著者の所属・活動拠点の国は、ナイジェリアです。

掲載誌：World Journal of Advanced Research and Reviews

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

研究の目的

ヒマ（トウゴマ、学名Ricinus communis）の種子は油分の多い種子で、ナイジェリア南東部では「オギリ」と呼ばれる発酵調味料の原料として使われています。オギリは独特の風味を持ち、スープやソースに使われます。ただし、生の種子には有毒な成分が含まれるため、そのまま食べることはありません。煮る、種皮を除く、発酵させるといった加工の工程を経て調味料になります。

伝統的なオギリづくりは、地域や作り手によって加工条件が異なります。そのため製品の品質がそろいにくく、再現性に課題があると論文は指摘しています。これまでの研究は、栄養成分、アミノ酸の組成、風味、微生物の働きなどを主に扱ってきました。一方で、発酵時間、温度、種子を砕いた粒の大きさの三つが合わさったときに、数値で測れる発酵の指標がどう変わるかは、あまり調べられていませんでした。

そこで研究チームは、発酵中の窒素量の変化を指標に選びました。論文ではこれを「窒素の発生（nitrogen evolution）」と呼んでいます。この指標が三つの条件によってどう変わるかを表す予測モデルを作り、指標が最も高くなると予測される条件の組み合わせを求めることを目的としました。

何をどのように調べたか

研究チームは、ナイジェリア・エヌグ州ンスッカ地域の市場で熟したヒマの種子を入手しました。種子を4時間煮てから種皮を除き、35℃のオーブンで乾燥させました。その後ミキサーで砕き、250、500、750、900、1200マイクロメートルの5段階の粒の大きさに分けました。

粒の大きさごとに50グラムずつをモスリン布で包み、25〜45℃の5段階の温度で最長5日間（120時間）発酵させました。24時間ごとに、ケルダール法を基にした方法で窒素量を測りました。ケルダール法は、試料に含まれる窒素の量を調べる代表的な分析法です。

結果の解析には「応答曲面法」を使いました。これは、複数の条件を同時に変えて実験し、その結果から、条件と測定値の関係を曲面のような数式で表す手法です。条件どうしの影響の重なりも含めて調べられ、望ましい値が得られる条件を探すのに使われます。研究チームは、三つの条件を組み合わせた20通りの実験計画を用意し、その結果に二次式のモデルを当てはめました。

主な結果

実験データでは、発酵時間が長いほど、また温度が高いほど、窒素の値が増える傾向が見られました。反対に、粒が大きいほど値は低くなる傾向がありました。たとえば、24時間・25℃の条件では、粒が最も細かい250マイクロメートルで0.15%、最も粗い1200マイクロメートルで0.06%でした。120時間・45℃の条件では、それぞれ1.03%と0.76%に増えていました。

当てはめた二次式のモデルは、統計的に高い有意性を示しました。観測された値のばらつきの99.02%を説明できたと報告されています。三つの条件はいずれも単独で有意な影響を持っていました。最も影響が大きかったのは発酵時間で、温度がそれに続き、粒の大きさは値を下げる方向に働いていました。

さらに、発酵時間と温度の組み合わせによる効果も有意でした。つまり、温度の影響の大きさは、発酵をどれだけ続けるかによって変わることになります。また、発酵時間の効果は一定の割合で増えるのではなく、曲線を描くように変化していました。一方、時間と粒の大きさ、温度と粒の大きさの組み合わせ効果は、有意とはいえない結果でした。

モデルを使って、窒素の値が最も高くなる条件を計算したところ、発酵時間113.6時間、温度43.67℃、粒の大きさ313.33マイクロメートルという組み合わせが選ばれました。この条件での予測値は0.984%です。いずれの値も実験で試した範囲の内側にあります。

研究チームは、細かい粒ほど値が高くなった理由として、粒が細かいと表面積が増え、微生物が原料に触れやすくなる可能性を挙げています。ただし、表面積や水分の分布、微生物の増え方は直接測っていません。そのため、この説明はもっともらしい解釈にとどまり、実証された仕組みではないとしています。

この研究が示すこと

この研究は、ヒマの種子の発酵で、発酵時間、温度、粒の大きさの三つを合わせて調整すれば、窒素の値を数式で予測できることを示しました。条件がばらつきやすい伝統的な発酵調味料づくりに、工程を管理するための数値の目安を与える試みといえます。

ただし、示された最適条件はモデルによる予測値です。著者らは、この条件で実際に独立した発酵を行い、予測とのずれを確かめる必要があると強調しています。規模を大きくした製造に進むのは、その確認を終えてからだとしています。

著者：Onyeabo Uzoamaka Agatha（Department of Biomedical Engineering, Faculty of Engineering and the Built Environment, State University of Medical and Applied Sciences, Igbo-Eno, Enugu State, Nigeria.）、Okika Stephen Sunday（Department of Electrical and Electronic Engineering, Faculty of Engineering and the Built Environment, State University of Medical and Applied Sciences, Igbo-Eno, Enugu State, Nigeria.）、Kingsley I. Chibueze（Department of Computer Engineering , Faculty of Engineering and the Built Environment , State University of Medical and Applied Sciences , Igbo-Eno , Enugu State , Nigeria）、C.O. Ugwoke（Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering and the Built Environment, State University of Medical and Applied Sciences, Igbo-Eno, Enugu State, Nigeria.）、Emeka Augustine Chinachi（Department of Mechanical Engineering , Faculty of Engineering and the Built Environment , State University of Medical and Applied Sciences , Igbo-Eno , Enugu State , Nigeria）

※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）：Onyeabo Uzoamaka Agatha, Okika Stephen Sunday, Kingsley I. Chibueze, et al. RESPONSE SURFACE OPTIMIZATION OF FERMENTATION CONDITIONS FOR CASTOR SEED (RICINUS COMMUNIS) BASED ON NITROGEN EVOLUTION. World Journal of Advanced Research and Reviews 2026-09-18. DOI: 10.30574/wjarr.2026.31.3.2424. 原著ライセンス：CC BY.