(57)【要約】【課題】バナジウムを含有する水において、５価バナジウムを効率よく４価バナジウムに変換する、バナジウム電解水を製造する方法、および当該バナジウム電解水の提供。【解決手段】バナジウムを含有する水を１０Ｖ以上１５Ｖ以下の電圧で定電圧電気分解することを特徴とするバナジウム電解水の製造方法。５価バナジウムを含有する水を１０Ｖ以上１５Ｖ以下の電圧で定電圧電気分解することを特徴とする、４価バナジウム電解水の製造方法。バナジウムを含有する水を１０Ｖ以上１５Ｖ以下の電圧で定電圧電気分解したことを特徴とするバナジウム電解水。５価バナジウムを含有する水を１０Ｖ以上１５Ｖ以下の電圧で定電圧電気分解したことを特徴とする、４価バナジウム電解水。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
バナジウムを含有する水を１０Ｖ以上１５Ｖ以下の電圧で定電圧電気分解することを特徴とするバナジウム電解水の製造方法。
【請求項２】
５価バナジウムを含有する水を１０Ｖ以上１５Ｖ以下の電圧で定電圧電気分解することを特徴とする、４価バナジウム電解水の製造方法。
【請求項３】
バナジウムを含有する水を１０Ｖ以上１５Ｖ以下の電圧で定電圧電気分解したことを特徴とするバナジウム電解水。
【請求項４】
５価バナジウムを含有する水を１０Ｖ以上１５Ｖ以下の電圧で定電圧電気分解したことを特徴とする、４価バナジウム電解水。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バナジウム電解水の製造方法に関する。さらに、本発明は、それによって得られるバナジウム電解水に関する。
【背景技術】
【０００２】
高齢化社会を迎えた今日の日本社会において、糖尿病に代表される種々の生活習慣病が大きな社会問題となっている。糖尿病は慢性化するとともに、３大合併症である糖尿病神経障害、糖尿病網膜症、糖尿病腎症を併発することも多い。その場合、糖尿病患者の生活の質の低下や医療費の増大が一層深刻となる。
【０００３】
糖尿病には、大きく分けて、１型糖尿病（インスリン依存型糖尿病）と２型糖尿病がある。前者は、すい臓でインスリンを分泌する細胞が壊れて、体内で通常必要とされるインスリン量が絶対的に不足することによって起こる。その一方、後者は、すい臓からのインスリン分泌量が少ないために起こるものと、インスリン刺激を受けて糖の取り込みを行う肝臓や筋肉のインスリン感受性が低下することによって起こるものとがある。国内の糖尿病の９５％は、２型糖尿病であると言われる。
【０００４】
糖尿病の治療方法としては、食事療法、運動療法、および薬物療法がある。１型糖尿病や２型糖尿病の一部の患者に対しては、インスリン投与がなされる。４価バナジウムはインスリン作用を有する無機物質として知られており、これを経口摂取することにより糖尿病の改善および予防の効果が期待できる。
【０００５】
元素周期表において遷移金属に分類されるバナジウムは、多くの食品中に含まれており、例えば、ホヤ、エビ、カニ、マッシュルーム、黒コショウ、およびパセリ等に含まれる。ヒトにとって必須のミネラルとしては認められていないが、微量元素として体内に存在し、種々の化学形態をとっており、例えば、４価および５価バナジウムとして存在すると考えられている。
【０００６】
上記のような食品以外に、バナジウムを含有する天然水も存在し、市販されている。      
【０００７】
一方で、上記の抗糖尿病作用の観点とは異なるが、バナジウムを水素吸着剤として水に添加した活性酸素消去剤の濃縮液が知られている。さらに詳しくは、炭素、白金、白金塩、金、バナジウム、またはパラジウムを水に添加し、該水を電気分解することによって、活性酸素消去活性が高く維持された活性酸素消去剤の濃縮液を製造する方法が、特許文献１に記載されている。また、原料である水の性質に応じて、定圧電気分解と定電流電気分解を切り換える電解水製造装置が、特許文献２に記載されている。
【特許文献１】特開２００１−１４５８８０号公報
【特許文献２】特開平１０−３０９５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
４価バナジウムはインスリン様抗糖尿病作用を有することが示唆されている。また、５価バナジウムよりも４価バナジウムの方が血糖値低下作用が優れているので、当該抗糖尿病作用も良いと期待されている。
【０００９】
そこで、本発明は、バナジウムを含有する水において、５価バナジウムを効率よく４価バナジウムに変換する、バナジウム電解水を製造する方法、および当該バナジウム電解水を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のバナジウム電解水の製造方法は、バナジウムを含有する水を１０Ｖ以上１５Ｖ以下の電圧で定電圧電気分解することを特徴とする。さらに詳しくは、本発明の４価バナジウム電解水の製造方法は、５価バナジウムを含有する水を１０Ｖ以上１５Ｖ以下の電圧で定電圧電気分解することを特徴とする。
【００１１】
本発明のバナジウム電解水は、バナジウムを含有する水を１０Ｖ以上１５Ｖ以下の電圧で定電圧電気分解したことを特徴とする。さらに詳しくは、本発明の４価バナジウム電解水は、５価バナジウムを含有する水を１０Ｖ以上１５Ｖ以下の電圧で定電圧電気分解したことを特徴とする。
【００１２】
本発明において「バナジウム電解水」とは、バナジウムを含有する水を電気分解することによって生成する、バナジウムを含有する電解水の意味である。また、本発明における「４価バナジウム電解水」とは、４価バナジウムを含有する前記バナジウム電解水の意味である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のバナジウム電解水の製造方法によれば、４価バナジウム電解水を効率よく製造することができる。さらに詳しくは、本発明のバナジウム電解水の製造方法によれば、５価バナジウムを含有する水を１０Ｖ以上１５Ｖ以下の電圧で定電圧電気分解することで、５価バナジウムを４価バナジウムに効率よく変換した、４価バナジウム電解水を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。図１は本発明の４価バナジウム電解水を製造する方法で用いることのできる装置の１例を示した概略図である。
【００１５】
図１に例示するように、本発明の方法で用いることのできる装置の主な構成は、電解槽１と、電解槽１中のバナジウム含有水に浸漬する電極である陽極２および陰極３と、該電極に通電するための電源ユニット４である。
【００１６】
図１に例示した装置を用いて当該バナジウム電解水を製造する工程は次の通りである。上記装置の電解槽１にバナジウムを含有する水を導入し、該水に陽極２と陰極３とを浸漬し、当該電極に電源ユニット４から１０Ｖ以上１５Ｖ以下の定電圧を供給し、当該バナジウムを含有する水を定電圧電気分解することで、前記バナジウム電解水を製造することができる。
【００１７】
４価バナジウム電解水を効率よく製造する観点から、定電圧電気分解が用いられ、また、その際の電圧値は１０Ｖ以上１５Ｖ以下である。前記定電圧電気分解によって前記４価バナジウム電解水を製造しうる理由としては、陰極表面において５価バナジウムが電子を受け取り、４価バナジウムに還元されたためと推察される。また、前記定電圧電気分解において、１０Ｖ以上１５Ｖ以下の範囲の定電圧が、前記４価バナジウム電解水を製造し得る理由としては、当該範囲の定電圧の印加が５価バナジウムの４価への還元と、前記電解水中の４価バナジウムの安定化に適しているためと推測される。
【００１８】
以下に、装置の構成をさらに詳述する。電解槽１としては、特に制限はなく、例えば非導電性および／または耐水性のプラスチックが挙げられる。電解槽１に水を供給及び／又は排出する配管５と、電解槽１から水を供給及び／又は排出する配管６を備えていても良い。また、電解槽１は、隔膜７で隔てられて陽極室と陰極室とに分けられていても良く、該場合は陽極室に陽極２を浸漬して、陰極室には陰極３を浸漬する。隔膜７としては、特に制限はなく、例えばイオン透過膜、陽イオン不透過膜、陰イオン不透過膜又は両性膜が挙げられる。電解槽１へ浸漬する電極としては、特に制限はなく、例えば、炭素、白金、金、またはバナジウム含有の導電体を用いることができる。電源ユニット６としては、電解槽１で当該電極に通電する際に当該バナジウム含有水の定電圧電気分解を行うことができるもの、さらに詳しくは、当該定電圧電気分解を１０Ｖ以上１５Ｖ以下で行うことができるものであれば、特に制限はない。
【００１９】
本発明で使用される水に含有されるバナジウムの由来は、採水した天然水にもともと含有されるものであっても良いし、採水した水に後から添加したものであっても良い。水にバナジウムを添加する方法としては、特に制限はないが、例えば、バナジウムを含有する化合物を水に溶解させても良いし、バナジウムを含有する電極を用いて通電し、水を電気分解する際に溶解させても良いし、これら２つの方法を併用しても良い。バナジウムを含有する化合物としては、例えば硫酸バナジウム、メタバナジン酸ナトリウムが挙げられる。また、バナジウムを含有した電極を用いて通電し、バナジウムを水に溶解させる方法として、例えば特許文献１の方法が挙げられる。
【実施例】
【００２０】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら制約されるものではない。
【００２１】
＜装置＞
図１と同じ装置構成をもつＡＲＴＥＣ社製のＳＵＰＥＲ  ＷＡＴＥＲＭＩＮＩ  電解装置において、外部電源の接続が可能に改造を施した、改良隔膜型電解装置を使用して、下記の試験を行った。
【００２２】
＜電気分解による水特性の変化＞
まず、当該定電圧電気分解による水特性の変化を測定した。測定項目は、溶存酸素（ＤＯ）、溶存水素（ＤＨ）、電気伝導率（ＥＣ）、残留塩素（Ｃｌ）、酸化還元電位（ＯＲＰ）、およびｐＨとした。
【００２３】
当該測定に用いた各装置として、溶存酸素計はワイエスアイ・ナノテック社製のＭｏｄｅｌ−５１００、溶存水素計は東亞デイーケーケー社製のＤＨ３５−Ａ、電気伝導率計はＨＯＲＩＢＡ社製のＥＳ−１４、残留塩素計はオルガノ社製のＯＲ−５２、酸化還元電位計はメトラートレド社製のＳＥＶＥＮ  ＧＯ、ｐＨ計はＨＯＲＩＢＡ社製のＦ−２２を使用した。
【００２４】
前記電解装置を用いて、市販の「アサヒバナジウム天然水」を、印加電圧１２Ｖ、電流０．０３〜０．０５Ａ、および電解時間１５分の試験条件で、定電圧電気分解を行った。該結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
2010131523.tif 000002
【００２６】
上記の結果から、前記試験条件の定電圧電気分解によって、陽極側と陰極側とで、水特性が異なるように変化することが確認された。特にＤＯ，ＤＨ，ＯＲＰ値が大きく変化しており、陰極側でＤＨ値は増加する傾向にあり、陰極側でＯＲＰ値は低くなる傾向であった。一般に、ＤＨ値およびＣｌ値はＯＲＰ値の変化に連動する指標であることが知られている。
【００２７】
＜バナジウムの定量および定性分析＞
つぎに、試料水中に含まれるバナジウムの定性および定量分析をイオンクロマトグラフィーによって行った。
【００２８】
当該クロマトグラフィー用の装置として、ＤＩＯＮＥＸ社製のＤＸ−５００を使用した。該装置に設置するカラムとして、ＤＩＯＮＥＸ社製のＩｏｎＰａｃＣＳ５Ａを用いた。
【００２９】
イオンクロマトグラフィー測定における溶離液としては、０．５Ｍシュウ酸、７５ｍＭ硫酸ナトリウム、９５ｍＭ水酸化リチウムの組成で調製された水溶液を使用した。何れの化合物も和光純薬社製を使用した。
【００３０】
当該測定における検量線作成に際しては、４価バナジウムは酸化硫酸バナジウムを希硫酸で調製したもの、５価バナジウムは和光純薬株式会社社の販売するバナジウム標準液とを混合し、バナジウム濃度を２０ｐｐｂに調製した溶液（Ｖ４＋Ｖ５＋混合溶液）を使用した。
【００３１】
前記装置および溶液を使用して、ダイレクト濃縮分析法によって、前記Ｖ４＋Ｖ５＋混合溶液および超純水を試料としたイオンクロマトグラフィーを行った。該結果をそれぞれ、図２および３に示す。
【００３２】
図２のチャートでは、第一ピーク（保持時間約５分）および第二ピーク（保持時間約１６分）の２つのピークが現れた。図３のチャートでは、ピークは現れなかった。
図２および３を参照すると、図２の各ピークはバナジウムに由来するものと考えられる。したがって、図２の第二ピークは５価バナジウムに由来するピークであると考えられ、図２の第一ピークは４価バナジウムに由来するピークであるという結論が得られた。
【００３３】
つづいて、アサヒバナジウム天然水のイオンクロマトグラフィーを行った。該チャートを図４に示す。
図４のチャートでは、５価バナジウムに帰属されるピークのみが現れた。したがって、アサヒバナジウム天然水には４価バナジウムの含有は検出限界以下であり、一方、５価バナジウムが含有されることが確認できた。
【００３４】
［実施例１］
＜バナジウム天然水の定電圧電気分解＞
つぎに、５価バナジウムを含有することが明らかになったアサヒバナジウム天然水を、前記電解装置を用いて定電圧電気分解を行った。該条件は、印加電圧が１２Ｖで電解時間は１５分とした。
【００３５】
該定電圧電気分解で得られた、陰極室のバナジウム電解水を試料として、前述のイオンクロマトグラフィーを行った。該チャートを図５に示す。
【００３６】
図５のチャートでは、４価バナジウムに帰属される相対的に大きなピークが現れたが、５価バナジウムに帰属されるピークは相対的に極めて小さいピークのみが現れた。
これらの結果から、アサヒバナジウム天然水に含有されていた５価バナジウムを、当該定電圧電気分解によって、４価バナジウムへ効率的に変換しうることが明らかとなった。
【００３７】
［実施例２］
＜酸化バナジウム水溶液の電気分解＞
５価バナジウムを含有する水として、五酸化二バナジウムを超純水に溶解して０．５ｍＭで調製した。該五酸化二バナジウム水溶液を、さらに超純水で１０倍希釈したものを試料として、前記イオンクロマトグラフィーを行った。該チャートを図６に示す。
つぎに、当該０．５ｍＭ五酸化二バナジウム水溶液を試料として、前記電解装置を用いて定電圧電気分解を行った。該条件は、印加電圧が１５Ｖで電解時間は１５分とした。該結果得られたバナジウム電解水を、陽極室と陰極室とからそれぞれ回収し、超純水で１０倍に希釈した後、前記のようにイオンクロマトグラフィーを行った。それぞれのチャートを、それぞれ図７（陽極室側）および図８（陰極室側）に示す。
【００３８】
図６のチャートでは、５価バナジウムに帰属される相対的に大きなピーク（保持時間約１２〜１６分）が現れ、図８（陰極室側）を見ると５価バナジウムから還元されたと思われる４価バナジウムに帰属されるピークが検出された。
尚、図６〜８において、５価バナジウムに帰属されるピークの保持時間が、図２の５価バナジウムに帰属されるピークの保持時間よりも拡がっている理由として、測定試料中に含まれる５価バナジウムが高濃度であるからだと考えられる。
【００３９】
以上の結果から、超純水に５酸化二バナジウムを溶解したバナジウム含有水を、前記１５Ｖの定電圧電気分解することによって、４価バナジウム電解水を製造しうることが明らかとなった。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明のバナジウム電解水を製造する方法で用いることのできる装置の一例を示した概略図
【図２】Ｖ４＋Ｖ５＋混合溶液のイオンクロマトグラフィーのチャート
【図３】超純水のイオンクロマトグラフィーのチャート
【図４】アサヒバナジウム天然水のイオンクロマトグラフィーのチャート
【図５】アサヒバナジウム天然水を定電圧電気分解して得られた陰極室のバナジウム電解水のイオンクロマトグラフィーのチャート
【図６】０．０５ｍＭ 酸化バナジウム水溶液のイオンクロマトグラフィーのチャート
【図７】陽極側のバナジウム電解水のイオンクロマトグラフィーのチャート
【図８】陰極側のバナジウム電解水のイオンクロマトグラフィーのチャート
【符号の説明】
【００４１】
１  …電解槽          ２  …陽極
３  …陰極            ４  …電源ユニット
５  …配管            ６  …配管
７  …隔膜
【図１】
2010131523.tif 000003
【図２】
2010131523.tif 000004
【図３】
2010131523.tif 000005
【図４】
2010131523.tif 000006
【図５】
2010131523.tif 000007
【図６】
2010131523.tif 000008
【図７】
2010131523.tif 000009
【図８】
2010131523.tif 000010