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食品メーカー対象
水分活性を下げるための保湿剤のステップ・バイ・ステップ・ガイド

市場には数え切れないほどの保湿剤があり、有益に利用する方法もたくさんあります。しかし、どれが適切で、どのように使用すればよいのでしょうか？

中間水分食品を長期間保存する場合、メーカーはどのようにして微生物的な安全性を確保するのでしょうか。

多くの場合、その答えは保湿剤を実際に使用する段階で見つかります。保湿剤とは何でしょうか？一般的には、グリセリン、砂糖、各種塩類などが挙げられます。保湿剤は、水と優先的に結合するため、製品の水分活性を低下させます。また保湿剤は、水分活性を低下させる能力が化学組成によりそれぞれ異なります。

また、添加する保湿剤の量または濃度によって、水分活性がどの程度下がるかが決まります。

どの保湿剤を使えばよいのだろうか？

一般に、保湿剤の分子量が低いほど、水と結合する力が強くなります。例えば、デンプンはグルコース分子が結合しているため、水と結合できる部位が限られますが、ショ糖のような単純な糖はより効果的です。このため、食物繊維、ガム、ワックスなどは効果的な保湿剤とは言えません。

保湿剤を選ぶ際には、意図しない効果を考慮することが大切です。例えば、クッキー生地にタンパク質が含まれている場合、還元糖を使って水分活性を0.7a_wに下げると、メイラード褐変反応（糖化反応）が起きる理想的な範囲に入ってしまいます。水分活性を下げると微生物の安全性は保たれますが、数時間後には褐変してしまいます。

また、保湿剤は製品に好ましくない風味を与えることもあります。グリセリンは高濃度でなければ無味であるため、保湿剤としては有利です。また、水と完全に混和するため、製品の水分活性が変化しても、固体として沈殿することはありません。それに対して塩や砂糖は、風味を与えるだけでなく、製品中の濃度が飽和点に達すると固形物を形成するため、問題になることがあります。このようなさまざまな問題に対処するため、多くのメーカーは保湿剤を組み合わせて使用しています。

水分活性を下げるための基本ステップ

どのような種類の保湿剤または保湿剤の組み合わせをどの程度の量用いれば望ましい効果をもたらすかは、以下の手順で判断します。

• 製品の現在の水分活性を特定する
• 達成したい水分活性を決定する
• 候補となる保湿剤を選択する
• 各保湿剤の反応性因子を特定する
• 計算により水分活性の変化を予測する（後述）
• 収着等温線を利用することにより,モデリングを用いて最適な組み合わせを見つける力を高め

水分活性の変化を予測する方法

保湿剤が製品の水分活性をどの程度変化させるかは、Norrishの式またはGroverの式のいずれかを用いて予測することができます。これらの式には、科学的に決められた定数と係数があり、予測に利用することができます(科学的な詳細については、関連する出版物のリストを参照してください)。

メーターグループが開発した「水分分析ツールキット」は、これらの式を組み込んだソフトウェアプログラムです。この予測ツールは、それぞれの製品に固有のデータを使用することにより、望ましい水分活性を得るために必要な保湿剤の量または保湿剤の組み合わせを予測します。表1は、シロップにグリセリンを添加した場合の予測ツールの有効性を示しています。

水分活性の予測式は、配合において非常に強力なツールとなります。これらの式の詳細については、METER Foodのサポートにお問い合わせください。

賞味期限についてさらに学ぶ

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• レシピの変更が賞味期限にどのように影響するかを予測する
• 様々な原材料の効果を比較する
• 特定の包装オプションが賞味期限を達成または改善するのに役立つかどうかを評価する

Relevant publications

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