でん粉の基礎知識

でん粉は、分子式(C₆H₁₀O₅)_n で表現される炭水化物の一つで、単糖類であるグルコースがグルコシド結合によって重合した、分子量が数十万にも達する天然高分子です。でん粉は植物がグルコースを貯蔵する際に生成され、種子や根などに多く含まれています。商業的に販売されているでん粉製品はトウモロコシ（レギュラーコーン、ワキシーコーン）、タピオカ、馬鈴薯、コメ、小麦などが主な原料となっています。

でん粉は6つの炭素分子がピラノース環を作ったグルコースで構成され、単体のグルコースは主として1-4位で、あるいは1-6位で結合します。このアルファ1-4結合が成長すると直線的な重合体を作りしますが、これはアミロースと呼ばれ、その鎖長はグルコースが500~1000個ほどとなります。一方でグルコースはアルファ1-6結合することで分岐を生じます。この場合鎖長はグルコース25~30個ですが、分岐することでアミロースよりも巨大な分子を形成し、アミロペクチンと呼ばれています。

植物の生成するでん粉が重なり合い、さらに隣り合うアミロース、アミロペクチンが水素結合で結びつきながらでん粉の粒子を作ります。この構造が、でん粉が溶解したり崩壊せずに温水を吸収して膨潤する機能を支えています。

でん粉粒は水中で加熱されると、弱い水素結合が切れて水を吸い込み、水和、膨潤します。でん粉粒が膨潤すると、溶液は透明度が上昇して流動性が減少し、粘度が上昇します。これを糊化（アルファ化）と呼びます。

でん粉はアミロースとアミロペクチンの単体または両方で構成されています。その構成比は起源植物によって異なり、糊化後の物性に大きく影響します。

さらに膨潤が続くとでん粉分子はばらばらになって水相に溶出、その後水素結合が復活、再結合し沈殿やゲルを作ることで白濁、離水などが発生します。これを老化とよびます。

でん粉は未加工のままでも、広く一般的に使用されています。

天然のでん粉（未加工でん粉）にはいくつかの欠点があります。すなわち①粘度が持続しない、②撹拌や高温などの加工条件に耐えられない、③保存安定性が悪い、などです。このためでん粉を加工することでこれらの問題を解決、さらにでん粉の持つ固有の特徴を強化あるいは抑制し、特定の使用目的（たとえば適度な粘度を付与する、結着性を向上する、安定性を高める、口どけ感を向上する、照りつや強化、ゲル化させる、分散させる、など）に対応し、品質を最適化しています。

ブラベンダービスコグラフは温度と時間によるでん粉の粘度挙動の特徴を把握するための分析方法です。横軸に時間、縦軸に粘度および温度を取り、でん粉の糊液の粘度が温度の上昇、維持、低下に対しどのように挙動するかを示すものです。下図は標準的な架橋、安定化でん粉と未加工でん粉のデータを同じ座標軸にプロットしたもの。未加工でん粉は温度上昇後70度付近より膨潤、その後崩壊し粘度が低下するのに対し、加工でん粉は粘度を維持しています。

でん粉を加工することで加工食品の品質は飛躍的に向上しましたが、刻々と多様化する消費者の要望に対応すべく、様々な新製品が生まれています。

• 加熱糊化（アルファ化）させてから再度乾燥させた、アルファ化でん粉
• 親油基を付与することで乳化機能が付与された、乳化性でん粉
• 熱処理だけで架橋と同じ機能を付与した、物理加工でん粉
• ヒトの消化酵素で分解されない、レジスタントスターチ（難消化性でん粉）

これらのでん粉は多様化する食品の中で、様々な目的に使い分けられています。