【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は、脱酸素効果の優れた新規かつ改良さ
れた脱酸素剤に関するものである。
食品の品質低下に及ぼす要因には、酸素、光、
熱、微生物、水分等様々なものが考えられる。こ
れらの要因のうち、特に食品包装容器中に存在す
る酸素は、食品の酸敗、好気性微生物の繁殖、
光、熱等による食品の常在成分の酸化変質の促進
等の形で、食品の品質低下の主要な原因物質とな
つていることは従来から良く知られている。
今日、食品の品質を保持するために様々に方法
が考えられている。例えば、食品添加物による方
法;紫外線照射処理法;赤外線、高周波、マイク
ロ波による加熱殺菌法;X線、β線、α線等の放
射線処理法;オゾン、エチレンオキサイド、プロ
ピレンオキサイド等によるガス殺菌法;炭酸ガ
ス、窒素ガス等によるガス置換包装や真空パツク
等の静菌効果による方法;アセプテイツクパツケ
ージング、ボルトパツク等の無菌充填による方
法;冷凍、冷蔵、濾過、洗滌等による方法等が行
なわれている。これらの品質保存方法の多くは、
食品包装系内での酸素による直接的な酸化劣化作
用を防止すること、あるいは食品の品質低下を起
す好気性微生物の繁殖を抑制することを目的とし
てなされるもである。
しかしながらこれらの方法のうち、食品添加
物、例えば抗酸化剤、合成保存料、合成殺菌料等
を使用する品質保存方法においては、直接または
間接的に食品に薬剤を添加しなければならず、食
品の安全性を基調とする今日の考え方からすれば
かような方法は好ましいものとは云えない。これ
に対して、それ自体で酸素吸収作用を有する脱酸
素剤を用いて食品の品質保存を行なう方法が近年
注目されるようになつてきた。この方法によれ
ば、食品包装系内において食品と脱酸素剤とを分
離状態で共存せしめるだけで脱酸素機能を十分に
発揮できるため、特に食品の品質保持、食品の保
存方法として理想的な方法であると云える。
この種の脱酸素剤としては従来種々のものが提
案され、一部実用化されている。例えば、ハイド
ロサルフアイト、水酸化カルシウム、重炭酸ナト
リウムおよび活性炭、さらに必要に応じて水を添
加した混合物からなる脱酸素剤を用いて雰囲気中
の酸素を除去することによつて果実、野菜類の鮮
度を保持する方法が提案されている。また、実用
化されているものとしては、還元鉄粉に塩化ナト
リウム、塩化銅等のハロゲン化金属と活性炭、ゼ
オライト等の水難溶性充填剤とを混合し、さらに
水または亜硫酸ナトリウム結晶、炭酸ナトリウム
結晶等の水分供与性化合物を混合して得られる脱
酸素剤が市販されている。その他、グリコースオ
キシダーゼを用いたもの、パラジウムと水素を用
いたもの、ポリフエノールオキシダーゼを用いた
もの、アスコンビン酸を用いたもの等、各種の脱
酸素剤が提案されている。
上記した脱酸素剤のうち、ハイドロサルフアイ
ドを用いたものは成分の分解により有毒な亜硫酸
ガスが発生するという欠点があり、一方、還元鉄
粉を主成分とする混合物からなる脱酸素剤におい
ては、鉄と酸素が反応するために水分の存在が不
可欠であるが、この水分の存在によつて混合物中
の各成分が反応を起し酸素吸収能が低下してしま
うという欠点を有する。また、食品中に含まれて
はならない金属の破片を検出するために金属探知
機を使用する場合には、鉄を含む脱酸素剤を使用
するとこの脱酸素剤自体が金属探知機に反応して
しまうという不利もある。
一方、本願と同一出願人により提案された脱酸
素剤として、カテコールと活性炭とを配合したも
のがある(特開昭55−54034)。この脱酸素剤は、
上述したごとき従来の脱酸素剤の有する欠点を解
消し、安全でかつ金属探知機に反応せず、しかも
効果的な酸素吸収能を有するものである。
しかしながら本発明者等は、カテコールと活性
炭とを配合した上記の脱酸素剤について更に研究
を重ねた結果、これに更にアルカリ性化合物を配
合すること、更にはアルカリ性化合物と水または
水分供与性化合物の両方を配合することによつ
て、酸素吸収能が増大することが判明した。しか
しながら本発明者等が予想もしなかつたことに
は、アルカリ性化合物と水分供与性化合物の両方
の機能を同時に果たしうる化合物をカテコールお
よび活性炭と配合した場合には、アルカリ性化合
物とこれとは別個の水分供与性化合物とを配合し
た場合に比べて、酸素吸収能が増大することを見
出し本発明を完成するに至つたものである。
すなわち本発明は、カテコール、活性炭および
アルカリ性化合物と水分供与性化合物の両方の機
能を同時に果たしうる化合物を配合してなること
を特徴とする脱酸素剤である。
本発明で用いるカテコールは、ピロカテキンと
も呼ばれ下記構造式を有するものである:
本発明の脱酸素剤においては、上記のカテコー
ル分子が酸素と反応することによつて脱酸素効果
が発現されるものであるが、その反応機構の詳細
は明らかにされていない。
本発明で用いる活性炭としては、石炭系活性
炭、コークス系活性炭、石油ピツチ系活性炭、ヤ
シ殻系活性炭、のこくず系活性炭、パルプ廃液系
活性炭等の各種の鉱物系および植物系活性炭のい
ずれも使用できる。しかしながら、本発明者等の
実験では、植物系に比べて鉱物系活性炭の方が脱
酸素効果が優れており、また鉱物系の中でも石炭
系活性炭が優れていた。これらの活性炭は30〜
150メツシユの粒度のものが好ましく使用できる。
活性炭の配合量は、カテコール1重量部当り1〜
2重量部が好ましい。
本発明で用いる“アルカリ性化合物と水分供与
性化合物の両方の機能を同時に果たしうる化合
物”とは、これを水に溶解して得られる水溶液が
アルカリ性を示しかつ結晶水を有する化合物であ
る。かような化合物としては、弱酸と強塩基との
塩で結晶水を含有した化合物が挙げられる。具体
的には、Na2CO3・10H2O、Na2CO3・7H2O、
Na2CO3・2H2O、K2CO3・2H2O、K2CO3・
3H2O等が好ましく使用でき、これらを微粉末と
して用いるのが望ましい。アルカリ性化合物と水
分供与性化合物との両者の機能を有するかような
化合物の配合量は、化合物の種類や要求される脱
酸素量等を考慮して適宜選定できるが、一般的に
はカテコール1重量部当り約0.5〜3重量部の範
囲が望ましい。
本発明の脱酸素剤を製造するに際しては、各成
分を単に混合したのち、例えば無酸素雰囲気また
はN2置換した雰囲気中で適当な通気性フイルム
からなる袋に充填すればよい。各成分の混合は適
当な手段を用いて行なうことができ、例えば活性
炭とNa2CO3・10H2Oを予め混合しておき、これ
に所定量のカテコール粉末を袋充填時に混合する
という、極めて簡単な方法でなしうるのである。
あるいは、各成分を所定量宛一度に混合したの
ち、この混合物を袋に一定量宛充填してもよい。
さらに必要に応じて、各成分の混合物をタブレツ
トマシーン、押出成形機、ロール成形機等で成
形、造粒することもできる。
上述したように、本発明による脱酸素剤は、カ
テコールと活性炭との混合物からなる脱酸素剤
や、この脱酸素剤にアルカリ性化合物を配合した
もの、さらにはこの脱酸素剤にアルカリ性化合物
と水分供与性化合物を配合したものに比較して、
一層優れた脱酸素効果が得られるものである。本
発明者等の行なつた実験によれば、カテコールと
活性炭との混合物の脱酸素効力を1とすると、一
定量のカテコール重量当りに換算して、カテコー
ル+活性炭+アルカリ性化合物からなる脱酸素剤
では、1.2〜1.5倍、カテコール+活性炭+アルカ
リ性化合物+水分供与性化合物からなる脱酸素剤
では、1.5〜2.0倍の脱酸素効力が得られた。これ
に対して本発明の脱酸素剤においては、アルカリ
性化合物と水分供与性化合物の両者の機能を有す
る化合物としてNa2CO3・10H2Oを用いた場合に
は、約2.5倍の脱酸素効力が得られた。かような
脱酸素効力は、鉄を主成分とする従来の脱酸素剤
の鉄重量当りの脱酸素効力と比較しても約1.5倍
の効力を有するものである。
以上の説明からわかるように、本発明の脱酸素
剤はカテコールと活性炭に加えてアルカリ性化合
物と水分供与性化合物の両方の機能を同時に果た
しうる化合物を配合したことによつて、カテコー
ルと活性炭の混合物からなる脱酸素剤、あるいは
これにアルカリ性化合物を加えた脱酸素剤、さら
にはアルカリ性化合物と水分供与性化合物とを加
えた脱酸素剤に比べて、より一層優れた脱酸素効
果を得ることができる。また従来の鉄を主成分と
する脱酸素剤でみられたような酸素吸収能の低下
がないため品質の安全性が保証でき、さらには金
属探知機の使用を可能とするものである。かよう
な本発明の脱酸素剤は、食品類に適用できるだけ
でなく、衣類の防虫や防カビ、金属製品の防錆、
化学製品の変質防止、医薬の変質や効力低下の防
止等、酸素の存在によつてもたらされる種々の好
ましくない影響を防止するために広範囲に適用で
きるものである。
以下に実施例を挙げて本発明を更に説明する。
実施例 1
第1表の試験No.3〜12に示したような成分を混
合し、各混合物をそれぞれ別個にガスバリヤー性
フイルム袋に入れて密閉して、28℃における袋内
酸素の吸収量を経時的に測定した。なお第1表の
試験No.1と2は、それぞれカテコールと活性炭の
単独について上記と動揺に試験したものである。
各試験結果は第1表にし示す通りである。
第1表からわかるように、本発明の脱酸素剤
(試験No.10と11)は、他のものに比べて優れた脱
酸素効力が得られている。特に、アルカリ性化合
物と水を配合したもの(試験No.6)あるいはアル
カリ性化合物と水分供与性化合物を配合したもの
(試験No.8)と比較しても、本発明の脱酸素剤は
顕著な脱酸素効力が認められた。
The present invention relates to a new and improved oxygen scavenger with excellent oxygen scavenging effects. Factors that affect food quality include oxygen, light,
Various factors can be considered, such as heat, microorganisms, and moisture. Among these factors, oxygen present in food packaging containers in particular can cause rancidity of food, growth of aerobic microorganisms,
It has long been well known that light, heat, etc. promote oxidation and deterioration of the resident components of foods, and that they are a major cause of deterioration in the quality of foods. Today, various methods are being considered to maintain the quality of food. For example, methods using food additives; ultraviolet irradiation methods; heat sterilization methods using infrared rays, high frequencies, and microwaves; radiation treatment methods such as X-rays, beta rays, and alpha rays; gas sterilization methods using ozone, ethylene oxide, propylene oxide, etc. Methods using bacteriostatic effects such as gas displacement packaging using carbon dioxide gas, nitrogen gas, etc. and vacuum packaging; Methods using aseptic filling such as aseptic packaging and bolt packaging; Methods using freezing, refrigeration, filtration, washing, etc. ing. Many of these quality preservation methods are
This is done to prevent direct oxidative deterioration caused by oxygen within the food packaging system, or to suppress the growth of aerobic microorganisms that cause deterioration in food quality. However, among these methods, quality preservation methods that use food additives, such as antioxidants, synthetic preservatives, synthetic sterilizers, etc., require the addition of drugs directly or indirectly to the food. Considering today's thinking, which is based on safety, such a method cannot be said to be desirable. On the other hand, a method of preserving the quality of foods by using an oxygen scavenger that itself has an oxygen absorbing effect has been attracting attention in recent years. According to this method, the oxygen scavenging function can be fully demonstrated simply by allowing the food and the oxygen scavenger to coexist in a separated state within the food packaging system, making it an ideal method for maintaining food quality and preserving food. It can be said that. Various oxygen scavengers of this type have been proposed in the past, and some of them have been put into practical use. For example, fruits and vegetables can be grown by removing oxygen from the atmosphere using an oxygen scavenger consisting of a mixture of hydrosulfite, calcium hydroxide, sodium bicarbonate, and activated carbon, with water added as necessary. A method for preserving freshness has been proposed. In addition, what has been put into practical use is a mixture of reduced iron powder, metal halides such as sodium chloride and copper chloride, and water-insoluble fillers such as activated carbon and zeolite, and further water or sodium sulfite crystals and sodium carbonate crystals. Oxygen scavengers obtained by mixing water-donating compounds such as In addition, various oxygen scavengers have been proposed, including those using glycose oxidase, those using palladium and hydrogen, those using polyphenol oxidase, and those using asconbic acid. Among the above-mentioned oxygen scavengers, those that use hydrosulfide have the disadvantage of generating toxic sulfur dioxide gas due to decomposition of the components, while oxygen scavengers that are made of a mixture whose main component is reduced iron powder The presence of moisture is essential for the reaction between iron and oxygen, but the presence of moisture causes each component in the mixture to react, resulting in a decrease in oxygen absorption capacity. Also, when using a metal detector to detect metal fragments that should not be included in food, if you use an oxygen absorber containing iron, the oxygen absorber itself will react to the metal detector. There is also the disadvantage of storing it away. On the other hand, as an oxygen scavenger proposed by the same applicant as the present application, there is one containing catechol and activated carbon (Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-54034). This oxygen absorber is
The present invention overcomes the drawbacks of conventional oxygen scavengers as described above, is safe, does not react to metal detectors, and has effective oxygen absorbing ability. However, as a result of further research on the above-mentioned oxygen scavenger containing catechol and activated carbon, the present inventors have found that it is possible to further blend an alkaline compound therein, and furthermore, to combine both an alkaline compound and a water or water-donating compound. It was found that the oxygen absorption capacity was increased by adding . However, what the inventors had not anticipated was that when a compound that can simultaneously function as both an alkaline compound and a water-donating compound was combined with catechol and activated carbon, the alkaline compound and the separate water-donating compound The present invention was completed based on the discovery that the oxygen absorption capacity is increased compared to when a donor compound is blended. That is, the present invention is an oxygen scavenger characterized by containing catechol, activated carbon, and a compound that can simultaneously function as both an alkaline compound and a moisture-donating compound. Catechol used in the present invention is also called pyrocatechin and has the following structural formula: In the oxygen scavenger of the present invention, the oxygen scavenging effect is expressed by the reaction of the above-mentioned catechol molecules with oxygen, but the details of the reaction mechanism have not been clarified. The activated carbon used in the present invention may be any of various mineral and vegetable activated carbons, such as coal-based activated carbon, coke-based activated carbon, petroleum pit activated carbon, coconut shell-based activated carbon, sawdust-based activated carbon, and pulp waste liquid-based activated carbon. can. However, in experiments conducted by the present inventors, mineral-based activated carbon had a superior deoxidizing effect compared to vegetable-based activated carbon, and among mineral-based activated carbon, coal-based activated carbon was superior. These activated carbons are 30~
A particle size of 150 mesh can be preferably used.
The blending amount of activated carbon is 1 to 1 part by weight of catechol.
2 parts by weight is preferred. The "compound capable of simultaneously fulfilling the functions of both an alkaline compound and a water-donating compound" used in the present invention is a compound whose aqueous solution obtained by dissolving it in water exhibits alkalinity and has water of crystallization. Examples of such compounds include compounds that are salts of weak acids and strong bases and contain water of crystallization. Specifically, Na2CO3 ・ 10H2O , Na2CO3・7H2O ,
Na 2 CO 3・2H 2 O, K 2 CO 3・2H 2 O, K 2 CO 3・
3H 2 O and the like can be preferably used, and it is desirable to use these in the form of fine powder. The amount of such a compound that has the functions of both an alkaline compound and a water-donating compound can be selected appropriately taking into account the type of compound and the required amount of oxygen removal, but generally, 1 weight of catechol is used. A range of about 0.5 to 3 parts by weight per part is desirable. In producing the oxygen scavenger of the present invention, the components may be simply mixed and then filled into a bag made of a suitable breathable film in, for example, an oxygen-free atmosphere or an atmosphere substituted with N2 . Mixing of each component can be carried out using an appropriate method, for example, activated carbon and Na 2 CO 3 . It can be done in a simple way.
Alternatively, a predetermined amount of each component may be mixed at once, and then a predetermined amount of this mixture may be filled into a bag.
Furthermore, if necessary, the mixture of each component can be molded and granulated using a tablet machine, extrusion molding machine, roll molding machine, etc. As mentioned above, the oxygen scavenger according to the present invention includes an oxygen scavenger made of a mixture of catechol and activated carbon, an oxygen scavenger containing an alkaline compound, and a oxygen scavenger containing an alkaline compound and a moisture donor. Compared to those containing sexual compounds,
An even better deoxidizing effect can be obtained. According to the experiments conducted by the present inventors, if the oxygen scavenging efficacy of a mixture of catechol and activated carbon is 1, the oxygen scavenger composed of catechol + activated carbon + alkaline compound is calculated per a certain amount of catechol weight. The oxygen scavenging effect was 1.2 to 1.5 times higher, and the oxygen scavenger consisting of catechol + activated carbon + alkaline compound + water donor compound was 1.5 to 2.0 times more effective. On the other hand, in the oxygen scavenger of the present invention, when Na 2 CO 3 . was gotten. Such oxygen scavenging efficacy is about 1.5 times as high as the oxygen scavenging efficacy per weight of iron of conventional oxygen scavengers whose main component is iron. As can be seen from the above explanation, the oxygen scavenger of the present invention is a mixture of catechol and activated carbon, which contains a compound that can simultaneously function as both an alkaline compound and a moisture-donating compound in addition to catechol and activated carbon. It is possible to obtain an even better oxygen scavenging effect compared to oxygen scavengers made of the above, or oxygen scavengers with an alkaline compound added thereto, or even oxygen scavengers with an alkaline compound and a moisture-donating compound added thereto. . Furthermore, since there is no decrease in oxygen absorption ability as seen with conventional oxygen scavengers whose main component is iron, quality safety can be guaranteed, and furthermore, it can be used with metal detectors. The oxygen scavenger of the present invention is not only applicable to foods, but also to prevent insects and mildew on clothing, and to prevent rust on metal products.
It can be widely applied to prevent various unfavorable effects brought about by the presence of oxygen, such as preventing deterioration of chemical products and prevention of deterioration and decrease in efficacy of medicines. The present invention will be further explained below with reference to Examples. Example 1 The ingredients shown in Test Nos. 3 to 12 in Table 1 were mixed, each mixture was separately placed in a gas barrier film bag and sealed, and the amount of oxygen absorbed in the bag at 28°C was determined. was measured over time. Test Nos. 1 and 2 in Table 1 are tests for catechol and activated carbon alone, respectively, in a manner similar to the above.
The results of each test are shown in Table 1. As can be seen from Table 1, the oxygen scavengers of the present invention (Test Nos. 10 and 11) have superior oxygen scavenging efficacy compared to the others. In particular, the oxygen scavenger of the present invention has a remarkable deoxidizing effect even when compared to the one containing an alkaline compound and water (Test No. 6) or the one containing an alkaline compound and a water-donating compound (Test No. 8). Oxygen efficacy was observed.
【表】【table】
【表】
実施例 2
実施例1の試験No.10に示した組成の混合物を、
適当な通気度を有する複合フイルム袋に充填して
本発明の脱酸素剤を調製した。なお比較のため
に、実施例1の試験No.2に相当する活性炭のみ、
さらにはNo.4とNo.6に示した組成の混合物をそれ
ぞれ上記と同様な複合フイルム袋に充填した。
次にこれらの脱酸素剤を、甘栗100gと空気500
c.c.とともにそれぞれガスバリヤー性フイルム袋に
封入密閉し、28℃で3ケ月間保存して甘栗表面の
カビ発生状況を観察した。結果を第2表に示す。[Table] Example 2 The mixture having the composition shown in Test No. 10 of Example 1 was
The oxygen absorber of the present invention was prepared by filling it into a composite film bag having an appropriate air permeability. For comparison, only activated carbon corresponding to Test No. 2 of Example 1,
Further, the mixtures having the compositions shown in No. 4 and No. 6 were respectively filled into the same composite film bags as above. Next, add these oxygen absorbers to 100g of sweet chestnuts and 500g of air.
Each bag was sealed in a gas-barrier film bag along with cc and stored at 28°C for 3 months to observe the growth of mold on the surface of the sweet chestnuts. The results are shown in Table 2.
【表】
著しく発生。
・試験No.2の30日以降の酸素濃度
低下はカビ発生によるもの。
第2表からわかるように、試験No.4、6、10に
おいては、保存3ケ月目まで甘栗表面にカビの発
生は全く認められなかつたが、特に本発明の脱酸
素剤を用いた試験No.10では、保存1日目で酸素濃
度は0.00%まで低下し、特に優れた脱酸素効力を
示した。また、試験No.2(活性炭のみ)において
は2週間目頃からカビの発生が認められ、また甘
栗表面の色、つやの変化が認められた。[Table] Significant occurrence.
・The decrease in oxygen concentration after 30 days in Test No. 2 is due to the growth of mold.
As can be seen from Table 2, in Test Nos. 4, 6, and 10, no mold growth was observed on the surface of sweet chestnuts until 3 months of storage, but especially in Test No. 4 using the oxygen scavenger of the present invention. In .10, the oxygen concentration decreased to 0.00% on the first day of storage, showing particularly excellent oxygen scavenging efficacy. Furthermore, in Test No. 2 (activated carbon only), mold growth was observed from around 2 weeks, and changes in the color and gloss of the sweet chestnut surface were observed.