖または活動を誘発することができ、したがって、(水溶性)プレバイオティクス繊維と称されることもある。

水溶性食物繊維は、高粘性のものと低粘性のものにおおよそ区別できる。高粘性の水溶性繊維としては、例えば、ペクチン、粉末コンニャク(マンナン)、アルギン酸塩、アルギン酸のプロピレングリコールエステル、グアーガムおよび寒天が挙げられる。これらの種類は、工業では、増粘剤として使用される。好ましい実施形態において、これらの種類は、例えば、この種類は、典型的には、中間の臭い、色またはフレーバープロファイルを有さず、透明ではなく、かつガラス状構造物を形成することがより困難であり得るので、好ましくない。

低粘性の水溶性繊維としては、例えば、難消化性デキストリン(不消化デキストリンまたは耐デキストリンとも称する)、難消化性マルトデキストリン(分岐マルトデキストリン、不消化マルトデキストリンまたは耐マルトデキストリンとも称する)、ポリデキストロース、イヌリンまたはこれらの組み合わせが挙げられる。典型的には、低粘性の水溶性繊維は、20℃で、100ml中に、10g以上、好ましくは20g以上の量で、水に溶解することができる。典型的には、それらの5%(w/w)質量の水溶液の粘度は、20℃で、20mPas未満である(例えば、適切なスピンドルおよびRPM(例えば、スピンドル4、20RPM)で、Brookfield RVを使用して測定される)。上記に例示したものの具体的な市販の利用可能な例としては、限定されないが、ADM/Matsutani Chemical Industry Co.,Ltd.製の「Fibersol−2」、Danisco Cultor製の「Litesse」およびRoquette製の「Nutriose」が挙げられる。

水溶性繊維は、好ましくは低粘性の水溶性繊維であり、好ましくは、NutrioseおよびFibersolなどの難消化性デキストリン(不消化デキストリンまたは耐デキストリンとも称する)、難消化性マルトデキストリン(分岐マルトデキストリン、不消化マルトデキストリンまたは耐マルトデキストリンとも称する)、ポリデキストロース、イヌリンまたはこれらの組み合わせから選択される、低粘性の水溶性繊維である。難消化性とは、デキストリンまたはマルトデキストリンが、(1,2)および(1,3)−グルコシド結合などの消化されない結合を含有することを表すとして見ることができる。これらの消化されない結合は、ヒトの消化酵素によって加水分解されず、または少なくとも十分な程度で加水分解されない。難消化性デキストリンおよび難消化性マルトデキストリンという用語は、当業者には非常に周知されている。

水溶性食物繊維という用語は、フラクトオリゴ糖、ガラクトオリゴ糖およびキシロオリゴ糖などの様々なオリゴ糖を含むと考えることもできる。しかしながら、(例えば、2〜9または2〜6の重合度を有する)これらの種類は、本発明に係る方法における使用のためにはあまり適切ではなく、好ましくない。当業者に公知のように、重合度またはDPは、ポリマーまたはオリゴマー中のモノマー単位の数として定義される。

好ましくは、水溶性食物繊維は、8超、好ましくは10超の重合度(DP)を有する水溶性食物繊維(好ましくは、ポリマーの水溶性食物繊維、より好ましくは、低粘性のポリマーの水溶性食物繊維)である。例えば、重合度は、8〜80の間、好ましくは、10〜70の間、より好ましくは、12〜60の間である。

本発明に係る方法における使用のために適切な水溶性食物繊維は、本明細書において例示されるように、前記食物繊維を含む/含有する水性混合物の乾燥の際に、ガラス状構造物を形成する。

本発明のために適切な食物繊維は、水溶性繊維であるが、少量の水不溶性繊維を含むことができる(水不溶性繊維の例としては、セルロース、いくつかのヘミセルロース、ふすま、リンゴから得ることができる繊維、ならびにキチンが挙げられる)。

対象の物質および水溶性食物繊維を含む水性混合物は、当業者に公知の任意の方法により調製することができる。

水性混合物の調製は、室温で行ってもよく、または水性媒体は、対象の物質および水溶性食物繊維の添加前もしくは添加中に、加熱または冷却されてもよい。好ましくは、混合物は、10〜80℃の間、好ましくは、20〜60℃の間の温度で調製される。

例えば、対象の物質を、最初に水性媒体に添加し、続いて、水溶性食物繊維を添加してもよい。また、物質および繊維を最初に混合し、その後に水性媒体に添加してもよい。

あるいは、水溶性食物繊維を、最初に水性媒体と、例えば、昇温して混合し、その後、対象の物質を、例えば、混合物を冷却した後に、水溶性繊維を含有する水性混合物に添加する。これは、最初に水溶性食物繊維を水性媒体と混合し、対象の物質を添加する前に、水溶性食物繊維を含む水性混合物の水分含量の一部を、例えば、蒸発によって除去し、続いて、混合物がガラス状構造物になる前に、対象の物質を添加する状況も含む。これは、例えば、可溶性の食物繊維を、機能性物質のためには(例えば、熱感受性に起因して)望ましくない温度で、水性混合物に添加する場合において、望ましい。

所望の場合、対象の物質および/または可溶性食物繊維は、水性混合物を調製する、様々な時点および/または温度で、混合物に提供することもできる。

言い換えれば、本発明に係る方法の工程a)は、対象の物質および水溶性食物繊維の混合物を、混合物がガラス状構造物になる前に、提供する。

対象の物質および/または可溶性食物繊維の相対量は、本発明に係る方法において、特に限定されない。好ましくは、混合物の調製において使用される可溶性食物繊維の量は、すべての可溶性食物繊維が、水性媒体に溶解(分散)するような量である。

本発明のためには、機能性物質が、水性媒体に、部分的または完全に溶解することは必要ではない。例えば、機能性物質は、水不溶性材料、もしくは水性混合物を調製するための時間内に溶解しない材料で構成されていてもよく、または含んでいてもよい。明らかに、このような状況下では、混合物全体にわたって分散した材料の、多かれ少なかれ均一な分散を確保するための手段がとられる。このような不溶性材料は、典型的には、500マイクロメートルまでのサイズであってもよく、一般に、顆粒、特に、ガラス状態の顆粒、すなわち膨化前のサイズの半分よりも大きな粒子径を有するべきではない。

典型的には、工程a)において得られた水性混合物は、広い範囲にわたる、例えば、5〜99.9%(w/w)、好ましくは、10〜60%(w/w)、より好ましくは、10〜50%(w/w)、またはさらに、10〜40%(w/w)の相対量の水(水性混合物の総重量の重量パーセントとして表す)を有していてもよい。好ましくは、工程a)において得られた水性混合物は、少なくとも10%(w/w)の水分含量を有する。

このようにして得られた水性混合物は、本方法の次の工程で、混合物がガラス状構造物になるまで、混合物として乾燥される。この工程において、水は、混合物から分けられる。これは、任意の可能な手段、例えば、対流乾燥、伝導乾燥、放射乾燥またはこれらの組み合わせによる乾燥を使用して達成することができる。例えば、乾燥は、例えば、(大気圧と比較して)減圧下、電子レンジを用いるものであってもよい。特定の乾燥の方法は、例えば、減圧下、電子レンジを使用するパルス状の乾燥を含んでいてもよい。このような方法において、混合物は、短い時間で、マイクロ波による乾燥に付され、例えば、マイクロ波を、5〜10秒の時間、作動させ、続いてマイクロ波を止めている時間、続いて電子レンジを作動させる次の短い時間を、混合物がガラス状構造物になるまで、繰り返す。これは、混合物中の温度が、望ましくない高さに上昇することを防止し、得られる生成物の全体的な品質を改善する。

水の相対量および混合物の粘度に応じて、好ましくは、(例えば、混合物全体にわたって、対象の物質および/または水溶性食物繊維の均一な混合を保つために)混合物をさらに撹拌しながら、一部の水を最初に除去することができる。除去は、本明細書に記載されるように、例えば、減圧下、熱を適用することであってもよい。混合物が粘性になると、混合物を撹拌する必要性は少なくなる。これは、例えば、典型的には、混合物中の水の相対量(重量による)が、例えば、5〜20%(w/w)、または8〜15%(w/w)、減少する場合である。例えば、このような水の相対量で、プレート上に置かれた場合に、高い粘性および流動が停止する混合物は、例えば、30℃を下回る温度で得られ、すなわち、混合物は、非流動性の混合物になるが(以下も参照されたい)、本明細書に定義されるまだガラス状構造物になっていない。

当業者には、この値が、最初の水性混合物の調製において使用される、可溶性食物繊維の種類、対象の物質、およびこれらの(相対)量に依存し得ることは公知である。

水性混合物がガラス状構造物になることを可能にするために、水性混合物は、工程b)における乾燥の最終段階で、撹拌または混合すべきではない。

水の除去は、当業者に公知の任意の方法によって、例えば、減圧下(例えば、10⁵〜10⁻⁵Paの間のどこか)、例えば、混合物を加熱することによって達成することができる。当業者は、真空乾燥機、マイクロ波乾燥機および/またはベルト乾燥機を含む、どのような方法および装置を適切に使用することができるかを理解する。

従来のものと比較して、本発明に係る方法の主要な利点の1つは、本発明に係る方法が、水性混合物の乾燥のために、中程度から低い温度の使用を許容できることである。乾燥温度は、特に限定されないものの、最高で90℃、最高で80℃、最高で70℃、最高で60℃、最高で50℃、最高で40℃、最高で30℃の温度で、水性混合物の乾燥後に得られる顆粒が、最良の性質を示すことを見出された。したがって、1つの好ましいものによれば、混合物の乾燥は、5〜90℃の間、好ましくは10〜80℃の間の温度である。したがって、好ましい実施形態における乾燥温度は、低い側の温度として、5、10、15、20、25、30℃、また高い側の温度として、40、50、60、70、80、90℃の間の(低い側および高い側の温度の任意の可能な組み合わせの)温度であり得る。

水は、水性混合物が、容器内に保持されている間、混合物がガラス状構造物になるまで、例えば蒸発によって、工程a)の水性混合物から除去することができる。水性混合物のキャストを可能にするか、または形状の形成を可能にする粘度を有する水性混合物が得られるか、または提供されると、混合物は、そのような形状、例えば、シートの形態で乾燥することもできる。例えば、水性混合物は、層の形態にキャストすることができ、その後、層は、ガラス状構造物になるまで乾燥される。

ガラス状構造物が得られると、すなわち、混合物が、堅く、もろくなったら、乾燥を停止することができ、または所望により、さらなる時間、乾燥を継続することができる。

典型的には、工程b)において得られたガラス状構造物は、好ましくは、広い範囲にわたって、例えば、0.01〜15%(w/w)の間、0.05〜10%(w/w)の間、0.1〜8%(w/w)の間、または0.1〜15%(w/w)の間の相対量の水(ガラス状構造物の総重量の重量パーセントとして表す)を有する。当業者には、この値が、最初の水性混合物の調製において使用される、可溶性食物繊維の種類、機能性物質、およびこれらの(相対)量に依存し得ることは公知である。

乾燥時間は、乾燥のために使用される温度および圧力(真空)、ならびに最初の水分含量および層の厚さに依存する。混合物の乾燥は、数分のみの短さであってもよく、または数時間(例えば、2分〜8時間、さらに14時間以上の間のどれか)であってもよい。

本発明、特に、本発明の文脈内の乾燥が、好ましくは、全体として、工程a)の下で得られた水性混合物の乾燥を含むことに留意することと関係する。本発明に係る方法による乾燥は、好ましくは、当技術分野における方法とは異なる。当技術分野における方法は、典型的には、小さな滴またはスプレーの形成を最初に必要とする技術に依存する。このような噴霧乾燥、低温または冷却技術において、混合物は全体として、乾燥されないが、混合物を最初に噴霧して、それによってスプレーを得て、次いで、これが乾燥される。例えば、好ましくは、滴またはスプレーの形成を使用し、続いて顆粒を得るための手段として乾燥する従来技術とは対照的に、本発明は、好ましくは、90または80℃を下回る温度で、混合物のプレート乾燥を使用し、続いて、顆粒を分離する。

言い換えれば、本発明に係る方法は、好ましくは、得られた混合物の小滴またはスプレーの形成を必要としないか、またはこれに依存しない。本発明に係る方法は、工程a)において得られた水性混合物の直接乾燥を可能にする。明らかに、当業者は、「水性混合物の乾燥」が、工程a)において得られた水性混合物の一部、例えば、工程a)において得られた水性混合物の、少なくとも1%(w/w)、10%(w/w)、20%(w/w)、またはそれ超の、直接乾燥を含むことも理解する。

工程a)の水性混合物が、混合物がガラス状構造物になるまで、工程b)において乾燥された後、このようにして得られたガラス状構造物は、顆粒に形成することができる。本発明に係る方法では、限定されないが、破砕および粉砕技術などの一般的に利用可能な技術を使用して、ガラス状構造物を、顆粒に容易に形成することができることを見出した。

ガラス状構造物からの顆粒の調製は、任意の温度で行ってもよいが、好ましくは、0〜40℃の間の温度で行われる。

顆粒の所望の仕様に応じて、顆粒は、所望の粒子径分布の粒子径が得られるまで、例えば、1つまたは複数の篩を使用して、篩分けすることができる。本発明に係る方法では、幅広い範囲の最大直径(サイズ)を有する顆粒を提供することが可能である。これらに限定されないが、好ましくは、顆粒のサイズは、50マイクロメートル〜5000マイクロメートルの範囲、好ましくは、100〜2000マイクロメートルの範囲である。顆粒のサイズは、メッシュ篩を通過させることによって決定されるものである。粒子径は、球の直径、または非球状の形状を有する粒子を円に相当した直径(equivalent circle diameter)を指す。

顆粒が形成された後、顆粒は、所望により、さらに処理されてもよい。例えば、顆粒は、第2の層でコーティングされてもよい。例えば、顆粒は、顆粒の即時溶解性を防止するコーティングでコーティングされてもよい。これは、例えば、顆粒が、水系のエマルジョン中に取り込まれる場合に有利であり得る。例えば、顆粒の周囲に脂肪コーティングを適用することによって、即時溶解性は防止される。これは、本発明に係る顆粒の(熱安定性の)使用が、例えば、熱オーブンまたは(ディープ)フライ適用であることを可能にする。

しかしながら、非常に好ましい実施形態によれば、本発明に係る方法で得られる顆粒は、顆粒が迅速に膨張するように、処理される。この顆粒の膨化は、当業者に公知の任意の方法を使用して行うことができる。

したがって、このような本発明に係る好ましい方法において、本方法は、工程c)において得られた顆粒の少なくとも一部を膨化させて(または膨張させて)、膨化した(または膨張した)顆粒を得る工程d)をさらに含む。本明細書に記載されるように、このようにして得られた顆粒は、限定されないが、膨化していない顆粒と比較してさらに良好な溶解性、および/または膨化していない顆粒と比較して、低下した吸湿性、および/または時間が経過しても、自由流動剤の不存在中で自由に流動する、特有で予想外の性質を有する。

好ましくは、膨化した顆粒は、Nutriose、例えば、Nutriose FM06/FB06、および/もしくはFibersol−2などの、可溶性食物繊維である難消化性デキストリンまたは難消化性マルトデキストリンとして含む顆粒、またはこれらの1つとして含む顆粒である。

迅速に流体を蒸発させることによって、粒子は、膨張または膨化する。膨張度に応じて、温水または冷水中の顆粒の溶解度を制御することができる。溶解度は、顆粒の膨張度を増加させることによって増強することができる。膨張度は、溶解速度を決定する。

好ましくは、膨化は、流動層乾燥機、プレート乾燥機、ホットプレート、ベルト乾燥機、噴霧乾燥機、マイクロ波の使用によって、または放射の適用によって行われ、例えば、マイクロ波技術を使用する非連続エネルギーの投入による乾燥を含み、および/または膨化は、減圧下、例えば、10⁵〜10⁻⁵Paの間のどこかの減圧で行われる。

好ましくは、顆粒の膨化/膨張は、減圧で行われる。好ましくは、膨化は、短時間で行われる。好ましくは、膨化は、1秒〜5分、4分、3分、2分、1分、50秒、40秒、30秒、20秒の間、行われる。当業者は、本発明に係る方法で得られる顆粒が、膨張、すなわち膨化する条件を確立する方法を理解する。

対象の物質、例えば、顆粒中で、臭いおよびフレーバー物質からフレーバープロファイルを保つために、当業者は、可能な限り低い温度の使用、例えば、0〜80℃または0〜50℃の間の温度で、好ましくは、減圧で、例えば、高真空または低真空下、例えば、10⁵〜10⁻⁵Paの間のどこかでの乾燥と組み合わせることが望ましくあり得ることを理解する。あるいは、より高い温度を使用してもよい。

典型的には、工程d)において得られた膨化した顆粒は、好ましくは、広い範囲にわたって、例えば、優先傾向の増加につれて、0.001〜12%(w/w)の間、0.005〜11%(w/w)の間、または0.01〜10%(w/w)の間の相対量の水(ガラス状構造物の総重量の重量パーセントとして表す)を有する。

当業者には、この値が、最初の水性混合物の調製において使用される、可溶性食物繊維の種類、対象の物質、およびこれらの(相対)量に依存し得ることは公知である。

好ましくは、水溶性食物繊維は、難消化性デキストリン、ポリデキストロース、難消化性マルトデキストリン、イヌリンまたはこれらの組み合わせである。より好ましくは、水溶性食物繊維は、難消化性デキストリンまたは難消化性マルトデキストリンであり、さらに好ましくは、水溶性食物繊維は、Nutrioseであり、さらにより好ましくは、Nutrioseの種類が、FM06/FB06もしくはFM10(トウモロコシ由来)、またはFB06/FB06もしくはFB10(コムギ由来)である。

ポリデキストロースは、水溶性の、低カロリーで非齲蝕性の増量剤である。ポリデキストロース(例えば、DaniscoからLitesse(商標)の商品名で入手可能)は、可溶性の、少ない(約10重量%未満)量のソルビトール(少なくとも2重量%)およびクエン酸を含有する、デキストロースのランダムポリマーである。典型的なポリデキストロースポリマーは、10〜50周辺のサッカリド単位、好ましくは、20〜40のサッカリド単位を含有する。ポリデキストロースは、例えば、Tate&Lyleから、Sta−Lite L90、Sta−Lite R90として、DaniscoからLitesse Ultra TM IP powderとして入手可能である。

イヌリンは、多くの植物中に天然に存在するオリゴ糖の群であり、フルクタンと呼ばれる炭水化物のクラスに属する。イヌリンは、プレバイオティクス発酵性繊維であり、消化管によって代謝される。イヌリンは、β(2→1)結合によって結合したフルクトース単位の直鎖で構成され、しばしば、グルコース単位で終結する。イヌリン源は、鎖長が分布したポリマーを含有し、これは、それらのDP(重合度)によって記載される。典型的には、短鎖の直鎖イヌリンは、20未満のDPを有し、長鎖の直鎖イヌリンは、20超のDPを有する。Oraftiによって供給されるBeneo HPイヌリンなどの、典型的な長鎖の直鎖イヌリン源は、23超の平均DPを有する。Cargillによって供給されるDeSugarイヌリンなどの、典型的な短鎖の直鎖イヌリン源は、10の平均DPを有し、短いポリマー鎖を有するイヌリン材料をもたらす。Sensusイヌリンは、Frutafit CLRという名称で販売されている。

本発明に係る方法における使用のために適切な水溶性食物繊維の中で、難消化性デキストリンが最も効果的であり、好ましい。難消化性デキストリンは、例えば、少量の食品グレードの酸の存在中で、デンプンを加熱することによって生成する、部分的に加水分解されたデンプン(グルコースポリマー)である。

デキストリン化は、大きく減少した分子量および新しいグルコシド結合の導入をもたらす。難消化性デキストリンは、消化されない、(1,2)および(1,3)−グルコシド結合を含有する。これらの消化されない結合は、ヒトの消化酵素によって加水分解されない。結果として、デキストリンの一部は、胃腸管の上部で消化されず、エネルギー利用のためなどに、直接、利用可能ではない。しかしながら、消化されない材料の一部は、結腸内の細菌叢によって加水分解され、生じる遊離の脂肪酸は、エネルギーのために利用される。消化されない結合の存在は、難消化性デキストリンおよびポリデキストロースの周知の特性である。これらを考慮して、難消化性デキストリンは、部分的に加水分解されたデンプン(グルコースポリマー)であること;消化されない、(1,2)および(1,3)−グルコシド結合を有すること;ならびに/または3500〜6500ダルトンの平均分子量を有することによって、特に特徴付けられる。

難消化性デキストリンに加えて、難消化性マルトデキストリンも、非常に良好に働く。耐マルトデキストリンは、デンプンから、熱分解、およびその後の酵素処理によって、正常なα−1,4グルコース結合の一部が、ランダムに、1,2−、1,3−のαもしくはβ結合に変換されて、作られる。これらを考慮して、難消化性マルトデキストリンは、1,2−、1,3−のαおよび/もしくはβ結合を有すること;ならびに/または3500〜6500ダルトンの平均分子量を有することによって、特に、特徴付けられる。

好ましくは、水溶性繊維は、Nutriose、好ましくは、Nutriose FM 06および/またはFM10などの難消化性デキストリンであるか、または2番目に最適なものは、Fibersol−2などの難消化性マルトデキストリンである。

実施例にて示すように、NutrioseFM06/FB06などの難消化性デキストリン、またはFibersol−2などの難消化性マルトデキストリンは、限定されないが、難消化性デキストリンもしくは難消化性マルトデキストリンの速やかな溶解性、自由流動し、非粘着性で、中立の味および速やかに溶解する、顆粒の調製における使用の容易さを含む、多くの所望の要件を満たす、顆粒および膨張または膨化した顆粒を提供する。難消化性デキストリンまたは難消化性マルトデキストリンを用いて得られる顆粒は、高速法で、容易に膨化(膨張)され、自由流動し、速やかに溶解する、非粘着性の膨化した顆粒を与える。

当業者は、異なる水溶性食物繊維の混合物も、本発明に係る方法において使用することができることを理解されたい。例えば、1、2、3、4またはそれ以上の異なる種類の水溶性繊維を使用することができる。例えば、ポリデキストロースは、難消化性デキストリンまたは難消化性マルトデキストリンと、任意の比率、例えば、1:20の比率で混合することができる。

好ましくは、水溶性食物繊維は、8超、好ましくは10超の重合度(DP)を有する水溶性食物繊維(好ましくは、ポリマーの水溶性食物繊維、さらにより好ましくは、低粘性のポリマーの水溶性食物繊維)である。例えば、重合度は、8〜80の間、好ましくは、10〜70の間、さらにより好ましくは、12〜60の間である。

水溶性食物繊維が、Nutriose、例えば、Nutriose FM06もしくはFM10もしくはFB06もしくはFB10などの難消化性デキストリン、または、Fibersol−2などの難消化性マルトデキストリンである場合において、好ましくは、4〜30、例えば、8〜27または9〜25の平均重合度を有し、好ましくは、平均重合度は、4〜10または12〜25である。

好ましくは、難消化性デキストリン、好ましくは、Nutriose、またはFibersol−2などの難消化性マルトデキストリンは、3500〜6500ダルトン、例えば、3500〜4500ダルトンまたは4000〜6000ダルトンの平均分子量を有する。

好ましくは、水溶性食物繊維は、4〜30、例えば、8〜27もしくは9〜25の平均重合度、好ましくは、4〜10もしくは12〜25の平均重合度、および/または3500〜6500ダルトン、例えば、3500〜4500ダルトンもしくは4000〜6000ダルトンの平均分子量を有する、難消化性デキストリンである。

当業者には、水溶性食物繊維、例えば、難消化性デキストリンの重合度および/または平均分子量を、当技術分野において利用可能な方法を使用して決定する方法は公知である。

上述したように、工程a)における水性混合物の調製において使用される水の相対量は、広い範囲にわたって変更することができる。しかしながら、当業者であれば、混合物が、顆粒を調製するために必要なガラス状構造物になることを可能にするために、水性混合物が、最終的に乾燥されるべきである(すなわち、水は除去されるべきである)ことを理解する。本発明に係る方法では、水性混合物中に比較的多くの量の水を最初に使用する必要がないことが見出されている。

したがって、好ましくは、工程a)において調製される混合物は、非流動性の混合物、すなわち、例えば、30℃で、プレート上に、注がれるか、または置かれたときに、流動しない混合物として調製される。あるいは、上記で議論したように、工程a)は、工程a)において調製された混合物から水を除去して、このような非流動性の混合物を提供する工程を含む。このような非流動性の混合物は、例えば、電気ポンプを使用して、依然としてポンプで送り込むことができるが、例えば、水平に配置されたプレート上に1〜3cmの層が置かれた場合に、流動しないか、またはそれ自身の運動に広がらない。当業者は、水を、上記で議論したように、除去することができることを理解する。

上述のように、工程において調製された混合物は、工程b)におけるガラス状構造物の形成の前に、形状、好ましくは、シートに形成することができる。代わりに、異なる最終的な適用および機能性の要件に応じて、混合物は、様々な特有の型、すなわち、丸形、長方形、螺旋状または針状の形状に成形することができる。

さらにとりわけ、非常に粘性の混合物は、キャストおよび/または射出成形によって、形状に形成することができる。好ましくは、キャストまたは成形は、シリコーン層、テフロン(登録商標)などの非粘着性表面または平らな表面上である。好ましくは、混合物は、境界または端を支持する必要はなく、キャストおよび/または成形後に、形状が、その形状を実質的に維持するような粘度を有する。例えば、形状を調製するために使用される混合物は、非流動性の混合物である。

好ましくは、シートが形成される場合において、シートは、本方法の次の工程で、好ましくは、中程度の温度で、容易かつ迅速に乾燥することが可能な厚さを有する。好ましくは、シートは、優先傾向の増加につれて、0.01〜20cmの間、0.05〜10cmの間、0.1〜4cmの間、または0.1〜2cmの間の厚さのシートを提供する。このようなシートは、特に、Nutrioseなどの難消化性デキストリン、またはFibersol−2などの難消化性マルトデキストリンが使用される場合に、容易で迅速な乾燥を可能にし、優れた顆粒を提供することが見出された。

上述したように、本方法に含まれる機能性物質は、任意の種類の物質であり得る。好ましくは、機能性物質は、食品物質、飼料物質、医薬品物質または化粧品物質である。

好ましくは、工程a)において、機能性物質および水溶性食物繊維は、1:20〜20:1、またはさらに、1:100〜100:1の重量比で混合される。例えば、重量比は、1:100、1:50、1:20、1:15、1:10、1:5、1:1、5:1、10:1、15:1、20:1、50:1、100:1であってもよい。当業者は、適切な重量比は、混合物の調製において使用される物質および繊維、ならびに最終生成物の所望の性質に依存することを理解する。しかしながら、本発明に係る方法が、重量比が、溶解度、低下した吸湿性ならびに他のものおよび本明細書において挙げたものなどの顆粒の重要な性質を維持しながら(または、このような性質の最低限の低下のみを示しながら)、広い範囲にわたって調製されることを可能にしたことを見出した。

上述したように、本発明に係る主たる成果の1つは、中程度の温度を使用しながら、顆粒を調製することを可能にすることであり、本方法により封入された機能性物質の性質および特性を維持することを可能にする。したがって、好ましくは、本方法は、このような中程度の温度での乾燥を含む。好ましくは、工程b)において、乾燥は、優先傾向の増加につれて、最高で90℃、最高で80℃、最高で70℃、最高で60℃、最高で50℃、または最高で40℃の温度で行われる。好ましくは、示された温度での乾燥は、本明細書において既に議論したように、減圧下での乾燥と組み合わせられる。

好ましくは、工程b)において、乾燥は、優先傾向の増加につれて、最高で50%、最高で40%、最高で30%、または最高で20%の相対湿度を有する条件下で行われる。

好ましくは、工程b)において得られたガラス状構造物は、広い範囲にわたって、例えば、0.01〜15%(w/w)の間、0.05〜10%(w/w)の間、0.1〜8%(w/w)の間、または0.1〜5%(w/w)の間の相対量の水(ガラス状構造物の総重量の重量パーセントとして表す)を有していてもよい。

当業者には、この値が、最初の水性混合物の調製において使用される、可溶性食物繊維の種類、機能性物質、およびこれらの(相対)量、ならびに乾燥の時間に依存し得ることは公知である。例えば、ガラス状構造物が得られた後、乾燥を継続して、それによって、ガラス状構造物中の水の相対量は、さらに減少される。

ガラス状構造物が得られた後、顆粒は、例えば、工程b)において得られたガラス状構造物を、(的確に)破砕または粉砕することによって、調製することができる。破砕および粉砕の後、ガラス状顆粒またはガラス状片は、例えば、所望の粒子径分布が得られるまで、異なる篩およびメッシュサイズを用いて、篩分けすることができる。所望の生成物の特性に応じて、これらの顆粒は、上記に記載したように、そのまま、および/または膨化(膨張)して、使用することができる。

顆粒または膨化した顆粒は、例えば、シーズニング中で、またはシーズニングとして、直接、使用することができる。微粉末を提供するために、ナイフを使用することによって顆粒/膨化した顆粒を処理することも可能である。

本明細書に提供される方法の異なる工程の結果であり得る、異なる顆粒を、混合して、特有の特性、性質およびフレーバープロファイルを有する混合物を調製することができる。顆粒は、別々に包装されてもよく、または本明細書に記載されるものなどの様々な生成物中に含まれていてもよい。

上述のように、好ましくは、工程d)において得られた膨化した顆粒は、優先傾向の増加につれて、0.001〜12%(w/w)の間、0.005〜11%(w/w)の間、または0.01〜10%(w/w)の間の水分含量を有する。

また、本発明に係る方法で得られ得るか、もしくは得られる、顆粒または膨化した顆粒が提供される。

特に、 1〜99重量%、好ましくは、40〜99重量%の、対象の物質、さらにより好ましくは、75〜99重量%または40〜75重量%; 1〜99重量%、好ましくは、1〜60重量%、さらにより好ましくは、1〜25重量%もしくは25〜60重量%、または10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25重量%までの、水溶性食物繊維;および 0〜15重量%の水 を含む、顆粒もしくは膨化した顆粒であって、対象の物質、水溶性食物繊維および水が、合計で100重量%以下、好ましくは、合計で100%になる、顆粒もしくは膨化した顆粒が提供される。好ましくは、水溶性繊維は、Nutrioseなどの難消化性デキストリン、またはFibersol−2などの難消化性マルトデキストリンである。

また、 1〜99重量%、好ましくは、40〜99重量%の、対象の物質、さらにより好ましくは、75〜99重量%または40〜75重量%; 1〜99重量%、好ましくは、1〜60重量%、さらにより好ましくは、1〜25重量%もしくは25〜60重量%、または10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25重量%までの、水溶性食物繊維;および 0〜15重量%の水 を含む、膨化した顆粒であって、対象の物質、水溶性食物繊維および水が、合計で100重量%以下、好ましくは、合計で100%になり、膨化した顆粒が、実質的に閉鎖された外側の表面と、セル構造または網目内に分散した複数の細孔もしくは空洞を有する網目構造、例えばハニカム構造を有する内部によって特徴付けられる顆粒であって、好ましくは、顆粒が、50マイクロメーター〜5000マイクロメーターの間、より好ましくは、100マイクロメーター〜2000マイクロメーターの間のサイズを有し、好ましくは、内部の細孔または空洞が、15〜95体積%、例えば、15〜75体積%の量で存在する、膨化した顆粒のために提供される。好ましくは、水溶性繊維は、Nutrioseなどの難消化性デキストリン、またはFibersol−2などの難消化性マルトデキストリンである。外側の表面の層は、例えば、約3〜40マイクロメートルの厚さを有することができる(図3を参照されたい)。

顆粒または膨化した顆粒の両方について、機能性物質の重量パーセントは、1〜99%の間で変化させてもよく、例えば、1〜5%、10〜50%、20〜80%、40〜75%もしくは30〜95%、または40〜95%、50〜95%、90〜99%であってもよい。

顆粒または膨化した顆粒の両方について、可溶性食物繊維の重量パーセントは、1〜99%の間であってもよく、例えば、1〜5%、10〜50%、20〜80%、40〜75%もしくは30〜95%、または40〜95%、50〜95%、90〜99%であってもよい。

好ましくは、水分含量は、14、13、12、11、10、9、8、7、5、4、3、2、1%(w/w)未満である。 このような顆粒の例は、図2および3に示されるが、図1は、本発明に係る方法で調製された非膨化顆粒を示す。前記の図から示され得るように、驚くべきことに、顆粒が「膨化」したとしても、前記顆粒の外側の表面は実質的に閉鎖されたままであり、高密度を示すことが見出された。言い換えれば、顆粒の外側の表面の少なくとも70%、少なくとも80%、好ましくは、顆粒の外側の表面の少なくとも90%、95%が、水溶性食物繊維および機能性物質によって形成されるが、最高で、顆粒の外側の表面の30%、20%、10%、5%は、顆粒の内部に接近できる表面の開口である。本発明の実施において、実質的にはすべて無傷ではない場合に、ほとんどの顆粒が、100%閉鎖された外側の表面を示すことが観察され、したがって、1つの実施形態において、膨化した顆粒は、開口のない、閉鎖された外側の表面を示す。

最後に、本発明は、食品、ペットフード、飼料、化粧品、医薬品、食用組成物、例えば、フォーム、エマルジョン、テーブルおよび/またはバタースプレッド、チーズおよび模倣チーズ、肉製品、チョコレートスプレッド、フィリング、フロスティング、チョコレート、菓子類、乳製品、冷菓、焼成品、ソース、野菜、野菜ミールミックス、果物ミックス、野菜および果物キャンディ、スープ、コーヒー用クリーム、ならびに本明細書において挙げた任意の他の組成物または生成物の調製における、本明細書に記載の顆粒および/または膨化した顆粒の使用のために提供される。

加えて、本明細書に記載の顆粒および/または膨化した顆粒は、機能性物質として、酵母、バクテリア、種菌、酵素、治療用タンパク質(ワクチンまたは抗体など)、および他の生物学的物質、これらの組み合わせなどの生物学的活性物質または有機体を含有する生成物の調製において有用である。これらの生成物は、周囲温度で、長期間、保管することができることが特に有利である。また、生物学的活性物質は、それらの生物学的機能および活性のほとんど、またはすべてを維持する。例えば、容易に保管し(乾燥および周囲温度)し、必要な場所に輸送することができる、ワクチン組成物が想定される。

また、本明細書に記載されるか、および/または本発明に係る方法で得られたもしくは得られる、顆粒および/または膨化した顆粒を含む組成物が提供される。

要約すれば、本発明は、顆粒および膨化した顆粒を提供するための、簡素で、エネルギー消費が少ないプロセスを提供する。本発明に係る方法で得られるこれらの顆粒および膨化した顆粒は、同時に最適な栄養素の保持および長い保存可能期間を提供しながら、増加した溶解度および流動性を有し、より良好なフレーバー、アロマ、色および味を、放出することができる。封入に起因して、顆粒または膨化した顆粒は、従来の市販の顆粒よりも、高品質の本物のフレーバーおよび味をもたらすことができる。顆粒または膨化した顆粒は、既存の顆粒と比較して、より良好な物理的性質の安定性を発揮する。特に、顆粒または膨化した顆粒は、時間内により良好な(確実な)流動性、およびより良好な溶解性を有する。発明者らは、流動性が、時間内に変化しないこと、および粒子/顆粒の間で自然なバランスがあるか、または水分移動がないことを見出した。

実際に、特定の生成物および適用のために、本明細書に記載されるようにして生成した、膨化した顆粒を含む顆粒は、例えば、以下の利益を有する。 − 香味剤化合物(親水性および脂溶性): − 現在のフレーバー封入技術と比較して、より高いフレーバー化合物負荷、例えば、35%; − 高揮発性のアロマ化合物および生物学的活性物質のより良好な維持を可能にする、より低いプロセス温度; − 異なるフレーバー化合物を、1つの均一な顆粒の中に、ビタミン、酵素、植物栄養素、抽出物、濃縮物、野菜および果物のピューレ、蒸留物、エッセンスなどの追加の成分と配合することにおける、適応性; − 顆粒形状、すなわち、丸形、長方形、フレーク状、チューイングキャンディまたはハードキャンディタイプに圧縮されたものにおける、高い適応性; − 抽出物および蒸留物: − 噴霧乾燥に対する、高揮発性のアロマ化合物のより良好な保持; − 異なる抽出物を、1つの均一な顆粒の中に、フレーバー、ビタミン、酵素、植物栄養素、濃縮物、エッセンスと配合することにおける高い適応性; − ビタミン、酵素、植物栄養素: − 例えば、噴霧乾燥とは対照的に、より低いプロセス温度を理由とする、活性化合物のより良好な保持; − 濃縮物、エッセンス: − 自由流動剤なしで、自由に流動する顆粒に変換された、クリーンラベルの、果物、野菜、ハーブ、植物およびスパイスの濃縮物; − 製造における偏析を防止する、単一または複数の成分の組み合わせ; − 野菜、野菜ミールミックス、果物、果物ミックス、ハーブ、ハーブおよびスパイスミックス、スープ、ソース、ブイヨン、薬味: − エマルジョン中に配合され、1つの均一な顆粒に処理された、複数の新鮮および/またはクリーンラベルの成分; − 偏析がなく、自由流動剤の使用なしで、自由に流動する; − 消化性サッカリドを使用しないが、低カロリーの水溶性繊維を有する; − ホットティーおよびホットコーヒー: − 消化性のサッカリドなしのインスタントのホットの、ティーおよびフレーバーティー、またはコーヒーおよびフレーバーコーヒー;例えば、消化性マルトデキストリンを用いて作られた、インスタントのホットのティーまたはコーヒーに対する、優れた味; − 噴霧乾燥法に対するより低い処理温度を理由とする、改善されたアロマプロファイル; − 飲料化合物: − 液体の飲料化合物を、オールインワンの均一構造を有する、迅速に溶解する顆粒/粉末に作成する; − 消化性のサッカリドを使用せずに、カロリーを低下させる; − ベビーフード: − 本発明による造粒プロセス中に配合された新鮮な成分を維持することによる、長い保存可能期間および手頃な価格のベビーフード; − 低い乾燥温度、および粒質物の構造物内に封入された難消化性デキストリンの性質からの向上したUV保護を理由とする、成分の改善された色の保持。

特に好ましい実施形態において、本明細書に記載の方法によって調製される顆粒中に含まれる、機能性物質または対象の物質は、新鮮な果物および/または野菜を含む。驚くべきことに、本発明により、本明細書の詳細な方法に従って封入された場合に、改善された保存可能期間を有する、新鮮な果物および/または野菜が提供される。例えば、新鮮な食品および野菜の大量の廃棄物の流れを考慮すると、これは重要である。本発明により、このような食品成分の廃棄を減少させるのと同時に、このような食品および/または野菜の損傷を減少させることができる。

発明者らは、4〜30、例えば、8〜27もしくは9〜25、4〜10もしくは12〜25の平均重合度、および/または3500〜6500、例えば、3500〜4500もしくは4000〜6000の平均分子量、またはこれらの組み合わせを有する難消化性デキストリンあるいは難消化性マルトデキストリン、特に、水溶性食物繊維として、NutrioseおよびFibersol−2を使用する場合に、上記の利益が達成されることを見出した。本発明に係る方法を使用して、例えば、NutrioseまたはFibersol−2を使用することによって、発明者らは、(生物学的)活性物質の、フレーバー、色、鮮度および維持の驚くべきレベルの保持を達成すること可能であった。また、対象の物質の複合混合物において、本発明に係る顆粒は、食品および医薬品の適用において特に有益である、異なる対象の物質の均一に分布した内容物を含有する。

発明者らは、様々な実験において、イヌリン(Frutafit CLR)およびポリデキストロース(Sta−Lite L90)も試験した。しかしながら、試験した、難消化性デキストリンおよび難消化性マルトデキストリン(例えば、本明細書に開示の、NutrioseおよびFibersol−2)と比較して、十分に満足できない結果(特に、悪い吸湿性および粘着性が、顆粒の不十分な流動性および処理の複雑さをもたらす)が得られた。イヌリンおよびポリデキストロースの増加した用量を用いる試験においてさえ、顆粒の流動性は、難消化性デキストリンおよび難消化性マルトデキストリンと同じように果たされなかった。

本発明を大まかに記載してきたが、本発明は、説明の目的で提供され、本発明を限定することを意図しない、以下の実施例を参照することにより、より容易に理解されるであろう。

[実施例1] <新鮮なニンニクの顆粒> 成分: 1.Nutriose FM06(35重量%)またはSta−Lite R90(35重量%および50重量%) 2.新鮮なニンニクペースト(40重量%) 3.水(25重量%) 混合時間:2分 シーティング:1.2mm 乾燥条件:オーブン、30℃、14時間 予備乾燥後の水分含量:10% 乾燥造粒および篩分け:200〜1000マイクロメートルの間の顆粒サイズ 最終生成物: − Nutriose FM06 − 固体の堅いが砕けやすい(crisp)粒質物、非粘着性で良好な流動性。 − Sta−Lite L90 − 吸湿性のために造粒処理が困難、不十分な固体の堅いが砕けやすい粒質物の構造物。より高い50%の用量でさえも不十分な流動性。 Nutriose FM06と比較して、同様の結果を有するNutriose FB06も、試験した。

[実施例2] <実施例1のNutriose系顆粒の膨化> 膨張条件(膨化):ホットプレートで6秒間、または流動床で150〜180℃、20〜50秒間 最終生成物: − Nutriose FM06 − 新鮮なニンニクのフレーバープロファイルおよび開かれた内側構造を有する、ガラス状で、自由流動する、均一で、乾燥した丸形の顆粒。優れた溶解性、色の維持および流動性。 − Sta−Lite L90 − 膨張行程が不可能であることが判明した。 Nutriose FM06と比較して、同様の結果を有するNutriose FB06も、試験した。

[実施例3] <スナックへの適用における、低塩粒質物溶液> 成分: 1.Nutriose FM06(30重量%)、またはFibersol−2 2.塩の微粉末(50重量%) 3.水(20重量%) 混合時間:2分(温水) シーティング:1.2mm 乾燥条件:50℃で4時間、または1000ワットで30秒間 乾燥後の水分含量:8% 乾燥造粒および篩分け:200〜1000マイクロメートルのサイズを有する顆粒 膨張条件:ホットプレートで7秒間 最終生成物: 塩辛い味および開かれた内側構造を有する、ガラス状で、自由流動する、均一で、乾燥した丸形の顆粒。膨張したおよび膨張していない両方の粒質物形式で、優れた溶解性があった。Nutriose FM06は、Fibersol−2に変更したものよりも、全体的により良好な流動性の膨張した顆粒をもたらしたが、Fibersol−2は依然として許容可能であった。 実験を、イヌリン(Frutafit CLR)を用いて繰り返した。やや柔らかい粒質物は、遅い溶解性および満足できない吸湿性を示した。粒質物の膨張が不可能であることが判明した。 Nutriose FM06と比較して、同様の結果を有するNutriose FB06も、試験した。

[実施例4] <インスタントスープ顆粒> 成分: 1.Nutriose FM06(難消化性デキストリン)またはFibersol−2(難消化性マルトデキストリン)(20重量%) 2.塩の微粉末(30重量%) 3.トウモロコシデンプン(5重量%) 4.新鮮な刻まれたオレガノ(10重量%) 5.新鮮なニンニクペースト(10重量%) 6.新鮮なタマネギペースト(10重量%) 7.水(15重量%) 混合および配合時間:高剪断、2分(温水) 溶液の混合および冷却後に、トウモロコシデンプンを添加 シーティング:1.2mm 乾燥条件:30℃で4時間 予備乾燥後の水分含量:8% 乾燥造粒および篩分け:200〜1000マイクロメートルのサイズを有する顆粒 膨張条件(膨化):ホットプレートで7秒間 最終生成物: Nutriose FM06およびFibersol−2は両方とも、新鮮な味および開かれた内側構造を有する、ガラス状で、自由流動する、乾燥した、均一で、丸形のインスタントスープ顆粒をもたらした。優れた色の維持および吸湿性があった。 Frutafit CLRを用いる同様の試験は、処理中の高レベルの粘着性によって引き起こされた、満足な結果をもたらさず、得られた顆粒は吸湿性の問題を示した。 Nutriose FM06と比較して、同様の結果を有するNutriose FB06も試験した。

[実施例5] <果物フレーバーのティーバッグ> 成分: 1.Nutriose FM06またはFM10(60重量%)、またはマルトデキストリン(Maldex 190) 2.Topnote Orange(10重量%) 3.Topnote Grapefruit(28重量%) 4.着色系(2重量%) 混合および配合時間:高剪断、2分 シーティング:1.2mm 乾燥条件:30℃で5時間 乾燥造粒および篩分け:200〜1000マイクロメートルのサイズを有する顆粒 最終生成物: − Nutriose FM06:フィルム構造を有する、ガラス状で、自由流動する、均一な顆粒。優れた、新鮮なフレーバープロファイルおよび吸湿性、ケーキングしない。 − Nutriose FM10:フィルム構造を有する、ガラス状で、自由流動する、均一な顆粒。優れた、新鮮なフレーバープロファイルおよび吸湿性、ケーキングしない。 − Maldex 190:著しく堅さが劣る顆粒構造物、より多くの材料のダストをもたらす。また、70重量%のより高い用量で、より堅い構造物を達成する改善はない。 − イヌリンFrutafit CLRおよびポリデキストロースSta−Lite L90を用いて実験をさらに繰り返したが、堅さも劣り、顆粒のケーキングをもたらす、最終構造物の粘着性が主な理由で、劣った結果であった。 Nutriose FM06と比較して、同様の結果を有するNutriose FB06も、試験した。

[実施例6] <インスタントコーヒーミルク顆粒> 成分: 1.Nutriose FM06、イヌリンFrutafit CLR、または両方の混合物(1:1)(10重量%) 2.液体コーヒー用クリーム(90重量%) 混合および配合時間:2分 シーティング:0.8mm 乾燥条件:30℃で12時間 乾燥造粒および篩分け:200〜1000マイクロメートルのサイズを有する顆粒 最終生成物: − Nutriose FM06:自然なミルクのアロマプロファイルを保持する、堅い構造で、優れた吸湿性で、自由流動する、ガラス状の均一な顆粒。 − Frutafit CLR:処理中に粘着性。遅い溶解度とともに、顆粒のケーキングをもたらす。 − Frutafit CLRと混合されたNutriose FM06(1:1):造粒処理または溶解度に問題はないが、いくらかのケーキングがあることが判明した。 Nutriose FM06と比較して、同様の結果を有するNutriose FB06も試験した。

[実施例7] <衣で覆われたフライドポテトのための熱安定性のレモン粒質物> 成分: 1.Nutriose FM06(60重量%) 2.Topnote Lemon(30重量%) 3.ヤシ油(10重量%) 混合および配合時間:2分 シーティング:0.8mm 乾燥条件:30℃、5時間 乾燥造粒および篩分け:約700〜2000マイクロメートルのサイズを有する顆粒 封入:Glatt噴霧造粒、硬化ヤシ油(Cessa powder 60 Karlshamns) 最終生成物: 新鮮なレモン味および堅い構造を有する、ガラス状で、自由流動する、均一で無水の可溶性顆粒。 Nutriose FM06と比較して、同様の結果を有するNutriose FB06も、試験した。

[実施例8] <乾燥パン酵母> 成分: 1.Nutriose FM06(50重量%) 2.湿ったパン酵母DSM(±90%の水を含有)(50重量%) 混合および配合時間:2分 シーティング:0.8mm 乾燥条件:30℃、5時間 乾燥造粒および篩分け:約700〜2000マイクロメートルのサイズを有する顆粒 最終生成物を6週間保管後、生成物を、水で戻し、パンを焼くために使用した。酵母はよく働いた。 Nutriose FM06と比較して、同様の結果を有するNutriose FB06も、試験した。

[実施例9] <パン改良剤のためのビタミン> 成分: 1.Nutriose FM06(60重量%) 2.ビタミンCであるアスコルビン酸 混合および配合時間:2分 シーティング:0.8mm 乾燥条件:30℃、5時間 乾燥造粒および篩分け:約700〜2000マイクロメートルのサイズを有する顆粒 最終生成物を6週間保管後、パン改良剤のビタミンCは、水で戻された。この乾燥ビタミンは、生地およびパンの性質に対して効果を有する。 Nutriose FM06と比較して、同様の結果を有するNutriose FB06も、試験した。

本発明を完全に記載したので、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、かつ過度の実験なしで、等価な、パラメーター、濃度および条件の幅広い範囲内で、本発明を行うことができることは、当業者によって十分に認識されるだろう。

以上のように、本発明を、特定の実施形態と関連して記載してきたが、さらなる改変が可能であることは理解されるだろう。本出願は、一般に、本発明の原理、ならびに本発明が関連する当技術分野内で公知または普通の実施内にあるような、および添付の特許請求の範囲の通り、本明細書の上記で説明する本質的特徴に適用され得るような、本開示からのこのような逸脱を含む、以下の本発明の、任意の変形、使用または適応を対象にすることを意図している。

学術論文もしくは要旨、公開もしくはそれに対応する特許出願、特許、または任意の他の参照を含む、本明細書において引用したすべての参照は、引用された参照内に提示されたすべてのデータ、表、図面および文章を含んで、参照によって、本明細書に全体が組み込まれる。さらに、本明細書に引用された参照内で引用された参照の全内容も、参照することによってその全体が本明細書の一部をなすものである。

公知の方法の工程、従来の方法の工程、公知の方法または従来の方法に対する参照は、本発明の任意の態様、記載または実施形態が、関連技術において、開示、教示または示唆されていることを認めるものでは決してない。

特定の実施形態の前述の記載は、当業者にある知識(本明細書で引用された参照の内容を含む)を適用することによって、他者が、過度の実験なしに、本発明の一般的概念から逸脱することなく、このような特定の実施形態を、様々な適用のために、容易に改変および/または適応させることができる、本発明の一般的性質を完全に明らかにするだろう。したがって、このような適応および改変は、本明細書に提示された教示および指針に基づいて、開示された実施形態の等価な意味および範囲内であることを意図する。本明細書における表現または専門用語は、本明細書の専門用語または表現が、本明細書に提示された教示および指針に照らして、当業者の知識と組み合わせて、当業者によって解釈されるべきであるように、説明の目的のためであって、限定の目的のためではないことが理解されるべきである。