Trace Nutrients Research 27 : 7−12（2010）

原著

泡立て卵白の品質に及ぼす銅イオンの影響
下藤悟，大谷貴美子，冨田圭子，松井元子＊（京都府立大学大学院 ）The Effect of Copper Ion on the Quality of Whipped Egg White
Satoru SHIMOFUJI, Kimiko OHTANI, Keiko TOMITA and Motoko MATSUI
Graduate School of Kyoto Prefectural University

Summary
The whipped egg white with sugar (Meringue), prepared in copper bowl has been said to have good quality. The
mechanism of the eﬀect of copper bowl was examined in this study to the whipped egg white without sugar. Although
the whipped egg white prepared in the copper bowl showed the almost the same density with those prepared in theglass bowl and stainless steel bowl, it is superior in the stability of the whipped egg white to the others. The whippedegg white prepared in the copper bowl contained about 27 times more copper compared with those in the egg white.
Therefore, in order to examine the role of copper, the characterization of the whipped egg white added 1 mg % of copper powder, glass powder as control or CuCl2 was performed. The whipped egg white by addition CuCl2 showed the2+similar properties with those prepared in the copper bowl, which means that the copper ion (Cu ) played an importantrole to stabilize the whipped egg white. Copper ion might prevent the egg white protein from S‑S bond formation during whipping. Then, the characterization of whipped egg white prepared with 1 mg % of 2-mercaptoethanol was performed in order to examine the role of S‑S bond. 2-Mercaptoethanol increased the stability of the whipped egg white.
In addition, the form in the whipped egg white prepared in the copper bowl and those with 2-mercaptoethanol wererelatively uniform in size and shape by microscope observation ( 200) comparing with those in glass bowl and stainless steel bowl, which might be concerned with the stability of the whipped egg white.

鶏卵の卵白は泡立てて空気を含ませることで安定な泡沫を形成する。泡立てた卵白が料理に使用されるようになっ気泡が収縮しても，膜の脱着は起こりにくいため比較的泡4）は安定であるとされる 。

1）

たのは 17 世紀初期といわれているが ，現在においても，

しかし，過剰に撹拌し続けると，タンパク質の変性が過卵白に砂糖を加えて泡立てたメレンゲはスポンジケーキを剰に進み，やがてタンパク質の保水性が失われる。それにはじめとする洋菓子の製造に広く用いられている。そのたより，水が搾り出され，気泡の安定性が低下する。加えてめ，質の良いメレンゲを得るための調製方法が数多く検討

他のものとの混ざりやすさも損なわれる。そのため，ケーされている

2, 3）。卵白が泡立つ理由は，卵白タンパク質のキの生地の調製のように，他の材料と混ぜ合わせる用途のグロブリンが界面活性物質として作用し，表面張力を下げ卵白泡沫の最適なホイップ状態は，気泡の量，安定性，混4）るからである 。卵白を撹拌することで取り込まれた気泡

ざりやすさの観点から，泡の体積が最大になる以前である

は，はじめは大きな気泡であるが，撹拌を繰り返すことにといわれている 。

4）

よって細分化され，やがて小さな気泡となり，泡沫を形成4）する 。

タンパク質の凝集は撹拌時に形成される S‑S 結合，水素結合，静電気的な結合，疎水結合により生じるが，銅は卵また，卵白の泡沫が比較的長時間安定な理由は，おもに白タンパク質の含硫基と結合することによって，S‑S 結合気泡の気／液界面に卵白タンパク質が付着し，凝集するこの形成を妨げる。その結果，過剰な凝集は防がれ，泡膜のとに起因する。大小の気泡が接する面では，内圧の差によ安定性が向上するといわれている

り小さい泡から大きい泡へ気体が拡散する不均化が起こり材質がメレンゲの安定性や品質に及ぼす影響について詳細

小さい泡が消滅していく。卵白の泡沫のようにタンパク質に比較し，検討された報告はない。撹拌のしすぎで，タンが界面を覆っている場合では，気体が拡散することによりパク質が安定な状態を超えて過剰に変性してしまうのを防所在地：京都市左京区下鴨半木町1‑5（〒606‑8522）＊― 7 ―

1, 5）。しかし，ボウルのぐ方法の一つとして，調整の際に銅製のボウルを使用する

測定歪率 90 %，戻り距離 10 mm とした。

ことが考えられる。

（2）クリープ測定

そこで本研究では，ガラス，銅，ステンレス製のボウル

泡立て卵白を直径 40 mm，高さ 15 mm のシャーレに充を用い，卵白を泡立てて比較を行い，泡立て卵白の品質に填し，クリープメータ（株式会社山電製 RE2-3305B）を用及ぼす銅ボウルの影響について検討した。

いてクリープ測定を行った。円形プランジャーφ30 mm を用い，測定条件は，測定時間 120 sec，測定荷重 0.3 N とした。

実験方法

4）気泡の観察
泡立て卵白を直径 40 mm，高さ 15 mm のシャーレに充填し，マイクロスコープ（KEYENCE 製 VHX-1000）を

1．実験材料
卵白はキューピー製無塩冷凍卵白を，8 時間かけて流水用いて，調製直後の泡立て卵白の気泡を測定倍率 200 倍で観察した。

解凍したものを用いた。

5）Cu 含量の分析
調製前の卵白と銅ボウルで泡立てた卵白の Cu 含量の分

2．試料の調製

析を ICP 発光分光分析法で測定した。

1）泡立て卵白の調製
泡立て卵白の調製にはガラス，銅，ステンレス製のボウ結果と考察ルを用いた。解凍した卵白をボウルに入れ，撹拌部分がプラスチック製の家庭用ハンドミキサー（パール金属株式会社製，速度調節 3 段階）を用いて，最高速度で 5 分間撹拌1．ボウルの材質が泡立て卵白に及ぼす影響した。調製したものを泡立て卵白とし，測定に供した。

1）比重

2）Cu の影響

調製直後の泡立て卵白の比重を Fig. 1 に示した。ボウ

泡立て卵白の調製にはガラス製のボウルを用いた。添加ルの材質が異なっても（銅，ガラス，ステンレス）で調製物には Cu 粉末，無水 CuCl2，粉末添加の対象としてガラした泡立て卵白の比重はいずれも約 0.11 g/cm3 で差は認

ス粉末を用いた。ガラス粉末は Cu 粉末と同程度に乳鉢でめられなかった。比重は卵白の起泡性を表していると考え粉砕した。解凍した卵白に各添加物を 1 mg % 加え泡立てられことから，ボウルの材質は卵白の起泡性には影響して卵白を調製し，測定に供した。

いないと考えられた。

3）2-メルカプトエタノールの添加の影響

2）離液量の経時的変化

泡立て卵白の調製にはガラス製のボウルを用いた。解凍した卵白に 2-メルカプトエタノールを 1 mg % 加え泡立て

各泡立て卵白の離液量の経時的変化を Fig. 2 に示した。
0.14

卵白を調製し，以下の測定に供した。
3．測定方法
以下の測定の結果から平均値と標準偏差を求め，比較を行った。統計処理には Microsoft Oﬃce Excel 2007 を使

Density (g/cm3)

0.12

用した。また，群間の差の比較には t 検定を用いた。

0.10
0.08
0.060.040.021）比重0.00

泡立て卵白を調製し，すぐに大さじを用いて一定量の泡（15 mL）をすくい取り，重量を測定し比重を求めた。

Glass bowl

Copper bowl

Stainless steel bowl

泡立て卵白を直径 40 mm，高さ 15 mm のシャーレに充填し，漏斗内に逆さまに置き，放置時間 30，60，90，120 min
における重量の変化を測定し，0 min における重量との差を離液量（%）とした。
離液量（%）＝［0 min における重量（g）−各放置時間における重量（g）］/［0 min における重量（g）］×1003）泡立て卵白の物性測定（1）テクスチャー測定

Separated liquid percentage (g%)

Fig. 1 The density of the whipped egg white prepared in glass,copper or stainless steel bowl.

2）離液量の経時的変化用いてテクスチャー測定を行った。円形プランジャー
φ16mm を用い，測定条件は 2 N，測定速度 1.0 mm/sec，50403020: Glass bowl

10: Stainless steel bowl

: Copper bowl

00

泡立て卵白を直径 40 mm，高さ 15 mm のシャーレに充填し，クリープメータ（株式会社山電製 RE2-3305B）を60306090120Time (min)Fig. 2 The time course of the separated liquid percentage (g %)from the whipped egg white prepared in glass, copperor stainless steel bowl.

― 8 ―A) Maximum loadC) Adhesiveness

＊＊＊

＊＊

700

＊＊

＊＊

0.70

＊＊

600

＊

0.30
0.25
0.20
0.15

0.60

Adhesiveness (J/m3)

0.35

CohesivenessMaximum load (N)0.40B) Cohesiveness
0.80

0.45

0.50
0.40
0.30
0.20

0.10
0.05

0.10

0.00

0.00

: Glass Bowl,

500
400300200
1000: Copper Bowl,: Stainless steel Bowl.

Fig. 3 The texture of the whipped egg white prepared in glass, copper or stainless steel bowl.
Signiﬁcant diﬀerence between the two groups : * p < 0.05, ** p < 0.01, *** p < 0.001.

A) Elasticity E0たものよりも離液量が少なく，調製 30 分後における離液×1042.50

量は半分以下であった。ガラスボウルで調製した泡立て卵
白の離液量はステンレスボウルのものとは差が認められなかった。離液量は泡沫の安定性を示すと考えられることから，銅ボウルで調製することは泡立て卵白の安定性を向上させると考えられた。

Elasticity E0 (Pa)

銅ボウルで調製した泡立て卵白は，ガラスボウルで調製し

3）泡立て卵白の物性測定

＊＊＊
2.00

＊＊＊
1.50
1.00
0.50
0.00

（1）テクスチャー測定
異なる材質のボウルで調製した泡立て卵白のテクスられなかった。このことから銅ボウルで調製した泡立て卵白は柔らかく，丈夫な泡沫であることが示唆された。
（2）クリープ測定
異なるボウルの材質で調製した泡立て卵白のクリープ測Copper Bowl

Stainless steel Bowl

4.00
3.00
2.00
1.00
0.00

定の結果を Fig. 4 に示した。銅ボウルで調製した泡立て卵白は，ガラスボウルで調製したものと比べて，弾性率

Stainless steel Bowl

×106
5.00

Viscosity ?N (Pa・s)

最大荷重が小さく，凝集性が大きく，付着性には差が認め

Copper Bowl

B) Viscosity ?N

チャー測定の結果を Fig. 3 に示した。銅ボウルで調製した泡立て卵白は，ガラスボウルで調製したものと比べて，Glass Bowl

Glass Bowl

（E0）が低く，粘性率（ηN）が高かった。つまり銅ボウル

Fig. 4 The Elasticity and Viscosity of the whipped egg white prepared in glass, copper or stainless steel bowl.

で泡立てられた卵白は弾力性があり，ずり応力に対して変Signiﬁcant diﬀerence between the two groups : *** p < 0.001.

化が小さいことが示唆された。膜の粘性が高いほうが泡の安定性が高いとされていることから，銅ボウルで泡立てら当たりの Cu 含有量は，試料卵白 6.75 µg に対し，銅ボウれた卵白の粘性が気泡の安定性に寄与しているのではない

ルで調製した泡立て卵白には 180 µg と試料卵白の約 27 倍かと考えられた。の Cu が泡沫に取り込まれていることが示された。つまり，

4）気泡の状態の観察

銅ボウルで調製した泡立て卵白の安定性や物性に Cu が関

泡立て卵白の気泡をマイクロスコープで観察した画像を与していることが示唆された。

Fig. 5 に示した。ガラス，ステンレスボウルで調製した泡立て卵白では，気泡が互いに結着し，多角形に変形してい2．Cu の影響るものが多数見られたのに対し，銅ボウルで調製したもの

以上の結果より，Cu が泡立て卵白の品質に影響を与えでは球形の気泡が多く観察された。また，気泡径がそろっていることが示されたため，さらに Cu の影響について検ているように観察された。気泡径の分析については今後検討を行う目的で Cu 粉末と CuCl2 を用いて検討を行った。

討する予定である。

粉末添加の対照としてガラス粉末を用いた。

5）銅ボウルで泡立てた卵白の Cu 含量1）比重

銅ボウルで調製した泡立て卵白に Cu がどの程度含まれCu 粉 末，CuCl2 を 添 加 し た 卵 白 の 調 製 直 後 の 比 重 をているか，Cu の含有量について分析を行った。結果，100g

Fig. 6 に示した。泡立て卵白の比重はいずれも約 0.10 g/cm3― 9 ―B) Copper bowlA) Glass bowlC) Stainless steel bowl

Separated liquid percentage (g%)

Fig. 5 The whipped egg white prepared in copper, glass or stainless steel bowl ( 200).

0.12Density (g/cm3)

0.10
0.08
0.06
0.04
0.02
0.00

Cu powder

CuCl2

60504030: Cu powder
CuCl2: CuCl2: Glass powder

201000Glass powder306090120

Time (min)Fig. 6 The density of the whipped egg white added 1 mg % ofadditives.

Fig. 7 The time course of separated liquid percentage (g %)from the whipped egg white added 1 mg % of additives.

で差はなく，Cu 粉末，CuCl2 の添加は卵白の起泡性に影プで観察した画像を Fig. 8 に示した。Cu 粉末を添加した

響していないと考えられた。

泡立て卵白は，ガラスボウル，ステンレスボウルで調製し2）離液量の経時的変化たものと同様に，多角形に変形している気泡が多数観察さ卵白の離液に及ぼす Cu 粉末，CuCl2 の影響を見るため， れた。CuCl2 は泡の安定性に寄与していたにもかかわらず，離液量の経時的な変化を Fig. 7 に示した。ガラス粉末を気泡の形状には大きな差は認められなかった。これについ添加したコントロールと比較して，Cu 粉末添加の泡立てては，Cl イオンの影響によるものなのか，今後検討する卵白の離液量には差が見られなかった。一方，CuCl2 添加予定である。の泡立て卵白では離液量の減少が見られたことから，泡立て卵白の安定性には，Cu は金属単体では効果がなく，イ3．2-メルカプトエタノールの添加攪拌が進むにつれて，卵白タンパク質は S‑S 結合を形オン化しているということが重要であると示唆された。

成し，次第に高分子化していく。高分子化することでタン

3）気泡の状態の観察
Cu 粉末を添加した泡立て卵白の気泡をマイクロスコー

パク質の網目構造はより緻密となり泡膜が安定化する一方― 10 ―A) Copper powderB) CuCl2

C) Glass powderD) 2-mercaptoethanolFig. 8 The whipped egg white added 1 mg % additives ( 200).

で，タンパク質が抱き込んでいた水が搾り出され，このこ白と同様の効果が得られないか検討した。とが，離液が生じる一因になると考えられる。銅ボウルで1）比重調製した泡立て卵白は，離液量が少なくなったことから，調製した直後の泡立て卵白の比重の測定結果を Fig. 9 にS‑S 結合の形成を抑制することで卵白タンパク質の高分子示した。2-メルカプトエタノールを添加した卵白の調製直化を防いでいるのではないかと考えられる。そこで，Cu後の比重は約 0.11 g/cm3 で，銅ボウル，ガラス，ステンイオンが卵白タンパク質の高分子化を抑制しているのではないかと仮定し，S‑S 結合を切断する還元剤である 2-メルレスボウルで調製したものと差はなかったことから，メルカプトエタノールを添加し，銅ボウルで調製した泡立て卵いと考えられた。

カプトエタノールの添加は卵白の気泡性には影響していな

0.14

Density (g/cm3)

0.12
0.10
0.08
0.06
0.04
0.020.00: Glass bowl ,: Stainless steel bowl,: Copper bowl,: 2-mercaptoethanol.

Fig. 9 The density of whipped egg white added 1 mg % of 2-mercaptoethanol.
― 11 ―

Separated liquid parcentage (g%)

60504030: Glass bowl
: Copper bowl
: Stainless steel bowl
: 2-mercaptoethanol

20100030

6090120Time (min)Fig. 10 The time course of separated liquid parcentage (g %) from the whipped egg white added
1 mg % of 2-mercaptoethanol.

2）離液量の経時的変化

卵白は，ガラスボウルで調製したものと比べて，弾性率各泡立て卵白の離液量の経時的な変化を Fig. 10 に示した。2-メルカプトエタノールを添加した泡立て卵白の離液（E0）が低く，粘性率（ηN）が高かった。つまり銅ボウル量は，銅ボウルで調製したものと同様の変化を示し，ガラ化が小さいことが気泡の安定性に関与しているのではないかと考えられた。加えて，2-メルカプトエタノールにてスボウルで調製したものと比べ，離液量が少なかった。これらのことから，2-メルカプトエタノールの添加により泡で泡立てられた卵白は弾力性があり，ずり応力に対して変S‑S 結合を切断したところ，泡の安定性が向上したことか立て卵白の安定性が向上したことが示された。

ら，Cu イオンが泡立て卵白の安定性を向上させるメカニ

3）気泡の状態の観察ズムとして，Cu イオンが S‑S 結合の生成を抑制した可能

調製直後の泡立て卵白の観察の画像を Fig. 8 に示した。

性が示された。

2-メルカプトエタノールを添加した泡立て卵白は，銅ボウ

さらに，調製直後の気泡をデジタルマイクロスコープでルで調製したものと同様に，球形の気泡が多数見られ，また気泡の球径がそろっているように観察された。2-メルカ

観察したところ，ガラスやステンレスボウルで調製した泡プトエタノールの添加によって，銅ボウルで調製するのと泡径のそろった気泡が多いことが示唆され，泡の不均化に同様の効果が得られるということから，銅ボウルで調製す対して安定であると考えられた。

立て卵白に比し，銅ボウルで調製したものでは球形の，気ることで Cu イオンにより S‑S 結合の生成を抑制したので参考文献はないかと考えられたが今後さらに詳細に検討する。

まとめ

1）McGee H（2008）マギーキッチンサイエンス，香西みどり監訳，共立出版．

材質の異なる（ガラス，銅，ステンレス）ボウルで調製

2）小山静郁，植田志摩子（1991）卵白の起泡力および安した泡立て卵白の比重には差が見られなかったことから，定度について，帯広大谷短期大学紀要 第 28 号：63−

起泡性には Cu イオンは関与していないと考えられた。し68.

かし離液量から見た泡の安定性は，銅ボウルで調製したも

3）藤岡利子，松本幸雄（1994）鶏卵白泡沫の安定性に対のが，ガラスボウルで調製したものの約 1/2 であり，銅がするレオロジー的評価の試み，日本調理科学会誌 27：
7−13.

泡の安定性に関与していることが示された。また，Cu 粉末では，その効果は認められず，気泡の安定性には Cu が4）Dickinson E（1998）食品コロイド入門，西成勝好監
訳，幸書房．

イオン化していることが重要であると示唆された。テクス
チャー測定の結果から，銅ボウルで調製した泡立て卵白は，

5）McGee HJ, Long SR, Briggs WR (1984) Why whip egg

ガラスボウルで調製したものと比べて，最大荷重が小さく，whites in copper bowls? Nature : 308667‑308668.

凝集性が大きく，丈夫な泡沫であることが示唆された。また，クリープ測定の結果から，銅ボウルで調製した泡立て― 12 ―