JP2007000041A

JP2007000041A - 鮮度保持方法、鮮度保持装置、鮮度保持剤

Info

Publication number: JP2007000041A
Application number: JP2005181698A
Authority: JP
Inventors: Akiyoshi Miyahara; 晃義宮原
Original assignee: Nihon University
Current assignee: Nihon University
Priority date: 2005-06-22
Filing date: 2005-06-22
Publication date: 2007-01-11

Abstract

【課題】生鮮食品、生花等の鮮度を良好に保つことのできる鮮度保持方法および鮮度保持装置の提供。
【解決手段】空気中で針状電極３３と平板電極３２との間に直流電源３１で高電圧（５、１０、１２ｋＶ）を付与して静電放電をさせ、窒素酸化物を発生させ、貯蔵庫に導入して、貯蔵庫内の生鮮物の鮮度保持を行う。また、前記電場中に超純水を配置し水中にＮＯ３?Ｎ、ＮＯ２--Ｎ、ＮＨ4+-Ｎ等の窒素化合物を水に溶存せしめ、生鮮物の鮮度保持剤とする。生鮮物に鮮度保持剤を付着、散布、噴霧して生鮮剤の鮮度を保持する。
【選択図】図３

Description

本発明は、鮮度保持方法、鮮度保持装置、鮮度保持剤に係り、特に野菜、果物、生花などの鮮度を保持することができる鮮度保持方法、鮮度保持装置、鮮度保持剤に関する。

青果等の鮮度を保って保存するため、さまざまな技術が提案されている。特許文献１には、野菜や果実並びに生魚や肉等の生鮮食品を収納する収納庫の内部に、生鮮食品の鮮度保持とこの生鮮食品に付着している雑菌を殺菌するためのオゾン発生器を設け、このオゾン発生器は筒状電極とこの筒状電極の一方の開口部付近の外側に配置された針状電極とによって形成され、前記筒状電極と針状電極との間に高電圧を印加することで、この筒状電極内が帯電してクーロン力とコロナ放電による放電エネルギーとによって発生するイオン及びオゾンを含む風を前記筒状電極の他方の開口部から吹き出すように形成したものが記載されている。

また、鮮度保持に関して放電を行う技術として、電場放電で農産物の乾燥を促進する浅川効果が知られている。また静電場処理は放電による方法ではなく、正電場をなす空間中に農産物を保存することにより鮮度保持がなされることも報告されている（非特許文献1、非特許文献２）。

また電場に関しては近年多くの研究がなされ、吸水促進効果（非特許文献３）、凍結食肉の解凍時間の短縮効果（非特許文献４）が報告されている。
特開２０００−１７５６６７号公報 Y.Asakawa、 Promotion and retardation 9f heat t r a n s fe r by electric fields、 nature、 2JLL. May 20、 PP220-221 (1976) 浅川勇吉、食品類を保存する省エネ技術、科学朝日、July 、 78- 81 (1984) 池田善郎、加藤宏郎、川端至徳、農産物中の水分及び水の電場・磁場内における蒸発速度，農業機械学会関西支部報、72,147-148、(1992) 植村寿一、宇田川武昭、田原欽也、宮原晃義、凍結食肉の電極間放電解凍に関する研究、日本食品科学工学会第５１階大会講演要旨集，ｐ８２，岩手(2004)

上述のように生鮮食品等の鮮度保持に関してさまざまな工夫がなされているが、さらに鮮度保持を図る技術が求められている。

本発明は、生鮮食品、生花などの生鮮物の鮮度を良好に保つことができる鮮度保持方法及び鮮度保持装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、生鮮物の保管雰囲気中に空気または窒素ガスの静電放電処理により生成した窒素化合物を存在させることを特徴とする鮮度保持方法である。

請求項２の発明は、請求項１の鮮度保持方法において、窒素化合物は窒素酸化物であることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２の鮮度保持方法において、生鮮物を収納庫に配置し、収納庫内で空気の静電放電処理を行うことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの鮮度保持方法において、生鮮物を収納庫に配置し、収納庫に流入する空気または窒素ガスに静電放電処理を行うことを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１の鮮度保持方法において、生鮮物を保管袋に配置し、保管袋に放電処理した空気を充填することを特徴とする。

請求項６の発明は、生鮮物に空気または窒素ガスを静電放電処理して生成した窒素化合物を溶解した水を付着させることを特徴とする鮮度保持方法である。

請求項７の発明は、請求項６の鮮度保持方法において、窒素化合物は、窒素酸化物であることを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項６または７の鮮度保持方法において、生鮮物に窒素化合物を溶解した水を噴射、吹付け、滴下し、あるいは生鮮物を窒素酸化物を溶解した水に浸漬することを特徴とする。

請求項９の発明は、請求項６または７の鮮度保持方法において、生鮮物を窒素化合物を溶解した水で洗浄することを特徴とする。

請求項１０の発明は、生鮮物の収納庫あるいは保管袋内に窒素化合物を溶解した水を配置する鮮度保持方法である。

請求項１１の発明は、請求項１ないし８のいずれかの鮮度保持方法において、生鮮物は、野菜、果物を含む食品、生花であることを特徴とする。

請求項１２の発明は、空気または窒素ガスを静電放電処理し、窒素化合物を生成することを特徴とする鮮度保持装置である。

請求項１３の発明は、請求項１０の鮮度保持装置において、針状電極と平板電極とを備えることを特徴とする。

請求項１４の発明は、請求項１２または１３の鮮度保持装置において、生鮮物の収納庫内に配置されることを特徴とする。

請求項１５の発明は、請求項１２または１３の鮮度保持装置において、生鮮物の収納庫へ流入する空気流路に配置されることを特徴とする。

請求項１６の発明は、空気または窒素ガスを静電放電処理して窒素化合物を発生する静電放電装置と、水に前記窒素酸化物を溶解する溶解手段とを備えたことを特徴とする鮮度保持装置である。

請求項１７の発明は、請求項１６の鮮度保持装置において、窒素化合物は窒素酸化物であることを特徴とする。

請求項１８の発明は、請求項１６または１７の鮮度保持装置において、窒素化合物を溶解した水を生鮮物に付着させる付着手段を備えたことを特徴とする。

請求項１９の発明は、鮮度保持剤において、水に窒素化合物を溶解した構成した。

請求項２０の発明は、請求項１９の鮮度保持剤において、窒素化合物は窒素酸化物であることを特徴とする。

請求項２１の発明は、請求項１９または２０の鮮度保持剤において、窒素化合物は空気または窒素ガスを静電放電処理して製造したことを特徴とする。

本発明に係る鮮度保持方法及び鮮度保持装置によれば、空気中に含有された窒素酸化物は葉の気孔から吸収され、葉細胞内で還元され、アンモニアとなり、さらに有機化されて、アミノ酸やタンパク質などに変換される。また、水に溶けた二酸化窒素は、硝酸イオンや亜硝酸イオンなどになり、植物の葉細胞内に吸収されて、根から吸収された肥料中の硝酸イオンと同じように代謝(還元同化)され、還元/アミノ有機化されてアミノ酸などの構成成分になる。このようにして、生鮮物は窒素酸化物を窒素肥料として利用してその鮮度を保つことできる。

以下本発明を実施するための最良の形態を説明する。第１の例は、図１に示すように、保管庫１０に鮮度保持装置１１を配置し、鮮度保持装置１１には平板電極装置１２と、ファン１３を配置したものである。平板電極装置１２は平板電極または網目状電極と多針状電極との間に高圧直流電圧を印加するものである。本例に平板電極装置１２は空気中の窒素を酸化して微量の窒素酸化物を発生する。発生した窒素酸化物は、図１の矢印に示すように保管庫１０中を循環して、生鮮物に接触して生鮮物の鮮度を保つことができる。なお、保管庫としては冷蔵庫、冷蔵保管庫の他通常の保管庫に使用することができる。また、保管庫内の空気を循環させる他、生鮮物に吹付けるファンを設けることも有効である。また、平板電極装置１２に純窒素、純酸素の少なくとも一方を導入し、窒素酸化物を生成することができる。

第２の例は、保管庫２０に空気を吸気する配管内に鮮度保持装置２１として、静電放電装置２２、ファン２３を配置し、窒素酸化物を含有した空気を保管庫２０内に導入するものである。本例では静電放電装置２２により外気から酸化窒素が混在した空気が作成され保管庫に供給される。また、保管庫２０には排気ファン２４を設けることができる。本例によれば、発生した窒素酸化物は、図２の矢印に示すように保管庫１０中を循環して、生鮮物に接触して生鮮物の鮮度を保つことができる。なお、保管庫としては冷蔵庫、冷蔵保管庫の他通常の保管庫に使用することができる。また、保管庫内の空気を循環させる他、生鮮物に吹付けるファンを設けることも有効である。また、静電放電装置２２に純窒素、純酸素の少なくとも一方を導入し、窒素酸化物を生成することができる。

第３の例は、空気中の窒素あるいは供給された窒素ガスを平板電極装置で処理し、生成された酸化窒素を水に溶解した鮮度保持剤を生鮮物に噴射、吹付け、散布するものである。鮮度保持剤は、原理的には以下のようにして生成できる。すなわち図３に示すように、直流電源３１の負極側に接地した平板電極３２を配置し、直流電源３１の正極側に針状電極３３を配置する。そして平板電極３２上に精製水４０Ａを収納した広口のガラス容器４０を配置し、平板電極３２の先端位置を水面から適宜（例えば１０ｍｍ）離間するよう配置し、両電極間に高圧電圧（数ｋＶ〜十数ｋＶ：例えば５ｋＶ〜１５ｋＶ）を数分〜数十分印加する。これにより、容器内の精製水には、ＮＯ_２ ⁻、ＮＯ_３ ⁻、ＮＨ_４ ^＋−Ｎが溶融し、これを鮮度保持剤として生鮮物に噴射、吹付け、散布し、またはこの鮮度保持剤で生鮮物を洗浄するものである。

なお、上記例では、鮮度保持剤は単純な装置で製造することとしているが、連続して供給される水を放電処理して鮮度保持剤を製造することができるほか、他所で製造した鮮度保持剤を生鮮物に付着させることができる。

第４の例は、静電放電処理装置中に水を霧状に散布し、この霧状の水に窒素化合物を溶解させる鮮度保持剤とするものである。すなわち図４（Ａ）に示すように、加湿器４１により霧状の水滴４５を噴霧落下させ、この水滴の落下経路中に複数の多針状電極４２と網状平面基盤４３で構成した静電放電装置中を配置し、水滴４６に静電放電処理を行いつつ通過させるものである。網状平面電極４３、多針状電極４２は図４（Ｂ）に示すように金属線を網状に編んで形成したものであり、水滴を通過させることができる。本例では、通過した水滴４７には上述したＮＯ２−、ＮＯ３−、ＮＨ４＋−Ｎが溶解され鮮度保持剤となり、対象物４４（野菜など）に散布される。なお、生成した霧状の鮮度保持剤を他所に移送して対象物に散布することもできる。

上記各例は、地上に設置された冷蔵庫、保管庫に適用できるほか、船舶車両等に設置される冷蔵庫保管庫に適用できる。また、保管庫のほか野菜、果物、生花の出荷場、選果場で使用することができる。

以下本発明に係る鮮度保持剤の生成について説明する。水は溶存する物質により多種に分類される。日本薬局方によると精製水、滅菌精製水及び注射用水などがあり、注射用水には加熱した蒸留水を用いている、この注射用水の電気抵抗値は約１ＭΩ／ｃｍであるのに対し、超純粋の比抵抗値は１８ＭΩ／ｃｍ以上であり、水分子の純度は遥かに高いといわれている。

本例では、針状電極と平板電極との間に超純水を置き、電場を付与した際の超純水の蒸発量、ｐＨ及び窒素化合物の溶存量を測定した。その結果、超純水の蒸発量は電場電圧に比例して多くなった。また、超純水のｐＨは約１．５低下した。さらに、電場を付与した超純水には、ＮＯ３-、−Ｎなどの溶存が認められたので以下に説明する。

＜実験材料及び方法＞
１実験材料
本例での試料は、ＴＯＲＡＹＰＵＲＲＥｎｅｗＬＶ−１０Ｔ（東レメディカル（株））で製造した超純水（本報では電気抵抗値１８ＭΩ／ｃｍ）であり、測定は約２３°Ｃの室温で行った

２電場装置と実験方法
１）電場装置
電場付与装置は、上述した図３のものであり、直流電源３１としてＫＡＳＵＧＡＤＥＮＫＩ製の電圧出力装置を用い、正極として針状電極３３、負極として接地された銅製の平板電極３２（Ｔ：１０ｍｍ、Ｌ：２００ｍｍ、Ｗ：２００ｍｍ）を使用した。試料容器ガラス製シャーレ（Ｄ：１７ｍｍ、φ：９５ｍｍ、以下シャーレ）に超純水を入れ、針状電極と水面との距離を１０ｍｍ、電場の出力電圧は．５ｋＶ．１０ｋＶ及び１２ｋＶに調節して実験を行った。

２）蒸発量の測定
超純水２０ｇをシャーレに入れ前述の電極間に設置した後、各電圧を付与し１０分毎に重量を測定し、水の蒸発量を求めた。

３）ｐＨの測定
ｐＨ測定器具はＨＯＲＩＢＡ製Ｂ−２１２ｔｗｉｎｐＨメーターを用いた。シャーレに超純水２０ｇを入れ電場を付与し１０分毎に６０分まで測定した。
４）窒素ガス噴射による水分蒸発量及びｐＨの測定
窒素ガスは、一般工業用に使用されている４７Ｌボンベより減圧レギュレーターで、１及び２Ｌ／ｍｉｎ量を、内径φ１ｍｍのノズルからシャーレ内の超純水２０ｇに噴射し、１０分毎に水の蒸発量とｐＨを別々に測定した。なお、ノズルと水面との距離は１０ｍｍとした。

５）窒素酸化物の測定
窒素酸化物の測定は、シャーレに超純水５０ｇを入れ６０分間電場を付与したものを試料とした。対照区は、電場を付与せず６０分間室温に放置した超純水を測定に供試した。測定機器はブラン・ルーベ社製、オートアナライザーＡＡＣＳIII型を使用し、ＮＯ３−、−Ｎ、ＮＯ２--Ｎ及びＮＨ４+-Ｎの測定を行った。

＜実験結果＞
１．水の蒸発促進効果
１）電場付与による水の蒸発促進効果
超純水を用いて５〜１２ｋＶの電場を付与し、水の蒸発量を測定した結果を図５に示す。図に示すように水の蒸発量は時間経渦に伴ってほぼ直線的に増加し、電圧が高いほど単位時間当たりの蒸発量が多くなり、５、１０及び１２ｋＶの６０分後では水の蒸発量はそれぞれ１．３ｇ、３．４ｇ及び４．３ｇであった。また、電場付与６０分後の水の蒸発量近似曲線を図６に示した。電圧（ｘ）に対する６０分間の蒸発量は増加し、電圧５〜１２ｋＶの値から、
ｙ＝０．４３７ｘ−０．８６６（Ｒ＝０．９９）の直線関係が得られた。

２）窒素ガス噴射による水の蒸発促進効果
水に電場を付与することで、水の蒸発が促進されたことは、電場のコロナ放電に基づ＜イオン風による強制対流が主な要因であると考えられている。そこで窒素ガスによる強制対流においても水の蒸発促進効果があると推測して、窒素ガス噴射による強制対流の実験を行った。その結果を図７に示した。窒素ガスを噴射しなかった対照区でも０．００６ｇ／ｍｉｎの蒸発が認められた。さらに窒素ガスを１Ｌ及び２Ｌ／ｍｉｎ噴射した水の蒸発量は、それぞれ０．０３２ｇと０．０３９ｇ／ｍｉｎとなった。この値は電場を１０ｋＶ付与した場合の水の蒸発意に換算すると、窒素ガスを約３Ｌ／ｍｉｎ噴射した場合とほぼ同じ蒸発量になると考えられる。

２．ｐＨの変化
電場を付与した水と窒素ガスを噴射した水のｐＨを測定し、その結果を図８に示した。５ｋＶの電場付与と窒素ガスの噴射ではｐＨの変化はほとんどみられなかったが、電圧１０ｋＶで３０分の電場付与では１．３６、６０分の電場付与で１．６のｐＨ低下がみられ、電圧１２ｋＶでは３０分の電場付与で１．３８、６０分の電場付与で１．５３の低下が認められた。

水の蒸発量とｐＨとの関係を図９に示した。電場電圧５ｋＶでは水の蒸発に伴いｐＨの低下はわずかであるのに対し、１０ｋＶ、１２ｋＶでは水の蒸発と共にｐＨの低下が認められた。

電場付与による水のｐＨ低下の原因について、コロナ放電により窒素酸化物が生成され、水に溶解したためと推測し、次の測定を行った。

３．窒素酸化物の定量
電場付与後の水に溶解した窒素化合物量の測定結果を図１０に示した。ＮＯ３--Ｎの溶存量は電圧１０ｋＶで２９．３μＭ、電圧１２ｋＶでは３８．５μＭとなり、１２ｋＶでは対照区の約７０倍の溶存が認められた。ＮＨ４＋−Ｎは対照区と５ｋＶで大きな差はみられず．１０ｋＶ及び１２ｋＶではそれぞれ１６．９と１８．８μＭの溶存が認められ、対照区及び５ｋＶの約５７倍量となった。ＮＯ２--Ｎは０．２〜０．９μＭであり、電場付与による溶解は微量であることが認められた。また、水中の窒素化合物の合計量を図１１に示した、５〜１２ｋＶの電圧に正比例して窒素化合物は増加しｙ＝７．８９９６ｘ−３４．７０５の関係式が得られた。これらは雷放電によるＮＯＸの生成と同様、空気中放電により窒素酸化物が生成され、それが水に溶解したものと考えられる。

＜考察＞
以上の結果本例では、超純水を用いて電場付与と窒素ガス噴射による水の蒸発促進効果が認められた。これらの蒸発効果は、コロナ放電に伴うイオン風や窒素ガス噴射により、水面心近くで強制討流が発生したことによると考えられる。加藤によると、電場を付与した水では水面付近で針状電極から発生した空中放電によって電極付近の空気が電圧によって電離し、電子と正イオンが発生して導電性を帯びると考えられている。この電子と正イオンのうち電子は電子親和力の大きい酸素などに付着して負イオンを形成し正と負のイオンはそれぞれ電界によって反対極へと移動しイオンの流れを生じ強制対流が生じたと推測される。

また、電場付与による水のｐＨ低下は、大気中の窒素が放電によって窒素酸化物を形成し、これが水に溶解した結果、水のｐＨが低下したと推測される．この現象については航空機を使い雷雪中の窒素酸化物を測定し、雷放電による窒素酸化物やオゾンの生成量を測定している報告からも推定できる

第１の実施の形態に係る鮮度保持装置を示す図である。第２の実施の形態に係る鮮度保持装置を示す図である。第３の実施の形態に係る鮮度保持剤の製造装置を示す図である第４の実施の形態に係る鮮度保持装置を示す図である。実施例の印加実験水の蒸発量の経時変化を示すグラフである。図４に示した実験の印加電圧と水の蒸発量との近似直線を示すグラフである。実施例の窒素噴射実験における水の蒸発量の経時変化を示すグラフである。実施例の電場付与実験の水のｐＨ値の経時変化を示すグラフである。実施例の印加実験における水の蒸発量とｐＨとの関係を示すグラフである。実施例の印加実験における窒素化合物の溶解量を示すグラフである。実施例の印加実験における印加電圧と窒素化合物の含有量の関係を示すグラフである。

符号の説明

１０：保管庫
１１：鮮度保持装置
１２：静電放電手段
１３：ファン
２０：保管庫
２１：鮮度保持装置
２２：静電放電装置
２３：ファン
２４：排気ファン
３１：直流電源
３２：平板電極
３３：針状電極
４０：ガラス容器
４２：多針状電極
４３：網状平面電極
４４：対象物（野菜など）
４５：加湿器より噴射された霧
４６：放電処理が行われる霧
４７：熔解した霧

Claims

生鮮物の保管雰囲気中に空気または窒素ガスの静電放電処理により生成した窒素化合物を存在させることを特徴とする鮮度保持方法。
窒素化合物は窒素酸化物であることを特徴とする請求項１の鮮度保持方法。
生鮮物を収納庫に配置し、収納庫内で空気の静電放電処理を行うことを特徴とする請求項１または２の鮮度保持方法。
生鮮物を収納庫に配置し、収納庫に流入する空気または窒素ガスに静電放電処理を行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの鮮度保持方法。
生鮮物を保管袋に配置し、保管袋に放電処理した空気を充填することを特徴とする請求項１の鮮度保持方法。
生鮮物に空気または窒素ガスを静電放電処理して生成した窒素化合物を溶解した水を付着させることを特徴とする鮮度保持方法。
窒素化合物は、窒素酸化物であることを特徴とする請求項６の鮮度保持方法
生鮮物に窒素化合物を溶解した水を噴射、吹付け、滴下し、あるいは生鮮物を窒素酸化物を溶解した水に浸漬することを特徴とする請求項６または７の鮮度保持方法。
生鮮物を窒素化合物を溶解した水で洗浄することを特徴とする請求項６または７の鮮度保持方法。
生鮮物の収納庫あるいは保管袋内に窒素化合物を溶解した水を配置することを特徴とする鮮度保持方法。
生鮮物は、野菜、果物を含む食品、生花であることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかの鮮度保持方法。
空気または窒素ガスを静電放電処理し、窒素化合物を生成することを特徴とする鮮度保持装置。
針状電極と平板電極とを備えることを特徴とする請求項１０の鮮度保持装置。
生鮮物の収納庫内に配置されることを特徴とする請求項１２または１３の鮮度保持装置。
生鮮物の収納庫へ流入する空気流路に配置されることを特徴とする請求項１２または１３の鮮度保持装置。
空気または窒素ガスを静電放電処理して窒素化合物を発生する静電放電装置と、水に前記窒素酸化物を溶解する溶解手段とを備えたことを特徴とする鮮度保持装置。
窒素化合物は窒素酸化物であることを特徴とする請求項１６の鮮度保持装置。
窒素化合物を溶解した水を生鮮物に付着させる付着手段を備えたことを特徴とする請求項１６または１７の鮮度保持装置。
水に窒素化合物を溶解した構成したことを特徴とする鮮度保持剤。
窒素化合物は窒素酸化物であることを特徴とする請求項１９の鮮度保持剤。
窒素化合物は空気または窒素ガスを静電放電処理して製造したことを特徴とする請求項１９または２０の鮮度保持剤。