著者の所属・活動拠点の国は、コロンビアです。

掲載誌：Polymers

ライセンス: CC BY 4.0　対象: 公開論文　確認元: 論文PDF

研究の目的

コロンビアでは、栄養補助食品「Bienestarina」が長年にわたり基準となる製品として使われてきました。研究チームによると、この製品は輸入小麦と大豆たんぱく濃縮物に頼っており、国内の食料供給の弱点となっています。地元の農産物を生かしにくい原因にもなっています。コロンビアは消費する小麦の1％未満しか生産しておらず、2024/25年度には約190万トンを輸入しました。

デンプンを多く含む原料を蒸すと、デンプンがあらかじめ糊化（加熱と水分でデンプンの粒がほどけ、糊状になる変化）した状態の粉になります。しかし、複数の原料を混ぜた蒸し加工粉では、デンプンの構造の状態と、水を吸う性質・加熱時の粘り・流れやすさ・生地の弾力との関係がほとんど調べられていませんでした。

そこで研究チームは、三つの課題を立てました。一つ目は、蒸したササゲ（マメ科の穀物）、未熟なプランテン（調理用バナナ）、オレンジ色の果肉のサツマイモに脱脂粉乳を加え、コロンビア家族福祉庁（ICBF）が定めるたんぱく質とエネルギーの目標を満たす複合粉を配合することです。二つ目は、その粉の構造・熱・水和・流動の性質を明らかにすることです。三つ目は、その粉で作ったクッキー生地とマフィン生地の弾力、焼き上がった製品の食感、消費者の受け入れを評価することです。

何を、どのように調べたか

原料はコロンビア・コルドバ県で入手しました。サツマイモとプランテンは皮をむいて厚さ1cmに切り、褐変を防ぐ処理をした後、常圧で4分間蒸しました。ササゲは24時間水に浸け、手で皮を除いてから20分間蒸しました。これらを60℃で約6時間乾燥させて粉にしました。配合比は、目標の栄養値を満たすように数理計画法（線形計画法）で決め、ササゲ粉が74％を占める配合になりました。

できた粉について、水分や水分活性（微生物が利用できる水の目安）、たんぱく質などの成分、試験管内で測ったたんぱく質の消化率、微生物の数を調べました。30〜90℃の各温度で、粉がどれだけ膨らむか、どれだけ水に溶け出すかも測りました。赤外分光法で分子の結合の状態を、示差走査熱量測定で加熱時の熱の出入りを調べました。粉を水に分散させた液の流れやすさと、加熱・冷却したときの粘度の変化（糊化特性）も測定しました。

さらに、この粉を44％含むクッキー生地と31％含むマフィン生地を作り、少しずつ変形を大きくしながら弾力と崩れ始める点を調べました。焼いたクッキーは割れるのに必要な力を、マフィンは硬さや弾力を機器で測りました。食味評価では、クッキーとマフィンを日常的に食べる25〜35歳の100人が参加しました。外観、総合的な印象、食感、味を9段階で評価し、購入意向を5段階で答えました。

主な報告結果

粉のたんぱく質含量は24.08％で、ICBFが「Bienestarina Más」に定める21g/100gを上回りました。推定エネルギー量も375.1kcal/100gで、基準の360kcal/100gを超えていました。試験管内のたんぱく質消化率は89.23％でした。これは、生のササゲ粉で報告されている60〜75％より高く、乳たんぱく質のカゼイン（87〜90％）と同程度です。水分は7.93％、水分活性は0.477と低く、常温保存での微生物の増殖を抑えやすい状態でした。

加熱しながら粘度を測ると、粘度のはっきりした山は現れませんでした。粘度は初期で11.2cP、最終でも30.4cPと全体に低く、加熱中に粘度が落ちる現象もほぼゼロでした。研究チームは、蒸す工程でデンプンが十分に糊化していたことと矛盾しない結果だとしています。熱の測定でも、はっきりした糊化の吸熱は見られず、熱量は乾燥粉1gあたり2.35Jとごくわずかでした。

粉を水に分散させた液は、かき混ぜる速さが増すほど流れやすくなる性質（ずり流動化）を示しました。時間の経過による性質の変化は見られませんでした。水への溶けやすさは40℃で最大の24.31％、70℃で最小の21.35％でした。

クッキー生地の弾性率（硬さの指標）は71,000〜75,000Paで、マフィン生地の570〜580Paより約100倍大きい値でした。研究チームは、この差を主に水分量や粉の割合など配合の違いによるものとしています。一方、どちらの生地も変形が8〜13％に達すると流れ始め、崩れ始める点は同程度でした。

クッキーは0.126Nという小さな力で割れる、もろくほろほろした食感でした。食味評価は外観7.35、総合的な印象7.33、味7.17、食感6.85で、一般的な受け入れの目安とされる6.0を上回りました。84％の参加者が購入してもよいと答えました。マフィンの硬さは29.52Nで、評価は味7.6、外観7.46、総合的な印象7.39が高く、食感は6.57と最も低い項目でした。マフィンの購入意向は80％で、内訳は「必ず買う」45％、「たぶん買う」35％でした。

この報告が示すこと

研究チームは、蒸し加工と数理的な配合設計を組み合わせることで、地元の作物から公的な栄養目標を満たす粉を作れたと結論づけています。この粉は、小麦と大豆に頼るBienestarinaに代わる、地元産の原料を使った選択肢になりうるとしています。粘度の山が現れず熱の出入りもごくわずかだった点については、デンプンが一部、熱に強い構造へ組み直された可能性を挙げています。具体的には、冷めて再び結びついたアミロースや、アミロースと脂質の複合体が考えられるとしています。

また著者らは、同じ粉から固く弾力のあるクッキー生地と、柔らかく空気を含んだマフィン生地という性質の異なる二種類の生地を作れたことを示しました。これを根拠に、この粉が焼き菓子やインスタント食品の素材として技術面・食味面で使える見込みがあると述べています。

一方で、限界も報告しています。微生物検査の結果はコロンビアの基準を満たしましたが、カビ・酵母の数は許容上限の100CFU/gに達していました。著者らは、乾燥後の粉砕・ふるい分け・包装の衛生管理を改善する必要があるとしています。検査は製造直後に行われたため、保存期間を通じた安全性は保存試験での確認が必要です。また、蒸した後の冷却は温度を管理しておらず、その間にデンプンの再結合が一部起きた可能性があることも記されています。

原著論文の著者・所属：Carmen Elena Pérez-Cervera（Agro-Industrial Engineering Program, Pontificia Bolivariana University, Montería 230002, Colombia）、Daniela Colorado-Triana（Agro-Industrial Engineering Program, Pontificia Bolivariana University, Montería 230002, Colombia）、Camila Andrea Suarez-Gómez（Agro-Industrial Engineering Program, Pontificia Bolivariana University, Montería 230002, Colombia）、María Alejandra Castillo-Ortega（Agro-Industrial Engineering Program, Pontificia Bolivariana University, Montería 230002, Colombia）、Mateo Ávila-Díaz（Agro-Industrial Engineering Program, Pontificia Bolivariana University, Montería 230002, Colombia）、Claudia Denise De Paula（Department of Food Engineering, University of Córdoba, Montería 230002, Colombia）、Ricardo David Andrade-Pizarro（Department of Food Engineering, University of Córdoba, Montería 230002, Colombia）

※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）：Carmen Elena Pérez-Cervera, Daniela Colorado-Triana, Camila Andrea Suarez-Gómez, et al. Physicochemical, Structural, Thermal, Rheological and Functional Properties of Precooked Composite Flour from Cowpea, Unripe Plantain, and Sweet Potato, and Their Use in Cookies and Muffins. Polymers（出版社：Multidisciplinary Digital Publishing Institute） 2026-11-07. DOI: 10.3390/polym18212782. 原著ライセンス：CC BY.