同じ種類の飲み物でも、「濃い」「薄い」と感じることがあります。砂糖を多く入れた飲み物は甘く感じやすく、果汁の割合が高い飲料は果実らしい味や香りが強く感じられることがあります。
ただし、日常語の「濃さ」には二つの意味が混ざっています。一つは、液体の中にどれだけ成分が含まれているかという濃度です。もう一つは、飲んだ人が感じる味・香り・色などの感覚的な強さです。
この二つは関係しますが、完全には一致しません。成分濃度が同じでも、温度や他の味成分、粘度、香りなどによって「濃く感じる」「薄く感じる」が変わることがあるからです。
飲み物の「濃度」とは何？
濃度とは、溶液全体に対して、ある成分がどれだけ含まれているかを表す量です。
たとえば砂糖水なら、水に溶けた砂糖が溶質で、水が主な溶媒です。同じ量の水に砂糖を多く加えれば砂糖濃度は高くなり、少なく加えれば低くなります。
OpenStaxでは、溶液中のある成分の相対的な量を濃度とし、質量百分率、体積百分率、モル濃度など複数の表し方があると説明しています。
つまり「濃い・薄い」は、本来は何の成分について、どの基準で比べるかを決めて初めて数量として表せます。
なぜ濃度にはいろいろな表し方があるの？
目的によって便利な基準が違うから
濃度には、質量百分率、体積百分率、質量体積百分率、モル濃度などがあります。
質量百分率なら、溶液全体の質量に対して目的成分が何％あるかを表します。たとえば100gの溶液中に砂糖が10gなら、砂糖の質量百分率は10％です。
一方、化学反応を考えるときは、分子やイオンの数に対応しやすいモル濃度が便利です。モル濃度は、溶液1Lあたりに何molの溶質が含まれるかで表します。
飲料では、糖、酸、塩分、アルコール、カフェインなど、目的成分によって使いやすい濃度表現が異なります。
水を足すと、なぜ飲み物は薄くなるの？
水を加えても、もとの飲み物に含まれていた砂糖や塩などの量そのものは変わりません。しかし、溶液全体の量が増えるため、単位量あたりに含まれる成分量は小さくなります。
これが希釈です。
たとえば100mL中に10gの砂糖を含む飲み物へ水を加えて200mLにすれば、砂糖の総量は10gのままですが、1mLあたりの砂糖量はおよそ半分になります。
OpenStaxでも、希釈では溶質量を変えずに溶媒を加えることで濃度を下げると説明されています。
「味が薄まる」のは、単に水っぽくなるからではなく、舌へ届く単位量あたりの呈味成分が少なくなるためです。
水分を減らすと、なぜ濃くなるの？
反対に、飲み物から水分を取り除けば、残った液体に対する成分の割合は高くなります。
加熱して水を蒸発させる濃縮、膜を使って水を分離する方法、凍結して氷を分ける凍結濃縮などがその例です。
ただし、濃縮では水だけが変化するとは限りません。加熱濃縮では香気成分が一緒に失われたり、熱によって色や風味が変わったりする場合があります。
そのため、同じ糖濃度まで濃縮しても、方法が違えば香りや色、口当たりが同じになるとは限りません。
「糖度」と「砂糖の濃度」は同じなの？
飲料や果汁では「糖度」という言葉がよく使われます。代表的な指標がBrixです。
Brixは、ショ糖水溶液を基準にした屈折率などから可溶性固形分の濃さを表す指標です。果汁では糖が可溶性固形分の大きな部分を占めるため、一般に糖度の目安として広く使われています。
ただし、果汁には糖だけでなく有機酸なども含まれ、それらも屈折率へ影響します。日本の計測分野の解説でも、果汁のBrix値は糖だけを純粋に測った値ではなく、酸など他の可溶性成分の影響も含むことが説明されています。
したがって、Brixが高いことを「砂糖だけが多い」と完全に同じ意味で扱うのは正確ではありません。
Brixが高ければ必ず甘く感じるの？
必ずしもそうではありません。
果汁では糖が多いほど甘味は強くなりやすいものの、酸味が強ければ甘さの印象は変わります。柑橘類などでは、糖だけでなく糖と酸のバランスが食味に大きく関係します。
さらに、同じ糖濃度でも温度によって甘味の感じ方が変わることがあります。
日本調理科学会誌の研究では、甘味溶液や市販甘味飲料を用いた官能評価で、温度が甘味感受性に影響することが調べられています。
つまり測定された成分濃度と、人が感じる「甘さの濃さ」は別の量です。
なぜ同じ濃度でも味の強さが変わるの？
味同士が影響し合うから
飲み物には、一つの味成分だけが存在するとは限りません。砂糖、酸、塩、うま味成分、苦味成分などが同時に含まれています。
味覚では、ある味が別の味を強く感じさせたり、反対に弱く感じさせたりすることがあります。
日本の調味濃度に関する研究でも、塩味とうま味などが同時に存在すると、単独の場合とは濃度の感じ方が変わることが報告されています。
そのため、「塩分が同じなら塩味の強さも必ず同じ」「糖分が同じなら甘味も同じ」とは限りません。
温度で「濃い・薄い」の感じ方が変わるのはなぜ？
味覚受容や香りの放出は温度の影響を受けます。
冷たい飲み物と常温の飲み物では、同じ糖濃度でも甘味の感じ方が変わる場合があります。また、温度が上がると揮発性の香気成分が液体から空気中へ出やすくなるため、香りが強く感じられることがあります。
その結果、分析上の濃度が変わっていなくても、飲む温度を変えるだけで全体の風味を「濃く感じる」「薄く感じる」ことがあります。
これは、濃度が物質量の比を表すのに対し、味の強さは人の感覚系で生じる知覚だからです。
粘度でも濃さの感じ方は変わるの？
変わることがあります。
とろみのある飲み物では、味成分が口の中で移動する速さや、舌・唾液との混ざり方が変わります。
日本の研究では、とろみを付けた溶液で甘味や酸味の認知閾値や味覚強度が変化することが報告されています。
つまり、同じ量の砂糖や酸を含んでいても、液体の粘度が違えば、感じる味の強さまで同じとは限りません。
日常語の「濃厚」という表現には、味成分濃度だけでなく、とろみ、脂肪感、香りの持続性なども含まれている場合があります。
熱中症対策飲料でも濃度によって感じ方が変わるの？
飲み物の成分濃度は、実際の飲みやすさや味の印象にも関係します。
2023年の日本家政学会誌の研究では、濃度を変えた熱中症対策飲料を用いて、酸味、塩味、おいしさ、飲みやすさなどの官能特性が調べられました。
研究では、試料の濃度だけでなく、発汗という飲む人の生理状態によっても味や嗜好の評価が変化しました。
この結果は、飲料の「濃さ」が物理的な成分濃度だけでなく、飲む側の状態によっても違って感じられることを示しています。
「2倍濃縮」は成分が全部2倍なの？
「2倍濃縮」などの表示は、通常は製品設計上の基準となる濃さに対して、希釈して使用することを前提とした濃縮品であることを示します。
ただし、自然原料を濃縮した食品では、すべての成分が完全に同じ比率で2倍になるとは限りません。水を除く過程で、揮発性の香り成分が失われたり、加熱による反応が起こったりする可能性があるためです。
家庭で濃縮飲料を薄める場合は、表示された希釈倍率に従うことが、設計された味や成分濃度へ戻す基本になります。
氷が溶けると飲み物が薄く感じるのはなぜ？
氷が溶けると水が飲み物へ加わります。砂糖、酸、塩などの成分量が同じまま液体全体の量が増えるため、濃度は下がります。
たとえばアイスコーヒーやジュースでは、時間がたって氷が多く溶けると、味や香りが弱く感じられることがあります。
ただし、同時に飲み物の温度も変化するため、感じ方の変化は希釈だけでは決まりません。濃度低下と温度変化が同時に起きている点が重要です。
逆に、凍りかけの飲み物が濃く感じることがあるのはなぜ？
飲み物が凍るとき、氷の結晶には主として水分子が取り込まれます。砂糖や酸、塩などの溶質は氷へ入りにくく、まだ凍っていない液体側に残ります。
その結果、未凍結部分では溶質濃度が高くなります。これは凍結濃縮と呼ばれる現象です。
そのため、凍りかけのジュースやシャーベットでは、液体部分だけを飲むと通常より甘味や酸味が強く感じられる場合があります。
濃度が高いほど「おいしい」の？
濃度が高ければ必ずおいしいわけではありません。
甘味、酸味、塩味、苦味などには、それぞれ好まれやすい範囲があります。ある成分を増やせば最初は味がはっきりしても、増やしすぎると甘すぎる、しょっぱすぎる、酸っぱすぎると感じることがあります。
また、複数の味成分のバランスも重要です。果汁では糖と酸、スポーツ飲料では糖・酸・塩分などの組み合わせが全体の印象を決めます。
飲料設計では、一つの成分を最大化するのではなく、目的に応じて複数の成分濃度と香り、温度、口当たりを組み合わせることが重要になります。
家庭で「濃さ」を比べるときの注意点
まず、「何が濃いのか」を分けて考えることが大切です。
砂糖濃度が高いのか、果汁割合が高いのか、色が濃いのか、香りが強いのか、とろみが強いのかでは意味が異なります。
また、味見で比べる場合は温度をそろえないと、成分濃度が同じでも感じ方が変わることがあります。
市販飲料では、栄養成分表示や果汁割合、アルコール分など、目的に合った表示を確認すると、感覚だけではなく成分量から濃さを考えられます。
まとめ
飲み物の濃さは、まず科学的には「液体全体に対して、ある成分がどれだけ含まれているか」という濃度で表されます。水を加えれば希釈され、水を取り除けば濃縮されます。
濃度には質量百分率、体積百分率、モル濃度など複数の表し方があり、果汁などではBrixが可溶性固形分の目安として使われます。ただしBrixは糖だけの量をそのまま表すとは限りません。
さらに、人が感じる「濃い・薄い」は成分濃度だけでは決まりません。温度、他の味成分、粘度、香り、飲む人の状態などによって、同じ濃度でも味の強さが変わることがあります。
つまり飲み物の濃さを理解するには、測定できる成分の濃度と、人が感じる味・香りの強さを分けて考えることが重要なのです。
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参考資料
- 樺澤貴宏ほか「熱中症対策飲料の濃度と入浴による発汗が官能特性に及ぼす影響」日本家政学会誌
- 岡本洋子・吉田惠子「甘味感受性に及ぼす温度の影響」日本調理科学会誌
- 「青果物の糖度を非破壊で計測する」計測と制御
- OpenStax, Molarity
- OpenStax, Other Units for Solution Concentrations
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