あなたのお気に入りのビールに魔法の花が隠されています

「麦芽をワイン樽に挽き、糖化、煮沸し、ホップを加える。酵母が魔法のように発酵し、ワインは濾過され、瓶詰めされる。琥珀色の金色の液体がワイングラスに満たされ、泡が雲のように舞う。芳醇な香りと苦味が絡み合い、飲む人を歓喜で酔わせる。」この詩はビールについて述べている。家族とのディナーでも、友人との集まりでも、ビールのボトルを開け、琥珀色の液体の入ったグラスを持ち、一口飲むと、麦芽の新鮮さと柔らかい泡があなたをリラックスさせてくれます。ビールを飲んでいるとき、次のような疑問が頭に浮かんだことはありませんか。「ビールはなぜ苦いのだろう？」なぜビールには雲のような泡が浮かぶのでしょうか？実は、これはすべて、ビール醸造に加えられる「魔法の花」、つまり「私」に関係しているのです。

図1 ビールの写真

ビールとの恋

ビールは麦芽、ホップ、酵母、水、その他の原料から作られます。糖化、煮沸、発酵などの一連の工程を経て、独特の風味と豊かな泡を持つ低アルコール発酵ワインが生産されます[1]。ビールでは、麦芽が「本体」となり、主に糖分を供給します。酵母は「心臓」であり、糖をアルコールに変換する役割を果たします。水は「血液」であり、糖を溶かしながら酵母の成長に適した環境を作り出します。ビールに独特の風味を与える、ビールの「魂」であると言っても過言ではありません。

図2 ビール醸造工程[2]

ビールに対する私の愛情について話すのも、かなり昔のことです。最初、ビールは私には合いませんでした。周の時代の書物『書経』には、「酒を造るには、麹と酵母を使う必要がある」と記されている。穀類は発芽した穀物を指します。九里は曲觀から造られる酒です。シュメールの粘土板文明には、水を加えて発酵させた大麦を細い葦の管（現代のストローの原型）で味わうという、独特の「シュメール人のビールの飲み方」が記録されています。ニンカシはシュメール神話における「ビール女神」である。「ニンカシへの賛歌」には次のような一節がある。「ニンカシよ、濾過したビールを壺から注ぐのはあなただ、チグリス川とユーフラテス川の急流のように[3]。」周王朝の「ワイン」であれ、シュメール人が作った麦芽汁であれ、糖分を多く含む麦芽から発酵させたこれらのビールは、繊細な泡がなく、味は非常に甘く、微生物が繁殖しやすく、保存期間が短い。

図3: ビールを味わうシュメール人

その後、ビールの味のバランスを取り、保存期間を延ばすために、人々はさまざまな方法でビールを楽しみ始めました。ビールは、さまざまな果物（チェリー、グレープフルーツ、ナツメヤシなど）、蜂蜜、さまざまなスパイス（ヒース、海藻、トウヒ、野生のローズマリーなど）、塩、さらには調理済みのパンなど、世界中から友達を作りました...しかし、これらはビールの「料理」ではありません。 1079年になってドイツの修道院の修道士たちがホップと呼ばれる植物を使ってビールを醸造するというアイデアを思いつき[3]、私たちはそのアイデアに夢中になりました。ビールには魂があるようで、甘みとほのかな苦みがあり、ワインと麦芽の香りが互いに引き立て合い、独特の風味を形成し、人々に爽快感を与えます。さらに、殺菌・消毒機能も備えており、ビールの保存期間を大幅に延ばします。ペストが蔓延していた中世では、きれいな水が生命の保証となり、ビールは「希望の水」となった。今、私にも新しい名前があります - ホップです!

図4 ホップの写真

私の「魔法の」魔法

2.1 「私」は苦い花である

私は「苦い」花です。すごく苦い味がするわけではないのですが、魔法を使ってビールに苦いながらも爽やかな味をつけています。ビールの苦味は主に体内のα酸、β酸、ポリフェノールから生じます[4]。

α酸は、異なる側鎖 R 基を持つ 5 つの同族化合物で構成されています。 α酸自体には明らかな苦味はないが、α酸に含まれるフムロン、結合フムロン、フムロンは光、熱、アルカリの条件下で異性化を起こす[4][5]。キラル炭素原子のため、シスとトランスの 2 つの構造があり、異性化後に 6 つの新しい物質が形成されます。例えで言えば、α酸は球状の粘土で、外部条件の影響を受けて手のひらの形に成形されます。手のひらは左手と右手に分かれます。両手の手のひらは重なり合うことができますが、手のひらと手の甲は重なり合うことができないため、これらは 2 つの新しい物質です。これらの新しい化学物質は総称してイソアルファ酸と呼ばれ、より強い苦味を持ち、より溶解性が高い。

図5 ホップ中のα酸の構造[5]

アルファ酸と同様に、ベータ酸には味蕾で感知できる苦味はありません。 β酸が苦味を与える理由は、β酸が非常に酸化されやすく、麦汁を煮沸する過程で酸化されてシルデナフィルを形成するためです。シルデナフィルの苦味の強さはイソα酸の84%で、ビール中の含有量は1～2mg/L程度である[6]。フェノール性物質による苦味は、主にキサントフモールの酸化生成物と異性化生成物に関係しています。しかし、イソα酸と比較すると、これらの物質は補助的かつ修飾的な役割しか果たしません。イソα酸はビールの苦味の約80%を占めており[6]、ビールの苦味を生み出す主な要因です。

七つの瓢箪兄弟はそれぞれ能力が異なり、α酸の異性化により形成される六つの異性体の苦味も異なります。その中で、シスイソフムロンは最も苦味が強いです。ビールの種類によってα酸の構成構造が異なり、異性化後のイソα酸の構成構造も異なり、ビールの苦味も当然異なります。シス-イソ-α-酸の苦味と熱安定性は、トランス-イソ-α-酸よりも優れています。しかし、異なる条件下でα酸によって生成されるシス異性体とトランス異性体の比率は異なります[4]。これは、ブランドによって製造条件が異なるため、ビールの苦味が異なる理由でもあります。さらに、早く添加すればするほど、苦味物質の利用率が高くなります。煮沸時間が長くなるほど、苦味物質がより多く溶解する[7]。したがって、私の意見では、人々の苦味のニーズを満たすビールを醸造するには、品種の選択、添加時期、麦汁の pH 値、麦汁中の金属イオン、麦汁の沸騰の強さ、沸騰時間など、すべて考慮する必要がある要素です。

表1 ビール中の全α酸中の6つのα酸異性体の割合と苦味レベル[4]

表2 異なる異性化条件下でのα酸のシス異性体とトランス異性体の比[4]

2.2 「私」もまた香り高い花である

ビールの瓶を栓抜きで開けると、いい香りが鼻に抜けますが、これも私のおかげです。ビールの香りの成分は主に体内のホップ精油から得られますが、酵母発酵や麦芽の香りとも関係しています[5]。ビールの香りは複数の成分の相互作用の結果です。

ホップ精油の香りの成分は非常に複雑で、麦汁の煮沸や酵母の代謝などの複雑な反応を経て、香りの種類は大きく変化します。新鮮な草の香りはアルデヒドによるものと考えられます。柑橘系の香りはエステル、ネロール、リナロールに由来します。花や果実のような香りは、リナロール、ゲラニオール、β-イオノン、4MMP、3-メルカプト-1-ヘキサノール、その他のケトン、エポキシド、エステルに由来します。ハーブの香りは酸化セスキテルペンに起因すると考えられる[8]。ビールの種類によって構成成分が異なり、醸造されたビールの香りも異なります。科学者たちは私が醸造した6種類のビールをサンプルとして使用し、官能的な味覚レーダーチャートを作成しました（図6）。青島大華ビールが醸造するビールは主に木の香りとエステルの香りがします。

図6 6種類のホップで醸造したビールの官能評価レーダーチャート [9]

家でお粥を炊くと、キッチンはいつもお米の強い香りでいっぱいになりますが、お粥を飲むと香りはそれほど強くありません。これは、お粥に含まれる芳香成分のほとんどが調理の過程で空気中に消えてしまっているためです。同様に、私の香りの成分には揮発性物質が含まれており、高温調理では簡単に空気中に逃げてしまい、香りが失われてしまいます。ビールを煮沸する過程で、ビールを遅く注ぎ、煮沸時間と火力を減らすことで、揮発性物質の損失を減らし、香りをよりよく保存することができます。

問題は、沸騰時間を短くすると、苦味成分がビールに完全に溶けきれず、ビールの味が落ちてしまうことです。ビールの苦味を人々のニーズに合わせるために、醸造時間は一般的に約1時間です。しかし、このように長時間調理すると、かなりの量の香り成分が失われてしまいます。本当に、ケーキを食べて、ケーキも残すことはできません!それは私にとってとても難しいです！実際の製造では、ビールの香りと苦味を同時に確保するために、麦汁の煮沸のさまざまな段階で複数回添加されるのが一般的です。

2.3 「私」はロマンチックな花

私はとてもロマンチックです。私は、ビールを愛飲する仲間たちの間で輝くために、ビールを飾り立てて守る方法を知っています。雲のような泡、金色で透明な外観、そして優れた耐腐食性は、すべて私がビールに与えた贈り物です。

ビールの泡は泡立ちと安定性を兼ね備えています。泡立ちとは生成される泡の量を指し、主に CO2 含有量に関係します。ビールは酵母発酵によって作られます。酵母の発酵プロセス中に CO2 が生成され、ビールの内部気圧と外部の大気圧の間に一定の圧力差が生じます。ビールが空気に触れると、大気圧の影響でビールに溶け込んでいる過飽和の二酸化炭素が空気中に放出されます。放出の過程で泡が発生し、徐々に膨張して集まり、肉眼で見えるビールの泡を形成します[10]。

図7 雲のような泡が立つビールの写真

ビールの泡の安定性とは、泡が空気中にどれだけ長く存在するかを指し、主にビールに含まれる界面活性剤に関係しています。泡形成の過程で、CO2が放出され、ワインに含まれる化学物質が泡の表面に吸着されます。その中で、私が生産したイソα酸は、麦芽中の発泡性タンパク質と特殊な界面活性剤を形成し、その働きは界面活性剤に似ています。この物質は、疎水性イソα酸を泡の表面に、親水性発泡タンパク質を泡の内部に誘導し、泡の安定性を向上させることができる[3]。もちろん、ビールに含まれる水、糖分、脂質、ポリフェノール、エタノール、金属イオンなどの他の成分も泡の安定性に影響を与える可能性があります[10]。

図8 ビールの泡の簡単な構造図（自作）

定期的にビールを購入し、ラベルを確認する習慣があれば、ビールには防腐剤が添加されていないことに気づくでしょう。それは防腐・抗菌作用があるからです。『食中医薬便秘方』には、多くの種類の細菌に対して抑制作用があり、鎮静作用やエストロゲン様作用もあると記されています。体内のα酸は細胞膜上で粒子キャリアとして働き、プロトンの駆動力を低下させ、栄養素の輸送を妨げ、細胞死につながる可能性があります[11]。 β酸、ホップ精油、ポリフェノールもビール腐敗菌に対して一定の抑制効果があります。ポリフェノールの中には、麦汁を煮沸すると濁ったタンパク質と結合して熱凝固沈殿物を形成するものもあります[3]。その後の加工により、ビールはより純粋で輝きを増し、美しい金色に輝くようになります。

常に変化する「私」

これを読んでいるあなたは、すでに自宅でビールのラベルをチェックしているかもしれません。しかし、最もよく目にする用語は「ホップ製品」です。では、「ホップ製品」と私とは同じものなのでしょうか?ホップ製品は、主に「ホップ顆粒」「ホップエキス」などを含む当社の加工製品です。ホップ製品は、植物の形ではないだけで、本質的には私自身です。

図9 ホップ製品（左がホップペレット、右がホップエキス）

ここではホップ製品を応援したいです。ホップ製品で醸造されたビールには有毒な化学試薬が含まれているという市場での噂は全く根拠がありません。ホップペレットは、粉砕されたホップを短い棒状に圧縮し（棒状のコーンスナックに似ている）、不活性ガス中に保存したものです。ホップエキスは、超臨界二酸化炭素抽出技術を用いて体内の有効成分を効率よく抽出した濃縮ペーストです。 CO2 は無毒、無色、無臭、無味の不活性ガスです。ホップ製品の従来の製造工程では化学汚染はありません！

ほとんどのビール瓶が緑色または暗い色をしている理由をご存知ですか?これは主に「太陽臭」現象を軽減するためです。ビール中の異性化生成物であるイソα酸は光安定性が低く、光の下で分解します。得られた断片は硫黄含有化合物と反応して3-メチル-2-ブテニルメルカプタンを形成する[12]。この物質はスカンクのような臭いを発します。還元異性化ホップエキスは光安定性に優れ、「太陽臭」の発生を効果的に防ぐことができます。通常のホップと比較して、ホップエキスは溶解性が良く、利用率が高く、輸送が便利で、経済的な節約になるなどの利点があります。ホップエキスのデメリットは、醸造に有用な体内の成分を完全に抽出することができず、醸造したビールの風味が若干悪くなる可能性があることです。

図10 イソα酸の光分解反応[12]

もちろん、ホップを使って醸造したビールでも、ホップ製品でも、一定量のアルコールが含まれています。「中国住民の食事ガイドライン2022」では、男女ともに1日のアルコール摂取量を15グラム以内に抑えることを推奨している。アルコール度数3%のビールを例にとると、1500mLを3で割ると500mLとなり、これがアルコール度数3%のビールの1日の推奨摂取量となります。また、痛風患者はビールを飲まないほうがよいでしょう。ビールに含まれるアルコールと高プリン含有量は尿酸の生成を増加させます。生成された尿酸が体の排泄能力を超えると、尿酸は関節内で尿酸結晶を形成し、炎症反応を引き起こします。ですから、ビールは良いものですが、適度に飲むべきです。

結論

私は小さいながらも化学の知識が豊富です。人々が私のことをよりよく知るようになるにつれて、私は徐々に化粧品、医薬品、洗剤、そして特定の焼き菓子の製造分野に参入していきました[13]。私の国は、ホップの新品種の研究、開発、栽培、醸造技術の向上を非常に重視しています。我が国のビールと世界の有名なビールブランドの間にはまだ差がありますが、皆様の努力により、いつの日か中国産ホップの香りが全世界に広がることでしょう。

参考文献

【1】韓北忠。ワインの基準に関する知識[J]中国規格ガイド、2013(01):12-14。

【2】魏華陽、呉雅帥、侯亜信、陳昊、趙東瑞。クラフトビールの風味と機能性に関する研究の進展[J]。食品研究開発、2023年、44(16):193-199。

【3】蘇耿麟。ビールへの千年紀の「苦い愛」[J]。百科事典知識、2013(14):22-23。

【4】劉夢梅、唐建、劉奎芳。ホップに関する化学的研究とビール醸造との関係[J]。醸造技術、2006(02):71-75.

【5】Zhao Juanjuan、Wang Yanfeng、Zhang Zhiqiang 他ビールの香味物質の研究の進展[J]。食品安全品質ジャーナル、2023年、14(08):44-51。

【6】劉沢昌、劉夢梅。ビールの苦味とホップの苦味物質[J]チャイナブリューイング、2019、38(01):13-19。

【7】黄容。ビールの苦味に影響を与える要因（発生源と検出）[J]。ビールサイエンス、2013(03):54-56.

【8】Schonberger C,Kostelecky T. 125周年記念レビュー：醸造におけるホップの役割[J].醸造研究所誌、2011、117(3):259-267。

【9】Xu Hengyuan、Ding Zhicheng、Wang Xiaochen 他。国産ホップの香気成分と醸造特性に関する研究[J]中国醸造、2022年、41(10):49-54。

【10】曹容坤。ビールの泡に対するビール添加剤の影響[D]。江南大学、2018年。

【11】ワン・シャオチェン、モウ・ホン、スン・シャオカン他ビール関連微生物の異性化ホップ抽出物に対する耐性[J]。醸造、2022、49（05）：73-77。