(研究成果)将高纤椰子凝胶和β-葡聚糖混合而成的新食品原料 - -赋予食品粉末新的特性，扩大适用范围-
信息公布日期: 2021年10月4日(星期一) 重点
农研机构开发了将高纤椰子凝胶和大麦中所含的(1-3)、(1-4) -β-葡聚糖混合粉碎后的新食品原料(纳塔酱)。 纳塔酱赋予农产品来源的粉末新的物性和加工特性，提高糊状食品的粘结性和分散性。 通过本技术，将剩余规格外的农产品等未利用资源的适用范围扩大到3D打印食品等，为减少食物损失做出贡献。
概要 食品干燥粉末化可以在保持营养的同时抑制腐败变质，从而实现长期保存。 另外，为了消除质量偏差，赋予计量加工再现性，自古以来就适用于小麦、米、玉米和薯类等日常烹饪。 最近有报告称，为了减少食物损失，将磨耗率1 )高的蔬菜、水果等剩余规格外的农产品粉末化，长期保存。 但是，大多数情况下，由于粉末化，农产品和食品所具有的个性口感消失，因此用途有限。
农研机构开发了新材料“纳塔酱”，旨在赋予农产品来源的粉末以新的口感等特性。 迄今为止，在破碎作为高纤椰子凝胶3)而为人所知的纤维素凝胶时，需要高价的破碎装置，但(1-3)、(1-4) -β-葡聚糖4 ) (以下称为β-葡聚糖5 ) )等水溶性多糖与纳塔酱可以共存，即使是家庭用混合器也可以简单地得到破碎物。 另外，也可以用大麦的提取物代替精制的β-葡聚糖。
构成纳塔酱的纤维素和β-葡聚糖，分别作为水不溶性和水溶性的食物纤维在日常生活中被食用。 通过将它们混合后作为纳塔酱添加到食品中，可以得到适度的纤维质感。 纳塔酱主要通过两种相互作用影响食品粉末的加工适应性。 一个是在调制浆料时使粉末粘结的作用，使粉末容易变硬、凝聚，制造新的形状特性的成形食品，提高在3D食物打印机6 )中的造型适应性，同时抑制向烹饪器具等的附着。 另一个作用是使悬浊液中像淀粉一样在水中下沉的粉体稳定分散。 通过该作用，例如，使胶凝剂粉末具有高分散性，将该悬浮物配置成片状并位置选择性地进行激光加热7 )，可以进行高级食品设计。
今后，在明确纳塔酱对各种农产品粉末的添加效果的同时，还将为在烹饪加工现场的普及而努力。 另外，为了提高剩余规格外农产品等未利用资源和蔬菜加工时的副产物等的价值，研究其在纳塔酱的新一代食品制造工序8 )中的适用可能性等，以创造有利于美味健康的新食品和减少食物损失的新产业为目标。
相关信息 预算:内阁府月亮照型农林水产研究开发事业“开发同时实现食物损失削减和QoL提高的创新型饮食解决方案”(管理法人:生研支援中心)、运营费补助金
咨询方式 研究负责人:农研机构食品研究部门所长龟山眞由美 研究负责人:该食品加工原材料研究领域小组组长助理德安健 宣传负责人:该研究推进室涉外小组组长萩原昌司
详细信息 开发的社会背景 通过将食品干燥粉末化，不仅可以抑制微生物的繁殖、营养功能性成分的减少和变质，可以长期保存，还可以将部位和个体之间的偏差均质化，像糖和小麦粉一样，测量一定量后再现性良好地用于烹饪加工。 这种粉末化有望对高度利用易腐烂、形状偏差较大的剩余规格外农产品有所帮助，将成为减少食品损耗的资源管理的重要工序。 另一方面，农产品都有各自固有的特征和性质，利用它们进行食品原材料开发和烹饪加工来表现个性的口感，我们感受到了自然的恩惠。 但是，随着粉末化，其口感大多消失。 例如，生卷心菜清脆的口感会因为干燥粉末化而大大降低。 虽然保留了营养成分等价值，但由于这种口感消失，粉末化的食物材料的使用范围受到限制。 研究的经过 为了使失去原有口感表现力的食品粉末实现高附加值化，人们关注了纤维素凝胶所具有的功能。 发酵生产的纤维素凝胶(高纤椰子凝胶)悬浮物等纤维素分散物，显示了对食品物性的改性效果。 但是，其制造需要使用特殊的高压破碎装置和超声波破碎装置对高纤椰子凝胶进行微细破碎，成为了扩大产业利用的障碍。
研究的内容·意义
【纳塔酱的制备】 1·将市售的高纤椰子凝胶(图1A )水洗后，添加β-葡聚糖的水溶液，用家庭用搅拌机处理，制备破碎物(图1B和c )。 将该破碎物通过孔径500 μm的筛子，调查破碎度，结果仅用水不能充分破碎，只有6 %的悬浮成分通过筛子，与此相对，加入β-葡聚糖的破碎物通过74 %，加入大麦提取物通过88 %，发现高纤椰子凝胶会被微细破碎。 将添加了β-葡聚糖之类的水溶性多糖或以其为主要成分的材料的高纤椰子凝胶粉碎而制成的颗粒状新材料，命名为“纳塔酱”。 在家庭制备纳塔酱时，根据需要在水溶性多糖的共存下破碎脱糖后的高纤椰子凝胶，作为水溶性多糖，可以代替β-葡聚糖和大麦提取物，使用市售的增稠稳定剂，例如，也可以使用罗望子种子口香糖(主要成分:木聚糖)、瓜尔胶(主要成分:半乳甘露聚糖)等。
2·【纳塔酱粘结浆料及其在3D食物打印中的应用】 纳塔酱提高将粉末化的食材糊状化时的粘合性。 如图2所示，大豆粉糊的一部分会附着在汤匙和盘子上，但添加纳塔酱后，糊就会粘结变硬，从而抑制附着。
3·在由大豆粉、糙米粉和红色色素组成的替代肉用糊状物中添加纳塔酱后，可以赋予其硬度和纤维质感，如图3所示，撕裂时在表面观察到纤维状结构。
4·在来自农产品的粉末中混合纳塔酱晾干，可以制成非油饼干，坚硬不易崩解的食品(图4 )。 另外，在来自农产品的粉末中添加甘油和纳塔酱，成型为棒状后晾干，就可以得到储藏用的干燥食品。 通过削去它，可以调制出削节这样的新食品(图4 )。 另外，使用该方法成型为匙状，而不是棒状，以扩大可食性材料的利用范围。
5·关注在土豆粉中混合纳塔酱会增加硬度，可以将3D食物打印机的加工范围扩大到低浓度一侧。 例如，制作圆筒状的层叠成形物时，如图5所示，只用水悬浮的土豆糊在20 %的浓度下无法顺利层叠，在将浓度提高到22.5 %并增加硬度的条件下，圆筒的下部也被按压而成为扩大的成形物(图55 )。 与此相对，如果使用纳塔酱的浆料，则以20 %的浓度维持圆筒状(图5B )。 如上所述，使用纳塔酱可以将适合3D食物打印的浆料浓度转移到低浓度一侧。
【纳塔酱对淀粉粒的分散和应用】 6·将土豆粉或土豆淀粉加入水中，搅拌后静置，均迅速沉淀(图6 )。 与此相对，如果将纳塔酱加入悬浮的液体中，两者都会变成白浊的分散物。 分散性高的悬浊液在分装时的均质性高，烹饪加工时有望容易控制质量。
7·通过在含有胶凝剂卡兰粉末和塔梅里克粉末的悬浮液中加入纳塔酱，制备了混合粉末的分散液。 如图7所示，将其放置在载玻片上，通过位置选择性地照射蓝色激光，按照设计图加热到“NARO”的文字型，只使加热部分凝胶化，使文字薄薄地浮现出来。 用水轻轻清洗，确认加热的地方发生了凝胶化。
今后的预定·期待
由于纳塔酱的粘结作用主要与农产品粉末中含有的细胞壁成分和纳塔酱中的纤维素的相互作用有关，因此根据农产品的品种、品种、成熟度、部位等的不同，有可能赋予其特征性的物性。 今后，我们将在阐明纳塔酱对各种农产品粉末的添加效果的同时，推进其在烹饪加工现场的普及利用方法的开发。
另外，将本技术应用于将剩余规格外的农产品等未利用资源和蔬菜加工时的副产物等干燥粉末化而成的食物材料，通过用于3D食物打印和激光加热等新一代食品制造工序，有望赋予粉末来源的食品新的口感等特性(图8 )。 今后，将推进纳塔酱在新一代食品制造工程中的利用技术开发，目标是提供美味且有利于健康的新食品，并创造与减少食物损失相关的新产业。
用语的解说 损耗率 在经过运输、储藏等送到家庭厨房等阶段之前，农产品损失量占农产品产量的比例。 在活着的状态下流通的蔬菜和水果的消耗率，相对于其他食品来说是很高的值。 返回到概述 不符合剩余标准的农产品 是指因出货调整或形状、尺寸不符合规格而未在市场流通的农产品，在收获阶段虽然没有质量问题，但直接放置会导致食物损失。 返回到概述 纳塔德可可nata de coco高纤椰子凝胶 由糖液发酵而成的以纤维素为主要成分的凝胶状食品。 除了包含在甜点等中之外，还作为糖浆腌渍出售。 高纤椰子凝胶本身不能被人小肠的消化酶分解，而是水不溶性食物纤维，所以在大肠的分解性也很低。 返回到概述 (1-3)、(1-4) -β-葡聚糖 大麦、大麦和小麦等中大量含有的β-葡聚糖的一种。 不被人小肠的消化酶分解，而是作为水溶性食物纤维在大肠内被肠内细菌同化。 国内外的食品功能性得到了认可，期待着血中胆固醇值的正常化、抑制饭后血糖值的上升、改善肠内环境等效果。 返回到概述 β-葡聚糖 是主要作为植物细胞壁成分和微生物来源的菌体外多糖和贮藏多糖的主要成分存在的、葡萄糖(葡萄糖)单元通过β键连接的高分子物质的总称。 本文将(1-3)、(1-4) -β-葡聚糖记载为β-葡聚糖。 返回到概述 3D食物打印机 一种新一代食品制造用装置，提供基于编程工序，三维( 3D )自动配置和堆积食品原材料，口感、营养价值等得到控制的新食品。 返回到概述 激光加热 对放置在加工台上的试样照射激光，进行局部加热的方法。 由于可以二维选择照射位置进行加热，因此作为需要精密设计的3D食物打印等方面的先进加热技术备受期待。 返回到概述 新一代食品制造工序 应对食物不足、食物损耗问题、抑制温室气体的产生、生活习惯病预备群增加等紧迫的课题，有望有助于解决问题的创新食品制造工程。 3D食物打印和相关的激光加热等尖端加工、昆虫食物、替代肉、人造肉等的制造工序等备受瞩目。
发表论文
TOKUYASU Ken, YAMAGISHI Kenji, MATSUKI Junko, NEI Daisuke, SASAKI Tomoko, and IKE Masakazu: "Nata puree," a novel food material for upgrading vegetable powders, made by bacterial cellulose gel disintegration in the presence of (1,3)(1,4)-β-glucan. Journal of Applied Glycoscience, doi:10.5458/jag.jag.JAG-2021_0009
参考図
