(57)【要約】【課題】安定化したナノバブル核を含有する機能性飲用水を低コストで製造することができる方法を提案する。【解決手段】本発明では、塩分を含有する原料水に、気体を、サイズ50μｍ以下のマイクロバブルとして供給し、物理的刺激により圧壊させた後に、逆浸透膜を透過させて生成した第１の原料飲用水と、実質的に塩分を含まない飲用水に、気体を、サイズ50μｍ以下のマイクロバブルとして供給し、物理的刺激により圧壊させて生成した第２の原料飲用水とを混合した後、再度物理的刺激により圧壊して生成することを特徴とする安定化したナノバブル核を含有する機能性飲用水の製造方法を提案する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩分を含有する原料水に、気体を、サイズ50μｍ以下のマイクロバブルとして供給し、物理的刺激により圧壊させた後に、逆浸透膜を透過させて生成した第１の原料飲用水と、実質的に塩分を含まない飲用水に、気体を、サイズ50μｍ以下のマイクロバブルとして供給し、物理的刺激により圧壊させて生成した第２の原料飲用水とを混合した後、再度物理的刺激により圧壊して生成することを特徴とする安定化したナノバブルを含有する機能性飲用水の製造方法。
【請求項２】
塩分を含有する原料水の塩分濃度を、逆浸透膜を透過させて生成した第１の原料飲用水により希釈して調製することを特徴とする請求項１に記載の安定化したナノバブルを含有する機能性飲用水の製造方法。
【請求項３】
第１の原料飲用水と、第２の原料飲用水の混合比は、２：８〜８：２の範囲に設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の安定化したナノバブルを含有する機能性飲用水の製造方法。
【請求項４】
第１の原料飲用水と、第２の原料飲用水の混合比は、３：７〜４：６に設定することを特徴とする請求項３に記載の安定化したナノバブルを含有する機能性飲用水の製造方法。
【請求項５】
第１の原料飲用水の塩分濃度は、0.9％又はその近傍に設定することを特徴とする請求項１〜４までのいずれか１項に記載の安定化したナノバブルを含有する機能性飲用水の製造方法。
【請求項６】
気体は酸素とすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の安定化したナノバブルを含有する機能性飲用水の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項の製造方法により製造された安定化したナノバブルを含有する機能性飲用水。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は安定化したナノバブル核を含有する機能性飲用水の製造方法及びその製造方法で製造された安定化したナノバブル核を含有する機能性飲用水に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、水中にナノレベルの大きさの気泡、即ち、所望の気体のナノバブルを含有させた水が注目されており、医療、農業、水産・養殖等の各分野への応用が図られている。
【０００３】
例えば、非特許文献１には、マイクロバブルとナノバブルの基礎と工学的な応用について記載されている。また非特許文献２〜４には、オゾンナノバブルの殺菌能や、酸素ナノバブルの細胞賦活化能、組織保存能を利用した医療分野への応用について記載されている。また、非特許文献５には、オゾンマイクロバブルの農業への応用、非特許文献６にはマイクロあるいはナノバブルの水産・養殖分野への応用について記載されている。また、上記非特許文献１には、ナノバブルの解析方法として、動的光散乱光度計による測定方法や、ナノバブルに起因するフリーラジカルを計測する電子スピン共鳴法（ＥＳＲ）による計測方法が記載されている。
【０００４】
更に、マイクロバブルの生成と、ナノバブルとしての安定化のメカニズム、そしてその概念的な方法は、上記非特許文献１に記載されているが、酸素ナノバブル水の製造方法の具体例が特許文献１に記載されている。
【０００５】
即ち、特許文献１に記載された酸素ナノバブルの製造方法は、ミネラル類の電解質イオンが混入した水に、直径が10〜50μｍの微小気泡として酸素を供給し、そして水中放電に伴う衝撃波や、水の流動時に生じる圧縮、膨張及び渦流等の物理的刺激を加えることにより、微小気泡を縮小させ、この際、水素イオンや水酸化物イオン及び電解質イオンが気液界面に濃縮されて縮小された微小気泡の周囲を取り囲む殻として作用させることにより、縮小した微小気泡、即ち、酸素ナノバブル核を水中に安定化して存在するようにするものである。
【０００６】
本発明においては、このように水素イオンや水酸化物イオン及び電解質イオンが微小気泡の周囲を取り囲んで安定化している微小気泡をナノバブル核と称する。また上述したように物理的刺激を加えて、微小気泡が縮小する動作を、本発明においては、「圧壊」と称する。
【０００７】
ナノバブル核を含む水、特に酸素のナノバブル核を含有する酸素ナノバブル水は、上述したように細胞賦活化能を有する他、生物に恒常性を高める作用を有し、一般的には生物個体の有する免疫力の向上と周囲環境に対する抵抗力の向上力価の改善機能が増進される可能性がある。
【０００８】
従って、安定化したナノバブル核を含有するナノバブル水を飲料水として利用した場合には、組織の保存、修復、再生の力価を強化したり、動脈硬化の原因となる接着因子の欠陥内皮への侵襲を抑制する等の作用により、生活習慣病の予防や健康の増進効果が期待され、即ち、機能水、又は機能性飲用水として利用することができる。
【０００９】
ところで、上述した特許文献１に示される酸素ナノバブル水は、ミネラル類の電解質イオンが混入した水を原料水とするもので、この原料水としては、例えば塩分が含有される海辺の井戸水等を用いることができる。しかしながら、このような原料水に、酸素をマイクロバブルとして供給して、物理的刺激により圧壊させて酸素ナノバブル核を安定化した水は、塩分濃度のため、また雑菌やＭｎ、Ｍｇ等の不純物が混入しているので、そのままでは飲用水として利用することはできない。
【００１０】
このため従来、飲用水を製造する場合には、所定の塩分濃度に調製した海辺の井戸水を原料水として、酸素のマイクロバブルを供給して、圧壊した後に、孔の大きさが10Å（１nm）程度の逆浸透膜を透過させて塩分を除去する処理を行う。この逆浸透膜による塩分の除去は、例えば２段階で行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第４０８０４４０号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】高橋、「マイクロバブルとナノバブルの基礎と工学的応用」、月刊マテリアルインテグレーション、株式会社ティー・アイ・シー、2009年4月25日、第２２巻、第５号、ｐ．2-19
【非特許文献２】眞野、「ナノバブルの医療分野への応用」、月刊マテリアルインテグレーション、株式会社ティー・アイ・シー、2009年4月25日、第２２巻、第５号、ｐ．30-35
【非特許文献３】荒川、外２名、「ナノバブル水の歯周治療への応用」、月刊マテリアルインテグレーション、株式会社ティー・アイ・シー、2009年4月25日、第２２巻、第５号、ｐ．36-43
【非特許文献４】北條、「酸素ナノバブルの抗炎症・抗細胞増殖作用−血管内皮および平滑筋細胞における効果−」、月刊マテリアルインテグレーション、株式会社ティー・アイ・シー、2009年4月25日、第２２巻、第５号、ｐ．44-48
【非特許文献５】玉置、「マイクロバブルの農業分野への利用の可能性−オゾンマイクロバブルを利用した水耕培養液の殺菌−」、月刊マテリアルインテグレーション、株式会社ティー・アイ・シー、2009年4月25日、第２２巻、第５号、ｐ．20-23
【非特許文献６】山本、「マイクロバブルの水産・養殖分野への応用」、月刊マテリアルインテグレーション、株式会社ティー・アイ・シー、2009年4月25日、第２２巻、第５号、ｐ．24-29
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述したように海辺の井戸水のように塩分を含有する原料水を用いて酸素ナノバブル等のナノバブルを含有する飲料水を製造する場合には、上述したように、逆浸透膜による塩分の除去工程が必須であるため、イニシャル及びランニング共にコスト高である。
【００１４】
また孔の大きさが10Å程度の逆浸透膜を透過させるため、圧壊の過程において生成したナノバブル核が、少なからず、塩分と共に除去されてしまう可能性がある。
【００１５】
一方、逆浸透膜による塩分の除去工程を無くし、コストを低減するために、山中の井戸水のように実質的に塩分を含まない飲用水を原料とし、これに酸素をマイクロバブルとして供給して圧壊させたとしても、実質的に塩分を含まないため、塩分を含む原料水と同等に安定化したナノバブル核を生成することは困難である。しかしながら山中の井戸水のような飲用水は、実質的に塩分は含まれていないものの、量的には少ないが、安定化したナノバブル核が生成される。
本発明は以上の課題を解決することを目的として創案されたものであり、即ち、安定化したナノバブル核を含有する機能性飲用水を低コストで製造することができる方法を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、上記課題を解決するために、塩分を含有する原料水に、気体を、サイズ50μｍ以下のマイクロバブルとして供給し、物理的刺激により圧壊させた後に、逆浸透膜を透過させて生成した第１の原料飲用水と、実質的に塩分を含まない飲用水に、気体を、サイズ50μｍ以下のマイクロバブルとして供給し、物理的刺激により圧壊させて生成した第２の原料飲用水とを混合した後、再度物理的刺激により圧壊して生成することを特徴とする安定化したナノバブル核を含有する機能性飲用水の製造方法を提案する。
【００１７】
また本発明では、上記の製造方法において、塩分を含有する原料水の塩分濃度を、逆浸透膜を透過させて生成した第１の原料飲用水により希釈して調製することを提案する。
【００１８】
また本発明では、上記の製造方法において、第１の原料飲用水と、第２の原料飲用水の混合比は、２：８〜８：２の範囲に設定することを提案する。
【００１９】
また本発明では、上記の製造方法において、第１の原料飲用水と、第２の原料飲用水の混合比は、３：７〜６：４に設定することを提案する。
【００２０】
また本発明では、上記の製造方法において、第１の原料飲用水の塩分濃度は、0.9％又はその近傍に設定することを提案する。
【００２１】
また本発明では、上記の製造方法において、気体は酸素とすることを提案する。
【００２２】
また本発明では、以上の製造方法を用いて製造した、安定化したナノバブル核を含有する機能性飲用水を提案する。
【発明の効果】
【００２３】
発明者は、鋭意なる研究、実験の結果、塩分を含有する原料水に、気体を、サイズ50μｍ以下のマイクロバブルとして供給し、物理的刺激により圧壊させた後に、逆浸透膜を透過させて生成した第１の原料飲用水と、実質的に塩分を含まない飲用水に、気体を、サイズ50μｍ以下のマイクロバブルとして供給し、物理的刺激により圧壊させて生成した第２の原料飲用水とを混合した後、再度、物理的刺激により圧壊することにより、塩分を含有する原料水にマイクロバブルを供給して圧壊したものと同等の安定化したナノバブル核を生成することができた。
【００２４】
塩分を含有する原料水は、逆浸透膜を透過させて生成した第１の原料飲用水により希釈して調製することができる。
【００２５】
第１の原料飲用水は、塩分を含有する原料水に、気体をマイクロバブルとして供給して圧壊するため、安定化したナノバブル核が効率的に生成されるのであり、従って逆浸透膜を透過させる際に、ナノバブル核が、少なからず除去されてしまうとは云っても、より小径のナノバブル核が少なからず残留する可能性があり、このような状態において圧壊を行うことにより、実質的に塩分が含まれていなくとも効率的にナノバブル核が生成される。
【００２６】
一方、第２の原料飲用水を生成するための飲用水は、実質的に塩分を含まないため、塩分を含む場合と比較して、ナノバブル核を生成することは困難であり、生成される安定化したナノバブル核は少ない。
【００２７】
これらのことから第１の原料飲用水は、高コスト、高パフォーマンスであるのに対して、第２の原料飲用水は、低コスト、低パフォーマンスである。
【００２８】
従って、第１の原料飲用水と第２の原料飲用水の混合比は、製造された機能性飲用水のコストパフォーマンスを勘案して設定することができる。
【００２９】
例えば第１の原料飲用水と第２の原料飲用水の混合比は、２：８〜８：２の範囲に設定することにより、必要なパフォーマンスを発揮することができ、取り分け、３：７〜４：６の範囲は、コストとパフォーマンスのバランスが良い。
【００３０】
次に、以上の発明において、塩分を含有する原料水の塩分濃度は、圧壊によるナノバブル核の生成効率と、逆浸透膜を透過させる際の必要圧力を勘案して設定することが必要で、低すぎるとナノバブル核の生成効率が低く、高すぎると逆浸透膜を透過させる際の必要圧力が高くなりすぎてしまう。
【００３１】
この観点から、第１の塩分を含有する原料水の塩分濃度は、生理的食塩水と同等の0.9％又はその近傍に設定することが良い。
【００３２】
一方、ナノバブル核として生成する気体は、酸素の他に、オゾン、二酸化炭素、窒素、空気等を使用することもできるが、飲用水としては酸素が最も良い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は本発明の製造方法の流れを示す模式的系統図である。
【図２】図２は本発明の製造方法で製造した機能性飲用水のＥＳＲ測定結果の一例を示すものである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の製造方法の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００３５】
図１において符号１は塩分を含有する原料水（又はそのタンク）を示すもので、この原料水１は、圧壊用容器２に供給される。この圧壊用容器２には、気体用ボンベ３から、気体、この場合、酸素が、サイズ50μｍ以下のマイクロバブルとして供給され、この状態において物理的刺激が加えられて圧壊が行われる。
【００３６】
即ち、圧壊用容器２に、サイズ50μｍ以下のマイクロバブルとして供給された酸素は、物理的刺激により縮小し、この際、水中の水素イオンや水酸化物イオン及び電解質イオンが気液界面に濃縮されて、縮小された微小気泡の周囲を取り囲む殻として作用し、縮小した微小気泡、即ち、酸素ナノバブル核として水中に安定化して存在するようになる。
【００３７】
次いで安定化した酸素ナノバブル核が含有された水は逆浸透膜４を透過して塩分と、雑菌やＭｎ、Ｍｇ等の不純物が除去されて第１の原料飲用水として生成される。この逆浸透膜４による塩分等の除去は、一段のみで行っても良いし、複数段、例えば２段式に行うことができる。
【００３８】
ここで原料水は、例えば、塩分濃度が2.0％の海辺の井戸水であり、このような塩分濃度を所望の塩分濃度、例えば、後述するように、生理的食塩水と同等の0.9％又はその近傍の濃度にするために、逆浸透膜４を経た第１の原料飲用水を原料水１に供給し、希釈して所望の塩分濃度とすることができる。
【００３９】
符号５は実質的に塩分を含まない飲用水（又はそのタンク）を示すもので、この飲用水５は、圧壊用容器６に供給される。この圧壊用容器６には、気体用ボンベ７から、気体、この場合、酸素が、サイズ50μｍ以下のマイクロバブルとして供給され、この状態において物理的刺激が加えられて圧壊が行われて、第２の原料飲用水が生成される。
【００４０】
この第２の原料飲用水を生成するための飲用水は、実質的に塩分を含まないため、塩分を含む場合と比較して、ナノバブルを生成することは困難であり、生成される安定化したナノバブル核は少ない。
【００４１】
そこで第１の原料飲用水と第２の原料飲用水は、所定の割合で圧壊用容器８に供給されて混合される。そしてこの圧壊用容器８には、気体用ボンベ９から、気体、この場合、酸素が、サイズ50μｍ以下のマイクロバブルとして供給され、この状態において物理的刺激が加えられて圧壊が行われて、本発明に係る機能性飲用水が生成される。符号１０は機能性飲用水又はそのタンクを示すものである。
【００４２】
この際、第１の原料飲用水は、逆浸透膜４を透過させて塩分等を除去する際に、酸素ナノバブルが、少なからず除去されてしまうとは云っても、塩分を含有する原料水に、気体をマイクロバブルとして供給して圧壊するため、安定化したナノバブルが効率的に生成されるのであり、より小径のナノバブルが、逆浸透膜を経ても、少なからず残留する可能性があり、このような状態において圧壊を行うことにより、実質的に塩分が含まれていなくとも効率的にナノバブルが生成される。
【００４３】
一方、第２の原料飲用水を生成した原料としての飲用水は、実質的に塩分を含まないため、塩分を含む場合と比較して、ナノバブルを生成することは困難であるが、圧壊用容器８において第１の原料飲用水と混合されて、再度、圧壊の工程を経るため、これらの原料飲用水を混合したものに酸素マイクロバブルを供給して圧壊したものは、塩分を含有する原料水に酸素マイクロバブルを供給して圧壊したものと同等の安定化したナノバブルを生成することができる。
【００４４】
図２は本発明の製造方法で製造した機能性飲用水のＥＳＲ測定結果の一例を示すものであり、この測定結果におけるフリーラジカルに対応するピークにより、機能性飲用水１０にナノバブルが含有されていることが分かる。
【００４５】
上述したとおり、第１の原料飲用水は、高コスト、高パフォーマンスであるのに対して、第２の原料飲用水は、低コスト、低パフォーマンスであるから、第１の原料飲用水と第２の原料飲用水の混合比は、製造された機能性飲用水１０のコストパフォーマンスを勘案して設定することができる。
【００４６】
例えば第１の原料飲用水と第２の原料飲用水の混合比は、２：８〜８：２の範囲に設定することにより、必要なパフォーマンスを発揮することができ、取り分け、３：７〜４：６の範囲は、コストとパフォーマンスのバランスが良い。
【００４７】
以上の製造方法において、塩分を含有する原料水１の塩分濃度は、圧壊によるナノバブル核の生成効率と、逆浸透膜４を透過させる際の必要圧力を勘案して設定することが必要で、低すぎるとナノバブルの生成効率が低く、高すぎると逆浸透膜を透過させる際の必要圧力が高くなりすぎてしまう。
【００４８】
この観点から、第１の塩分を含有する原料水１の塩分濃度は、生理的食塩水と同等の0.9％又はその近傍に設定することが良い。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は以上の通りであるので、製造された機能性飲用水を、例えば毎日欠かさずに飲用することにより、体液の一部と置換され、身体組織構成液の一部に組み込まれて、身体の恒常性を維持するように働くため、生活習慣病やメタボリック症状の遅延、抑制する効果が期待される。
【符号の説明】
【００５０】
１，５          原料水（又はそのタンク）
２，６，８      圧壊用容器
３，７，９      気体タンク
４              逆浸透膜
１０            機能性飲用水
【図１】
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【図２】
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