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ここにあるのは、だれかが実際に調べ、考え、作ってきたことを集めたメモです。気になったら、ページの下の「参考にした情報源」から、もとの本や記事、それを生み出した人たちに、直接ふれてみてください。このメモには書ききれないおもしろさが、そこにあります。

ニンニクの においは、いつ できるの?

ニンニクのにおいは、いつできるのか ── 切る前に熱を当てると何が変わるのか

ニンニクのにおいはいつ作られるのか:切断と加熱の順番、酵素の失活と黒ニンニクの変化

分野:自然

ニンニクは、皮つきのまま はなに ちかづけても、ほとんど においません。ところが、ほうちょうで きった とたんに、あの つよい においが ひろがります。においは、きるまえから あったのでしょうか。それとも、きった あとに できるのでしょうか。この ノートでは、においが できる じゅんばんと、ねつを くわえたときの かわり方が わかります。

皮つきのニンニクを机に置いても、台所いっぱいに広がるあの強いにおいはしません。ところが包丁を入れた瞬間、においは一気に立ちのぼります。しかも、丸ごと温めてからつぶすと、あのにおいはほとんどできない、と説明されています。においは切る前にあるのか、切ったあとに作られるのか。熱を先に当てる順番で何が変わるのか。この記事では、酵素と温度の数字をもとに、においが生まれる順番と、黒ニンニクのにおいが少ない理由の手がかりが分かります。

無傷のニンニクにはにおいの元になる物質が入っているのに、においは出ない。ところが組織が傷つくと、酵素の働きで強いにおいの物質が作られる。さらに、丸ごと加熱してから砕くと、その物質は作られないと説明されている。では、においの出方は、加熱の温度や順番でどこまで変わるのか。この記事では、アリインからアリシン、二硫化アリルへ進む流れ、酵素アリイナーゼの温度による変化、辛みの消える速さの数字、黒ニンニクの熟成条件が分かる。

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1. まるごとの ニンニクは、どうして におわないの?

1. 傷のないニンニクは、においの元を持っているのににおわない

1. 無傷のニンニクは、におい物質の材料を持ちながらにおわない

だいどころで、皮つきの ニンニクを ひとつ、つくえに おいてみます。はなを ちかづけても、においは ほとんど しません。

ところが、ニンニクの なかには、においの もとに なる ものが、ちゃんと はいっています。アリインと いう ものです。アリインには、においが ありません。きずが つくまでは、においの ものに かわらないのです。

では、きずが つくと、どうなるのでしょうか。

台所で、皮つきのニンニクを一つ机に置きます。鼻を近づけても、においはほとんどしません。ところが包丁を入れると、においは一気に広がります。

においの元は切る前からあったのでしょうか。答えは、材料は先にあり、においはあとからできる、です。傷のないニンニクの細胞の中には、アリインというにおいのない物質がたくわえられています。組織が傷つくと、アリイナーゼという酵素の働きで、アリインは不安定な物質(アリルスルフェン酸)に変わります。そこから、硫黄を含むさまざまな物質ができていきます[1]。

材料はそろっているのに、傷がつくまで変化が始まらない。では、傷がついた瞬間から、においはどんな順で組み立てられていくのでしょうか。

皮つきのニンニクを机に置いて鼻を近づけても、台所に漂うあの強いにおいは立ちのぼらない。包丁を入れたとたん、においは一気に広がる。においの元は切る前からあったのか、切ったあとにできたのか。

答えは、材料は先にあり、においは後からできる、である。傷のない細胞の中には、アリインという無臭の物質が貯蔵されている。組織が傷つけられると、アリイナーゼという酵素がアリインをアリルスルフェン酸という不安定な物質に変え、そこから多様な含硫黄化合物(硫黄を含む物質)が生じる[1]。つまり、においの強さは「何が入っているか」だけでなく、「いつ、どの変化が始まるか」で決まる。

では、傷がついた瞬間から、においはどの順で組み立てられるのか。次の章で、その連鎖を追う。

2. つぶすと、においは どうやって できるの?

2. つぶした瞬間から、においは三段階で組み立てられる

2. 切断の直後、アリインからアリシン、二硫化アリルへ進む連鎖

ニンニクを つぶしたり、きざんだり すると、酵素こうそが はたらきはじめます。酵素こうそは、ものを べつの ものに かえる はたらきを する ものです。ここでは、においの ない アリインを、においの ある アリシンに かえます。

たとえば、はさみで かみを きると、きる まえと あとで かたちが かわりますね。酵素こうそも、アリインを べつの ものに きりかえる はさみの ようです。ただし 本当は、はさみでは なく、ものを かえる とくべつな はたらきを する ものです。

この アリシンは、すこし こわれやすい ものです。こわれると、ニンニクの つよい においの もとに なる ものに なります。アリシンも、じかんが たつと べつの ものに かわって いきます。

それなら、きる まえに ねつを くわえたら、どうなるでしょうか。

つぶしたり刻んだりすると、細胞が壊れてアリインが外に出ます。そこへアリイナーゼがはたらき、アリインはアリシンという物質に変わって、においが出ます[2]。実際には、途中に不安定な物質をはさみます[1]。

ここで終わりではありません。アリシンも不安定で、分解して二硫化アリル(ジアリルジスルフィド)などになります。二硫化アリルはニンニクの精油の主成分の一つで、強いニンニク臭をもつといわれます[5]。

つまり、においは「無臭のアリイン → アリシン → 二硫化アリルなど」と、段階を踏んで組み立てられていきます。

この連鎖の最初の一歩を担うのは、酵素アリイナーゼです。では、この酵素に先に熱を当てたらどうなるのでしょうか。

切断・粉砕で細胞が壊れると、アリインがアリイナーゼの作用を受ける。一般向けの解説では、アリインはアリシンに変化する[2]と書かれるが、研究機関の用語解説では、その途中に不安定なアリルスルフェン酸をはさむとされる[1]。

アリシン自体も不安定で、分解して二硫化アリル(ジアリルジスルフィド)などを生じる。二硫化アリルはニンニクの精油の主成分の一つで、強いニンニク臭をもつ[5]。

以上から、においは「無臭のアリイン → アリシン → 二硫化アリルなど」という順で組み立てられる、と整理できる。反応の入り口を握っているのは酵素アリイナーゼだ。だとすれば、この酵素に先に熱を当てたら、連鎖は止まるのか。

3. さきに あたためると、においは どうなるの?

3. 先に熱を当てると、酵素が働けなくなる

3. 酵素アリイナーゼは何℃で働けなくなるのか

ニンニクを まるごと あたためると、酵素こうそが はたらけなく なります。そのあとで つぶしても、アリシンは できないと いわれます[2]。つまり、あの つよい においが でにくく なる、と いうことです。

ニンニクを つかった 実験じっけんでは、この 酵素こうそは、40から50どくらいの ぬるさでは、かえって よく はたらきました。60どを こえると はたらきが へり、90どや 100どでは、ほとんど なくなりました[3]。

ただし、これは 実験じっけんでの おんどです。おうちの なべの なかの おんどや じかんに、そのまま あてはめる ことは できません。きってから あたためる ときは、きった ときに 酵素こうそが はたらいているので、はなしが かわります。じゅんばんが だいじなのです。

では、「ツンと する」 からさは、どのくらいの おんどで きえるのでしょうか。

ニンニクを丸ごと加熱すると、アリインをアリシンに変える酵素アリイナーゼが働けなくなります(失活)。そのため、加熱したあとで砕いても、アリシンはできないと説明されています[2]。

ニンニクの抽出物を使った実験では、アリイナーゼの活性は40〜50℃で置くと上がり、60℃以上で下がり、90℃と100℃の処理ではほぼ消えました[3]。ぬるい温度ではむしろ酵素が元気になり、熱くなると働けなくなる、という形です。

ただし、これは実験室での処理温度です。家庭の鍋の中の温度や、加熱の時間にそのまま当てはめることはできません。また、順番が条件になっていることにも注意が必要です。先に切ってから加熱する場合は、切った時点で酵素が働いているため、丸ごと加熱してからつぶす場合とは話が変わります。

酵素が止まると、辛み(ツンとする刺激)はどうなるのでしょうか。温度と時間で、どれくらい変わるのかを見てみます。

丸ごと加熱したニンニクは、あとで砕いてもアリシンがほとんどできない、と説明されている[2]。加熱でアリイナーゼが失活するためだ。

この温度依存性は、ニンニク抽出物(すりつぶした試料)を使った実験で調べられた。アリイナーゼの活性は、40〜50℃で培養すると上昇し、60℃以上で低下し、90℃と100℃の処理ではほぼ消失した[3]。ぬるい温度ではかえって酵素が活発になり、高温では働けなくなる、という山型の応答である。

ここには条件がつく。第一に、これは抽出物での実験であり、鍋の中の温度や調理時間に直接当てはめられない。第二に、加熱する順番によって結果が変わる。先に切ってから加熱する場合は、切った時点で酵素が働き、アリシンがすでに作られているため、「丸ごと加熱してからつぶす」場合とは前提が異なる。

酵素が止まる温度が分かったとして、においの中でも「ツンとする辛み」は、温度と時間でどこまで変わるのか。具体的な数字で確かめたい。

4. おんどで、ツンと する からさは どのくらい かわるの?

4. 15℃のちがいで、辛みの消える時間は約37分の1になる

4. D値で比べる:60℃と75℃で、辛みの消える時間は約37倍ちがう

うすく きった ニンニクを つかった けんきゅうが あります。ツンと する からさの めやすに なる ぶっしつが、10ぶんの 1に へるまでの じかんを、おんどごとに はかりました。

60どでは、36ぷんより すこし ながく かかりました。75どでは、1ぷんより ちょっと みじかい じかんでした[4]。15どの ちがいで、およそ 37ばい も はやく なったのです。

ほかの 研究けんきゅうでは、ねつを くわえた ニンニクは、なまのより、からさや においの なかまが すくなく なる かたむきが ある と、まとめられています[3]。ただし、ちょうりの しかたごとの ちがいは、この かずだけでは きめられません。

ねつを つかう のに、においも あじも ふつうと ちがう たべものが あります。つぎは、そのれいを みてみましょう。

ニンニクの薄切り(約3mm)を使った研究では、辛みの指標(酵素反応で生じるピルビン酸)が10分の1に減るまでの時間(D値)が、60℃で36.35分、65℃で13.68分、70℃で3.42分、75℃で0.97分と報告されました[4]。

60℃と75℃を比べると、36.35÷0.97で約37.5倍。わずか15℃の差で、辛みが消える速さは約37倍も変わります。温度を少し上げるだけで、同じ減り方に必要な時間が急に短くなることが、数字から読み取れます。

これは薄切りにした試料での数字なので、丸ごとのニンニクにそのまま当てはまるわけではありません。別の研究のまとめでは、加熱したニンニクは生のものよりチオスルフィネート(アリシンなど、辛みやにおいの仲間の物質)の量が少なくなる傾向がある、とされています[3]。蒸す・煮る・炒める・焼くを比べた別の研究では、蒸したものの香りの成分量がいちばん多かったという報告も引かれています。調理法ごとのにおいの強さを、この数字だけで決めることはできません。

熱で辛みが減るのは、薄切りの実験でも確かめられていました。ところが、熱を何日もかけて使い、においも味も別物にしてしまうニンニクがあります。

辛み(ツンとする刺激)が消える速さは、温度で大きく変わる。ニンニクの薄切り(約3mm)を使った研究では、辛みの指標(酵素反応で生じるピルビン酸)が10分の1に減るまでの時間(D値)が、60℃・65℃・70℃・75℃でそれぞれ36.35・13.68・3.42・0.97分と報告された[4]。D値は、指数関数的に減る成分が90%失われる時間のことで、値が小さいほど速い。

60℃と75℃を比べると、36.35 ÷ 0.97 ≒ 37.5。15℃の差で、辛みの消える時間は約37分の1になる。隣り合う温度の間でも、時間は約2.7分の1・4.0分の1・3.5分の1と、温度が5℃上がるごとに数分の1ずつ短くなっている計算になる。小さな温度の差が、速さに大きく響く形だ。

ただし、これは薄切りの試料での値である。厚さや形がちがえば、同じ温度を当てても辛みの消える時間は変わりうる。鍋の中の温度に直接つなげてはいけない。

別の研究のまとめでは、加熱処理したニンニクは生のものよりチオスルフィネート(アリシンなどの辛み・においの仲間)の量が少なくなる傾向があるとされる[3]。蒸す・煮る・炒める・焼くの比較では蒸したものの香気成分量が最大だったと報告されているが、これは別の研究を引いた二次的な記述であり、調理法ごとのにおいの差を強く語る根拠にはしない。

では、短い時間の加熱ではなく、数日から数週間の加熱を「においを少なくするために」使った場合は、どうなるのか。

5. 黒ニンニクは、においも あじも ちがうの?

5. 数日かけて温める黒ニンニクは、においも味も別物になる

5. 数日かけて熟成させた黒ニンニクで、においはなぜ少ないのか

黒ニンニクは、なまの ニンニクを、あつくて しめった ばしょに おいて つくります。ニンニクの ふつうの においが すくない たべものだと いわれます[6]。

ある 研究けんきゅうでは、70どの しつどが 80パーセントの ばしょに 12にち おく やり方が、からだに よいと いわれる せいぶん(Sアリルシステイン)を ふやすのに いちばん よいと されました[7]。ほかにも、やり方は いろいろ あります。

この けんきゅうの やり方では、水ぶんは はんぶんくらいに へります。いろは 白から 黒に、さわると やわらかく、あじは あまずっぱく なります[7]。

じゅくせいが すすむと、たべものが 茶色く なる ときに できる ものが ふえて いると いわれます[6]。しょうゆや みそが 茶色いのと、なかまの ものです。

黒ニンニクは、生のニンニクを高温・高湿の環境で熟成させたもので、ニンニク特有のにおいが少ない食品として知られています[6]。青森県産の黒ニンニクは、平成18年(2006年)以降に量産が始まったと、弘前大学の資料にあります。

作り方には幅があります。研究では、30〜90℃・湿度50〜90%で10〜90日という範囲が整理されています。一例として、S-アリルシステイン(ニンニクに含まれる成分)の量を高める条件として、70℃・湿度80%で12日が最適とされた報告もあります[7]。この研究の条件では、水分は約半分に減り、色は白から黒へ、食感はやわらかく、味は甘酸っぱくなります。

熟成が進むと、食品が褐色になるときに関わるメイラード反応化合物やポリフェノールが増えます。メイラード反応化合物は、食品を加熱するときにできる褐色の物質で、醤油・みそ・ソースの褐色もその仲間です。黒ニンニクでは、特に5-HMF(5-ヒドロキシメチルフルフラール)が増えると報告されています[6]。

資料では、においが少ないことと、褐色の物質が増えることが、それぞれ報告されています。においの減り方をメイラード反応だけで説明できるかどうかは、ここで使った資料からは言えません。

辛みが数分で消える75℃の実験と、12日かける黒ニンニクの70℃。同じような温度でも、時間のかけ方でできあがりがまったくちがうのです。

黒ニンニクは、生のニンニクを高温・高湿で熟成させたもので、ニンニク特有のにおいが少ない[6]。青森県産の黒ニンニクは、平成18年(2006年)以降に量産が始まったと弘前大学の資料に記されている。

製法には幅があり、研究の整理では30〜90℃・相対湿度50〜90%で10〜90日とされる。一例として、S-アリルシステイン量を高める条件として、70℃・相対湿度80%・12日が最適とされた研究がある[7]。この研究の条件では水分は約半分に減り、色は白から黒へ、食感はやわらかく、味は甘酸っぱくなる。

熟成が進むと、食品が褐色になるときに関わるメイラード反応化合物とポリフェノールが増える。メイラード反応化合物とは食品の加熱中にできる、一般に褐色の物質で、醤油・みそ・ソース・黒ビールの褐色物質もその仲間だ。黒ニンニクでは、特に5-HMF(5-ヒドロキシメチルフルフラール)が増えると報告されている[6]。

ここで、前の章の数字と並べてみる。70℃でのD値は3.42分、つまり辛みが10分の1になるのに数分である一方、黒ニンニクの一例は同じ70℃で12日、17,280分かかる。かかる時間は桁ちがいに大きい。ただし、薄切りの辛み成分の実験と、球根まるごとの熟成条件は、測っているものも目的もちがう。温度が近いから同じ現象だと言うことはできない。

資料では「においが少ない」ことと「褐色の物質が増える」ことが別々に報告されている。においの減り方を、メイラード反応だけで説明できるとは、これらの資料からは言えない。つまり、熱の使い方が「酵素を止める」だけでなく「長く熟成させる」にも広がること、そして、においの変化の理由はまだ一つに決まっていないことが、この章の要点だ。

6. おうちで においの じゅんばんを たしかめて みよう

6. においが生まれる順番を、台所でたしかめるには

6. においの順番を自分の鼻で確かめる方法と、読む価値のある資料

おとなと いっしょに、やって みましょう。

ニンニクを ひとかけ ほぐして、皮つきの ままで においを かぎます。つぎに、皮を むいて かぎ、さいごに、おとなに きって もらうか、つぶして もらって、においの ちがいを かぎ くらべます。きった あと すぐと、すこし じかんが たって からも、くらべて みます。

ひを つかう ときは、かならず おとなと いっしょに します。ほうちょうも、おとなに おねがいします。

まるごとの ときと、きった あとの においの ちがいを、ノートに かいて みましょう。

おとなと一緒に、次のことを比べてみてください。火と包丁を使うので、必ず大人が見ていてください。

①皮つきのニンニク一片のにおいをかぐ。②皮をむいて、もう一度かぐ。③大人に包丁で切ってもらい、切った直後と数分たってからのにおいをかぎ比べる。④別の一片を、大人に頼んで皮つきのまま同じ時間だけ加熱して(電子レンジなら短時間)、冷ましてからつぶし、かぎ比べる。

火を使う④では、切った生のものと、においの出方がどうちがうのか。ノートに「切る前に熱を当てる」「切ってからつぶす」と書いて、順番ごとにかぎ比べてみてください。

炒めたときの「香ばしい香り」は、アリシンの話とは別の物質が担っているのか。それが、次に調べたくなる問いです。

確かめる方法は、一片のニンニクで、順番だけを変えて比べることだ。①皮つきのままのにおいをかぐ。②皮をむいてかぐ。③大人に切ってもらい、直後と数分後をかぎ比べる。④別の一片を、大人に頼んで皮つきのまま一定の時間だけ丸ごと加熱し、冷ましてからつぶしてかぎ比べる(加熱の時間と方法は毎回そろえる)。火と包丁を使うので、必ず大人と一緒に行うこと。結果は、本記事の資料からは予測できないので、自分の鼻で確かめるしかない。

資料を読むなら、千葉大学・理化学研究所・ハウス食品のプレスリリース(用語解説)にアリインとアリイナーゼの説明がある[1]。弘前大学の資料には、黒ニンニクのメイラード反応化合物についてのまとまった説明がある[6]。英語の論文(PMC12141922、PMC10048598)は、加熱と黒ニンニクの数字を直接確かめられる[3][7]。

炒めたときの香ばしい香りは、アリシンの話とは別の物質が担っているのか。次に調べる価値のある問いが、ここに残っている。

しらべた もとの じょうほう

参考にした情報源

参考にした情報源と、その使い方

本文の参照番号と対応しています。論文や公的機関の資料を中心に使いました。

  1. 千葉大学・理化学研究所・ハウス食品 プレスリリース(用語解説) https://www.chiba-u.jp/about/files/pdf/20150803_1.pdf (アリインとアリイナーゼの説明)
  2. All About 食の解説記事 https://allabout.co.jp/gm/gc/493204/ (つぶすとにおいが出る流れ、加熱で酵素が失活する話)
  3. ニンニクの加熱処理の影響を調べた論文(PMC12141922) https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12141922/ (酵素の温度依存性、加熱による成分量の傾向)
  4. International Journal of Food Science & Technology 39(3) ニンニクのブランチに関する研究 https://academic.oup.com/ijfst/article/39/3/311/7913300 (辛みが消える速さと温度)
  5. Wikipedia「二硫化アリル」 https://ja.wikipedia.org/wiki/二硫化アリル (アリシンの分解)
  6. 弘前大学 プレスリリース(黒ニンニクのメイラード反応) https://ghs.hirosaki-u.ac.jp/wp/wp-content/uploads/2020/10/20201016120404815.pdf (黒ニンニクの特徴とメイラード反応化合物)
  7. Effect of Thermal Processes on S-Allyl Cysteine Content in Black Garlic(PMC10048598) https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10048598/ (黒ニンニクの製法条件)

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