食品化学:食品加工条件下でのステビオシドの安定性

ステビオサイドはステビア植物由来の天然甘味料です。甘みの強さが高くカロリーも低く、糖尿病患者や炭水化物管理ダイエットの方々に魅力的です。しかし、ステビオシドは高温、低pH、エタノール存在など一部の食品加工条件下では安定しません。加水分解や分解を経て、甘みが失われ、苦味が形成されることがあります。
この論文 ステビオシドの異なる食品加工条件下での安定性と他の甘味料との相互作用を調査します。著者らは高性能液体クロマトグラフィー(HPLC)と質量分析(MS)を用いて、異なるpH値と温度下の水およびエタノール/水溶液中のステビオシドおよびその加水分解生成物の変化を分析しました。また、ステビオシドがショ糖、グルコース、果糖、マルトス、乳糖、キシリトールと溶液の甘みの強さや感覚特性に与える相乗効果も研究しました。
論文の主な発見は以下の通りです:

• ステビオシドは中性pHと室温で安定していますが、酸性pHと高温で加水分解されます。加水分解生成物には、ルブソシド、ステビオビオサイド、ステビオールモノサイド、ステビオールが含まれます。加水分解速度は温度上昇、pH低下、エタノール濃度の増加に伴い増加します。

• ステビオシド加水分解は擬似一次速度論モデルに従っています。ステビオシド加水分解の活性化エネルギーは、水中で83.6 kJ/mol、エタノール/水(50:50 v/v)溶液中で86.9 kJ/molです。

• ステビオサイド加水分解は、これまで知られていなかった2つのアノマー、ステビオシドαアノマーとルブソシドαアノマーも生成します。これらのアノマーは、MS装置のエレクトロスプレーイオン化(ESI)源内でステビオシド加水分解生成物の再結合によって形成されます。分子量は似ていますが、保持時間や断片化パターンは元の化合物とは異なります。

• ステビオサイドはショ糖、グルコース、果糖、マルトス、乳糖、キシリトールと溶液の甘さの強さに相乗効果を示します。ステビオシドと他の甘味料の最適な比率は、甘味料の種類や濃度によって異なります。相乗効果は、ステビオシドの低濃度(<0.1 g/L)でより顕著です。

• ステビオジドはまた、ショ糖やマルトースなどの甘味料の苦味を隠すことで、溶液の感覚特性を向上させます。感覚の質に対するステビオシドの他の甘味料との最適な比率は、甘みの強さに対するものとほぼ同じです。

論文は、ステビオシドが他の甘味料と組み合わせて食品の甘味度や感覚の質を高めるために使える有望な天然甘味料であると結論づけています。しかし、食品加工条件下での安定性を考慮し、甘みの喪失や苦味化合物の生成を防ぐために最適化されるべきです。