【GRACEと横浜国立大学など】コーヒー粕から、乾燥重量の52%という高収率ホロセルロースナノファイバーの抽出に成功
CNFの代替として、植物由来の環境にやさしい乳製品、肉製品、ケーキ生地等の食品添加剤や、化粧品等への活用に期待
株式会社GRACE（本社：横浜市西区、代表取締役：沢村優太 以下、GRACE）が横浜国立大学 大学院工学研究院 川村出准教授の研究グループらと進める使用済みコーヒー粕からセルロースナノファイバー（CNF）を抽出する研究のなかで、コーヒー粕の乾燥重量の52%という高収率でホロセルロースナノファイバー（HCNF）を得ることに成功しました。
HCNFは、ヘミセルロースとセルロースのみから構成されるナノ結晶。樹脂やプラスチックの補強材として自動車部材への実装や、増粘・分散安定性として、ボールペンインクや化粧品への応用されているセルロースナノファイバー（CNF）とほぼ同様の性質が確認されており、これまでコーヒー粕から低収率でしか得られなかったCNFの抽出に代わって、より効率的なアップサイクル技術として期待されます。
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研究内容と結果
今回、GRACEと川村教授、環境情報研究院 金井助教らの研究グループは、セルロースと同じ多糖類に分類されるものの、構造の異なるヘミセルロースに着目。GRACEが運営する「UNI COFFEE ROASTERY」などで排出されたコーヒー粕を原料として、コーヒー粕の乾燥重量の約半分を占めるヘミセルロースとセルロースからなるホロセルロースまで処理した後、高圧下物理的な衝撃によって水中で微細化した結果、52%という高収率でHCNFを得ることに成功しました。
HCNFにはコーヒー粕の主要なヘミセルロースであるマンナンが結晶化した状態で含まれており、コーヒー粕由来のHCNFがこれまでに報告のない新しい特徴をもつことが明らかになりました。本研究で高度に微細化されたHCNFは、植物由来の環境にやさしい乳製品、肉製品、ケーキ生地等の食品添加剤や化粧品等への利用が期待されます。
さらにコーヒー粕由来のHCNFを凍結後乾燥させると、発泡スチロールのような形状となり、これに再度水を加え、手で振とう（ハンドシェイク）させると、ナノメートルスケールである30–50 nm幅まで再び分散することも確認されました。凍結乾燥させたHCNFには、ハンドリングが容易であること、保存料フリーで長期的な保存が可能であること、輸送時の容量を飛躍的に少なくできることなどの特長が挙げられます。
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本研究の今後の展望
本研究で得られたHCNFは、コーヒー粕に豊富に含まれる細胞壁成分を効率的に利用した新しいアップサイクル技術であり、今後は高度に微細化され、マンナンを含む他に類をみない構造的特長を活かした食品用乳化安定剤としての利用へ向けたさらなる研究を行ってまいります。
GRACEは「UNI COFFEE ROASTERY」で発生するコーヒー粕の提供、研究支援を継続すると同時に、横浜国立大学、川村研との連携を深め、食品廃棄物由来のHCNFから、付加価値が高く、アップサイクル型の食品用添加物等の抽出化と、それらの将来に向けての実用化を目指すことで、持続可能な開発目標SDGs（Sustainable Development Goals）のゴール12（つくる責任 つかう責任）の達成に貢献し、地域資源を有効に活用する地域循環型経済（ローカル・サーキュラーエコノミー）の構築に寄与してまいります。
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GRACEと横浜国立大学の共同研究契約について
GRACEは2022年11月1日付で横浜国立大学と共同研究契約を締結。同大学院工学研究院 川村出准教授の研究グループとコーヒー粕をはじめ食品廃棄物由来のCNFを活用した新製品開発の共同研究を進めることで合意しております。
＜共同研究契約の内容＞
コーヒー粕をはじめ食品廃棄物由来のセルロースナノファイバーを活用した新製品開発の共同研究
関連URL
PR RIMES「株式会社GRACEが横浜国立大学と共同研究契約を締結」
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UNI COFFEE ROASTERYとは
コーヒーを通して、世の中に感謝する気持ちを育み、その連鎖反応で感謝の総和を増やす社会の実現を目指す横浜発のカフェ&ロースタリー。2020年4月に横浜岡野で１号店をオープンした後、横浜市、鎌倉市で店舗を出店。2022年9月28日には”ハマのシンボル”として活況を呈した「Tycoon（タイクーン）」の跡地に、目の前に広がる海と“みなとみらい”を一望できる オーシャンフロントレストラン「Re : Journal」を開業している。さらに2023年9月には北陸エリア初出店として「UNI COFFEE ROASTERY 石川小松」を、2024年2月には「UNI COFFEE ROASTERY BON BON テラスモール湘南」、同年4月には「UNI COFFEE ROASTERY 川崎市役所」「UNI COFFEE ROASTERY オークウッドホテル麻布」などを展開。2024年7月1日にレストラン業態2店舗目となるステーキ＆シーフードレストラン「Re : Wharf」を横浜赤レンガ倉庫にオープンしている。
株式会社GRACEとは
創業10周年を機にReuse、Rebuild、Refreshの3つの再生をテーマに複数の事業を展開する「再生カンパニー」にリブランディング。2022年11月1日には横浜国立大学とコーヒー粕をはじめ食品廃棄物由来のセルロースナノファイバーを活用した新製品開発の共同研究契約を締結している。
また、2022年9月15日には山梨県・大月市と連携協定を締結、さらに同年11月30日には石川県・小松市、同年12月5日に北海道・釧路市とも包括連携協定を締結、2023年7月20日には茨城県・行方市と連携協定を締結するなど、近年は地方創生、産官学連携にも力を入れている。
【 会社概要 】
企業名 ：株式会社GRACE
所在地 ：神奈川県横浜市西区みなとみらい2-3-5 クイーンズタワーC 8F
代表者 ：沢村 優太
事業内容 ：楽器事業／リユース事業／カーリユース事業／ビジネスコンサルティング事業
／DX推進事業／カフェレストラン事業
従業員数 ：830名
設立 ：2012年11月15日
ホームページ ：https://gr1.jp/
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