平成 28 年度

佐賀県工業技術センター研究報告書

農水産物の機能性を強化する加工条件の構築と応用－レンコン皮の熱風乾燥粉末の製造条件検討－
食品工業部
鶴田裕美 吉村臣史 澤田和敬
柘植圭介
レンコンの皮を機能性食品の原料として有効利用するために，レンコン皮熱風乾燥粉末の最適な製造条件について検討した．本報では，レンコン皮の洗浄処理の必要性および熱風乾燥温度の影響について調べるため，乾燥前の洗浄の有無，各乾燥温度でレンコン皮熱風乾燥粉末を調製後，微生物数，ポリフェノール含量および抗酸化活性を測定した．その結果，レンコンの皮を乾燥前に浄水で洗浄することによって，一般細菌数が顕著に低下することが認められた．
また，レンコン皮の洗浄処理工程や 70℃以下の乾燥温度では，ポリフェノール量や抗酸化活性の損失が少なくなる可能性が示された．

１．はじめに佐賀県は，全国 3 位，九州 1 位（平成 27 年度）とレンコンの生産量が多い地域である．その一方で，通常よりも味や外観などの品質が劣るために廃棄される未利用レンコンの量も多いのが現状である（図 1）．県内
では，出荷量の約 2～3 割が年間に廃棄されると言われており，これらの有効利用が求められている．
我々は，これまでに，未利用レンコンを新たな機能性食品素材として利用することを目的に，研究を行なってきた．これらの研究の中において，レンコンに含まれるポリフェノールは，主にカテキンおよびガロカテキンを構成成分としたプロアントシアニジン（PA）であり（図 2），肥満モデルマウスにおける脂肪肝改善効果や線虫の寿命延長効果を認めている 1- 5)．また，レンコンのポリフェノールは，可食部に比べて，末節部位（図 1），皮および節などの未利用部位に多く存在することも認めている（図 3）6）．
これらの研究結果を基に，県内では未利用レンコンを利用した乾燥粉末，加工食品および機能性食品の開発が進められている．しかし，皮や節の部分は加工後の着色や微生物汚染のリスクが高いことから、皮や節を除去した可食部のみを加工する製造者も少なくない．
また，煮沸殺菌や高温殺菌を行うとポリフェノールの構造変化や損失が生じるため， ポリフェノールの残存率の高い加工工程の検討が必要である．
そこで，本研究では，レンコン皮を機能性ポリフェノールの原料として，工業的に有効利用することを目的に熱風乾燥粉末の製造条件の検討を行った．本報では，食品工場から大量に排出される皮の洗浄処理およ

図 1 未利用レンコン（末節部位，変形，傷付いたレンコン）
ROH
O

HOOH
ROH
OH

OH

O

HOOH
ROH

R=H ,－ 49 －OH

OH
OHO

catechin/ epicatechin
R=OH,gallocatechin/epigallocatechin

nOH
OH

OH

図 2 レンコンポリフェノールの推定構造平成 28 年度

佐賀県工業技術センター研究報告書

PJカテキン当量J新鮮重量



可食部

皮表 1 洗浄処理および乾燥温度条件

節試料



（回収日）

A



(2016.10.21)

B



(2016.10.26)

C(2016.11.16)

洗浄処理（設定温度・時間）無し

乾球 70℃・湿球 45℃・20 時間

無し
有り

乾燥温度条件乾球 55℃・湿球 35℃・18 時間→乾球 70℃・湿球 50℃・2 時間
乾球 70℃・湿球 45℃・20 時間

金澄号

在来種

図 3 レンコンの総ポリフェノール量（部位別）
び乾燥温度による影響を調べるため，各製造条件で得られた皮熱風乾燥粉末の微生物数，ポリフェノール量および抗酸化活性の測定を行ったので報告する．
２．実験方法
2.1 熱風乾燥粉末の調製
県内の食品工場からレンコンの皮（図 4）を 3 ロット回収し，露点制御型熱風乾燥機（木原製作所，
SM10S-EH-DPC）で乾燥させた．洗浄処理の有無および乾燥温度条件は，表１のとおりである．洗浄は，乾燥前の皮を浄水を張ったシンク内で洗浄し，ザルで水切りを行った．
乾燥前後の重量を測定後，乾燥歩留りを次の計算式（1）で算出し，粉砕機で粉末化したものをレンコン皮
熱風乾燥粉末試料とした．
乾燥歩留り（％）＝ 乾燥後重量÷乾燥前重量×100・・・(1)
2.2 水分含量および微生物数の測定
水分含量は，水分計（METTLER TOLEDO，MJ33）を用い，135℃で測定した．

熱風乾燥粉末の一般生菌数および真菌数の測定は，食品衛生検査指針微生物編 7)に準じて平板培養法で行なった．一般細菌数測定には標準寒天培地，真菌数測
定にはクロラムフェニコール含ポテトデキストロース寒天培地を用いた．測定結果は、熱風乾燥粉末 1 g あたりの菌数で表した．
2.3 ポリフェノール抽出液の調製
ポリフェノールの抽出は，高速溶媒抽出装置（ThermoFisher Scientific，Dionex ASE-350）を用いた．具体的には，レンコン皮熱風乾燥粉末 1g を精秤し，珪藻土（DionexTM ASETM Prep DE）と混合後，抽出セル（22 mL）に充填した．ASE-350 の抽出条件は表 2 のとおりである．捕集瓶に回収された抽出液を抽出溶媒で 50 mL に定容後，0.45 μm ディスクフィルター（Sartorius，MinisartRC25）でろ過し，試料溶液とした．
2.4 総ポリフェノール量の測定
総ポリフェノール（TP，以下 TP と略す）量の測定
は Folin-Ciocalteu 法 8)を一部改良して行った．
すなわち，
96 穴マイクロプレートに 10 μL の試料溶液を加え，10倍希釈したフォーリン・チオカルト試薬 75 μL を加えて攪拌し，室温で 5 分間静置した．さらに，2％炭酸ナトリウム溶液 75 μL を加え，攪拌し，室温で 15 分間静置後，750 nm の吸光度をマイクロプレートリーダー（Molecular Devices，Spectra Max M5）を用いて測定し
表 2 高速溶媒抽出装置による抽出条件

図 4 乾燥前のレンコン皮－ 50 －項目

条件

抽出溶媒

アセトン：水：酢酸 = 70：29.5：0.5

加熱温度60℃

加熱時間

5 分間

静置時間

5 分間

サイクル数4回

リンス量55％

窒素パージ

90 秒間

平成 28 年度

た．標準物質にカテキンを用いて検量線を作成し，試料のポリフェノール量をカテキン当量として換算した．
2.5 プロアントシアニジン量の測定
プロアントシアニジン（PA，以下 PA と略す）量の測定は，バニリン－塩酸法 9) を用いて行った．すなわ
ち，試料溶液 0.5 mL に 4% バニリン－メタノール溶液3 mL を加え，撹拌した．さらに，塩酸 1.5 mL を添加し，撹拌後，室温で 15 分間静置後，紫外可視分光光度計（島津製作所，UV-3600）を用いて波長 500 nm の吸光度を測定した．標準物質にカテキンを用いて検量線を作成し，試料の PA 量をカテキン当量として換算した．
2.6 DPPH ラジカル消去活性の測定
DPPH ラジカル消去活性を須田らの方法 10)を用いて測定し，抗酸化能の評価を行った．すなわち，96 穴マ
イクロプレートに 200 mM MES 緩衝液（pH 6.0）
50 μL，適宜希釈した試料溶液 50 μL を加え，攪拌した．エタ
ノールに溶解した 200 μM DPPH 溶液を加え，室温で20 分間反応後，520 nm の吸光度をマイクロプレートリーダー（Molecular Devices，Spectra Max M5）を用いて測定した．標準物質には，抗酸化物質である Trolox を用いて検量線を作成し，DPPH の退色率から試料の抗酸化能を Trolox 当量として換算した．
2.7 活性酸素吸収能(ORAC)の測定
ORAC は，国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構食品総合研究所の H-ORAC 分析法標準作業
手順書 11) に従い，蛍光マイクロプレートリーダー（TECAN，Infinite 200 PRO）を用いて測定した．試料溶液および標準物質の Trolox は，リン酸緩衝液で適宜希釈した．96 穴マイクロプレートにブランク（リン酸緩衝液），試料溶液，標準物質 35 μL を分注し，各ウェ
ルに 100.7 nM Fluoresein sodium salt 溶液 115 μL を加えた．10 分間のプレインキュベーション後，31.7 mM 2,2’-azobis (2-amidinopropane) hydrochloride 50 μL を加え，撹拌後，蛍光強度を測定した．ORAC 値は，蛍光強度の減衰曲線下面積を算出し，検量線から Trolox 相当量として表した．蛍光マイクロプレートリーダーにおける測定条件は表 3 のとおりである．
３．結果および考察
3.1 レンコン皮の乾燥歩留り
表 4 にレンコン皮の乾燥歩留りを示す．その結果，乾燥前に洗浄処理を行なっていない試料 A と B に比べて，洗浄処理を行なった試料 C では，乾燥歩留りがやや高い傾向が認められた．食品工場から回収直後の皮は，水分を多量に含んでいるが，試料 C は，浄水による洗浄後にザルで水切りをしたために，乾燥前の重量

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表 3 ORAC 測定条件
項目

条件

励起波長485 nm

蛍光波長535 nm

測定間隔2分

測定時間

90 分

測定回数

46 回

恒温器

37℃

表 4 レンコン皮の熱風乾燥による歩留り
試料（回収日）A(2016.10.21)

B(2016.10.26)

C(2016.11.16)

乾燥前
重量

乾燥後
重量

乾燥
歩留り

13 kg

2.2 kg16.9 %

13 kg

2.1kg

16.2 %

16 kg

3.0 kg18.8 %

が他の 2 ロットに比べて若干目減りした可能性が考えられた．
3.2 熱風乾燥粉末の水分含量および微生物数
表 5 にレンコン皮熱風乾燥粉末の水分含量，一般生菌数および真菌数を示す．皮熱風乾燥粉末の水分含量は，同じ乾燥条件で乾燥した試料 A と C はほぼ同じ水分含量であったが，A と C よりも低温で乾燥した試料
B では、やや高い水分含量を示した．しかし，乾燥粉末の品質上，問題のないレベルであった．
一般細菌数は、試料 A に比べて，低温で乾燥した試料 B の方が約 8 倍高い菌数を示した．洗浄処理した試料 C は，洗浄処理をしなかった試料 A と B に比べて，顕著に低い値を示した．真菌数については，試料 A とC に比べて，試料 B でやや高い値を示した．したがって，乾燥前の洗浄処理工程が微生物数の低下に有効であることが示され，乾燥温度についても，乾球温度 55℃より 70℃で微生物数を抑制できる可能性が認められた．
3.3 熱風乾燥粉末の TP 量および PA 量
表 6 にレンコン皮熱風乾燥粉末の TP 量および PA 量を示す．その結果，TP 量は，洗浄処理をしなかった試料 A と B に比べて，洗浄処理した試料 C で高値を示した．PA 量についても，TP 量と同様の傾向を示し，洗浄処理した試料 C が最も高い値であった．また，データには示していないが，試料 C と同一ロットで調製した凍結乾燥粉末（非加熱）の TP 量は，熱風乾燥粉末に－ 51 －

平成 28 年度

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表 7 皮熱風乾燥粉末の抗酸化活性

表 5 皮熱風乾燥粉末の水分含量および微生物数
試料
（回収日）

A
(2016.10.21)

B(2016.10.26)

C(2016.11.16)

水分含量

一般生菌数

真菌数

3.1 %

1.2×105

＜200

5.0 %

9.8×105

2.6×103

3.0 %

800

＜200

微生物数（CFU/g 粉末）

試料

DPPH 消去活性

ORAC 値（回収日）（µmol /g TE）（µmol /g TE）

263±8.04

256±11.5295±1.23299±7.17317±8.79326±6.45

A(2016.10.21)

B(2016.10.26)

C(2016.11.16)(CFU：Colony Forming Unit)(TE：Trolox 当量，平均±標準偏差，n=3)

表 6 皮熱風乾燥粉末の TP 量および PA 量
試料

TP 量

PA 量

（回収日）

（mg / g CAE）

（mg / g CAE）

35.9±0.81

28.9±2.49

A(2016.10.21)

B(2016.10.26)

C(2016.11.16)

41.3±1.96

38.2±0.55

45.8±1.27

41.9±0.50

表 8 レンコン皮熱風乾燥粉末のポリフェノール類と抗酸化活性の相関係数
TP 量

PA 量

DPPH

TP 量

1

PA 量

0.918

1DPPH

0.970

0.958

1ORAC

0.961

0.960

0.973

ORAC1

(ピアソンの相関係数，p<0.05)(CAE：カテキン当量，平均±標準偏差，n=3)
比べて，9.6％高い値を示した．したがって，レンコンの皮は，洗浄処理や 70℃以下の熱風乾燥ではポリフェノールの損失は少なく，むしろロットによる含量差の方が大きい可能性が考えられた．
3.4 熱風乾燥粉末の抗酸化活性
表 7 にレンコン皮熱風乾燥粉末の抗酸化活性を測定した結果を示す．その結果，DPPH ラジカル消去活性は，洗浄処理をしなかった試料 A と B に比べて，洗浄処理した試料 C で高い活性を示した．ORAC 値についても，DPPH ラジカル消去活性と同様の傾向を示し，試料 C で最も高値を示した．
また，ポリフェノール類および抗酸化活性の値について相関関係を調べたところ，抗酸化活性は，TP 量および PA 量と非常に高い正の相関が認められた（表 8）．
レンコン皮の抗酸化活性は，ポリフェノール類の寄与率が高いことが示された．
４．おわりに
本研究では，可食部よりも 2～3 倍ポリフェノールを多く含むレンコン皮を有効利用するために，皮の熱風乾燥条件および乾燥前の洗浄工程が微生物数，ポリフェール類の含量および抗酸化活性に及ぼす影響について検討した．その結果，乾燥温度については，低温乾燥に比べて，温度を高めに設定した方が最終的な乾燥粉末の微生物を低下できることが認められた．また，乾燥前に浄水による洗浄処理を行うことで，より顕著に微生物数が低下できる可能性が示された．
ポリフェノール類の含量および抗酸化活性について
は，洗浄処理や熱風乾燥温度条件による著しい低下は認められなかった．しかし，ロット間による差が大きい可能性が考えられたため，今後は，同一ロットを用いて，洗浄条件や乾燥温度条件を比較する必要があると思われた．
以上のことから，本研究で得られた結果を総括すると，レンコン皮熱風乾燥粉末を機能性ポリフェノールの原料として利用する場合，皮の乾燥温度は，55℃より 70℃で微生物数を低減でき，特に乾燥前の洗浄処理が有効であることが示された．
最後に，本研究は，独立行政法人日本学術振興会科学研究費助成事業（課題番号 26750035）の助成を受けて実施した．
また，本研究を実施するにあたって使用したマイクロプレートリーダー，紫外可視分光光度計および高速溶媒抽出装置は，電源立地地域対策交付金で導入した．
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