食品保存における塩、微生物、酸、熱
Salt, Microbes, Acid and Heat in Food preservation
By Chrisy Clutter
https://asm.org/ 2024.01.19
食料品店や家庭用冷蔵庫の時代では、歴史の大半において、人々が食物の季節性に縛られてきたという事実を見失いがちである。この現実は、人類に長い間難問を突きつけてきた。収穫が終わった後、どうやって食べ続けるか？
世界の食糧不安地域では、「飢餓ギャップ」、つまり前シリーズの食糧資源が底を尽きてから次の収穫期が到来するまでの期間が、現実的で根深い問題となっている。豊作それを出来るだけ長く自足させる能力は、何千年もの間、人類にとって生死を分ける問題であった。
歴史を通じて、不作期に対処するための食品保存方法は、地域や文化に応じて興味深い工夫を凝らしてきた。フランスの大人気の臭いチーズ、ドイツの酸っぱいザワークラウト(実は中国発祥)、日本の味噌、アイスランドの塩漬け魚、古代まで溯る複数の文化の塩漬け肉など、ほんの数例を挙げるだけでもその数には及ばない。保存方法の中には、食品を微生物の定着に不利な状態にすることで微生物の関与を最小限に抑えようとするものもあれば、微生物の生命を利用して、今日我々がよく知っていて愛している多くの特産品を作るものもあった。
微生物の駆除：塩漬け、乾燥、缶詰
風味の重要な要素の一部が、微生物の人間嫌いから食品を守るのにも役立つのは偶然ではないかもしれない。食品を微生物に不利にしながらも、人間が食べられる状態に保つ、長年実証された方法をいくつか見てみよう。
塩と太陽：塩漬けと乾燥
魚や肉の塩漬けは人類の歴史において数千年も前から行なわれており、世界中の多くの文化に取り入れられている。大型動物を狩ったり屠殺したりすると、一度に栄養価の高い肉が沢山手に入る。これは、平均的な家族が腐る前に消費できる量をはるかに超える量である。1940年代頃に冷蔵庫が普及する前、人間は肉の栄養素を長持ちさせる別の方法を必要としており、塩が現実的な選択肢となった。
塩は肉を乾燥させ、防腐剤としても機能する。大量のナトリウムは、食品の「水分活性」と呼ばれるもの、つまり細菌が利用できる自由水の量を減らす。すべての微生物が高塩分濃度で死滅するわけではないが、多くの潜在的な病原菌は塩によって水分がすべて引き出されるため、浸透圧によって死滅する。他の微生物は、生き残るにはエネルギー・コストがかかりすぎると感じる。
食品業界では今でも食品保存に塩を使用しているが、皆さんが想像するような方法ではない。例えば、高度に加工された食品は、天文学的な高濃度のナトリウム(平均的な人の一日摂取量の70％以上)で有名である。これは、包装された食品が何年も棚に置いても腐らないようにするためでもある。
ただし、塩は脱水する唯一の方法ではない。トマト、果物、その他の農産物をバスケットに詰めて保存したい多くの園芸家にとって、太陽も役立っている。塩漬け食品と同様に、太陽(または現代の乾燥機)で乾燥させた食品には、微生物が生き残るために必要な水分がほとんどないため、微生物が住み着くのを沮止する。
酸と熱：缶詰
かつてはやや忘れ去られた昔ながらの技術(バターをかき混ぜのと同じ様なもの)であったが、家庭での缶詰が再び本格的に復活した。塩漬けは伝統的に肉や魚に行なわれるが、缶詰は天然の水分含有量が多い果物や野菜を保存するのに最適である。缶詰の原理には、熱と酸という2つの主要な要素がある。食品を殺菌するために必要な温度は、缶詰にする食品の酸含有量によって異なる。これは、ボツリヌス菌(ボツリヌス中毒で悪名高い)は、pHが4.6を超えると沸騰後でも生き残り、繁殖する可能性があるためである。このため、多くの缶詰保存食品には、天然の酸性食品が組み込まれているがレモン汁やその他の酸が補充されて缶詰環境のpHが下げられている。
加圧は、胞子形成微生物を除去するために適切な温度に達するようにするためのもう1つの方法である。缶詰の安全性に関する最大の懸念事項であるボツリヌス菌の胞子は、通常の沸騰温度で破壊するのが非常に困難である。しかし、缶詰環境に加圧することで、ボツリヌス菌の胞子やその他の胞子形成微生物汚染物質を完全に根絶するために必要な約250°Fの温度に達することができる。したがって、低酸性食品は、適切で安全な温度に達するように加工缶詰システムで缶詰にする必要がある。
発酵：勝てないなら仲間になろう！
チーズ、ビール、ワイン、味噌、紅茶キノコなど、醗酵食品の寵児を好きになるのに、多くの人は励まされる必要はない。さらに、科学者達が腸内微生物叢の謎を解明し始めたことで、醗酵食品は腸の健康に良い食品として当然の評価を得ている。とはいえ、多くの醗酵食品は、人類が食物を手元に残そうとする探求の中で、ささやかな始まりを持っている。
多くの醗酵食品は、乳酸菌を利用して糖を乳酸と二酸化炭素に代謝する。缶詰における酸の利点と同様に、乳酸菌によって生成される乳酸は保存食品のpHを下げ、病原性微生物を寄せ付けないようにする。この酸味により、多くの醗酵食品に独特のピリッとした酸味が生まれる。乳酸代謝によるガス生成は、紅茶キノコやビールなどの飲料の発泡性や泡立ち、またはサワードウ・パンの発酵にも寄与する。
微生物が醗酵食品を作る方法
乳酸菌のさまざまな種は、発酵中の食品の風味プロファイルを変える独自の有機化合物を生成する。例えば、一部の乳酸菌は、フルーティーな風味を放つエステルと呼ばれる化合物を生成する。他の乳酸菌は、ヨーグルトやチーズなどの食品にクリーミーな風味を与えるジアセチルなどの化合物を生成する場合がある。
乳酸菌の多くはおなじみの仲間である。ラクトバチルスやビフィズス菌は、従来のプロバイオティクスで多くの人に知られている。しかし、乳酸を代謝するカテゴリーには、ストレプトコッカス、ロイコノストック、ペディオコッカス、エンテロコッカスなどの他のいくつかの属も含まれる。これらの細菌ファミリーはそれぞれ、問題の食品の風味、食感、栄養プロファイルに影響を与える独自の芳香化合物とビタミンを生成する。
例えば、ヨーグルトは、牛乳に含まれる乳糖を8～12時間かけて比較的短時間発酵させることで作られる。その間、ラクトバチルス、ストレプトコッカス・アシドフィルス、そして時にはビフィズス菌が協力して乳糖を消化し、乳酸を生成させる。乳酸は牛乳に含まれるタンパク質を変性させて凝固させ、より濃厚で酸味のある製品を作る。
対照的に、チーズはもう少し複雑である。ほぼすべてのチーズは、最初に同じように見える。しかし、数日、数週間、さらには数ヶ月の間に、さまざまなチーズの保管条件によって独自の微生物生態系が育まれ、我々が認識できる独特で、時には刺激的な風味が開花する。その要因は、何百種もの細菌や菌類である。乳糖を消化し、時間をかけて乳タンパク質を凝固させる乳酸菌に加えて、他の細菌、酵母、カビも、チーズに馴染みなある風味と食感を与えるために使用されている。例えば、プロピオバクテリウム・フロインデンライヒは、スイスチーズの特徴的な穴を作るガスを生成する。カビのペニシリウム・ロックフォルティは、ロックフォール・チーズやブルーチーズに走る特徴的な青い筋を作る。
すべての醗酵食品が乳酸菌を主成分としているわけではない。味噌やテンペなどの一般的な大豆醗酵食品は、その主な特徴を菌類に頼っている。例えば、テンペはインド産の軽く発酵させた大豆ケーキで、リゾープス属の菌類の助けを借りて発酵させている。この有機物分解菌類は、湿度が十分に高い植物によく見られる。テンペの製造では、リゾープス・オリゴスポルスが大豆の周りに凝集ネットワークを形成し、タンパク質を分解して消化しやすくする。リゾープスは乳酸菌と同様に、テンペに空気を送り込み、病原菌の増殖を抑制する化合物を生成するガスを生成する。
ビール、ワイン、サワードウ、キムチ、ザワークラウト、その他多くの醗酵食品がどのようにして作られるかについては、数え切れないほど多くの物語があり、それぞれに独特の微生物群が存在する。乳酸菌は、菌類、酵母、カビとともに、それらの多くに共通している。
今日、なぜ食品を保存するのであろうか？
便利で時間を節約できる道具が沢山ある今、食品を発酵させたり保存したりする意味はどこにあるのであろうか？
保存食品の永続的な利点の1つは、無駄ｗｐ最小限に抑え、食品を地元産に保つことである。多くの人々は季節に合わせて地元の食材を食べる必要がなくなったが、そうすることを選択することで、季節外れの農産物を輸送するために使用されていた化石燃料を削減できる。これは、我々の食生活の炭素排出量にプラスの影響を与える可能性がある。食品廃棄物を制限すると、その食品を栽培するために使用された水やその他の資源の無駄も軽減される。言うまでもなく、庭で新鮮なトマトを大量に楽しんだことのある人なら誰でも、自家栽培の食品は、世界中を旅する前に収穫された食品よりも美味しいことを知っている。
特に醗酵食品は、自然のプロバイオティクスでもある。市販のプロバイオティクスの多くに、多くの人気の醗酵食品に寄与する同じ種類の細菌(ラクトバチルス菌とビフィズス菌)が含まれているのは偶然ではない。これはまだ研究と議論が活発に行なわれているトピックスであるが、醗酵食品は、特に定期的に摂取すると、体に抗炎症と健康促進の信号を与えるのに役立つ可能性があることを示唆する研究もある。また、乳酸菌は、人間の健康に有益であることが証明されている多くのビタミンと短鎖脂肪酸を生成する。
伝統的に発酵された食品を購入するときは、その食品に活性菌が含まれていることを確認する。残念ながら、食品科学の進歩により、醗酵食品(ピクルスなど)の馴染みなある風味を、その有益な効果をもたらす実際の微生物を組み込まずに簡単に再現できるようになった。
さらに良いのは、自分で発酵させた傑作に挑戦してみることである。自分で食品を発酵させるのは簡単で美味しい。ヨーグルトは簡単に始められるが、こんぶちゃ、キムチ、サワードウも人気があり、試してみるのに美味しい方法である。
