CN1535627A - 从蔬菜汁除去硝酸性氮的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供操作性良好、不会损害蔬菜汁本来的香味、能够从蔬菜汁有效除去硝酸性氮的方法。其解决方法为将蔬菜汁浓缩，电渗析其浓缩物。

Description

从蔬菜汁除去硝酸性氮的方法
【技术领域】
本发明涉及从蔬菜汁除去硝酸性氮的方法。从蔬菜类榨汁得到的蔬菜汁大多含有源自蔬菜类的硝酸性氮，即含有形成硝酸根离子的氮。已知这种硝酸性氮是使健康受到损害的成分。因而，希望从蔬菜汁除去其中含有的硝酸性氮。本发明涉及从蔬菜汁有效除去其中含有的硝酸性氮的方法。
【现有技术】
以往，作为从蔬菜汁除去硝酸性氮的方法，已知使用离子交换树脂的方法(例如参见专利文献1和2)。但是，这种现有方法包括离子交换树脂的洗涤和交换等操作，实在麻烦，另外存在蔬菜汁本来的香味成分被吸附到离子交换树脂上，或者离子交换树脂的臭味附着到蔬菜汁上等许多问题。另一方面，作为含有硝酸性氮的水的处理方法，已知电渗析水的方法(例如参见专利文献3～5)。但是，和这种水处理方法一样，即使直接原样将蔬菜汁电渗析，也存在不能从蔬菜汁有效除去硝酸性氮的问题。
【专利文献1】
特开昭59-31678号公报
【专利文献2】
特开平11-290041号公报
【专利法文献3】
特开平7-171574号公报
【专利文献4】
特开平9-75990号公报
【专利文献5】
特开平9-103799号公报
【发明内容】
本发明要解决的课题在于提供操作性良好、不会损害蔬菜汁本来的香味、能够从蔬菜汁有效除去硝酸性氮的方法。
解决前述课题的本发明涉及从蔬菜汁除去硝酸性氮的方法，其特征在于将蔬菜汁浓缩，电渗析其浓缩物。
在本发明中，作为对象的蔬菜汁只要是含有硝酸性氮的蔬菜汁即可，其种类，换句话说，对成为其原料的蔬菜的种类没有特别的限制。但是，本发明是一般大多含有硝酸性氮的绿色蔬菜类的蔬菜汁，其中对于芹菜、菠菜、羽衣甘蓝等叶菜类的蔬菜汁显现出的效果更高。
在本发明中，浓缩如前所述的蔬菜汁。浓缩手段有常压浓缩、减压浓缩、反渗透浓缩等，对此没有特别的限制，但因为为了尽可能不损害蔬菜汁本来的香味，优选减压浓缩或者反渗透浓缩。如后面详细所述，将蔬菜汁浓缩，电渗析其浓缩物时，与直接原样将蔬菜汁电渗析的场合相比较，能够非常有效地除去硝酸性氮。
在浓缩前，优选将蔬菜汁的SV调节到10％以下，较优选调节到5％以下。因为如果蔬菜汁的SV超过10％，则难于如所希望的那样地浓缩该种蔬菜汁，或者即使能够如所希望的进行浓缩，该种浓缩物也难于具有将其电渗析所需的流动性。其中，SV是淤泥体积(Sludge Volume)，是指将蔬菜汁10ml放入长105mm的离心沉淀管中，在旋转半径14.5cm，转数3000次份，时间10分钟的条件下，进行离心分离时的沉淀物对此时总量的比例。这种SV的调节可以在普通过滤、精密过滤、超滤等过滤或者离心分离下进行。
对蔬菜汁的浓缩程度没有特别的限定，优选浓缩至白利糖度(Brix)10～60％，更优选浓缩至白利糖度20～40％。如后面详细所述，将蔬菜汁浓缩，电渗析其浓缩物时，随着浓缩，硝酸性氮的除去效率将提高。其状况为，急剧提高直到达到白利糖度10％，之后稍微缓慢提高，在白利糖度60％大致呈恒定。在浓缩和电渗析的操作方面，如果还考虑在其中使用的装置方面的制约的话，为了使蔬菜汁的浓缩和其浓缩物的电渗析稳定且顺利地进行，之后有效除去硝酸性氮，最好将蔬菜汁浓缩至白利糖度20～40％。
在本发明中，如前所述将蔬菜汁浓缩，电渗析其浓缩物。对于在电渗析中使用的装置，只要是能够除去其呈1价阴离子(NO3 -)的形态的硝酸性氮的，对此没有特别的限定，但通常使用阳离子交换膜和阴离子交换膜交替配置的装置。对电渗析的条件也没有特别的限定，优选以膜面线速度0.5～10cm/秒流过浓缩物进行电渗析。这是因为膜面线速度低于0.5cm/秒的话，临界电流密度就会降低，硝酸性氮的除去效率易于恶化，相反如果膜面线速度超过10cm/秒的话，压力损失就会增加，产生超过离子交换膜的耐受压力的情况。其中膜面线速度是指在离子交换面处的浓缩物的线速度。另外，电渗析时的浓缩物的温度优选定为10℃以下，更优选定为5℃左右。这是为了防止电渗析中的杂菌污染。
【附图的简单说明】
【图1】
例示本发明的实施方案的整体图。
【图2】
例示在本发明中蔬菜汁的浓度情况和硝酸性氮的除去效率的关系的图。
【图3】
例示在本发明中电渗析菠菜汁的浓缩物时的处理时间和硝酸性氮的浓度的关系的图。
【图4】
例示在本发明中电渗析羽衣甘蓝汁的浓缩物时的处理时间和硝酸性氮的浓度的关系的图。
【符号的说明】
11～13··罐、21～23··泵、31，32··冷却器、41··电渗析膜组件
【实施发明的方式】
图1是例示本发明的实施状态的整体图。在图1中，间歇式电渗析蔬菜汁的浓缩物。将蔬菜汁浓缩，将其浓缩物放入到罐11中。浓缩物从罐11通过泵21和冷却器31，供给到电渗析膜组件41中，在其中进行电渗析除去硝酸性氮后，返回到罐11中，以下同样循环。另外，除去的硝酸性氮的浓缩液从罐12通过泵22和冷却器32供给到电渗析膜组件41中后，返回到罐12中，以下同样循环。进一步将电极液从罐13通过泵23供给到电渗析膜组件41中后，返回到罐13中，以下同样循环。
在电渗析膜组件41中交替配置没有图示出的阳离子交换膜和阴离子交换膜，将没有图示出的阳极插入到交替配置的这些离子交换膜之一侧，将没有图示出的阴极插入到离子交换膜另一侧。这种电渗析膜组件41其本身如特开平9-103799号公报中所记载的是已知的。对于浓缩物，在规定时间进行如前所述的电渗析时，除去硝酸性氮的浓缩物会贮留在罐11中。
【实施例】
试验分区1
就图1，按照前述的实施情况，如下所述，电渗析菠菜汁、羽衣甘蓝汁及其它们各自浓缩物。
菠菜汁及其浓缩物：洗涤菠菜，在95℃热烫3分钟，粉碎后，用螺旋压力机压榨榨汁，离心分离，得到白利糖度3％、SV1％的菠菜汁。将该菠菜汁用旋转式蒸发器减压浓缩，得到白利糖度10％、20％、30％、40％、50％和60％的各个浓缩物。对以上菠菜汁及其各个浓缩物进行电渗析。
羽衣甘蓝及其浓缩物：洗涤羽衣甘蓝，在95℃热烫3分钟，粉碎后，用螺旋压力机压榨榨汁，离心分离，得到白利糖度5％、SV1％的羽衣甘蓝汁。将该羽衣甘蓝汁用旋转式蒸发器减压浓缩，得到白利糖度10％、20％、30％、40％、50％和60％的各个浓缩物。对以上羽衣甘蓝汁及其各自浓缩物进行电渗析。
电渗析装置：装备有1价选择性阳离子交换膜(旭化成社制的商品名ァシプレツクス K192)和1价选择性阴离子交换膜(旭化成社制的商品名ァシプレツクス K192)交替配置的有效膜面积0.055m2的电渗析膜组件的小型电渗析装置(旭化成社制的S3型电渗析装置)。
电渗析条件：菠菜汁、羽衣甘蓝及其各个浓缩物的温度在10℃下，膜面线速度1.0cm/秒。
对于电渗析前和电渗析后的菠菜汁、羽衣甘蓝及其它们各个浓缩物，通过离子色谱仪(ダイオネツクス社制的DX550)分析硝酸性氮的浓度(ppm)，求得硝酸性氮的除去效率。结果示于图2中。图2横轴表示经电渗析的汁的白利糖度(％)，纵轴表示在离子交换膜每1m2且电渗析每1小时的硝酸性氮的除去量(g)，即硝酸性氮的除去效率(g/h/m2)，图2中的1表示菠菜汁及其各个浓缩物的情况，2表示羽衣甘蓝汁及其各个浓缩物的情况。
从图1的结果可以看出，将菠菜汁或者羽衣甘蓝汁浓缩，电渗析其浓缩物时，与直接原样将菠菜汁或者羽衣甘蓝汁电渗析的场合相比较，能够非常有效地除去硝酸性氮。另外，将菠菜汁或者羽衣甘蓝汁浓缩，电渗析其浓缩物时，随着浓缩，硝酸性氮的除去效率将提高。此外其状况为，急剧提高直到达到白利糖度10％，之后稍微缓慢提高，在白利糖度60％大致呈恒定。
试验分区2
和试验分区1一样，将浓缩至Brix 20％的菠菜汁的浓缩物电渗析，分析其在每个处理时间(分)下浓缩物中的硝酸性氮的浓度(ppm)。结果示于图3中。图3横轴表示电渗析的处理时间(分)，纵轴表示将浓缩物的硝酸性氮的浓度(ppm)换算也就是稀释为浓缩前的菠菜汁的白利糖度3％时的浓度(ppm)。
另外，和试验分区1一样，将浓缩至Brix20％的羽衣甘蓝汁的浓缩物电渗析，分析其在每个处理时间(分)下浓缩物中的硝酸性氮的浓度(ppm)。结果示于图4中。图4横轴表示电渗析的处理时间(分)，纵轴表示将浓缩物的硝酸性氮的浓度(ppm)换算也就是稀释为浓缩前的羽衣甘蓝汁的白利糖度5％时的浓度(ppm)。
试验分区3
和试验分区1一样，将浓缩至白利糖度10％、20％和30％的菠菜汁各个浓缩物电渗析。但是，其中在表1记载的6个阶段改变膜面线速度进行电渗析，求得硝酸性氮的除去效率(g/h/m2)。把以膜面线速度1.0cm/秒将白利糖度20％的浓缩物电渗析时的硝酸性氮的除去效率(g/h/m2)定为1，相对的结果收集示于表1。
【表1】
白利糖度(％)                 线速度(cm/秒)
 0.1  0.5  1  2  5  10
 10  0.2  0.4  0.5  0.6  0.7  0.7
 20  0.4  0.9  1.0  1.2  1.4  1.6
 30  0.4  0.9  1.1  1.3  1.4  1.5
从表1的结果看出，如果使膜面线速度低于0.5cm/秒，则硝酸性氮的除去效率显示出恶化的倾向。
试验分区4
和试验分区1一样，将减压浓缩至白利糖度20％的菠菜汁的浓缩物电渗析，将经电渗析的浓缩物用水稀释复原到浓缩前的原料菠菜汁的白利糖度3％，得到硝酸性氮的浓度为43ppm的菠菜汁。另外，和试验分区1一样，将减压浓缩至白利糖度20％的菠菜汁的浓缩物用水稀释恢复到浓缩前的原料菠菜汁的白利糖度3％，向复原的菠菜汁2L加入强碱性离子交换树脂(オルガノ社制的商品名ァンバ-ライトIRA400)200ml，搅拌并进行离子交换处理，得到硝酸性氮的浓度为47ppm的菠菜汁。将两者进行2点比较的感观评价，选择其中好的。感观评价由男性15名和女性15名总计30名进行，结果示于表2中。
另外，和试验分区1一样，将减压浓缩至白利糖度20％的羽衣甘蓝汁的浓缩物电渗析，将电渗析的浓缩物用水稀释复原到浓缩前的原料羽衣甘蓝汁的白利糖度5％，得到硝酸性氮的浓度为47ppm的羽衣甘蓝汁。另外，和试验分区1一样，将减压浓缩至白利糖度20％的羽衣甘蓝汁的浓缩物用水稀释恢复到浓缩前的原料菠菜汁的白利糖度5％，向复原的羽衣甘蓝汁2L加入强碱性离子交换树脂(オルガノ社制的商品名ァンバ-ライトIRA400)200ml，搅拌并进行离子交换处理，得到硝酸性氮的浓度为45ppm的羽衣甘蓝汁。将两者进行2点比较的感观评价，选择其中好的。感观评价由男性15名和女性15名总计30名进行，结果示于表2中。
【表2】
    对象   优选电渗析的人数     危险率
    菠菜汁   24人     0.1％
    羽衣甘蓝汁   25人     0.1％
【发明的效果】
已经显而易见，以上说明的本发明具有操作性良好、不会损害蔬菜汁本来的香味、能够从蔬菜汁有效除去硝酸性氮的效果。

Claims (17)

1.从蔬菜汁除去硝酸性氮的方法，其特征在于将蔬菜汁浓缩，电渗析其浓缩物。
2.权利要求1所述的从蔬菜汁除去硝酸性氮的方法，蔬菜汁是源自叶菜类的。
3.权利要求2所述的从蔬菜汁除去硝酸性氮的方法，叶菜类包括选自芹菜、菠菜和羽衣甘蓝中的至少一种。
4.权利要求1所述的从蔬菜汁除去硝酸性氮的方法，蔬菜汁是调节至SV10％以下的蔬菜汁。
5.权利要求1所述的从蔬菜汁除去硝酸性氮的方法，将蔬菜汁浓缩至白利糖度10～60％。
6.权利要求4所述的从蔬菜汁除去硝酸性氮的方法，将蔬菜汁浓缩至白利糖度10～60％。
7.权利要求1所述的从蔬菜汁除去硝酸性氮的方法，将蔬菜汁浓缩至白利糖度20～40％。
8.权利要求4所述的从蔬菜汁除去硝酸性氮的方法，将蔬菜汁浓缩至白利糖度20～40％。
9.权利要求1所述的从蔬菜汁除去硝酸性氮的方法，以膜面线速度0.5～10cm/秒流过浓缩物进行电渗析。
10.权利要求7所述的从蔬菜汁除去硝酸性氮的方法，以膜面线速度0.5～10cm/秒流过浓缩物进行电渗析。
11.权利要求8所述的从蔬菜汁除去硝酸性氮的方法，以膜面线速度0.5～10cm/秒流过浓缩物进行电渗析。
12.权利要求1所述的从蔬菜汁除去硝酸性氮的方法，在10℃以下电渗析浓缩物。
13.权利要求7所述的从蔬菜汁除去硝酸性氮的方法，在10℃以下电渗析浓缩物。
14.权利要求8所述的从蔬菜汁除去硝酸性氮的方法，在10℃以下电渗析浓缩物。
15.权利要求9所述的从蔬菜汁除去硝酸性氮的方法，在10℃以下电渗析浓缩物。
16.权利要求10所述的从蔬菜汁除去硝酸性氮的方法，在10℃以下电渗析浓缩物。
17.权利要求11所述的从蔬菜汁除去硝酸性氮的方法，在10℃以下电渗析浓缩物。
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