ショートニング加工技術

ショートニングとは何ですか？

まず、簡単に定義しておきましょう。ショートニングとは、植物油、動物性脂肪、またはそれらの混合物から作られる固形脂肪です。その主な役割は、焼き菓子のグルテン鎖を「短く」、つまり分解することで、パイ生地、ビスケット、クッキーなどに、柔らかくサクサクとした食感を与えることです。

中核となる技術的課題は、液体油を安定した半固体状の可塑性脂肪に変換することである。これは主に2つのプロセスによって実現される。水素化そしてエステル交換反応、 に続く焼き戻し.

コア処理ステップ

原料油から完成品のショートニングに至るまでの過程には、いくつかの重要な段階があります。

1. オイルの選定とブレンド

• 目的：最終製品の機能性（融点、固形分脂肪含有量など）に必要な脂肪酸組成を持つベースオイルブレンドを作成する。
• プロセス：精製、漂白、脱臭（RBD）処理された様々な油を計量し、混合する。一般的な油としては、大豆油、パーム油、綿実油、キャノーラ油、パーム核油などが挙げられる。

2. 水素化（従来法）

• 目的：液体油の飽和度を高めることで、融点と安定性を向上させる。
• プロセス：混合油は、ニッケル触媒と水素ガスの存在下で、加圧反応器内で加熱される。注記：このプロセスによりトランス脂肪酸健康上の懸念から、現在では厳しく規制され、敬遠されている。こうした状況が、代替技術の台頭につながっている。
  • 脂肪酸鎖中の不飽和二重結合に水素原子が付加される。
  • これは、液体油（不飽和脂肪酸）を半固体または固体の脂肪（飽和脂肪酸とトランス脂肪酸）に変換するものです。

3. エステル交換反応（現代的方法）

• 目的：トリグリセリド分子のグリセロール骨格上の脂肪酸配列を、トランス脂肪酸を生成することなく再配置する。これにより、製造業者は複数の油脂をブレンドして、適切な融解特性と結晶化特性を持つ脂肪を作り出すことができる。
• プロセス：結果：優れた機能特性を持つ、トランス脂肪酸フリーのショートニングベース。
  • 化学IE:ナトリウムメトキシド触媒を用いて脂肪酸を分解し、ランダムに再構成する。
  • 酵素的IE：特定の酵素（例えばリパーゼ）を触媒として使用する。この方法はより精密で、標的を絞った構造改変が可能であるが、コストも高くなる。

4. 混合と乳化

• 硬化させたベース脂肪を液体油と混合し、必要な固形脂肪指数（SFI）（さまざまな温度における硬度の指標）を正確に達成する。
• 乳化剤（例えば、モノグリセリド、レシチン）は、最終的な焼き菓子の食感、ボリューム、および保存期間を改善するために添加される。

5．冷却と凝固（冷却と結晶化）

これは、ショートニングの最終的な構造と「可塑性」（展延性）を作り出す上で最も重要なステップです。

• プロセス：溶けた脂肪混合物はポンプで送られ、投票者または、掻き取り式熱交換器（SSHE）。
  • Aユニット（チラー）：脂肪は高圧と攪拌下で急速に冷却される。これにより、滑らかでキメの細かい、可塑性のあるショートニングに最適な、多数の小さなβ'結晶が形成される。
  • Bユニット（焼き戻し装置）：冷却された脂肪は、ピンワーカーまたは静止チューブ内で練られます。これにより、結晶化中の脂肪が練られ、適切な結晶形成が確保され、大きくて粒状のベータ（β）結晶の形成が防止されます。

6. 焼き戻しと包装

• まだ温かい、結晶化し始めたショートニングは、容器（バケツ、キューブ、または大型容器）に詰められる。
• 包装されたショートニングは温度管理された倉庫に保管されます（温度調節室24～72時間。
• 焼き戻しの目的：これにより、結晶構造が目的のβ'型に完全に安定化し、均一で滑らかな質感と保存安定性が確保される。

7. 保管と輸送

• 温度調整されたショートニングは、品質と可塑性を維持するために、温度管理された環境で保管および出荷されます。

主要な技術概念

• 可塑性：ショートニングが容易に塗り広げたり混ぜ合わせたりできる性質。これは、特定の温度範囲（「可塑性範囲」）内で固体結晶と液体油が混ざり合うことによって生じる。
• 結晶構造：脂肪結晶の種類が重要だ。固形脂肪指数（SFI）：ショートニング中の固形脂肪の割合を様々な温度範囲で測定した曲線。これは、特定の用途におけるショートニングの性能を予測するための主要なツールである（例えば、パイ生地用ショートニングとアイシング用ショートニングでは、SFI曲線は大きく異なる）。
  • ベータプライム（β'）結晶：微細な針状結晶が微細な網目構造を形成し、大量の液体油を保持することができる。これにより、滑らかでクリーミーな、高い可塑性を持つショートニングが作られる。これが望ましい形式です。
  • ベータ（β）結晶：大きくて粗い粒状の結晶は、ざらざらしていて脆く、可塑性のない脂肪（例えば、古いバターの粒状感）を生み出す。

現代のショートニング製造工程の概要

技術の進化

トレンドは急激に変化している水素化（トランス脂肪酸禁止のため）そして以下に向けて：

1. エステル交換反応（化学的および酵素的）
2. 天然の半固体オイルを使用するパーム油そしてその分画物（例えば、パームオレイン、パームステアリン）は、高オレイン酸ヒマワリ油やキャノーラ油などの他の安定した液体油と混合されることが多い。
3. 完全水素化：油を完全に水素添加して（これにより、完全に飽和したトランス脂肪酸を含まないステアリン酸が生成されます）、それを液体油と混合します。これは、トランス脂肪酸を生成する部分水素添加とは異なります。

現代のショートニング技術の目標は、ベーキングやフライに最適な機能特性を実現することである。それなし人工トランス脂肪酸の使用。