食品を保存したり調理したりしていると、においが変わる、色がくすむ、食感が硬くなる、味が落ちるといった変化が起こることがあります。こうした品質変化の大きな原因の一つが「酸化」です。
酸化というと油が古くなる現象を思い浮かべやすいですが、実際には脂質だけでなく、タンパク質、色素、ビタミン、香気成分など、さまざまな食品成分が酸化の影響を受けます。その結果、風味、色、食感、保水性、栄養価などが変わります。
一方で、酸化は常に悪い変化だけを意味するわけではありません。調理や熟成の過程では、適度な酸化によって香りやコクに関係する成分が生まれる場合もあります。食品のおいしさを考えるうえでは、「酸化するかしないか」ではなく、どの成分が、どの程度、どのように酸化するかが重要です。
食品の酸化では何が変わっているの？
食品中では、酸素や光、熱、金属イオン、酵素などをきっかけに酸化反応が起こります。
脂質では、特に二重結合を多く持つ不飽和脂肪酸が酸化されやすく、最初に過酸化物などが生じ、その後アルデヒド、ケトン、アルコールなどさまざまな分解生成物へ変わります。
タンパク質では、アミノ酸側鎖の酸化、架橋、分解、凝集などが起こり、タンパク質本来の構造や機能が変わります。色素やビタミンでも酸化によって分子構造が変化し、色や栄養価が変わることがあります。
つまり酸化は、一つの反応ではなく、食品中の複数の成分で同時に進むさまざまな反応の総称として考えると理解しやすくなります。
なぜ酸化すると風味が変わるの？
脂質酸化でにおいの強い化合物が生まれるから
脂質が酸化すると、最初に生じた過酸化物はさらに分解され、アルデヒドやケトンなどの揮発性成分になります。
これらの中には非常に低い濃度でも人がにおいを感じる物質があり、古い油のようなにおい、青臭さ、魚臭さ、段ボールのようなにおいなど、食品ごとに異なる酸化臭の原因になります。
日本の脂質酸化研究でも、多価不飽和脂肪酸の酸化で生じるカルボニル化合物が、食品の風味を大きく変えることが示されています。大豆の豆臭に関係するヘキサナールや、魚油の酸化から生じる多様なにおい成分はその代表例です。
酸化生成物が「おいしさ」に寄与する場合もある
酸化生成物はすべて不快なにおいを生むわけではありません。
植物性食品では、酵素による脂質酸化から生じる香気成分が、その食品らしい青葉の香りや新鮮な香りに関係する場合があります。また、加熱調理では油脂由来の酸化生成物が、揚げ物や炒め物のコクや香りの一部に関わることもあります。
そのため、酸化は「ゼロにすれば必ず最もおいしい」という単純なものではありません。必要以上に進めば劣化になりますが、食品によっては適度な酸化が特徴的な香りをつくる場合があります。
なぜ酸化すると色が変わるの？
色素や色に関わるタンパク質の状態が変わるから
食品の色は、クロロフィル、カロテノイド、アントシアニン、ミオグロビンなどさまざまな色素・色素タンパク質によって生まれています。
肉では、ミオグロビン中の鉄の酸化状態が変わると色も変わります。鮮やかな赤色を示す状態から酸化が進むと、褐色に見えるメトミオグロビンが増えます。
タンパク質酸化に関するレビューでも、ミオグロビンの酸化が肉や魚の色安定性に大きく影響し、赤みの低下や褐変につながることが整理されています。
野菜や果物でも、色素の酸化や酸化酵素の作用によって色がくすんだり、褐変したりすることがあります。
なぜ酸化すると食感まで変わるの？
タンパク質の構造が変わるから
肉、魚、卵、乳製品、豆類などでは、タンパク質が食品の硬さ、弾力、保水性、ゲル形成などに大きく関係しています。
タンパク質が酸化すると、アミノ酸側鎖が変化したり、タンパク質同士が架橋したりして、分子構造が変わります。その結果、溶解性、保水性、乳化性、ゲル形成などの機能が変化します。
筋肉食品の研究では、強いタンパク質酸化によって肉が硬くなったり、水分保持力が低下したり、ゲル形成性が悪化したりすることが報告されています。
一方、軽度から中程度の酸化では、条件によってタンパク質同士の結びつきが適度に増え、ゲル構造が強くなる例もあります。ここでも「酸化量が多いほど悪い」と一律には言えず、程度が重要です。
なぜ酸化するとジューシーさが変わるの？
肉や魚のジューシーさには、タンパク質が水を保持する力が関係しています。
酸化によって筋原線維タンパク質が変性・凝集すると、水を保持する空間や結合状態が変わり、ドリップが出やすくなることがあります。
すると、見た目の水分損失だけでなく、調理後のジューシーさや口当たりにも影響します。水分と一緒に水溶性の味成分が流出すれば、味の濃さやうま味にも関係します。
このため、肉や魚では脂質酸化だけでなく、タンパク質酸化も食感やおいしさを左右する重要な品質要因になります。
酸化は栄養価にも影響するの？
酸化されやすいアミノ酸やビタミンが変化することがある
タンパク質を構成するアミノ酸の中には、酸化を受けやすいものがあります。メチオニン、システイン、トリプトファン、リジンなどが酸化・修飾されると、タンパク質の栄養価や消化性に影響することがあります。
筋肉食品のタンパク質酸化をまとめたレビューでは、酸化によって必須アミノ酸が失われたり、タンパク質の消化性や利用性が低下したりする可能性が示されています。
また、ビタミンCやビタミンEなど酸化還元反応に関わる成分も、保存・加熱中に酸化されて減少することがあります。
ただし、酸化の程度は食品や加工条件によって大きく異なります。通常の食品を見て「酸化しているから栄養がない」と判断できるものではありません。
食品によって酸化の影響が違うのはなぜ？
食品ごとに含まれる脂質、タンパク質、色素、抗酸化成分、金属、酵素などの量が違うからです。
魚はEPAやDHAなど高度不飽和脂肪酸を多く含むため、脂質酸化の影響を受けやすい食品です。肉では脂質酸化とタンパク質酸化が同時に進み、色、香り、硬さ、保水性が変化します。
一方、野菜や豆ではリポキシゲナーゼなどの酵素が脂質酸化に関与し、青臭さや特徴的な香りを生む場合があります。
さらに、食品中のビタミンE、ポリフェノール、カロテノイドなどの抗酸化成分は、酸化の進行を抑える方向に働きます。
酸化を進める条件には何がある？
酸化の進み方には、酸素、温度、光、金属イオン、水分状態、食品の表面積などが関係します。
食品を細かく砕いたり切ったりすると、空気に触れる面積が増え、細胞内部の成分と酸素が接触しやすくなります。肉をひき肉にすると塊肉より酸化しやすくなるのも、この影響があります。
鉄や銅などの金属は酸化反応を促進することがあり、肉や魚ではヘム鉄も反応に関与します。光は一重項酸素など反応性の高い酸素種を生じさせ、酸化を速める場合があります。
そのため、低温、遮光、酸素を減らす包装、適切な包装材、抗酸化成分などを組み合わせて品質を保つ方法が使われています。
酸化を防げば食品はずっと同じ品質になる？
酸化を抑えることは品質保持に有効ですが、食品の変化は酸化だけではありません。
微生物増殖、酵素反応、水分の移動、デンプンの老化、タンパク質分解など、酸化とは別の変化も同時に進みます。
また、真空包装や脱酸素包装で酸素を減らしても、残存酸素や包装材を通る酸素があるため、酸化を完全にゼロにすることは難しい場合があります。
食品の品質保持では、酸化対策だけに頼るのではなく、温度、湿度、光、包装、保存期間などをまとめて管理することが重要です。
家庭で酸化を抑えるには？
家庭では、食品表示に書かれた保存方法を守ることが基本です。
油、ナッツ、乾物などは直射日光や高温を避け、開封後はふたをしっかり閉めて空気との接触を減らします。冷蔵・冷凍が必要な食品は適切な温度で保存します。
肉や魚は購入後できるだけ早く使い、保存する場合はラップや密閉袋などで空気との接触を減らすと酸化を抑えやすくなります。
ただし、異臭、強い苦味、変色など明らかな異常がある食品は、単に「酸化しただけ」と決めつけず、食べない方が安全です。
まとめ
食品の酸化がおいしさや品質に影響するのは、脂質、タンパク質、色素、ビタミンなどが酸化によって別の物質や構造へ変化するからです。
脂質酸化ではアルデヒドなどが生じ、香りや味が変化します。タンパク質酸化では構造が変わり、硬さ、保水性、ゲル形成、色、栄養価などに影響します。色素やミオグロビンの酸化は、食品の見た目にも表れます。
一方、酸化生成物の一部は調理香や食品らしい風味に寄与することもあります。酸化は単純に「悪い反応」ではなく、その種類と程度によっておいしさにも劣化にもつながる反応です。
食品の品質を保つには、酸素だけでなく、温度、光、金属、包装、保存時間などを組み合わせて酸化を適切にコントロールすることが大切です。
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参考資料
- 高村仁知「食品中の脂質の酸化生成物による風味変化」オレオサイエンス
- 黒田久夫「植物性食品のおいしさと脂質酸化酵素」東京家政学院大学紀要
- Protein Oxidation in Muscle Foods: A Comprehensive Review
- Lipid oxidation in foods and its implications on proteins
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