著者の所属・活動拠点の国は、ギリシャです。

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

アロニア（Aronia melanocarpa）は体によい成分を多く含む果実として「スーパーフード」と呼ばれ、近年消費が大きく伸びています。著者らによると、その結果、果汁を搾った後の搾りかすが大量に出ています。搾りかすには植物由来の有用な成分がまだ多く残っており、持続的に活用する方法が求められています。

これまでにも搾りかすから成分を取り出す研究はありました。ただ、多くは一つの抽出法や特定の成分だけを対象に条件を詰めたもので、研究ごとに条件ややり方が違うため、抽出法どうしを直接比べにくい状況でした。そこで研究チームは、従来型の溶媒抽出と、環境負荷の低い「グリーン抽出」と呼ばれる3つの方法を同じ枠組みで比べました。成分と抗酸化力を最も多く回収できる方法と条件を明らかにすることが目的です。

何を、どのように調べたか

材料には、ギリシャの地元生産者から提供されたアロニアの果汁を搾った後の搾りかすを使いました。これを凍結乾燥し、粒の直径が200マイクロメートル以下になるまで粉砕しました。

比べた抽出法は4つです。一つは、溶媒に浸して成分を溶かし出す従来型の溶媒抽出です。残りの3つはグリーン抽出法で、圧力をかけた溶媒で抽出する加圧液体抽出、短い電気パルスをかけるパルス電場抽出、超音波をあてる超音波抽出です。溶媒はどの方法でもエタノールと水の混合液としました。条件として、エタノール濃度（0〜70%）、粉1グラムあたりの溶媒量（10〜50ミリリットル）、抽出時間（5〜35分）、処理の強さの4つを変えました。処理の強さは方法ごとに異なり、従来法と加圧法では温度、パルス電場では電場の強さ、超音波では出力を指します。

実験計画には応答曲面法を使いました。これは条件の組み合わせを計画的に変えた実験結果から、統計モデルで最適条件を探す手法です。今回は4つの方法すべてを一つのモデルに入れ、計36通りの条件で実験しました。

得られた抽出液では、次の項目を測りました。ポリフェノールの総量、アロニアの紫色のもとになる色素アントシアニンの総量、そして性質の異なる2種類の抗酸化力の指標です。2種類の指標は、鉄を還元する力を測るFRAP法と、不安定な分子（ラジカル）を消す力を測るDPPH法です。あわせて抽出液の色も測定しました。さらに各方法の最適条件で得た抽出液について、高速液体クロマトグラフィーという分析法で個々のポリフェノールの量を調べました。各条件の抽出は2回ずつ独立に行い、最適条件ではもう一度抽出して、モデルの予測と結果が一致することを確かめています。

主な報告結果

各方法の最適条件で比べると、超音波抽出がポリフェノール総量、アントシアニン総量、FRAP法の抗酸化力の3項目で最も高い値を示しました。ポリフェノール総量は、乾燥重量1グラムあたり没食子酸換算で71.52ミリグラムでした。ただし従来法の70.06ミリグラム、加圧法の67.20ミリグラムとの間に統計的な差はなく、パルス電場抽出の47.72ミリグラムだけが低い値でした。

アントシアニン総量は、乾燥重量1グラムあたりの換算値で、超音波抽出15.42ミリグラム、従来法13.16ミリグラム、パルス電場抽出11.23ミリグラム、加圧法3.56ミリグラムの順でした。FRAP法の抗酸化力も、超音波抽出（1グラムあたり804.71マイクロモル）、従来法、パルス電場抽出、加圧法の順でした。一方、DPPH法でラジカルを消す力はパルス電場抽出が最も高く（1グラムあたり38.95ミリモル）、超音波抽出は4つの中で最も低い値（17.36ミリモル）でした。

個々の成分の分析では、ネオクロロゲン酸、カテキン、クロロゲン酸といった成分が、超音波抽出と従来法で多く、加圧法で最も少ない結果でした。主要な色素であるシアニジン-3-O-グルコシドは、乾燥重量1グラムあたり超音波抽出で5.03ミリグラム、従来法で4.58ミリグラムでした。パルス電場抽出ではこれより少なく、加圧法では0.81ミリグラムにとどまりました。抽出液に含まれるフェノール酸の中ではネオクロロゲン酸が最も多くなりました。

最適条件だけでなく、実験した条件の範囲全体を通したモデル上の平均的な傾向も調べられました。その結果、パルス電場抽出が最もバランスのよい性能を示し、従来法は抗酸化力の面で最も効果が低い方法でした。また統計解析では、抽出液の色の濃さと抗酸化力が、互いに別々の要因として変動していることも示されました。

この報告が示すこと

研究チームは、従来法もグリーン抽出法も、アロニアの搾りかすから有用な成分を効果的に回収できると結論づけています。条件範囲全体での安定性ではパルス電場抽出が、最適条件での回収量では超音波抽出が優れており、どちらも複数の成分を取り出すのに適した方法としています。エタノールと水の混合液は、どの方法でも効率がよく環境にも配慮した溶媒であることが確認されました。著者らは、抽出性能が高く操作も比較的簡単な点から、超音波抽出を産業利用の有望な候補に挙げています。

一方で、今回の評価は実験室規模のものです。エネルギー消費量、経済性、規模を大きくした場合の実現性は、まだ検証されていません。また著者らは、温度・電場の強さ・超音波出力という性質の異なる量を「処理の強さ」として一つのモデルにまとめたことに触れています。そのため、この項目による比較は物理的に同じ尺度で比べたものではなく、慎重に解釈する必要があると述べています。

原著論文の著者・所属：Georgios Triantafyllou（Department of Chemical Engineering, University of Western Macedonia, 50100 Kozani, Greece）、Vassilis Athanasiadis（Department of Food Science and Nutrition, University of Thessaly, Terma N. Temponera Street, 43100 Karditsa, Greece）、Dimitrios Kalompatsios（Department of Food Science and Nutrition, University of Thessaly, Terma N. Temponera Street, 43100 Karditsa, Greece）、Stavros I. Lalas（Department of Food Science and Nutrition, University of Thessaly, Terma N. Temponera Street, 43100 Karditsa, Greece）、Paraskevi Mitlianga（Department of Chemical Engineering, University of Western Macedonia, 50100 Kozani, Greece）

※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）：Georgios Triantafyllou, Vassilis Athanasiadis, Dimitrios Kalompatsios, et al. Optimization and Comparative Evaluation of Green Extraction Techniques for Polyphenol Recovery from Aronia melanocarpa By-Products. Foods（出版社：Multidisciplinary Digital Publishing Institute） 2026-08-15. DOI: 10.3390/foods15162853. 原著ライセンス：CC BY.