著者の所属・活動拠点の国は、エクアドルです。

掲載誌：Foods

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

著者らによると、ブロッコリーとカリフラワーでは、収穫から加工までの過程で売り物にならない葉や茎などが大量に出ます。資料に示された推計では、こうした副産物は植物全体の重さの数割に達するとされています。エクアドルではFAOSTATの推計で2023年の生産量が約19万7000トンとされ、2019年より増えています。研究チームは、同国の課題は原料の不足ではなく、出てくる残さの量や性質が地域で十分に調べられていないことだと述べています。

これらの残さは水分が多く傷みやすいため、早い段階で乾燥などにより安定させる必要があります。研究チームは、乾燥の前に行う3種類の加熱下処理（ゆでる、蒸す、電子レンジで加熱する）が、ブロッコリーとカリフラワーの粉の性質をどう変えるかを調べました。下処理の種類によって粉の性質や粒子の形が変わり、その変わり方は野菜の種類によって異なる、という仮説を立てています。

何を、どのように調べたか

材料のブロッコリーとカリフラワーは、エクアドル・アンバトの地元の有機市場で購入しました。それぞれを、加熱しないもの、ゆでたもの、蒸したもの、電子レンジで加熱したものの4条件に分けました。どの条件でも、熱風で乾かす同じ乾燥工程と同じ粉砕工程を経て粉にし、比較しています。

測定項目は大きく四つです。一つ目は基本的な性質で、乾燥前の試料と粉の両方について、pH、糖度（°Brix）、酸度、水分量、水分活性を測りました。水分活性は、食品中の水のうち微生物などが利用しやすい水の度合いを示す指標です。二つ目は粉としての使いやすさに関わる性質で、かさ密度のほか、粉が水をどれだけ抱え込むか（吸水指数）、油をどれだけ吸うか（吸油指数）、水にどれだけ溶け出すか（水溶性指数）を調べました。

三つ目は成分の化学的な特徴です。赤外分光（FTIR）とラマン分光という、光を当てて分子の振動パターンを読み取る手法を使いました。ラマン分光のデータは、統計的な判別手法で処理条件ごとの違いを整理しています。四つ目は粒子の形で、走査型電子顕微鏡（SEM）で粉の粒を拡大して観察しました。

主な報告結果

著者らは、乾燥前の加熱下処理によって粉の機能的な性質と微細な構造が変わり、その程度は野菜によって異なったと報告しています。ブロッコリーでは蒸した粉の吸水指数が最も高く5.63で、加熱しない粉の2.63を上回りました。水溶性指数は、両方の野菜で電子レンジ加熱した粉が最も高くなりました。ブロッコリーでは67.59%（加熱なし25.26%）、カリフラワーでは50.75%（加熱なし43.12%）です。一方、ゆでたカリフラワーの粉は16.40%と低い値でした。

すべての粉で水分活性は0.51未満となり、著者らはこれを水分の少ない食品素材に見合う値としています。水分量は乾燥によって最も大きく変わった項目で、乾燥前の試料（加熱しないものと各下処理後のものを含む）では湿重量100gあたり84.44〜92.47gだったのに対し、粉では5.67〜10.42gでした。乾燥前の試料の中では、ゆでたものは調理中に水を吸うため水分が多く残る傾向があり、電子レンジ加熱したものは最も水分が少なくなりました。pHは乾燥前の試料より粉のほうが高くなりました。糖度と酸度には、乾燥前の試料と粉の間で有意な差は見られませんでした。

赤外分光では、どの下処理でも新しい化学的な結合の特徴は現れませんでした。ブロッコリーの粉は加熱しないものとほぼ同じスペクトルでした。これに対し、ゆでたカリフラワーの粉では吸収の相対的な強さが変わっていました。著者らは、この変化が水に溶ける炭水化物の流出と矛盾せず、この粉の溶けにくさとも一致すると述べています。

ラマン分光では、全体的なパターンはどの処理でも共通しており、変化したのは主に各信号の相対的な強さでした。カリフラワーの判別分析では、加熱しない粉と電子レンジ加熱の粉は同じ側に位置しながらも別の軸に沿って分かれ、電子レンジ加熱は全体のパターンを保ちつつ独自のスペクトル応答を示しました。これに対し、蒸した粉とゆでた粉は互いに近く重なり合っており、著者らは水分を伴う二つの加熱処理が似た変化をもたらしたと解釈しています。処理を見分ける決め手になったのは、特定の成分ではなく、細胞壁をつくるセルロースなどの構造炭水化物に関わる信号が中心でした。

電子顕微鏡では、違いは主に物理的な形に現れました。蒸すとブロッコリーでは隙間の多いゆるい塊ができ、カリフラワーではより細かく砕けた粒子になりました。ゆでたカリフラワーでは粒子の表面が密になり、電子レンジ加熱では両方の野菜で詰まった塊ができました。

この報告が示すこと

研究チームの結論は、ゆでる、蒸す、電子レンジ加熱という身近な下処理の選び方が、同じ乾燥・粉砕工程で作る粉の性質を左右するというものです。著者らは、これらの処理は中小規模の農産加工業者でも利用しやすい設備とエネルギーで行えると指摘し、売り物にならないブロッコリーやカリフラワーを安定した付加価値のある素材に変える現実的な手段になりうると述べています。

一方で、著者らは限界も明記しています。結果は各処理1回分の加工ロットに基づいており、野菜もそれぞれ1品種・1回の収穫に限られます。赤外分光の比較は定性的なものです。粒子の大きさの分布や形の数値的な測定は行っていないため、微細構造と吸水性や粉の詰まり具合との関係も定性的な段階にとどまります。pHが上がった仕組みについても、有機酸を実際に定量しなければ確かめられないとしています。

原著論文の著者・所属：Jeanette Carrera-Cevallos（ANTON Group, School of Chemical Sciences and Engineering, Yachay Tech University, Urcuqui 100119, Ecuador）、Diego Salazar（G+ BioFood & Engineering Research Group, Department of Science and Engineering in Food and Biotechnology, Universidad Técnica de Ambato, Av. Los Chasquis & Río Payamino, Ambato 180150, Ecuador）、Lander Pérez（G+ BioFood & Engineering Research Group, Department of Science and Engineering in Food and Biotechnology, Universidad Técnica de Ambato, Av. Los Chasquis & Río Payamino, Ambato 180150, Ecuador）、Diego Carrillo（Department of Science and Engineering in Food and Biotechnology, Universidad Técnica de Ambato, Av. Los Chasquis & Río Payamino, Ambato 180150, Ecuador）、Óscar López（Department of Science and Engineering in Food and Biotechnology, Universidad Técnica de Ambato, Av. Los Chasquis & Río Payamino, Ambato 180150, Ecuador）、Luis Egas（Faculty of Industrial and Production Sciences, Universidad Técnica Estatal de Quevedo, Quevedo 120313, Ecuador）、Manuel Coronel（Grupo Investigación en Cadenas Agroproductivas (INCA), School of Agricultural and Agroindustrial Sciences, Yachay Tech University, Urcuqui 100115, Ecuador）、Luis Ramos-Guerrero（Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas, Carrera de Ingeniería Agroindustrial, Grupo de Investigación en Alimentos y Agroindustria (GIAA), Universidad de Las Américas (UDLA), Quito 170124, Ecuador）、Andrea C. Landázuri（Facultad de Ciencias de la Ingeniería e Industrias, Universidad UTE, Quito 170509, Ecuador; Fundación INSPIRE, INSπRE, Quito 170157, Ecuador）、Liliana Acurio（G+ BioFood & Engineering Research Group, Department of Science and Engineering in Food and Biotechnology, Universidad Técnica de Ambato, Av. Los Chasquis & Río Payamino, Ambato 180150, Ecuador）

※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）：Jeanette Carrera-Cevallos, Diego Salazar, Lander Pérez, et al. Effects of Thermal Pretreatments on the Physicochemical, Techno-Functional, Spectroscopic, and Microstructural Properties of Broccoli and Cauliflower By-Product Flours. Foods（出版社：Multidisciplinary Digital Publishing Institute） 2026-11-11. DOI: 10.3390/foods15224037. 原著ライセンス：CC BY.