著者の所属・活動拠点の国は、ギリシャです。

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

産業用の麻（アサ、Cannabis sativa）には、カンナビノイドのほかにポリフェノール類が含まれ、これらが麻の抗酸化性に大きく関わるとされています。植物から有用成分を取り出す新しい方法として、ごく短い電気パルスを加えて細胞からの成分の放出を促す「パルス電場（PEF）処理」が注目されています。PEFは加熱を伴わない処理です。

研究チームは、PEFで抽出する前に、室温・大気圧で発生させたプラズマ（ARTP）を麻の葉の粉末に当てる前処理を加えると抽出効率が高まるかを調べました。あわせて、ARTPの処理条件がどのように結果を左右するかをモデル化し、最もよい条件を探しました。さらに、得られた抽出物を酢に加えたときに、保存中に抗酸化性がどの程度保たれるかも評価しました。

何を、どのように調べたか

材料には、ギリシャで栽培された産業用麻（品種Futura 75）の葉を使いました。花や実のついた先端部は除いています。葉は洗浄後に凍結乾燥して粉砕し、粒の大きさが400マイクロメートル未満の粉末だけを実験に用いました。

プラズマ処理には、窒素ガスを使う市販の小型プラズマ装置を用いました。電極と試料の距離、粉末の層の厚さ、出力、窒素の流量、処理時間の5つの条件を変え、28通りの組み合わせを試しました。組み合わせは、少ない実験回数で条件の影響を曲線的に捉えるための統計的な実験計画（応答曲面法）に基づいて決めています。処理後の粉末はPEFで抽出しました。

抽出物は3種類の指標で評価しました。1つ目はポリフェノール総量（TPC）で、没食子酸に換算した量を乾燥重量1グラムあたりで表します。2つ目のFRAPは鉄イオンを還元する力、3つ目のDPPHは試験用の不安定な分子（ラジカル）を打ち消す力を測るもので、どちらも抗酸化性を試験管内で測る方法です。最もよい条件で得た抽出物は、PEFだけの抽出物と、プラズマもPEFも使わない対照と比べました。また、高速液体クロマトグラフィー（HPLC）で個々のポリフェノールの量を調べました。

保存試験では、成分を単純化した「モデルの酢」（6％酢酸）に抽出物を1リットルあたり0、0.6、1.2グラム加えました。温度と光の条件を変えて28日間保存し、途中の時点ごとに3つの指標を測りました。

主な報告結果

プラズマ前処理を行い、そのあとPEFで抽出した場合の値は、PEFだけの場合を大きく上回りました。PEFだけの場合も、無処理の対照より高い値でした。研究チームは、プラズマ前処理がPEFに上乗せの効果をもたらしたと報告しています。

28通りの条件では、ポリフェノール総量は乾燥重量1グラムあたり2.85〜8.47ミリグラムでした。FRAPは同じく6.53〜41.78マイクロモル、DPPHは13.85〜30.05マイクロモル（いずれもアスコルビン酸換算）の範囲でばらつきました。ポリフェノール総量は、電極との距離とプラズマの出力が中間程度のときに最も高くなる曲線的な傾向を示しました。窒素の流量も値を左右し、FRAPでは特に強い影響を持つ条件でした。

最もよいと推定された条件は、距離16.6ミリメートル、層の厚さ1.6ミリメートル、出力70％、窒素流量毎分10リットル、処理時間1分でした。この条件での予測値は、ポリフェノール総量が乾燥重量1グラムあたり9.28ミリグラム、FRAPが48.70マイクロモル、DPPHが33.36マイクロモルです。実際に確かめた結果は、ポリフェノール総量とFRAPで予測から約19％ずれました。

個々の成分では、プロトカテク酸とルテオリン-7-O-グルコシドの2つが定量できました。PEFだけの場合と比べ、プロトカテク酸は1グラムあたり0.44ミリグラムから0.54ミリグラムへ、ルテオリン-7-O-グルコシドは0.45ミリグラムから0.51ミリグラムへ、有意に増えました。無処理の対照は0.31〜0.32ミリグラムで最も低い値でした。

モデルの酢での28日間の保存では、ポリフェノール総量は多くの条件で初期値の約65〜80％が保たれました。FRAPの低下はより大きく、40℃では55〜70％程度まで下がりました。DPPHは保存の途中（14〜21日目）にいったん上がり、28日目に下がるという一方向でない変化を示しました。研究チームは、初めの抗酸化性の高さは主に抽出物の濃度で決まり、保存中の低下には温度が最も強く影響したとまとめています。

この報告が示すこと

研究チームは、室温プラズマによる前処理が、麻の葉からの抗酸化成分のPEF抽出を高める手段になりうると結論づけています。結果からは、プラズマ処理がポリフェノールの総量を単純に増やすというより、活性の高い成分を選んで取り出しやすくしている可能性があると述べています。また、抽出物を酢に加えられたことから、この加熱を伴わない抽出の組み合わせが、活用の進んでいない麻の葉から抗酸化性の高い食品素材をつくる方法になりうるとしています。ただし、プラズマが細胞壁を変化させて成分を出やすくするという仕組みは、過去の研究に基づく仮説です。今回は、組織の構造の観察や反応性物質の測定によって直接確かめてはいません。

著者らは限界も挙げています。最もよいとされた条件の一部は調べた範囲の端にあり、範囲内での最良条件にとどまります。真の最適値とはいえません。モデルの当てはまりについても、ポリフェノール総量とFRAPでは自由度で調整した決定係数が0.65と0.68にとどまり、予測には慎重さが必要です。そのほか、次の点も限界として示されています。処理中の葉の表面温度を測っていないこと。HPLCで定量できた成分が限られていること。保存試験が、実際の酢に含まれる糖や有機酸、もともとのポリフェノールなどを含まないモデルの酢で行われたこと。原料と酢のどちらでも、THCやCBDといったカンナビノイドを測っていないこと。研究が実験室規模で、1種類の食品だけで評価されていること。

原著論文の著者・所属：Eleni Bozinou（Department of Food Science and Nutrition, University of Thessaly, Terma Nikou Temponera Street, 43100 Karditsa, Greece; Department of Wine, Vine & Beverage Sciences, University of West Attica, Agiou Spyridonos Street, 12243 Athens, Greece）、Vassilis Athanasiadis（Department of Food Science and Nutrition, University of Thessaly, Terma Nikou Temponera Street, 43100 Karditsa, Greece）、Stavros I. Lalas（Department of Food Science and Nutrition, University of Thessaly, Terma Nikou Temponera Street, 43100 Karditsa, Greece）、Arhontoula Chatzilazarou（Department of Wine, Vine & Beverage Sciences, University of West Attica, Agiou Spyridonos Street, 12243 Athens, 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）：Eleni Bozinou, Vassilis Athanasiadis, Stavros I. Lalas, et al. Atmospheric Room Temperature Plasma Pretreatment Enhances Pulsed Electric Field Extraction of Phenolic Compounds from Hemp Leaves: Response Surface Modeling and Stability Assessment in a Model Vinegar System. Molecules（出版社：Multidisciplinary Digital Publishing Institute） 2026-09-07. DOI: 10.3390/molecules31173127. 原著ライセンス：CC BY.