JP5965215B2 - 粉末飲料のケーキング防止方法 - Google Patents

Description

本発明はクエン酸又はそのナトリウム塩を含有する粉末飲料のケーキング防止方法に関する。

クエン酸はレモン、ミカン等の柑橘類に多く含まれ（例えば、１３５０ｍｇ／レモン１個）、生体内において糖代謝系であるクエン酸回路の一成分をなすことが知られている。特許文献１及び２に記載されるようにクエン酸を摂取することによりスポーツや肉体労働による筋肉中の乳酸の蓄積が防止され、疲労を回復させる効果を有することが知られている。
さらに、スポーツや肉体労働、高温時により多量に発汗して、体内の水分や塩分を失う場合、疲労回復のためのクエン酸や、熱中症対策としての水分と塩分を補給するために、クエン酸及びナトリウム分の補給を目的とした飲料が開発されている。

このため、大量にクエン酸や塩分を供給する場合には、給水機（ウォータージャグ）や冷水ピッチャー等を利用することが多く、水に溶解すれば同様な飲料となる粉末飲料が好まれている。粉末飲料は、不要な容器の発生も無く、経済的であるというメリットもある。
これまでスポーツ飲料用の粉末飲料として多くの商品が発売されているが、ナトリウム分を供給することを主眼とした商品は少ない。近年、低カロリーの飲料が望まれ、砂糖の含量が少なくなってきており、必然的に粉末飲料におけるナトリウム含量の割合が大きくなっている。

しかしながら、ナトリウム分を多く含んだ粉末は保存によりケーキングが発生しやすいという課題があった。粉末飲料におけるケーキングは、商品の品質上重大な問題であり、ケーキングが発生した商品は商品価値を失い、販売することが困難となる。したがって、ナトリウム分を多く含んだ粉末飲料を開発する上で、ケーキングの発生を防止する方法が望まれていた。
また、ナトリウム分を多く含んだ飲料は塩味が強く、飲みづらいという課題もあり、塩味を緩和するナトリウム塩を選択する必要があった。
さらに、粉末飲料を製造する工程において、各粉末原料を均一に混合させるために各粉末原料の粒度を同じにする必要があり、そのために粉砕する工程を設けている。粉末の粒子を細かくする粉砕工程において、ナトリウム塩の含有量が高いと粉砕時にケーキングが発生する場合がある。
そのため、粉末組成をそれぞれ個別に粉砕処理を施す必要があり、製造上の効率が非常に悪かった。

このようなスポーツ飲料用の粉末飲料は保存時において粉体同士が固着してケーキングを起こすことがあり、ケーキングした粉末飲料を水に溶解させる際には、固着したケーキが崩壊して水に溶けるまでに時間を要するので、結果的に飲用できるまでに時間を要したり、溶解性に劣ることがあった。また風香味に優れる粉末飲料とすることも困難であった。
また、ケーキングを起こした粉末飲料の必要量を水に溶解させる際には、ケーキングした粉末飲料を砕きつつ水に入れる操作を要することになり、かつ正確な粉末飲料を水に溶解させることが困難であった。

特開２００１−２０４４２５号公報 特開２００８−１８２９７３号公報

本発明は、疲労回復のためにクエン酸成分を含有し、かつ塩分補給の目的でナトリウム分を含有する粉末飲料において、ナトリウム分を多く含有させても粉末飲料のケーキングの発生を防止し、かつさわやかな口当たりとするために塩味を抑えると共に適度に酸味を付与してなる風香味に優れた飲料であり、ケーキングした粉末飲料を砕く操作を必要とせず、また必要な量を水に溶解させることが容易となる粉末飲料を得ることを課題とする。

上記の課題を解決するため、粉末飲料としてクエン酸成分、酒石酸成分及びナトリウム分を含有する組成を採用することが必要であること、さらに、該ナトリウム分はクエン酸及び／又は酒石酸のナトリウム塩とすることが必要であることに到達し、以下の粉末飲料を発明した。
１．クエン酸と酒石酸のうちの少なくとも１種、及び、クエン酸ナトリウムと酒石酸ナトリウムのうちの少なくとも１種からなる組成物を含有させる粉末飲料のケーキング防止方法（但し、クエン酸及びクエン酸ナトリウムのみと、酒石酸及び酒石酸ナトリウムのみの場合を除く）。
２．該組成物１００重量部中に、クエン酸と酒石酸のうちの少なくとも１種を合計で１０〜９０重量部、クエン酸ナトリウムと酒石酸ナトリウムのうちの少なくとも１種を合計で９０〜１０重量部含有する１記載の粉末飲料のケーキング防止方法。

本発明によれば、疲労回復等の目的でクエン酸成分を含有し、かつ塩分補給の目的でナトリウム分を含有し、さらに飲料にさわやかな酸味を付与するために酒石酸成分を含有させてなる特定の粉末飲料であって、水への溶解性に優れると共に優れた風味を呈することができ、さらにケーキングにより粉末飲料の粉末同士が固着することなく粉末飲料がさらさらの粉末の状態で保存可能である。
このため、水への溶解時において、予めケーキングした粉末飲料を砕く操作を必要とせず、必要な量を水に溶解させることが容易にでき、粉末飲料が速やかに水に拡散・溶解することができるという効果を奏する。

酒石酸粉末とクエン酸ナトリウム粉末からなる粉末飲料の図 リンゴ酸粉末と酒石酸ナトリウム粉末からなる粉末飲料の図

本発明における粉末飲料は、水に溶解して飲用することにより、運動や肉体労働による筋肉中の乳酸の蓄積が防止され、疲労を回復させる効果を発揮させることを目的にクエン酸成分が含有される。
さらに、運動や肉体労働により多量に発汗して体内の水分や塩分を失う場合、これを補うために水分を補給すると共に、塩分補給のためのナトリウム分を含有するスポーツ飲料等用の粉末飲料であり、さらに飲料にさわやかな酸味を付与するために酒石酸成分を含有させてなる粉末飲料である。もちろん、さわやかな酸味を味わうためにスポーツ飲料用以外の目的の粉末飲料とすることもできる。
このような飲用による疲労回復や塩分補給を目的として、本発明における粉末飲料はナトリウム分、クエン酸成分及び酒石酸を含有することを特徴とする粉末飲料とするものである。

[クエン酸成分]
本発明においては、粉末飲料に肉体の疲労回復のためにクエン酸成分を添加し、さらに上記のように、ナトリウム分として示されたクエン酸ナトリウムを塩分補給、つまりナトリウム分と兼ねて使用することもできる。
なお、本願明細書においてクエン酸成分とは、クエン酸及びクエン酸ナトリウムを合わせた成分中のクエン酸とする。

[酒石酸成分]
本発明においては、粉末飲料に風香味改善及びケーキング防止のために酒石酸成分を添加し、さらに上記のように、ナトリウム分として示された酒石酸ナトリウムを塩分補給、つまりナトリウム分と兼ねて使用することもできる。
なお、本願明細書において酒石酸成分とは、酒石酸及び酒石酸ナトリウムを合わせた成分中の酒石酸とする。

[ナトリウム分]
一般に、粉末飲料あるいは飲料に配合し得るナトリウム分である化合物の候補としては、例えば食塩、グルコン酸ナトリウム、コハク酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、酒石酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、フマル酸ナトリウム等が挙げられ、これらのナトリウム分によって体内への塩分補給を行うことができる。
しかしながら、本発明における粉末飲料は単に粉末飲料にナトリウム分を含有させればよいのではなく、ケーキングを起こさない粉末飲料とするためのナトリウム分の化合物とすることが必要であるから、この必要性を考慮して、これらのナトリウム分の化合物の候補から、本発明にて使用できるナトリウム分を選択しなくてはならない。本発明においてはナトリウム分としてクエン酸ナトリウム及び／又は酒石酸ナトリウムを採用するので、クエン酸ナトリウムがナトリウム分とクエン酸成分を兼ね、酒石酸ナトリウムはナトリウム分と酒石酸成分を兼ねて使用されることになる。
なお、本願明細書におけるナトリウム分とは、酒石酸ナトリウム及びクエン酸ナトリウムを合わせた成分に含有されるナトリウムとする。

[クエン酸成分及び酒石酸成分以外の有機酸及び有機酸ナトリウム成分]
本発明において、組成物に含有されるクエン酸と酒石酸以外に、粉末飲料に公知の有機酸及び／又は有機酸ナトリウム成分からなる有機酸成分を配合することができる。そのような粉末飲料に含有される公知の有機酸成分の中で、粉末飲料あるいは飲料に酸味を付与するために、粉末飲料に配合し得るクエン酸と酒石酸以外の有機酸としては、例えばリンゴ酸、フマル酸、リン酸、グルコン酸等が挙げられ、またそれらのナトリウム塩を選択できる。
これらの有機酸及び有機酸ナトリウムに関しても、本発明においては、上記のクエン酸成分や酒石酸成分との組合せによるケーキング、溶解性、風香味に関する結果の違いを考慮して、適切な有機酸及びその量を選択しなくてはならない。

[クエン酸成分、酒石酸成分、有機酸成分の入手]
クエン酸成分及び酒石酸成分であるクエン酸、酒石酸、クエン酸ナトリウム及び酒石酸ナトリウムとしては、発酵法による生合成品、化学合成品、天然物から水・親水性有機溶媒等を用いて抽出した抽出品のいずれを使用してもよい。但し、粉末飲料として使用することから、水への溶解性を考慮して粉体の状態で入手することが望ましい。
その天然物としては例えば野菜、果実等が挙げられるが、好ましくは、レモン、オレンジ、ライム、グレープフルーツ、スダチ等の柑橘類が用いられる。
クエン酸、酒石酸を含有する素材として、柑橘類由来の原料を使用する場合、好ましくは柑橘類の果汁等の搾出液又はその濃縮物が用いられる。その他、葉、果実（果皮（アルベド、フラベド）、じょうのう膜及びさのう等）、又はその果実の構成成分の一部を含有するものの搾出液の乾燥粉末を使用してもよい。
さらに、有機酸成分も同様にして入手することができる。

[本発明による粉末飲料]
上記のナトリウム分、クエン酸成分及びクエン酸以外の有機酸成分からの組合せを検討して、本発明は、クエン酸と酒石酸のうちの少なくとも１種、及び、クエン酸ナトリウムと酒石酸ナトリウムのうちの少なくとも１種からなる組成物を含有する粉末飲料（但し、クエン酸及びクエン酸ナトリウムのみと、酒石酸及び酒石酸ナトリウムのみの場合を除く）とすることにより、水への溶解性に優れ、かつ風香味に優れ、さらに好ましくはさわやかな酸味を呈すると共に、ケーキングの発生を防止することを実現した。
本発明のケーキングを防止できる、好ましい組成物としては、クエン酸と酒石酸ナトリウムからなる組成物、クエン酸ナトリウムと酒石酸からなる組成物、クエン酸ナトリウムと酒石酸ナトリウムにクエン酸又は酒石酸を配合してなる組成物、クエン酸と酒石酸にクエン酸ナトリウム又は酒石酸ナトリウムを配合してなる組成物である。
このような組成とすることにより、上記のように、さらにクエン酸成分により疲労回復等をでき、かつナトリウム分を含有することによって塩分補給でき、さらに酒石酸成分を含有させることにより飲料にさわやかな酸味を付与することができる。
さらに、粉末飲料であっても、ケーキングにより粉末飲料の粉末同士が固着しないので粉末飲料がさらさらの粉末の状態で保存可能である。

本発明の方法によれば、水への溶解時において、予めケーキングした粉末飲料を砕く操作を必要とせず、必要な量を水に溶解させることが容易にでき、粉末飲料が速やかに水に拡散・溶解することができるという効果を奏する。
本発明における粉末飲料は、上記組成物に加えて、通常粉末飲料が含有する各種の成分を含有することにより得ることができる。ただし、この場合において、本発明の組成物による効果を失う程度に、他の有機酸や有機酸ナトリウム等の各種成分を多量に配合させることはできない。仮に本発明による効果を失うほどに多量に添加すると、粉末飲料としては、ケーキングが発生したり、溶解性が悪化したり、風香味が落ちることになり、本発明による効果を発揮することができない。

[本発明によるケーキング防止効果]
本発明によるケーキング防止効果について、下記実施例に記載の突き刺し荷重の測定方法によって得られた結果を基に示す。
ケーキングが防止された状態とは、突き刺し荷重により２００ｇ以下、好ましくは１７０ｇ以下、さらに好ましくは１００ｇ以下、特に好ましくは５０ｇ以下である。
突き刺し荷重が大きいと、粉末飲料の粉末が互いに固着して、硬いケーキ状を呈することになるが、突き刺し荷重が小さいと、仮に固着が起きていても弱い力で固着されているに過ぎず、少しの機械的な刺激によって粉砕されて元の粉状となる。

本発明における粉末飲料がクエン酸成分としてクエン酸ナトリウムを含有する場合には、クエン酸ナトリウムとしてクエン酸三ナトリウム二水塩又は無水塩等を使用することができる。以下、クエン酸三ナトリウム塩を無水塩として含有割合を説明する。
同様に本発明における粉末飲料が酒石酸ナトリウムを含有する場合には、酒石酸ナトリウムとして酒石酸ナトリウム二水塩又は無水塩を使用することができる。以下酒石酸ナトリウムを無水塩として含有割合を説明する。

本発明において、該組成物１００重量部中に、クエン酸と酒石酸のうちの少なくとも１種を合計で１０〜９０重量部、好ましくは４０〜６０重量部、クエン酸ナトリウムと酒石酸ナトリウムのうちの少なくとも１種を合計で９０〜１０重量部、好ましくは６０〜４０重量部含有させることにより、さらにケーキング防止、溶解性向上、風香味の向上を図ることができる。但し、クエン酸及びクエン酸ナトリウムのみの組み合わせの場合にはケーキングが発生しやすく、酒石酸及び酒石酸ナトリウムのみの組み合わせの場合には、風香味が悪化する傾向にある。

水に溶解した後の水溶液中のナトリウム濃度を考慮すると、粉末飲料１００重量部中に、例えば、クエン酸三ナトリウムを無水塩に換算して５〜３０重量部（ナトリウム分として１．１７〜７．０４重量部）、好ましくは１０〜２０重量部（ナトリウム分として２．３４〜４．６９重量部）、より好ましくは１５〜２０重量部（ナトリウム分として３．５２〜４．６９重量部）を含有できる。
また、酒石酸ナトリウム塩に由来するナトリウム分の含有量に関しても、上記のクエン酸ナトリウム塩にて記載した範囲とすることができる。

クエン酸は、生体内において糖代謝系であるクエン酸回路の一成分をなし、運動による筋肉中の乳酸の蓄積を防止し、疲労を回復させる効果を有することが知られている。本発明の粉末飲料により高濃度のクエン酸を効率的に摂取することができる。
クエン酸成分は、粉末飲料を溶解した飲料中において０．３〜５重量％、好ましくは０．３〜４重量％含有されるように粉末飲料中に配合される。
本発明の粉末飲料を水又は飲料に溶解してなる飲料中において、クエン酸成分含量が０．３重量％未満であると、少量のクエン酸含有飲料の飲用で大量のクエン酸を摂取することが困難となる。一方、飲料中においてクエン酸成分含量が５重量％を超えると、酸味が強くなりすぎ、一度に飲用することが困難になる。また、刺激的な酸味を低減させるための炭酸水素ナトリウムも大量に配合する必要があり、多量のクエン酸を美味しく摂取することが困難となる。
酒石酸成分は、粉末飲料を溶解した飲料中において０．３〜５重量％、好ましくは０．５〜４重量％含有されるように粉末飲料中に配合される。
本発明の粉末飲料を水又は飲料に溶解してなる飲料中において、酒石酸成分含量が０．３重量％未満であると、酸味が弱くなりさわやかな風香味の飲料として飲用することが困難になる。一方、飲料中において酒石酸成分含量が５重量％を超えると、クエン酸成分が少なくなり少量のクエン酸含有飲料の飲用で大量のクエン酸を摂取することが困難になる。

本発明における粉末飲料は水１Ｌ中に任意の割合で溶解される。たとえば、水１Lに対して粉末飲料を１０〜１００ｇの割合で溶解することができる。運動や労働後等のいわゆる水分補給を目的とする場合、飲料としてさわやかな風香味を楽しむ場合等の粉末飲料の用途や、粉末飲料自体の呈味の程度等によって溶解される量は変動する。
なお、水以外の飲料に本発明の粉末飲料を溶解させることも可能である。

本発明における粉末飲料に対して、本願発明の効果を損なわず、ケーキングを生じたり、溶解性が低下したり、風味を損ねたりすることがない範囲内において、グラニュー糖、グルコース、ショ糖、果糖、乳酸カルシウム、乳糖やデキストリン、食物繊維、多糖類等の糖類、香料、ステビア、アスパルテーム、糖アルコール等の甘味料、色素、加工でん粉、安定剤、ビタミン類、アミノ酸類、各種ミネラル（本発明の成分と反応して飲料中で沈殿しないものに限る）、植物性油脂及び動物性油脂の油脂等の添加剤、他の有機酸や有機酸ナトリウム塩等を適宜配合してもよい。
また、ナトリウム分を摂取、あるいは風香味の調整の目的で食塩を配合することもできる。その場合、本発明の粉末飲料を溶解してなる飲料に対して、全ナトリウム成分のうち５〜３０重量％、好ましくは８〜１５重量％を食塩由来のナトリウム分とすることができる。全ナトリウム分のうち食塩由来のナトリウム分が３０重量％を超えると、飲料の塩味が強くなりすぎることがある。

さらに本発明による粉末飲料又は本発明の粉末飲料を溶解してなる飲料に対して、特定の機能を備えた種々の食品素材又は飲料品素材を添加することによって、例えば、栄養補助食品、清涼飲料水、医薬部外品等の形態で飲用することができる。具体的には中性域の食品より、酸性域の食品のほうが適合性が高く、例えば、牛乳やヨーグルト等を含有した酸性域の乳製品、ペクチンやカラギーナン等のゲル化剤含有食品等を挙げることができる。

実施例及び比較例
本発明によってクエン酸又はそのナトリウム塩を含有する粉末飲料を含む各種粉末飲料の試料を調製し、そのケーキング度、溶解性、風香味を確認した。
ケーキング度合いを、突き刺し荷重により測定した。具体的には、各試料３０ｇを円柱容器に入れて密封し、温度２０℃かつ湿度６０％の雰囲気下にて１週間静置した。その後、試料を取り出して以下の突き刺し条件にて突き刺し荷重を測定した。
突き刺し条件：Texture analyser TA．XT．plus（英弘精機(株)製）を使用して、φ２mmのステンレスシリンダーをテストスピード1.00mm/secにて試料に突き刺し必要な荷重を測定した。
溶解性は、試料５ｇを１０℃の水２００ｍｌに加え、３分間攪拌の後、溶け残りの有無を目視にて確認した。
風香味については、比較例３を従来技術の粉末飲料として基準にして風香味の感覚により評価した。該基準の粉末飲料と遜色のない味で代替可能であると判断したものを○とし、基準の粉末飲料とは異なる味であるものの飲用できると判断したものを△とし、基準の粉末飲料とは著しく異なりおいしく飲用できないと判断したものを×とした。

表１において、各比率の欄の数値はそれぞれの欄の左側に記載の酸味料とＮａ塩との重量比を示す。

上記の表１に記載するように、本発明に沿った例である実施例１〜４によれば、ケーキング度合いを示す突き刺し荷重の値が小さく、粉末飲料の固まりを崩すために必要な力が小さいので、より崩壊しやすいことがわかる。かつ、溶解性と風香味に優れるので、水に速やかに溶解して飲料とすることができ、かつ風香味に優れた飲料とすることが可能である。
これに対して比較例１、５〜７、９、１１〜１３及び１５によると、ケーキング度合いを示す突き刺し荷重の値が小さく、粉末飲料の固まりを崩すために必要な力が小さいという効果を奏することができるものの、溶解性や風香味に劣る結果となっており、粉末飲料として適していなかった。また比較例２〜４、８、１０及び１４によると、ケーキング度合いを示す突き刺し荷重の値が大きく、粉末飲料の固まりを崩すためにより強い力を必要とする。加えて、比較例によっては溶解性や風香味に劣る結果であり、いずれにしても粉末飲料として不適切であった。
なお、例えば実施例１〜３、比較例１〜５の例により理解できるように、酒石酸及び／又はクエン酸と、酒石酸ナトリウム及び／又はクエン酸ナトリウムが同量のときに最もケーキング度合いを示す突き刺し荷重の値が大きく、同量から外れるほど小さくなる傾向にある。そのため、同量であるときであってもケーキング度合いを示す突き刺し荷重の値が小さい場合には、その他の場合においてもより小さいので、粉末飲料の固まりを崩すことがより容易であることが理解できる。

図１に酒石酸粉末とクエン酸ナトリウム粉末を重量比で酒石酸：クエン酸ナトリウム＝１９：１６．３となるように混合されてなり、ケーキングが防止された粉末飲料の例の写真を示す。そして図２はリンゴ酸粉末と酒石酸ナトリウム粉末が重量比でリンゴ酸：酒石酸ナトリウム＝１９：１６．３となるように混合されてなり混合された粉末飲料である。
これらの例は粉末飲料を容器内に入れた状態で室温雰囲気下にて４８時間放置し、その後に容器から粉末飲料を紙上に開け、その開けられた粉末飲料の形状及び状態を確認した写真である。
図１の粉末飲料は容器の内面形状を反映せず、容器から紙上に開けたときに、粉末が固着しないでばらばらになっており、ケーキングが防止されていることが解る。また図２の粉末飲料は容器の内面形状を若干反映し、容器から紙上に開けたときに粉末が固着しており、ケーキングが発生していることがわかる。

Claims (2)

1. クエン酸と酒石酸ナトリウム、又は酒石酸とクエン酸ナトリウムからなる組成物を含有させる粉末飲料のケーキング防止方法。
2. 該組成物１００重量部中に、クエン酸と及び酒石酸のうちの少なくとも１種を合計で１０〜９０重量部、クエン酸ナトリウムと酒石酸ナトリウムのうちの少なくとも１種を合計で９０〜１０重量部含有する請求項１記載の粉末飲料のケーキング防止方法。