5 Application of inulin as fat replacer

乳製品における脂肪の存在は、その物理特性、レオロジー、テクスチャーに重要な役割を果たす（Barclay et al.2010; Brennan & Tudorica, 2008; Dave, 2012）。 脂肪は、チーズにおける栄養的意義とは別に、乳製品の感覚的および機能的特性に寄与している（Miočinović et al., 2011）。しかしながら、消費者は、低カロリー、低脂肪または低脂肪で健康に良いものなど、ダイエットや機能的特性を備えた食品を求めている（Gonzalez-Tomás, Coll-Marqués, &コステル, 2008）。 また、低脂肪の食品計画は、体重減少や維持のために推奨されている（Carmichael, Swinburn, & Wilson, 1998; Peterson, Sigman-Grant, Eissenstat, & Kris-Etherton, 1999）。 一方、低脂肪または低脂肪食品は、有機的な品質が悪いため、あまり好ましくないという見解も広く存在する（Hamilton, Knox, Hill, & Parr, 2000; McEwan & Sharp, 2000）。 脂肪代替物の特定の用途および潜在的な効果に関するいくつかのレビューがある（Akoh、1998；Ognean、Darie、& Ognean、2006）。

全脂チーズと同じ機能性および有機感覚特性を維持しながらチーズに脂肪代替物を使用するという課題は、大きな注目を集めた（Kebary、Salem、El-Sonbaty、& El-Sissey 、2002）。 チーズから脂肪を除去すると、ゴムのような食感、風味の欠如、苦味、オフフレーバー、溶融性の低下、望ましくない色などのレオロジー、テクスチャー、機能および感覚的欠陥が生じる（Mistry、2001；オコナー&オブライエン、2011）。 望ましい特性を有する低脂肪または無脂肪チーズを製造することは容易ではない（Fadaei et al.） 脂肪含量が減少すると、タンパク質マトリックスがよりコンパクトになり、チーズの食感はより噛みごたえのあるものになる。 食品製剤において脂肪成分が減少すると、有機的な品質を維持するために、その機能的な役割を果たす他の成分が必要となることが多い（Mattes、1998）。 低脂肪チーズの風味と食感を改善するために提案された戦略は、脂肪代替物の使用である（Sandrou & Arvantoyannis, 2000）。 コーデックス国際貿易委員会は、チーズが低脂肪と表示されるためには、参照品種から脂肪を50％削減することを上限としている（FAO/WHO、2008年）。 欧州では、類似品と比較して脂肪分が30％以上減少している場合、チーズに低脂肪と表示することができる（EU、2006年）。 米国では、低脂肪チーズは、参照される品種の従来のレベルから少なくとも25％の脂肪レベルの減少を必要とします。 イヌリンは、特に欧州連合で、そしてますます米国およびオーストラリアで、低脂肪食品におけるテクスチャリング剤として広く使用されている（Devereuxら、2003）＜7402＞＜8618＞イヌリンは、口当たりの改善に寄与し得るため、低脂肪チーズにおける脂肪の代替に特に適していると思われる（Meyerら、2011）。 イヌリンの脂肪代替特性は、水相の構造を安定化させ、改善されたクリーミーさを生み出すその能力に基づいている（Ibrahim、Mehanna、& Gad El-Rab, 2004）。 イヌリンが乳清タンパク質およびカゼインとの相互作用により乳製品の脂肪代替物として使用される場合、クリーミーな口当たりが達成される（Bot、Erle、Vreeker、& Agterof、2004；Karaca、Güven、Yasar、Kaya、& Kahyaoglu、2009）。 長鎖で高分子量の高性能（HP）イヌリンは、脂肪代替物として最も望ましいものである。 鎖長が長いとイヌリン型フルクタンの溶解度が低下し、水や牛乳と混ぜたときにイヌリンの微結晶が形成されます。この微結晶はばらばらに感じられず、滑らかでクリーミーな口当たりを有しています。 HPイヌリンは、平均DPが25で、分子分布が11から60の範囲にある。 このように、オリゴマーだけでなく残存する糖も除去されています。 HPイヌリンの脂肪模倣特性は、甘味がない一方で、標準的なイヌリンの2倍です（Niness, 1999）。 イヌリンとオリゴフラクトースの異なる機能特性は、その鎖長の違いによるものである。 前述のように、イヌリンは鎖長が長いため、オリゴフルクトースよりも溶けにくく、水や牛乳でせん断するとイヌリン微結晶を形成する性質がある。 したがって、イヌリンは、乳製品（Kaur & Gupta, 2002）、特にチーズ（Salvatore et al, 2014）における脂肪の代替物としてうまく使用されている。 イヌリンの長鎖は、水相で小さな凝集体を形成する互いに相互作用する微結晶（不溶性のサブミクロン結晶）を形成する（Franck、2002；Guggisbergら、2009）。 これらは、大量の水をカプセル化することで、滑らかでクリーミーなテクスチャーを引き起こします（Bot et al.、2004）。 イヌリンはまた、タンパク質凝集体と複合化することにより、タンパク質構造ネットワークの一部を形成することができる（Kip、Meyer、&Jellema、2006）。

Koca and Metin（2004）は、長鎖イヌリンを用いて脂肪を70％低減した低脂肪フレッシュカシャールチーズを得る可能性を検討した。 彼らは、その低脂肪コントロールチーズは、その高いタンパク質含量により、全脂肪コントロールチーズよりも有意に硬く、弾力性があり、ガム質で噛み応えがあることを報告した。 脂肪はタンパク質のマトリックスを壊し、潤滑油として働き、より柔らかいテクスチャーを提供します (Koca & Metin, 2004)。 低脂肪チーズに5％のイヌリンを添加すると、低脂肪コントロールチーズと比較して硬度が有意に低くなったが、全脂肪コントロールチーズの硬度よりわずかに高くなったことが示された。 この軟化効果は、タンパク質に対する水分の比率が高くなったことと、フィラーの体積が増加し、タンパク質マトリックスの量が減少したことの両方に起因している可能性がある。 一般に、イヌリンは保存30日目までチーズのテクスチャーを改善したが、保存期間を短縮した (Koca & Metin, 2004)。 脂肪代替物としてのイヌリンの能力は、レオロジー的挙動または製品の厚みもしくは硬さの修正に関連するだけでなく、クリーミーさまたは滑らかさなどの他の口当たり属性の変化にも関連する（Meyerら、2011）。 イヌリンを低濃度で食品に添加した場合、イヌリンの中性またはわずかに甘い味と粘度への影響が限定的であることから、製品のレオロジー特性と官能品質に強い影響を与えることはない（Kalyani et al.、2010）。 全脂製品のものに近いレオロジー及び厚みを有する低脂肪製品を得るためには、単にそのクリーミーさ又は滑らかさを模倣するために必要なよりも高い濃度のイヌリンが必要である（Meyerら、2011年）。 Fadaeiら（2012）は、脂肪代替物としてイヌリンを含有する低脂肪ホエイレスクリームチーズの化学的特性を研究した。 クリームチーズのpHと塩分値に有意な差は見られなかった。 彼らは、イヌリンの割合が10％であれば、イヌリンを含まない高脂肪クリームチーズに近い化学的特性を持つ低脂肪クリームチーズを得ることができると指摘した。 彼らはまた、イヌリンが優れた水結合能を持ち、スプレッドやフレッシュチーズのシネレジスを抑制することを報告した（Fadaei et al.） 長鎖イヌリンと短鎖イヌリンを比較すると、長鎖イヌリンはかなりの水分結合力・保持力を持ち、収縮を抑制することが予想されます。 Wadhwani（2011）は、低脂肪モッツァレラチーズとチェダーチーズの品質を向上させるために、イヌリン、低メトキシペクチン、ポリデキストロース、レジスタントスターチの4種類の繊維から最も効率の良い繊維タイプを選択するためにいくつかの予備調査を実施した。 予備試験の結果、チーズ系ではイヌリンが他の3つの繊維よりも優れた効果を発揮することが分かりました。 また、イヌリンを取り入れることで、凝集性、付着性、バネ性を維持しながら硬さとガム質を減少させ、低脂肪チーズの食感の改善につながることを発見しました（Wadhwani、2011年）。 Salvatoreら（2014）は、脂肪を2、3、7％の長鎖イヌリン（DP > 23）で置き換えることが、フレッシュカプリン乳チーズのテクスチャーおよび微細構造特性に及ぼす影響を評価した。 走査型電子顕微鏡とペネトロメトリーを用いて、イヌリンを含むチーズ試料は、タンパク質のマトリックス中の脂肪分布が減少するため、全脂チーズと比較してよりオープンな構造を有することが示された。 カゼインネットワークにおけるイヌリンの位置は、ゲルシステムに埋め込まれた構造として現れ、そのサイズはチーズ中のイヌリンの濃度が高いほど大きくなることが示された。 イヌリンはカゼインネットワークに割り込み、軟化効果をもたらし、これは脂肪に代わるイヌリンの濃度が高くなるにつれて増加した。 彼らの調査結果によると、イヌリンを含むサンプルは、圧縮力、硬さ、粘度、粘着性の値が低いという特徴がありました（Salvatore et al.、2014）。 全体として、チーズの食感に対する脂肪置換の効果は、置換される脂肪の性質に依存することが研究で示されている（Lobato-Calleros, Vernon-Carter, & Hornelus-Uribe, 1998）.

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