島津の技術者、官能評価に迫る

「色」による外観チェックと共に、「香り」「味」がよく調和しているかを確認する官能評価。日本酒の品質評価のためになくてはならないものです。最近ではそれに加え、分析によって味わいを数値化、見える化したいという要望が増えています。
島津製作所では分析装置を使って、香りや味に影響を及ぼす成分を調べ、それぞれの特徴の科学的解明に挑戦しています。

1. 島津従業員が造りたいオリジナル日本酒『源遠流長』の味わい
~2022BYと2023BY ~

島津従業員の目指す味わいは、2022年度は飲用温度(冷酒、常温、熱燗)に寄らず、おいしく飲めることであった。甘味や酸味に影響を及ぼす成分がバランスよく含まれていることが必要ではないかと考え、2022BYでは、京都府産酒米“祝”、京都酵母“京の琴”に酸味やコクのバランスを考慮して、酒米“旭4号”をかけ合わせて醸造した。

2023年度は、従業員向けアンケートから、2022BYから味わいを変更したい傾向がみられた。2022BYは吟醸酒であったが、味決め会では “京の琴”より香りが穏やかな“京の華”の人気が高く、また、純米酒に期待が寄せられていることが分かった。
2023BYは酒米は“旭4号”のまま、精米方法にはきれいで雑味ない味わいを生み出すと言われている扁平精米法を取り入れ、“京の華”で醸し、新しい味わいに挑戦することにした。

2022BY 2023BY
酒米 祝(麹米)
旭4号(掛米)
五百万石(麹米)
旭4号(掛米)
酵母 京の琴 京の華
精米方法
(掛米)
球形精米 扁平精米
酒質 吟醸酒 純米酒
京都酵母がつくる香味

京都市産業技術研究所より

2. 2022BY味わいの特長

2022年度の味決め会では、飲用温度が官能評価結果に影響することが分かった。これまでの解析により、2022BYは甘味や酸味といった味わいの調和が取れていることを可視化した。
さらに、香りの特長やその香り立ちの違いを解明することを試みた。
視点を変えて、市販の主要な日本酒製品の中で『源遠流長』がどのような特長を持つのか、ポジショニングも調査した

飲用温度が香気成分に及ぼす影響

2022年の味決め会では、飲用温度によって香味の感じ方が異なり、順位に影響を与えた。温度により、香気成分がどのように変化するのかを調査した。
20mL HSバイアルに日本酒試料10mL及び香気成分と吸着するファイバーを入れ、 3種の飲用温度(36℃:人肌燗、45℃:上燗、55℃:飛び切り燗*)を模した温度にて30分間保持。その後、加温脱着させてガスクロマトグラフ質量分析計で分析した。

* 差を引き出すために高めの温度設定を使用

  1. 分析試料

  2. 3種の飲用温度にて30分間保持

  3. ガスクロマトグラフ
    質量分析計で分析

結果

36℃では吉草酸エチル(Ethyl n-Valerate)、3-メチルブタナール(3-methylbutanal)など果実香が顕著に多いのに対し、55℃では穏やかな臭気の3-エトキシ-1-プロパノール(3-Ethoxy-1-propanol)や乳製品様の香りのアセトイン(Acetoin)が多いという差異が見られた。飲用温度が低い時は清涼感を感じやすく、高い際はふくよかさが感じられるという一般的な香味の傾向を科学的に説明することができた。

Ethyl tetradecanoate
(ワインの香気成分の一つ)
3-Ethoxy-1-propanol
(穏やかな臭気)
Acetoin
(ヨーグルト、バターに似た香り)
Ethyl n-Valerate
(リンゴに似た香り)
3-methylbutanal
(果物や酒の香り成分)
Isopropyltoluene
(植物精油中に含まれる)

源遠流長を楽しむのに適した飲用温度は?

「良いお酒はお燗にするのは勿体ない」という話があるなど、飲用温度は香り立ちにも影響する。そこで、飲用時の感覚を意識した評価として、きき酒時の呼気を鼻から直接的に分析装置(大気圧イオン源としてSICRIT(Soft Ionization by Chemical Reaction In Transfer, Plasmion社)、質量分析装置として四重極飛行時間型質量分析計 LCMS-9030を使用)に取り込んで分析を行った。佐川岳人氏らの手法*を用い、一連のきき酒動作(①口に含む(5秒)→②すすり舌の上で転がす(5秒) →③空気を鼻から抜く(5秒) →④内容物を吐く(5秒))を行って温度帯3種の日本酒の口中香を測定した。

* A Short-Term Time-Series Data Analysis Algorithm for Flavor Release during the Start of Eating Mass Spectrometry, 06 Jul 2023, 12(1):A0126

分析システム

大気圧イオン源+質量分析計
(SICRIT+LCMS-9030)

  1. 1.口に含む

  2. 2.舌の上で転がす

  3. 3.空気を鼻から抜く

  4. 4.内容物を吐き出す

きき酒中の口内の気体をチューブを使って質量分析計に導入

結果

フルーティな吟醸香2種(カプロン酸エチル、酢酸イソブチル)の飲用後の香り立ちは、冷酒では口に含み舌で転がしている間に温まり、鼻から抜く際に一気に強度が増した。冷酒で感じやすい清涼感と関係していると思われる。一方、熱燗では口に含んだ瞬間に香りが広がり、強度の増減はあるものの終始維持され、余韻があることが示された。このような余韻はふくよかさを感じたい冬場に適していると考えられる。

主要日本酒に対する源遠流長のポジショニング

米や水といった「テロワール*1」を生かして、各地の酒蔵で醸された日本酒は、味や香りが大きく異なり、その多様性は魅力のひとつである。それらの中での自社製品のポジショニングや、独自の特徴を知りたいと考えられている。主成分分析*2により、源遠流長のポジショニングや特徴の視覚化を試みた。

芳香は主にエステル類、高級アルコールやカルボン酸など香気成分、味関連は甘味は糖類(単糖、オリゴ糖)、酸味は有機酸、旨味、コク、苦味にアミノ酸が関連することが知られている。前者はガスクロマトグラフ質量分析計、後者は高速液体クロマトグラフ質量分析計を使用して、各地の日本酒8種と合わせて測定し、それらの結果を用いて解析を行った。

*1 農作物が生産される畑の土壌や地形、気候や風土などの生育をとりまく環境

*2 主成分分析:サンプル間の差異解析に活用
多次元的に存在する数多くの情報を効率よく合成して目に見える形に表現する解析手法。全ての測定値を総合的に取り扱い、視覚的に読み取れる2次元に投影する。スコアプロット(Score plot)では、プロット位置が近いものは類似していると判断され、特徴が近い商品(あるいは違いが大きな商品)を見つけることができる。また、スコアプロットで見える化した差異に対し、試料中に含まれているどの成分が影響を及ぼしているのかをローディングプロット(Loading Plot)で確認できる。
参考:技術資料「味わいに影響を与える成分の探索および違いの見える化」

香りの分析

日本酒において香りに影響を与えると言われている成分を分析

味に影響する成分の分析

日本酒中のアミノ酸や有機酸などを分析

源遠流長 京都
日本酒1 福井
日本酒2 三重
日本酒3 滋賀
日本酒4 奈良
日本酒5 和歌山
日本酒6 兵庫
日本酒7 山口
日本酒8 佐賀

酒造の所在地(県名)

結果

香気成分の分析では、吟醸香のカプロン酸エチルは検出が飽和したため、その他の成分の中で各サンプルの特徴付けに寄与しているものに着目し解析した。各種エステル類や高級アルコールなどで特徴づけられて、離れた位置にある日本酒7や日本酒8に対して、源遠流長は中央付近に位置した。このことから、源遠流長は他の日本酒より顕著に多く含まれる香気成分はなく、全体的にバランスよく含まれていると考えられる。一方、味関連成分については源遠流長は特異的なポジションにあり、それに影響を及ぼしている成分群は主成分分析により有機酸やアミノ酸であることが分かった。

香気成分の主成分分析

Score plot
Loading plot

味関連成分の主成分分析

Score plot
Loading plot

酵母“京の琴”の特長を活かし、さわやかでコクがある味わいを実現

源遠流長を特徴づけている成分群について、詳細に解析した。すっきりとさわやかさな印象を与えるリンゴ酸(Malic acid)などの有機酸が豊富であった。ぶどう糖(Glucose)やオリゴ糖(Isomaltoseなど)のような糖類は他より控えめであり、甘味と酸味の調和が「すっきり感、さわやかさ」という官能評価結果をもたらしている。また、グルタミン酸(Glutamic acid)などのアミノ酸やこはく酸(Succinic acid)のような旨味成分が多いほど、コクがあると言われているが、源遠流長はそれらも他の日本酒より顕著に多いことが分かった。日本酒らしいコクをもたらすという京都酵母“京の琴”の特徴が表れたと言える。

リンゴ酸
(Malic acid、有機酸)
ぶどう糖
(Glucose、単糖)
グルタミン酸
(Glutamic acid、アミノ酸)
こはく酸
(Succinic acid、有機酸)
イソマルトース
(Isomaltose、オリゴ糖)
アルギニン
(Arginine、アミノ酸)
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