ゼリー製造に最適な5つの増粘剤の選択

【概要】

増粘剤はゼリー製造における重要な技術的ポイントである。使用量は極めて少ないが、ゼリーの形状や品質に決定的な影響を与える。

この記事では、ゼリー製造に最適な5つの増粘剤を紹介する。

PART 01：はじめに

ゼリーは食用糖と増粘剤に酸味料、着色料、香料などを加えた半固形のゼリー状食品である。ゼリー製品は外国に由来し、弾力があって滑らかな食感、甘酸っぱい味、明るくて魅力的な外観を持っているので、広く大衆に好まれている。スナック食品FMCG分野におけるゼリー製品の独特な発展優位性により、多くの企業がゼリー市場に参入するようになった。

近年、中国のゼリー業界の発展の勢いは順調で、年間売上高は100億元以上、年間成長率は約15%の業界となった。

ゼリーの製造工程において、重要な技術的ポイントは食品増粘剤、すなわちゼリーゲル化剤の適用である。ゼリー製品に添加される食品増粘剤の量は極めて少ないが、ゼリーの形状に決定的な影響を与え、弾力性と可塑性を与える。

食品増粘剤は、食品業界で最も一般的に使用される食品添加物の一つであり、GB 2760-2014食品添加物使用衛生基準は、ゼリー製品における様々な食品増粘剤の使用制限を含む食品の16のカテゴリに約40種類の増粘剤の使用制限を明確に定義した。

PART 02: 食品増粘剤

2.1 情報源と分類食品増粘剤

食品増粘剤は通常、水に溶解し、一定の条件下で十分に水和して粘性のある液体やゼリー状の液体を形成することができる高分子物質を指す。食品増粘剤の多くは、自然界に広く存在する天然の高分子多糖類またはその誘導体である。

現在食品産業で使用されている食品用増粘剤は、その起源によって以下のカテゴリーに分けられる。

植物由来の増粘剤
海藻ベースの増粘剤
動物性増粘剤
微生物由来増粘剤
天然物質の半合成増粘剤

植物由来の増粘剤 は、ローカストビーンガム、タマリンドガム、アマニガム、グアーガム、ペクチン、アラビアガムなど、植物の粘液から抽出・精製された植物性多糖類がほとんどである。

海藻ベースの増粘剤 (海藻食品増粘剤）は海藻由来のコロイドで、より一般的に使用されているカラギーナン、アルギン酸およびそのナトリウム塩がこのカテゴリーに属する。

動物性増粘剤 は動物の組織や骨に由来するハイドロコロイドで、そのほとんどはゼラチン、キトサン、カゼインなどの動物性タンパク質で構成されている。

微生物由来増粘剤 は、微生物の細胞外代謝産物由来の高分子多糖類で、ジェランガム、カードラン、キサンタンガムなどがある。

ナチュラル 半合成物質 増粘剤 とは、セルロース誘導体、変性デンプン、デンプン加水分解物などの天然素材の分子を、何らかの化学的修飾によって変化させて得られる高分子化合物である。

2.2 機能増粘剤

食品製造において、食品増粘剤の添加は食品の粘度を向上させ、溶液をゲル化させ、あるいは親水性物質の系の相対的安定性を維持し、食品の物理的性質を変化させ、食品に粘性のある味を与え、増粘、ゲル化、安定化、保水などの食品系の役割を果たす。

食品増粘剤は、溶液中で完全に水和することができ、吸水膨張は数十倍以上であることができ、厚く滑りやすい高分子物質を形成し、溶液の粘度を増加させ、溶液を懸濁させ、したがって、増粘安定化の役割を果たす。

分子の吸水性が強いため、食品（パン、菓子、肉製品など）の保水剤として使用される。

さらに、特定の条件下で増粘剤の一部は、ゲル化反応、プラスチックゼリー状の半固体の形成にも発生することができます。そのゲル化効果により、食品増粘剤はゼリーの製造におけるゲル化剤として広く使用することができる。

PART 03: ゼリーの増粘剤

3.1 ゼリー製造用増粘剤の種類およびそのゲル化原理

カラギーナン

カラギーナンは、ゼリー製造において最も一般的に使用されるゲル化剤のひとつである。紅藻類の細胞壁から抽出される天然の藻類多糖類である。

カラギーナン溶液をゆっくり加熱・冷却すると、分子がカール状かららせん状に変化し、さらに一重らせんから二重らせんに変化し、三次元網目構造、すなわちゲルを形成する。低濃度で熱可逆性ゲルを形成でき、透明度が高く、ゼリー製造の可塑性と外観の要求を満たすことができる。

ゼラチン

ゼラチンの親コラーゲン分子は、3本のペプチド鎖が水素結合で結合した三重らせん構造である。熱によってゼラチンのコラーゲン分子の水素結合と一部の共有結合が切断され、不規則にカールした状態のゼラチンが可溶化するが、ある条件下では、ゼラチン分子は徐々に三重らせん構造に戻ることができる。

しかし、ゼラチンを単独で使用するとゲル強度が弱く、ゲルに必要な濃度が大きいため、カラギーナンやアルギン酸ナトリウムなどの増粘剤と併用されることが多く、相乗効果が高い。

ジェランガム

金属カチオンはコールドゲルの形成に重要な役割を果たす。カチオンは多糖類分子上のカルボキシル基と定点結合によって直接結合し、二重らせん鎖間の静電反発を弱め、「連結帯」の形成を容易にする。

一価カチオンによって誘導されるゲルは、熱可逆性ゲル、すなわち加熱後にゲルが溶けるゲルであり、この可逆的プロセスを繰り返すことができる。

しかし、2価の陽イオンによって誘起されるゲルは、熱に対してより安定であり、融解温度は120℃以上に達することもあり、熱的に不可逆なゲルである。

低温ゲル化によって形成されるゲルは高温では熱的に不可逆的であるため、二層または多層のゼリーの製造によく使用される。

タマリンドガム

アルギン酸ナトリウム

アルギン酸ナトリウムは褐藻類から抽出され、マンノガラクツロン酸とグロガラクツロン酸がグリコシド結合でつながった共重合体であるアルギン酸のナトリウム塩として存在する。

個々のアルギン酸ナトリウムはゲル化しないが、カルシウムイオンが存在すると、その分子のカルボキシル部位でナトリウムと交換することができるため、アルギン酸ナトリウムの2つのナトリウム結合にカルシウムイオンを結合させることで分子同士が結合し、ゲル化反応が起こる。

これらのカテゴリーに加えて、キサンタンガム、ペクチン、寒天、カルボキシメチルセルロースナトリウムなど、ゼリー製造に使用できる食品増粘剤は他にもさまざまある。

3.2 増粘剤の二成分配合ゼリー製造用

単一の増粘剤をゲルとして使用した場合、そのゲル性能は生産ニーズに合わないことがほとんどであるため、2種類以上の増粘剤を最適な比率で使用し、複合ゲル性能を最良のものにする必要がある。

例えば、カラギーナンによって形成されるゲルは透明度が高いが、もろく、保水性に乏しく、脱水しやすい。

しかし、カラギーナンにローカストビーンガム、こんにゃくガム、キサンタンガム、コーンスターチなどの他の増粘剤を配合すると、ゲル強度と弾力性を著しく向上させることができる。

アルギン酸ナトリウム、キサンタンガム、こんにゃくガム、ローカストビーンガムなど、ゼリー製造用の食品増粘剤の多くはゲル特性を持たないが、いくつかのゲル増粘剤と組み合わせて使用すると、通常ゲル相乗効果を示し、製品の品質を向上させる。

増粘剤の組み合わせにより、複数の増粘剤を活用してゲル性能を多面的に高めることができる場合が多い。中国のある専門家は、ゼラチンとペクチンをゲル化剤として使用したブルーベリーゼリーを開発し、ペクチンとゼラチンがそれぞれゼリーの噛み応えと弾力性を高めることを発見した。

通常、異なる増粘剤を複合的に使用することで、より望ましい相乗効果が得られる。1.05%のカラギーナンと0.45%のアルギン酸ナトリウムを使って複合ゲルを作り、パンプキンゼリーを作った研究者がいるが、複合ゲルの相乗効果でゲル化速度が上がり、柔らかさと弾力性をよりよく維持できる。

タマリンドガムにキサンタンガム、カルボキシメチルセルロースナトリウム、こんにゃくガムを1：9の割合で配合すると、粘度に対する相乗効果が最も高く、ゼリー製造に適していることが判明した。

また、マンゴーを原料としてフルーツゼリーを作る研究者もおり、彼らはゼラチン、こんにゃく粉、寒天、その他の増粘剤をスクリーニングし、最適な比率を研究した。

最終試験の結果、カラギーナンと寒天の添加量がそれぞれ0.5%のとき、得られたゼリーの味、透明度、保水性が最も優れていた。

3.3 増粘剤の多重配合ゼリーの製造において

食品用増粘剤の多様化とゲル特性の変化により、単一の増粘剤や二元配合増粘剤では満足のいく結果が得られなくなり、ゼリー製造における多機能配合の応用に関する研究がますます盛んになっている。

シェパーズパースゼリー用増粘剤の選択に関する研究では、こんにゃくガムとキサンタンガムの2成分配合がカラギーナンとの相乗効果が大きく、カラギーナンの3成分配合の方がゲル性能が高いことがわかった。

この研究でも、3つの好ましい比率が示された：

こんにゃくガム＋キサンタンガム＋カラギーナンの組み合わせ。
こんにゃくガム＋アルギン酸ナトリウム＋カラギーナンの組み合わせ
こんにゃくガム＋CMC＋カラギーナンの組み合わせ。

質量比はすべて1：1：1だった。

複合ゲル化剤としてアルギン酸ナトリウム、タマリンドガム、グルクロノラクトンを8：9：5の割合で使用し、60℃の温度でミルクゼリーを調製したところ、得られたゼリーは保水性、咀嚼性に優れていた。

また、粉乳、ショウガを主原料とし、カラギーナン、ゼラチン、カルボキシメチルセルロースナトリウムをゲル化剤として7：1：2の割合で混合し、ゼリーを開発する専門家もいる。

0.5%のカラギーナン、0.1%の寒天、0.2%のアルギン酸ナトリウムを複合ゲルとして使用し、アロエベラ果肉を導入して、健康的なアロエベラゼリーを開発した。

PART 04：結論

ゼリー製造技術が我が国に導入されて以来、ゼリー産業はより急速な発展の勢いを見せており、その発展空間は依然として拡大している。

また、生活水準の継続的な向上に伴い、人々のゼリーの味と健康に対する要求もますます高くなっている。ゼリー製品の味を絶えず豊かにし、同時にゼリーを単なる大食漢のスナックから栄養価の高いおいしい健康食品に変えることは、ゼリーメーカーを改革し、発展させる有効な方法である。そして、これらはすべて食品増粘剤応用技術の改善と革新に依存している。

備考

食品増粘剤の絶え間ない開発と配合応用技術の絶え間ない最適化。
商品の味の多様化
保存安定性の向上
より多くのヘルスケア新製品開発への需要。

以上の4点は、ゼリー業界各社が常に克服していかなければならない技術的な問題であろう。

ジーノは、以下のような多種多様なゼリーパウダー（増粘剤の多重配合）を開発してきた：

透明度が高く、弾力性と強靭性に優れたゼリーパウダー
透明度の高いクリスプゼリーパウダー
耐酸性多層ゼリーパウダー
耐高温多層ゼリーパウダー
高弾性・強靭な乳酸ゼリーパウダー
高クリスプ乳酸ゼリーパウダー
透明な飲むゼリーパウダー
飲むゼリーパウダー
高弾性で強靭なスティックゼリー粉
クリスプゼリースティックパウダー
こんにゃくを使わない高弾力・強靭なゼリーパウダー
こんにゃくを使わない高クリスプゼリーパウダー
高強度、滑らかな味のグラスゼリー・パウダー
低強度、高弾性、ソフトな味わいの草ゼリーパウダー

最も専門的なハイドロコロイドのサプライヤーとして、またカスタマイズされたソリューションを提供するプロバイダーとして、当社の製品はそれだけにとどまりません。

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当社は、革新的で技術的な食品添加物ハイドロコロイドの研究、開発、商品化を専門とするバイオテクノロジー企業です。寒天, カラギーナン, そして オーダーメイドのスタビライザー・ソリューション.

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ゼリー製造に最適な5つの増粘剤の選択

ゼリーの増粘剤

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