この研究は、ブラジルの研究機関の研究論文です。

掲載誌：ACS Omega

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

研究の目的

アマゾン地域の果実には、健康機能との関連で注目されるフェノール化合物と呼ばれる成分が含まれています。こうした有用成分を取り出す際、従来は有機溶媒が使われてきましたが、環境負荷の小さい方法へ切り替えることが「グリーンケミストリー(環境調和型の化学)」の課題とされています。

研究チームは、アマゾン原産の果実カムカム(学名 Myrciaria dubia)の果肉に着目しました。論文では、カムカムのフェノール化合物について、抽出の速度論・熱力学・経済性・持続可能性を一体として評価した研究はまだ限られている、と述べられています。そこで本研究は、環境に配慮した溶媒と複数の抽出手法を組み合わせ、これらの側面をまとめて検討することを目的としています。

何を調べたか

用いられた溶媒は、塩化コリンと酢酸から作られる「天然深共晶溶媒(NADES)」です。これは、単体では固体の物質同士を混ぜ合わせると常温で液体になる性質を利用した溶媒で、比較的安全性が高く環境負荷が小さいとされるものです。研究チームは、この溶媒をそのまま使う場合と、水またはエタノールと混ぜた二成分系で使う場合を比較しました。

抽出の手法としては、従来型の抽出(CE)、せん断力を利用する抽出(SE)、そして超音波を用いる抽出(UAE)の3種類が用いられ、超音波は420ワット、490ワット、560ワットの3条件で試されています。評価項目は、成分が溶け出す速さの変化(抽出速度論)、物質の移動しやすさを示す指標、熱の出入りに関わる熱力学的な性質に加えて、EcoScaleとAGREEという環境性能の評価指標、さらに予備的な経済性の試算にまで及びました。

主な報告結果

論文によれば、NADESにエタノールを加えた溶媒を用い、560ワットの超音波で抽出した条件で、フェノール含量が最も高く、果肉1グラムあたり17.11ミリグラム(没食子酸相当量として換算した値)に達しました。

抽出が進む過程は、フィックの拡散モデルによって最もよく説明され(決定係数R²は0.9523超)、成分が拡散によって移動することが速度を決める過程であることが示されたと報告されています。また熱力学的な解析からは、この抽出が熱を吸収しながら進む(吸熱的)、かつ自発的に進行する過程であることが確認されたとしています。

環境性能では、深共晶溶媒を用いたすべての系が、70%(体積比)エタノールによる従来型抽出を上回りました。EcoScaleの評点は87.97～92.97(従来法は83.43)、AGREEの値は0.61(同0.52)でした。予備的な経済性評価では、抽出物の製造コストは1キログラムあたり1.83～2.26米ドルと試算され、NADESを用いた系は競争力のあるコストを保ちながら、従来法より高いフェノール含量が得られたと述べられています。

この研究が示すこと

研究チームは、NADESとエタノールの組み合わせに超音波抽出を加える方法が、フェノール化合物の回収量を高めつつ、環境面と経済面の両方で良好な成績を保てる有望な戦略であると結論づけています。

成分をより多く取り出すことと、環境負荷を抑えること、そして費用を抑えることは、しばしば互いに競合します。この研究は、アマゾンの資源をより環境に配慮した形で活用するうえで、これら三つを同時に評価する視点が成り立つことを、一つの果実を題材に具体的な数値とともに示した報告といえます。

著者：André Gomes Mesquita（Universidade Federal do Para , , ,）、Adriny dos Santos Miranda Lobato（Universidade Federal do Para , , ,）、Ianê Valente Pires（Universidade Federal do Para , , ,）、Luiza Helena Meller da Silva（Universidade Federal do Para , , ,）、Antônio Manoel da Cruz Rodrigues（Universidade Federal do Para , , ,）

※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）：André Gomes Mesquita, Adriny dos Santos Miranda Lobato, Ianê Valente Pires, et al. Extraction of Phenolic Compounds from the Pulp of Myrciaria dubia Using Eco-Friendly Solvents: Extraction Kinetics and Determination of Mass Transfer and Thermodynamic Parameters. ACS Omega 2026-09-18. DOI: 10.1021/acsomega.6c02599. 原著ライセンス：CC BY.