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ジェランガムとは～基礎から徹底解説
ジェランガムは、水溶性の天然多糖類の一種です。特に脱アセチル化ジェランガムはカルシウムなど反応して透明性の高い固いゲルを形成します。耐熱性ゲルであることを活かして様々な食品に応用されています。ジェランガムの基礎から食品への応用例までご説明します。
目次
ジェランガムとは
ジェランガムとは、グルコースなどを栄養源にスフィンゴモナス・エロディア（Sphingomonas elodea）という微生物を培養することで製造されます。発酵により産出した多糖類を分離・精製してジェランガムが作られます。
ジェランガムの構造～ゲル化のメカニズム
ジェランガムは、直鎖状をしており、4つの糖分子の繰り返しの構造を持ちます。その構成は、グルコース、グルクロン酸、グルコースとL-ラムノースの反復ユニットで構成されています。後述しますが、ジェランガムにはネイティブ型ジェランガム（HAジェランガム）と脱アシル型ジェランガム（LAジェランガム）があります。それぞれの構造を左に示します。（Hongbin Z. et al., Applications of natural polymer-basedhydrogels in the food industry, 2020. クリックして拡大）
製造工程
製造工程は、種菌であるスフィンゴモナス・エロディア（Sphingomonas elodea）が糖類を発酵した後で回収し、精製、乾燥、粉砕という工程で製造されます。発酵の後、脱アシル化工程を経て精製されたものが脱アシル型ジェランガム（LAジェランガム）で、一般的にジェランガムと呼ばれるのはこのタイプです。脱アシル化工程を経ないものがネイティブジェランガム（HAジェランガム）です。
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ジェランガムの種類と特性
ジェランガムは、海藻由来のゲル化剤と比べて強いゲルを形成する特性を持ちます。ジェランガムには、ネイティブ型ジェランガム(HAジェランガム）と脱アシル型ジェランガム（LAジェランガム）の2種類があります。それぞれの特性の違いやアプリケーション例について解説します。
ネイティブ型ジェランガムと脱アシルジェランガム
2つのタイプのジェランガムは、多くの異なった特性を有しています。特性の一部をこちらの表に示しました。
| 脱アシルジェランガム | ネイティブ型ジェランガム | |
|---|---|---|
| ゲルの食感 | 硬く、もろい | 弾力が強く、しなやか |
| ゲルの見た目 | 透明 | 不透明（～3か月） |
| 離水量 | 多い | 少ない |
| 冷凍耐性 | なし | あり |
| 溶解温度 | 約90℃ | 約80℃ |
| ゲル化温度 | 約40℃ | 約70℃ |
| ゲル化要因 | Ca, K, Mgなどのイオン | 70℃以下の温度 |
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ジェランガム使用時の注意点
食品開発において、ジェランガムは低濃度での優れたゲル形成能や耐熱性、離水抑制効果など、極めて高い機能性を持つ多糖類です。しかし、そのポテンシャルを最大限に引き出すためには、溶解温度の厳密な管理と、系内に存在するイオン（特に多価陽イオン）との相互作用を完全に掌握しなければなりません。現場で頻発する「溶けない」「ゲル化しない」といったトラブルは、その多くが原料の分散不良や、添加タイミングにおける液性の認識不足に起因しています。
ジェランガムが溶解しない
ジェランガムの溶解において最大の障壁となるのが、カルシウムやマグネシウムといったミネラル分の存在です。
ジェランガムは冷却過程で二重らせん構造を形成し、イオンを架橋点としてゲル化しますが、溶解工程において既に多量のイオンが共存している場合、粉末の表面で局所的な反応が進行し、強固な皮膜を持つ「ままこ」を形成します。これが「溶けない」主な要因です。
これを防ぐためには、まずイオン負荷の少ない純水系での加熱が必要となります。
脱アシル型ジェランガム（LA）は純水系で85℃〜90℃で溶解が始まります。ネイティブジェランガム（HA）は80℃〜85℃以上での加熱が必要です。
それぞれ溶解温度以上に加熱し、完全に熱水へ分散・溶解させた後に、塩類や他の原料を添加する工程順守が鉄則となります。
硬度の高い水を使用せざるを得ない場合は、キレート剤を併用して反応を一時的に封じ込める、あるいは溶解温度をさらに引き上げるといった処置が必要です。
ジェランガムの使用例
ジェランガムは、それぞれの種類で、主に次のように食品に利用されています。
下記にて、ジェランガムの使い方の使用例を紹介していきたいと思います。
ネイティブ型ジェランガム(HAジェランガム）の使用例
ゲル化剤、増粘剤、安定剤などに利用されています。
・ゼリー…ゼラチンのような餅食感の弾力のあるやわらかいゼリーになります。離水を防ぐことができます。和風デザートにも利用されています。
・グミやマシュマロ、ヨーグルト…融点を高めたり、保水性や保形性を高めたりします。
・ジャムやプリン…テクスチャーを改良し、温度安定性、離水防止による安定性が増します。
・ココア飲料、ドレッシング、ソース…下に固形物が沈まず、溶液中に分散安定します。
脱アシル型ジェランガム（LAジェランガム）の使用例
ゲル化剤として多く利用されています。
・ゼリー…透明なゼリーを作る上に、耐酸性、耐熱性により安定性が向上します。
・ジャムやグミ、ソース類…耐熱性により、安定性の向上などが期待できます。
・デザート食品類…保形性を高めます。
・小麦粉製品…糖の結晶析出防止によりツヤが出ます。
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まとめ
ジェランガムは、食品分野では、実に多様なカテゴリの食品に活用されています。ぜひ商品開発にお役立てください。
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ジェランガムに関するよくある質問
ジェランガムは、微生物スフィンゴモナス・エロディアが発酵によって生成する天然の多糖類です。水溶性で、加熱後の冷却過程で二重らせん構造を形成し、イオンを介してゲル化します。耐熱性や透明性に優れ、ゼリーやプリンなど多様な食品で利用されています。
ネイティブジェランガム（HA）は弾力が強くやわらかいゲルを形成し、冷凍耐性もあります。一方、脱アシル型ジェランガム（LA）は透明で硬いゲルを作り、耐熱・耐酸性に優れます。用途や求める食感に応じて、両者を使い分けることが重要です。
主な原因は、水中のカルシウムやマグネシウムなどのイオンが多いことです。これらが粉末表面で局所的に反応し、皮膜を形成してしまいます。イオンの少ない純水で85〜95℃まで十分に加熱し、完全に溶解させることがポイントです。
まず砂糖など他の粉末と混ぜて分散させ、水に投入します。次にイオンの少ない水で高温（85〜95℃）まで加熱し、完全に溶かします。その後、果汁や塩類を加えます。ネイティブジェランガムは固まり始めが早いため、充填作業は迅速に行うことが望まれます。
ジェランガムは非常に高いゲル化能を持つため、0.1〜0.5％程度の低濃度でも十分に機能します。最終製品の硬さや食感に応じて、0.01％単位で微調整すると安定した品質が得られます。
酸性条件でも使用可能ですが、pH3.5以下で高温保持を続けると分子鎖が切れてゲル化能が低下します。中性状態で溶解させた後、冷却段階で酸を加える「後注法」により安定した仕上がりが得られます。
ゼリー、プリン、グミ、ジャム、ソース、ヨーグルト、ドレッシングなど幅広く活用できます。透明ゼリーや耐熱性プリンなど、耐熱・保形性が求められる食品に特に適しています。
はい。硬度の高い水はカルシウムやマグネシウムを多く含むため、溶解を妨げます。純水や軟水を使用するか、キレート剤を併用してイオンの影響を抑えるとスムーズに溶解します。
脱アシル型ジェランガム（LA）は85～90℃、ネイティブ型ジェランガム（HA）は80～85℃程度で溶解が始まります。完全溶解させるには、これらの温度を少し上回る加熱が推奨されます。
Brix60％を超える高糖度では水和が阻害され、ゲル化しにくくなります。糖度40％以下の状態でジェランガムを完全に溶かし、その後に残りの糖を追加する段階的投入が有効です。
ネイティブジェランガム（HA）は冷凍耐性がありますが、脱アシル型ジェランガム（LA）は冷凍で離水しやすくなります。冷凍流通を想定する場合は、ネイティブジェランガムを選ぶと良いでしょう。
微生物発酵によって生成された多糖を回収・精製し、乾燥・粉砕して製品化します。脱アシル化処理を行うと透明性の高い脱アシル型ジェランガムに、処理しないものはネイティブジェランガムになります。
脱アシル型ジェランガムを使用することで透明度の高いゲルが得られます。また、溶解工程で不純物やイオンを抑制することも透明度向上に有効です。純水使用と十分な加熱がポイントです。
使用する食品の酸度によってはpH調整が必要です。特に酸性食品では、溶解後に酸を加える「後注法」で安定したゲルを形成できます。中性付近での溶解が基本となります。
他の原料との反応を防ぐため、純水で完全に溶かした後に、塩類や酸味料、果汁を加えるのが原則です。添加順序を誤ると「ままこ」ができ、ゲル化が不安定になります。
はい。ユニテックフーズでは、ジェランガムをはじめとするゲル化・増粘素材の最適提案を行っています。製品の課題に応じた素材選定や配合設計のサポートが可能です。お気軽にご相談ください。
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