JP2022532728A - 水素雰囲気中での食料品を保存する方法及び包装体 - Google Patents

水素雰囲気中での食料品を保存する方法及び包装体 Download PDF

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Abstract

本発明は、水素透過可能かつ気密封止可能な包装体材料によって取り囲まれる内部空間を有する包装体内において水素雰囲気中で食料品を保存する方法に関する。前記内部空間は、前記食料品を受ける食料品空間と、水素気体を受ける水素空間を有し、前記内部空間と前記食料品空間は少なくとも気体を通すように互いに接続し、前記水素空間を取り囲む前記包装体材料又はスリーブは、前記包装体の環境に対して前記水素空間内において少なくとも１００ｍｂａｒの負圧で寸法上安定する。当該方法は、少なくとも前記食料品空間に前記食料品を充填する段階と、少なくとも前記水素空間に水素気体を導入する段階と、好ましくは前記充填段階と前記導入段階の後に前記包装体材料を気密封止する段階と、少なくとも前記水素空間内で当該包装体の環境に対して負圧を発生させる段階、を含む。本発明はさらに、本発明による方法で用いられる包装体で及びその使用に関する。【選択図】図１

Description

本発明は、水素透過可能かつ気密封止可能な包装体材料によって取り囲まれる内部空間を有する包装体内において水素雰囲気中で食料品を保存する方法に関する。前記内部空間は、前記食料品を受ける食料品空間と、水素気体を受ける水素空間を有し、前記内部空間と前記食料品空間は少なくとも通気的に互いに接続し、前記水素空間を取り囲む前記包装体材料又はスリーブは、前記包装体の環境に対して前記水素空間内において少なくとも１００ｍｂａｒの負圧で寸法上安定する。
本発明はさらに上述の型の包装体に関する。
従来技術
水素は、酸化防止効果を有し、保存寿命がより長くてより長期間新鮮な見た目の食料品を提供することができる。水素は、その酸化防止効果によって食料品の酸化還元電位に影響を及ぼすことができる。これはたとえば、代替製品における天然の母乳－最大－７０ｍＶの酸化還元電位を有する－の特性をよりよく再現するためベビーフードに用いられ得る。水素の酸化防止効果は、他の保存料又は酸化防止剤を減らす又は完全に排除できる。
缶やバッグに入れて水素富化水を販売する業者は既に存在している。しかしこれまでのところ食料品の包装体において水素を永続的に保持し得る解決策は存在しない。水素は一般的な方法材料を介して拡散して逃げ出してしまうことで、食料品内で溶解し、かつ／あるいは、食料品と共に包装体内に存在する水素は時間が経つことで完全に漏れてしまう。
水素富化水は通常、大気圧下での水素の拡散を抑制する材料で作られる可撓性バッグ又は金属缶内に充填される。可撓性バッグの場合では、１つ以上の薄い金属ホイルは通常、水素拡散を抑制するのに用いられる。保存寿命を延ばすため、充填は気体が存在しない状態で行われる。包装体が水素富化水（大抵は飲料用缶用）又は水素富化水を加えた少量の水素気体（フィルム包装体用）で完全に充填される。
特許文献１は、大気圧以上の圧力で水素富化水を缶に完全に充填することを記載している。
水素富化水は、保存寿命を長くするために水素気体気泡とさらに混合され得る。ナノ又はマイクロ気泡は通常はこの目的に使用される。その理由は、ナノ又はマイクロ気泡はマクロな気泡よりも水中に長く安定なままでいるためである。
水素富化水を充填する上述の選択肢は、包装体からの水素気体の漏れをわずかにしか遅らせないため、水の永続的な水素富化を保証することができない。特許文献１によると、既存の包装体における水中での水素含有量は、包装体の種類に依存して６か月以内で約１４％から最大７５％減少する。
環境及び持続性の理由により、１回使用の包装体は回避されなければならない。これまで市場での水素富化水用包装体のすべては１回使用の包装体であるため、この分野における代替包装体方法が必要とされている。
水素富化水は健康製品であるため、可能な限りこの水を純粋に保つことが重要である。従って水素富化水用の包装体の開発においては、可能な限り包装された食料品と接するプラスチック及び樹脂材料を回避することが重要である。プラスチック及び樹脂材料からたとえば、可塑剤が水へ入り込む恐れがあり、かつ、プラスチック及び樹脂材料はフィルム包装体及びほとんどの缶の内部でみられる。ガラスのボトルはプラスチックのコーティングを有していないので、水を清浄に保つ上では有利に見える。
しかしガラスのボトルは、たとえば水によって（ほぼ）完全に満たされているとき、加熱による熱膨張によって破裂するという問題が起こる。特にガラスのボトルの場合では破片が生じるので、上記の事態は顕著な安全上の危険を脅かす。それに加えてこのようにして満たされ、かつ、水素が付加された水は長時間持たない。我々の試験によると、約１月後には水中にはほとんど水素が検出できなかった（約０．３ｐｐｍの水素含有量が残った）。
米国特許出願公開第20180213825A1号公報
本発明の目的は、水素雰囲気中での食料品の保存を長期間、安全、かつ環境に適切に行う経済的で、単純で、安全な方法、及び経済的な包装体を供することである。
本発明は、課題を解決する請求項１に記載の方法に関する。上記目的はまた、請求項９に記載の包装体によっても解決される。有利な実施形態は従属請求項から得られる。
本発明による方法は、包装体中において水素雰囲気中で食料品－たとえば水素富化水－を保存するのに用いられる。
当該包装体は、水素透過可能かつ気密封止可能な包装体材料によって取り囲まれる内部空間を有する。前記内部空間は、前記食料品を受ける食料品空間と、水素気体を受ける水素空間を有し、前記内部空間と前記食料品空間は少なくとも通気的に互いに接続する。前記食料品空間と前記水素空間は液体を通すように－具体的には前記食料品を通すように－互いに接続してよい。特に前記水素空間と前記食料品空間は、少なくとも１つの接触面で互いに直接－つまり前記水素空間と前記食料品空間との間で物理障壁のない状態で－隣接し得る。
前記水素空間を囲む前記包装体材料及び／又はスリーブは、当該包装体の環境に対して前記水素空間内において少なくとも100mbar、好ましくは少なくとも200mbar、特に少なくとも400mbar、例えば少なくとも600mbarであるの負圧で寸法上安定する。寸法上の安定性は、例えば、前記包装体材料及び／若しくはスリーブの十分な剛性を有する材料、前記包装体材料及び／若しくはスリーブの十分な材料の厚さ、前記包装体材料及び／若しくはスリーブの適切な形状－例えばビード、折り目、波形及び／又は剛性を高めるためのリブ－、並びに／または、前記包装体材料及び／若しくはスリーブ内に配置された支持構造－例えば格子状のケージ－によって達成することができる。
前記食料品が例えば緩い粉末の粒状である場合、前記食料品は食品が充填された状態で寸法的に安定するように前記包装体材料を支持可能で、かつ、前記食料品の粒の間の空間は前記水素空間を形成し得る。
前記食料品空間と前記水素空間とは、少なくとも気体を通すように接続されているので、両者には同じ圧力が作用する。したがって、本発明の目的において、「水素空間内での負の圧力」という表現は、「水素空間および食料品空間での負の圧力」という表現と同義である。
スリーブは、前記水素気体を受けるために、例えば、プラスチック、金属及び／又はガラスを含む中空体を含んでよい。中空体は、所定の重量と材料費で、特に大量の水素気体を受けることができる。
前記スリーブは、特に、少なくともその内部に、前記水素気体を受けるための開孔した固体発泡体－例えば発泡材料、硬質発泡体、エアロゲル及び／又は金属発泡体を含む－を含んでよい。発泡体は、中空体に比べて機械的安定性が高い－特に外部から前記発泡体に作用する圧力に対する安定性が高い－という利点がある。
当該方法は、少なくとも前記食料品空間に前記食料品を充填する段階と、少なくとも前記水素空間に水素気体を導入する段階と、好ましくは前記充填段階と前記導入段階の後に前記包装体材料を気密に封止する段階と、少なくとも前記水素空間内で当該包装体の環境に対して負圧を発生させる段階を含む。
前記水素空間に導入される前記水素気体は、前記食料品空間に充填される前記食料品と気体を通すように接触するので、前記食料品は前記水素気体によって保存され、特に、水素富化食料品の水素含有量は、前記水素気体との接触によって維持される。
少なくとも部分的に寸法的に安定している当該包装体内に負圧下で充填するという本発明による解決策は、従来の包装体で経験した問題を解決し、食品保存のための水素の抗酸化特性の新しい可能な用途を開くものである。
驚くべきことに、本発明による方法によって詰められた水素富化水では、前記包装体材料が水素透過性であるにもかかわらず、水の水素含有量の減少はわずかでしかない。この減少は、従来の充填方法とは対照的に、充填後の最初の1ヶ月ですでに観察することができ、その後、前記水素含有量は数ヶ月間一定に保たれる。継続的に水素が失われる従来の包装体と比較して、本発明による方法では、最初の前記水素空間に一定の負圧がかかるまで急速に水素が失われるが、その後は水素の損失が大幅に減少し、前記食料品の水素含有量は既知の方法よりも長期間にわたって維持され得る。使用される材料に応じて、生じる水素の損失及び／又は負圧の時間的進行が異なり得る。
水素はほとんどの材料で容易に拡散するため、一般的な食料品包装体－例えば飲料用ボトル、食料品用缶、食料品用ジャー－の中の食料品は、通常、水素透過性の包装体材料で囲まれている。驚くべきことに、本発明による方法では、水素透過性の包装体材料が有利であることがわかった。このような被覆の結果、充填された前記水素気体の一部が気密性の高い包装体から逃げ出すことができ、その結果、そこに負圧が生じるか、または設定された負圧が維持される。
前記水素空間が内部での負圧の発生によって圧縮されることで、前記負圧の均衡を弱める又は完全に失うことがないことを保証するように、当該包装体の前記包装体材料及び／又は前記スリーブは寸法的に安定するように設計される。例えば、水素富化水が水素気体と一緒に従来の包装体－例えばフィルムバッグや飲料缶に－充填される場合、その包装体は結果として生じる負圧に耐えられず、変形してしまう。その結果、水素気体がその包装体から完全に抜けてしまう。
負圧時に水素以外のガスが当該包装体へ入るのを防ぐために、前記包装体材料は高気密性に設計されている。特に、前記包装体材料の材料は、気密性、すなわち、特に窒素、酸素、二酸化炭素及び／又はアルゴンに対して気密性を有していてもよい。本発明の意味での「気密性」とは、例えば0.5年から2年の典型的な保存期間内に、当該包装体内での負圧－例えば100mbarから600mbar－が、大気の成分の浸透によって実質的に減少しないことを意味する。
従来の食料品包装体の多くのタイプ－例えば飲料用のボトル、缶、またはジャー－は、気密性のある密封可能な包装体材料を有する。例えばジャーに入った食料品は，大気に対して例えば600mbarの負圧下で充填されることが多く，この負圧は，例えば2年間の保存食の意図された保存期間にわたって維持される。
包装体材料としてのフィルムでも、負圧下でフィルムに包装体された市販の食料品－たとえば穀物やコーヒー豆－によって示されるように、意図された保存期間にわたって負圧を維持する気密性の高い密封可能な前記包装体材料を実現することができる。
前記の発生する負圧は、好ましくは50mbarから500mbarであり、特に好ましくは100mbarから300mbarである。前記の発生する負圧は、好ましくは100mbarから900mbar、特に200mbarから800mbar、例えば400mbarから600mbarである。前記の生成される負圧は、好ましくは少なくとも100mbar、特に少なくとも200mbar、例えば少なくとも400mbarである。
前記負圧の規定値は、好ましくは、当該包装体内での前記食料品の保管中に前記負圧が近づくか、または前記負圧が安定する平衡値に関する。この平衡値は、少なくとも近似的に、例えば密封後30日から600日、特に60日から500日、例えば100日から400日の保管期間後に到達することができる。
当該包装体の前記包装体材料または前記水素空間のスリーブは、好ましくはそれぞれの負圧において寸法的に安定している。実験によると、前記食料品中の水素含有量の減少は、記載された値の範囲内の負圧によってかなり減速されるか、あるいは防止されることが示されている。さらに記載された値の範囲の負圧は，例えば0.5年から2年の典型的な保存期間にわたって，従来の材料で作られた包装体で維持することができる。
前記負圧の発生は、好ましくは、前記包装体材料の気密封止後での前記包装体材料を介する当該包装体の環境への前記水素気体の拡散を含む。特に前記負圧の発生は、前記包装体材料を介して水素気体を当該包装体の環境へ拡散させることによってしか行い得ない。これにより、特に当該方法が簡単になる。その理由は前記負圧を発生させるために当該包装体から気体を排出する必要がないからである。当該方法は，家庭での使用に特に有利である。というのも，この排出操作のための適切な装置は，通常，家庭では入手できないからである。
前記負圧の発生は、好ましくは、前記包装体材料を気密封止した後に、前記食料品及び／又は前記水素気体を冷却する段階を含む。前記食料品、前記水素気体、当該包装体に含まれる空気を冷却し、それに伴う体積の減少の結果、保存食の熱充填と同様に、技術的に特に簡単な方法で前記負圧を発生させることができる。
前記負圧の発生は、好ましくは、前記包装体材料の気密封止前、かつ、好ましくは前記水素気体の導入前に、前記内部空間から気体－好ましくは空気－を排出する段階を含み、封止時の前記負圧は、好ましくは50mbar～500mbar、特に好ましくは100mbar～300mbarである。気体を排出することで、前記気体に含まれる成分による前記食料品の汚染を防ぐことができる。好適には、前記食料品が充填される前に、前記気体は排気される。排気操作は有利となるように前記水素気体が導入される前に行われる。そのため水素気体は失われない。
当該方法の第1実施形態では、前記包装体材料は、当該包装体の環境に対して前記内部空間内において少なくとも100mbarの負圧で寸法的に安定しており、前記食料品空間と前記水素空間とは、前記食料品のために互いに物体を通すように接続されている。本実施形態において、前記食料品を充填することは、前記内部空間を前記食料品で完全に充填する段階を含み、前記充填段階後に前記水素気体を導入する段階は、前記水素空間から前記食料品を追い出す段階を含む。
[37]この第1実施形態は、例えば水素が富化された水のような液体食料品に特に適している。最初に前記内部空間に前記食料品を完全に充填することで、それまで前記内部空間に含まれることで前記食料品の保存性を損なう可能性のある気体が排出される。前記水素気体が導入されると、前記食料品の一部が前記内部空間から追い出され、その結果前記水素空間が水素気体で満たされる。
この第1実施形態では、前記食料品空間と前記水素空間とは、物理的な障壁なしで接触面を介して隣接していることが好ましい。前記内部空間の前記食料品空間と前記水素空間との分割は例えば、前記内部空間の食料品の充填レベルに応じて、時間的に可変とすることができる。これにより、当該包装体が特に単純な構造－例えば標準的な飲料用ボトルを含む－を有することが可能となる。
当該方法の第2実施形態では、前記水素空間を囲むスリーブは、当該包装体の環境に対して前記内部空間内において少なくとも100mbarの負圧で寸法的に安定しており、前記スリーブは、前記水素空間を前記食料品用の前記食料品空間からしっかりと封止する。例えば前記水素空間は、液密な膜を介して、または、十分に小さい多数の接続開口部を介して、前記食料品空間から前記水素空間に前記食料品が入りこむことができないように、通気的に前記食料品空間に接続し得る。
この第2実施形態では、当該包装体の前記包装体材料は、少なくとも部分的に可撓性であってよく、例えば、フィルムで構成されてよい。これにより、この実施形態は、寸法的に安定した食料品に特に適するものとなる。前記寸法的に安定した食料品の形状は、少なくとも部分的に可撓性を有する包装体材料によって適合させることができ、また、例えばグレーティングによって相対的に容易に前記水素空間に入ることを防止できる。
少なくとも部分的に可撓性を有する包装体材料によって、より多くの量の水素気体を当該包装体に導入することができ、前記包装体材料が膨張するので、例えば、これまで水素富化されていなかった前記食料品が水素富化され得る。前記水素気体が封止後に前記包装体材料から抜け出すと、前記包装体材料は、例えば支持構造体や食料品と接触するまで再び圧縮される。前記の寸法的に安定したスリーブにより、水素気体は、少なくとも前記食料品と通気的に接触した状態で前記水素空間内に留まり続ける。それにより、前記食料品中の水素の所定の濃度は意図された保存期間にわたって維持され得る。
この第2実施形態では、前記水素気体の導入は、前記内部空間を前記水素気体で完全に充填する段階を含み、前記食料品の充填は、前記導入後に行われ、前記食料品空間から前記水素気体を追い出す段階を含み、好ましくは前記導入前に前記内部空間から空気が排出され、前記スリーブは寸法的に安定している。
前記内部空間を水素気体で完全に満たすことにより、特に空気が先に排出された場合には、前記食料品の保存性を損なう可能性のある異物が前記内部空間に残らないことが保証される。
当該方法の第3実施形態では、前記水素空間を囲む前記スリーブは、当該包装体の環境に対して前記内部空間内において少なくとも100mbarの負圧で寸法上安定しており、前記スリーブは、前記水素空間を前記食料品用の前記食料品空間からしっかりと封止する。
この第3実施形態では、当該包装体の前記包装体材料は、少なくとも部分的に可撓性を有することができ、例えば、フィルムからなる。これにより、この実施形態は、寸法的に安定した前記食料品に特に適したものとなる。前記食料品の形状は、少なくとも部分的に可撓性を有する前記包装体材料が適応可能であり、かつ、例えばグレーティングによって相対的に容易に前記水素空間に入ることを防止できる。
この第3実施形態では、前記水素空間への前記水素気体の導入は、前記食料品が前記食料品空間に充填された後に行われ、好ましくは、前記導入の前、特に前記充填の前に前記内部空間から空気が排出される。
前記導入が前記充填後に行われるため、少量の水素気体しか必要とされず、当該方法は特に経済的である。また前記排出操作によって，前記食料品の保存性を損なう可能性のある異物が前記内部空間に残らないことを保証する。充填後の排出は、当該包装体に充填される前に既に水素が富化されている食料品の場合、排出によって富化された水素の大部分が逃げてしまう可能性があるので不利である。
当該方法の任意の実施形態において、前記水素気体の導入は、好ましくは、水素が富化された食料品の充填を含む。前記食料品－例えば水－を水素で富化することにより、前記食料品の保存性が改善され、前記食料品が消費されるときに、前記水素に起因する望ましい効果が消費者によって経験され得る。
前記の富化された食料品を充填した後、前記水素の少なくとも一部が前記の富化された食料品から前記水素空間に通過することができるので、水素ガスで充填された水素空間の前述の利点は、より少量の水素気体が別個に導入されたとしても生じる。特に、別個に導入される水素ガスの量が少なくても、前記食料品中の所定の水素濃度が達成され、保存期間中に維持され得る。
前記食料品中で富化された水素は、例えば、水素泡の状態で、前記食料品内で溶解するか、あるいは捕捉されよい。前記泡は、特に、ナノまたはマイクロバブルであってもよく、前記食料品中の前記水素の溶解限度を超えて前記食料品中の水素の総含有量を増加させることができる。ある大きさ以下の泡－例えば水中で20μm、好ましくは20μm以下の泡－は上昇せず、したがって前記食料品の保存期間中に安定した状態を保つことができる。
水素富化食料品を充填する際、前記食料品は好適には、水素で飽和されているか、かつ／あるいは、他のガスを含まない。前記食料品が水素で飽和されている場合、前記水素の望ましい効果が特に顕著になる。
前記食料品が他の気体を含まない場合、前記食料品の保存の上で有害なおそれのある他の気体と前記食料品との相互作用が除外され、その保存期間中に前記食料品中の所定の水素濃度を達成し維持するために導入される水素気体はより少ない量となるに違いない。
前記食料品は、好ましくは水素富化されており、水素以外の気体を含まない。有利には前記食料品は、たとえば前記食料品の加熱によって水素富化される前に脱気されることが望ましい。
水素気体の導入は、水素気体用の供給源または容器が前記包装体材料内に配置されることも可能である。その配置の際、前記包装体材料は好ましくは水素空間内の負圧下で封止され、その結果、前記の封止された前記包装体材料内部で水素気体が発生または放出される。
前記生成は、例えば、水と接触する適切な金属、好ましくは触媒によって行うことができる。化学反応は、金属酸化物及び／又は水酸化物と水素気体を生成することができる。
例えば前記容器は、加圧並びに圧縮及び／又は液化された水素気体を含み得る。前記水素気体は前記包装体材料が封止された後に前記容器から放出される。
本発明による包装体は、本発明による方法によって、水素雰囲気中で食料品を保存するために設計される。
当該包装体は、水素透過性かつ気密性の包装体材料によって囲まれた内部空間を有し、前記内部空間は、食料品を受け入れるための食料品空間と、水素気体を受け入れるための水素空間とを含み、前記食料品空間と前記水素空間は、少なくとも互いに通気的に接続されている。
当該包装体の充填位置において、前記水素空間は好ましくは前記食料品空間の上方に位置する。その結果、前記内部空間に導入される水素気体は、前記水素気体と前記食料品との間の密度差のため、重力によって駆動されて前記水素空間に集まる。
当該包装体の特徴は特に、本発明による方法に関連して記載されているように設計され、その結果、本願に記載されている効果を得ることが可能である。
前記包装体材料は、当該包装体の環境に対して前記水素空間内において少なくとも100mbar、好ましくは少なくとも200mbar、特に少なくとも400mbar、例えば少なくとも600mbarの負圧で寸法的に安定していてもよく、流入ラインを介した水素気体の前記水素空間への導入と、流出ラインを介した前記内部空間からの食料品の排出とを同時に行う媒体交換装置を備えてよい。
媒体交換装置を備えて負圧下で安定している前記包装体材料は、上述した第1実施形態での方法を実施するのに特に適している。前記水素気体が導入されるのと同時に、前記食料品－好ましくは液体の食料品－が、例えば前記水素気体によって放出され得ることで、この方法は特に単純となり、内部空間の異質な気体による汚染は防止される。これは、前記食料品を導入する際に当該包装体を水素雰囲気で取り囲む可能性が通常ない家庭での当該方法の利用にとって特に重要である。
特に前記媒体交換装置では、水素をボトルに導入するために、水が満たされた大きな容器内で水が満たされたボトルを充填口を下向きにした状態で浸す必要もなく、前記ボトルに異物ガスが入らないように前記ボトルを水の下で密閉する必要もない。
前記包装体材料は、少なくとも部分的に可撓性を有していてもよく、前記水素空間を囲むスリーブは、当該包装体の環境に対して前記水素空間内において少なくとも100mbar、好ましくは少なくとも200mbar、特に少なくとも400mbar、例えば少なくとも600mbarの負圧で寸法的に安定し得る。前記スリーブは、中空体及び／又は固体発泡体で構成されてよく、特に、本発明による方法と併せて説明したように構成されてよい。
少なくとも部分的に可撓性を有して寸法的に安定したスリーブを有する包装体材料は、上述の第2実施形態または第3実施形態の方法、特に実質的に寸法的に安定した食料品に特に適している。寸法的に安定した食料品の場合、少なくとも部分的に可撓性を有する包装体材料－例えば少なくとも部分的にフィルムで構成される包装体材料－は、前記食料品の形状に適応できるので有利である。
さらに前記包装体材料全体ではなく前記スリーブのみが寸法的に安定していれば、当該包装体はより少ない材料で製造され得る。前記スリーブは寸法的に安定しているので、前記水素空間中に負圧が存在する場合、この空間は大気圧によって圧縮されない。そのため前記負圧が維持され、前記水素空間からの水素気体の消失が前記負圧によって遅くなる。その結果前記食料品は、前記水素空間に残存する前記水素気体によって、例えば0.5年から2年の保存期間にわたって保存される。特に、水などの水素富化食料品の水素含有量が保存期間中に保存される。
前記包装体材料及び／又はスリーブは、好ましくは、少なくとも0.1バール、好ましくは少なくとも0.2バール、特に好ましくは少なくとも0.3バール、最も好ましくは1バールの前記水素空間内の負圧下で寸法的に安定している。前記包装体材料またはスリーブが寸法的に安定している前記負圧の値が高いほど、前記水素空間で恒常的に発生させることができる負圧は大きくなり得る。負圧が大きいと、前記食料品を当該包装体に入れて保存する間、前記水素空間から水素気体が失われるのを特に遅らせることができ、それによって前記食料品の最大保存期間を長くできる。1バールの負圧での寸法安定性は、当該包装体が食料品及び／又は水素によって充填される前に、空気が真空ポンプによって前記包装体材料及び／又はスリーブから排気する場合に、特に有利である。
前記包装体材料は、当該包装体の環境に対する前記内部空間での少なくとも0.5バール、好ましくは少なくとも2バール、特に好ましくは少なくとも8バールの過圧に対して耐性を有することが好ましい。例えば、殺菌のために、前記食料品を充填して前記包装体材料を気密封止した後、当該包装体を加熱する必要があり、これにより前記内部空間に一時的に過圧が発生する。過圧の際に前記包装体材料が損傷するのを防ぐために、前記包装体材料は好ましくは過圧に耐性があるように設計されている。すなわち、前記包装体材料は過圧の際に気密性と寸法が安定しているか、あるいは前記過圧が減少したときに元の形状に戻るように弾性的にのみ変形する。
前記スリーブは好ましくは、前記食料品用の前記食料品空間から前記水素空間を密－好ましくは液密－に封鎖する。これにより、前記食料品が前記水素空間に侵入するのを防ぎ、前記空間が水素気体の受け入れに完全に利用可能となる。
前記スリーブは、例えば、気体透過性かつ液密性の膜で封鎖され得る。代わりに又は加えて、前記水素空間と前記食料品空間は、前記食料品が通過できないほど小さい多数の開口部－特に細孔－によって接続されてよい。
前記包装体材料は好ましくは、少なくとも部分的に透明である。透明な部分によって、前記の封止された包装体材料内の前記食料品の状態を光学的－特に視覚的－に確認することが有利に可能となる。このことは、水素を含む食料品用の従来の包装体に比べて大きな利点である。なぜなら、従来の包装体は通常、その包装体からの水素の拡散を減らすためにシート金属または金属でコーティングされたプラスチックでできているため、したがって完全に不透明であるからである。
前記包装体材料は好ましくは、実質的にガラス及び／又はプラスチック－好ましくはプラスチックフィルム－からなる。ガラス製の包装体材料は、ガラスが前記食料品内へ異物－例えばプラスチック粒子や可塑剤－を放出しないので、前記食料品の品質や保存期間が損なわれる可能性がないという利点を有する。さらにガラス製の包装体材料は例えば、既存のガラス瓶向けのデポジットシステムを利用して、容易に再利用またはリサイクルすることができ、その結果、当該包装体によって引き起こされる環境汚染を低減することができる。
プラスチック－特にプラスチックフィルム－からなる包装体材料は、製造コストが低く、質量が小さいという利点を有するので、これにより、当該包装体を輸送する際のコストとエネルギー消費を削減することができる。
前記包装体材料は好ましくは、封止手段によって気密封止可能な、前記内部空間に前記食料品を充填するための充填開口部を備える。例えば前記包装体材料は、飲料を充填するための充填口を有する市販の飲料ボトルを含み、前記封止手段は、前記飲料ボトルのキャップを含んでよい。前記包装体材料がプラスチックフィルムを含む場合、前記封止手段は例えば、前記プラスチックフィルム内又は前記プラスチックフィルムと前記包装体材料の他の構成要素との間の充填口を封止する溶着部を備えてよい。
例えば前記充填開口部は、前記媒体交換装置の流入ラインを形成してよい。前記流出ラインは、前記包装体材料の別の領域の充填開口部とは別に配置されてよい。
前記流出ラインは好ましくは、前記水素空間と前記食料品空間との間の接触面に隣接して、前記水素空間に開口する。ここで前記接触面は好ましくは、当該包装体の充填位置において実質的に水平であり、前記水素空間は前記接触面の上方にあり、前記食料品空間は前記接触面の下にある。これにより、前記水素空間に存在する食料品は、前記水素気体が導入されるときに前記流出ラインを通って脱出し、前記食料品空間に存在する食料品はそこに留まることができる。
前記媒体交換装置は、前記封止手段によって前記充填口が封止された状態で、前記充填口に配置されるように設計されることが好ましい。これにより、前記媒体交換装置が前記充填口に配置されている間に前記包装体材料を前記封止手段で封止することが可能で、前記食料品を当該包装体に収納する際に前記媒体交換装置を前記充填口に残すことが可能となる。前記媒体交換装置を取り外す必要がないので、前記食料品の保存期間に影響を与える可能性のある外来気体が前記内部空間に混入する危険性を低減することができる。また、前記食料品を充填するための方法の順序も単純化される。
例えば前記媒体交換装置は、その一部が前記充填口の端部に載った状態で、前記充填口に部分的に挿入できるように構成されている。前記ボトルの首部上に載る前記媒体交換装置の軸受部は、前記封止手段を覆うように設けることで前記充填口を封止するのを妨げないように十分に薄いことが好ましい。
前記媒体交換装置を前記充填口内に配置することができるので、従来の包装体－例えば飲料用ボトル－に前記媒体交換装置を後付けして、本発明による包装体を形成することができる。
前記媒体交換装置は好ましくは、前記充填口に密封状態で挿入されるストッパーを備える。前記ストッパーは、前記流入ラインを受け入れるための流入口と、前記流出ラインを受け入れるための流出口とを備える。前記ストッパーは好ましくは、前記ストッパーと前記流入ライン及び／又は前記流出ラインとの間を－好ましくは気密状態で－封止する少なくとも1つの密閉剤を備える。
密封状態－特に気密状態－で挿入するために、前記ストッパーは、前記充填口の端部と密封接触するために、例えば、軟質プラスチックまたはゴムなどの弾性材料を含んでよい。特に前記ストッパーは弾性材料を含んでよい。これにより、水素気体の導入中に、前記充填口の端部と前記ストッパーとの間の前記内部空間から前記水素気体や前記食料品が制御不能に逃げることを防止し、あるいは前記内部空間への異物ガスの侵入を防止することができる。
前記密閉剤は好ましくは、前記流入ライン及び／又は前記流出ラインとの接触を封止するために、例えば、軟質プラスチックまたはゴムなどの弾性材料を含んでよい。前記密閉剤は、例えば前記ストッパーが弾性材料で作られていることにより、ストッパーと一体的に形成されていてもよいし、例えばリングシールやシーリングインサートのような別個の部品で構成されていてもよい。
前記流入ライン及び／又は前記流出ラインは、それぞれ前記流入口または前記流出口に固定式または着脱式で配置されてもよい。特に前記充填口を前記密閉剤で封止する前に、前記流入ライン及び／又は前記流出ラインを前記ストッパーから取り外すように設けられていてもよい。前記流入ライン及び／又は前記流出ラインが取り外し可能である場合、前記密閉剤は、好ましくは、特定のラインと前記ストッパーの間を封止するように設計される。これにより、水素ガス又は食料品が前記特定のラインと前記ストッパーの間の前記内部空間から無秩序に逃げることを防止する、あるいは前記水素ガスの導入時に前記内部空間に異物ガスが入り込むことを防止することができる。
好ましくは前記密閉剤は、対応するラインが取り外されたときに、前記流入口及び／又は前記流出口を－好ましくは気密的に－封止するように設計されている。これにより、水素気体または食料品が前記充填口を介して前記内部空間から制御されない形で逃げることを防止し、または、前記流入ライン及び／又は前記流出ラインが取り外された後、前記充填口が前記密閉剤で封止される前に、外部気体が前記内部空間に入ることを防止できる。
取り外し可能な流入ライン及び／又は流出ラインは、前記特定のラインが所定の深さまで正確に前記ストッパーに挿入されることを保証する停止部－特に調整可能な停止部－を備えてもよい。
前記流出ラインは好ましくは、前記水素空間と前記食料品空間との間の接触面に隣接して前記水素空間を開けるように、前記ストッパーに挿入されるか、あるいは挿入可能である。この場合、前記接触面は、当該包装体の充填位置において実質的に水平である。このとき前記水素空間は前記接触面の上に位置し、前記食料品空間は前記接触面の下に位置する。これにより、前記水素空間に存在する食料品は、前記水素気体が導入されるときに前記流出ラインを通って逃げ出し、前記食料品空間に存在する食料品はそこに留まることが可能となる。
前記流出ラインが前記ストッパーからどのくらい離れて前記内部空間を開けるかに応じて、前記包装体材料の所定の形状に対する前記水素空間と前記食料品空間の間の容積比は、口によって画定される前記内部空間内の前記接触面の位置によって決定される。この容積比は、前記食料品の種類や前処理に応じて、前記食料品の意図された保存期間にとって十分な量の水素気体が前記水素空間に導入されるように選択することができる。
前記流出ラインの口部の前記ストッパーからの距離を－例えば前記ストッパーを用いて－調整することにより、前記媒体交換装置は、異なる形状の包装体材料と併用するため、あるいは、水素空間と食料品空間との間での対応するように適合した体積比を有する様々な食料品を充填する、つまりは適合した量の水素ガスを充填ために使用することができる。
好ましくは前記媒体交換装置は、前記流入ライン及び／又は前記流出ラインを通る媒体の流れを調整する、及び／又は媒体の流れ方向を規定する少なくとも1つの弁を備える。好ましくは前記流入ラインは、該流入ラインを通じて前記内部空間からの食料品または水素気体の漏れを防止するための逆止弁を備える。
好ましくは前記流出ラインは、閉鎖可能な出口弁を備える。それにより前記出口弁が閉鎖されているときに、前記流入ラインを介して導入された水素ガスによって前記内部空間に過圧が生じ得て、それによって、例えば、前記食料品はより高い濃度で水素富化され得る。特に流出バルブは、前記内部空間で所定の過圧に達したときに、例えば過度の過圧による前記包装体材料の損傷を防止するために自動的に開く圧力解放バルブとして設計することが可能である。
前記媒体交換装置は好ましくは、前記媒体交換装置を前記包装体材料に解放可能に固定する固定手段を備える。前記固定手段は例えば、前記包装体材料の充填口に設けられた一致する逆ネジに螺合するネジを含んでよい。
例えば前記包装体材料が一般的な飲料ボトルを含む場合、前記媒体交換装置は、前記飲料ボトルのキャップに通常設けられている合いねじにねじ込まれるように設計されたねじを含んでもよい。特に前記媒体交換装置は、前記キャップがねじ込まれ得る他の嵌合ネジを含んでもよい。したがって前記キャップは、前記飲料ボトルにねじ込まれた前記媒体交換装置にねじ込まれることで、前記媒体交換装置が前記充填口に残っている間に、前記飲料ボトルの前記充填口を封止することができる。
本発明はまた、当該包装体内の水素富化食料品を保存する本発明による方法における本発明による包装体の使用にも関する。
本発明のさらなる利点、目的および特性は、本発明による対象が例示的に示されている以下の説明および添付の図面を参照して説明される。機能に関して少なくとも実質的に図中で対応する特徴は、同じ参照符号で示すことができるが、これらの特徴は、すべての図で参照または説明する必要はない。
本発明による方法によって包装体に保存された食料品の概略断面図を示す。 本発明による方法によってさらなる包装体に保存された食料品の概略断面図を示す。 従来の包装体200に従来の方法で保存された食料品の概略断面図を示す。 従来の包装体200に従来の方法で保存された食料品の概略断面図を示す。 本発明による方法によってさらなる包装体に保存された食料品の概略断面図を示す。 本発明による方法によってさらなる包装体に保存された食料品の概略図を示す。 本発明による包装体の概略図を示す。 本発明によるさらなる包装体の概略図を示す。 本発明による更なる包装体の概略図を示す。 本発明による包装体のストッパーの実施形態の概略側面図を示す。 本発明による包装体のストッパーの模式図を示す。 本発明による包装体のさらなるストッパーの模式図を示す。 本発明による包装体のさらなるストッパーの模式図を示す。 本発明による包装体の概略断面図である。 本発明による更なる包装体の概略断面図を示す。 図13の包装体のさらなる概略断面図を示す。 本発明による方法の模式図を示す。 保存期間に応じた本発明による方法で保存された水の水素含有量を示す。 保存期間に応じた本発明による方法で保存された水の包装体内での圧力を示す。 充填された水素量に応じた本発明による方法で保存された水の水素含有量を示す。 保存期間に応じた本発明による方法で保存された水の水素含有量を示す。 保存期間に応じた本発明による方法で保存された水の包装体内の圧力を示す。
［図１］
図1は、本発明による方法100によって包装体200に保存された－例えば水素H2が富化された水H2O－食料品の概略断面図である。
包装体200は、食料品充填口250を有する気密性の高い密封可能な包装体材料210－例えば負圧下で寸法的に安定している公知のガラス製飲料ボトル－を備える。包装体材料210は、水素気体を収容するための水素空間222と、食料品を収容するための食料品空間221を含む内部空間を囲む。図示の例では、水素空間222と食料品空間221とは、物理的な障壁を介さずに、接触面223で直接隣接している。
図示された状態では、食料品空間221への食料品の充填110と、水素空間222への水素気体の導入120と、包装体材料210の封止手段251（例えば、飲料ボトルに合致するキャップ）による気密封止130とが既に行われた。
図1Aは、水素空間222での負圧発生段階１４０の前の状態を示している。図1Bは、負圧発生段階１４０の後の状態を示している。
図示した包装体材料210は、例えばガラス製であるため、発生した負圧の下でも寸法的に安定している。そのため、水素空間222は、負圧によって圧縮されない。また、包装体材料210は気密封止されているので、外部から水素空間222に空気が流入することはなく、その結果負圧が維持される。
［図２］
図2は、本発明による方法100によってさらなる包装体200に保存された食料品の概略断面図である。
図2は、包装体材料210が飲料ボトルとして設計されておらず、缶として設計されている点で図1と異なる。包装体材料210は、水素空間222内の負圧下で、例えば公知の食料品缶のように、その波状形状の外壁によって寸法的に安定させることができる。これにより、包装体材料210は、例えば金属シートやプラスチックなどの、剛性が低いため、より薄く、より軽く、より経済的な材料で作ることができる。
図1Aおよび図1Bと同様に、図2Aは水素空間222に負圧発生段階１４０の前の状態を示し、図2Bは負圧発生段階１４０の後の状態を示す。
［図３］
図3は、従来の包装体200に従来の方法で保存された食料品の概略断面図を示す。
包装体200は、例えば包装体200が従来のプラスチック製の飲料ボトルであるため、包装体200の包装体材料210が包装体200の水素空間222の負圧下で寸法的に安定していない点で図1に示す包装体と異なる。
このような包装体（図3A）において、水素Ｈ２が富化された水H2Oが食料品空間221に充填され、水素気体Ｈ２が水素空間222に充填されると、水素気体Ｈ２は、包装体200の包装体材料210を介して、及び／又は封止手段251で封止された充填口250を介して、水素空間222から脱出することができる。
包装体材料210は寸法的に安定していないので、水素空間222内の水素気体Ｈ２が逃げ出すことによって発生する負圧によって圧縮される。その結果包装体材料210がその中に含まれる水H2Oの体積にまで完全に圧縮されるまで、水素ガスＨ２と水H2Oに含まれる水素Ｈ２が徐々に逃げていく（図3B）。
［図４］
図4は、従来の包装体200に従来の方法で保存された食料品の概略断面図を示す。
包装体200は、例えば包装体200が従来のシート金属製の飲料缶であるために、包装体200の包装体材料210が包装体200の水素空間222の負圧下で寸法的に安定していない点で、図2に示す包装体と異なる。
このような包装体が食料品空間221内の水素富化水及び水素空間222内の水素気体Ｈ２によって充填される場合（図4A）、水素気体Ｈ２は、包装体200の包装体材料210を介して水素空間222から逃げることができる。
包装体材料210は寸法的に安定していないので、水素空間222に逃げ込んだ水素気体Ｈ２によって発生する負圧によって圧縮される。その結果、包装体材料210がその中に含まれる水の体積にまで完全に圧縮されるまで、水素気体Ｈ２と水に含まれる水素が徐々に逃げていく（図4B）。
［図５］
図5は、本発明による方法100によってさらなる包装体200に保存された食料品LMの概略断面図を示す。
図1および図2とは対照的に、図3の食料品LMは、例えばシリアル粒のような粒状の食料品LMである。さらに、図5の場合、包装体200の包装体材料210は、寸法的に安定しておらず、例えば、可撓性を有するプラスチックフィルムからなる。
従って内部空間220での負圧発生１４０が起こると、包装体材料210が圧縮される。この圧縮は、包装体材料210が食料品LMと接触すると同時に停止する。食料品LMが粒状構造でさることに起因して、寸法的に安定した間隙が食料品LM内に残り、それが本発明の意味での水素空間222として機能することができる。
図1Aおよび図1Bと同様に、図5Aは内部空間220での負圧発生140の前の状態を示し、図5Bは負圧発生140の後の状態を示す。
［図６］
図6は、本発明による方法100によってさらなる包装体200に保存された食料品LMの模式図を示す。食料品LMは、例えば肉片のような、寸法的に安定した食料品LMであってもよい。
図6に示す例では、包装体200の包装体材料210は、包装体200の内部空間220の負圧下で寸法的に安定するように、内部に配置された支持構造211－例えばケージ－によって支持される可撓性材料－例えばプラスチックフィルム－を含む。
［図７］
図7は、本発明による包装体200の概略図を示す。図示の包装体200は、例えばプラスチックフィルムで作られた可撓性を有する包装体材料210を含み、寸法的に安定した食料品LM－例えば肉片－を保持するのに特に適している。包装体200は、多数－例えば2つ－のスリーブ230を含む。スリーブ230は、水素気体を収容するための水素空間222が設けられている。スリーブ230は例えば、中空の円筒として設計されてもよい。
スリーブ230は、水素空間222内の負圧下で寸法的に安定するように設計されている。水素空間222は、食料品LMを受け入れるための食料品空間221と通気接続している。この目的のために、好適にはスリーブ230は、例えば開口部231がこの目的のためにとって小さすぎるか、あるいはグレーティングまたは気体透過性の膜によって封止されていると理由により、食料品LMが開口部231を介して水素空間222に入ることができないように設計された多数の開口部231を有していてもよい。
［図８］
図8は、本発明によるさらなる包装体200の概略図を示す。図示された包装体200は、その中に含まれるスリーブ230がスポンジ状構造またはハニカム構造を有し、特に固体発泡体として設計され得るという点で、図5に示された包装体とは異なる。
［図９］
図9は、本発明によるさらなる包装体200の概略図を示す。図示された包装体200は、内部空間220を囲む包装体材料210を有する。この例では、包装体材料210は、内部空間220の負圧下で寸法的に安定している。例えば包装体材料210は円筒状に形成されてよい。内部空間220に食料品を充填するための充填口250が、少なくとも一方の端面－特に両方の端面－に配置される。少なくとも1つの充填口250は、例えばスクリューキャップなどの封止手段251によって気密的に封止され得る。
包装体200は媒体交換装置を備える。この媒体交換装置は例えば、内部空間220に水素気体を導入するための流入ライン241と、内部空間220から液体食料品を排出するための出口ライン242を含んでよい。
図示の例では、流入ライン241は、第1封止手段251内に配置され、バルブ247を含む。バルブ247は例えば、水素気体や食料品が内部空間220から流入ライン241に逆流することを防止する逆止弁として構成される。
図示の例では、流出ライン242は、第2封止手段251内に配置され、バルブ247を有する。バルブ247は、内部空間220から流出ライン242への食料品の流れを制御するように設計されてよい。
［図１０］
図10は、本発明による包装体のストッパー243の実施形態の模式的側面図を示す。ストッパー243は例えば、実質的に円筒形（図10A、10C）または先細り形状（図10B）であってもよい。包装体200の充填口内に確実に配置されるために、ストッパー243は、充填口の端部に載せるための軸受部249を備えてよい。軸受部249は好ましくは、ストッパー243が充填口内にある間に、充填口が関連する封止手段で封止され得るのに十分な薄さである。
充填口内に密封された状態で配置されることができるように、ストッパー243は、例えば弾性材料で作られていてもよく、及び／又は、充填口の端部との接触を密封するためのリングシール248を含んでもよい。
［図１１］
図11は、本発明による包装体のストッパー243の長手断面図（図11A）および平面図（図11B）を模式的に示している。ストッパー243は、包装体の媒体交換装置の流入ラインおよび流出ラインを受け入れるための流入開口部244および流出開口部245を備える。
［図１２］
図12は、本発明による包装体のストッパー243の長手断面図（図12A）および平面図（図12B）を模式的に表している。ストッパー243は、包装体の媒体交換装置の入口ラインおよび出口ラインを受け入れるための流入開口部244並びに流出開口部245を備える。
流入開口部244及び／又は流出開口部245は、流入ライン及び／又は流出ラインに対して密封嵌合するための密閉剤246を含んでよい。密閉剤246は例えば、特定の開口部244，245に配置された弾性発泡体を含んでよい。
［図１３］
図13は、本発明による包装体のストッパー243の長手断面図（図12A）および平面図（図13B）を模式的に表している。ストッパー243は、包装体の媒体交換装置の流入ラインおよび流出ラインを受け入れるための流入開口部244および流出開口部245を備える。
開口部244，245は例えば、ストッパー243のスロットとして設計されてもよい。ストッパー243は例えば、弾性材料で作られる。それにより、スロットは流入ラインおよび流出ラインを収容するために広げられることが可能で、ストッパー243は密閉剤246として流入ラインおよび流出ラインに対して緊密に適合できる。
［図１４］
図14は、本発明による包装体200の概略断面図である。図示された包装体200は、気密封止可能な包装体材料210－例えば飲料用ボトル－特にガラス製のボトル－を含む。包装体材料210の内部空間に食料品－例えば水－を充填するための充填口250には、ストッパー243が媒体交換装置240の一部として配置されている。ストッパー243は例えば、リングシール248を含む。それにより、ストッパー243は、充填口250を密封封止する。
媒体交換装置240は、内部空間の水素空間222に水素気体を導入するための流入ライン241と、水素空間222から食料品を排出するための流出ライン242を備える。ライン241，242は例えば、ストッパー243の流入開口部244及び流出開口部245に挿入されてもよく、それぞれの場合において、ストッパー243への挿入深さを規定する停止部260が設けられている。
流出ライン242は、包装体材料210の外側の外側部分242Aと、内部空間の内側部分242Bを含んでよい。内部空間における流出ライン242の口部239は、水素空間222と、内部空間で食料品を受け入れるための食料品空間221との間に、図面上では水平な接触面223を画定する。図示された例では、水素空間222と食料品空間221とは、物理的な障壁なしに、接触面223で直接隣接している。
好ましくは少なくとも流入ライン241および流出ライン242の外側部分242Aは、ストッパー243に、例えば楔を用いて解放可能に接続されている。これにより、充填口250からストッパー243を取り外すことなく、流入ライン241および外側部分242Aを取り外すことができる。その後、充填口250を例えば、飲料用ボトルに一般的に使用されるスクリューキャップなどの封止手段で気密封止することができる。
流入ライン241は、水素気体又は食料品が内部空間から入口ライン241に逆流するのを防ぐバルブ247－特に逆止弁－を含んでいてもよい。
［図１５］
図15は、本発明によるさらなる包装体200の概略断面図である。図15に示す包装200は、以下の点で、図12に示す包装体200と異なる。
この例では、流入ライン241および流出ライン242は、ストッパー243の流入開口部244および流出開口部245を貫くように通される。ストッパー243は、ライン241，242をストッパー243に封止接続する密閉剤246－例えばシールリップ－を有する。
特に流出ライン242は、停止部260－例えばスナップリング－を含んでよい。この停止部260は、流出ライン242が所定の深さまでしか流出開口部245を通過できないようにする。好ましくは停止部260は、様々な所定の深さが設定できるように流出ライン242に取り付けられる。この目的のために、流出ライン242は例えば、停止部260を取り付けるために流出ライン242に沿って互いに離間した複数の溝261を含んでよい。
［図１６］
図16は、図13の包装体200のさらなる概略断面図を示す。図13の図とは対照的に、ここでは、流入ライン241と流出ライン242がストッパー243から取り外されている。これにより、ストッパー243が充填口250に残っている間に、封止手段251－例えば飲料用ボトルに一般的に使用されるスクリューキャップ－が充填口250を気密封止することができる。
図15では、一旦流入ラインおよび流出ラインが取り外されると、流入開口部244および流出開口部245に配置された密閉剤246は、各開口部244，245を密閉できることがさらに視認できる。これにより、封止手段251が充填口250に取り付けられるまでの間、少なくとも一時的に、水素気体が内部空間220から逃げるのを防ぐことができる。
［図１７］
図17は、本発明による方法100の概略図を示す。示された方法100は、包装体材料によって気密封止することができる包装体の内部空間の食料品空間に食料品を充填する段階110を含む。当該方法100は、例えば充填段階110の後に、内部空間の水素空間に水素気体を導入する段階120を含む。この水素空間は、少なくとも通気的に食料品空間に接続されている。当該方法100は、充填段階110および導入段階120の後に、包装体材料を気密封止する段階130を含む。当該方法100は、例えば気密封止段階130の後、包装体の環境に対して少なくとも水素空間に負圧を発生させる段階140を含む。包装材料または水素空間を囲むスリーブは、負圧の下で寸法的に安定している。
［図１８］
図18は、本発明による方法で保存された水の水素含有量c（ppm）を、日単位の保存期間t（d）に応じて示したものである。
このグラフは、2つの独立した実験からの測定結果（丸と点線、三角と破線）を示している。それぞれの場合の線は、それらを認識しやすくするためだけのものである。水素含有量は、白金ナノ粒子（H2 Sciences Inc.、米国）を含む溶液中のメチレンブルーを用いた滴定によって決定される。この方法では，触媒の役割を果たす白金粒子を介して水素がメチレンブルーに結合するため，メチレンブルーの色が青色から透明に変化する。
実験では，約50mLの水素気体が、水を入れた総量1Lのガラス製のボトルに導入される。続いて水素気体がそのボトルに加えられる。ボトルに入れる前の水の水素含有量は1.6ppmである。ガラス瓶は標準的な飲料用ボトルで，水素ガスを導入した後，プラスチック製のスクリューキャップで気密封止される。
水素富化水は，一連の試験においてすべてのボトルで同じ初期水素含有量になるように，十分に大きなウォーターディスペンサーで事前に調製される。蒸留水、非脱気水が使用される。各測定点では別のボトルが使用される。ボトルは最低16℃の暗所で保管される。
比較のために、このグラフは、先行技術の方法（US20180213825A1、図8）を用いた水素富化水の保存に関するデータと、関連する回帰線（実線とダイヤモンド）も示している。
本発明による方法では、最初、特に最初の30日以内に、先行技術の方法と同様に水素含有量の強い減少が見られる。しかしその後、本発明による方法での減少はかなり遅くなり、約1.3ppmから1.4ppmの値で安定しているように見える一方、先行技術の方法では、減少は衰えずに続いている。このように、より長い保存期間－例えば少なくとも180日の保存期間－では、本発明による方法の方が先行技術による方法よりも高い水素含有量が得られる。
［図１９］
図19は、本発明による方法で保存された水の包装内の圧力p（mbar）を、日数（d）での保存期間tに応じて示したものである。
このグラフは、2つの独立した試験（丸、三角）の測定結果を示している。包装体の周囲の圧力に対する包装体内部の圧力pは、ボトルにねじ込まれるか、スイングストッパーで固定されたボトル圧力計によって測定される。
水は、図18で説明したように充填及び保管される。
図18に示した水素含有量と同様に、包装体内の圧力も最初は比較的早く、特に最初の30日以内に減少する。その後、圧力の減少は水素含有量の減少と同様にかなり遅くなり、周囲の圧力に対して約-150mbarから-250mbarの平衡値で安定しているように見える。
［図２０］
図20は、44日間の保存期間後の、mL単位の充填水素量Vに応じた、本発明による方法で保存された水の水素含有量c（ppm）を示す。
水素含有量は、図18について説明したように決定される。決定された水素気体の水素体積Vは、総容積1Lのボトルに初期水素含有量cが1.6ppmの水に導入される。ボトルはこの導入の前に水で完全に満たされている。
さらなる充填と保管の条件は、図18に記載されたものに対応する。
グラフは、保存中の水の水素含有量を最大にするためには、図示の例では約50mLから60mLのある最小量の水素気体が必要であることを示している。水素量をさらに増加させても、水素含有量の増加にはつながらず、したがって、経済的および安全上の理由から回避すべきである。
［図２１］
図21は、図18にすでに示されている一連の試験からより長い期間にわたって行われた実験において、日単位の保存期間t（d）に応じて、本発明による方法によって保存された水の水素含有量c（ppm）を示している。
水素含有量は、図18について説明したように決定される。
実験では，約60mLの水素気体が水で満たされた総体積1Lの各ガラス製ボトルに導入される。ボトルを充填する前、水は１．６ｐｐｍの水素含有量を有する。ガラス製ボトルは標準的な飲料用ボトルで，水素気体が導入された後，プラスチック製のスクリューキャップで気密封止される。
水素富化水は，一連の試験においてすべてのボトルで同じ初期水素含有量となるように，十分に大きなウォーターディスペンサーで事前に製造される。蒸留水、非気化水が使用される。測定ポイントごとに別のボトルが使用される。ボトルは，16℃から26℃の間の温度で，992mbarから1034mbarの大気圧で暗所に保管される。
図21を見ると，水素含有量は，図18と同様，最初の減少の後に安定していることがわかる。この減少は、ここではおよそ保存の最初の0.5年以内に約1.1ppmの値になるまで起こる。その後、少なくとも約1.5年の保存期間まで維持される。このようにして、水素が富化された水は、従来技術の保存方法に比べて実質的に長く維持され得る。
［図２２］
図22は、図19にすでに示されている一連の試験からより長期間にわたって行われた実験における日単位の保存期間t(d)に応じた本発明による方法で保存された水の包装内の圧力p（mbar）を示している。
水の充填と保存は、図21について説明した通りである。包装体の周囲圧力に対する包装体内の圧力pは、関連するキャップの代わりにボトルにねじ込まれているか、スイングストッパーで固定されているボトル圧力計によって測定される。
包装体内の圧力は、特に保管の最初の半年間は、図19のように最初は比較的早く減少する。その後、圧力の低下は著しく遅くなり、約500mbarの平衡値に近づくように見える。
１００ 方法
１１０ 充填段階
１２０ 導入段階
１３０ 封止段階
１４０ 発生段階
２００ 包装体
２１０ スリーブ
２１１ 支持構造
２２０ 内部空間
２２１ 食料品空間
２２３ 接触面
２３０ スリーブ
２３１ 開口部
２３９ 口部
２４０ 媒体交換装置
２４１ 流入ライン
２４２ 流出ライン
２４２Ａ 外側部分
２４２Ｂ 内側部分
２４３ ストッパー
２４４ 流入開口部
２４５ 流出開口部
２４６ 密閉剤
２４７ バルブ
２４８ リングシール
２４９ 軸受部
２５０ 充填開口部
２５１ 封止手段
２５２ ねじ山
２６０ 停止部
２６ 溝
ｃ 水素含有量
Ｈ２ 水素
Ｈ２Ｏ 水
ＬＭ 食料品
Ｐ 圧力
ｔ 保存期間
Ｖ 水素体積

Claims (15)

  1. 包装体内において水素雰囲気中で食料品を保存する方法であって、
    当該包装体は、水素透過性かつ気密性の包装体材料によって囲まれた内部空間を有し、
    前記内部空間は、食料品を受け入れるための食料品空間と、水素気体を受け入れるための水素空間とを含み、
    前記食料品空間と前記水素空間は、少なくとも互いに通気的に接続され、
    前記水素空間を取り囲む前記包装体材料又はスリーブは、前記包装体の環境に対して前記水素空間内において少なくとも１００ｍｂａｒの負圧で寸法上安定し、
    当該方法は、
    少なくとも前記食料品空間に前記食料品を充填する段階と、
    少なくとも前記水素空間に水素気体を導入する段階と、
    好ましくは前記充填段階と前記導入段階の後に前記包装体材料を気密封止する段階と、
    少なくとも前記水素空間内で当該包装体の環境に対して負圧を発生させる段階、
    を含み、
    前記負圧を発生させる段階は、前記包装体材料の気密封止後での前記包装体材料を介する当該包装体の環境への前記水素気体の拡散を含む、ことを特徴とする方法。
  2. 請求項１に記載の方法であって、前記負圧は、50mbar～500mbarで、好適には100mbar～300mbarであることを特徴とする方法。
  3. 請求項１又は２に記載の方法であって、前記負圧は、少なくとも100mbarで、好適には少なくとも200mbarで、特に好適には少なくとも400mbarであることを特徴とする方法。
  4. 請求項１～３のいずれか一項に記載の方法であって、
    前記負圧を発生させる段階は、前記包装体材料の気密封止前で、好適には前記水素気体を導入する段階前に気体－好適には空気－を追い出す段階を含み、
    前記負圧は、50mbar～500mbarで、好適には100mbar～300mbarである、
    ことを特徴とする方法。
  5. 請求項１～４のいずれか一項に記載の方法であって、
    前記水素空間を取り囲む前記包装体材料は、前記包装体の環境に対して前記水素空間内において少なくとも１００ｍｂａｒの負圧の状態で寸法上安定し、
    前記食料品空間と前記水素空間は、少なくとも互いに通気的に接続され、
    前記食料品の充填は前記内部空間を前記水素気体で完全に充填する段階を含み、
    前記水素気体の導入は、前記充填後に行われ、前記水素空間から前記食料品を追い出す段階を含む、
    ことを特徴とする方法。
  6. 請求項１～４のいずれか一項に記載の方法であって、
    前記水素空間を取り囲む前記包装体材料は、前記包装体の環境に対して前記水素空間内において少なくとも１００ｍｂａｒの負圧で寸法上安定し、
    前記スリーブは、前記水素空間を前記食料品用の前記食料品空間からしっかりと封止し、
    前記水素気体の導入は前記内部空間を前記水素気体で完全に充填する段階を含み、
    前記食料品の導入は、前記導入後に行われ、前記食料品空間から前記水素気体を追い出す段階を含み、
    空気は好適には、前記導入前に前記内部空間から排気され、
    前記スリーブは寸法上安定する、
    ことを特徴とする方法。
  7. 請求項１～４のいずれか一項に記載の方法であって、
    前記水素空間を取り囲む前記スリーブは、前記包装体の環境に対して前記水素空間内において少なくとも１００ｍｂａｒの負圧で寸法上安定し、
    前記スリーブは、前記水素空間を前記食料品用の前記食料品空間からしっかりと封止し、
    前記水素気体の導入は、前記食料品空間への前記食料品の充填後に行われ、
    空気は好適には、前記導入前－特に前記充填前－に前記内部空間から排気される、
    ことを特徴とする方法。
  8. 請求項１～７のいずれか一項に記載の方法であって、
    前記水素気体の導入は水素富化された食料品の充填を含み、
    前記食料品では好適には、水素が飽和するか、かつ／あるいは他の気体が含まれない、
    ことを特徴とする方法。
  9. 請求項１～８のいずれか一項に記載の方法によって水素雰囲気中で食料品を保存する包装体であって、
    水素透過性かつ気密性の包装体材料によって囲まれた内部空間を有し、
    前記内部空間は、食料品を受け入れるための食料品空間と、水素気体を受け入れるための水素空間とを含み、
    前記食料品空間と前記水素空間は、少なくとも互いに通気的に接続され、
    前記包装体材料は、当該包装体の環境に対して前記水素空間内において少なくとも１００ｍｂａｒの負圧で寸法上安定し、かつ、流入ラインを介した水素気体の前記水素空間への導入と、流出ラインを介した前記内部空間からの食料品の排出とを同時に行う媒体交換装置を備え、又は、
    前記包装体材料は、少なくとも部分的に可撓性で、かつ、前記水素空間を取り囲むスリーブは、当該包装体の環境に対して前記水素空間内において少なくとも１００ｍｂａｒの負圧で寸法上安定する、
    ことを特徴とする包装体。
  10. 請求項９に記載の包装体であって、
    前記包装体材料及び／又は前記スリーブは、前記水素空間内において好ましくは、少なくとも0.1バール、好ましくは少なくとも0.2バール、特に好ましくは少なくとも0.3バール、最も好ましくは1バールの負圧下で寸法的に安定し、
    前記包装体材料は好適には、当該包装体の環境に対する前記内部空間において少なくとも0.5バール、好ましくは少なくとも2バール、特に好ましくは少なくとも8バールの過圧に対して耐性を有し、かつ／あるいは、
    前記スリーブは好適には、前記水素空間を前記食料品用の前記食料品空間からしっかりと封止する、
    ことを特徴とする包装体。
  11. 請求項９～１０のいずれか一項に記載の包装体であって、前記包装体材料は、少なくとも一部が透明で、かつ／あるいはプラスチック－好適にはプラスチックフィルム－で構成される、ことを特徴とする包装体。
  12. 請求項９～１１のいずれか一項に記載の包装体であって、
    前記包装体材料は好ましくは、封止手段によって気密封止可能な、前記内部空間に前記食料品を充填するための充填開口部を備え、
    前記媒体交換装置は、前記充填開口部が前記封止手段によって封止される状態では前記充填開口部内に配置されるように設計される、
    ことを特徴とする包装体。
  13. 請求項１２に記載の包装体であって、
    前記媒体交換装置は、前記充填開口部に密封状態で挿入されるストッパーを備え、
    前記ストッパーは、前記流入ラインを受け入れるための流入口と、前記流出ラインを受け入れるための流出口とを備え、
    前記ストッパーは好ましくは、前記ストッパーと前記流入ライン及び／又は前記流出ラインとの間を封止する少なくとも1つの密閉剤を備える、
    ことを特徴とする包装体。
  14. 請求項９～１３のいずれか一項に記載の包装体であって、前記媒体交換装置は、前記流入ライン及び／若しくは前記流出ラインを通る媒体の流れを調整する、並びに／又は媒体の流れ方向を規定する少なくとも1つのバルブを備える、ことを特徴とする包装体。
  15. 請求項１～８のいずれか一項に記載の方法における請求項９～１４のいずれか一項に記載の包装体の使用。
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