高品質食品の供給に関する食品科学工学的研究

誌名誌名 日本食品科学工学会誌

ISSNISSN 1341027X

巻/号巻/号 655

掲載ページ掲載ページ p. 233-246

発行年月発行年月 2018年5月

農林水産省 農林水産技術会議事務局筑波産学連携支援センターTsukuba Business-Academia Cooperation Support Center, Agriculture, Forestry and Fisheries Research CouncilSecretariat

Nippon Shokuhin Kagaku Kogaku Kaishi, 65 (5), 233-246, 2018 Copyrightc2018, Japanese Society for Food Science and Technology doi: 10.3136/nskkk.65.233 http://www.jsfst.or.Jp

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公ぃ爺

高品質食品の供給に関する食品科学工学的研究

（平成 29年度日本食品科学工学会学会賞）

下田満哉＊

九州大学大学院農学研究院食料化学工学講座食品製造工学分野

Food Sciences and Technologies for Development of High Quality Food

Mitsuya Shimada*

Laboratory of Food Process Engineering Division of Food Science and Technology, Graduate School of Bioresource

and Bioenvironmental Science, Kyushu University, 6-10-1 Hakozaki, Higashi-ku, Fukuoka, Fukuoka 812-8581

Our studies on food science and technology for development of high quality food were reviewed. A series of papers deals with food aroma: 1) off-flavor generation in Satsuma mandarin juice during a pasteurization and improper storage, 2) aroma evaluation of coffee and sesame seed oil by multivariate analyses of GC data and sensory data, 3) analytical study on off-flavor of skim milk powder, 4) preparation of odor concentrate by solid phase extraction, 5) non-enzymatic formation of lactones in butter oil, 6) improving the palatability of salt-reduced food using soy sauce aroma, 7) characterization of odor terminology in Japanese, and 8) aroma sorption into plastic materials. A series of papers deals with food process engineering: 1) microbial and enzymatic inactivation under high pressure carbonation, 2) microbial inactivation by the high pressure hydrostatic treatment, and 3) rapid hygrothermal pasteunzat1on of frmts and vegetables usmg saturated water vapor. (Accepted Feb. 2, 2018)

Keywords : high quality food, off-flavor, aroma evaluation. preparation of odor concentrate. microbial inactivation キーワード：高品質食品，オフフレーバー，香りの評価，香気濃縮物の調製，殺菌技術

高品質食品の供給を目的として取り組んできたこれまで

の研究を紹介する．食品の香りに関しては， 1)温州ミカン

果汁の加熱臭ならびに貯蔵臭に関する研究， 2)コーヒーお

よびごま油の香りの GCデータならびに官能データに基づ

く評価， 3)脱脂粉乳のオフフレーバーに関する分析化学的

研究， 4) 固相抽出法による匂い濃縮物の調製， 5)バター

オイルにおけるラクトン類の非酵素的生成， 6)醤油の香り

による減塩食品の嗜好性改善， 7)匂い用語のキャラクタリ

ゼーション， 8)プラスチックフィルムヘの香気成分の収着

に関する研究など．食品工学に関しては， 1)加圧カーボ

ネーションによる殺菌・酵素失活， 2)静水圧処理による殺

菌に関する研究， 3)飽和水蒸気による青果物の迅速殺菌法

の開発に関する研究など．本稿では，高品質食品の製造に

関して得られたこれまでの知見について概説する．

1. 食品の香りに関する研究

. . . . .. 本稿では好ましいにおいに対しては香り，不快なにおい

に対しては臭の字を当てた．快と不快を区別しない場合は

匂いと表記したなお，漢字が続くときは香気と表記した

〒812-8581福岡県福岡市東区箱崎6-10-1＊連絡先 (Correspondingauthor), mshimoda@agr.kyushu-u.ac.jp

1)温州ミカン果汁のオフフレーバーに関する研究

1960年代後半から温州ミカンの生産量が生食可能限界

を上回る状況に至るとともに，我が国における食の近代化

の象徴として，温州ミカン果汁の生産が我が国の南西地域

で活発に行われた温州ミカンは生食には優れた適性を有

するが，果汁生産には適性が低い品種と言わざるを得ない．

本研究は果汁の加熱殺菌工程で発生する加熱臭に関する研

究1)-5) と，果汁製造後の保管流通中に発生する貯蔵臭に関

する研究6)-11) に分けられる．

加熱臭に関する研究では加熱殺菌前後のヘッドスペース

ガスクロマトグラムの比較から，原因物質がジメチルスル

フィド (DMS) と推測したり次に， DMSの発生について

反応速度論的に詳細な解析を行い，その前駆物質がメチル

メチオニンスルホニウム (MMS)であることを示すととも

に， MMSから DMSが生成する反応メカニズムを明らか

にした（図 1)翌世界中のカンキツについて加工適性を明ら

かにするために，主要 20種のカンキツについて果汁中に

含まれる MMSを定量するために， GCの試料気化室で

MMSをDMSに熱分解し，これをカラムで分離し FIDで

234 日本食品科学工学会誌第 65巻第5号 2018年 5月 (8)

,;OH ＋

比N-C汐ヽoo・I l C~,,,c cヽ

ぐ/8十ヽc

て）H

メチルメチオニンスルホニウム

→

,,-OH ＋

比N-C/c~o も＋、伊2

OH

ホモセリン

3

3

H

H

cc

v

s

ジメチルスルフィド

図 l 温州ミカン果汁の加熱臭の生成

｀ a—ピネン

水の付加 以OH

フェンチルアルコール

図 2 温州ミカン果汁の貯蔵臭の生成

定量する方法を新たに設定したりその結果，温州ミカン果

汁中の MMS濃度は他のカンキツに比べて顕著に高いこと

を明らかにしたり温州ミカン果汁の高品質化には搾汁し

た果汁から MMSを除去することが必要と考え，陽イオン

交換樹脂を流動床方式で使用する MMSの連続除去システ

ムを開発した翌

温州ミカン果汁のもう一つの弱点は，オレンジなどと比

べて香りが弱いことである．このために夏季の常温流通中

に発生する香気の劣化は深刻であった一連の研究を通じ

て，カンキツの主要香気成分であるテルペン化合物への水

の付加によって生成するテルペンアルコールに起因するこ

とを初めて明らかにした（図 2)叫すなわち， a-テルピネ

オール，テルピネンー4ーオール，フェンチルアルコールの生

成が原因であり，これらの成分の生成に及ぽす貯蔵温度，

貯蔵期間果汁の酸度の影響を明らかにした四さらに，

果汁中の不溶性固形物（パルプ）と果汁の間のテルペン化

合物の分配挙動から，パルプ含量と貯蔵臭発生の間に密接

な関係があることを解明した四

2) コーヒー香気およびごま油香気の分析化学的評価に

関する研究

コーヒーは惟界的に最も重要な嗜好飲料であり，その嗜

好性は香りに強く依存するのは周知のとおりである．コー

ヒーの品質判定はカップテスターと呼ばれる専門の鑑定士

が行い，それによって取引価格が決定される．本研究は

コーヒー品質の客観的評価，可能であればカップテスター

に代る品質評価システムの開発を目指すこととしたま

ず，コービー豆粉末およびコーヒー抽出液を試料として，

一定温度下で平衡化したヘッドスペースガスを GC分析に

供した．本法は再現性には優れるものの，低沸点の多量成

分のみが分析対象となるために，得られる情報量が決定的

に乏しかった12)-15'. これを克服するために， Tenax樹脂を

充填した GCーインサートカラムにヘッドスペースガス中

の香気成分を捕集してキャピラリー GC分析に供する方法

(Purge & Trap法）を開発した団後年クライオフォーカ

シング（多量のヘッドスペースガス導入に伴うピークの広

がりを防ぐために，キャピラリーカラムの入口部分を液体

窒素などで冷却しながらサンプルを導入する方法）しなが

ら多量のヘッドスペースガスをキャピラリーカラムに直接

導入するオンカラムーキャピラリーヘッドスペースガス分

析法を開発した17)~19'.

香りの研究では，香気成分の物質量を決定するだけでな

く， ヒトの嗅覚に対する感覚特性を明らかにする必要があ

る．そこで非破壊検出器である熱伝導度検出器から流出

してくる各成分の匂いを実際にヒトが嗅ぐ方法 (GC-

Olfactometry) を開発し，これによりコーヒーの香りを構

成する各成分の匂いの質と強度を明らかにすることができ

た砂本法は AromaDilution Analysisの最初期の報告であ

る．

コーヒー抽出液に対して Purge& Trap法を適用した結

果，低沸点から高沸点成分まで相対標準偏差 10%以内で

分析することができたアラビカ種32銘柄，ロブスタ種7

銘柄について，一定条件下で焙煎したコーヒー豆を，カッ

プテストと同時に Purge& Trap GC分析に供した. 39銘

柄について得られた官能データと GCデータをそれぞれ多

変量解析した結果，専門家のカップテストによる評価と

GC分析の結果が 97%以上の確率で一致することを認め

た（図 3)21)~24:

ごま油の香りの客観的評価とごま油の香りに及ぼす焙煎

条件の影響に関する研究を行ったまず，ごま油の香気成

分の分析を Purge& Trap法と減圧水蒸気蒸留ー固相抽出

の組合せ法により行い，両者を比較検討したその結果，

コーヒーの香気分析とは異なり，減圧水蒸気蒸留ー固相抽

出の組合せ法がごま油の香りに寄与する中高沸点成分の分

析に優れることが明らかとなった試料として用いたごま

油 (29サンプル）について，専門パネルにより官能評価を

行い，この官能スコアーと GCデータを主成分分析ならび

にクラスター分析に供したその結果，官能評価と GC分

析結果が良好に一致した25)~30)_ さらに， GCデータと官能

データを重回帰分析に供したところ，少数の GCデータか

ら官能特性を推定し得ることが判明した．

現在市販されている GC-MS装置においては， Purge&

(9) 下田：平成 29年度学会賞総説 235

カップテスターによる分類 GCによる分類

Group 1

Group2

Group3

Group4

Groups

Group6

Group7

Group8

甘い香りに乏しい、穏やか甘い香りに乏しい、やや香り高い酸臭・甘い香り・グラスに富む香気のバランスに欠けるバランス良好、香り高い酸臭・ガラスに富む、土臭、オフフレー／＼．＿酸臭・甘い香り・グラスに富む、土臭あり全ての項目で香り高い、ロブスタ臭あり

Al, A3, A4, AS, B9, B10,C7

A2,A5, 国B4,B6

A6,Bll,B13,B15,Bl6,C8

Bl, B3, BS

B7,Bl2,Bl4,B17,C6,C9

cs

Al, A3, A4, B8, B9, B10, C7

A2, AS, B4, B6

Aq匝B11,B13, B15, B16,C8

Bl, B3, BS

B7, B12, B14, B17, C6, C9

cs Cl,C2,C3,C4 Cl, C2, C3, C4

Dl, D2, D3, D5, D6, D7 D1, D2, D3, D5, D6, D7

Al~D7はコーヒー銘柄を示す

図 3 コーヒー香気の官能による分類と GC分析による分類

Trap装置がオプションとして装着可能であり，多変量解

析も容易に行える．

3)脱脂粉乳のオフフレーバーに関する研究

脱脂粉乳の香気成分分析を目的として，ジエチルエーテ

ルを抽出溶媒とする減圧連続蒸留ー抽出法を開発した香

気成分の詳細な分析を行うために，この減圧連続蒸留ー抽

出操作を 300回以上繰り返して必要量の香気農出物を調製

した. GC-MS分析により 196成分を定量し，その中で炭

化水素類48成分，アルデヒド類 18成分，ケトン類 20成分，

アルコール類 21成分，脂肪酸類 29成分，エステル類 8成

分，フラン類 2成分，フェノール類 7成分，ラクトン類 10

成分，含窒素化合物 14成分，その他 10成分，合計 187成

分をマススペクトルと保持指標の一致により同定し

た31)-叩脱脂粉乳中の香気成分は組成が極めて複雑であ

り， しかも含有量が極めて低いために香気成分分析が困難

な試料の一つである．その中で脂っぽい匂い，あるいは甘

い匂いを呈する中鎖脂肪酸とラクトン類が比較的多量存在

したことから，これらの成分が脱脂粉乳の香りの基本を構

成していると考えた

輸入脱脂粉乳に時折認められるオフフレーバーは脱脂粉

乳の用途を限定することになる．そこでこのオフフレー

バーを解明するために，減圧連続蒸留ー抽出法を用いて正

常な脱脂粉乳とオフフレーバーを呈する脱脂粉乳から香気

濃縮物を調製し，両者の香気成分組成を比較することによ

りオフフレーバー原因物質を追究することを試みた31)32'.

その結果遊離脂肪酸およびラクトン類は正常品に多量存

在したすなわち，カプロン酸カプリル酸カプリン酸，

10ーウンデセン酸，ラウリン酸ミリスチン酸ミリストレ

イン酸パルミチン酸パルミトレイン酸， r-ドデカラク

トン， r-ドデセノラクトン， 8-ドデカノラクトン，かペン

タデカノラクトンが正常品に多量存在した逆に，アルデ

ヒド類，アルコール類，エステル類および含窒素化合物

は異常品で濃度が高く，特に (E)-2ートリデセナール，ペン

タデカナール， (Z)-9ーオクタデセナール， リナロール，ジ

ヒドロフィトール， lH—ピロールおよびインドールの異常

品中の濃度は正常品の 2倍以上であったさらに，ウンデ

カナール， 2-メチルー1ープロパノールを含む 8成分は異常

品でのみ検出された しかしながら，脱脂粉乳中の香気成

分はその組成が極めて複雑なことから，クロマトグラムを

比較するだけではオフフレーバーに寄与する成分を絞り込

むことはできなかった

そこで香気濃縮物をシリカゲル薄層クロマトグラフィに

より分画し，各画分の匂いを官能的に評価したところ，異

常品の微極性画分で off-flavor(厩臭）と同様の匂いを呈す

る画分の存在を認めた（図 4). この画分を分取キャピラ

リー GC-MS法によりさらに細かく分画し，その画分の匂

いを嗅ぐことにより厩臭に似た匂いを呈するテトラデカ

ナール， s-ヨノンおよびベンゾチアゾールをオフフレー

バー原因物質として推定することができた32)~34:

製造ロットの異なる脱脂粉乳 12サンプルについて，オ

フフレーバー成分と推定されたテトラデカナール， s-ヨノ

ン，ベンゾチアゾールを GC-MSのシングルイオンモニタ

リング (SIM)法により定量したその結果，テトラデカ

ナールおよびBーヨノンの濃度は正常品群ではそれぞれ

17.0-22.0ppbおよび 0.11-0.19ppbに対して，異常品群

では 29.6-49.1ppbおよび0.41-1.12ppbであったベン

ゾチアゾールも正常品群で 0.40ppb, 異常品群で 0.80ppb

であった. 3点識別法による官能検査によると，テトラデ

カナールが25ppb以上， s-ヨノンが0.3ppb以上存在する

とオフフレーバーを呈することが明らかとなった33)34:

4)固相抽出法による匂い濃縮物の調製

清酒などのアルコール飲料の香りは最も重要な品質因子

であるにもかかわらず，匂い濃縮物の調製が困難なために

分析化学的研究例は比較的少ない．すなわち，香気成分に

比べて圧倒的に多量のエタノールが匂い濃縮物の調製を妨

害するからである．そこで，芳香族多孔質吸着剤が水中の

有機化合物を特異的に吸着することに着目して，エタノー

ル水溶液中の香気成分を選択的に吸着させジエチルエーテ

ルで溶出し，香気濃縮物を調製する固相抽出法を考案し

た35)36: この固相抽出法は非加熱処理に加えて回収率と再

現性の高さにおいても画期的であった町）~48: 現在では，固

相抽出法は農薬分析の前処理に多用されているが，当時は

固相抽出法に関する研究例はほとんど見当たらなかった

アルコール飲料以外にも，油脂分を含まない試料に対し

236 日本食品科学工学会誌第 65巻 第5号 2018年5月 (10)

二 11.Powdery odor

[;;,,;;;, 函：；：；：：,,,,,,.,.,,,,,,,H 2. Pungent odor

1,,,,,,,,,,,,:,:::::::,,,,,,,,,,,:,:,:,)

［；言言nnn:t<>言言・言！言lμ:,:,,,:,:,:,:,:,:,:,:,:,:,:,:,:,:,:,:j

3. Nutty odor

シリカゲルをかきとり、エーテルで抽出

4. Sweet, Milky odor

分取用

キャピラリーカラム

→ ?=:::---

ジエチルエーテル

゜

分取キャピラリーGC匂い紙

匂い濃縮物のTLC分画担体：シリカゲル

キャピラリーカラム匂い紙への分取成分の溶出溶媒揮散後、匂い嗅ぎ

(DB-Wax 0.5μm, 0.32 mm x 20 cm)

溶媒：ジエチルエーテル：ペンタン(1: 1)

図 4 特定の匂い成分の絞り込みスキーム

A-C11

< " 0-1

、-、ノ12 A-C 1~

D-C

o-< 11 A-C 12

A -C": 10

1 ''' Y-C 2

t1 ,l . ~1,.. ↓h ~ JJ.i, ＇い ~ ~ ...J ふc6 ふCs

''J '' しし''心'' しl '''' I u I I I I I I I I I I I

」 I I I I I I I I I I I I I I '' I I I I I I I I '''

5. 0 10. 0 15. 0 20. 0 25. 0 30. 0 35. 0 40. 0 45. 0 50 0 55. 0 60. 0 65. 0 70. 0

図 5 バターオイル中の香気成分のフィルム抽出物

かC6,o—ヘキサノラクトン； o-Cs, oーオク タノラクトン ；o-C10, oーデカノラ クトン； o-C12, oードデカノラ クトン，

o-C14, oーテトラデカノラクトン； o-C16, oーヘキサデカノラクトン； r-C12, rードデカノラクトン； A-C10, デカン

酸 ，A-C12,ドデカン酸 ；A-C14, テトラデカン酸 ；A-C16, ヘキサデカン酸

ては優れた適性を示した緑茶 （煎茶）の香気成分分析を

例に挙げる．緑茶をおいしく滝れるためには抽出温度と抽

出時間が大切なことは衆知のとおりである．緑茶の香りに

関する研究は最も重点的に行われてきたものの一つである

が，水蒸気蒸留法により分離された揮発性成分を溶媒抽出

して匂い濃縮物を調製すると， GC-MSに供する匂い濃縮

物はもとの緑茶の匂いとはかけ離れたものとなった．一

方固相抽出法では 80℃で 3分間抽出した抽出液を直ちに

固相抽出カラムに流すことができるので，緑茶の風味を強

く連想させる匂い濃縮物を調製することができた40) 他の

適用例としては，山椒41)42( 魚醤43)-46: ハチミッ47: 加糖練

乳48)などがある．

5)パターオイル中の非酵素的ラクトン生成に関する研究

バターに対する消費者の嗜好は，主としてラク トンの穏

やかな甘い香りに起因する．本研究において，バターオイ

ルの水分含量を最適化するだけでラク トンが自動的に生成

することを初めて明らかにした四 従来，バターオイル中

のラクトンを分析するためには減圧水蒸気蒸留して揮発性

のラクトンを油相から分離した後水溶液中のラクトンを

溶媒抽出する方法がとられた． しかしながら，この方法で

は蒸留中のラクトンの消長が激 しく満足のいく結果は得ら

れなかった

そこで，研究遂行に必須のバタ ーオイル中の香気成分の

分析法の開発を行った50) 結晶領域と非結晶領域の 2つの

相からなるポリエチレンフィルムは，脂溶性成分に対して

半透性を示すことが期待されたそこで低密度ポリエチレ

ンフィルム （フィルム厚 40μm)で香気成分抽出用パウチ

(5X9cm)を作製した使用に先立って，パウチをジエチ

ルエーテルに 1日以上浸漬してフ ィルム中の央雑物を除

去 すなわちパウチのクリ ーンアップを行った溶融バ

ターオイル 20gをパウチに採取して開口部をヒ ート シー

ルしたこれを広口瓶に投入し，さらに抽出溶媒としてジ

(11) 下田：平成 29年度学会賞総説 237

R3

゜／

）。¥_ I .o-c

〗：・・・パ5—ヒドロキシ脂肪酸エステル

活性錯体

→

011(

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H ＿

凡／

a---l ゚一民

＋

＆ラクトン ジグリセリド

図 6 パターオイル中でのラクトン生成メカニズム（推定）

皇H3C OH

酢酸

心文~~H:,C冠店C定。HHEMF イソアミルアルコール

ぃ゚H SCH3

メチオナール

HEMF; (4・Hydroxy・2(or5hthyl-5(or2)・methyl・3(2H)・furanone)

図 7 醤油香の調製に必要な成分

エチルエーテル 50mlを加え，キャッピング後 40℃で 1時

間振とう抽出した．本法により， GC-MS分析の妨害とな

る不揮発性の脂質をほとんど含まない香気濃縮物を得た

以上要するに，エーテルで膨潤したポリエチレンフィルム

は香気成分を透過させるが， トリアシルグリセロールを透

過させないことが判明した本法によると，短鎖および中

鎖脂肪酸の回収率は l.0~1.74%の範囲にあり，ラクトン

の回収率は 10.1~10.8%であった．クロマトグラムを図 5

に示す

溶媒抽出法では極性のみで抽出成分と非抽出成分に分か

れるが，著者らが開発したポリエチレンフィルム抽出法は，

化合物の極性と分子サイズの両方の特性によって目的の成

分 （香気成分）を選択的に抽出し得ることを明らかにした

フィルム抽出法は溶媒抽出法にない分離特性を有すること

から，試料調製法として今後の利用が期待される．

溶融バターオイルの水分含量 (l800ppm)を減圧処理に

より種々のレベルに調整したこのバターオイルを固形油

脂と液状油脂が共存する温度帯 (20℃)で遮光下 4週間保

持し，この間のラクトンおよび脂肪酸の消長を追跡した

その結果水分含量 500~1 000 ppmの試料でトータルラ

クトン含羅は lOppmから 60ppmまで増大した水分含

量 500ppm以下あるいは lOOOppm以上ではラクトンの生

成は緩慢であった水分含量 750ppmの試料を 20℃で 3

週間保持することにより，バターオイル中のラクトン前駆

体のほぽ全量をラクトン化し得ることが明らかとなった．

このバターオイルは強いミルク臭を呈する．

以上の結果， ヒドロキシ脂肪酸のグリセロールエステル

表 l 市販の本醸造濃口醤油 (A~E)中の醤油香に必須の

4成分の濃度 (mg/L)

A B C D E

酢酸 1200 1400 1100 1000 1000

HEMF 36 33 24 32 29

イソアミルアルコール 10 11 13 11 10 メチナール 0 17 0.32 0.24 0.24 0 38

HEMFは図7を参照

が 1分子の水を介して六員環構造の活性錯体を形成するこ

とによりラクトン生成反応が自動的に進行するメカニズム

（図 6)を提案した．

6) 減塩食の嗜好性を改善する醤油の香り

醤油の香りの中に塩味を連想させる香りが含まれている

と感じたことから，その特徴香成分を探索してきた51)52'. そ

の結果， 300にものぽる醤油香気成分の中から僅か 4成分，

すなわち，酢酸 4ーヒドロキシー2(or 5)ーエチルー5(or 2)-

メチルー3-(2H)ーフラノン (HEMF). イソアミルアルコー

ル，メチオナール（図 7)が本醗造醤油と同程度の濃度比で

存在するときに，典型的な醤油の香り（うま味と塩味をイ

メージさせる）を呈することを明らかにした市販の本醗

造醤油 5銘柄について，これら 4成分の分析値を表 1に示

すいずれの製品においてもほぼ同様の濃度比であること

が判明したすなわち，酢酸：HEMF: イソアミルアルコー

ル：メチオナールが2500 : 300 : 100 : 1であった

上記の 4成分を 2500 : 300 : 100 : 1の質量比で含有する

水溶液（調製香料）は醤油の特徴的な香りを再現しただけ

238 日本食品科学工学会誌第 65巻第5号 2018年5月 (12)

香料無添加かつおだし 香料添加かつおだし

8 7 --1

＊＊＊＊ T T T 7

6

5

4

3

2

1

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伍eゃ

J

9

1

公

0.45% 0.5016 0.5畷 0.6016 0.65% 0.7016

食塩濃度（％）

8

6

5

4

3

2

1

0

喜eゃJ'大社

0.4畷 0.5傭 0.5況 0.6傭 0.65% 0.7傭

食塩濃度（％）

図 8 減塩の鰹だしのおいしさに及ぼす香料の影響

1)香料無添加では，食塩濃度 0.45%試料に対して 0.60%試料でp<005,0.65%および0.7%試料に対 して

p<OOlの有意差が認められた

2)香料添加により，食塩濃度 0.45%試料に対する有意差が消失した

1)および2)の結果は，香料添加により減塩だしのおいしさが増強したことを示す

でなく，この調製香料を香りがほとんど感じられないレベ

ルで「減塩だし」に添加することにより， うま味と塩味が

増強することを明らかにすることができた

官能評価用の試料は，グルタミン酸ナトリウム (97.5%)

と 5' —リボヌクレオタイド (2.5%) からなる「うま味調味

料」の 0.3%水溶液に食塩を 0.45から 0.7%まで 0.05%刻

みで添加して調製したこれに前述の香料を添加すること

により，おいしさが有意に増強することを認めた．

うま味調味料液では香料の添加効果が認められたが，だ

し本来の風味を有する試料に対しても香料の添加効果が認

められるかどうかは問題であるそこで鰹節の風味を呈す

る鰹だしを用いて，うま味調味料と同様の実験を行った．

官能評価 においては比較試料を提示することなく，被験者

の塩味に対する嗜好性にのみ基づいて評価（絶対評価）を

行った．すなわち，香料無添加試料を評価してから 4日後，

評価の個々の記憶が消失してから香料添加試料を評価 し

たその結果香料無添加では食塩濃度依存的においしさ

が増大したのに対して，香料を添加 した試料では食塩濃度

に関係なくおいしさの強度はほぼ一定であった（図 7). こ

れまでに鰹だしの香りによる減塩だしの嗜好性改善が報告

されているが翌本実験によって鰹節の風味を呈する試料

においても醤油の調製香料を添加することによって減塩だ

しのおいしさが有意に増強することが明らかとなった

以上，味覚あるいは嗅覚単独では発現しない感覚応答が，

両応答を 同時に感知する こと により，味覚と嗅覚の連携応

答が発現することを明らかにした．このことは，おいしい

食品の開発がいかに難しいかを示している

7)匂い用語のキャラクタリゼーションに関する研

究54)~60)

食品開発においてあるいは消費者とのコミュニケ ー

ションのためにも，食品の匂いを言葉で表現することは重

要である匂いの質を表現するために個人的なレベルで使

用されている 言葉を 出来るだけ多く集め，総合食品メー

カーと香料会社に所属するパネル（専門パネル）および大

学の学生 ・教員か らなるパネル（素人パネ ル）を用いて，

収集した用語から連想する匂いのイメージを調査し，得ら

れたデータ行列に対して多変量解析を適用することによ

り，匂い用語のキャラクタリゼーションを行った．

8) プラスチック包材への香気成分の収着に関する研

究61)~74)

数種類のフィルムと多数の揮発性成分の組合せのもと香

気成分の フィルムヘの溶解度係数とフ ィルム 中での拡散係

数を求めるための装置を自作した63) その結果，香気成分

の収着は構成炭素数と密接な関係があり，同族列において

は溶解度係数の対数値と構成炭素数の間に良好な直線関係

が存在し，溶解度係数は炭素数が 1個増える毎に約 3倍に

なること，炭素数 10-11以上ではフィルムヘの溶解に際

して立体障害が認められること，溶解度係数はフィルムの

結晶化度に依存し，結晶領域とその周辺約 20%の領域に

は香気成分が侵入できないことを明らかにした砂フィル

ムに対する香気成分の親和性は溶解度パラメ ーターによっ

て説明することができた69)~72} すなわち，ポ リマー鎖の結

束を緩めるのに必要なエネルギー（凝集エネルギー密度）

の大きい，いわゆるガスバリヤー性フ ィルムでは香気成分

の収着は軽微であった

2. 高品質食品の製造工学的研究

1)加圧カーボネーション下での殺菌・酵素失活

加圧カーボネーション法によると，加圧 (5-lOMPa)溶

解した CO2を作用因子として，液体食品の非加熱下での

殺菌75)~87)ならびに酵素失活88)国）が可能である したがっ

て，本法は物理的殺菌法ではなく，微生物の生命活動に溶

存 CO2が作用する化学的殺菌法ということができる．と

りわけ，飲料中の CO2は人の健康に全く影唱を及ぽさな

(13) 下田：平成 29年度学会賞総説 239

い，有害な共存物質の心配がない，製品への残留が問題と

ならない等，他の殺菌剤に比べて際立った特長を有してい

る．

Aspergillus niger胞子， Bacillussubtilis胞子， Lactobacil-

!us plantarumおよび Saccharomycescerevisiaeに関して，

処理温度，処理圧力，溶存 CO2濃度をパラメーターとして

加圧カーボネーション殺菌を行った．その結果，すべての

死滅挙動が一次反応速度式に従うことを示した．すなわ

ち， D値は一定の条件下において供試菌を 90%死滅させ

るのに必要な時間， Z値は D値を 1/10に短縮するのに必

要な処理温度あるいは溶存 CO2濃度の上昇分と定義した．

その結果，加圧カーボネーション殺菌においても， D値が

設定できること，処理温度一定で溶存 C伍濃度をパラメー

ターとしたときの Z値が約 8-yであること，溶存 CO2濃度

一定で処理温度をパラメーターとしたときの Z値は約 8℃

であることを示した．

Bacillus subtilis胞子の死滅に関しては，加圧カーボネー

ション下では発芽するのではな<, H-spore化していると

推察された. H-sporeとは，胞子内の金属イオンが水素イ

オンに置換された胞子である. H-spore化の結果耐熱性

が低下し胞子が死滅するのか，あるいは発芽できない状態

にあるのかは明らかではない．

酵素失活については，文献88)~94)を参照願いたい．

2)超高圧（静水圧）処理による殺菌95)~101)

静水圧での加圧と除圧を繰り返す超高圧殺茜法および超

高圧下で圧縮された食品を瞬間的に断熱膨張させる瞬間除

圧法を独自に開発し，モデル溶液および実サンプルについ

て耐熱性芽胞の殺菌に応用した．

3) 瞬間湿熱殺菌法102)~104)

カットされた青果物の殺菌には次亜塩素酸ナトリウムが

使用されているが，それ自身の残存やトリハロメタンの生

成等が問題である．そこで新たに「瞬間湿熱殺菌法」を考

案した本処理は垂直に設置した円筒内に水蒸気を飽和さ

せ，円筒上部のエアーカーテンで仕切られた開口部から青

果物を投入し自由落下させる間に殺菌を行うものである．

水蒸気は青果物表面で瞬間的に凝縮し，その凝縮潜熱によ

り均ーかつ効率的に青果物表面を加熱できるが，上昇した

表面温度は青果物内部への熱拡散と外部への熱放射により

迅速に低下する． したがって，青果物の新鮮さを損なわず

に効率的な殺菌が可能になると期待される．

青果物が円筒内を落下する時間すなわち処理時間は

0.3~0.4秒間であった一般生茜数の減少は，キャベツ (2.2

桁），キュウリ (1.7桁），ニンジン (1.5桁），ミニトマト (1.6

桁），イチゴ (2.2桁），パイナップル (1.2桁）およびメロン

(1.1桁）であった．処理直後の品質についても検討を行っ

た．

3. おわりに

食品の品質に関する研究は応用研究の一分野であるが，

このような分野においても自らの視点で研究に取り組むこ

とは大切である．そのためには，食品化学のみならず有機

化学，分析化学，物理化学および化学工学など基礎的知見

が重要となるさらに，食品と人との接点を探るためには

認知心理学と統計学に基礎を置く官能評価も必要であっ

た．

ここで紹介した研究は，すべて九州大学大学院農学研究

院食料化学工学講座（旧食糧化学工学科）において遂行し

たものである．

九州大学名誉教授故筑島豊先生には，大学教貝として

自立するための全てを授けていただきました九州大学名

誉教授早川功先生には，食品工学のダイナミックなおも

しろさを教えて頂きましたまた，九州大学名誉教授松本

清先生，高知大学名誉教授沢村正義先生には，公私に渡り

ご指導していただきました．

ともに研究に取り組んだ方々，美酒を飲み交わした方々

に支えられて今日まで至ることができましたことを深く感

謝申し上げます．

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（平成 30年 2月2日受理）

244 日本食品科学工学会誌第 65巻第5号 2018年 5月 (18)

Appendix

Table 1 Concentration (mg/L) of essential four compounds

for soy sauce aroma in commercial products

A B C D E

acetic acid 1200 1400 1100 1000 1000

HEMF 36 33 24 32 29

isoamyl alcohol 10 11 13 11 10

methional 0.17 0.32 0.24 0.24 0.38

HEMF was shown in Fig. 7.

/OH ＋

H3N-C 汐ヽo"-I ! C~/C ヽC/o•ぐ

ヽc

―OH

→

methylmethionine sulfonium

,,,-OH ＋

H3N-C ぷヽo

b + 、伊2

OH

homoserine

,,-CH3 Sヽ CH3

dimethylsulfide

Fig. I Production of dimethylsulfide from Satsuma mandarin juice during thermal processing

｀

hydration ごH

a.-pinene Fenchyl alcohol

Fig. 2 Production of off-flavor compound from Satsuma

mandarin juice under severe condition

Group 1 poor in sweet aroma, mild

Group 2 poor in sweet aroma, somewhat flavorful

Group 3 rich in sour, sweet, and grass aroma

Group 4 lacking in aroma balance Group 5 good balance of aromas, flavorful

Group 6 rich in sour and grass aroma, earthy and off-flavor

Group 7 rich in sour, sweet and grass aroma, earthy

Group 8 extremely flavorful, robusta odor

Classification by cup test

Al, A3, A4, A8, B9, B10,C7

A2,AS, 巨iB4、B6A6,B11,B13,B15,B16,C8

Bl, B3, BS

B7, B12, B14, B17, C6, C9

cs Cl,C2,C3,C4

D1, D2, D3, D5, D6, D7

Al~D7; coffee brand

Classification by GC

Al,A3,A4,B8,B9,B10,C7

A2, AS, B4, B6

Aq匝↓ B11, B13, B15, B16,C8

Bl, B3, BS

B7, B12、B14,B17,C6,C9cs Cl, C2, C3, C4

D1,D2,D3,D5,D6,D7

Fig. 3 Classification of coffee beans by cup test and GC analysis

(19) 下田 ：平成 29年度学会賞総説 245

TLC fraction

n 二二ill] 11. Powdery odor

1,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,.,,,H 2. Pungent odor

1,,;;;;;,;';';;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;j

n言：言Hf言：r言,<>]]r,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,.,u

3. Nutty odor

Scraping and elution ， with ether

4. Sweet, Milky odor

TLC fractionation of odor concentrate Support: silica gel Solvent: diethyl ether: pentane (1 : 1)

Preparative capillary GC

capillary column for fractionation

→ ?=:::---

few drops of diethyl ether

゜

Capillary column for fractionat10n

(DB-Wax 0.5 mm, 0.32 mm x 20 cm)

sniffing paper

elution of fractionated odor compounds and sniffing after solvent evaluation

Fig. 4 Scheme of refining procedure of a certain odor compound

A-C 1e

0-( 12 -、ノ

A-C 1,

5-C

8-( ,, A-'°'^ 12

A _r, 10

い）l1, '''' y-C 2

1い山 J¼. 1 ふ _J ..... ~) l,~ J ふc6 ふCa

'' 」1＇ u心 1iI I 'u '' I I I I 』 I I I I I I I I I I I !

I I I I I I ''' I I I I '' I I I I I I I l I I I I

5. 0 10. 0 15. 0 20. 0 25. 0 30. 0 35 0 40. 0 45. 0 50. 0 55. 0 60. 0 65. 0 70. 0

Fig. 5 GC-MS analysis of odor concentrate from butter oil by film extraction

o-C5, o-hexanolactone; o-Cs, o-octanolactone; o-C10, o-decanolactone; o-C12, o-dodecanolactone; o-C14, o-

tetradecanolactone; o-C15, o-hexadecanolactone; r-C12, r-dodecanolactone; A-C10, decanoic acid; A-C12,

dodecanoic acid; A-C14, tetradecanoic acid; A-C15, hexadecanoic acid

／ R3

）゚ 。'--.o-! ,•·"'

H d ．』．．．｛＼

5-hydroxyfatty acid ester

active complex

→

0"[>

LRH 一

乃゜~～

＿゚

凡

＋

8-lactone diglyceride

Fig. 6 Formation mechanism of lactones in butter oil (presumed)

246 日本食品科学工学会誌第 65巻第 5号 2018年 5月 (20)

皇H3C OH

Acetic acid

2 文おこ3HEMF

CH3

~ ヘ出 C OH

isoamylalcohol

H文へSCH3

methional

HEMF; (4-Hydroxy・2(or5)・ethyl-5(or2)-methyl・3(2H)-furanone)

Fig. 7 Essential components in preparation of soy sauce aroma

dried bonito soup with flavor preparation dried bonito soup without flavor preparation

8

7

6

f: $ o:i Os 3

2

1

゜

...

0.4訊 0.5傭 0.5成 0.6園 0.6囁 0.7叩

NaCl concentration

8

6

5

4

3

2

1

0

Alll!qlll号d

0.4惰 05澤 05磁 0.6園 0.6成 0.7傭

NaCl concentration

Fig. 8 Effect of flavor preparation on palatability of dried bonito soup in reduced NaCl concentration

1) On the samples without flavor preparation, sample of NaCl 0.6 96 was significantゅ<0.05),and NaCl 0.65% and

NaCl 0. 7 96 sample were significantゅ<0.01)for NaCl 0.45% sample

2) All significances were disappeared by addition of flavor preparation. 3) The results of 1) and 2) shows that enhancement in the palatability of soup of reduced NaCl concentration