科学者たちは完璧な植物ベースの卵のレシピを解明しようとしている

卵は料理の観点から言えば、美味しくて栄養価が高く、用途が広い素晴らしいものです。アメリカ人は毎年、そのうちの約1,000億個、つまり一人当たり約300個を食べています。しかし、卵は他の動物性食品に比べて環境に優しいものの、ほとんどの植物性食品よりも環境負荷が大きく、工業的な卵の生産は重大な動物福祉問題を引き起こしています。

そこで食品科学者といくつかの企業は、これまで以上に優れた植物ベースの卵代替品を開発しようと懸命に努力している。 「私たちは卵のリバースエンジニアリングを試みています」とマサチューセッツ大学アマースト校の食品科学者デイビッド・ジュリアン・マクレメンツは言う。

本物の卵はキッチンで非常に多くの役割を果たすため、それは簡単ではありません。溶き卵を使ってパン粉をコーティングしたり、ミートボールをまとめたりすることができます。油と水を乳化してマヨネーズにしたり、スクランブルしてオムレツにしたり、泡立ててメレンゲやエンジェルフードケーキを膨らませたりするのに使用できます。万能の卵代替品は、これらすべてのことを十分にうまくこなしながら、本物の卵のなじみのある食感と、おそらくは風味も生み出すものでなければなりません。

現在の植物ベースの卵は、その画一的な目標にはまだ達していませんが、産業界と学術界の研究者が改善に努めています。新しい材料とプロセスは、卵に似ているだけでなく、元の卵よりも栄養価が高く、味も優れている可能性のある卵代替品を目指しています。

実際には、説得力のある植物ベースの卵を作るには、実際の卵に含まれるオボアルブミンやその他のタンパク質が調理中にどのように挙動するかを模倣することがほとんどです。卵タンパク質が臨界点を超えて加熱されると、卵タンパク質は広がって互いにくっつき、食品科学者がゲルと呼ぶものを形成します。そのため、調理すると白身が固まり、その後黄身が固まります。

一部の植物タンパク質では、卵タンパク質よりも硫黄含有アミノ酸が多く含まれる傾向があるため、これを再現するのは簡単ではありません。これらの硫黄基は互いに結合するため、タンパク質は高温で展開します。そのため、通常は本物の卵よりも長く、熱く調理する必要があります。

植物ベースの卵を作るために、食品科学者は通常、大豆、緑豆、その他の作物などの植物源からタンパク質の混合物を抽出することから始めます。 2024 年の植物ベースの食品の設計について書いたマクレメンツ氏は、「持続可能で、手頃な価格で、一貫した植物性タンパク質源とは何かということから始めたいと考えています」と述べています。 食品科学と技術の年次レビュー。 「したがって、経済的に使用可能なタンパク質のグループに検索を絞り込むことになります。」

幸いなことに、一部の抽出物は、本物の卵タンパク質とほぼ同じように動作するのに十分な低い温度で固まる 1 つまたはいくつかのタンパク質によって支配されています。現在の植物ベースの卵はこれらのタンパク質に依存しています。Just Egg は緑豆抽出物に含まれる植物アルブミンとグロブリンを使用し、Simply Eggless はルピナス豆のタンパク質を使用し、McClements らはウキクサなどに豊富に含まれる光合成酵素ルビスコを実験しています。葉っぱの組織。

最近では、食品技術者は、選択したタンパク質の遺伝子を細菌や酵母などの宿主に挿入し、タンク内で宿主を増殖させることによって、広範囲のタンパク質を大量に生産できます。これは精密発酵と呼ばれるプロセスです。これにより、実際の卵の特性とより正確に一致する可能性のある他の植物ベースのタンパク質源の探索に大きな新たな窓が開かれます。

すでに数社が探し始めている。たとえば、カリフォルニアに本拠を置くバイオテクノロジー企業 Shiru は、高度な人工知能プラットフォームを使用して、4 億 5,000 万を超える天然タンパク質配列のデータベースから特定の特性を持つタンパク質を特定します。より卵に似た植物タンパク質を見つけるために、同社はまず、一致する必要がある基準を選択しました。 「卵の場合、それは熱ゲルの開始です。つまり、加熱したときに液体から固体に変化するときです」と、同社の創設者兼CEOであるタンパク質エンジニアのジャスミン・ヒュームは言います。 「そして、硬すぎず、粘着性がありすぎず、柔らかすぎず、適切な食感をもたらす必要があります。」これらの特性は、タンパク質にどのアミノ酸が含まれているか、どのような順序で、正確にどのように折り畳まれて 3D 構造になるかなどの詳細に依存します。これは、2024 年のノーベル化学賞の主題となった非常に複雑なプロセスです。

その後、同社はデータベースを精査し、要件を満たすと予測される短いリストに絞り込みました。技術者はこれらのタンパク質を生成し、その特性をテストし、いくつかの潜在的な卵様タンパク質を特定しました。ヒューム氏はさらなる詳細については明らかにしなかったが、いくつかの製品は同社が製品の商業化に向けて取り組むのに十分な成果を上げた。

フレーバーコードの解読

主なタンパク質を手に入れたら、食品技術者の次のステップは、製品をより卵らしくするのに役立つ他の分子を追加することです。たとえば、植物油を加えると質感が変わることがあります。 「製品に油を入れないと、卵白のようにスクランブル状になってしまいます」と、卵代替品ジャストエッグを製造するイート・ジャスト社の製品開発担当副社長であるシェフのクリス・ジョーンズ氏は言う。 「8～15パーセント入れると、全卵のようにスクランブル状になります。これ以上追加すると、バッターのように動作するでしょう。」

開発者は、保存中に混合物中のタンパク質が沈降するのを防ぐためにガムを追加したり、室温では半透明だが調理すると不透明になる分子を追加して、本物の卵と同じ焼き加減を視覚的に示すこともできます。

そして味もある。現在の植物ベースの卵は、しばしば異臭に悩まされている。 「私たちの最初のバージョンは、芝刈り機のデッキの底の味を想像するような味でした。本当に草っぽい味でした」とジョーンズは言います。同社の現在の製品であるバージョン 5 には、まだ豆っぽさがあると彼は言う。

オハイオ州立大学のフレーバー化学者、デビン・ピーターソン氏は、こうした豆のような風味は単一の分子によって引き起こされるわけではなく、「組み合わせが豆のような風味を生み出すのです」と述べています。マメ科植物からのタンパク質抽出物には、こうした異臭の揮発性分子の一部を生成する酵素が含まれており、問題となる揮発性物質を特定し、それらを回避または除去するのは骨の折れるプロセスである、と同氏は言う。 （おそらく、単一のタンパク質をバットで調理すると、この問題は軽減される可能性があります。）また、多くの植物タンパク質には、豆の風味に寄与するポリフェノールと呼ばれる分子が表面に結合しています。 「これらのポリフェノールはしっかりと付着しているため、除去するのは非常に困難です」とマクレメンツ氏は言います。

専門家は、豆臭さやその他の異臭を排除するのは良いことだということに同意しています。しかし、開発者が植物由来の卵を本物の卵に近い味にするために積極的に取り組む必要があるかどうかについては、あまり合意が得られていない。 「それは実は意見が分かれる質問です」とジョーンズ氏は言う。

卵の風味の多くは硫黄化合物によるものですが、これは必ずしも消費者を満足させるものではありません。 「卵は腐敗するときに硫黄を放出するため、一定の味がします」とジョーンズ氏は言う。 Eat Just の卵を含まないマヨネーズと従来の本物の卵を使用したマヨネーズを比較するよう試食者に依頼したところ、「少なくとも 50 パーセントが、本物の卵を使用したマヨネーズの硫黄風味が気に入らなかった」と彼は述べています。

これは開発者にとって困惑の原因となります。 「硫黄の風味を持つべきでしょうか、それとも独自の視点、つまりシェフが開発した風味を持つべきでしょうか？まだ答えはありません」とジョーンズ氏は言う。オムレツのようなものであっても、開発者は「どんな調味料を加えても味が決まる中立的な場所」を目指すことができる、と彼は言う。

食品技術者がこれらの課題を克服するために努力するにつれて、植物ベースの卵はますます良くなる可能性があります。しかし、最終的な目標は、本物の卵の性能に匹敵するだけでなく、それを超えることかもしれません。すでにマクレメンツ氏らは、目の健康に重要な栄養素であるルテインを植物ベースの卵黄の油滴に添加する実験を行っている。

将来的には、科学者は栄養ニーズに合わせてタンパク質のアミノ酸組成を調整したり、植物ベースの卵のカルシウムや鉄の含有量を増やしたりすることができるようになるでしょう。 「最終的には、現在入手可能なものよりもはるかに健康的なものを開発できるでしょう」と、代替タンパク質の開発に注力する国際非営利団体グッド・フード・インスティテュートの食品科学者ビアンカ・ダッタ氏は言う。 「私たちは、何が可能なのかを模索し始めたばかりです。」