著者の所属・活動拠点の国は、トルコです。

掲載誌：Molecules

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

研究の目的

ナツメ（Ziziphus jujuba）は乾燥・高温・塩分に強く、一般的な作物が育ちにくい乾燥地や半乾燥地でも栽培できる果樹です。果実は乾燥させることで日持ちが良くなり、輸送しやすく、一年を通じて流通させられます。一方、論文によると、乾燥は水分を除くだけでなく、色や栄養価などの品質に関わる化学的な変化も引き起こします。温度を上げると早く乾きますが、品質が損なわれるおそれがあります。

研究チームは、トルコで栽培されたナツメについて、生の果実と熱風で乾燥させた果実の成分を比べ、乾燥温度の違いが色や糖、有機酸、ポリフェノール類、抗酸化能にどう影響するかを明らかにしようとしました。あわせて、果実がどのような速さで乾いていくかを数式モデルと人工ニューラルネットワーク（データから入力と出力の関係を学習する計算手法）で予測し、加工に適した乾燥条件を見定めることを目指しました。著者らは、トルコの環境で育ったナツメについて、熱風乾燥が品質に与える影響の情報はまだ不足していると述べています。

何を、どのように調べたか

試料は、トルコ・アマスヤ県の商業果樹園で、市場に出せる熟度に達した段階で収穫したナツメです。大きさや色がそろい、傷のない果実を選び、半分に切って種を除きました。一部は生のまま分析し、残りを50℃、60℃、70℃の3段階の熱風で、重さが変わらなくなるまで乾燥させました。

測ったのは、乾燥にかかった時間、色、糖、有機酸、総ポリフェノール量、抗酸化能です。色は食品の色を数値で表す標準的な方式で測り、生の果実からの色の違いの大きさ（色差）と褐色化の度合い（褐変指数）も算出しました。糖（ショ糖、ブドウ糖、果糖）と有機酸は液体クロマトグラフィーという成分を分離して測る装置で定量し、抗酸化能はDPPH法と呼ばれる試験で評価しました。さらに、主成分分析とヒートマップという統計手法で、試料ごとの成分の傾向をまとめて比較しました。

乾き方の予測では、時間とともに残る水分の割合を表す6種類の従来の乾燥モデルと、乾燥時間と温度から水分の割合を予測するニューラルネットワークを比べました。4回分の乾燥データのうち3回分でモデルを作り、残る1回分を使って、作ったモデルが未知のデータをどれだけ正確に予測できるかを確かめました。

主な報告結果

乾燥時間は温度が高いほど短くなり、乾燥前の水分が平均76.54%（湿った状態の重さ当たり）だった果実が乾き終わるまでに、50℃で36.5時間、60℃で22.5時間、70℃で13.5時間かかりました。

成分については、温度によって保たれやすいものが異なりました。総ポリフェノール量と抗酸化能は50℃で最も高く、温度が上がるにつれて徐々に低くなりました。ショ糖、リンゴ酸、シキミ酸も50℃で多く保たれました。たとえばショ糖は、生の果実の7.68%に対し、50℃で29.32%、60℃で19.96%、70℃で17.76%でした。シキミ酸は50℃で100g当たり18.78mgと最も多く、60℃で3.13mgと最も少なく、生の果実は9.61mgでした。一方、70℃ではブドウ糖、果糖、コハク酸、フマル酸が多くなり、フマル酸は生の果実の100g当たり1.23mgから70℃で18.70mgに、シュウ酸は70℃で最も高い95.65mgになりました。クエン酸は温度による違いが比較的小さいと報告されています。分析したすべての糖は、乾燥によって生の果実より濃度が高くなりました。著者らは、これは主に水分が大きく減ったためと説明しています。

色については、乾燥した試料の中では70℃のものが、生の果実からの色の違いが小さく、褐変指数も低い結果でした。著者らは、短時間で乾燥したことで果実が受ける熱の総量が抑えられた可能性を挙げています。統計的な比較でも、生の果実と乾燥した果実ははっきり分かれ、50℃の試料はポリフェノール量や抗酸化能と、70℃の試料はコハク酸・フマル酸・シュウ酸と結びつき、60℃はその中間に位置しました。

乾き方の予測では、従来モデルの中でMidilli–Kucukモデルが全体として最も安定して当てはまりました。ニューラルネットワークは、検証用データでこのモデルよりもすべての温度で誤差が小さく、誤差の改善幅は50℃で13.60%、60℃で2.67%、70℃で19.52%、全体で7.76%でした。60℃で改善が小さかったことについて、著者らはこの温度では従来モデルがすでに高い精度だったためと考えています。

この報告が示すこと

研究チームは、ナツメの最適な乾燥温度は一つに決まるものではなく、製品に何を求めるかによって選ぶべきだと結論づけています。ポリフェノールなどの成分や抗酸化能をできるだけ残したい場合は50℃、加工時間を短くし色を保ちたい工業的な用途では70℃が選択肢になるとしています。

乾き方の予測について、著者らはニューラルネットワークが乾燥の複雑な変化をより正確にとらえられる一方、従来モデルには仕組みを説明しやすく安定しているという利点があるとし、両者は補い合う関係にあると位置づけています。また、ニューラルネットワークの利点はどの温度でも同じではなく、温度によって異なるとしています。

研究の限界として、著者らは調べた乾燥温度の範囲が限られており、乾燥方法も熱風乾燥の一つだけだった点を挙げています。

原著論文の著者・所属：Hakan Keles（Department of Horticulture, Faculty of Agriculture, University of Yozgat Bozok, Yozgat 66100, Türkiye）、Adil Koray Yildiz（Department of Agricultural Machinery and Technologies Engineering, Faculty of Agriculture, University of Yozgat Bozok, Yozgat 66100, Türkiye）、Burcu Aksüt（Department of Biosystem Engineering, Faculty of Agriculture, University of Tokat Gaziosmanpaşa, Tokat 60250, Türkiye）、Nalan Bakoğlu（Department of Horticulture, Faculty of Agriculture, University of Recep Tayyip Erdoğan, Pazar Rize 53300, Türkiye）、Müjgan Güney（Department of Horticulture, Faculty of Agriculture, University of Yozgat Bozok, Yozgat 66100, Türkiye）、Nesibe Ebru Kafkas（Department of Horticulture, Faculty of Agriculture, University of Cukurova, Adana 01330, Türkiye）

※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）：Hakan Keles, Adil Koray Yildiz, Burcu Aksüt, et al. Effects of Hot-Air Drying Temperature on Biochemical Quality, Drying Kinetics, and Predictive Modeling of Ziziphus jujuba Fruits. Molecules（出版社：Multidisciplinary Digital Publishing Institute） 2026-08-20. DOI: 10.3390/molecules31162903. 原著ライセンス：CC BY.