研究者らが、遊離酸度を測定するより簡単で安価な手法を開発した

この新しい手法は、スマートフォンと従来の方法よりも少ない試薬を必要とし、他の重要な分析にも応用できる可能性がある。

ブラジルの研究者らが、オリーブオイルやその他の食用油の遊離酸度を測定する新しい手法を開発した。

『Food Chemistry』誌に掲載されたこの研究結果によると、この新しい手法を採用することで、使用する化学薬品の量を 90% 削減でき、費用対効果が高く、より正確で実施も簡単になる可能性があることが示されています。

このアプローチは、よりクリーンで迅速な手法の開発に向けた動きを象徴しており、生産者と消費者の双方に利益をもたらすものである。― クレイトン・アントニオ・ヌネス（ラヴラス連邦大学研究員）

オリーブオイル業界において、遊離酸度の測定は不可欠である。国際オリーブ評議会（IOC）の取引基準では、エクストラバージンオリーブオイルの遊離酸度の上限を0.8％と定めている。バージンオリーブオイルの遊離酸度は2％以下でなければならない。

「高品質で保存状態の良いオリーブから作られたオリーブオイルは酸度が低い傾向にありますが、必ずしも官能特性が優れているとは限りません」と、本研究の共著者であり、ブラジルのラヴラス連邦大学の食品科学研究者であるクレイトン・アントニオ・ヌネス氏は『Olive Oil Times』に語った。

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「酸度が低いというだけでは、良質な植物油であることを証明するものではありません」と彼は付け加えた。「酸度は製品の官能的特性ではなく、あくまで化学的な指標に過ぎないのです」

研究者らは、IOCが採用している従来の方法である容積法によるアルカリ滴定を用いて、同じ食用油サンプルから得られた結果と比較することで、この新しい手法の妥当性を検証し、改良を図った。この手順は単純で、酸度を引き起こす脂肪酸との化学反応を利用しています。

「試薬を添加すると、混合液の色が無色からピンク色に変化することで、反応が完了したことが示されます」とヌネス氏は述べた。「その後、色が変化するまでに消費されたこの試薬の体積を用いて、遊離酸度を測定します。」

実験室で行われる従来の方法では、通常、1サンプルあたり約20分を要する。

「従来の方法の利点は、分析の複雑さが低いことです。つまり、高価で高度な機器や大規模な実験室設備を必要としないということです」とヌネス氏は述べた。

「その一方で、混合液が変色する時点、滴定の終点、そしてその時点に到達するために消費される試薬の量を決定する分析者の経験は、分析の信頼性を確保するために極めて重要です」と彼は付け加えた。「したがって、十分な訓練を受けた分析者がいることが重要だ」

ヌネス氏によると、従来の方法では化学薬品の需要が極めて多いため、コストが高騰し、大量の化学薬品廃棄物が発生し、潜在的な環境リスクをもたらしている。

本研究で提案された代替手法では、油中の遊離酸と反応して変色する試薬を用いる。「遊離酸の含有量が高いほど、発色も鮮やかになる」とヌネス氏は述べた。

その後、着色された溶液をスマートフォンで撮影し、アプリが色の濃さを分析して数値データに変換する。

「このデータは数学モデルに適用され、油の遊離酸度を算出します。つまり、デジタル画像色度測定を基礎的な手法として採用しているのです」とヌネス氏は述べた。

デジタル画像測色は、デジタル画像から数値的な色情報を導き出す分析手法です。この情報は、数学的モデルを用いて、関心のある特定の値と相関付けることができます。

「人間の視覚的判断に依存する滴定とは対照的に、私たちが提案する手法はアプリを使用して色をデジタル的に測定するため、測定の精度が向上します」とヌネス氏は述べています。

従来の方法による結果と比較したところ、この新しい手法による結果は極めて良好な一致を示した。「デジタル画像測色法によって得られたデータと、滴定分析によるデータとの間に、顕著な相関関係が認められました」とヌネス氏は述べた。

「我々が開発した手法では、必要な試料と試薬の量が従来の方法に比べて約90％削減されていますが、さらに削減できると考えています」と彼は付け加えた。

この新しい研究は、実用的なアプリケーションを開発するための基礎を築くものである。「私たちの目標は、スマートフォンのカメラとアプリケーションを利用して色データを取得・処理することで、分析を効率化することです」とヌネス氏は述べ、試料の前処理や結果の解釈には、依然として最小限の実験室設備と熟練した分析者が不可欠であることを強調した。

ヌネス氏は、分析者が試験を実施し、専用アプリを通じて結果を取得するために必要な試薬を含む、使いやすいキットを近いうちに提供できる可能性を想定している。

また、研究チームは、過酸化物価の測定など、オリーブオイルやその他の食用油に関するその他の重要な分析にも、デジタル画像測色技術を応用しています。

ヌネス氏は、オリーブオイルやバナナ、その他の果物の品質や成熟度を評価する上で、こうした数値の重要性を指摘しています。

「このアプローチ（デジタル画像測色法関連）は、よりクリーンで迅速な手法の開発に向けた一歩であり、生産者と消費者の双方にメリットをもたらします」とヌネス氏は述べています。

今後の研究では、さまざまなスマートフォンブランド、設定、カメラの品質など、さまざまな条件下におけるこの新しい遊離酸度測定法の堅牢性を評価することを目指している。

「一部のデジタル画像測色法に基づく手法については、専用のアプリを作成することで、分析を簡素化し、さらに自動化できる可能性があります」とヌネス氏は述べています。「高品質な最終成果物を提供するためには、学際的なチームとの連携が不可欠となるでしょう。」

『Journal of Food Composition and Analysis』