レビュー論文
減塩戦略とその食品特性と受容に及ぼす影響
Strategies to Reduce Salt Content and Its Effect on
Food Characteristics and Acceptance: A Review
By Siti Nurmilah, Yana Cahyana, Gemilang Lara Utama
and Abderrahmane Aït-Kaddour
Foods 2022;11:3120 2022.10.07
要約
ナトリウムは細胞外液を調節し、本質的な機能を持つ細胞膜の回りに分子を移動させるために必要な栄養素である。しかし、いくつかの病気の有病率は不必要なナトリウム摂取量に関連している。その結果、食品産業にとって特に問題は、食品中のナトリウム含有量の問題である。顧客の受容は食料生産の進化に関連する塩味知覚ダイナミックスに関連していると考えられている。様々な食品の塩分を最小限に抑え、塩濃度を大幅に下げた代替製品を提供することは、重要な課題と技術である。本レビューでは、従来のレビュー方法論に基づいて健康問題に関連する減塩戦略を要約し、適切な参照源を決定するために実践的および方法論的スクリーニングを実施した。本研究では、食品中のナトリウム含有量を減らすための原則と食品の特性と食品産業の潜在的な機会への影響のより深い理解を含む様々な行動戦略(塩の代替、食品の再処方、サイズと構造の変更、代替処理、およびクロスモーダル臭気相互作用)および行動戦略(記憶プロセス、段階的な塩の減少、および交換)が特定されている。これにより、食品業界は製品の品質を維持しながら塩の消費量を削減するために、各戦略の長所と短所の適切な組み合わせを見つける必要がある。
1．はじめに
保健当局は、過剰なナトリウム摂取量は多くの病気を引き起こすため、食事の塩分を徐々に減らす必要があると提案している。高塩摂取量は、脳血管、心臓病、心室肥大、腎臓損傷、および標的臓器へのその他の損傷と相関している。塩は40％のナトリウムと60％の塩化物を含んでいる。食卓塩は食事中のナトリウムの約90％を提供する。塩消費量の約75％は、感覚だけでなく微生物学的問題の回避のためにも食品加工に由来する。
世界保健機関は、2025年までにパン、乳製品、スープ、チーズ、肉、魚、その他の食品などの対象食品からの塩摂取量を35％削減することを提案している。ほとんどの場合、ナトリウム摂取量は推奨摂取量をはるかに上回っている。したがって、食品からのナトリウム含有量を減らすことは、食品加工業界にとって依然として重要な関心事である。しかし、ほとんどの国では、食事からの塩摂取量は5 g/d未満の閾値をはるかに超えており、1つとして人口の消費量に対する塩制限は、心血管疾患を最小限に抑えるための最も安価な介入の1つとして評価されている。学校、職場、ファーストフード・チェーンまたはレストラン、病院、および政府機関およびその他の取り決め、食品の改良、パッケージの全面表示、消費者教育、および塩税への介入を含むいくつかの全国的な減塩イニシアチブは、毎日の塩摂取量を減らす取り組みの真剣さを示している。
減塩プログラムを通じて塩摂取量を徐々に持続的に削減する取り組みは、イギリス、フィンランド、ポーランド、日本を含むいくつかの国で成功している。最も成功した栄養プログラムは、イギリスの減塩モデルである。この方法では、一定期間にわたって業界が生産する80を超える食品カテゴリーの減塩量を徐々に変化させる。16年間でこの戦略は塩分を少なくとも18％下げることに成功した。この成果は、その塩分が徐々に低下したという食品の味の違いに個人が気付かないと言う事実によって測定される。フィンランドとポーランドでは、減塩により脳卒中の有病率がそれぞれ1.23％と1.19％減少した。さらに、日本は1973年から2017年かけて塩摂取量を14.5 gから9.5 gに減らすことに成功した。これらの有望な結果は、他の国でも適用する必要がある。
さらに、減塩は食品の特性や顧客の受容に影響を与える可能性がある。消費者の嗜好は塩味知覚の複雑さに関連している。減塩の課題は、NaClが食品中で複数の役割を果たすことである。塩は水分活性(Aw)を制御するための重要なツールである。食品保存、栄養素供給、電解質の供給源としての役割を果たす。不適切な減塩は、食品の特性と消費者の認識に影響を与える。その結果、塩分の減少は世界的な食品の受容を減らし、関心の低下と負の経済効果、つまり塩辛い食品の摂取に関連する食品の準備の変化につながる。したがって、主な課題は、受容性を維持しながら塩濃度を下げることである。
再配合、置換、代替、粒度変更、高度な処理技術、記憶プロセス、または段階的な塩の減少、代替、食事中の塩に対する消費者の認識のさらなる痕跡などの行動的側面の技術的側面からさらに進歩した戦略が成長している。本レビューは発表された研究に基づいて、減塩戦略の概要と食品特性への影響を提供することを目的としている。本レビューを実施するために、Science Direct、Google Scholar、Web of Scienceなどの様々なデータベースが使用された。レビューは、公開されたレポート、実験、本の章、およびレビュー論文に限定されていた。食品の塩濃度を下げるためのアイデア、健康との関連性、および食品の特性への影響について説明する。
2．塩含有量と各種食品への貢献
塩またはNaClはフードサービスおよび一般的な食品加工で一般的に使用される特定の食品成分である。一部の国では、通常、包装製品の製品に使用されている塩分を示すラベルがある。製品の塩分カテゴリーは、１食当たりいくつかのナトリウム・グループに分類される。ナトリウムを含まない(5 mg未満)、非常に少ない(35 mg未満)、低(140 mg未満)
、ナトリウムを減らした(25％未満)、軽いナトリウム(50％未満)、および処理中に塩を加えない。しかし、減塩を促進する包装の前面ラベルは減塩の使用と味覚に悪影響を及ぼす可能性がある。国によって塩の表示に関する規制が異なることに注意することが重要である。様々な社会人口統計学的変数によると、塩分に関する情報は国によって異なる。一部の国では、ナトリウムと塩の含有量という用語が食品の表示に使用されている。例えば、マレーシアは食品表示に記載されている塩濃度を使用している。比較すると、栄養素基準値の割合は中国で使用されている。しかし、12ヶ国での研究では、消費者が食事ガイドラインと塩とナトリウムの関係について混乱していることが示された。この結果は、塩摂取量を減らすための取り組みに関する食品表示の課題として残っている。消費者が高塩摂取量を思い止まらせるためには、顧客がより健康的な食品を選択するように導くために、信頼性が高く効果的な食品表示が重要である。
生鮮食品には通常適度な量のナトリウムが含まれているが、加工食品は主に食事のナトリウム摂取量に寄与している。例えば、卵と牛乳には80および50 mg/100 gのナトリウムが含まれているが、ピザ、ベーコン、ブイヨンキューブ、醤油、プレッツェルなどの加工食品には約250～20,000 mg/100 gが含まれている可能性がある。ピザ、チーズ、ソーセージなどの食品密度が高く、いくつかの固形凍結品は食品セグメントで最も塩辛い。消費者が購入したナトリウムの主な貢献品のうち25％は食卓塩、18％は調理済み肉、13％はパントとパン製品、12％は乳製品、11％はソースとスプレッドであった。
塩は塩味を提供し、風味を改善し、防腐剤として作用するために広く使用されている。塩は、食品に広く使用されているため、人間の食品消費に大きく貢献している。塩は食品中の特定の酵素反応を阻害し、色、食感、味の特性評価を容易にする反応の活性化に貢献する。塩はまたは、食品に風味と苦味の抑制を追加し、酵母と発酵細菌の成長を調節し、食品中のタンパク質または他の結合成分を促進して望ましい食感を実現する。用途では、塩は肉とパスタの組み合わせ、漬物、肉、マーガリンと牛乳の腐敗、チーズの酵素産生の変化などの技術的特性を持っている。腐敗微生物や食品媒介病原体に対する腐敗防止に関連しては、NaClは食品に最も効果的に使用されるナトリウム含有分子であり、微生物学的観点から食品の安全性と品質に影響を与える。保存メカニズムには、酸化還元電位および化学防腐剤も含まれる。塩の浸透圧の影響は、食品媒介病原体、腐敗微生物の代謝を変化させ、食品の様々な成分を保存する役割を果たす。この結果は、製品にナトリウム･イオンを添加すると、水が細菌の半透膜を通って流れ、細胞からの水分損失と浸透圧ショックを引き起こし、細菌の細胞死または重傷につながり、それによって細菌の増殖が大幅に減少するため、製品の貯蔵寿命に関連している。貯蔵寿命の延長に関連する塩の別のメカニズムは、食品の貯蔵寿命を延すことができる細菌の増殖を防ぎ、食品中の水分活性を制御するための不可欠なツールとしての塩の役割である。
３．様々な食品の塩含有量を減らすための戦略
Na+およびCl-の人口の摂取目標量を達成するために、総合的なプログラムは減塩に関連する健康および技術に基づく知識、経験、およびスキルを促進する必要がある。しかし、減塩または塩代替物はしばしば感覚の質を低下させる。食事～の塩摂取量に対する食品の重要な寄与により、食品の品質を損なうことなく低ナトリウム食品を開発するための様々な技術的戦略が開発されている。末梢の塩味を高めるための化学刺激、感受性を高めたり耐塩性を変えたりするための認知メカニズム、および塩味を高めるために舌への塩分分布を最大化するように設計された製品構造は、実施できる主要な戦略である。したがって、塩分を大幅に削減する代替プロセスと技術を提供することは、食品業界における重要な課題である。一般に減塩戦略は技術的および行動的側面に関連している。
3.1. 技術戦略
3.1.1. 塩代替戦略
塩代替戦略の1つは、血圧に有益な陽イオンを使用して塩を置き換えることができる。カリウムは、高ナトリウム摂取量の悪影響の一部を軽減することができる。血圧の低下は、カリウムの大幅な増加と平均ナトリウム摂取量の減少による可能性が最も高い。Charltonらはパンの品質を損なうことなく、塩分を32％削減し、血圧を下げることが知られている陽イオン、特にカリウム(K)、マグネシウム(Mg)、およびカルシウム(Ca)で部分的に置き換える事に成功した。塩代替品はまた、少なくとも25％ナトリウム量を最小限に抑えるために風味を増加させ、同時に塩化カルシウム(CaCl2)、塩化カリウム(KCl)、または塩化マグネシウム(MgCl2)の含有量を増加させることができる。一方、NaClを部分的に他の電解質に置き換えることで、プロセス効率を最適化するために必要な電解質濃度を維持することができ、単にNaClを減らすのではなく、潜在的な健康上の利点がある。しかし、食事でKClを置き換えることは、カリウム摂取量を制限する必要がある人々に深刻で潜在的に致命的な影響を及ぼす。オーストラリアの慢性腎臓疾患者の3分の1は、パン仲のNaClをKCl(20～40％)に置き換えると、食事によるカリウム摂取量の安全限界を超える。その結果、顧客が過度の消費を避けるために、改善された食品表示が必要である。
陰イオン、グルタミン酸、およびアデノシンを使用したNaCl代替は、ナトリウム陽イオンに関連する苦味の抑制において、他の陰イオンよりも効果的である。旨味調味料(L-グルタミン酸)を使った減塩食は一重盲検交絡介入研究でKawanoらによって報告された。臨床統合失調症患者は、ジL-グルタミン酸モノマグネシウムを含む低ナトリウム食を与えられ、食事中のナトリウムが25.9％減少した。さらに、毎日のエネルギー摂取量の減少は見られず、体格指数、体重、血圧、腹囲、または栄養摂取量に有意な変化は観察されなかった。酵母エキスの中には、臭みを増やさずに味があるものもあり、食品中の塩を置き換えることもできる。以下省略。
さらに、ハーブ、スパイス、ミックスは、塩の欠乏を隠す可能性のある新しい風味と感覚も与える。いくつかの植物由来の調味料(ニンニク、ハーブブレンド、サフラン、デッドネトルファミリー、スパイシースパイスなど)は、塩代替品として適用した場合、消費者に受容されている。多くの異なる種類のハーブは、民族的特徴を持つ調味料としてまだ使用することができる。例えば、ラベ－ジは塩代替品に使用される人気のある香味成分である。この結果は、風味強化とアロマによる塩味の知覚の発達が塩摂取量を減らすことができる事を証明している。この置き換えは改善された技術的性能を維持することを促す。
3.1.2. 食品改質戦略
食品の処方は、食事諸費のバランスを取り戻す運動栄養学で重要な役割を果たす可能性がある。複雑な食品におけるいくつかのの拮抗的および相乗的なナトリウム低減効果の調査されている。例えば、塩の知覚のかなりの影響は、脂肪とは対照的に、塩が美味しい脂肪成分の多い食品の魅力に重要な役割を果たしていることを示している。しかし、クエン酸 、乳酸、酒石酸などの酸性フレーバーは、低濃度では塩味の知覚を高めることができるが、高濃度では影響を与えたり制御したりしない。この結果は、塩味、酸味、苦味の要素間のペアワイズ相互作用に関連しており、潜在的な二元味相互作用のかなりの割合(約30～50％)を占めている。クリーム・ベースの製品の知覚された甘さと塩の味覚の抑制との間には有意な相互関係があるが、研究によると、乳糖または乾燥グルコース・シロップは、甘さと粘度の相互作用により、味と味の相互作用を通じて塩味知覚を低下させる。
エマルジョン・ベースの食品では、水相の脂肪と塩分の濃度が上がると塩味が増加する可能性がある。この場合、不飽和脂肪と必須脂肪の使用は有益であるように思われる。塩分を減らして塩味を高めることに加えて、消費者に健康上の利点を提供することもできる。例えば、菜種油の濃度を最大40％まで上げると、NaClとKClの塩味強度が増加する。油中水型エマルジョン(W/O)エマルジョンは、水中油型(O/W)よりも塩分が少ないように見える。水相の質量分率を調整することにより、油中水型エマルジョン(W/O)の塩味知覚を変更することができる。エマルジョンの処方構造によると、O/W塩味とW/Oエマルジョンを調査するには、さらに研究が必要である。ゼラチン化モチ性米デンプンで安定化された内部化された塩は、W/O/Wエマルジョン食品の減塩戦略を改善することができるが、目的は、経口処理中にアミラーゼ誘発性の不安定性のために露出した塩を放出することである。オクテニル無水コハク酸-デンプンを含むカプセル化された塩水溶液相をin vitro、in vivoで研究し、官能検査により、塩味知覚に影響を与えることなく塩分の減少を23.7％減らすことが可能性であることが明らかになった。別の研究では、」0.1および0.2 Mの塩カプセル化での二重デンプンW/O/Wキノアデンプン顆粒ピッカリング・エマルジョンは、90日後に21％以上の安定性を維持できたことが示されている。したがって、再処方戦略は、味と製品の安定性のバランスに焦点を当てて、製品の特徴を維持しながら、提案された塩の消費量に付着する製品を生産する必要がある。
3.1.3. 粒径と構造戦略の変更
噴霧乾燥、電磁噴霧乾燥、超音波、およびその他の高度な技術を使用して、一般的な塩の粒径と構造を変更した。例えば、より小さい粒径およびより低いかさ密度を有する塩粒子は、噴霧乾燥機を使用することによって製造することができる。NaClを30％KClで置換し、より低い供給流量の噴霧乾燥機処理を組み合わせると、塩濃度の高い塩粒子が得られた。さらに、単純な噴霧乾燥によって生成された中空塩粒子(～10μm)はナトリウム摂取量を減らし、食品システムに疎水性の生物活性を提供しながら、フレーバー性能を高めるためのビヒクルに帰ることができる。さらに、電磁霧化乾燥を使用して520 nmのナノスケールの塩結晶を生成すると、ポテト・チップスの塩味が増加し、ナトリウム含有量が最大65％減少する。噴霧乾燥および噴霧技術は、非吸湿性有機材料(例えば、アラブゴムまたはマルトデキストリン)と組み合わせた溶媒に溶解した塩の混合物でも使用され、100μm未満の塩製品粒径を生成する。噴霧乾燥を使用したマルトデキストリン/NaCl複合体の塩味とより高い溶解は、霧化強度と入口温度によって決定された。微粒化技術の1つは、塩微結晶とゲル化剤水溶液からの塩-ヒドロゲルビー玉の製造である。塩-ヒドロゲルビー玉は、ヒドロゲル溶液の液滴を噴霧することによって冷却空気カラムに形成され、続いてμmサイズの塩粒子の床でヒドロゲルマイクロビーズが生成される。
超音波技術は噴霧化にも使用できる。超音波治療は塩粒子の0.75％の減少を達成し、ナトリウム含有量の約30％の損失をもたらした。直径20μmの塩粒子は、食品マトリックス中での分散が大きくなり、塩味が強くなる。様々な種類の物理塩が塩結晶の粒子と混合される。塩の物理的形態、体積に対する表面積の結合は、より強い塩味を生み出すことができる。これにより、製品の塩分を様々な製品用途で25～15％削減できる。
塩の結晶形態が変化すると、気孔率、溶解度、溶解速度、および塩の知覚が異なる。(1)岩塩は、表面が滑らかで、密度が高く、亀裂や細孔がほとんどない通常の立方体である。(2) 凝集した海塩は、小さな結晶が大きな結晶に付着した小さな凝集結晶の集合体である。(3) 表面積が大きく、密度が低いフレーク塩。(4) 中空のピラミッド構造と比較的粗い表面を持つピラミッド型の海塩。パン粉の多孔質構造は、粗孔性パンが微細多孔質パンよりもナトリウムの放出が高いため、パンの減塩に使用できる戦略である。マグロやエビの製品に通常の塩の結晶の中空ミクロスフェアを適用することは、製品の品質を維持することが証明されている。
食品中の塩の不均一な分布は、望ましい食感と味を維持しながら、塩分を減らした食品を開発するための実行可能な方法である。この技術は、官能評価が不均一な塩分分布を有する塩味の半固形食品の増加を示し、風味および食感特性を維持しながらナトリウム濃度を35％減少させたと言う点でLiらによって報告された。粗粒NaClを使用したパンの不均一なナトリウム分布も、図3(省略)に示すように、ナトリウム放出と塩味を大幅に増加させた。
さらに、カプセル化された塩結晶は、パンなどの固体製品中の塩の空間分布を不均一にし、塩濃度の高い局所ゾーンを伴う。小さなカプセル化物(1000μm)は、50％の減塩を可能にする塩濃度勾配を提供し、塩味の強さや顧客の受容に影響を与えない。別の研究では、カプセル化が高塩分スポットを維持する効率的な方法であることが示されている。カプセル化材料は、塩の溶解にも大きな影響を及ぼす。ワックスは塩顆粒の溶解を抑制するのに脂肪よりも効果的であると考えられている。さらに、不揮発性オレオレジン化合物のカプセル化技術は様々な技術を通じて食品システムの塩分を減らすための標準化された味と香りの製品を提供する可能性がある。感覚的コントラスト構造とより速ナトリウム放出は、咀嚼時のナトリウムの速度的放出の関数であり、アラビアガムがムチン層の膨潤を誘発して塩分を増加させ、アラビア・コアセルベート・タンパク質/ガムによるナトリウム拡散を加速することを示唆している。
3.1.4. 代替処理戦略
高圧処理
高静水圧
冷間加工フェーズ
3.1.5. クロスモーダル臭－フレーバー相互作用戦略
3.2. 行動戦略
3.2.1. 記憶プロセス戦略
3.2.2. 段階的な減塩戦略
3.2.3. 減塩食品戦略への転換
4．低塩分が食品特性と食品安全性に及ぼす影響
4.1. パン製品
4.2. チーズ製品
4.3. 肉製品
以上の章と節は省略。
5．消費者受容性に及ぼす減塩効果
食品の加工または調理中に使用される塩は、ナトリウムの主要な供給源である。塩は塩味の知覚だけでなく、食品の味を決定する味覚にも影響を与える。減塩すると、食物摂取量に関連する食物の受入れが減少する。優先課題は、食品の消費量受容性を維持しながら塩分濃度を下げることである。したがって、減塩戦略の適用を通じて取得したすべての感覚情報を統合することが不可欠である。
各減塩戦略は、消費者の受け入れに異なる影響を及ぼす。例えば、KClを使用した塩の代替は、食品カテゴリーごとに異なる効果がある。官能特性は、カリウム塩の苦味および金属味のためにあまり好ましくない。発酵ソーセージ製品中の40％KClによる部分的な塩代替は、微生物学的安全性に影響を与えずに風味と食感の欠陥をもたらす。この結果に沿って、KCl30％以下に代替すると、乾燥硬化ロースに重大な風味の欠陥がある。KClによる塩代替はチーズ製品の離水を促進するが、最大の感覚受容性を持っているのはわずか25％である。しかし、パン製品ではあ、30％KClによる部分的な塩代替には許容できる官能特性がある。
さらに、様々なプロセスで、減塩パンと再粉砕塩との相性の改善は、その受入れまたは消費者の受入れに影響を与えなかった。この結果は、調整中に塩代替を行ったハムでは、有意な器具の変動や視覚的に観察可能な色の違いは見られず、顧客の受容にも影響がなかったことと一致している。さらに、超音波治療は、0.75％NaClで変化した調理済みハムの感覚受容性の改善に影響を与える。60％のNaClを風味強化剤に置き換えると、エマルジョンの安定性、微細構造、およびボローニャソーセージの消費量の受容性に影響する。この結果は、NaCl除去がボローニャソーセージの微細構造と消費者への受容性への影響、およびエマルジョンと機器のテクスチャーの相性に影響を与えるという事実と一致している。一方、チーズ製品では、塩分が50％減少したチーズは感覚受容性が低く、安定性が低くなるが、塩分が25％減少したチーズは、通常のチーズと比較して同様の硬さ、ペプチド・プロファイル、および感覚承認をもたらした。全体として、一部の研究者は、消費者の受容性に様々な影響を与える様々な食品やプロセスの塩含有量の減少を報告している。結論として、消費者が期待する製品基準を満たすために、減塩戦略を備えた各製品およびプロセスについて、より具体的な研究が必要である。
6．結論
食品生産慣行の変化により、健康上のリスクの可能性は最小限に抑えられたが、様々な要因が、顧客が食品中の塩をどのように認識するかに影響する。減塩することは、顧客の受容性に影響を与えることなく食品の品質を向上させ、規定された毎日の摂取量制限を満たすことにより、食品会社に利益をもたらす。著名な食品産業戦略には、技術戦略(塩の代替、食品の改善、粒径と構造変化、代替加工)が含まれる。これら様々な戦略は、特にパン、チーズ、肉、スープ、魚、シーフードなどの塩含有量の高い製品でも広く実施されている。この結果は、発表されている様々な調査研究からの多数の調査結果によって実証されている。
多様な戦略の適用は、固体、半固体、液体などの製品品質の変化により、各製品カテゴリーに異なる影響を与える。この不一致のために、食品中のNaClを減少させるための最良の技術を選択することは困難である。その結果、製品加工の基本原則、製品を構成する成分の相互作用、および消費者の嗜好知覚に影響を与える要因を理解することが重要である。したがって、適切な戦略の決定と塩の様々な物理的特性への影響のより深い理解は、塩を構造的に変化させ、最終的には減塩食品の製造に関与する大きな可能性を与える。