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水性塗料にも応用可! レオロジー的特性別の食品増粘多糖類のご紹介
SDGsが採択されてから約10年が経過しようとしている中で、近年ではますます安全性が高い素材や環境負荷が軽減されている素材へのニーズが高まっています。塗料・塗装分野においても、VOC (揮発性有機化合物) の削減が課題となっており、水性塗料への関心も高まっています。当社は食品用の天然原料由来の多糖類を増粘剤として、食品業界で長年販売しています。今回は、食品業界の知見を活かし、塗料・塗装分野でも増粘剤として使用可能な、食品多糖類をご紹介します。
目次
レオロジー的特性で分類する食品増粘多糖類
増粘剤として重要な要素として、そのレオロジー的特性が挙げられます
ここでは、レオロジー的特性に基づいて、各種食品増粘多糖類をご紹介します。
① チキソトロピー性を示す食品増粘多糖類
塗料の代表的なレオロジー的特性として、チキソトロピー性が挙げられます。チキソトロピー性は、一度壊れた構造が時間の経過とともに回復する現象です。例えば攪拌によって粘度が低下した溶液が時間の経過とともに再び粘度が上昇します。「塗りやすく、垂れにくい」塗料の特性は、まさにチキソトロピー性の表れがあります。チキソトロピー性を示す食品増粘多糖類としてLMペクチン、イオタカラギナンがあります。LMペクチンは野菜や果物の細胞壁に含まれ、リンゴやレモンなどから抽出される食品多糖類です。分子鎖同士がカルシウムイオンにより結合することでゲル化します。LMペクチンの種類や添加量、カルシウムイオンの濃度等を調整することで、粘度やチキソトロピー性の度合いを調整することが可能です。
イオタカラギナンは海藻の紅藻類に含まれる食品多糖類であります。イオタカラギナンはカルシウムイオン存在下で、チキソトロピー性を示します。
② 擬塑性流動を示す食品増粘多糖類
擬塑性流動は力を加えると粘度が低くなり、力を加えないで置いておいた状態では粘度が高くなる性質です。擬塑性流動を示す食品多糖類として、
ガラクトマンナン、キサンタンガムが挙げられます。
ガラクトマンナンはマンノースとガラクトースが結合した多糖類で、様々なマメ科植物の種子の胚乳から得られます。グァーガム (2:1 =マンノース : ガラクトース)、タラガム (3:1 =マンノース : ガラクトース)、ローカストビーンガム (4:1 =マンノース : ガラクトース) などがあり、ガラクトース比率が高いほど溶解性が高くなります。
キサンタンガムは微生物（Xanthomonas campestris／キサントモナス キャンペストリス）から生産される食品多糖類であります。少ない添加量で高い粘度を出し、低濃度、低シェア（回転数）では他の多糖類と比べて高粘度です。一方で、擬塑性流動であるため大きなシェアがかかると粘度は大きく低下します。
③ ニュートン流動を示す食品増粘多糖類
ニュートン流動は粘度がずり速度と時間に依存しないものです。ニュートン流動を示す食品多糖類としてアラビアガム、タマリンドガムが挙げられます。
アラビアガムはマメ科アカシア属の植物の樹液の粘質物です。溶解性が高く、低濃度 (40%以下) ではニュートン流動であり、高濃度 (50%以上) では擬塑性流動を示します。タマリンドガムはマメ科のタマリンド (Tamarindus indica) の種子の胚乳から得られる食品多糖類です。水に容易に溶解し、食塩、pH、熱に対して比較的安定です。
組み合わせによる多糖類の活用
食品増粘多糖類の中には、併用することで粘度が上昇するなどの相乗効果がみられるものが存在します。そのため、食品増粘多糖類を組み合わせたブレンド製剤も様々活用されています。当社においても「調味料の染みこみを防ぐブレンド製剤」、「粉末飲料向け分散安定ブレンド製剤」など、多数のブレンド製剤を開発、製造、販売を行っています。多糖類の組み合わせを活用することで、よりニーズに応じた物性を得ることが可能です。
まとめ
レオロジー的特性や由来原料の違いにより、食品増粘多糖類は種類が実に多様です。それぞれの特徴を把握し、用途に応じて適切な多糖類を選択する必要があります。適切な選択をすることで、食品分野に留まらず塗料・塗装分野での活用が期待されます。
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