コーヒーやお茶を開封してしばらく置くと、最初に感じた華やかな香りが弱くなったり、果物や油脂を含む食品では、保存中に青臭さや酸化臭のような別のにおいが目立つことがあります。冷蔵していても、食品の香りは完全には止まりません。
これは、保存中に香気成分が空気中へ逃げるだけでなく、酸素や光、温度、酵素、微生物などの影響で香気成分そのものが増減・変化するためです。さらに、包装材料へ香気成分が吸着したり、逆に包装内部の酸素量によって酸化反応の進み方が変わったりします。
結論から言うと、保存中に食品の香りが変わるのは、揮発による香気成分の損失、酸化や分解による新しい揮発性成分の生成、包装材への収着、食品内部の酵素・微生物反応などが時間とともに進むからです。したがって「香りが変わる＝単に香りが弱くなる」とは限りません。好ましい香りが減る一方で、別の香りやオフフレーバーが新しく生じることもあります。
保存中の香り変化には「減る変化」と「生まれる変化」がある
食品の香りは、多数の揮発性成分の組み合わせでできています。保存を始めると、その一部は食品から気相へ移り、包装内のヘッドスペースへ出ていきます。開封状態なら、そのまま周囲の空気へ失われます。
一方、保存中には食品成分の酸化や分解も進みます。脂質からアルデヒドやケトンが生じたり、果実では代謝や発酵によってアルコールやエステルの組成が変わったりします。
つまり、保存中の香り変化は「元の香りが減る」現象と「新しい香りが生まれる」現象が同時に進んだ結果です。総香気量がそれほど変わらなくても、成分の比率が変われば、人が感じる香りの質は大きく変わります。
揮発性の高い香気成分ほど、保存中に失われやすい
食品の香りに関わる成分の多くは揮発性を持っています。香りとして鼻に届くためには必要な性質ですが、保存という観点では「逃げやすさ」にもつながります。
容器を開けた状態では、食品表面から気相へ移った香気成分が周囲へ拡散していきます。特に蒸気圧が高く、食品マトリックスへの保持が弱い成分は失われやすくなります。
このため、保存後に「香りが薄くなった」と感じるとき、すべての香気成分が同じ割合で減っているとは限りません。トップノートを作る揮発性の高い成分が先に減り、比較的残りやすい重い香りが相対的に目立つことで、香りの印象そのものが変わることがあります。
酸素があると、脂質酸化から新しいにおいが生まれる
保存中の香り変化で重要なのが酸化です。特に油脂を含む食品では、不飽和脂肪酸が酸素と反応し、過酸化物を経てアルデヒド、ケトン、アルコールなどの揮発性成分を生じます。
こうして生まれる成分の中には、油脂食品の酸敗臭や段ボール様、草様などのオフフレーバーに関わるものがあります。海外のレビューでも、脂質酸化によって生成する揮発性成分は、肉や油脂食品の保存寿命を左右する重要な品質指標とされています。
酸化は「香りが消える」のではなく、元の香りに別のにおいを加える変化です。そのため、保存前後で香気成分を比較すると、減少する成分だけでなく増加する成分も見られます。
酸化は脂質だけでなく、食品全体の風味品質に影響する
酸化は食品の品質劣化を引き起こす代表的な反応の一つです。脂質だけでなく、色素、ビタミン、香気成分なども酸化の影響を受けます。
食品の保存寿命に関する海外レビューでは、微生物的に安定した食品でも、酸化によって消費者が受け入れられない品質へ達することがあると整理されています。つまり、腐敗していなくても香りや味の劣化によって「品質の限界」を迎える場合があります。
このため、保存性を評価するときには微生物数や見た目だけでなく、香気成分と官能評価も重要です。安全に食べられる期間と、香りを含む感覚品質が十分保たれる期間は必ずしも同じではありません。
開封後のしょうゆでも香気成分は時間とともに変わる
保存による香り変化の具体例として、しょうゆがあります。しょうゆには発酵・熟成由来の多様な香気成分が含まれていますが、開封後は酸素との接触が増え、時間とともに香気組成が変化します。
日本食品科学工学会誌の研究では、酸化防止機能を持つ容器と通常のPETボトルなどで開封後のしょうゆを保存し、香気成分の変化が比較されています。その結果、酸化防止容器では経時的な香気成分変化が小さく、香りの鮮度維持に容器条件が重要であることが示されています。
この例からも、香りの保存性は食品そのものだけでなく、どれだけ酸素へ触れるかという容器設計によって変わることが分かります。
包装材が香りを「吸い取る」こともある
包装は外部から食品を守りますが、包装材料と香気成分の間にも相互作用があります。香気成分が高分子フィルムへ吸着・吸収され、食品側から減る現象は「香気の収着」や「スキャルピング」と呼ばれることがあります。
PETボトル中で食品香気成分の変化を調べた国内研究では、香気成分によって容器への収着の程度が異なることが示されています。つまり、同じ包装でもすべての香気成分を同じように保持できるわけではありません。
包装フィルムの保香性に関する国内総説でも、酸素を通しにくいガスバリア性と、香気成分を逃がさない保香性は必ずしも同じではないとされています。香気成分と包装材料の親和性によって、実際の保持性が変わるためです。
包装の「酸素バリア」と「保香性」は別の性能
酸素を通しにくい包装は、食品の酸化を抑えるのに有効です。しかし、酸素バリア性が高いからといって、あらゆる香気成分を完全に保持できるとは限りません。
香気成分には疎水性の高いもの、水との親和性が高いものなど多様な性質があります。包装フィルム側も高分子の種類、結晶性、自由体積などが異なり、それぞれ香気成分との親和性が違います。
このため食品包装では、酸素透過率だけを見ればよいわけではありません。その食品で重要な香気成分が包装を通過しにくいか、あるいは包装材へ吸着されにくいかまで考える必要があります。
温度が高いほど、多くの保存反応は速くなりやすい
保存温度は香りの変化速度を大きく左右します。温度が上がると、多くの化学反応の速度が上昇し、酸化や分解が進みやすくなります。また、香気成分の蒸気圧も高くなるため、揮発による損失も増えやすくなります。
そのため、常温より冷蔵、冷蔵より冷凍の方が、多くの食品で香りの変化を遅らせやすくなります。
ただし、低温ならすべての香り変化が止まるわけではありません。冷蔵中でも酸化や酵素反応は進みますし、冷凍では氷結晶による組織破壊によって解凍後の香気放出が変わることもあります。保存温度は反応を「止める」のではなく、速度を変える条件と考える方が正確です。
果物では保存中も代謝が続き、香りが作り替えられる
収穫後の果物は、包装された加工食品とは違い、生きた組織として呼吸や代謝を続けています。そのため、保存中も香気成分の合成や分解が進みます。
2024年の果実香気劣化に関するレビューでは、保存中の香り変化に、脂質酸化、アミノ酸分解、発酵代謝などが関与し、温度、酸素、微生物、エチレンなどの条件によって変化すると整理されています。
つまり、果物では「香りが逃げる」だけでなく、植物組織自身の代謝によって新しい香気成分が作られたり、熟成が進んで香気構成が変わったりします。保存条件によっては果実らしい香りが増える段階もあれば、その後に発酵臭や劣化臭が目立つ段階もあります。
酸素を減らせばよいとは限らない
酸素を減らすと脂質酸化や一部の酸化反応を抑えられるため、香りの保持に有効な場合があります。酸素吸収剤や高ガスバリア包装が使われるのはこのためです。
しかし、生鮮果実のように呼吸を続ける食品では、酸素を極端に減らすと通常の代謝ができなくなり、エタノールやアセトアルデヒドなど嫌気的な代謝産物が増えることがあります。
したがって、低酸素保存では「酸素は少ないほどよい」のではなく、その食品が正常な品質を保てる範囲へ調整する必要があります。酸化抑制と異臭発生の両方を考える必要があるのです。
光も香りの変化を速めることがある
光、特に紫外線や短波長の光は、一部の食品成分を励起し、酸化反応を促進することがあります。透明容器に入った油脂食品や乳製品、飲料などでは、光による風味劣化が問題になることがあります。
光酸化では、通常の自動酸化とは異なる経路で反応が進み、非常に速くオフフレーバーが形成される場合があります。そのため遮光ボトルやアルミ蒸着包装などが使われることがあります。
香りの保存では、温度と酸素だけでなく、光への暴露も管理条件の一つです。
微生物が増えると、別の揮発性成分が生じることがある
保存中に微生物が増殖すると、糖、アミノ酸、脂質などを代謝して、アルコール、有機酸、硫黄化合物、アミンなどさまざまな揮発性成分を作ることがあります。
発酵食品では、管理された微生物代謝を利用して好ましい香りを作ります。一方、通常の保存食品で意図しない微生物増殖が起これば、腐敗臭や異臭として感じられることがあります。
ただし、においだけで食品の安全性を完全に判断することはできません。危険な微生物が増えていても強い異臭が出ない場合があるためです。香りは品質変化の手がかりにはなりますが、安全性判定の唯一の基準ではありません。
香気成分の変化量と、人が感じる変化は一致しないことがある
保存前後である香気成分が半分になったからといって、香り全体が必ず半分に弱く感じるわけではありません。香気成分にはそれぞれ嗅覚閾値があり、ごく少量でも強く感じられる物質があります。
また、複数成分の相互作用によって香りの印象が作られるため、一つの成分が少し増えただけでも全体の香りが大きく変わる場合があります。
そのため、保存中の香りを評価するには、GC-MSなどによる成分分析だけでなく、官能評価を組み合わせることが重要です。「何がどれだけ変わったか」と「人がどう感じたか」は分けて確認する必要があります。
保存試験では実際の条件と加速試験を使い分ける
食品の保存寿命を調べるには、実際の流通温度で長期間保存して品質を確認する方法があります。一方、開発段階では、温度などを高めて反応を速める加速試験が使われることもあります。
酸化食品の保存寿命に関するレビューでは、加速試験は有用である一方、実際の保存条件と反応経路が変わる可能性や、受容限界の設定などに注意が必要とされています。
香りの劣化も同じで、高温保存で早く変化を起こせても、常温や冷蔵で起こる変化を完全にそのまま再現できるとは限りません。保存条件に応じて、成分分析と官能評価を組み合わせる必要があります。
香りを保つには「逃がさない」と「変えない」の両方が必要
香りの保存には二つの考え方があります。一つは、香気成分が包装外へ逃げたり包装材へ吸着したりするのを抑えることです。もう一つは、酸化や微生物代謝などによって香気成分そのものが別の物質へ変化するのを抑えることです。
密封、低温、遮光、酸素バリア、酸素吸収剤、適切な包装材の選択などは、この二つの目的を組み合わせて使われます。
ただし、食品ごとに重要な香気成分と劣化反応が違うため、万能な保存方法はありません。コーヒー、しょうゆ、果物、肉、菓子では、それぞれ最適な包装と温度条件が異なります。
まとめ
保存中に食品の香りが変わるのは、揮発によって元の香気成分が失われるだけでなく、脂質酸化や分解、酵素・微生物代謝などによって新しい揮発性成分が生まれるからです。さらに包装材への収着、酸素透過、光、温度、水分などがその速度と方向を変えます。
そのため、保存後の香り変化は単なる「弱くなる変化」ではありません。華やかな成分が減って重い香りが目立つ、酸化臭が新しく生じる、果実の代謝によって香気構成が変わるなど、成分比そのものが変化します。
つまり、保存中の香りを理解するには、「香気成分がどれだけ残ったか」と「保存中に何が新しく生成・変換されたか」の両方を見ることが重要です。食品の香りは保存中も動き続けており、その変化を遅らせるには、温度、酸素、光、包装、時間を食品ごとに適切に管理する必要があります。
関連記事
参考文献・出典
- 笹木哲也ほか「酸化防止容器で保存した醤油における開封後の香気成分変化」日本食品科学工学会誌
- 大葛貴良「食品包装用バリアフィルムとその保香性」におい・かおり環境学会誌
- Calligaris S, et al. Shelf-life Assessment of Food Undergoing Oxidation-A Review.
- Zhao H, et al. Review of fruits flavor deterioration in postharvest storage: Odorants, formation mechanism and quality control.
コメント