著者の所属・活動拠点の国は、カザフスタン、トルコです。

掲載誌：Foods

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

研究の目的

小麦に含まれるグルテンは、パン生地に弾力のある骨組みを作り、ふくらみや柔らかさを生み出します。グルテンを含まないパン（グルテンフリーパン）ではこの骨組みが作りにくく、体積や気泡の多さ、柔らかさといった品質が落ちやすいことが課題です。そのため、グルテンの代わりに生地の構造を支える材料を選び、その適切な量を確かめることが重要だと研究チームは述べています。

研究チームが注目したのは、トウモロコシに多く含まれるタンパク質「ゼイン」と、焙煎していない緑色のそば（グリーンバックウィート）の粉です。ゼインは水になじみにくい性質を持ち、膜状の弾力ある網目を作れることから、グルテンの代わりになる候補とされています。ただし、これまでの研究はゼインの取り出し方や性質の分析、パン以外のモデル的な系での働きが中心で、精製したゼインがグルテンフリーのパンの中でどう働くかについての知見は限られていました。そば粉とゼインの組み合わせも、体系的にはほとんど調べられていません。そこで著者らは、トウモロコシのグルテンミール（でんぷん製造の副産物）から取り出したゼインをそば粉パンに加え、加える量によって生地とパンの性質がどう変わるかを総合的に調べました。

何を、どのように調べたか

研究チームはまず、トウモロコシのグルテンミールからヘキサンで油分を除き、エタノールでゼインを抽出・精製しました。得られたゼインはタンパク質を89.56%含んでいました。

パンは、そば粉を主原料とし、ゼインを粉の重さに対して0%（対照）、10%、20%、30%加えた4種類を作りました。どの配合にもコーンシロップ（ブドウ糖シロップ）を同じ量だけ入れています。これは条件をそろえ、試料間の違いが主にゼインの量によるものと判断できるようにするためです。ゼインは常温では水になじみにくいため、シロップを含む液体を50〜60℃に温めてから28〜35℃に冷まし、その後に酵母を加える手順がとられました。

生地については、加熱したときの粘り（糊化特性）と、こねながら加熱・冷却したときの抵抗の変化を測る装置（ミクソラボ）で、タンパク質の網目の強さ、でんぷんの糊化、冷えたときのでんぷんの固まりやすさを評価しました。走査型電子顕微鏡で生地の微細な構造も観察しました。

焼き上がったパンについては、重さあたりの体積（比容積）、焼成による重量の減少（焼減率）、中身の水分、色、中身の硬さ・弾力性・まとまりやすさを測りました。さらに、消化酵素を使って試験管内で消化を再現し、すぐに分解されるでんぷん（RDS）、ゆっくり分解されるでんぷん（SDS）、分解されにくいでんぷん（レジスタントスターチ、RS）の割合と、そこから予測される血糖指数（pGI）を求めました。食味の評価には成人ボランティア8人が参加し、外観、中身の色、香り、味、食感、総合的な好ましさを9段階で採点しました。測定は3回ずつ行い、統計的に差を比べています。

主な報告結果

全体として、ゼインを20%加えたパンが最も良い結果を示したと報告されています。このパンは比容積が2.41 mL/gと4種類の中で最も大きく、焼減率は対照の11.8%から10.1%に下がり、中身の水分は対照の38.4%から41.1%に増えました。中身の硬さは6.9 Nで対照より30%低く、弾力性（0.85）とまとまりやすさ（0.57）も最も高い値でした。一方、30%加えたパンでは硬さが8.3 Nに上がりました。

生地では、ゼインが多いほど加熱時の最大粘度が上がり、対照の1105 cPから30%添加で2017 cPになりました。ミクソラボで測ったタンパク質の熱への強さとでんぷんの糊化を示す値は20%添加で最大でした。顕微鏡観察では、20%添加の生地で、でんぷんの粒がタンパク質の網目に埋め込まれた密で連続した構造が見られました。30%添加では、タンパク質が厚く覆ったり塊になったりして分布が不均一になっていました。

試験管内の消化試験では、20%添加のパンで、すぐに分解されるでんぷんが対照の48.1%から41.6%に減り、ゆっくり分解されるでんぷんは22.4%から26.3%に、分解されにくいでんぷんは7.8%から10.4%に増えました。予測血糖指数は72.3から67.1に下がりました。

食味評価でも20%添加のパンがすべての項目で最も高い点を得て、総合的な好ましさは対照の6.8点に対して8.5点でした。30%添加では総合評価が7.1点に下がりました。また、ゼインを加えると中身の色が明るくなる傾向がありました。

この報告が示すこと

研究チームは、そば粉のグルテンフリーパンでは、ゼインを粉の重さの20%加えることが生地の性質、パンの品質、微細構造、栄養面の特性を改善する最適な方法だと結論づけています。ゼインは多ければ多いほど良いわけではありません。適量では網目状の構造を作ってグルテンの役割を部分的に補いますが、多すぎるとタンパク質が固まってでんぷんの吸水や均一な構造づくりを妨げる、というのが著者らの説明です。消化されにくくなった理由については、ゼインの網目が糊化したでんぷんを部分的に包み、消化酵素が届きにくくなったためと考えています。ブドウ糖シロップは全配合で同量のため試料間の差の原因ではなく、ゼインによる構造の効果が上回ったとしています。

ゼインには独特の味や色があり、食味を損なうおそれが以前から指摘されていました。今回の食味評価は、適量であればその懸念が当てはまらない可能性を示しています。

一方で著者らは、予測血糖指数の低下は「中程度」であり、このパンを低GI食品に変えるものと解釈すべきではないと注意しています。また、消化の結果は試験管内で得たものなので、人が実際に食べたときの血糖の上がり方にそのまま当てはめることはできないとしています。

原著論文の著者・所属：Gaukhar Akshorayeva（The Department of Food Technology and Processing Products, Saken Seifullin Kazakh Agrotechnical University, Astana 010000, Kazakhstan）、Gulnazym Ospankulova（The Department of Food Technology and Processing Products, Saken Seifullin Kazakh Agrotechnical University, Astana 010000, Kazakhstan）、Vural Gökmen（Food Quality and Safety (FoQuS) Research Group, Department of Food Engineering, Hacettepe University, Beytepe, 06800 Ankara, Türkiye）、Svetlana Kamanova（The Department of Food Technology and Processing Products, Saken Seifullin Kazakh Agrotechnical University, Astana 010000, Kazakhstan）、Linara Murat（The Department of Food Technology and Processing Products, Saken Seifullin Kazakh Agrotechnical University, Astana 010000, Kazakhstan）、Bakhyt Shaimenova（The Department of Food Technology and Processing Products, Saken Seifullin Kazakh Agrotechnical University, Astana 010000, Kazakhstan）、Daulet Aitmukhanbetov（The Department of Food Technology and Processing Products, Saken Seifullin Kazakh Agrotechnical University, Astana 010000, Kazakhstan）、Sayagul Tazhina（The Department of Food Technology and Processing Products, Saken Seifullin Kazakh Agrotechnical University, Astana 010000, Kazakhstan）、Mukhtarbek Kakimov（The Department of Food Technology and Processing Products, Saken Seifullin Kazakh Agrotechnical University, Astana 010000, Kazakhstan）

※本記事は原著論文をもとに、日本語で要約・説明を加えた研究紹介です。 出典（原著論文）：Gaukhar Akshorayeva, Gulnazym Ospankulova, Vural Gökmen, et al. The Combined Effect of Corn Zein and Buckwheat Flour on the Rheological, Microstructural, Physicochemical, and Nutritional Properties of Gluten-Free Bread. Foods（出版社：Multidisciplinary Digital Publishing Institute） 2026-08-27. DOI: 10.3390/foods15173018. 原著ライセンス：CC BY.