砂糖の代用品：人気トップ5の代替甘味料のメリットとデメリット

代替品は砂糖の特性を完全に再現できないため、製品開発者は、消費者が満足するような甘味、食感、保存性、外観を実現するための新たな方法を模索するという複雑な課題に直面している。

11月15日、METERフードR&Dラボの責任者であるメアリー・ギャロウェイ氏と、主任食品科学者のザカリー・カートライト博士が、砂糖代替品の使用に伴う課題に取り組んだ独自の研究結果を発表します。講演では以下の内容を取り上げます：

• 代表的な代替甘味料5種類のメリット、デメリット、およびよくある課題
• 砂糖の独特な特性を説明する科学的概念
• 製品開発担当者は、水分活性の測定をどのように活用して、甘味料代替品に伴う課題を最小限に抑えることができるか
• さまざまな砂糖代替品を組み合わせることで、より良い結果が得られる理由

登壇者について

メアリー・ギャロウェイは、METER食品研究開発ラボの責任者です。彼女は、水分活度を測定し、それが物理的特性に及ぼす影響を評価するための機器の使用と試験を専門としています。これまでに、世界最大手かつ最も成功している数十の食品ブランドと協力し、水分に関連する製品の問題解決に取り組んできました。

ザカリー・カートライト博士は、METER Groupの主任食品科学者です。ワシントン州立大学で食品科学の博士号を、ニューメキシコ州立大学で生化学の学士号を取得しています。等温分析および蒸気吸着分析装置（VSA）の活用に関する専門家です。

読み上げテキスト（読みやすさを考慮して編集済み）

ザカリー・カートライト博士：このウェビナーにご参加の皆様は、代替甘味料が大きな話題となっていることをすでにご存じでしょう。多くの食品において、砂糖を排除または削減するよう、消費者や政府から強い圧力がかかっています。本日お話しする内容が、その状況をより深く理解する一助となれば幸いです。さて、これは非常に巨大な市場です。 市場規模は180億ドルを超えると推定されており、入手可能な調査データによると、今後10年間でさらに成長が見込まれています。したがって、経済的な影響を懸念されている方でも、食品科学者として砂糖の代替にどの甘味料を使用すべきか理解したい方でも、間違いなく注目すべき分野です。メアリー、本日のウェビナーではどのような内容を取り上げる予定ですか？

メアリー・ギャロウェイ：ええ。具体的には、砂糖とは何か、それが水分とどのように関連しているか、そしてそれらが引き起こす相互作用についてお話しします。これらは品質特性にも影響を与えるため、また「クリーンラベル」とはどういうことかについても議論します。というのも、消費者は単に糖分を減らしてほしいだけでなく、それに加えて他の要素も求めているからです。 その話題の後は、私たちが研究を進めてきた5種類の代替甘味料について具体的に説明し、それらについて得たデータや情報を皆さんにお伝えします。

真実：砂糖の働き

ZC：それでは、まずは基礎から始めましょう。砂糖とは何か、配合に砂糖を取り入れる際に留意すべき品質面でのポイントについてお話しし、さらに食品配合における砂糖と水分との関係についても解説します。 一般的に、食卓用砂糖はショ糖です。これはグルコースとフルクトースからなる二糖類です。通常、サトウキビやテンサイを原料としており、主に……主な生産国としては、インド、ブラジル、タイなどが挙げられます。そこで、メアリーにショ糖について、そして製品開発でこれを使用する際の留意点について少し説明してもらいます。

MG：第一に甘味です。これはあらゆるものが比較される基準となります。また、風味を高める効果もあり、単に甘いだけでなく、化学的に分解される過程で、製品に含まれる他の風味を引き出してくれるのです。 さらに、実際には3つの異なる方法で膨張にも影響を与えています。まず、糖分が脂肪分子に空気を閉じ込めることで生じる通気作用があります。次に、酵母による作用で、糖分が酵母によって消費されます。また、タンパク質と結合することで卵白を安定化させます。そして最後に、色を濃くします。これはメイラード反応を利用してアミノ酸と反応させることで、焼き菓子にあの美しく魅力的な褐色をもたらすのです。

ZC：水分がここに結合し始める仕組みは、ショ糖が極性分子であるため、水との間で水素結合が生じるからです。 水分子の正電荷を持つ部分がショ糖の負電荷を持つ部分と相互作用し、この相互作用によって、ショ糖は非常に優れた保湿剤となります。ショ糖は水分を結合・固定し、他の反応や微生物の増殖、あるいは食品において懸念されるその他の事象に利用されないようにする働きがあります。他に、ショ糖は水とどのように相互作用するのでしょうか？

MG：そうですね、実はその反応こそが、製法における主要な要素なんです。水とショ糖はどのように結合するのでしょうか？第一に、ショ糖が水分を吸収することで生地を柔らかくし、グルテンの形成を抑えるため、パンの古くなるのを防ぎます。また、タンパク質の凝固も遅らせます。 また、サクサク感も加わります。焼成すると、表面の水分が蒸発し、砂糖が再結晶するからです。先ほども触れましたが、砂糖は優れた保湿剤であり、文字通り水分と結合して含水率を高めます。ですから、より柔らかくしたり、水分を多く含ませたい場合には、砂糖を加えることが非常に効果的です。

また、保存期間を延ばすのにも非常に効果的です。水分活度を下げることで微生物の増殖を抑制するだけでなく、化学反応も抑制し、製品全体の安定性を高めるからです。 最後に、凝固点を下げる効果もあります。例えばアイスクリームの場合、この成分が水分と結合することで、冷凍乳製品内の水分が結晶化するのを防ぎます。これらはすべて、糖分を含む必要があるあらゆる製品において、非常に重要かつ大きな効果をもたらします。

科学と原理：砂糖の代替品を選ぶ際の考慮点

ZC：なるほど。メアリー、その指摘は的を射ていますね。だからこそ、次のセクションでは、砂糖の一部を代替甘味料に置き換える際の科学的根拠についてお話ししようと思います。先ほどあなたが説明したように、砂糖は様々な特性に影響を与えるため、留意すべき点はたくさんあります。 単に甘さだけを見ているわけではないので、まずはいくつかの特性や、最終製品で留意すべき点についてお話しし、さらに「クリーンラベル」とは何を意味するのか、そしてこれらの砂糖代替品がそれにどう適合するのかを定義していこうと思います。砂糖の代替という点に関しては、砂糖は一見したよりもはるかに複雑で、洗練された存在なのです。

調整を行う際は、これが水分活性に非常に大きな影響を与えることを念頭に置いてください。これは、先ほど保湿性について触れた点にも通じるものです。水分活性を変えるたびに、その製品の物理的特性に影響が及ぶ可能性があります。特定のサクサク感やパリッとした食感を目指している場合は、どのような食感を目指しているかを常に意識しておく必要があります。どのような食感であれ、砂糖を取り除くと、食感も変化してしまう可能性があります。 化学的な影響も考慮する必要があります。水活度を変えることで、特定の化学反応の速度が速くなったり遅くなったりする可能性があるからです。

また、褐変の仕方が異なる砂糖に置き換えると、褐変反応に影響が出るだけでなく、生物学的影響も生じる可能性があります。つまり、水分活性が変化することで、特定の微生物による製品への繁殖リスクが高まったり低くなったりする可能性があるのです。 現在、消費者は食事中の糖分を減らそうとしていますが、同時に「ナチュラル」や「クリーンラベル」も求めています。メアリーさん、クリーンラベルとは具体的にどのようなもので、今回のテーマとどのように関連しているのか、少し説明していただけますか？

MG：そうですね。メラニー・ゴールソンによる、とても興味深い引用を見つけました。「ショ糖の機能を代替することだけでも十分に難しいのですが、食品開発者はさらに、規制上の問題、味のプロファイル、栄養目標、消化への耐性、保存期間の問題、そして製品の表示内容についても考慮しなければなりません」と。つまり、単に砂糖を置き換えるという一見単純な作業をしようとしても、開発者としては考慮すべき点が山ほどあるということです。 「クリーンラベル」は消費者主導のムーブメントであり、本質的には「認識」の問題です。しかし、その定義が明確ではなく、規制も存在しないため、ここが少し難しいところなのです。 消費者が「クリーンラベル」を求める際、彼らが求めているのは、自分たちが「天然の原料」とみなすものです。つまり、人工香料、着色料、保存料、あるいは合成添加物が含まれていないことです。また、シンプルさも求めており、商品名から内容が分かりやすく、化学的あるいは人工的な響きが少ないものを望んでいます。彼らは透明性を求めているのです。

消費者は、それらの原材料がどのように調達されたのか、あるいはどのように製造・加工されたのかといった情報を求めています。また、加工は最小限に抑えられ、製品にどのように含まれているのかが分かりやすいシンプルなものを望んでいます。しかし、これはある意味で非常に混乱を招くこともあります。例えば、 例えばナッツミルクを作ろうとすると、大量の水と多くの加工工程が必要で、自然なプロセスとは言えませんが、植物由来の製品であるため、かなりクリーンラベルで自然なものとして見なされます。このように、消費者が抱く様々な認識を製品開発においてうまく調整するのは非常に難しいのです。 もう一つ言及しておきたいのは、これらすべてを考慮した上で、消費者は選り好みをするものであり、何の変化も望んでいないということです。つまり、長年愛用してきた製品がある場合、その製品の特性を変えてほしくないのです。そのため、何かを取り除いて代替品を入れるようになると、 他の風味や食感、あるいは望ましくない特性が混入してしまう可能性があり、それらを調合者としてうまく調整しなければなりません。したがって、たとえクリーンラベル製品の製造に成功したとしても、味が良くなかったり、消費者が求める特性を備えていなかったりすれば、消費者は購入しません。これが難しい点なのです。

特定の甘味料：メリットとデメリットの比較

ZC：そうですね、それはとても良い指摘です。配合を変更しながら、味のプロファイルを全く同じに保とうとすると、非常に難しい場合があります。しかし、次のセクションでは、こうした甘味料のいくつかについて、配合に関するメリットとデメリットを交えてお話ししていきます。 これらの具体的な代替甘味料について掘り下げていく中で、その長所・短所に加え、よく見られる課題についても少し触れた後、水分との相互作用に関するデータもいくつかご紹介します。 それでは、最初の甘味料から見ていきましょう。あるいは、まずは一覧にしてみましょう。ステビア、ソルビトール、エリスリトール、マルチトール、フルクトース、アルロースを取り上げ、さらに注目すべき甘味料もいくつか紹介します。

MG：うん、あれはリストを絞り込むのが大変だったから……

ZC：ええ、そうですね。選択肢はたくさんあるので、5つに絞るのは難しかったです。今回取り上げなかったものについて質問があれば、喜んでお答えします。まずはステビアから始めましょう。メアリー、ステビアのメリットとデメリットについて教えてもらえますか？

MG：そうですね、ステビアの最大のメリットの一つは、入手が容易なことと、人々がそれを天然由来の優れた甘味料として理解し、受け入れている点だと思います。 一般的に…ステビアの分子の大きさのせいで、甘さの強さは実に様々で、ショ糖の50倍から300倍の甘さになることもある。つまり、その範囲が広いわけだが、これは見方によってはメリットにもデメリットにもなり得る。 また、pHや熱に対する安定性にも優れており、製品にそのような特性が必要な場合には非常に有利です。欠点の一つは、褐変しないことです。焼き菓子などでその効果を期待している場合は、考慮すべき点となります。また、苦味のある後味があり、正直なところ、 甘味度の幅が広いこともマイナス要因になり得ます。なぜなら、新しい配合で初めて調達する際、その後の配合でも同じ甘さになるよう、製品で期待する甘味レベルと供給源を確実に一致させなければならないからです。

ZC：もう一つ付け加えるなら、これはこうした代替甘味料のほとんどに言えることですが、その多くが人の腸内環境に悪影響を及ぼす可能性があるということです。胃腸に悪影響を与えることがあるため、これらの甘味料については、その点を必ず念頭に置いておく必要があります。 では、次へ進みましょう。次はソルビトールです。私の理解では、これは優れた保湿剤なので、それがメリットと言えます。また、栄養価のある甘味料でもあるため、他の選択肢と比べてカロリーの影響が多少あります。この甘味料を使用しているクライアントや企業において、他にどのようなメリットが見られますか？

MG：そうですね。 これは糖アルコールの一種で、特にこの種類は甘みが控えめです。砂糖に比べて甘さは約60%程度です。また、焼き菓子において優れた可塑剤としての働きもあり、古くなるのを遅らせる効果があります。ですから、焼き菓子で古くなるのを遅らせたい場合、良い代替品となります。その点では非常に優れており、他の甘味料にはあまり見られない特性です。 これは栄養価のある甘味料であり、つまりカロリーゼロではありませんが、糖アルコールとして機能します。実際、ほとんどの糖アルコールはこのカテゴリーに分類され、何らかの胃腸の不調を引き起こす可能性があります。これは、こうした代替甘味料のかなり一般的な副作用と言えるでしょう。ソルビトールも例外ではありません。

ZC：そうですね。私の理解では、これは実際にそのような配合の多くの下剤に使用されてきたものですので、配合に加える量には十分注意してください。次に取り上げたいのはエリスリトールです。これも糖アルコールの一種です。メアリー、これにはどのようなメリットとデメリットがあるのでしょうか？

MG：ええ、エリスリトールはソルビトールと同じくらい甘くて、砂糖の60～70％程度の甘さです。血糖値への影響がほとんどないのが本当に素晴らしいですし、ノンカロリーなのでカロリーもほとんどありません。それに、かなり広く知られています。ほとんどの人がエリスリトールが何なのか知っていますよ。 エリスリトールについて私たちが発見した非常に興味深い点の一つは、水への溶解度が低いということです。これは重要な要素であり、素晴らしい特性を持っているとはいえ、製品開発の際には、必ずしも望む形状を保てない可能性があるという点に留意する必要があります。 また、わずかな清涼感があるため、用途が限られてしまいますが、アイスクリームやガムなどに使用すると、その特性が好評を得ています。

ZC：では、先ほど「低能力」について触れられましたが、これに関しては具体的なデータもいくつかあります。そこで、今ご覧いただいているこのグラフについて、また、特にこの種のデータから溶解度の低下をどのように読み取ることができるのか、少し説明していただけますか？

MG：ええ、その通りです。最初に研究を行った際、私たちはこれらの天然甘味料や代替甘味料をすべて用意し、その一環として、25℃の水に甘味料を溶かして溶液を作り、 そして、それらがどの程度水分活性を低下させるかを観察しました。つまり、基本的には保湿性、つまり水とどれだけ結合し、ショ糖のように水分活性を低下させるかをチェックしていたわけですが、エリスリトールではそれができませんでした。これは実に興味深いことでした。エリスリトールは結晶状のままだったのです。結局、私たちは溶液を作り、それを加熱することにしました。 実際に沸騰させ、煮詰めていきながら定期的にサンプルを採取し、水分含有量と水分活度を測定しました。そして手作業でエリスリトールの脱着等温線を構築したのです。実はこれが非常にうまくいき、水分活度が約0.8になるまでは順調でした。しかしその時点で、あれほど高温であっても、内部で結晶化が起こっているのが肉眼で確認できたのです。

私たちが発見した非常に興味深い点は、結晶化が始まった後、さらに1つのデータポイントが得られたことです。グラフをご覧いただければ、値が急激に折れ曲がり、0.8から…… 約0.9まで上昇しています。水分含有量は減少しているにもかかわらず、このような奇妙な小さな山があるのです。ここで見ているのは、エリスリトールの実際の結晶化現象です。結晶化が起こると、その構造が硬くなり、結合していた水分を排出します。そのため、水分含有量は低下する一方で、水分活性は上昇することになります。 さて、これが製品中に含まれていて結晶化するとどうなるかというと、エリスリトールの結晶が生じるだけでなく、余分な水分も発生します。実際に液体の水が配合物の中に現れることになり、これらは望ましくない現象です。

ZC：そうですね。つまり、もしそういうことが起きると、この製品は突然、微生物の増殖の影響を受けやすくなる可能性がありますし、それに加えて結晶化による悪影響も生じます。ですから、この特定の代替甘味料については、間違いなく留意すべき点ですね。では、あと2つほど見ていきましょう。次はマルチトールです。つい最近、これをプレゼンテーションやウェビナーに追加することに決めましたが、メアリー、なぜこれを追加することにしたのですか？

MG：多くの製品に含まれています。私は、一般的なキャンディやケーキなどの配合成分について、手短に調べてみました。どの企業が配合を変更しているのか、従来の甘味料の代わりに何を使っているのかを確認するためです。その甘味料は、ショ糖の場合もあれば、高果糖コーンシロップの場合もあります。様々なものがありますが、半数近くでマルチトールが挙げられたため、これについてここで触れておこうと思いました。 一般の消費者にはあまり馴染みがないかもしれませんが、製品開発者にとっては身近な存在です。つまり、糖アルコールの一種です。

砂糖とほぼ同じくらいの甘さなので、私が調べたところ、甘味度は75～90％程度でした。他の代替甘味料と比べても、砂糖に最も近い特性を持っており、具体的には甘味と嵩高さです。溶けやすさも砂糖と似ています。 特筆すべき点の一つであり、おそらくキャンディや菓子類によく使われている理由でもあるのは、融点が高く、クリーミーな食感があることです。そのため、キャンディの中ではあの心地よい非晶質の状態を保ち、チョコレートにもクリーミーな口当たりを与えてくれます。 味も本当に良く、糖アルコールによくあるような金属的な後味やリコリス風味、酸味などは全くありませんでした。

これはいわゆる「栄養甘味料」と呼ばれるもので、つまりある程度のカロリーを含んでいます。もう一つ、私が非常に興味深かったのは、そのグリセミック指数が砂糖と非常に似ているという点です。つまり、血糖値を急上昇させるということです。製品開発の観点からは有用で、多くの利点がありますが、消費者としては、これが確実に血糖値に影響を与えるということを知っておくことが重要です。

ZC：では、次はフルクトースについて話しましょう。これは果糖の一種で、リンゴやブドウ、ナシなどに天然に含まれています。フルクトースには、どのようなメリットとデメリットがあるのでしょうか？

MG：そうですね。シンプルで自然な糖分ですし、ショ糖の半分を占める成分でもあるので、優れた保湿剤になります。 凍結点を下げる効果も高いし、褐変するのでメイラード反応も起こりやすく、発酵もする。果糖ならではの特性がすべて揃っているわけだ。ただ、「高果糖コーンシロップ」と言えば誰も好まないだろう。果糖にはある種のイメージがあり、特にその形態ではあまり良い印象を持たれないからだ。

これは栄養価のある甘味料です。先ほども言ったように、ショ糖の半分なので、カロリーはショ糖と同じで、1グラムあたり4カロリーです。また、果糖を摂りすぎると体に悪影響を及ぼす可能性があるため……

ZC：そうですね、実はこのウェビナーのリサーチをしている時に驚いたんです。果糖を摂りすぎると発症する病気や障害がいくつかあるんですよ。 つまり、グルコースは体にとって優先的なエネルギー源なので、果糖は肝臓に送られて変換されることになるんですが、果糖についてはこの点を念頭に置いておく必要があります。ですから、これらすべてについて、摂取量を本当に制限するか、どれくらいの量が含まれているかを考え、健康上の懸念だけでなく、風味や食品の品質に関する懸念についても考慮する必要があるでしょう。 最後に紹介するのは、アルロースとタガトースです。これらは果糖ではないのでしょうか？あるいは、果糖とどのように似ているのでしょうか？

MG：そうですね。これらは市場に出回ったばかりで、今とても注目されています。特にアルロースは、グミや様々な商品によく使われています。 アルロースとタガトースは、いわゆるフルクトースのエピマーです。つまり、化学組成は同じですが、分子構造がわずかに異なるため、いくつかの特性が変化しています。フルクトースと同様に、どちらも優れた保湿剤であり、凍結点を下げる効果があり、美しい褐変効果も生み出します。これらはすべて、間違いなく大きなメリットです。

アルロースの甘味度は、ショ糖の約70％です。わずかに苦味を感じることもありますが、ケトジェニック対応のお菓子などで非常に人気があります。 タガトースは、フルクトースやアルロースと同じ構造をしていますが、性質がわずかに異なるため、甘みが少し強くなっています。甘さはアルロースの約90％ですが、アルロースにはないカロリーが含まれています。苦味はありません。

現在、FDAはタガトースを「添加糖」に分類していますが、業界側はこれに異議を唱えています。今後、市場でタガトースがより広く流通するようになるでしょう。 実際、タガトースの新たな製造方法を見出した特定の企業が1社思い浮かびます。これまでタガトースの製造が困難だった理由の一つは、製造コストが高かったことですが、製造方法に関して新たな進展があったため、将来的にはタガトースがより手軽に入手できるようになるのではないかと予想しています。

ZC：その通りです。これは希少な糖類であり、だからこそハーシーのような企業がボヌモースに投資しているのです。彼らは独自の酵素を用いてこの希少な糖類をより手頃な価格にしようとしており、その結果、一部の砂糖代替品や配合製品に採用されるようになっているのだと思います。これについては、私たちが収集したデータの中で詳しく見ていくことにしましょう。 では、私たちが収集したデータを見て、ショ糖とこれらの代替甘味料の保湿性を比較してみましょう。メアリー、この実験はどのように設定したのですか？また、これから見るこの表について、そしてその読み方について少し説明していただけますか？

MG：そうですね。砂糖は優れた保湿剤ですが、他の甘味料とはどう比較されるのかを知りたかったのです。もちろん、これは砂糖がもたらす効果の一部に過ぎず、これらの配合には他にも多くの特性が必要ですが、ここでは保湿性に焦点を当てます。 基本的に、先ほど手動で作成した等温線についてお話ししましたが、ここではすべての天然甘味料についてその分析を行い、水分活性と水分含有量の関係性を導き出すことができました。そして、それを砂糖との比較において、ショ糖と比べてどの程度の効果があるのかという観点で関連付けました。甘味度換算値も把握していますので、それを様々な量で示してみたかったのです。

これらの糖類のほとんどは……そうですね、実際には半々といったところでしょうか。半分はそれより少し少なく、半分は少し多いという感じです。 実験室で得られた関係式に基づいて、同量のショ糖を置き換えるのに必要なこれらの甘味料の質量を概算することができました。つまり、ショ糖があり、水分活度0.85を目標とした場合、その特定の水分活度になる溶液を作ったことになります。これが、私たちが言及している保湿力です。 これがショ糖と比べてどうなのか、という比較のために、この保湿力比を用意しました。

100％の場合、ショ糖と同等の量になりますが、それ以外のものはすべて、そのほとんどがそれより少ない量で済みます。つまり、水に対する同様の結合効果を生み出すには、その甘味料をより少量で済むということです。 これは少し意外でした。なぜなら、ショ糖は極めて優れた保湿剤として知られているからです。ところが、これらの天然甘味料を調べてみると、「ああ、実はショ糖よりも優れた保湿効果を持つものもあるんだ」と気づいたのです。これは本当に、本当に興味深い発見でした。 また、表に追加したかった点の一つは、「では、配合に同量の糖類を加えたらどうなるか？ 甘味に関してはどのような結果になるのでしょうか？」という点を追加したいと思いました。そこで、表の最後に「同量のショ糖に対する甘味」という項目を追加しました。つまり、これらの甘味料を同量加えた場合、どれほどの甘さになるのかということです。ステビアについては平均値を取り、160倍の甘さという結果になりました。これにより、このデータを別の視点から見る方法を提供できたのではないかと感じました。

もし同じ分量で、つまり砂糖をグラム単位で置き換えた場合、保湿性はどうなるでしょうか。また、甘味はどうなるでしょうか。保湿効果はほぼ同じになりますが、甘さはかなり強くなります。ですから、正直なところ、これらはすべて配合を検討する際の要素となります。

ZC：そこで、これらの代替甘味料について、いくつかの等温線データも収集しました。水分活性と水分含有量の関係を確認するのは、いわば私たちの日常業務のようなものですので、まずは糖アルコール類から見ていきましょう。これにはショ糖も含まれますが、ここではショ糖とソルビトール、エリスリトールを比較して検討します。 この等温線データがなければ気づかなかったかもしれない点として、どのようなことが分かりますか？

MG：そうですね。特に目立ったのは、エリスリトールの曲線が非常に平坦だということです。先ほどお話ししたように、水分活性が9.2あたりを超えると、曲線はまっすぐ上昇していきます。 ここで起きているのは潮解現象なのですが、それがその限界でもあります。先ほどエリスリトールで見られる結晶化の問題についてお話ししましたが、25℃ではまさにその現象が見られるのです。溶液状態にするためには、温度をかなり上げなければなりませんでした。

ネットでいくつか情報を読んだところ、これは問題です。明らかな問題ですね。この等温線をみると、すぐにわかると思いますが、十分な濃度になるまでは水分を吸収しないということです。 25℃でようやく溶解します。一方、ソルビトールを見ると、その作用はより穏やかで、優れた保湿反応を示していることがわかります。つまり、ほぼ最初から水分を取り込み始めるのです。0.7％あたりになると、その作用が本格的に始まり、水分と強く結合し始めます。

この等温線を見るだけで、こうした簡単なことがわかります。また、先ほど触れたように、別の方法で解析を行った際――つまり、加熱や冷却を行い、高温で水分を蒸発させながらサンプルを採取した手動の等温線――とも相関関係が見られます。つまり、結晶化が始まるその地点が、この等温線からも確認できるのです。

ZC：これらが吸着等温線であることを先に述べておくべきだったかもしれません。つまり、水とこれらの代替甘味料がどのように結合しているかを観察しているわけですが、そこから、これらが溶液に溶け出す際の変曲点や潮解点がはっきりと確認できます。それでは、フルクトースと、他のいくつかの甘味料との関係を見ていきましょう。具体的には、フルクトース、アルロース、そしてタガトースについて見ていきます。

MG：そうですね。

ZC：他のグラフと比べて、ここには何が示されているのでしょうか？

MG：そうですね、これも非常に興味深いですね。青い曲線がショ糖、赤い曲線がタガトースですが、これらがほぼ重なっているのがお分かりいただけると思います。つまり、この2つの特性は非常に似ているということです。 調査の際にも同様の傾向が見られ、タガトースの特性の一部はショ糖と非常に近いものでした。ここを見ていただくと、フルクトースは実際に溶解し始める水活性が最も低いことが分かります。これは良い点で、そのおかげで良好な非晶質状態を保つことができます。そして、アルロースはちょうど中間に位置しています。

0.73前後が目安だと思います。そのあたりから、水分を取り込み始める反応が見られるようになります。この話題を締めくくる前に、もう一度強調しておきたいのは、甘味料を非晶質の状態に保つことの重要性です。そうすることで、水と結合できるようになるからです。 結晶化してしまうと、水と反応するのは表面に限られてしまいます。そうなると、甘味料に求められる水分保持能力が得られなくなるため、甘味料は必ず非晶質の状態に保つ必要があります。

ZC：それでは、このセクションの締めくくりとして、いくつか特筆すべき製品を紹介しましょう。先ほども触れたように、市場に出回っているすべての代替甘味料を網羅することはできません。トップ5程度に絞って紹介しようと努めましたが、私たちが取引しているクライアントや、調査の過程で目にした他の代替甘味料にはどのようなものがありますか？何か見つかりましたか？

MG：そうですね。モンクフルーツエキスは大活躍でした。非常に強力な甘味料なので、ほんの少し加えるだけで甘みを際立たせられるのが良いですね。甘みが強いのでかさが増すこともなく、まさにその目的だけで使えるんです。 甘草根エキスも見つけたんですが、ご想像の通り甘草の風味があるので、その点で使い道が限られてしまいます。強い風味のキャンディなどに使うのが適しているでしょう。

よく見かけたもう一つの成分がマルチトールです。これも糖アルコールの一種で、ショ糖の約半分の甘味とカロリーを持っています。結晶化しにくいという特徴があり、これはイソマルトの最大の利点でもあります。まさにその理由から、キャンディーによく使われています。

課題と解決策：甘味料のブレンド

ZC：繰り返しになりますが、今回取り上げなかった甘味料で、ぜひ知りたいものがあれば、ぜひお知らせください。 では、この最後のセクションでは、これらの代替甘味料の組み合わせについてお話しします。当研究所ではデータ収集を行っていませんが、さまざまな企業が、先ほど挙げた甘味料を組み合わせて、目標を達成し、同じ食感や味などを実現しているという事例や、経験的な証拠について少しお話しすれば参考になるだろうと考えました。 進め方としては、私が課題を提示し、その後メアリーが解決策を提示するという形にします。最初の課題は、高甘味度甘味料に関するものです。

ここで問題となるのは、使用量がごく少量に限られるという点です。なぜなら、使いすぎると味に大きく影響したり、腸に悪影響を及ぼしたりする恐れがあるからです。高甘味度の甘味料を使用する場合、どのような解決策があるでしょうか？

MG：そうですね。さっき話していたモンクフルーツのような、すっきりとして甘みが際立つ風味にはぴったりですが、分量を調整する必要があるため、失われた分量を補うために増量剤として、マルトデキストリン、ポリデキストロース、イヌリン繊維などを加える必要があります。

ZC：次の例ですが、先ほど少し触れましたね、アイスクリームです。甘味料を代替品に変更して使用すると、保水力が多少低下し、凝固点降下にも影響が出る可能性があります。では、この種の製品に対してどのような解決策があるのでしょうか？

MG：そうですね。一つだけではないことを指摘しておきたいのですが、一例としてこれがあります。 先ほども触れたように、エリスリトールはアイスクリーム作りに必要な凝固点降下効果に優れているため使用できますが、アイスクリームに良い口当たりを与えるために、ステビアやその他の増量剤などを加えてその部分を補うこともあるでしょう。つまり、やはりある種のブレンドになるわけです。 まず、凝固点降下作用のためにエリスリトールを使い、甘味を出すために少量のステビアを加え、さらに、求めているようなクリーミーで口当たりが良い食感を得るために増量剤を加えることになるでしょう。

ZC：話を進めているうちに、お腹が空いてきましたね。次は栄養バーについて見ていきましょう。最近、こうした製品をよく見かけるようになりました。多くの栄養バーメーカーは、1本あたりのカロリーを抑え、できるだけ健康的な製品にしたいと考えています。 ここで問題になるのは、砂糖を取り除くと、実は砂糖がこうした製品の食感に多大な影響を与えているため、避けようとしていた硬くなる現象が起こってしまう可能性があることです。あるいは、砂糖のような成分を代替すると、突然製品全体が別物になってしまうケースを頻繁に見かけます。この種の製品から砂糖を取り除く場合、どのような解決策が考えられるでしょうか？

MG：そうですね。この問題に対する良い解決策としては、甘味料としてアルロースを使うのが良いでしょう。先ほどお話ししたように、アルロースには砂糖に似た多くの優れた特性があります。さらに、水溶性トウモロコシ繊維を加えるのも良いでしょう。これにより、ボリューム感を出し、良い食感を保ち、味と保存性を維持するのに役立ちます。 ご記憶の通り、砂糖の働きの一つは、製品の劣化やタンパク質の凝固を遅らせることです。ですから、当然のことながら、なぜ硬くなるのかという点を調べてみると――

ZC：実は今、栄養バーに関するプロジェクトを進めているところなので、その件についてはまた後ほど詳しくお話しできればと思います。 さて、味のプロファイルについて少し話しましょう。甘味の遅延といった課題に直面することがあるかもしれません。例えばショ糖の場合、非常に特徴的な味がすると予想されます。舌に特定の感覚として伝わりますが、こうした代替甘味料を使い始めると、甘味が後から現れたり、同じようには感じられなかったりすることがあります。では、こうした点を考慮してどのように配合を設計すればよいでしょうか？

MG：そうですね。例えば、ステビアは甘みが遅れて感じられる上、後味に少し独特な風味が残ることもあります。そこで、消費者が求めるような瞬時に広がる甘みを持つアルロースやタガトースとブレンドすると良いでしょう。もちろん、それ以外にもいくつかの利点がありますが、もし瞬時に広がる甘みを求めているのであれば、これらの組み合わせが適していると思います。

ZC：では、もし問題となるのが異味だった場合はどうでしょうか？モンクフルーツにはメロンの皮のような風味や異味があるという話を聞いたことがありますし、先ほど触れたようにステビアにはリコリスのような味がする可能性があります。では、こうした異味に対処するにはどうすればよいのでしょうか？

MG：そうですね。興味深いことに、実際にこの2つを組み合わせた例を見たことがあるんですが、それによって異臭が打ち消され、まろやかな甘みが生まれるんです。つまり、混ぜ合わせることでこうした相乗効果が生まれるというのは、なかなか興味深いですね。

ZC：では最後に、エリスリトールについてはどうでしょうか？これについては何度か触れてきましたね。口の中で爽やかな感覚や清涼感をもたらします。この特定の代替甘味料を使う場合、どのような点に注意すればよいでしょうか？

MG：そうそう、ステビアもね。ステビアを少し加えると、あの鮮やかな清涼感が少し和らぐのを見たことがあるよ。さっきここで話していたけど、まだ触れていなかったことの一つにキシリトールがある。これはエリスリトールとよく似ていて、清涼感があるんだ。 ガムによく使われていて、シナモン味のガムがいつも「シナモンミント」みたいな風味になる理由の一つも、このキシリトールにあるんだ。人工甘味料に含まれるあの清涼感のせいでね。

ZC：なるほど。では、ここにある最後の例は焼き菓子なのですが、砂糖を減らして代替甘味料を使う場合、これを焼こうとすると生地の広がりに影響が出てしまいます。では、こうした課題をどのように克服すればよいでしょうか？

MG：そうですね。この例を挙げて少し議論したかったのは、これまで代替甘味料のことばかり話してきましたが、他にも考慮すべき点があり、甘味だけでなく、配合を調整する別の方法もあるかもしれないからです。 そこで、これが良い例なのですが、減糖に加えて代替甘味料を使用すると、期待通りの広がりが得られないことがあります。その解決策の一つとして、実際に油脂と小麦粉の比率を高めることで、確実に広がりが得られ、その結果、焼き時間を短縮できるようになります。これは、糖分を減らした分、配合を調整する際の別の視点となるでしょう。

ZC：まとめとして、甘味についてはすでにたくさん話しましたが、不快な味や、腸への影響といった副作用についても考慮する必要があります。

MG：ああ、結果だね。

ZC：また、その他の機能性原料を追加する必要があるかもしれません。砂糖を排除する場合、乳化剤や何らかの安定剤、あるいは増量剤を加える必要があるでしょう。先ほどおっしゃっていたように、排出される水分の中で結晶化が起こらないようにするためには、原料を非晶質の状態に保つことが極めて重要です。

MG：そうですね。

ZC：本日のウェビナーの簡単なまとめとして、代替甘味料がなぜ重要なのかについてお話ししました。砂糖の定義を説明し、水分との相互作用について解説しました。その後、砂糖とこれらの代替甘味料の科学的背景について少し触れました。具体的な代替甘味料についても見ていき、それぞれのメリットとデメリットについて詳しく説明しました。

いくつかのデータをご紹介した後、特筆すべき事例についても触れました。最後に、製品の種類に応じて、各企業がこの課題にどう取り組んでいるか、またそれぞれのケースに最適な配合を模索している様子について、いくつかの事例や実例を交えてお話ししました。以上が、本日お伝えした内容となります。 ぜひYouTubeチャンネルの登録をお願いいたします。また、ポッドキャストもぜひチェックしてください。それでは、質疑応答のセクションに移り、皆様からのご質問をお受けします。

質疑応答

増量剤の成分について解説していただけますか？また、これらの代替品にはどのような増量効果があるのでしょうか？

ZC：ええ、先ほど障害と解決策を紹介した際、特に高甘味度甘味料について少し触れましたが、メアリー、この増量剤とは一体何ですか？

MG：そうですね。それらが増量剤となる理由、そして別の甘味料を使う場合にそれらが必要になる理由は、砂糖が配合に一定の質量、つまりある程度の重さを加えるからです。それを取り除くと、その分を取り戻す必要が出てくるため、マルトデキストリンのような増量剤を加えることになるのです。 その代表的な例として、スーパーマーケットでステビアブレンドのような商品を探してみると良いでしょう。ステビアはかなり甘味が強いので、ステビアを少量、マルトデキストリンを大量に配合したものが多く見られます。先ほど述べたマルトデキストリンはその一つですが、ポリデキストロースなども使われます。 イヌリンも人気のある増量剤の一つです。あるいは食物繊維も同様です。先ほど、水溶性トウモロコシ繊維が増量剤として機能することについて話しましたが、これは水分を吸収し、保持する能力があるからです。これらは体積を補うだけでなく、砂糖を置き換える際に失われる水分保持能力の一部も補うことができます。

ZC：消費者の方でこれをご覧になっているなら、ぜひ商品のラベルの裏面を確認してみてください。代替甘味料が使われている場合、そのラベルにはこうした増量剤も記載されているはずです。

ショ糖の風味を最もよく再現できる天然の代替甘味料の組み合わせはどれですか？

ZC：それは難しい質問ですね。目的によって、最適な配合や代替甘味料の種類が変わってくる可能性があるからです。ですから、具体的な製品や目的についてもう少し詳しく知る必要があります。しかし、先ほど見てきたように、これらの代替甘味料の中には、ショ糖と非常によく似た挙動を示すものもあります。 例えば、等温線を示した際、タガトースはショ糖と極めて類似していました。ですから、同じような吸収特性を求めているのであれば、タガトースは良い代替品となるか、あるいは配合に含めるべき成分の一つとなるでしょう。他に何を加えるべきでしょうか、メアリー？

MG：そうですね、それは良い指摘です。何が最適かについて具体的な答えを出すのは難しいですね。甘味料について言えば、マルチトールは本当に優れていましたし、アルロースも良かったです。甘味度を比較する上ではタガトースも優れていました。保湿性にも優れていましたが、他のものを検討し始めると、糖アルコール類は、例えば焦げたりはしませんが、 焼き菓子を作る場合、それらは適さないかもしれません。その点ではアルロースやタガトースの方が優れているでしょう。しかし、低カロリーを重視する別の配合の場合、必ずしも低カロリーとは限らず、タガトースはアルロースよりもカロリーが高いですよね？ 砂糖を置き換える際や、どのような配合にするかについては、考慮すべき点が数多くあります。

ただ、世の中には本当にたくさんのブレンドが存在すると言っておきたいですね。つまり、各社、特に原料メーカーは、様々な用途に合わせた独自のブレンドを開発するために、本当に懸命に取り組んでいるのですから……

水分活度を下げるのに最も効果的な甘味料代替品はどれですか？

ZC：ええ、素晴らしい質問ですね。実はこれ、先ほどメアリーと私が発表した資料の中で触れた内容なのですが、そこで私たちは、これらのさまざまな代替甘味料の保湿性を比較し、データに基づいてどれが最も優れているかを検討していました。

MG：ええ。実は、最も効果的だったのはフルクトースのエピマー類で、つまりフルクトースそのものに加え、アルロースやタガトースも含まれます。これらを使えば、水分活度を0.20程度まで下げることができました。非晶質の状態を維持できる限り、その効果は実に印象的でした。私はよくこう言いますが、実際にそれが可能だったのです。 これらには非常に優れた保湿効果を持たせることができました。つまり、水分と非常に良く結合するということです。ですから、やはりそれらのエピマーでなければなりません。

これらの甘味料は、シロップ状の場合でも同じ効果があるのでしょうか？

ZC：そうですね。先ほど甘味料のリストを確認していた時は、シロップ類まではあまり触れられませんでしたが、確かにいくつか紹介する価値のあるものがありますね。研究室では具体的にどのようなものを検討されたのですか？

MG：ええ。いくつかありますね。ほとんどが天然由来のものなので、必ずしも低カロリーというわけではありませんが、玄米シロップやアガベシロップなどは、カロリーが少しだけ抑えられています。タピオカシロップも検討しました。マルチトールにもシロップタイプがあり、これらは実際に加えるのにとても適しています。これらは、何度も言ってしまうようですが、形をきちんと保ってくれるんですよね？

それだけでは結晶化しないでしょうが、それらのシロップには水分が含まれていないため、配合時にその点を考慮する必要があります。つまり、水分を多く加えていることになるので、その分を考慮しなければならないということです。そのため、焼成や加熱、煮詰め、あるいは他の水分源によって調整する必要がありますが、いずれにせよこれは重要な要素となりますので……

ZC：そうですね、付け加えるなら、水分が加わっていないか、そして特に一部の製品では不快な風味が生じていないか、しっかり確認するようにしてください。まあ、そういう点も念頭に置いておくと良いでしょう。

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