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レビュー論文

食品加工技術に及ぼす塩含有量低下の影響

Effect of Salt Content Reduction on Food Processing Technology

By Jana Rysová and Zuzana šmídová

Foods 2021;10:2237       2021.09.21

要約

　より多くの塩摂取量は心血管疾患および腎臓疾患、高血圧および胃癌の危険性と関連している。塩摂取量の削減は、食品の正しい選択または添加された塩分の削減のいずれかによって、人々の健康を改善する効果的な方法を表している。塩代替物がしばしば使用され、またハーブ懸濁物は高圧技術によって処理される。塩含有量の低下は、チーズの貯蔵寿命、食感、pH、味、香りに大きく影響する。乳化塩またはスターター培養物の組成は、微生物の多様性、プロテアーゼ活性および熟成プロセスの変化を作用させるために変更されなければならない。食感が柔らかくなり、香りが非定型になる。ベーカリー製品では、わずか20～30％の減塩が許容される。吸水性、生地の発色、練り込みの長さと強度、生地の安定性が変化する。グルテンの発達とその粘弾性特性が影響を受ける。この減塩は酵母の増殖とCO2産生を促進する。比体積および地殻に色の強度は減少し、パン粉の気孔率が変化した。肉製品では、塩は風味、食感、貯蔵寿命を提供し、水分活性が増加する。この場合、筋原繊維タンパク質の溶解度、水結合活性および色強度の変化が見られた。亜硝酸塩混合物およびスターター培養物を硬化させる組成は変更されなければならない。

1．はじめに

塩は食品香料の最も一般的な成分であり、純粋で塩味のある味を与える唯一の物質である。塩味の知覚は、年齢、性別、遺伝的素質、体重、または喫煙や薬物の影響を受ける。年齢の増加は、塩味に対する受容性の応答の減少と関連している。肥満の人はこの味に最も敏感である。脳機能に関する研究は、ナトリウムが脳内の神経伝達物質ドーパミンを放出する行動を取ることを示しており、これは動機、感情、および喜びと報酬の感情のメカニズムに関与している。したがって、塩の使用は中毒性があると言われている。

もう1つのポイントは、人間の健康に対するナトリウムの悪影響である。先進国や発展途上国では、生活様式や食べ方が変化している。かなりの量のエネルギー、(飽和)脂質、添加された糖および塩を含む高度に加工された食品の消費量が増加している。

ナトリウムは体に欠かせないミネラルである。栄養、新食品、および食品アルゲンに関するEFSAパネルは2 g/dのナトリウム摂取量(5 g/d相当の塩)を、ヨーロッパの成人人口にとって安全で適切であり、子供にとってはそれに対応する低用量を定めた(図1、省略)。

実際には、成人で１日当たり5 gを超える長期塩摂取量は心血管系に悪影響を及ぼし、高血圧、心臓病、脳卒中の危険性を高める。一部の国では、１日当たりの塩摂取量が12～16 g、尿排泄量に基づくと6.8～10.7 g/100 gは腎臓病を引き起こし、胃癌の発生率に間接的に影響する (図２,省略) 。

　WHOが支援する再製剤プログラムには、他の栄養素制限の中でも特に毎日の塩摂取量の減少も含まれている(図3、省略)。したがって、WHO加盟国は、2025年までに塩摂取量を30％削減することに合意した。これは、人間の健康を維持するための最も安価な予防措置である。さらに、Web of Scienceのキーワード「減塩」と「食品」に関する言及の数は、年々増加している(図4、省略)。

　食品の再製剤化は現在、非常に局所的である。したがって、この研究の目的は、食品中の塩含有量を減らす可能性と、ベーカリー、肉、チーズ製品に対する塩含有量を減らすことの影響に関する包括的な情報をもたらすことであった。塩含有量の低い再製剤製品は、感覚的に許容できなければならず、適切な貯蔵寿命を保持しなければならない。個々の食品の物理化学的特性、食感および感覚特性の変化に関する情報、ならびにこれらの変化が発酵プロセスおよび食品貯蔵寿命にどの様に反映されるかについては、この記事に要約される。この再配合プロセスにおける新規性は、食品加工　、改質塩結晶調製の新しい技術的可能性の探索、および加工ハーブおよび抽出物の形での伝統的な天然原料への復帰にも関連している。

２．食品中のナトリウム発生とその低減の可能性

　植物起源の多くの食品では、塩は少数派の食品であるが塩漬け、調味料、または保存によってその含有量は食品中で最大数桁増加する。食品によって摂取されるナトリウムの約75％は、食品の製造および調製中に添加される塩化ナトリウムまたはグルタミン酸ナトリウムに由来する。2007年の報告書では、WHOはいくつかの生、未加工、およびその後の加工食品、特に缶詰食品のナトリウム含有量を比較する。見て分かるように、工業用食品加工は、選択された食品のナトリウム含有量を増加させる。いくつかのミネラルウォーターはまた、ナトリウムの重要な供給源を表している。

　規則(EC)No 1924/2006に従って、塩含有量に関連する栄養表示を表1に示す。これらの値は、ミネラルウォーターを含む水には適用されない。

　　表１　ナトリウムと塩分に関する栄養表示

　ナトリウム量を減らしながら塩味を達成するには3つの方法がある。

(1)   味覚受容体またはシグナル伝達経路に無塩物質で影響を与える。これまでのところ、この方向は理論的なものである。

(2)   無毒で代謝可能な天然塩の代替品を見つける。このようにして、塩化カリウム、塩化マグネシウムまたは塩化カルシウムのような他の塩によるNaClの部分的または完全な置換を使用できる。さらに、塩摂取量を徐々に減らすことを勧める。

(3)   塩の味を非常に集中的に高める非毒性の天然物質を見つけて、塩の投与量を減らすことが可能になる。タンパク質、ヌクレオチド、スパイス、ハーブ、海藻のアミノ酸および加水分解物が塩増強剤として使用される。

　塩味の強度は、塩結晶を修飾することによって減少させることができる。純度99.5％の微粉化塩が市場で入手可能である。ペストリーや直ぐに食べられる食事に使用できる。しかし、肉や缶詰製品では、マトリックス中の水分含有量が高いため、塩含有量の削減には最適ではない。塩結晶の大きさ、形態、空間構造を改変する可能性が研究された。非立方晶、中空微小球状体、凝集した小さな塩結晶は、塩味の知覚を高める。塩の表面積は増加し、味覚受容体との相互作用も増加する。塩粒子の寸法は100μm未満であるが、同様の方法でナノ粒子およびKClおよびNaClの混合物を調製することも可能である。噴霧乾燥または電気流体力学的微粒化乾燥による塩の構造修飾は、1.21μmおよび520 nmのサイズを有する粒子をもたらす。これらの塩の微粒子およびナノ粒子は、唾液に急速に溶解し、塩味の知覚の2～3倍加速する。多糖類またはタンパク質を担体とする塩複合体もまた、NaCl含有量を減少させる。これらの変性塩は、ベーカリー製品、塩漬けスナック、コーティングおよび調味料中の使用量を減少させる。

　塩代替物および塩増強剤として適用可能な材料の概要を表2に示す。

　表2　塩代替物および塩増強剤として適用可能な材料の概要、著者によって作成

2.1. チーズ、ベーカリー、肉製品に含まれる塩

2.2. 塩の代用品としてのスパイスとハーブ

３．塩含有量の削減とその結果

3.1. チーズ製品の減塩

3.2. ベーカリー製品の減塩

3.2.1. 酵母活性に及ぼす塩の影響

3.2.2. ベーカリー製品の食感と最終製品に及ぼす塩の影響

3.2.3. ベーカリーにおける塩含有量の減少

3.3. 食肉製品の減塩

3.3.1. 食肉製品における塩代替物

3.3.2. 風味強化剤の使用

3.3.3. 食肉製品における塩摂取量の減少および微生物増殖

４．特殊技術

　以上の章と節は省略。

５．結論

　毎日の塩摂取量が多いと人間の健康に重要な危険性を伴う。したがって、基本的な食品中の塩含有量の減少は非常に重要であるが、それは食品生産の技術に悪影響を及ぼす。食品中の塩は通常、カリウム、マグネシウムおよびカルシウム塩に置き換えられ、これらの塩はアミノ酸、タンパク質加水分解物、グルタミン酸ナトリウム、ヌクレオチド、スパイスおよびハーブで補充される。これらの塩代替物はより高い置換レベル(通常、塩用量の30％以上)を有する製品は消費者に受け入れられにくいため、ある程度までしか使用できない。

　チーズでは主な問題はより高い水分活性と、塩耐性の低い微生物に有利な微生物集団の変化である。塩含有量の減少は乳酸菌の成長を促進するだけでなく、望ましくない微生物叢の成長も促進する。したがって、スターター培養物の組成を最適化する必要がある。プロバイオティクス培養物の使用は、腐敗に対するチーズの耐性を増加させる。残留ラクトース含量が減少し、タンパク質分解酵素の活性が増加するにつれて、より低いペプチドおよび遊離アミノ酸が放出される。これらの物質は

チーズの香りに大きく影響する。塩含有量低下により硬さ、強さ、香りの点で元のチーズとは異なる製品が生まれる可能性が高い。

　ベーカリー製品では、塩はグルテンの発達とその粘弾性特性に影響を与える。塩の存在は生地の機械的加工に対する柔軟性および特性を改善する。塩含有量を減らした生地は安定性が低く、過混合を起きしやすく、弱く粘着性がある。塩含有量の減少は酵母発酵速度および酵素活性を促進するが、残留糖の含有量は減少する。低糖レベルはメイラード反応の強度およびペストリーの表面上の焦げた地殻の形成を減少させ、アクリルアミドの形成も減少させる。グルテンの三次元ネットワークは弱く、パンの堆積は減少し、パン粉は不規則な穴を有する。焼いたパンは乾いて崩れやすい。発酵時間が長くなると、孔径が大きくなり、塩味がより強く感じられる。塩の代替品でパンの塩味を高めるために、塩増強剤を添加するか、サワードウ調製で古典的な手順を使用することが可能である。発酵はGABAおよびMSAGを含む多くの芳香物質を産生する。しかし、乾燥サワードウを添加すると、混合および膨張時間が長くなる。塩味覚の増強は封入塩でも可能である。

　食肉製品中の塩は、筋原繊維タンパク質の溶解度を調節し、肉タンパク質が自由水と脂肪を結合する能力に影響を与える。塩は、食肉生産における亜硝酸塩およびスパイス抽出物の担体である。塩含有量が低減された製品は、しばしば塩代替物または塩増強剤で風味付けされ、ポリリン酸塩の添加は十分な水結合を保証する。質感を変えると、一価金属は筋原繊維タンパク質のゲルを柔らかくし、二価金属はこれらのゲルを強化する。コラーゲン、植物タンパク質、および真菌および海藻を含む親水コロイドの添加も、食感を改変するために使用される。肉製品の凝集性を改善するために、微生物トランスグルタミナーゼの適用が使用され、これは肉片を凝集性塊に結合することができる。チーズと同様に、水分活性は増加しており、これらの増加はより広い範囲の微生物が増殖する行動を取ることを可能にする。これは、製品がより迅速に酸性化される発酵肉製品の製造において特に重要である。超音波、高圧処理、パルス電界などの現代技術は、肉への塩のより良い浸透のためにテストされている。

　塩含有量を低減した食品のレシピすべての変更において、健康と安全だけでなく、食感、外観、味の面での消費者の受容性も確保する必要がある。これは、食品の再配合が直面する課題である。