次世代のグルテン

2023 年 5 月 25 日 - 最終更新日 2023 年 5 月 25 日 14:36 GMT

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「これまでにほとんど不可能だったのは、グルテンの足場を使わずに生地の中にたくさんの小さな気泡を維持することだ」と、ホーエンハイム大学植物ベース食品学部長のマリオ・ジェクル教授は語った。シュトゥットガルト。

グルテンフリーの焼き菓子の開発はここ数年で飛躍的に進歩しましたが、食品科学者はグルテンの優れた特性にマッチする効果的な代替品を見つけるために今も懸命に取り組んでいます。

化学物理学的用語では、グルテンは製パンにおける重要なタンパク質です。

これは、ベーキングによってオープンポア構造が安定するまで、生地を風通しの良い状態に保つネットのようなものだと考えてください。 このウェブは発酵中に気泡を捕捉することができます。 強度が高いほど、より多くのガスを保持でき、上昇が高くなります。 同時に、グルテンが発達するほど、相互に接続されたストランドがより強く、より長くなり、最終製品の噛みごたえと靭性が高まります。

したがって、さまざまな用途に応じて小麦粉が変化します。 パンはケーキと同じ多くの材料から始まりますが、粘稠度はまったく異なります。 強力粉のたんぱく質含有率は11%～13%で、ふんわりとした食感が楽しめます。 歯ごたえのあるケーキを楽しむことは想像しにくいため、タンパク質の割合が 7% ～ 9% の薄力粉はグルテン生成の可能性が低いです。

よくある誤解は、グルテンは小麦粉の一部であるということです。 はい、小麦粉にはグルテンの形成に必要な 2 つのタンパク質、グルテニンとグリアジンが含まれていますが、これらは液体 (水、牛乳) を加えたときにのみ結合して奇跡の網を形成します。

グルテンフリーのベーカリーでは、材料を泡立てること、つまり摩擦を起こして空気を閉じ込めることは問題ではありません。 これは、撹拌するか、イーストやベーキングパウダーなどの膨張剤を使用することで実現できます。

グルテンフリーのベーカリーに欠けているのは、すべてをまとめるサポートネットワークです。

しかし、グルテンは、程度の差こそあれ、世界人口の約 2% ～ 3% にとって問題となるタンパク質です。

ホーエンハイム大学臨床栄養研究所のステファン・ビショフ教授は、「現在、グルテンに関連する3つの病気のパターンがわかっています」と述べた。

セリアック病は広範囲にわたる慢性疾患であり、アレルギーと自己免疫疾患が混合したもので、体がグルテンを毒であるかのように誤って反応します。

小麦アレルギーはグルテンや類似のペプチドによって引き起こされ、同様に広く蔓延しています。

3 番目の臨床像は小麦感受性で、これまでに最も研究が進んでいませんが、本質的に抗体は産生されず、腸内壁への損傷はないようです。

「何が小麦過敏症を引き起こすのか、そしてグルテンもこの場合に役割を果たすのかどうかは、まだ正確には明らかではありません。したがって、私たちの部門では、このパズルに熱心に取り組んでいます。」と同大学の臨床栄養士教授、ビショフ博士は述べた。

Celiac UK によると、さらに 2 つの倦怠感が加わる可能性があります。 グルテン失調症は、セリアック病の多くの神経学的症状の 1 つであり、ぎこちなさ、協調運動障害、ろれつが回らないこと、および場合によっては視界がおかしくなるなどの症状を引き起こします。 疱疹状皮膚炎は、肘や膝に小さな水疱を伴うセリアック病の皮膚症状です。

強度のレベルに関係なく、グルテンを胃が通らない人にとって、日常生活での解決策はただ 1 つだけです。それはグルテンフリーの食品に頼ることです。

ホーエンハイム大学の研究者らは、新たなアプローチをとっている。

「グルテンで生地をサポートするのではなく、代替タンパク質でガスの泡と生地の間の界面を安定させることに重点を置いています」と Jekle 教授は述べました。

彼のチームは、グルテンタンパク質を直接置き換えることができるタンパク質をエンドウ豆、菜種、米、トウモロコシから抽出することに取り組んでいます。 彼はまた、植物育種のさらなる可能性についても考えており、「要件を正確に定義すれば、植物育種と協力して、タンパク質が私たちのアプローチにさらに適したエンドウ豆の新品種をターゲットにすることができます。」

別のアプローチとして、同部門は、米、トウモロコシ、またはオーツ麦からの天然タンパク質をムチン（アラビノキシランと呼ばれる）と結合させて、グルテンのような性質を持つ鎖を形成しようとしている。

研究者らはまた、キヌアの種子の細胞や穀物の​​皮の粘液に含まれるサポニンと呼ばれる天然化合物が、ヒナギクの茎、葉、花とともに、風通しの良い生地の形成をさらにサポートしていることも発見した。

これは、場合によっては焼き菓子に貴重な食物繊維を豊富に加えるために使用できるため、追加の利点を伴うアプローチです。

「例を挙げると、1日30gの繊維はすでに、男性と女性で最も一般的な3つのがんの1つである結腸がんに対する優れた予防効果があります」とビショフ教授は述べた。

科学者らは、肉代替品などの他の用途でのアラビノキシランの使用を調査することを計画している。 このアプローチは、植物ベースの製品に肉のような構造を与えるだけでなく、食物繊維による追加の栄養も与えます。 今のところ、市場には同等の製品は存在しない、と科学者らは主張する。

現在、大学の食品科学テクニカルセンターのミニ生産ラインから出てくるロールパンはまだ小さく、それぞれの生地が 30g ですが、蒸してから焼くと、仕上がりは軽く、黄金色で、湯気が立っています。

この実験では、手幅のコンベアベルトを使用し、テクノロジーと材料科学および工学を組み合わせています。 ただし、課題はレシピです。生地は完全にグルテンフリーでありながら、ふわふわでおいしい製品を製造する必要があります。

3Dプリントしたパン​

同部門は、3Dプリンターの助けを借りて、生地を「ほぐし」、それを1つのステップで焼くプロセスと組み合わせることにも取り組んでいます。 ノズルがペストリーを細孔とともにミリメートルの薄い層に積み上げ、その上にあるベーキングユニットが各層を即座に固めます。

このプロセスは、ザルツヴェーデルのパン屋が 200 年間にわたって古典的なバウムクーヘン (直訳すると「木のケーキ」または「丸太のケーキ」) を焼き続けてきた方法に似ています。 お玉を使ってバウムクーヘンの生地を回転ローラー上にミリ単位の薄い層で塗り、直火の前で一層ずつ焼き上げます。

「ホーエンハイム大学の私たちの技術は、もちろん、はるかに洗練されており、柔軟性があり、さまざまな構造を構築できます」とイェークル教授は述べました。

彼のチームは数年間にわたって 3D プリンティングの実験を行っており、原理的には、パンから肉、植物ベースに至るまで、ほぼすべての食品をこの装置で製造することができます。 また、個別化された栄養から持続可能性、食品廃棄の制限に至るまで、さまざまな利点があります。

「印刷された食品を使用すると、食事をカスタマイズできます。つまり、脂肪、炭水化物、タンパク質、その他すべての成分の比率を調整して、個人の個人的なニーズに正確に合わせることができます。」と Jekle 教授は述べました。

「また、たとえば食品の製造中に発生する残留物から原材料の一部を入手することもできます。」

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