「水の挙動」の基礎研究が生んだみずみずしい乾燥食品？「常圧凍結乾燥」の可能性とは

古来より人類は食料を保存するため、微生物増殖の原因となる水分を飛ばす「乾燥」という手法を使ってきた。その技術は進歩を重ね、いまではフリーズドライ食品など、さまざまなかたちで目にすることができる。パナソニックが新たに開発する「常圧凍結乾燥技術」もまた、そうした技術進歩に大きく貢献するかもしれない。

同技術は、フードロス問題のソリューションとしてはもちろん、新しい食品加工法としても期待を集めている。ほかの乾燥方法では失われてしまっていた「食品本来の香り」を保ち、「みずみずしい食感」をつくり出すことができるのだ。

多くの可能性を秘めたこの新技術、じつは冷蔵庫の技術開発のなかから生まれたものだという。8年間にも及ぶ開発の軌跡と技術的優位性とは――。「常圧凍結乾燥技術」に関わるキーパーソンたちに話を聞いた。

冷蔵庫の持つ課題点を応用して生まれた新たな乾燥技術

――まずは、そもそも「乾燥技術」というものがどのようなものか、教えていただけますか。

安信食品を乾燥させて保存する技術というのは昔からあるもので、たとえば魚を自然乾燥させた干物などがあります。こうした技術が発達し、いまでは人工的に食品を乾燥させることができるようになりました。

具体的には、食品に熱風をあてることで水分を蒸発させる「熱風乾燥」や、食品を凍結させたあと、真空に減圧することで水分を昇華させる「真空凍結乾燥（フリーズドライ）」などがあります。

松山食品はそのまま置いておくと腐敗してしまいます。これは、食品のなかに含まれている水分によって微生物が増えてしまうのが原因なのですが、そうした腐敗を防ぐために、乾燥させ長期間保存できる技術が生み出されました。「乾燥」のほかにも、腐敗につながらない微生物を増やす「発酵」、塩を使った「塩蔵」、砂糖を使った「糖蔵」など、食品の保存技術はさまざまあります。その一つが「乾燥」なのです。

――食品の保存技術にはさまざまな種類があるんですね。ではパナソニックが開発している「常圧凍結乾燥技術」とは一体どのようなものなのでしょうか。

安信私は冷蔵庫の技術開発を担当しているのですが、冷蔵庫における長年の課題の一つは、庫内に保存した食品が乾燥してしまうことでした。それをポジティブに捉えて活用したのが「常圧凍結乾燥技術」です。

この技術では、食品を凍結させたあと、独自の温度アルゴリズムで湿度を下げた氷点下の空気をあて、水分を飛ばしていきます。

食品に含まれている水分には、昇華・蒸発しやすい「自由な水」と、ほかの成分などと結合して昇華・蒸発しにくくなっている「束縛された水」があります。食品を凍結するときにまず初めに凍るのは「自由な水」のほうで、「束縛された水」のほうはなかなか凍らずに水として存在することになるんです。

先に挙げた熱風乾燥や真空凍結乾燥では、「自由な水」のみならず「束縛された水」までもすべて昇華・蒸発させてしまうのですが、常圧凍結乾燥では加熱したり、真空にしたりすることなく常圧で徐々に水分を飛ばしていくことで、「自由な水」だけを昇華・蒸発させることができます。それによって、香りを保ち、パサパサせず、しっとりソフトな食感をつくり出すことができているんです。

――先程、水分が残っていると腐敗につながるとおっしゃっていましたが、それは大丈夫なのでしょうか？

安信じつは腐敗やカビの原因となるのは「自由な水」のほうなんです。食品に含まれる「自由な水」がどれくらい残っているのかの指標を「水分活性値」という値であらわすのですが、これは乾燥食品の保存の指標になっています。常圧凍結乾燥させた食品の水分活性値は、フルーツであれば従来のドライフルーツ程度の値になっていますので、「束縛された水」が残存していても問題がないということになります。

――「常圧凍結乾燥技術」は、たとえばどんな食品に活用できますか。

安信厚みがある食品などは現状だと難しいのですが、薄くスライスした食品、たとえばドライフルーツなどをつくることができます。ほかにも、野菜や魚、肉も乾燥させることができますね。ドライフルーツを例に挙げると、ほかの方法と比べて、フレッシュな香りを残すことができるのが「常圧凍結乾燥技術」の特徴です。あとは食感。フリーズドライだとサクサクした食感になりますが、この技術で乾燥させるとみずみずしさを残したグミのような粘性を持つ食感をつくり出すことができます。

技術開発のきっかけは、海外で見たトロピカルフルーツ

――「常圧凍結乾燥技術」は、どのようなきっかけで研究をスタートさせたのでしょうか。

安信私は旅行が好きでアジアの国々によく行くのですが、現地には日本にはないトロピカルフルーツがありますよね。研究テーマを考えるにあたり、そういったトロピカルフルーツをいつでも、どこでも美味しく食べられるようにする技術を開発したいと考えていました。冷凍させてしまうと美味しさが半減してしまうので、乾燥させることで美味しいものをつくりたいなと思ったことがきっかけです。

そこで、以前より面識があり、食品乾燥などを研究している京都大学大学院の中川究也准教授に相談をしてみました。すると、「冷蔵庫の冷却システムを応用したら実現できるのでは」とアドバイスをいただいたんです。それから、中川先生と共同研究をスタートさせました。それが2015年のことです。

私のような研究部門の人間はエンドユーザーの意見を聞く機会が少ないのですが、この研究では直接意見も聞きたいと思い、タイへ足を運びました。タイでは熟しすぎたマンゴーなどを廃棄してしまっているという話を聞き、食品を美味しくするだけでなく、新しい乾燥技術によってフードロス問題解決にも貢献できないかと考えたんです。タイではシラパコーン大学のプラモート准教授の協力を得て、現地の農家さんを訪問してヒアリングを重ねていました。

安信実際に現地の方々と直接会話をしながら、技術研究に取り組んでいたのですが、そんなときに世界中で新型コロナウイルスの感染が拡大してしまったんです。

――なるほど。それで国内での取り組みにシフトされたんですね。

安信はい。現地に行くことも難しくなってしまい、海外展開は保留になりました。そこで、国内に目を向けることにしました。そんなときに協力してくれたのが事業部側で技術を担当している松山さん。「常圧凍結乾燥技術」にも興味を持ってくれていました。

松山冷蔵庫の技術を使って何か役に立てることはないかと考えていたときに、フードロスの解決に挑戦している「常圧凍結乾燥技術」のことを知りました。私は冷蔵庫の先行要素開発を担当しており、業務用レベルで急速冷凍できる「はやうま冷凍」などの機能を冷蔵庫に実装した経験もあり、同じように「常圧凍結乾燥技術」も世に出せればと思ったんです。事業部長のサポートも仰ぎながら、ほかの商品を担当しているマーケティングや商品企画などの社員も参加して、部署を横断し研究開発を進めていきました。

――「常圧凍結乾燥技術」を用いて共創パートナーと新たな食の体験価値を創造する「未来の食プロジェクト」がスタートしたとうかがっています。

松山パナソニックではほかにもたくさんの要素技術を研究しているのですが、商品に実装されない技術も多くあります。もし「常圧凍結乾燥技術」が冷蔵庫などの商品に実装されなくても、別のかたちで世に出せば、多くの人に喜んでもらえると考えました。その価値をどのように人々に伝えていくべきかを、シェフなど食のプロに集まってもらい、議論を重ねるなかで「未来の食プロジェクト」が生まれたんです。

技術開発に行き詰まり、「水の挙動」という基礎的なテーマにシフト

――新しい技術の研究開発には課題も多かったかと思います。

松山はい、まさにいま直面している課題が「乾燥にかかる時間」です。先ほどもお話ししたように、「常圧凍結乾燥」は常圧でゆっくり水分を飛ばしていくので、乾燥に時間がかかってしまうんです。今後実用性を高めていくためには、香りや食感といった「常圧凍結乾燥」の特徴を残しつつ、乾燥時間を短縮させることが必要になります。

――実現すればさらに活用場面が広がり、フードロス問題への貢献度も大きくなりそうですね。

松山おっしゃるとおり同技術は、廃棄されてしまう規格外の青果や魚などを乾燥食品に加工することで、フードロス削減に貢献し得ると考えています。キッチン空間事業部の長期ビジョンと方向性が合致していることもあり、今後も継続的に研究開発を続けていきたいと思っています。

――ほかにはどんな課題がありましたか？

安信ほかにも技術開発を進めるうえで行き詰まることは多くありました。たとえば、「どうすれば水を飛ばすことができるのか」といった問題は、技術開発よりももっと基礎的なメカニズムに踏み込む必要があります。そこで今回のプロジェクトでは、「水の挙動」という基礎的な研究テーマに立ち戻ることにしたんです。

食品に含まれる「水の状態」が変わる温度について調べたり、逆に「水を飛ばさないためにはどうすればいいか」を研究したり......。現在も研究を続けているのですが、今後食品中に残す水の状態などを制御することができれば、より保存性が高くユーザーニーズに沿った食品加工も可能になるかもしれません。

松山そうした基礎的な研究は、パナソニックの冷蔵庫に搭載されている「うまもり保存」という機能にもつながっているんです。「うまもり保存」とは、冷凍保存している食品の温度変化を抑え、霜や乾燥、酸化を軽減し美味しく保存をする機能のこと。食品の乾燥だけにとらわれずに一旦引いて考え、水の挙動を研究したことによって生まれた機能だと思います。

――汎用的な研究テーマにシフトしたことで、実際の商品に実装できる技術も生まれているんですね。

松山お客さまは冷蔵庫のことを、「食品を冷やして長持ちさせるための箱」くらいにしか考えていないかもしれません。しかし、冷蔵庫の保存技術は食材の鮮度に直結し、食材が美味しいと調理後の美味しさも変わるんです。

冷凍もただ凍らせればいいのではなく、その工程が重要になります。食品が変色したり硬くなったりするのを防ぐことも可能です。ここまで食品にアプローチしながら研究開発している家電メーカーは、パナソニックだけなのではないでしょうか。

――コロナ禍など、さまざまな困難があったなかで研究開発を続けてこられた理由を教えてください。

安信汎用的な研究にシフトしたことで、この技術が世の中に出ていくための「出口」が広がったというのは大きいと思います。「うまもり保存」しかり、どうビジネスとつなげていくかという視点は大切ですから。

あとはやっぱり、自分が開発した技術をなんとか世に出して、人々に喜んでもらいたい。その情熱ですかね。新たな技術を世に出してきた、多くの人が通ってきた道だと思います。

新技術を軸にした、いままでにないプロジェクトが始動

――今年の9月には、同技術を活用した「うなぎ飯の素」を販売されましたよね。

岡村そうなんです。研いだお米に「うなぎ飯の素」を入れて炊くと、うなぎの炊き込みご飯が出来上がるという商品です。私はパナソニックが運営しているECサイト「EATPICK（イートピック）マルシェ」を担当しているんですが、ぜひ常圧凍結技術の素晴らしさを多くの人に知ってもらいたいと思い、同技術を用いて加工した「うなぎ飯の素」を発売することにしました。アンケートなども実施して、微力ながら技術開発の進歩に貢献できればと思っています。

安信今回発売する「うなぎ飯の素」には、うなぎだけでなく、常圧凍結乾燥技術で加工したゴボウやニンジンなども入っています。研究開発の過程では、ほかにもさまざまな食品を乾燥させました。「うなぎ飯の素」を購入いただいたお客さまの声も真摯に受け止め、技術をさらに進化させていきたいと思っています。

――最後に、食の未来と「常圧凍結乾燥技術」の関わりついてのお考えをお聞かせください。

安信世界には飢餓問題がある一方でフードロスも存在しています。美味しさに焦点を当てながらも、「常圧凍結乾燥技術」を用いてそうした課題を根本から解決していきたいと思っています。人々の健康を含めたウェルビーイングにも貢献していきたいですね。

松山きちんと食べるということは、生きる力になります。「常圧凍結乾燥技術」や冷蔵庫を含めた調理家電が、食の楽しみを広げ、新しい価値を届けることを目指していきたいですね。

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