著者の所属・活動拠点の国は、中国です。

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

熟した桑の実（クロミグワ、Morus nigra）の濃い紫色は、主にアントシアニンという色素によるものです。アントシアニンは抗酸化作用などが報告され関心を集めていますが、温度や光によって壊れやすく、効率よく取り出して利用するのが難しい成分です。

研究チームは、水と混ざる高分子であるポリエチレングリコール（PEG）を抽出液に使い、超音波で植物組織を壊しながら成分を取り出す「超音波抽出」と組み合わせる方法に注目しました。PEGは分子の大きさ（分子量）によって粘り気などが変わり、抽出のしやすさに影響すると考えられます。著者らによれば、桑の実のアントシアニン抽出で、分子量の異なるPEGが超音波のもとでどう働くかは、これまであまり調べられていませんでした。そこで、適したPEGの種類を選んだうえで抽出条件を最適化し、得られた抽出物の成分、試験管内での働き、保存中の安定性を調べることを目的としました。

何を、どのように調べたか

材料には、中国安徽省宿州市の市場で入手したクロミグワの果実を用いました。まず、分子量200、300、400、600の4種類のPEGで抽出を行い、アントシアニンの総量を比べました。総量は、酸性度（pH）によってアントシアニンの色が変わる性質を利用した「pH示差法」で測り、代表的なアントシアニンであるシアニジン-3-グルコシドに換算した乾燥重量100グラムあたりのミリグラム数で表しました。

最も多く取り出せたPEG 200を選び、PEG 200の濃度（20〜100%）、超音波をかける時間（5〜50分）、超音波の出力（200〜600ワット）、温度（20〜70℃）を一つずつ変えて影響を確かめました。そのうえで、これら4つの条件が互いに影響し合うことも考慮できる「応答曲面法」という統計的な実験計画で、30回の抽出実験から最適な組み合わせを探しました。

最適条件で得た抽出物は、固相抽出という操作でPEGなどの混ざりものを減らしてアントシアニンを濃縮し、赤外分光法と質量分析で含まれる成分を調べました。また、抽出物について、抗酸化力、でんぷんや糖の分解にかかわる酵素（α-アミラーゼとα-グルコシダーゼ）を抑える働き、抗菌作用を試験管内で評価しました。さらに、蛍光灯の光と暗所での保存、4〜100℃の温度で、アントシアニンがどれだけ残るかを調べました。

主な報告結果

研究チームは、最適な抽出条件をPEG 200濃度75%、18分、超音波出力420ワット、40℃と報告しています。この条件での実測のアントシアニン量は乾燥重量100グラムあたり515.78ミリグラム（シアニジン-3-グルコシド換算）で、統計モデルの予測値516.43ミリグラムとの差は約0.13%でした。最適化の実験全体では、アントシアニン量は324.92〜516.49ミリグラムの範囲にありました。

PEGの比較では、分子量の小さいPEG 200で最も多くのアントシアニンが得られました。電子顕微鏡で抽出後の果実の残りかすを観察すると、PEG 200で処理したものは穴やひび割れが多く、PEG 400やPEG 600では比較的緻密なままでした。著者らは、分子量の大きいPEGは粘り気が強く、成分が溶け出しにくくなる可能性を挙げています。

成分分析では、シアニジンやペラルゴニジンを骨格とする配糖体など、アントシアニンに関連する5種類の化合物が推定されました。抽出物は試験管内で抗酸化作用、2種類の酵素を抑える作用、抗菌作用を示しました。酵素を抑える力は、比較に用いた糖尿病治療薬アカルボースとは異なり、α-アミラーゼではアカルボースより弱く、α-グルコシダーゼでは濃度が高いほど強く抑えました。

保存試験では、5日後に残ったアントシアニンは蛍光灯の下で約73%、暗所で約88%でした。温度別では、10時間後に4℃で90%以上、25℃で約85%、40℃で約75%、60℃で約60%が残った一方、80℃では4時間で50%を下回り、100℃では2時間で40%未満になりました。

この報告が示すこと

研究チームは、PEGの分子量がアントシアニンの取り出しやすさを左右し、PEG 200と超音波を組み合わせた方法が、調べた条件の範囲で桑の実からアントシアニンの多い抽出物を得る有効な手段になると結論づけています。また、得られた抽出物は暗く低温の環境で保存するほうが色素を保ちやすいことを示しました。

一方で、著者らは限界も明記しています。今回は実験室規模の検討で、大規模化、PEGの回収や再利用、抽出物に残るPEGの量、コスト、実際の食品の中での振る舞いは評価しておらず、実用性の判断は予備的な段階だとしています。水だけを使った超音波抽出との直接比較も行っていません。成分は標準物質を使った確定ではなく推定にとどまります。生理活性は精製前の抽出物の試験管内での性質であり、どの成分がその働きを担っているかや、体内での健康効果を示したものではないとしています。

原著論文の著者・所属：Nina Bao（Collaborative Technology Service Center for the High-Value Processing of Green Agricultural Products (Prepared Foods) in the Yangtze River Delta Region, Suzhou University, Suzhou 234000, China; School of Life Sciences and Food Health, Suzhou University, Suzhou 234000, China）、Wei Zhao（College of Bioengineering, Tianjin University of Science and Technology, Tianjin 300457, China; School of Life Sciences and Food Health, Suzhou University, Suzhou 234000, China）、Qingyang Meng（Collaborative Technology Service Center for the High-Value Processing of Green Agricultural Products (Prepared Foods) in the Yangtze River Delta Region, Suzhou University, Suzhou 234000, China; School of Life Sciences and Food Health, Suzhou University, Suzhou 234000, China）、Lulu Cheng（School of Life Sciences and Food Health, Suzhou University, Suzhou 234000, China; School of Life Sciences, Anhui Agricultural University, Hefei 230036, China）、Marwan M. A. Rashed（Collaborative Technology Service Center for the High-Value Processing of Green Agricultural Products (Prepared Foods) in the Yangtze River Delta Region, Suzhou University, Suzhou 234000, China; School of Life Sciences and Food Health, Suzhou University, Suzhou 234000, China）、Xingtao Zhang（Collaborative Technology Service Center for the High-Value Processing of Green Agricultural Products (Prepared Foods) in the Yangtze River Delta Region, Suzhou University, Suzhou 234000, China; School of Life Sciences and Food Health, Suzhou University, Suzhou 234000, China）、Fangkai Han（Collaborative Technology Service Center for the High-Value Processing of Green Agricultural Products (Prepared Foods) in the Yangtze River Delta Region, Suzhou University, Suzhou 234000, China; School of Life Sciences and Food Health, Suzhou University, Suzhou 234000, China）

※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）：Nina Bao, Wei Zhao, Qingyang Meng, et al. PEG 200-Assisted Ultrasound Extraction and Characterization of Mulberry Anthocyanins: Optimization, Bioactivities, and Stability. Foods（出版社：Multidisciplinary Digital Publishing Institute） 2026-09-24. DOI: 10.3390/foods15193414. 原著ライセンス：CC BY.