12の驚くべき食品用ハイドロコロイド：特性の比較

管理者
11? 19, 2020
午前11時56分

食品用ハイドロコロイドとは？

食品ハイドロコロイドは通常、水に溶解する高分子物質であり、特定の条件下で十分に水和し、粘着性、滑り性、またはゼリー状の液体を形成することができる。

ハイドロコロイドの種類

種類	主な種
植物性ガム	グアーガム、ローカストビーンガム、タマリンドガム、リンシードガム、ガムポッド？アラビアガム、ヤローガム、インディアンガム、プレーンツリーガム、ピーチガム？ペクチン、こんにゃくガム、アロエベラエキス、イヌリン、ザナックス多糖類？
動物由来のガム	ゼラチン、カゼイン、カゼインナトリウム、キチン、キトサン、ホエイプロテインアイソレートホエイプロテイン濃縮物、フィッシュガム
微生物ガム	キサンタンガム、ジェランガム、スライブの多糖類、凝固多糖類, 酵母多糖類
海藻ガム	寒天、カラギーナン、アルギン酸、アルギン酸プロピレングリコール、紅藻ガム褐藻塩アルギン酸塩
化学修飾ガム	カルボキシメチルセルロースナトリウム、ヒドロキシエチルセルロース、微結晶セルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、変性デンプン、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルピロリドン

注：「植物種子ガム」、「植物樹木ガム」、「その他の植物性ガム」。

1.キサンタンガム

キサンタンガムは、キサンタン、ハンセンガム、キサンタン多糖類とも呼ばれ、シュードキサントモナス属の発酵によって生産される一種の単胞子多糖類である。

アブラナ科のキサントモナス（Xanthomonas xanthomonas）由来の糖質からなる酸性細胞外多糖類で、好気性発酵生物工学技術により、1,6-グリコシド結合を切断して分岐鎖を開き、1,4-結合で直鎖を合成する。

キサンタンガムは高分子の特殊な構造とコロイド特性を持ち、多くの機能を持っているため、乳化剤、安定剤、ゲル増粘剤、湿潤剤、フィルム形成剤などとして使用することができる。国民経済の各分野で広く使用されている。

キサンタンガムはすぐに冷たい水に溶解することができますが、強い親水性を持っているので、攪拌が十分でない場合は、吸水し、接着剤群に膨潤の外層は、内層に水を防ぐことができます。したがって、キサンタンガム乾燥粉末は、塩、砂糖、および他の乾燥粉末と混合し、溶液を作るために撹拌されている水にゆっくりと追加することができます。

静的または低せん断のキサンタンガム溶液は粘度が高く、高せん断の粘度は急激に低下するが、分子構造は変化せず、せん断力がなくなるとすぐに元の粘度に戻る。

したがって、キサンタンガム溶液は擬塑性を持つ。せん断力と粘度の関係は完全に塑性である。キサンタンガムの擬塑性は非常に顕著であり、安定した懸濁液、エマルジョンの擬塑性は非常に効果的である。

実験中、キサンタンガムをガラス棒で冷水に溶解する時、添加速度が速すぎると、キサンタンガム乾燥粉末が十分に拡散できず、塊になり、溶解しにくいことが分かった。高速ローターで攪拌した冷水にゆっくり加えると、十分に拡散し、深刻な凝集はなく、溶解液の粘度は大きく、わずかに黄色で透明性が悪かった。

65℃の熱水198gを秤量し、高速ローターで攪拌した後、増粘剤2gを添加し、増粘剤の熱水への溶解性を観察した。(以下同じ）

実験によると、キサンタンガムはお湯に溶けてわずかに黄色い溶液になり、お湯に分散させたキサンタンガムの方が溶けやすく、深刻な凝集を起こさないことがわかった。

2.アルギン酸ナトリウムと複合アルギン酸ナトリウム

褐藻アルギン酸ナトリウム、海藻ガム、褐藻アルギン酸、アルギン酸塩としても知られるアルギン酸ナトリウムは、コンブから抽出される天然の多糖類炭水化物である。

増粘剤、乳化剤、安定剤、接着剤、サイズ剤として、食品、医薬品、繊維、印刷・染色、製紙、日用化学品などの製品や産業に広く使用されています。

アルギン酸ナトリウムは強い親水性を持ち、冷水にも温水にも溶けて非常に粘性の高い均質な溶液を形成することができ、形成された実際の溶液は柔らかさ、均一性など、他の類似品では得がたい優れた特性を持つ。

コロイドを保護する役割が強く、油に対する乳化力が強い。

その結果、アルギン酸ナトリウムは冷水には分散しにくく、水の上層に基を保持しやすいが溶解しやすく、溶解液の粘度や透明度が大きく、アルギン酸ナトリウムよりも複合化したアルギン酸ナトリウムの方が基を保持しやすいことがわかった。

アルギン酸ナトリウムの熱水への分散性は、冷水への分散性よりも優れており、熱水への溶解が速く、均質で透明な溶液を形成する。

3.こんにゃくガム

こんにゃくガムは、様々なこんにゃく植物の塊茎から抽出されるハイドロゲル状の多糖類グルコマンナン（KGM）であり、高分子量の非イオン性KGMである。

こんにゃく粉の粒子は水に触れると膨潤し、破裂してKGMポリマーを放出する。このKGMポリマーは食品添加物として食品産業で広く使用されているだけでなく、農業、医療、その他の産業、その他の重要な役割でも使用されている。

実験によると、適切な攪拌と添加速度のもとでは、こんにゃくガムの分散はより良好で、速やかに溶解し、溶解後はわずかに粉末状の半透明の溶液を形成することがわかった。

熱水では、こんにゃくガムの分散性と溶解性は良くなるが、透明性が悪く、生臭さが増す。

4.グアーガム

グアーガムは非イオン性ガラクトマンナンの一種で、原料はグアー豆の種子を剥いて胚乳を取り除いた後の胚乳部分である。

洗浄、乾燥、粉砕、加水、加圧加水分解、20%エタノールで沈殿、遠心分離、乾燥、粉砕。

市販のガムは一般に白色から淡黄褐色の流動性のある粉末で、臭いはほとんどなく、その他の特異な臭いもなく、一般に75%～85%の多糖類、5%～6%のタンパク質、2%～3%の繊維、1%の灰分を含む。

グアーガムは水に溶かした後、高粘度の溶液を形成することができるので、食品、工業、製薬産業で広く使用することができる。

実験によると、グアーガムの分散性は良好で、水に素早く溶け、わずかに黄色の半透明な溶液を形成することがわかった。

グアーガムはお湯に溶けるのが早く、できた溶液はわずかに黄色で透明度は高くない。

5.カルボキシメチルセルロースナトリウム(CMC)

カルボキシメチルセルロースナトリウム（CMC）は通常、天然セルロースと苛性ソーダ、アニオン性ポリマーであるセルロースカルボキシメチルエーテルナトリウム塩の製造後に作られた塩素酢酸の反応によって作られ、分子量は6400（±1000）である。

CMCは天然セルロースを改質したもので、国連食糧農業機関（FAO）や世界保健機関（WHO）は公式に「改質セルロース」と呼んでいる。

CMCは、白または乳白色の繊維状の粉末または顆粒であり、密度は0.5〜0.7グラム/ cm3、ほとんど無臭、無味、吸湿性、エタノールや他の有機溶剤に不溶性の透明なコロイド溶液に水に分散させるのは簡単です。

CMCには、結合、増粘、増強、乳化、保水、懸濁などの機能がある。

実験によると、冷水に溶解したCMCは分散性が悪く、集団を保持しやすいので、CMCの使用は均等に散布し、常に攪拌する必要がある。

攪拌後、高速で冷水に溶解したCMCは、均質な透明溶液を形成する時間の後に、泡を生成することは容易である。

CMCを熱水に加えると、わずかに塊状になる現象が現れるが、攪拌することでCMCは完全に熱水に溶解し、透明度の高い溶液となる。

6.変性デンプン

天然澱粉固有の性質に基づき、澱粉の性質を改善し、その応用範囲を拡大するために、物理的、化学的、または酵素的処理が用いられる。

澱粉分子上に新しい官能基を導入したり、澱粉分子のサイズや澱粉粒子の特性を変化させることで、澱粉本来の特性（糊化温度、熱粘度とその安定性、凍結融解安定性、ゲル化力、フィルム形成特性、透明性など）を変化させ、特定の用途により適したものにする。

このような二次加工を受け、性質が変化したデンプンを改質デンプンと呼ぶ。

現在、改質澱粉の品種と規格は二千種類以上に達し、改質澱粉の分類は一般的に処理に基づいており、酸化澱粉、酸改質澱粉、アミロペクチン、アミロペクチン、架橋澱粉、カチオン澱粉、グラフト澱粉、シクロデキストリン、ホワイトデキストリン、前糊化澱粉（前糊化澱粉）、ジアセチル澱粉などが含まれる。

その中で、コーンスターチを原料とする化工澱粉の生産は200種以上に達しているが、中国本土でコーンスターチを原料として生産される化工澱粉の品種は10種に過ぎない。

化工澱粉は重要な工業原料のひとつであり、製紙、食品、繊維、建築、医薬などの分野で広く使用されている。

食品業界では、変性デンプンは主に増粘剤、ゲル化剤、結合剤、乳化剤、安定剤として使用される。

変性デンプンはお湯に溶けない。攪拌を止めると、変性デンプンはすぐにビーカーの底に沈む。

7.カラギーナン

カラギーナンは、紅藻類や海藻から抽出される親水性コロイドである。その化学構造は、多糖類の硫酸エステルであるガラクトースと脱水ガラクトースのカルシウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩、アンモニウム塩からなる。

硫酸エステル結合の形態の違いから、K型（カッパ）、I型（イオタ）、L型（ラムダ）に分類される。

ゼリー、アイスクリーム、ペストリー、ソフトキャンディー、缶詰食品、肉製品、粥、鳥の巣、スープ、冷食などの製造に広く使用されている。

カラギーナンは冷水には溶けないが、コロイド状に膨潤し、有機溶媒には溶けず、熱水に容易に溶けて半透明のコロイド溶液になり（70℃以上の熱水での溶解速度）、熱不可逆性ゲルを形成することができる。

ローカストビーンガム、こんにゃくガム、キサンタンガムなどのコロイドとの相乗効果があり、ゲルの弾力性と保水性を向上させることができる。

実験によると、カラギーナンは冷水に溶けず、半精製カラギーナンは不純物を多く含む。

熱水中では、精製カラギーナンは半精製カラギーナンより溶解性が良く、不純物が少ないため溶液の透明度が高い。精製カラギーナン溶液を表面皿にのせて冷やすと、均質で透明なゲルを形成し、安定した状態になる。

8.リンシードガム／亜麻仁ガム

亜麻仁ガムとも呼ばれるリンシードガムは、Linum usitatisssimum L.の種子または種皮から抽出、濃縮、乾燥などの加工を経て作られる。

亜麻仁ガムは黄色い粒状の結晶、または白からベージュ色の粉末で、乾燥粉末は軽い甘い香りがする。

亜麻仁ガムは新しいタイプの食品添加物で、食品産業で広く使用されているが、製薬産業など他の産業でも使用されている。

増粘剤、結合剤、安定剤、乳化剤、発泡剤として食品産業で使用されている。

日常的な化学工業では、高品質の化粧品の重要な原料として使用することができる。

製薬業界では、漢方薬や西洋薬の錠剤のような優れた乳化剤や接着剤の脂溶性薬物である。

亜麻仁ガムは、高粘度、強力な水結合能力を有し、熱可逆的に冷たいゲル特性を形成する能力を持っているので、食品や非食品分野で亜麻仁ガムは、他のハイドロコロイドに比べて、非ゲル化性ハイドロコロイドのほとんどを置き換えることができ、低価格を持っています。

実験によると、アマニガムは冷水に溶けやすくなく、わずかに溶ける程度で、高速攪拌でも溶けないことから、使用したアマニガムの純度が十分でなく、不純物が多く含まれている可能性がある。

亜麻仁ガムは、攪拌を止めた後、お湯にあまり溶けず、そのほとんどがビーカーの底に沈殿する。

9.カルドランガム

熱ゲル、凝固多糖類とも呼ばれるカードランガムは、微生物が産生する-1,3-グリコシド結合からなる水不溶性グルカンの一種で、懸濁液を加熱すると硬くて弾力性のある熱不可逆性ゲルと熱可逆性ゲルを形成する多糖類の総称である。

2006年5月、中国はカードランガムを食品添加物として認可し、乾燥生地製品、ウェット生地製品、パスタ製品、豆腐製品、調理済み肉製品、西洋ハム、肉浣腸、その他の食品に使用できるようになった。

クルドランガムは水に不溶であるが、冷水には容易に分散でき、高速攪拌処理後はより均一な分散液が形成される。水酸化ナトリウム、リン酸三ナトリウム、リン酸三カルシウムなどのpH12以上のアルカリ溶液には完全に溶解し、アルコールおよび他のほとんどの有機溶液には不溶である。

加熱度によって、カードランガムは低度ガムと高度ガムという性質の異なる2種類のコロイドを形成する。カードランガムの分散液を55℃から65℃に加熱し、40℃以下に冷却すると、熱可逆性を有する低度のガムが形成される。この低度ガムを60℃に再加熱すると、元の分散状態に戻る。カードランガムの分散液を80℃に加熱すると、しっかりとした熱不可逆性の高度のガムが形成される。

ゲル化剤、構造改良剤、増粘剤、安定剤として、ゼリー、麺類、ハンバーガー、ハム、食用繊維フィルム、フライ食品、冷凍食品、低カロリー食品（ダイエット食品）等の製造に使用できる。製品の保水性、粘弾性、安定性、増粘効果を向上させることができる。

クルドランガムは、粉末または懸濁液の形態で添加することができ、その濃度は0.4%～6.0%から選択することができる。

カルドランガムは熱水に速やかに溶解し、溶液は均一で安定で、ゲルの冷却後にゲルが形成される。

10.微結晶セルロース

微結晶セルロース利用可能な希薄な無機酸溶液にセルロース制御加水分解システム、ろ過、精製、スラリー噴霧乾燥によるセルロースの加水分解は、乾燥した広く分布した多孔質粒子を形成する。

白色、無臭、無味で、水、エタノール、アセトン、トルエンに溶けない。

微結晶セルロースは、医薬品、化粧品、食品などの産業で広く使用されており、粒子径や含水率が異なると、特性や応用範囲も異なります。

微結晶セルロースは医薬製剤に広く使用され、主に経口錠剤とカプセル剤に希釈剤と結合剤として使用され、湿式造粒だけでなく、乾式直接圧縮錠剤にも使用でき、一定の潤滑効果と崩壊効果があり、錠剤の調製に非常に有用である。

食品業界では、微結晶セルロースは、乳化と安定性を果たすことができる。微結晶セルロースは冷たい水に溶けず、熱い水でも溶解されず、攪拌が停止したときに微結晶セルロースは底に沈殿する。

11.ジェランガム

ジェランガムは、1980年代にケルコ社によって開発された微生物性ハイドロコロイドである。

グルコースを炭素源とし、硝酸アンモニウムを窒素源とし、若干の無機塩類を加えた培地中で、シュードモナセロデンを中性条件下で好気発酵させることにより生産される細胞外多糖ゲルで、完全透明な新しいタイプのゲルである。

ジェランガムは、D-グルコース、D-グルクロニド、D-グルコース、L-ラムノースの順に4つの糖分子がグリコシド結合でつながった高分子糖化合物であり、そのうち最初のグルコース分子は?-1,4グリコシド結合でつながっている。

ジェランガム粉末は黄色または白色で、特別な味と匂いはなく、溶けることなく約150?

耐熱性、耐酸性に優れ、酵素に対する安定性も高い。非極性有機溶媒に不溶であり、冷水にも不溶であるが、攪拌下で脱イオン水に直接分散させ、水中の陽イオン濃度を高めることができ、例えば中硬度の水（CaCO3換算で180mg/kg）に分散させるのに有用である。

しかし、Ca2+、Mg2+、Na+、K+イオン（硬水など）は加熱による分散ジェランガムの水和を妨げることがあり、陽イオン濃度が高いほど沸騰まで加熱しても水和させることができない。

すでに分散している水に少量のキレート剤（クエン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウムなど）を添加すると、非常に硬い水でも分散したジェランガムを水和することができる。添加するキレート剤の量がCa2+などの含有量に適切である限り、冷水にも溶ける。

高温で均一に水和したゲル溶液は冷却後そのままゲルになるが、凝固前に陽イオンを添加する必要がある。

カチオン濃度を上げるとゲルの硬度と弾性率は最大になるが、濃度がある限度を超えるとゲルの硬度と弾性率は低下し、一価カチオンと二価カチオンの最適濃度は同じではない。

ジェランガムは、プリン、ゼリー、砂糖、飲料、乳製品、ジャム製品、パンのフィリング、表面平滑剤、キャンディー、糖衣、調味料などの食品産業で広く使用されている。

また、微生物培地、徐放性薬剤、歯磨き粉など、非食品産業にも使用されている。

ジェランガムはお湯に早く溶け、均一で安定した系を形成する。

12.インスタント寒天

瞬間寒天はアガロースとアガロペクチンという2つの主要部分から成り、どちらもガラクトースを基本構造としている。

寒天のゲル化と溶解性を決定するのは、加工方法と原料「藻類」の違いである。

水溶液中では無秩序な分子として存在し、冷却後に二重らせんの立体交差構造を形成する。

そのゲル構造は3次元の空間ネットワーク構造である。

65～85℃の低温で10分以内に完全に溶解し、凝集することなく冷水に容易に分散させることができる。

糖とのある種の相乗効果があり、糖の存在下でゲルの強度を向上させることができ、糖濃度が40%を超えるとゲルの透明度も向上する。

pH4～10の範囲では90? で0.5時間粘度を維持できるが、pH4.0以下では粘度が低下する。

そのゲル強度は、基本的にpH4～7の範囲で安定を保つことができ、pH値が4未満になると強度の減衰がより顕著になる。

その酸味の条件を利用して、ソフトでなめらかな味のゼリーや、さまざまなプリン、冷凍スナック菓子を作ることができる。

0.5%以上の濃度でのゲル温度は約35～40℃、溶融温度は一般的に約85～95℃である。両者の温度差は約50℃と大きく、この現象は「ヒステリシス」と呼ばれる。

ゲル化点と融点に影響を与える主な要因は、濃度、塩、砂糖の添加である。また、ゲル化点や融点は濃度によって微妙に異なる。

そのゲル強度と濃度は基本的に比例関係にあり、濃度が高いほどゲル強度は高くなる。

100?で時間を変えて煮沸し、20?で15時間静置してゲル強度を測定した結果、1時間以内の加熱時間では基本的にゲル強度に影響はなく、耐熱性が良好であることがわかった。

寒天は、ゲル化、増粘、懸濁、安定性に優れ、フレーバーリリースや口当たり改善効果に優れているだけでなく、食物繊維の補給というヘルスケア機能を持ち、様々な分野で広く使用されている。

12.1 ヨーグルト中のインスタント寒天

味: 口溶けが良い、爽やか、デリケート、引かない

良好なフレーバーリリース：製品自体のフレーバーリリースをカバーしない。寒天には脂肪代替機能があり、「脂肪ゼロ」、「低脂肪」、「砂糖不使用」の製品を製造することで、製品の脂肪感と滑らかさを大幅に向上させることができる。

ステイタス：テクスチャーは重く、ストラクチャーは短い。

剪断抵抗性：機械的剪断に効果的に抵抗し、良好な後粘度回復性を示す。

使用方法少量でヨーグルトの品質、味、風味を大幅に向上させることができる。

優れた保水機能：寒天の自己吸収率は自重の250倍にも達する。

安定性：寒天は、ゲル化点と融点（ゲル化は40℃、溶解は85℃）の間にタイムラグがあるため、ヨーグルトの粘度の一貫性を確保するのに最適なコロイドである。

一般的な安定剤でヨーグルトを作ると、低温と室温で粘度が大きく変化し、室温では粘度が低下する。一方、寒天は温度による粘度の変化が少ない。

12.2 ゼリープリンのインスタント寒天

天然で安全な海藻植物多糖類

分散しやすく、溶解性が良い（85?

添加量によって、柔らかかったり、硬かったり、もろかったりする。

他のコロイドとの相乗効果。

ゲル形成は35～40℃で始まり、ゲルは85℃以上で溶ける。

爽やかな味わいと香りの抜けが良い。

12.3 飲料・飲料におけるインスタント寒天

(1)増粘・安定化効果があり、他の増粘コロイドに比べてべたつかないため、少量の添加でコクのあるさっぱりとした食感を与えることができる。

(2)フレーバーリリースに優れ、食品自体のフレーバーリリースをカバーしない。

(3)チキソトロピー粘性があり、液状飲料にとろみのある食感を与え、後味が少なく、口当たりが滑らかである。

(4) ゲル特性。低濃度では、溶液中に流動性のある三次元網目構造を形成し、良好な懸濁特性を有するため、タンパク質、繊維、粉末などの不溶性成分の懸濁効果を高めることができる。また、保存期間中の飲料の安定性を向上させ、成層化現象を防止することができる。

12.4 その他のフィールド・アプリケーション

パイの添加剤や増量剤、ペストリーレースのゲル、フランス製卵白クッキー、砂糖がけ食品、手作り小クッキー、アイスクリームのクリーム状食品の安定剤として使用できる。
マシュマロ、加糖フルーツスライス、キャンディバー、堅くて弾力性のあるフルーツゼリー食品など、多くの菓子食品の安定剤および充填剤として使用できる。
ジャムの製造では、ジャムの粘度を高めることができる。
それは柔らかい白いチーズ、クリームチーズに加えることができ、冷たい日を加えるために牛の乳製品を発酵させ、パルプからの乳製品を減らし、チーズおよびスライスの一貫性を改善するのを助ける。
鶏肉製品や水産物缶詰の増粘剤やゲル化剤として使用できる。
半固形の流動食の適合剤として使用できる。

食品用ハイドロコロイド製品

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