色が変わるアイスクリームの仕組み

シェフや食品マーケティング担当者の中の古い専門家は、私たちは最初に目で食べると主張しています。ミシュランの星を獲得したビストロの細心の注意を払った皿の構成に感嘆しているときも、ピスタチオアイスクリームの薄緑色に浸っているときも、嗅覚だけでなく視覚も食欲をそそります。この美食の特異性は、段ボールに包まれた商品が曇ったガラスの後ろに山積みになっている冷凍食品の業者にとって、特別な課題となっています。

この極寒の段ボール箱の荒野で目立ちたいなら、優れたブランド認知度、またはかなり優れたギミックが必要です。人間の心は習慣と新しさに支配されていると言われているため、前者に対する顧客の絶大な支配を打ち破りたいなら、本物のフルーツジュースを提供するか、グルテンフリーを提供するか、色の種類を提供するかにかかわらず、後者を強化するのが最善です。変わるお菓子。

もちろん、私たちの助けがなくても、食べ物はすでに色を変えています。カウンター上のフルーツボウルの中で熟していくバナナや、調理中に焼き色がつくステーキを想像してみてください。混ぜたり食べたりすると色が変わる斬新な食品は、これらの自然プロセスを空想的な芸術に昇華させるかもしれませんが、同じ基本的な食品化学と食品物理学を利用しています。牛乳に浸すと本来の色が現れるシリアルや、一定の温度で透明になったり、酸性またはアルカリ性の環境で色が変化したりする歯磨き粉やカクテルもあります。

色が変わるアイスクリームの話題は、2014 年 7 月にスペインの物理学者マヌエル・リナレス氏らが、なめると色が 3 回変わるトゥッティフルッティ風味のアイスクリーム「ザマレオン」を発表したことで盛り上がった。リナレス氏によると、このおやつのコツには、温度変化と人間の口の中の酸が関係しているそうです。彼が「愛の万能薬」と呼ぶ謎の物質を素早くスプレーすると、ツルニチニチソウの青からピンク、そして最後には紫への切り替えが早まる。

このようなおやつを作るには、食品の色や色の変化の原因についての鋭い理解が必要ですが、分子化学の知識も役に立ちます。

自然の食用色素

食べ物の色が変わる理由を理解するには、そもそもなぜ食べ物に色があるのか​​を知ることが役立ちます。

可視光が目の錐体と相互作用し、脳の視覚中枢が解釈する神経信号を発火させると、色が現れます。私たちは、知覚範囲（400 ～ 700 ナノメートルの波長、または紫から赤色）内にある光だけを、屈折または反射した場合にのみ認識します。吸収された光は私たちの目に決して到達しませんが、到達した光から特定の波長を差し引くことによって、私たちが知覚する色に影響を与えます。

植物は細胞内の天然色素によりさまざまな色を帯びます。光合成生物に一般的な色素であるクロロフィル a は、主に紫青と赤オレンジの波長を吸収し、他の色素で隠されない限り緑色に見えます。できるだけ多くのエネルギーを摂取するために、植物には、クロロフィル a が吸収しないスペクトル領域を吸収する補助色素も含まれています。たとえば、クロロフィル b は赤オレンジ色と緑色の光を吸収します。食品中の色素の他の例としては、次のようなものがあります。

これらの色素は、自然界で最も有名な色の変化の 1 つである秋の到来ももたらします。アントシアニンは一年中アカカエデの葉の樹液に潜んでいますが、紫や赤が輝くのは、より支配的なクロロフィル色素が分解された後です。

しかし、これらの顔料が吸収する色は何によって決まるのでしょうか?答えは、分子構造と組成に関係しています。たとえば、リコピンはカロテンの異性体であり、化学式は同じですが構造が異なります。この構造の違いがその吸収パターンを説明します。

色を共役させる

色の吸収に影響を与える分子の構造的性質のいくつか、特に分子結合と分子鎖の配置を詳しく見てみましょう。

原子はさまざまな方法で互いに「くっついて」分子を形成しますが、色の吸収は原子が電子を共有する共有結合と密接に関係しています。単共有結合は、2 つの原子が 1 対の電子を共有するときに発生します。二重結合には 2 つの共有ペアが含まれます。 (三重結合には何組の結合が含まれるか推測できますか?)

共役分子には、単結合と多重結合が交互に並んだ鎖が含まれています。これらが唯一の決定要因ではありませんが、これらの共役は植物の色素が吸収する色を決定するのに役立ちます。鎖が長いほど、赤やオレンジ色の光など、より長い波長が吸収されます 。

この関係を考えると、これらの鎖を切断したり、カロチンのような分子をリコピンのような異性体に再配置したりするプロセスが植物の色に影響を与える可能性があることは理にかなっています。これが起こる 1 つの方法は、pH で測定される顔料の環境の酸性またはアルカリ性の変化によるものです。たとえば、スライスしたリンゴを考えてみましょう。リンゴの部分が茶色に変色するのは、通常、細胞内で離れて保管されている 2 つの化学物質、フェノールと酵素が酸素と自由に混ざり合うためです。しかし、リンゴにレモン汁を絞ると、その酸味によって酵素が変形してフェノールと反応できなくなり、果物は新鮮なままになります。

酸性度は間接的に植物の色に影響を与えることもあります。アジサイは、花に含まれるアルミニウムの量に応じて、青またはピンクの色合いを持つことができます。アルミニウムが多量に含まれると青い花びらが生成されますが、アルミニウムが含まれないとピンクの花びらが生成されます。土壌の酸性度はどのように適合するのでしょうか？土壌の pH が約 6 ～ 6.5 の場合、植物は栄養素やアルミニウムなどの他の物質をよりよく吸収できます。したがって、アルカリ性の土壌では、アジサイはピンク色に染まります。これは、色に影響を与える pH の力のもう 1 つの例です 。

このようなプロセスは、斬新な食品に色の変化がどのように発生するかを知る手がかりを提供しますが、実際には氷山の一角にすぎません。レタスをさらに深く掘り下げます。

塩基（と酸）についてのすべて

リトマス試験紙を使用したことがある人やプールを所有している人にとっては、pH の違いによって色の変化が引き起こされるという事実は驚くことではありません。しかし、酸性とアルカリ性は色とどのような関係があるのでしょうか?答えは、もう一度言いますが、顔料の分子構造に関係しています。

pHという用語は「 水素の電位」または「水素の力」を表します。 pH は、水素イオンの有無を表す対数スケールと考えることができます。酸性溶液は過剰な水素イオンと 7 より低い pH を持ちますが、アルカリ性溶液 (別名塩基)は過剰な水酸化物イオンと 7 より高い pH を持ちます。

このため、塩基は顔料から水素イオンを引き抜き、分子を構造配置に強制し、吸収パターンを変化させ、その結果、色を変化させる傾向があります。酸性溶液には水素イオンが豊富に含まれているため、盗用された電子は必要なく、顔料との相互作用も弱くなります。酸洗いされたジーンズとは異なり、酸洗いされた色は変化しない傾向があります。

私たちの古くからの友人であるアントシアニンは、pH 制御された色素の代表的な例です。ほとんどのアントシアニンは、酸性の樹液では赤色に見えますが、アルカリ性溶液では青色に変わります。中性環境では紫色になります。したがって、バラやダリアの赤を構成する同じ色素がヤグルマギクの青を生み出すことができます 。これは、90 年代に販売されていた色が変わる T シャツよりもはるかに印象的です。

色が変化する食品に関するいくつかの特許出願は、pH の驚異的な色彩力を利用しています。は、pH の変化によって「色が変わる冷凍デザートの斬新さ」について説明しています。このおやつは 2 つのゾーンで構成されます。1 つは pH 感受性色素で着色された低 pH 物質を含み、もう 1 つは高 pH 物質を含み、pH 感受性着色剤を含む場合と含まない場合があります。 2 つの部分がかき混ぜたり、なめたり、回したりして混合すると、pH の変化により色が変化します。

このアプローチは、Xamaleonアイスクリームについて考えられる (そして完全に推測に基づく) 説明の 1 つを提供します。学者たちが「野菜のカメレオン」と呼んでいるアントシアニンと同じ色の変化が含まれるため、これは魅力的です。偶然？

ザメレオンの発明者であるリナレス氏は、この変化は人間の口の中の酸と温度によって起こり、それが一部のアントシアニンの色の濃さに影響を与えることをマスコミに認めた。また、アントシアニンを含む無色の溶液を調製し、適切な化学物質を添加することでその色を活性化することも可能であり、それが必要な「愛の万能薬」のスプレーであることを説明できるかもしれません。

か否か。このすべてから教訓が 1 つあるとすれば、それは、化学が色に関連したトリックを提供しすぎて、リナレスの秘密をスクープしたと思い込むことができないということです。しかし、肘掛け椅子のようなちょっとした相性が、トゥッティ・フルッティをなめながらの楽しい会話を生みます。

著者メモ: 色が変わるアイスクリームの仕組み

この記事を調べたことで、今では悪名高い「それは青ですか、それとも白ですか?」という問題以上に、色の知覚に対する私の興味が再燃しました。インターネットでドレスアップ。誰もが調べ始めるまでは理解していると思っているテーマです。しかし同時に、それは顔料の豊かな歴史への関心を再び呼び起こしました。その歴史は、特定の色の独占が運命を左右する可能性がある、注意深い化学だけでなく幸福な偶然によっても支配されていました。