この研究は、ブラジルの研究機関の研究論文です。

掲載誌：Journal of Food Science

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

研究の目的

でんぷんは加熱などの処理で性質が変わるため、食品素材として使う際には目的に合わせて性質を調整することがあります。研究チームは、黒米から取り出したでんぷんを対象に、「プラズマ活性水（PAW）」による前処理が、オートクレーブ処理（高圧の蒸気で加熱する処理）に対するでんぷんの反応をどう変えるかを調べました。プラズマ活性水とは、プラズマ（電気的に活性化した気体）で処理した水のことで、熱を使わない処理として扱われています。

何を比べたのか

著者らは6種類の試料を用意しました。未処理のでんぷん、プラズマ活性水で30分または60分処理したでんぷん、オートクレーブ処理だけを行ったでんぷん、そしてプラズマ活性水で30分または60分処理してからオートクレーブ処理したでんぷんです。これらについて、でんぷん分子の大きさや鎖の長さの分布、溶けやすさ、結晶の割合、加熱したときの糊化や粘りの性質、粒の形と大きさ、凍結と解凍を繰り返したときのゲルからの離水などを比べました。

主な結果

論文によると、プラズマ活性水による前処理は、オートクレーブ処理で起こるでんぷん分子の分解（低分子化）を強めました。でんぷんを構成するアミロースとアミロペクチンの分子の広がりを示す指標（流体力学半径）が大きく小さくなり、グルコースがつながった鎖のうち短い鎖（重合度6〜12）の割合は20.17%まで増えました。見かけのアミロース含量も低下したと報告されています（報告された値は最大16.76%）。

性質の面では、60分の前処理とオートクレーブ処理を組み合わせた試料で溶解度が約5倍の31.57%に高まりました。結晶の割合を示す相対結晶化度は25.18%から19.68%に下がり、著者らは規則正しく並んだ層状構造の一部が失われたことを示すとしています。糊化に必要な熱量（糊化エンタルピー）は5.32 J/gまで大きく下がり、加熱時の粘りも強く抑えられました。

顕微鏡などによる観察では、でんぷん粒が段階的に膨らみ、平均直径は未処理の6.89 µmから、60分前処理とオートクレーブ処理を組み合わせた試料で12.50 µmになりました。研究チームは、両処理の組み合わせによって粒の構造が大きく崩れ、粒同士が融合したことを反映していると説明しています。また、凍結と解凍を5回繰り返す試験では、組み合わせ処理の試料が一貫して最も離水が少なく、ゲルが水を保持する力が優れていたと報告されています。

研究が示すこと

著者らは、プラズマ活性水が熱を使わない「下準備」の処理として働き、オートクレーブ処理が黒米でんぷんの構造と性質に与える影響を増幅すると結論づけています。そのうえで、この組み合わせを、消化性を高め、ゲルの安定性を改善する方向ででんぷんの性質を調整する持続可能な手法になりうるものと位置づけています。

著者：Raphael Lucas Jacinto Almeida（Department of Chemical Engineering Federal University of Rio Grande do Norte Natal Rio Grande do Norte Brazil）、Newton Carlos Santos（Department of Food Engineering Federal University of Campina Grande Campina Grande Paraíba Brazil）、João Vítor Fonseca Feitoza（Institute of Rural Development Universidade da Integração Internacional da Lusofonia Afro‐Brasileira Redenção Ceará Brazil）、Iêda Letícia Souza Ferreira（Department of Chemical Engineering Federal University of Rio Grande do Norte Natal Rio Grande do Norte Brazil）、Raphael da Silva Eduardo（Department of Chemical Engineering Federal University of Campina Grande Campina Grande Paraíba Brazil）、André Miranda da Silva（Department of Chemical Engineering Federal University of Campina Grande Campina Grande Paraíba Brazil）、Cecilia Elisa Sousa Muniz（Department of Chemical Engineering Federal University of Campina Grande Campina Grande Paraíba Brazil）、E. C. Rodrigues（Department of Food Engineering Federal Institute of Education, Science and Technology of Piaui Uruçuí Piaui Brazil）、ALISON BRUNO BORGES DE SOUSA（Department of Agroindustry Federal Institute of Education, Science and Technology of Pernambuco Vitória de Santo Antão Pernambuco Brazil）、Lícia Amazonas Calandrini Braga（Department of Agroindustry Federal Institute of Education, Science and Technology of Pará Castanhal Pará Brazil）、Adriano César Calandrini Braga（Department of Food Technology State University of Pará Belém Pará Brazil）、Victor Herbert de Alcântara Ribeiro（Department of Agricultural Sciences Federal University of Paraiba Bananeiras Paraíba Brazil）、Ynis Thaciane Felix da Silva（Department of Chemical Engineering Federal University of Paraiba João Pessoa Paraíba Brazil）、Martha Maria Gomes Nóbrega（Department of Chemical Engineering Federal University of Paraiba João Pessoa Paraíba Brazil）、Ana Carla Oliveira de Brito（Department of Materials Engineering Federal University of Campina Grande Campina Grande Paraíba Brazil）、Virgínia Mirtes de Alcântara Silva（Department of Food Quality and Safety Management State University of Campinas Campinas São Paulo Brazil）

※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）：Raphael Lucas Jacinto Almeida, Newton Carlos Santos, João Vítor Fonseca Feitoza, et al. Plasma‐Activated Water Primes Black Rice Starch for Amplified Hydrothermal Modification: Structural Insights and Enhanced Digestibility. Journal of Food Science 2026-10-01. DOI: 10.1111/1750-3841.71534. 原著ライセンス：CC BY.