デンプンの糊化を応用したグルテンフリーパンの新規製法の開発

Research Project

Project/Area Number	23K12683
Research Category	Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Basic Section 08030:Family and consumer sciences, and culture and living-related
Research Institution	Nara Women's University
Principal Investigator	齋藤公美子奈良女子大学, 生活環境科学系, 助教 (30965041)
Project Period (FY)	2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000) Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000) Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000) Fiscal Year 2023: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywords	米粉パン / 高温水添加製パン法 / 老化抑制 / 玄米粉 / 粒度 / 高温水添加 / デンプンの糊化 / グルテンフリー / デンプンの老化抑制
Outline of Research at the Start	グルテンフリー（GF）穀物粉パンは、小麦粉パンと比較して膨らまず、保存中の老化が著しいことが課題である。GF穀物粉は小麦粉とは全く異なる特性を持つにもかかわらず、未だ最適な製パン方法が開発されていない。申請者は、デンプンの糊化による増粘効果に着目して、米粉パン製造の際に加える水の温度を高温にするという「高温水添加製パン法」を開発した。本研究では、この新規製法を確立するために様々なGF穀物粉を用いて製パンを行い、製パン性が改善する穀物粉の粉体特性や生地特性を明らかにする。また、この製法はパンの老化抑制にも効果が認められたことから、そのメカニズムを解明し、貯蔵寿命の長いGFパンの開発を目指す。
Outline of Annual Research Achievements	本年度は、米粉内在性酵素および高温水添加が米粉パンの老化に及ぼす影響について検討した。その結果、米粉の内在性酵素として、α-アミラーゼ、β-アミラーゼ、α-グルコシダーゼの活性が確認され、外因性酵素添加試験においても高温水添加と酵素添加のそれぞれで米粉パンの老化抑制効果が確認された。また、高温水添加と酵素添加を同時に行ったパンは、高温水添加のみのパンや酵素添加のみのパンよりも老化抑制効果が大きかったことから、高温水と酵素の相乗効果により、より強い老化抑制効果を得られることが示唆された。パンクラム中のデンプン分子量の推定では、加水温度が高くなるほど、より高分子のデンプンの分解が認められた。以上の結果より、米粉パン調製時に高温水を添加することで一部糊化したデンプンを、パン生地の発酵および焼成中に米粉内在性酵素が分解し、デンプンの再結晶化が抑制されることによって、米粉パンの老化が抑制されたと考えられる。次に、高温水添加製パン法を確立するために白米粉以外のGF穀物粉を用いて製パンを行った。本年度は玄米粉を着目し、玄米粉の粒度の違いが、GF玄米粉パンの製パン性に与える影響について検討した。玄米粉は、令和4年に収穫された山形県産雪若丸を湿式気流粉砕法により製粉し、粒度の異なる5条件の米粉を使用した。その結果、玄米粉の粒度が大きくなるにつれて、比容積は有意に大きくなった。一方でパンの硬さは、玄米粉の粒度が小さくなるにつれて有意に増加した。また粒度が大きくなるにつれてクラムとクラストの明度が下がる傾向が見られた。生地のレオロジー特性は、玄米粉の粒度が小さいと粘弾性が上昇する傾向が見られた。これらのことから、玄米粉パンの調製において、玄米粉の粒度の違いがパン生地の粘弾性を変化させ、玄米粉パンの製パン性に影響を与えることが示唆された。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 本年度は「高温水添加製パン法における老化抑制のメカニズムの解明」および「グルテンフリー玄米粉パン調製に対する玄米粉の粒度の影響」の2つの研究課題について取り組み、それぞれ学会発表を行った。現在はこれらの研究課題に関する論文を執筆中であり、次なる課題についても着手している。
Strategy for Future Research Activity	「高温水添加製パン法」において、白米および玄米を用いたGFパンの製パン性を向上させることが明らかになった。しかし、これらの検討に用いた米粉は、それぞれ米の品種や粉体特性が異なっていたため、米粉パンの品質に大きな影響を及ぼすのが精白の影響なのか高温水の影響なのかどうかは不明であった。そこで、次年度は、同品種、同程度の粉体手特性を有する白米粉および玄米粉を用いて、米の精白および加水温度が製パン性に及ぼす影響を明らかにする。具体的には、粉体特性を揃えた白米粉、玄米粉を供試材料とし、5℃の冷水および高温水を添加してパンを調製し、比較検討を行う。焼成パンを用いて製パン性評価（比容積測定、断面観察、テクスチャー測定、色差測定、官能評価）を、生地を用いて物理化学的特性解析（糊化度測定、動的粘弾性測定）を行う。さらに、これらの精白の有無がGFパンの老化抑制に及ぼす影響についても検討するため、5℃の冷水および高温水を添加し、白米粉パンおよび玄米粉パンを調製し、保存時間の異なるパンについて、老化特性評価（糊化度測定、テクスチャー測定、水分含量測定、官能評価）を行う。