オリーブ種子エキスが、持続可能な食品包装において有望視されている
イタリアの研究者らが、オリーブの種エキスを配合した食品用包装フィルムを開発し、実験室での試験において、肉の酸化を30％近く抑制することに成功した。
イタリア国立計量研究所（INRiM）による研究で、オリーブオイル生産の副産物から回収されたオリーブ種子エキスを添加した食品包装フィルムが、強力な抗酸化作用を示すことが明らかになった。
10日間の保存後、オリーブ種子抽出物を配合したフィルムは
対照群の包装と比較して劣化を30％近く抑制した。–
研究者らは、環境に優しいエタノールベースの抽出プロセスを用いて、食品の保存期間を延長すると同時に、オリーブオイル産業の廃棄物に新たな用途を創出できる機能性包装材を開発した。
「この研究は循環型経済の原則に基づいており、産業廃棄物、特にオリーブ搾りかす、オリーブの種、葉など、オリーブオイルの生産チェーン全体で発生する廃棄物に新たな命を吹き込むことを目的としています」 と、INRiMの「One Healthのための物理化学（ML-03）」部門の研究者であり、本研究の共著者であるコンソラート・スキアヴォーネ氏は述べた。
「世界のオリーブオイル業界では年間約1,200万トンの環境に配慮していない廃棄物が発生しているため、科学界や業界の関係者は、これらの物質を再利用するための新しく持続可能な戦略の構築に向けて動き出しています。」
オリーブオイルの副産物の抗酸化特性や食品包装への利用可能性はすでに確立されているものの、食品の保存期間を延長する上でのその有効性については、まだ十分に解明されていない。INRiMの研究者たちは、機能性包装フィルムを開発・試験することで、この知見の空白を埋めることを目指した。
このプロジェクトは、オリーブオイル副産物のサンプルを提供したミラノの「Innovhub SSI Stazioni Sperimentali per l’Industria」との共同で実施された。
「我々は基本的に、この廃棄物から抗酸化物質や抗菌性化合物、具体的にはポリフェノールを抽出し、それらを包装材料に組み込むことを目指しました」とスキアヴォーネ氏は述べた。「そこで、食品用グレードの酢酸セルロースフィルムを選び、ミートパティなどの食品の劣化を遅らせる効果を検証しました。」
第1段階として、研究者らはオリーブの種、葉、搾りかすについて、抗菌性および抗酸化性を分析した。DPPH（2,2-ジフェニル-1-ピクリルヒドラジル）を用いた比色試験の結果、オリーブの種抽出物が最も高い抗酸化活性を示すことが判明した。
続いて研究者らは、この抽出物を食品用樹脂に配合し、酢酸セルロースフィルムにコーティングして、機能性包装材料を製造した。
また、研究者らは、より小さなフィルム試料を用いて、これら3種類の副産物抽出物の抗酸化性能を比較した。DPPH試験の結果、再びオリーブ種子抽出物が最も効果的であることが判明したため、研究チームは抽出物を5％含有する包装フィルムにこれを採用することにした。
実際の食品保存環境に近い条件下での性能を評価するため、研究者らは脂肪分50％の牛ひき肉10グラムのサンプルを用いてフィルムの試験を行った。
実験室での試験において、オリーブ種子エキスが酸化を遅らせ、食品の保存期間を延長する能力を評価するため、包装フィルムで密封された牛肉のサンプル。
「脂肪分が高いほど酸化が促進されるため、この種の研究には特に有用です」とスキアヴォーネ氏は説明した。 「私たちの目的は、長期にわたって肉が劣化するのにどれくらいの時間がかかるかを特定することではなく、加速条件下での保存期間を推定することでした。この種の『加速保存期間試験』は、スーパーマーケットの冷蔵陳列棚などに見られる実際の保存条件を模擬し、私たちのアプローチが何らかの改善をもたらすかどうかを判断するためのものです。」
研究者らは、ミニチュアビーフパティを2層の包装フィルムの間に挟み、3つの構成で試験を行った。すなわち、未処理のフィルム、対照用抗酸化物質として没食子酸を含むフィルム、そしてオリーブの種エキスを配合したフィルムである。
研究者らは、保存開始0日目、4日目、7日目、10日目に、チオバルビツール酸反応性物質（TBARS）試験を用いて、肉中の脂質酸化を測定した。
「試験は、酸化の影響を最も受けやすい化合物である脂肪酸について、肉サンプルから抽出した後に実施したほか、肉そのものについても実施しました」とスキアヴォーネ氏は説明した。
「その結果、オリーブ種子エキスで処理した包装は酸化を遅らせ、肉全体の劣化を抑制することが明らかになりました。その性能は、未処理の包装と、高い抗酸化効果を実証するために含められた陽性対照との間に位置づけられました。10日間の保存後、オリーブ種子エキスフィルムは、対照包装と比較して劣化を30％近く低減させました。」
また、研究者らは、ダイオードアレイ検出器および高分解能質量分析計を組み合わせた超高性能液体クロマトグラフィー（UHPLC-DAD-HRMS）を用いて、オリーブ種子抽出物中の総バイオフェノール濃度を測定した。
スキアヴォーネ氏は、研究者らがオリーブに含まれるポリフェノールやその他の化合物をすでに広範囲にわたり解析してきたと指摘した。しかし、研究チームはオリーブ種子エキスの化学的プロファイルについて、より詳細な理解を求めていた。
分析の結果、フェノール性アルコール、フェノール酸、フラボノイド、リグナン、セコイリドイド、トリテルペン、およびそれらのグリコシル化誘導体を含む40種類以上のポリフェノール化合物が同定された。
この発見は、オリーブ種子抽出物の複雑な植物化学組成と、抗酸化物質を豊富に含む包装材料のための天然由来の生物活性化合物の供給源としての可能性を浮き彫りにした。
「文献で報告されている他の抗酸化包装システムと比較して、我々のアプローチは構造と用途において大きく異なります」とスキアヴォーネ氏は説明した。
「我々の包装プロトタイプの大きな利点は、有効成分を、機械的特性を変化させることなく、また追加の構造化剤を必要とせずに、すぐに使用可能なセルロース系フィルムに直接組み込める点にある。抽出物は環境負荷の低いエタノールベースの抽出プロセスによって得られるため、このことはシステムの持続可能性をさらに高めるものである。」
研究者らは、環境に優しい代替抽出法の検討や、不要な化合物が食品へ移行する可能性を含め、包装材料の安全性をさらに評価する計画だ。
「今後の研究では、さまざまな環境に優しい抽出プロトコルを試験する予定です」とスキアヴォーネ氏は述べた。「また、包装材から食品への不要な分子の漏出の可能性についても、徹底的な調査を行います。 とはいえ、今回の知見により、規制への準拠を維持しつつ、循環型経済の資源を活用しながら、産業への導入が容易になります。これらの知見は、革新的で持続可能かつ安全な食品包装ソリューションの開発への道を開くと同時に、農業廃棄物や産業廃棄物を高付加価値の素材へと昇華させることにもつながります。」