色の変化と蛍光で食品の劣化を教えてくれるスマート包装を開発

(2026年11月15日)

　近年、フードロスが大きな社会問題になっており、廃棄される食品をできる限り減らすことが求められています。そのためには食品の鮮度を的確に把握して、腐敗が進む前に消費することが求められますが、食品の劣化を見た目だけで判断することは簡単ではありません。

　そのため腐敗が進むことで発生するアンモニアなどの揮発性物質に反応する天然色素のアントシアニンを活用したスマート包装が開発されてきました。アントシアニンは酸性、アルカリ性の指標となる水素イオン濃度（pH）の変化に応じて色が変わることから、包装材にアントシアニンを加えておけば、食品パッケージの色の変化を指標に食品の劣化を判断できるのです。

　こうしたスマート包装が広く普及すれば、廃棄される食品を減らせるだけでなく、食品の安全性を向上させることが期待できますが、これまでに開発された包装材は、腐敗の初期段階で判断しにくかったり、暗所では色の変化を確認しにくかったりする課題が指摘されてきました。そこで九州大学大学院農学研究院の田中史彦教授、田中良奈准教授らの研究グループは、従来品の課題を解決するスマート包装の開発に取り組みました。

　牛乳に含まれるタンパク質のカゼインを基材に、黒大豆の種皮から抽出したアントシアニンが加えられたのですが、天然成分のままではなく、化学的に改変することで色の変化に加えて、紫外線の照射により蛍光を発するようになり、色の変化と蛍光発光の二段構えで食品の劣化を把握することが可能になりました。さらに抗菌性を持つ「ZIF-67」という金属有機構造体（MOF）を加えて包装フィルムに加工しました。

　冷蔵保存した羊肉を用いて包装フィルムの機能を確かめる実験を行った結果、腐敗が進むに従ったフィルムの色と蛍光が変化し、蛍光に関しては6日目から鮮明な発光が確認されました。

　研究を主導した田中史彦教授は「食品包装は『包む』だけでなく、『食品の状態』を知らせる役割を担う時代になりつつあります。この研究により、色と蛍光という二つの情報で、より信頼性の高い鮮度モニタリング技術を実現しました。将来的にはスマートフォンや人工知能（AI）と連携して、食品の品質管理システムへの応用も期待しています」と語っています。

【参考】
■九州大学プレスリリース
食品の鮮度を「光って知らせる」スマートセンサーを開発

■Chemical Engineering Journal誌に掲載された論文
A casein-based dual-mode smart film enabled by pyridine-modified anthocyanins and ZIF-67 for real-time mutton freshness monitoring

斉藤 勝司（さいとう かつじ）
サイエンスライター。大阪府出身。東京水産大学（現東京海洋大学）卒業。最先端科学技術、次世代医療、環境問題などを取材し、科学雑誌を中心に紹介している。