JP7504949B2 - 可食性フィルム及びその製造方法 - Google Patents
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Description
しかしながら、可食性フィルムをコーティング法によって製造する際、用いる溶液の粘度が高い場合には、溶液が流動しにくく、ムラなくコーティングすることが困難となる場合がある。
又、溶液の粘度が低い場合には、乾燥工程で対流(ベナール対流)が発生し、可食性フィルムに含まれる成分が均一に分布しない場合がある。
又、溶液が剪断されないコーティング後では、溶液の粘度が高くなり、流動しにくくなる。そのため、乾燥工程で対流が抑制され、可食性フィルムに含まれる成分を均一に分布させることができる。
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基材に配合される成分は、主に微結晶セルロースとマルチトールが挙げられる。これらに加え、成分として、目的に応じて種々の材料を可食性フィルム10に含有することができる。例えば、可食性フィルム10に薬剤としての機能を発揮させるための薬効成分、可食性フィルム10に味をつけるための呈味成分、可食性フィルム10に色をつけるための色素成分、可食性フィルム10に栄養を付与するための栄養成分(サプリメントを含む)、可食性フィルム10に香りを付与する香気成分、可食性フィルム10の物性を調節する添加剤がある。
添加剤は、例えば、結合剤、賦形剤、崩壊剤、矯味剤、湿潤剤、着色剤、乳化剤がある。
基材には、例えば、可食性の有機化合物又は可食性の無機化合物を用いることができる。可食性の有機化合物には、例えば、可食性の炭水化物、可食性のタンパク質、可食性の脂肪がある。可食性の炭水化物には、例えば、可食性の二糖類、可食性の多糖類、可食性の糖アルコール、可食性の食物繊維がある。可食性の多糖類には、例えば、アルギン酸、アルギン酸ナトリウム、アルファー化デンプン、カラギーナン、カンテン、キサンタンガム、バレイショデンプン、セルロース、プルランがある。可食性の食物繊維には、ペクチン、セルロースがある。可食性の二糖類には、例えば、精製白糖がある。可食性の糖アルコールには、例えば、ソルビトールがある。可食性のタンパク質には、ゼラチンがある。炭水化物・タンパク質・脂肪以外の可食性の有機化合物には、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリエチレンオキシド(PEO)、ポリビニルピロリドン(PVP(ポピドン))、マクロゴール(ポリエチレングリコール)がある。また、それらの可食性の誘導体には、例えば、糖質の誘導体、セルロース誘導体、ポリビニルアルコールの誘導体、ソルビトールの誘導体がある。糖質の誘導体には、例えば、ショ糖脂肪酸エステルがある。セルロース誘導体としては、エチルセルロース、カルメロース(CMC)、カルメロースナトリウム、ヒプロメロース(HPMC)がある。ソルビトールの誘導体には、ソルビタン、ソルビタン脂肪酸エステル(ポリソルベート)がある。上記の中で、特に、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドンを用いることが好ましい。基材としてポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドンを用いると強靭かつ柔軟性のある可食性フィルムとなる。
微結晶性セルロースの含有量は、多いほどチキソ性が向上するが、微結晶セルロース以外の成分を多く含有する必要がある場合に、微結晶セルロースの含有量は多すぎない方が良い。例えば、5~50重量%であることが好ましく、7.5~45重量%がより好ましく、10~40重量%が更に好ましい。微結晶セルロースの含有量が5重量%以上、7.5重量%以上、更には10重量%以上であれば、可食性フィルム10に良好なチキソ性を与えることができる。微結晶セルロースの含有量が50重量%以下、45重量%以下、更には40重量%以下であれば、微結晶セルロースの含有量が多くなりすぎず、その他の成分を十分に含有させることができる。ここで、微結晶セルロースの含有量とは、溶液32を乾燥させた固体状態の可食性フィルム10に対する、微結晶セルロースの含有量をいう。
マルチトールの含有量は、微結晶セルロースの含有量に対する比率が大きく影響するが、例えば、1~35重量%であることが好ましく、2~25重量%がより好ましく、3~15重量%が更に好ましい。マルチトールの含有量が1重量%以上、2重量%以上、更には3重量%以上であれば、微結晶セルロースに対するマルチトールの比率が高くなりやすく、微結晶セルロースの凝集抑制効果が期待できる。マルチトールの含有量が35重量%以下、25重量%以下、更には15重量%以下であれば、溶液32の乾燥速度の低下や可食性フィルム10のべたつきを抑制できる。ここで、マルチトールの含有量とは、溶液32を乾燥させた固体状態の可食性フィルム10に対する、マルチトールの含有量をいう。
秤量工程について説明する。
秤量工程では、基材、成分、液体を秤量する。液体には、可食性の液体を用いることができる。例えば、水、可食性のアルコール、可食性のグリコール、グリセリン、食用油脂がある。可食性のアルコールには、例えば、エチルアルコールがある。可食性のグリコールにはプロピレングリコールがある。
混合・脱泡工程について説明する。
図2を参照して、脱泡機能を備える混練機20のタンク21に、秤量した基材、成分、液体を入れる。その後、ブレード22をタンク21内で回転させて混錬を行い、液体中に、基材と成分を含む溶液32を準備する。ここで、溶液という用語は、液体に基材と成分が溶解した溶液だけでなく、液体に基材と成分が分散した、コロイド溶液や懸濁液を含む。
コーティング工程について説明する。
図3を参照して、コーティング装置30の液ダム33に溶液32を溜める。その後、キャリアフィルム31を巻出し部34から巻取り部35へ流しながら、キャリアフィルム31上に液ダム33に溜めた溶液32をコーティングする。コーティング装置30では、キャリアフィルム31を支えるコーティングロール36に対する、コーティングヘッド37の高さを変更することで、コーティングする溶液32の厚みを調節できる。コーティングする溶液32の厚みは、10~1000μmが好ましい。厚みが10μm以上であれば、乾燥後の可食性フィルム10が薄くなりすぎず、成分を十分に配合できる厚みとなる。厚みが1000μm以下であれば、溶液32の乾燥中に溶液32の濡れ広がりや凝集を抑制でき、成分が均一な可食性フィルム10となる。又、溶液32の乾燥工程で乾燥に時間がかかりすぎることなく、溶液32の内部まで十分な乾燥ができる。
乾燥工程について説明する。
図3を参照して、キャリアフィルム31にコーティングされた溶液32は、乾燥部39で、例えば100℃の温風で乾燥される。乾燥された溶液32は、キャリアフィルム31とともに、ガイドロール38上を通って、巻取り部35で巻き取られる。
スリット工程について説明する。
巻き取られたキャリアフィルム31のロールを図示しないスリッター機によって複数のロールに切り分ける。例えば、ロールtoロールで行うことができる。図4を参照して、キャリアフィルム31の流れ方向に対して、目的とする可食性フィルム10の大きさでキャリアフィルム31とキャリアフィルム31上にコーティングした溶液32に、スリット40を形成する。幅方向端部42の溶液32は、コーヒーステイン効果によって盛り上がり、目的とする厚みよりも厚くなる場合があるため、可食性フィルム10として用いなくても良い。
カット・包装工程について説明する。
切り分けられたロールを図示しないカット包装機によって、キャリアフィルム31にコーティングされた溶液32を個片に切り分けることで、可食性フィルム10を得る。例えば、ロールtoロールで行うことができる。図4を参照して、溶液32のカットは、キャリアフィルム31の幅方向に対してカット41する。その際、キャリアフィルム31はカットせずに、キャリアフィルム31上の溶液32のみをハーフカットする。溶液32を個片にカット41した後、キャリアフィルム31を剥離して可食性フィルム10を得る。得られた可食性フィルム10は、図示しないコンベアへ載せ替えて搬送し、カット包装機で包装する。剥離したキャリアフィルム31は、ロールtoロールのまま巻き取られる。図4では、隣り合う可食性フィルム10同士が隙間を開けて、配置されているように図示しているが、実際には、隣り合う可食性フィルム10同士に隙間が開かないように、スリット40及びカット41を行うことができる。
一般的に、溶液中の基材の含有量が多いと、高いチキソ性を有する。しかしながら、溶液中の基材の含有量が多くなるに従い、溶液を乾燥させて得られる可食性フィルムの溶解性や崩壊性が悪くなり、可食性フィルムの成分の放出が遅くなる。そのため、溶液中の基材の含有量を少なくしながら、チキソ性を向上させることが重要である。
実施例1、比較例1、比較例2の溶液中の基材の含有量はそれぞれ、14.5重量%、24.0重量%、18.2重量%であり、実施例1の基材の含有量は、比較例1及び比較例2より少ないにも関わらず、η0/η100が2.83と良好なチキソ性を有する。比較例1は、η0/η100が3.68と最も良好なチキソ性を有する一方、溶液中の基材の含有量が24.0重量%と、基材の含有量が多いため、可食性フィルムとした場合に溶解性や崩壊性が悪い場合がある。比較例2は、剪断速度と粘度の関係を示すグラフが右肩下がりとはならず、ほとんど水平であり、η0/η100が1.48と、チキソ性が良好ではない。
図8を参照して、図8(a)は、基材にPVAを用い、マルチトールを含まない可食性フィルムの顕微鏡写真であり、図8(b)は、基材にPVAを用い、マルチトールを含む可食性フィルムの顕微鏡写真である。マルチトールを含まない図8(a)では、成分が凝集し析出している。この凝集析出しているものは、微結晶セルロースである。一方、マルチトールを含む図8(b)では、成分が凝集せずに、均一となっている。
図9を参照して、図9(a)は、基材にPEOを用い、マルチトールを含まない可食性フィルムの顕微鏡写真であり、図9(b)は、基材にPEOを用い、マルチトールを含む可食性フィルムの顕微鏡写真である。図10を参照して、図10(a)は、基材にPVPを用い、マルチトールを含まない可食性フィルムの顕微鏡写真であり、図10(b)は、基材にPVPを用い、マルチトールを含む可食性フィルムの顕微鏡写真である。基材にPEO又はPVPを用いた場合も、基材にPVAを用いた場合と同様に、マルチトールを含まない図9(a)及び図10(a)では、成分の凝集析出が見られ、マルチトールを含む図9(b)及び図10(b)では、成分が凝集せずに、均一となっている。
以上から、マルチトールには、微結晶セルロースの凝集を抑制する作用があることが分かる。
以上から、基材にPVAを用いた場合には、可食性フィルムに含まれる基材(PVA)及び全成分の含有量の合計が100重量%となる範囲で、微結晶セルロース/マルチトールが0.5~3.3を満たすと、成分が凝集しにくく、成分が均一な可食性フィルムとなる。
以上から、基材にPEOを用いた場合には、可食性フィルムに含まれる基材(PEO)及び全成分の含有量の合計が100重量%となる範囲で、微結晶セルロース/マルチトールが0.5~7.5を満たすと、成分が凝集しにくく、成分が均一な可食性フィルムとなる。
以上から、基材にPVPを用いた場合には、可食性フィルムに含まれる基材(PVP)及び全成分の含有量の合計が100重量%となる範囲で、微結晶セルロース/マルチトールが0.67~7.5を満たすと、成分が凝集しにくく、成分が均一な可食性フィルムとなる。
31 キャリアフィルム
32 溶液
Claims (4)
- 基材と、
成分とを備え、
前記基材は、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド又はポリビニルピロリドンのいずれかを含み、
前記成分は、微結晶セルロースとマルチトールとを含み、
前記微結晶セルロースの含有量は5~50重量%であり、
前記微結晶セルロースが均一に分散した、可食性フィルム。 - 前記基材は、ポリビニルアルコールであり、
前記微結晶セルロースの含有量と前記マルチトールの含有量との比である、微結晶セルロース/マルチトールが0.5~3.3である、請求項1に記載の可食性フィルム。 - 前記基材は、ポリエチレンオキシドであり、
前記微結晶セルロースの含有量と前記マルチトールの含有量との比である、微結晶セルロース/マルチトールが0.5~7.5である、請求項1に記載の可食性フィルム。 - 前記基材は、ポリビニルピロリドンであり、
前記微結晶セルロースの含有量と前記マルチトールの含有量との比である、微結晶セルロース/マルチトールが0.67~7.5である、請求項1に記載の可食性フィルム。
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