アクリルアミドは、コーヒー豆を焙煎する際に高温加熱によって生成される化学物質です。この物質は、アミノ酸の一種であるアスパラギンと還元糖が反応することで生成され、120℃以上の加熱で形成され始めます。
参考)https://res.mdpi.com/d_attachment/toxics/toxics-07-00001/article_deploy/toxics-07-00001-v3.pdf
興味深いことに、焙煎度合いによってアクリルアミドの含有量は大きく変化します。2009年にポルトガルで実施された研究では、ブラジル産アラビカ種のコーヒー豆を異なる焙煎度合いで比較したところ、浅煎りと深煎りのアクリルアミド濃度に最大4倍近い差があることが判明しました。
参考)https://ameblo.jp/cs-es-by-run/entry-12442358759.html
具体的な数値として、軽度に焙煎されたコーヒーには100gあたり約0.41mgのアクリルアミドが含まれていたのに対し、中程度の焙煎では0.31mgと比較的低い値を示しました。これは、アクリルアミドが焙煎の前半でピークに達し、その後の長時間加熱によって揮発・分解されるためです。
参考)https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8958316/
商業的に販売されているコーヒーのアクリルアミド平均含有量は、2002年の調査では303µg/kgでしたが、近年の調査では195µg/kgまで低下しており、業界全体での低減化の取り組みが進んでいることが確認されています。
参考)https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6468383/
アクリルアミドは国際がん研究機関(IARC)によって「ヒトに対しておそらく発がん性がある」物質(グループ2A)に分類されています。動物実験では、高用量のアクリルアミド摂取が神経毒性や生殖毒性、さらに腫瘍形成を引き起こすことが確認されています。
参考)https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10138461/
世界保健機関(WHO)の食品添加物専門家委員会(JECFA)による評価では、一般的な人々の平均的なアクリルアミド摂取量は体重1kgあたり1日1μg、摂取量が多い人では体重1kgあたり1日4μgと推定されています。
参考)JECFAの評価と勧告:農林水産省
日本の厚生労働省のデータによると、平均的な摂取量は体重1kgあたり1日0.4~1.9μgとされており、通常のコーヒー摂取による健康リスクは現時点では限定的と考えられています。しかし、長期的な影響については依然として研究が続けられている状況です。
コーヒー以外にも、フライドポテト、ポテトチップス、クッキーなどの高温で調理された炭水化物を多く含む食品にもアクリルアミドは含まれており、食生活全体での管理が重要となります。
参考)icon-X
焙煎度合いの違いによるアクリルアミド含有量の変化は、コーヒーの化学的プロセスを理解する上で非常に重要です。研究によると、焙煎の過程で200℃以上の高温にさらされると、アクリルアミドは加熱の初期段階で急速に生成されますが、その後の継続的な加熱によって揮発・分解されていきます。
参考)コーヒーに潜む毒物【vol.53】|tsukasa aosh…
深煎りコーヒー(ナポリタンスタイル)と浅煎りコーヒー(スカンジナビアスタイル)を比較した実験では、焙煎度合いとアクリルアミド含有量の間に明確な逆相関関係があることが確認されました。つまり、焙煎が浅ければ浅いほどアクリルアミドの含有量は高くなり、深煎りにするほど含有量は低下します。
ただし、焙煎をより深くすることでアクリルアミドを減少させる一方で、苦味や焦げ臭が増加するという風味上の変化が生じます。また、深煎りコーヒーでは、フルフリルアルコール(FA)、フラン、5-ヒドロキシメチルフルフラール(HMF)といった他の熱誘導性化合物が増加する可能性があり、これは相反する効果(アンタゴニスティック効果)として知られています。
参考)https://patents.google.com/patent/JP2007282537A/ja
| 焙煎度合い | アクリルアミド含有量 | 風味の特徴 | その他の化合物 |
|---|---|---|---|
| 浅煎り | 高い(約0.41mg/100g) | 酸味が強い | FA、フラン、HMFは低い |
| 中煎り | 中程度(約0.31mg/100g) | バランスが良い | 中程度 |
| 深煎り | 低い(浅煎りの約1/4) | 苦味が強い | FA、フラン、HMFは高い |
コーヒー業界では、アクリルアミドの含有量を減らすための様々な技術開発が進められています。UCCの研究チームは、麹菌を用いた画期的な低減化技術を開発し、コーヒー抽出液中のアクリルアミドを約84%削減することに成功しました。
参考)コーヒーに含まれるアクリルアミドの低減化について報告
この麹菌処理では、アクリルアミドの分解と同時に、カフェイン、有機酸、ポリフェノールの含有量はわずかに減少するものの、アルコールやエステル類などの香気成分が著しく増加するという利点もあります。これにより、健康リスクを低減しながら風味を維持または向上させることが可能になりました。
別のアプローチとして、焙煎前にコーヒー豆中のアスパラギンを減少させる方法も研究されています。アスパラギナーゼという酵素をコーヒー豆に添加することで、アクリルアミドの前駆物質であるアスパラギンを別の物質に変換し、焙煎時のアクリルアミド生成を抑制できることが特許文献でも報告されています。
参考)https://patents.google.com/patent/JP4467517B2/ja
さらに、過熱水蒸気を用いた焙煎方法は、通常の焙煎法よりもアクリルアミドの生成を抑制しつつ、健康に有益なクロロゲン酸の含有量を増加させることができる技術として注目されています。
UCCの研究:コーヒー抽出液に含まれるアクリルアミドの低減化について
コーヒー業界におけるアクリルアミド低減化の具体的な研究成果と技術情報が掲載されています。
浅煎りコーヒーにはアクリルアミドが多く含まれるという懸念がある一方で、健康に有益なクロロゲン酸が豊富に含まれているという大きなメリットがあります。クロロゲン酸はポリフェノールの一種で、強力な抗酸化作用を持つ成分です。
参考)https://hapiveri.com/blogs/news/why-light-roast-coffee-is-a-hit-with-dieters-and-what-it-can-do-for-you
クロロゲン酸は生豆に多く含まれ、焙煎で熱を加えることによって含有量が減少します。そのため、浅煎りコーヒーには深煎りコーヒーの約2倍のクロロゲン酸が含まれているとされています。この成分には脂肪の蓄積を抑える効果、血糖値の上昇を緩やかにする効果、そして体内の活性酸素を除去して細胞の老化を防ぐ働きがあります。
参考)焙煎度合いで変わる!コーヒーに含まれるからだに嬉しい成分
研究によると、クロロゲン酸には胃粘膜を保護する効果もあることが明らかになっており、適量の摂取であればむしろ胃の健康維持に役立つ可能性があります。また、美容面でも抗酸化作用による肌の老化防止効果が期待されており、浅煎りコーヒーはダイエッターや健康志向の人々から注目されています。
浅煎りコーヒーは深煎りに比べて胃への刺激が少なく、敏感な胃を持つ方でも安心して楽しむことができるという特徴もあります。ただし、空腹時の摂取は避け、食後に飲むことでより胃に優しく楽しむことができます。
コーヒーの抽出方法によってもアクリルアミドの含有量は変化します。近年人気が高まっているコールドブリュー(水出しコーヒー)は、アクリルアミドの抽出を抑える効果があることが研究で明らかになっています。
参考)https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7347730/
5℃で12時間浸漬抽出したコールドブリューと80℃で5分間抽出したホットブリューを比較した研究では、コールドブリューの方がアクリルアミドの含有量が低いことが確認されました。これは、低温での抽出がアクリルアミドの溶出を抑制するためです。
参考)https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6949343/
抽出方法別の特徴として、以下のポイントが挙げられます。3時間抽出したサンプルではアクリルアミドレベルが最も低く、24時間浸漬抽出と12時間ドリップ抽出ではフラン含有量が最も低くなりました。また、総フェノール含有量は24時間浸漬抽出したサンプルで最も高い値を示しました。
| 抽出方法 | 抽出温度 | 抽出時間 | アクリルアミド含有量 |
|---|---|---|---|
| コールドブリュー(浸漬) | 5℃ | 12時間 | 低い |
| コールドブリュー(ドリップ) | 20℃ | 12時間 | 低い |
| ホットブリュー | 80℃ | 5分 | やや高い |
| ホットブリュー | 95℃ | 5分 | 高い |
さらに、8種類の異なるフィルターコーヒーの抽出方法を比較した研究では、抽出パラメータがアクリルアミドだけでなく、クロロゲン酸や抗酸化物質の抽出にも影響を与えることが示されています。
参考)https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10604660/
コールドブリューコーヒーの抽出条件とアクリルアミド含有量に関する研究
抽出温度と時間がアクリルアミドやフラン含有量、抗酸化活性、官能特性に与える影響について詳細なデータが公開されています。
コーヒー焙煎作業に従事する人々にとって、アクリルアミド以外にも注意すべき健康リスクが存在します。200℃以上の高温で焙煎すると、ジアセチルや2,3-ペンタンジオンといった揮発性の化学物質が発生します。
参考)T先生!コーヒーを焙煎した時に調子が悪くなるのはなんで?|つ…
これらの物質を長期間吸い込むと、「ポップコーン肺(閉塞性細気管支炎)」という重篤な肺疾患を引き起こす可能性があります。実際にアメリカ・テキサス州のコーヒー工場では、5人の作業員がこの病気を発症し、そのうち1人は肺移植が必要なほど重症化したケースが報告されています。
焙煎作業中には一酸化炭素も発生し、頭痛やめまいの原因となることがあります。また、コーヒー豆に含まれる天然オイルが高温で放出され、大量の有害粒子を含む煙が発生します。これらの煙や有害ガスに長時間さらされると、慢性気管支炎、肺気腫、さらには肺がんなどの呼吸器疾患のリスクが高まります。
焙煎作業を行う際の最も重要な対策は換気です。必ず窓を開けて換気扇を回しながら焙煎を行い、適切な防護マスクを着用することが推奨されています。また、症状が出た場合は無理をせず、早めに医療機関を受診することが大切です。
コーヒー焙煎時の健康被害と対策
焙煎作業における有害物質の種類と、具体的な健康被害の事例、そして実践的な予防対策について医学的見地から解説されています。
鉱石に興味を持つ方々にとって、コーヒーの焙煎過程で起こる化学反応は非常に興味深いトピックです。コーヒー豆の焙煎は、まさに複雑な化学変化の連続であり、鉱物の結晶化や変成作用にも似た熱化学プロセスが進行します。
アクリルアミドの生成プロセスは、メイラード反応と呼ばれる複雑な化学反応の一部です。これは、アミノ酸(アスパラギン)と還元糖が高温下で反応し、褐色の色素や香気成分を生成する反応です。この反応は、鉱物が高温高圧下で変成岩に変化する過程と同様に、温度と時間が重要な要因となります。
焙煎温度が200℃を超えると、コーヒー豆内部では様々な化学物質の生成と分解が同時進行します。初期段階で急速に生成されるアクリルアミドは、さらなる加熱により揮発・分解されていきます。この現象は、火山岩が冷却過程で結晶構造を変化させる様子に似ています。
参考)カリフォルニア州のコーヒー発がん警告表示 日本で発がん物質の…
興味深いことに、コーヒー豆の品種によってもアクリルアミドの生成量は異なります。これは、鉱石の種類によって熱による変化の仕方が異なるのと同じ原理です。アラビカ種とロブスタ種では、含まれるアスパラギンの量が異なるため、同じ焙煎条件でもアクリルアミドの生成量に差が出ます。
鉱石収集家の方々が鉱物標本を大切に扱うように、コーヒー豆も適切な焙煎条件を選ぶことで、有害物質を抑えながら最高の風味を引き出すことができます。焙煎度合いの選択は、鉱石を磨く際の研磨剤や手法の選択と同じく、目的に応じた最適なバランスを見つけることが重要です。

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