JPH02501285A - 酸素除去 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 酸素除去 発明の分野 本発明は、包囲された空間から酸素を除去する方法に関する。

発明の背景 食品の配送の機構の変化により包装食品の需要が増えてきている。

包装食品は、配送および貯蔵の間の条件に応じて種々品質が低下しやすいが、最 も重大な問題は酸素に起因する変敗から生じる。広範囲の包装食品は容易に酸化 されやすいので、酸化により品質低下する。色および香りの変化、栄養価値の低 下ならびに消費者からの不満が生じる他の不快な状態が酸化１こより生じる。

包装食品の品質の変化は、微生物によって生じることもある。微生物または酸化 による変化を防止するには、従来、抗微生物剤および抗カビ剤ならびに酸化防止 剤のような食品添加剤に頼っている。

パッケージから酸素を除去する現在の方法には以下のような欠点が存在する： る酸素の除去については不完全な結果となる。更に、不活性ガス洗浄は、その後 の酸素の流入からは全く保護できない。不活性ガスにより洗浄するために、パッ ケージの内部を排気して、排気したパッケージに二酸化炭素または窒素を封入す る。酸化による食品の品質低下を防止するこの方法のもう１つの問題点は、包装 すべき物品と包装材料の組み合わせを所定の結果がもたらされるように正確に選 択する必要があるということである。この方法に好ましい条件を選択するには、 莫大な量の時間およびデータならびに非常に効率の良い包装機械および非常に気 体不透過性の包装材料の使用が必要となる。

２、ある食糧品については負圧力になっているパッケージの内部で変形するおそ れがあるので、真空包装は特定の食料品に使用できるにすぎない。

３、グルコースオキシダーゼ／パーオキシダーゼのような組み合わせ酵素系は、 急速に不活性になり、ｐＨ１水分活性、溶媒系、塩素量、温度および他の種々の 要因の変化に非常に敏感である。更に、これらの系は作用させるために外部から 水を加える必要があり、従って、含水量の低い食料品には有効に使用できないが 、多量の水を含む食料品にはうまく作用できる。従って、これらの系は実際的な 利用に限界がある。

４６鉄元素を含むパッケージは錆化により酸素を除去するが、その速度は非常に 遅い。従って、この方法は実用的でない。この方法は、本質的には０℃以下では 効果がなく、従って、一般的な酸化性フリーザーダメージ（ｆｒｅｅｚｅｒ　ｄ ａｍａｇｅ）から保護できない。

５、水素ガスによる酸素の除去は高価であり、煩わしい。水素および窒素ガスの 混合物によるガス置換によりポリエステル／金属箔／サーリン／パラジウム／サ ーリン（Ｓ　ｕｒｌｙｎＸデュポン・カンパニー（ＤｕＰｏｎｔ　Ｃｏｍｐａｎ ｙ）のアイオノマーの商標）の積層構造物材料内に保護すべき物質を包装し、パ ッケージ内に残留する酸素は、積層物のパラジウムの触媒作用の下、水素ガスと 反応し、これにより酸素を除去できる。

酸化防止剤、防腐剤または保存目的のために広く使用されている同様の食品添加 剤の添加は、人体への影響の観点から食料品、薬品または化粧品への添加に関す る種々の法令および規則により技術的に充分量の添加剤は禁止されているという 欠点がある。更に、既知の危険な物質を食料品、薬品および化粧品に使用できな い。

銅触媒酸化に対するアスコルビン酸の敏感性は、アスコルビン酸が１９２８年に セントージェルジ（Ｓ　ｚｅｎｔ　−Ｇｙｏｒｇｙｉ）により発見され、１９３ ３年に構造決定および化学的合成がされた直後に認識された。過去５０年間以上 、銅および鉄のような遷移金属ならびにそれらの種々のキレートによるアスコル ビン酸の酸化の速度論および熱力学を検討するための多くの研究が為された。

歴史的には、痕跡量（０，ｌＰＰＲ１以下）の銅が酸素ラジカルの生成および脂 質過酸化に対して触媒作用し、食品、特に酸化損傷を受けやすい食品の急速な変 敗をもたらす。従って、銅含有装置に食品がさらされないように、幾つかの食品 分野、例えば日常品分野で多大な努力が為されている。銅のレベルが高いほど、 銅によるこのような品質低下の影響が大きいことが予想される。現在のこの知見 に基づくと、本発明の系は自明ではなく、アスコルビン酸のような還元剤の存在 下、５−７　ｐｐｍの銅は酸素−鋭敏性食品を完全に保存するので従来の知見と は逆のものである。

ナカムラ（Ｎ　ａｋａｍｕｒａ）らは、アメリカ合衆国特許第４，３８４，９７ ２号において、マンガン（■）、鉄（■）、コバルト（ＩＩ）またはニッケル（ ｎ）の塩、アルカリ化合物および亜硫酸塩または潮解性物質を含んで成る、包装 食料品の鮮度保持剤を開示している。アスコルビン酸またはその塩を適宜含めて よい。

シーゲル（Ｓ　ｉｅｇｅｌ）は、アメリカ合衆国特許第３，３２０，０４６号に おいて、水溶性無機塩または銅（ｎ）、亜鉛（ＩＩ）、マンガン（ＩＩ）、コバ ルト（ｎ）またはニッケル（Ｉ［）の金属イオンの内の１種を含むキレートから 成る群から選択される無機化合物を含んで成る切り花のコンディショニング用配 合物を開示している。この組成物の第２の成分は、アスコルビン酸またはイソア スコルビン酸であり、第３の成分は、ビニルエーテル、アルキルフェノール、フ ェノール性エーテルなどのような酸化防止剤である。

ボテイニル（Ｐｏｔｔｉｅｒ）は、アメリカ合衆国特許第３，２９４，８２５号 において、アスコルビン酸およびクエン酸の混合物を含んで成る脂質の酸化を防 止する酸化防止剤組成物を開示している。

ストーン（Ｓ　ｔｏｎｅ）は、アメリカ合衆国特許第２．８９３．７１８号にお いて、ヒドロ亜硫酸ナトリウムおよびアスコルビン酸の塩を含んで成る麦芽飲料 を処理する組成物を開示している。

日本国特許公開昭第５５−１１８３４４号には、酸、メタリン酸ナトリウムのよ うなキレート剤および焼ミョウバンのような苦味除去剤を含む水溶液に野菜を浸 漬することにより変色を防止する方法が開示されている。

発明の概要 本発明の目的は、従来技術の上述のような欠点を克服することである。

本発明のもう１つの目的は、味に影響を与えない安全な方法で食品、薬品および 化粧品のような包装された物質の酸化による損傷を減らす系を提供することであ る。

本発明の更にもう１つの目的は、食料品、薬品および化粧品のような物質を微生 物汚染から保存する系を提供することである。

オキシソーブ（ｏ　ｘｙｓｏｒｂ）とも呼ぶ本発明の酸素除去組成物は、以下、 本明細書において酸素脱除剤と呼ぶ還元剤および銅のような２つの原子価状態で 存在できる少量の遷移金属の組み合わせを含んで成る。酸素除去系は、有害な影 響を生じることなく酸化から保護すべき物質に溶解するか、または完全に混合し てよく、あるいは系および適当な溶媒を含む小さい酸素透過性の袋（ｐｏｕｃｈ ）に入れてもよい。

本発明の酸素吸収系は、酸素が介在する消香および臭気の発生、変色、酵素性褐 変、テクスチャーのロス、シネレシス、レオロジー的変化ならびに好気性細菌、 酵母およびカビの成長から食品、摂取物、経口組成物を保護する。この系は、冷 蔵庫、冷凍庫および室温において有効である。

酸素除去は、アスコルビン酸のような容易に酸化性の還元剤（酸素脱除剤）によ り容易にできる。以後、アスコルビン酸を還元剤の例とする。これらの反応の大 部分は、非常に遅＜、（ＦＭＮまたはフラビンモノヌクレオチドの場合のように ）光により、または２つの原子価状態で存在できる遷移金属により加速する必要 がある。例としては、使用する遷移金属は銅である。銅なる語は、使用する系に おいて溶解性の銅を意味し、好ましくはＣｕ”ｆたはＣｕ’“の塩である。従っ て、銅は触媒として機能し、Ｃｕ”″とＣｕ”“との間を循環し、決して消費さ れない。しかしながら、還元剤は使い尽くされ、従って、全酸素減少能力を決定 する。

多くの遷移金属がこの反応に対して触媒作用するが、銅は、非常に反応性の酸素 ラジカルの発生を伴わないで酸素を除去するので食品には好ましい基質である。

多くの他の金属がアスコルビン酸の存在下で脂質の過酸化および食品の品質低下 を促進する。しかしながら、袋にいれるなら、これらの金属を更に食品に添加し てよい（以下、参照）。食品の色、香りおよびテクスチャーを完全に保存するこ とに加えて、Ｃｕ”−アスコルビン酸塩は、おそらく次亜塩素酸（ＨＯＣＱ）を 生成することにより好気性微生物の成長を阻害する。試験した他の金属は、この 化合物を生成せず、測定し得る殺菌効果を示さない。

酸素脱除剤の例としてアスコルビン酸（ＡＡ）により、本発明の系による酸素の 除去を以下のように説明できる：アスコルビン酸、ビタミンＣはＣｕ”をＣｕ″ ″に還元してデヒドロアスコルビン酸を生成する（式Ｉ）。第１銅イオン（Ｃｕ つは酸素と錯体を形成し、電子の移動が起こり、第２銅イオン（Ｃｕ”つおよび 超酸化物アニオンラジカルをもたらす（式■）。銅の存在下、後者のラジカルは 、酸素および過酸化水素に急速に不均化する（弐■）。銅−アスコルビン酸塩の 錯体は、非常に反応性のオキシダントであるヒドロキシルラジカルの発生を伴わ ずに過酸化水素を水に急速に還元する（弐■）。真の反応（式■）は、第１図に 示すように３分以内に水溶液からの酸素の完全な除去を行う。

ＡＡ＋２Ｃｕ”−−−−−−→ＤＨＡＡ＋２Ｃｕ”＋２８＋　（Ｉ）２　Ｃｕ” ＋　２０ｇ　−−−−−−→２　Ｃｕ”＋　２０＊−（ＩＩ）２０ｔ−＋２）（ ”＋Ｃｕ”−−Ｏｔ＋ＨｔＯｔ＋Ｃｕ”　（ｎｌ）ＨｔＯ＊＋Ｃｕ””−ＡＡ　 ＝Ｃｕ”’−ＤＨＡＡ＋２ＨｔＯ（■）真の反応： ＡＡ＋１／２０ｔ−−−−一−ＤＨＡＡ＋ＨｔＯ（Ｖ）ＤＨＡＡ＝デヒドロアス コルビン酸 この反応機構は、以下の実験事実から推察されたものである二弐Ｈによる超酸化 物アニオンラジカル（ＯＸ−）の発生は、式■に触媒作用する酵素である超酸化 物ジスムターゼによるアスコルビン酸酸化の実質的な加速により例証されている （第２図）。０．−のＨ３０゜およびＯｌへの不均化により、この酵素はＨ＊　 Ｏｔの定常状態濃度を増やし、次に、Ｈ２Ｏ２はアスコルビン酸を酸化する。同 様に、式■に触媒作用する酵素であるカタラーゼによる阻害（第２図）により、 本発明の系による酸素除去の間のＨ６０，の生成が確保される。反応■の間に過 酸化水素が生成しないなら、この酵素は全く影響を与えないであろう。

過去の研究において、Ｃｕ”＋がある種の超酸化物ジスムターゼ活性を示す、即 ち、超酸化物アニオンラジカルの過酸化水素への転化に対して触媒作用し、他方 、Ｆｅ”はこの効果を有さないことが見出されている。この違いは、超酸化物ア ニオンラジカルがもう１つの潜在的に危険が活性化酸素種であるので、銅が食用 系における溶液に使用するオキソーブに好ましい金属である理由を部分的に説明 するものである。

過酸化水素は、Ｃｕ”″の存在下であっても、非常に安定である（結果を示して いない）。しかしながら、Ｃｕ”−アスコルビン酸塩は、その酸化に与えるＨ２ ０．の大きな影響（第３図）により示されるように、非常に急速に過酸化水素を 分解する。従って、Ｃｕ”−アスコルビン酸塩は、ヒドロキシルラジカル（式■ ）または酸素（式■）を生成することなく過酸化水素を水に急速に還元する（式 ■）。種々の条件において、０！−または・ＯＨの発生は検知されなかった。

ＨｚＯ＊＋Ｃｕ”−−／−／　−→・ＯＨ＋ＯＨ−＋Ｃｕ””　（ＶＩ）ＨｍＯ ｔ＋Ｃｕ”’−−−／−／−→Ｈ１０＋１／２０ｔ＋Ｃｕ”’　（■）本発明の 系は、上記反応において発生する潜在的に危険なオキシダントである過酸化水素 を急速に除去することが見出された。Ｆ　ｅ”−アスコルビン酸塩は本発明の系 より遥かに遅く過酸化水素を除去する（第４図）。式■によりＨ７０，を水に還 元することに加えて、Ｆｅ”−アスコルビン酸塩は、第５図に示すようにフェン トン（Ｆ　ｅｎｔｏｎ）反応（式■）により少量のヒドロキシルラジカルも生成 する。

Ｈ，Ｏ，＋Ｆｅ”−−−−−−−＋ＯＨ−十・ＯＨ＋Ｆｅ″３　（■）まとめる と、本発明の系による酸素除去は銅アスコルビン酸塩により急速に還元される中 間体を生成する。

オキソーブ系における銅の存在は、非常に効能を有し、無差別的なオキシダント であるヒドロキシルラジカルを生成せず、他方、鉄はこのラジカルを生成する（ 参照式■）。

Ｃｕ”“は、超酸化物アニオンラジカルの過酸化水素への還元に対して触媒作用 し、他方、鉄はしない。

オキソーブ系の利点は、いずれのラジカルをも生成することなく酸素を急速に除 去することである。

オキソーブ系における銅は酸素を０．−に還元する（式■）場合の触媒として機 能し、次に、０！−の過酸化水素への還元（弐■）に対して触媒作用する。銅− アスコルビン酸塩は過酸化水素の水への還元（式■）に対して触媒作用する。ア スコルビン酸の量は、全酸素除去能力を決定する。アスコルビン酸塩は、Ｃｕ” をＣｕ”に還元しく式Ｉ）、過酸化水素を水に還元しく式■）、また、食物系の 潜在的なラジカルを脱除および不活性化する。

従来の知見では、銅は７Ｍラジカル生成、脂質過酸化およびその後の食品の腐敗 に対する優秀な触媒であるので、痕跡量の銅であっても酸素敏感性物質から離し ておくように言われている。しかしながら、以下の幾つかの理由により、本発明 の系は、従来の知見に拘束されないと考えられる。

１、成分が混合された直後、酸素は本発明の系により急速に除去されるので、食 品の貯蔵寿命（または包装寿命）の大部分の間、酸素は存在しない。系の能力を 越える量の酸素は、ヘッドスペースを減らすか、あるいは不活性ガスにより部分 的に洗浄することにより避ける必要がある。そうでなければ、（残存するアスコ ルビン酸が存在しない場合）０．およびＣａＩ２は食品を変敗させる。

２８本発明において使用する比較的高い濃度の銅（〜５’ｐｐｍ）は、０、−の Ｈｌｏ、への急速な還元に対して触媒作用する。

′１３０本発明において使用する比較的高い濃度の銅（約５　ｐｐｍ）は、過酸 化水素を急速に分解して不活性な水を生成する場合に触媒作用する。

酸化性腐敗および他の酸素介在品質低下反応の阻害に加えて、本発明の系は、ま た、酸素除去および直接の殺菌作用の双方により好気性微生物の成長を抑制する ことにより変敗を減少させると考えられる。

図面の簡単な説明 第１図は、銅−アスコルビン酸塩酸素脱除剤系による酸素使用を示す。酸素圧力 は、クラーク（Ｃ１ａｒｋ）酸素電極を使用して、２５℃においてアスコルビン 酸ナトリウム１＋Ｍおよびトリス（Ｔｒｉｓ）５０■ＭＳｐＨ７，４において測 定した。

第２図は、Ｃｕ”ｌμＭの存在下、アスコルビン酸５０μＭのデヒドロアスコル ビン酸への酸化に与えるカタラーゼ１０００　Ｕ／ｍｌおよび超酸化物ジスムタ ーゼ（Ｓ　０Ｄ）２５’Ｕ／ｍｌの影響を示す。トリス５０　ｍＭ、　ｐＨ７， ４中、２５℃において酸化速度を分光分析により監視した。

第３図は、Ｃｕ”ｌμＭの存在下、アスコルビン酸５０μＭのデヒドロアスコル ビン酸への酸化に与えるＨ、０．１００μＭの影響を示す。トリス５０ｍＭ、ｐ Ｈ７，４中、２５℃において酸化速度を分光分析により監視した。

第４図は、アスコルビン酸５０μＭの酸化に与えるＣｕｔ＋１μＭおよびＦｅＳ ＋ＩＯμＭの影響を示す。双方の反応共、トリス５０　ｒａＭｓｐＨ７，４中、 ２５℃で実施した。

第５図は、トリス５０ｍＭ、ｐＨ７，４、Ｈｔｏｔ２ｒｎＭＬアスコルビン酸２ ｉＭおよびＤＭＳ０５０ｍＭ中、２５℃においてヒドロキシルラジカル（・ＯＨ ）の発生に与えるＦ　ｅ”の影響を示す。ヒドロキシルラジカルは、・ＯＨとＤ ＭＳＯとの間の反応から生成するホルムアルデヒドの定量により測定した。

第６図は、２５℃において系による酸素使用に与える水分活性の影響（ａ、）を 示す。トリス５０１Ｍ、ｐＨ７，４中、グルコン酸銅４０ｐｐｍおよびアスコル ビン酸０．２％を含む種々の水分活性の溶液を酸素不透過性プラスチックタブに ２８日間貯蔵した。ヘッドスペース酸素を皮下注射器により取り出して、酸素分 析器を使用して分析した。以下のような塩により溶液を飽和させることにより種 々の水分活性を得た：Ｌｆ（Ｊ！（０，１）、ＭｇＯム（０，３７）、ＮａＢｒ （０，５９）、ＮａＣＱＣｏ、７５）、ＫＣｌ２（０，８３）、Ｋ、ＳＱ、（０ ，９３）、無塩（１゜００）。

第７図は、銅介在酸素使用に与えるプロピレングリコールの影響を示す。初期速 度は、２５℃において硫酸銅５０μＭ１アスコルビン酸ナトリウム１ｍＭおよび トリス５０ｍＭ、ｐＨ７，４中で測定した。

第８図は、オキシソーブ袋への酸素の拡散速度に与える温度の影響を示す。２２ 村のオキシソーブを含むポリエチレン袋（４８ｃｍつを６オンスの酸素不透過性 タブ内部に封入した。種々の時間間隔の後、ヘッドスペース０！を測定した：冬 時間の点は異なる試料を示す。

第９図は、溶液およびヘッドスペースからの酸素除去速度に与えるオキシソーブ の添加方法（直接溶解ｖｓ袋添加）の影響を示す。

第１Ｏ図は、オキシソーブの製法と直接添加に対する溶液とヘッドスペースとの 間の酸素勾配を示す。

第１１図は、ｐＨ７，４におけるＣ　Ｏを発生速度および０．使用速度に与える アスコルビン酸濃度の影響を示す。

第１２図は、ｐＨ３、０におけるＣ　Ｏｓ発生速度および０．使用速度に与える アスコルビン酸の濃度の影響を示す。

第１３図は、２５℃におけるアスコルビン酸ナトリウム１ｍＭおよびトリス５０ ＋ａＭ、ｐＨ７，４中の酸素使用に与える銅濃度の影響を示す。各点は第１図に 示す酸素曲線の初期勾配（初期速度）を示す。

実線は線形回帰解析により算出したベストフィツトを示す。

第１４図は、種々の銅濃度における酸素使用に与える酸素圧力の影響を示す。実 験は、２５℃においてアスコルビン酸ナトリウム１ｍＭ、）リス５０ｍＭ、ｐＨ ７，４および濃度を増やした硫酸銅中で実施した。

第１５図は、銅介在酸素使用に与えるアスコルビン酸塩濃度の影響を示す。各実 験は、２５℃において硫酸鋼５０μＭ、トリス５０１Ｍ、ｐＨ７，４および量を 増やしたアスコルビン酸ナトリウム中で実施した。

第１６図は、２５℃において硫酸銅１００μＭおよびアスコルビン酸ナトリウム ２ｍＭ中における銅介在酸素使用に与えるｐＨの影響を示す。以下の緩衝液を使 用して所望のｐＨ値にした：酢酸ｐＨ４、０：酢酸ｐＨ５，０；イミダゾールｐ Ｈ６，０，イミダゾールｐＨ７，０；）リスｐＨ７，４；）リスｐＨ８，０ニゲ リシンＰＨ１０，０゜第１７図は、銅介在酸素使用のアレニウスプロットを示す 。初期速度は、硫酸鋼５０μＭ、アスコルビン酸ナトリウムｌＩＩＩＭおよびト リス５０ａ＋Ｍ、ｐＨ７，４中、１０℃、１５℃、２０℃、２５℃、３０℃、３ ５℃および４０℃において測定した。

第１８図は、オキシソーブによる酸素除去に与えるキレート剤の影響を示す。ア スコルビン酸ナトリウム１０　ｔｎＭｓグルコン酸銅１００μＭ、）リス５０ｍ Ｍ％ｐＨ７，４およびキレート剤１ｍＭ中、２５℃において酸素消費速度をクラ ーク電極を使用して監視した。

第１９図は、酸素除去に与える異なる遷移金属の影響を示す。アスコルビン酸ナ トリウム１０ｍＭ、）リス５０ｍＭ、ｐＨ７，４および遷移金属１００μＭ中、 ２５℃においてＯ３消費速度をクラーク電極を使用して監視した。

第２０図は、銅介在酸除去に与える異なる還元剤の影響を示す。

グルコン酸銅１００μＭ、）リス５０ｍＭ、ｐＨ７，４および還元剤１１１Ｍ中 、２５℃においてＯｆ消費速度をクラーク電極を使用して監視した。

第２１図は、オキシソーブによる０、除去に与える蛋白質の影響を示す。グリシ ン存在下および不存在下における卵白アルブミンの量を増やしてオキシソーブ系 に添加し、２５℃において０．消費速度をクラーク電極を使用して測定した。

第２２図は、エマルジョンの酸化に与えるオキシソーブの影響を示す。試料を酸 素不透過性プラスチックジャー内で室温で貯蔵し、マロンジアルデヒド（ＭＤＡ ）について間欠的に分析した。

第２３図は、油の酸化に与えるオキシソーブの影響を示す。試料を酸素不透過性 プラスチックジャー内で室温で貯蔵し、マロンジアルデヒド（ＭＤＡ）について 間欠的に分析した。

第２４図は、エマルシヨンの酸化に与えるオキシソーブの影響を示す。試料を酸 素不透過性プラスチックジャー内で室温で貯蔵し、脂質過酸化物について間欠的 に分析した。

第２５図は、油の酸化に与えるオキシソーブの影響を示す。試料を酸素不透過性 プラスチックジャー内で室温で貯蔵し、脂質過酸化物について間欠的に分析した 。

第２６図は、ポリフェノールオキシダーゼ活性に与えるオキシソーブの影響を示 す。３０℃、グルコン鍛鋼４０ｐｐｍ／アスコルビン酸０．２％の存在下および 不存在下、ポリフェノールオキシダーゼ０．０２ｘ９／ｘＱによるＤ　ＯＰ　Ａ 　０　、３１９７Ｒ（ｌの酸化を分光分析により監視した。

第２７図は、２５℃、好気性および嫌気性条件下、大腸菌の成長に与えるグルコ ン酸銅０．００４％およびアスコルビン酸ナトリウム０，２％の影響を示す。

第２８図は、２５℃、酵母の成長に与える酸素脱除系（グルコン酸銅０．００４ ％およびアスコルビン酸ナトリウム０．２％）の影響を示す。

第２９図は、メキシカン・ソース（Ｍｅｘｉｃａ　５ａｌｓａ）のヘッドスペー スにおける酸素除去に与えるグルコン酸銅０．００４％およびアスコルビン酸ナ トリウム０．２％の影響を示す。実線は、１久遠度パラメーターから算出した理 論酸素使用速度を示す。全製品を５℃で貯蔵した。

第３０図は、−１２℃で貯蔵したピザソースのヘッドスペースからの酸素除去に 与えるオキシソーブの影響を示す。細かく砕断したチーズをソース中に分散させ て酸化性変色に対する感度を上げた。

第３１図は、５℃におけるオキシソーブ（アスコルビン酸０．１％およびグルコ ン酸銅０．００４％）へのジャガイモ・水の褐変の依存性を示す。

発明の詳細な説明 本発明のオキシソーブ系は、保存すべき食品に直接添加してもよく、あるいは酸 素透過性の袋に入れて食品に加えてもよい。

酸素を除去する全能力は、アスコルビン酸の量により決定される。

１モルの酸素の水への完全な２段階還元には２モルのアスコルビン酸が必要であ る。この化学員論は、以下の等式に表現できる＝２０℃における空気１ｇ＝アス コルビン酸塩１８．７５ミリモル２０℃における水ＩＱ＝アスコルビン酸塩０． ５０ミリモル＝アスコルビン酸ナトリウム０．０９９ｇ＝水中、アスコルビン酸 ナトリウム０．Ｏ１％上記の計算に対して、２０℃、水における酸素溶解度を０ ．２５ｍＭと仮定した；これは、２０℃、トリス５０ｍＭ、ｐＨ７，４における 酸素の溶解度から実験的に決定した。食品系においてアスコルビン酸の正確な必 要量は、特定の溶液または固体における酸素溶解度に依存するであろう。

酸素吸収系の全酸素除去能力は、系内の還元剤の量に直接比例する。各用途に付 いて還元剤の最少濃度を算出する必要がある。アスコルビン酸のような還元剤の 過剰量は、より長い保護を提供するだけであり、食品系に悪影響を与えない。

包装品の貯蔵寿命の間の完全な保護を提供するのに必要であるアスコルビン酸ま たは他の還元剤の全量を、以下の５つの理由により実質的に増やしてよい： １、銅および酸素脱除剤を既に添加した後に、基質の製造の間に基質を加熱処理 する必要がある場合、相当量の酸素脱除剤が分解することがある。

２、ある期間にわたり、系に酸素がゆっくり流入することにより完全な保護のた めにより多くの酸素脱除剤が必要となる。例えば、酸素透過性包装材料の場合、 パッケージの外部から系に酸素がゆっくりと入る。

３、系内の酸素脱除剤は、銅をある酸化性状態から別の状態に還元するだけでな く、有害な酸素ラジカルを除去する。双方の反応はアスコルビン酸を酸化するの で、充分なラジカル除去酸化防止活性を提供するには僅かに過剰のアスコルビン 酸が必要である。

４、アスコルビン酸が無くなってくると、アスコルビン酸の濃度が速度を支配す るようになるので、金属の還元速度は非常に抑制される。過剰のアスコルビン酸 は、酸素濃度が低くても速い酸素除去を確保する。

５、ある種の食品に添加された強い酸化剤、例えば小麦粉の生パンに添加された アゾジカルボンアミドまたは臭素酸塩が、酸素脱除剤の一部分を酸化することが ある。

酸素脱除剤の広範囲にわたる酸化を避けるために、オキシソーブ系を酸素および 加熱処理にさらすことを最小限にする必要がある。

本発明のオキシソーブ系を使用すると、酸素を除去して有害な酸化を防止する。

このことは、標準的な試験方法、例えば食品の官能試験的により測定できる。

種々の方法で本発明の系を保存すべき製品に供給できる。勿論、保存すべき製品 が液体である場合、系を液体に直接添加してよい。

固形製品の場合、製品のパッケージ内に入れられる袋の内側に系を入れてよい。

また、カンまたはジャーの蓋に系を組み込んでもよく、あるいは製品のラッピン グ材料に組み込んでもよい。別法では、乾燥金属／アスコルビン酸塩粉末を酸素 および水透過性材料内に包んでよい。もう１つの方法は、包装材料に金属を組み 込み、製品に酸素脱除剤を加える方法である。この組み合わせは、溶解酸素除去 の速度を損なうことなく系の安定性が最大限に確保される。

本発明の系を包装製品に組み込むために特に好都合な方法は、パッケージ内の袋 を使用する方法である。酸素拡散性が大きく、水不透過性フィルムから成る袋内 の歩容量の水に金属／脱除剤系を溶解する。次に、袋をパッケージに入れると酸 素除去ができる。

袋の別の態様では、弱化壁により分離された室を有する。一方の室は酸素脱除剤 を含み、他方の室は金属塩、水およびプロピレングリコールまたは他のキャリヤ を含む。２つの室の間の壁を破ると、反応物質が混合し酸素除去が始まる。この 区分構造は、僅かの圧縮によりシールを破壊して機械的に活性化するまで、何年 間も酸素の多い環境においても袋口体が貯蔵安定性になる利点がある。この構造 の唯一の欠点は、反応物質の少し遅い溶解である。

本発明の酸素吸収系を２室袋内で使用する場合、プロピレングリコール、グリセ ロールまたはエタノールのような補助溶媒、塩化ナトリウムもしくは他の調味成 分のような塩、ｐＨ緩衝剤、キレート剤、グルコース、ガムおよび／または防腐 剤を含む水あるいは水性媒体に金属塩を溶解してよい。

処理すべき製品内における系の直接溶解よりも袋を使用する利点は、以下のよう なことである： １、金属、酸素脱除剤および酸素の間の酸化還元反応は、袋の中で起こり、従っ て、ラジカルは食品内に放出されず（Ｆｅ”の場合）、脱除剤は還元性染料、例 えばアントシアンおよびアゾ染料と直接接触しない。これらの化合物はアスコル ビン酸により還元されると変色する。

２、製品を加熱処理した後に袋を加えることができる。

３、袋の使用は、低い水活性を有する製品に特に有用である。水分活性が０．８ より小さい食物製品に系を直接添加する場合、系は０、をより遅い速度で除去す る（第６図）。

４、製品が凍結条件、例えば０℃以下にさらされる場合、袋をパッケージ内で使 用できる。オキシソーブ系は水中では完全に不活性であることが見出され、従っ て、殆ど結合水を含まない冷凍食品においては有効でないことがある。この場合 、脂質過酸化がしばしば製品破壊の主流であり、金属／アスコルビン酸塩系を４ ０％プロピレングリコールに溶解し、袋に入れて食品に加える。酸素除去速度は この凝固点降下剤の添加によりそれほど影響されなかった（第７図）。

低粘度、毒性が無いことおよび低価格故にプロピレングリコールを使用するが、 他の凝固点降下剤も使用できる。波形表面をパッケージに使用して表面積を増や してよく、袋内への酸素の拡散を促進できる。

本発明の系を含む袋による酸素除去速度を温度の関数として測定し、直接溶解方 法とこの製法を比較する検討を実施した。

アスコルビン酸１３．７％、グルコン酸銅４０ｐｐｍ、ｐＨ７，４のトリス５０ ｎＭおよびプロピレングリコール２５％を含む溶液を調製して凍結を防止した。

袋の平均寸法は約６ｘ４ｃｍ（４８ｃｘつであり、約２２ｘＱの溶液を含んだ。

ポリエチレン袋フィルムは水遮断性に富み、酸素遮断性に乏しかった。袋を充填 して封止してヘッドスペースが無いようにシールした。次に、容袋をアルミニウ ム箔の蓋を有する６オンスのポリプロピレンタブの内側にシールした。試料を等 しく分割して１００°Ｆ（３８℃）、７０°Ｆ（２１’Ｃ）、４０’Ｆ（５℃） または−ｌＯ°Ｆ（−２４℃）で貯蔵した。貯蔵温度および予想速度に応じて、 ヘッドスペース酸素を酸素の評価を間欠的に行った。

第８図は、異なる温度において袋を使用した場合の酸素除去速度を示す。反応速 度は温度が高いほど速い。除去速度は、温度、袋面積、初期酸素濃度に依存し、 ヘッドスペースには依存しない（即ち、ある袋は１００ｉＱと同じ速度で１０ｚ ｆｆを除去する）。

袋は、試験温度範囲ではうまく機能することが見出されたが、第９図に示すよう に、ヘッドスペースからの酸素除去速度は、直接添加の場合の概ね半分である。

更に、溶解酸素は、直接添加により１分以内に除去され、他方、製法においては 溶解酸素はヘッドスペース酸素と同じ速度（約１０日）で除去される（第９図参 照）。

この大きな相違は、２つの実験における相対するドライビングフォース（推進力 ）により生じる。直接添加法において、溶解酸素圧力は１分後にはゼロである。

これは、ヘッドスペースから溶液に酸素を推しやる空気−液体界面における大き くかつ急峻な酸素勾配を形成する（第１Ｏ図参照）。しかしながら、製法におい ては、貯蔵寿命の間にわたり、溶液およびヘッドスペースにおける酸素圧力は本 質的に同じままである。袋によるヘッドスペースからの遅い酸素除去は、無限小 の勾配を形成し、これが、第１θ図に示すように、溶液からヘッドスペースへの ゆっくりとした酸素移動によるヘッドスペースと溶液との間の再平衡を駆動させ る。

また、本発明の系の添加は、漏れおよび誤って配合されたバッチを検知する簡単 かつ速い方法を提供する。銅およびアスコルビン酸を含み、適当にシールされた 試料は、２４時間後に強い真空を示す。

アルミニウム箔包装は、非常に緊密であり窪む。

本発明の系を袋に入れて食品系に加える場合、異なる反応段階によりパッケージ が形状を変えることが見出された。１日以内に、酸素が除去されると真空が熟成 される。反応が進行すると、真空は減る。約２０〜２８日後、膨張の影響がはっ きりする。明らかに、酸素の除去を上回って反応により二酸化炭素が生成してい る。この反応のインジケータの１つは、最初は透明な液体から濃茶色への系の変 色である。

生成する二酸化炭素の濃度を測定し、ｐＨおよびアスコルビン酸濃度が二酸化炭 素の生成量に影響を与えるか否かを確認するために試験した。

グルコン酸銅４０ｐｐｍおよび種々の濃度のアスコルビン酸の溶液１０ｘＱを６ オンスの空の酸素不透過性タブに封入して暗所に室温で貯蔵した。次に、タブの 酸素、二酸化炭素および窒素についてガスクロマトグラフにより分析した。変化 させたものは、以下のものである： １５％アスコルビン酸、１０％アスコルビン酸、５％アスコルビン酸、０．２％ アスコルビン酸によりｐＨ７，４；１５％アスコルビン酸、１０％アスコルビン 酸、５％アスコルビン酸および０．２％アスコルビン酸によりｐＨ３、０゜第１ １図および第１２図は、アスコルビン酸の濃度が酸素使用の速度、脱カルボキシ ル反応の速度および生成する二酸化炭素の総量にそれほど影響しなかったことを 示す。これは、酸素の液中への拡散が律速段階であり、生成する二酸化炭素の量 は、厳密には存在する酸素の量に依存する、即ち、酸素によりデヒドロアスコル ビン酸に酸化されたアスコルビン酸の各分子は、速いおよび引き続く遅い脱カル ボキシル反応をして未知の構造の生成物を生成するということを示す。第２脱カ ルボキシル反応は、袋を含む食品パッケージ内の大きい正圧力によるものである 。二酸化炭素および残存酸素の混合量がヘッドスペースの２１％を越えると直ぐ に膨張が現れる。

本発明の袋を含む食品パッケージ内の正圧は、二酸化炭素の溶解度が非常に小さ い食品、例えば固形の場合に主として現れる。初期の酸素レベルを減らすための 窒素による洗浄またはヘッドスペースの減少は、この問題を最小限にする２つの 方法である。しかしながら、ある場合では、高レベルの二酸化炭素が多くの微生 物には有毒であるので、二酸化炭素のレベルが高いことが有用なことがある。

特に乾燥食品において、本発明の系により発生する水の量について関心が生じた 。しかしながら、いずれの食品においてもアスコルビン酸０．２％は、僅かに０ ．０１８％の水分を生成するように算出されるに過ぎず、他方、この量は実質量 の酸素を除去することが見出された。アスコルビン酸０．２％を含む食品１９は 、空気０，６１ｘＱから全部の酸素を除去する能力を有する。従って、本発明の 系は、非常に乾燥した食品、例えばコーンチップの水分に関しても、検知し得る 影響を与えない。

銅の塩の青色は、本発明において使用する低濃度では食品の可視色に影響を与え ない。アスコルビン酸および銅の双方は、臭気または風味を食品に与えない。大 部分の食品系においては、食品の緩衝能故にｐＨは変化しないままである。

現在のＦＤＡ規則に関しては、飲食物として５０ｐｐｍ（銅７　ｐｐｍに相当） を越えない、または加工助剤として良好な加工の慣例の程度を越えないグルコン 酸銅の形態で経口摂取用食品および薬品に銅を添加してよい。アスコルビン酸は 、含まれている食品または薬品の種類に応じてビタミンＣまたはアスコルビン酸 と称される。

第１図に示すように、ｐＨ７，４において、硫酸鋼１００μＭ（銅６　、４　ｐ ｐｍ）およびアスコルビン酸ナトリウム２ａ＋Ｍ（０，０４０％）により１分以 内に溶解酸素の９０％が除去される。銅単独またはアスびアスコルビン酸塩の存 在下における初期の酸素除去速度を算出すると１３３ｒｎｍＨｇ１分であった。

先に説明したように、銅およびアスコルビン酸塩による酸素除去の機構は、アス コルビン酸塩によるＣｏＩ２のＣｕ”への還元、その後のＣｕ”による酸素の還 元によるＣｕｆｉ＋の再生から成る。

第１３図に示すように、この反応の速度は、銅濃度に一次に依存する。Ｃｕ”” ２μＭであっても測定可能な酸素消費に対して触媒作用する。本発明の系の銅濃 度は、保護すべき系において約１　ｐｐｍ〜約７０ｐｐｍの広範囲で変えること ができ、上限は、食品に関する上限濃度についてのＦＤＡの制限に依存する。し かしながら、最適性能のためには、少なくとも３　ｐｐｍの最少値が推奨される 。低いＰＨにおいて、即ち、６以下のｎ）（において、銅の濃度は少なくとも６ 　ｐｐｍであるのが好ましい。

また、第１４図に示すように、速度は、銅濃度の広範囲にわたり酸素圧力に直接 比例する。

第１５図に示すように、主に低濃度ではアスコルビン酸は酸素除去速度に影響を 与える。高濃度では、遷移金属の汚染が増えることにより部分的に依存する。

第１６図から理解できるように、酸素使用速度はｐＨと共に増加する。幾つかの ｐＨ緩衝液は銅と弱いキレートを形成するので、ｐＨ６，０および８．０におけ る２つの例外は、銅−緩衝液相互作用によるものであり得る。

酸素使用は温度に相当依存する。第１７図に示すアレニウスプロットから、温度 係数（Ｑ、ａ）２．０が算出されたが、これは、−１２℃の冷凍庫温度において 、速度は、２５℃の速度の６％であることを意味する。

また、本発明のオキシソーブ系は、クエン酸、ＥＤＴＡ、ホスフェート化合物、 Ｌ−ヒスチジン、グリシンおよびこれらの混合物のようなキレート剤の存在下で 有効である。この実験に使用したキレート剤は、グリシン、Ｌ−ヒスチジン、フ ィチン酸およびＥＤＴＡであった。精製水およびトリスを試験管に秤取し、次に 、キレート剤１ｍＭおよびグルコン酸銅１００μＭを加えた。酸素電極が安定し て、アスコルビン酸を加えると、反応は即座に始まった。第１８図に示すように 、グリシンの場合、初期速度は、キレート剤を含まない対照より速かった。フィ チン酸は、対照より僅かに遅かった。ヒスチジンは少し阻害した。ＥＤＴＡは殆 ど完全に反応を阻害した。

銅およびアスコルビン酸塩の代わりｌこ種々の遷移金属および還元剤を置換した もう１つの実験を計画した。遷移金属は、塩化第２鉄、硫酸マンガン、塩化コバ ルトおよび塩化クロムであった。これらの金属の最終濃度はアスコルビン酸１０ ｍＭおよびトリス緩衝液５０ｍＭ、ｐＨ７，，４中、１００μＭであった。反応 を開始するために、金属をこれらの溶液に加え、溶解酸素の除去をクラーク電極 を使用して監視した。

第１９図を参照すると、グルコン酸銅対照がこの反応に最も良い触媒であること が明らかである。しかしながら、他の金属は、酸素除去反応を促進する効能を示 すが、初期速度は、相当遅い。

アスコルビン酸を置換した還元剤は、亜硫酸ナトリウム、システィンおよびカテ コールであった。添加の順は、精製水、トリスおよび還元剤１ａＭであった。電 極が安定すると、グルコン酸銅を加えた。第２０図は、これらの基質に比べてア スコルビン酸対照が最も有効な還元剤であることを示す。しかしながら、別のも のも幾らかの効能を示し、システィンは亜硫酸ナトリウムより反応性であり、亜 硫酸ナトリウムはカテコールより反応性であった。

種々の水分活性系における本発明の系の性能を測定するために、本発明の系を評 価にした。

６種の塩溶液を調製して、０．１〜１の水分活性の範囲とした。

本発明の系を加え、酸素不透過性容器内に溶液を封止した。２８日間にわたり、 これらの容器のヘッドスペースを酸素％について分析した。

第６図に示す結果から、本発明の系は高い水活性においても相当速かった。水分 活性が０．８より小さい系では、袋に入れた系を加えることが推奨できる。水分 活性へのこの大きな依存性の利点は、乾燥系におけるオキシソーブ系の安定性で ある。従って、銅および酸素脱除剤を乾燥したプレブレンドに組み込んで残りの 食品成分に加える前に敷部月間貯蔵できる。

オキシソープ系の反応に与える蛋白質の影響を測定するために実験を行った。ク ラーク電極を使用して、トリス５０ＩＩＩＭＳｐＨ７，４、アスコルビン酸０． ２％、グルコン鍛鋼４０ｐｐｍ、種々の量の卵白アルブミンを含み、更にグリシ ン２＋ｎＭ含むおよび含まない溶液において酸素消費を測定した。加える順は、 水、トリス、グリシン、グルコン酸銅、卵白アルブミンおよびアスコルビン酸で あった。

第２１図は、卵白アスコルビン酸が大きい親和力により銅を結合し、それにより 酸素除去速度が大きく減少することを示す。キレート剤であるグリシンの添加に より、銅に対して競合させてアスコルビン酸による還元に銅を使用できるように することによりこの蛋白質の影響が減少する。蛋白質の大きな阻害性にも拘わら ず、本発明の系は２５℃において２５分以内に完全に酸素を除去する。しかしな がら、低い、／温度または高い粘度によりオキシソーブ活性が既に抑制されてい るある種の食物にグリシンのようなキレート剤を加えるのが望ましいことがある 。

多くの油系食品系は、酸化性腐臭をもたらし、風味が消え、従って、そのような 系から酸素を除去する系はそのような食品を保存する助けとなる。そのような系 に対して、アスコルビン酸／銅の組み合わせの脂肪−溶解性誘導体を使用した。

過酸化物価（ＰＶ）およびマロンジアルデヒド（ＭＤＡ）に付いてのチオバルビ ッル酸（ＴＢＡ）により酸化性損傷を測定した。

本発明の脂肪−溶解性系は、無水エタノール中のアスコルビル−６−パルミテー トおよびエタノール中のカプリル鍛鋼を含んで成る。

最終濃度は、エマルジョン中、アスコルビルパルミテート０．４７％およびカプ リル鍛鋼３０．８ｐｐｍであった。

４種の異なるエマルジョンおよび油を使用した：油中水滴（ｖｌｏ）、水中油滴 （ｏ／ｗ）、液体ショートニングおよび固形ショートニング。いずれの油もＢＨ Ａのような酸化防止剤を含んでいなかった。キサンタンガム（ｘａｎｔｈａｎ　 ｇｕｏ＋、１％）およびステアロイル乳酸ナトリウム（０，５％）をそれぞれｏ ／ｗに加えて濃厚にして乳化した。モノグリセリドおよびジグリセリドをＷ１０ エマルジョンに加えて安定化させた。２種の油は、乳化剤を含まなかった。

エマルジョンを調製して、ポリプロピレンタブおよびヘッドスペースの無い小さ い６０好酸素不透過性プラスチツクジヤーに秤取した。エマルジョンを室温で貯 蔵して間欠的に評価した。ヘッドスペースの酸素分析にタブを使用し、ＰＶおよ びＭＤＡ用にジャーを評価した。

第２２図および第２３図に示すように、オキシソーブ系を含む全てのエマルジョ ンおよび油のＭＤＡ値は０．５を越えず、他方、対照はＭＤＡ２．８＋９／ｉ２ に増加した。同様に、第２４図および第２５図に示すように、全てのエマルジョ ンおよび油の過酸化物価は、オキシソーブの添加により実質的に減少した。これ らの検討は、銅−アスコルビン酸塩は、水性および油系の双方を安定化し、酸化 的損傷および食品変敗からこれらを保護することを示す。

また、本発明の系は、野菜および果物の褐変の主原因となる酵素であるポリフェ ノールオキシダーゼ（チロシナーゼ）の活性を大きく阻害することが見出された 。この種の食品の当て傷、切断および加工は、酵素および基質の双方を放出して 、これらを近づけることにより酵素的褐変を促進する。これらの反応が生じるに は、酸素は絶対的に不可欠であるので、銅−アスコルビン酸塩系は、切断された ジャガイモおよびガカモーレの褐変を実質的に阻害する。

次の実験において、純粋なマツシュルームチロシナーゼ（ポリフェノールオキシ ダーゼ）および基質ＤＬ−ジヒドロキシフェニルアラニン（Ｄ　ＯＰ　Ａ）を使 用して本発明のオキシソーブ系による褐変の阻害を例証した。

脱イオン水５００μＱ、　２％アスコルビン酸２００μｇおよび４００　ｐｐｍ グルコン酸銅２００μｆｆをｐＨ６，５の２００ｍＭホスフェート中０．６ｘ９ ／ｘＱＤＯＰＡＩ　０００μＱに加えた。混合物を１０分間放置すると全酸素が 確実に除去された。その後、０．４１９／ｘＱポリフ工ノールオキシダーゼ１０ ０μｇを加え、３０℃において４７５ｎｍにおける吸収を１時間分光分析した（ 酵素の無い完全反応混合物に対して読み取った）。本発明の系により酵素は完全 に阻害される。第２６図に示すように、対照は、３０分後０．３６の吸収に達し た。

また、本発明の系は食品、薬品および化粧品に望ましくない多くの微生物の成長 を阻害することが判った。オキシソーブの抗微生物効果を測定するために、１６ Ｘ１００スクリューキャップ付きチューブに培地１０ｘＱを希釈して入れ、−晩 培養して１００〜１０００細胞／ＲＱの初期菌体濃度（ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ） とした。大腸菌およびシュードモナス・フルオレッセンスには栄養培地を使用し た：クロストリジウム・スポロゲネスには流動チオグリコレート媒体を使用した 。

接種に引き続いて、アスコルビン酸ナトリウムを０．２％のレベルで加え、金属 塩（グルコン酸銅、塩化コバルトまたは第２塩化鉄）８８μＭを加えた。アスコ ルビン酸塩、銅、コバルトおよび鉄溶液を調製して使用直前にフィルター滅菌し た。好気性（ガス・パック（Ｇ　ａｓ　Ｐ　ａｋ））ジャーに配置した場合を除 いて、キャップを締めてチューブを２５℃でインキュベートした。嫌気的にイン キュベートするチューブは、チューブのヘッドスペースで嫌気性環境となるよう にキャップを緩めた。２つのチューブからの試料を周期的に平板培養した。

アスコルビン酸塩単独では、第１表に示すように大腸菌の成長には殆ど影響が無 いことが判った。アスコルビン酸塩を使用したおよび使用しない嫌気性インキュ ベーションは、最大菌体濃度を少し減らしたが、成長速度には影響を与えなかっ た。銅単独では、栄養培地の大腸菌については成長速度および最大菌体濃度の双 方を減らした（第１表）。銅のみを使用した嫌気性インキュベーションは更に成 長を抑制した。

銅およびアスコルビン酸塩を含む本発明の系は、封止したチューブ内の大腸菌の 成長を顕著に阻害し、第２７図に示すように、チューブを嫌気性ジャー内でイン キュベートした場合、生物の成長は４日間完全に抑制された。

コバルトおよびコバルト／アスコルビン酸塩は、第１表に示すように、銅および 銅／アスコルビン酸塩と同様に大腸菌の成長に影響を与えた。成長は遅くなった が、停止しなかった。しかしながら、鉄および鉄／アスコルビン酸塩は大腸菌の 成長には影響を与えなかった。

絶対的好気菌であるシュードモナス・フルオレッセンスは大腸菌と同様に応答し た（第■表参照）、即ち、鉄または鉄／アスコルビン酸塩の存在下の成長は対照 と異ならなかった。コバルト、コバルト／アスコルビン酸塩および銅／アスコル ビン酸塩（オキシソーブ）は、生物の成長を遅らせた。また、オキシソーブは４ 日間にわたり酵母の成長を顕著に阻害した（第２８図）が、他方、銅単独では同 じ条件では毒性を示さなかった。同様に、本発明の系は２種の別の食品変敗病原 体であるサルモネラおよびスタフィロコッカス・アウレウスの成長を抑制するこ とが見出された。逆に、絶対的嫌気菌であるクロストリジウム・スポロゲネスお よび酪酸菌はいずれの処理によっても阻害されなかった。

対照　１８０　１８００　２．１ｘｌＯ”　５．５ｘｌＯ”　２．５ｘｌＯ”ア スコルビン酸塩　３５０　４６００　１．６Ｘ１０”　４．６Ｘ１０’　３．８ ＸｌＯ”Ｆｅ”　４２０　６４００　２．ｌＸ１０”　３．４ｘＬＯ’　１．５ ＸＩＯ＠Ｆｅ”“および アスコルビン酸塩　１ｏｏ　１１０００　６．５ｘｌＯ”　５．３ｘｌＯ”　２ ．７ｘｔＯ”Ｃｏ″＝　４３０　６９０　８．ｌＸ１０’　２．２ＸｌＯ”　４ ．５Ｘ１０”ｃｏ！＋および アスコルビン酸塩　４３０　７８０　８．８ｘｌＯ’　２．２ｘｌＯ”　ａ、ｅ Ｘｌｏ”Ｃｕ”　５１０　３１００　４．７ｘｌＯ’　４．８Ｘ１０’　７．３ ｘｌ（１’対照　１５０　２１０　＋１１．ｌＸ１０’　１．４Ｘ１０”　７． ｌＸ１０”アスコルビン酸塩　１６０　１７０　４．７Ｘ１０’　７．２Ｘ１０ ”　２．７ＸＩＯ”Ｆｅ”　１３０　１６０　６．２Ｘ１０’　ＬＩＸＩＯ７５ ，ｌＸ１Ｇ’Ｆ　ｅ”および アスコルビン酸塩　１５０　２８０　２．８Ｘ１０’　３．３Ｘ１０’　１．１ Ｘ１０”Ｃｏ″″　１５０　６５　１．９ｘｌＯ”　５．６ｘｌＧ”　５．５ｘ ｌＯ’Ｃｏ″“および アスコルビン酸塩　１７０　１７０　６．４Ｘ１０’　２．０Ｘ１０”　１．７ Ｘ１０’Ｃｕ”　１４０　１８０　９．６ＸＩＯ’　−１，６Ｘ１０＠本発明の 系は、解明されていない機構により任意に検討した好気性微生物の成長を遅らせ るが、耐気性酪酸菌または嫌気性細菌には全く影響を与えなかった。酸素除去は 、絶対的好気性シュードモナス・フルオレッセンスの成長が任意の大腸菌の成長 に類似している作用のモードであると考えられなかった。また、本発明の系の存 在下における大腸菌の成長は、ガス・パックジャーの嫌気性環境において観測さ れる成長より遅かった。更に、オキシソーブ系の存在下における大腸菌の嫌気性 インキュベーションは成長を完全に阻害した。阻害の機構は未だ判っていないが 、（０，およびアスコルビン酸からＣｕ”により発生する）　Ｈ＊　Ｏｘおよび （ＨｔＯ＊および塩化物からＣｕ″０により発生する）次亜塩素酸（ＨＯＣ１２ ）に関係しているであろう。

１０ｋｇのマイルド・ソース（ｎｉｌｄ　５ａｌｓａ）、ｐＨ３、９を調製し、 ８０℃に加熱して、その後、２４℃に冷却した。これに、０．２％′アスコルビ ン酸ナトリウム（１０，１ｍＭ）および０．００４０％（４０ｐｐｍ）食品用グ ルコン酸銅（銅５．６ｐｐｍ＝８８μＭに相当）を加えた。

これを混合し、直径７　、９　ｃｍの円筒状プラスチックタブに１７６９入れて 、ヘッドスペースを４８ｘＱとした。アルミニウム箔のカバーをタブにヒートシ ールした。試料を冷蔵して３箇月間貯蔵した。

オキシソーブ系を使用して試験したメキシカン・スタイル・ソース（Ｍｅｘｉｃ ａｎ　５ｔｙｌｅ　５ａｌｓａ）において、銅５　、６　ｐｐｍおよびアスコル ビン酸ナトリウム０．２％により溶解酸素は急速に除去された。しかしながら、 第２９図に示すように、ヘッドスペースからの酸素消費は拡散律速である。酸素 減少の速度定数を直線化した片対数プロットから算出すると、０．１２／日であ る；この速度定数を、実線で示すように、コンピューターにより算出した速度に 使用した。小さい拡散速度はおそらくソースの高粘度により生じるものであろう 。しかしながら、本発明の系は、変色、風味の消失、崩れ、シネレシス（Ａｌｔ 液）および微生物成長から４００日以上にわたり完全に保護し、他方、対照は、 ２７日後に貯蔵寿命の最後に達することが見出された。

可能であるなら、以下の方法により酸素の拡散を促進するのが有利である： １、初期の貯蔵温度を上げる方法； ２、製品表面を増やす方法； ３、初期貯蔵の間、製品を振動させる方法。

更に、メキシカン・スタイル・ソース（標準的なパッケージにおいてソース１７ ６３１１２．ヘッドスペース４８ｚＱ）のように拡散速度が非常に小さく、ヘッ ドスペースが大きい場合、窒素による部分的な洗浄を使用して本発明の系の効率 を最大限にするのが合理的なことがある。

対照試料のヘッドスペースからの酸素のゆっくりとした使用は製品の酸化を示し 、多くの望ましくない感覚的な性質をもたらす。この遅い酸素使用の速度定数は 、酸素吸収系を使用する場合と同様に１次の速度論を仮定して算出すると、０． ０１１／日であった。

上述のパイロットプラント実験をプラント規模で繰り返した。ヘッドスペースか らの酸素除去速度は、おそらく製品の出荷の間の振動および増やしたアスコルビ ン酸塩のレベル（０，２％アスコルビン酸ナトリウムではなく、２％アスコルビ ン酸）のために、パイロットプラントの場合より約３０％大きくなった。オキシ ソーブをスパイスのプレブレンドと共に加えて加熱処理する場合より、冷却サル サにオキシソーブを加える場合のほうが、酸素除去速度は僅かに太きかった。し かしながら、４２０日間の冷蔵貯蔵の後、両者の間には感覚的な性質の違いは無 く、双方の製品は、窒素洗浄対照より相当良く見え、相当良い香りがし、相当良 い味であった。本発明の酸素吸収剤により処理したいずれの製品も洗浄していな かったことに注目すべきである。防腐剤または調整した雰囲気を使用しなくても 、本発明の酸素吸収系を含む試料では、酵母、カビまたは細菌の成長は全く起こ らなかった。

冷凍および冷蔵ピザに使用するソースは貯蔵寿命の間にしばしばして、それによ り色および風味が変化することが観察された。ソースは許容できないような橙色 になり、また／あるいはトマトの風味を失うことがある。ピザ−タイプソースを 安定化する場合の本発明のオキシソーブ系の効力を測定する実験をした。

対照およびオキシソーブ系含有ソースの配合を以下に示す：江乳　重量（９） 酸素脱除系 アスコルビン酸　２０ ２．２％グルコン酸銅水溶液　９ 水および油をビーカーに秤量してミキサーで混合した。トマトペーストをスプー ンで加え、その後、予め秤量したスｌくイスブレンドを直ちに全部加えた。ソー スを１５０Ｏｒｐｍで１５分間混合した。

試験試料用にアスコルビン酸をスパイスブレンドに加えた。グルコン酸銅を水に 溶解し、ソースを包装する直前に加えた。

製品を、砕断したチーズと共におよび入れないで！２オンスの酸素不透過性プラ スチックタブに詰めて箔の蓋によりシールした。試料を一１２℃で貯蔵し、ヘッ ドスペースの酸素、色および風味について１箇月毎に評価した。

対照製品は、１箇月後に色および風味が変化して、３１１１月の貯蔵の後には許 容できない程になった。本発明の系を含む製品は、第３０図に示すように、たと え非常に遅い速度でオキシソーブ系によりヘッドスペースの酸素を除去しても、 貯蔵寿命の４箇月後でも変化しなかった。また、オキシソーブ系はチーズの存在 下における酸化性損傷、ｐＨを上げることによりピザソースの貯蔵寿命を通常は 大きく短縮する成分からの完全な保護を提供した。

ガカモーレは、酸素にさらされると、主としてアボカドの色の不安定性のために 貯蔵安定性ではない。現在市販されているガカモーレの損傷は、以下の４つの異 なる反応から生じる：１、ポリフェノールオキシダーゼが、製品の製造の数時間 以内に酵素的褐変に対して触媒作用する。この反応は、酸素供給に完全に依存す る。本発明の系は２分以内に溶解している酸素を全部除去し、少なくとも８０日 間ガカモーレの変色を完全に防止することが見出された。

２、アボカドの高含量の不飽和脂質が腐臭発生の進行を促進する。

酸素を除去することにより、系は風味が消えるのを停止する。

３、約２箇月の貯蔵寿命の後、ガカモーレに対する酸化性損傷は、シネリシスの 形で現れる。この現象は、細胞壁の損傷および水の放出をもたらすトマト粒子の 酸化から生じる。上述のように、酸素を除去することにより、本発明の系は、テ クスチャー一体性を保持する。

４、微生物の成長は、ガカモーレ中に大きな気体のポケットを生じさせ、タブが 膨らみ、風味が消える。本発明の系は、細菌、酵母およびカビの成長を顕著に阻 害し、均一な製品テクスチャーを保持し、全部のヘッドスペースの酸素を除去す るのでパッケージタブ内で可視的な真空がもたらされる。

ガカモーレの配合を以下に示す： 第■表 赤タマネギ　４．９２４．２９ トマト　２１．８８　２１．８８ アボカド　６３．２０　６２．７０ ニンニク（小鱗茎）　０．２５　０．２５オリーブ油　２．１２　２．１２ レモン汁　７．６３７．６３ アスコルビン酸　０　０．５０ グルコン酸銅　０　０゜００４ Ａｖ＝０．９２ ｐＨ＝４．１ 各試料（１６０ｘＣ）を６オンスの酸素不透過性タブに秤量して、箔の蓋を所定 の位置に加熱シールした。形成されたヘッドスペースは約５０村であった。その 後、全試料を冷蔵庫で貯蔵した。

８０日後に製品を評価して以下の結果を得た：第■表 ８０日後のガカモーレの評価 対照　酸素脱除剤 色　暗緑色／茶色　明緑色 臭気　酸っばい、ひどい　爽やか 風味　測定できず　爽やか ヘッドスペースＯ１％　１．５＊　１．３タブ内圧力　膨張　減圧 可視的カビ成長　＋　− テクスチャー　大きいガスポケット　均−全プレートカウント／９　４８０，０ ００　６，０００総合的許容性　不可　可 ＊対照のヘッドスペースの酸素が低いということは、製品に対して広範囲に酸化 性損傷が生じたことを示す。

もう１つの実験を実施して、本発明の系がジャガイモ中のポリフェノールオキシ ダーゼの活性を阻害することを可視的に例証した。ジャガイモをピユーレにして 酸素にさらすと、数分以内に赤味を帯びた茶色に急速になり、７日後に最終的に は黒色になる。重亜硫酸ナトリウムのような化学薬品にさらされると、このよう な褐変は生じない。この変色は、本発明の系によっても防止できる。水およびジ ャガイモの対照をブレンダーでピユーレにして、ヘッドスペースを最小限にする ように溢れさせてねじ付きジャーに入れた。ジャガイモならびに水中、４０ｐｐ ｍグルコン酸銅および０．１％アスコルビン酸の試料に付いても同様に行った。

ジャーを冷蔵し、頻繁に逆さにして生成する気泡を分散させた。

対照は、処理すると直ちに褐変が始まった。ポリフェノールオキシダーゼの放出 による褐変は、７日間にわたり続き、溶液がほぼ黒色になるまで増加した。本発 明の系にさらされたジャガイモはオフホワイト色のままであったが、表面の気泡 が僅かに暗色になった。

気泡を分散させるために試料を逆さにすると、褐変は消えた。第３１図に示すよ うに、褐変におけるこの相違を４７５開における吸収を測定することにより分光 分析により定量化した。

もう１つの実験を実施して本発明の系が水中に貯蔵したジャガイモのテクスチャ ー品質低下を遅らせるか、あるいは防止できるか否かを測定した。生のジャガイ モの皮を剥いて、さいの目に切り、水ならびに４０ｐｐｍグルコン酸銅および０ ．１％または０．５％アスコルビン酸の溶液に浸けた。試料を、室温で蓋をしな いでガラス製の広口ビンに入れて保持した。

一日後、対照は少し曇り、微生物が成長していることを示した。

２日目に、対照は水面の上部に気泡を有し、水は曇り濁った。一方、他の試料は 、清澄で、気泡は存在しなかった。３日目に、対照は腐敗臭を放ち、ジャガイモ は上部で浮遊していた。ジャガイモのテクスチャーは、ねばねばして粘稠であり 、相互に溶解したようにさいの目形状を失った。ジャガイモはカビの色を示し、 水は黄色味を帯びて濁った。０．１％アスコルビン酸塩の試料は、僅かに濁りを 示し始め、上部に気泡がいくらか存在したが、臭気は無かった。０゜５％溶液は 、清澄な水であったが、上部にいくらか気泡が存在した。

４日目、０．１％溶液ではいくらかのさいの目が浮遊し、霞んだ水となったが、 ０．５％溶液は清澄なままであった。７日後、０．５％溶液は少し濁り、上部に 幾らか気泡が存在した。２週間後、水は暗黄色となったが、ジャガイモは浮遊せ ず、形状およびテクスチャーを保持していた。１６日後、幾らかのジャガイモが 浮遊して粘稠になった。酵素的褐変防止剤である重亜硫酸ナトリウム、はこれら の化学的および微生物的結果には全く影響を与えなかった。

対照　２．８Ｘ１０＠＞２４００　３．ｌＸ１０’０．１％ＡＡ＋４０ｐｐｍＣ ｕ”　１．７Ｘ１０’　＞２４００　３．２Ｘ１０’０．５％ＡＡ＋４０ｐｐｍ Ｃｕ”　２．５Ｘ１０’　９３　ｔ、５ｘｔｏ’＊（微生物／ＩＱ） ２２℃で貯蔵した場合、マイクロ波照射可能プラスチック容器に入れた無菌包装 コーンは、優秀な微生物安定性を示すが、９０日で灰色になる。この灰色化現象 は、おそらくヘッドスペースに存在する酸素および水に溶解した酸素による酸化 性損傷の直接的な結果であることが例証されている。

本発明の系は、３分以内に溶解した酸素を、また、酸素の水中への遅い拡散のた めに２〜３日以内にヘッドスペースの酸素を全部除去した。しかしながら、最初 の２〜３日の間、水中の実際の酸素濃度はゼロに近いであろう。更に、系は、貯 蔵の間に包装材料を透過する酸素を除去する。また、系の添加は、コーンが灰色 化するのから保護し、室温におけるコーンの貯蔵寿命を少なくとも２年まで延ば す。また、この技術をカン入りエントウ豆、アスパラガスおよび他の野菜に適用 できる。

すぐに塗ることができるフロスティング（ｆｒｏｓｔｉｎｇ、砂糖衣）に関連す る１つの問題点はカビである。カビの成長を防止するために、現在の製品は、Ｂ ＨＡ、ソルビン酸塩およびクエン酸を使用している。クエン酸は、ｐＨを低く保 持し、ソルビン酸塩を有効にする。

これらのフロスティングに関連するもう１つの問題点は、風味が消えることおよ び変色である。

実質的に酸素不透過性のプラスチックタブに充填したすぐに塗ることができるフ ロスティング中で本発明の系を試験した。３週間後、これらのフロスティングを 取り出して、微生物分析を実施した。第■表の結果は、食品に直接添加した場合 、本発明の系は酵母の成長を防止し、過酸化物価（ｐｖ）およびマロンジアルデ ヒド（ＭＤＡ）の結果により示されるように、製品の腐臭を減らしたことを示す ：第■表 フロスティングの評価 試料　酵母／　９　Ｍ　Ｄ　Ａ　Ｃａ９／　ｋｇ）　Ｐ　Ｖ　（１９／　ｋｇ） 対照　６６００００　０．２１　３．１オキシソーブ　（袋）　９５０００ オキシソーブ　＜　ｔｏｏ　０．１５　０．４（ＲＴＳに直接溶解） オキシソーブ系を有効量加えると、問題となりまた有害となる量の酸素劣化およ び／または微生物成長が防止される。双方の最終結果の測定は当該分野では知ら れており、例えばそれぞれ官能的な方法およびプレートカウント（ｐｌａｔｅ　 ｃｏｕｎｔ）である。

系の各成分および系の量は、幾つかの要因に依存する。これらの要因には、ヘッ ドスペースの量、ヘッドスペースの酸素、保護スヘき製品、溶解および含まれて いる酸素、包装の透過性、貯蔵寿命、貯蔵温度などのようなものが包含される。

政府の規則および系の味も量を制限することがある。従って、必要量は広範囲に 変化し得るが、容易に決定できる。

食品の場合、約１　ｐｐ＋ｍ〜約７　ｐｐｍの範囲の銅および約０．０５％〜約 １％の範囲の量のアルコルビン酸塩が、比較的高い酸素不透過性パッケージ内で 使用するのに有効であることが見出された。

特定の態様の上述の説明は、当業者が、現在の知識を適用することにより、包括 的な概念から逸脱せずにそのような特定の態様を種々の用途に容易に修正および ／または適用できるという本発明の概括的な性質を充分に示すものであり、従っ て、そのような適用お上び修正は開示された態様に等しい意味および範囲内にあ ると理解されよう。本明細書において使用する語法および術語は説明のためのも のであり、限定のためのものではないことが理解されよう。

ＰＯ２（ｍｍＨｇ１ 作ｆＤアス）ルぴン抜　（ＡＪ川 用゛ｔドＱ了叉）！しυ″ンＱ　＋ｕＭ）デヒド０７スフルσン＆　いＨ） Ｌｍ　ＯＨｌ　ｎｍｏｌｅｓ　１ 才力真ＲＯ，賑云ＪＡＪＬ　（°４ｑ１日）ロ　φ　ＯｔＦＩ　Ｏ−〇　− ら填口濃　ｉｍｍＨｇ／分） ＰＯ２（ｒｎｒｎＨｇｌ ＰＯ２（ｍｍＨｇ　１ Ａ！　５’１ｆｆｌ　ｌ　！−７％−ｔｍｍ＋ｑ　ｔ　’ｔ７　）ハｑＶスへ− スψの　Ｃ０ＪａＡ Ａ７ドス／ｌ−ス中の　Ｃｏ、”／− −−−ｌ＋Ｊ　Ｎ　−−ト Ｑ↓シｌ　責４に−１Ｉ　ｒｎｍＨｇ／　＠　）”　３１　ｔｉ、ｔ　（ｍｒｎ ｌ−１ｇ／分）Ｏ，＝％　費ｔ＆　ｌｒｎｍＨｇ／　％　＞０．３　資１７ｆｔ 　（Ｉｎ　ｍｍＨｇ／　勿　）ｏ、ｐ　ｌ　ＪＬ７Ｌ　ｆｒｎｍＨｇ／令）、０ ．１ｔｔ度　ｌｍｍＨｇ／分） Ｏユ搗１上丸 （ｍ　ｍ　Ｈｇ　／分） ０１脈去り羨 （ｍｍＨｇ／　分） ジＷ間ＤＡ　（ｍ９川 憑Ｊいし判他　（ｒｎｇ／１１ 通肱化町価　（ｍ９／ｌ） ４７５ｎｍｒ’−ｈ’σ３−」又 庁表（１り、。声’Ｅ／ｍｌン 八ｋ　（／？　＋−，ａｒｅ／ｍｌ　１Ａ＋／ｂ”％／１’−ＺｃＰｅ　ｔｌ− ％国際調査報告 ｍｓ’＋ｖ＋ｍｙｌ　＾＠両ｄｔｍ　ｓｏ、　ｐ　ＣＴ／υＳ　８８１０３２Ｅ １８国際調査報告

Claims (30)

【特許請求の範囲】
1. １．還元剤および２つの異なるレドックス状態で存在できる金属の組み合わせを 含んで成る酸素脱除組成物。
2. ２．還元剤がアスコルビン酸である請求の範囲第１項記載の系。
3. ３．金属が銅である請求の範囲第１項記載の組成物。
4. ４．金属が鉄である請求の範囲第１項記載の組成物。
5. ５．金属が銅である請求の範囲第２項記載の組成物。
6. ６．有効量の請求の範囲第１項記載の酸素組成物をパッケージに供給することを 含んで成る、シールされた実質的に酸素不透過性の包装品を酸化性劣化から保護 する方法。
7. ７．酸素脱除組成物は、銅塩とアスコルビン酸およびその塩から成る群から選択 される化合物との組み合わせである請求の範囲第６項記載の方法。
8. ８．酸素脱除剤がパッケージの片側に存在し、金属塩がパッケージの他方側に存 在する、請求の範囲第１項記載の酸素脱除組成物を含む２室パッケージ。
9. ９．組成物は、水、プロピレングリコール、グリセロール、エタノールおよびそ れらの混合物から成る群から選択されるビヒクルに含まれる請求の範囲第１項記 載の系。
10. １０．酸素脱除組成物は、液体の形態で供給される請求の範囲第６項記載の方法 。
11. １１．パッケージは蓋付きジャーであり、酸素脱除剤組成物は蓋に組み込まれて いる請求の範囲第６項記載の方法。
12. １２．酸素脱除組成物は、酸素および水透過性材料内に包まれている請求の範囲 第６項記載の方法。
13. １３．組成物は、遷移金属が約１ｐｐｍ〜約７ｐｐｍとなるような量で存在する 請求の範囲第６項記載の方法。
14. １４．組成物は、遷移金属が少なくとも約３ｐｐｍとなるのに充分な量で存在す る請求の範囲第１３項記載の方法。
15. １５．組成物は、遷移金属が少なくとも約６ｐｐｍとなるのに充分な量で存在す る請求の範囲第１４項記載の方法。
16. １６．更にキレート剤を含む請求の範囲第１項記載の酸素脱除組成物。
17. １７．キレート剤は、グリシン、クエン酸、ＥＤＴＡ、ホスフェート化合物およ びそれらの混合物から成る群から選択される請求の範囲第１６項記載の組成物。
18. １８．請求の範囲第４項記載の酸素脱除組成物を食品に添加することを含んで成 る、食品中における徴生物の成長を防止する方法。
19. １９．請求の範囲第１項記載の酸素脱除組成物を化粧品に添加することを含んで 成る、化粧品中における徴生物の成長を防止する方法。
20. ２０．請求の範囲第１項記載の酸素脱除組成物を薬剤組成物に添加することを含 んで成る、薬剤組成物中における徴生物の成長を防止する方法。
21. ２１．ビヒクルがエタノールである請求の範囲第９項記載の組成物。
22. ２２．酸素脱除剤がアスコルビル−６−パルミテートであり、金属がカプリル酸 銅である請求の範囲第２１項記載の組成物。
23. ２３．請求の範囲第１項記載の酸素脱除組成物の有効量を食品に添加することを 含んで成る、食品における褐変の発生を防止する方法。
24. ２４．還元剤は、アスコルビン酸およびその塩、亜硫酸ナトリウム、システイン およびカテコールから成る群から選択される請求の範囲第１項記載の脱除組成物 。
25. ２５．請求の範囲第１項記載の酸素脱除組成物の有効量を食品に添加することを 含んで成る、食品における酸素による品質劣化を防止する方法。
26. ２６．請求の範囲第１項記載の酸素脱除組成物の有効量を食品に添加することを 含んで成る、化粧品における酸素による品質劣化を防止する方法。
27. ２７．請求の範囲第１項記載の酸素脱除組成物の有効量を薬剤組成物に添加する ことを含んで成る、薬剤組成物における酸素による品質劣化を防止する方法。
28. ２８．請求の範囲第１項記載の酸素脱除組成物の有効量を食品に添加することを 含んで成る、食品におけるカビの成長を防止する方法。
29. ２９．請求の範囲第１項記載の酸素脱除組成物の有効量を化粧品に添加すること を含んで成る、化粧品におけるカビの成長を防止する方法。
30. ３０．請求の範囲第１項記載の酸素脱除組成物の有効量を薬剤組成物に添加する ことを含んで成る、薬剤組成物におけるカビの成長を防止する方法。