JP2005245427A - ゲル状機能性食品 - Google Patents

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Abstract


【課題】分散媒体としての水と、分散媒質としての食物繊維を含有する食品、高タンパク質を含む食品、コンドロイチン硫酸を含む食品から成る群から選択された食品とから成り、酸化還元電位が少なくとも−400mVであるゲル状の機能性食品の提供。
【課題を解決する手段】水温10℃の水道水500mlを殺菌、脱塩素処理を施し、精密濾過処理を施して異味、異臭、不純物を除去し、シリカ系石英斑岩に金属を担持させた還元触媒に接触させながら、水素ガスを、ガス圧0.9MPaで2.5分間吹き込んで製造した酸化還元電位が−615mVの水490ccをアルミパウチに充填し、次いで牛軟骨起源で腸管で消化吸収しやすいように酵素発酵によって低分子化した市販のゼラチン10グラムを、添加し密封する。
【選択図】なし

Description

本発明は、低酸化還元電位水を含むゲル状機能性食品に関する。より詳細に述べると、本発明は、媒体としての水と、分散質としての食物繊維を含有する食品、高タンパク質を含む食品、コンドロイチン硫酸を含む食品から成る群から選択された食品とから成り、酸化還元電位が少なくとも−400mVであるゲル状の機能性食品及びそれを製造する方法に関する。
従来技術の説明
本発明者は、酸化還元電位が−400mV以下の水を製造する方法、およびその酸化還元電位を維持する方法を開発し、一連の技術を特許出願した。
これらの技術を開発した背景は、最近飲用水に対する関心が頓に高まってきているからである。この理由は、殺菌だけを第1義的に考えて処理されている水道水がまずいということと、人々の健康に対する志向が高くなっていることである。
それと共に水に関する科学的な研究も盛んになってきた。従来、水は、分子式HOで表される無色、無味、無臭、中性で、安定した物質であると考えられ、且つ、取り扱われてきた。然しながら、近年研究が深まるにつれて、水は単なるHOで表される単純な物質ではなく、水分子が幾つか集まった(HO)nのような塊(クラスター)を形成しているのではないかと考えられるようになってきた。
そして、多種多様な手段で水を活性化してクラスターを小さくすることが考えられてきた。また、水の活性化の1つとして、水の酸化還元電位と、生体内反応も研究されるようになってきた。
生体内には種々の酸化還元系が存在し、またその中の多くは相互に共役して生体内酸化還元反応に関与している。生体内酸化還元系の酸化還元電位は、反応の自由エネルギー変化および平衡定数と直接に関係しており、これらの反応の方向を予言するのに役立つものである。
人体の臓器、或いは生体内反応の酸化還元反応は電位が低く、通常−100mV〜−400mVの範囲であり、そのpHは、3〜7の範囲である。体液の酸化還元電位が高くなると活性酸素が滞留し易く、器官に障害が出てくると云われている。とくに、腸内微生物が活発に活動して栄養成分を消化吸収する腸内は、嫌気性の還元雰囲気に維持されている必要がある。
たとえば、生体内における、(酢酸+CO+2H/α−ケトグルタル酸反応)の酸化還元電位は−673mV、(酢酸+CO/ピルビンル酸反応)の酸化還元電位は−699mV、(酢酸+2H/アセトアルデヒド酸反応)の酸化還元電位は−581mV、フェレドキシンの酸化還元電位は−413mV、(キサンチン+H/ヒポキサンチン+HO)の酸化還元電位は−371mV、(尿酸+H/キサンチン+HO)の酸化還元電位は−360mV、(アセト酢酸+2H/β−ヒドロキシ酪酸反応)の酸化還元電位は−346mV(シスチン+2H/2システイン反応)の酸化還元電位は−340mVである。
このように生体内における酵素、補酵素、代謝関連物質の反応は、酸化還元電位が低い環境下にある。また、酸化還元電位が低い水、または食品は、身体を酸化させる活性酸素や、1個又はそれ以上の不対電子を有する分子或いは原子、即ち、フリーラジカルを分離、消去する作用があって、SOD(スーパーオキシドジムスターゼ)という活性酸素消去酵素の反応を促進させると云われている。
酸化還元反応を始めとする体内の代謝反応の場を提供しているのが、体液である。体液は生体のほぼ60%を占めている。体液は、水を中心として、電解質、タンパク質等を重要な構成要素としている。これが、酸化還元電位が低い水が生体内にとって有効な理由である。
ところで、水道水の酸化還元電位は+400〜+800mV、天然のミネラルウオーターや環境庁名水百撰に選定されているような湧水の酸化還元電位は+200〜300mVの範囲、pHが6.5〜8の範囲である。これらの水が、酸化還元電位において、酸化還元電位が−100〜−400mVの範囲の生体臓器とバランスがとれないと考えられる。
現在、酸化体と還元体の混合状態にある水、たとえば水道水の酸化還元電位をマイナスにする方法として、たとえば電気分解法、高周波電流印加法等幾つか提案されている。然しながら、いずれも酸化還元電位の値とpHのバランスが、生体内酸化還元反応の観点から、理想的な方法ではなかった。
本発明者が開発し、すでに特許出願した基本的な方法は、酸化体と還元体の混合状態にある水、たとえば水道水の酸化還元電位を、生体の臓器のそれ、すなわち、−400mV以下にする方法として、原料水を、シリカ系石英斑岩に金属を担持させた還元触媒と接触させながら、水素を吹き込む方法である。さらに、このような方法で製造した水に、L−アスコルビン酸、L−アスコルビン酸ナトリウム、L−アスコルビン酸ステアリン酸エステル、L−アスコルビン酸パルミチン酸エステル等のビタミンC類、トコフェノール類、βーカロチン、フラボノイド、カプサイシン、ポリフェノール類、クエン酸類、エリスロビン酸、及びこれらの混合物から成る群から選択された還元剤を添加したり、アルミパウチに充填することにより、酸化還元電位を少なくとも−400mV以下に、ほぼ30日間維持することができるとするものである。
しかしながら、本発明者が開発した製品の形態は水であるので、価格設定、流通、品質、酸化還元電位の長期間の維持等商品経済学、あるいはマーチャンダイジングの観点からは商品としての形態を改良する余地があった。
特願2003−290882 特願2003−198747
本発明が解決しようとする課題は、本発明者が開発した酸化還元電位が低い水に、価格設定、流通、品質、酸化還元電位の長期間の維持等商品経済学、あるいはマーチャンダイジングの観点から商品として有利な食品の形態にすることである。
本発明が解決しようとするより具体的な課題は、本発明者が開発した水の酸化還元電位を低く維持した状態で、高次分子構造の空隙に大量に包摂し、栄養や機能を備え、且つ価格設定、流通、品質等商品経済学、あるいはマーチャンダイジングの観点から有利な商品として商品の形態にすることである。
課題を解決する手段
本発明者は、課題を解決する手段を策定するに当たって、以下のことを重点的に検討した。(1)開発すべき食品が、本発明者が開発した水の酸化還元電位を長期間低電位に維持するものであること。(2)外部加熱や、電子レンジにより加熱調理せずに、開封後直ちに食用に供することができるものであること。即ち、冷たいままで食べられること。同じく、(3)食品として何らかの機能をもつものであること。及び(4)新規に開発した食品ではなく、食品として各種法令を満足し、且つ日常常用されていて評価が定まった食品に応用すること。
本発明者が種々の観点から検討した結果、上記(1)を満足させるものとしては、食品が水溶液、即ち、分散媒体としての水に分散質としての食品を均一に分散したジュースや清涼飲料水ではなく、巨大分子構造の中にできるだけ大量の水を包摂したものでなければならないこと。同じく、上記(2)を満足させるには、いわゆる冷菓あるいはデザートとしても食用に供せられること。同じく、上記(3)を満足させるには、栄養はなくても、何らかの機能、たとえば食物繊維を豊富に含有する食品が好ましいこと。そして上記(4)を満足させるには、食材として煩雑な調理を必要とするものではなく、必要に応じて簡単な食味付け、香味付け、着色をしただけで、ほぼそのまま食用に供せられることが好ましいことが解明された。
そこで、本発明者は、上記(1)〜(4)のすべての要件を満足させる食品として、食物繊維を豊富に含有する炭水化物、及びある種のタンパク質を含む機能性食品を検討した。
従って、課題を解決する手段である本発明は、媒体としての水と、分散質としての食物繊維を含有する食品、高タンパク質を含む食品、コンドロイチン硫酸を含む食品から成る群から選択された食品とから成り、酸化還元電位が少なくとも−400mVであるゲル状の機能性食品である。
食物繊維とは、「人の消化酵素では消化されない、糖質の分子が大きな難消化性成分」である。日本では「五訂日本食品標準成分表」(1994年に改訂作業が始まり1997年3月に公表)において、従来は単に炭水化物のうちの「繊維」としていたものを「食物繊維」として独立させ、その「総量」「水溶性」「不溶性」を食物ごとに明示することになった。
食物繊細の主要成分は、炭水化物であり、その性質から植物ガム、粘質物(マンナン)、海藻多糖類・ペクチン・ヘミセルロースの一部などの「水溶性食物繊維」と、同じく海藻多糖類・ペクチン・ヘミセルロースの一部などの「不溶性食物繊維」とに大別される。
近年、食物繊維に関する研究が盛んになり、その機能性が解明されて、コレステロールの吸収抑制、摂取ナトリウムの体外***、糖質の消化吸収抑制、腸内有用細菌の増殖効果、便秘の改善、血圧の正常化等が報告されている。
なお、1989年に旧厚生省が発表したデータ「日本人の食物繊維摂取量の経年変化」によると、1960年は1日平均22g、1985年は17.3g、その後16gにまで減少しており、新たに「五訂日本人の栄養所要量」で策定した目標摂取量の1日20〜25gには相当不足している。従って、多様な食品形態にして積極的に摂取することが望まれている。
食物繊細には、不溶性食物繊維と水溶性食物繊細に大別されることは前述した通りである。不溶性食物繊維は、食物の精製過程で廃棄される部分に大量に含まれるので、それを大量に集めて加工、製品化することが行われている。主として、緬類やスナック菓子、クッキーやパンに添加されたり、蒲鉾などの練り製品にも利用されている。
本発明が解決しようとする課題は、前述したように、本発明者が開発した水の酸化還元電位を低く維持した状態で、高次分子構造の空隙に大量に包摂し、栄養や機能を備え、且つ価格設定、流通、品質、等商品経済学、あるいはマーチャンダイジングの観点から有利な商品として商品の形態にすることである。従って、本発明での使用に適した食物繊維は、水溶性食物繊維が好ましい。
水溶性食物繊維は、植物の分泌物や細胞質の中に水に溶解した状態で含まれる難消化性の物質で、ヌルヌルしたゲル状を呈し、有害成分などを包摂する吸着力が強い。食物の消化・吸収を緩慢にして血糖値の急な上昇を抑えたり、胆汁酸を吸着してコレステロールの産生を抑制したり、便秘を防止する機能がある。
本発明で使用される水溶性食物繊維としては、アルギン酸、ガム、マンナン等が例示される。
アルギン酸は、海藻のコンブ、ワカメなどの細胞間質に含まれるヌメリの成分である。海藻のアルギン酸は、カリウムが結合しているので、腸内でそれを放出してナトリウムを吸着して体内への吸収を妨げ、結果的に血圧を降下すると報告されている。
ガムは、植物の樹皮などからの分泌物に含まれるゴム質の物質で、マメ科植物グアーから採れる「グアーガム」が良く知られている。工業的に微生物の酵素で加水分解して特有の粘度を下げ、無味無臭無色に加工される。整腸効果のほか、血糖値上昇抑制、コレステロールの低減効果も報告されている。
マンナンは、植物の種子や根茎などを含む貯蔵物質として見いだされる多糖類の一種で、コンニャク芋から得られる「コンニャクマンナン」が好ましい。
その他、本発明で使用される水溶性食物繊維としては、オオバコ科の植物「サイリウム」の種子から精製した物質がある。これは、整腸作用や血糖値の安定、コレスレテロール低下、ダイエット効果があると報告されている。
その他、糖質を化学的に操作して製造された人工の水溶性食物繊維である「ポリデキストロース」がある。これは、アメリカで開発・認可されたのを受けて、日本でも1983年に食品として認可された。整腸作用や血糖値の安定、コレスレテロール低下、ダイエット効果があると報告されている。
その他、本発明で使用される水溶性食物繊維としては、ジャガイモのデンプンを処理して得られる「難消化性デキストリン」がある。
その他、本発明で使用される水溶性食物繊細としては、寒天がある。寒天藻(agarophyte)としては、テングサ科(Gelidium)のほかに、ムカデノリ属(Grateloupia)、オゴノリ属(Gracilaria)、イバラノリ属(Hypnea)、スギノリ属(Gigartina)などに属する紅藻のほかに、数種の属に属する紅藻がある。その成分は、アガロース(約70%)とアガロペクチン(約30%)である。白色透明で光沢があり、冷水には溶けないが、熱水に溶けてゾル状となり、冷やすとゲル化(約1%でよい)する。
寒天は、100g中80.9gの食物繊維を含んでいる。この食密繊維は、ナトリウムと結合して血圧を降下させる機能がある。また、腸内でコレステロールや胆汁酸の吸収を阻害するので、血液中や肝臓内のコレステロールを減少させ、動脈硬化、高コレスレテロール血症、虚血性、心臓病などの病気に対する予防効果もあることが報告されている。
本発明で使用されるタンパク質としてはコラーゲンがある。コラーゲンは高タンパク質の一種で、ゼラチンやゼリーもその類縁物質である。コラーゲンの立体構造は三重螺旋分子構造であるが、これが壊れた状態、すなわち変性コラーゲンのことをゼラチンという。市販のゼラチンは変性したコラーゲンのほかに他の物質や色素も含むうえ、グルタミン、アスパラギンのアミド基のNHが分解していたり、共有結合が切断されたものの混合物である。溶液論的には典型的なランダムコイルとしての挙動を示すが変性を起こしている条件、たとえば、加熱、変性剤の添加、pHを上げる等を元に戻すと、少なくとも部分的に元のコラーゲン構造を取る。他のタンパク質と異なり、ゼラチンは非常によく水に溶ける。これはコラーゲンのアミノ酸組成をみると疎水性アミノ酸残基が著しく少ないうえ、プロリンは水と接することを好むからと考えられている。濃厚なゼラチン溶液は冷却するとゲル状になる。
コラーゲンは細胞の中でアミノ酸から作られる。細胞内で作られたコラーゲンは細胞外へ分泌されて必要な場所に定着し、繊維同士が縦横に繋がり合って立体構造をとり、細胞の増殖を促進し、細胞の活性化を促す機能がある。
多様な機能が期待されるコラーゲンは、現在その多くが牛皮、豚皮、牛軟骨などを原料として、腸管で消化吸収しやすいように酵素発酵によって低分子化が図られており、使用する酵素の種類や分解法によってさまざまな特性をもつ多種類の製品が供給され、健康食品のみならず一般食品への活用も進んでいる。
本発明ではコンドロイチン硫酸も使用できる。動物の細胞、線維、組織、器官の間を結合して、それらの支持、保護、栄養補給の役目をもつ結合組織の、その主要成分は「ムコ多糖体」と云われる粘性物質である。コンドロイチン硫酸は、ムコ多糖体の重要な構成成分の一つで、骨の形成、傷の治癒、感染防止、免疫体の産生などの生理作用をもつ物質である。コンドロイチン硫酸を含む食品としては、植物性、動物性を問わず、粘性があるもの、たとえば、海藻、フカひれ、ツバメの巣、スッポンなどに含まれているが、含有量がそれほど多くない。従って、近年、サメの軟骨、牛の軟骨を原料として種々の食品が開発されている。
本発明のゲル状の機能性食品は、(イ)還元体と酸化体とから成る原料水を所定の方法で処理して浄化水とし、所定量の水素ガスを吹き込んで酸化還元電位が約−600mV以下の加水素水を予め製造する工程と、(ロ)前記工程で製造した加水素水と、食物繊維を含有する食品、高タンパク質を含む食品、コンドロイチン硫酸を含む食品から成る群から選択された食品を混合してゲル状生成物を製造する工程と、(ハ)前記工程で製造したゲル状生成物をアルミパウチに充填する工程とを含む方法によって製造することができる。
さらに、別法として、本発明のゲル状の機能性食品は、(イ)所定の方法で処理した浄化水に、食物繊維を含有する食品、高タンパク質を含む食品、コンドロイチン硫酸を含む食品から成る群から選択された食品を混合してゲル状生成物を製造する工程と、(ロ)前記工程で製造したゲル状生成物に、所定量の水素ガスを吹き込んで酸化還元電位を約−600mV以下のゲル状生成物を製造する工程と、(ハ)前記工程で製造した酸化還元電位が約−600mV以下のゲル状生成物をアルミパウチに充填する工程とを含む方法によっても製造することができる。
いずれの方法を採用するかは、製造する食品の形態、製造コスト、在庫期間、販売方法、流通システム等を勘案して決定される。
発明の好ましい実施の形態
以下、発明の好ましい実施の形態を実施例により具体的に説明する。
[実施例1]
1.使用した測定装置
酸化還元電位測定:東亜ディーケーケー工業(株)製「ポータブルORP計RM−2」(商品名)単位:mV
PH測定:東亜ディーケーケー工業(株)「ポータブルPH計HM−20P」(商品名)
粘度測定:RION製粘度計「VT−04F」(商品名)単位:ps
溶存水素量測定:東亜ディーケーケー工業(株)「DHD1−1型溶存水素計」単位:ppm、ppb
2.使用したゼラチン:ゼライス株式会社製の「ゼライス」(商品名)。標準分量:ゼライス5gに対して水250g。
3.使用した水素ガス:岩谷ガス株式会社製の水素ガス(純度99.97%)
4.使用したアルミパウチ:ポリエチレンテレフタレート/アルミニウム/ナイロン/ポリエチレン(PET/AL/NY/PE)ラミネート製、130(幅)×180mm(高さ)、容量500mL、センターに口栓付きのもの。
加水素水の製造
水温10.2℃の水道水500mlを殺菌、脱塩素処理を施し、さらに精密濾過処理を施して不純物を除去して無味、無臭の浄化水を製造した。この浄化水を測定した結果、酸化還元電位が+250mV、pHが7.12、溶存酸素量が0.001ppbであった。この浄化水20リットルに、水素ガス(純度99.97%)を、水素注入圧0.9MPs、放出圧0.02Mpsで2.5分間吹き込んで、酸化還元電位が−615mV、pHが7.23pH、溶存水素量が1.20ppm、水温が10.3℃の加水素水を製造した。
次いで、ゼラチン10gを秤量し、アルミパウチに注入し、次いで、加水素水490mLを注入し、軽く5回シェイクし、口栓をして、アルミパウチを密封した。密封状態のまま、85℃で30分間温浴加熱してゼラチンを完全に溶解させて、ゼラチンの2%溶液を製造した。次いで、15℃の水道水で30分間水冷した後、15℃の室温で24時間冷却して試料を製造した。同じ手法で3個の試料を作成した。
上述した方法によって製造した試料のパウチの上部全幅(130mm幅)を切断して、パウチを完全に開放状態にして、2〜5℃の冷蔵庫に保管した。開放直後の酸化還元電位は−585mV、PHは6.88、粘度は800ps、温度は9.3℃であった。
この試料の酸化還元電位、PH及び温度の経時変化を測定した。得た結果を表−1に記載する。
Figure 2005245427
Figure 2005245427
表−1の結果から、酸化還元電位が、製造直後は、−615mVで、アルミパウチに充填、口栓をして密封し、パウチの上部全幅(130mm幅)を切断して、パウチを完全に開放状態にして、2〜5℃の冷蔵庫に保管した開放直後は、−585mVで、24時間後には、−400mV以上に上昇した加水素水を媒体とした2%のゼラチン溶液の酸化還元電位が、45日経過後も−577mVを維持していることが理解される。
[実施例2]
水温10.2℃の水道水500mlを殺菌、脱塩素処理を施し、さらに精密濾過処理を施して不純物を除去して無味、無臭の浄化水を製造した。この浄化水を測定した結果、酸化還元電位が+250mV、pHが7.12、溶存酸素量が0.001ppbであった。この浄化水490mLをアルミパウチに充填した。次いで、ゼラチン10gを秤量し、アルミパウチに添加して良く攪拌し、85℃で30分間温浴加熱してゼラチンを完全に溶解させて、ゼラチンの2%溶液を製造した。次いで、15℃の水道水で30分間水冷した後、水素ガス(純度99.97%)を、水素注入圧0.9MPs、放出圧0.02Mpsで2.5分間吹き込んで、ゲル状食品を製造した。実施例と同じ手法で各物性値を測定した結果、実施例1とほぼ同じ結果を得た。
[実施例3]
テングサ属起源の粉末寒天5グラムを熱水70ccに溶解させてゾル状にし、実施例1で製造した加水素水400ccに添加して冷却し、約1%のゲル状にした。その直後、酸化還元電位を測定した結果、−540mVであった。次いで、10日後に酸化還元電位を測定した結果、−530mVであった。さらに、30日後に酸化還元電位を測定した結果、−527mVであった。さらに、60日後に酸化還元電位を測定した結果、−520mVであった。
発明の効果
請求項1に記載した発明により、分散媒質としての食物繊維を含有する食品、高タンパク質を含む食品、コンドロイチン硫酸を含む食品から成る群から選択された食品の高次分子構造の空隙に、酸化還元電位が少なくとも−400mV以下の水が包摂されるので、酸化還元電位が低電位に長期間維持され、且つ、当該食品を飲食する際には、食物繊維を含有する食品、高タンパク質を含む食品、コンドロイチン硫酸を含む食品から成る群から選択された食品と酸化還元電位が少なくとも−400mV以下の水を同時に摂食することができる。
請求項2及び3に記載した発明により、水溶性食物繊維を含む食品の高次分子構造の空隙に、還元電位が少なくとも−400mV以下の水が包摂されるので、酸化還元電位が低電位に長期間維持され、且つ、当該食品を飲食する際には、水溶性食物繊維を含む食品と酸化還元電位が少なくとも−400mV以下の水を同時に摂食することができる。
請求項4に記載した発明により、コラーゲン又は牛乳起源食品である高タンパク質を含む食品の高次分子構造の空隙に、酸化還元電位が少なくとも−400mV以下の水が包摂されているので、酸化還元電位が少なくとも−400mV以下に長期間維持され、且つ、当該コラーゲン又は牛乳起源食品である高タンパク質を含む食品を飲食する際には、コラーゲン又は牛乳起源食品である高タンパク質を含む食品と酸化還元電位が少なくとも−400mV以下の水を同時に摂食することができる。
請求項5または6に記載した発明により、分散媒質としての食物繊維を含有する食品、高タンパク質を含む食品、コンドロイチン硫酸を含む食品から成る群から選択された食品の高次分子構造の空隙に、分散媒体としての酸化還元電位が少なくとも−400mV以下の水を包摂してゲル状機能性食品を製造し、しかも酸化還元電位を少なくとも−400mV以下に長期間維持することができる。

Claims (6)

  1. 分散媒体としての水と、分散媒質としての食物繊維を含有する食品、高タンパク質を含む食品、コンドロイチン硫酸を含む食品から成る群から選択された食品とから成り、酸化還元電位が少なくとも一400mVであるゲル状の機能性食品。
  2. 食物繊維が水溶性食物繊維である請求項1に記載したゲル状の機能性食品。
  3. 水溶性食物繊維が、アルギン酸、ガム、マンナン、サイリウム、ポリデキストロース、難消化性デキストリン、寒天、及びそれらの混合物からなる群から選択された請求項2に記載した機能性食品。
  4. 高タンパク質を含む食品がコラーゲン又は牛乳起源食品である請求項1に記載したゲル状の機能性食品。
  5. (1)還元体と酸化体とから成る原料水を所定の方法で処理して浄化水とし、所定量の水素ガスを吹き込んで酸化還元電位が約−600mV以下の加水素水を予め製造する工程と、
    (2)前記工程で製造した加水素水と、食物繊維を含有する食品、高タンパク質を含む食品、コンドロイチン硫酸を含む食品から成る群から選択された食品を混合してゲル状生成物を製造する工程と、
    (3)前記工程で製造したゲル状生成物をアルミパウチに充填する工程とを含むゲル状の機能性食品を製造する方法。
  6. (1)所定の方法で処理した浄化水に、食物繊維を含有する食品、高タンパク質を含む食品、コンドロイチン硫酸を含む食品から成る群から選択された食品を混合してゲル状生成物を製造する工程と、
    (2)前記工程で製造したゲル状生成物に、所定量の水素ガスを吹き込んで酸化還元電位を約−600mV以下のゲル状生成物を製造する工程と、
    (3)前記工程で製造した酸化還元電位が約−600mV以下のゲル状生成物をアルミパウチに充填する工程とを含むゲル状の機能性食品を製造する方法。
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