JP5713483B2

JP5713483B2 - ケーキ用起泡剤及びその製造方法

Info

Publication number: JP5713483B2
Application number: JP2010199172A
Authority: JP
Inventors: 貴美子堀内
Original assignee: Miyoshi Oil and Fat Co Ltd
Current assignee: Miyoshi Oil and Fat Co Ltd
Priority date: 2010-09-06
Filing date: 2010-09-06
Publication date: 2015-05-07
Anticipated expiration: 2030-09-06
Also published as: JP2012055190A

Description

本発明はケーキ用起泡剤及びその製造方法に関する。

従来、スポンジケーキ、バターケーキ等のケーキ類は、卵の起泡力を利用して空気を抱かせたケーキ生地を焼成して製造されているが、卵中に含まれる起泡成分は季節や産地によって変動するため、起泡の安定性をコントロールすることは難しく、工業的に安定した品質のケーキ類を製造することは困難である。このため近年は、卵の起泡力のみによらず、乳化剤の起泡力を利用してケーキ類を製造することが行われており、種々のケーキ用起泡剤が提案されている。この種の起泡剤としてはモノグリセリドのα化結晶やαゲルを利用するものが知られているが、α結晶やαゲルは経時的に起泡性のないβ結晶へと移行するため、モノグリセリド、ショ糖脂肪酸エステル、多価アルコールを加熱溶解した水相と、プロピレングリコール脂肪酸エステルを含む油相とを混合したもの（特許文献１）、モノグリセリドと、特定のＨＬＢのショ糖脂肪酸エステル及びオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル又はプロピレングリコール脂肪酸エステルとを配合したもの（特許文献２）、乳化剤及び糖類を含む水溶液中に有機酸モノグリセリドのラメラ構造体を分散させたもの（特許文献３）等が知られている。

特開昭５３−２６３５４号公報特開２００４−３２９１５６号公報特開２００９−７２１７７

しかしながら特許文献１、２に記載のケーキ用起泡剤は、モノグリセリドのα結晶がβ結晶に移行するのを抑制する効果が必ずしも十分ではないため、長期間の保存により起泡性の低下が生じるばかりでなく、ケーキ生地へ添加した際の分散性も低下するため、起泡剤を添加した効果が十分に発揮されないという問題がある。またプロピレングリコール脂肪酸エステルは、体内で有害なプロピレングリコールを生成することが危惧されており、プロピレングリコール脂肪酸エステルを含まない起泡剤の開発が望まれている。一方、モノグリセリドは水と高温でラメラ液晶構造を形成するが、モノグリセリドと水との濃度、温度によりβ結晶、α結晶、αゲル、ラメラ液晶、キュービック液晶など様々な状態を示す。ケーキ生地を作成する際には、生地に空気を入れる温度(室温程度)ではα結晶を維持し、ケーキ生地が焼成され、生地が固化する温度域である７０〜８０℃程度では、ラメラ液晶を維持することが必要である。しかしモノグリセリドと水のラメラ液晶構造体は、６０℃〜７０℃で形成されるが、７０℃以上ではラメラ液晶からキュービック液晶へと転移して高温時の気泡安定化効果が得られなくなる。また６０〜５０℃程度ではαゲルとなり、さらに５０℃以下の低温になるとα結晶となるが、経時的にβ結晶へと転移して水への分散性やデンプンの老化防止効果が著しく低下する。このため、特許文献３記載の起泡剤では、有機酸モノグリセリドと水のラメラ構造の安定性を向上させるために、乳化剤としてショ糖脂肪酸エステルやポリグリセリン脂肪酸エステルを用いているが、ラメラ構造体の安定性は必ずしも十分とは言えなかった。

本発明は上記従来技術の有する問題点に鑑みてなされたもので、ケーキ生地の焼成温度の高温においてラメラ液晶構造体を維持し、長期間保存しても起泡力が低下することがなく、生地への分散性に優れ安定した起泡力を発揮できるケーキ用起泡剤を提供することを目的とする。

即ち本発明は、
（１）グリセリンモノ脂肪酸エステルとポリオキシエチレンソルビタンモノステアレートの割合が重量比で、グリセリンモノ脂肪酸エステル：ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート＝３５〜６５：６５〜３５である乳化剤２０重量％以上、６０重量％未満と、水８０重量％以下、４０重量％超とを含み、５５℃〜８５℃でラメラ液晶構造体を形成し、かつラメラ液晶構造が液晶ネットワーク構造を形成していることを特徴とするケーキ用起泡剤、
（２）グリセリンモノ脂肪酸エステルの構成脂肪酸が、ステアリン酸８０〜５０重量％、パルミチン酸２０〜５０重量％である上記（１）のケーキ用起泡剤、
（３）乳化剤としてグリセリンモノ脂肪酸エステルとポリオキシエチレンソルビタンモノステアレートとを６０〜８０℃において重量比で、グリセリンモノ脂肪酸エステル：ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート＝３５〜６５：６５〜３５の割合で混合した後、２０重量％以上、６０重量％未満の乳化剤に対し、８０重量％以下、４０重量％超の水を添加し、冷却することを特徴とするケーキ用起泡剤の製造方法、
（４）乳化剤に水を添加した後、２０℃／分以下の冷却速度で冷却を行う上記（３）のケーキ用起泡剤の製造方法、
を要旨とするものである。

本発明のケーキ用起泡剤は、グリセリンモノ脂肪酸エステルとポリオキシエチレンソル
ビタンモノステアレートを特定の比率で含む乳化剤２０重量％以上、６０重量％未満と、８０重量％以下、４０重量％超の水とがラメラ液晶構造を形成していることにより、ラメラ液晶の高温耐性が良好でケーキ生地を焼成する際の生地温度においてもラメラ液晶構造が安定に維持され、焼成時の熱によってラメラ構造が消失したりすることがないとともに、低温において起泡剤のα結晶構造が維持されるため、保管、保存した場合でも、初期の優れた起泡力や生地への分散性が長期間維持される。このため本発明のケーキ用起泡剤を用いると、安定した気泡を有するボリューム感、しとり感に優れ、経時的にぱさつき感が生じることのない優れた食感のケーキを得ることができる。さらにラメラ液晶構造体が液晶ネットワーク構造をとることにより、ケーキ焼成時の高温において、生地粘度低下がなく、ボリュームの大きいケーキを得ることが出来る。

ラメラ液晶構造を形成している乳化剤がネットワーク構造を形成していることを示す偏光顕微鏡写真（１００倍）である。

本発明において、グリセリンモノ脂肪酸エステルの構成脂肪酸としては、炭素数８〜２２の飽和または不飽和脂肪酸が挙げられるが、好ましくは飽和脂肪酸、さらに好ましくは全構成脂肪酸がステアリン酸単独、もしくはステアリン酸とパルミチン酸の混合物が好ましく、特に全構成脂肪酸中、ステアリン酸８０〜５０重量％に対しパルミチン酸２０〜５０重量％のグリセリンモノ脂肪酸エステルを用いると、５０℃以下の低温時におけるα結晶の安定性が向上するため好ましい。またポリオキシエチレンソルビタンモノステアレートは、ソルビタンモノステアレートにエチレンオキシドを付加反応させて得ることができる。ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレートはエチレンオキシドの付加モル数は1モルに対して５〜４０モルの範囲が好ましく、平均付加モル数が２０モルであることが好ましい。

本発明において、グリセリンモノ脂肪酸エステルと、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレートは、重量比でグリセリンモノ脂肪酸エステル：ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート＝３５〜６５：６５〜３５の割合で用いる。グリセリンモノ脂肪酸エステルとポリオキシエチレンソルビタンモノステアレートとの合計量に対するグリセリンモノ脂肪酸エステルの割合が３５重量％未満（ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレートの割合が６５重量％超）であると、焼成したケーキに芯と呼ばれる硬い塊が形成され、６５重量％超（ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレートの割合が３５重量％未満）であると、起泡剤が分離し、安定したケーキを得ることが出来ない。高温において生地の安定性を向上させ、よりボリューム感のあるケーキを得るために、グリセリンモノ脂肪酸エステル：ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート＝３５〜５５：６５〜４５（重量比）の割合で用いることが好ましい。

本発明の起泡剤は、上記グリセリンモノ脂肪酸エステル：ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート＝３５〜６５：６５〜３５の割合からなる乳化剤と、水とが高温でラメラ液晶構造を形成しているが、グリセリンモノ脂肪酸エステルとポリオキシエチレンソルビタンモノステアレートと水とが低温でα結晶を形成するために、乳化剤６０重量％未満、水４０重量％超であることが必要である。乳化剤が６０重量％以上、水が４０重量％以下の場合、高温でラメラ液晶構造を形成し低温でα結晶が維持されたとしても、起泡剤のケーキ生地への分散性が悪く、ボリュームのあるケーキを得ることが出来ない。ラメラ液晶構造は、配列した乳化剤の親水基層の間に水を抱き込んだサンドイッチ構造であり、５５℃〜８５℃で電子顕微鏡、偏光顕微鏡やＸ線回折によりラメラ液晶構造の存在を確認することができる。また電子顕微鏡、偏光顕微鏡ではラメラ液晶の量を目視で観察することが出来る。本願起泡剤がα結晶形を有していることは、５５℃未満でＸ線回折により結晶の短面を測定して確認することができる。

本発明の起泡剤は、ラメラ液晶構造が液晶ネットワーク構造を形成している。ラメラ液晶が液晶ネットワーク構造を形成するためには、乳化剤の割合を２０重量％以上、６０重量％未満、水の割合を８０重量％以下、４０重量％超とすることが好ましく、特に乳化剤４０〜５５重量％、水６０〜４５重量％が好ましい。液晶ネットワーク構造とは、ラメラ液晶構造を形成している乳化剤と水が、図１に示すように紐のように絡み合いネットワークを形成している状態であり、偏光顕微鏡により確認することができる。ラメラ液晶が液晶ネットワーク構造を形成していると、起泡剤のケーキ生地への分散性がより向上し、気泡の安定性がより良好となり、また焼成時の高温時まで、ラメラ液晶構造を維持出来るため、高温時での気泡も安定であり、さらにボリューム感のあるケーキを得ることができる。

乳化剤と水とがラメラ液晶構造を形成している本発明の起泡剤は、グリセリンモノ脂肪酸エステルとポリオキシエチレンソルビタンモノステアレートとを６０〜８０℃において、重量比で３５〜６５：６５〜３５の割合で混合した後、混合した乳化剤６０重量％未満に対し、６０〜８０℃の水４０重量％超を添加し、冷却することにより得ることができる。またラメラ液晶の液晶ネットワーク構造を形成するには、上記グリセリンモノ脂肪酸エステルとポリオキシエチレンソルビタンモノステアレートとを特定の比率で混合した乳化剤に、水を添加し、冷却してラメラ液晶構造を形成する際に、乳化剤の割合を２０重量％以上、６０重量％未満に対し、水の割合を８０重量％以下、４０重量％超とする。また乳化剤に水を添加した後の冷却速度を２０℃／分以下にすることにより、ラメラ液晶のネットワーク構造がより安定なものとなり、起泡性が更に向上した起泡剤を得ることができる。乳化剤と水との割合は、起泡剤の生地への分散性を高め、よりボリューム感のあるケーキを得る上で、乳化剤４０〜５５重量％、水６０〜４５重量％とすることが好ましい。本発明の起泡剤は、ケーキ生地中に対粉で含水物として４〜８重量％となるように添加することが好ましい。

以下、実施例、比較例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。尚、実施例、比較例において用いたグリセリンモノ脂肪酸エステルは、全構成脂肪酸がステアリン酸とパルミチン酸であり、両者の割合が重量比でステアリン酸：パルミチン酸＝７０：３０のものである。

実施例１〜６、比較例１〜５
乳化剤としてグリセリンモノ脂肪酸エステル（ＭＧ）と、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート（ＰＳ）（エチレンオキシド平均付加モル数：２０モル）とを、表１（実施例１〜６）、表２（比較例１〜５）に示す割合で８０℃において溶解し、ボルテックスミキサーで混合した後、溶解混合した乳化剤に対し、表１、表２に示す割合の水を添加して均一に混合した後、同表に示す冷却速度にて２０℃まで冷却してケーキ用起泡剤を得た。得られた起泡剤の性状及び液晶構造の確認を行った結果を表１、表２にあわせて示す。

得られた各ケーキ用起泡剤を用いて以下の条件でケーキを作成し、起泡剤のケーキ生地への分散性、ケーキ生地を焼成して得たケーキの性状を評価した。結果を表１、表２に示す。

ケーキの作成
下記の配合により、全卵、砂糖、水、ケーキ用起泡剤をよく混合した後、２２〜２３℃に調温した後、薄力粉とベーキングパウダーを加えて低速で３０秒ミキシングし、次いで中高速で比重が０．５になるまでミキシングして生地を調製した。生地を７号型に５００ｇ取り、１６５℃のオーブン中で４０分間焼成し、ケーキを得た。ケーキ用起泡剤と全卵、砂糖、水を混合した際のケーキ用起泡剤の分散性、生地の起泡性、得られたケーキの性状を評価した。結果を表２に示す。

ケーキ生地配合
薄力粉１００重量部
全卵１５０重量部
砂糖１１０重量部
起泡剤８重量部
ベーキングパウダー１重量部
水(※）

※：生地への水の添加量は、起泡剤中の水分量が相違するため、ケーキ生地中の水分量が薄力粉１００重量部に対し、２４重量部となるように水の量を調整し、ケーキ生地を作成した。

※１：作成した起泡剤を２５℃で２０日間保存した後、乳化状態が良好で均一なもの（均一）と、乳化状態が安定せず分離を生じているもの（分離）とを目視により判定した。
※２：電子顕微鏡（３０００倍）及びＸ線回折測定により確認した。電子顕微鏡観察においては起泡剤を、５℃／分で６０℃に昇温し、５分間保持した後に、液体窒素により凍結させて割断し、断面を電子顕微鏡により観察した。
※３：結晶多形は、２０℃で調温した起泡剤を、１８〜２５°の間を、０．０２°／１０秒の速度でＸ線回折測定し、結晶の短面を測定して確認した。
※４：ラメラ液晶の熱安定性は、起泡剤をケーキ焼成温度における生地温度に相当する８０℃において５分間保持した後、ラメラ液晶構造の有無を、偏光顕微鏡（１００倍）及びＸ線回折測定により確認し、以下のように評価した。
○ 構造体が８０℃においても明瞭に観察可能である。
△ 構造体が８０℃においてもわずかに観察可能である。
× 構造体が８０℃においてはほとんど観察されない。
※５：ラメラ液晶の液晶ネットワークの有無は、起泡剤を５℃／分で６０℃まで昇温し、偏光顕微鏡（１００倍）により確認し、以下のように評価した。
○ ラメラ構造のネットワーク構造を有する。
△ ラメラ構造のネットワーク構造とともに、微細で構造体の成長が比較的みられないコンセントリックラメラ構造が共存する。
× 微細で構造体の成長があまりみられないコンセントリックラメラ構造のみが観察される。
※６：ケーキ生地への分散性は、８０℃で溶解した起泡剤をプリンカップに５０ｇづつ分注し、２５℃まで放冷した後、レオメーターにて測定速度：５０ｍｍ／分、アダプター面積：１．０ｍｍ^２の条件でクリープテストを行い、５ｍｍ治具をサンプルに陥入させた時の最大荷重とケーキ生地を調製する際に全卵、砂糖、水、起泡剤を混合したときの室温における起泡剤の分散状態を目視により確認し、以下の基準で評価した。
○・・室温での硬さが最大荷重で５００ｇ以下であり、起泡剤がダマにならず生地に分散する。
△・・室温での硬さが最大荷重で６００ｇ以上であり、起泡剤がダマにならず生地に分散する。
×・・室温での硬さが最大荷重で６００ｇ以上であり、起泡剤が均一に分散せずダマになっている。
※７：起泡性は、ケーキ生地を調製する際に生地の比重が０．５になるまでの時間から、
○・・５分以下で目標比重に到達。
△・・５分超、１０分未満で目標比重に到達。
×・・１０分までに目標比重に到達しない。
※８：得られたケーキの比容積を菜種置換法により求めた。
※９：ケーキのキメは、ケーキを垂直方向に切断した際の断面を観察し、以下の基準で評価した。
◎・・キメが開き均一である。
○・・キメが細かく均一である。
△・・キメがやや不均一である。
×・・芯がある。
※１０：ケーキの食感は、ケーキを食した時の食感、口どけ感により以下の基準で評価した。
○・・柔らかくしとりがあり、口どけが良好。
△・・柔らかくしとりがあるが、ややネチャツキがある。
×・・パサパサして乾いた食感であるか、ネチャツキが強い。

Claims

グリセリンモノ脂肪酸エステルとポリオキシエチレンソルビタンモノステアレートの割合が重量比で、グリセリンモノ脂肪酸エステル：ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート＝３５〜６５：６５〜３５である乳化剤２０重量％以上、６０重量％未満と、水８０重量％以下、４０重量％超とを含み、５５℃〜８５℃でラメラ液晶構造体を形成し、かつラメラ液晶構造が液晶ネットワーク構造を形成していることを特徴とするケーキ用起泡剤。
グリセリンモノ脂肪酸エステルの構成脂肪酸が、ステアリン酸８０〜５０重量％、パルミチン酸２０〜５０重量％である請求項１記載のケーキ用起泡剤。
乳化剤としてグリセリンモノ脂肪酸エステルとポリオキシエチレンソルビタンモノステアレートとを６０〜８０℃において重量比で、グリセリンモノ脂肪酸エステル：ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート＝３５〜６５：６５〜３５の割合で混合した後、２０重量％以上、６０重量％未満の乳化剤に対し、８０重量％以下、４０重量％超の水を添加し、冷却することを特徴とするケーキ用起泡剤の製造方法。
乳化剤に水を添加した後、２０℃／分以下の冷却速度で冷却を行う請求項３記載のケーキ用起泡剤の製造方法。