茶粕廃棄物による臭気物質の除去および悪臭のマスキング作用に関する検討

• Project/Area Number: 22K13620
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 08030:Family and consumer sciences, and culture and living-related
• Research Institution: Kindai University
• Principal Investigator: 中村 武浩 近畿大学, 薬学部, 助教 (60803773)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
• Keywords: 茶粕廃棄物 / 臭気物質の除去 / 茶粕 / 臭気改善 / マスキング / 吸着除去

Outline of Research at the Start

茶系飲料は世界的にも消費量が多い飲料種であるが，その消費に伴って膨大な量の茶粕が産業廃棄物として捨てられている。茶粕は腐敗が進行しやすく，現行のリサイクル方法ではほとんどを処理できていない。材料化やエネルギー化などの技術も存在するが，機器設備やコストの問題から広く普及はしていない。本研究では，当該領域でほとんど活用されていない「有機金属錯体の反応理論」を応用し，悪臭物質の除去と減臭作用をもたらす「リサイクル資源」として，茶粕廃棄物を低コストで活用する再資源化技術を検討する。

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題「茶粕廃棄物による臭気物質の除去および悪臭のマスキング作用に関する検討」における臭気物質の除去効果は，茶粕廃棄物に含まれている有機質成分の多寡に大きく依存すると考えている。そのため，初めの検討項目として茶粕の有効成分を量的に解析することを実施計画に含めている。用いる茶種は5分類21種（紅茶6種，緑茶4種，烏龍茶4種，ハーブ茶2種，健康茶5種）としていたが，先攻的に実施・報告した研究結果より（Chemical and Pharmaceutical Bulletin, 70, 254-260, 2022），水中の有害物質の吸着除去機構の解析に特に有用と考えられた10種（Assam, Kenya, Brown rice, Sencha, Pu-erh, Nacrissus, Rooibos, Rose hip, Barley, Mate）に絞り，その組み合わせから有効成分の解析に着手した。各茶粕から抽出した試料を高速液体クロマトグラフィー（HPLC）により解析し，クロロフィル，カテキン類（エピガロカテキン，エピガロカテキンガレート，エピカテキン，エピカテキンガレート），カフェイン，没食子酸の成分量を測定した。カテキン類およびクロロフィルは緑茶に多く，没食子酸は紅茶および烏龍茶に多く含まれていた。これら実数値のデータおよびその比較は，除去性能との相関性を評価する上で重要となる。今後は，茶粕の物理化学的性質として含有金属量や官能基量などを調査するとともに，臭気物質の除去性能についても検討を行う。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究課題の進捗状況はおおぬめ順調に進展しているといえる。研究実績の概要にも示した通り，研究計画の第一項目である茶粕中の有機質成分の量的な解析を概ね終えているためである。一方，当初の想定である21種類の茶粕から10種類に絞って解析を進めているため，今後の研究結果次第では解析を行う種類を増やす必要がある可能性を考慮している。また，解析項目として，有機質成分だけでなく，比表面積や細孔容積といった物理的な性質についても調査することで，臭気成分の除去に有効なパラメーターの解析が詳細に行える可能性が高い。今後はこれらの追加の検討項目を考慮しながら，臭気成分の除去性能について具体的に調査を行う予定である。

Strategy for Future Research Activity

本研究課題の今後の推進方策としては，当初の計画に沿う形で調査を進めると共に，得られた結果から必要な実験の過不足を調節することである。初年度では基礎的な化学的および物理的な特性に関するデータを収集し，中間年度では性能評価を中心的に行う。最終年度ではそれらの科学的なメカニズムの解析と，実用化を志向した検討を行うことで，本研究課題の目的達成を目指す。