おいしさを科学する「水分」食品中の水分の存在は、おいしさを左右する味覚や食感に大きく影響しています。下ごしらえや調理のうえでも、水分のもつ性質がさまざまに利用されています。普段は意識することもない水分が、おいしさにどのような影響を与えているのか探ってみました。生命活動を支える水分 ●図表1 体内の水分量／人体の成分比率人の身体は、成人では体重のおよそ60％が水分。体重60 体内の水分は、細胞内に含まれている「細胞内液」と、血液や細胞間液などの「細胞外液」に大別されます。細胞を構成するたんぱく質や核酸などが安定して存在するうえで、水分 70 歳 25 歳キロなら36キロは水分です（図表1）。脂肪 14% 脂肪 30% 骨ミネラル 6% 水 53% 水 61% は重要な働きをすると同時に、血液として常に体内をめぐり、骨ミネラル 5% 水に溶解した栄養素、あるいは新陳代謝によって生じる老廃物などの物質を輸送する役割を担っています。また、体内の水分は、発汗で熱を放散することによって、体温を調整する働きもしています。細胞性固形物 19% 細胞性固形物 12% 人が1日に飲食する量の65％は水分です。量にしてだいたい2.5リットル（図表2）。そして、1日に同量の水分を呼気や川西秀徳「高齢者の水分補給」FOOD Style 21 2003.8 Vol.7 No.8より作成汗・排泄物として体外に排出しています。このように人間の成長とともに減少する水分体内の水分は、絶えず入れ替わりながら一定の割合に保たれており、人体の生命維持活動を支えています。体内の水分量は年齢や男女差によって異なり、新生児で80％、成人で60％前後、高齢になると50％台となります。また、女性は脂肪分が多く、水分の割合は男性に較べて少し低くなります。赤ちゃんの肌にハリがあるのは水分をたくさん含んでいるから。歳とともに肌がかさかさしシワが寄ってくるのは、成長とともに水分が減少してくるからです。老化は身体の中の水分が減っていくことだともいえるのです。 ●図表2 体内での水の出納（mL）供給される水循環している水排出する水 2500 8200 2500 飲水量 1,200 食物中の水 1,000 食物の酸化 300 唾液 1,500 尿 1,400 胃液 2,500 糞便中の水 100 胆汁 500 汗（不感蒸泄）500 スイ液 700 肺 500 腸液 3,000 小沢正昭「水の機能と機能化」FOOD Style 21 2003.8 Vol.7 No.8より作成おいしさを科学する「水分」柔らかい水と硬い水飲んで「おいしい水」の条件として、 ○無色透明で臭みがない ○水温が体温より20∼25℃ほど低い温度 ○カルシウムやマグネシウムなどのミネラルが適度に入っているがあげられます。水は温度によっておいしさが変わります。水温が体温と20∼ ●図表3 世界主要都市の水の硬度軟仙台神戸やや軟京都大阪東京 25℃の差があると舌やのどへの適度な刺激感となりおいしく感じられます。また、水に炭酸ガスが一定量含まれているとストックホルム水にはカルシウムやマグネシウム、ナトリウム、カリウムな水が軟水か硬水かで調理やお茶などの味も変わります。だしの旨みを引き出すのは軟水で、カルシウムが多いと植物繊維を硬化させるため、野菜を柔らかく煮る場合や炊飯も軟水が向いています。緑茶も軟水が向いていますが、温度が高いと苦味が出るので玉露なら60℃、煎茶なら80℃にさました軟水ニューヨークロサンゼルスサンフランシスコシカゴ 20 ラスベガス 200 100 50 500 硬度（CaCO3ppm）疋田正博編「食を育む水」ドメス出版2007 ／日下譲・竹下成三「化学と工業」社団法人日本化学会 1990 より作成 ●図表4 水の硬度と用途硬度による分類用途軟水（∼100）和風だし、和食、緑茶、紅茶中硬水（100∼300）洋食、しゃぶしゃぶ鍋物、コーヒーアッサムティーを使います。コーヒーは硬度100ぐらいの中硬水が適していますが、エスプレッソでは苦味が出すぎてしまうので硬水がミラノミュンヘンホノルル味を左右します。水に含まれるミネラルの量は硬度で表され、一般に日本は軟水が多く、欧州の多くは硬水です（図表3）。那覇パリロンドンマドリッドミネラルの多い水を「硬水」、少ない水を「軟水」といいます。宮水北京ニューデリーカイロアムステルダムコペンハーゲンメルボルンシドニーさわやかな清涼感を感じます。どのミネラルが含まれていて、ミネラルの組成や量の違いが硬やや硬。向いています（図表4）硬水（300∼）運動後のミネラル補給妊娠中のカルシウム補給コーヒー（エスプレッソ）パスタ（アルデンテ）藤田紘一郎「水の健康学」新潮社2004より作成水の硬度水の硬度は、国によって表し方が異なっていますが、日本、米国、WHOでは1L 中のCaCO3（炭酸カルシウム）数で表し、カルシウムイオン量とマグネシウムイオン量から下記の式で算出されます。水の硬度（CaCO3 [mg/L] ）＝（Caイオン量×2.497）＋（Mgイオン量×4.118）おいしさを科学する「水分」水分は重要な食品成分 ●図表5 もともと食品は動植物もしくはその加工品で、含有量に大小主要な食品における水分の割合野菜 85∼97 重量の85％以上が水分です。果物は80∼90％、魚類は65∼ きのこ類 88∼95 81％、食肉類で50∼70%の水分を含んでいます。豆や穀類で果物 80∼90 も10％∼16％が水分です（図表5）。貝類 78∼90 乳類 85∼89 はあるものの、常に水分が存在します。たとえば、野菜類は食品中の水分は食品を構成する物質の一つとして、歯ごたえや口当たりといった「食感」を左右するとともに、甘味・塩味・イカ・タコ 80∼83 魚類 65∼81 いも類 66∼80 酸味・苦味・うま味という味覚として感じられる食品のさまざまな「呈味成分」、特有の香りを感じさせる「香気成分」の溶媒としても働いています。卵類 73∼75 牛肉 50∼72 鶏肉 65∼70 ども失われてしまうでしょう。水分は食品にとって、重要な豚肉 50∼70 存在なのです。豆類 12∼16 水分と味の濃度は逆相関穀類 12∼16 もしも食品に水分が含まれていなかったならば、味や香りは損なわれ、ジューシー感やなめらかな舌ざわり、のどごしな 2∼7 油性種実一般に、水分が多く流動性の大きい食品ほど、舌の味を感じる部分である「味蕾」で化学的に味をとらえやすくなります。水分の少ない食品は、流動性の大きい液状になるまで噛まずに飲み下してしまうことが多く、化学的な味を充分にとらえることができません。そのため、水分の少ない食品は、味の 0 20 40 60 80 100 （％）久保田紀久枝・森光康次郎編「食品学―食品成分と機能性」東京化学同人 2003 ●図表6 濃度が高くないと満足感が得られません。和菓子の水分と砂糖濃度水分（％）砂糖 80 おおむね水分の少ない食品ほど味の濃度が高く、水分の多い柔らかい食品ほど味の濃度が低くなっています。たとえば、和菓子の水分と砂糖量をグラフにすると、水分と砂糖濃度はほぼ逆相関になっています（図表6）。果物では、果物の中でも甘く感じられる柿にしても糖分は15％程度で、菓子類に比べると糖分は少ないにもかかわらず、水分が80％以上と多いために強い甘さを感じるのです。水分・砂糖濃度 60 40 20 0 かしわもち大福もちちまきさくら︵も関ち西風︶さくら︵も関ち東風︶ういろうかるかん蒸しようかんもなか久保田紀久枝・森光康次郎編「食品学―食品成分と機能性」東京化学同人 2003 甘なっとうおいしさを科学する「水分」食感を左右する水分せんべいやクラッカーなどの、快く砕ける歯ざわりやパリッと割れる音もおいしさの大きな要素です。化学的に変質したわけではなくとも、湿気るとおいしくなくなり、これを乾燥させると、またおいしく食べられる場合もあります。乾燥することで食品の構造が砕けやすくなるためです。吸湿や乾燥による食品中の水分の増減は、食感を変化させ、おいしさに ●図表7 細胞の吸水と脱水の仕組み大きな影響をおよぼしています。吸水生鮮野菜は新鮮なほど水分量は多く、これが独特の歯切れや歯ごたえを生んでいます。野菜は収穫後も呼吸し絶えず水分を蒸散しているため、時間がたつとしなびてしまいます。脱水細胞膜薄い液細胞膜濃い液濃い液薄い液サラダや刺身のつま、添え物に使う千切りの野菜を切った後に水につけるのも、吸水させて張りを持たせるためです。野菜を水につけると、細胞膜の外から高濃度の細胞内へ水が入り込んでいき、細胞が膨らんで組織全体が緊張した状態になり、歯切れがよくなるのです（図表7）。水分量の差が生むおいしさゆでたてのめんは、めんの外側に近い部分よりも中心部の方が水分含有量が少なくなっています。この水分分布の状態が、食感のよいゆでめんの状態です。ゆでてから時間をおくと、外側に近い部分から中心部へ水分が移動してめん内部の水分分布が平均化され、独特の食感は失われます。これがのびためんのまずさの原因です。天ぷらのサクッとした口当たりも、揚げ油の温度と共に衣の水分含有量で決まり、時間がたつとおいしさが半減します。揚げたての衣の表面の水分は3∼4％にすぎず、ほとんど乾物と同じ水分量です。ただし、衣の内部は20∼30％以上の水分を含み、衣の表面と内部で水分含有量が異なる状態が、揚げたての天ぷらのおいしさをもたらしています。物の細胞膜は半透膜と呼ばれ、水はよく通しますが、水に溶け込んだ物質は通さない性質があります。水は半透膜を間にはさんで、濃度の低い方から高い方へ移動します杉田浩一『新装版「こつ」の科学―調理の疑問に答える』柴田書店2006よりおいしさを科学する「水分」保存性に関わる水分活性値 ●図表8 各種食品の水分活性値水分は食品の保存中の腐敗にも関係し、品質を劣化させる食品の例水分活性原因となります。食品腐敗は食品中に微生物の腐敗菌が大量に増殖するためですが、これらが活動するためには水分が自由水が多い 1.00∼0.95 新鮮肉、果実、野菜、シロップ類の缶詰果実、調理したソーセージ、バター、低食塩ベーコン 0.95∼0.90 プロセスチーズ、パン類、生ハム、ドライソーセージ、高食塩ベーコン、濃縮オレンジジュース 0.90∼0.80 チュダーチーズ、ドライソーセージ、可糖練乳、フルーツケーキ 0.80∼0.70 糖蜜、高濃度の塩蔵魚、ジャム、マーマレード 0.70∼0.60 パルメザンチーズ、乾燥果実、コーンシロップ、小麦粉、米などの穀類、豆類 0.60∼0.50 チョコレート、蜂蜜必要です。ただし、微生物が利用できるのは食品の中を自由に動くことができ、食品との結合が非常に弱い「自由水」と呼ばれる水分だけ。食品成分と強く結びついている水分を微生物は利用できません。食品に含まれる自由水の割合は「水分活性値」という値で示され、食品の保存性の指標として用いられています。水分が多くても、水分活性値が低ければ微生物は増殖しにくく、食品の保存性はよくなります（図表8）。水分活性値は腐敗だけでなく、食品の酸化や褐変、酵素活性など、多くの化学的・物理的変化にも関わりがあることが知られています（図表9）。乾燥させることによって食品中の自由水は減少し、水分活性結合水が多い 0.4 乾燥卵、ココア 0.3 乾燥ポテトフレーク、ポテトチップス、ビスケット、クラッカー、ケーキミックス、緑茶、インスタントコーヒー 0.2 粉乳、乾燥野菜久保田紀久枝・森光康次郎編「食品学―食品成分と機能性」東京化学同人 2003より作成値も下がって保存性が増します。砂糖や塩を利用すると、水分が比較的多くても水分活性値を下げられます。干魚・ ●図表9 水分活性値と食品の変化・微生物の繁殖塩漬魚・塩辛・佃煮・ジャムなど、天日乾燥や塩や砂糖を加えて常温で保存する工夫は、経験的に水分活性値を低下さ脂質の酸化反応は 0.3付近で最低となるせたものといえます。食品工業の世界では、生鮮品などの水分が多い食品と乾燥食品との中間の食品を、「中間水分食品」と呼んでいます。水分の多いソフトで口当たりのよい食感をある程度保ちながら、腐敗などを起こす微生物の活動を抑えるレベルまで水分活性値を下げて、保存性をもたせているのが中間水分食品の特徴です。中間水分食品は、食塩や砂糖などを活用して保存性を高めていますが、昨今の消費者の嗜好に合せて単純に低塩化や低糖水分活性が高いと微生物が増殖しやすい脂質酸化増殖速度・反応速度酵素活性酵母カビ細菌非酵素的褐変 0 0.2 0.4 0.6 0.8 水分活性化・高水分化すると、呈味性や保存性が低下してしまいます。そこで低濃度でも水分活性値を低下でき、味がよく、しかも久保田紀久枝・森光康次郎編「食品学―食品成分と機能性」東京化学同人 2003 人体に悪影響のない新しい甘味・塩味物質を探す研究が行わ水分活性値れています。また、食品中の水分をコントロールし、おいしさと保存性を両立させる、加熱・乾燥・殺菌の新技術の研究も行われています。 ※参考資料●藤田紘一郎「水の健康学」新潮社 2004 ●杉田浩一『新装版「こつ」の科学―調理の疑問に答える』柴田書店 2006 ●久保田紀久枝・森光康次郎編「食品学―食品成分と機能性」東京化学同人 2003 ●疋田正博編「食を育む水」ドメス出版2007 ●川西秀徳「高齢者の水分補給」FOOD Style 21 Vol.7 No.8 2003.8 ●小沢正昭「水の機能と機能化」FOOD Style 21 Vol.7 No.8 2003.8 ●峯孝則「わが国における近年のミネラルウォーター事情」地下水技術 Vol.50 No.8 2008 1.0 水分活性値は、食品中の水がどの程度束縛されているかを示し、一定温度下の食品の水の蒸気圧を、同じ温度下の純水の蒸気圧で割った数値で表されます。数値が高いほど自由水が多く、食品が劣化しやすいことを示します。1995年から制度化された食品の期限表示義務の上でも、水分活性値は重要な指標となっています。