キャビテーションでコーヒーかすを資源に変えることに成功 機能性成分と繊維素材を回収し、廃棄物を削減

キャビテーションでコーヒーかすを資源に変えることに成功機能性成分と繊維素材を回収し、廃棄物を削減

2025年5月 8日 14:00 | プレスリリース?研究成果

【本学研究者情报】

〇大学院工学研究科ファインメカニクス専攻
教授　祖山均

【発表のポイント】

キャビテーション^（注１）を活用して、コーヒー粉末から生理活性物质であるカフェ酸を抽出（図1）すると同时に、粉末をマイクロオーダーのセルロース繊维（図2）に解繊できることを実証しました。
粉砕処理を行わずに20重量%以上の高浓度のコーヒーかすを処理できることを実証しました。
キャビテーション条件を最适化することで、処理に必要な消费电力を1/20に低减できることを示しました。
本研究は、食品廃弃物から有用物质を抽出しつつ、繊维质を微细化して工业用材料などに利用できる可能性を示しました。

【概要】

年间1,000万トン以上のコーヒー豆が生产され、世界中で広く消费されています。コーヒーの抽出后に大量に発生する「かす」には、抗がん剤などにも応用されるカフェ酸を含む有用物质が含まれていますが、产业的に採算の取れる抽出法が确立されておらず、その多くが产业廃弃物として廃弃されています。

东北大学大学院工学研究科の祖山均教授、广森浩祐助教、北川尚美教授は、流动キャビテーション^（注２）を用いて、コーヒー粉末からカフェ酸を抽出すると同时に、コーヒー豆の细胞壁を构成するセルロースをマイクロオーダーの繊维状に解繊できる（ほぐせる）ことを世界で初めて実証しました。

この手法は、今后、さまざまな食品廃弃物への応用が期待され、有用物质の抽出やバイオマスの高付加価値化に贡献できる可能性があります。

本成果は2025年4月25日（現地時間）に、超音波化学分野の専門誌Ultrasonics Sonochemistryに掲載されました。

左：図1. コーヒー粉末からカフェ酸の抽出右：図2. コーヒー粉末から得た繊維

【用语解説】

注1. キャビテーション
液体が高速で流れる际に、圧力が低下して気体（泡）に相変化する现象。流速の低下により気体から液体に戻る気泡の圧溃时に衝撃力が発生する。

注2. 流動キャビテーション
流れ场で発生させるキャビテーション。流动キャビテーションに対して、超音波振动で発生させるキャビテーションを超音波キャビテーションという。流动キャビテーションのほうが超音波キャビテーションよりも20倍以上高効率で処理できるとの报告摆1闭*がある。

*摆1闭については、下记の详细（プレスリリース本文）をご覧ください。

【论文情报】

タイトル：Simultaneous Extraction of Caffeic Acid and Production of Cellulose Microfibrils from Coffee Grounds Using Hydrodynamic Cavitation in a Venturi Tube
著者：Hitoshi Soyama*, Kousuke Hiromori, Naomi Shibasaki-Kitakawa
*責任著者：东北大学大学院工学研究科　教授　祖山均
掲載誌：Ultrasonics Sonochemistry
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详细（プレスリリース本文）