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グルコースシロップは、製菓用グルコースとも呼ばれ、デンプンの加水分解から作られるシロップです。グルコースは糖です。米国では、デンプンの原料としてトウモロコシが一般的に使用されており、その場合、シロップは「コーンシロップ」と呼ばれますが、グルコースシロップはジャガイモや小麦からも作られ、まれに大麦、米、キャッサバからも作られます。 [ 1 ] p . 21 [ 2]
90%以上のブドウ糖を含むブドウ糖シロップは工業的発酵に使用されますが[3] 、菓子類に使用されるシロップには、グレードに応じてさまざまな量のブドウ糖、麦芽糖、高級オリゴ糖が含まれており、通常は10%から43%のブドウ糖が含まれます。[4]ブドウ糖シロップは、食品に甘味料、食感の柔らかさ、ボリュームの追加に使用されます。コーンシロップのブドウ糖の一部を果糖に変換することで（酵素処理を使用）、より甘い製品である高果糖コーンシロップを製造できます。
グルコースシロップは1811年にロシアでゴットリープ・キルヒホフによって熱と硫酸を使って初めて作られました。[5]
種類
デンプンの加水分解方法と加水分解反応の進行度合いに応じて、異なる特性と用途を持つ異なるグレードのグルコースシロップが製造されます。シロップは、デキストロース当量(DE) によって大まかに分類されます。加水分解プロセスが進むほど、生成される還元糖が多くなり、DE が高くなります。使用するプロセスに応じて、異なる組成、つまり異なる技術的特性を持つグルコースシロップが同じ DE を持つ場合があります。
菓子用シロップ
最初のグルコースシロップは、高温高圧下でコーンスターチを酸加水分解して製造されていました。一般的な製品の DE は 42 でしたが、反応を制御するのが難しいため品質がばらつきました。酸加水分解で作られた DE の高いシロップは、ヒドロキシメチルフルフラールやその他の副産物の生成により、苦味があり色が濃い傾向があります。 [1] p. 26この種の製品は現在、連続変換プロセスを使用して製造されており[6]、酸加水分解のコストが低いため、現在でも広く使用されています。製菓用シロップの糖質プロファイルは、酵素加水分解によっても模倣できます。[6]一般的な製菓用シロップには、19% のグルコース、14% の麦芽糖、11% のマルトトリオース、56%の高分子炭水化物が含まれています。[ 7] p . 464 71そしてDEが増加すると甘さも増加し、63 DEのシロップは約70％、純粋なデキストロース（100 DE）は砂糖の約80％の甘さになります。[1] p. 71
高麦芽糖シロップ
β-アミラーゼまたは真菌α-アミラーゼを使用すると、50%を超える麦芽糖、または70%を超える麦芽糖（超高麦芽糖シロップ）を含むグルコースシロップを生産できます。[7] p. 465これは、これらの酵素がデンプン分子の端から一度に2つのグルコース単位（つまり1つの麦芽糖分子）を除去するため可能です。高麦芽糖グルコースシロップは、ハードキャンディーの製造に大きな利点があります。特定の水分レベルと温度では、麦芽糖溶液はグルコース溶液よりも粘度が低くなりますが、それでも硬い製品になります。麦芽糖はグルコースよりも保湿性が低いため、高麦芽糖シロップで製造されたキャンディーは、標準的なグルコースシロップで製造されたキャンディーほど簡単には粘着性になりません。[1] p. 81
商業用準備
原料や加水分解方法に関係なく、グルコースシロップの製造にはいくつかの共通したステップがあります。
準備
デンプンからグルコースへの変換を始める前に、デンプンを植物材料から分離する必要があります。これには繊維とタンパク質（小麦やトウモロコシのグルテン [1] p. 22 などの貴重な副産物となる場合があります）の除去が含まれます。タンパク質はメイラード反応により異臭と色を生み出し、繊維は不溶性であるため、デンプンを水和させるために除去する必要があります。このプロセスの一環として、植物材料を粉砕してデンプンを水にさらす必要もあります。
浸漬
デンプンは、酵素や酸が作用できるように膨張させる必要があります。穀物を使用する場合は、腐敗を防ぐために 二酸化硫黄が添加されます。
ゲル化
粉砕され、洗浄された原料を加熱すると、デンプンの糊化が起こります。デンプン分子の分子間結合が分解され、水素結合部位がより多くの水と結合できるようになります。これにより、デンプン粒が不可逆的に溶解し、鎖が非晶質に分離し始めます。これにより、デンプンは加水分解の準備が整います。
加水分解
グルコースシロップは、酸加水分解、酵素加水分解、またはこれら 2 つの組み合わせによって生成できます。現在、さまざまなオプションが利用可能です。
かつては、グルコースシロップはコーンスターチと希塩酸を混ぜ合わせ 、その混合物を加圧下で加熱することによってのみ製造されていました。現在、グルコースシロップは主に、コーンスターチと水の混合物に酵素α-アミラーゼを加えることによって製造されています。α-アミラーゼは、バチルス属細菌のさまざまな種によって分泌されます。この酵素は、細菌が増殖する液体から分離されます。この酵素はデンプンをオリゴ糖に分解し、次に「γ-アミラーゼ」としても知られるグルコアミラーゼ酵素を加えることで、オリゴ糖はグルコース分子に分解されます。グルコアミラーゼは、アスペルギルス属真菌のさまざまな種によって分泌されます。この酵素は、真菌が増殖する液体から分離されます。次に、グルコースを、いくつかの細菌のいずれかの増殖培地から分離された酵素であるD-キシロースイソメラーゼ酵素を充填したカラムに通すことで、フルクトースに変換できます。[8] [9]
説明
加水分解後、希釈したシロップをカラムに通して不純物を除去し、色と安定性を向上させることができます。
蒸発
最後に、希釈したグルコースシロップを真空下で蒸発させて固形物濃度を高めます。
用途
市販の食品における主な用途は、増粘剤、甘味料、保湿剤（水分を保持し、食品の鮮度を保つ成分）です。[10]グルコースシロップは、さまざまなキャンディー製品の製造にも広く使用されています。
アメリカでは、利益率を上げるために、国産のコーンシロップや高果糖コーンシロップ（HFCS）がアメリカ製の加工食品や大量生産食品、キャンディー、ソフトドリンク、フルーツドリンクによく使われている。[10]
グルコース シロップは、HFCS の生産が拡大する前は、米国で主要なコーン甘味料でした。HFCS は、他の酵素を使用して一部のグルコースをフルクトースに変換する変種です。その結果得られるシロップは、より甘く、より溶けやすいものになります。コーン シロップは、小売製品としても入手可能です。
ブドウ糖シロップは、映画やテレビで偽の血液を作る際に混ぜる材料としてよく使われます。ブドウ糖シロップを含む血液混合物は、安価で入手しやすいため、独立系映画や映画製作者の間で非常に人気があります。
参照
参考文献
- ^ abcdef Peter Hull (2010).グルコースシロップ：技術と応用. Wiley-Blackwell. ISBN 978-1-4051-7556-2。
- ^ WP Edwards、「砂糖菓子の科学」、王立化学協会、2000年、26〜27頁。
- ^ Dziedzic, SZ; Kearsley, MW (1995).デンプン加水分解生成物およびその誘導体のハンドブック。ロンドン: Blackie Academic & Professional。p. 230。ISBN 0-7514-0269-9。
- ^ EB Jackson (1995).砂糖菓子製造. ベルリン: Springer. p. 132. ISBN 0-8342-1297-8。
- ^ ハル、ピーター（2011）。グルコースシロップ：技術と応用。ジョン・ワイリー＆サンズ。p. 1。ISBN 9781444314755. 2022年6月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。2022年6月20日閲覧。
- ^ ab 米国特許 6287826、Barrie Edmund Norman 他、「デンプンからのグルコースシロップの酵素的調製」、2001 年 9 月 11 日発行、Novo Nordisk A/S、Bagsvaerd (DK) に譲渡
- ^ ab Sang Ki Rhee; Alexander Steinbüchel (2005).食品産業における多糖類とポリアミド：特性、製造、特許。Weinheim: Wiley-VCH。ISBN 3-527-31345-1。
- ^ 「デンプン加水分解における酵素の使用」。2009年7月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ 「酵素によるデンプン加水分解：背景」。2008年10月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ ab Knehr, Elaine. 「炭水化物甘味料」。Virgo Publishing。2011年7月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年10月17日閲覧。
外部リンク
- トウモロコシがコーンシロップに変わる仕組み。
- オレゴン州立大学の食品資源: コーンシロップ