JP2840657B2 - エチレンとの反応用過マンガン酸塩組成物及びこれを用いた鮮度保持剤 - Google Patents

エチレンとの反応用過マンガン酸塩組成物及びこれを用いた鮮度保持剤

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はエチレンとの反応用固体過マンガン酸塩組成
物に関し、更に詳しくは固体過マンガン酸塩と担体との
混合物を粉砕してなる組成物に関する。
〔従来の技術〕
近年エチレンに植物の老化促進等のホルモン作用があ
ることが明らかとなり、空気中或いは気体中の希薄なエ
チレンの存在が問題となり、その除去が求められてい
る。そのため取り扱いが容易で効率的な除去法の開発が
望まれている。中でも収穫後の青果物に対し、プラスチ
ックフィルムを用いた簡易的なCA貯蔵法(Controlled A
tmosphere Storage Method)或いは本格的なCA貯蔵法に
於いては、閉鎖系となりがちなためエチレンの除去は特
に重要である。過マンガン酸塩は早くからそのエチレン
との反応性の高さからエチレン除去剤として検討されて
きた。ゼオライト、バーミキュライト、ケイ酸カルシウ
ム或いはアルミン酸マグネシウムへの過マンガン酸塩水
溶液からの単なる担持や単なる混合が検討されてきた
が、過マンガン酸塩の反応性を充分に活かしきれていな
い。最近の研究によるとエチレンの老化促進ホルモン作
用は0.1ppm以下の極めて低濃度でしかも短時間に生じる
ことが明らかとなってきた。このため収穫後の青果物の
鮮度保持に於いても、迅速で且つエチレン除去量の多い
エチレン除去剤が必要とされてきている。
このようにエチレン除去のための過マンガン酸塩の利
用は、その水溶液からゼオライト、バーミキュライトや
ゲル状アルミノシリケートに唯単に担持させたり、ケイ
酸カルシウムの触媒作用を利用するために比表面積の多
いケイ酸カルシウムと唯単に混合したり、タブレット状
に成形したものに含浸させて唯単に乾燥して利用するこ
とが検討されてきた。しかし乍ら過マンガン酸塩の反応
のメカニズムが不明なことと、固体状態での反応である
ことから過マンガン酸塩の反応性を充分には活かしきれ
ていない。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明が解決しようとする課題は、固体過マンガン酸
塩とエチレンとの反応性を高めることであり、ひいては
優れた青果物等の鮮度保持剤を開発することである。
本発明は上記現状に鑑み、固体過マンガン酸塩とエチ
レンとの反応性を高めるため従来から鋭意研究を重ねた
結果、固体過マンガン酸塩と担体を唯単に混合するだけ
では微粉末状の過マンガン酸塩が再凝縮してしまい反応
性が著しく低下してしまうこと、及び溶液状態から固体
過マンガン酸塩を粉末固体に担持させる場合も唯単に乾
固させただけでは固体過マンガン酸塩が凝縮しやすく同
じく反応性が低下してしまうことを見出した。
このように固体過マンガン酸塩の反応性は担体との混
合状態に大きく依存することが明らかとなった。このよ
うな新しい知見に基づいて固体過マンガン酸塩の反応性
を高めるために更に引き続き研究を続けた。この結果、
下記に示す手段を採用する時には所期の目的が達成され
ることを見出した。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題を解決するための手段は、固体過マンガン酸
塩と担体とを混合物、或いは過マンガン酸塩溶液より担
体に固体過マンガン酸塩を担持したものを粉砕してなる
組成物をエチレンとの反応用物質として使用することに
より達成される。
〔発明の作用並びに構成〕
本発明の基本は、固体過マンガン酸塩と担体とを混合
し、この混合物を粉砕することである。これによりエチ
レンとを反応性が著しく向上する。この際固体過マンガ
ン酸塩と担体とを粉砕し次いで混合しても上記エチレン
との反応性は向上しない。この理由は本発明者らの研究
にも拘わらずその詳細は明らかではないが、これら両者
を混合してから粉砕すると過マンガン酸塩の再凝縮が防
止されると共に過マンガン酸塩の比表面積が大きくなる
ことが主な理由であると推察される。
本発明に於いて使用される固体過マンガン酸塩として
は、過マンガン酸カリウム、過マンガン酸ナトリウム等
の過マンガン酸のアルカリ金属塩が代表例として挙げら
れる。また混合使用する担体としては、従来からこの種
固体過マンガン酸塩とエチレンとの反応用に使用されて
きた各種の担体が広い範囲でいずれも使用でき、通常ゼ
オライト、シリカ、クレー、タルク、炭酸カルシウム、
炭酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、硝石灰、岩石等
の無機化合物が用いられる。尚潮解性や還元性に富むも
のは望ましくない。
混合前の固体過マンガン酸塩の大きさは、特に制限は
ないが数ミリメートル以下が好ましい。一方、担体の大
きさは数ミリメートル以下好ましくは100μm以下であ
る。
固体過マンガン酸塩と担体とを混合する際の混合比は
通常前者に対する後者の比が0.5以上、好ましくは1.5以
上である。
混合手段は特に限定されない。代表的な手段を例示す
ると、V型混合機や二重円錐型混合機などの回転容器混
合機、スクリューミキサー、シグマミキサー、フラッシ
ュキミサー、気流混合機等を用いる方法などがそれにあ
たる。
本発明に於いてはかくして混合して得られた混合物は
次いで粉砕される。粉砕後の粒度は細かいほど良いが通
常30μm以下好ましくは3μm以下である。この際の粉
砕の手段も何等限定されず、所定の粒度になる手段であ
ればいずれの手段であってもよく、その代表的な手段を
例示すれば、ボールミル、チューブミル、ロッドミル、
振動ボールミル、ハイスイングボールミル、マイクロナ
イザー、ジェットオートマイザー、レイモンドミル等を
用いる方法がそれにあたる。
本発明の粉砕後の組成物に於いては固体過マンガン酸塩
(以下単に過マンガン酸塩という)の比表面積は0.05m2
/g以上好ましくは1.0m2/g以上となっており、極めて比
表面積が大きいという特徴がある。この比表面積が大き
いことがエチレンとの反応性が著しく大きくなる大きな
原因と考えられる。この際既に若干述べた通り過マンガ
ン酸塩と担体とを予め粉砕し、混合しても過マンガン酸
塩の比表面積は大きくならず、エチレンとの反応性も小
さい。
本発明の組成物はエチレンとを反応性が高いばかりで
なく、担体の選択性がないという大きな特徴を有する。
即ち従来の過マンガン酸塩を使用する場合には併用する
担体の種類によってエチレンとの反応性が著しく影響さ
れ、担体によっては全く又は殆ど過マンガン酸塩のエチ
レンとの反応性がなくなってしまう場合があるが、本発
明の如く予め混合し、粉砕する場合にはいずれの担体で
も優れたエチレン反応性が確保される。
本発明の組成物はこのようにすぐれたエチレンとの反
応性を有し、反応速度が極めて大きい。この反応機構に
ついて若干説明する。
この発明に於いて、エチレンと過マンガン酸カリウム
との反応には次のような様式が考えられ、 エチレンが1モルに対して過マンガン酸カリウムが2
〜5モルが消費される。実験結果からもエチレン1モル
に対して過マンガン酸カリウム2〜5モルが消費される
ことが判明しており、この実験結果は上記の式にほぼ一
致している。よって混合物中の過マンガン酸カリウムと
エチレンは定量的に反応して使用された過マンガン酸カ
リウムは全て二酸化マンガンに変換されると考えられ
る。
本発明者の分析の結果からも、反応生成物の大部分が
二酸化マンガンであることが判明しており、極めて定量
的に反応していた。
本発明組成物は優れたエチレンとの反応性を有し、反
応速度も大きいので、青果物や花卉類類等の青鮮植物の
鮮度保持剤として極めて優れている。
〔実 験 例〕
以下に本発明の特徴とするところを明瞭とする実験例
を示す。
実験例1 過マンガン酸カリウム(KMnO4)と担体(シリカゲ
ル)との混合比とエチレン反応性(分解濃度)との関
係。
過マンガン酸カリウムを一定の所定量とし、これと担
体との混合比を種々変えて混合し、粉砕した各組成物に
ついてその夫々とエチレンとの反応性を測定した。但し
その測定に於いては、初期濃度9900ppm、200ml(20℃)
で測定した。担体はシリカゲル、担体の平均粒径は1.0
μm以下、KMnO4の平均粒径は1.0μm以下である。結果
を第1図に示す。尚図中の記号は夫々下記のことを示
す。
−○−:KMnO4 9mg −▽−:KMnO4 33mg −△−:KMnO4 50mg −□−:KMnO4 67mg 実験例2 過マンガン酸カリウムの量を一定として担体の混合比
を変化させた場合のエチレン分解濃度。
担体はシリカ、担体の平均粒径を2.5μm以下とし、
その他の条件は実験例1と同様にした。結果を第2図に
示す。尚図中の記号は夫々下記のことを示す。
−●−:KMnO4 9mg −▼−:KMnO4 33mg −▲−:KMnO4 50mg −■−:KMnO4 67mg 実験例3 担体と粒度とエチレン濃度との関係。
担体の粒度を種々変えてエチレン濃度との関係を示し
た。初期濃度204ppm、200ml(20℃)、試料量100mg(担
体/過マンガン酸塩=10)で測定した。その結果を第3
図に示す。尚図中の記号は夫々下記のことを示す。
−○−:シリカゲル −●−:シリカ 実験例4 過マンガン酸カリウムと担体との組成物の製造操作の
差異によるエチレン分解濃度の変化。
過マンガン酸カリウムと担体とを混合粉砕した場合と
これら両者を粉砕したのちに混合した場合の各々につい
てそのエチレン分解濃度を測定した。その結果を第4図
に示す。
初期濃度9900ppm、200ml(20℃) 実験例5 過マンガン酸カリウムを担体に担持させる際の担持操
作とエチレン濃度との関係。
過マンガン酸カリウムと担体とを混合し、次いで粉砕
した場合と従来法の如く担体に過マンガン酸カリウム水
溶液担持された場合との各々についてそのエチレン分解
濃度を測定した。その結果を第5図に示す。
初期濃度9900ppm、200ml(20℃) 実験例6 残存エチレン濃度の経時変化。その結果を第6図〜第
8図に示す。
但し第6図に於いては、初期濃度9900ppm、200ml(20
℃)、混合粉砕物(試料)100mg(KMnO49mg)。
−○−:Na2CO3 −△−:ショ糖 −□−:Na2SO4 −▽−:BaSO4 −◇−:CaSO4・2H2O −●−:Ca(OH) −▲−:CaCO3 (A) −■−:NaHCO3 −▼−:NaCl −◆−:ケイ酸カルシウム 第7図に於いては、 −○−:リン酸カルシウム −△−:ケイ酸ジルコニウム −□−:リン酸アルミニウム −▽−:CaCO3 (B) −◇−:Al(OH) −●−:Al2O3 −▲−:CaSO2・2H2O −■−:ピロリン酸カルシウム −▼−:TiO2 第8図に於いては、 −○−:ハイドロキシアパタイト −△−:クレー (カオリナイト) −◇−:シリカゲル −●−:シリカ −▲−:ケイソウ土 −■−:ゼオライト を示す。
実験例7 各種担体と過マンガン酸カリウムとの混合粉砕物のエ
チレン分解濃度。第1表に示す各種担体と過マンガン酸
カリウムとの混合粉砕物についてそのエチレン濃度を測
定し、エチレン分解量(20℃)及びエチレン1モル当た
りの過マンガン酸塩の消費モル量を求めた。初期濃度99
00ppm、200ml、試料100mg(担体/過マンガン酸塩=1
0、KMnO49mg)。結果を第1表に示す。
を示す。
実験例8 担体と過マンガン酸塩との混合比によってエチレン分
解速度がどのように変化するのか検討し、その一例を第
2表に挙げた。
過マンガン酸カリウムのみではエチレン分解速度は非
常に小さいが、担体を加えて混合粉砕することによって
その値は極めて大きくなることが判った。但し、 担体:シリカゲル 過マンガン酸カリウム量:33mg エチレンガス初期濃度:9900ppm、200ml(20℃) 実施例1 担体(シリカゲル)22.4gと過マンガン酸塩(KMnO4
4.5gとをボールミル(内容300ml)中に入れ、10mm径の
粉砕用球260個を加えて56時間混合粉砕を行った。
このようにして調製した試料(担体/過マンガン酸塩
=5)を300mg秤量して、不織布にパックして密封性容
器に入れ脱気した。
これに予め調製しておいたエチレンガス(9900ppm、2
00ml(20℃))を注入して、一定時間毎に容器内部ガス
を採取してガスクロマトグラフィーでエチレンガス濃度
を測定した。その結果24時間以内にエチレンガス濃度は
0となり、エチレンを完全に除去した。
実施例2 鮮度保持対象物:青梅(紅映)秀L 10kg 包装方法:EVA(厚さ30μm)フィルム、密封包装 放置条件:環境温度 25℃、3日間放置 評 価:(1)3日間放置後、開封直前のフィルム
包装内のエチレンガス濃度をガスクロマトグラフ法によ
って分析した。
(2)開封後の果肉硬度 果色 褐変障害 総合評価 結果を第3表に示す。
但し混合物は所定量を不織布に詰めて封をして用い
た。
青梅10kgに対して過マンガン酸塩混合物(担体/過マ
ンガン酸塩=2)42gを用いて鮮度保持を行った場合
(処理区3)、良好な結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
第1〜8図はいずれも過マンガン酸塩のエチレンとの反
応性を測定した結果を示すグラフである。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】固体過マンガン酸塩と担体とを混合し、次
    いで粉砕してなることを特徴とするエチレンとの反応用
    固体過マンガン酸塩組成物。
  2. 【請求項2】固体過マンガン酸塩と担体との比が0.5
    (担体/固体過マンガン酸塩、重量比)以上である請求
    項(1)に記載の組成物。
  3. 【請求項3】請求項(1)に於いて固体過マンガン酸塩
    及び担体の粒径が30μm以下である組成物。
  4. 【請求項4】請求項(1)に記載の組成物を鮮度保持剤
    として使用したことを特徴とする鮮度保持剤。
  5. 【請求項5】固体過マンガン酸塩と担体とを混合し、又
    は過マンガン酸塩の溶液から担体に固体過マンガン酸塩
    を担持し、次いで該混合物(担持物)を粉砕することを
    特徴とする請求項(1)に記載の組成物の製造方法。
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