(57)【要約】加工および熱処理された食品において、選択された群の２価または３価のカチオンのうちの１つを食品のレシピに添加することによって、熱処理中のアクリルアミドの形成を阻害する。カチオンは、カルシウム、マグネシウム、銅、アルミニウム、銅、および鉄の塩を含む群から得られる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
遊離アスパラギンを含有する澱粉系原料を含む生地から製造されるポテトチップの熱処理によって生成するアクリルアミドのレベルを低下させる方法であって、
（ａ）２以上の価数を有するカチオンを、同カチオンを添加しない場合より低いレベルにまでポテトチップのアクリルアミドの最終的なレベルを減少させるために充分な量で生地に添加するカチオン添加工程と、
（ｂ）ポテトチップを製造するために生地を熱処理する熱処理工程とから成る方法。
【請求項２】
カチオン添加工程（ａ）はポテトチップのアクリルアミドの最終的なレベルを少なくとも２０％だけ減少させるために充分な量のカチオンを添加する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
カチオン添加工程（ａ）はポテトチップのアクリルアミドの最終的なレベルを少なくとも３５％だけ減少させるために充分な量のカチオンを添加する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
カチオン添加工程（ａ）はポテトチップのアクリルアミドの最終的なレベルを少なくとも５０％だけ減少させるために充分な量のカチオンを添加する請求項１に記載の方法。
【請求項５】
カチオン添加工程（ａ）はポテトチップのアクリルアミドの最終的なレベルを５０％〜９５％だけ減少させるために充分な量のカチオンを添加する請求項１に記載の方法。
【請求項６】
カチオン添加工程（ａ）は遊離アスパラギンに対するカチオンのモル比を少なくとも１：５とするために充分な量のカチオンを添加する請求項１に記載の方法。
【請求項７】
カチオン添加工程（ａ）は遊離アスパラギンに対するカチオンのモル比を少なくとも１：３とするために充分な量のカチオンを添加する請求項１に記載の方法。
【請求項８】
カチオン添加工程（ａ）は遊離アスパラギンに対するカチオンのモル比を約１：２とするために充分な量のカチオンを添加する請求項１に記載の方法。
【請求項９】
カチオン添加工程（ａ）は遊離アスパラギンに対するカチオンのモル比を約１：１とするために充分な量のカチオンを添加する請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
カチオン添加工程（ａ）は、塩化カルシウム、乳酸カルシウム、クエン酸カルシウム、リンゴ酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、燐酸カルシウム、酢酸カルシウム、ＥＤＴＡカルシウムナトリウム、グリセロ燐酸カルシウム、水酸化カルシウム、ラクトビオン酸カルシウム、酸化カルシウム、プロピオン酸カルシウム、炭酸カルシウム、およびステアリル乳酸カルシウムから選択される塩の成分としてカルシウムイオンを生地に添加する請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
カチオン添加工程（ａ）は、塩化マグネシウム、クエン酸マグネシウム、乳酸マグネシウム、リンゴ酸マグネシウム、グルコン酸マグネシウム、燐酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、および硫酸マグネシウムから選択される塩の成分としてマグネシウムイオンを生地に添加する請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
カチオン添加工程（ａ）は、塩化アルミニウム・六水和物、塩化アルミニウム、水酸化アルミニウム、硫酸アルミニウムアンモニウム、硫酸アルミニウムカリウム、硫酸アルミニウムナトリウム、および硫酸アルミニウムから選択される塩の成分としてアルミニウムイオンを生地に添加する請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
カチオン添加工程（ａ）は、塩化鉄、グルコン酸鉄、クエン酸アンモニウム鉄、ピロ燐酸鉄、フマル酸鉄、乳酸鉄、および硫酸鉄から選択される塩の成分として鉄イオンを生地に添加する請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
カチオン添加工程（ａ）は、塩化銅、グルコン酸銅、および硫酸銅から選択される塩の成分として銅イオンを生地に添加する請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
熱処理工程（ｂ）は生地を揚げる揚げ工程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
熱処理工程（ｂ）は生地を焼成する焼成工程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
請求項１に記載の方法によって製造されるポテトチップ。
【請求項１８】
加工ポテトチップを調製する方法であって、
（ａ）カルシウム塩、マグネシウム塩、アルミニウム塩、鉄塩、および銅塩から選択され、かつ２以上の価数を有するカチオンを生成し、加工ポテトチップのアクリルアミドの形成を減少させる成分と、ポテトフレークと、水とから成る混合物を調製する混合物調製工程と、
（ｂ）混合物を伸展および切断して切断片を形成する伸展切断工程と、
（ｃ）切断片を熱処理する熱処理工程とから成る方法。
【請求項１９】
熱処理工程（ｃ）は焼成する焼成工程を含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
熱処理工程（ｃ）は揚げる揚げ工程を含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
加工ポテトチップにおけるアクリルアミドの形成が、カチオンなしで調整した加工ポテトチップに対して少なくとも５０％だけ減少される請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
請求項１８に記載の方法によって製造される加工ポテトチップ。
【請求項２３】
遊離アスパラギンを含有するコーン系原料を含む生地から製造されるチップの熱処理によって生成するアクリルアミドのレベルを低下させる方法であって、
（ａ）２以上の価数を有するカチオンを、同カチオンを添加しない場合より低いレベルにまでチップのアクリルアミドの最終的なレベルを減少させるために充分な量で生地に添加するカチオン添加工程と、
（ｂ）チップを製造するために生地を熱処理する熱処理工程とから成る方法。
【請求項２４】
カチオン添加工程（ａ）はチップのアクリルアミドの最終的なレベルを少なくとも２０％だけ減少させるために充分な量のカチオンを添加する請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
カチオン添加工程（ａ）はチップのアクリルアミドの最終的なレベルを少なくとも３５％だけ減少させるために充分な量のカチオンを添加する請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
カチオン添加工程（ａ）はチップのアクリルアミドの最終的なレベルを少なくとも５０％だけ減少させるために充分な量のカチオンを添加する請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
カチオン添加工程（ａ）はチップのアクリルアミドの最終的なレベルを５０％〜９５％だけ減少させるために充分な量のカチオンを添加する請求項２３に記載の方法。
【請求項２８】
カチオン添加工程（ａ）は遊離アスパラギンに対するカチオンのモル比を少なくとも１
：５とするために充分な量のカチオンを添加する請求項２３に記載の方法。
【請求項２９】
カチオン添加工程（ａ）は遊離アスパラギンに対するカチオンのモル比を少なくとも１：３とするために充分な量のカチオンを添加する請求項２３に記載の方法。
【請求項３０】
カチオン添加工程（ａ）は遊離アスパラギンに対するカチオンのモル比を約１：２とするために充分な量のカチオンを添加する請求項２３に記載の方法。
【請求項３１】
カチオン添加工程（ａ）は遊離アスパラギンに対するカチオンのモル比を約１：１とするために充分な量のカチオンを添加する請求項２３に記載の方法。
【請求項３２】
カチオン添加工程（ａ）は、塩化カルシウム、乳酸カルシウム、クエン酸カルシウム、リンゴ酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、燐酸カルシウム、酢酸カルシウム、ＥＤＴＡカルシウムナトリウム、グリセロ燐酸カルシウム、水酸化カルシウム、ラクトビオン酸カルシウム、酸化カルシウム、プロピオン酸カルシウム、炭酸カルシウム、およびステアリル乳酸カルシウムから選択される塩の成分としてカルシウムイオンを生地に添加する請求項２３に記載の方法。
【請求項３３】
カチオン添加工程（ａ）は、塩化マグネシウム、クエン酸マグネシウム、乳酸マグネシウム、リンゴ酸マグネシウム、グルコン酸マグネシウム、燐酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、および硫酸マグネシウムから選択される塩の成分としてマグネシウムイオンを生地に添加する請求項２３に記載の方法。
【請求項３４】
カチオン添加工程（ａ）は、塩化アルミニウム・六水和物、塩化アルミニウム、水酸化アルミニウム、硫酸アルミニウムアンモニウム、硫酸アルミニウムカリウム、硫酸アルミニウムナトリウム、および硫酸アルミニウムから選択される塩の成分としてアルミニウムイオンを生地に添加する請求項２３に記載の方法。
【請求項３５】
カチオン添加工程（ａ）は、塩化鉄、グルコン酸鉄、クエン酸アンモニウム鉄、ピロ燐酸鉄、フマル酸鉄、乳酸鉄、および硫酸鉄から選択される塩の成分として鉄イオンを生地に添加する請求項２３に記載の方法。
【請求項３６】
カチオン添加工程（ａ）は、塩化銅、グルコン酸銅、および硫酸銅から選択される塩の成分として銅イオンを生地に添加する請求項２３に記載の方法。
【請求項３７】
熱処理工程（ｂ）は生地を揚げる揚げ工程を含む請求項２３に記載の方法。
【請求項３８】
熱処理工程（ｂ）は生地を焼成する焼成工程を含む請求項２３に記載の方法。
【請求項３９】
請求項２３に記載の方法によって製造されるチップ。
【請求項４０】
チップはコーンチップである請求項２３に記載の方法。
【請求項４１】
チップはトルティーヤチップである請求項２３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱処理食品中のアクリルアミドの量を減少させる方法に関する。本発明によって、アクリルアミドのレベルが有意に減少された食品の製造が可能となる。本発明の方法は、カルシウム、マグネシウム、銅、鉄、亜鉛、またはアルミニウムの塩に見られるような２価または３価のカチオンを、食品の生地処方へ添加することによる。
【背景技術】
【０００２】
化学物質であるアクリルアミドは、水処理、増進回収法、製紙、凝集剤、増粘剤、鉱石処理、およびパーマネント・プレス布地などの産業用途において、長い間、重合体の形態で用いられてきた。アクリルアミドは白色結晶性固体であり、無臭で、水に非常によく溶ける（３０℃で、２１５５ｇ／Ｌ）。アクリルアミドの別称には、２−プロペンアミド、エチレンカルボキサミド、アクリル酸アミド、ビニルアミド、およびプロペン酸アミドが含まれる。アクリルアミドの分子量は７１．０８、融点は８４．５℃、３３ｍｂａｒ（２５ｍｍＨｇ）での沸点は１２５℃である。
【０００３】
ごく最近、広範な種々の食品においてアクリルアミド単量体の存在が試験された結果、陽性であると判定された。特に、主として高温で加熱または処理された炭水化物食料品で、アクリルアミドが検出された。試験でアクリルアミド陽性であると判定された食品の例には、コーヒー、シリアル、クッキー、ポテトチップ、クラッカー、フレンチフライ・ポテト、パン類（breads and rolls）、およびパン粉を塗して揚げた食肉（fried breaded meats ）が含まれる。一般に、非加熱の食品および茹でた食品ではアクリルアミドの含量は検出不可能なレベルであったのと比較して、タンパク質が豊富な加熱した食品では比較的低い含量のアクリルアミドが検出され、炭水化物が豊富な食品では比較的高い含量のアクリルアミドが検出された。種々の類似の加工食品で検出されたアクリルアミドのレベルは、ポテトチップでは３３０〜２，３００（μｇ／ｋｇ）の範囲、フレンチフライでは３００〜１，１００（μｇ／ｋｇ）の範囲、コーンチップでは１２０〜１８０（μｇ／ｋｇ）の範囲、および種々の朝食用シリアルでは未検出〜１，４００（μｇ／ｋｇ）の範囲と報告されている。
【０００４】
現在のところ、アミノ酸および還元糖の存在によってアクリルアミドが形成されると考えられている。例えば、揚げた食料品で検出されるアクリルアミドの大部分は、未加工の野菜類で一般に検出されるアミノ酸である遊離のアスパラギンと、遊離の還元糖との間の反応によると考えられている。検出される遊離アミノ酸全体に対してアスパラギンは、未加工のポテトでは約４０％、高タンパク質のライ麦では約１８％、および小麦では約１４％を占める。
【０００５】
アクリルアミドはアスパラギン以外のアミノ酸からも形成され得るが、確実性を有する確認は未だ成されていない。例えば、グルタミン、メチオニン、システイン、およびアスパラギン酸を前駆体とした試験によるアクリルアミド形成が報告されている。しかしながら、原料のアミノ酸中にはアスパラギン不純物が存在し得るため、それらの発見を確認することは困難である。それにもかかわらず、アスパラギンは、アクリルアミドの形成の最大の原因であるアミノ酸前駆体として認識されている。
【０００６】
食品中のアクリルアミドは最近発見された現象であるため、形成の正確な機構は確認されていない。しかしながら、最も有り得るアクリルアミド形成の経路には、メイラード反応（Ｍａｉｌｌａｒｄ  ｒｅａｃｔｉｏｎ）が含まれると考えられる。メイラード反応は、食品加工における最も重要な化学反応のうちの１つとして、食品化学分野では長い間認
識されており、食品の風味、色調、および栄養価値に影響を与え得る。メイラード反応には、熱、湿分、還元糖、およびアミノ酸が必要である。
【０００７】
メイラード反応には、多数の中間体を伴う一連の複雑な反応が含まれるが、一般的には３つのステップを含むものとして説明可能である。メイラード反応の第１のステップには、遊離のアミノ基（遊離アミノ酸、タンパク質、またはその両方から）と還元糖（グルコースなど）との化合による、アマドリ（Ａｍａｄｏｒｉ）またはヘインズ（Ｈｅｙｎｓ）転位生成物の形成が含まれる。第２のステップには、デオキシオソン、分裂、またはストレッカー分解（Ｓｔｒｅｃｋｅｒ  ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ）を含む異なる択一的な経路を介した、アマドリまたはヘインズ転位生成物の分解が含まれる。脱水、脱離、環化、分裂、およびフラグメンテーションを含む、一連の複雑な反応の結果、風味料中間体および風味料化合物のプール（pool）が生じる。メイラード反応の第３のステップは、褐色の含窒素重合体および共重合体の形成の特徴を有する。アクリルアミド形成の有り得る経路としてメイラード反応を用い、図１に、アスパラギンおよびグルコースから開始するアクリルアミド形成の推定経路を簡約化して示す。
【０００８】
アクリルアミドがヒトに有害であると判定されてはいないが、食料品中にアクリルアミドが存在することは、特に、高いレベルで存在することは、好ましくない。先述の通り、加熱または熱処理された食品で、比較的高い含量のアクリルアミドが検出される。そうした食料品におけるアクリルアミドの減少は、アクリルアミドを形成する前駆体化合物を減少させることまたは除去すること、食品の処理中のアクリルアミドの形成を阻害すること、食品中に一旦形成されたアシルアミド単量体を分解することまたは反応させること、若しくは、消費する前に製品からアクリルアミドを取除くことによって達成可能である。理解可能であるように、上述の選択肢のいずれを実施するためにも、食料品毎に独特の試みが必要である。例えば、一貫した断片であるようにスライスおよび調理された食品は、調理時に食料品に独特の特徴を与えるセル（cell）構造を物理的に破壊することなく、種々の添加物と容易に混合されない場合がある。同じく、特定の食料品に対する他の処理要件によって、アクリルアミドを減少させる戦略が不適合となる場合、または非常に困難となる場合がある。
【０００９】
最終製品中のアクリルアミドのレベルを減少させる独特の試みを示す加熱食料品の一例として、生地から加工することが可能なスナックがある。「加工スナック（ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ  ｓｎａｃｋ）」の語は、原材料および未変性の澱粉性開始原料以外を開始成分として用いるスナック食品を意味する。例えば、加工スナックには、乾燥ポテト製品を開始原料として用いる加工ポテトチップと、マーサ粉（masa flour）を開始原料として用いるコーンチップとが含まれる。乾燥ポテト製品には、ポテト粉、ポテトフレーク、ポテトグラニュール、または乾燥されたポテトが存在する任意の他の形体が含まれることを、ここに言及する。本出願において、これらの語のうちのいずれかが用いられる時には、これらの変化形の全てが包含されることが理解される。加工ポテトチップでは、例えば、ポテトフレークから開始され、ポテトフレークは、水および他の小成分と混合されて生地を形成する。調理工程へ進む前に、この生地は続いて伸展および切断される。調理工程には、揚げ工程または焼成工程が含まれる。チップは続いて調味工程および包装工程へ進む。ポテト生地の混合は、一般に、他の成分を容易に添加するのに役立つ。反対に、そうした成分をポテトスライスなど未加工の食料品へ添加するには、食料品のセルの構造内に成分を浸透させることが可能な機構が必要である。しかしながら、混合工程で何らかの成分を添加する場合、その成分が生地の伸展特性や、風味、食感（texture ）および色調など最終のチップの特性に不利な影響を与え得ることを考慮する必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
加熱食品または熱処理食品の最終製品中のアクリルアミドのレベルを減少させる１つ以上の方法を開発することは望ましいであろう。理想的には、そのようなプロセスによって、最終製品の品質および特性に不利な影響を与えることなく、最終製品中のアクリルアミドが実質的に減少されるかまたは除去される。さらに、その方法は実施が容易であり、好適には、プロセス全体に追加のコストをほとんどまたは全く要しない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のプロセスでは、２価または３価のカチオン若しくはそのようなカチオンの組合せを調理工程前に加工食品に添加して、アクリルアミドの形成を減少させる。２価または３価のカチオンが食料品中の随所に存在するように、製粉、ドライミックス、ウェットミックス、または他の混合の間に、それらのカチオンを添加することが可能である。好適な実施態様では、添加するカチオンは、カルシウム、マグネシウム、およびアルミニウムの塩から成る群から選択可能であり、鉄、亜鉛、および銅の塩から選択することも可能である。カチオンは、最終製品におけるアクリルアミド形成を所望のレベルまで減少させるために充分な量で、生地に添加される。
【００１２】
２価または３価のカチオンの添加によって、最終製品の品質および特性には極小の影響しか与えずに、加熱食品または熱処理食品の最終製品中に検出されるアクリルアミドの量が効果的に減少する。さらに、そのようなアクリルアミド減少方法は、一般に実施が容易であり、プロセス全体に追加のコストをほとんどまたは全く要しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の新規であると思われる特徴を添付の特許請求の範囲に述べる。しかしながら、本発明、その好適な使用の形態、さらにはその目的および利点は、添付の図面と共に以下の例示的な実施態様の詳細な説明を参照することによって、最も良く理解されるであろう。
【００１４】
熱処理食品におけるアクリルアミド形成には、炭素源および窒素源が必要である。炭素は炭水化物源から供給され、窒素はタンパク質源またはアミノ酸源から供給されるという仮説が立てられる。米、小麦、コーン、大麦、大豆、ポテト、およびオート麦など、多くの植物由来食品成分はアスパラギンを含有し、僅かなアミノ酸要素を有する炭水化物から主として成る。典型的には、そうした食品成分は、アスパラギンに加えて他のアミノ酸も含有する、小さなアミノ酸プールを有する。
【００１５】
「熱処理（ｔｈｅｒｍａｌｌｙ  ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ）」の語では、食品成分の混合物などの食品の要素が８０℃以上の温度で加熱された、食品または食品成分を意味する。好適には、食品または食品成分の熱処理は、約１００℃〜２０５℃の温度で行われる。最終の食料品の形成以前に、食品成分が別個に昇温下で処理されてもよい。熱処理食品成分の一例はポテトフレークであり、ポテトフレークは、１７０℃程度の温度にポテトを曝露するプロセスで、未加工のポテトから作成される（「ポテトフレーク（ｐｏｔａｔｏ  ｆｌａｋｅ）」、「ポテトグラニュール（ｐｏｔａｔｏ  ｇｒａｎｕｌｅ）」、および「ポテト粉（ｐｏｔａｔｏ  ｆｌｏｕｒ）」の語は、本明細書では交換可能に用いられ、ポテトを用いた任意の乾燥製品を意味する）。他の熱処理食品成分の例には、処理オート麦、半茹で（par-boiled）および乾燥米、調理大豆製品、コーン・マーサ、焙煎コーヒー豆、および焙煎カカオ豆が含まれる。これに代えて、最終の食料品の調製に未加工の食品成分を用いることも可能であり、その場合、最終の食料品の製造には、熱的な加熱工程が含まれる。熱的な加熱工程によって最終の食料品を得るような未加工原料の処理の一例は、約１００℃〜約２０５℃の温度で揚げる工程による、未加工のポテトスライスからのポテトチップの製造、または同様の温度で揚げたフレンチフライの製造である。
【００１６】
しかしながら、本発明では、アミノ酸であるアスパラギンを還元糖の存在下で加熱した時、有意なアクリルアミド形成が起きることが見出された。グルコースなどの還元糖の存在下でリシンおよびアラニンなど他のアミノ酸を加熱しても、アクリルアミド形成は起きなかった。驚くべきことに、アスパラギンおよび糖の混合物に対して他のアミノ酸を添加することによって、形成されるアクリルアミドの量を増加または減少させることが可能である。
【００１７】
還元糖の存在下でアスパラギンを加熱するとアクリルアミドが急速に形成されることは確立されているが、アスパラギンを不活性化することによって、熱処理食品におけるアクリルアミドの減少は達成可能である。「不活性化（ｉｎａｃｔｉｖａｔｉｎｇ）」とは、アスパラギンを食品から取除くことによって、若しくは変換またはアスパラギンからのアクリルアミド形成を阻害する別の化学物質との結合によって、アスパラギンをアクリルアミド形成経路に則して非反応性とすることである。
【００１８】
本発明では、スナック食品の調理工程または熱処理工程の前に、スナック食品の処方に２価または３価のカチオンを添加することによって、このことを達成する。カチオンは単独では存在せず、同じ価数のアニオンの存在が見出されることを、化学者は理解するであろう。本明細書では２価または３価のカチオンを含有する塩として言及するが、アスパラギンの水への溶解度を減少させることによってアクリルアミド形成を減少させるのは、塩に存在するカチオンであると考えられる。本明細書では、このカチオンを、２以上の価数を有するカチオンとしても言及する。興味深いことに、本発明の使用において、１価のカチオンは効果的でない。２以上の価数を有するカチオンをアニオンとの組合せで含有する適切な化合物を選択する際、関連性のある因子は、水溶性、食品安全性、および特定の食品の特性をほとんど変化させないことである。本明細書では個々の塩としてのみ説明しているが、種々の塩を組合せて用いることも可能である。
【００１９】
化学者によると、原子の価数とは、他の元素と結合する能力の尺度である。詳細には、２価の原子は他の原子と２つのイオン結合を形成する能力を有し、３価の原子は他の原子と３つのイオン結合を形成することが可能である。カチオンは、正に帯電したイオン、すなわち、１つ以上の電子を失って正電荷を得た原子である。２価または３価のカチオンは、それぞれ、２つまたは３つのイオン結合を利用可能な正に帯電したイオンである。
【００２０】
単純なモデル系を用いて、アクリルアミド形成における２価または３価のカチオンの効果を試験することが可能である。１：１の比のアスパラギンおよびグルコースを加熱して、アクリルアミドを生成させることが可能である。添加塩の有無でのアクリルアミド含量を定量的に比較することによって、塩がアクリルアミド形成を促進または阻害する能力を測定する。２つの標本調製および加熱方法を用いた。１つの方法では、乾燥成分を混合し、等量の水を添加して、緩く閉蓋したバイアルを加熱した。加熱中に水の大部分が漏出するため、試薬は濃縮されて、調理工程を再現する。濃厚なシロップまたはタールが生成し、アクリルアミドの回収を複雑にし得る。この試験を以下の実施例１および２に示す。
【００２１】
圧力容器を用いる第２の方法では、より制御された実験が可能であった。試験成分の溶液を、圧力下で混合および加熱した。試験成分を食品中に見出される濃度で添加することが可能であり、バッファによって、一般の食品のｐＨを再現することが可能である。これらの試験では水が漏出することなく、以下の実施例３に示すように、アクリルアミドの回収は容易である。
【実施例】
【００２２】
実施例１：
２０ｍＬ（ミリリットル）ガラス製バイアルに、Ｌ−アスパラギン・一水和物（０．１
５ｇ、１ｍｍｏｌ）、グルコース（０．２ｇ、１ｍｍｏｌ）、および水（０．４ｍＬ）を入れ、アルミ箔で覆い、２０℃／分で４０℃〜２２０℃まで昇温、２２０℃で２分間保持、および２０℃／分で２２０℃〜４０℃まで降温とするようにプログラムしたガス・クロマトグラフィー（ＧＣ）のオーブン中で加熱した。反応残余を水で抽出し、ガス・クロマトグラフィー−質量分析計（ＧＣ−ＭＳ）を用いてアクリルアミドを分析した。分析によって、ほぼ１０，０００ｐｐｂ（部／十億）のアクリルアミドが検出された。さらに、Ｌ−アスパラギン・一水和物（０．１３ｇ、１ｍｍｏｌ）、グルコース（０．２ｇ、１ｍｍｏｌ）、無水塩化カルシウム（０．１ｇ、１ｍｍｏｌ）、および水（０．４ｍＬ）の入った２つのバイアルを、加熱および分析した。分析によって、７ｐｐｂおよび３０ｐｐｂのアクリルアミドが検出されたが、これは９９％を超える減少である。
【００２３】
カルシウム塩がアクリルアミド形成を非常に減少させるという驚くべき結果を受けて、さらに、同様の効果を生じると認識されている２価および３価のカチオン（マグネシウム、アルミニウム）のスクリーニングを行った。以下の表１に示すように、１価のカチオン、すなわち、０．１／０．２ｇの重炭酸ナトリウムおよび炭酸アンモニウム（カルバミン酸アンモニウムおよび重炭酸アンモニウムとして）を用いた同様の実験では、アクリルアミド形成が増加したことを述べておく。
【００２４】
【表１】
2006513730.tif 000002
【００２５】
実施例２：
第２の実験では上述と同様の試験を行ったが、無水塩化カルシウムを用いる代わりに、塩化カルシウムおよび塩化マグネシウムの各々の２つの異なる希釈物を用いた。Ｌ−アスパラギン・一水和物（０．１５ｇ、１ｍｍｏｌ）およびグルコース（０．２ｇ、１ｍｍｏｌ）の入ったバイアルに、以下のうちの１つを混合した。
【００２６】
０．５ｍＬの水（対照）、
０．５ｍＬの１０％塩化カルシウム溶液（０．５ｍｍｏｌ）
０．０５ｍＬの１０％塩化カルシウム溶液（０．０５ｍｍｏｌ）および０．４５ｍＬの水、
０．５ｍＬの１０％塩化マグネシウム溶液（０．５ｍｍｏｌ）、または、
０．０５ｍＬの１０％塩化マグネシウム溶液（０．０５ｍｍｏｌ）および０．４５ｍＬの水。
再現用の標本を実施例１で説明したように加熱および分析した。以下の表２に結果を平均化して要約する。
【００２７】
【表２】
2006513730.tif 000003
【００２８】
実施例３：
上述のように、この試験は容器から水を損なうことなく圧力下で行った。２ｍＬの原料バッファ溶液（１５ｍｍｏｌ／Ｌのアスパラギン、１５ｍｍｏｌ／Ｌのグルコース、５００ｍｍｏｌ／Ｌの燐酸塩または酢酸塩）および０．１ｍＬの塩の溶液（１０００ｍｍｏｌ／Ｌ）の入ったバイアルを、２０℃／分で４０℃〜１５０℃まで昇温および１５０℃で２分間保持とするようにプログラムしたＧＣオーブン内に配置した、パー社製のボンベ容器（Ｐａｒｒ  ｂｏｍｂ）中で加熱した。ボンベ容器をオーブンから取除き、１０分間、冷却した。内容物を水で抽出し、続いてＧＣ−ＭＳ法でアクリルアミドを分析した。ｐＨおよびバッファの各々の組合せに対して、３つの異なる塩を添加したものに加えて、塩を添加しない対照を試験した。以下の表３に再現試験の結果を平均化して要約する。
【００２９】
【表３】
2006513730.tif 000004
【００３０】
用いた３つの塩を通じて、ｐＨ７の酢酸塩およびｐＨ５．５の燐酸塩において、最大の減少が生じた。ｐＨ５．５の酢酸塩およびｐＨ７の燐酸塩においては、わずかな減少が検出されたのみであった。
【００３１】
実施例４：
モデル系での結果に続いて、加熱前のポテトフレークに塩化カルシウムを添加した、小規模の研究室試験を行った。３ｍＬの０．４％、２％、または１０％塩化カルシウム溶液を、３ｇのポテトフレークに添加した。対照は、３ｍＬの脱イオン化水と混合した３ｇのポテトフレークである。ポテトフレークを混合して比較的均一なペーストを形成し、続いて、密閉したガラス製バイアル中にて、１２０度で４０分間、加熱した。加熱後にＧＣ−ＭＳでアクリルアミドを測定した。加熱前、対照のポテトフレークは４６ｐｐｂのアクリルアミドを含有していた。試験結果を以下の表４に示す。
【００３２】
【表４】
2006513730.tif 000005
【００３３】
上述の結果を受けて、加工スナック食品の処方、この場合には焼成加工ポテトチップの処方にカルシウム塩を添加した試験を実施した。焼成加工ポテトチップを製造するプロセスは、図３に示す工程から成る。生地調製工程３１では、ポテトフレークを、水、カチオン／アニオン対（この場合には、塩化カルシウム）、および他の小成分と組合わせ、徹底的に混合して生地を作成する（ここでも、「ポテトフレーク」の語は本明細書では交換可能に用いられ、粒子のサイズにかかわらず、全ての乾燥フレーク、ポテトグラニュール、または粉体調製物を包含することが意図される）。伸展／切断工程３２では、生地を伸展機に通すことによって、生地を平らに延ばし、続いて別々の断片に切断する。調理工程３３では、形成した断片を指定の色調および水分量に達するまで調理する。得られたチップを続いて調味工程３４にて調味し、包装工程３５にて包装する。
【００３４】
本発明の第１の実施態様は、上述の、焼成加工ポテトチップのプロセスを用いることによって実施される。この実施態様を説明するために、市販の焼成加工ポテトチップの生地処方およびプロセスを用いて、対照と試験バッチとの間の比較を行った。試験バッチおよび対照バッチの両方を、表５に挙げる処方に従って作成した。バッチ間の差は、試験バッチが塩化カルシウムを含有することのみであった。
【００３５】
【表５】
2006513730.tif 000006
【００３６】
全てのバッチにおいて、乾燥成分を最初に混合してから、各乾燥ブレンドにオイルを添加し、混合した。塩化カルシウムは生地に添加する前に水に溶解した。伸展前の生地の湿分レベルは、重量で４０％〜４５％であった。生地を伸展して、約０．５０８ｍｍ〜約０．７６２ｍｍ（０．０２０〜０．０３０インチ）の厚さとし、チップ・サイズの断片に切断し、焼成した。
【００３７】
調理後、湿分、油分、およびハンターＬＡＢ表色系（Ｈｕｎｔｅｒ  Ｌ−Ａ−Ｂ  Ｓｃａｌｅ）による色調の試験を行った。標本を試験して、最終製品におけるアクリルアミドのレベルを得た。以下の表６には、この分析の結果を示す。
【００３８】
【表６】
2006513730.tif 000007
【００３９】
この結果が示すように、ポテトフレークに対する塩化カルシウムの比が重量で概ね１：１２５となるように塩化カルシウムを生地に添加することによって、最終製品に存在するアクリルアミドのレベルは有意に低下し、最終のアクリルアミドのレベルが１０３０ｐｐｂから１６０ｐｐｂまで低下した。加えて、最終の製品における油分および水の百分率は、塩化カルシウムの添加による影響を受けないように見える。しかしながら、ＣａＣｌ２を用いる量によっては、製品の味、食感、および色調に変化が生じ得る。
【００４０】
アクリルアミドを減少させるために食品へ添加する２価または３価のカチオンのレベルは、幾つかの方法で表現可能である。商業的に許容可能であるためには、添加されるカチオンの量は、アクリルアミド生成の最終のレベルを、少なくとも２０％だけ減少させるために充分な量である。より好適には、アクリルアミド生成のレベルは、３５〜９５％の範囲の量だけ減少される。さらに好適には、アクリルアミド生成のレベルは、５０〜９５％の範囲の量だけ減少される。このことを別の方式で表現すると、添加される２価または３
価のカチオンの量は、食料品に存在する遊離のアスパラギンのモル数に対するカチオンのモル数の比として与えることが可能である。遊離アスパラギンのモル数に対する２価または３価のカチオンのモル数の比は、少なくとも１：５である。より好適には、この比は少なくとも１：３であり、さらに好適には１：２である。本発明の好適な実施態様では、アスパラギンのモル数に対するカチオンのモル数は、約１：２〜約１：１の間である。マグネシウムの場合には、製品の味に対する効果がカルシウムよりも少ないので、アスパラギンに対するカチオンのモル比は、約２：１程度であることが可能である。
【００４１】
上述の試験と同じ手順を用いて追加の試験を行ったが、この試験では、異なるレベルの還元糖を含有し、異なる量の塩化カルシウムが添加された、異なるロットのポテトフレークを用いた。以下の表７では、上述で示した試験のものであるロット１のポテトフレークは０．８１％の還元糖を含み、ロット２は１．０％、ロット３は１．８％の還元糖を含む。
【００４２】
【表７】
2006513730.tif 000008
【００４３】
この表に見られるように、ＣａＣｌ２の添加によって、最終の製品におけるアクリルアミドのレベルは一貫して減少し、ポテトフレークに対して添加したＣａＣｌ２の重量比を１：２５０未満に低下させた時にも減少した。
【００４４】
追加成分の副次的な効果が調節される限り、本明細書で開示した発明では、２価または３価のカチオンを形成する（別の表現では、２以上の価数のカチオンを生成する）任意の数の塩を用いることが可能である。アクリルアミドのレベルを低下させる効果は２価または３価のカチオンに由来しており、その対アニオンに由来するものではないと思われる。カチオン／アニオン対の制限は、価数以外に、安全性、溶解度、並びに、味、香味、外観、および食感に対する効果など、食品における許容性に関連する。示唆されるカチオンには、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、鉄、銅、および亜鉛が含まれる。それらのカチオンの適切な塩には、塩化カルシウム、クエン酸カルシウム、乳酸カルシウム、リンゴ酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、燐酸カルシウム、酢酸カルシウム、ＥＤＴＡカルシウムナトリウム、グリセロ燐酸カルシウム、水酸化カルシウム、ラクトビオン酸カルシウム、酸化カルシウム、プロピオン酸カルシウム、炭酸カルシウム、ステアリル乳酸カルシウム、塩化マグネシウム、クエン酸マグネシウム、乳酸マグネシウム、リンゴ酸マ
グネシウム、グルコン酸マグネシウム、燐酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化アルミニウム・六水和物、塩化アルミニウム、水酸化アルミニウム、硫酸アルミニウムアンモニウム、硫酸アルミニウムカリウム、硫酸アルミニウムナトリウム、硫酸アルミニウム、塩化鉄、グルコン酸鉄、クエン酸アンモニウム鉄、ピロ燐酸鉄、フマル酸鉄、乳酸鉄、硫酸鉄、塩化銅、グルコン酸銅、硫酸銅、グルコン酸亜鉛、酸化亜鉛、および硫酸亜鉛が含まれる。本発明の好適な本発明の実施態様では塩化カルシウムを用いるが、適切なカチオンのうちの１つ以上の塩の組合せによって、最も良く要件が満たさる場合があると思われる。カルシウム塩、特に塩化カルシウムなど、幾つかの塩は、比較的高価でなく、かつ食品に一般に用いられる。塩化カルシウムをクエン酸カルシウムと組合わせて用いることによって、味に対するＣａＣｌ２の副次的な効果を減少させることが可能である。さらに、幾つかのカルシウム塩を１つ以上のマグネシウム塩と組合わせて用いることが可能である。問題の食料品および所望の最終製品の特性に応じて、要求される特定の塩の処方を調節可能であることは、当業者には理解されるであろう。
【００４５】
色調、味、および堅さ（consistency ）における変化など、最終の製品の特性における変化を種々の手段によって調節可能であることが理解される。例えば、ポテトチップにおける色調特性は、出発原料の糖の量を制御することによって調節可能である。風味特性の一部は、最終製品に種々の風味料を添加することによって変更可能である。製品の物理的な食感は、例えば、膨張剤または種々の乳化剤の添加によって、調節可能である。
【００４６】
１つ以上の実施態様を参照して本発明を詳細に示し説明してきたが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、熱処理食品中のアクリルアミドの減少に対して種々のアプローチがなされ得ることは、当業者には理解されるであろう。例えば、ポテト製品に関するプロセスを本明細書で開示したが、コーン、大麦、小麦、ライ麦、米、オート麦、雑穀、および他の澱粉系の穀物から製造される食料品の処理においても、本発明のプロセスを用いることが可能である。加工ポテトチップに加えて、コーンチップおよび他の種類のスナックチップや、シリアル、クッキー、クラッカー、ハード・プレッツェル、パン類、およびパン粉を塗した食肉用のパン粉、並びにアスパラギンおよび還元糖を含有する他の食品の製造において、本発明を用いることが可能である。それらの食品の各々では、製品の製造に用いられる生地の混合中にカチオンを添加することが可能であり、カチオンは調理中に利用可能となって、アクリルアミドのレベルを減少させる。さらに、２価または３価のカチオンの添加はアクリルアミドを減少させる他の戦略と併用可能であり、個々の食品の味、色調、香味、または他の特性に不利な影響を与えることなく、許容可能なアクリルアミドのレベルを与える。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】食品におけるアクリルアミド形成の推定される化学経路の図。
【図２】本発明の一実施態様による、ポテトフレーク、ポテトグラニュール、またはポテト粉から加工ポテトチップを製造する方法の図。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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