伝統的なキムチ作りがなぜうまくいくのかを科学が証明

新しい研究で、オンギと呼ばれる手作りの発酵容器が時の試練に耐えられる理由が明らかに

韓国料理の古くからの主食であるキムチは、伝統的にオンギと呼ばれる手作りの陶器の瓶で発酵させます。 しかし、大量生産となると、企業はガラスなどの材質の瓶を使って大量のキムチを発酵させます。 今回、一部のキムチメーカーが依然として伝統的な技術を信頼している理由が、新しい研究によって証明された。オンギは、キムチに特有の酸味を与える「善玉」微生物である乳酸菌の増殖に最適な環境を提供するのだ。

「細菌の増殖が高いと栄養的に有益であり、発酵食品の独特の味が生み出されます」と機械工学博士の Soohwan Kim 氏は言います。 ジョージア工科大学で流体力学と生物物理学を専門とする学生。 先月英国王立協会インターフェース誌に掲載された研究で、キム氏と彼の同僚はオンギとガラス瓶を比較し、同じ発酵時間でセラミックの容器の方がより高いレベルの乳酸菌を含むキムチを生産できることを発見した。 「発酵食品にオンギを使用すると食べ物が美味しくなるという文化的信念がありますが、それに関する適切な科学はありません」とキム氏は言う。 彼の仕事はそれを変えることを目的としています。

おいしいキムチを作ることは、発酵プロセスが鍵となる芸術的、科学的、そして料理的な取り組みです。 多くのさまざまな要因がそのプロセスに影響を与えるため、キムチやその他の発酵食品は扱いにくいとカリフォルニア大学デービス校の食品微生物学者マリア・L・マルコは指摘する。 「同じ材料と同じレシピを使用して作られた特定の食品であっても、その発酵にどのようにして異なる風味や結果が生じるのでしょうか?それは大きな疑問であり、現時点ではすべての答えがありません」とマルコは言います。新しい研究には関与していませんでした。

発酵プロセスを研究するために、キム氏と彼の博士顧問であるジョージア工科大学の流体力学学者デイビッド・フー氏は、実験と数学的モデリングを組み合わせて使用​​しました。 彼らは、オンギでキムチを製造することは、密封されたガラス瓶でキムチを製造するよりも細菌の増殖を可能にするという結論に達した。 さらに重要なことは、研究者らはオンギがこのプロセスに最適な容器である理由を明らかにしたことです。

「発酵食品をさまざまな方法で作ることが、作られる食品にどのような影響を与えるのかを解明しようとするのは、興味深いアプローチだと思いました」とマルコは言います。

コンテナ間の違いは、コンテナの透過性、つまり液体と気体がどれだけ早くコンテナを通過できるかに関係します。 優れたキムチを生産するには、ゴルディロックスの状況が必要である、とキム氏は言います。発酵容器は、過度に透過性または不透過性ではなく、半透過性である必要があります。

透過性は炭酸ガスと乳酸菌の微妙なダンスに影響を与えるため重要です。 これらの微生物は、土壌から、キムチのベースとなるキャベツやその他の材料を含む、そこで育つ野菜に自然に移動します。 塩味発酵プロセス中に、乳酸やその他の種類の細菌が繁殖して二酸化炭素を排出し、容器内に二酸化炭素が蓄積し始めます。 研究者の結果は、乳酸菌が「中程度の二酸化炭素レベルで増殖する」ことを証明している、とキム氏は言う。 しかし、過剰な二酸化炭素はどこかへ行く必要があります。 そうしないと、最終的に最も重要な細菌の増殖を妨げる高濃度に増殖してしまいます。 逆に、容器の透過性が高すぎると、二酸化炭素が急速に排出され、細菌の増殖が減少します。

キム氏が故郷の韓国済州島から素焼きのオンギを購入した後、彼と胡氏は、オンギとしっかりと密閉されたガラス瓶の両方で塩漬けキャベツを発酵させたときの二酸化炭素濃度を測定した。 彼らは瓶ごとに 3 回の試験を実施し、各試験の前に容器をオートクレーブで滅菌しました。 正確な測定を行うために、研究者らは圧力、二酸化炭素、酸素のセンサーを設置できる特注の蓋でオンギを覆った。 次に、薄いプラスチックフィルムを使用して、センサーと蓋の間に残っている隙間を密閉しました。 金氏と胡氏は研究の中で、オンギよりは少ないとはいえ、ガラス瓶から少し漏れがあったと指摘した。

試験ごとに 2 日間、キャベツを詰めたオンギとガラス瓶を摂氏 25 度に設定したオーブンで静置しました。 「発酵プロセスを促進するために、通常よりも高い温度を設定しました」とキム氏は言います。 キムチは摂氏5度など、はるかに低い温度でも発酵できるが、キム氏と胡氏は高温による唯一の変化は「プロセスの速度だ」と考えていたと指摘する。

研究者らはまた、電子顕微鏡とコンピューター断層撮影スキャンを使用してオンギの多孔質構造を調査し、その「ガス透過係数」、つまりガスがどれだけ簡単に通過できるかを計算しました。 彼らは、この値がガラス瓶の 2 倍以上であることを発見しました。 オンギはガラス製のものよりも二酸化炭素をより早く放出できるため、乳酸菌が繁殖しました。 ガラス瓶の中では二酸化炭素の放出がそれほど速くなかったので、ガスが細菌の増殖を抑えました。 「オンギの多孔質構造は、乳酸菌が自然に存在する緩い土壌を模倣している」と研究者らは論文に書いている。 これにより、容器内で発酵した食品が微生物で満たされるようになります。

研究者らはまた、韓国文化に基づいた実験でオンギの浸透性を実証した。容器を半分まで塩水で満たし、8時間以内に塩の堆積物がその外表面を覆い始めることを示した。 「韓国の文化ではそれを『塩の花』と呼んでいます」とキムさんは言う。 この現象は通常、韓国のシェフがオンギで醤油（またはカンジャン）を発酵させるときに観察されます。 これらの塩味の花がオンギの外側に現れる場合、その特定の容器が一流のソースを製造するのに十分な浸透性を示していると考えられています。

「古代文化においてさえ、[キムチメーカーは]発酵プロセスを最適化するためにガスレベルを制御していました」とキム氏は言います。 大規模なキムチ生産者はガラス、プラスチック、または金属製の瓶をガス調整システムと組み合わせていますが、キムとフーの研究は、オンギが単独で同じ目標を達成できることを示しています。

おそらくその能力の結果として、伝統的な器は今日でも需要があり、キムチ愛好家が高品質の発酵を達成するために使用できるオンギを職人が作り続けています。

レイチェル・クロウェル中西部を拠点とする科学と数学を扱うライターです。 Twitter @writesRCrowell でクロウェルをフォローしてください クレジット: Nick Higgins

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