著者の所属・活動拠点の国は、チェコ、中国です。

掲載誌：LWT

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

健康への関心が高まり、脂肪が少なく、さらに健康上の付加価値もある乳製品が求められています。ただしアイスクリームの脂肪を減らすと、本来の食感や風味が失われやすくなります。そのため、見た目や食感を保てる「脂肪代替素材」が必要です。著者らは候補として「ピッカリングエマルション」に注目しました。エマルションは油と水が細かく混ざり合った状態のものです。ピッカリングエマルションでは、一般的な界面活性剤の代わりに固体の微粒子が油滴の表面を覆い、混ざった状態を安定させます。

研究チームは、カニやエビの殻などに由来する多糖類のキトサンを、液の酸性度（pH）の調整だけで微粒子にしました。この粒子で安定させたエマルションを、アイスクリームの脂肪代替素材として使うことを目指しました。さらに、ウコンの黄色い色素成分クルクミンをこのエマルションの油に溶かし込み、脂肪代替と同時にクルクミンの運び役も担わせる狙いもありました。著者らは、エマルションに閉じ込めた形でクルクミンを加えた食品の開発例はまだ少ないとしています。そのうえで本研究を、実用化の前段階にあたる予備的な概念実証と位置づけています。

何を、どのように調べたか

まず、濃度0.5、1、5、10 g/Lのキトサンを薄い酢酸に溶かしました。この溶液はpH約4です。水酸化ナトリウムを少しずつ加えてpHを上げると、pH6.5を超えたあたりで液が濁り、キトサンの微粒子ができます。研究チームは粒子の大きさ、大きさのばらつき、表面の電気の帯び方（ゼータ電位）を測り、最適なキトサン濃度を選びました。

次に、その粒子を含む水と、中鎖脂肪酸トリグリセリド（MCT）という油を混ぜてエマルションを作りました。油と水の比率は0.5:1、1:1、2:1、3:1の4通りです。pHを変えたとき、食塩（塩化ナトリウム）や塩化カルシウムを0〜200 mMの範囲で加えたとき、室温で3か月保存したときに、油滴の大きさや安定性がどう変わるかを調べました。

条件を絞り込んだ後、クルクミンを溶かした油でエマルションを作りました。油に入れたクルクミンのうちエマルション内に保たれた割合（封入効率）を測っています。このエマルションを牛乳・生クリーム・砂糖のアイスクリームに加え、生クリームの一部または全部を置き換えました。脂肪の置き換え率は1 kgあたり0（比較用）、200、400、600、1000 g（0〜100%）の5段階です。各試料について、油滴の大きさ、ゼータ電位、水分活性、硬さやまとまりやすさなどの食感指標、粘り気、色を測定しました。測定は少なくとも3回ずつ行い、統計的に比較しています。

主な報告結果

キトサン濃度1 g/L・pH7で作った粒子が最も小さく（636.3 nm）、大きさのばらつきも小さかったため、この条件が以降の実験に使われました。pH6.4では粒子は378.8 nmで、弱いプラスの電荷を帯びていました。

このエマルションはpHで出し入れできる性質を示しました。pHを上げるとエマルションができ、塩酸でpHを4未満に戻すと油と水が再び分かれます。pH7で作ったエマルションは3か月安定でしたが、pH6.5未満で作ったものは数日で崩れました。油と水の比率が2:1未満では安定したエマルションが得られ、2:1と3:1では軽く振るだけで分離しました。著者らは、1 g/Lのキトサンでは粒子の数が足りず、増えた油の表面を覆いきれないためと説明しています。

油と水が0.5:1のエマルションの油滴は、作製直後に約48.3 μmでした。室温で3か月保存すると約61.5 μmになりましたが、この差は統計的に有意ではありませんでした。1:1では約52.8 μmから約71.2 μmへの変化です。0.5:1のエマルションに塩類を加えた場合、50 mM未満では油滴の大きさに有意な変化はありませんでした。濃度を上げると、多くの場合で油滴が大きくなり、安定性が下がりました。クルクミンの封入効率は996 g/kg（約99.6%）と高い値でした。

アイスクリームでは、エマルションを多く加えるほど油滴の平均径が大きくなりました。比較用では0.868 μmでしたが、全量置き換えでは2.665 μmでした。食感の測定では、どの置き換え率でもまとまりやすさ（凝集性）が比較用より低下しました。一方、付着性とガム性はどの試料でも差がありませんでした。硬さは比較用が4.06 Nで、置き換え率400 g/kgの試料（10.04 N）は比較用と統計的な差がありませんでした。600 g/kgと1000 g/kgでは約33 Nまで硬くなっています。水分活性はどの試料も0.92〜0.93でほぼ同じでした。粘り気や弾性を示す値は、400 g/kgの試料がほかの試料より高い結果でした。油滴のゼータ電位はいずれも40 mV以上の大きさで、著者らは油滴が安定な状態にあることを示すとしています。

色はクルクミンの影響で大きく変わりました。明るさ（L*）は比較用の47.94から全量置き換えで83.16に上がりました。黄色みを示すb*は7.87から74.76に上がり、赤みも増しました。比較用との色差（ΔE）は、置き換え率200、400、600、1000 g/kgで、それぞれ35.56、60.36、75.47、76.21でした。

この報告が示すこと

研究チームは、pHの調整だけで作るキトサン粒子のエマルションが、アイスクリームの脂肪代替素材として作製できたと結論づけています。この素材はクルクミンの運び役も兼ねます。著者らは、試した配合のうち脂肪の40%を置き換えた試料（クルクミンはアイスクリーム1 kgあたり0.04 g）を最適としました。脂肪を大きく減らしながら、加工性や食感などを許容できる範囲に保てたという判断です。なお、このクルクミン量は、乳製品で消費者に受け入れられるとされる量として先行研究が報告した値より少ないと述べています。

一方、本研究では味や香りの官能評価を行っていません。アイスクリームの品質に重要な、空気の含み具合（オーバーラン）や溶け方も評価していません。保存中の品質、食感、微生物、風味の変化も調べていません。著者らは、官能特性、保存性、消費者の受け入れ、製造規模の拡大、経済性、規制面の評価にはさらに検討が必要だとしています。

原著論文の著者・所属：Bakht Ramin Shah（DRIFT-FOOD Centre, Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources, Czech University of Life Sciences Prague, Prague, 16500, Czech Republic）、Yagen Alhaji（DRIFT-FOOD Centre, Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources, Czech University of Life Sciences Prague, Prague, 16500, Czech Republic）、Harsh Jason Lal（DRIFT-FOOD Centre, Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources, Czech University of Life Sciences Prague, Prague, 16500, Czech Republic）、Xu Wei（College of Life Science, Xinyang Normal University, Xinyang, 464000, People’s Republic of China）、Diana Karina Baigts-Allende（DRIFT-FOOD Centre, Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources, Czech University of Life Sciences Prague, Prague, 16500, Czech Republic）

※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）：Bakht Ramin Shah, Yagen Alhaji, Harsh Jason Lal, et al. Development of curcumin-loaded pickering emulsions stabilized by pH-induced chitosan nanoparticles for fat replacement in ice cream. LWT（出版社：Elsevier BV） 2026-10-15. DOI: 10.1016/j.lwt.2026.120101. 原著ライセンス：CC BY.