概要: 玉ねぎは加熱することで食感・風味・色・栄養価に大きな変化が生じます。生の玉ねぎは強い辛味と刺激臭がありますが、実は約8%もの糖分を含み 、加熱によって辛味成分が減少すると本来の甘みが引き立ちます 。また、加熱温度が上がるにつれて細胞組織の崩壊、メイラード反応やカラメル化による褐変、香りの熟成など様々な物理・化学変化が起こります。本回答では、玉ねぎを加熱した際の温度ごとの物理的・化学的変化（細胞構造の変化、甘味・辛味の変化、香りや味の熟成、色の変化）および栄養素（硫化アリルやビタミン類など）の変化について詳しく説明し、さらに調理方法（炒める・茹でる・焼く・電子レンジ）の違いによる影響も比較します。
加熱による玉ねぎの物理的変化
加熱により玉ねぎの細胞が壊れると、水分が滲み出して組織が柔らかくなります。この現象は比較的低温から始まり、約50～60℃で細胞膜の透過性が増大・破裂し始め 、玉ねぎは弾力を失ってしんなりしてきます。細胞の内容物（酵素や水分）が流出するとともに空気や水分の屈折率変化によって半透明の状態になります（いわゆる「玉ねぎが透明になる」段階）。実験的にも、玉ねぎを水浴で30分加熱した場合、50℃で細胞膜の損傷が視認され、60℃以上で膜破裂が顕著になることが報告されています 。この膜崩壊により内部の水分が放出されるため、玉ねぎ内部で蒸気が循環し、全体が均一に柔らかく火が通るようになります。なお、この段階ではまだ褐色の変化（焦げ色）は起きず、玉ねぎ自体の色は白から透明へ変化するのみです。
加熱による味・香り・色の化学変化
玉ねぎ特有の刺激的な辛味と香りは、酵素的な反応によって生成される硫黄化合物に由来します。生の玉ねぎでは、細胞内で酵素アリナーゼとその基質（アリインなどの含硫アミノ酸誘導体）が分離されており、切ったり傷つけたりすると酵素が基質と反応してアリシン（硫化アリル化合物の一種）が生成します 。アリシン（または類似の含硫化合物）は揮発性で目に染みる強い辛味・刺激臭の原因ですが、この酵素反応は約37℃付近で最適に働き、42℃以上になると急速に失活します 。そのため、玉ねぎを加熱すると酵素アリナーゼが熱失活し、以降新たな刺激成分は生成されなくなります 。さらに、既に生成されているアリシン自体も熱に弱く、加熱によって辛味を持たないプロピルメルカプタンという物質に分解されます 。要するに、加熱により玉ねぎの辛味成分は揮発・分解して劇的に減少し、刺激的な香りも和らぐのです。
辛味が和らぐ一方で、玉ねぎ本来の甘みや旨味が前面に現れてきます。前述の通り玉ねぎには甘みの元となる糖質が多く含まれていますが、生では辛味が強すぎて甘さが感じにくくなっています 。加熱によって辛味が薄れると、この隠れていた甘みを人が強く感じるようになります 。特に、水分が飛んで糖分が濃縮される加熱方法（後述の炒める・電子レンジ加熱など）ではより甘さが引き立ちます 。例えば玉ねぎをじっくり炒めると、辛味成分が消え、糖が濃縮されることで、非常に甘くなることは経験的にも知られています。
温度が100℃を超えて玉ねぎ内部の水分が飛ぶと、玉ねぎの表面温度はさらに上昇し、非酵素的な褐変反応が始まります。代表的なのがメイラード反応とカラメル化です。メイラード反応とは、糖とアミノ酸（またはタンパク質）が高温で起こす褐変反応で、一般に140～165℃程度で活発に進行します 。一方、カラメル化は糖そのものが分解・重合して褐色物質を生成する反応で、こちらは170～180℃前後で顕著になります （糖の種類によっても異なり、果糖は約110℃から、スクロースは160℃前後からカラメル化が始まるとの報告もあります ）。玉ねぎには糖もアミノ酸も含まれるため、120℃を超えるあたりから徐々にこれらの反応が進行し、玉ねぎが黄金色～茶色に色づいていきます。実際、玉ねぎを弱火で長時間炒めると飴色になるのは、長時間かけて水分を飛ばしつつ糖とアミノ酸の反応をじっくり進めているためです。この過程では単に色が変わるだけでなく、風味が大きく深化します。メイラード反応で生成する数多くの新規な風味化合物や、カラメル化で生じる芳香成分により、玉ねぎの味と香りはコクのある甘み・旨味へと変化します 。生のときの刺激的で辛い風味は影も形もなくなり、代わりに香ばしく甘い香りや濃厚な旨味が生まれます 。この状態がいわゆる「カラメルタマネギ」「飴色玉ねぎ」であり、もはやデザートになるほど甘くまろやかとも形容されます 。
ただし、過度の加熱には注意が必要です。180℃を超えてさらに温度が上がると、褐色を通り越して黒っぽい焦げが生じます。玉ねぎの糖やその他有機物が炭化し、苦味や焦げ臭さの原因となるため、飴色を通り越して真っ黒にしてしまうと風味が損なわれます 。したがって、美味しく調理するには適切な温度帯で留め、深い黄金色～茶色になったところで加熱を止めるのが理想です 。
栄養素の変化（硫化アリル・ビタミン類など）
硫化アリル（アリシン等の含硫化合物）: 玉ねぎやニンニクに含まれる硫化アリル系の成分は健康効果で知られますが、前述の通り加熱に弱い性質があります 。玉ねぎを生で食べた場合、酵素反応で生成したアリシンなどの硫化アリル化合物をそのまま摂取できますが、加熱調理ではそれらの多くが分解・揮発して減少します 。実際、生の玉ねぎの方が加熱玉ねぎより硫黄化合物含有量が高いことが報告されており 、これらの成分を最大限取り入れるには生食が望ましいとされています 。もっとも、硫化アリルは刺激が強いため、生で大量に食べるのは難しい場合もあります。加熱すると辛味が大幅に軽減するため食べやすくなる一方、抗菌作用や血液さらさら効果など玉ねぎの持つ一部の機能性は弱まる可能性があります。ただし、加熱によって硫化アリルが完全に失われるわけではなく、分解産物の中にも健康に有用な成分は含まれていると考えられます（例えばプロピルメルカプタンなど刺激のない硫黄化合物になります ）。
ビタミン類: 玉ねぎはビタミンCやビタミンB6などを含みますが、野菜の中では突出して多い方ではありません。それでも調理による損失は考慮すべきで、特に水溶性ビタミン（ビタミンC、ビタミンB群など）は加熱で減少しやすいことが知られています 。高温そのものによる分解に加え、茹でる調理では水中に溶出して失われてしまうことが多いです 。玉ねぎの場合も、加熱によりビタミンCは減少すると考えられます（例えば玉ねぎ100g中のビタミンC含有量は生で約5mg前後ですが、ゆでると大半が失われるというデータがあります）。もっとも、水に溶け出したビタミンもスープごと摂取すれば無駄にはなりませんし、玉ねぎ自体が主要なビタミン供給源であることは稀なので、栄養学的には他の野菜や食材から補うことが多いでしょう。
一方で、玉ねぎに含まれるポリフェノール（フラボノイド）にも注目すべきです。特にケルセチンという抗酸化物質を玉ねぎ（外皮付近）から多く摂取できます。ケルセチンは比較的熱に強く、むしろ軽い加熱で測定上の含有量が増加するとの報告もあります 。加熱によって細胞が壊れ、ケルセチンが遊離したり濃縮されたりするためと考えられます。実際、調理方法別では炒める・焼く・電子レンジなど水を使わない加熱では玉ねぎ中の総ポリフェノール量（主にケルセチン誘導体）が増加するとの研究があります 。逆に茹でる調理ではケルセチンが煮汁に溶出して30%以上失われるという報告があります 。したがって、ケルセチンなどの抗酸化成分を効率よく摂るには、短時間の電子レンジ加熱や炒め調理が有利と言えます。また、玉ねぎの加熱で食物繊維の一部が軟化し消化しやすくなる利点もあります 。総合的に見れば、玉ねぎは生でも加熱でもそれぞれ栄養上の利点があり、生では硫化アリルを、加熱ではケルセチン類を効率よく摂取できると言えるでしょう。
調理方法ごとの温度と変化の比較
玉ねぎの加熱は調理方法によって温度条件や環境（油の有無、水の有無、加熱速度）が異なり、起こる変化の現れ方にも違いがあります。それぞれの典型的な特徴をまとめます:
炒める（ソテー）: フライパンで油またはバターとともに玉ねぎを炒める方法です。油の沸点は高いですが、玉ねぎが水分を多く含む間は温度は概ね100℃付近に保たれ、まず前述の細胞の軟化と半透明化が進みます。その後、水分が飛んで鍋底が乾いてくると表面温度が120℃以上に上昇し、徐々に褐色化（きつね色→飴色）が起こります。弱火で時間をかければ玉ねぎ全体がムラなく濃い飴色になり、非常に甘くコクのある風味になります。強火で炒めた場合は短時間で部分的に焦げ色が付きますが、水分が十分飛んでいないうちはムラ焼けになりやすく、焦げた部分は苦味を帯びることがあります 。油を使うことで熱伝導が良くなり、脂溶性の風味成分が絡むメリットもあります。炒め玉ねぎでは水に溶け出す栄養素の損失が無い一方、ビタミンCなど熱に弱い成分は分解してしまいます。ただし上述のようにケルセチンなどポリフェノールは増加傾向を示します 。
茹でる（煮る）: 鍋で湯煮する調理では、温度は100℃前後に保たれ、それ以上高温にはなりません。したがってメイラード反応やカラメル化は起こらず、玉ねぎの色は白～透明のままです。しかし、十分に煮込めば組織が完全に軟らかくなり、辛味は抜けて甘みのある味になります。特に新玉ねぎなどは丸ごと茹でると驚くほど甘くなることがあります 。茹で玉ねぎは刺激が少ないため消化にも優しく、汁物やシチューの具として適しています。ただし水溶性の成分（ビタミン類、旨味成分など）が煮汁に溶け出す点に留意が必要です 。煮汁ごと利用するスープであれば問題ありませんが、湯で茹でこぼす場合は栄養損失が大きくなります。また、蓋をして茹でると玉ねぎから出た硫黄化合物が鍋内にこもり、特有の匂いが強まることがあります。一度茹でこぼしてから調理を続けるといった工夫で匂いを和らげることも可能です。
焼く（オーブンロースト・グリル）: オーブンで玉ねぎを焼いたり、直火グリルやフライパンで油なしで焼く方法です。乾いた高温環境で加熱するため、表面温度は180℃前後まで上がりやすく、玉ねぎの表面が素早く焦げ色になります。オーブン焼きでは玉ねぎの内部から水分が抜け出しつつ、表面では糖がカラメル化して香ばしい風味が付きます。断面を上にしてオーブン焼きすると表面がこんがりと茶色になり、自然な甘みが引き出されます。一方、直火のグリルでは表面が局所的に焦げやすく、黒い焦げ目が付くこともあります。適度な焦げは香ばしさを与えますが、付きすぎると苦味になる点は炒める場合と同様です 。オーブンやグリルでは短時間で高温になる分、内部まで柔らかくなる前に表面が乾燥・黒化することがあり、大きな玉ねぎを焼く際はアルミホイルに包む・途中で蒸し焼きにするなどの工夫で内部まで火を通すことがあります。焼く調理は油を使わないためヘルシーですが、水溶性成分の流出は少ない反面、高温によるビタミン破壊は起こり得ます。ただしこちらも炒め同様にポリフェノールは増加する傾向があります 。
電子レンジ: 電子レンジ加熱（マイクロ波加熱）は玉ねぎ内部の水分子を直接振動させ加熱する方法です。短時間で玉ねぎ内部の温度を100℃以上に上昇させることができ、玉ねぎが素早く軟化します。電子レンジ加熱のみでは褐色化は基本的に起こりませんが（表面が乾いて局所的に高温になれば多少焦げる場合もあります）、辛味成分の低減と甘みの抽出という点では非常に効果的です。実際、中学生による比較実験でも同じ加熱時間なら電子レンジ加熱が最も辛味を減らし甘く感じさせたという結果が得られています 。電子レンジ加熱では他の加熱方法と同様に硫化アリル由来の辛味成分が分解される上、短時間で一部水分が蒸発するため糖分が程よく濃縮されます 。例えば玉ねぎの輪切りを電子レンジで5分加熱すると、辛味スコアが-3（非常に甘い）になるまで甘みが引き出されたとの報告があります 。一方で電子レンジは加熱ムラが起こりやすく、形状によっては部分的に過加熱し水分が飛びすぎてしまうことがあります 。大量の玉ねぎを均一に飴色にするような用途には向きませんが、下ごしらえとして短時間で玉ねぎを柔らかく甘くするには非常に便利です。また水を使わないため栄養素の流出が少なく、加熱時間が短い分ビタミン類の損失も最低限に抑えられます。電子レンジ加熱後に軽く炒めるなど組み合わせれば、時間短縮と風味アップを両立できます。
温度ごとの主な変化まとめ
最後に、玉ねぎが加熱によって経験する主な変化を温度帯ごとに一覧表に整理します。おおよその温度目安と、それに対応する物理・化学的変化をまとめたので参考にしてください。
以上のように、玉ねぎは温度条件によって劇的に性質を変える野菜です。低温では酵素反応により刺激的ですが、高温で加熱するほど酵素は失活し辛味は消え、代わりに糖の効果で甘くなります。そして水分が飛ぶほど高温になれば褐色化反応が進み、香ばしさと甘みが増す反面、行き過ぎると苦味が出るという両刃の剣です。調理法ごとの特徴を踏まえつつ、狙った風味や食感に応じた温度帯で加熱することが、美味しい玉ねぎ料理を作るポイントになります。
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