● 特別解説 ● ダイレクト Gel 転換による食品素材「米ゲル」と加工食品への応用すぎやま・じゅんいち筑波大学第二学群農林学類卒業。久保田鉄工，農林水産省食品総合研究所，同東北農業試験場等を経て，現在，（国研）農研機構食品総合研究所食品工学研究領域計測情報工学ユニット長，上席研究員，筑波大学生命環境系教授工学博士杉　山　純　一１．はじめに２．米のダイレクト Gel 転換技術食料自給率向上の基幹作物として米は重要な品米は小麦よりも硬質なため製粉が困難である。目である。そのため米の消費拡大が食料自給率向また，パンや製菓用途の米粉は小麦粉同等の粒度上に直結する。しかし炊飯米としての米の消費量とすることが望ましいとされている。二次加工上は年々低下しており，歯止めがきかない状態であで重要となる損傷デンプン率を下げた細粉砕は製る１）。要因は様々な議論がされているが，結果と粉コスト上昇が難点となるため，多くの研究者・して米消費低迷の一方で油脂・畜肉の消費拡大お技術者により製粉装置の開発や既存装置の改良がよび輸入小麦の比率が拡大しているのも事実であなされている。る。農水省としては，現在80% 以上を輸入に依上記米粉に対し，米粉にせずに粒のまま糊化を存する小麦消費の一部に米が置き換えられることしてゲル状にするという全く異なった発想で，非で，米消費拡大および自給率向上を促したい考え粉砕によるコスト低減と加工工程の簡易化を目標である２）。そこで新たな米の利用方法として，米に開発されたのが米のゲル転換技術（ダイレクトを米粉として加工する食品（既存の小麦粉製品へ Gel 転換技術，特許査定・登録中）である。すなの展開：米粉パン，米麺等）の開発が推進されてわち，高アミロース米に，水を加えて，加熱によいるが，米粉用米の生産も H23年度をピークにり糊化を促進した状態で，高速せん断撹拌を施す減少に転じているのが現状である。ことで軟らかいゼリー状から，高弾性のゴムボーこかかくはんル状のものまで，ゲル状の食品素材ができることを見出した。このダイレクト Gel 転換技術により加工された米の一次加工品を「米ゲル」と呼称している（第１図）。米ゲルは，ダイレクト Gel 転換時にかける回転速度 × せん断時間 × 圧力 × 温度 × 水分量等の諸条件が重要であり，それらの制御により，二次加工品に最適な物性を作り出すこ第１図　ダイレクト Gel 転換食品と容器 772 2015 VOL. 56 NO. 12 を示している。また，コシヒカリは，病院食としとを可能としている。て嚥下困難者に食するものと同一のものである。３．米の種類とダイレクト Gel 転換そして，高アミロース米のみが，唯一，ゲル状の第２図に，日本における米のおおまかな分類を性質を示し，米ゲルの特徴とする低コスト化への示す。大きく分けて，日本の米はもち米とうるち可能性とその物性制御の幅が広くとれる特徴を有米に分類され，その違いは，アミロースの有無にする。ある。アミロースを含むうるち米においては，さらに，その量において，低アミロース米，中アミ４．米ゲルの特徴ロース米，高アミロース米と分類される。通常の４－１）様々な物性制御が可能 “ ごはん ” として食べる低・中アミロース米は主米ゲルは，高アミロース米を使用することで原食用米として分類され，ほど良い粘りを有してい料米の約15倍以上の水を吸収する軟らかいゼリる。特に，低アミロース米は，冷めても粘りを有ー状から高弾性のゴム状のものまで，幅広い物性していることからコンビニ等のおにぎりなど，付の制御が可能となる（第４図）。その上，米自体加価値の高い用途に利用されている。高アミローは味が淡白でクセがないため副材料で様々な味付ス米は，もち米から最も遠ざかっていることからけができる。そういった意味では，米ゲルは食品推察されるように，粘りが少なくボソボソとした素材であり，様々な二次加工を施すことで多様な食感が特徴である。しかしながら，比較的安定的加工食品への応用の可能性がある。に収量が得られること（あるいは多収）や病害虫４－２）経時変化が少ないに耐性が高い品種が多いため栽培が容易であり，第５図は，米粉パンと米ゲルパンのクラム（パコスト低減にも繋がると期待されている。用途とンを焼いた時の，中が軟らかい部分）の硬さの経つなしては，当初はピラフ等が想定されていたが，前述のようにボソボソとした食味が受け入れられず，現状は加工用もしくは飼料用米として使われていることが多い。第３図に，アミロース含量の異なる米に対して，ダイレクトGel 転換処理を全く同条件（加水量，温度，撹拌条件等）で行った事例を示す。ヒメノモチは，アミロース含量０％のもち米，コシヒカリは同16％の中アミロース米，モミロマンは同28％の高アミロース米である。いずれも，加水量，温度，撹拌条件は全く同じでダイレクトGel 転換を試みたも第２図　日本における米の分類のであるが，ヒメノモチはさらさらの液体状，コシヒカリはペースト状，モミロマンがゲル状というように性状が異なった３)。面白いことにもち米は，さらさらの性状を示した餅という概念からは程遠い性状食品と容器ヒメノモチ（０％）　＜コシヒカリ（16％）＜モミロマン（28％）第３図　品種により異なる米ゲルの性状 773 2015 VOL. 56 NO. 12 図に，米団子を作る場合の比較を示す。左側は従来法であり，米粉から水を足してミキシングすることで団子生地を作り，それを丸めて成形し，沸騰したお湯の中に落とすといった工程である。それに対して，右側が米ゲルを使った場合で，米ゲルを作る工程は，加熱とミキシングに相当する Gel 転換の部分である。あとは，丸めるだけで完第４図　様々な物性制御が可能了となる。時変化を示したものである。各項目における３本同様のことは，シュー生地を作る場合も当てはの棒グラフは，左から順に，１日目，２日目，３まり，小麦粉から作る従来法では，様々な温度管日目のクラムの硬さを示しており，傾きが急なほ理と作業タイミングのノウハウが必要であるが，ど，硬化が早いことを示している。また，図中の米ゲルの場合はゲルに必要材料を混ぜるだけで 20%，30% は，小麦に対する米の置換量を表してシュー生地ができてしまうというメリットがある。おり，米粉パンにおいては，20% より30% の方が４－４）離水のしにくさ＆健全性のアピール硬化速度は早いことがデータに表れている。一方，第７図（左）は，内（クリーム）も外（シュー米ゲルパンにおいては，置換量は同じでも，全体皮）も，小麦粉を全く使わず米ゲルを主体で作っ的に米粉パンよりも軟らかめであると同時に，３たシュークリームである。通常のシュークリーム日間の経時変化はほとんどないことが明らかには，クリームから離水が生じてシュー皮を濡らし，なっている。経験的には，水分が飛ばない密閉袋皮部分がしっとりした食感になってしまうことがに入れておけば，常温放置でも１週間程度ではほあるが，米ゲルから作ったクリームはほとんど離とんど硬さには変化がないようである。水が起こらない。おそらく，沢山の水を抱き込め４－３）工程の簡略化る，物性の経時変化が少ないという現象は，この米ゲルは既に加熱してあるため米デンプンはア離水が起こらない（もしかしたらβ化しづらいこルファ化されており，人の胃腸で消化可能な素材とに通じる可能性も）ということとも関連していである。このことは，米ゲルを用いて２次加工食ると推察される。当所においてもデンプンの専門品を作る場合において，工程の簡略化がなされる家がチームを組んで，これらのメカニズムの解明場合が多々ある。最もシンプルな一例として第６に当たっている最中で，今後の成果を期待してい ※３本の棒グラフは，左から順に，１日目，２日目，３日目のクラムの硬さを示す。米粉置換割合が高いと硬化傾向，米ゲルパンは変化が少ない第５図　パンの日持ち性の比較（米粉 VS 米ゲル）食品と容器 774 2015 VOL. 56 NO. 12 るところである。米ゲルうどんは，米以外の粉を添加せずに加工第７図（右）は，米ゲルから作ったチョコレー（米100%）しており（第９図），従来の米粉ではトムースであるが，１週間冷蔵庫に保存していて不可能であった太麺でコシのあるうどんを実現しも，全く離水は生じていない。一方，通常のムースは，２，３日で離水が生じるものである。また，このシュークリームは，前述したように小麦を全く使っておらず，完全に小麦代替をした食品の一例でもある。いわゆるグルテンフリーのアレルギー対応食品としても位置づけられる。また，チョコレートムースにおいては，食感は米ゲルの物性制御により達成しており，実は油脂分を大幅に削減し，カロリーを37% カットしたものである。このように，米ゲルで物性を調整することでカロリー（油脂，卵等）を大幅に減らすこと第６図　工程の簡略化も可能である。４－５）成形しやすさ特に，洋菓子等への応用においては，絞り出し成形に向くもの，あるいは型で打ち抜き成形をしたいものなど，成形方法を選ぶ場合がある。特に打ち抜き成形の場合には，固めるためにゼラチンや卵を使う必要があった。しかし，米ゲルを使えば，いずれの場合も，物性制御をするこ冷凍＆解凍を繰り返したシュークリーム　１週間後のチョコレートムースとで対応が可能となる。そのため，卵やゼラチン，あるいは増粘多糖類の物性改良剤を使わずとも，天然の ※クリーム：ゲルで形状維持　※離水せず，はじめの物性のままシュー：ゲルで作成 ※クリームから離水がなく，ベチャベチャにならない米だけでこれらの役割を担わせることが可能となる（第８図）。５．米ゲルの食品への展開および可能性第７図　離水のしにくさ＆健全性のアピール米ゲルは，そのままでは単なる “ ゲル状物質” であり，用途の拡大には繋がらない。そこで，ダイレクト Gel 転換技術により各食品に合わせた物性制御を行うことにより冷凍讃岐うどんに匹敵する “ コシ ” を持ったうどん（米ゲルうどん）４) の作製や小麦パン同等の膨らみを擁する米置換パ絞り出し成形　型で簡単に成形 ※硬化剤（卵，ゼラチン）不必要ン（米ゲルパン）５）６) を開発した。食品と容器第８図　成形のしやすさ 775 2015 VOL. 56 NO. 12 歪 0.5 時の荷重ｆに対する破断時の最大荷重Ｆをコシの指標値とした。平均値 ± 標準偏差（ｎ＝４）。異なる文字の間に有意差あり（p ＜ 0.05）。第９図　米ゲルうどんとその物性（加水量と攪拌時間が麺のコシに与える影響）ており，成形性が悪かった麺への展開に新たな可モミロマンを上回る有望品種はいくつか見つかっ能性を示す結果である。なお，この時点では，押ている。今後は，できるだけこういった技術情報出製麺機を使ってのデータであったが，その後，を米ゲル利用推進協議会（来年１月までに Web さらに量産化に向くようにロール製麺機を使ってサイトを作成予定）にて広めたいと考えている。の製造法の開発にも成功している。また，これまであまり試みられていない洋菓子米ゲルパンは，グルテンを追加添加することなへの応用として，生菓子から焼き菓子まで小麦粉く小麦粉の10 〜 40% を米に置き換えて，ほぼ小を一切使わず（小麦粉100% 代替）加工すること麦粉パンと同等か条件によってはそれ以上の比容に成功している。これら洋菓子については2013 積（膨らみの指標）向上に成功している（第10図）。年に開催された国際食品工業展（FOOMA）にてなお，図では，高アミロース米にモミロマンを使っ FOOMA AP 賞グランプリを受賞している。さらているが，最近の研究においては，さらに膨れやに，高付加価値化という点においては，チョコレすい品種（一例：ミズホチカラ）も見出されていートペーストやクリームチーズの基材やカスターる。品種による米ゲルの加工適性の依存性はかなドクリームなどの卵の代用とすることで，高額なり大きく，それ以外にもこれまで標準としていた食品・食品素材への米の新たな活用の可能性を示した。これらにより，当初，パン生地における小麦の代替素材でしかなかった米が，全く新しい食品素材「米ゲル」として様々な加工食品への展開が可能になり，独り立ちができるようになったと考えている（第11図）。当研究室では，これらの特徴を活かして，高アミロース米を使った高付加価値食品の実現を目指して，うどん，パン，洋菓子への展開だけでなく，さらに医療・健康食といった各世代ニ第10 図　米ゲルパン食品と容器ーズにマッチした食品，また天 776 2015 VOL. 56 NO. 12 第 11 図　米ゲルから作ったパン・洋菓子類然の添加材として，様々な食品の食感改良にも使えるような研究も進める予定である。６．今後の課題と展望米粉と米ゲルおよび通常の炊飯米の位置づけを整理した（第 12図）。これまで，経営所得安定対策の一貫として補助対象となる新規需要米は，飼料用か従来の用途（米菓・調理用）以外の米粉として生産された加工米であった。米ゲルも同様に，パン，麺，菓子等に使われることから，位置的には同様なものと考えられ，Ｈ27年４月に施行食品と容器第 12 図　米ゲルが新規需要米に適用 777 2015 VOL. 56 NO. 12 規則が改正され，米ゲルの原材料として使われる可能であると考える。高アミロース米も，この補助対象となり，収量に技術的な今後の課題としては，現在，実験室レ応じて55,000円～ 105,000円 /10ａの対象となっベルであれば比較的小さな装置で米ゲルを作製でた。これにより，小麦粉が製品価格として100円きるが，業務用に向けた大量生産技術の開発，お /kg であるのに対し，製粉コストも不要になる米よび，高アミロース米の流通網の構築が急務であゲルは十分にコスト競争力のある食品素材となりると考える。逆にこれができれば，健康食品，医うる可能性が出てきた。療食品などの高付加価値食品，ひいては，米ゲルまた，米粉は保存性，運搬性に優れるが作製にを中間製品として輸出（特に先進国へのグルテン手間，コストがかかる。一方，米ゲルは，保存性，フリー食品市場に）も可能であり，新たな米の展運搬性には劣るが，製粉時の工程の簡略化，コス開が期待される。（HP に全文および図表はカラーで掲載）トが低いなど，お互いに補完する関係にあることから，米の市場をこれまでより一層広げることが参　考　文　献１）農林水産省データ，米粉利用の推進について（H26年徹也，鍋谷浩志，高アミロース米の機械的撹拌ゲル 2月）http://www.maff.go.jp/j/seisan/keikaku/ 化処理を利用した米麺加工法の開発，日本食品科学工 komeko/pdf/20140203.pdf 学会誌，Vol.61 No. 3：127-133 (2014) ２）農林水産省データ，よくわかる食料自給率（H26年５）藤田かおり，平野由香里，柴田真理朗，鈴木洋子，杉 10月）http://www.maff.go.jp/j/zyukyu/pdf/h26_f 山純一，蔦瑞樹，松山信悟，粉川美踏，奥西智哉，日 act_book.pdf 本食品科学工学会第61回大会講演集：76 (2014) ３）柴田真理朗，杉山純一，藤田かおり，蔦瑞樹，吉村正６）柴田真理朗，杉山純一，藤田かおり，平野由香里，俊，粉川美踏，荒木徹也，攪拌処理による高アミロー蔦瑞樹，粉川美踏，吉村正俊，荒木徹也，高速せん断ス米のゲル物性の変化，日本食品科学工学会誌，による高アミロース米ゲルのパン物性へ及ぼす効果， Vol.59 No.5：220-224（2012）日本食品科学工学会誌，Vol.62　No.4号：212-218 ４）松山信悟，柴田真理朗，杉山純一，藤田かおり， (2015) 蔦瑞樹，吉村正俊，粉川美踏，平野由香里，荒木別刷り合本をご利用下さい食品加工における微生物・酵素の利用＜新食品編＞本書は既刊の「食品加工における微生物・酵素の利用＜伝統食品編＞」の姉妹編としてまとめたものである。本新食品編ではアミノ酸，新甘味料，新たな機能性食品の生産や利用をはじめ，麹菌や酵母など発酵微生物の遺伝子解析，育種など，ポストゲノム時代へ向けた新たな研究開発についても紹介した。Ｂ５版／本文104ページ　定価1,500円《内容》監修に当たって（春見隆文）／アミノ酸の生産と利用（森永　康）／シトルリン，オルニチン（柴崎　剛）／醸造調味料とみりん（井村聡明）／エリスリトールの特性と用途開発（内田　実）／エリスリトールの発酵生産と浸透圧ストレス応答（春見隆文）／乳酸菌による保健効果（阿部　申・小田宗宏）／脱酸素低温発酵法による新たなヨーグルト製造法～伝統的なヨーグルトを科学することで誕生した新たな発酵方法～（堀内啓史）／食品とバイオフィルム（古川壮一・荻原博和・森永　康）／麹菌の遺伝子資源・遺伝子解析（柏木　豊）／パン酵母のパン生地中での働きと製品特徴および育種・開発（渡追　肇）／醸造用酵母の多様性－ワイン酵母を中心に－（後藤奈美）／乳酸菌の育種と分類（鈴木チセ）／ポストゲノム時代の発酵産業―微生物の多様性と可能性（春見隆文）缶詰技術研究会　電話 03（ 3 6 6 3 ）7 2 5 1　ファックス 0 3（ 3 6 6 3 ）7 2 5 3 食品と容器 778 2015 VOL. 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