ケーキ

紹介

一般に現在のケーキバッターは、水中の脂肪、あるいは油脂の乳化システムと考える事ができる。水相には溶けた砂糖、懸濁した粉粒子が含まれている。多くのバッターシステムでは、空気泡は水相より固形脂肪中に保持される。ベーキングの間バッターは加温されるので空気泡は脂肪から水/気泡相に移り、そして拡大する。ベーキングプロセスの後半、泡はケーキ構造を作る。既に述べたように薄力小麦粉は主には構造形成成分であり、グルテンネットワーク形成はケーキバッター中には殆どない。

ケーキ仕込み中の大部分の生の材料

ケーキ粉

ケーキ製造用には、粉は低タンパク質含量であり、低α--アミラーゼ活性が普通は望ましい。粉はケーキ仕込みの中で最も重要成分であり、機能して一等にクラム構造を作る。ケーキ粉は薄力小麦からひき、粉は低タンパク質、低灰分レベルで、同様に細かな粒子サイズである。タンパク量は低いが、その性質は小気泡にガスがトラップするのには十分な性質であるが、パン用粉で普通見られるようなタフネス/チューイネス(かみごたえ)はない。小麦粉のもう１つの重要な成分はデンプンであり、その糊化したものはケーキの大部分構造成分を形成する。水和すると粉タンパク質はケーキバッター中で顕著だがパンドウ中よりも僅かに弱いグルテン構造をとり、それはケーキ構造中の砂糖、脂肪による混乱効果のためである。さらにケーキ仕込み中、高レベルの水であるのは、低粘度のバッターを作り撹拌操作能をおとし、グルテン形成に必要なエネルギーを与える。

ショートニング、砂糖、膨剤

ケーキ中でショートニングは３つの基本的役割がある；（１）それはクリーミングプロセスの間にトラップされた空気によってバッターと焼いたケーキのエアレーションあるいは膨化を助ける。これらの小さな空気セルはベーキングの間、蒸気や炭酸ガスによる泡の核となる。（２）それはタンパク質、デンンプン粒をコートし、水和とグルテンーデンプンの連続ネットワーク形成を阻止する。（３）それはまたバッター中の乳化液に取り込まれ、クラムの水分を増加し結果的にはクラムテクスチュアに影響を与える。

　　　砂糖はケーキに甘さを与え、しかしバッターのエアレーションと構造形成に顕著な役割を示す。砂糖はデンプンの糊化を調節し、焼いた製品の物理的な構造に影響する。ベーキングの間、デンプンの糊化を遅らせ、ケーキがセットする前にCO₂と水蒸気によって生じた蒸気圧により適当な大きさに空気泡をする。砂糖はデンプンの糊化を57℃から92℃に遅らせ、好ましいケーキ構造の形成をさせる。砂糖の粒子サイズもまたバッターの粘度に影響する。ケーキ製造で用いる最も普通の砂糖はシュクロースである。膨化はケーキやケーキバッターに期待される空気を抱き込んだ構造形成を助ける重要なファクターである。イーストの代わり、科学的に膨らませるケーキは重曹（ベーキングソーダー）プラス酸性材料で水の存在下でCO₂を生む。最終的焼いたケーキの顕著な部分とは、実際には空気である。バッターが始めにオーブン中に入った時生じるCO₂ガス生産と発生は、ケーキ膨化メカニズムの重要な場面であり、最終ケーキの容積と食感に影響を与える。

ケーキバッターの性質

撹拌とベーキングの間、成分間の相互作用とバッター構造へのそれらの影響が起こる。一般に未調理のケーキバッターはoil-in-water (水中油滴型)乳化と考えられ、連続水相に砂糖と懸濁した粉粒子が溶けている。初めに、ケーキ調製の撹拌段階後、脂肪の役割はバッターのエアレーションに重要である。撹拌の間、システム中おこる空気セルの閉塞が泡に成長する。最大のケーキ容積を与えるためには、システム中の空気の分布が大きなセルで小数よりも小さいセルで多数のほうであるべきだ。ベーキングプロセスの間、液状のしかも空気抱き込んだエマルジョンのケーキバッターは、半固形で多孔質の柔らかい構造に変わる。これは主にはデンプンの糊化、タンパク質の凝固、バッター中に溶けた化学物質から生成されたガス泡、閉塞された空気、各成分間の相互作用によるものである。

グルテンフリーケーキの仕込み

これまで述べたように、ケーキ仕込み中の小麦粉の存在は多くの役割を行い、ケーキバッターを粘度変化して最終的な焼けたケーキのクラム構造の形成と良好な食感の生成を行う。今日まで、比較的僅かの仕事しかグルテンフリーケーキ食品の製造用の変更粉利用に関しては出版されなかった。

　　　米粉、ガム（キサンタン、グア、カラギーナン、ローストビーン）とある乳化剤がブレンドされ仕込まれたバッターとケーキのレオロジー的性質がTurabi et al., (2007)により研究された。全体的には、乳化剤とのコンビネーションでガムはミキシング段階中、空気をよりトラップする能力のバッターになり、更に乳化の安定性を増加した。著者らは納得のゆく品質の米ケーキの仕込みの際に、１％キサンタンガム利用（オーブン中でケーキバッター粘度を増加し、ケーキの破壊を阻止した）、さらに３％乳化剤（ケーキ容積と多孔質の増加とソフトネスの増加）を薦めた。

　　　キャサバデンプンは南アメリカ原産であるが、食品の成分である。その化学的性質はこれまで非常に議論されてきた,しかしほんの最近グルテンフリー穀物システムにその有用性あることが研究された。酸化に対して感受性があ。Demiante et al., (2000)は、キャサバデンプンの化学的酸化サンプルの生産性について議論し、更にこのデンプン（他のキャサバデンプンの範囲）のベーキング性質と化学的構造の間の関係を議論した。彼らの研究から、著者らは化学処理キャサバデンプンがカルボキシレートグループを含みそれはドウ拡張とベーキング性質に重要であると結論した。

   Bean et al., (1983)は100%米粉でレーヤーケーキを作り、強い撹拌形態とカップルした粉の水和がケーキの品質を改良することを見出した。彼らは米粉と水の強い撹拌が、デンプン粒を内胚乳から解放し、その機能を増加するのであろうと考えた。さらに高スピード撹拌は、「ゲル」タンパク質形成をもたらしケーキのクラムグレイン化を強く押し進める可能性がある。大豆粉、コーン粉、米粉を含むケーキタイプの製品が仕込まれ、一方タラガムの性質を討論し、その特別のガラクトマンナン成分に関心を示した。この中性多糖は、グルテンフリーパストリータイプの食品に厚みを与え、ゲル化剤として応用でき、さらに食物繊維として考えられた。

   Von Atzingen and Machado Pinta e Silva (2005)は、10種のグルテンフリーデンプンと粉（キャサバ、米、コーン製品を含む）でグルテンフリーケーキを作り、機器的テクスチュアと色の研究をした。米粉を使ったケーキは最も圧縮力があった。修正キャサバデンプンのうち、酸処理デンプン調整品は最も明るい色調を与えたが、一方色調の強さは米、コーン粉で作るケーキが最も強かった。キャサバ、大豆、ソルガム、セージ、ポテト粉をベースにしたグルテンフリーマッフィンミックスの微生物的側面が評価された。材料、およびマッフィン中、主なバクテリア、カビの微生物のカウントの結果、最少--カビ無しのものでマッフィンミックスのシェルフライフは約３日間であった。その結果は小麦含有マッフィンの結果と良く一致した。

結論

ケーキ製造では、低タンパク質含量、低α--アミラーゼレベル、粒子サイズの細かい薄力小麦を挽いた小麦粉を使う。粉の機能は、主にケーキクラムの構造を作ることで、パンのテクスチュアとむすびつくような正常のスポンジ的な性質ではなく、砕けやすいものである。ケーキ仕込みには、又脂質と砂糖の高レベルを含む。水が仕込み中に加えられると、粉タンパク質は砂糖と脂肪による仲介で弱いグルテンネットワークを作る。今日まで僅かに小麦粉に置き換わるケーキ製造研究の報告があった。とられたアップローチは、米、キャサバ、コーン、ガム例えばキサンタン、グア、カラギーナン、タラ、ローストビンガムから作った粉で進められた。高品質ケーキは、米粉、キサンタンガムと乳化剤を用いて作り、米粉を用いて強い撹拌条件でやることもまた推奨された。

パスタとエクストル-ド食品

パスタの製造

全てのパスタは同一の基本的技術を共有し、粉と液体（主に水）と撹拌してドウを作り、次にエクストルージョンで加圧して必要な形と食品自体の直径に成型する。

パスタ製造の大部分の材料--デュラム小麦

パスタはほぼ大部分セモリナ粉から作り、それはデュラム小麦を挽いたものである。実にデュラム小麦セモリナは、イタリア、フランス、ギリシャの国々の法律で許可されている唯一のパスタ製造材料である。特別のパスタは他のいろいろな成分（例えば生、冷凍、あるいは粉体化した卵、大豆タンパク質、小麦グルテン、ミルクタンパク質等）を混ぜて作られる。

   デュラム小麦は強力小麦で、セモリナ粉は均一なサイズの内胚乳粒子からなる粒子である。セモリナ粉のタンパク質は、SS結合、水素結合、疎水結合でマトリックスを作り、調理したパスタに粘弾性を与える。デュラム小麦中のタンパク質含量は9-18%の範囲である。タンパク質含量、グルテン組成の両方は、通常デュラムコムギパスタのドウの性質、及びクッキング品質に影響する主要要因と考えられている。パスタクッキングしている間のタンパク質マトリックスの成長は重要で、粘度のあるパスタドウとパスタは好ましく、その１つが水中でボイルの間、裂けないあるいは崩れてバラバラにならないことである。普通小麦で得られるドウは非常に伸展があり、中間/低粘性であるが、一方デュラム小麦で得られるものは一般に高粘性、弱い伸展性の特徴を示す。良好なグルテン粘度はデンプン粒をパスタ構造の内部に保持し、粘着性を低下する。またクッキング中、水吸収の調整を許し、パスタの過剰な広がりを抑えて正確なかたさを与える。デュラムセモリナのグルテン定性、定量性がクッキング品質に影響する最も重要なファクターであるが、デンプン、可溶性、不溶性ペントサンのような微量成分、リポ蛋白質、いろいろな酵素類、酵素作用でできるものもまたそこに入る。

グルテンフリーパスタの仕込み

グルテンフリーパスタの調製は食品技術者にとり挑戦的仕事であるというのは、小麦をスタート物質として用いる時に形成されるグルテンが欠けているからである。グルテンは撹拌、エクストルージョンの間、ドウデベロップメントに貢献する主なものであり、沸騰水中でクッキングの間、パスタの解離を防ぐ。グルテンなしを、加水と撹拌前に未糊化デンプンあるいはコーン粉のブレンドで乗り越える、あるいは撹拌やエクストルードの間、デンプンの一部を糊化して乗り越えられると考えた。

  デュラムパスタはセリアック病を持つ人々の食事には支持されないので、パスタ生産には非デュラム成分の利用研究に進んだ。しかしながらデュラムと同じドウ水和と生じる性質の効果を利用して、適当なエクストルージョンのドウ粘性に必要な正確な水和レベルを求める事は重要なことである。デュラムによるパスタの重要な性質は粘着力である。粘着力はタンパク質ネットワークから大きく逃げたデンプンによるものであり、調理した食品の表面に付着するものである。これまでの研究で関心が深かったのは非セモリナ成分/粉で作ったときのパスタの劣った調理性であった。しかしながらこれは高あるいは超高温にて乾燥することで乗り越える事ができ、グルテンマトリックス中でのタンパク質の変性であり、その結果、でんぷん粒がクッキング中に破壊されることから防がれる。多量の損傷デンプンがセモリナ付近で吸水を強く増加させ、グルテンマトリックスの成長を壊す効果を示す成分となる。更にデンプンの損傷は、料理パスタの粘着性の増加と結びつく。これらの特徴はグルテンフリーパスタ形成の際、考慮せねばならぬ。Manthey et al., (2004)は非デュラム成分を用いた時のパスタの性質の変化を議論した。非デュラム成分の化学的、及び水--結合性がいろいろであるので、ドウ水和、ドウ進展、ドウ粘弾性は変化する。そこで製造プロセスは適宜に変えねばならない、というのはドウ強さはエクストルージョンのスピード同様、エクストルージョンに必要とする機械的エネルギー量に影響するからである。

   偽穀物粉を利用するグルテンフリー研究があり、その重要な機能的性質により人気が上がっている。偽穀物はグルテンフリーパスタに関する研究に使われた。ソバ、アマランス、キノアを10％レベルで食品中に入れて、高調理ロス、調理中低安定性が起こるという結果を得た。実験デザインの方法で（アルブミン、乳化剤、酵素添加ともに）、３種の成分を異なった比率でブレンドし、グルテンフリーパスタの性質を改良した。

   Caperuto et al., (2001)は、キノアとコーンのミックスを用いてグルテン-フリーのスパゲッテイ-タイプの食品を作るのに用いた。調理品質、テクスチュア（粘り、弾力性）、粘度が求められた。受け入れ状況は官能パネルで評価する。キノア粒の製粉はキノア、コーン粉ミックスを矛盾なくつくるのに必要であった。製品はマイルドなコーン味で一般に適当に受け入れられるものであった。グルテンフリーパスタを作る試みで、Marconi and Carcea (2001)は、乳タンパク質とカロウビン（イナゴマメガムからとったタンパク質）を用いた（表14.4）。著者らはカロウビンがいかにグルテンのレオロジー的性質が似ているか、そしてグルテンフリーパスタ仕込みにテクスチュア剤として使い、それによってタンパク質ネットワークを形成し、しっかりしたパスタをつくり、パスタ料理でデンプンをホールヂングする能力を与えるだろうと述べた。

   Feillet and Roulland (1998)は、分離したカロブタンパク質と小麦グルテンの間のレオロジー的類似性を研究した。いくつかの生化学的違いはあるが、２つのタンパク質は非常によく似た性質をもちカロブタンパク質は高分子量サブユニットの高含量に寄与するものである。そこで、著者らはカロウビンがグルテンフリー食品に都合良く用いられるのではないかと考えた。Gobbetti et al., (2007)は半固形条件下でサワードウ・ラクトバチルスを用いて、未発酵のデュラム小麦セモリナに用いた。発酵に続いてドウは凍結乾燥、そば粉と混合して"fusilli"タイプのパスタを作った。２次元電気泳動とマススペクとグラフィーにより、デュラム小麦グリアジンは殆ど全体的に乳酸バクテリアで発酵中に加水分解されることが判った。存在するグルテンのレベルはセリアック病の患者にとって未だ不安全であろうが、彼らは、20%発酵したデュラム小麦セモリナがパスタの仕込みにあるならば、セリアック病にとって新規なもので安全な許容範囲を持つものと考えた。

Huang et al., (2001)によって、RSM (応答曲面法)が非グルテンパスタの仕込み作成に用いられた。彼らは官能試験とパスタの粘着性の至適方法を基本にして、より高いレベルの修正デンプン、キサンタンガム、ローカストビンガムを用いて小麦ベースのパスタに似ているグルテンフリーパスタを得た。これは良好な「初めに噛んだときのかたさ」をもつもので、高レベルの凝集性を持つものであった。

   グルテンフリー豆粉は、タンパク質含量、リジン含量がいずれも小麦粉、セモリナより高い。100%豆粉の二軸エクストルーションで作ったパスタのクッキング品質が評価された。豆粉成分で、これまでのパスタエクストルーダーを用いた同一のものと比べても新しい加工方法をカップルさせたものは、クッキング後に改良テクスチュアとフレーバーが示され、オーバークッキング後も変化は小さいことが判った。Limroongreungrat and Huang (2007)はアルカリ処理したポテト粉に大豆タンパク質を補強したもので新しいパスタを作り、一方Chen et al., (2002)は、5％α化デンプン（グルテンの機能をするものとして）と95%未処理デンプンで作ったグルテンフリーデンプンヌードルの生産を述べた。彼らの研究でスイートポテトデンプンでもドウを作り、できたものは良いクッキングの性質と官能の性質を示したが、スイートポテト品種間には大きな違いのある事をのべ、このヌードルを作る時重要なのはこの品種を選ぶことが大切なのだと強調した。Mestres et al., (1988)は、グルテンフリー米粉で作ったヌードルのデンプンのネットワークの研究をした。このヌードル中には、天然のデンプン構造は消え、しかし新しい結晶組織が見られた。アミロース-ベースの構造は、複合体フォーム中（米粉ヌードル中）、あるいは老化フォーム中（両ヌードル中に）の両方に見られた。著者らはまた両パスタは良いクッキング適性を示し、それはアミロースネットワークにもとづくもので或る事を見出した。

   Kovacs and Varga (1955)は、グルテンフリーマカロニの性質に関する研究を行った。クッキング品質と官能試験は、３つのタイプのコーンデンプンと２つの乳化剤（ドウの水結合能と粘度改良のため）のマカロニミックスで試験した。高品質マカロニは高アミロース含量、低遊離グルコースかあるいは他のデンプン分解物含量の少ないコーンデンプンを使用した時に得られた。

   エクストルージョンはセリアック病患者用のスナック食品を製造する時に適した加工方法であるが、それはデンプンが最適食品中で好ましい拡張構造を与える主成分であるからである。Ibanoglu et al., (2006)は、米、ひよこ豆、トウモロコシ粉をベースとしたグルテンフリーエクストルードスナックの拡張の性質、色、官能性質についてについて研究のために実験計画した。エクストルーダーの供給スピード、スクリュースピードは、最終食品の色、香り、全体の受け入れられるものには影響しなかった。しかしスクリュースピードを増すと、食品の拡張とかたさに増加があり、一方供給スピードを上げるとかたさが減るがより拡張の食品になった。米ベースのスナックのエクストルージョンパラメーターは研究された。彼らの結論したことは、エクストルーダーの直径に対する長さの比率（L/D）は極めてエクストルージョンシステムのパラメータおよび関わる食品に大きく影響する。L/D比を増加するとよりかたいものができ、一方バーレル温度＞150℃が米粉からの高級品質の拡張食品にとり必要であった。

結論

パスタ食品の殆ど大部分はセモリナ粉で作られ、それはデュラム小麦から挽かれる。この小麦のタンパク質含量は9-18%であり、グルテンの定量、定性の何れもドウに影響して、パスタのクッキング適性に影響する。パスタを作る時、グルテンマトリックス形成が好ましく、それはパスタが水中でボイルされている間テクスチュアを保持するためである。グルテンフリーパスタが形成される時に、加工プロセスを以下の様に変えるべきと暗示されるのは、例えばミキシングあるいはエクストルージングの間、事前にグルテンフリーデンプンを糊化しておく、あるいは高、または超高温度でタンパク質を変性しておき、調理の間デンプンの破裂を阻止する。いかにサワードウラクトバチルスが発酵前のデュラム小麦セモリナに使われ、グリアジンの加水分解が起こるかという新しい方法が述べられた。

   偽穀物（ソバ、アマランス、キノア）粉の利用が報告され、その研究では良質グルテンフリーパスタが乳化剤、酵素を用い、実験計画を応用し得られた。グルテンフリーパスタ生産に用いられ、その他成功している成分には豆粉、ポテト粉、米粉、コーンデンプンそれに加えてハイドロコロイドである。

ピザ

ピザ粉、ピザドウ、グルテンフリーピザドウ

ピザには一般に２種類ある；厚いと薄いパリパリしたピザである。厚いパンピザにはかなり高いタンパク質粉が必要で、イーストで発酵してパン状のベースを作る。薄いパリパリしたピザは少し低いタンパク質含量の粉で、発酵するかあるいはビスケットタイプのガスをだしてつくるベースのものである。ピザドウはストレートフォアワード法で作る。小麦粉とともに残り成分は塩、水、膨化剤としてベーカーズイーストを用いる。異なったタイプとして、乳酸バクテリアとイーストが膨化プロッセスで用られる。

   全体的のピザの品質は主にドウに基づき、その性質は膨化プロセスに、さらに粉のタイプ、調製方法に影響される。良い品質のピザは、ドウがシート状となり、ふくらみ、イーストによるガスを保持し、同様に良いテクスチュアと官能性を有する。パンのように、ピザクラストの主要成分は強力小麦粉である。粉中のグルテンの品質は、一度粉が水和すると凝集性、伸展性ドウができ、発酵中膨らむことができ、シーテング加工の間その形状を保持する事ができねばならない。あるピザベース工場でイーストドウの冷蔵貯蔵（冷凍より保持）のゆっくりした中間発酵に用いられている。このプロセスは中間生産物の進展を楽にするために採用されて来た。

  市販の利用できるグルテンフリーピザベースがある。これらは小麦デンプン、トウモロコシデンプン、ポテトデンプン、米粉、コーン粉、ガム、乳化剤の用な成分がべ−スになっている。しかしながらトピックは未だわずか研究域である。アイルランドのカレッジコーク大学の研究者はその仕込みを研究していてグルテンフリーピザベースのレオロジー面、ベーキング適性を研究している。グルテンフリー粉とデンプン、タンパク質（卵、大豆）、あるいはハイドロコロイド（グアガム）とミクロエンカプシュレート高脂質粉のいろいろなバラエテーをコンンビネーションして、これまでの述べた全ての要求を満たすことを可能とした。ドウのかたさ、テクスチュア（ピザベースのかたさ）、色、ピザ容積のテストの結果、小麦粉ベースのコントロールによく似たグルテンフリーピザを作ることが可能であると述べた。いろいろな成分の最もいいレシピーのドウレオロジーへの影響は、基本的レオロジー（直線粘弾性域の振動試験）を用いて試験した。これらの測定から極めてはっきり判ったことは、コーンデンプンシステムでは弾性率で最も大きな増加が見られ、それはグアガムが高脂質粉と結ばれた時で,このピザは小麦ベースコントロールピザベースに類似していた。

結論

パンのように強力小麦粉がピザ製造ベースに使われる。ピザドウは、完全にグルテンマトリックスができ弾力の性質をもち、発酵過程の間CO₂をトラップする力を持たねばならない。ピザは世界中の全ての年代の人々に消費されている。しかしながらグルテンフリーピザベースの発展に利用できる試験結果は殆どない。１つの研究は、いかにしたらコーンデンプン、タンパク源、ハイドロコロイドを正確な比率でシート状ドウ食品を作り、良い性質のピザベースの食品を作ることができるであろうかと報告している。

グルテンフリー食品の栄養的面

グルテンフリー食品は一般に栄養価に富むとか強化しているというものではなく、時に精製した粉あるいはデンプンでつくられるため、置き換るグルテン含有のものと比べ同じレベルの栄養価はない。そこで、グルテンフリー食事にはセリアック病患者が生きてゆくのに必要な栄養的バランスが確かにとれている食事と言えるかどうか不確実性が残っている。Kunachowicz et al., (1996)は、グルテンフリー成分、及び製品の栄養価値の範囲について包括的な研究を進めた。その結果、タンパク質濃度は小麦デンプンに基づく典型的なグルテンフリー粉は低い（0.4-0.5g/100g）、一方、ソバ、キビ粉中では高く、例えば各14.6と11.6g/100gであった。明らかにこれらの値は小麦、あるいはライ麦粉（各9.2, 5.5 g/100g）よりも高い。更に、そば粉はチアミン、リボフラビン、ナイアシンに富んでいて、キビ粉はまたリボフラビン、ナイアシン濃度が高かった。得られた値は小麦粉、ライ麦粉よりずっと高かった。小麦デンプングルテンフリーケーキはタンパク質、ビタミン含量が低かった。Kunachowicz et al., (1996)は、多くの"健康"グルテンフリー粉（例えばソバ、ライ麦）もあるがこれらは常には使われているわけではなく、一般には大部分のグルテンフリー粉と食品の栄養価は、相当する本来の食品よりも低いと結論した。

   Thompson (1999,2000)はグルテンフリー食品の栄養的面に関する２つの包括的な研究を行った。初めの研究では、多くのグルテンフリー穀物製品はチアミン、リボフラミン、あるいはナイアシンがそれらを置き換えようとしている栄養価のある小麦製品に比べて劣った量であるとわかった。セリアック病を持つ人でこれらのビタミンの取り込みもまた、その人の食事全体から摂取する場合には、この研究の結果は精製したものの利用、栄養分を与えていないグルテンフリー穀物食品にはチアミン、リボフラミン、あるいはナイアシン欠乏食となり、そこでセリアック食事は、ビタミンB類の常に欠ける食事と評価せねばならないと示した。Thompsonの２つ目の研究（２000）はグルテンフリー食品（パン、パスタ、冷穀物が調べられた）中の葉酸、鉄、食物繊維のレベルが調べられた。再度わかったことは、グルテンフリー穀物食品は、一般に葉酸、鉄のレベルが滋養された/栄養価を強化されたグルテンー含有相当物よりも低い事であった。そこでもしグルテンフリー穀物食品がセリアック病患者に全エネルギー取り込みの十分な部分を与えるならば、そのグルテンフリー食事はこれらの栄養価が不十分レベルであることもあり得る。Grehn et al., (2001)は、セリアック病と診断された49人の成人の栄養、食事の取り込みとグルテンフリー食事を調べた；その結果、正常の食事をしているコントロールグループの人に比べ、食物繊維の取り込みが低かった。栄養価の食事レベルが、典型的なグルテンフリー食事範囲内では低いと考えられるので、しっかりグルテンフリー食事を厳守すると、栄養的にバランスのとれてない食事をしている未成年の栄養状態をさらに悪くすると結論した。

グルテンフリー幼児用食事

良い栄養は幼児にとり至上の成長と発達を促進するのに不可欠なものである。穀物、粉も入るが、小児科医によって推薦される最も一般的な食物であり、炭水化物とタンパク質含量による高エネルギーの食物である。最近の疫学的研究から、セリアック病は子供に一般的であり、その広がりは1:300と1:80の間である。対立する研究として、小児食習慣がセリアック病の全体的発生に影響するかどうかがある。Ivarsson et al., (2002)は、小麦のグルテンの摂取を組み込んで長く母乳で育てものはセリアック病の危険を低下させたと述べた。しかしながらZiegler et al., (2003)は生まれて３ヶ月たつ前にグルテン含有の供与を追加した子供がanti-transglutaminase （セリアック病の特異的血清学的マーカー）陽性の危険性の増加を示す事を見い出した。そのためはっきりした結論はでていない。

グルテンフリー対グルテン含有の幼児、子供用の成分と食品の栄養上比較

離乳前の時期、食事は子供の健康に最高重要のものであり、それは主には穀物粒と子供ミルク調整粉乳がベースになるものである。フィチン酸は穀物中には高濃度ではいっている。

フィテートは人間には吸収されず、フィチン酸は重要な金属類の生化学的利用とは反対の効果を示す。更にフィテートのリン酸部は、栄養的には利用されない。そこでフィテートのネガテブな性質は赤子の健康に効果を示すだろう。フィチン酸含量を400穀物食品（グルテン含有もグルテンフリー同様）で調べ、そしてグルテンフリー食品は明らかにグルテン含有食品（平均＞20mg/g）と比べて平均3.3mgのフィチン酸の顕著な低レベルで有る事が判った。

   非タンパク質窒素は幼児栄養には不可欠成分で、機能する。しかしながら産業加工条件は食品のその栄養価と安全性を害する。Perez-Conesa et al., (2002, 2005)は、産業上の加工上の効果を調べ、例えば、酸素処理引き続いて加熱処理の与える影響が、小麦とグルテンフリー市販の幼児用の非タンパク質窒素（NPN）レベルへの影響を調べた。加熱、酵素処理の両方がはっきりと研究した全ての穀物のNPNを修飾した。特に、NPNレベルはグルテン含有穀物よりもグルテンフリー穀物の方が低く、これらの穀物中のタウリン（生まれたばかりの新生にとってもう１つの不可欠成分）の完全な欠乏は加熱反応ステップの間多分アンモニアに変化したのだろう。

結論

グルテンフリー粉は一般に高度に精製されており、栄養は強化されてないので、グルテンフリー食事の人々は栄養的にはバランスがとれてない。栄養的に整ったグルテンフリー粉は存在する、例えばソバ、あるいはキビがそうであると報告されている。これらは高タンパク質で金属も高濃度である。しかしながらこれらの粉は殆ど使われておらず、業者は殆どこれを精製し、栄養価を強化ないグルテンフリー粉とし、それは低繊維、鉄、フォレートの粉であった。

   健康食は幼児には最高の成長と発達するのに不可欠である。穀物（特に小麦）は幼児、若い子供の食事の基本を形成するもので、それらの置き換えは注意深く行い、栄養の取り込みが犠牲にならないように注意深く選ばねばならない。成分の選択同様、これらの成分の加工上の変化もモニターせねばならない、それはこれまでに研究が報告するように、いかに高温や酵素処理が粉中の不可欠成分の幾つかを低下させているのかと言うことである。

全体の結論

グルテンフリー穀物食品中のグルテン置換は大きな技術的挑戦である。今日までデンプン、ハイドロコロイドの利用が、産業界ではグルテンフリーベーカリー食品のグルテンを模倣するために広がった。ビスケット製造での薄力粉は、コーン、大豆、ソルガム、ソバのデンプンの範囲でうまく置換する事ができた。グルテンフリーケーキはガム、ハイドロコロイドを米、キャサバ、コーンの粉とブレンドしてつくられ、グルテンフリーパスタでは初めの成分の選択からパスタ製造のプロセス（そこではデンプンの事前の糊化、あるいは乾燥技術が導入される）までモニターする。しかしながらグルテンフリー粉の大部分は高度に精製された低栄養価のものである。グルテンフリー食品の健康面強化へのステップが次第にすすみ、最も著しいのはグルテンフリー穀物食品への偽穀物、および他の栄養価ふくむ粉の導入である。特に高品質の食品製造で重要なのは、成長と生育が最も大切な健康な幼児、及びベビー食品である。

イントロダクション

グルテンアレルギー/グルテン耐性への関心とセリアック病発見の優れた治療法要望の高まりにともなって、グルテンフリー食品への要求が世界的に、特に発展途上国に広がっている。しかしながら、グルテンフリー食品の仕込みは一般にグルテン含有食品のそれより難題であるのは、大部分の構造形成成分であるグルテンが欠如のためである。更にグルテンフリー食品の栄養プロフィールもまた難題であり、例えばその栄養上必要な食物繊維の低含量である。最近ではグルテンフリーのビスケット、ケーキ、パスタ、ピザはセリアック病患者の食事に含まれ、市販され利用できる。しかしながらそれらはしばしば精製デンプンが主体のため、乾燥した砂のような口腔内感覚で、全体的に貧弱な食感である。この章ではこれらの食品の進歩に見られる異なった接近法をレビューする。

ビスケット、菓子、パスタ

ビスケット、クッキーは世界中で人気のある食べ物であり、それらの多くのテクスチュアと味覚のコンビネーションはそれらを世界中にアピールしている。新しいビスケットの革新と進歩は、食品技術者の創造力によって作られる。本質的には技巧がベースで有ると信じられていたが、ビスケットの製造は科学に向かって進み、テクスチュア、フレーバーのいろいろなコンビネーションとともに、各地域好みの味や市場に合うようにつくられた。仕込み、加工、最後の出来上がった物の属性の違いは、全てビスケットドウの粘弾性の機能、あるいはドウのレオロジーによるものである。ビスケットに多くのタイプが有る；しかしながらそれらの属するカテゴリーにもかかわらず、全てのビスケットにとりあるレオロジ--的必要性がある、例えばドウはモールデング/フォーミングに対する十分な凝集性がなければならず、過剰の粘弾性は不用で、更にドウはショートで切れやすいテクスチュアが必要である。ドウのグルテンデベロップメントの程度も、ビスケットタイプのあるものにとり極めて重要なことである。薄力小麦粉、砂糖、脂質はビスケット産業にとり基本的な成分であり、このチャプターではグルテンフリービスケットやクッキーの仕込みに小麦粉を他のものに置き換えるアプローチについてレビューする。

　　　ケーキは化学的に膨らませたバッターベースの食品である。そのケーキ製品の品種と多様性は大きく、本質的には仕込みの違いは地球上至る所にある。ケーキの定義もいろいろだが、本質的にはその言葉の意味するところは、小麦粉、砂糖、全卵、他の溶液が基本の仕込みで、そこに油脂が加えられ特徴とする食品である。加えられる液体レベルは、ドウではなく低粘度バッターの形成されるようなレベルである。ケーキバッター中では何ら顕著なグルテン形成はなく、ケーキ形成技術はグルテンネットワーク形成阻止するためのステップを利用する、それによってバッターは複雑なエマルジョンを作る。鍵になるケーキの構造形成成分はデンプンであり、それは小麦粉中にあり、その糊化の性質は砂糖、及び溶液の添加で変更される。

　　　パスタ食品は多世紀に渡り、地中海文化の人々に知られた。現在のパスタと呼ばれる食品の範囲は広く（例えばマカロニ、スパゲッテイ、ラザニア、バーミセリ、ヌードル）あり、そして形状、色、成分、貯蔵要求性、利用に関しても広くいろいろである。"パスタ"という言葉はイタリア語で"ドウ"を意味し、前述のような押し出し食品のイタリアンスタイルに合う食品を述べるのに一般に使う。パスタ生産用の生材料にはデューラム小麦のセモリナ粉が選択される。デューラムは強力小麦で、製粉したセモリナは粗粒子サイズでパスタを作るのには理想的である。パスタ消費者がその品質要求性に洞察力を持つようになり、更に食品の変化をいやがるようになると、パスタ生産者はパスタに加工するのに好ましい特徴を持つ正確な生材料を用いねばならない。粒中のタンパク質はパスタ加工上の特徴に顕著に影響する。ドウ撹拌及びパスタのエクストルージョンの間、形成されるタンパク質マトリックスの連続性、強さは、パスタのテクスチュアの特徴を決めるのに重要である。同一のタンパク質レベルの弱いグルテンと比較すると、強いグルテンの小麦は粘りの少ないドウで伸展性はよく良好な料理後のテクスチュアの性質を示す。インスタントパスタは、薄い壁を持ち、加工中にはより強い力を必要とする、一方新鮮なパスタはより伸展性あるドウと、シートの性質を変えるためのより弱いグルテンを要求する。グルテンマトリックスはこうして極めて重要なパラメーターであり、パスタの品質に影響する。

　　　ピザはナポリに原型があると広く信じられ、平らに膨らませたパンに幅広いバラエテイーのトッピングをのせるものと定義される。ベース（生地）とソースの品質がピザの全体的な品質に重要な役割を演じる。ピザ産業は成長しつづけ、最近数十年に予期せぬモニュメントを作った,そしてその要望は食品会社にピザドウの工業生産に関心を持たせるまでになった。ピザクラストあるいはそのベースは強力小麦粉で仕込まれ、食品全体の顕著な部分を構成する。その様相、味、テクスチュアは、消費者にとり同定と受け入れに重要なファクターである。しかしながら他のベーキング食品に比べ、ピザクラストの品質、特にグルテンフリーピザクラストの品質は研究分野がまだ残っている。

ビスケットとクッキー

ビスケット、クッキーの分類

ビスケットという言葉はラテン語のbis coctus で、それは２回焼くという意味である。元々の加工はホットオーブン中でビスケットを焼き、続いて冷却したオーブンで乾燥することである。この技術はこれらの時代、極めてまれだった。"クッキー"は元々はドイツ語のKoekjeからくるが、それは"小さいケーキ"という意味で、食べる時の音が最もその名前に合致したのであろう。ビスケットとクッキーは、それらの製造上の仕込みと方法から分類させる。ビスケットドウ、及びベーキングの特徴は大きくドウのグルテンデベロップメントの程度で影響される。ショートドウビスケット

世界中で消費されている殆どのビスケットとクッキーは、ショートドウから作られる。ショートドウ仕込みは脂質と砂糖が高比率であり、それらは各粉重量の100%--200%までの範囲である。このようなドウ中の脂質の高レベルは、ドウに凝集性、可塑性を与え、しかしグルテンネットワークの進展性が限定されるため伸展性、弾力性に欠ける。ショートドウ中の粉に非常に僅かのミキシングを与える；これはまたタンパク質ネットワークが最小の形状につながる。ショートドウビスケットは普通ロータリーモールデング、エクストルージングとカッテング、あるいはミキシングとカッテングで作られる。できたドウピースはベーキングするまではその形状をそのまま保持しようと形成するが、しかしそれらは伸びたり、あるいは流れたりで薄くなる。このタイプのビスケットは簡単に壊れ、その例にはダイジェステイブ、ショートブレッド、カスタードクリームがある。

ハードスウィート、セミスウィートビスケット

これらのビスケットはかたい粘弾性とよりグルテンネットワークが進んだドウによって特徴づけられる。仕込み中、脂質と砂糖のレベルは粉に対して低く、ドウには弾力、伸展性が有り、更に強い撹拌が要求される。ハードドウは砂糖、脂質含量がそれの粘弾性を変える以外、パンドウに似ている。これらのドウでは、カット、打ち抜きの前に普通はラミネートしシートとする。形を作った一片は普通グルテンの弾力性の性質によって収縮する。このタイプのビスケットにリッチテイーとプチベールを含む。

クラッカー

クラッカーは一般的に低砂糖、脂肪含量と記述された食品である。ソーダクラッカーとクリームクラッカーの様に発酵するもの、あるいはスナッククラッカーのような化学膨剤によるものがある。クラッカードウはグルテンネットワークを進め、タンパク質含量がドウ加工にとって重要である。発酵/膨化の間、タンパク質のネットワークは変化する。発酵/膨化の後、ドウはラミネートされ、カットされ、シートにされる。タンパク質変化とラミネートのコンビネーションでクラッカーの特徴的な薄片と火ぶくれしたものを作る。

ビスケット、クッキーの主要成分

ビスケット製造で用いられる中心成分は粉、脂肪/油脂、砂糖である。

粉

ビスケット粉は薄力ウィンター小麦を挽き、低損傷デンプン含有の小麦粉である。粉の力はタンパク質含量の機能である。ビスケット、クッキー用には比較的低タンパク質含量の粉が用いられる。

　　　薄力小麦は強力小麦と穀粒の硬さで異なり、基本的には遺伝子で、直接の受け継いだ特徴が異なる。砕くか挽いた時、薄力小麦は普通強力小麦より顕著に小さな粒子にバラバラになる。均一なもの一定のものを作ろうとして、しっかりした特異仕様が製粉業者、ベーカリーによって採用されていて、それらは企業によって僅かずつ違っている。それらの名前が示すように、強力小麦はよりかたい。こうして小麦をより細かなサイズに小さくするのにより多くの仕事が必要になる。この仕事の１つの結果として、製粉の間にデンプンの大きな％が損傷を受ける。より大きな損傷デンプン値は、マイナスの要因と見られ、特にクッキー粉ではそうである。クッキーを強力小麦粉で作るとテクスチュアは好ましくなくかたい。ここでは低損傷デンプン含有の薄力小麦粉は、ビスケット・クッキー産業に適している。

　　　低水分吸収能の小麦粉もまた好ましい。クッキースプレッドの研究で、Millan and Hoseney (1997)は、ベーキングで低水分保持能の粉の優れている事を見出した。Malick and Sheikh(1976)が指摘するのは、粉成分間で強い水の競争どりが顕著に影響するのはクッキーのベーキング性質である；しかし水含量は13%を超えないのが最も適当である。ビスケット粉産業界で用いられた最も適した小麦は、英国、北ヨーロッパのもので、さらにその温度域は秋深くから翌年の秋の初めである。

油脂

ビスケット産業で脂質は非常に重要な成分である。それらは植物の広い範囲から採られ（例えばパーム、菜種、サンフラワー、ココナッツ、植物性油脂、大豆油）と動物起原のものである。ビスケット製造用脂質で有用なものは室温で半固体であり、そのため他の成分とスムースに混合できる。脂質の第１番目の機能は、より柔らかい食品を作り、更にショートな（サクサク）ドウを作る。脂質はミキシングの間ドウに分散することで、滑らかな構造を作り、デンプンとタンパク質が連続ネットワークを作るのを阻止するのに役立つ。最近、Anon.(1997)は、クッキードウ中の脂質の役割をのべ、脂質と水相は撹拌の間粉粒子の表面に対して競合する事を指摘した。脂質は粉が水和する前に粉をコートするかどうかで、グルテンネットワークの形成が阻止される。ベーキングの後、これらの食品の好ましい食感は；かたさが小さい、サクサク間が小さく、口溶けの傾向が大きい。そこでドウの好ましい粘度は、脂質含量増加によって達することができる一方、水量を低下させる事でもできる。

砂糖

ビスケット中の砂糖は、甘いフレーバー、大きさ、色、堅さ、表面の出来上がりに影響する。砂糖はドウ撹拌中、粉との水への競合によってグルテンデベロップメントを阻止できる。シュクロースは砂糖の主体でありビスケット産業で利用される。クッキーが冷却される時、結晶化によってかたくする材料として働き、パリパリ感を与える。しかしVenkateswar and Indrani (1989)は、砂糖の適当量はクッキーでは砂糖の水保持能によるソフトニング剤として機能することを見つけた。一般に砂糖の結晶サイズが増加するのに伴って、ビスケットのサイズ、対称性は減り、一方つまり具合は増加する。

ビスケットドウ

ビスケットドウは凝集体であり、しかしパンドウの伸展性、弾力性の特徴には欠ける。最少のグルテンネットワーク形成のため、焼いたビスケットのテクスチュアはタンパク質/デンプンのネットワークよりもデンプンの糊化と砂糖の過冷却に関係し、グルテンのデベロップメントは小さくなり僅かにハンドリング、形成に粘りを与えるのみである。ビスケットドウは簡単に十分なシートになるような伸展性はある、しかしカッテング後収縮することからビスケットを保持するような弾力性はない；これはビスケットのパッケージ時の可能性を目的としている。Contamine et al., (1995)はミキシング中に注入されるエネルギーとその結果のドウレオロジーとビスケットの性質との間の関係を研究し、その結果ビスケットドウは僅かに弾力性有りだが、十分にエネルギーを与えると伸展性が出て簡単にビスケットの安定的形状を示すと結論した。さらに彼らは、グルテンネットワークがドウに僅かにでき、あまり弾力性はないが凝集性はあると結論している。ドウの粘度とビスケットの品質にとり重要なことは、粉のタンパク質、即ちグリアジンとグルテニン区分である。Gaines (1990)は、薄力小麦粉のタンパク質がクッキードウに機能性を与えると考えるのは誤りであると指摘した。クッキーを焼く時、ドウ粘度は低下し全ての方向に広がり、伸びる原因となった。このベーキングの段階で、薄力小麦粉タンパク質の重要な機能が作用する（例えばドウのスプレッドの低下により）。Doescher et al., (1987)は、粉タンパク質がガラス転移温度に達した時膨潤するーその時連続相あるいはネットワークは形成され、水移動は低下、ビスケットドウ粘度は増え、ドウの膨張は止まるという考えを前に進めた。Weegels and Hamer (1989)は、薄力小麦粉タンパク質が重要な品質のパラメーターを与え、そこにはドウの粘度が含まれるとこの考えをバックアップした。

グルテンフリービスケットの仕込み

グルテンフリービスケット産業では、小麦粉は他の成分に置き換える必要がある。これらの成分は単に普通の小麦粉から来るデンプンだけではなく、タンパク質区分でもよい。次のセクションレビューでは、グルテンフリービスケットやクッキー仕込み中に置き換えるものにアプローチする。

　　　Schober et al., (2003)は、グルテンフリーショートドウタイプのビスケットをグルテンフリー粉の範囲で作った。コーン、大豆、ミレット、ソバ、米、あるいはポテトからのデンプンをいろいろなタイプの脂質（パーム油、クリームパウダー、microencapsulated 高脂質粉, low-fat 牛乳粉）と混合した。ドウの特徴、ビスケットテクスチュア、色調、水分、大きさ、官能機能（属性）を評価した。米、コーン、ポテト、大豆と高脂質粉のコンビネーションでシートになるビスケットドウを作ることができ、そして焼いたビスケットは小麦粉ビスケットに比較的良く似た性質のビスケットであることが判った。最近多くの研究者は小麦粉に代わりビスケット、菓子、パスタ食品中に偽穀物を用いた。Marcilio et al., (2005)は、精製したアマランス粉含量と脂質含量のグルテンフリービスケットへの効果を研究するため要因設計を用いた。ビスケットの全体的な様相は精製した粉の入れた量によって影響され、一方用いた脂質レベルはポジテブにビスケットのフレーバーに影響した。39人の官能パネルの結果より、アマランスンス粉はグルテンフリービスケットの製造に効果あると結論された。アマランスの重要な栄養的性質、例えばメチオニン、システイン、リジン、ビタミン、ミネラルを考慮に入れながら、 アマランス粉に小麦粉を置き換えた時、グルテンフリー食品の製造に好ましかったのは高タンパク質、高エネルギー値であった。Hozova et al., (1997)は、完全な栄養、官能、微生物的評価、好まれる成果をもとにアマランスを含むクラッカー、ビスケット製造に着手した。しかしながら彼らは、４ヶ月以上トライアル期間を行い、ビスケットの全バクテリアカウントは10³CFU/gという受け入れ限界以上の値であることが判った。例えば不適当なパッケージ、あるいは粉中のスポアの存在が微生物的損傷を引き起こすと指摘された。にもかかわらず、著者らは保存安定なアマランス食品はグルテンフリー食品に薦めるべきと結論した。Tosi et al., (1996)はグルテンフリービスケットに全粒アマランス粉を用い、脂質に0.1%ブチルハイドロキシトルエンを添加するとフレーバーに影響することなくシェルフライフを伸張することを見出した。これらのビスケットのタンパク質含量（5.7%）は非アマランス含有グルテンフリービスケットの平均値よりも高かった。Schoenlechner et al., (2006)はアマランス、ソバ、キノアを25、50、75、100％レベルでグルテンフリービスケットを作った。ビスケットのパリパリ感はソバ＞キノア＞アマランスの順序であり、ビスケットにソバ、アマランスを入れると官能試験で好まれた。

　　　ソルガム粉はグルテンフリー焼きもの食品で一般性を強くしており、殆どは小麦の栄養価に似ているのが原因で、色は軽く、フレーバーに風味がない。Dahlberg et al., (2004)は、いかにソルガムがそのユニークなフェノール成分とデンプンの性質のため、パンやビスケットの様な健康的で栄養的グルテンフリー食品に適しているかを述べた。さらにTaylor et al.,（2006）は、ソルガムのフェノール成分、抗酸化活性レベルの高いことを強調した。100%ソルガムあるいはパールミレットのクッキーが作られたが、 "かたい、ハード、砂のようなざらざら感、粉っぽい"と述べられた。いろいろな添加物（小麦粉脂質、未精製大豆レシチン、粉の水和、ドウpH増加）を通じて改良された。そして著者らは、ソルガムの極性脂質の欠如が小麦に比べクッキーの品質低下に一部関与していると結論した。しかしながらこの問題は抽出程度の変更、ソルガム粉の粒子サイズの変更、あるいはまた仕込みの変更によって乗り越えることができるだろう。

結論

ビスケット、クッキー製品の広範囲の利用が今日マーケットで行われている。ビスケットはその仕込みによって分離され、メインのタイプは一般にショートドウ仕込み（脂質、砂糖の高比率を含む）、あるいはハードスイート、セミスイート仕込み（ショートドウ仕込みより低レベルの脂質、砂糖）である。ビスケット粉は、ソフト冬小麦で挽かれ低損傷デンプン含有で、低水分吸収能である。グルテンフリービスケットを作る時、小麦粉とその成分（デンプン、タンパク質等）を他の成分に置き換えねばならぬ。今日では、広い種類の成分、そこにはデンプン、偽穀物、ソルガム、ミレットが研究され、いろいろなレベルで成功を納めている。研究はまた、グルテンフリービスケットの栄養的価値を高めるためにアマランスのような成分を利用することに焦点を絞っている。

グルテンフリー穀物によるビール醸造

穀物（ソルガム．米、トウモロコシ、キビ、オート麦）

ソルガム（モロコシ）

変更物としてソルガムによる大量ビール醸造用の意義は50年以上にわたり認められ、幾つかの種のソルガムによる大量ビール醸造、そのソルガム麦芽からのビールになる包括的なレビューが最近見られた。最適のマッシングと発酵条件が、ソルガム大量ビール生産には必要である。研究室のパイロットスケールで、ビールはソルガム麦芽からうまく醸造され、その間内部酵素の供給は必要なく、外部からの熱安定酵素で良かった。しかしながら大量ビール醸造プロセスによる市販生産プラントでは、未だこううまく進まなかった。マッシングプロセスにはソルガム麦芽の抽出が必要で、それはソルガムデンプンが高糊化温度（＞70℃）のためで、醸造用材料としてソルガム麦芽を計画する試みを複雑なものにしている。

   幾つかの問題点がソルガム麦芽の醸造に結びついていて、その中には不十分なデンプン分解力、制限あるタンパク質修飾、高麦芽不足、コスト、外部酵素でマッシュをする必要性のあることもそれらに含まれる。これらの要因は、ソルガム生産国でのソルガム麦芽能の欠乏と共に、数醸造家達に未麦芽醸造材料のソルガムを好んで利用させ、必要な外部酵素を使わせた。ソルガム麦芽には加水分解酵素を十分持つように進化させることができ、それはコンチネンタルタイプのビール醸造用に必要とする、市販でも受け入れうるレベルの醸造用の糖・タンパク質を生産できるものである。しかし最適マッシュ方法は、ソルガム麦芽の抽出を必要とする。市販の酵素添加なく100%ソルガム麦芽でマッシュする時、デカンテーションプロセスが推奨されたが、そこで分離された酵素活性麦汁はマッシュした糊化デンプンを変えるために用いられる。  

   いろいろなマッシュプログラムが、麦芽されてないソルガムでマッシュするときに提案された。全ての場合、外部酵素が麦芽されてないソルガムのマッシュの糖化を確実にするのに要求される。これは、熱安定α-アミラーゼ添加でできた。100%未麦芽ソルガムでマッシュする時、１つの煎じたマッシュ（50℃、80-90℃、60℃温度で）が薦められる。いろいろな酵素のコンビネーションが研究されたが、熱安定αーアミラーゼ、プロテアーゼ、及びカビα--アミラーゼは全てソルガムからビール生産へ成功するのに要求された。

   1988年Nigeriaでのソルガム輸入の禁止はその後解除されている。南アフリカのような国々ではソルガム（麦芽、及び未麦芽）は伝統的な濁ったビール生産に用いられ、麦芽大麦はラガービール生産に用いられているが、最近はラガービール生産にも地方で育ったソルガムが興味をもたれている。

米

酒製造での米

伝統的な日本のアルコール飲料、酒は米と水からつくる。酒造りのプロセスには麹製造とアルコール発酵がある。 麹製造のステージでは、蒸気で蒸した米にAspergillus oryzaeの胞子が植え付けられ、48時間培養する。アルコール発酵のステージではSaccharomyces cerevisiaeが麹と蒸した米のもろみ粥に植え付けられ、ほぼ１ヶ月培養する。麹では麦芽が加水分解酵素（例えばアミラーゼ、プロテアーゼ、リパーゼ）の主な源である。もろみ粥中の蒸した米は発酵の間これらの外部酵素によって消化される。ビール醸造では発酵は、汁の濾過後起こり、一方酒汁では米粒から生じた糖は続いてイーストで発酵される。さらに発酵される糖含量、主にグルコースは、イーストによる発酵を調整する。

   蒸し米は酒を造るのに用いられるがその前に玄米は磨かれる。このプロセスでできるバイプロダクト、米を磨いたものは、日本の酒産業では１年間約126000t生じる。酒醸造プロセスのバイプロダクトの量を減らすために、新しいタイプのアルコール飲料 "ぬかー酒"がある。これは未加熱米を磨いた粉からの唯一のもので．乳酸、水、酒イーストと、市販のコージあるいは粗酵素粉末の様な酵素源を入れる事で作る。ぬかー酒醸造の間、米デンプンは米自身に含まれるアミラーゼ酵素、主にα-グルコシダーゼによって糖化される。ぬかー酒醸造は、エネルギーセービングプロセスであり、そこでは米の蒸しプロセスが除かれ、ぬかー酒は米胚の内部部分のみがき粉から作られるもので、普通の酒、あるいはビールと比べてもはっきりした受け入れられる味の品質となっている。そこで経済的、環境的観点から、ぬかー酒醸造はアルコール製造の堅実なやり方である。

ビール製造での米

米はアメリカ、日本でトウモロコシの次によく用いられる補助物である。米はある醸造家達にとって補助物として好まれるが、それはトウモロコシひきわりに比べて、低タンパク質、脂質含量であるためである。醸造用に用いられる米は普通はひき砕き米、あるいは粉砕米が用いられるが、それは可食性米製粉産業（全粒米は料理用に作る）のバイプロダクトとして得られるためと収穫のためである。米はあたり触りない香り、芳香を持ち、効果的に発酵できる糖に変え、クリーンな味のライトビールを与える。

   100%米ビールでは、72時間の発酵し、完全に米補助物と米麦芽によりビール汁を作る事ができたが、100% 米ビールのアルコール含量はかなり低く（僅か2.0± 0.2wt%）、しかしソルガム添加でアルコールレベルは上昇する（4.9±0.1wt%）ことがわかった。米補助物と米麦芽から作ったビールは、色、アワ、香り、カーボネーション、アルコール味に関しレベルはかなり低いと評価された。認知された低アルコール味は、100%米ビール中の甘い味の高得点とは相関があった。ソルガムを補助物として用いると、ビールはにが味と酸っぱい味に高得点がついた。結論的には官能的評価から、米麦芽とソルガム補助物とで作ったビールは一般に受け入れられると断言された。こうして米麦芽の利用による醸造は、ソルガムで補助された時のみうまくいった。100%麦芽米での最適のマッシュ法を見つける研究、さらに市販酵素を利用して抽出物増加とアルコール含量増加の研究をしないと、コメを添加物とし用いるビール醸造産業の現状は変わらない。

トウモロコシ

トウモロコシデンプンの高い糊化温度は、63と 67℃の間で小麦、大麦デンプンのように変化しないが、しかし内胚乳の確実な分解．デンプン糊化のためには100℃近くあるいはそれ以上の温度まで加熱せねばならない。さらにつづいての製造に入る前にトウモロコシはオイルリッチの胚芽やふすまを除去する一定プロセスを行わねばならない。たとえそうでも、米と同様にトウモロコシは最も人気のある補助物である。

   醸造目的のため、２品種のトウモロコシの適当性を研究した。100%トウモロコシ麦芽、90%トウモロコシ麦芽プラス10% 大麦麦芽、さらに80%トウモロコシ麦芽プラス20%大麦麦芽の研究から、糖化は80%トウモロコシ麦芽プラス20% 大麦麦芽のとき達成された。麦芽大麦が捕捉的酵素源として市販の工業的酵素より用いられたのは、後者は非常に値段が高いためである。貧弱なアワ形成/加熱保持は３ビール全てに記録された。この最もありうる理由は、トウモロコシ品種の全ての高脂質含量のためであろう。これまでの試験から、トウモロコシ麦芽が将来の醸造に利用されることを示したが、これからの研究はビールの色の強さ、貧弱なアワ形成/加熱保持の問題であり、さらに適当な市販酵素との組み合わせの問題である。

キビ（Millets）

キビがヨーロッパタイプ、ラガービールの醸造に用いられることが示された。パールキビはuphutsuと呼ばれる伝統的ビール醸造のためモザンビークで用いられ、さらに他の低アルコール飲料、braga, darassum, cachate等もキビ麦芽から作られた。一般にキビから作られたものは長時間保持が効かないが、それはキビは高脂肪含量で2-3日後にビールは変質をする。しかしながら30℃でフィンガーキビの発酵はデンプンを減らすことが示され、長鎖脂肪酸含量も減らし、キビビールはより長いシェルフライフを与えた。さらに発芽と発酵のコンビネーションで、フィンガーキビのフィチン酸、タンニン含量を減らし、栄養的生化学的利用性と消化性を増やす事を示した。殆どのキビ中のタンパク質含量は小麦、トウモロコシ、米と比較されるが、フィンガーキビは栄養的にはメチオニン高含量のために優れていて、麦芽、醸造の材料として最も優れている。

   キビ麦芽はソルガム麦芽汁より濾過が早く汁を作り、ソルガム麦芽から醸造したビールよりもっといい泡のビールを造る。ビール品質は色、透明性、泡の様子、フレーバーによるものとすると、大麦、ソルガム、キビの比較研究から、キビ麦芽のビール醸造は、これらの品質にあっていることが示された。

   キビにはソルガムに似た幾つかの物理的性質があり、特にデンプンの糊化温度である。適当なマッシュプログラムでソルガム麦芽抽出は進んだが、キビのデンプンも同様に糊化は高温度で進み、キビ麦芽も同じように抽出する事ができた。ソルガム麦芽抽出に進んだマッシュ法が、キビ麦芽抽出にも適しているかどうか調べられた。最も高い抽出回収率は、マッシュ法のデカンテションを用いた時で、それはこのマッシュ法を用いるとキビ麦芽の酵素阻害され、デンプンは十分に糊化したためである。しかしながらデカンテーションのマッシュ法は、低可溶化窒素、遊離アミノ窒素の低い値の汁を作り、汁はインヒュージョンマッシュ法より濾過が遅い。結論は、キビからラガービールをつくることはできるが、ビールのフレーバー、色の改良にもっと大きな改良研究が必要ということである。

オート麦

オート麦は抽出が低くhusk（かす）を出し、大麦の10%に比べ、約30%ほどで、そしてオート麦麦芽は比較的低い抽出値であり、ほぼ大麦麦芽の70-75%である。さらにオート麦麦芽はα--、β--アミラーゼ両方に不足し、その結果低抽出の回収である。粒にはβ--グルカンが多く、そのため発芽中の高粘度でゆっくり出る汁を防ぐため、十分に粒を変える必要がある。さらにオート麦麦芽の麦芽分析結果、非常に低い窒素修飾を示し、そのため全窒素（SNR）に対する可溶性窒素の低比率を導いた。

   はっきりいえることは、オート麦は今日のビール製造には重要な役割はないということである。しかし、研究から、補助物のオート麦添加はフレーバー性質に意味のあることが示された。ビールにはっきりしたトースト臭、ビスケット臭、味覚、それとクリーム的な比較的強い口腔内の感覚に結びつくものがあるといわれた。これらのフレーバーは明らかにオート麦で10%以下置き換えても出てくるもので、全体的に必要な力強いものである。

これらの理由からオート麦はビール醸造には適してないようだが、やるとすればフレーバーを良くすることに限定した補助物としてその最適レベルを探すべきであろう。

偽穀物

ソバ

ソバビール製造の最初のステップで大切な事は、最適のマッシュ法の選択である。ソバ麦芽からの汁は、大麦麦芽からの汁に比べて低い発酵性と高粘度レベルのあることである。これらの汁はコングレスマッシング法で得られたがソバ麦芽に最適の方法ではない。しかしデカンテーションマッシング法もソバ麦芽にとって不適当なように見える。最近広いテストでマッシング間のいろいろな酵素類の作用を特徴づけるテストを行った。最適のマッシング法は、伝統的なマッシング法にレオロジー試験を結びつけて行われた。その結果判ったことは、穀類をできるだけ細かくつぶし、粉-液体比1:4が推薦された。等温マッシング実験を参考にし、マッシング法は、温度・時間の以下プロフィール、35℃--15分間のマッシング、さらに45℃--15分間、61℃--40分間、72℃--30分間、そして78℃--10分間でマシングを終える事が薦められた。これまでの醸造試験から、50Lパイロットスケールを用いてソバからグルテンフリービールを造ることのできる事を示した。そのマッシングの改良した方法（ラウテリング法）は、殻をとったソバの代わりに殻をとらないソバを用いた時に観察された。

   最近グルテンフリービールのミクロ醸造が、主に麦芽してないソバを補助物として用いて醸造が行われた。その結果、ソバはビール製造の特徴に適していて、それはビールの外観と味の点に関してであった。しかしながら全てのこれまでの研究から、ソバとその麦芽の酵素含量は顕著に大麦麦芽のものより低かった。さらにソバは多糖類を含み、それが高粘度の汁の原因となる。これらの問題は、市販の酵素添加で乗り越える事ができた。醸造目的でソバ麦芽への市販酵素の広範囲の効果の研究が最近行われた。αーアミラーゼをソバのマッシュに添加し、そのレベルを上げると、色、抽出レベル、汁濾過性、発酵性、全発酵抽出物を、粘度の低下とともに増やすことがわかった。更にアミログルコシダーゼのソバのマッシュへの添加量を増やすと、それに相応して発酵の増加、全発酵抽出物の増加が、全可溶窒素、遊離アミノ窒素、Kolbach インデックス増加とともに認められた。これらの研究から、市販の酵素の助けがあればソバ麦芽は大麦麦芽に置き換え、セリアック病を持つ人々のためのグルテンフリー材として可能性のあることを示した。もっと多くの研究が最適の発酵パーフォーマンスとビールの特徴（例えばフレーバー、香り、アワ形成には）には必要である。

キノア

今日まで僅かだがキノアの醸造成分としての研究がなされてきたが、研究はキノアデンプンの性質が利用できるがどうかであった。キノアデンプンにはアミロペクチンが多く、小麦、大麦と比較して低温度で糊化するが、トウモロコシ、ソルガムのような熱帯の穀物よりもかなり低い。糊化温度域57-64℃、あるいは67-71℃が報告されている。これは調整のマッシング法がキノア麦芽を抽出する必要のないことを示している。キノアデンプンは、小麦やアマランスよりずっと高い粘度を示す。トウモロコシデンプンとは対照的に、キノアデンプンは65-95℃の温度域で１段階デンプン膨潤し低い粘度を示す。これらの特徴は、デンプン粒のサイズが非常に小さい結果のためである。

   醸造用成分としてキノアの利用に関しては、最適のキノア麦芽で麦芽を分析した結果、大麦麦芽よりわずかに高い抽出が見出された。キノア麦芽から作ったビールは、大麦ビールと同じアルコールレベルをもつため、醸造成分に用いる価値のあることがあった。

アマランス

べストの知識として、アマランス醸造のデーターを文献上で利用できる。大麦ビール生産時に糊化前エクストルージョンクッキングをしたアマランスが大麦麦芽に一部置き換える事ができるかどうか試された。わかったことは問題なく技術的に20%置き換えが可能であった。純粋な大麦麦芽ビールと比較して、アマランスで作ったビールは、甘く、味が有り、苦み品質があり、完全な全体的なバランスのとれた味と判断され、悪い点は２点（苦みが強く、フレーバーの未熟さ）評価された。

   かなり高デンプン含量のため、アマランスはビール生産に興味ある材料であるのみならず、スピリッツの生産用にも可能性がある。スピリッツ生産用には、アマランス種子は製粉され、ホットマッシング法によって熱安定性α--アミラーゼ添加で連続的に水解される。冷却後、10%大麦麦芽がマッシュ糖化のために加えられ、発酵し、蒸留される。この方法の後、上等のスピリットがはっきりした官能試験で、アマランスに特異的なものとして得られている。しかしながら、セリアック病をもつ人々の安全な消費のためには100%の未麦芽、麦芽アマランスでの醸造が必要である。

   アマランスはグルテンフリー醸造材料の可能性あるものとして研究されてきた。

小さな醸造実験がアマランス麦芽でされ、正確な抽出含量79.9%で、非常に低いアルコールビール（0.64%）ができた。醸造のためのこれ以上の研究をしなくても文献を利用すれば、アマランスの低アルコールの革新的機能性飲料として製造することができよう。

結論

新しいグルテンフルー醸造材料の探求研究はまだ未熟である。新たな醸造分野に新研究が入り込み、一度その加工条件が適当なグルテンフリー材料に適合されると、満足ゆくグルテンフリービール製品はもっと信頼され、セリアック病の人々のためのビールとしてもっと優れた品種へと進むであろう。

   最近ではソルガム、キビ、ソバだけが、グルテンフリービール成分（材料）として成功しているようであるが、一方、他の穀物は僅か補助物だけとしての可能性しかない。初期のソルガムの研究はグルテンフリー用の目的ではなく、1988年ナイジェリアへの大麦麦芽の輸入禁止への対応のためであった。アフリカのビール愛飲者の大部分に受け入れられただろうが、ソルガムビールの味、フレーバーは恐らくこの地域以外の国々では受け入れられないであろう。産業国のビール愛好家の味、習慣に合致したものを作るためには更に深く研究を進めることが必要であろう。

インターネットの探求から、非常に多くのグルテンフリービール製造小醸造業者のいることはわかっている。しかしながら、それらのつくるグルテンフリービールの成分リストの詳細な分析をすると、少量％の麦芽がレシピー中に含まれ、このコンタミは確実にセリアック病患者にとって都合のよいものではないであろう。そのようにして集められた結果から、ソバビールはソルガムビールに変わるグルテンフリーとして最も約束されるものであった。

   これらの穀物、偽穀物の知識と人気をあげるためには更に徹底したマーケット努力が必要である。それは現在ほんの僅かの人々しかこれらの穀物に親しんでないし、あるいはその消費者でしかないためである。これらの材料がうまくコマーシャル的に広がればいままで述べてきた面としっかり結びついてくる。

グルテンフリー穀物の麦芽

穀物（ソルガム．米、トウモロコシ、キビ、オート麦）

ソルガム

大麦栽培は熱帯地帯ではできないので、アフリカのビール生産には温帯域からの大麦麦芽輸入にコストがかかる。ナイジェリアの1988年大麦麦芽輸入禁止の結果、ソルガム麦芽とトウモロコシ麦芽が伝統的アフリカ飲料の醸造用にと製造された。ソルガムは、大麦麦芽に変わるものとして、大きな可能性を示した。しかしながら醸造業者の中に、市販ビール製造時、補助的にソルガムを利用した経験者がいて、その際に次のような問題に遭遇した；時間のかかる不完全な麦芽の糖化、困難な麦汁の分離、さらに困難なブライトビールの濾過であった。にもかかわらず、味覚に関して大麦と同様の効果のあるとまでは主張されていないが、100%ソルガム麦芽ビールはナイジェリアや他の地域の国々で、多くの人々にビールとしての品質は受け入れられている。

   麦芽加工はソルガムの相対的栄養価を増加し、麦芽ソルガムは、離乳期の子供用の食事の低粘度粥を作るのに用いられる。しかしながら、第１にソルガム麦芽はKaffirビール類似のビール醸造に用いられた。１つの重大な問題点は、実験研究結果からソルガム麦芽で醸造するとき、普通にみられるものは酵素レベルが不十分である事だ。初期の研究で、ソルガム麦芽中の糖化用β--アミラーゼ活性が僅かあるいは全くなかったため、ソルガム麦芽使用は大型ビールの醸造用には不適切であるというまちがった結論となった。しかし数名の研究者は、用いたデンプン分解酵素活性測定法が大麦用のものであったため、ソルガム利用研究は不適当であると述べた。デンプン分解酵素力測定に異なった方法を使うとソルガム麦芽にはβ--アミラーゼ活性はあったが、しかし大麦麦芽の25%以下のレベルであると報告された。ソルガム中のβ--アミラーゼは大麦中のとは異なり活性化した可溶性の状態にあるが、大麦では殆どのβ--アミラーゼが不活性の結合状態で存在していた。本質的には活性β--アミラーゼレベルはソルガム、大麦両方で同一であると考えられた。

    詳細な研究が最適のソルガムの麦芽加工のために行なわれた。今日までソルガムで最適の麦芽加工は20-25℃で８時間水につけ、続いて2時間空気中におき、さらに14時間水に浸ける。そのとき水分は34-36%で同一の温度で発芽は120時間行う。次に24時間50℃の乾燥に続く。ソルガム、生と麦芽は、現在広くヨーロッパタイプのラガービール醸造に用いられていて、多くの熱帯発展途上国では経済的な理由から広く用いられている。ナイジェリアでは、既に全ての大麦麦芽が国内で生産されたソルガムに置き換えられている。

米

米はアルコール飲料生産に広く用いられている。アルコール飲料、例えば日本の酒、中国のshaoshinshu（焼酒）、及び東南アジアの種々雑多なアルコール飲料は、主成分は米であるが、時には一種の穀物（米）のみで作られる。さらに米はビールのようなアルコール飲料の生産時に付加物として用いられる。ビール、酒は最もポピュラーな米ベースのアルコール飲料であり、大量に生産されている（年間、ほぼ9x10¹⁰Lビール、１５x10^８L酒）。醸造にともない、米は非常にナチュラルな匂いと香りが有り、醸造ハウスでは、適当に軽くクリーニングな味のビールとなる。もっと最近、麦芽米で興味あるのは食品材料での利用の可能性の引き金となってきたことで、遊離糖、アミラーゼ含量の増加、さらに発芽後の粘度低下のためであり, さらにアフリカの或る地域では必要性から輸入大麦に変わるものとして関心が持たれている。さらに発芽は、米の栄養価のレベルをあげる事が示される。

   初期の研究ではビールが米麦芽から醸造できる事を示した。これらのトライアルではCalifornia粒米が用いられた。粒は48-60時間15℃の水につけ、17.8-18.0℃で72時間発芽させ、そして最後に48時間で乾燥するが、32.2-65.5℃の温度上昇による。これらの低い温度は粒のガラス化を抑えるためである。しかしながら出来た物は酵素活性が貧弱で、生産するのに高価で、内胚乳物質の修飾が貧弱であった。にもかかわらず、麦芽化しない米に比べ、クッカー中での溶液化はす早く、比較的低温度ですすむ。さらに抽出化がいいことと、さらに出来たもののフレーバー、香りがこの材料を用いるとすばらしい。

   米麦芽は、麦芽ロスがしばしば非常に高くなるので醸造材料としては満足のゆくものではない。米麦芽は、最終的には従来のやり方でひかれて砕かれた時、糖化は不十分で麦液の流出はゆっくりであった。さらに米麦芽は非常に苦くなることがわかった。米に関する研究の不一致性は、抽出回収量増加とフレーバー改良のため、最適の麦芽処理体制をさがす強いニーズが或る事を示す。

トウモロコシ

トウモロコシは、メキシコのTarahumara Indiansの伝統的なTesuinoトウモロコシビールを作るのに用いられてきた。さらにホーム-醸造のXhosaトウモロコシビール生産と消費は、南アフリカの伝統的なものとして広がっている。醸造関連のものとして．トウモロコシはビールのアワ・ダメージ効果を制限するために胚芽除去をせねばならない。

   トウモロコシは麦芽がソルガムよりも十分少なく、ほとんどのトライアルの報告では、醸造業者の見地から不満足な結果であった。この穀物の麦芽の特徴についての我々の知識は少ない。いくつかの面では、トウモロコシの発芽はその栄養価を強めることができる。しかしながらトウモロコシデンプンの糊化温度は高いので、もしも修正したマッシング（加水）方法を用いれば、多分ソルガム麦芽と同様、改良された抽出回収量を得る事が出来るだろう。

麦芽作成法で、粒を36℃で12時間事前に乾燥して、25℃で40%水分含量になるように水に浸け、25℃で168時間発芽させ、最終的に45℃で24時間乾燥させることが推奨されている。そこでソルガムのようにトウモロコシで麦芽をつくるのに「湿と温」が必要で、そのためカビ感染の極端な広がリとなった。グリーン麦芽は、酵素活性のために低温で乾燥すべきである。増加した抽出量、酵素レベル、Kolbach指数、及び麦芽ロスが得られる。さらにジベレリン酸添加でα--アミラーゼ、プロテアーゼ．抽出物、Kolbach指数値を上昇させた。最近．上等の麦芽品質選択のための、とうもろこし品質を選ぶというはっきりした努力は行われていない。

キビ

キビは小粒の熱帯性穀物の総称のグループである。不透明なビール、少なくとも実験的には透明なビールであるが、麦芽にして食品材料として利用している。キビの品種間、あるいは１つの品種中でも麦芽品質にかなりの違いがある。初期の研究から、麦芽と醸造、さらにキビからのラガービールの生産は可能であるが、ビールのフレーバー、色調改良にはまだ高度の研究が必要である。

   南アフリカでは、伝統的にパールキビが麦芽、発酵に使われた。麦芽パールキビは、粘度の低い子供用離乳食に用いられる。大麦、ソールガムと違い、キビ麦芽の技術については知見が少ない。パールキビ麦芽のベストの加工方法は、25℃で水に着け、１サイクル2時間湿地、2時間空気中で休ませ、全8時間行い、25-30℃で72-96時間発芽させ、最後に50℃ 24時間の乾燥が示されている。これらの条件は、高ジアスターゼ活性、α--、β--アミラーゼ活性、遊離アミノ態窒素、適当な麦芽ロスを示す。ある場合には、さらにジベレリン酸添加で回収量を高め、酵素活性はすぐにピークに達しより高いαーアミラーゼ活性になる。

   キビ麦芽化の限定された仕事は、主にフィンガーキビですすめられた。フィイガーキビは非常に良い麦芽を作り、伝統的アフリカ不透明ビールの醸造に使われ、さらに消化の良い液状食にも使われている。フィンガーキビ麦芽は非常に納得ゆくフレーバーと受け入れやすい味があると報告されているが、しかし短時間の貯蔵の間これらの麦芽は苦い味に変化してゆく。未麦芽のフィンガーキビ粒は、非常に僅かのアミラーゼ、プロテアーゼ、フォスファターゼ活性であるが、粒が発芽がするとこれらの酵素活性はかなり増加する。さらにフィンガーキビは、カルシウムと食物繊維に富んでいる。粒を24時間25℃の水に浸け、25℃で発芽9時間行い、最後に24時間45℃で乾燥することがすすめられている。これまでの研究からパールキビとフィンガーキビ麦芽は大量タイプのビール製造に大麦置き換え価値の有る事がわかった。

オート麦

オート麦の食品利用は伝統的にオートミール、オートフレーク、朝食のセレアルである。天然のオート麦は可溶性食物繊維、価値のある脂肪酸の高含量、ビタミン、ミネラル、ステロール、抗酸化剤の大量精選され健康増進穀物として知られている。さらに、オート麦はFDA (Food and Drug Administration)承認の健康宣言によるとオートミールからの可溶性食物繊維、低飽和脂肪酸、低コレステロール食事は心臓病のリスクを低下させるといったことが、消費者間でさらに興味を増加させた。オート麦は普通好ましいナッツ臭、粒の匂いが有り、発芽はフレーバー、官能的特徴を良くするのに用いられ、それとともに金属の生化学的利用性の増加にも有効である最近、オート麦麦芽はまれにしか用いられないので、利用できるデーターは僅かである。オート麦麦芽は大麦麦芽に比べれば少量である。オート麦麦芽は、時たま多くの国の人々ためにヨーロッパ醸造家により利用されたが、その利用も今では僅かである。時にはオート麦麦芽は英国でエールビール用に用いられ、さらにストウトの醸造に用いられ、さらに特別の食品成分に用いられる。

   Avena SativaとAvena byzantinaの２種は、最も広く育てられたオート麦品種である。しかし麦芽醸造には僅かの量しか用いられない。主なるオート麦品種で麦芽に用いられるのはA. Sativaと、醸造用にはA. gramineaeである。研究からはっきりしたのは、デンプンはゆっくり発芽中に分解され、発芽したオート麦中のデンプン含量は未発芽オート麦よりも同じかあるいはわずかに低い。さらにオート麦の発芽は、不可欠アミノ酸（特にリジン、トリプトファン）含量の増加を引き起こし、僅かのプロラミン含量の低下を引き起こす。

   オート麦は高金属含有の穀物であると記録されている。しかしながらラジオアイソトープ技術を用いた最近の研究から、オート麦粥、オート麦ふすまパンを含む朝食からの鉄、亜鉛の低レベルの人体への取り込みが示された。オート麦の高フィチン酸含量は、低フィターゼ活性とともに、低鉄吸収の説明と考えられる。ここでより良好な金属利用性を得るために研究者は加工中のフィチン酸分解の適当な条件を研究し、オート麦のフィチン酸含量を低下させるための発芽条件を見出した。最適のオート麦の麦芽条件はつぎのようである；16℃の水に16時間浸け、発芽は16℃で144時間行い、引き続いて49-85℃で22時間乾燥する。巨大分子の水解の基本的知識を用い発芽粒のアミラーゼ分解活性、解糖活性、タンパク質分解活性の利用をコントロールして、オート麦麦芽から多量タイプのビールを作る事が出来た。

偽穀物（ソバ、キノア、アマランス）

ソバ

ソバは大部分の穀物とは違いPolygonaceae族に属する交換作物である。ソバは小麦とは関係なく、その名前は多分トライアングルの種子に基づくものであり、それはピーナッツのづっと大きい種子に似て、これが小麦のように使われる事実だ。ソバ粒は、栄養価が高く、よいタンパク質源である。ソバの栄養価は、ミレットより高く、あるいは米、小麦のような穀物よりも高い。その成分は栄養-生化学的見地からも好ましく、健康保持食事によくあっている。ソバの一定の消費は、"栄養生まれの文明病"（消化不良、肥満、便秘、コレステロール、糖尿病、高血圧等）を防ぐ事が出来る。

   ソバは殻付き殻なしの両方がある。しかし最近の研究から殻なしソバの利用が殻付きのものより長所があり、それは水吸収が遅く、その結果麦芽は改良されるというものである。麦芽ロスに加えて、もう１つの殻無し材利用のメリットは、濾過性の改良であった。水につける時間、温度のソバ麦芽品質に与える効果の研究は、次の事を示した。即ち最適の水浸時間後の水分含量は35-40％で、その時に薦められる水浸時間は、温度10℃で7-13時間である。この水分レベルでの麦芽ロスは受け入れられる範囲内にあり、麦芽品質は最適である。ソバ麦芽中の至適酵素活性は、ソバが15℃で96時間、発芽する時に得られた。このとき粒は十分に修正され、しかし栄養価は消費されていない。さらにルチンは機能性をもつポリフェノールの１つだが、麦芽の間、顕著に増加した。

   いくつかの最適条件が最近ソバ麦芽に提案された。殻なしソバを用いたソバを含め、広範囲のグルテンフリー穀物の最適麦芽条件をきめるのに、RSM(応答曲面法)が用いられた。著者らは96時間の水浸時間、水分47%の程度で、発芽時間は19℃で120時間を薦めた。これらの麦芽条件はかなりバラバラであり、他者の条件では水浸時間は僅か10時間で水分の程度は35-40%の間で、発芽時間は15℃で96時間が推薦された。いろいろなグルテンフリー麦芽を用いて広いフレーバー分析を行い、ソバ結晶状麦芽には強い甘い香り、モルト臭、ナッツの香りを見出し、エール生産醸造成分として用いる可能性があった。ソバ麦芽中の酵素活性への乾燥の重要性が研究された。結論として、40℃で長く乾燥すると加水分解酵素の不活性化が起こる。多段階乾燥ステップがそこで研究され、酵素活性は乾燥プロセスの間乾燥を行う温度によって示す。ソバの酵素活性の最適レベルのためにソバ麦芽は40℃ 5時間、50℃で３時間さらに60℃で３時間フォローすべきである。この条件下で、最も高いレベルのアミラーゼ酵素、全可溶性窒素、遊離アミノ態窒素が観察された。得られた結果から強く示されることは、ソバは最適にまで麦芽化すると、健康保持、醸造目的に用いられるソルガム麦芽に変わるグルテンフリーとして有益である可能性を示す。

キノア

偽穀物であるChenopodiaceae族の穀物キノアは、良好な栄養成分を持つもの、さらに離乳食として顕著に貢献していると認識されている。キノアはリジン、メチオニンが高含量含まれていると言われる。世界中で多くの研究がキノアの農学レベルでなされてきたが、生理学的レベルあるいは麦芽、醸造面では少ない。キノア種子はin vitroでは早い発芽といういい面があるが、土壌では非常に貧弱な発芽である。36時間麦芽処理すると、キノアのα--アミラーゼ活性は４倍に増加するが、外胚乳のデンプン粒は発芽の間アミラーゼで強く分解するようには見えない。これは麦芽プロセスにとり有利ではないが、マッシング（すりつぶし）と醸造にとり多少いい所である。もしα--アミラーゼレベルが麦芽製造の間このように消費されないならば、残った酵素はマッシングプロセスに利用されるであろう。マッシングの間、α--アミラーゼが存在しないと、糖化は不完全になり低抽出のwort（麦中）になる。RSMを使って、キノアの最適の麦芽条件を探すと、水漬時間36時間、水分54%、発芽温度8℃で144時間であった。

   麦芽化したキノア粒はまた栄養的利用性を改良した。発芽の間、フィチン酸は35-39%まで落ち、一方鉄溶解性は生理的条件下（及び生体中の鉄利用度の計測から）は2-4倍に増えた。消費者は食品、飲み物を消費しながら、革新的なものを求めていて、更に健康に価値のあるものを求めているため、キノアの栄養的性質は麦芽と醸造目的用のこれからの材料の研究をしようとしている。

アマランス

アマランスは、Amaranthaceae族の一品種であり、ほとんど亜熱帯、熱帯域で見られる。食物栄養源として価値あるこの植物は、野菜として食べられ、その種は穀物として用いられる。文献上僅かに、現在利用できるアマランスの醸造用材料の情報があるだけである。

   種子の発芽あるいは麦芽では、一般に生原料中の内胚乳酵素を使って一部加水分解されたもの（pre-digest）、好ましい物質が合成されたもの、そして好ましくないものの破壊が進んだものが用いられる。水に漬けて10分後、アマランス種子は35℃で72時間発芽のために放置する。発芽48時間後、リジン量は変化せず、72時間後タンパク質消化性が増加するに伴ってリジンは僅かに減った。対照として12時間アマランス種子を水に浸け、192時間までそれらは発芽した。この条件下では48-182発芽時間の間、タンパク質は減少し、リジンは発芽24時間後31％増えることが観察された。RSMを使って最適のアマランス麦芽条件が探された。これらの麦芽条件では、水に漬ける時間36時間、水分は54%、発芽温度は8℃で168時間とした。そのため麦芽と醸造目的ではこのZarnkow et alの方法がアマランス麦芽を調製するのに用いるべきだとされた。

   発芽前後の高級な栄養的成分のため．ソルガムに変わるアマランスの存在はグルテンフリーの興味深い原料である。しかしアマランスの麦芽、醸造成分としての利用にはもっと研究が必要だ。

紹介；

ビール醸造の歴史

ビール製造の技術と工夫は約5000年にさかのぼることができ、世界の多くの地域の発掘によって証明されている。古代の醸造法の描写は古代エジプトの墓に書かれた中に見出される。ビールの記述は2000BCのメソポタミア遺跡の記述に含まれている。ビールはパンとともに古代文明の食事で最も重要な食品である。さらに食品であるとともに、ビールは宗教的信念、儀式の中で中心的役割を担う。Scythians（スキタイ）、 Celts（ケルト）、 Germanic（ゲルマン）民族により好まれた飲料で、そこでは毎日の家庭の食事の仕事として女性による発酵が行われ、すべての文明の中でベーキング、醸造は女性の仕事であった。醸造産業への変化はキリスト教の宗教的基盤の醸造所で起こり、そこではビールは彼ら自身の消費のためだけではなく他への報酬とされた。ひきつづいてそれは男性のための職業となリ今日に至る。

   歴史的にビールは大麦からつくられるものと報告され、1516年のビール精製法の紹介以来、大麦は伝統的に主たるビール原料として用いられてきた。かつて信じられたことはビールは大麦以外からは作れないということである；しかしながらよく言われたことは、濁ったビールがソルガム、アワ、トウモロコシの様な穀物から作られ、熱帯においてこれまでのビール醸造に変わる原料として価値が有ると信じられて来た。

消費者の要求に答えるために，他の穀物（米、トウモロコシ）、擬似穀物（ソバ、キノア、アマランス）が醸造原料として研究され，それらにはグルテンがないことと健康にプラスと思われる成分が存在するためである。

麦芽製造と醸造プロセスの全体像

麦芽製造プロセス

麦芽製造プロセスでは穀粒中に酵素を作り、化学成分の変化を引き起こさせる。麦芽製造プロセスは大麦ストックの洗浄と選別であり、粒を水に浸け、粒を発酵させ、最後は釜で乾燥し、保存処理する。

   水に浸けている間に粒は水を吸い容積は増える。4-6時間後、始めに浸けた水は捨て、粒は大きく空気を吸いCO₂を除去する。粒の水分含量が43-46%になった時、水に浸けることを中止する。

   発酵の間、粒は十分量の水中で、ルートレット(根)、アクロオスパイア(芽)を生長させる。この生長相の間、デンプン分解、細胞溶解、及びタンパク質分解の各酵素が形成され活性化する。これらの酵素は、すりつぶしている間、大きな分子、例えばデンプン、タンパク質、β--グルカンの様なものを本質的に分解する。強い呼吸作用の結果、水につけた粒は十分な空気にふれ、冷えてCO₂は除かれる。発酵はアクロスパイア（芽）長がほぼ粒の長さの2/3-3/4になった時、普通は止めるが、その粒はグリーン麦芽として知られる。

   乾燥の間，グリーン麦芽から水分は除去される。麦芽は脆くなるまで乾燥され、安定な貯蔵物質となり、そこからは根も簡単に除去出来る。乾燥は麦芽の層にいろいろなスピードの暖かい乾燥空気を流して行い、温度をあげて乾燥し、麦芽穀物にする。麦芽中の酵素活性は、乾燥レジメの温度、時間に非常に大きく影響を受ける。

醸造プロセス

最も重要な2つのビール製造プロセスとは、マッシュの間にデンプンの分解で糖にすることと、これらの糖を発酵してアルコールとCO₂にするである。もっと簡単には醸造は７段階からなる;

1、グリストミル（製粉機）で麦芽大麦をつぶし荒い粉にする（例えばグリスト）。

2、マッシュタン（桶）中に、麦芽グリストを温水と混ぜ（マッシュして）粥状の粘性あるマッシュをつくる。麦芽酵素は、麦芽製造中調製されるものだが，つぶした麦芽の壊れた内胚乳を最も適した温度下で可溶化して、出来るだけ多くの可溶抽出物とする。

3、ロータータン（桶）中で、麦汁中の可溶化抽出物は、不溶の固形分（グレインハスク）から分離する。さらに水をタンクの上からマッシュにスプレーして抽出物を増やす。

4、次に麦芽ケルト（やかん）中で麦汁をホップとともに入れ煮沸する。これで酵素活性を止め、麦汁を殺菌し，あるタンパク質を凝集する。はっきりしたフレーバー、香りはホップから麦汁にうつる。

5、whirlpool（ジェットバス）で、熱い麦汁を沈殿した粒子（例えばtrub）から分離する。

6、麦汁の冷却、エアレーションを続け、イースト発酵の理想的な培養液を作る。

7、イーストが次に加えられ麦汁を発酵し、存在する炭水化物はアルコールとCO₂に変わる。他のイースト代謝物はフレーバー、アロマに寄与する。

熟成と精製にビールは引き継がれ、その間、ビールのフレーバー、アロマ、品質保持がすすむ。最後にビールはパックされ、普通はその後、無菌濾過あるいは殺菌が行われる。

グルテンフリー穀物

セリアック病のひろがりは約100名中1人と計算される。この比率はセリアック病が最も一般的な不耐性の病気と知られたものの一つであることを示す。この病気は小腸内の免疫（媒介応答）で起こるもので、グルテンが引き金になる遺伝的感受性もつ個体に起こる。唯一の効果的治療法はしっかり穀物（小麦、スペルト、トリテケール、ライ麦、大麦）摂取をさけることである。穀物にはグルテンがあり、患者は生涯を通じて摂取をさけるべきである。

   グルテンは小麦中タンパク質区分を述べるのに使う一般的用語である。グルテンタンパク質は、２つの区分に分けられ、それは水溶性アルコールへの可溶性、不溶性によるものである；可溶性グリアジンと不溶性グルテニンで全体的にはプロラミンとして知られる。小麦、ライ麦、大麦は全てグラスファミリー（Poaceae）のメンバーで有り、分類学的に近い関係にある。すべてこれらの穀物とそのプロラミン[グリアジン（小麦）、ホールデン（大麦）、セカリン（ライ麦）、多分、アベニン（オート麦）]は、セリアック病をもつ人々にとって有毒である。

   穀物でグルテンを含まないものには以下のものがある；米（Oryza Sativa）、 トウモロコシ (Zea mais)、ソルガム（Sorghum bicolor）、 ミレット (例えば Panicuim miliaceum, Setaria italica, Pennisetum typhoideum と Eleusine coracana)。他の炭水化物--リッチの偽穀物にはグルテンのないソバ（Fagopyrum esculentum）、キノア (Chenopodium qunoa) とアマランス（Amaranthus）がある。

   グルテンフリー食事の中でオート麦食品の摂取は、米国、その他の多くの国々で反対されていたが、最近の研究からセリアック病患者は全くコンタミのないオート麦を小腸絨毛に害を受ける事もなく適当量の長期摂取しても大丈夫であることがわかった。FCA (フィンランドセリアック協会)は、グルテンフリー食事の中にオート麦を入れた。1981年と2000年にWorld Health Organization（WHO）とFood and Agricultural Organization (FAO)からCodex Standardのグルテンフリー食事見直し草案がでて、所謂グルテンフリー食品とは次のように述べると声明が出た:それは（i）グルテンレベル20ppmを超えないと思われる如何なるプロラミンも含まないオート麦からなる、あるいはそれで作られるもの (ii)グルテンレベル200ppmを超えないグルテンフリーとしてきたオート麦からなるもの。にもかかわらず、多くの業者及びオーガナイザー、例えばCSA(Celiac Sprue Association)、 CDF(Celiac Disease Foundation, ADA (American Dietetic Association) は、オート麦に関する添加証拠のない安全性について彼らの考えを変更する事を躊躇している。

   最も研究されたグルテンフリー穀物の１つはソルガムであり、これは元々セリアック病をもつ人のためにビールを作るために用いられたのではなく、1988年ナイジェリアの大麦麦芽の輸入禁止を乗り越えるために行われたものである。ソルガムに結びつくいくつか固有の問題点（低アミラーゼ酵素活性レベル、抽出低回収量、マッシュ濾過速度が遅い）があるが、大麦麦芽からソルガム麦芽に変える可能性を示す研究がある。最近、グルテンフリー食品の域における研究数は顕著に増加してきた。

   ソバ、キノア、アマランをグルテンフリー食事に加えてよいかどうかの問題点に対し、GIG (Gluten Intolerance Group) (Seattle, Washington)とCDF（Studio City, California）の両グループは、これらの植物食品を受け入れたが、一方CSA (Omaha, Nebraska)はそれらを受け入れないとリストに述べた。しかしながらCSAはこれらの穀物に実際上グルテンが含まれてるとは言わない。ここで最近の証拠はこれらの穀物はグルテンフリー食品の生産に用いる事ができるという結論をより強く支持している。

   最近の研究は、米、トウモロコシ、ミレットやソバ、キノア、アマランスの偽穀物といったグルテンフリー穀物が麦芽やビールの製造利用に焦点が絞られてきた。これらの研究で、一般に最も醸造に可能性の高い生材料はソバであることが別個にわかった。このことからソバの麦芽、醸造がより詳細に取り上げられた。

   グルテンフリー生材料にもとずく麦芽とビールに関する研究は、ソルガムに焦点があわされ、このレビューの目的はソルガムに変わるものとしてグルテンフリー穀物、例えば米、トウモロコシ、ミレット、そして同様に偽穀物ソバ、キノア、アマランスの利用にも焦点を合わせた。

パンの構成成分としての水の役割

水はドウ形成に不可欠な成分である；他成分を溶かし、タンパク質、炭水化物を水和し

、さらにグルテンネットワーク形成にとって必要である。水は複雑な機能をもち、生化学的ポリマーの立体構造を決め、仕込み中のいろいろな成分間の相互作用の性質に影響を与え、ドウの構造形成に寄与する。フラワードウのレオロジー的性質には不可欠のものである。粉に水を加えると粘度は低下し、ドウの伸展性は増加する。一方、もし水の比率があまりに低いと、ドウはぼろぼろになり、連続性はなく、はっきりと表面の素早い脱水による"クラスト"効果を示す。一般にドウのかたさの変化は5-15％の間で起こり、そのときの水分含量は粉の体積の１％で変化する。いろいろな成分がドウ中で吸水する間、変化ないデンプンだけはドウ中で水分含量を正確に測定できる。水で平衡化した時、天然デンプンはほぼ乾物重量kg当たり約0.45kgの水を吸収する。水分含量とその分布は、クラムのソフト感、クラストのかたさ、シェルフライフと言ったテクスチュアの性質を支配する。水分は製パン時生じる大きな変化（例えばデンプンの糊化）とその焼かれたパンの構造と食感に対しても重要な役割を演じる。

   粉を水に加えると、粉粒の外側の層は吸水し、ネバネバした塊が見られる。撹拌を続けると水和された外側表面層が代わり、新しい粉粒子層があらわれ、水にさらされ、そして水和される。この連続で全ての粒子が水和され消える。幾つかの物理的、化学的変化が粉と水のミキシング、ニーデングの間に起こる。使われた引裂，押しのばしの力でグルテンタンパク質は水を吸収し，グルテンの一部はほどける。一部ほどけないタンパク質分子は、疎水相互作用とSH-SS交換反応を容易にすすめ、糸のようなポリマーを形成する。これらの直線ポリマーは次々と、簡単に多のものと互いに相互作用すると思われ、多分それは水素結合、疎水結合であり、S-S結合であり、ガスをトラップ出来るようなシート状のフィルムを作る。

   デンプン構造の変化、例えば可溶性、糊化、あるいはフラグメンターションは、水/デンプン比、温度、加熱程度、アミロース/アミロペクチン比、引裂力、粒子サイズ分布、添加砂糖、塩、タンパク質、脂質、あるいは他要因によって影響を受ける。ドウの調製中、デンプンは約46%まで水を吸収する。水中で加熱するとデンプン粒は糊化し、粒中で分子配列の混乱が起こる。糊化中アミロースが粒からしみ出す。全糊化が一般にある温度域で生じる。過剰の水にあるところでデンプン粒の連続加熱をするとさらに粒は膨潤し、可溶化成分のしみだしがさらにつづく（プライマリーアミロース），そしてついには粒の全体が崩壊する。この現象はデンプンのペースト形成に到る。水は糊化の間、可塑剤として働く。水の移動-強め効果が初めにアモロフォス域で起こり、ガラスの性質である。デンプン粒は、十分に水のあるところ（少なくとも60%）で加熱し、特異的温度（ガラス転移温度）に達すると、粒のプラスチックアモロフォス域は相転移をおこし、ガラス相からゴム相に変わる。上述のプロセスの間、水分子は鎖間に入り込み、鎖相互間の結合をやぶり、分離した分子間に水和層を作る。これは、鎖をゆるめもっと完全に分離し可溶化する。

　　　加熱、水分、時間のベーキングの組み合わせの結果、デンプン粒は糊化し、膨潤し、少量のデンプン（主にアミロース）が内部粒相中に漏れ出る。製パン中のデンプンの膨潤と水の可塑的効果の重要性も強く述べられた。冷却する間、可溶化したアミロースは連続的ネットワークを形成し、そこで膨潤した変形したデンプン粒は落ち着き、他のものと連携する。素早い老化のために、アミロースはパンの不可欠構造要因であり、初期のパン容積の決定要因である。水分含量はデンプンの老化のレベルとスピードをコントロールする。パンクラム中、老化デンプンの可溶化エネルギーの最大量が35-45%水分含量範囲で観察された。分析データーは、クラムの粘弾性性質が合成ポリマーのそれに類似しており、クラムのかたさは水分含量が増えるとともに低下する。水は食品中、最も大切な可塑剤である。ベーキング中吸水の増加は、パンの初期の柔らかさを強め、さらにパンのかたさを低下させた。

　　　貯蔵中、パンは次第にその新鮮さを失い老化する。老化のプロセスには幾つかの面がある；クラストはしだいにかみきりにくくなり、クラムは次第にかたくなるり、弾性を失い、可溶性デンプンは低下し、水分とフレーバーは損失する。貯蔵中の水分含量がパンのかたくなるスピードに影響し、デンプン老化に影響すると報告された。小麦パンがかたくなるスピードは、水分含量が高い時遅れる。一般に結論されるのは、デンプン区分中の水の移動と変化は老化プロセスで重要な要因である。

　　　すでに討論したように、ハイドロコロイドは小麦パン、グルテンフリーパンに広く利用され，これらの食品の構造、口腔内感覚、消費者了解、シェルフライフを改良した。

少量の利用（＜１％、w/w）で、パン容積をふやし、かたさを低下した。水分吸収はハイドロコロイド添加で増加し、この増加の程度は添加ハイドロコロイドの構造にもとづく。ハイドロコロイドの存在は、デンプンの可溶化，糊化，フラグメンテーション，老化に影響する。これらの効果は糊化の性質、ドウレオロジーの性質とパン老化）に影響する。

　　　製パン研究の結果から、パンサンプルの水分含量はハイドロコロイドを含むとコントロールよりも極めて大きく増加する。クラムのかたさがハイドロコロイドを含むと低下することは、また小麦パン、グルテンフリーパンで報告された。水（10あるいは20%）をグルテンフリー粉に加えるとパン容積がより高くなり、クラスト、クラムテクスチュアのずっと柔らかくなることが観察された。グルテンフリーパンの水分含量の増加がクラムのかたさを顕著に低下させる事が観察された。HPMCと水は、クラムグレイン構造で顕著な相互作用を示し、2.2%HPMCと79%水分のレベルが最も良好なグルテンフリーパン品質を与えた。

　　　小麦パンでHPMCの存在がかたさスピードを低下させ、アミロペクチンの老化を遅らせることが観察され、アミロペクチン老化の低下、パン老化の遅れがHPMCを含むパンの水分含量によるためだろうと結論された。示差走査熱量測定を用いて、ドウ中の水とHPMCレベルがガラス転移温度（例えばガラス状態からゴム状態への）に大きく影響することを、さらにHPMC-水相互作用がデンプンの糊化開始温度を主にコントロールすることが観察された。ハイドロコロイドはパン中でパンクラムから水分の拡散と損失両方を制限することで，老化レベルに影響した。こうして水分含量とその水移動をコントロールすることが、パン容積とクラムかたさのコントロールにとってキー要因であろう。

グルテンフリーパンの栄養価の改善

穀物は食物繊維の重要な源であり、西欧諸国では含まれる繊維の約50%がこれである。食物繊維の役割は線維素であり、大部分はずっと健康予防に貢献するものとされて来た。適当量の穀物、果物、野菜を入れた食事は、十分な繊維を与えるだろう。グルテンフリー食品には一般に強化されてなく、入っている量も十分ではないというために、あるいは精製した粉やデンプンで作られているために、それらは置き換えようとしたグルテン含有のものと同一の栄養価レベルにはないであろう。そこでセリアック病患者にとって、生きてゆくために必要なグルテンフリー食事が果たして栄養的バランスのとれた食事かどうかを確かめると、特に食物繊維の取り込みについてはまだ不確実性が残る。

　　　セリアック病の治療し、グルテンフリー食事をしている49人の大人に、栄養価と食品の取り込みの調査をした。正常の食事のコントロールグループの人々と比較した時、繊維取り込みの低いことを見出した。同時に平均繊維消費量がSwedenのセリアック病患者に推薦されるものより低いことを見出した。セリアック病青年期の研究で、きっちりしたグルテンフリー食事を守ることは、既に青春期の栄養的なアンバランス食事（栄養と繊維の食物レベルは低いとわかった）をさらに悪くすると結論した。同様の発見も示された。

　　　グルテンフリーパンに食物繊維を強化したものは、技術者達のチームで研究の話題となった。研究は高繊維成分の添加がテクスチュア、ゲル化、厚み、乳化、安定化の性質をグルテンフリー食品に与えることを示した。イヌリンは食物繊維含量をグルテンフリ--食品に増加させる成分の１つである。イヌリンはβ（2è1）-結合するフラクトースユニット鎖の貯蔵多糖類であり、末端にグルコース分子が来る。30 000以上の野菜製品に存在する。特にチコリルート(根)（Cichorium intybus）は産業に使うのに適している。イヌリンは小腸で分解されず吸収されないが、そのかわり大腸で有用バクテリアで発酵される。イヌリンのいろいろな植物から抽出されたものの違いは、重合度の違いによるものであった。

　　　機能的性質でイヌリンは加工食品中広範囲に用いられ、そこではプレバイオテックスの性質に使われている。また、脂肪代謝物として広く食品に用いられている。例えばイヌリンと、あるハイドロコロイド間の相互作用に関し報告されている。イヌリンとハイドロコロイドはシナージスト効果を示し、システムに顕著な粘度増加を与える。イヌリンを水溶液と混ぜた時、イヌリン粒はゲル状のネットワークを作り、その結果食品中ではクリーム状のテクスチュアとスプレッド状の性質を示す。混合物は食品中簡単に応用でき、脂肪100%にまで置き換ええる。

　　　非常に僅かだが２−３の研究が、イヌリンのベーカリー食品への品質と栄養的性質に関するものがある。最近、グルテンフリーパンの品質へのプレバイオテックス範囲（イヌリン、オリゴ糖シロップ、にがみフリーチコリ粉）の影響が決められた。さらに3、5、8%添加レベルを用い、パンを48時間貯蔵した。パン中に５％イヌリン添加が最も良い食感をえている。5、8%イヌリン、オリゴ糖シロップ、チコリ粉は３日間の貯蔵期間中、老化スピードを低下した。全体的に著者らの結論していることは、プレバイオテックス供給で品質の良いグルテンフリーパンを作る事が出来たことだ。使った添加物の中で、パン品質に与える最も意味ある効果は５％イヌリン添加であり、これがパンのふくらみを増加し、クラムのかたくなるスピードをおとし、官能レベルを改良した。

　　　異なったレベルのイヌリンによるグルテンフリーパンの栄養的価値同様、品質へのインパクトの研究をした。これらの著者らはイヌリン添加がグルテンフリーパン品質を改良するだけでなく、パンの食物繊維が顕著に増える事も述べた。限られた研究から、グルテンフリー食品に存在する栄養的分析に関すること同様、グルテンフリー食品の食物繊維増加に不可欠であることを調べた。イヌリンは良好な候補であるが、しかしさらなる研究が必要で、グルテンフリー食品中に他の食物繊維源の適当なものの評価が必要である。

グルテンフリーパンの生産

グルテンフリーパンの生産方法は標準の小麦パンの生産方法にくらべ、顕著に異なるものである。伝統的には小麦ドウをまぜ、発酵し、分割/成型、丸め、最後に焙焼する。殆どのグルテンフリーパンはより高いレベルの加水、そしてより流動に近い構造である。さらにそれらは撹拌、発酵、ベーキング時間は小麦の物より反対に短い。新しいグルテンフリーパンで高品質のものの作り方が示され、撹拌、発酵、ベーキングからなるものである。この方法はグルテンフリーパンをさらにうまく研究し応用している。グルテンフリーパンに乳成分を入れた時、入れない時をつくり、小麦パンや小麦デンプンをベースにした市販ミックスのグルテンフリーパンと比較検討している。非乳成分グルテンフリーパンには、トウモロコシデンプン、玄米粉、大豆、そば粉、キサンタンガムが使われている。乳成分の入ったグルテンフリーパンは、玄米粉、スキンミルク粉、全卵、ポテトデンプン、トウモロコシデンプン、大豆粉、キサンタンガム、コンニャクガムからなる。市販の非乳パンは高体積であったが、その結果、早い老化のパンであった。全粒穀物のコンビネーションで、水レベルを増やしても特にその老化を遅らせることは出来なかった。しかしながらタンパク質十分量の添加で品質の保持を改良し、連続相の形成とフィルム様構造を示した。この連続相、フィルム様構造は、デンプン老化による変化をマスクすることができ、そこでグルテンフリーパン品質を決める鍵となる。

　　　RSM（応答局面法）という技術は有用な技術であり、新しい食品、例えばグルテンフリーパンのようなものを製造するときには有用な技術である。RSMでは、成分レベルのコンビネーションの設定あるいはプロセスパラメーター（例えば時間、温度）の組み合わせとその設定ができ、適当な結果（例えば色調、体積、受け入れ可否）を求めるためにテストされる。それはモデルを作るのにも用いられ、これらのデーターは各部分の最大、最小を求めるのに用いられた（例えば加工時の最大条件の選出とか）。RMSは、ある方法で同時にいろいろな多くのパラメーターを変え、しかしながらトライアルの最小数で製造業者に信用できるデーターを与える（最小のコストと時間でインプットする）。成功したRSMの応用はいろいろな異なるタイプの小麦パンの生産で報告されている。

　　　グルテンフリーパンにRSMを使い、３種の米粉を用い、（いろいろな粒サイズと米くだき方の調査）目的を持って生産とその測定を行った。中間の粒、微細に粉砕した白色米粉、低レベルのHPMC、低レベルのCMCを用いてパンは最も小麦パンに近いものができた。同じ３種の米粉が第２番目のトライアルに用いられ、グルテンフリーイーストパンが米粉（80%）、ポテトデンプン (20%)を基本として作られた。訓練したパネリストによる官能試験を使い、RSMにより至適CMC、HPMCと水レベルを見出し、これらの成分と各異なった米粉とのコンビネーションをに見出すのに使われた。湿っぽさ、凝集性、フレーバー、色、セル構造に関しては、グルテンフリーパンを中間粒米粉で作ると長粒米粉で作ったものより高度のスタンダードであることがわかった。

　　　RSMを応用してメチルセルロース、アラビアガム、卵アルブミンのグルテンフリーフラットパンの官能的性質への影響を調べたが、そのパンは未糊化コーンデンプンとコーン粉をベースにした仕込みで焼いたものである。メチルセルロースと卵アルブミンは、パンの官能要因を改良する大部分の成分であるとわかった。3%アラビアガム、２−４％メチルセルロース，卵アルブミンを用いた時，小麦パンに相当するグルテンフリーパンが作られた。しかしながらパンはレギュラーの小麦パンに比べ２日間以上早く老化した。RSMはキャッサバデンプンのグルテンフリーパン、ビスケット仕込みにも用いられた。RSMを用いて、コーンデンプン、キャッサバデンプン、米粉、0~0.5%大豆粉添加でグルテンフリーパンの改良テクスチュアもうまく調べられている。RSMを用いてソールガムベースグルテンフリーパンへのソールガム雑種の影響は調べられた。各ソルガム雑種はグルテンフリーパンの品質に相違を示し、RSMは最も良い仕込み中、ある品種の最もいいパーフォーマンスを示した。

　　　結論すると、これまでの研究は明らかに数学的なモデル化はグルテンフリー食品の最も良いものをつくりのには上等な道具であり、RSMは最低のトライアル量で、至上の加工食品の仕込みづくりができた。

グルテンフリーパン品質の改良

殆どの市販グルテンフリーパン品質が良くないのは老化の素早い開始、乾いたクラムテクスチュアと、ひどいオフフレーバーによるためである。グルテンフリーパンの老化の早いのは、主には高含量の分離デンプンによるためである（粉基本の約100%）。さらにグルテンが無いため多くの水が使われ、それがクラム硬化傾向とクラストのソフト化の原因である。幾つかの研究が進められ、それによるとグルテンフリー穀物の範囲と酵素、タンパク質、ハイドロコロイド，あるいは又，乳酸バクテリアとのコンビネーションで進められ，グルテンフリーパンの品質向上に向けられた。

酵素

酵素機能の利用はベーキング産業に大きく広がっていて、例えばドウの脱色（漂白）、ドウの容積、テクスチュアあるいはシェルフライフの改良である。酵素は本来の材料中に存在するか、あるいは別の酵素源から添加することもできる。アミラーゼ、プロテアーゼ、ヘミセルラーゼ、リパーゼ、オキシダーゼは、ベーキング製品の品質同様、全てのベーキングプロセス面に影響すると報告されている。

　　　今日まで、グルテンフリー食品へのアミラーゼの利用とそのインパクトについては殆どない。米パンの老化を遅らせるのにBacillus 種 (中間温度域安定のα--amylaseとサイクロデキストリングルコシルトランスフェラーゼ（CGTase）)からの２つのデンプン分解酵素の効果について研究された。CGTaseの存在は、特にアミロペクチン老化の低下と顕著な抗老化効果を示した。酵素添加による好ましいパン比容積の増加も記録された。そこでこの研究から、アミロース分解酵素はグルテンフリーパンの老化を抑えるのに効果のあることを示した。

　　　トランスグルタミナーゼはベークト産業において比較的新しいツールとして登場した。アミンの取り込み、クロスリンク，あるいはデアミネーションによってタンパク質を修飾することができる。クロスリンクは、リジン残基のε--アミノ基がタンパク質中でアシルレセプターとして機能しε-(γ-Glu)lys結合（isopeptide bonds）は分子間、分子内で起こる。反応系にプライマリーアミンの無い時、水分子はアクリルアクセプターとして働き、グルタミン残基の脱アミノ反応に進む。トランスグルタミナーゼもタンパク質中にプライマリーアミンの取り込みを触媒できる。トランスグルタミナーゼは、いろいろのタンパク質をリンクする力がある；牛乳カゼインとアルブミン、卵、肉動物性タンパク質、大豆タンパク質、小麦タンパク質である。酵素はいろいろなものから得る事ができ、例えば動物組織、魚、植物、あるいは微生物である。ベーキング用のトランスグルタミナーゼは微生物培養で得られる。酵素は小麦グルテンを活性化し小麦ベースのクロワッサンの比容積にプラスの効果を示した。

　　　トランスグルタミナーゼ（レベルを変えて）による大豆、スキムミルク、あるいは卵タンパク質のグルテンフリーパンへのインパクトの大きいことが述べられた。最も目立った効果はネットワーク形成による容積の低下であった。スキムミルク粉と10unitsの酵素の入ったパンは、最もコンパクトな構造であり、著者らはグルテンフリーパンのネットワーク形成はトランスグルタミナーゼレベルと用いたタンパク質のタイプによるもので有ると結論した。グルテンフリー穀物の広さへのトランスグルタミナーゼのインパクトの大きさについて評価された。顕著な増加が10ユニットのトランスグルタミナーゼが用いられたときに偽穀物のソバの性質や玄米粉バッターで観察された。出来たソバや玄米粉パンは、全体的な肉眼で見た様相と同様ベーキング特性の改良を示した。３次元CLSM（共焦点走査型レーザー顕微鏡）画像精緻図は、トランスグルタミナーゼ作用でタンパク質複合体形成が起こっていることを確定した。しかしながらトランスグルタミナーゼはトウモロコシ粉にはネガテイブの効果を示し、様相はバッターの弾力性の性質を悪くなる。にもかかわらず、結果としてのパンははっきりした改良効果を示し比容積の増加、クラムかたさとチューイング性の低下を示した。トランスグルタミナーゼの効果はオート，ソールガム、あるいはテフのパンでは認められなかった。著者らはグルタミナーゼがグルテンフリー粉に働いて、ネットワーク形成を進め、製パン性を改良する事ができたと結論した。しかしながらタンパク質源が酵素によるインパクトを決める鍵である。

サワードウとグルテンフリーパン品質改良へのその役割

ここではサワードウ利用が、グルテンフリーパンの品質をあげる興味深い変法であることを示す。サワードウ添加は，グルテン含有パンの品質改良を十分進めた方法である。パン容積改良、クラム構造改良、 フレーバー、栄養価、 及びモールドフリー（カビなし）シェルフライフをふくむポジテイブな効果に関してかなりのコンセンサス（同意）がある。サワードウの添加でグルテンフリーパン製造のフレーバー改良に，特に興味深い。パンフレーバーは、スターター培養のタイプによって影響を受け，特異的なフレーバーは発酵中に生じる有機酸、アミノ酸によって得られる。ガス保持能は主に粉の膨潤力に影響されるが、しかしデンプン粒は相対的に水に不溶で、冷水ではほんの僅かに水と水和するだけである。サワードウ発酵で粉の酸性化が起こり、ある方法でグルテン機能に置き換わり、そして多糖類（ライ麦中のペントザン）の膨潤の性質を強める。この性質はグルテンフリーパン構造に意味のあるものであろう。

　　　サワードウのグルテンフリーパン品質への影響は、近年研究された。発酵の間、タンパク質の分解が起こるが、このプロセスはグルテン含有サワードウよりずっとはっきりしない。20%サワードウの取り込みは、グルテン含有パンの最終品質への顕著な効果を示した。しかしながらグルテンフリーサワードウでは、20%レベルでグルテンフリーバッターに取り込まれても、構造には全く顕著な違いは認められなかった。だが老化の開始は遅れた。サワードウの添加はグルテンフリーパンの腐敗菌の成長を効果的に遅らせることができ、それによってこれらのシェルフライフを増加させたと最近報告された。

　　　高品質グルテンフリーパンの製造にサワードウを用いる研究はまだ未熟の段階であるが、これまでの利用できるデーターはサワードウがグルテンフリーパンの品質（例えばフレーバー、シェルフライフ）をあげる魅力的な道具であることを示している。

結論

セリアック病患者用のくさび石となるその治療は、長寿食事としてグルテン入り食品を除去した食事である。しかしながらグルテンはパン構造をつくるタンパク質として不可欠で、多くのベーキング食品の外観、クラム構造、消費者の納得には必要なものである。そこでグルテンフリー食品の分野で食品科学者、及びベーカリーにとり最大の挑戦は、高品質のグルテンフリーパンを作ることであろう。大きなマーケットリサーチの示すところは、最近のマーケットの大部分のパンは非常に貧弱な品質であるということである。小麦パンでは、グルテンはこのような広い範囲の機能を示すため、他の一成分だけで小麦粉を置き換えることはできない。もしグルテンの粘弾性性質を模倣できる、ある範囲の粉と重合化物質がグルテンフリー仕込み中に入るならば、良質のグルテンフリーパンを作ることができる。グルテンフリー粉の使用範囲は、丁度一種類よりもっと多くのグルテンフリー粉を混ぜる方が、良い官能性で良いテクスチュアのパンを作るのに推薦された。グルテンフリーパンの全体的な品質を改良するのには、グルテンフリー仕込み中、ある％のデンプン量の添加が確実に必要である。もともと米、ポテト、タピオカからとられたデンプンは、小麦デンプンよりグルテンフリーデンプンであり、この目的のために用いられるべきである。

　　　ハイドロコロイドはある程度グルテンの粘弾性をまねすることが出来るから、グルテンフリーパン製造には不可欠な成分である。これまで行われてきた研究から、キサンタンガム、HPMCはグルテンフリーパン仕込みには最も都合のよいハイドロコロイドであろうが，グルテンフリーシステム中、これらあるいは他のハイドロコロイドの応用研究で最も良い物を探す研究がもっと必要である。タンパク質をベースにした成分もグルテンフリーパンの改良に不可欠であり，その最も顕著なものは恐らく乳基本成分であろう；しかしながらその中でも不可欠なことは唯一低ラクトースの乳成分であることである。最も大切な成分の１つは、どんなグルテンフリー仕込み中でもそれは水であり、最も良い結果を得るため、どんな仕込みにも最も適当な水--レベル量が必要不可欠である。

　　　最近、グルテンフリーパンのテクスチュア改良研究に、酵素の利用に焦点が注がれている。他の酵素の中でも、トランスグルタミナーゼはグルテンフリーパンのテクスチュア改良を示したが、原材料に対する依存性への考慮を示した。乳酸バクテリア/グルテンフリーサワードウもグルテンフリーパン品質の改良の一つの可能性であり，特にその官能性の改良である。たとえグルテンフリー食品開発研究が未だ未熟であっても、研究者達はいまのマーケットのものより優れたものをつくることができ、そしてセリアック病の患者はまもなくそれらを店で利用することが出来るであろう。

グルテンフリーパンとは

セリアック病、唯一の効果的治療法は食事からグルテンを除けば、あとは永い人生を送ることが出来る。しかしながらパンを作ることからグルテンの除去は、製パン調製前の段階ではドウのシステムより液状のバッターになり、その結果ベーキングされたパンはぼろぼろに崩れるようなテクスチュアとなり、色も貧弱、その他の品質もよくないパンである。事実、グルテンは小麦粉に存在するタンパク質の主構造形成タンパク質であり、製パンでの小麦粉の機能に重要な役割を演じ、ドウに粘弾性を与え、良好なガス保持能と良好なクラム構造を多くのベーカリー食品に与える。最近グルテンフリーベーカリー食品がマーケットに多く登場するが、低品質、貧弱な口腔内での特徴とフレーバーを与えている。。これらの問題は製粉、製パン技術者両者に大きな技術的問題を与え、グルテンフリー焼き物の生産にグルテンに変わるものを探すことを要求した。グルテンフリーパンは、グルテンの粘弾性を真似る重合化物質を製パンドウに要求した。グルテンフリーパンの生産には、毎日の食事のタンパク質のような主にデンプン、タンパク質をベースとする成分が含まれるものである。さらにハイドロコロイドをグルテンフリーの基本粉中に入れてグルテンの粘弾性を真似る事ができ、さらに改良されたテクスチュア、口腔内感覚、感受性、シェルフライフの改良が出来た。

グルテンフリー食事について

人生すべての中で、グルテン摂取の拒否がセリアック病にとっては基本治療となる。時にグルテンフリー食事のことを患者は"薬の選択"と呼ぶのは、この栄養治療が生命にとり厳格なグルテンフリー食事である。グルテンフリー食の全体的なゴールは、グルテンをさけたバランスのとれた食事の採用を通して健康の回復と保持に到着する事である。食事には医師と栄養士両方による家族と患者への進行中の教育を要求する。はっきりしたグルテンフリー食事の承諾は簡単ではなく、それははっきりした食事はセリアック病を持つ患者を社会的に分離するようになる可能性があり、さらに栄養的にビタミンB、カルシウム、ビタミンD、鉄、アミン、マグネシウム、繊維不足を導きだすようになる可能性があるためである。

　　　世界中、どんな成分がグルテンフリーを作るのかという認識された主義に関して大きな議論がある。多分、カナダでラベルされる"グルテンフリー"は、Kg当たり20mgグルテン以下のスタンダードを示しているには違いないが、一方、他の国では200mg/kgを用い及び他は差し出されたグルテンフリー、及び本来あるグルテンフリーの物に２重のスタンダードを出すことが望ましいとされる。最近のCodex Alimentarius Standfard for "Gluten-free Foods" は1976年のCodex Alimentarius Commision によるもののを採用した。この文ではグルテンは貯蔵タンパク質と定義され、一般に小麦、トリテケール、ライ麦、大麦、あるいはオート麦に見出される。グルテンフルーの定義は1990年代にレビューされグルテンフリーの意義はステップ７と続き、一方Codex Committeeは許容レベルの設置に対する化学的根拠に基づくための研究をまち、その研究法を明らかにした（Codex Alimentarius Commission, 2003）。グルテンフリー食品は食品として以下の様に記述される；

(a)成分はあるいは小麦あるいは全てTriticum種例えばスペルト，カミュと，デユ-ラム小麦、ライ、大麦、オート麦、あるいはそれらの雑種でいかなるプロラミンも含まないものからなるもの、あるいはそれだけでできたもので、グルテンレベルは20mg/kgを超えない；あるいは（b）小麦，ライ麦、大麦、オート麦、スペルトあるいはそれらの雑種からなり、グルテンフリーとされ、そのグルテンレベルが200mg/kgを超えないものとする；あるいは（c）前述の(a)と(b)で示された２つのものの混合が200mg/kgを超えないレベルのもの。

この内で標準のグルテンは、小麦、ライ麦、大麦、オート麦、あるいはその雑種、及びそれら派生物からのタンパク質区分と定義され、さらに水と0.5mL/L NaClに溶け、それに対しある人は不耐性である。

   世界中でグルテンフリーの食品表示のことに関し問題があるが、それは正確な毒プロラミン量がセリアック病をもつ各個人で、その小腸粘膜にダメージを与える事なく消えてゆく量が十分に決まっていないからである。Codex CommissionによるELISA 法の認可と、進行中の許容レベルに関する研究結果から、Commissionは"グルテンフリー"定義の修正の方向に動きつつある。

ベーカリー加工食品中のグルテンの役割

小麦粉による製パン性品質では、そのグルテンタンパク質の量と質の両方に基づくものであることがこれまで知られて来た。グルテンタンパク質は全小麦タンパク質の80-85%を占め、小麦の大部分の貯蔵タンパク質である。それは種子貯蔵タンパク質のプロラミンのクラスに入る。グルテンタンパク質は殆ど水に溶けず、あるいは希塩類溶液にも溶けない。グルテンのタンパク質は、機能的に２つの明確なのグループに区別される；単一のグリアジンとポリメライズした（抽出可能及び抽出不能）グルテニンである。普通、グリアジンとグルテニンは小麦中でほぼ等量に認められる。グルテンはユニークなアミノ酸構造をもち、Glu/GlnとProでアミノ酸残基の50%以上の量に相当する。グルテンの低水溶性は低Lys,、Arg、Asp残基含量のためで、それはともにすると全アミノ酸残基の10％以下である。グルテン中、約30％のアミノ酸残基は疎水的で、その残渣は大きく疎水的相互作用によって会合するタンパク質に寄与し、さらに脂質や他の非極性物質との結合に寄与する。高グルタミンとハイドロキシアミノ酸（〜10%）含量のグルテンは、水--結合性の性質にも関係ある。さらにグルタミンとグルテンポリペプチドの水酸基の間の水素結合は、凝集性--結合性の性質に寄与する。cysteineとcystine残基は全アミノ酸残基のうちの2-3%に相当し，ドウ形成の間これらの残基はSH-SS交換反応が進みグルテンタンパク質の大きな重合化を示す。一般に受け止められているのは、小麦の製パン品質はグルテンタンパク質の存在とその性質に関係のあるという事である。グリアジン区分は粘度に寄与し小麦ドウの伸張性に関与すると考えられている。小麦グルテンのグルテニン区分はずっと考えられてきたことは、ドウの弾性と力強さに関係していると考えられてきた。ドウ中のグリアジンとグルテニンの総対比はドウの物理化学的性質に影響を与え、グルテニンの相対的な比率の高いほどドウの力に大きなインパクトを与える。

   さらに小麦グルテンは多くの食品以外の物にも応用され、例えばグルテンベースのフィルム、カビで生化学的に分解されるプラスチック等である。SH-SS交換反応で、大きく重合化する能力のために、ドウ形成に間グルテニンは大きくドウの弾性に寄与する。また、それらのユニークな構造と機能的性質のために、製パンにおいて大きくこの技術的性質を模倣し、最終的には変更のできる成分を見いだすチャレンジが必要である。

   グルテンタンパク質の機能的が、製パン品質にとり中心であることは明らかである。分画、再構成実験は、製パン性の違いは明らかにグルテンタンパク質によって決まることを示す。小麦粉による製パンは小麦粉タンパク質含量と直線的に関係があり、ここではグルテンタンパク質含量であるが、このタンパク質区分は、粒タンパク質含量増加とともに非グルテンタンパク質区分よりもずっと増加するからである。粉を水とともに練り/撹拌すると、グルテンタンパク質は粘弾性のあるドウの形成を可能とし、それが、発酵で出来たガスをホールデイングする事を可能とし、オーブンライズの結果、ベーキングの後、典型的なパンの固定した多孔質構造を作る。ドウのレオロジー的性質は製パン性に不可欠であり、大きく小麦グルテンタンパク質によってきまるが、グルテンタンパク質マトリックスと他の粉成分との相互作用[（例えば粉脂質と, アラビノキシランと, 非グルテンタンパク質と）]はレオロジーの性質に影響する。

小麦グルテンのレオロジィー的性質は、酸化剤、還元剤、あるいは脂質・乳化剤，あるいはヘミセルロースなどの添加で、グルテンタンパク質の相互作用を変化させ修正することができる。

　　　加工食品で受け入れられる唯一最も重要なファクターは感覚的性質であり、それは食品から受けるテクスチュア、味、色、香り、刺激物質等、化学的、物理的刺激に対する総合的な反響である。一般に、楽しい物と思われる食品は楽しくないと考えられる食品を超えて選ばれる。セリアック病患者のくさびとなる治療法とは、グルテンを含む食品を終生にわたってさける食事のことである。セリアック病患者にとって必要なユニークな栄養面と感覚的要求性を満たすグルテンフリー食品の生産に必要な技術には、グルテンに変わるものとして、デンプン、乳製品、ガム、ハイドロコロイド、他の非グルテンタンパク質等があり、それらによってグルテンフリーベーカリー食品の構造、口腔内感覚、受け入れられるもの、そして保存性の改良を進める。

グルテンフリーパンの成分

グルテンフリーパンの生産に利用されるグルテンフリー粉の各種については、この本の他章でトピックスとして扱われ、そのためここでは議論しない。次のセクションからグルテンフリー仕込み上、最も大切な成分を特に紹介し討論する。

デンプン

デンプンの物理的性質

デンプンは最も重要な貯蔵多糖類であり、多くの植物中最も典型的成分である。デンプンは炭水化物の中でもユニークな存在であるのは、本来不連続半結晶状の粒で相対的に密着した不溶物であり冷水中でわずかに水を吸うためである。デンプンには幾つかのユニークな性質があり、多くの食品適応の中でその機能性をきめ、特にベーカリー食品の中では穀物ベース食品のテクスチュア、外観とその全体の受け入れに貢献する。その構造と物理化学的性質については、詳しくレビューされている。

　　　殆どのデンプン粒はアミロース、アミロペクチンの混合物からなる。アミロースは本質的には直線の成分で、α（1,4）-結合D-グルコシルピラノース単位からなり、500-600グルコース残基の範囲で重合化したものである。対称的にアミロペクチンの方は非常に大きく、高度に分枝した多糖体で重合化の範囲は3x10⁵から3x10⁶グルコース単位である。それらはα（1,4）-結合D-グルコピラノース残基の鎖であり、α(1,6)-結合による内部結合している。アミロース/アミロペクチン比率はデンプンの種類によって異なり、典型的なものはアミロースとアミロペクチンは各25-28%と72-75%である。しかしながらある特異的遺伝子タイプのトウモロコシ、大麦、米デンプンではアミロース含量が増加し（高アミロース、あるいはアミロースデンプンで70%アミロースまで有する）、あるいはアミロペクチン含量が増加する（ワキシデンプンで99~100%アミロペクチン含量）ものがある。

　　　デンプンは異なったサイズ（形）の細胞内水不溶性粒として存在しており、それは植物起原による。顕著なデンプン粒区分（約8%）は製粉時に損傷を受ける。この機械的な粒構造のダメージはデンプンの性質に大きく影響を与える。損傷デンプンは高度に水を吸収する力があり、より酵素分解を受けやすい。室温で十分に水があれば、デンプン粒はその乾物重量の50%まで水分を吸収でき、次に乾燥でオリジナルサイズへもどすことが出来る。デンプン懸濁液が水中である特異的温度以上に加熱されると、分子オーダーで分解がすすみ、結晶性を失ない不可逆的粒の膨潤へと進む。このプロセスを糊化と呼ぶ。非結晶域の加熱と加水は、これらの域での分子移動、アミロペクチン二重ラセン構造の解離、結晶性の溶解を容易にする。糊化過程はまた限界デンプン溶解性（主にはアミロースの溶出）と結びついており、それはデンプン懸濁液の粘度を増加させる。さらに加熱すると、糊化温度以上になり、膨潤と溶出が続き、溶解した巨大分子（主にはアミロース）連続相、膨潤した不連続非結晶デンプン粒、あるいは残渣が形成される。

　　　デンプンの糊が冷却されると、デンプン多糖類はより複雑に再会合し結晶状態になる。この過程を老化という。２つのデンプンポリマー、アミロースとアミロペクチンのデンプン老化の動力学にはかなりちがいがある。６％以上デンプン濃度では、二重ラセン構造がアミロース分子間でみられるが、糊化、ペースト化の間、可溶化し、連続的ネットワークを作る。数時間後、これらの二重ラセン構造は非常に安定な結晶ゲル構造を作る。短アミロペクチン側鎖の再結晶化は、糊化デンプンあるいは残基中でづっとゆっくり（数日〜数週間）進む。そこでアミロースの老化は大変化を初期のデンプンゲルの堅さにおこしを、一方アミロペクチンの老化は長時間かけてデンプンシステム中のゲル構造形成と結晶化をおこす。デンプン老化は、pH、塩，砂糖、脂質を含む多くの条件と物質によって影響を受ける。アミロースの重要な性質はその中に多くのものを，特に極性脂質を取り込み、ラセン複合体をつくることである。アミロースは左周りのシングルラセンは脂質の炭化水素をその中心の空間に取り込む。極性脂質の存在がデンプンの性質に大きく影響を与え、特にその糊化と老化の性質に影響をあたれる。

製パンに於けるデンプンの役割

ドウの調製中、デンプンは約45%の水を吸収し、それがドウ連続マトリックスの充填内容物として働くと考えられている。一方、ドウはタンパク質とデンプンの２連続的ネットワークと考えている。最近の研究で、小麦ドウのレオロジー的性質がデンプン粒表面の特異的性質によって影響されると報告している。ベーキングの間の加熱、水分、時間のコンビネーションによりデンプン粒は糊化するが（例えばそれは膨らみ、一部可溶化し）、しかしまだそれらの粒は１個ずつ粒を保持している。２つのデンプンポリマーアミロースとアミロペクチンは再び混合し、少量のアミロースは粒中の内相中に染みこむ。このアミロースの一部は、添加及びもともとある小麦極性脂質と複合体をつくりとりこむ。相分離により、アミロースとアミロペクチンは粒内部では均一に分布しない。冷えると、可溶化したアミロースは連続したネットワークを作り、そこには膨潤そして変形したデンプン粒がおさまり，互いに結び合う。その素早い老化のために、アミロースはパンの不可逆な構造要素となり初期のパン容積の決定要因である。貯蔵中、パンはその新鮮さを失い、老化し、クラストは堅くなり、クラムもよりかたくなり弾性を失しない、さらに水分とフレ−バーを失なう。老化で水はクラムからクラストに移り、そして２つの成分はガラス質、ゴム質へ変換し、その結果、クラストは柔らかく、皮のようになる。かたさとつぶれやすさの増加はエージング中のクラムの典型的な変化として観察される。デンプン区分アミロペクチンとアミロースとの再組織化と、ポリマーオーダー増加によるデンプンネットワークのかたさの増加は、エージング中の重要な変化である。水の移動とアミロペクチンの老化は、特に二重ラセン構造と結晶域の形成はエージング中のパン老化にとり第１の要因であると考えられている。しかしながら、粒中心部でおこるアミロースのオーダーの揃った構造形成も粒を堅くすることに寄与であろう。そこでデンプン粒中でアミロペクチン-リッチ域とアミロース-リッチ域の分子再組織化のできた結果、デンプン粒の堅さ増加になり、結晶域間が結ばれた構造的ネットワーク形成はクラムのかたさ形成に寄与する。また水素結合によるクロスリンクの形成と２つのポリマー間のもつれがパンの機械的性質に影響すると提案した。エージング中、グルテン-デンプン相互作用がある程度クラムのかたさに関与することが提案された。しかし、グルテンの存在がアミロペクチン老化の動力学とその老化程度に影響するというどんな顕著な証拠もないと結論している。相互作用は多分、グルテンとアミロペクチンの熱力学的相反性のためにありそうもない。

乳成分

グルテンを他のタンパク質、たとえば乳タンパク質（第10章）に置き換えることはグルテンフリー食品の品質改良する一つの手だてである。しかしながら、高ラクトース含量の乳成分をグルテンフリーパンに入れる事は小腸絨毛への大きなダメージを持つセリアック病の患者にとってに都合良くないのだが、それは彼らが正常なら絨毛で生産される酵素ラクターゼを持ってないからである。約50%のセリアック病を持つ人がラクトース不耐性である。にもかかわらず、いくらかの研究はグルテンフリーシステムに乳タンパク質の混入を行っており、それはこれらがグルテンに似た機能を有するからである。乳タンパク質はネットワーク形成ができ、良好な膨張の性質を示す；それらには高度の機能性があり、さらにそれらの多能のためグルテンフリー食品生産にそのまま用いる事ができる。乳成分は今日、栄養面、機能面の両方の価値のあること、例えばそれらによりフレーバー、テクスチュア改良、パン老化の低下をすることでベーカリー食品に用いられている。最近グルテンフリーパンの容積、外観、食感の改良が、乳成分モルキン、脱塩ホエイ粉、スキンミルク粉レプレッサー、スキンミルク粉、カゼインナトリウム、あるいは分離ミルクタンパク質の添加で行われた。もう一つの研究では、市販のグルテンフリー粉で焼いたグルテンフリーパンとグルテンフリー成分に乳製品を入れたもの、入れないもので焼いたグルテンフリーパンの研究した。その研究では明らかに乳成分の入ったパンは最も品質がよく、小麦パンに最も近いものができた。乳成分含むパンの高品質は、乳成分のグルテンに似たネットワーム形成能によるものであった。 

　　　概して乳成分はグルテンフリー食品の品質を決めるキーファクターである。低ラクトース粉添加、カゼインナトリウム、ミルクタンパク質、分離ホエイタンパク質あるいは濃縮ホエイタンパク質の添加でパンを作り、はっきりした違いが見えた。

   これまでのところ進められた研究から、次のことが結論されるが、乳成分は確かに栄養的な価値とともに全体的グルテンフリー食品の改良をする。しかしながら不可欠なことは、グルテンフリー食品にはラクトースフリーあるいは少なくとも低ラクトース含量レベルの乳成分を使用することである。さらに、乳成分にはいろいろな大きな性質の違いもあるが、成分の違いだけによるだけではなく、それらが作られた加工方法の違いにも注意をする必要が有る。

大豆

大豆は、植物分類上のFabaceae科に属し、"legumes"あるいは"pulses"として知られる。

この植物の科の種類はタンパク質含量が特徴的に高いが、しかしS-含有アミノ酸に不足している。大豆は多くの特徴をもち、機能食品に興味深い成分を示している。大豆イソフラボンは骨組織にプラスの効果のある事が知られ、そこでそれらは機能食品に用られて、骨疽鬆症のリスク低下、低濃度リポタンパク質の酸化防止、肺ガンの予防が報告されている。大豆粉、及び大豆食品はグルテンフリー食品の構造的機能の改良同様タンパク質含量の増加に用いられて来た。たとえば0.5%大豆添加のグルテンフリー仕込みでクラムグレインスコア、パン容積、パン全体のスコアが上昇する事を見出した。又大豆はグルテンフリーパン品質（例えば、大豆混入はグルテンフリーパンの栄養的、水吸収能の増加）へのポジテイブなインパクトのあることを見出した。しかしながら殆どの最近のEuropean Union directivesによると、大豆は高アレルギー成分としてリストに述べられ、グルテンフリー食品への利用は注意深く考える必要がある。

卵

卵は単に栄養的価値を増加させるために食品に添加されるだけではなく、色の変化、フレーバー、さらに食品の乳化性を強化するために添加し、ポイップ性/起泡性（泡）、さらに凝固性/糊化性を改良させる。卵黄は、乳化剤のレシチンを含むリン脂質同様、油溶性ビタミンA、D、E、Kを多く含む。栄養的には、卵は脂質、タンパク質、金属特に鉄の良い供給源である。しかしながら卵には約240mgのコレステロールが含まれ、それは卵黄である。このためコレステロール制限ある人々はより少ない全卵を普通摂取する。

ある焼き物、例えばケーキでは、卵成分はバッター中の脂質の乳化性、安定性等の多くの機能を示す。卵アルブミンのようなタンパク質がデンプン粒と結合する事を示した。

   卵タンパク質が強い粘着性フィルムを形成し、泡の安全性に不可欠であることを示した。グルテンフリーパンシステムでは、卵タンパク質は粘性溶液を形成し、フィルム状連続的タンパク質構造は小麦グルテンに似て共焦点レーザー電顕を使って観察する事が出来る。このフィルムのようなタンパク質構造は、トランスグルタミナーゼを使ってよりはっきりさせることができその酵素はタンパク質架橋結合を作り，グルテンフリーパンの品質を増加させる事に用いられてきた。卵粉のポジテブな効果が明確なことは，トランスグルタミナーゼ添加せずにグルテンフリーパンシステムでフィルム形成が卵粉が存在するときのみ見られる事からわかる。非常に僅かのグループの研究であるが、限られた利用データーから、卵がグルテンフリー食品形成に価値ある成分である事を示した。唯一の問題は、卵を含むグルテンフリー食品の加工上出てくるややっこしい問題同様にコストの問題である。

ハイドロコロイド

ハイドロコロイドの製パン性における機能

ハイドロコロイドには，植物、動物、微生物、さらに合成品の親水性ポリマーがあり、普通多くのーCH基を持ち，多電荷物質である。それらは広く用いられ、食材の機能的性質をコントロールするのに用いられている。それらは一般にデンプン含有食品に用いられるが、それは食品系の受け入れに望ましい効果のあるためである。ハイドロコロイドは添加剤として広く次の目的で用いられる（i）食品テクスチュアと粘弾性改良;　(ii)デンプンの老化を低下; (iii)水吸収剤；(iv)脂質交換剤の機能；(v)貯蔵中、食品の全体の品質にまで広げ；さらに(vi)又グルテンフリーパン形成のグルテン代替としての機能。ハイドロコロイドはその高い水保持能により、食品の連続的な冷凍-回答サイクルを行う際の安定性を与える。また各食品で脂肪の代替物として好ましい機能も示す。たとえハイドロコロイドが1%以下の濃度であっても、食品のテクスチュア、感覚を刺激する性質にはっきりと影響する。

　　　ベーキング産業では、ハイドロコロイドは製パン改良剤として重要性が増しており、幾つかの研究はこの分野でのポテンシャルの展開をすすめている。カルボキシメチルセルロース（CMC）とグアガムがライ小麦に添加され、パン品質改良に用いられた。さらに発酵中小麦ドウ安定性の改良が、ハイドロコロイドのアルギン酸ナトリウム、κ-カラギーナン、キサンタンガム、あるいはハイドロキシプロピルメチルセルロース（HPMC）の添加によって得ることを報告した。ハイドロコロイドはアルギン酸以外、水分保持能、水分活性同様に比容積の増加もした。さらにテクスチュアの研究から、κ-カラギーナンあるいはHPMCの添加はパンクラムのかたさを低下させた。著者らはκ-カラギーナン、HPMCが製パン適性に改良剤として効果的である結論している。ローストビンガム、キサンタンガム、アルギン酸もコロイドによるソフト化の効果があり、それはまず第一にローストビンガムの場合には高い水保持能のあるためである。キサンタンガム、アルギン酸の場合には、ソフト効果はグルテン-デンプン相互作用を邪魔するためであった。小麦パンではα--アミロースや乳化剤との相互作用と同様、CMC とHPMCのドウと製パン性への添加効果を研究した。この場合、主にはHPMCで、ソフト効果は水保持能とアミロペクチン老化の阻止可能性によるためであった。著者らは次のように結論した。HPMC はデンプンに優先的に結合し、そのときデンプン-グルテン相互作用の阻害が起こると。グアガムも又ソフト化効果を示すが、それはグアガムがデンプンに優先的に結合するため、多分アミロペクチンの老化を阻害することによって引き起こされるためであらう。

   ハイドロコロイドの親水的性質は、また水の引き離しを阻害し、冷蔵中ポリマー会合を阻止する。

最近、HPMCによる阻害効果は一部焼いたパンの冷凍温度で貯蔵中に認められ、完全に焼いた場合、パンの容積改良とクラムのソフト化が示された。HPMCはパンの硬化速度を低下し、アミロペクチンの老化も遅らせた。低温電顕はHPMC鎖とパンクラム成分間の親密な相互作用を示した。ローカストビンガムで調製したパンは、水分をずっと大きく保持し、コントロールに比べ柔らかくなった。新鮮なパン品質とパン老化へのハイドロコロイド(アルギン酸ナトリウム、キサンタン、κ-カラギーナン、HPMC)の効果の評価を行った。各ハイドロコロイドはそれぞれの効果を示した。HPMCは、比容積インデックス、幅/高さ比、クラムのかたさを改良した。さらに外観、香り、匂い、クランチネス(噛み砕き安さ)、全体的好感度）を良くした。ハイドロコロイドは全体的にパン貯蔵中の水分ロスを減らし、アルギン酸、HPMCは抗老化効果がある。κ-カラギーナンは一部焼いた冷凍パンでは効果的改良剤ではなかった。

   ハイドロコロイドは、糊化-ゼラチン化プロセス、即ちデンプンのペーストの性質を大きく修正するのに用いられた。選ばれたハイドロコロイド（グアガム、ペクチン、アルギン酸、κ-カラギーナン、キサンタン、HPMC）の小麦粉のペースト化性質、ゲル化の性質に与える影響は評価された。ペースト温度へのアルギン酸添加の最も大きな効果は、デンプン糊化開始温度を低下させることであり、逆に、ベーキング中、デンプンの酵素基質としての利用性が増加することになる。キサンタンとペクチンは調理安定性を増加し、一方κ-カラギーナン及びアルギン酸は調理安定性変化には効果ない。アミロースー脂質複合体の形成は、κ-カラギーナン、アルギン酸、ペクチンで起こりやすくなり、キサンチン、HPMCでは僅かに影響受けるだけであった。老化の低下を見るとき、κ-カラギーナンは貯蔵中のソフト化、かたさの遅延、両方に最も都合の良いハイドロコロイドであった。

ハイドロコロイドとグルテンフリーパン

グルテンフリーパンでの、グルテン置き換えは大きな技術的チャレンジであるが、それはグルテンが不可欠な構造を持つタンパク質のため数々のパンの外観、クラム構造に関係するからである。最近、デンプン、乳成分あるいは又、ハイドロコロイドをグルテンフリー粉ベース（米やコーン粉）に取り込ませることに関心がのぼっており、それでパンドウ中グルテンの粘弾性の性質を真似るものであり、その結果、構造、口腔内食感、好感度、シェルフライフの改良がこれらのもので得られた。これらの研究で、多くのハイドロコロイドは高品質のグルテンフリーパンを生産するために研究され、そこにはHPMC、CMC、メチルセルロース、β--グルカン、サイリウムガム、ローストビンガム、グアガム、キサンタンが用いられた。

   幾つかのハイドロコロイドの改良効果、例えばHPMC、CMC、ローストビンガム、グアガム、κ-カラギーナン、キサンタン、β--グルカン、サイリウムが報告された。ハイドロコロイドはドウのデベロップメントを改良し、ドウの粘度増加でガス保持力を改良し、その結果パン容積が増加する。コメ粉、ポテトデンプン、ミルクタンパク質からなるグルテンフリーパンベースにHPMCレベルをあげるとパン容積のわずかの減少が起こると言った。至上の仕込みは、2.2%HPMC と79%水を含むものである。米パンを作る時HPMCとサイリウム（オオバコ）のコンビネーションをグルテンフリー仕込みに用いると良いパン容積を示したが、ポリマーだけ入れたのではパン容積の増加は低下した。さらに容積はあるハイドロコロイド濃度までは増加したがポリマー濃度をそれ以上あげるとパン容積は低下した。或る最近の研究からペクチン、CMC、アガロース、キサンタン、大麦β--グルカンのグルテンフリーパンのドウレオロジーへの影響を評価した。弾力性とドウ変形への抵抗性は、キサンタン>CMC＞ペクチン＞アガロース＞β--グルカンの順であった。パン品質への影響のタイプとその程度も用いた特異的ハイドロコロイドとその濃度によった。彼らはパンの容積がハイドロコロイド濃度を１％レベルまであげると増加することを観察したが、ただしキサンタン、ペクチンは各コントロールサンプルに比べて例外だった。しかしハイドロコロイド濃度を１−２％に増加すると、ペクチン以外はパン容積の低下が観察された。ペクチン仕込みのパン容積では、コントロールに対し顕著に増加した。キサンタン１％含むグルテンフリーパンはパン容積は変化しないが、２％ではパン容積は低下した。この仕込みは用いた全ての調製のうち最も容積の低いものであった。同様に米粉パンへのキサンタンの混入の影響を認め、さらにグルテンフリーパンがソールガムを変えてキサンタンにし、そのレベルをあげると容積の低下することを観察した。

   パン品質の物理化学的パラメーターの重要性は多孔性と弾性性にある。グルテンフリーパンの高多孔性は1％濃度CMC、β--グルカンで認められ、ペクチンでは２％で認められた。一方、パンの多孔性は２％キサンタンで最も低くなった。β--グルカンの小麦パンへの取り込みで、ドウ中の気室の安定化と気室合体阻止を起こし、クラムグレインの改良の起こる事を観察した。他方、２％キサンタンを含むパンの多孔性は最も低くなる。多孔性に加えて気室の均一なサイズ分布はパンの品質にとり又、重要であると言った。ある仕込みでアガロース（１％）、あるいはβ--グルカン（１％）含むようなものでは、多孔性値の大きな違いにもかかわらず、パンの外観、内部構造は両サンプルともかなりの数の気室の不均一性を示し、それは逆にクラム構造の均一性にも影響し、その結果パン品質に影響する。

CHC、ペクチン，キサンタンを２％レベルで供給すると、パンのクラム弾力性に高い値の示すことが出来た。クラストのL値(ライトネス)の増加がβ--グルカン（１％）添加で認められ、一方クラムの白さはキサンタンを仕込みに入れる事で認められた。

   消費者パネル（未訓練者）によって感覚的評価をすると、グルテンフリーパンに２％CMC入ったものが大変に受け入れられた。コントロール仕込みと比較して、クラムのかたさ（加圧試験）はペクチン（２％）、CMC (2%)、 アガロース (1及び2%) 、あるいはβ--グルカン（１％）添加しても顕著には増加しなかった。一方、キサンタン（１、２％），あるいはβ--グルカン（２％）添加はクラムかたさに効果があった。グルテンフリーパンにキサンタンを供給すると、かたさに最も大きな増加があり、それは貯蔵中のAw値の大きな低下と一致した。キサンタンガムをソールガムのグルテンフリーパンに添加するとクラムかたさの増加することも報告した。ハイドロコロイドのデンプン構造と機械的性質への添加効果は、２つの相反する現象によるものからくる；デンプン粒の膨潤が低下した結果、かたさの増加と粒からアミロースの溶出の低下；膨潤粒の中でデンプン粒内部-粒接触の阻害によりデンプンの構成ネットワークの弱体化である。これらのファクターのコンビネーションがパン構造の機械的性質への全体効果を決めると結論した。この効果は、グルテンフリーパンの仕込みに用いられる各特異的ハイドロコロイドにもとずくものである。

　　　以上のことから、ハイドロコロイドの性質と機能性には大きくばらつきがあるが、その元の違いと化学的な構造の違いによるものであることは明らかである。ハイドロコロイド機能性における高度の違いは、その起原と加工方法による。セルロース誘導体（メチルセルロース、CMC、HPMC）はセルロースの化学修飾で得られるが、それは均一な特性を確保する。このハイドロコロイドは親水基のため高い水保持能をもち、発酵中にシステム内に界面効果を持ち込み、製パン中にゲルネットワーク形成と言った添加的効果を示す。

　　　メチル、ハイドロキシプロピル基のセルロース鎖への添加は、ポリマーに高表面活性を与え、さらに溶液状態、温度変化の間、ユニークな水和-脱水和特性を与える。メチルセルロース、CMCあるいはHPMCのネットワーク構造がベーキング中にでき、ドウ中の粘度増化、拡張する気室の界面の強化に供し、ベーキング中のガス保持の増加、その結果パン容積の増加となる。HPMC中の疎水-親水バランスは、乳化剤として機能し、クラムグレインを強化し、クラム中の水分含量を増加する。CMCはタンパク質と相互作用が進みやすく、一方HPMCはデンプンと結合しやすい。

CMCとペクチンは顕著にグルテンフリーパンの容積、多孔性、弾性増加を示す。小麦デンプンの糊化特徴は大きくハイドロコロイド添加で修飾され、さらにその効果のひろがりはハイドロコロイドの化学構造によっている。キサンタン、ペクチンは料理安定性をふやし、一方κ-カラギーナンは主にアミロース-脂質複合体形成に影響する。

　　　全体的にハイドロコロイドの効果は小麦パン、あるいはグルテンフリーパンに疑いものなくハイドロコロイドによる物であり，その化学構造，抽出プロセス，化学修飾，ハイドロコロイドのドウ形成時の添加量、及び小麦パン、グルテンフリーパン成分との相互作用にもとずくものである。

第174回日本穀物科学研究会が2018/5/12 に神戸女子大学三宮学舎で行なわれ、興味深い講演会http://www.kokumotsukagaku.com/174th.htmlでした。

その中で私、意見した事がありました。そのご講演は農林水産省 食料産業局 食品製造課長・横島 直彦氏による「食品産業生産性工場」で、平成30年農林水産省公表の「食品産業戦略」に基づいたわかりやすい現実的なご講演でした。その中、危機管理と環境整備の項目、災害時の安全供給に関する今後農林水産省の行うべきことの話題でした。

この話をうかがっているうちに災害時の被災地での救済食糧、救済医薬物資の積まれた山のことを思い出し、管理栄養士養成大学教員の立場から是非お願いしなければならないと、横島さんには緊急時の自衛隊との管理栄養士の組織化をお願いたしました。それを聞いて若い横島さんは、むしろ熊本の震災時のことを思われて、やはり救済食糧、救済医薬物資の手つかずの山のことを言っておられました。緊急時の救済食糧・医薬等の利用の仕方等はやはり栄養士、管理栄養でなければわからない、緊急時危険な場所に自衛隊とともに入り込み、食糧、医薬等の救済物資の有効利用は管理栄養士の組織ではないと動かせないと訴えました。

このような救済時の管理栄養士の国家的な組織化は、未だ出来てはいないのではないでしょうか。農水水産省の官僚で、それらのできる立場の横島さんに訴えました。

その後、場所を変えた懇親会の席上、管理栄養士養成施設の神戸女子大学、九州栄養福祉大学の先生方が横島氏とさらに話されていました。

以下、昔のブログ（2012年12月14日）を紹介いたします。お読みいただきご理解ください。

シンポジウムが平成24年11月20日神戸女子大学三宮キャンパスで行なわれました。
内容は以下の通リでした。

東日本大震災：災害時に何が必要か　（NPOキャンパー　飯田芳幸氏）　
東日本大震災：食の支援がもたらすもの　（セカンドハーベスト•ジャパン　井手留美氏）
東日本大震災：災害時の機能性食品の活用　（京都府立大学　木戸　康博氏）

先３題は東日本大震災に関連のもので、３名の先生方のたくさんのスライドで興味深いお話しでした。特に木戸先生のお話は大震災時の栄養士、管理栄養士の関連のもので、パネルディスカッションでは会場からいろいろ関連の意見がありました。パネルディスカッションでは以下のように感想を述べさせていただいた。

3•11の東日本大震災時に大活躍した自衛隊の皆さんの動きは逐次テレビで放映され、自衛隊なくして被災地の復興はあり得ないと大きな感動を受けました。大震災の汚れ役は何から何まで自衛隊という不埒な気持ちもありました。

国力をバックに、機動力、情報力、あらゆる機能を有する自衛隊組織の非戦争時のありがたさです。彼らの大きな力が今回の大震災には大変に活躍して多くの人々を救いました。炊き出しもそうです。震災時、現場での自衛隊には食糧は豊富にあったようです。しかしNPOキャンパー飯田芳幸氏によると、自衛隊は十分な調理方法、栄養的知識を持ってなかったようでした。

一方、木戸先生によると、この自衛隊の活躍とは別に栄養士、管理栄養士の組織の活躍も大きなものがありました。

しかしこの自衛隊のもつ情報、物資、行動力と、栄養士、管理栄養士の組織の動きはうまく合致していなかったのではないでしょうか。全国から大量の支援物質が被災地に届き、学校体育館などには山のように保管されていました。スライドによるとカルトンケースの山です。箱には何が入っているのか、どのような人に有効に使えるのかなど一切明記されていません。その現場にはその整理、チェック、配布する人はだれもいなかった様です。そこでも栄養士の活躍が生かされなかったと悔いておられました。

自衛隊にも栄養士、管理栄養士はいるでしょうが、それは常時の日常業務のための人で、隊員の栄養管理食事配膳業務でしょう。

以前、社会人入学で女性自衛隊員が本学を受験したことがありましたが、面接時に彼女が言うのには、自衛隊員の食事の内容は男女隊員の区別なく、ハイカロリーで多量の食事が出ます。これには女子隊員として耐えられないというような話がありました。

この無神経さは、やはり東日本大震災ときに自衛隊は被災者に対応してもあったのではないでしょうか。自衛隊はかなり奥地までその援助に入り込み、必死の救援活動にあけ暮れたことでしょう。多くの人がこれで救助されたことでしょう。このとき、栄養士、管理栄養士の組織がこの自衛隊の動きとうまく合致して、その自衛隊チームの中に栄養士、管理栄養士の１名でも２名でもいたら、チームの行動は非常に有効に効いたのではないでしょうか。


パン、菓子、おにぎりばかりの非常食、炊き出しに「また豚汁か」という言葉がささやかれたようです。非タンパク質、非繊維質、非ビタミン類の連日の食事の中で栄養士、管理栄養士らのもつ献立が全く生かされていなかったのでしょう。じわじわとその栄養アンバランスが被災者の健康にあらわれてくるのは時間の問題でしょう。

自衛隊の活躍するチームの中に栄養士、管理栄養士等が自衛隊員同様ヘルメットをかぶり同様の服装して、DIETITION（栄養士）のマークを付けて食事を担当して活躍したら大きな貢献が出来たでしょう。世の中に知らない人のいっぱいいる栄養士、管理栄養士というものの存在を、大いにアピールできたのではないだろうかと強く感じました。こんなことは禁句かもしれませんが、この非常時に栄養士、管理栄養士というものの存在を大いにアピールできたのではないでしょうか。このような機会にこそ表面に出るべきだったと思いました。

自衛隊、栄養士、管理栄養士合同の国家的組織でこの緊急の難局時に対応すべきではかったのではないでしょうか。こんな組織は常時には必要ないが、この3•11のような緊急時には緊急に組織化して被災者に対応すべきだったのではないかとつくづく思いました。

管理栄養士がもっと必要ならばもっと管理栄養士を作るべきです。常時は普段の仕事をし、滅多にはおこらない緊急時には迅速に組織化して行動出来る組織です。このように考えると、栄養士、管理栄養士は更に細分化し、いろいろな栄養士、管理栄養士を作ることも大切です。今回の東日本大震災を機会にこのような栄養士、管理栄養士のあり方、国家的な組織化を考えるべきと思いました。

栄養士、管理栄養士の社会的認識度はまだまだ低い、しかしながら社会の中での重要性はきわめて大きいと本学会で意見を述べました。

4/18産業科学システム（東京）、グルテンフリー食品セミナーで、以下の様なことがありました。グルテンフリー飲料にはビールが除外されます。大麦中のグルテンであるホールデインがやはりセリアック病を引き起こすからです。セミナーにはビール会社の方が来ていて、自社もグルテンフリーの認証を得たいがどのように手続きしたらよいかなどと質問がありました。

さらにビール中のグルテン含量を欧米では抗原抗体反応を利用したエライザ法で測定しているが、日本でもその測定が可能かどうかと質問がありました。全く異次元の様な日本でこうした具体的な事が行われているのかどうか不明でした。いよいよ慌てる状況が生まれてくるのでしょうか。

エライザ法には基質にエピトープの数カ所ある高分子グルテンで用いられるサンドイッチ法と、エピトープの１ッ箇所しかない低分子グルテンに用いられる競合的サンドイッチ法があります。

一般にビール中のグルテンは加工処理等で分子量が小さくなるのでしょうか、

サンドイッチ法では不十分で、競合的サンドイッチ法を用いて測定しているようです。

さらにこの場合もその抗体作成に問題があるようです。キットに使用されている抗体は、小麦グルテンで調製した抗体であり，これでは大麦グルテンの測定には不十分のようです。大麦の抗原で作った抗体でなければうまく定量出来ないようです。

果たして、現在販売中のエライザキットはどうだろうか気になります。

目下製作中の「製パンに於ける穀物」著者らの序論と訳者前書きについて以下の様に書きました。なおこの本については、日本穀物科学研究会ホームページを参考に。

序論

パンとは、食べ物の中でも世界中のあらゆる場所で、その永い歴史に基づくユニークな食べ物と言える。聖書からも知る事ができるぐらいだから、世界の多くの言語のパンという言語が食べ物を意味するということにそれほど驚くことではない。製パンの科学は、食品研究の一つのチャレンジである。この原材料から最終製品まですすむ変化の複雑さを、他の食品で見ることはできない。数千年前に、いかなる化学、物理学、微生物学の知識もなく、この技術が完璧にまで磨かれたことは注目に値するものだ。

　製パン過程の化学的な解釈に手が入れられたのは、比較的まだ歴史が浅い。Svedbergらの研究でタンパク質の性質が明らかにされ、小麦タンパク質，小麦粉成分のうち水溶性ゲル区分の性質の研究が可能になった。1930年にHaugaardとJohnsonによって明快な成果が報告された。彼らの初期の研究の仕事は、コロイド的見地の最初の試みとして価値が高い。

　この30年間以上の研究から、小麦貯蔵タンパク質のユニークな特性の多くの説明が出来るようになり、そこで順次小麦粉のベーキング特性を決めていった。最近の研究は、これらのタンパク質の分離、およびその性質の解明、特にベーキング特性と関連タンパク質の性質に焦点をあてた。これは、ベーキング特性及びパン品質を念頭に置いた植物育種への一般的基礎を提供する確かな重要な１つの情報でもある。しかし、長い間、顧みられなかった知識領域は、界面およびコロイド化学の面であり、そこでは小麦粉--水相互作用--が関与し、ドウ（生地）ミキシングからオーブン中でデンプンが糊化してパン構造に固定するまでのものである。コロイド科学は、この分野を完全にカバーできる方法を与えてくれる唯一の学問分野であり、この分野の現象を成分の化学的/分析的手法だけで理解しようとすると、我々は「木を見て森を見ない」ということになる。

　私たちの研究室は、パンの技術解明にコロイド的手法を活用している。新しい結果として、グルテンの全体像およびグルテン界面の構造について、ドウの相分離について、さらに泡から多孔質系への移行について等をこの本に示した。これらの結果と、最近の界面における力および歪み面から誘導された生体分子集合体の形状解釈の進歩とから、パン製造プロセスの完全な構造モデルを提示することができた。このモデルのバックボーンとして、小麦粒からパンまでの現在の分子化学とコロイドの知識のつながりを見直していった。

　イントロダクションでは、最小の理論をベースにして、コロイド科学の基本的な概念を示した。製パンに関する科学文献は、雑誌、穀物関連の教科書に集められている。小麦はパン製造のため、他の作物よりはるかに重要な作物であるため、この本の中で中心に取り上げている。私たちは、オート麦、ライ麦、トウモロコシ、および他の穀物に関する研究を第４章と第７章に入れた。

　私たちの部門の製パン研究は、1975年頃私たちの一人（K. Larsson）の指導でT. Carlsonの博士論文研究から始まり、多くの人々がそれに続いた。私たちは、彼らの貢献とスウェーデンの林業農業評議会（the Swedish Council for Forestry and Agricultural Research）、ストックホルムの穀物研究開発基金（the Cerealia Foundation R&D, Stockholm）による穀物研究支援に感謝する。

　この本は、穀物技術の先端研究のために役立つ教科書となる様に作られた。我々は、また、世界中の穀物研究のアクテブな科学者たちがこの本を読むことを願っている。

Ann-Charlotte Eliasson

Kare Larsson

訳書へのまえがき

　本著はスウェーデンの名門・ルンド大学のラルソン博士、エリアッソン博士らにより書かれた英文の本を私が翻訳したものである。AACC Internationalを中心とするアメリカの穀物関係の本ではなく、どちらかというとヨーロッパの匂いのする本であり、多少その観点も異なる本と感じられた。この本はコロイド化学的な観点から、製パンの化学を解説している本である。

　平成8年（1996年）だったか、ラルソン博士とは一度ご夫婦が来日された時に元花王株式会社の水越正彦博士に東京でご紹介いただきお会いしたことがあり、大柄なジェントルマンだったと記憶している。エリアッソン博士とはAACC Internationalの年次大会で発表を拝見したことがある。おとなしそうな女性研究者のイメージであった。Lund大学の本研究室には日本人研究者が多々留学しておられ、現在ご活躍の渡邉晃弘博士（味の素ベーカリー株式会社）もそのお一人である。

　小麦粉加工食品の中で脂質の役割の重要性については以前からいろいろ推察されていたが、なかなかその正確な考え方が得られなかった。世界中の研究者によるその実験結果はいろいろであり、１つの定着した考え方が長い間なかったのである。ある研究者はたとえば脂質、特に極性脂質であろうが、それを小麦粉に添加する事で製パンがよくなるといったり、ある研究者は変わらないといったり、結果が研究者によっていろいろであった。ラルソン博士は製パンにおける脂質、特にリン脂質等の極性脂質の役割について、X腺を用いた知見を紹介され、条件によりヘキサゴナール構造、逆へキサゴナール構造、ラメラ構造等に変化するという新しい考え方をこの分野に持ち込まれ、そしてラメラ構造の重要性を紹介した。初めてこのことを読んで新鮮な印象を受けた事が思い出される。

　製パンに於ける穀物の変化はまさにコロイド化学の現象であり、エリアッソン博士が序論で述べているように分析的手法では"木を見ても森は理解できない"のと同じなのであり、デンプン粒表面に於けるタンパク質との相互作用なども、本著でたくみにコロイド化学的に説明している。私、小麦デンプン粒表面がクロリネーションで親油化することを顕微鏡で観察する研究をしていた当時、コロイドレベルの正にタンパク質表面と他物質とのインターアクションの研究を進めていた頃のこと、エリアッソン博士が彼女のAACC大会発表で私のデーターを引き合いにして発表されていたことなども思い出深い。

　この本が1993年に出版されて、ほぼ25年たつが、一向に色あせないし、本文に流れる考え方は、むしろますます研ぎ澄まされてゆくことを見るにつけ、我国の穀物科学に取り組もうとする若い研究者に一刻も早く本著を紹介したいと思い、日本製粉株式会社の大楠秀樹基礎技術研究所長に相談し、日本製粉株式会社の支援を得ることができ、ここに本著を著した次第である。370ページに及ぶ大著の翻訳にあたり、私の誤訳、誤った解釈等もあり、それらを日本製粉株式会社の研究所のみなさん方のご尽力で修正いただき、大いに感謝するところである。

　ラルソン博士、エリアッソン博士らは既に大学を離れ、連絡も採りにくくなっている。辛うじてエリアッソン博士からメールをいただき、私からの本著へのメッセージ依頼に対し、本意とする所は序論に全て書いたので新しい事はない、読者の皆様によろしくとのことである。

2018年４月３日

神戸女子大学名誉教授　　瀬口正晴