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地球温暖化の悪影響が深刻に懸念される中、従来の動物性食品を着実に減らすことがすでに行われています。 動物性食品と比較すると、植物性食品は一次資源の利用効率が高く、生産過程で排出されるCO2も少なく、環境負荷の少ない食品である。

私たちはキャッサバの葉をケーススタディとして、何百万トンものタンパク質、食物繊維、プレバイオティクス繊維、プロビタミンAカロテノイド、ビタミンB1、B2、B3、Cといった、この非常に未開発の資源へのアクセスが、自然由来の毒物や抗栄養素のために、これまでいかに妨げになってきたかを例示していきます1-3。

キャッサバ

キャッサバの栽培は、食料安全保障の面でも商業作物としても重要な役割を果たし、105の熱帯・亜熱帯の国々で数百万の農民の生活を維持するために有用な機会を提供しています1-3。 その植林は、水や土壌の必要量、必要な時間、労働力、金銭的投資などの面でメンテナンスが少なく、干ばつ期間が長い貧困地域の候補として最適です1,4

食糧農業機関企業統計データベース（FAOSTAT）2017年データによると、ナイジェリアは世界の生産量の20％に相当する5950万トンという生産量で、キャッサバの根の生産量トップとなっています。 ガーナも重要な存在で、キャッサバ根の生産量は1,850万トンで、世界の生産量の6%に相当しています。 キャッサバは主にデンプン質の根として栽培されていますが、葉も必要な処理をすれば食用になり、アフリカでは「貧者の食べ物」と呼ばれながらも、良質なタンパク質と微量栄養素の供給源として郷土料理に使われています。4

Cassava leaves have a high protein content, to reach up 38 percent dry matter and the well balanced amino acid profile.これは、キャッサバの葉に含まれるタンパク質と、そのアミノ酸のバランスが良いことを示しています。 品種によっては、キャッサバの葉の粗食物繊維の含有量は乾燥重量の 20% に達することもあり、根のそれを 2 倍も上回ります。 また、葉にはビタミンB1、B2、B3、C、プロビタミンAカロテノイド（pVACs）、ミネラルなどが豊富に含まれており、タンパク質と合わせて栄養不良の緩和や発育阻害（開発途上国の慢性栄養不良人口）の低減に有効活用することが可能です。 ビタミンAの欠乏は、主に子供や女性に影響を与え、視力の低下、感染症に対する抵抗力の低下、成長率や骨の発達の低下を引き起こし、ひどい場合には子供の死亡につながることさえあります。 発展途上国では、植物がビタミンAの主な供給源となっていますが、pVACは植物の細胞小器官や細胞壁の中に閉じ込められているため、吸収率が非常に低くなっています。 pVACs の生物学的利用能は、加工中 (例: 機械的ホモジナイゼーション) に最大 6 倍まで高めることができ、pVACs を食品添加物として使用するという概念は、その生物学的利用能を最大 1 桁向上させます5

タンパク質、食物繊維、プレバイオティクス繊維、その他の貴重な成分をより大量に含めることにより加工食品組成を改善することは、現代の栄養ガイドラインに沿った取り組みと言えます。 例えば、食物繊維（DF）の消費は、心血管疾患、II型糖尿病、便秘を含む多くの健康障害のリスク低減に関連しており、満腹効果を提供すると考えられている6-8

DFが多い食事の利点にもかかわらず、推奨摂取（20〜35g／日）9は、特に先進市場では一般の人々の大部分でほとんど満たされない。 したがって、加工食品にDF成分を含めることは、一般集団の食物繊維消費を増加させる代替手段として役立つ可能性がある。 しかし、DF、タンパク質、あるいはその他の価値ある成分の含有量を増やすことは、食品業界にとって製品処方コストの大きな課題となる。 キャッサバの葉から貴重な食品成分を費用対効果の高い方法で抽出および精製することは、先進国市場および発展途上国市場の商業食品処方の組成を改善するために非常に有用であるということになります。

表 1 は、成分の分離が 2 段階（単純および詳細）と仮定して B2B 材料価格を使用してキャッサバの葉の潜在経済力を示しています。

キャッサバの葉は、新鮮な材料という点では根と同じ収量を持つため、年間の世界の葉の生産量は3億トン近くと推定されます。 一方、消費される葉の量は年間100万トン未満と推定されています1。これは、葉の消費の大部分が家庭用であり、叩いたり挽いたりした後に長時間加熱する、かなり長い家庭用の無毒化プロセスの後に行われるため、容易に理解できます。 残念なことに、キャッサバの葉は、合法的な農産物として、あるいは食品原料として、実用的な産業利用が行われていない。 キャッサバの葉が工業的に利用されない主な原因は、シアノゲニックグルコシドによる高い毒性、また、フィチン酸、シュウ酸、トリプシン阻害剤など、他の抗栄養成分の存在にあります10,11。

キャッサバの葉にはシアノゲニックグルコシド（リナマリン95％、ロタウストラリン5％）が多く含まれており、すべての細胞の液胞内にあり、細胞壁にあるリナマラーゼによって加水分解される。 細胞の破壊により、リナマラーゼはグルコースとアセトンシアノヒドリンを生成し、これらは毒性のある揮発性シアン化水素 (HCN) に分解される12

この最後のステップは、自然発生的に、または同じく細胞壁に結合したα-ヒドロキシニトリラーゼの酵素作用により生じる13,14。 シアン化水素（HCN）は人間にも動物にも毒性が強く、50-100mgの摂取で死亡することが知られています。11 食事による慢性毒性も、特にキャッサバが主食である集団にとっては主な懸念材料となっています。 キャッサバ中毒で最も頻繁に報告されているのは、コンゾ、熱帯性運動失調性神経障害、甲状腺腫の悪化、クレチン病です。 慢性毒性を防ぐために、コーデックスでは1991年からキャッサバ粉1kgあたり10mgの総HCNを上限とすることを提案しています。11

摂食に加えて、ガス状のシアン化水素が環境中に放出されると、キャッサバの根の工業加工中やコテージレベルでも深刻な有害性があることがわかっています15。 米国学術会議（2002）は、HCNの吸入による死亡率ベースの急性暴露ガイドラインレベル（AEGL-3）を、10分間の暴露で30mg/m3から8時間の暴露で7.3mg/m3まで設定している。 NRC (2002)は、10分間の暴露で2.8mg/m3、8時間の暴露で1mg/m3の範囲で非障害性のAEGL-1を報告している。 キャッサバの葉は急速に腐敗しやすく、細胞の完全性が失われ、キャッサバの根に比べて最大20倍高いシアン化合物が含まれていることから9、新鮮な葉は相当量の有害なシアン化水素をその周囲の環境に放出すると予想されます。 したがって、数トンの葉を輸送し、数十トンの葉を保管することになる工業的無害化のアプローチは、コーデックスの摂取制限である10mg/kg最終製品制限を満たすことに焦点を当てるだけでなく、シアン化水素排出が生命を脅かすAEGL-3から遠く離れ、無影響のAEGL-1に抑えられるようリスク軽減戦略を実施することが重要である。

さらに、キャッサバ葉の文献にある従来の無害化プロセスは労働力とエネルギーを必要とするため、収穫後に廃棄される大量の葉を工業的に利用することは容易ではありません。 さらに、葉に残留する毒性化合物や抗栄養化合物によって、これらのアプローチは十分に効果的ではなく、この潜在的に非常に有益な資源の利用を制限しています。 したがって、キャッサバの葉の産業利用を促進するため、より環境に優しく、より効果的な無毒化法が必要とされているのです。

リスク分析を考えると、あらゆる産業プロセスの大部分は、シアン化水素放出を防止すること、したがって葉バイオマスが大量のキャッサバの葉の輸送、保管、処理に関わる人々および公衆に健康と安全の脅威をもたらさないことを確実にしなければならないことでしょう。

このような考えに導かれ、UoR-GCRF (Global Challenges Research Fund) プロジェクトの資金提供を受け、幸運にも、産業ベースの無害化アプローチの概念実証に到達することができました。 乾燥した葉は、工業用衝撃粉砕機で粉末にされます。 この粉末を水に溶かし、スラリーのpHを3.5～4に保つことで、不要な反応を防いでいます。 デカンテーションと精密ろ過を行い、シアン化合物が検出されない湿った使用済みリーフミールを得ることができます。

初日、参加者は無害化の突破口、農業生産とそれがもたらす栄養面での利点、サブサハラアフリカの農業と経済に関する詳細を伝える文脈情報を紹介されました。 2179>

毒性および栄養素を含まないキャッサバの葉（T&AfCL）食品成分を生成するための技術的および財政的に実行可能なプロセスを確立することが、最優先事項と見なされています。 T&AfCL食品原料は、その開発時間と精製製造コストを最小限に抑えるため、最小限の精製を施した粉/パウダーの形態であることを強く望む声が、大多数の代表団から表明された。 代表者たちは、キャッサバの葉の豊富さとその低い商業価格を考えると、そのような T&AfCL 食品成分は、サブサハラ・アフリカ全体で手頃な栄養を促進する手段になりうると示唆した。

我々は、他の未開発の植物性資源と同様に、キャッサバの葉の前進のためには、解毒と抗栄養化合物を除去する技術開発にさらに注力することが必要と考えている。 植物由来のソースからの栄養素の吸収率の低さに対処するには、植物組織の構造と腸内の栄養素の放出との関係を探ることが必要です。 Latif S, Müller J. Human nutritionにおけるキャッサバ葉の可能性。 レビュー。 Trends in Food Science & Technology 2015, 44, 147-158
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謝辞

著者は “Converting cassava leaves into marketable food ingredients” UoR-GCRF プロジェクトの財政支援に感謝します。