玉川学園高等部
松井了子・長谷川楓果

熟成梅酒が琥珀色になる理由
動機
・梅の色は緑色なのに、梅酒の色が琥珀色になる現象を疑問に感じた・梅酒の変色は野菜切断面の変色と同じ原理なのか気になった

4年後

目的

梅酒が熟成すると琥珀色になる原理を解明する

背景

いくつかの研究では、梅酒が琥珀色になる理由はアミノ-カルボニル反応(1) や 糖の褐変 と推測されている。
しかし、実証はされておらず、詳細は不明。

結論

梅酒は3段階の反応によって琥珀色に変化した

研究の意義
ワインなどの果実酒の色は、その熟成度や品質を評価する上で重要な要素であり、本研究の成果は、熟成梅酒をはじめとする果実酒類の品質保持に貢献することができる。

図1 梅酒の変色

これまでの研究 【野菜切断面の変色理由を探る】＜目的＞ 野菜中のポリフェノール（PP）と酸化酵素（PPO）の有無を確認した。

＜方法＞ 野菜のすりつぶし液にフェノール試薬を加えた。呈色の有無で、PPが含まれているかを確認した。
カテコール水溶液に野菜のすりつぶし液を2-3滴加えて、変色するかを確認した。
＜結果＞ 表1 PPの確認（フェノール試薬を添加直後の様子）
表2 PPOの確認（カテコール水溶液に入れた直後の様子）
図2 カテコール＜考察・結論＞
レタス
サツマイモ
ナス
ジャガイモ
レンコン水（control）
レタス
サツマイモ
ナス
ジャガイモ
レンコン
水（control）
フェノール試薬はフェノール＜考察・結論＞
性水酸基により還元されてカテコールがすぐに変色した
青色に呈色する。どの野菜ことから、野菜にはPPOがも呈色したことから野菜に含まれている。
すぐに変色した×
はPPが含まれている。
青色呈色
×

野菜の変色メカニズム

酸素

野菜にはPPとPPOが含まれる⇨ 切断面の変色の原因はPPの酸化だと考えられる

ポリフェノール（PP）

キノン(細胞の液胞中)

褐変物質

ポリフェノールオキシダーゼ（PPO）

事前実験

波長(nm)＜梅酒変色への仮説＞
梅酒の変色にも、梅に含まれるPPが関与しているのではないか？

色補色

0.08
30.06
2
ポリフェノール濃度

0.04

吸光度

10.0200010203040

図4 吸光度とPP濃度の関係

第2段階 PPの酸化
2-1 梅のPPの変色の検討＜目的＞梅酒（梅）のPPは酸化されて変色するのか検証する＜方法＞蓋つき試験管に梅のすりつぶし液を入れた各気体を蓋つき試験管を封入して室温で放置した

506070 (日)吸光度(ABS)

PP濃度（×10-4mol/L）＜目的＞梅酒の変色にPPが関与しているか調べる
435-480
青黄＜方法＞梅酒の『PP濃度』 と『褐変度（琥珀色の濃さ）』の相関関係を調べた。
PP濃度は分光光度計を使用し、フォーリンチオカルト法で測定した。褐変度は分光光度計を用いて450nmの吸光度を測定した(2) 。
表3 経過日数による梅酒の様子
＜結果＞
＜考察＞
図3 色相環時間
1日後
5日後20日後
41日後
59日後
11か月後
4年後
【0～20日後】
梅酒中のPP濃度と吸光度の上昇度が一致した。
このことから、初期段階では、梅のPPがホワイト
写真
リカーに抽出されることで梅酒の色が変化すると考えられる ＝ 第1段階
PP濃度
【20日後～11か月後】
0.913
1.81
3.57
3.41
3.45
3.74
3.06
（×10-4mol/L）
PP濃度の上昇は停滞したが、梅酒の吸光度は吸光度なだらかに上昇し続けた。このことから、梅から0.0186
0.03310.07750.12000.12590.14560.2249（ABS）
PPが抽出される以外の別反応が起こり、梅酒（ただし、11か月後と4年後の梅酒はそれぞれ別で漬けたもの）がさらに変色していくと考えられる ＝ 第2段階
第３段階
0.146
【11か月後～4年後】4年後のPP濃度は減少し、吸光度は11か月後の0.1251.5倍になった。このことから、第2段階とは別の第２段階
0.1
反応も起こっていると考えられる ＝ 第3段階
4
＜結論＞
梅のPPがホワイトリカーに抽出されることで、梅酒の色が変化する ＝ 梅酒の変色の第1段階＜新たな仮説＞
梅酒の変色は3段階の反応に分かれているのではないか。
第2段階では、野菜切断面の変色と同様に、梅酒中に抽出されたPPが酸化されるのではないか。

2-2 PPOの有無の確認＜目的＞梅の実もしくは梅酒中にPPOが存在するか調べる＜方法＞カテコールに梅のすりつぶし液または梅酒（または水）を加えた
表5 時間経過によるカテコールの色の変化

＜考察＞
18日後
放置前
・カテコールに梅・梅酒を添加したものは
表4 各気体による色の変化
水 梅 梅酒水 梅 梅酒 水を添加したものより変色しなかった。
24日後
放置前
このことから、梅の成分がカテコールよりも空気
O2N2CO2空気O2N2CO2先に酸化されたと考えられる。
・カテコールが変色するまで18日かかった。
このことから、梅にPPOがあるかは分からなかった。梅のPPが酸化されるのは、時間赤 微赤 微赤 がかかると考えられる。
褐色△ 褐色〇褐色× 褐色×＜結論＞梅のPPは時間をかけて酸化され褐変する（24日程度）＜考察＞24日後、酸素を吹き込んだ梅のすりつぶし液が褐変した。
20日以降 梅酒の吸光度が上昇したのは、梅酒中のPPが酸化されたため⇒梅のPPは24日程度かけて酸化され、褐色になる。
＝ 第2段階第3段階の候補１ アミノ-カルボニル反応

疑問点①＜仮説＞第1段階と第2段階では、梅酒の変色にPPが関与していた。
PP以外の成分も梅酒の変色に関係しているのではないか？
梅酒の材料である「氷砂糖（スクロース）」が関係しているのではないか？
＜目的＞アミノ‐カルボニル反応が梅酒中で起こるかを調べる＜アミノ‐カルボニル反応とは？＞
アミノ基とカルボニル基により褐変物質を生成する反応
主に還元糖とアミノ酸による反応が一般的 （高温かつアルカリ性下で促進）＜方法＞梅酒（氷砂糖ありで作製）にフェーリング試薬を加えて加熱し呈色するかを
表6 梅酒のフェーリング反応＜結果＞観察した
【参考】
加熱前
加熱後

疑問点②

疑問点①

C6H12O6
C12H22O11

水+ RNH2 （アミノ酸）

フルクトース (Fru)

加水分解 ?

+アミノ‐カルボニル反応 ?

C6H12O6

高温 ?
アルカリ性 ?

グルコース (Glu)

梅酒
糖あり 糖なし

水糖の還元性Suc：なしFru：ありGlu：あり梅酒
糖あり 糖なし

疑問点③+ H2O
スクロース(Suc)＜目的＞梅酒中に還元糖があるか調べる＜考察＞梅酒がフェーリング反応を示したことから、梅酒中には還元性のある物質が存在しているといえる。つまり氷砂糖（Scu）
は、梅から抽出された有機酸により加水分解されて、還元糖（FruとGlu）が生成したと考えられる。

窒素配糖体＜結論＞ 梅酒中に還元糖はある

図5 梅酒中でアミノ‐カルボニル反応が起こる場合の流れ

疑問点② ＜目的＞室温でアミノ‐カルボニル反応が 疑問点③ ＜目的＞酸性条件下（梅酒のpH）でもアミノ‐カルボニル反応が起きるかを調べる

pH起きるかを調べる＜方法＞梅酒のpHをpHメーターで測定した。Fruとグリシンの混合液を塩酸でｐHを調整し、湯浴＜方法＞Fruとグリシン（アミノ酸）の混合液に、Na2CO3 ＜結果＞ 表7 ｐHの違いによるアミノ-カルボニル反応で加熱して、色の変化を観察した。
水溶液を加えてアルカリ性にして温度を変えて放置したpH
0123456710 ＜考察＞梅酒は作製１日後に pH=3.5 になった。
＜結果＞＜考察＞混合水溶液がわずかに変色
これは梅から有機酸が抽出されたためだと考え様子するのに、室温では13週間かかった。 (30分後)られる。pH=3.5で混合液（Fruとグリシン）を30分
梅酒は室温で放置するため、梅酒中で加熱しても変色しなかったため、梅酒のpHでは8はアミノ‐カルボニル反応は起きくいとアミノ-カルボニル反応は起きにくいと考えられる。
6梅酒のpH=3～4考えられる。
4＜結論＞梅酒中（酸性）ではアミノ-カルボニル＜結論＞アミノ‐カルボニル反応は2
反応は起きにくい
室温では起きにくい
0＜まとめ＞梅酒変色の第3段階は0

図6 温度検討(13週間後)

20＜仮説＞酸性条件で促進される糖の反応で梅酒が変色するのでは？
＜目的＞梅酒中でフルクトースの褐変反応が起こっているかを調べる＜フルクトース（ケトース）の褐変とは？＞ケトースが不安定になり、分解され、褐変物質が生成する反応
高温、酸性条件で促進される（報告例：レモンシロップの褐変(3) ）C6H12O6+ H2O

分解 ?

3-1 フルクトースの褐変反応の確認＜目的＞梅酒に近い条件（酸性、室温）でフルクトースが褐変するか調べる＜方法＞Scu、Glc、Fru に10％クエン酸水溶液を加えて50℃/室温で放置した。
表8 50℃での糖の褐変
表9 常温での糖の褐変
＜結果＞
0日目+

Glc

Fru

Scu

C6H12O6無色無色無色褐色〇 無色 褐色〇Fru

Scu

Glc

Fru褐色△無色無色＜結論＞室温でもフルクトースの褐変反応が起きた
梅酒中でもフルクトースの褐変反応が起きる可能性がある

図9 鎖状構造のFru+

H- H2O

HMF含量(mg%）+

H+

H-2H2O褐変物質
HMF

図10 フルクトースの褐変の反応式（中間体HMF）＜考察＞梅酒を作製してから11か月以降、梅酒中にHMFが生成されたことが確認できた。長期保存により梅酒中でFruの褐変が起きたと考えられる。

糖ありと糖なしの梅酒の比較＜目的＞氷砂糖の有無が梅酒の色に及ぼす影響を調べる＜方法＞氷砂糖ありの梅酒となしの梅酒のHMF濃度を測定した＜結果＞＜考察＞氷砂糖なしで作製した梅酒ではHMFの存在が確認でき
32.5なかった。このことから、氷砂糖2がなければ第3段階(Fruの褐変)1.51は起こらないと考えられる。
0.5
HMF含量(mg％)

Glc＜考察＞Scu水溶液にクエン酸を添加して50℃及び室温で放置すると褐変したことから、Scuが酸で加水分解されて生成されたFruが褐変したと考えられる。

3-2 梅酒内のHMF含量の経時変化＜結果＞＜目的＞梅酒中でフルクトースの褐変が起こっているのかを調べる＜方法＞フルクトースの褐変では中間体としてHMF（5-ヒドロキシメチルフルフラール）が生成する。紫外吸光度法(4) によって、梅酒中のHMF濃度を求めた。

糖なし

＜結論＞
氷砂糖がなければフルクトースの褐変反応は起きないため
図12 糖の有無によるHMF含量の比較
梅酒の色は薄くなる（11か月後の梅酒）

121086420-2-4

41日後

4か月後
11か月後
図11 梅酒中のHMF濃度の変化

4年後＜結論＞梅酒中では長期保存によりフルクトースの褐変反応が起こる＝ 第3段階の反応

研究のまとめ

無色

琥珀色

梅酒の色
ポリフェノールの酸化
梅糖なし

参考文献

4か月後

Scu

高温 ?
酸性条件

(Glu)
図8 梅酒中でFruの褐変反応が起こる場合の流れ

糖あり
糖あり

43日目

褐変物質

＜ケトースとは＞鎖状構造の内部にケトン基を1つ含む単糖類。
フルクトースはケトースの一種。

0-0.5-1-1.5

アミノ-カルボニル反応ではない(Fru)

C12H22O11 加水分解

Fru

80
(日)

60

図7 時間経過による梅酒のpHの変化

第3段階の候補２ フルクトースの褐変

(Suc)

40

氷砂糖

ポリフェノールの抽出

日数

第２段階
第１段階

クエン酸の抽出加水分解（スクロース） フルクトースの褐変

第３段階

実験結果から第1段階として「梅のPPの抽出」、第2段階として「PPの酸化」、第3段階として「スクロースの加水分解で生成したフルクトースの褐変」が起こることで、梅酒が琥珀色に変化すると結論付けた。今後は他の食品の変色原理解明に貢献したい。

〔1〕富永 暁子「梅酒熟成に関する研究 (第3報) 梅酒貯蔵中の遊離アミノ酸・糖・酸・色の変化」
2001年 52 巻 11 号 p. 1133-1138〔2〕大江 孝明「加工方法の違いが梅酒およびウメ糖抽出液の品質に及ぼす影響」『近畿中国四国農業研究』vol.14 p.118-122〔3〕加藤博通「果汁製品の褐変機構に関する研究 (第 3 報) クエン酸-蔗糖系における褐変機構」『日本農芸化学会誌』p537-538〔4〕井上 哲男「紫外吸光度法によるはち蜜中の添加糖の検出について」食品衛生雑誌』1969年10巻 5号
p. 339-343_1