食用油を長く置くと古い油のようなにおいが出たり、ナッツや魚の風味が変わったり、肉の赤い色が褐色へ近づいたりすることがあります。これらの品質変化には、食品成分の「酸化」が深く関わっています。
酸化というと油脂の劣化を思い浮かべやすいですが、実際の食品では脂質だけでなく、たんぱく質、色素、ビタミンなども酸化の影響を受けます。そのため、酸化が進むと、におい・味だけでなく、色、食感、保水性、栄養品質など複数の性質が同時に変わることがあります。
結論：酸化で「別の物質」が生まれ、食品の構造も変わるから
食品の酸化がおいしさや品質へ影響する主な理由は、次のように整理できます。
- 脂質酸化によってアルデヒド、ケトン、アルコールなどの揮発性物質が生じ、においや風味が変わる
- たんぱく質が酸化すると構造や結合状態が変わり、食感や保水性が低下することがある
- 肉などではミオグロビンの酸化によって色が変わる
- ビタミンや色素など酸化に弱い成分が失われ、栄養品質や見た目が変化することがある
- 脂質酸化とたんぱく質酸化が互いに影響し、品質劣化が連鎖的に進む場合がある
つまり、酸化は単に「酸素がつく」一つの反応ではありません。食品中では多くの成分が連鎖的に変化し、その生成物や構造変化が人の感覚に現れることで、品質低下として感じられます。
脂質酸化では、まず過酸化物ができ、その後ににおい成分が生まれる
油脂に多く含まれる不飽和脂肪酸は、酸素と反応して酸化されます。反応の初期には脂質ヒドロペルオキシドなどの一次酸化生成物ができます。
これらの一次生成物そのものは、強いにおいを持たない場合もあります。しかし、さらに分解すると、アルデヒド、ケトン、アルコールなどの小さな揮発性化合物が生じます。
脂質酸化と食品風味を扱った国内の総説では、大豆油脂の酸化から生じるヘキサナールや、魚油由来のさまざまなカルボニル化合物が、食品特有の好ましくないにおいへ関与すると説明されています。
そのため、油の酸化がある程度進むと、化学分析上の変化だけでなく、「古い油のようなにおい」「青臭いにおい」「魚臭さの増加」として人が感じるようになります。
少量の酸化生成物でも、強くにおうことがある
食品のにおいは、生成物の量だけでは決まりません。化合物ごとに、人がにおいとして感じ始める濃度である「におい閾値」が違うためです。
脂質酸化で生じるアルデヒドなどの中には、少量でも強い香りを示すものがあります。そのため、脂質全体のごく一部しか酸化していなくても、風味の変化が先に目立つ場合があります。
海外の脂質酸化レビューでも、脂質酸化は多様な揮発性化合物を生み、食品の香りや風味の品質を大きく変える反応として位置づけられています。
このため、「酸化した油は見た目がほとんど変わっていないのに、においだけがおかしい」ということが起こります。
酸化したにおいは、味の感じ方まで変える
食品のおいしさは、舌で感じる甘味・塩味・酸味・苦味・うま味だけで決まりません。食べ物から出る揮発性成分が鼻へ届き、味覚と統合されて「風味」として感じられます。
そのため、酸化によって好ましくないにおいが生じると、舌で感じる基本味が大きく変わっていなくても、「まずい」「古い味がする」「油っぽい嫌な味がする」と感じやすくなります。
また、脂質酸化生成物の一部は苦味や刺激感などにも関係することがあります。つまり、酸化による風味劣化は、においと味を完全に分けて考えることができません。
食用油が酸化すると、不快なにおいだけでなく色や泡立ちも変わる
農林水産省は、食用油は光や空気に触れると酸化し、不快なにおいが生じるため、暗く涼しい場所で保存し、開封後は早めに使うよう案内しています。
さらに、高温で繰り返し使う油では酸化だけでなく、熱分解や重合なども進みます。その結果、色が濃くなる、粘度が上がる、泡が消えにくくなるといった変化が起こることがあります。
したがって、油の「劣化」は酸化だけで説明できるわけではありませんが、酸化は風味と保存安定性を低下させる重要な要因です。
肉の色はミオグロビンの酸化状態で変わる
肉の赤色には、筋肉中のミオグロビンという色素たんぱく質が関わっています。ミオグロビンは鉄を含み、その鉄の酸化状態や酸素との結合状態によって色が変わります。
新鮮な牛肉などで見られる明るい赤色のオキシミオグロビンが酸化すると、褐色のメトミオグロビンが増えます。そのため、保存中に酸化が進むと、肉が茶色っぽく見えることがあります。
肉色に関する海外の総説でも、ミオグロビンの酸化還元状態は肉色を決める中心的な要因であり、色の変化が消費者の品質評価へ強く影響すると整理されています。
ただし、肉が褐色だからといって、それだけで腐敗や安全性を判断することはできません。肉色は酸素との接触、包装、pH、温度などでも変化します。
たんぱく質が酸化すると、食感や保水性が変わることがある
酸化の影響を受けるのは脂質だけではありません。肉や魚などでは、たんぱく質も活性酸素や脂質酸化生成物などの影響を受けて酸化されます。
たんぱく質が酸化すると、アミノ酸側鎖の修飾、カルボニル化、分子同士の架橋、断片化などが起こり、立体構造や溶解性が変わることがあります。
2022年のレビューでは、筋肉食品のたんぱく質酸化によって保水性が低下し、ドリップが増え、食感へ悪影響が出る可能性が整理されています。また、たんぱく質分子が凝集すると、調理後の硬さや弾力も変わる場合があります。
このため、酸化した肉や魚の品質低下は「脂が酸化してにおう」だけではなく、筋肉たんぱく質の機能変化も関わっています。
脂質酸化とたんぱく質酸化は別々には進まない
食品中では、脂質とたんぱく質は近い場所に存在しています。脂質酸化で生じた活性の高い化合物がたんぱく質と反応したり、たんぱく質や色素に含まれる鉄などが脂質酸化を促進したりすることがあります。
肉では、脂質酸化とミオグロビン酸化が互いに影響し、風味劣化と変色が同時に進むことがあります。
そのため、酸化した食品では「香りだけ悪くなる」「色だけ変わる」というより、複数の品質項目が連動して変化する場合があります。これが、酸化による品質劣化を複雑にしている理由の一つです。
酸化は栄養品質にも影響する
食品の品質には、味や香りだけでなく栄養価も含まれます。酸化に弱いビタミンや必須脂肪酸などは、加工・保存中の酸化によって量が減ることがあります。
たんぱく質酸化についても、必須アミノ酸が化学的に変化したり、たんぱく質の構造変化によって消化酵素が作用しにくくなったりする可能性が報告されています。
2022年の筋肉食品のレビューでは、たんぱく質酸化が食感や保水性だけでなく、必須アミノ酸の損失や消化性の低下を通じて栄養品質にも影響し得ると整理されています。
ただし、実際の栄養損失の程度は食品、加工方法、保存条件によって異なります。酸化していることだけから栄養価を一律に判断することはできません。
酸化は「悪い変化」だけとは限らない
酸化という言葉は品質劣化と結びつきやすいですが、食品加工では適度な酸化反応が香り形成へ関与する場合もあります。
加熱、発酵、熟成などでは脂質由来の揮発性化合物が、メイラード反応など他の反応生成物と組み合わさり、食品特有の香りを作ることがあります。
つまり、酸化生成物が存在すること自体が必ず「悪い」のではありません。問題になるのは、食品が本来期待される品質から外れるほど酸化が進み、好ましくない風味や色、食感変化が生じることです。
酸化による劣化と腐敗は別の現象
酸化と腐敗は、どちらも食品の品質を悪くするため混同されやすいですが、仕組みは異なります。
酸化は主に食品成分と酸素や活性酸素などが関わる化学反応です。一方、腐敗では細菌、酵母、カビなどの微生物が増殖し、食品成分を分解します。
酸化した食品では微生物がほとんど増えていなくても、におい、色、栄養成分が変化することがあります。逆に、腐敗が進んでいても、酸化が品質低下の主原因とは限りません。
保存技術では、この二つを別々に考える必要があります。冷蔵は微生物増殖と酸化の両方を遅くする場合がありますが、脱酸素包装や遮光包装は特に酸化抑制を目的として使われることがあります。
酸化を抑えると、香り・色・食感を長く保ちやすい
食品の酸化を抑える基本は、酸化を促進する条件を減らすことです。
- 空気との接触を減らす
- 直射日光や強い照明を避ける
- 高温を避け、食品に適した温度で保存する
- 開封後は長期間放置しない
- 必要に応じて酸素バリア性の高い包装や脱酸素剤を使う
- 食品に適した抗酸化成分を利用する
農林水産省が食用油を暗く涼しい場所で保存し、開封後は早めに使うよう勧めているのも、光・空気・高温による酸化を抑え、風味を保つためです。
まとめ
食品が酸化すると、においや味、色や食感まで変わるのは、脂質、たんぱく質、色素、ビタミンなど複数の食品成分が酸化され、新しい物質が生じたり、分子構造が変わったりするためです。
脂質酸化では、アルデヒドやケトンなどの揮発性化合物が生じ、好ましくないにおいや風味につながります。肉ではミオグロビンの酸化が変色へ関係し、たんぱく質酸化は保水性や食感、栄養品質へ影響することがあります。
さらに食品中では、脂質酸化・たんぱく質酸化・色素酸化が互いに影響するため、酸化による品質低下は一つの感覚だけに現れるとは限りません。
酸化を抑えることは、賞味期間を延ばすだけでなく、食品本来の香り、味、色、食感、栄養品質を保つことにつながります。空気、光、高温を避け、食品ごとの保存表示に従うことが基本です。
参考資料
- 農林水産省「保存：保管場所に気をつける」
- 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, 2007
- Protein oxidation in muscle-based products: Effects on physicochemical properties, quality concerns, and challenges to food industry, Food Research International, 2022
- Suman SP, Joseph P. Myoglobin chemistry and meat color. Annual Review of Food Science and Technology, 2013
- Role of Lipids in Food Flavor Generation, 2022
コメント