JP7313779B2 - 水素イオン濃度インジケーター及びこれを備えた容器 - Google Patents

Description

本発明は、水素イオン濃度を可視化する水素イオン濃度インジケーター及びこれを備えた容器に関する。

従来、水素イオン濃度に応じて色が変化する指示薬を用いることで、対象物の水素イオン濃度の変化を目視により確認することができるようにした水素イオン濃度インジケーターが種々の分野で利用されている。

例えば、生鮮食品や加工品など、腐敗の進行に伴って酸ないしアルカリ成分が発生する食品において、腐敗の進行度合いと水素イオン濃度指数（ｐＨ）との間に相関があることが知られており、これに着目して、水素イオン濃度インジケーターを用いて、食品の鮮度の変化を可視化することが提案されている。

特許文献１には、保持体の表面に指示薬として食品由来のアントシアニンを保持したラベル状の水素イオン濃度インジケーターを食品とともに容器に収納し、食品の腐敗の進行とともに変化する指示薬の色に基づいて、食品の鮮度の変化を容器の外部から目視により確認することができるようにした技術が記載されている。

特開２０１５－１８４３３２号公報

しかしながら、上記従来の水素イオン濃度インジケーターは、保持体の表面に指示薬を露出した状態で保持した構成であるので、液相で使用すると、液中に指示薬が溶出する虞がある。そのため、例えば、豆腐や生ガキ等の貝類のように、容器の内部に漬水に浸された状態で密封される食品に上記従来の水素イオン濃度インジケーターを用いると、指示薬が漬水に溶出して漬水や食品を変色させてしまうという問題が生じることになり、この点で改良の余地があった。

本発明は、このような問題を解決するために開発されたものであり、その目的は、液相での使用に適した水素イオン濃度インジケーター及びこれを備えた容器を提供することにある。

本発明の水素イオン濃度インジケーターは、アントシアニンを含む指示薬と、全体が半透膜で袋状に形成され、前記指示薬を収納する包装体と、を有することを特徴とする。

本発明の水素イオン濃度インジケーターは、上記構成において、前記指示薬が、前記アントシアニンをゲルに混合した混合物であるのが好ましい。

本発明の水素イオン濃度インジケーターは、上記構成において、前記指示薬が、厚みが１ｍｍ以上の板状であるのが好ましい。

本発明の水素イオン濃度インジケーターは、上記構成において、前記指示薬が、前記アントシアニンを水に溶解した水溶液であるのが好ましい。

本発明の容器は、透光性を有する部分を備えた容器本体と、前記容器本体の内面に取り付けられた、前記水素イオン濃度インジケーターと、を有することを特徴とする。

本発明の容器は、上記構成において、前記容器本体が、漬水とともに食品を収納する用途に用いられる食品用容器であるのが好ましい。

本発明の容器は、上記構成において、前記食品が、経時変化により、水素イオン濃度が上昇するものであるのが好ましい。

本発明によれば、液相での使用に適した水素イオン濃度インジケーター及びこれを備えた容器を提供することができる。

本発明の一実施の形態である水素イオン濃度インジケーターを示す図である。 包装体を形成する半透膜を示す図である。 図２に示す半透膜を袋状にした状態を示す図である。 図３に示す袋状の半透膜の内部に指示薬を入れた状態の図である。 図４に示す袋状の半透膜の開口を密封した状態の図である。 本発明の一実施の形態である容器の構成を概略で示す図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施の形態に係る水素イオン濃度インジケーター１及び容器１０について、詳細に例示説明する。

図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る水素イオン濃度インジケーター１は、指示薬２と、指示薬２を収納する包装体３とを有している。

指示薬２は、アントシアニンを含むものである。アントシアニンは、水素イオン濃度の変化に応じて連続的に色調が変化する性質を有しており、当該色調の変化により水素イオン濃度を可視化することができる。すなわち、アントシアニンは、色調の変化により、水素イオン濃度指数（ｐＨ）の値の変化を可視化することができる。

包装体３は半透膜で形成されており、指示薬２を外部から密封した状態で収納している。包装体３を構成する半透膜は、液相において溶質となるアントシアニンは透過させず、溶媒である水は透過させるものである。指示薬２は、包装体３に収納されることで、水素イオン濃度インジケーター１が液相において使用されたときに、当該液相を構成する液に直接接触することはないが、包装体３の内部において包装体３を透過してきた液と接触することができるようになっている。

包装体３は、少なくとも内部に収納した指示薬２の色調を外部から視認可能な程度の透光性を有する透明または半透明のものとされる。本実施の形態では、包装体３は透明である。

上記構成を有する本実施の形態の水素イオン濃度インジケーター１は、半透膜で形成された包装体３に指示薬２を収納した構成であるので、液相において、指示薬２を液中に溶出させることなく、水素イオン濃度の変化を可視化することができる。すなわち、本実施の形態の水素イオン濃度インジケーター１は、液相において使用されると、包装体３の内部において包装体３を透過してきた液と接触して、当該液の水素イオン濃度指数（ｐＨ）の値の変化を可視化することができる。このとき、包装体３の内部において液中に溶出した指示薬２は、包装体３を透過することができず、包装体３の外部に溶出することが抑制されるので、当該液や判定対象物を変色させることがない。

このように、本実施の形態の水素イオン濃度インジケーター１では、半透膜で形成された包装体３に指示薬２を収納した構成としたので、当該水素イオン濃度インジケーター１を液相での使用に適したものとすることができる。

本実施の形態の水素イオン濃度インジケーター１においては、アントシアニンとして、例えば、紫キャベツの色素を粉末にしたものを用いることができる。本実施の形態では、アントシアニンとして、ケニス株式会社の「紫キャベツパウダー」を用いている。アントシアニンとして、食品由来のものを用いることで、水素イオン濃度インジケーター１を食品の鮮度の可視化に用いる場合において、その安全性を高めることができる。

なお、アントシアニンとしては、上記の紫キャベツに限らず、他の植物等から得られる種々のものなど、種々のものを用いることができる。

指示薬２は、アントシアニンをゲルに混合した混合物とするのが好ましい。図１では、指示薬２を、アントシアニンをゲルに混合した混合物とした場合を示してある。指示薬２を、アントシアニンをゲルに混合した混合物とすることで、指示薬２がある程度の厚みを有するようにその形状を安定化させることができ、これにより、指示薬２の色調がより明確に表示されるようにして、水素イオン濃度インジケーター１の視認性を高めることができる。

指示薬２を、アントシアニンをゲルに混合した混合物とした場合には、指示薬２を、厚みが１ｍｍ以上の板状とするのが好ましい。本実施の形態では、指示薬２を、厚みが１ｍｍ以上の矩形の板状に形成するようにしている。これにより、指示薬２を、色調を明確に表示可能な厚みを有するものとして、水素イオン濃度インジケーター１の視認性をより確実に高めることができる。

なお、上記板状の指示薬２の厚みは、２ｍｍ以下とするのが好ましい。これにより、指示薬２を、色調を明確に表示可能な厚みのものとしつつ、その厚みを最小限のものとして、水素イオン濃度インジケーター１を薄型化し、その使用性を高めることができる。

指示薬２を、アントシアニンをゲルに混合した混合物とする場合には、ゲル１ｍｌ当たり、アントシアニンを３～１０ｍｇの割合で混合するのが好ましい。これにより、指示薬２において色調が明確に表示されるようにして、水素イオン濃度インジケーター１の視認性を高めることができる。

ゲルとしては、寒天を水に溶かしたものを用いることができる。ゲルとして、食品である寒天を水に溶かしたものを用いることにより、水素イオン濃度インジケーター１を食品の鮮度の可視化に用いる場合において、その安全性を高めることができる。また、ゲルとして、安価な寒天を水に溶かしたものを用いることで、上記効果を有する水素イオン濃度インジケーター１を安価に製造することができる。

アントシアニンをゲルに混合した板状の指示薬２は、例えば、以下の手順で製造することができる。

水に０．５～１．５％の寒天を加えて９０～１００℃に加熱し、寒天が水に完全に溶解した後、寒天が凝固（凝固温度３０～４０℃）する前に、さらにアントシアニンを加えて溶解させる。このとき、アントシアニンに過度に熱が加わることを防止するために、例えば５０℃程度の低温において、アントシアニンを加えるのが好ましい。アントシアニンを加えて混合させたものを、板状に凝固させることで、板状の指示薬２を製造することができる。板状の指示薬２は、包装体３の大きさに合わせた所望の大きさに切断して使用することができる。

なお、ゲルとしては、寒天を水に溶かしたものに限らず、アントシアニンの性質を妨げないものであれば、種々のものを用いることができる。

指示薬２は、アントシアニンを水に溶解した水溶液とすることもできる。指示薬２を、アントシアニンを水に溶解した水溶液とすることで、指示薬２の水素イオン濃度の変化に対する反応を高めることができるとともに、上記効果を有する水素イオン濃度インジケーター１を安価に製造することができる。また、水素イオン濃度インジケーター１を食品の鮮度の可視化に用いる場合において、その安全性を高めることができる。

指示薬２を、アントシアニンを水に溶解した水溶液とする場合においても、水１ｍｌ当たり、アントシアニンを３～１０ｍｇの割合で混合するのが好ましい。これにより、指示薬２において色調が明確に表示されるようにして、水素イオン濃度インジケーター１の視認性を高めることができる。

本実施の形態の水素イオン濃度インジケーター１においては、包装体３を構成する半透膜として、例えば、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）を原料とするメンブレン（多孔質膜）を用いることができる。本実施の形態では、帝人株式会社製の、超高分子量ポリエチレンを原料とするメンブレン（製品名「ミライム」）であって、孔径が１８～３０ｎｍ、厚みが１０～１３μｍ、空隙率が５０～５７％のものを用いている。

なお、包装体３を構成する半透膜としては、上記のものに限らず、液相において溶質となるアントシアニンは透過させず、溶媒である水は透過させるものであれば、例えば、超高分子量ポリエチレン以外の原料で形成されたものを用いることができる。また、半透膜における、孔径、厚み及び空隙率も種々変更可能である。

包装体３の内部に、指示薬２とともにアルコール製剤（食品添加物）４を収納した構成とすることもできる。アルコール製剤４は、例えば、エタノールを主剤とした食品添加物製剤である。包装体３の内部にアルコール製剤４を収納することで、包装体３を構成する半透膜の内面を親水化することができる。これにより、液相を構成する液が包装体３を透過し易くして、水素イオン濃度インジケーター１の水素イオン濃度の変化に対する反応を高めることができる。

包装体３の内部への指示薬２の収納は、例えば、以下の手順で行うことができる。

まず、図２に示すように、所定の大きさの矩形シート状の半透膜５を用意する。次に、図３に示すように、半透膜５を二つ折りとし、その下方縁部５ａの合わせ面と側方縁部５ｂの合わせ面を、それぞれ例えばヒートシール等の手段により溶着して、上方が開口５ｃとなる袋状とする。次に、図４に示すように、袋状の半透膜５の内部に、開口５ｃから指示薬２とアルコール製剤４を挿入する。そして、図５に示すように、袋状の半透膜５の開口５ｃの側の合わせ面を、例えばヒートシール等の手段により溶着し、開口５ｃを閉塞する。このような手順で、包装体３の内部に指示薬２を収納することで、水素イオン濃度インジケーター１を製造することができる。

なお、上記手順で製造された水素イオン濃度インジケーター１は、アルコール製剤（食品添加物）に浸し、包装体３の外面を親水化した後に、使用を開始するのが好ましい。これにより、液相を構成する液が包装体３をより透過し易くして、水素イオン濃度インジケーター１の水素イオン濃度の変化に対する反応をより高めることができる。

図６は、本発明の一実施の形態である容器の構成を概略で示す図である。図６においては、前述した部材に対応する部材に同一の符号を付してある。

図６に示すように、本実施の形態に係る容器１０は、上記構成を有する水素イオン濃度インジケーター１を、容器本体１１の内壁に取り付けた構成となっている。

また、本実施の形態に係る容器本体１１は、食品１２を漬水１３とともに収納する用途に用いられる食品用容器である。容器本体１１に収納される食品１２は、経時変化により、水素イオン濃度が上昇するものであるのが好ましい。本実施の形態では、容器本体１１に収納される食品１２は、豆腐である。

容器本体１１は、矩形の開口を有するカップ状部分１１ａと、カップ状部分１１ａの開口を液密に閉塞するシート状の蓋部分１１ｂとを有しており、カップ状部分１１ａの内部に食品１２と漬水１３とを充填した後、蓋部分１１ｂを溶着等によって開口に取り付けることで、食品１２と漬水１３とを内部に密封収納する構成となっている。容器本体１１は、例えばポリプロピレン等の合成樹脂製とすることができる。

水素イオン濃度インジケーター１は、カップ状部分１１ａの側壁における内面に接着等の手段により取り付けられて、カップ状部分１１ａの側壁と食品１２との間に漬水１３に浸された状態で配置される。

容器本体１１は、少なくとも一部に、透光性を有する部分を備えている。ここで、透光性を有する部分とは、容器本体１１の外部から、容器本体１１の内面に取り付けられた水素イオン濃度インジケーター１の指示薬２の色調を視認可能な程度の透光性を有する部分を意味する。本実施の形態では、容器本体１１は、カップ状部分１１ａが白色となっているのに対し、蓋部分１１ｂが透明となっており、当該蓋部分１１ｂを通して容器本体１１の外部から、その内面に取り付けられた水素イオン濃度インジケーター１を視認することができるようになっている。

なお、容器本体１１は、外部から水素イオン濃度インジケーター１の指示薬２の色調を視認可能な程度の透光性を有する部分を少なくとも一部に備えていれば、その透光性を有する部分は蓋部分１１ｂに限らず、例えば、カップ状部分１１ａの全体を、外部から水素イオン濃度インジケーター１の指示薬２の色調を視認可能な程度の透光性を有する薄い白色とするなど、種々の部位に設けることができる。

また、水素イオン濃度インジケーター１は、容器本体１１の内面であって、外部から視認可能な部分であれば、カップ状部分１１ａの他の側壁における内面、カップ状部分１１ａの底壁における内面、あるいは蓋部分１１ｂにおける内面など、その取り付け場所は種々変更可能である。

上記構成を有する容器１０において、食品１２とともに容器本体１１に収納された漬水１３は、半透膜である包装体３を透過して包装体３の内部に侵入し、指示薬２に接触することができる。したがって、食品１２が経時変化により腐敗を生じて内部で酸を発生し、その酸により漬水１３の水素イオン濃度が徐々に高くなると、包装体３を透過した漬水１３が指示薬２に接触し、指示薬２の色調が当該水素イオン濃度の上昇に伴って変化する。このとき、食品１２の腐敗の進行度合いと水素イオン濃度指数（ｐＨ）との間には相関があることが知られているので、指示薬２の色調の変化に基づき、食品１２の鮮度を可視化することができる。

指示薬２を、アントシアニンをゲルに混合した混合物とした場合には、その反応時間は５分程度であり、指示薬２を、アントシアニンを水に溶解した水溶液とした場合には、その反応時間は１０秒程度である。

このように、本実施の形態に係る容器１０によれば、容器本体１１の内部に密封された液相においても、水素イオン濃度インジケーター１により、当該液相における水素イオン濃度の変化を可視化することができる。

また、容器本体１１を、漬水１３とともに食品１２を収納する食品用容器とした場合には、容器本体１１を開封することなく、指示薬２の色調の変化に基づいて、食品１２の鮮度を目視により確認することができる。このとき、指示薬２は半透膜で形成された包装体３に収納され、包装体３の外部に溶出することが抑制されているので、指示薬２が容器本体１１に収納されている漬水１３に溶出して漬水１３や食品１２を変色させることなく、水素イオン濃度インジケーター１を容器本体１１の内部で使用することができる。

水素イオン濃度インジケーター１は、包装体３に、比較色を表示する比較色表示部を設けた構成とすることもできる。比較色表示部は、指示薬２に隣接ないし近接して並べて設けるのが好ましい。比較色表示部は、例えば、包装体３の外周縁に沿って指示薬２を取り囲むように環状に設けた構成とすることができる。比較色表示部に表示される比較色は、水素イオン濃度の変化によっては色調が変化しないインク等を用いて構成される。

比較色表示部に表示される比較色は、例えば、初期状態における、指示薬２の色調と同一の色調とすることができる。このような比較色表示部を包装体３に設けることで、経時変化により、指示薬２の色調が変化したときに、指示薬２の色調を比較色表示部に表示された比較色と比較することで、当該色調の変化を容易に認識することができる。よって、水素イオン濃度インジケーター１の視認性をより高めることができる。

水素イオン濃度インジケーター１を、漬水１３とともに食品１２を収納する容器１０の内部に設ける場合には、比較色表示部に表示される比較色を、中性の状態における指示薬２の色調と同一の色調とするのが好ましい。これにより、食品１２の腐敗が進行して指示薬２の色調が変化したときに、当該色調の変化を、比較色表示部に表示される比較色との比較によって容易に視認することができるようにして、水素イオン濃度インジケーター１による食品１２の鮮度低下の視認性をより高めることができる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

例えば、前記実施の形態においては、容器本体１１を、経時変化により水素イオン濃度が上昇する食品１２を漬水１３とともに収納するものとしたが、これに限らず、例えば、経時変化により水素イオン濃度が低下する生ガキ等の魚介類など、漬水１３とともに容器本体１１に収納されるものであれば、種々の食品１２を収納するものとすることができる。

また、包装体３は、指示薬２を収納することができれば、袋状の形態に限らず、その形態は種々変更可能である。

１ 水素イオン濃度インジケーター
２ 指示薬
３ 包装体
４ アルコール製剤
５ 半透膜
５ａ 下方縁部
５ｂ 側方縁部
５ｃ 開口
１０ 容器
１１ 容器本体
１１ａ カップ状部分
１１ｂ 蓋部分
１２ 食品
１３ 漬水

Claims (7)

1. アントシアニンを含む指示薬と、
   全体が半透膜で袋状に形成され、前記指示薬を収納する包装体と、を有することを特徴とする、水素イオン濃度インジケーター。
2. 前記指示薬が、前記アントシアニンをゲルに混合した混合物である、請求項１に記載の水素イオン濃度インジケーター。
3. 前記指示薬が、厚みが１ｍｍ以上の板状である、請求項２に記載の水素イオン濃度インジケーター。
4. 前記指示薬が、前記アントシアニンを水に溶解した水溶液である、請求項１に記載の水素イオン濃度インジケーター。
5. 透光性を有する部分を備えた容器本体と、
   前記容器本体の内面に取り付けられた、請求項１～４の何れか１項に記載の前記水素イオン濃度インジケーターと、を有することを特徴とする容器。
6. 前記容器本体が、漬水とともに食品を収納する用途に用いられる食品用容器である、請求項５に記載の容器。
7. 前記食品が、経時変化により、水素イオン濃度が上昇するものである、請求項６に記載の容器。

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