著者の所属・活動拠点の国は、トルコ、アメリカです。

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

アクアファバは、ひよこ豆などの豆類を圧力鍋で煮たときに得られる、とろみのある煮汁です。泡立ちや乳化（油と水を混ぜ合わせる働き）などの性質を持つことから、卵の代わりとなる植物性の素材として注目されています。一方で液体のままでは水分が多く不安定なため、流通や保存が難しく、粉末状の食品原料にそのまま混ぜることもできません。そこで、乾燥させて安定した粉末にする方法が検討されてきました。

研究チームは、熱風の中に液体を霧状に吹き込んで瞬時に乾かす「噴霧乾燥」に注目しました。著者らによれば、噴霧乾燥は凍結乾燥に比べて費用、処理時間、エネルギーの面で有利で、大量生産にも向いています。ただし、粉末の品質は乾燥条件に大きく左右されます。そこで研究チームは、噴霧乾燥機に入る熱風の温度、風速、液体を送り込む速さ（供給流量）の3条件が粉末の性質にどう影響するかを調べ、最適な条件を見つけることを目指しました。あわせて、乾燥によってたんぱく質の構造がどう変わるかを確かめ、最適条件で作った噴霧乾燥粉末を凍結乾燥粉末と比較しました。

何を、どのように調べたか

研究チームは、トルコの店で購入したひよこ豆（コチバシュ品種）を40℃の水に2時間浸した後、圧力をかけて30分間煮ました。ふるいで豆を除いて得た煮汁は、固形分が100mLあたり約6.17gでした。これを減圧しながら濃縮して固形分を100mLあたり15gにそろえ、かくはんで均一にしてから実験室規模の噴霧乾燥機で粉末にしました。

実験では、熱風温度、風速、供給流量の組み合わせを変えて粉末を作りました。条件の組み合わせ方と結果の分析には「応答曲面法」という統計手法を使いました。これは、複数の条件を同時に変えた実験の結果から、各条件とその組み合わせが品質にどう影響するかを数式で表し、最も良い条件を予測する方法です。

評価した品質は14項目に及びます。粉末の回収率（収率）、水分量、水分活性（微生物や化学変化に使われうる「自由な水」の目安）、密度、安息角（粉を積んだ山の傾きの角度で、小さいほどさらさら流れやすい）、水への溶けやすさ、水や油を吸う力、濡れやすさ、白さ、泡立ちの力、乳化の力、溶けているたんぱく質の量などです。さらに、赤外線を当てて分子の構造を調べる分析（FTIR）や、電子顕微鏡による粒子表面の観察も行いました。最後に、モデルが予測した値と実際に最適条件で作った粉末の測定値を比べて、予測の正確さを確かめました。

主な報告結果

研究チームは、熱風温度189℃、風速4.2m/s、供給流量0.3L/hを最適な乾燥条件と結論づけました。この条件でのモデルの予測値と実測値の差は0.56〜5.88%で、作ったモデルはよく当てはまったと報告しています。

条件ごとの影響では、粉末の収率は30.03〜55.95%の幅があり、最も高かったのは熱風温度190℃、風速3.9m/s、供給流量0.3L/hのときでした。収率を左右した主な要因は熱風温度と供給流量で、供給流量を増やすと収率は下がりました。著者らは、液体の量が多いと粒子が乾ききらずにべたつき、乾燥機の内壁に付着するためと説明しています。風速も収率を高める方向に働きましたが、その影響は温度ほど大きくありませんでした。水分活性はすべての条件で0.16〜0.31に収まり、著者らは、微生物の面で安定した乾燥食品に期待される範囲だとしています。水分活性は温度と風速が高いほど下がり、供給流量が多いほど上がりました。粉末の密度は1立方メートルあたり227.58〜379.92kgで、温度と風速が高いほど低く、供給流量が多いほど高くなりました。溶けているたんぱく質の量は7.29〜8.93%で、温度と風速が高いほど増えました。

最適条件の噴霧乾燥粉末を凍結乾燥粉末と比べると、噴霧乾燥粉末は水分量と水分活性が有意に低く、白さ、水への溶けやすさ、油を吸う力、泡立ちの力が優れていました。一方、凍結乾燥粉末は濡れるのが速く、水を吸う力も大きいという結果でした。赤外線分析では、噴霧乾燥粉末に新たな吸収の山や大きなずれは見られず、たんぱく質と炭水化物の構造が保たれていると報告されています。電子顕微鏡では、噴霧乾燥粉末はしわのある小さな球状の粒子で、凍結乾燥粉末は角ばった薄片でした。著者らは、噴霧乾燥粉末の粒子が小さく表面にしわがあるため、粒子どうしの摩擦が増え、安息角が44.9°とやや高くなったと説明しています。また、小さく均一な粒子が水への溶けやすさ（88.44%）や白さ（白色度82.37）の高さにつながったとしています。

この報告が示すこと

研究チームは、熱風温度、風速、供給流量が単独でも組み合わせでもアクアファバ粉末の性質を左右すること、そして条件を最適化すれば、たんぱく質の働きを損なわずに保存性のよい粉末を作れることを示したとしています。著者らは、豆の加工で出る価値の低い副産物を、品質のそろった保存のきく食品原料に変えられる可能性を指摘し、卵白の代わりとなる植物性素材として利用できる見込みがあると述べています。

なお、凍結乾燥粉末は試験のために乾燥後に軽く粉砕しているため、両者の違いは乾燥方法だけでなく、それぞれの製造工程全体の差を反映していると著者らは注記しています。研究の限界としては、実験が実験室規模で行われ、工業規模での実用性はまだ確かめられていないことを挙げています。また、さまざまな条件の下で分子の構造と粉末の働きがどう結びつくかについても、さらに詳しい検討が必要だとしています。

原著論文の著者・所属：Merve Tuğçe Tunç Odabaş（Faculty of Engineering and Natural Sciences, Department of Food Engineering, Gümüşhane University, Gümüşhane 29100, Turkey）、Furkan Türker Sarıcaoğlu（Faculty of Engineering and Natural Sciences, Department of Food Engineering, Bursa Technical University, Bursa 16310, Turkey）、Mahmut Ekrem Parlak（Faculty of Engineering and Natural Sciences, Department of Food Engineering, Bursa Technical University, Bursa 16310, Turkey）、Arda Akdoğan（Faculty of Engineering and Natural Sciences, Department of Food Engineering, Gümüşhane University, Gümüşhane 29100, Turkey）、Halil İbrahim Odabaş（Faculty of Agriculture, Department of Food Engineering, Eskişehir Osmangazi University, Eskişehir 26040, Turkey）、Engin Gündoğdu（Faculty of Engineering and Natural Sciences, Department of Food Engineering, Gümüşhane University, Gümüşhane 29100, Turkey）、Senay Simsek（Whistler Center for Carbohydrate Research, Department of Food Science, Purdue University, West Lafayette, IN 47907, USA）、İlyas Atalar（Faculty of Agriculture, Department of Food Engineering, Eskişehir Osmangazi University, Eskişehir 26040, Turkey）

※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）：Merve Tuğçe Tunç Odabaş, Furkan Türker Sarıcaoğlu, Mahmut Ekrem Parlak, et al. Process Optimization of Spray-Dried Aquafaba and Comparison with Freeze-Drying: Techno-Functional Performance and Structural Attributes. Foods（出版社：Multidisciplinary Digital Publishing Institute） 2026-08-15. DOI: 10.3390/foods15162848. 原著ライセンス：CC BY.