著者の所属・活動拠点の国は、ブラジルです。

掲載誌：Foods

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

研究の目的

食品加工では果物の皮や種などの副産物が大量に出ます。料理用バナナの一種であるプランテンの皮は、食物繊維やポリフェノール、カロテノイドを多く含み、有効利用が期待されています。しかし、長持ちする製品にするための従来の熱風乾燥は多くのエネルギーを使い、熱に弱い成分も失われやすいと著者らは述べています。

研究チームは、紫外線の一種であるUV-Cを当てながら熱風で乾燥させる方法に、超音波処理とシュウ酸処理という二つの前処理を組み合わせ、未熟なプランテンの皮の乾燥を速められるかを調べました。あわせて、乾燥の進み方、組織の構造、乾燥後の品質への影響も評価しました。UV-Cが乾燥中の有用成分の残り方にどう影響するかは、これまで十分に分かっていなかったといいます。

何を、どのように調べたか

材料には、ブラジルの地元市場で購入した未熟なプランテンを使いました。皮を2.0×2.0×0.5センチメートルの大きさにそろえて切り、試料としました。

調べた条件は三つです。UV-Cの光源と試料の距離、超音波処理の時間（0分または20分）、シュウ酸溶液の濃度（0%または10%）です。それぞれ2段階に設定し、全8通りの組み合わせを試しました。このような計画を要因計画と呼びます。中間の条件は3回繰り返して実施しました。超音波処理では、試料を蒸留水に浸して37キロヘルツの超音波浴に入れました。シュウ酸処理では、試料を溶液に10分間浸し、その後に表面の酸を蒸留水で洗い流しました。

主な評価項目は、水分が15%（湿量基準）に下がるまでの時間です。この基準は、ブラジルの粉製品の規定に合わせたものです。乾燥の経過には複数の数式モデルを当てはめ、水分が内部をどれだけ移動しやすいかを示す「有効水分拡散係数」も求めました。走査型電子顕微鏡で表面の構造も観察しました。

品質の分析は、8通りのうち統計的に重要な効果を代表する6条件に絞って行いました。前処理もUV-Cも使わずに60℃の熱風で乾燥させた対照試料と、生の皮も比較に加えました。測定項目は、色、水分活性、総フェノール、アスコルビン酸（ビタミンC）、総カロテノイド、DPPH法による抗酸化能です。水分活性は、微生物が利用できる水の目安となる指標です。

主な報告結果

三つの条件はいずれも、目標の水分に達するまでの時間を統計的に有意に短くしました。影響が最も大きかったのはシュウ酸濃度で、次に超音波処理の時間、UV-Cの距離の順でした。前処理を行わない条件と比べると、超音波処理20分だけで乾燥時間は26.62%短くなりました。10%のシュウ酸処理だけでは23.57%短くなりました。UV-Cは、光源と試料の距離が近いほど乾燥が速くなりました。

乾燥の後半に進み方が緩やかになる期間は、「対数モデル」と呼ばれる式で最もよく表せました。有効水分拡散係数は10のマイナス10乗平方メートル毎秒の桁で、前処理を加えると大きくなりました。電子顕微鏡では、前処理をした試料の表面に孔や細い通り道のような構造が観察されました。この構造は、水分が移動しやすくなったことと矛盾しない所見です。

乾燥した果皮の粉はすべて水分活性が0.60未満でした。前処理をした粉、特にシュウ酸で処理した粉は、対照より色が明るくなりました。総フェノール、アスコルビン酸、総カロテノイドの量と抗酸化能も対照より高くなりました。カロテノイドが最も多かったのは、UV-Cの距離が近く、超音波とシュウ酸の両方を用いた条件です。乾燥重量1グラムあたり77.94マイクログラムで、生の皮の値を上回りました。対照は44.77マイクログラムでした。

抗酸化能と各成分の関係を統計的に調べると、三つの成分を合わせて抗酸化能のばらつきの72.4%を説明できました。ただし、個別に有意な寄与を示したのはアスコルビン酸だけでした。

この報告が示すこと

研究チームは、UV-Cを用いた熱風乾燥に超音波とシュウ酸の前処理を組み合わせると、未熟なプランテンの皮の乾燥を促進できると結論づけています。今回の条件では、抗酸化能に主に関わっていたのはアスコルビン酸だったと述べています。

一方で、著者らは多くの限界も挙げています。今回の要因計画は有望な条件を絞り込むための予備的なもので、8通りの組み合わせそれぞれは繰り返し実験をしていません。品質分析も一部の条件に限られています。成分量は乾燥重量あたりで示しているため、乾燥による濃縮の影響が一部含まれます。水分活性は微生物面での安定性と矛盾しない値ですが、微生物そのものは測っていません。

このほか、前処理後の粉に残るシュウ酸の量は未測定で、食品に使う前に定量が必要だとしています。電子顕微鏡の観察は見た目による評価にとどまり、孔の形成を各処理の効果と直接結びつけることはできません。試料表面でのUV-Cの強さも測定していません。官能評価、保存性、エネルギー消費、規模拡大の検討も行われていません。

原著論文の著者・所属：Adriano S. H. de Souza（Departamento de Engenharia Química, Universidade Federal de Pernambuco, Av. Prof. Arthur de Sá, s/n, Cidade Universitária, Recife 50740-521, PE, Brazil）、Eduarda M. de Souza（Departamento de Engenharia Química, Universidade Federal de Pernambuco, Av. Prof. Arthur de Sá, s/n, Cidade Universitária, Recife 50740-521, PE, Brazil）、Fernanda G. da Silva（Departamento de Nutrição, Universidade Federal de Pernambuco, Av. Moraes Rego, s/n, Cidade Universitária, Recife 50670-901, PE, Brazil）、Ana M. R. B. da Silva（Departamento de Engenharia Química, Universidade Federal de Pernambuco, Av. Prof. Arthur de Sá, s/n, Cidade Universitária, Recife 50740-521, PE, Brazil）、João H. F. da Silva（Engenharia de Alimentos, Universidade Federal do Agreste de Pernambuco, Av. Bom Pastor, s/n, Cidade Universitária, Garanhuns 55292-270, PE, Brazil）、Patrícia M. Azoubel（Departamento de Engenharia Química, Universidade Federal de Pernambuco, Av. Prof. Arthur de Sá, s/n, Cidade Universitária, Recife 50740-521, PE, 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）：Adriano S. H. de Souza, Eduarda M. de Souza, Fernanda G. da Silva, et al. Process Intensification of Unripe Plantain Peel UV-C-Assisted Hot-Air Drying Combined with Ultrasound and Oxalic Acid Pretreatments: Drying Kinetics, Microstructure, and Product Quality. Foods（出版社：Multidisciplinary Digital Publishing Institute） 2026-09-04. DOI: 10.3390/foods15173140. 原著ライセンス：CC BY.