水分活性と常温保存可能な肉製品

検査員向けの水分活性

米国農務省（USDA）の検査官は、HACCP計画において、通常は乾燥および包装の工程において、水分活度が重要管理点（CCP）として設定されていることを求めています。FSIS（米国農務省食品安全検査局） の保存安定性HACCPモデルでは、水分活度が0.85未満であることが規制要件となっています。MPR（水分浸透圧）や水分含有量など、その他の水分測定値は「安全上の考慮事項ではない」ため、HACCP計画には含まれません。 USDAは、「製品の水分活性は、各病原菌の増殖抑制と最も密接に関連している」と説明しています。

でも、なぜ？

水分活度の低下は、なぜ病原菌の増殖を抑制するのでしょうか？

マリアンスキー夫妻が『『発酵ソーセージ作りの芸術』で鮮やかに述べているように、水分活度の制御は「まるでバクテリアから食べ物を奪うようなもの」です。水分活度を下げることで水分が「閉じ込められ」、最終的にはバクテリアの増殖を不可能にします。これについてさらに詳しく見ていきましょう。

リステリア、大腸菌リステリア、大腸菌、ブドウ球菌、サルモネラ菌は微小な微生物であり、他の生物と同様に、増殖・繁殖には水が必要です。これらの微生物は、自身を取り囲む細胞膜を通して水を吸い込むことで水分を得ています。この吸着力は、細胞の外側と内側の水との間のエネルギー差によって生じます。

水がエネルギーが高い場所から低い場所へ移動するのは一目瞭然です。鍋で沸騰しているお湯を想像してみてください。

水分子は（水蒸気となって）、エネルギーの高い沸騰水から、エネルギーの低い大気中へと移動する。

クラッカーとチーズの間のエネルギー差はそれほど極端ではありませんが、チーズがクラッカーの上に置かれると、水分子は、エネルギーが高いチーズ側から、エネルギーが低いクラッカー側へと移動します。

この原理は分子レベルでも当てはまり、病原菌はこの原理を利用して、細胞外という水のエネルギーレベルが高い環境から、細胞内という水のエネルギーレベルが低い環境へと水分を引き寄せている。

しかし、細胞外の水のエネルギーを十分に低下させると、「浸透圧ストレス」が生じます。これにより、細胞は水分を取り込むことができなくなり、休眠状態になります。浸透圧ストレスは病原菌を死滅させるわけではなく、単にその増殖を阻害するだけです。

水分活性とは、単に物質中の水のエネルギー状態を表す指標です。これを利用すれば、ジャーキーに含まれる水が、特定の細菌の増殖を支えるのに十分なエネルギーを持っているかどうかを確認できます。病原菌によって、浸透圧ストレスへの対処法は異なります。そのため、ブドウ球菌はリステリア菌よりも低い水分活性の環境でも生き残ることができるのです。

水分活度の低下は細菌を死滅させるものではありませんが、加熱処理などの殺菌工程を経た後、水分活度は細菌の増殖を抑制します。そのため、FSIS（米国農務省食品安全検査局）は水分測定において水分活度を主要な指標として採用しています。しかし、その意義はそれだけにとどまりません。水分活度は、FSISやUSDA（米国農務省）、HACCP（ハザップ）の枠を超えて重要な意味を持ちます。これは、製品中の水分を測定し、理解するための強力な手段なのです。

水分活度を用いたプロセス制御

乾燥工程においては、水分活度がプロセスを管理する最良の指標となります。

それは、答えなければならない3つの質問に直接触れているからです：

• この製品は安全ですか？
• 消費者はこれを気に入ってくれるだろうか？
• これを制作して、お金を稼ぐことはできますか？

顧客満足度：ロット間の品質安定性を保証

顧客を満足させるためには、顧客が求める製品を常に提供する方法を見出す必要があります。

製品を乾燥させる際には、毎回同じ乾燥目標を達成しなければなりません。もし水分含有量やMPR、あるいはその他の特性を測定しているだけでは、結局、堂々巡りになってしまいます。

時間や温度を調整すると、水分活性の値もそれに応じて変化します。そして、製品を試食してみると、水分活性の測定値がジャーキーの食感と密接に関連していることがわかるでしょう。

他の水分測定法とは異なり、水分活性は標準化された基準に基づいています。つまり、今日行った測定値を昨年の測定値や、別のオペレーターが行った測定値と比較することが可能です。バッチごとの値、異なる生産ライン間の値、さらには製造拠点間の値を比較することもできます。また、リアルタイムの水分活性データを活用して、オーブンの温度や焼成時間を調整することも可能です。

また、サプライヤーからの原材料の品質を確認し、バイヤーに対して自社製品の品質が安定していることを証明することも可能です。

収益性：乾燥しすぎによる損失を防ぐ

製品テストの結果、水分活度を監視しないと、ジャーキーを乾燥しすぎてしまうことが分かりました。わずかな変動でも、品質や利益に影響を及ぼします。

実際、水分活性値のわずかな違いは、出荷前にジャーキーの袋ひとつひとつに25セント硬貨を1枚ずつ入れておくようなものだとわかりました。水分活性を用いて製品の乾燥状態を適切に判断することで、数十万ドル規模の廃棄ロスを防ぐことができます。

水分活度を測定することで、ジャーキーの水分活度が「安全基準を満たすほど低く、かつ顧客を満足させるほど高い」という最適なバランスを見極めることができます。そうすれば、毎日その基準を満たし、収益性を確保することが可能になります。

リアルタイムデータを用いたプロセス制御

水分活度をプロセス制御に活用するには、2つの重要なポイントがあります。第一に、水分活度の測定が迅速でなければなりません。第二に、データはリアルタイム、あるいはほぼリアルタイムで提供される必要があります。

手早く、簡単に、その場で

従来のAOAC認定の水分含有量測定は、乾燥工程中に実施することはほぼ不可能です。また、急速乾燥減量法では精度が不十分です。これに対し、冷却鏡式露点測定および波長可変ダイオードレーザーによる水分活性測定は、いずれも生産ライン上で5分以内に実施可能です。

「もしブリトーを電子レンジで温められるなら、これらの機器を使って水分活度を0.003 awまで測定することも可能です。科学の学位は不要です。」

リアルタイムデータ

測定値をプロセス制御に活用するには、データの自動収集が不可欠です。新しい技術により、水分活性計やその他の既存の計測機器から、データを直接かつ自動的に収集することが可能になりました。ある製造施設が、手作業によるデータ収集という「悪夢」をどのように克服し、オーブンの温度を監視・制御するために必要な、ほぼリアルタイムのデータを取得できるようになったのか、その事例をご紹介します。

正解は一つではない

当研究所では、多種多様な常温保存可能な肉製品を試験しました。これらの製品は、塩、醤油、砂糖など、いくつかの異なる保湿剤を用いて水分活度を調整していました。グリセリンが含まれていたのは1製品のみでした。これらの製品が示すように、安全な水分活度を達成するためには、さまざまな手法が用いられます。

より洗練された処方

この記事では、主に水分活性と常温保存可能な肉製品の基本について解説しました。ご興味があれば、製品の水分に関する理解と管理をさらに深めることができます。例えば、次のようなことが可能です：

• 保湿剤（塩、砂糖、醤油）を加えることで、水分活度を調整する方法を学びましょう
• 乾燥時間と温度を変えた場合に何が起こるかをモデル化する
• 製品の保存期間を決定する
• 製品を高温多湿の環境で保管した場合に何が起こるかを理解する
• 包装材料を評価し、包装と保存期間の相互関係を理解する
• 製品の湿潤状態や乾燥状態が、その水分活性にどのような影響を与えるかを確認してください

市場の概要：人気のジャーキーブランドランキング

地元の店舗や大手チェーン店、オンラインショップからジャーキーを購入しました。老舗ブランドから新進気鋭のブランドまで幅広く検証しました。自社工場で全工程を完結させるブランドから、外部の施設で委託生産を行っているブランドまで、幅広く検証しました。

その結果は？12のジャーキーブランドの市場動向をまとめたレポートです。この15分間のウェビナーでは、スコット・キャンベルがその調査結果について解説します。以下の内容をご紹介します：

• 私たちがテストしたサンプル全体を通じて、一貫した品質を維持できたブランドはどれか。
• どのブランドが安全基準に危険なほど近づいたのか、そしてその理由は何か。
• どのブランドが過剰包装をしているか――そして、どのブランドが最低限の基準をわずかに満たしていないか。
• 包装および乾燥における不整合による予想コスト。

参考文献

マリアンスキ、スタンリー、およびアダム・マリアンスキ著『発酵ソーセージの作り方』。Bookmagic LLC、2009年。