研究テーマ

香りの学問【食品香料学】。40万種類の匂い物質から香りを作る研究

私たちの身近にある「香り」。そのもとになる匂い物質は約40万種類存在するとされています。匂い物質から香りを生み出し、日々の暮らしを彩るフレグランスやフレーバーを作る学問が『食品香料学』です。食品香料学によって私たちの生活がどのように変わっていくのかを解説します。

「香り」は人々の生活を豊かにする

かき氷のシロップ、味はイチゴもメロンも実は同じ?!

イチゴやメロン、ブルーハワイなど、かき氷のシロップにはさまざまなバリエーションが存在します。しかし、各シロップの味を生み出す原材料は、実はすべて共通のものであり、本物のイチゴやメロンの果汁は含まれていないそうです。

材料が同じなのに、なぜイチゴとメロンのシロップに味の違いを感じるのでしょうか。その答えの一つが「香料」です。一見、味と香料は関係ないように思えます。しかし料理にとって香りとは「食品が腐っていないか」「食べても安全なのか」を判断する重要な基準であり、おろそかにできない要素でもあります。

「赤くて甘い液体」にイチゴの匂いを持つ香料を追加するだけでおいしさや満足感が向上するということは、大いにあり得る話なのです。

多くの匂いに囲まれて暮らしていると、嗅覚について考えることはほとんどありません。しかしこのように匂いには不思議な力があります。本題の食品香料学に入る前に、まず匂いと人間の神経活動のユニークな関係について説明しましょう。

すべての香りの元となる「匂い物質」は40万種類

一言に香料といってもそのなかにはいくつもの「匂いを発する分子」が存在しています。その分子が、世界に40万種類存在するといわれる「匂い物質」です。

リンゴからは甘酸っぱい匂いがしますが、その匂いは350種類以上の匂い物質によって構築されたものです。同様に、バナナの甘い香りは200種類以上、コーヒーの芳醇(ほうじゅん)な香りは800種類以上の匂い物質が組み合わさっています。

匂いにまつわる、人間の不思議

人間の体で、匂い物質を吸引するのは、「鼻」と「喉の奥」の2カ所です。そこから吸い上げられた匂い物質は、鼻孔の上部にある嗅上皮の「嗅覚受容体」に接触し、活性化させます。こうして嗅覚受容体から放たれた電気信号が脳の「大脳辺縁系」へと運ばれることによって、私たちは香りを感じるわけです。

人間は10,000種類の匂い物質を嗅ぎ分ける?!

人間には約800種類の嗅覚受容体の遺伝子があるとされていますが、その半数は機能を喪失した偽遺伝子。そのため実際に機能しているのは、半分の約400種類となっています。人間はこの約400種類の嗅覚受容体を巧みに用いることで、3,000~10,000種類の匂い物質を嗅ぎ分けることができます。

人間の倍の嗅覚受容体を持つ犬や、その犬の倍以上のアフリカゾウに比べると、人間の香り識別能力は低いといわざるを得ません。ある実験によると、香料識別の専門家であっても混合物のなかから3種類以上の成分を的中させることはできないとされています。

「バナナの匂い」と認識できるのはなぜ?

人間は、40万種類にも及ぶ匂い物質のうち、その一部しか認識できないにもかかわらず、食べ物の匂いを嗅ぎ分けることができるはなぜなのでしょうか。その理由を簡単に説明すると、脳が「匂い物質」と「それによって生じた神経活動」をひもづけて記憶しているからと考えられています。

つまり、私たちの脳はひとつひとつの匂い物質を記憶して「バナナの匂い」を学習しているのではなく、「匂い物質によって生じたあらゆる神経活動」を単一のイメージとして捉えることによって、神経活動そのものを「バナナの匂い」であると学習しているわけです。

匂いから記憶が! 「プルースト効果」

このように、嗅覚以外の神経活動とひもづけて記憶される「香り」は、脳にさまざまな影響を及ぼします。香りによって古い記憶がよみがえる「プルースト効果」もそのうちの一つです。

フランスの小説家であるマルセル・プルーストは、小説「失われた時を求めて」のなかで、紅茶に浸したマドレーヌの香りによって幸福だった幼少時代が思い出される、というシーンを描いています。この描写から名付けられたのがプルースト効果ですが、その存在はフィクションではありません。実際に、香りと記憶は深く関係しているのです。

香りだけが、記憶や感情にダイレクトに影響を及ぼす?

視覚や聴覚などの五感は、それぞれ異なる経路で脳に情報を伝達しています。しかし「記憶や情動」に関わる大脳辺縁系に対して、直接的に伝達できるのは嗅覚だけとされています。このことから、嗅覚が「記憶や感情に及ぼす影響」は少なくないと考えられています。

実際に、生物は匂いを嗅ぐことによって、リラックスしたり食欲が刺激されたりとさまざまな反応を示します。プルースト効果も、嗅覚と記憶の強いかかわりを表した現象であるといえます。

新しい香りを生み出す『食品香料学』

生物は自然界からもたらされる香りによってさまざまな刺激を受けています。私たち人類はその匂い物質を研究し、香料とすることで、食やファッション、宗教などのさまざまな文化を生み出してきました。

『食品香料学』は人々の文化と香りの関係に科学的な観点からアプローチする学問です。食品香料学の主な目的は、食品に添付する香料(フレーバー)と、香水などの嗅覚を楽しませる香料(フレグランス)の研究、開発です。

とはいえ、私たちが吸引している匂い物質は空気上に漂っている微細な分子であり、それらを個別に採集することは困難です。では、どのような方法で香料は作られてきたのでしょうか。

香料を作る元は?

一般的に、香料は動植物から採取する「天然香料」と化学反応などを用いて作られた「合成香料」の2種類に分類することができます。

これらの天然香料を動植物から抽出する主な手法としては、原料を溶かして溶出させる「溶剤抽出法」と、高温の水蒸気を用いて抽出する「水蒸気蒸留法」が挙げられます。

この天然香料の生成には原料、つまり動植物の確保が必要になります。しかし化学合成によって作られる合成香料なら安定した生産体制を構築することができます。

また貴重な動物を採集する必要がないことから、現在では動物性香料のほとんどが合成香料によって代用されています。

食品の魅力を高める香料「フレーバー」

香りを加えることによって食品の魅力を高めるフレーバーですが、その役割は添付する食品の素材や形態によって変わります。

例えば、素材そのものに香りがない場合は、香りを追加する「附香」を行います。また食品は流通などの過程で風味が消えてしまうこともあります。それを防ぐための処理が、香りを補う「強化」です。また、食品として好ましくない匂いがする場合に、適切な香りで覆う「風味矯正」という処理を行います。

このような処理、あるいは新しいフレーバーの開発にも食品香料学の研究が生きています。
そしてこうした仕事を職業とするのが、「フレーバリスト」と呼ばれる調香師です。フレーバリストには、香料に対する知見や技術だけでなく「誰が食べるのか」「キーとなるフレーバーに何を選ぶべきか」「全体を調和させるために必要なアクセントは何か」といったセンスや想像力を持つことが求められます。」

シーンに合わせた香料「フレグランス」

香料にはリラックス効果をもたらすものもあれば、晴れやかな爽快感をもたらすものもあります。そのような洗髪剤やアロマキャンドル、香水などの嗅覚を楽しませるフレグランスの研究、開発には、数千種に及ぶ香料の性質や効果を把握しなくてはいけません。

それには香料に対する知識や調合技術だけでなく、香りに対する感受性も必要です。香水を一つ作るにしても、匂い物質の揮発性によって異なる香りの薄れ方や、用途に合わせた賦香率(アルコール中の香料の割合)の調整、クライアントの要望に応える応用力などなど、さまざまな技術が求められます。

そのような仕事をする調香師を「パヒューマー」と呼びますが、一流のパヒューマーへの道は険しいものです。しかし世界にまだ存在していない香りを創造するパヒューマーは、化粧品などの商品開発に欠かせない存在です。」

香りを通して暮らしや社会に貢献する

調香師などの香りに携わる人材を輩出する『食品香料学』ですが、忘れてはいけないのが「香料の安全性」です。人体に対して毒性を持っていないか。水や土壌に悪影響を及ぼさないか。それらの検証テストを行うことも、食品香料学の重要な役目です。

香りの研究は「医学」や「生物学」の分野でも

匂い物質は食品香料学以外のさまざまな学術分野でも研究されています。

「医学」では人々を癒やす香りの効果を研究

植物由来の香料を嗅ぐことでストレス解消などのヘルスケアを促進させるアロマセラピー。個人の利用にとどまらず、マッサージ店や飲食店、医療現場や介護施設でも活用されています。「医学」では、その心理的な作用を研究しています。

鳥取大学発のベンチャー企業である「株式会社ハイパーブレイン」では、「アロマセラピーによる認知症予防の特徴」について研究しつつ、医薬品やアロマオイルなどの製品開発に取り組んでいます。

「生物学」では嗅覚を通して動物の機能を研究

キツネを天敵とするマウスに、キツネ由来の匂い物質であるトリメチルチアゾリンを嗅がせると、強い恐怖反応を示し、血中のストレスホルモンが増加します。これは嗅覚によって脳が刺激を受けたことで生じる恐怖反応です。

しかしこの反応は「天敵の匂いを一度も嗅いだことのないマウス」にも発生します。つまり、匂い物質によって起きる神経活動のなかには、生まれてから学んだ後天的なものだけではなく、生まれつき備わっていた先天的なものも存在するということです。

その一例として挙げられるのが、人間の精子です。実は人間の精子には嗅覚受容体が備わっており、一部の匂い物質に対して走化性が引き起こされることが確認されています。このことから、受精に至るまでのプロセスに何らかの形で匂い物質が関与していることが予測されていますが、詳細はいまだに解明されていません。

「神経生理学」や「分子生物学」などの生物学では、このような反応を分析、研究することで、嗅覚や視覚がもたらす神経活動のメカニズムを解明しようとしています。

『食品香料学』について学べる大学、学部

『食品香料学』に取り組む学部としては、東京農業大学(食香粧化学科)が挙げられます。そのほかにも、別府大学(発酵食品学科 食品香料コース)や、東京工科大学(食品・化粧品専攻 食品コース)、帝京科学大学(生命科学科 生命・健康コース)などなど、さまざまな大学で香りの研究に取り組んでいます。

将来、調香師になりたい人はフレーバリストやパヒューマーなど、自分の目指す方向性を意識しながら大学を選んではいかがでしょうか。

『食品香料学』の活用が期待できる分野

食品開発、化粧品開発、化学、ヘルスケア、医療

参考

食品香粧学への招待(東京農業大学 藤森 嶺 編著)