著者の所属・活動拠点の国は、タイです。

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

ピーチパーム（学名Bactris gasipaes）は、タイで新たな経済作物として注目されているヤシの一種です。論文によると、果実と芯（パームハート）が食用になり、植物のほぼすべての部分を利用できます。芯やその副産物には、セルロースやヘミセルロースといった植物の骨格をつくる多糖類が多く含まれます。副産物の乾燥重量のおよそ34%がセルロース、21%がヘミセルロースで、食物繊維の素材として有望とされています。ただし、3Dフードプリンターのような新しい加工技術への応用は、ほとんど調べられていませんでした。

押し出し式の3Dフードプリンターは、ペースト状の食材を細いノズルから押し出し、一層ずつ積み重ねて形をつくります。この食材の「インク」には、相反する二つの性質が必要です。押し出すときには力を受けて柔らかく流れ、ノズルを出た後はすぐに形を保つことです。この両立が、この分野の中心的な課題だと著者らは述べています。

研究チームは、ピーチパームの芯の粉末を大豆たんぱく質のインクに加えると、流れ方、印刷のしやすさ、内部構造、消化のされ方がどう変わるかを明らかにしようとしました。あわせて、有用な腸内細菌として知られるビフィズス菌の一種が、この配合の中でどれだけ生き残るかを予備的に確かめることも目的としました。

何を、どのように調べたか

インクの基本は、大豆たんぱく質（分離大豆たんぱく）15%と、増粘剤のアルギン酸ナトリウム0.5%を含む配合です。この大豆たんぱく質の一部を芯の粉末に置き換え、粉末の割合を0、2、4、6、8%の5段階にしました。使用した粉末の成分を分析すると、食物繊維は約18%でした。材料は混ぜた後、4℃で12時間以上置いて十分に水を吸わせ、25℃で押し出し式の3Dプリンターにかけました。

測定したのは次の項目です。まず、インクが力を受けたときの流れやすさと弾力（レオロジー）を測りました。次に、印刷物の寸法が設計からどれだけずれるかを調べました。さらに、機械で2回押しつぶして硬さなどを数値化する食感分析を行いました。内部の微細構造は電子顕微鏡で観察し、たんぱく質の分子の大きさは電気泳動で、たんぱく質の立体構造は赤外分光法で調べました。

消化については、胃と腸の消化を試験管内で再現しました。消化酵素によってたんぱく質がどれだけ分解されたかを、時間を追って測っています。

ビフィズス菌の試験では、殺菌した各配合にBifidobacterium longum subsp. longumを1ミリリットルあたり1000個の割合で加えました。酸素のない条件で37℃、48時間培養した後、生きている菌の数を数えました。比較対象には、この菌の培養に使われる標準的な培地（GAM培地）を用いました。

主な報告結果

粉末を加えるほど、インクの粘り気と弾力は高まりました。どの配合も、力を受けると流れやすくなる性質を保っていました。また、すべての配合で、液体のように流れる性質より、ゼリーのように形を保つ弾性の性質が上回っていました。粉末8%の配合は、粘り気も弾力も最も高い値でした。

印刷物の形の正確さも、粉末の量に応じて改善しました。粉末なしの配合では、設計寸法からのずれが幅で4.25%、高さで7.00%ありました。粉末8%では、幅も高さも0.25%まで小さくなりました。設計どおりの形を100%とする再現度は、粉末なしで104.25%と設計より広がっていましたが、粉末8%では100.25%とほぼ設計どおりになりました。

食感分析では、粉末なしの配合が最も硬く、2473.01グラムでした。硬さは粉末4〜8%で大きく下がりましたが、すべての差が統計的に意味のある差だったわけではありません。著者らは、粉末の多糖類が加わったことと、大豆たんぱく質の量が減ったことの両方が関係している可能性を挙げています。

たんぱく質の立体構造にも変化が見られました。らせん状の構造（αヘリックス）の割合は、粉末なしの36.94%から、粉末4%では最も低い28.10%に下がりました。一方、板状の構造（βシート）は26.45%から30.33〜32.04%に増えました。電気泳動の結果からは、大豆たんぱく質の一部が粉末の多糖類と大きな複合体をつくっていることがうかがえました。

消化の試験では、どの配合でも時間とともにたんぱく質の分解が大きく進みました。分解の進み方の時間的なパターンに、配合による違いはありませんでした。ただし、配合全体としての差は統計的に検出されています。

48時間後の生きたビフィズス菌の数は、標準培地が最も多く、対数値で1ミリリットルあたり7.32でした。これは粉末を含むすべての配合より有意に多い値です。配合の中では粉末6%が7.16で最も多く、8%は7.07で、両者に有意な差はありませんでした。粉末なしは6.96、粉末2%は5.31で最も少なくなりました。菌数は粉末の量に比例して増えたわけではなく、配合ごとに異なる反応でした。

この報告が示すこと

著者らは、ピーチパームの芯の粉末が、大豆たんぱく質の3Dプリント食品で流れ方、構造、食感を調整できる食物繊維の豊富な副材料になりうると結論づけています。粉末を加えると印刷物の形が崩れにくくなり、食感は柔らかい方向へ調整できました。また、構造が補強されても、たんぱく質の消化は妨げられなかったと著者らは述べています。今回の印刷条件では、寸法の正確さの面で粉末8%が最も良い配合でした。

一方、著者らは限界も明記しています。電子顕微鏡、電気泳動、赤外分光法による分析は、定性的または解釈的なものです。特定の分子どうしの結びつきや、共有結合による架橋は確認されていません。消化酵素がゲルの内部に入り込みやすかったという説明も、酵素の拡散や孔の大きさを実際に測ったものではないため、慎重に解釈すべきだとしています。

ビフィズス菌の結果も、腸内の善玉菌を増やす「プレバイオティクス」としての効果を示すものではないと著者らは強調しています。今回の試験には、オリゴ糖やイヌリンのような効果の確立した比較対象が含まれていません。また、生きた菌の数だけでは、菌がその成分を選択的に利用したかどうかは判断できません。そのため、この結果は配合による菌の生存数の違いとして受け止めるべき、予備的な知見と位置づけられています。

原著論文の著者・所属：Passakorn Kingwascharapong（Department of Fishery Products, Faculty of Fisheries, Kasetsart University, Bangkok 10900, Thailand）、Jaksuma Pongsetkul（School of Animal Technology and Innovation, Institute of Agricultural Technology, Suranaree University of Technology, Nakhon Ratchasima 30000, Thailand）、Supatra Karnjanapratum（Faculty of Agro-Industry, Chiang Mai University, Chiang Mai 50200, Thailand）、Pittaya Chaikham（Division of Food Science and Technology Management, Faculty of Science and Technology, Phranakhon Si Ayutthaya Rajabhat University, Phranakhon Si Ayutthaya 13000, Thailand）、Saroat Rawdkuen（Food Science and Technology Program, School of Agro-Industry, Mae Fah Luang University, Chiang Rai 57100, Thailand）、Sani Jirasatid（Department of Food Science, Faculty of Science, Burapha University, Chonburi 20131, Thailand）、Samart Sai-Ut（Department of Food Science, Faculty of Science, Burapha University, Chonburi 20131, Thailand）

※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）：Passakorn Kingwascharapong, Jaksuma Pongsetkul, Supatra Karnjanapratum, et al. Multifunctional Effects of Peach Palm (Bactris gasipaes) Heart Powder on the Printability, Structural Properties, Probiotic Viability, and Gastrointestinal Digestion of Soy Protein-Based 3D-Printed Foods. Foods（出版社：Multidisciplinary Digital Publishing Institute） 2026-09-20. DOI: 10.3390/foods15183336. 原著ライセンス：CC BY.