埋め込み法とマイクロ波処理による安定した色の抹茶生麺の調製

サマリー

このプロトコルは、抹茶をホエイプロテインとカルボキシメチルキトサンで包埋し、小麦粉をマイクロ波処理して色安定性のある抹茶フレッシュヌードルを得る方法を説明しています。

要約

抹茶は健康食品添加物として、麺類やクッキー、パンなどの伝統的な食品に広く利用されてきました。しかし、抹茶を配合した食品の品質にはいくつかの課題があり、その中でも最も重要なのが抹茶の変色防止です。本研究では、抹茶をホエイプロテイン(0.08 g/mL)およびカルボキシメチルキトサン(0.04 g/mL)に添加し、700 Wで60秒間の小麦粉をマイクロ波処理して、色安定性のある抹茶生麺を製造するという新しいアプローチを紹介します。抹茶の生麺の製造工程に関与するすべてのステップは、抹茶の埋め込み処理、小麦粉のマイクロ波処理、生地の混練、証明への放置、生地の分割、生地のロールアウト、ヌードルプレスによるシートのスライスなど、記事で紹介されています。その結果、埋め込みとマイクロ波処理後の生抹茶麺の変色は、未処理の生抹茶麺と比較して72.13%減少したことが明らかになりました。さらに、組み合わせたプロセスは、抹茶麺の香りや味などの官能特性に悪影響を与えることはありませんでした。したがって、この研究で提案された新しい方法は、調製中の新鮮な抹茶麺の色安定性を高めるための大きな可能性を秘めています。

概要

麺類は中国における伝統的な穀物中心の料理の定番であり、アジア諸国の小麦生産量の約40%が麺類の加工に利用されています¹。それにもかかわらず、小麦粉の基本的な栄養成分は、消費者の増大する栄養ニーズを満たすには不十分です。したがって、何人かの研究者は、麺の栄養的および機能的品質を高めるために、麺の小麦粉の一部を、オーツ麦ふすま²、乳タンパク質³、サツマイモ⁴、柑橘類マキシマ⁵などの代替天然成分に置き換えることを選択しました。抹茶は、抗酸化作用と抗炎症作用を持つ豊富な生理活性化合物であり、心血管疾患のリスクを軽減し、慢性疾患を予防する可能性があります⁶。その結果、抹茶を中国の蒸しパン、餅、特に生麺などの伝統的な料理に取り入れることへの関心が急上昇しています。

しかし、生麺は時間依存的に黒ずみが生じやすく、製品の視覚的外観に好ましくない変化をもたらし、これは生麺7の保存に大きな課題^{をもたらす。}生麺の貯蔵中に観察される変色は、主にポリフェノールオキシダーゼ(PPO)の存在によって引き起こされることが広く合意されています^7,8。さらに、可溶性タンパク質画分は、非ポリフェノールオキシダーゼ(non-PPO)の黒化の過程に関与していることが示されました⁹。近年、保管中のPPOの黒ずみを軽減するために、広範な努力が払われています。先行研究では、生麺に適用される酸抑制剤および加熱処理が、タンパク質を変性させ、その結果として酵素活性を阻害することにより、この目的を効果的に達成できることが示唆されている^10,11。クロロフィルはpH、温度、熱の変化に敏感で、緑茶麺の鮮やかな緑の色合いは主にクロロフィル¹⁰に起因します。抹茶麺の色を効果的にコントロールするには、酸抑制剤を直接添加して加熱処理することで限界があることは明らかです。

小麦粉の熱処理に加えて、抹茶麺のクロロフィルの保存は考慮すべき重要な要素です。クロロフィルの保存時間を延長し、その色素を保存するために、アルカリ化剤の使用、銅錯体化、および低温保存¹²を含むいくつかの方法が提案されている。残念ながら、プロセスの大部分は、好ましくない化学反応の発生を減らすために、自然に近いpHレベルを必要とします。安定性の問題は、天然のクロロフィルを彷彿とさせる緑色を示すクロロフィル誘導体の銅錯体によって潜在的に軽減される可能性があります。ただし、個人は人工色よりも天然のクロロフィルを好みます。マイクロカプセル化技術は、酸素、pH、イオン強度、温度13,14,15などの環境条件に対するバリアを提供することにより、生理活性化合物の安定性を向上させるという課題に対する実行可能なソリューションとして浮上しています。これまで、茶抽出物、カテキン、およびクロロフィルは、さまざまな壁材に埋め込まれたときの安定性と放出制御特性について継続的に研究されてきました¹⁴。しかし、マイクロカプセルを麺類に組み込むことは、まだ提案されていない¹⁵。

本研究では、抹茶にホエイプロテインとカルボキシメチルキトサンを埋め込み、小麦粉をマイクロ波処理して色安定性のある抹茶生麺を得る方法について説明しました。マイクロカプセル化された生理活性化合物を食品に添加すると、固有の定性的特性を維持しながら、新しい機能性食品の作成が容易になります。この処理プロトコルを使用して得られた結果を示し、保存後の抹茶麺の色値の変化を調査します。この研究の具体的な目的は、優れた色と風味の両方を示す抹茶麺を調製するための最適なアプローチを決定することでした。

プロトコル

1. 抹茶を埋め込んだ懸濁液の製造

1. 4 gのカルボキシメチルキトサン( 材料の表を参照)を100 mLの蒸留水に入れ、0.04 g / mLのカルボキシメチルキトサンストック溶液を調製します。.カルボキシメチルキトサンを恒温加熱マグネチックスターラーで60°Cに加熱溶解します。
2. 4 gのホエイプロテイン( 材料の表を参照)を50 mLの蒸留水に溶解し、0.08 g/mLのホエイプロテインストック溶液を調製します。
3. 溶液が冷えたら、冷凍庫に保管し、ポリマー分子を完全に飽和させるために一晩冷蔵します。
4. ビーカーに抹茶8gとNaCl4g( 材料表参照)を入れ、滅菌沸騰水50mLを加えて抹茶スラリーを調製します。ガラス攪拌ロッドを使用して溶解プロセスを支援します。滅菌水は、鍋で15分間沸騰させた脱イオン水です。
5. 抹茶スラリーを50mLのカルボキシメチルキトサン溶液と混合し、室温で300rpmの磁気攪拌装置と混合します。
6. 25 mLのホエイプロテインを混合物に滴下し、300 rpmで30分間撹拌して、懸濁液を埋め込みます。( 図1を参照)。懸濁液は、麺の製造と同時に調製し、同日に4°Cの温度で保存する必要があります。
   注:抹茶を埋め込んだ懸濁液のpHは調整されずに残されたため、抹茶または壁の材料のみの影響を受けました。

2. 小麦粉のマイクロ波処理

1. 丸いプラスチック容器に小麦粉300gを分配します。容器をラップで覆い、700Wの電子レンジに60秒間置きます。その後、小麦粉を入れた容器を冷たくなるまで外に置いておきます。

3.抹茶麺の製造

1. 生地の混合:あらかじめ形成された抹茶を埋め込んだ懸濁液125mLと水15mLを、電子レンジ処理した小麦粉300gにゆっくりと注ぎます。埋め込まれた懸濁液が組み込まれるまで、小麦粉を少しずつ中央にそっと引っ張ります。
   1. 電子レンジで処理されていない小麦粉の場合は、抹茶を埋め込んだ懸濁液の代わりに125 mLの水を使用して、ブランクヌードル(対照)とラベル付けされた麺を準備します。電子レンジ処理していない小麦粉に水125mLと抹茶8gを加えて麺を仕込み、抹茶麺(Mヌードル)と指定します。
2. 生地をこねる:生地ミキサーで麺生地を7分間こねます。生地は滑らかでしなやかで、終わったときに濡れたりべたついたりしてはいけません。
3. 安静:生地のボールをミキシングボウルに戻し、湿らせたティータオルで覆います。室温で30分間休ませます。
4. 以下の説明に従って麺を準備します。
   1. 生地を4等分し、3つを包み直して取っておきます。包装されていない部分に軽く小麦粉をまぶし、時々持ち上げてくっつかないようにします。
   2. 生地プレスのプレスローラーの間隔を3.5mmに調整します。生地を生地プレスに置き、シート状にしてからコンパウンドします。生地シートを滑らかでしなやかな一貫性に達するまで繰り返し押します。
   3. 生地シートを1mmに薄くします。3.5 mmから始めて、プレスローラーの間隔を2 mmに調整し、次に1 mmに調整します。各ローラーの間隔でシートを3回押します。
   4. ラップフィルムでゆるく覆い、残りの生地で手順3.4.1〜3.4.3を繰り返します。
      注:サンプルの各バッチのプレスプロセスが一貫していることを確認するために、プレスロールの間隔は一度調整され、各サンプルが通過した後に次の間隔が調整されます。
   5. 麺線を長さ22 cm、厚さ1 mm、幅3.0 mmのサンプルにスリットします( 図2を参照)。約3.75gのセモリナ粉をまぶして、麺がくっつかないようにします。

4. 官能評価と物性解析

1. 官能評価
   1. 600mLの沸騰したお湯に麺30gを入れ、5分間調理します。テストする前に、調理した麺をすぐに冷水に浸してください。
   2. Li et ^al.12 で概説されているように、定量的記述分析 (QDA) を使用して麺サンプルの官能評価を実行します。サンプルの官能特性が、9段階の快楽スケールを使用して12人の訓練を受けたパネリストによって評価され、9が「非常に好き」、1が「非常に嫌悪」を示すことを確認します。
2. カラー測定
   1. 調理したサンプルと新鮮なサンプルを約10 cmの小片に切り取り、比色計の計器開口部の下に置きます。
   2. インストゥルメンタルボタンを押して生麺の色を測定し、サンプルごとにテストを6回繰り返します。
3. テクスチャアナライザー
   1. 食感アナライザーを使用して、調理済み麺と生麺の食感特性を決定し、食感プロファイル分析(TPA)に基づいて計算します。
   2. テストベンチに5本の麺を置き、サンプルごとにテストを6回繰り返します。

5. データ分析

1. 分散分析(ANOVA)によってデータを分析し、 p が0.05<ときに差が有意であると考慮します。

結果

このプロトコルにより、抹茶処理から始まり、最終製品に至るまでの加工中間段階まで、抹茶を配合した食品や麺類の官能的および物理的特性分析が可能になりました。このプロトコルは、埋め込みおよびマイクロ波と組み合わせて抹茶麺を製造しました (図3)。抹茶を封入していない生麺、抹茶を埋め込んだ生麺、抹茶を埋め込んだ生麺、抹茶を含まない麺は、それぞれM-Noodles、ME-Noodles、controlと表示されました。3つの麺サンプルの官能評価では、マイクロ波や壁材の添加により、抹茶麺の香りや風味などの官能特性に明らかな悪影響は見られなかった ことがわかりました(図4)。「ME-Noodles」は、適度な爽やかな色味を示し、調理した色味やなめらかさは対照群よりも優れており、風味やコシが最も高い評価を受けました。

対照群、生のM麺群、および生のME麺群は、比色計によって特徴付けられ、貯蔵期間中の24時間と初期測定値との間の絶対分散(Δ)を決定しました。各サンプルの表面色を評価するためのL(黒白)、a(赤み-緑)、およびb(黄色-青さ)の値をクロマメーターを使用して記録しました。ΔE*は次のように計算されました。

(ΔE*= )

調理済みグループの値は、調理済み麺と生麺の絶対差を計算することによって説明されました(図5)。新鮮なM-Noodlesの全色分散(ΔE*)は24時間で減少しましたが、新鮮なME-Noodlesでは最小限の色の変化が見られました。その結果、フレッシュなMEヌードルは、Mヌードル(ΔE*=6.98±0.21)よりも色持ちが良い(ΔE*=1.980.12)ことが示され±ました。同様の現象が調理されたサンプルでも見られました。表1に示すように、ME-Noodles群の硬さ、弾力性、歯ごたえは、M-Noodles群および対照群よりも有意に高かったが、3つのサンプルすべてで密着性に大きな差はなかった。以上の結果から、抹茶を埋め込んだり、マイクロ波処理を施したりすることで、生麺の食感品質が向上したことがわかります。

図1:抹茶を埋め込んだ懸濁液の製造の概略図。 図は、(1)カルボキシメチルキトサン溶液、(2)ホエイタンパク溶液、(3)抹茶懸濁液、(4)抹茶包埋懸濁液です。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図2:抹茶麺の製造の概略図(A)小麦粉のマイクロ波処理。(B)抹茶麺の製造。この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図3:麺サンプルの写真(A)対照、抹茶を含まない生麺。(B)カプセル化されていない抹茶の生麺。(C)抹茶を埋め込んだ生麺とマイクロ波処理。(d)抹茶を含まない調理麺;(e)カプセル化されていない抹茶を含む調理済み麺。(F)抹茶を埋め込んだ調理麺と電子レンジ処理。この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図4:麺サンプルの官能品質特性。 対照群は抹茶なしの麺、M-Noodles群は抹茶を封入していない麺、ME-Noodles群は抹茶を埋め込んだ麺とマイクロ波処理を施した麺でした。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図5:麺類試料の色収差(A)処理の異なる麺類試料のΔL*の値。(B)異なる処理を施した麺サンプルのΔa*の値。(C)異なる処理を施した麺サンプルのΔb*の値。(D)異なる処理を施した麺サンプルのΔE*の値。エラーバーは平均±SD(n = 6)を表します。アルファベットは、分散分析を使用してp <0.05で有意差を示します。この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

見本	硬度/g	接着性/ g s	弾力性	歯ごたえ/g
コントロール	3179.3 ± 136.5A	68.22 ± 8.9a	0.895 ± 0.012A	2373.12 ± 94.9a
調理済みMヌードル	3929.9 ± 154.8b	63.39±10.4a	0.813 ± 0.013b	2623.09 ± 89.4a
調理済みME-ヌードル	4763.4 ± 205.8c	59.23±15.6a	0.972 ± 0.022c	3713.30 ± 178.6b

表1:調理済み麺サンプルの物理的品質特性。 値は平均± SD (n= 6) を表します。アルファベットは、分散分析を使用してp <0.05で有意差を示します。

ディスカッション

インスタントラーメンや細乾麺などに比べ、生麺は本来の味や風味を保つ能力が高く、市場での有望性が高いとされています。以前の研究では、緑茶が生麺の全体的な品質をある程度向上させる可能性があることが示されています¹⁶。したがって、生麺の小麦粉製品システムにお茶を組み込むことは、自然を促進し、環境に優しく健康的な食事を追求するという現代の傾向に沿って、高品質と健康上の利点の両方を優先することを目指しています。しかし、お茶からのポリフェノールや顔料などの化合物は、お茶を注入した生麺¹⁰の周囲の保存環境における微生物による酸化または分解により敏感になる。これは、お茶入りの生麺の栄養特性と健康増進特性の低下につながるだけでなく、視覚的な魅力やその他の品質特性にも大きな影響を与え、消費者の受け入れを低下させる可能性があります。お茶を加えることによって引き起こされる上記の問題を回避するために、本研究では抹茶麺の色と品質を安定させる方法を提示する。

生麺の品質は、原材料、加工技術、保管条件に影響されます。生麺の複雑な組成は、貯蔵中にさまざまな物理化学的および生化学的反応を引き起こし、褐変を引き起こす可能性があります。酵素^1,17および非酵素^9,18の褐変は、湿った麺の色に黒ずみや黒い斑点を引き起こす可能性があり、物理的要因もそれらの外観に影響を与える可能性があります。現在、麺の酵素的褐変を抑制する技術には、阻害剤の添加、マイクロ波処理、過熱水蒸気処理、超音波処理、およびその他の方法が含まれます。小麦のPPO活性の最適pHは6.5と決定されたため、クエン酸やリンゴ酸などの酸性度調整剤を添加してpH条件を調整することにより、PPOの酵素活性を効果的に阻害することができる¹⁵。さらに、熱処理は、酵素の不活性化のために広く採用されている技術であり、典型的には温度を50〜90°Cに上げることによって達成される¹⁹。小麦麺とは対照的に、抹茶麺には高濃度のクロロフィルが含まれています。抹茶麺の加工は、小麦粉中のPPOとクロロフィルとの間の避けられない相互作用、および水と酸素への曝露につながります。これにより、2つの独立したシステムの安定性が損なわれ、加工中の酵素による褐変が促進され、最終的には茶麺の着色が不安定になります。

このプロトコルは、低強度のマイクロ波支援加熱処理を利用して、抹茶麺の色劣化を効果的に緩和すると同時に、色素保持と酵素の不動態化を改善する非常に効率的なアプローチの概要を示しています。マイクロ波放射にさらされると、小麦粉は非熱的効果、すなわち、著しい温度上昇がない場合、マイクロ波の電磁界効果は堅牢な生物学的応答を誘発し、それにより細菌を根絶し、カビの成長を防ぎ、酵素を不活性化するだけでなく、電磁エネルギーを吸収し、PPO²⁰を不活性化するある程度の熱効果をもたらす.さらに、麺類の長時間の調理によりポリフェノールの分解が悪化します。生地のマイクロ波熱処理と麺の芯での糊化は、必要な調理時間を効果的に短縮することができます^21,22。このアプローチは、抹茶麺の調理プロセスを短縮するだけでなく、その微細構造を強化し、ポリフェノールの保持を促進します。

抹茶麺の鮮やかな緑の色合いは、主にクロロフィルによるものです。しかし、クロロフィルはpH、温度、および化学反応の変化の影響を受けやすい¹⁰。緑茶麺の着色制御のための酸抑制剤の直接添加と加熱処理には一定の制限があることは明らかです。現在、茶飲料のカラープロテクション技術には、抗酸化物質、酵素製剤、金属イオンなどがあります。イオン性色保護の技術では、亜鉛イオンは通常、クロロフィル²³の熱安定性を高めるためにクロロフィルとペアになります。このプロトコルの主な特徴は、抹茶麺の色の安定性を高めるために埋め込み技術が採用されていることです。ホエイタンパク質とカルボキシメチルキトサン、およびその他の炭水化物は、優れた配合および結合特性を持ち、相乗作用を通じて複合体の特性を高めることができます²⁴。さらに、このプロトコルは、マイクロ波および埋め込み処理が抹茶麺の物理的特性および感覚特性に悪影響を及ぼさないことも示しています。

このプロトコルは、他の加工抹茶食品の製造をシミュレートするために簡単に適応できます。例えば、抹茶を注入した懸濁液は、様々な伝統的な食品、ならびに餃子の包み紙または蒸しパン^15,25の製造に利用されている。このプロトコルの重要な制限は、抹茶を注入した懸濁液の調製には、媒体として水が必要であることです。製品の製造工程で水を使用する必要がない場合、この方法は適切ではない可能性があります。

結論として、このプロトコルは、埋め込みとマイクロ波処理の利用を通じて、風味が向上し、一貫した色を持つ新鮮な抹茶麺を製造するための方法論を提示します。さらに、変色を70%以上減らすことは、抹茶麺の安定性を確保するための強力なしきい値のようです。ただし、工業的条件へのスケールアップは、製品がこのプロトコルで得られた麺と同じ特性を持っていることを確認するためにテストする必要があります。

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
カルボキシメチルキトサン	マッキン
比色計	3nh	NH-300 +
生地	ミキサーACA	AM-CG108
冷凍庫ハイ	アール	BCD-252KS
加熱マグネチックスターラーYuhua		DF-101S
マグネチックスター	ラーKeezo	KMS-521D
Matcha	Jinhua Feicui
電子レンジ		NN-GF351X
NaCl	塩工業公司
麺メーカー	天西	JCD-10
テクスチャアナライザーLotun	科学	TA-XTプラス
小麦粉	クイーン
ホエイプロテイン	Yuanye