金属イオンを配位させた使用済みコーヒーかす由来フィルムが多機能な食品保存を実現
最近、中国熱帯農業科学院（CATAS）加工研究所の熱帯作物原産加工チームは、コーヒーかすを原料としたフィルムの構造・特性および食品保存機能に対する金属イオンの制御メカニズムを体系的に解明し、コーヒーかすの高価値利用と生分解性食品包装材料の開発に新たなアイデアを提供した。
コーヒー産業の主要な副産物である抽出済みコーヒー豆かすは、毎年世界中で大量に発生しますが、その大部分は廃棄物として埋立処理されており、水汚染やメタン排出などの環境問題を容易に引き起こしています。なお、抽出済みコーヒー豆かすには、炭水化物、リグニン、タンパク質、脂質などの成分が含まれており、まだ十分に活用されていないバイオマス資源となっています。
本研究では、廃棄コーヒー豆を原料として、優れた耐水性、抗菌性、UVバリア性および難燃性を備えた多機能な食品包装フィルムを、イオン液体による溶解と金属イオン溶液による再生手法を用いて調製に成功した。さらに、金属イオンの配位によるフィルム構造、機械的特性および機能特性の調節メカニズムを明らかにした。
结果表明、金属イオンと多糖のヒドロキシ基との間に形成された安定な配位架橋構造が、もともと水によって破壊されやすかった水素結合ネットワークを置き換え、フィルムの表面疎水性を大幅に高め、湿潤状態での機械特性を著しく向上させ、低密度ポリエチレンに匹敵する水蒸気バリア性能を実現した。また、特定金属イオンは、フィルムに紫外線遮蔽、殺菌および自己消火型の難燃性などの機能を付与した。
すべての金属イオン配位フィルムは、自然土壌中で40日以内に完全生分解が可能であった。イチゴの保存試験では、従来のプラスチック製クリングフィルムと比較して、亜鉛イオン配位フィルムで包装したイチゴは腐敗率が最も低く、重量減少率と軟化度が有意に低下し、保存期間が大幅に延長された。研究結果は、Food Chemistry: Xに、食品保存に向けた持続可能かつ多機能な金属イオン配位コーヒーかすフィルムというタイトルで掲載された。
Zhang Shaokai氏（中国熱帯農業科学院加工研究所助理研究員）は論文の筆頭著者であり、研究員のSheng Zhanwu氏、Lin Lijing氏、Liu Yijun氏は共同責任著者である。本研究は、国家重点研究開発プログラム、中央公益性研究機関基礎研究業務費、中国熱帯農業科学院国家熱帯農業科学センター科学技術イノベーションチームなどのプロジェクトにより助成された。論文リンク：https://doi.org/10.1016/j.fochx.2026.103737
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