JP7267082B2 - トリゴネリン吸着剤およびトリゴネリン吸着方法 - Google Patents
トリゴネリン吸着剤およびトリゴネリン吸着方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7267082B2 JP7267082B2 JP2019085289A JP2019085289A JP7267082B2 JP 7267082 B2 JP7267082 B2 JP 7267082B2 JP 2019085289 A JP2019085289 A JP 2019085289A JP 2019085289 A JP2019085289 A JP 2019085289A JP 7267082 B2 JP7267082 B2 JP 7267082B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- trigonelline
- acid
- clay
- adsorbent
- treated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Tea And Coffee (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Description
また、クロマトグラフィーやイオン交換樹脂を用いる方法は、工業的に実施するには極めてコストが高いため、トリゴネリンを吸着する安価な鉱物系吸着剤が求められているが、このような吸着剤についての検討はほとんどされていないのが実情である。
(1)窒素吸着法により測定されるBET比表面積の値が65~400m2/gの範囲にあること、
(2)(A)/(B)が0.90~2.80の範囲にあること、
が好適である。
[弱酸処理白土]
本発明のトリゴネリン吸着剤は、ジオクタヘドラル型スメクタイト系粘土の酸処理物からなるものであるが、一般的に活性白土と称されるものに比して弱い酸処理によって得られ、弱酸処理白土というべきものである。従って、以下、トリゴネリン吸着剤として使用される酸処理物を「弱酸処理白土」と呼ぶことがある。
例えば、本出願人による特開2009-072759には、ジオクタヘドラル型粘土を酸処理して得られる半活性白土と呼ばれる酸処理物がポリ乳酸解重合用触媒として使用されることが開示されているが、本発明で使用する弱酸処理白土は、この半活性白土よりも更に弱い酸処理によって得られる。
即ち、本発明でトリゴネリン吸着剤として用いる上記の弱酸処理白土は、ジオクタヘドラル型スメクタイト系粘土の結晶構造に由来する特有のX線回折ピークを示し、例えば、X線回折測定において、面指数(06)に由来する回折ピークを2θ=62度(d=1.49~1.50Å)付近に有している。
即ち、BET比表面積を測定する方法として、窒素を用いた方法(窒素法)が一般的であるが、水蒸気を用いて測定する方法(水蒸気法)も存在する。粘土ハンドブック(第三版)によれば、窒素法では、単位質量当たりの端面を含む全外部表面積が測定され、ジオクタヘドラル型スメクタイト系粘土のように三層構造を有するものでは、窒素分子が液体窒素温度で層間に侵入しないので、外部表面積のみが測定される。一方、水蒸気のような極性の吸着質を用いた水蒸気法においては、かかる吸着質が粘土の層間に十分侵入するので、内部表面が測定される。従って、A/Bが上記範囲内にあるということは、非常に弱い酸処理によって微細孔が増大し、且つ、スメクタイト系粘土の基本三層の層間が拡大していることを意味している。微細孔の増大はトリゴネリンのような比較的小さな分子に対する吸着性を向上させる。
即ち、上記A/Bの値を有する本発明の吸着剤(弱酸処理白土)は、酸処理工程において基本三層の層間の適度な拡大と層間内での微細孔の形成がバランスよく生じるため、トリゴネリンのような小さな分子に対して吸着性を示すものと信じられる。
例えば、強い酸で処理して得られる従来公知の活性白土や半活性白土では、基本三層の層間の拡がりが大きくなり、しかも層間に形成されている微細孔をつぶしてしまう。そのため、A/Bの値は小さくなり、トリゴネリンに対する吸着性はほとんど示さなくなる。
上記の弱酸処理白土が、このような強い固体酸を多く含んでいることも、トリゴネリンに対して優れた吸着性を示す要因であると考えられる。
例えば、高pH(塩基性)条件下ではカルボン酸が陰イオンとなるため、平衡は陰イオン側に傾いている。ここに、強い固体酸を含んでいる本発明の吸着剤(弱酸処理白土)を水溶液中に添加していくと、pHが下がり、ピリジン環が陽イオンとなり、トリゴネリンの平衡は陽イオン側に移行する。従って、このトリゴネリンの陽イオンが弱酸処理白土の層間に有する負電荷により捕捉され、この結果、トリゴネリンの吸着性が発現することとなる。このように、弱酸処理白土が強い固体酸を有していることも、トリゴネリンに対しての吸着性が発現している要因であると推定される。
本発明においては、かかる弱酸処理白土のpHは、通常6.0以下であり、好ましくは5.5以下、特に好ましくは4.5以下である。
酸処理を施していないスメクタイト系粘土(酸性白土)は、基本層の間にNa等のカチオンを含む大きな層間を有しているために、水に対して高い膨潤性を示し、膨潤による微分散化によって濾過性が悪いと考えられている。しかるに、本発明で用いる弱酸処理白土の場合、スメクタイト系粘土中の塩基成分の一部が酸と反応し、ある種、水やアルコールなどに対して不溶性のバインダーとなって粒子間を結合するために、溶液中での微分散化が抑制され、優れた濾過性を示すものと考えられる。
よって、酸処理の程度が弱いほどA/Bが大きくなり、濾過性が損なわれる虞がある。
上記のような特性を有する弱酸処理白土は、ジオクタヘドラル型スメクタイト系粘土を粗砕、混練して所定濃度の酸水溶液を用いて、所定の条件で酸処理することにより製造される。即ち、この弱酸処理白土は、半活性白土と同様にして得られるが、半活性白土に比してマイルドな条件での酸処理によって得られるものである。
SiO2;50~75質量%
Al2O3;11~25質量%
Fe2O3;2~20質量%
MgO;2~7質量%
CaO;0.1~3質量%
Na2O;0.1~3質量%
K2O;0.1~3質量%
その他の酸化物(TiO2等);2質量%以下
Ig-loss(1050℃);5~11質量%
SiO2;50~85質量%
Al2O3;8~23質量%
Fe2O3;1~10質量%以下
MgO;1~5質量%以下
CaO;0.1~2質量%以下
Na2O;0.1~1質量%
K2O;0.1~1質量%
その他の酸化物(TiO2等);2質量%以下
Ig-loss(1050℃);4~9質量%
本発明において吸着剤として使用する弱酸処理白土は、トリゴネリンを含む水溶液からトリゴネリンを有効に吸着することができる。例えば、本発明の吸着剤を用いてコーヒー飲料からトリゴネリンを除去することで、トリゴネリン由来の苦みやえぐみを低減させることができる。
また、本発明の吸着剤は、リン酸塩、塩酸塩などの各種塩類と結合しているトリゴネリン化合物が含まれる溶液などに対して、何ら制限なく使用することができる。
本発明のトリゴネリン吸着方法では、トリゴネリン含有水溶液に、本発明のトリゴネリン吸着剤(弱酸処理白土)を投入することでトリゴネリンの吸着を行う。この際、前記吸着剤を、水溶液に含まれるトリゴネリン1質量部あたり0.01質量部以上、好ましくは0.01~160質量部、より好ましくは0.01~320質量部の範囲とすればよい。この投入量が少ないと、当然のことながら、トリゴネリンの吸着量が不十分となってしまう。また、投入量が必要以上に多い場合には、コストの点で不利となってしまう。
新潟県胎内市産のジオクタヘドラル型スメクタイト系粘土ペレット700gを90℃に加熱した5質量%硫酸水溶液1000mlに投入した。液温90℃に維持した状態で撹拌し、30分間酸処理を行った。酸処理終了後、水で洗浄したペレットを110℃にて乾燥し、粉砕、分級して弱酸処理白土粉末を得た。また、得られた弱酸処理白土粉末をXRD測定装置((株)リガク製RINT―UltimaIV(X線=CuKα線))により測定した。X線回折チャートを図1に示す。
水澤化学工業(株)製シリカゲル
水澤化学工業(株)製酸性白土(A)
水澤化学工業(株)製酸性白土(B)
マイクロメリティクス社製TriStar 3000を用いて窒素吸着法により測定を行ない、BET法により算出した。なお、前処理は150℃で2時間行った。結果を表1に示す。
日本ベル株式会社製BELSORP MAXを用いて水蒸気吸着法により測定を行ない、BET法により算出した。なお、前処理は150℃で2時間行った。結果を表1に示す。
イオン交換水に吸着剤濃度が5質量%になるように吸着剤粉末を添加し、30分間撹拌した後、東亜ディーケーケー製pHメーターHM-30Rにて測定を行った。結果を表1に示す。
n-ブチルアミン滴定法にてHo≦-3.0の固体酸量を測定した。試料は、予め、150℃で3時間乾燥したものについて測定を行った{参考文献:「触媒」Vol.11,No6,P210-216(1969)}。結果を表1に示す。
市販のコーヒー飲料30gに対して、1gの吸着剤(無水)を投入し、振とう機(ヤマト科学(株)製SA300、振とうスピード5)により2.5時間振とうした。次に遠心分離機((株)クボタ製5200)により遠心加速度3000rpmで15分処理した液の上澄みをHPLC前処理用フィルター(Merck製、フィルター孔径0.20μm)で濾過し、試料液を得た。
得られた試料液を、下記条件で液体クロマトグラフ(HPLC)分析した。
測定装置:島津製作所製 高速液体クロマトグラフ Prominece
カラム:島津製作所製 Shim-pack VP-ODS
検出器:UV
測定波長:270nm
予め作成したトリゴネリン濃度とHPLC分析におけるトリゴネリンのピーク面積割合の関係を示す検量線を用いて試料液中のトリゴネリン量を算出した。吸着処理した後のコーヒー飲料のトリゴネリン含有量と低減率を表2に示す。
コーヒー豆抽出液30gに対して1gの吸着剤(無水)を投入し、振とう機(ヤマト科学(株)製SA300、振とうスピード5)により2.5時間振とうした。なおコーヒー豆抽出液はミディアムロースト中細挽きブラジル産コーヒー豆60gに対して85℃の温水を650ml使用したペーパードリップ法で調製した。
次に遠心分離機((株)クボタ製5200)により遠心加速度3000rpmで15分処理した液の上澄みをHPLC前処理用フィルター(Merck製、フィルター孔径0.20μm)で濾過し、試料液を得た。得られた試料液を、市販コーヒー飲料のトリゴネリン低減試験と同条件で液体クロマトグラフ(HPLC)分析した。吸着処理した後のコーヒー豆抽出液のトリゴネリン含有量と低減率を表3に示す。
800ppmのトリゴネリン水溶液30gから吸着剤(無水)1gが吸着できるトリゴネリン量(mg/g-dry clay)を下記の方法により測定した。算出した値を表4に示す。
先ず、トリゴネリン(Cayman Chemical製)を蒸留水に溶かし、800ppmのトリゴネリン水溶液を得た。この800ppmのトリゴネリン水溶液30gを50ml容量の遠沈管に秤取し、吸着剤1g(対液3.3質量%)を加えて振とう機(ヤマト科学(株)製SA300、振とうスピード5)により2.5時間振とうした。
次に遠心分離機((株)クボタ製5200)により遠心加速度3000rpmで15分処理した液の上澄みをHPLC前処理用フィルター(Merck製、フィルター孔径0.20μm)で濾過し、試料液を得た。市販コーヒー飲料のトリゴネリン低減試験と同条件で液体クロマトグラフ(HPLC)分析した。試料液中のトリゴネリン残存量を算出し、吸着剤添加前のトリゴネリン量から差し引いた値をトリゴネリンの吸着量とした。
Claims (5)
- ジオクタヘドラル型スメクタイト系粘土の酸処理物からなるトリゴネリン吸着剤であって、
前記酸処理物は、水蒸気吸着法により測定されるBET比表面積(A)と窒素吸着法により測定されるBET比表面積(B)との比、(A)/(B)が0.60~5.00の範囲にあり、且つHo≦-3.0の固体酸量が0.10~0.70mmol/g-dry clayの範囲にあることを特徴とする、トリゴネリン吸着剤。 - 窒素吸着法により測定されるBET比表面積の値が65~400m2/gの範囲にある、請求項1に記載のトリゴネリン吸着剤。
- (A)/(B)が0.90~2.80の範囲にある、請求項1または2に記載のトリゴネリン吸着剤。
- トリゴネリン含有水溶液に請求項1~3の何れかの吸着剤を投入してトリゴネリンを吸着することを特徴とする、トリゴネリン吸着方法。
- 前記吸着剤を、水溶液に含まれるトリゴネリン1質量部あたり0.01質量部以上の量で投入する、請求項4に記載のトリゴネリン吸着方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019085289A JP7267082B2 (ja) | 2019-04-26 | 2019-04-26 | トリゴネリン吸着剤およびトリゴネリン吸着方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019085289A JP7267082B2 (ja) | 2019-04-26 | 2019-04-26 | トリゴネリン吸着剤およびトリゴネリン吸着方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020179366A JP2020179366A (ja) | 2020-11-05 |
| JP7267082B2 true JP7267082B2 (ja) | 2023-05-01 |
Family
ID=73022909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019085289A Active JP7267082B2 (ja) | 2019-04-26 | 2019-04-26 | トリゴネリン吸着剤およびトリゴネリン吸着方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7267082B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2024041259A (ja) * | 2022-09-14 | 2024-03-27 | 水澤化学工業株式会社 | ジオクタヘドラル型スメクタイト系粘土の酸処理物 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017136584A (ja) | 2016-01-28 | 2017-08-10 | 水澤化学工業株式会社 | プリン体用吸着剤 |
-
2019
- 2019-04-26 JP JP2019085289A patent/JP7267082B2/ja active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017136584A (ja) | 2016-01-28 | 2017-08-10 | 水澤化学工業株式会社 | プリン体用吸着剤 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2020179366A (ja) | 2020-11-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kaiser et al. | The role of DOM sorption to mineral surfaces in the preservation of organic matter in soils | |
| TWI641419B (zh) | 沸石吸附劑,其製法及用途 | |
| Akimkhan | Structural and lon-Exchange Properties | |
| Lin et al. | Adsorption characteristics of copper (II) ions from aqueous solution onto humic acid-immobilized surfactant-modified zeolite | |
| CN109107547B (zh) | 附聚沸石吸附剂、它们的生产方法和它们的用途 | |
| Xie et al. | Adsorption of organic pollutants by surfactant modified zeolite as controlled by surfactant chain length | |
| US4331694A (en) | Removal of caffeine by selective adsorption using zeolite adsorbents | |
| Bakhtiary et al. | Characterization and 2, 4-D adsorption of sepiolite nanofibers modified by N-cetylpyridinium cations | |
| Metwally et al. | Modification of natural bentonite using a chelating agent for sorption of 60Co radionuclide from aqueous solution | |
| JP6910136B2 (ja) | プリン体用吸着剤 | |
| JP7076276B2 (ja) | テアニン吸着剤 | |
| WO2018046286A1 (en) | Adsorbent comprising layered double hydroxide and activated carbon | |
| JP7267082B2 (ja) | トリゴネリン吸着剤およびトリゴネリン吸着方法 | |
| JP7430562B2 (ja) | プリン体用吸着剤 | |
| CA1141229A (en) | Removal of caffeine by selective adsorption using zeolite adsorbents | |
| JPH11179202A (ja) | 芳香族炭化水素処理用活性白土 | |
| CN113710359A (zh) | 一种用于从液态烃中分离有机氯化合物的吸附剂及其方法 | |
| JP7113720B2 (ja) | γ-アミノ酪酸捕集剤 | |
| JP7105969B2 (ja) | 機能性成分吸着剤 | |
| JP7273529B2 (ja) | テアニン捕集剤 | |
| TWI873089B (zh) | 含有鍶的沸石吸附劑及其用途和用於自包含8個碳原子之芳族異構物的餾分回收高純度對二甲苯之方法 | |
| Rangel-Rivera et al. | Thermoanalytical study of acid-treated clay containing amino acid immobilized on its surface | |
| JP2020179334A (ja) | トリゴネリン吸着剤 | |
| JP2024041259A (ja) | ジオクタヘドラル型スメクタイト系粘土の酸処理物 | |
| JP7306961B2 (ja) | 塩基性アミノ酸用吸着剤 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220118 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221122 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20221122 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20230110 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230328 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230419 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7267082 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |