増粘剤

増粘剤または増粘剤は、液体の他の特性を大幅に変えずに粘度を高めることができる物質です。食用増粘剤は、味を変えずにソース、スープ、プリンを濃くするためによく使用されます。増粘剤は、塗料、インク、爆薬、化粧品にも使用されます。

増粘剤は、他の成分やエマルジョンの懸濁性を改善し、製品の安定性を高めることもあります。増粘剤は、食品添加物、化粧品、パーソナル衛生製品の成分として規制されることがよくあります。一部の増粘剤はゲル化剤（ゲル化剤）であり、ゲルを形成し、コロイド混合物として液相に溶解して、弱い凝集性の内部構造を形成します。その他の増粘剤は、個別の粒子が付着または連結して歪みに抵抗する機械的チキソトロピー添加剤として機能します。

嚥下障害などの病気により飲み込みが困難な場合にも増粘剤が使用されることがあります。これらの人の中には増粘剤の恩恵を受ける人もいますが、その恩恵は限られています。^[1]

増粘剤としては、他の多くの食品成分が使用され、通常は特定の食品の調理の最終段階で使用されます。これらの増粘剤は風味があり、著しく安定していないため、一般的な使用には適していません。しかし、非常に便利で効果的であるため、広く使用されています。

味、透明度、化学的および物理的条件に対する反応の違いにより、特定の用途において異なる増粘剤が多かれ少なかれ適している場合があります。たとえば、酸性の食品の場合、酸性の混合物では増粘効果が失われるコーンスターチよりもクズウコンの方が適しています。4.5 未満の (酸性の) pH レベルでは、グアーガムの水溶性が急激に低下するため、増粘効果も低下します。食品を冷凍する場合は、冷凍するとスポンジ状になるコーンスターチよりもタピオカまたはクズウコンの方が適しています。

食品の増粘剤は、多くの場合、多糖類（デンプン、植物性ガム、ペクチン）またはタンパク質をベースにしています。

このカテゴリには、クズウコン、コーンスターチ、片栗粉、ジャガイモ澱粉、サゴ、小麦粉、アーモンド粉、タピオカなどの澱粉とそれらの澱粉誘導体が含まれます。

この目的で使用される風味のない粉末デンプンは、フェキュラ（ラテン語のfaeculaから来ており、「かす」 を意味するfaexの縮小形）です。

その他の糖ポリマーには、柑橘類の皮から得られるペクチン、グアー豆から得られるグアーガム、イナゴマメから得られるローカストビーンガムなどの植物性ガムが含まれます。

寒天、アルギニン、カラギーナンは藻類から抽出した多糖類、キサンタンガムはキサントモナス・カンペストリスという細菌が分泌する多糖類、カルボキシメチルセルロースはセルロースから得られる合成ガムです。食品の増粘剤として使用されるタンパク質には、コラーゲン、卵白、ゼラチンなどがあります。その他の増粘剤は、食品にすでに含まれているタンパク質に作用します。たとえば、インスタントプリンを作る際に牛乳のカゼインに作用するピロリン酸ナトリウムです。

ゲル化剤は、ゼリー、デザート、キャンディーなど、さまざまな食品を増粘および安定化するために使用される食品添加物です。ゲル化剤は、ゲルの形成を通じて食品に食感を与えます。一部の安定剤および増粘剤はゲル化剤です。

典型的なゲル化剤は、天然ガム、デンプン、ペクチン、寒天などの多糖類、またはゼラチンなどのタンパク質をベースにしています。

例:

• アルギン酸（E400）、アルギン酸ナトリウム（E401）、アルギン酸カリウム（E402）、アルギン酸アンモニウム（E403）、アルギン酸カルシウム（E404） -褐藻類由来の多糖類
• 寒天（E406、紅藻類から得られる多糖類）
• カラギーナン（E407、紅藻類から得られる多糖類）
• ローカストビーンガム（E410、イナゴマメの種子から得られる天然のガム多糖類）
• ペクチン（E440、リンゴや柑橘類から得られる多糖類）
• ゼラチン（E441、動物性コラーゲンの部分加水分解により製造）

東アジア料理に使われる市販のゼリーには、コンニャク植物から「ライチカップ」を作るのに使われるグルコマンナン多糖類ガムや、イチジク科のつる植物、フィカス・プミラから作られるアイユまたはアイスゼリーなどがあります。

寒天は、残留味がほとんどない非常に透明なゲルを生成します。ゼラチンシートは残留味がなく簡単に分散しますが、粉末状では多少の味が残る場合があります。カッパカラギーナンには、ゲル化プロセスを改善するために塩化カリウムが含まれている場合があり、後味がほとんどない透明な製品を生成します。イオタカラギーナンには、ゲル形成を改善する塩化ナトリウムが含まれています。アルギン酸ナトリウムは中程度の粘度のゲルを生成しますが、後味が残る場合があります。高メトキシペクチンは、食品加工で最も広く使用されているゲル化剤の1つです。一部の糖や酸と反応し、ゲル化プロセスを改善するためにミネラルを含む場合もあります。低メトキシペクチンはカルシウムと反応し、低糖ジャムの製造に使用されます。^[2]

機能性小麦粉は、特定の穀物品種（小麦、トウモロコシ、米など）から作られ、特定の熱処理を施すことで、安定性、一貫性、一般的な機能性が向上します。これらの機能性小麦粉は、酸性 pH、殺菌、凍結条件などの産業ストレスに耐性があり、食品産業が天然成分で配合するのに役立ちます。最終消費者にとって、これらの成分は成分リストに「小麦粉」として表示されるため、より受け入れられます。

小麦粉は、グレービーソース、ガンボ、シチューにとろみをつけるためによく使われます。最も基本的なとろみ剤は、小麦粉を水で混ぜてペースト状にしたもので、ホワイトウォッシュと呼ばれます。^[3] 生の小麦粉の味を避けるため、十分に加熱する必要があります。小麦粉と脂肪（通常はバター）を混ぜて加熱してペースト状にしたルーは、グレービーソース、ソース、シチューに使われます。シリアル（オートミール、クスクス、ファリーナなど）はスープにとろみをつけるのに使われます。ヨーグルトは東ヨーロッパや中東でスープにとろみをつけるのに人気があります。調理前にすりおろしたでんぷん質の野菜を加えてスープにとろみをつけることもできますが、野菜自体の風味も加わってしまいます。トマトピューレも風味だけでなくとろみを加えます。卵黄はプロの料理では伝統的なソースのとろみ付け剤として使われています。風味が豊かでベルベットのように滑らかな食感ですが、望ましいとろみ効果が得られる温度範囲は狭いです。このようなソースは加熱しすぎると簡単に台無しになってしまうため、アマチュア料理人にとって卵黄をとろみ剤として使用するのは難しい場合があります。料理人が使用するその他のとろみ剤には、ナッツ類（レハンを含む）や肉や魚から作ったソースがあります。

多くの増粘剤は、調理時に特別な注意が必要です。一部のデンプンは、調理時間が長すぎたり、温度が高すぎたりすると、増粘性が失われます。一方、デンプンの調理時間が短すぎたり、温度が低すぎたりすると、不快なデンプンの味になったり、冷却後に完成品から水分が染み出したりします。また、粘度が高いと、調理中に食品が焦げやすくなります。増粘剤をさらに追加する代わりに、レシピでは、長時間煮込むことで食品の水分量を減らすように指示されている場合があります。調理するときは、一般的に増粘剤を慎重に追加したほうがよいでしょう。とろみがつきすぎる場合は、水を追加してもかまいませんが、風味と食感が失われる可能性があります。

食品にとろみをつけることは、咀嚼や嚥下に関する医学的問題を抱える人々にとって重要です。食品にとろみをつけると、窒息したり、液体や食品の粒子を吸い込んで誤嚥性肺炎を引き起こす可能性が減るからです。

フュームドシリカや類似の製品は、硬い微細な鎖や繊維を形成し、それが絡み合ったり塊になったりして、表面張力によって関連する液体を保持するが、十分な力が加わると分離したり滑ったりする。これにより、チキソトロピー性またはずり流動性（ゲルでもよく見られる）が生じ、粘度は非ニュートン性で、せん断力や時間が増加するにつれて低くなる。その有用性は、主に、添加したシリカの量に比べて結果として生じる粘度の増加が大きいことである。フュームドシリカは、食品添加物として一般に安全であると認められており^[4]、化粧品によく使用されている。沈降シリカ、微細タルク、チョークなどの添加物も、混合物の目的特性に影響を与えずに粘度とコシを増加させるという点で、増粘剤の定義を満たしている。 ^[要出典]

化粧品や個人衛生用品に使用される増粘剤には、ポリエチレングリコールなどの粘性液体、カルボマー（ポリアクリル酸の商品名）などの合成ポリマー、植物性ガムなどがあります。増粘剤の中には、エマルジョンの安定性を維持するために使用される場合、安定剤としても機能するものがあります。ワセリンやさまざまなワックスなどの一部のエモリエント剤も、エマルジョンの増粘剤として機能することがあります。^{[引用が必要]}

増粘剤の主な用途の 1 つは、塗料および印刷業界で、顔料が缶の底に沈んで一貫性のない結果になるのを防ぐためにレオロジー調整剤に大きく依存しています。水ベースの配合は、墨汁と他のいくつかの水溶性顔料を除いてほぼ不可能ですが、これらはカバー範囲が非常に狭く、せいぜい木材にわずかに染みがつく程度です。現代の塗料とインクはすべて、不透明度と仕上げの鏡面性を制御するために工場でいくらかの顔料が追加されます。マットから高光沢まで、使用する増粘剤によって異なりますが、不透明度調整剤として追加される粒子のサイズによって大きく異なります。1  μm以下の粒子サイズが高光沢の限界であり、おそらく高級自動車用コーティングに限定されます。約 100 μm の粒子は、顕微鏡レベルで表面を凹凸にし、光を散乱させて表面をマットに見せます。^[要出典]

一般的に使用されるレオロジー改質剤:

• ポリウレタン、アクリルポリマー、ラテックス、スチレン/ブタジエン、
• PVA - ポリビニルアルコール。木工用ボンドなどの接着剤に使われるポリビニルアセテートではありません。PVA モノマーは、pH が低くない限りレオロジーに影響を与えないため、混合の早い段階でペイントまたはインク液に分散されます。ホウ酸は通常、顔料が追加された後 (顔料の「粉砕」段階) に重合を開始するために使用され、分散され、混合物は攪拌しながら濃くなり、均一な粘稠度が維持されます。この段階では、最も低いせん断インペラを除くすべてのインペラによって空気が混入されるため問題になることが多く、この目的には不十分です。代わりに、消泡剤添加剤を使用して気泡を制御します。これは、ペイント塗布中に引き続き利点となります。混合中の空気混入は PVA に特有のものではなく、実際、混合時に少なくとも何らかの注意を必要としないペイントの配合はほとんどありません。
• 粘土 - 懸濁液を分散させるアタパルジャイト、ベントナイト（凝集性と非凝集性の両方）、その他のモンモリロナイト粘土。通常、粘土は乾燥すると非常に細かい粉末となり、分散や他の成分との適合性を高めます。粘土は微粒子であるにもかかわらず、一般的にマットな表面を作ります。塗料やインクだけでなく、製薬、建設、化粧品などの他の業界、特にヘアスタイリング剤や顔のデトックスマスクでは、他のレオロジー改質剤、分散助剤、不透明化充填剤、消泡剤、そして職人をこの素材に惹きつける数多くの固有の性質を利用する多数のニッチな用途よりも、ベントナイトやアタパルジャイト粘土がますます好まれるようになっています。粘土は持続可能な方法で調達され、甚だしい環境被害を伴いません。粘土は最近まで最も安価なバルク材料の 1 つでしたが、使用パターンの急増に伴い価格が着実に上昇しました。^[要出典]
• セルロース - CMC、HMC、HPMC などは、化学的に置換されたセルロース高分子です。ヒドロキシル基は、メチルやプロピルなどの他の官能基に置換されています。置換量と分子量によって溶液の粘度が決まります (濃度が同じ場合)。さらに添加すると粘度も増加します。
• スルホン酸塩 - ナトリウム塩またはカルシウム塩、優れた保水性、用途の広さ、効率性。
• ガム類 - グアー、キサンタン、セルロース、イナゴマメ、アカシアが主なものです。
• 糖類 -カラギーナン、プルラン、コンニャク、アルギン酸塩、時にはハイドロコロイドと呼ばれるこれらの増粘剤は非常に多用途で特定の機能を持ち、それぞれ異なる挙動を示す一連の等級またはタイプがあります。たとえば、カッパカラギーナンは強力なゲル（カリウム活性化）を形成しますが、イオタカラギーナンはゲルを形成せず、増粘するだけです。
• タンパク質 - カゼイン、コラーゲン、^[5]、場合によってはアルブミン。
• 改質ヒマシ油- セルロースと同様に、ヒマシ油にはヒドロキシル基があります。他の油にはせいぜい二重結合しかありませんが、ヒマシ油にも二重結合はありますが、ほとんどの置換はヒドロキシル基部分で起こるため、さまざまな特性を持つエキゾチックな誘導体が生まれます。レオロジー改質剤の最新の進歩はこのカテゴリにあります。たとえば、BASF 社はヒマシ油誘導体をベースにした新しい製品ラインを持っています。
• 有機シリコーン - シリコーン樹脂、ジメチコン、変性シリコーンは、化粧品からヒントを得て、配合をいくらか簡素化します。

上記のレオロジー改質剤はすべて0.2%～2.0%の範囲で使用されます。

石油化学において、ゲル化剤は凝固剤とも呼ばれ、流出油と反応してゴムのような固体を形成する化学物質です。 ^[6]ゲル化した凝固油は、スキミング、吸引装置、または網によって水面から除去できます。穏やかな海、または中程度の荒れた海が必要です。

液体爆薬をゲル状にするためには、さまざまな物質が使用されます。ニトロセルロースやその他のニトロエステルがよく使用されます。その他の可能性としては、硝化グアーガムが挙げられます。

焼夷装置に使用される燃料の多くは、性能向上のために増粘が必要です。脂肪酸のアルミニウム塩がよく使用されます。一部の配合（例：ナパームB）では、ポリマー増粘剤が使用されています。増粘自然発火剤は、ナパームの自然発火性代替品であり、ポリイソブチレンで増粘されたトリエチルアルミニウムです。

燃料増粘剤は、極性液体（水）と同じ増粘剤で大部分が構成されています。これは、燃料増粘剤が「双極性」、つまり極性基と非極性基を持っているためです。唯一の違いは、これらの基の方向です。非極性媒体では、逆ミセル形成が起こります。

炭化水素-炭化水素型の分子間相互作用は最も弱いため、逆ミセルは通常のミセルよりもはるかに不安定です。主なゲル化燃料の前駆体は、通常、弱酸と強塩基または弱塩基から生成されます。

• 酢酸カルシウム
• 石鹸
• ポリ(メチルメタクリレート)
• ポリスチレン
• パラフィンワックス
• 二酸化ケイ素（一部のグレード）
• 天然ゴム
• 硫黄（多硫化物）
• ポリブタジエン
• アスファルト
• ベントナイト粘土
• コロイド 金属
• 金属石鹸
• セルロース誘導体
• カルボマー
• アルギン酸

• 粘液
• せん断増粘
• せん断減粘
• ペイントシンナー

• クックのシソーラス: 増粘剤