低温（55℃）の加熱でも肉の表面が変色するのはなぜ？

先日、厚さ4cmほどの牛ロース肉のかたまりをジップロックの袋に入れた状態で55℃のお湯の中に入れ、温度を維持したまま12時間加熱しました。

加熱によって肉の色が変わるのはミオグロビンの熱変性によるものと読んだことがあり、この温度なら色は変わらないはずだと考えていたのですが、加熱後の肉を見てみるとなぜか灰色に変色しておりました。

また加熱後の肉を半分に切ってみると、表面は灰色で、内部はロゼ色になっていました。
もし私の知識に間違いがありこの温度でもミオグロビンの変性がすすむのだとしても、肉の温度が均一に保たれていれば表面と内部で変性具合は同じになるはずです。そのため表面温度と内部温度に差があったのかと思い、再び同じ手順で加熱を行いながら今度は肉の中心温度をはかってみました。
しかし内部温度は最初こそ55℃より低かったのですが、2時間もするとお湯と同じ55℃まで達し、その後もずっとその温度のままでした。表面と内部で色の異なる原因は、温度の差にあるわけではないらしいことがわかりました。
またもし内部温度が十分にあがっていなかったのが原因だとすれば、湯温をあげることで中心も変色するはずだと思ったのですが、湯音を58℃まであげて加熱してみても同じ結果となりました。

そこで質問です。

1. 55℃という低温の加熱で牛ロース肉が灰色に変性したのはなぜでしょうか？
2. 肉の表面と内部で温度に違いがなくても加熱後の色が違ってしまうのはなぜでしょうか？温度以外の要因が関係しているのでしょうか？

なお料理系のカテゴリで質問すべき内容かとも思ったのですが、こちらのほうが適切な回答がいただけそうだと思いこちらで質問させていただきました。

質問者からの補足コメント

• 加熱方法について補足します。
  
  コンロは使用しておらず、このような湯煎用の機器を使用しています。
  
  http://anovaculinary.com/anova-precision-cooker/
  
  この機器は
  
  - 水を吸入し内部で加熱してから吐くことで水温を一定に保つ（今回は55℃）
  - 温度ムラが生じないようにサーキュレータで水を撹拌する
  
  ということをしています。
  
  また温度ムラが生じていないかどうか温度計を使って確認していますが、どの部分をはかってもせいぜい0.5℃程度の温度差しか確認できませんでした。

  No.2の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2015/10/04 12:08

No.3 ベストアンサー 回答者： psa29 回答日時： 2015/10/07 06:13

ジップロック中に存在する酸素の影響だと思います。

牛肉の中に含まれるミオグロビンは、熱によってメトミオグロビンに変化します。
この変化によって、色が赤色から褐色になります。
ミオグロビンは加熱だけでなく、酸化されることによってもメトミオグロビンに変化します。
肉の内部と表面の温度を同じにしても、表面は内部よりも空気中の酸素の影響を受けやすく、
酸化されやすいのです。
酸化反応は温度が高いほど速く進むので、室温よりも55℃の時の方が変化がわかりやすく、
12時間の加熱で褐色化が観察されたのだと思います。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。酸化によっても変色が発生するのですね。
酸化防止剤などを入れて検証してみます。

お礼日時：2015/10/10 20:07

No.4 回答者： tknakamuri 回答日時： 2015/10/09 09:37

>ミクシンは55℃

ミオシン 50度 の間違いですよね。

この回答へのお礼

そうですね、50℃の間違いでした。ご指摘ありがとうございます。

お礼日時：2015/10/10 20:07

No.2 回答者： ORUKA1951 回答日時： 2015/10/04 10:54

温度ムラです。

・肉の上部は赤いまま
　切り口は底から三日月形に変色していませんでしたか？
　内部がピンクと言うことは、それだけの時間がかかると最終的に内部も55度になる。55度なら変色しない。

　ここからは理科・・
　水はその分子構造に由来して比熱はずば抜けて大きい（4.2J/gK)ために、効率よく熱を運べる。
　熱の伝わり方には伝導・熱放射・対流があるがこの場合は対流
　鍋の底の温度は不均一、特にステンレスは熱伝導率が低いため炎(1500～1800℃)のあたる部分だけ内部は局所的に100℃近くまで上昇する。その熱水が対流で肉に当たる。

・鍋を使う場合は、熱伝導の良い銅やアルミで板厚の大きい物を使用する。
・湯煎鍋が良い。
・大量の水を使用する。
・良く攪拌する。
・弱火で加熱するなり、シャトルシェフのような保温調理器を使用する。
・復路内の空気を完全に取除く

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

補足させていただきましたが、加熱にコンロは使っておらず、湯煎調理用の機器を使用しており、コンロで加熱する場合のような極端な温度ムラは生じていないと考えています。

ただ基本的にはそうでも、細かく見たときに局所的・瞬間的に温度ムラが生じている可能性は排除できないのですが…（そういった瞬間的な温度ムラを計測する方法はなにかありませんでしょうか？）

お礼日時：2015/10/04 12:12

No.1 回答者： 銀鱗 回答日時： 2015/10/03 23:18

タンパク質が固まるのって…42℃以上じゃなかったか？

あと金属からの熱伝導は表面温度以上になると思った。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

> タンパク質が固まるのって…42℃以上じゃなかったか？

手元の本などでは畜肉中の主要なタンパク質であるミクシンは55℃、アクチンは68℃ほどで変性するとあり、また魚の場合はさらに低い温度で変性するとあったため、タンパク質の細かな種類によって変性温度が異なるものと理解していたのですが、違うのでしょうか。

化学の基本的な知識が欠けているため、なにか基本的な勘違いをしていたらすみません。

> あと金属からの熱伝導は表面温度以上になると思った。

たしかにステンレスの容器を使用しているのですが、容器に触れている部分はより高温になるということでしょうか。それは考えておりませんでした。
次は容器に肉が触れないようにして試してみます。

お礼日時：2015/10/03 23:34