JP2000039429A - 酸素検知剤 - Google Patents
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Abstract
気中に酸素が存在するか否かを色の変化により識別で
き、熱や光に対して安定な酸素検知剤を提供。 【解決手段】システイン、その塩、エステル及びN−ア
シル誘導体から選ばれる少なくとも1種と、チアジン系
及び/又はインジゴ系色素とを含むことを特徴とする酸
素検知剤。
Description
詳しくはガスバリアー製包装材中に保存される食品、医
薬品等や電子部材、電子製品等に適用して、その保存雰
囲気中に酸素が存在するか否かを色の変化により識別し
得、しかも熱や光に対して安定で、上記識別を長期に亘
って可能とする酸素検知剤に関する。
る酸素や保存中に包装材より微量透過してくる酸素は自
ら吸収し、包装材中雰囲気を長期に亘って無酸素状態に
保持する脱酸素剤としての性能を兼ね備えており、上記
包装材の破損やシール不良の発生等によって雰囲気中に
継続的に酸素が供給される場合に、色の変化によりこれ
を識別し得、しかも熱や光に対して安定で、上記識別を
長期に亘って可能とする、脱酸素能と酸素検知能とを兼
ね備えた脱酸素・酸素検知剤として用い得る酸素検知剤
に関する。
性向上、特に油性食品の酸化防止、湿性食品の腐敗防
止、医薬品の失活乃至劣化防止等のために、之等食品及
び医薬品を真空包装したり、窒素置換包装したり、また
脱酸素剤と共に包装材容器内に封入して、その保存雰囲
気を無酸素状態とする工夫が行なわれている。
物を収容する際の収容雰囲気内の酸素除去の確認や、包
装材のシール不良やピンポール発生や輸送等の取扱い作
業中の破損等による酸素侵入の確認のために、酸素検知
剤を保存対象物と共に上記密閉雰囲気中に封入する技術
が開発されている。
例としては、メチレンブルー等の特定の色素と該色素を
還元するための還元剤としてのグルコース等との組合せ
が知られている(例えば特開昭53−120493号公
報、特開昭56−60349号公報等参照)。之等は酸
素が存在する場合にはメチレンブルー自体が酸化されて
青色を呈するが、酸素の不存在下では、上記青色を呈し
ていた色素がグルコース等の還元剤によって還元されて
(色素を酸化した酸素をグルコースが奪いグルコース自
体は酸化される)、無色になるという現象を利用したも
のである。
る還元剤としてのグルコースは、熱や光に対して不安定
であり、しかも上記色の変化に関与する酸化反応によれ
ば、グルコースのアルデヒド基がカルボキシル基に変換
されるのみならず、その炭素鎖も酸化開裂されて種々の
酸の混合物を与え、之等によって、酸素検知剤としての
機能が比較的速やかに、失われるという致命的欠点があ
った。
た新しい酸素検知剤の開発が望まれている。
収能(脱酸素能)を実質的に有しておらず、従って、そ
の包装に当たっては、包装時に収容雰囲気内に残存する
酸素を除去したり、長期保存時に微量侵入するおそれの
ある酸素を除去して、収容物の長期保存性を確保すると
共に、所望の酸素検知能を遺憾なく発揮させるために、
脱酸素剤と共に包装する必要があった。
うまでもなく煩雑であり、両者の機能を兼ね備えた製剤
の開発も望まれている。
は、酸素検知剤として、従来例のない優れた性能、即
ち、光や熱に対して安定で、長期に亘って所望の酸素検
知能を充分に発揮できる改良された性能を有する酸素検
知剤を提供する点にある。
性質を有するに加えて、該検知剤自体が脱酸素能乃至酸
素吸収能をも有する、脱酸素剤としての機能を備えた新
しい脱酸素・酸素検知剤ともいうべき酸素検知剤を提供
することにある。
た結果、従来の酸素検知剤において、グルコースに替え
てシステイン及びその塩等を用いるときには、上記目的
に合致する優れた性能を有する酸素検知剤が得られ、し
かもこれは脱酸素能をも有するという事実を見いだし
た。本発明は上記知見に基づいて完成されたものであ
る。
イン、その塩、エステル及びN−アシル誘導体から選ば
れる少なくとも1種と、チアジン系及び/又はインジゴ
系色素とを含むことを特徴とする酸素検知剤が提供され
る。
塩、エステル及びN−アシル誘導体から選ばれる少なく
とも1種とチアジン系及び/又はインジゴ系色素との配
合割合が、前者100重量部に対して後者1/1000
〜1000重量部の範囲から選ばれる上記酸素検知剤、
及びフィルム状乃至シート状形態、粉末形態又は錠剤形
態である上記酸素検知剤が提供される。
脱酸素・酸素検知剤としての使用が提供される。
本発明においては、システイン、その塩、エステル及び
N−アシル誘導体から選ばれる少なくとも1種(以下之
等を「システイン類」ということがある)を用いること
が重要である。ここでシステインは、L−体、DL−体
及びD−体のいずれであってもよく、その塩類として
は、例えば塩酸塩を例示できる。またそのエステルとし
ては、例えばメチルエステル、エチルエステル等のアル
キルエステルを例示でき、N−アシル誘導体としては、
例えばアセチル誘導体、ベンジル誘導体、カルボキシメ
チル誘導体等を例示できる。之等システイン類の具体例
としては、例えばL−システイン、L−システイン塩酸
塩、DL−システイン、DL−システイン塩酸塩、D−
システイン、D−システイン塩酸塩、塩酸L−エチルシ
ステイン、塩酸L−メチルシステイン、アセチルシステ
イン、S−カルボキシメチル−L−システイン等を挙げ
ることができる。之等はその一種を単独で用いることも
でき、また二種以上を併用することもできる。
及びインジゴ系色素は、電子供与体の共存下において酸
素が存在している状態の色調が、無酸素状態で無色乃至
他の色調に変化することの知られている公知の色素であ
る。その例としては、例えばチアジン系色素では、ウル
トラバイオレット、アズレC、アズレB、メチレンブル
ー、チオニンブルー、ニューメチレンブルー、メチレン
グリーン、ラウスバイオレット、ネオメチレンブルー、
ブリリアントアリザリンブルー等を挙げることができ
る。インジゴ系色素の例としては、例えばインジゴ、イ
ンジゴカルミン、ブロムインジゴR等を挙げることがで
きる。之等の色素もその一種を単独で用いてもよく、二
種以上を併用してもよい。
色相の変化をより一層明確なものとするために、酸素の
存在の有無に拘わらず色相の変化を伴わない色素と併用
することもできる。
色素と前記システイン類との使用割合は、特に限定され
るものではないが、通常システイン類100重量部に対
して、色素が1/1000〜1000重量部程度、好ま
しくは1/10〜10重量部程度の範囲から選ばれるの
が適当である。
(以下、特に明記しない場合、本明細書における酸素検
知剤なる用語は之等の両者を含むものとする)は、上記
特定色素とシステイン類とを含有することを必須とし
て、更に適当なアルカリ化剤や賦形剤等を任意に添加配
合することができる。ここでアルカリ化剤は、システイ
ンの酸化を促進するもの、酸素吸収を促進するものとし
て機能し、本発明酸素検知剤の系をアルカリ性にするこ
とのできるものであればよい。その例としては、例えば
アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物、炭酸
塩、炭酸水素塩、リン酸塩、ホウ酸塩等の水溶性化合物
が挙げられる。之等は含水物でも無水物でもよい。より
具体的には、例えばホウ酸ナトリウム、水酸化ナトリウ
ム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化リチ
ウム、リン酸カリウム、水酸化バリウム、水酸化マグネ
シウム、リン酸カリウム等が例示できる。之等の中でも
ホウ酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム
等は好適である。之等は勿論その一種を単独で用いても
よく二種以上を併用することもできる。
明酸素検知剤のとり得る形態に調製可能な公知の各種の
ものをいずれも用いることができる。その具体例として
は、例えばゼオライト、活性白土、珪酸カルシウム、結
晶セルロース等の、反応の場を提供するのに役立つもの
が例示できる。
びその使用される空間部に存在する水分のみで、通常充
分に所望の酸素検知能又はこれと酸素吸収能とを発揮す
ることができるが、その酸素吸収や酸素検知のための反
応に必要な水分が上記空間部に不足する場合等では、こ
れを大気中から得るために、塩化カルシウム等の潮解性
を有する物質を更に配合することも可能である。
システイン類とを通常入手される粉末状態のまま混合し
て粉末形態に調整することができ、之は通常適当な透明
袋に充填して実用できる。一般に、本発明酸素検知剤は
保存対象物と共に密閉系内に配置されるものであること
を考慮すると、その実用形態に適した形態、例えば錠剤
等の固剤形態や、フィルム乃至シート状形態に調整され
るのが好ましい。
常法に従い、上記したような適当な賦形剤乃至担体を用
いて行なうことができる。但し、上記賦形剤は、本発明
酸素検知剤中の色素の変色の目視確認をできるだけ阻害
しない色調、例えば無色乃至淡色であることが望まし
い。
モリロナイト、ベントナイト、カオリナイト、珪酸マグ
ネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム等の賦
形剤乃至増量剤等を用いて、常法に従い適宜の大きさに
賦形される。
ート状形態に調整するに当たっては、例えば上記色素及
びシステイン類を、必要に応じてエチルセルロース、ポ
リビニルアルコール、でんぷん等のバインダー成分や、
グリセリン、ポリエチレングリコール等の多価アルコー
ルと共に、水もしくは有機溶剤中に分散乃至溶解させ、
得られる液状物を適当なフィルム状基材、例えば紙、不
織布等に含浸させるか、又はプラスチックフィルム等に
印刷等により塗布し、乾燥させればよい。また、かかる
フィルム乃至シート状形態への調整に際しては、保存対
象物の包装容器や包装フィルム等を基材として、之等に
本発明酸素検知剤を塗布、乾燥することもできる。これ
によれば、本発明酸素検知剤のフィルム乃至シートを形
成させた包装材料が得られ、これは直接、保存対象物の
包装乃至収容に利用できる。
トリウム水溶液等のアルカリを添加する場合には、これ
によって得られる本発明酸素検知剤中の色素の色調変化
反応が促進され、鮮やかな色調が発現され、酸素の存在
の有無をより確実に検知できる場合がある。
製することもできる。
存対象物と共に密閉空間乃至容器に収容して、生鮮食品
や加工食品等の保存、医薬品等の保存(酸化防止)等に
有利に用いられる。その利用によれば、特に、真空包装
法、窒素シール法、脱酸素剤法等との併用によって、上
記保存対象物を収容した密閉容器中の酸素の有無を容易
に確認できる。従って、脱気の不完全さ、容器の密閉不
良等による空気漏れや、プラスチック製容器のピンホー
ル発生等に起因する容器内への酸素の侵入等を容易に目
視確認できる。殊に、本発明酸素検知剤は、熱、光等に
対する安定性が優れているため、之を利用して得られる
保存対象物収容容器は、その製造時や殺菌時の加熱等に
注意を要する必要はなく、またこれを冷暗所に保存する
必要もなく、長期に亘って保存可能である利点がある。
発明に係わる酸素吸収能を有する酸素検知剤の調製例及
び試験例を実施例として挙げる。
2.5g及び結晶セルロース55g及び水10gを混和
した後、得られる混合物とシステイン10gとを、乾燥
窒素雰囲気下で充分に混和し、次いで混和物を有孔ポリ
エチレン袋(2cm×3cm)に、0.5g充填し、ヒ
ートシーラーを用いて三方シールして、袋入り粉末形態
の本発明酸素検知剤を調製した。
インジケーター(三菱瓦斯化学社製「エージレスア
イ」、主剤:グルコース、以下この試料を用いる場合を
「比較例1」とする)2錠(約0.5g)を用いて、以
下の試験を実施した。
100」(三菱瓦斯化学社製)と共に窒素雰囲気下でガ
スバリアー製フィルムの袋中に密封し、3日間放置して
袋内雰囲気が無酸素状態となりこの中にシールされた酸
素検知剤が無酸素の色調を呈したことを確認した後、用
いた脱酸素剤と試料とを仕切ってシールし、試料の入っ
たシール内を窒素ガス50mlにて置換した。
を4.0〜30.0mlの範囲の所定量で導入し(窒素
ガスを所定量の空気で置換し、シール内容量は50ml
一定とした)、この状態で7日間放置した後、試料の色
調変化を目視観察して、酸素検知能を調べると共に、シ
ール内の酸素濃度を測定した。
としては、延伸ナイロン17μm(ON17/ポリビニ
ルアルコール12μm(PVA12)/低密度ポリエチ
レン35μm(LLDPE35)を使用した。その酸素
透過度は、10ml/m2/24hr/atm以下であ
る。酸素濃度は、東レ社製ジルコニア式酸素濃度計を用
いて測定した。放置は暗所、雰囲気温度20±5℃、雰
囲気湿度60±10%にて行なった。
本発明脱酸素能を有する酸素検知剤は、自ら酸素を吸収
し、無酸素であることを白色に呈することで検知した。
ることを示す青色を呈した。
素の存在の有無を目視判断できた。
た酸素量が0.8mlまでは酸素検知能を有していた
が、それ以上の酸素の存在の場合は、もはや酸素検知能
を奏し得なかった。このことから、本発明酸素検知剤
は、市販品より遙かに脱酸素能の優れた酸素検知剤とい
える。
水溶液0.25ml、0.167%メチレンブルー0.
25mlを混合し、No.5C濾紙片(2×5cm)に濾
紙1枚当たり約0.3g含浸させ、50℃で乾燥して、
ペーパー状の本発明酸素検知剤を調製した。
ン水溶液に替えて10%グルコース水溶液を用いる以外
は同様にして、比較酸素検知剤を調製した。
PE35,ON17=延伸ナイロン;17μm、PVA
12=ポリビニルアルコール;12μm、LLDPE3
5=低密度ポリエチレン;35μm、酸素透過度10m
l/m2/24hr/atm以下)で袋を作り、該袋内
に脱酸素剤(三菱ガス社製、エージレス(ZH−100
P))と共に、実施例2及び比較例3で調製した各酸素
検知剤のそれぞれ1枚を入れ、袋内を空気で約40ml
として密封した。
を、太陽光下に14日間(1日当たり平均太陽光照射時
間約8時間、雰囲気温度約20±5℃)及び60℃下に
30日間(太陽光照射なし、暗所)それぞれ保存し、経
時的に各酸素検知剤の色調の変化を目視観察し、また、
密封袋内酸素濃度を測定した。この酸素濃度の測定は、
ジルコニア式酸素濃度計(東レ社製)を用いて実施し
た。
合)及び表3(60℃保存の場合)に示す。尚、各表に
は、対照として、市販の酸素検知剤(三菱ガス社製、ペ
ーパータイプ)の約0.3gを用いて行なった同一試験
結果を対照として併記する。
ち、0時間として示す試験開始時には、密封袋内酸素濃
度は20.9%(初期、空気)であり、この酸素の存在
によって、各酸素検知剤は、いずれも色素の色(メチレ
ンブルーでは青色、市販酸素検知剤では紫色)を呈して
いたが、保存1日後には、密封袋内酸素濃度は、該袋内
に収容されている脱酸素剤によって完全に吸収されて、
0%となり、この無酸素状態のために、各酸素検知剤は
白色(市販酸素検知剤の場合はピンク色)に変色した。
存や60℃保存という過酷な試験においても、本発明酸
素検知剤の場合は、上記白色が、試験開始より7日後
(太陽光照射の場合)及び30日後(60℃保存の場
合)も、全く変化することなく維持され、該日数経過後
密封袋を開封して、青色を呈することを確認した。これ
により、長期に亘って、所望の酸素検知能を持続発現で
きることが判った。
太陽光照射下での保存の場合は、保存3日後に、60℃
保存の場合は保存14日後に、それぞれ無酸素状態を示
す白色が薄黄色に褪色し、密封袋を開封しても青色を示
さず、このことから酸素検知能を失うことが明らかとな
った。また、市販の酸素検知剤の場合は、太陽光照射下
での保存で3日後に、60℃保存で30日後に、それぞ
れ薄ピンク色に褪色し、密封袋を開封しても紫色を示さ
ず、やはり酸素検知能を失うことが明らかとなった。
酸素検知剤、比較例2で調製した比較酸素検知剤及び市
販酸素検知剤のそれぞれを、30日間空気中に室温遮光
下で放置後、試験例2と同じ袋内に密封し、60℃下、
30日間保存し、経時的に各酸素検知剤の色調変化を目
視観察した。
30日間の保存後も、製造初期と同様に優れた酸素検知
能を発揮できるものであることが判るのに対して、比較
酸素検知剤は、空気中に30日間放置後は、酸素濃度0
%下においても既知の還元剤グルコースは既に還元能を
失い色素を還元することはできず、もはや酸素の存在の
有無による色調変化を起こし得ず、酸素検知剤として利
用できないものとなることが明らかとなった。市販酸素
検知剤も、上記比較酸素検知剤とほぼ同様であった。
aOH水溶液0.25ml、0.167%メチレンブル
ー0.25mlを結晶セルロース1.0gに含浸(含浸
量10.5ml)させた後、50℃で乾燥して、粉末形
態の本発明酸素検知剤を調製した。
ン塩酸塩水溶液に替えて10%グルコース水溶液を用い
る以外は同様にして、比較酸素検知剤を調製した。
並びに市販の酸素検知剤(パウダーテック社製ロールタ
イプ)を用いて、試験例2と同一試験を行なった。
表5及び表6に示す。
同様に、本発明酸素検知剤の優秀性が明らかとなった。
並びに市販の酸素検知剤(パウダーテック社製ロールタ
イプ)を用いて、試験例3と同一試験を行なった。
す。
酸素検知剤の優秀性が明らかとなった。
リウム注射液(低密度ポリエチレン(宇部興産B−12
8H)製20mlプラスチックアンプル(平均厚み:
0.6mm)に無菌的に充填したもの)と、実施例1で
作製した本発明酸素検知剤とを、空気下で、ポリプロピ
レン(200μm)/エチレンビニルアルコール共重合
体(100μm)/ポリプロピレン(200μm)の積
層シートから成形した底材とPET(12μm)/ポリ
ビニルアルコール(14μm)/特殊ポリプロピレン
(40μm)のラミネートフィルムである蓋材とからな
るブリスター包装中に封入(空間量25ml)した(本
発明試料)。
作製した本発明酸素検知剤の替わりに、市販の酸素イン
ジケーター(三菱ガス社製「エージレスアイ」)2錠
(約0.5g)を用いる以外は同様にして、ブリスター
包装試料を作成した。
温遮光条件下に保存し、製造直後(ブリスター包装直
後)及び7日後にそれぞれの酸素検知剤の色を確認し、
残存酸素量を酸素濃度計(東レ社製ジルコニア式酸素濃
度計)を用いて測定した。
注射針(27G、テルモ社製、ネオラス)でブリスター
包装材にピンホール(長径約500μm、短径約50μ
m)をあけ、何時間後に色調が変化するかを観察した。
検知剤を利用したもの(本発明)は、7日後の観察で、
酸素検知剤はブリスター包装材中(但し、アンプル内は
除く、即ちアンプルとブリスター包装材との空間部)に
存在する酸素(約5ml)を全て吸収し、白色に変化し
ており、該空間部の酸素量は測定の結果0mlであっ
た。
開けて、包装材内に空気を侵入させ、試料の酸素検知能
を観察したところ、ピンホール開口の5時間後には、本
発明の場合は、酸素検知剤の色が青色に変化し、酸素の
存在を検知した。
比較試料では、7日後でも紫色のままであり、空間部の
残存酸素量は3.9mlと測定され、この脱酸素能の低
さから、このような使用の態様では、酸素検知剤として
不適であることが判った。
Claims (4)
- 【請求項1】 システイン、その塩、エステル及びN−
アシル誘導体から選ばれる少なくとも1種と、チアジン
系及び/又はインジゴ系色素とを含むことを特徴とする
酸素検知剤。 - 【請求項2】 システイン、その塩、エステル及びN−
アシル誘導体から選ばれる少なくとも1種とチアジン系
及び/又はインジゴ系色素との配合割合が、前者100
重量部に対して後者1/1000〜1000重量部の範
囲から選ばれる請求項1に記載の酸素検知剤。 - 【請求項3】 フィルム状乃至シート状形態、粉末形態
又は錠剤形態である請求項1又は2に記載の酸素検知
剤。 - 【請求項4】 請求項1に記載の酸素検知剤の脱酸素・
酸素検知剤としての使用。
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