研究開発された技術紹介

ワインの製造過程で生じるブドウ圧搾残渣の有効利用方法ならびに生産加工技術は未確立である。本研究課題では、北海道ワインが保有する「ブドウ圧搾残渣を利用した機能性素材の生産技術」を高度化する。さらに、これまでに当研究グループが見出してきたブドウ圧搾残渣の新規機能性の解析を行い、これらの機能を付与した機能性素材を開発しようとするものである

・ブドウ圧搾残渣を用いた機能性素材の高効率生産技術の確立
-分級プロセスの効率化
＊分級プロセスにおける律速箇所を把握した上で新たな分級工程の開発を行った。
-粉体化技術の最適化
＊果皮及び種子別に粉砕方法の確立を行った。
・ブドウ圧搾残渣を用いた新規機能性素材の研究開発
-制菌作用の評価
＊複数種の菌についての制菌スペクトルの解明及び作用機序の解明を行った。
-腸内細菌および皮膚常在菌への影響評価
＊ブドウ圧搾残渣が、腸内細菌および皮膚常在菌へ及ぼす影響を評価するとともに、それに伴う生理活性を確認した。
-新規機能性物質の同定
＊制菌作用をもたらすポリフェノール成分の特定及び腸内細菌および皮膚常在菌への影響を及ぼす物質を明らかにした。
-新規機能性物質の高効率な抽出技術の確立
＊ナイヤガラ圧搾残渣の果皮および種子中からの高効率なポリフェノール成分抽出条件を検討した。
・試作品の作製
＊現在までに構築した製造工程を利用し、「機能性素材」の試作品を製造した。

・ブドウ圧搾残渣を用いた機能性素材の高効率生産技術の確立
-分級プロセスの効率化
＊新規の分級プロセスを開発し、作業効率を大幅に改善する事で商業的利用が可能となった。
-粉体化技術の最適化
＊果皮種子の混合物だけではなく、果皮及び種子単体における最適粉砕方法を確立させた。
・ブドウ圧搾残渣を用いた新規機能性素材の研究開発
-制菌作用の評価
＊複数種の菌について制菌スペクトルを解明し、その作用は特定のポリフェノールによって強くもたらされることを確認した。
-腸内細菌および皮膚常在菌への影響評価
＊ブドウ圧搾残渣をマウスが経口摂取する事で腸内細菌および皮膚細菌が変化することを明らかにした。またブドウ圧搾残渣をマウスが経口摂食する事で酸化ストレス低減効果を確認した。
-新規機能性物質の同定
＊数十種類のブドウ品種についてポリフェノール原料としてのポテンシャル及びヴィンテージごとの安定性を評価した。
＊強い制菌作用を示す特定のポリフェノールを詳細に解明した。
＊マウスの腸内細菌および皮膚細菌を変化させる物質がポリフェノール群である事を確認した。
-新規機能性物質の高効率な抽出技術の確立
＊ナイヤガラ圧搾残渣中に含まれるポリフェノール成分について抽出挙動のモデル化を行いポリフェノール成分毎の最適抽出条件を導き出した。
・試作品の作製
＊機能性素材原料としてブドウ圧搾残渣乾燥粉末を2種類(果皮粉末・種子粉末)試作、試作した機能性素材に対して安全性試験を含む様々な成分分析を網羅的に実施し原料規格を設定した。

本研究で開発した圧搾残渣の分級工程については、「ブドウ種子果皮分離方法」として特許出願した。新規制菌作用物質については、新規性が高いため現在特許出願準備中であり、知財化の時期と調整しながら、学会および国際学術雑誌への投稿を検討している。ブドウ圧搾残渣の抗ストレス、抗炎症および腸内細菌叢改善効果については、学術的な新規性が高いため、知財化の時期を見極めながら国際学術雑誌へ投稿する予定としている。

圧搾残渣を果皮と種子に分級してから粉末化する事で特定の機能成分をより効率的に集める事が可能となる（抽出を含めて）。経口摂取する事への安全性も確認している事から機能性食品素材としてダイレクトに添加し機能性を付与する事も可能であり、特定成分の抽出物を化粧品に配合する事も可能となる。また制菌作用の機能性を用いれば異業種への応用も可能となる。

開発した素材をもとにサンプルワークを実施し、機能性食品素材や化粧品素材として事業化を検討している。また先述の事業化と並行して制菌作用を活かした商品化への展開も検討している。

今回、ブドウ圧搾残渣を経口摂取する事で腸内細菌叢及び皮膚常在菌叢を変化させることが見出された。腸内細菌叢が変化とともに現在は酸化ストレス低減効果を見い出したが、腸内細菌叢改善効果は多様な健康訴求効果とリンクしているとの報告があることから複合的な機能性訴求効果が期待できるため、様々なヘルスクレームに対応できる商品が開発できる。これは新型コロナウイルスの影響により急速に変化をしている健康トレンドにも対しても柔軟な対応が可能であることが示唆している。

・機能性食品素材としての事業化
-最初に機能性食品素材としての事業化展開を検討している。機能性表示食品の中では健康食品のサプリメントがその多くを占めており、本開発品は直接配合を目論んでいる事から市場ニーズに合致した素材である。本開発品を機能性食品素材として、アドバイザー企業をはじめ機能性食品を扱う企業向けに販売することを検討している。
・制菌作用
-直接太陽光があたる箇所への配合、例えば車のシートや壁紙といった資材に配合し自動で制菌・消臭をもたらす機能を付与する展開を検討している。

事業化への課題については、生産技術の確立について効率的な生産技術の目処がついたので現時点で追加研究の必要はないが、付与する機能性については、刻々と変化する市場ニーズや川下企業のニーズについて、市場調査結果等を考慮し自社でエビデンスを取得する機能性の見極めが必要な事である。しかしながら腸内細菌叢改善にリンクした更なる機能性評価や成分分析が見込まれる場合には引続き研究が実施できる体制にある。また本格的な事業化に向けては、既に新たな生産設備の導入検討や、素材の大規模製造展開に向けて委託による製造先の検討が必要である事から川下企業のニーズに合わせた全国展開はまだ検討段階である。

量産設備の導入等が必要になった場合には、各種支援施策等を調査して活用していく事も検討している。また当該製品（ブドウ果皮／種子粉末）は中間的素材のため、BtoCの商品開発を行う場合には川下企業との連携・交渉が重要となる。機能性食品や化粧品の各用途別毎に販売ターゲットを明確にし連携をしていきたい。