(57)【要約】【解決すべき課題】天然に産する鉱泉水から生体に有用なカルシウムとマグネシウムをそれぞれ単独で高単位に分離抽出する方法並びに分離抽出したカルシウムおよびマグネシウムを高単位に含有する栄養補助食品を提供する。【課題を解決するための手段】ミネラル成分を高濃度に含有する天然の鉱泉水を原水として、蒸発缶を用いて常圧下において加熱煮沸し、元の総量の９４％ないし９０％程度まで濃縮したところで加熱を停止し一晩程度放冷して、ミネラル成分中のカルシウムを選択的に析出沈降させ回収する。当該カルシウム析出沈降後の上澄み液を別の蒸発缶に移し替え常圧下において再度加熱煮沸し、元の上澄み液総量のほぼ３分の１程度まで濃縮したところで加熱を停止してミネラル成分中のマグネシウムを選択的に析出沈降させ回収する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉱泉水中に含まれる主たるミネラル成分であるカルシウム、マグネシウム、ナトリウム及びカリウムのうち、硬度成分のカルシウム、マグネシウムをそれぞれ単独に他のミネラル成分であるナトリウム、カリウムから分離抽出する方法において、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム及びカリウムを高濃度に含有する天然の鉱泉水を蒸発缶を用いて常圧下において加熱煮沸し、元の総量の９４％ないし９０％程度まで濃縮したところで加熱を停止して一晩程度放冷し、ミネラル成分中のカルシウムを選択的に析出沈降させ回収するようにしたことを特徴とする硬度成分の分離抽出方法。
【請求項２】
前記方法によるカルシウム析出沈降後の上澄み液を別の蒸発缶に汲み出し常圧下において再度加熱煮沸し、元の上澄み液総量のほぼ３分の１程度まで濃縮したところで加熱を停止して二晩程度放冷し、残ったミネラル成分中のマグネシウムを選択的に析出沈降させ回収するようにしたことを特徴とする請求項１記載の硬度成分の分離抽出方法。
【請求項３】
請求項１および請求項２に記載の前記方法により天然に産する鉱泉水から分離抽出した硬度成分であるカルシウムおよび／またはマグネシウムを高単位に含有することを特徴とする栄養補助食品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は天然に産する鉱泉水から生体に有用なカルシウム、マグネシウムをそれぞれ単独で高単位に分離抽出する方法並びに分離抽出したカルシウム、マグネシウムを高単位に含有する栄養補助食品に関する。
【背景技術】
【０００２】
海水等硬度成分を含む水からカルシウム、マグネシウムの硬度成分を除去する方法の一つとして、後述する特許文献１にも示されているように、海水等硬度成分を含む水に炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウムを添加して沈殿除去する方法が知られている。しかしながら、この従来法によった場合は、カルシウムとマグネシウムが化学薬品の添加によって同時に沈殿するため、カルシウムとマグネシウムを分離するにはさらに別の技術手段を付加しなければならなかった。
【０００３】
なお、本発明者は次に示す特許文献２に示されているように、カルシウム、マグネシウム、ナトリウムおよびカリウムを高濃度に含有する天然の鉱泉水を蒸発缶を用いて常圧下において加熱煮沸し、元の総量のほぼ３分の１程度まで濃縮したところで加熱を停止して、ミネラル成分中のカルシウムおよびマグネシウムを蒸発缶内において析出させ、他のミネラル成分であるナトリウム、カリウムと分離回収し、カルシウムおよびマグネシウムを有効成分とした栄養補給食品を提供した。
【特許文献１】特開昭５４−９６２５２公報
【特許文献２】特開２００４−２７５８９８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した方法ではカルシウムとマグネシウムが同時に回収されるため、カルシウムおよびマグネシウムを単独で高単位に含む栄養補助食品を提供することができなかった。
【０００５】
そこで、本発明者は鉱泉水に対する加熱煮沸時間、濃縮度などについて実験研究を重ねた結果、鉱泉水を加熱煮沸していく過程で、最初にカルシウムが蒸発缶内において析出沈降し、これより遅れてマグネシウムが析出沈降する現象を見出し、カルシウムの析出沈降開始時と終了時およびマグネシウムの析出沈降開始時と終了時の濃縮度についてそれぞれ調べ、鉱泉水を加熱煮沸して元の総量の約９４％〜９０％程度まで濃縮したところで加熱を停止すれば、カルシウムの約９５％をほぼ単独で析出沈降させることができ、上澄み液中にはマグネシウムが未だ約７０％残留していることを見出した。
【０００６】
ここで、カルシウムが先に析出沈降するのは、鉱泉水中にカルシウムは
Ｃａ（ＨＣＯ3 ）2 、マグネシウムはＭｇ（ＨＣＯ3 ）2 のいずれも水溶性の形で溶け込んでおり、蒸発缶における加熱煮沸により、炭酸を放出してカルシウムはＣａＣＯ3 の形で先に析出沈降するのに対し、マグネシウムは一旦ＣａＣＯ3 に変化し、さらにそれが加水分解を受け難溶性のＭｇ（ＯＨ）2 になるため、カルシウムより遅れて析出するためと考えられる。
【０００７】
このように、カルシウムとマグネシウムの析出開始に時間差があることに着目し、種々実験を重ねた結果、鉱泉水を加熱煮沸し、元の総量の約９４％〜９０％程度まで濃縮したところで加熱を停止すれば最も効率良くカルシウムとマグネシウムの硬度成分を分離回収できることを見出し本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は生体が目下直面しているミネラル成分のうちでもカルシウムおよびマグネシウムの不足を解決するために、天然に産する硬度成分を多量に含有する鉱泉水に着目し、当該鉱泉水中に含まれるミネラル成分中からカルシウムおよびマグネシウムをそれぞれ単独に分離抽出し、生体の代謝作用ないし生理作用を維持するのに不可欠なミネラルの不足を補給しようとするものである。
【０００９】
したがって、本発明はカルシウムとマグネシウムの析出開始に時間差があることを利用して、天然に産する鉱泉水を常圧下で加熱煮沸し、元の総量の一定範囲まで濃縮したところで加熱を停止することにより原水としての鉱泉水中に溶存しているカルシウムを最初に析出沈降させ、次いで上澄み液中に高濃度で溶存しているマグネシウムを析出沈降させることにより、硬度成分をそれぞれ単独に分離回収できるようにした硬度成分の分離抽出方法を提供すると共に、当該方法によって得られた吸収性の良好なカルシウムおよび／またはマグネシウムを多量に含有する栄養補助食品を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明の構成を詳述すれば、請求項１に係る発明は、鉱泉水中に含まれる主たるミネラル成分であるカルシウム、マグネシウム、ナトリウム及びカリウムのうち、硬度成分のカルシウム、マグネシウムをそれぞれ単独に他のミネラル成分であるナトリウム、カリウムから分離抽出する方法において、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム及びカリウムを高濃度に含有する天然の鉱泉水を蒸発缶を用いて常圧下において加熱煮沸し、元の総量の９４％ないし９０％程度まで濃縮したところで加熱を停止して一晩程度放冷し、ミネラル成分中のカルシウムを選択的に析出沈降させ回収するようにしたことを特徴とする硬度成分の分離抽出方法である。
【００１１】
請求項２に係る発明は、前記方法によるカルシウム析出沈降後の上澄み液を別の蒸発缶に汲み出し常圧下において再度加熱煮沸し、元の上澄み液総量のほぼ３分の１程度まで濃縮したところで加熱を停止して二晩程度放冷し、残ったミネラル成分中のマグネシウムを選択的に析出沈降させ回収するようにしたことを特徴とする請求項１記載の硬度成分の分離抽出方法。
【００１２】
また、請求項３に係る発明は、請求項１および請求項２に記載の前記方法により天然に産する鉱泉水から分離抽出した硬度成分であるカルシウムおよび／またはマグネシウムを高単位に含有することを特徴とする栄養補助食品である。
【００１３】
請求項１に係る発明において、原水（鉱泉水）の元の総量の９４％ないし９０％程度まで濃縮することによって最初にカルシウムが析出するのは、前記したようにカルシウムがＣａ（ＨＣＯ3 ）2 の水溶性の形で原水中に溶存しており、これが加熱煮沸により炭酸を放出して炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3 ）の形で先に析出するためである。
【００１４】
ここで、原水の元の総量の９４％ないし９０％程度まで濃縮して加熱を停止するのは、９４％以上であると、炭酸カルシウムの析出が不充分であることが判明したからであり、また、９０％以下まで濃縮度合いを進めるとカルシウムの他、マグネシウムも析出を開始し、それぞれの硬度成分を単独で分離抽出するという本発明の目的を達成することができなくなるからである。
【００１５】
請求項２に係る発明において、カルシウム析出沈降後の上澄み液を別の蒸発缶に汲み出し常圧下において加熱煮沸し、元の上澄み液総量の３分の１程度まで濃縮するのは、これ以上濃縮を進めてもマグネシウムの回収率に影響を与えないからであり、また、元の上澄み液総量の３分の１程度に至る前に加熱煮沸を停止した場合には、マグネシウムの回収が不充分となることが判明したからである。
【００１６】
なお、ここでカルシウムとマグネシウムをそれぞれ単独で分離抽出するというのは、カルシウムまたはマグネシウムをそれぞれピュアな状態で１００％回収するという意味ではなく、含有割合としてカルシウムまたはマグネシウムが８０％〜９０％以上含まれている場合を意味する。
【００１７】
請求項３に係る発明において、天然に産する鉱泉水から分離抽出した硬度成分であるカルシウムおよび／またはマグネシウムを高単位に含有する栄養補助食品としては、請求項１および請求項２に記載の方法によって得たカルシウム、マグネシウムの一種あるいは二種を、例えば焙煎玄米粉末等と混合して、これを飲用し易いように錠剤状、顆粒状、あるいはカプセル状としたものなどが全て含まれるものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明はこのように、常圧下において鉱泉水を二段階に分けて蒸発させ、鉱泉水中に含まれる主たるミネラル成分であるカルシウム、マグネシウム、ナトリウムおよびカリウムのうち、硬度成分であるカルシウムおよびマグネシウムをそれぞれ単独で高単位に他のミネラル成分であるナトリウムおよびカリウムから分離抽出することができ、このような吸収性の良好なミネラル成分を含有した栄養補助食品を提供することによりカルシウム、マグネシウムの不足を容易に補給することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を在来の比較例と共に詳細に説明する。
【００２０】
〔本発明による実施例〕
缶内の底部に蛇管などからなる加熱装置を設備した容量６０００リットルの大気開放型の蒸発缶本体を用意し、当該本体内に、食品衛生法によりミネラルウォーターとして１６項目の水質試験に適合した鉱泉水（カルシウム含有量：６０．０ｍｇ，ナトリウム含有量：７４．０ｍｇ，カリウム含有量：３．６ｍｇ，マグネシウム含有量：３４．０ｍｇ／いずれも１リットル中）を５０００リットル入れて、加熱装置に４．５Ｋｇｆ／ｃｍ2 程度の加圧蒸気を投入し、加熱煮沸を開始後、総容量が１００リットル減少する毎に残留水中に溶存しているカルシウムとマグネシウムの量を計測した。
【００２１】
その結果は、次に示す表１のとおりであった。これによると、加熱煮沸開始から、原水の元の総量の９４％（４７００リットル）程度まで濃縮が進行したときのカルシウムの含有量が１リットル当たり３．４ｍｇに激減していることが判る。すなわち、原水中に溶存していたカルシウム分のうち約９４．３％がこの一次加熱により析出沈降した。しかしながら、このときのマグネシウム溶存量は１リットル当たり２８．７ｍｇであり、原水のときの溶存量に較べて僅か１６％程度が析出したに過ぎず、残余のマグネシウムは上澄み液中に高濃度で溶存していることが判った。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
表１の結果に基づき、蒸発缶に鉱泉水を５０００リットル入れ、加熱煮沸を開始し、液量が４７００リットル（元の総量の９４％）に減少したところで加熱を停止し、一晩放冷した。なお、ここで一晩放冷を要するのは、加熱停止時はカルシウムの析出物で液が白濁しており、当該析出物が沈降し透明な液になるのに０．５日程度必要だからである。
【００２４】
翌朝、透明な上澄み液を別の蒸発缶に汲み出し、蒸発缶の底側面に沈降付着している泥状物を回収し、乾燥させた粉末を分析したところ、カルシウムが３２．３ｇ／１００ｇ，マグネシウムが３．１５ｇ／１００ｇであり、他のナトリウムで０．０３７ｇ／１００ｇ，カリウムで０．００７ｇ／１００ｇであった。この結果、マグネシウム、ナトリウムおよびカリウムは上澄み液中に依然として残っており、カルシウムを高単位に含有する粉末が得られた。
【００２５】
一方、別の蒸発缶に移し替えた上澄み液を再度加熱煮沸し、元の上澄み液総量のほぼ３分の１程度まで濃縮したところで加熱を停止して放冷した。加熱停止時はマグネシウムの析出物で液が白濁しているので析出物が沈降し透明な液になるのに二晩、すなわち１．５日程度必要である。その後、透明になった上澄み液を汲み出し、蒸発缶の底側面に沈降付着している泥状物を回収し、乾燥させた粉末を分析したところ、カルシウムが１．９ｇ／１００ｇ，マグネシウムが１９．８ｇ／１００ｇであり、他のナトリウムで０．２３ｇ／１００ｇ，カリウムで０．０８ｇ／１００ｇであった。この結果、ナトリウムおよびカリウムは上澄み液中に残っており、マグネシウムを高単位に含有する粉末が得られた。
【００２６】
さらに、上記の上澄み液を減圧蒸留法によって水分を完全に蒸発させミネラル粉末を回収し分析したところ、カルシウムが１．１２ｇ／１００ｇ，マグネシウムが１．７９ｇ／１００ｇであり、他のナトリウムで３０．６ｇ／１００ｇ，カリウムで１．６５ｇ／１００ｇであった。この結果、ナトリウムおよびカリウムは上澄み液中に残っており、硬度成分であるカルシウムとマグネシウムをそれぞれ単独で高単位に他の成分であるナトリウム、カリウムと分離回収できることが実証された。
【００２７】
上記した方法により得たカルシウムを高単位に含有する粉末と、マグネシウムを高単位に含有する粉末を用いた栄養補助食品の実施例を次に示す。
【００２８】
〔実施例１〕
マグネシウムを高単位に含む粉末８２Ｋｇを、遠赤外線により焙煎し粉砕によって粉末化した玄米粉５Ｋｇ、澱粉１３Ｋｇと混合攪拌し、顆粒状にしたものを錠剤化してマグネシウムが１６．２ｇ／１００ｇと高単位に含有する栄養補助食品を得た。
【００２９】
〔実施例２〕
カルシウムを高単位に含む粉末２９Ｋｇと、マグネシウムを高単位に含む粉末２１Ｋｇを、遠赤外線により焙煎し粉砕によって粉末化した玄米粉５０Ｋｇ、澱粉３Ｋｇと混合攪拌し、顆粒状にしたものを錠剤化してカルシウムが１０．４ｇ／１００ｇ、マグネシウムが４．７ｇ／１００ｇと高単位に含有する栄養補助食品を得た。
【００３０】
〔実施例３〕
カルシウムを高単位に含む粉末１５０ｍｇと、マグネシウムを高単位に含む粉末１００ｍｇをカプセルに充填し、１カプセル中にカルシウムが５０．７ｍｇ、マグネシウムが２２．７ｍｇと高単位に含有するカプセル状の栄養補助食品を得た。これを６カプセル程度飲用すれば一日の必要量を摂取することができる。なお、前記した実施例１〜３の錠剤状、カプセル状の栄養補助食品はいずれも吸収性が良好であった。
【００３１】
〔在来の方法による比較例〕
前記した本発明による実施例で用いた鉱泉水と同じ水源から入手した鉱泉水５０００リットルを大気開放型蒸発缶に入れ、加熱装置に４．５Ｋｇｆ／ｃｍ2 程度の加圧蒸気を投入し、鉱泉水を加熱煮沸し、液量が元の総量の３分の１程度である約１７００リットルに減少したところで加熱を停止し、一晩放冷した。翌朝透明な上澄み液を別の蒸発缶に汲み出し、蒸発缶底側面に沈降付着している泥状物を回収し、乾燥した粉末を分析したところ、カルシウムが２０．３ｇ／１００ｇ、マグネシウムが９．７ｇ／１００ｇ、他のナトリウムで０．６３ｇ／１００ｇ、カリウムで０．０６ｇ／１００ｇであり、ナトリウム、カリウムとは分離回収できたが、カルシウムとマグネシウムの分離回収はできなかった。