コーヒー豆の劣化を防ぐ真空の仕組み〜翻訳シリーズ16〜

皆さまこんにちは、KiguのNaruoです。

FELLOWブログの翻訳シリーズ、第16弾。

彼らが随時更新している興味深いブログをもっとみなさまに知って欲しくて、翻訳しています。

今回のテーマは

「How Vacuums Prevent Coffee Staling」

直訳すると、

「コーヒー豆の劣化を防ぐ真空の仕組み」。

大人気のAtmosキャニスター、実はとっても合理的にコーヒー豆を保存することを考えられた製品なんです。

今回の記事で

真空と酸化、そしてガスとの関係性について知ることができます。

既にAtmosを持っている人も、まだ検討中の方も是非。

原文はこちら

Atmos Canister についてはこちら

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2018年10月30日

コーヒー豆の劣化を防ぐ真空の仕組み

私たちは、コーヒー豆の賞味期限を延ばす手段として、真空容器を愛用しています（新発売のAtmos真空キャニスターで私たちの愛がおわかりいただけますでしょうか）。

ここでは、真空キャニスターがなぜコーヒーの鮮度を長く保つのに効果的なのかをご説明いたします。

なぜ酸素はコーヒー豆に悪いのか？

酸素はコーヒーやスナック菓子など、あらゆる生鮮食品に悪影響を及ぼし、酸化と呼ばれるプロセスを経て、ものを劣化させるです。

「劣化」とは、好ましい味や香りが失われること、または好ましくない味や香りが生じることと定義しています。

酸化のプロセス

酸素が分子と接触すると、その分子から電子を1つ取り去る。これが酸化です。

電子を失った分子は不安定で反応が起こりやすい状態となり、その反応の結果、風味が失われたり、好ましくない風味が生じたりします。

コーヒー豆の場合、酸素はVOC（揮発性有機化合物）に悪影響を及ぼします。VOCは焙煎の際に発生する化学的な副産物で、コーヒーの良い香りに寄与するものであり、またとても蒸発しやすいのが特徴です。

酸素がVOCに触れると酸化が起こって不安定になり、コーヒーの香りが損なわれてしまうのです。

また、酸素はコーヒー豆の油分である脂質にも影響を及ぼします。酸化によって脂質は過酸化物に変化し、腐敗した味覚の原因となります。

真空容器とは？酸化防止に役立つの？

まず、真空とは何かを定義しましょう。真空とは、圧力が大気圧より低い閉じたシステムのことです。

これを実現するためには、空気の粒子が取り除かれた一定の空間（＝硬い容器）が必要です。

空気を抜く密閉容器や袋はたくさんありますが、これらは必ずしも真の真空とは言えません。真空容器でないかどうかを判断する簡単な方法は、容器が縮むかどうかです（つまり、袋か、容器に折りたためる蓋があるかどうか）。

容器が縮んだら、それは真空ではないので、圧力が大気圧以下になることはありません。

しかし、なぜ圧力がそれほど重要なのでしょうか？

酸化速度（酸化の速さ）は圧力に依存します。

反応というのは2つの分子がぶつかり合うことで起こります。圧力が高い小さな空間に多くの分子があれば、衝突の可能性は高くなり、反応は速く起こります。逆に酸素の圧力が少ない状況下では、分子の衝突が少なくなります。

空気は、窒素、二酸化炭素、酸素の混合物。酸化反応では、酸素のみの圧力、つまり分圧にのみ注目します。

酸素分圧とは、空気中の酸素の割合に、空気の全圧をかけたものです。酸素分圧は、空気中の酸素比率を変えるか、空気の全圧を変えることで変化させることができる。

空気中の酸素分率×空気全圧＝酸素分圧

この式で酸素分圧を計算した例を紹介します。

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a)大気中、b)半真空中の酸素分圧はいくらになるか？

大気中のO2分率＝0.2095

大気中の空気の全圧 = 101.325kPa

半真空の空気の全圧＝50.66kPa

分数O2×全圧＝O2分圧となります。

0.2095 O2×101.325kPa＝21.23kPa

0.2095 O2 x 50.66 kPa = 10.61 kPa

したがって、酸素分圧 a) 21.23kPa および b) 10.61kPa

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半真空での酸素分圧は上記のようになります。

全圧での酸化速度は半真空での酸化速度の2倍となり、これがAtmosの作り出す環境であると結論付けられます。

酸化と鮮度には非常に強い相関がありますが、豆に含まれるガスなど他の要因もあるので、その関係は直線的ではありません。

もし直線的であれば、Atmosは酸化速度を2倍遅くし、コーヒーの賞味期限を100％延ばすことができると言えます。

産地、ロースト、容器を開ける回数、ガス抜きなど、様々な要因でコーヒー豆が古くなるスピードが変わるため、Atmosでは賞味期限を最大50%延ばすという結論に達しました。

真空中のコーヒー豆からガスが抜ける（脱ガス）スピードはどうなるのでしょうか？

真空容器が分子レベルで気体に影響を与えるのであれば、真空がコーヒーの脱ガスにどのような影響を与えるかを考えることは重要です。

コーヒーを焙煎すると、豆の内部にガスが発生し、焙煎終了後は豆からガス（主に二酸化炭素）が染み出し始めます。

そして数日経過すると、形成されたガスの大部分は豆から離れます。

真空は圧力勾配（圧力の変化）が大きいので、大気圧下に置くよりも早くガスが抜けます。

私たちが最初に真空容器を設計したとき、このことがコーヒーの風味や鮮度を保つ能力を損なわないようにしたいと思いました。

検討の結果、Atmosという結論に至りました。

まず、コーヒーに含まれるCO2の40％は、最初の24時間で抜けてしまいます。さらに焙煎後数日のうちに、ほとんどが急速に排出されるのです。

つまりコーヒーがお手元に届く頃には、おそらくほとんどのガス抜きが終わっているため、真空容器のCO2への影響は実はほとんどありません。

非常に新鮮なコーヒー (焙煎から 1-3 日) を使う場合に真空容器を使用すると、コーヒーの脱ガスが早くなります。理論的には、脱ガスが早すぎると、香りを生み出す揮発性有機化合物（VOC）が失われるため、マイナスの結果になります。

しかし、先ほどお話したように、このVOCは脂質と並んで、酸化の影響を最も受ける分子であることが分かっています。酸化は劣化の主な原因です。

高速脱ガスと酸化の影響を比較すると、酸化がコーヒーの風味に圧倒的な影響を与えることは明らかであり、脱ガス速度のわずかな上昇を防ぐよりも、豆を酸化から守る方がはるかに大きな影響を与えるのです。

密閉された環境なので、CO2が豆に蓄積されるのでは？

市販の袋タイプの保存容器と比較して、AtmosではCO2が蓄積されるのではという質問を受けました。

CO2排出バルブ付きの市販コーヒー豆袋は、CO2の圧力上昇を緩和し、袋の破裂を防ぐために設計されており、必ずしもコーヒーをより長く新鮮に保つためではありません。

Atmosは、CO2を豆に押しとどめるほどの圧力はないので、CO2の蓄積は心配ありません。豆の周りの空気中の CO2 は非反応であり、コーヒーの味に影響を与えることもありません。

ただし、コーヒーを淹れ始めると出てくるCO2は風味に影響を与えるので、淹れる前に必ず蒸らしをしてくださいね。

Atmosを冷凍庫に入れて保存することはできますか？

Atmosを冷凍することは可能ですが、最適な使い方ではありません。コーヒー豆は再凍結しないように1回分ずつ冷凍する必要があるため、理にかなった使い方ではありません。

複数人前を入れることを想定しているので、1人前の豆だけを中に入れるのは冷凍庫のスペースの無駄遣いになります。また、Atmosを冷凍庫に入れると、真空シールの寿命が短くなります。

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Naruoのコメント

いかがでしたでしょうか。

少しアカデミックな知見から、圧力・酸化・ガスとAtmosの関係性について迫りました。

個人的に興味深いのは脱ガスの部分。

Atmosは残念ながらガス（二酸化炭素）を保持することは出来ない、むしろガスの排出は促してしまうということが紹介されています。

その上で、ガスは焙煎後、どうやっても早々に排出されるものであり、その保持に努めることはほぼ意味がない。それよりも味を大きく左右する酸化を抑えることに、Atmosは重点が置かれているということでした。

そこまで分かった上で製品が作られているなんて、Fellowのコーヒーへの情熱をまたひとつ感じる部分ですね。

ちなみに全然関係ないですが、二酸化炭素＝炭酸は、コーヒーのテイスティングノートに登場することがあります。

ポジティブな面では、スパークリングジュースのような爽やかさ等。

ネガティブな面では、不快な酸味と捉えられることがあります。

これはコーヒーから二酸化炭素を感じているわけではなく、酸味を表現する方法の一つとして用いられています。（ガスを感じている人も中にはいるのかもしれませんが...）

無味無臭であるはずの炭酸という舌の感覚が味の表現として出てくるのですから、スペシャルティコーヒーは面白いですね。

さて将来的には　Fellowからガスも何もかも保存できるようなキャニスターが発売されるのでしょうか。

これからも楽しみです。

Naruo

Atmos Canister についてはこちら