ニンジンジュースの製造・貯蔵における収量・品質に 及ぼす電気原形質分離とマイクロ波加熱の影響

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（Yield and Quality Effects of Electroplasmolysis and Microwave Applications on Carrot

  Juice Production and Storage）

た。各種の加熱処理したニンジンジュースを４℃

で４カ月間貯蔵し，１カ月毎に品質変化を検討し た。

 結果

 電圧20〜60V，処理時間30〜90秒の電気原形 質分離（EP）処理により得られたデータを応答 曲面法（RSM）を適用し，収率が最大となるよ う統計処理した。その結果，最適EP処理条件と して電位勾配22.2V/cm，処理時間60秒間が得 られ，この条件を適用した。マイクロ波（MW）

加熱においては，出力540W,  720W,  900W，流 速90〜287mL/minで検討した結果，ペクチンメ チルエステラーゼ活性（PME）が最小となる条 件 と し て は， 出 力900W， 流 速90mL/min，加 熱時間は４分間であり，MW加熱後のニンジン ジュースの出口温度は99℃であった。EP処理，

MW加 熱， 加 熱 殺 菌（PAS），EP＋MW，EP＋

PASの処理方法の違いによる品質特性，４℃貯 蔵期間中における品質特性を検討した。

 電気原形質分離（EP）の収率に及ぼす影響   ジ ュ ー ス 収 率 は， コ ン ト ロ ー ル で は50.90±

1.50％であったが，EP処理ではコントロールよ りも収率が9.7％増加し55.84±1.41％であった。

これまで，野菜ジュースにEP処理を適用した報 告は見当たらない。リンゴジュースではEP処理 の適用により収率が1.5〜4.5％増加し，ゴール デンデリシャスリンゴでは収率が4.39〜6.95％

増加し，ブドウジュースでは0.5〜２％増加した。

オ レ ン ジ ジ ュ ー ス で はEP処 理 に よ り 収 率 が 8.74％増加した。これらのことから，EP処理は 細胞の浸透性に影響を与えるため，抽出効率が向 上した。

 ニンジンジュ−ス貯蔵中の品質に 及ぼす電気的方法の影響

 コントロールとEP処理した果汁 中のペクチンメチルエステラーゼ

（PME） 活 性 は， そ れ ぞ れ8.24，

14.38μmol/min/mLで あ っ た（ 第 １ 表 ）。PAS加 熱 で は，1.98μmol/

min/mL  のPME活 性 が 残 存 し た が，MW加熱では完全に失活した。

電気的方法を組み合わせた場合の酵素活性は，

EP+MWで は2.18μmol/min/mL，EP+PASの 場合では2.03μmol/min/mLであった。

 EP処理を組み合わせた試料では，高い酵素活 性が残存した。EP処理は植物組織に影響を与え ることから酵素活性を高め，加熱処理後も不活化 しにくかったものと推察される。PME活性は１ カ月，２カ月貯蔵後には減少し，３カ月以降は残 存しなかった。

 ト マ ト で は，36V/cm交 流 電 場 で80秒 間  EP 処理後，98℃加熱するとPME活性は完全失活し，

48V/cm交 流 電 場 で ５ 秒 間 のEP処 理，36V/cm 交流電場で5,  10,  15,  30秒間のEP処理では，無 処理よりも活性が増加することが報告されている。

このことは，電場処理と加熱処理により，PME が活性化されたり，あるいは結合型PMEから可 溶型PMEへの変換割合が失活よりも大きいもの と考えられた。

 ニンジンジュースにおいて，25kV/cm,  200μs,  １Hzの パ ル ス 電 場（PEF） 処 理 に よ り37.35%

のPMEが失活し，オレンジ−ニンジン混合ジュ ースでは，25kV/cm,  340μs,  63℃のPEF処理に より79%のPMEが失活したとの報告がある。

 オレンジジュースにおけるPME失活 の D^{6 0}値

（ 6 0 ℃ で P M E 活 性 が１/10と な る 時 間 ） やZ 値（D値を１/10にする温度差）は，MW加熱では D60=7.37秒，Z＝13.4℃，加熱処理ではD60=154秒，

Z＝17.6℃であったと報告されている。

 ニンジンジュース貯蔵中における全ペクチン量

（無水ガラクチュロン酸に換算）を測定した。

EP処理では，細胞膜の分解が要因となりペクチ

第１表 貯蔵期間中における PME 活性（μmol/min/mL）の変化 月

サンプル 0 1 2 3 4

Control 8.24 EP 14.38

MW 0.00^1,a 0.33^b 0.00^a 0.00^a 0.00^a PAS 1.98^2,c 0.25^b 0.10^a,b 0.00^a 0.00^a EP＋MW 2.18^3,d 0.38^b 0.17^b 0.00^a 0.00^a EP＋PAS 2.03^2,c 0.35^b 0.11^a 0.00^a 0.00^a    １〜 3 の異なる数値は有意差有り（p ＜ 0.05）

   同一行における異なるアルファベットは有意差有り（p ＜ 0.05）

ン 含 量 は コ ン ト ロ ー ル に 比 べ 13.07%増加し，統計的に有意差が 認められた（P<0.05）。加熱処理後 の ペ ク チ ン 含 量 は，EP+MWで 一 層増加した。４カ月貯蔵後における ペ ク チ ン 含 量 はEP+PASで 最 小 で あった。

  オ レ ン ジ ジ ュ ー ス で はEP処 理

（27V/cm,  10秒）によりペクチン が18.3％増加するとの報告がある。

トマトの交流電界加熱では，36V/cm,  8 0 秒 間 の 処 理 に よ り P M E は 完 全 失 活 し ，108V/cm,  12秒 間 の 処 理 で は ペ ク チ ン 含 量は3.56±0.04％

であった。全体としては，2.89±0.02％のペクチ ン含量であり，75％以上のPME活性が失活した との報告がある。450nmの吸光度から求めた全 カロテノイド含量（分子吸光係数は2505を適用）

を第２表にまとめた。電気的処理によりジュー スへのカロテノイドの移行が増加し，βカロテ ン 含 量 は コ ン ト ロ ー ル で は6.90mg/Lであるが EP処理では11.74mg/Lと増加した。組み合わせ 処理での最高値は，EP+MWの10.87  mg/Lであ った。通常の加熱殺菌では49.42％のロスがあっ たが，MW加熱でのロスは15.36％と少なかった。

このことは，機能性成分の最終製品への移行に MW加熱が有効であるとするこれまでの報告と一 致した。加熱処理によりカロテノイド含量が減少 するとの多くの報告があり，90℃，30秒の加熱 処理により6.25ppm  から5.70  ppmに減少した との報告もある。オレンジジュースでは95〜105

℃，10秒間の加熱によりカロテノイド含量は13

％減少したと報告されている。

 ３カ月の貯蔵期間中に，カロテノ イド含量の増加が認められ，βカロ テンの異性化がその一つの要因と 推察された。10週間貯蔵したトマ トジュースでも，同様の増加が報 告 さ れ て い る。PEF処 理（35kV/

cm）したトマトジュースでは，貯 蔵４週，６週で増加した。これらの 報告において，増加の原因はカロテ

ノイドの異性化であるとしている。通常の加熱 殺菌（90℃，90秒）したオレンジジュースでは 4.5℃，７週間貯蔵後にはカロテノイド含量が6.65

％減少した。ニンジンジュースで100℃，30分加 熱処理後に148.03μg/mLであったカロテン含量 は２カ月貯蔵後に一旦増加した後，減少したとの 報告もある。本実験でも同様な結果が得られてお り，３カ月間βカロテン含量は増加し，その後減 少した。

 コントロールとEP処理の全フェノール含量は，

そ れ ぞ れ166.73，203.30mg/Lで あ り， 統 計 的 に有意な差が認められた（P<0.05）。EP処理に よ り 果 汁 へ の フ ェ ノ ー ル の 移 行 が 有 意 に 増 加

（21.93％）し，栄養上の価値が増加した。加熱 処理後，最も多く増加したのはEP＋MWであり 184.47 mg/L（P<0.05，10.63%増 加 ），最 小 は PASの146.66  mg/L（P<0.05） で あ っ た。 フ ェ ノール含量は１カ月貯蔵後に減少し，貯蔵２カ月 以降はさらに減少した。電気処理したものは通常 の加熱処理したものよりも，貯蔵中における全フ ェノールの減少は抑制された。

第３表 貯蔵期間中における抗酸化活性（トロロックス当量 /mL）の変化 月

サンプル 0 1 2 3 4

Control 23.2

EP 25.72

MW 39.94^3,c 19.91^b 18.18^b 11.09^a 8.42^a PAS 13.80^2,a,b 18.48^c 20.16^c 14.57^b 12.30^a EP＋MW 37.38^4,b 34.29^b 31.46^b 15.26^a 16.01^a EP＋PAS 16.01^1,b 18.99^c 17.86^b,c 10.33^a 8.98^a    １〜４の異なる数値は有意差有り（p ＜ 0.05）

   同一行における異なるアルファベットは有意差有り（p ＜ 0.05）

第２表 貯蔵期間中における全カロテノイド量（mg/L，β カロテン）の変化 月

サンプル 0 1 2 3 4

Control 253.38

EP 286.52

MW 232.04^1,b 351.71^c 479.63^e 394.83^d 208.04^a PAS 258.13^4,a 337.58^b 562.23^e 438.67^d 382.33^c EP＋MW 444.46^3,e 390.13^c 377.67^b 306.08^a 393.63^d EP＋PAS 359.21^2,d 327.67^b 404.92^e 343.04^c 325.88^a    １〜４の異なる数値は有意差有り（p ＜ 0.05）

   同一行における異なるアルファベットは有意差有り（p ＜ 0.05）

 すり潰しリンゴのMW加熱において，処理温 度が上昇すると，ジュース中の全フェノール含量 と全フラボノイド含量は増加したとの報告があり，

フジでは全フェノール含量は41mg/Lにまで，マ ッキントシュでは65mg/Lにまで増加した。グレ ープジュースでは，75V/cm，70℃の電気処理に よ り 全 フ ェ ノ ー ル 含 量 は3,672か ら4,702mg/L に増加したとの報告がある。

 抗酸化能の変化を第３表に示した。コントロー ルとEP処理ニンジンジュースの抗酸化能は，そ れ ぞ れ １mLあ た り23.20，25.72ト ロ ロ ッ ク ス 当量であった。EP処理により抗酸化能を示すカ ロテノイドやフェノール化合物が果汁に移行した ため，増加した。加熱処理後，最大の抗酸化能は MW処理の場合であり，39.94トロロックス当量 /mLであった。他のグループよりもPASでの損 失が大きかった。ニンジンジュースでは，加熱処 理 が 抗 酸 化 能 に 及 ぼ す 影 響 は， 有 意 な 差（P 

<0.05）が認められた。貯蔵中にフェノール含量 が減少することから，抗酸化能も貯蔵中に減少し た。４カ月貯蔵後における減少割合は，MW加 熱よりもEP+MWにおいてより少なかった。高 い抗酸化能を示す点においては，従来の加熱に代 わる手法としてEP+MWが適している。

 コ ン ト ロ ー ル と E P 処 理 の ブ リ ッ ク ス 値

（20 ℃） は， そ れ ぞ れ7.4 ％，8.6%で あ り，EP 処 理 に よ り 可 溶 性 固 形 分 が 増 加 し た。MWと EP+MWでは，同じ8.6％であった。貯蔵中の可 溶性ペクチンの変化に伴い，ブリックス値も変化 した。

 ニンジンジュースのコントロールとEP処理の 滴定酸度は，それぞれ0.83%（クエン酸酸度）

と1.09%であり，EP処理により果汁へのイオン の移行が促進され酸度が増加した。３カ月貯蔵後 に一次的に酸度が微増したが，これはペクチンの 分解によりガラクチュロン酸が生じたためと思わ れる。加熱処理間における酸度の相違は認められ なかった。

 リンゴジュースでは，83℃，30秒間加熱処理 し た も の が 0 . 3 6 ± 0 . 1 1 で あ っ た が ， M W 加 熱

（900W，40秒 ） し た も の は0.40±0.15に 増 加

したと報告されている。オレンジとニンジンのブ レンドジュースでは，コントロールにおける酸度 は0.568%であったが，PEF処理，通常の加熱殺 菌では酸度が，それぞれ0.626%，0.599%と上昇 したとの報告がある。

 L*a*b*表色系における２色間の直線距離を示 す Δ E 値 は ， そ れ ぞ れ M W 加 熱 と P A S で は 10.63と10.30で あ り，EP+MWとEP+PASで は8.98と8.56で あ り，MW加 熱 とPASの 加 熱 処理間では顕著な相違は認められなかった。コン ト ロ ー ル と 比 較 し てEP処 理 のΔE値 は0.65で あることから，加熱処理により色調が大きく変化 した。いずれの処理においても，貯蔵中のΔE値 は減少した。オレンジジュースでも同様な結果が 報告されており，a*値増加（緑が減り，より赤 くなる）の原因としてはフェノールの酸化あるい は褐変反応と推察されている。また，ニンジンジ ュース貯蔵中のb*値減少（黄色が減り，より青 くなる）はβカロテンの減少が要因であるとの報 告もある。

 結論

  電 気 原 形 質 分 離（EP） 処 理 と マ イ ク ロ 波

（MW）加熱がニンジンジュースの収率と品質に 及ぼす影響を明らかにした。EP処理では収率が 顕著に増加（9.49%）した。ニンジンジュースの ペクチンメチルエステラーゼ活性は，MW加熱 により通常の加熱処理よりも迅速，かつ完全に失 活した。EP処理は細胞膜を破壊することから，

ペクチン含量とβカロテン含量が増加した。最大 の カ ロ テ ン 含 量 はEP+MWで 認 め ら れ た。EP 処理によりフェノール含量も増加し，加熱工程で のフェノール含量の低下も少ないことから，抗酸 化能を増強するための改良法となり得る。EP処 理により，ブリックス値や酸度も増加した。これ らの結果，製造ラインに適応しやすいドラム型 EP装置を使用すれば，ニンジンジュースの品質 や収率の向上が可能である。従来の加熱殺菌よ り もEP処 理 やMW加 熱 の 電 気 処 理 の 方 が， ニ ンジンジュース貯蔵中の品質特性が長く保持され

た。  （林 清）