嚥下困難者用高分子電解質ゲルのテクスチャーに対する塩類の影響

(1)

嚥下困難者用高分子電解質ゲルのテクスチャーに対 する塩類の影響

著者名(日) 秋間彩香, 谷米（長谷川）温子, 熊谷仁

雑誌名共立女子大学家政学部紀要

巻 64

ページ 85‑92

発行年 2018‑01

URL http://id.nii.ac.jp/1087/00003194/

Creative Commons : 表示 ‑ 非営利 ‑ 改変禁止

(2)

哨下困難者用高分子電解質ゲルのテクスチャーに対する塩類の影響

E f f e c t o f S a l t s on t h e T e x t u r e o f P o l y e l e c t r o l y t e G e l s f o r D y s p h a g i c P a t i e n t s

秋間彩香•谷米（長谷川）温子・熊谷仁

Ayaka Akima, Atsuko Hasegawa‑Tanigome, and H i t o s h i Kumagai

1 .

緒言

近年、摂食時に誤燕（食物の唖下時に食塊が気管から肺へと到達すること）をする高齢者の増加に伴い、増粘剤やゲル化剤を用いた唖下困難者用介護食（以下、介護食）の開発が行われている。

介護食には軟らかく、べたつかず、まとまりやすい物性のものがよいとされ、そうした特性は2バイトテクスチャー試験

( T e x t u r eP r o f i l e A n a l y s i s ; TP A

試験）¹

、

2)で評価されることが多ぃ。

TPA

試験では、図

1

に示すように、円筒形の試料の上部にレオメータに装瘤した平らなプランジャーを当てて一定の速度（測定速度）で 2回圧縮し、応力

v s .

歪みの関係を測定する。

そして、

1

回目の圧縮ピークの高さがかたさ

( h a r d n e s s )

、その直後の引っ張り過程の負の応力を示すピーク面積が付着性

( a d h e s i v e n e s s )

、

2

回目の圧縮ピークと

1

回目の圧縮ピークの面積比が凝集性

( c o h e s i v e n e s s )

と定義される。

付藩性はべたつき、凝集性はまとまりやすさの指標とされる。

2 0 0 9

年に、厚生労働省は、「えん下困難者用食品」の基準を策定した (2010年に消費者庁に移管） 3

、

4)。この新基準では、硬さ

（「えん下困難者用食品」の基準では硬さという漢字が用いられているので、本稿でも以下、硬

さと表記する）、付着性、凝集性の3つのパラメータに関して、許可基準

I

(重度）から許可基準JI[ (軽度）までそれぞれの範囲が設定されている

3

、4)0

唖下困難者にどのような物性の食品が適しているかは非常に難しいが、物性の選定、数値化

一ヤジンラ

プ ▲ ' *

凸

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JUI,

翌吋 ^：かたさ

^[ ^N ⁱ ^m

^り

B: 付君性

[ J i m

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. . 4 . , t . . 4 . 1 :

凝築性

歪み

図

I TPA

試験

( T e x t u r eP r o f i l e A n a l y s i s )

‑85‑

(3)

共立女子大学家政学部紀要

第 6 4

号

( 2 0 1 8 )

は重要な問題である。一方で、作られた物性基準に合致した介護食を調製するテクスチャーデザインを行うことも重要である。介護食に用いられるゲル化剤には、ゼラチンや、

K

ーカラギーナンなど高分子電解質のものが多くみられる。

金属塩は、高分子電解質と多様な相互作用をし、

ゲルや増粘剤溶液など食品ハイドロコロイドの物性に大きな影智を与える。しかし、ハイドロコロイドのべたつきや食塊のまとまりやすさと対応する大変形の力学特性・テクスチャーや唖下特性に対する金属塩の影轡は明らかではない。

本研究では、電解質高分子から調製される食品ハイドロコロイドや介護食品のテクスチャーに金属塩が与える影智に関して検討を行った。

2 .

方法

2 .

1. 試料

ゲルとしては、壊れにくいゲルを形成する、

K

ーカラギーナン（以下、

CA)

、弾力性に富み、

離水が少ないゲルを形成する、ローカストビーンガム.

K

‑カラギーナン混合ゲル（以下、

LOCA)

、なめらかな食感のゲルを形成するゼラチン、弾力に富み壊れにくいゲルを形成するローカストビーンガム・キサンタンガム混合ゲル

（以下、

LOXA)

を用いた。これらのゲル調製に用いた、

K

ーカラギーナン、ローカストピーンガム、ゼラチン、キサンタンガムは、介護食としてもよく利用される増粘剤、ゲル化剤である。

添加する金属塩としては一価の金属塩である塩化ナトリウムと二価の金属塩である塩化カル

シウムを用いた。

2 . 2 .

テクスチャー測定

本研究では、大変形を伴う試験法として、上述の

TPA

試験の他、試料の破壊特性を評価す

るための破断試験を行った。

2 . 2 .

1.

TPA

試験

TPA

試験は、厚生労働省の「えん下困難者用食品」の基準の測定方法に準拠して行った。直径

40mm

のステンレス製のシャーレに高さあるいは深さ

15mm

に充填した試料を、直径

2 0 mm

、高さ

8mm

の樹脂製円柱型プランジャー

を用いてクリアランス

5mm

(変形率

6 6 . 6 % )

、プランジャー速度

lOmm/s

で試料の中心部を

2

回連続圧縮した。得られたテクスチャー曲線から、硬さ、付着性、凝集性を算出した。装置としては、（株）山電（東京）社製のレオメータレオナー

RE

2

‑ 3 3 0 0 5 C "

を用いた。測定温度は、

CA

、

LOCA

、

LOXA

に関しては

2 0

℃、ゼラチンに関しては

1 0

℃ とした。

2 . 2 . 2 .

破断試験

破断試験は、図2に示すようにプランジャーにより試料を一定速度で圧縮し、そのときにかかる破断荷重と歪みの関係を求めるものである。

ジャー

コ

1~

ヵ岡

／ _‑ _‑ _‑ _‑ _‑ _‑ _‑

^{破荷重}

_‑ _‑ _‑ _‑ _‑ _‑ _‑ _‑ _‑ _‑ _‑

破断歪み

／

歪み

図2 破断試験

(4)

(a‑l)CA+Na 1 0 0 0 0 0

l ¹ ⁰ ⁰ ⁰ ⁰ 『 ⁱ ^I ⁱ

￨已

百＝

I ¹ ⁰ ⁰ ⁰ ⁱ ^; ⁱ ．

1 0 0

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0 . 40 . 6 0 . 8 l NaClC

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( a ‑ 2 ) CA..Ca 1 0 0 0 0 0

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i :

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1 0 0 0 0 ^国

j ¹ ⁰ ⁰ ⁰

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1 0 0

0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 I

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1 0 0

0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 NaCl C o a : : e a t n t i o n ( M )

(b勾

LOCA+Ca 1 0 0 0 0 0

含z

1 0 0 0 0

ヽ目g

百＝

¹ ⁰ ⁰ ⁰

届

°

゜

1 0 0

0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 o . s

Cae'2

C c

匹:entr::a

血 ⑱ ( c ‑ 1 ) G e l a t i n + N a ( e r 2 ) G e l a t i n + C a

1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0

~^

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J

¹ ⁰ ⁰ ⁰

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1 0 0 1 0 0

0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 I 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 I NaCl C o a : e n t n t i o n (M)

CaC~Coa:eatr.aふm(M)

( d ‑ 1 ) LOXA+Na ( d

勾

LOXA+Ca 1 0 0 0 0 0

巨

i ¹ ⁰ 10000~<>3 ⁰ ⁰ ⁰ ⁰ 戸

宕

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³^◆

I ¹ ⁰ ⁰ ⁰ i ¹ ⁰ ⁰ ⁰

1 0 0

0 O . S I J . S 2 NaCl Coa:entn

ふ

,n(M)

1 0 0

0 O . S 1 1 . S 2 eac~Conce:ntmion (M)

図3 ゲルの硬さ (Hardness)

‑87‑

(5)

共立女子大学家政学部紀要第

6 4 号 ( 2 0 1 8 ) ( a ‑ 1 ) CA+Na

1 0 0 0 0

! ¹ ⁰ ⁰ ⁰ _r~n ⁱ

; ., ●

者

1 0 0

! ₁ ₀

0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 I NaCl Co

匹

n l r a t i o n(M) ( b ‑ 1 ) LOCA+Na

雹 ¹ ⁰ ⁰ ⁰

, 1 0 0

よ〇● 0 ●

・ i

芝

₁ ₀

0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 o . s

NaCIC

匹

: e n t r a t i o n

⑱

( c ‑ 1 ) Gelatin+Na ( c ‑ 2 ) G e l a t

印

a 1 0 0 0 1 0 0 0

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0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 I NaCtCo

匹

n t r a t i o n(M) ( d ‑ 1 ) LOXA+Na

r : : 』

1 0

0 O . S 1 1 . S 2 NaCl C o n c e n t r a t i o z

パ

M)

( a ‑ 2 ) CA+ca 1 0 0 0 0

I ¹ ⁰ ⁰ ⁰ 田「

I

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1 0

0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 I

Ca~Coo:enlra血n(M)

( b ‑ 2 ) LOCA+Ca

1 0 0 0

︒ ゜

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PV

1 0

0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 o . s

CaCt:Co 皿日 t r a t i o n ( M )

1 0

0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 I C a C I : C o n c e n t r a t i o n (M) ( d ‑ 2 ) LOXA+Ca

亙 ¹ ⁰ ⁰ ⁰

1 0 0

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◇

1 0

0 O . S 1 1 . S 2 Q

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O

匹

e n t r a t i o n

⑲

図

4

ゲルの付滸性

( A d h e s i v e n e s s )

(6)

(a‑l)CA+Na ( a ‑ 2 ) CA+ca

為呂

0 . 8

] 。

0 0 . . 6 4

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•

8

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罫‑

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゜ NaCl C ^0 0 ^. ² ⁰ o n c ^. ⁴ e ⁰ n t r ^. ⁶ a ⁰ t i o ^. n ⁸ ^I (M) ( b ‑ 1 ) LOCA+Na

尻

0 . 8

5 0 . 6

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⁰ ^. ⁴

8

0 . 2

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⁰

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召

0 . 8

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』 ⁰ ^. ⁴

U 0 . 2

゜ NaCl C ^0 0 ^. ¹ ⁰ o n ^. c ² e ⁰ n t ^. r ³ a ⁰ t i ^. o ⁴ n ⑲ ^o ^. ^s ( c ‑ 1 ) Gelatin+Na

貝 0 . 8

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゜ ^0 0 _C _a _O ^. _: ¹ ⁰ C o ^. n ² ⁰ c e n ^. t ³ ⁰ r a t ^. i ⁴ o n ^o ^. ^s ⑲ ( c ‑ 2 ) Gelatin+ca

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8

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▲▲

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( d ‑ 1 ) LOXA+Na

j

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0 . 2

( d ‑ 2 ) LOXA+Ca

゜ _NaClC ^{0 O} ^. ^S

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8 6 4 2 0

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J

図5 ゲルの凝集性 (Cohesiveness)

‑89‑

(7)

6 4

号

( 2 0 1 8 )

(a)CA 3 0

€

音 ! 2 0

ト

CD

1 0 t

^口

．

口

゜

^{0 2} ^B ⁰ ^r ⁴ ê â ^k ⁰ ⁱ ⁶ ⁿ ^g ^s ⁰ ^t ⁸ ^r â ⁱ ⁰ ⁿ ¹ ⁽ ^% ⁾ ⁰ ⁰

CA

1 . 2 9 6

口

Nona d d i t i o n .

ロ

^N ^a ^C ^l0 ^. ² ^M.

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口

c a c l , 2 o . o s M.

^I

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C a C l . 2O . S M

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A

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Non a d d i t i o n .

△ N a C l O . S M • • N a C l I M .

△ C a C l . 2 0 . 1 M. △ C a C 1 2 O . S M

(IJ)LOCA 4 0

€30 r C b

1 : 1 ．

゜

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⁰ ¹ ⁰ ⁰ LOCA 4 . 0 9 6

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Non a d d i t i o n .

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心

O . O SM.

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8

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血（％）

LOXA 0 . 4 9 6

◇

N a C l 0 . 1 M.

◆

N a C l 2 M.

◇

C

紀

1 20 . 1 S M.

令

C a C l 2IM

図6 ゲルの破断挙動

(8)

ゲルなどの固体試料が破壊すると図のように破断曲線にピークが生じる。最初に得られたピークを破断点とし、そのときの荷重の値を破断荷重、歪みの値を破断歪みとする。

破断試験においても、レオメータとしては、

山電社製

RE2‑33005C

を用いた。測定は、直径

22mm

、高さ

8mm

の試料を直径

55mm

、高さ

8mm

の樹脂製円柱型プランジャーを用いて、

測定速度

lmm/s

で、歪み

9 0 . 0 %

で行った。測定温度は、

TPA

試験と同様にした。

3 .

結果と考察

3 .

結果と考察

3 . 1 . TPA

試験

図3に

TPA

試験から求められる硬さの測定結果を示す。図の左側は塩化ナトリウム、右側は塩化カルシウムを添加した図である。

CA

、

LOCA

の硬さの値は、いずれのゲル化剤浪度においても、塩化ナトリウム、塩化カルシウムの少抵添加により

1 0

倍以上増加したが、さらに添加濃度が増すにつれて低下した。ゼラチンの硬さの値は、塩化ナトリウム添加では変化がほとんど見られなかったが、塩化カルシウム添加では添加浪度が増すことで低下した。

LOXA

の硬さの値は、塩化ナトリウム、塩化カルシウム共に少最添加により

1 0

倍程度まで値が増加し、その後添加濃度を増すと塩化ナトリウムでは変化が見られず、塩化カルシウムでは低下した。つまり、いずれのゲルにおいても、検討したゲル化剤濃度範囲では、添加塩濃度の増加により硬さの値が増加し、さらに高濃度になると低下する傾向がみられた。これは、塩添加により高分子電解質間の架橋点

( j u n c t i o nz o n e )

は増えるが、塩濃度が高くなるとイオンによる電荷遮蔽効果によって硬さの値が低下するためと考えられる5)0

国の「えん下困難者用食品」の基準においては硬さの範囲が、許可基準

I

では

2 . 5 X 1 0 1 ‑1

x

1 0 4

N/m2、許可基準

I I

(中程度）で

1 X 1 0 3

‑ 1 . 5 x 1 0 4 Nim

尺許可基準皿で3

X 1 0 2 ‑2 X

1 0 4 Nim

北設定されている

3

、 4)。図3から、塩添加によって各ゲル、特に

CA

、

LOCA

の硬さの値は、許可基準の範囲に制御可能なことがうかがわれる。

図4に

TPA

試験から求められる付着性の測定結果を示す。

CA

の付滸性の値は、硬さと同様に、塩化ナトリウム、塩化カルシウムの少祗添加によって

1 0

倍以上増加したが、さらに添加汲度が増すにつれて低下した。

LOCA

、ゼラチン、

LOXA

に関しては、金属塩の添加による付着性の値の大きな変化は見られなかった。

国の「えん下困難者用食品」の基準においては付滸性の設定範囲が、許可基準

I

では

4 X 1 0 2 J / m 3

以下、許可基準

I I

では

1 X 1 0 3 J / m 3

以下、

許可基準皿では

1 . 5 X 1 0 3 J / m 3

以下である

3 ^、

⁴⁾⁰ 図4から、塩添加によって、ゲルの特に

CA

の付着性値は、許可基準の範囲に制御可能なことが確認できる。

図5に

TPA

試験から求められる凝集性の測定結果を示す。いずれのゲルにおいても、塩化ナトリウム、塩化カルシウムの少試添加によって

0 2 ‑ 0 . 4

付近まで凝集性が低下し、さらに添加浪度が増すにつれて値が増加した。

「えん下困難者用食品」において凝集性の範囲は、許可基準

I

では

0 . 2 ‑ 0 . 6

、許可基準

I I

では

0 2 ‑ 0 . 9

に設定されている（許可基準皿では凝集性の範囲は設定されていない） ³^,⁴⁾。今回使用したゲル化剤では、塩添加により凝集性の値を

0 . 2 ‑ 0 . 8

程度まで変化させることができた。

3 . 2 .

破断試験

図6に破断試験から求められた破断荷重と破断歪みの関係を示す。

CA

に関しては、塩化ナトリウム、塩化カルシウム共に、少抵添加によって破断荷重が商くなり破断歪みは低下し、硬くてもろいゲルに変化することが確認された。

さらに金属塩の添加拭が増加すると、破断荷重は低下し、やわらかく壊れやすいゲルに変化した。

LOCA

では、金属塩の添加醤増加に伴って破断荷重、破断歪率は低下し、やわらかく壊れ

‑ 91‑

(9)

6 4号 ( 2 0 1 8 )

やすいゲルに変化した。ゼラチンに関しては、

塩化ナトリウム添加では破断荷重と破断歪みの変化はなく、塩化カルシウムの添加によってよりやわらかいゲルに変化した。

LOXA

は、無添加では弾力があり壊れにくいため明確な破断点は見られなかったが、金属塩の添加によって壊れやすいゲルに変化した。

TPA

試験から得られる凝集性は、唖下困難者用食品のまとまりやすさ＂の指標として採用されている。唖下困難者用食品に求められる＂まとまりやすさ＂とは、摂食時の食塊形成のしやすさ、

食塊のまとまりやすさ（食塊がばらばらになりにくいこと）である。ただ、

TPA

試験から求められる凝集性は、第

2

のピーク面積

A2

と第

1

ピークの値

A1

の比である。破壊されやすい試料に関しては、第

2

のピーク面積

A2

が第

1

ピークの値

A1

に比べて小さくなるので、凝集性の値は小さくなる。こうした破壊しやすいものをまとまりにくい＂食品として凝集性の値から評価することは妥当そうである。塩添加により破断応力あるいは破断歪みが低下し破壊しやすくなる（図6)と、凝集性の値の低下する（図5) 傾向がうかがわれる。

4 .

まとめ

本研究では、複数のゲルを用いて、塩添加がゲルのテクスチャーに及ぼす影蓉に関してより検討を行った。その結果、添加する金属塩の種類や抵を調整することにより、多様なテクスチャーを有するゲルの調製が可能であることが確認された。

謝辞

本研究の一部は、ソルト・サイエンス研究財団 (H28年度助成番号 1653)の助成を受けて行った。

参考文献

1 ) P o n s , M M . . . F i s z m a n S . ; J T e x t u r e S t u d ,

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4)熊谷仁．谷米（長谷川）温子，田代晃子．

熊谷日登美化学と生物49. 610‑619 (2011) 5)中川鶴太郎，岩波レオロジー．岩波全書 249,

岩波書店 (1978)

嚥下困難者用高分子電解質ゲルのテクスチャーに対 する塩類の影響

E f f e c t o f S a l t s on t h e T e x t u r e o f P o l y e l e c t r o l y t e G e l s f o r D y s p h a g i c P a t i e n t s

Ayaka Akima, Atsuko Hasegawa‑Tanigome, and H i t o s h i Kumagai

1 .

( T e x t u r eP r o f i l e A n a l y s i s ; TP A

、

TPA

1

v s .

1

( h a r d n e s s )

( a d h e s i v e n e s s )

2

1

( c o h e s i v e n e s s )

2 0 0 9

、

I

3

凸

JUI,

[ N i m

[ J i m

. . 4 . , t . . 4 . 1 :

I TPA

( T e x t u r eP r o f i l e A n a l y s i s )

‑85‑

第 6 4

( 2 0 1 8 )

K

2 .

2 .

K

CA)

K

LOCA)

LOXA)

K

2 . 2 .

TPA

2 . 2 .

TPA

TPA

40mm

15mm

2 0 mm

8mm

5mm

6 6 . 6 % )

lOmm/s

2

RE

‑ 3 3 0 0 5 C "

CA

LOCA

LOXA

2 0

1 0

2 . 2 . 2 .

1~

／ ‑ ‑ ‑ ‑ ‑ ‑ ‑

‑ ‑ ‑ ‑ ‑ ‑ ‑ ‑ ‑ ‑ ‑

(a‑l)CA+Na 1 0 0 0 0 0

l 1 0 0 0 0 『 i I i

I 1 0 0 0 i ; i ．

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0 0

0 . 40 . 6 0 . 8 l NaClC

: : e n l r a

n(M)

( a ‑ 2 ) CA..Ca 1 0 0 0 0 0

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嚥下困難者用高分子電解質ゲルのテクスチャーに対する塩類の影響

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