JPH0810313A - シームレスカプセルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水性液を充填するようにしたシームレスカプ
セルを製造する技術を提供する。 【構成】 水性充填液からなる充填物液滴と、この充填
物液滴を覆う殻材用水溶液層と、充填物液滴と殻材水溶
液層との間の親油性液体からなる中間層とを有する多重
液滴を形成する。次いで、殻材用水溶液層が充填物液滴
と中間層を介して隔離されている状態のもとで殻材用水
溶液層を硬化させて殻材硬化層を形成し、殻材硬化層が
形成された後に中間層を破壊する。このようにして、殻
材が軟化しない高品質のシームレスカプセルＳＣが得ら
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は水分含有量の大きな液を
充填するシームレスカプセルの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】シームレスカプセルの製造方法について
は、これまでに多くの提案がなされている。これらの提
案の大部分にあっては、カプセル内に封入される充填物
としては植物油などの油性成分や親油性物質を対象とし
ており、カプセルの殻材つまり皮膜としては充填物に溶
解したり反応しない親水性物質が用いられてきた。これ
は、シームレスカプセルの用途が人工魚卵や口中清涼剤
などのように充填物として油性のものが主であったこと
と、殻材としてゼラチン、アルギン酸塩、寒天などのよ
うに可食性でかつ良好な物性のものが得やすいためであ
る。

【０００３】他方、水性液を充填したシームレスカプセ
ルについても幾つかの提案がある。たとえば、米国特許
第３，３８９，１９４号公報は、殻材としてワックスを
用いて、内部に水を充填するようにした技術を開示して
いる。しかし、ワックスを殻材として用いたのでは、殻
材の強度が充分に得られないので、実用化が困難であ
る。

【０００４】シームレスカプセルの主な用途は食品や医
薬品であるから、殻材として用いられる材料は可食性で
あることが要請されるが、一般に親油性で実用に耐え得
る強度を有する可食性の殻材つまり皮膜を形成する物質
は、現在殆ど存在しない。あったとしても、そのような
物質は水に不溶であるから、カプセル製造時に有機溶媒
溶液とするか、溶融して用いなければならない。しか
し、有機溶媒を用いることは経済上および食品衛生法上
の困難性があり、溶融液を用いる方法は、充分な皮膜強
度を有するような高分子量の物質の溶融粘度が高いため
実施は極めて困難である。

【０００５】ところが、アルコール飲料、果汁、水性の
抽出液等の水性液をシームレスカプセルに充填したいと
いう要望が強くなったため、カプセルの殻材をゼラチン
などの親水性物質で作り、この中に水性液を充填する試
みがなされるようになった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】たとえば、特開昭５９
−１９０９１６号公報は、親水性物質をシクロデキスト
リンに包接させ、これをオイル中に分散することによ
り、水性液が充填されたカプセルを製造する技術を開示
している。しかしながら、この方法は水性物質が充填液
に対して少なく、この公報に記載された実施例１では１
3.８％で、実施例２では実際上水を含んでおらず、充填
しようとする水性液の量に対して著しく大きなカプセル
になってしまうという欠点がある。

【０００７】特開平３−５２６３９号公報には、親水性
物質の充填液とゼラチン等の殻材の中間にショ糖低級脂
肪酸エステルの層を設けることにより、水性液が充填さ
れたカプセルを製造する技術が開示され、特開平５−３
１３５２号公報には、同様にして親水性物質の強吸湿性
溶媒溶液とゼラチンなどの殻材との中間に、１００℃で
１０００ｃｐｓ以下の粘稠液層を設けるようにしたカプ
セルの製造技術が開示されている。しかしながら、前者
の製造方法では水分が殻材に移行して殻材を軟化させて
しまい、カプセル相互が付着してしまうことになる。ま
た、後者の製造方法では吸湿性の強い溶剤、たとえばポ
リエチレンゴレコールやエタノールを多量に含んだ充填
液を用いるので、含有される水分は極めて少量であり、
充填しようとする水溶液の量に対して著しく大きなカプ
セルになってしまうという欠点がある。

【０００８】特開平５−２４５３６６号公報には、殻材
としてゼラチンと他のゲル化性の物質の混合物を用い、
充填液中に前記ゲル化性物質のゲル化剤を含有させてお
き、界面で反応させて殻材と充填液との混合を防ぐよう
にしたカプセルの製造方法が開示されている。また、特
公昭５９−４４０９６号公報には、充填液が酸性でない
ときは殻材のゼラチンにタンニンを、酸性であるときに
は腸溶性被膜剤を添加しておくようにしたカプセルの製
造技術が開示されている。これらの公報に記載された技
術は、いずれも充填液中に殻材と反応してゲル化する物
質を加えておく方法であるが、ゲル化反応が早く起こる
ような処方では、カプセル形成時にゲル化が開始されて
界面が球状になる前にゲル化物が生成され、良好な球形
状のカプセルが得られず、また、ゲル化反応が遅いよう
な処方では充填液が混合して良好な水分の遮断層が形成
されない。このため、これらの方法はカプセル形成の条
件の制御が極めて困難であり、現実には実施不能に近
い。

【０００９】さらに、特公昭６３−４１５４４号公報
は、多重管状ノズルの各々から水性ゾルを放出して、少
なくともその最外層を化学的にゲル化させるようにした
カプセルの製造方法を開示しているが、この方法ではカ
プセル形成時に、水性ゾル同志がその境界で混合して良
好なカプセルを得ることがでない。

【００１０】このように、水性液を充填するようにした
シームレスカプセルの製造方法には、前記したような幾
つかの提案はあるものの、実用に供し得る方法は知られ
ていない。

【００１１】本発明の目的は、水性液を充填するように
したシームレスカプセルを製造する技術を提供すること
である。

【００１２】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００１４】すなわち、本発明のシームレスカプセルの
製造方法は、少なくとも３つのノズルを重層されること
により形成された多重ノズルの内側ノズルから水性充填
液からなる水性充填液を、中間ノズルから親油性液体を
そして外側ノズルから殻材用水溶液を噴出して、水性充
填液からなる充填物液滴を覆う殻材用水溶液層と、充填
物液滴と殻材水溶液層との間の親油性液体からなる中間
層とを有する多重液滴を形成し、次いで、殻材用水溶液
層が充填物液滴と中間層を介して隔離されている状態の
もとで殻材用水溶液層を硬化させて殻材硬化層を形成
し、さらに、殻材硬化層が形成された後に中間層を破壊
することを特徴とする。

【００１５】中間層の破壊は、多重液滴を加熱したり、
振動したり、あるいは加熱しかつ振動することによりな
され、中間層は破壊によって凝集したり、充填液滴中に
分散することになる。

【００１６】

【作用】少なくとも３種類の物質で多重液滴を形成した
後に、殻材用水溶液層を中間層によって水性充填物から
隔離させた状態のもとで硬化させるようにしたので、殻
材が硬化される過程で水性充填液の影響を受けることな
く、殻材が軟化することが防止され、多量の水溶液をカ
プセル内に封入することができる。

【００１７】殻材を硬化して充填物液滴と中間層との少
なくともいずれか一方が固化された状態のもとで中間層
を破壊するようにしたので、中間層の破壊によって水性
充填液滴と殻材とが接触する状態となっても、殻材が軟
化することが防止される。

【００１８】中間層を破壊することによって、外観品質
が優れたカプセルを製造することが可能となった。

【００１９】

【実施例】図１は本発明のシームレスカプセルの製造方
法に用いる液中ノズル式のカプセル形成装置を示す概略
図であり、図２は図１に示された多重ノズルの詳細を示
す断面図である。

【００２０】シームレスカプセルを形成する多重ノズル
１０は、図１および図２に示されるように、内側ノズル
１とこの外側の中間ノズル２とこの外側の外側ノズル３
とを有し、これらが重層された同心の三重円筒構造とな
っており、前記特開平３−５２６３９号公報に示された
ノズルと同様の構造となっている。内側ノズル１には管
路４が接続され、この管路４の先端は水性充填液を収容
する第１タンク１１内に達している。中間ノズル２には
管路５が接続され、この管路５の先端は親油性液体を収
容する第２タンク１２内に達している。そして、外側ノ
ズル３には管路６が接続され、この管路６の先端はカプ
セル殻材用水溶液を収容する第３タンク１３内に達して
いる。

【００２１】図示する場合には、三重構造のノズルが多
重ノズル１０として用いられているが、本発明にあって
は少なくとも三重構造の多重ノズルであれば、それ以上
の多重ノズルを用いることも可能である。たとえば、三
重構造のノズルの外側または内側あるいは内側と外側と
の両方にさらにノズルを付加するようにしても良い。

【００２２】それぞれのノズル１〜３には、管路４〜６
に設けられたギヤポンプ７〜９の駆動によりそれぞれの
タンク１１〜１３内の液体が供給され、それぞれの液体
はジェット状となって噴出される。

【００２３】外側ノズル３からはカプセルの皮膜をなす
殻材用の水溶液が噴出される。この殻材としては、ゼラ
チン、カゼイン、ゼイン、ペクチンおよびその誘導体、
アルギン酸およびその塩、寒天、トラガントガム、グア
ーガム、ローカストビーンガム、カラギーナン、タマリ
ンド、マンナン、ヘミセルロース、デンプン、キトサン
などを単独で、または混合して用い、水溶液とする。

【００２４】この水溶液には、この他にショ糖、グルコ
ース、フルクトース、乳糖、マルトースなどの糖類やプ
ロピレングリコール、グリセリン、ソルビトール、マル
チトールなどの多価アルコール、ポリエチレングリコー
ル、ポリグリセリンなどの可塑剤、その他に呈味料、着
色料、着香料、ｐＨ調節剤などを添加しても良い。

【００２５】内側ノズル１からはシームレスカプセルに
充填されるべき水性充填液が噴出される。本発明におい
ては、この水性充填液としては、水そのものでも良く、
また甘味料や調味料の水溶液、果汁、乳酸飲料、清涼飲
料、漢方薬や茶、コーヒー、だし汁、スープストック等
の水抽出液などの水溶液や水分散液、アルコール性飲料
や含水アルコールによる抽出液、グリセリンやポリエチ
レングリコールと水との混合溶媒溶液など、水を多量に
含み、通常の方法では殻材用水溶液と混合して良好なシ
ームレスカプセルを得ることができないような液が対象
とされる。

【００２６】この水性充填液には、カプセル形成時の中
間層の安定化のためゼラチンなどのように、殻材として
挙げた高分子物質などを増粘剤や固化剤として添加した
り、呈味料、着色料、着香料等を添加しても良い。また
食感を良好にするためにこの増粘剤や固化剤をカプセル
形成後分解して液化または低粘度化するための物質、た
とえば、ゼラチンに対してはクエン酸、酒石酸などの有
機酸やペプシン、パパイン、フィシンなどの蛋白分解酵
素を添加するようにしても良い。

【００２７】中間ノズル２からは親油性液体が噴出され
る。この親油性液体としては、カプセル形成時に液状で
あって殻材用水溶液および水性充填液と実質的に混和し
ないものであれば常温では液体でもまた固体でも良く、
植物油脂、動物油脂およびこれらの硬化油脂、グリセラ
イド、高級脂肪酸、高級アルコール、脂肪族高級炭化水
素、ワックス、植物精油、テルペン類、スクアレン、親
油性ビタミンなどが例示される。親油性液体には、着色
料、着香料、呈味料などを必要に応じて添加しても良
い。

【００２８】多重ノズル１０は図示するように先端の噴
出口が下方を向くように配置されており、この多重ノズ
ル１０の先端部を冷却管１４の上部に臨ませている。こ
の冷却管１４の中間部１４ｂは上下方向に蛇行してお
り、流出口１４ｃは下方を向いている。

【００２９】冷却管１４の流入部の外側には補助タンク
１５が設けられており、補助タンク１５の底部と硬化用
液収容タンク１６との間には供給管路１７が接続され、
この供給管路１７には硬化液ポンプ１８が設けられ、こ
のポンプ１８の駆動により硬化液収容タンク１６内の硬
化用液は補助タンク１５内にその底部から流入するよう
になっている。

【００３０】一方、補助タンク１５の上部と硬化用液収
容タンク１６との間には排出管路１９が接続されてお
り、この排出管路１９から補助タンク１５内の硬化用液
を排出することによって補助タンク１５内の硬化用液の
液面１５ａが、冷却管１４の流入口１４ａよりも高くし
かも多重ノズル１０の噴出口よりも高い位置で常に一定
となるように設定される。このように液面１５ａを設定
することにより、多重ノズル１０は液中ノズル式となっ
ている。

【００３１】冷却管１４の下流部１４ｄは上下方向に位
置調整自在となっており、冷却管１４の流出口１４ｃと
液面１５ａと上下方向の距離を変化させることにより、
冷却管１４内を流れて流出口１４ｃから排出される硬化
用液の流量が調節される。

【００３２】多重ノズル１０に供給された前記３種類の
物質液は、先端の噴出口から冷却管１４の硬化液中に噴
出され、これらの物質液により三層構造となったジェッ
トが形成される。ジェットは界面張力によって、充填物
液滴の外側に親油性液体の中間層を介してカプセル殻材
用水溶液層が被覆された球形状の液滴となり、硬化用液
の中で殻材用水溶液層が硬化される。形成される液滴
は、多重ノズル１０に設けられた振動発生機２１の振動
数に対応して均一な液滴となり、冷却管１４内の硬化用
液によって流されながら、硬化された殻材層を有するシ
ームレスカプセルＳＣが形成される。

【００３３】硬化用液としては、冷却硬化用の流動パラ
フィンや植物油などでも良く、また殻材によっては、こ
れと反応硬化する物質、たとえばカルシウム塩の水溶液
のようなものでも良い。

【００３４】このように、多重液滴を形成するときに
は、充填液滴と殻材用水溶液層との間に親油性液体から
なる中間層を形成するようにしたことから、殻材用水溶
液層を硬化させる過程では充填液滴によって殻材が軟化
することが防止される。

【００３５】冷却管１４内を流れるシームレスカプセル
ＳＣの滴状を観察するために、冷却管１４を介してスト
ロボスコープ２２とカラービデオカメラ２３とが対向し
ており、滴状はストロボビジョンスコープ２４により静
止状態で明瞭に観察される。冷却管１４のうち、少なく
ともカラービデオカメラ２３に対応する部分は透明な材
料により形成されている。

【００３６】冷却管１４の流出口１４ｃの下方にはカプ
セル捕集装置２５を有する回収装置２６が配置され、流
出口１４ｃから流出した滴と硬化用液はカプセル捕集装
置２５により分離される。

【００３７】シームレスカプセルＳＣと分離された硬化
用液は、脱水装置２７により水分が除去されて、硬化用
液収容タンク１６内に送られる。この硬化用液収容タン
ク１６には、硬化用液を所定の温度に設定するために熱
交換機２８が設けられている。

【００３８】本発明の製造方法においては、水性充填液
からなる充電物液滴と中間層液の少なくとも一方を室温
よりも高い温度に加熱して噴出し、硬化用液による硬化
処理中に上記少なくとも一方の液を冷却して固化する
か、あるいはゲル化など著しく高粘度化することによ
り、後述する中間層破壊処理までの間に中間層が殻材と
充填物液との間で膜状ないし層状となって安定的に介在
するようにしている。

【００３９】次に、上記のように形成されたシームレス
カプセルＳＣを必要に応じて殻材を不溶化処理する。こ
の不溶化処理は、後に中間層を破壊した時に、充填物液
滴によって殻材が溶解したり、膨潤したりしないために
行うものであって、前記硬化処理によってこれが達成さ
れるときには省略しても良い。たとえば、殻材が寒天の
場合には、冷却硬化のみで充分な耐水性が得られる。ま
た、殻材がゼラチンの場合は、殻材にアルギン酸ナトリ
ウムなどを混合しておき、冷却硬化したものをさらに塩
化カルシウム水溶液などによって不溶化する。この不溶
化処理は、カプセルを形成した後に引き続いて連続的に
実施しても、また一旦カプセルを硬化用液から分離回収
してから別途処理しても良い。

【００４０】次に、殻材と水性充填物との中間に介在す
る中間層を破壊する。中間層の破壊は、中間層が室温で
液体の場合には、固化した充填物を加熱溶融、あるいは
加熱分解して液化させて一定時間保持したり、振動を加
えるなどして中間層を凝集させるか、充填液中に分散さ
せるのが良い。中間層が固化している場合には、加熱す
るか、あるいはさらに振動を加えて中間層を溶融して凝
集させるか、あるいは液状となっているかまたは液化さ
れた充填物の中に分散させるのが良い。中間層を破壊さ
せることによって、カプセルの外観品質を向上させるこ
とができ、さらに食品としたときには食味、食感を好ま
しくすることができる。

【００４１】加熱方法としては、温水などの液体に浸漬
する方法、加熱した気体雰囲気中に置く方法、マイクロ
ウエーブを照射する方法など任意であり、振動も機械的
に振動する方法、超音波による方法などがある。また、
この他に、遠心力を加えることより中間層を凝集させる
方法もある。この中間層破壊処理は、連続的に実施して
も良く、またバッチ処理により行っても良い。

【００４２】中間層の破壊処理を加熱により行う場合に
は、前記した充填液増粘剤の分解処理が同時に達成でき
るが、加熱によらない場合にはさらに別途増粘剤分解の
ために加熱する工程が必要とされることもある。

【００４３】表１は実施例１〜６についての多重ノズル
１０から噴出される３種類の液体の処方を示す表であ
り、この表１において水性充填液はＩ液と、中間層形成
用の親油性液体はII液と、そして殻材用水溶液はIII 液
として略記されている。

【００４４】表１に示された各々の実施例における処理
条件を示すと、表２の通りである。この表２に示すよう
に本発明の実施例にあっては、中間層の破壊処理として
＃１〜＃４を行った。＃１は不溶化処理を行わず、６０
℃の温水中に１０分間浸漬して中間層を凝集させるよう
にした処理を示す。＃２は１０℃の１０％塩化カルシウ
ム水溶液中に１０分間浸漬して不溶化処理を行い、次い
で８０℃の熱水中に１０分間浸漬させて中間層を凝集さ
せるようにした処理を示す。＃３は１０℃の１０％塩化
カルシウム水溶液中に１０分間浸漬して不溶化処理を行
い、次いで６０℃の温水中に２０分間浸漬して中間層を
凝集するようにした処理を示す。＃４は殻材硬化層を形
成した後のカプセルを２℃の冷却液に約１時間保持し、
その冷却液の中にカプセルを浸漬させたまま超音波振動
機により約１時間超音波振動を付加する処理を示し、こ
の処理によりカプセル温度が４０〜５０℃でに上昇し水
性充填物液滴と中間層とが乳化状態となって破壊され
た。

【００４５】得られたシームレスカプセルは、中間層が
凝集して小液滴または乳化状態として真球度の高いシー
ムレスカプセル中に含有されていた。実施例１，４およ
び５は中間層が固体であり、中間層を破壊する前はカプ
セルが不透明で甚だしく外観が悪かったが、中間層を破
壊することにより透明で美麗なカプセルとなった。ま
た、いずれの処方でも、中間層を破壊することにより、
食味、食感が向上した。

【００４６】実施例２，３は中間層が液体であり、中間
層を破壊することによってそれが液滴状に凝集した。こ
のうち、実施例２はβカロチンにより橙色を呈し、人工
魚卵の「目」の状態となった。また、製造されたシーム
レスカプセルは、粘着性がなく、密封して３か月間保存
しても良好な状態を保っていた。

【００４７】

【表１】

【００４８】

【表２】

【００４９】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００５０】たとえば、三重以上の多重ノズルを用いる
こともでき、三重ノズルの外部にさらにノズルを設け、
このノズルからコーティング剤や油状物質を噴出させた
り、三重ノズルの内部にさらにノズルを設け、このノズ
ルから油性の第２の充填液を噴出するようにすることも
可能である。また、得られたシームレスカプセルに、必
要に応じてツヤ出し処理やコーティング処理等の後処理
を施しても良い。

【００５１】さらに、図１は液中ノズル式のカプセル形
成装置を示すが、多重ノズルを硬化用液に浸漬させるこ
となく、気中に設けて球形状に形成されたカプセルを硬
化用液に滴下するようにした気中ノズル式のカプセル形
成装置を用いるようにしても良く、硬化用液を流す冷却
管１４の形状のや硬化用液の供給方式などについても種
々の形式を採用することができる。そして、多重ノズル
１０の先端の形状についても、図示する形状の他、各ノ
ズルの先端が揃っていないものなども採用することがで
きる。

【００５２】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００５３】(1).充填液内の水分が殻材に移行すること
なく、また殻材が軟化することなく、高品質のシームレ
スカプセルが得られる。

【００５４】(2).多量の水性充填液をカプセル内に封入
することができる。

【００５５】(3).カプセルの外観品質を向上させること
ができる。

【００５６】(4).カプセルの食味や食感を向上させるこ
とがでできる。

【００５７】(5).カプセルの真球度を向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシームレスカプセルの製造方法に使用
される液中ノズル式のカプセル形成装置を示す概略図で
ある。

【図２】図１に示された多重ノズルの詳細を示す断面図
である。

【符号の説明】

１ 内側ノズル ２ 中間ノズル ３ 外側ノズル ４〜６ 管路 ７〜９ ポンプ １０ 多重ノズル １１ 第１タンク １２ 第２タンク １３ 第３タンク １４ 冷却管 １５ 補助タンク １６ 硬化用液収容タンク １７ 供給管路 １８ ポンプ １９ 排出管路 ２１ 振動発生機 ２２ ストロボスコープ ２３ カラービデオカメラ ２４ ストロボビジョンスコープ ２５ カプセル捕集装置 ２６ 回収装置 ２７ 脱水装置 ２８ 熱交換機 ＳＣ シームレスカプセル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｊ 13/14

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内側ノズルとこの内側ノズルの外側の中
   間ノズルとこの中間ノズルの外側の外側ノズルとの少な
   くとも三重構造となった多重ノズルのうち前記外側ノズ
   ルから殻材用水溶液を、前記中間ノズルから親油性液体
   を、前記内側ノズルから水性充填液を噴出して硬化用液
   中に充填物液滴とこれを覆う殻材用水溶液層とこれらの
   間の中間層とを有する多重液滴を形成し、前記殻材用水
   溶液層を硬化させて殻材硬化層を形成し、次いで前記中
   間層を破壊することを特徴とするシームレスカプセルの
   製造方法。
2. 【請求項２】 前記殻材用水溶液層を硬化させて前記殻
   材硬化層を形成した後に、前記殻材硬化層を不溶化処理
   し、次いで前記中間層を破壊することを特徴とする請求
   項１記載のシームレスカプセルの製造方法。
3. 【請求項３】 前記中間層を凝集させるか、前記充填物
   液滴中に分散させるように前記中間層を破壊することを
   特徴とする請求項１または２項記載のシームレスカプセ
   ルの製造方法。
4. 【請求項４】 前記殻材硬化層が形成された後の前記多
   重液滴を、加熱するか、振動させるか、もしくは加熱し
   かつ振動させることにより、前記中間層を破壊するよう
   にしたことを特徴とする請求項１，２または３項記載の
   シームレスカプセルの製造方法。