著者の所属・活動拠点の国は、アメリカです。

掲載誌：Zenodo (CERN European Organization for Nuclear Research)

ライセンス: CC BY 4.0　対象: 公開論文　確認元: 論文PDF

研究の目的

学校給食で使う栄養強化小麦粉には、二つの条件が求められます。使う時点で食品として傷んでいないことと、仕様どおりに加えた鉄やビタミンが十分な割合で残っていることです。著者によると、どちらも保存中に損なわれていき、その仕組みはそれぞれ異なります。小麦粉は湿った空気から水分を吸い、水分が約14%を超えるとカビ、固まり、急速な品質低下が起こりやすくなります。添加したB群ビタミンは時間とともに分解し、その速さは温度や水分が高いほど増します。全粒粉に含まれる脂肪は、常温で数か月かけて酸化し、いわゆる「酸敗（油の劣化による変質）」に向かいます。

包装が直接抑えられるのは、このうち水分の吸収だけです。著者は、包装が保存期間を左右するのはどんな場合で、左右できないのはどんな場合かを示すことを目的に、25kg袋で保管する栄養強化小麦粉が安全に保存できる最長日数を計算で求めました。そのうえで、調達から学校での保管までを想定した90日のサイクルを満たす最も安い包装を気候ごとに選び、子ども1人あたりの年間包装費を示しています。

何を、どのように調べたか

この研究は実測ではなく、公表されている劣化速度の範囲をもとにしたシミュレーションです。実際の製品や出荷品を検査したものではなく、子どもに提供された食品を扱ったものでもないと、著者は明記しています。

想定した小麦粉は、全粒粉を20%含み、鉄とB群ビタミン（チアミン、リボフラビン、葉酸）で強化したものです。製粉時の水分は11.0%とし、25kg袋に詰めた状態を想定しました。安全な保存日数は、次の三つの限界のうち最も早く到達する日としました。小麦粉の水分が14.0%に達する日、最も失われやすいビタミンである葉酸の残存率が強化時の80%を下回る日、全粒粉部分の酸敗の指標が劣化開始の値に達する日です。鉄は保存中に化学的に分解しないため、100%残るものとして扱いました。

包装は4種類を比べました。内袋のないポリプロピレン織袋、3層の紙袋、ポリエチレンの内袋付き織袋、気密性の高いアルミ箔積層の内袋付き織袋です。それぞれの水蒸気の通しやすさを、吸湿の速さとして計算に組み込みました。気候は、冷涼な高地（18℃・湿度65%）、温帯の乾燥地（22℃・55%）、温暖な乾燥地（30℃・60%）、熱帯の多湿地（32℃・80%）、モンスーン期（30℃・90%）の5条件です。小麦粉が最終的に落ち着く水分（平衡水分）は、湿度から推定しました。乾燥した3条件では平衡水分が初期の11.0%を下回り、熱帯とモンスーンでは14.0%を上回ります。

吸湿、ビタミンの分解、酸敗の三つは、0.25日刻みで同時に計算しました。時々刻々の水分がビタミン分解と酸敗の速さに反映される仕組みです。給食は1人1日80gの小麦粉を年180日使うと想定し、1人あたり年14.4kgとしました。さらに、床に直置きした袋と、学校で開封した袋という悪条件のケースも計算しました。劣化速度などの値を公表範囲内で変えたときに結果がどう動くかも確かめています。

主な報告結果

乾燥した3つの気候では、小麦粉は湿気を吸わずにむしろ少しずつ乾くため、どの包装でも保存日数は同じになりました。日数を決めたのは温度で、18℃で195.0日、22℃で147.5日、30℃では86.0日でした。30℃の場合は、90日のサイクルにすでに届きません。乾燥した保管庫で内袋にお金をかけても、保存期間は延びないということです。

湿度の高い気候では、包装が水分の限界に大きく影響しました。熱帯の多湿地では、内袋なしの織袋が22.0日、紙袋が35.0日で水分14.0%に達しました。ポリエチレン内袋付きでは、水分の限界まで219.8日かかりました。ところが、その前の71.2日で葉酸が80%を下回ります。気密内袋でも74.8日でした。著者は、内袋は「水分による失敗」を「ビタミンによる失敗」に置き換えるだけで、90日もつ保管にはならないと述べています。モンスーン期の安全日数は、内袋なしで6.5日、紙袋で10.2日、ポリエチレン内袋付きで63.8日でした。気密内袋でも、ビタミンの限界により86.0日にとどまりました。また、ビタミンと酸敗の限界はどの条件でも数日以内の差で近接していました。両者が同じ温度と水分に左右されるためです。

90日のサイクルを満たせたのは、冷涼な高地と温帯の乾燥地だけでした。どちらも最も安い内袋なしの織袋で足り、包装費は子ども1人あたり年0.3456米ドルです。温暖な乾燥地、熱帯の多湿地、モンスーン期では、どの包装でも90日に届きませんでした。不足は温暖な乾燥地で4.0日、熱帯の多湿地では気密内袋を使っても15.2日です。内袋なしからポリエチレン内袋付きに替えた場合の費用差は年0.2880米ドルと小さく、著者は費用が障害なのではないと指摘しています。

悪条件のケースでは、床への直置きが特に大きく影響しました。熱帯の保管庫で床に直置きすると、安全日数は内袋なしで2.5日、内袋付きでも24.2日に縮みます。床に直置きした内袋付きの袋は、正しく保管した内袋なしの袋（22.0日）とほとんど変わりません。同じ内袋付きの袋でも、台の上に置けば71.2日もちます。開封した袋も期間が短くなりました。熱帯で密封なら71.2日もつ内袋付きの袋が、開封後は29.2日でした。温暖な乾燥地では、密封時の86.0日に対し開封後は43.0日です。

値を公表範囲内で変えると、正確な日数はかなり動きました。それでも、乾燥地では包装が結果を左右しないこと、多湿地の内袋なしの袋は数週間で水分の限界に達すること、熱帯とモンスーンで90日もつ組み合わせがないことは、どの値の組み合わせでも変わりませんでした。

この報告が示すこと

著者の結論では、温暖な地域や湿度の高い地域で保存期間を縮めている主な要因は温度であり、より良い包装では解決できません。対策としては、調達サイクルを短くすること（熱帯とモンスーンでは60日程度以下）、より涼しい場所での保管、配布に近い時期の栄養強化が挙げられています。あわせて著者は、内袋は湿度の高い場所でのみ費用に見合うこと、床の直置きはどんな包装の改善でも取り戻せないほど保存期間を損なうこと、学校で開封した袋は保管庫の密封袋とは別の、より厳しい保存の問題であることを強調しています。開封後の問題には、密閉容器への移し替えや、小規模校への小さな袋での配布で直接対処できるとしています。

一方で、これは計算上の計画用の目安であり、実際の出荷品を測定したものではありません。実際の袋には縫い目や穴があり、底の層は湿りやすいため、水分の結果は実際より長めの上限と見るべきだとされています。昼夜の温湿度の変動、虫害、カビ毒の発生は計算に含まれておらず、水分14.0%を虫害やカビ毒の目安として代わりに使っています。湿った環境で鉄が体に利用されにくくなる可能性も扱っていません。費用は包装だけの想定値で、小麦粉そのものや輸送・保管の費用は含まれていません。湿度の高い地域での調達は、値の範囲のうち不利な側を前提に計画すべきだと著者は述べています。

原著論文の著者・所属：Aldred, William Alexander

※本記事は原著論文をもとに、日本語で要約・説明を加えた研究紹介です。 出典（原著論文）：Aldred, William Alexander. Fortified Flour Storage: A Packaging and Humidity Bound for School Feeding Programmes. Zenodo (CERN European Organization for Nuclear Research) 2026-11-10. DOI: 10.5281/zenodo.24109984. 原著ライセンス：CC BY.