(57)【要約】      （修正有）【課題】加熱処理、薬品処理（次亜塩素酸や過酸化水素水の添加や、次亜塩素酸を発生させる電界処理、あるいは銀イオンや銅イオンの添加など）、電磁波処理（紫外線、ガンマ線など）などの処理を行わない温泉水の提供。【解決手段】温度センサによって温度管理された地下１０Ｍ以下の温泉水源泉において、過去２４時間の源泉温度が６３℃以上で、温泉水を非接液型ポンプを用いてポンプアップし、外気に触れさせることなく滅菌済み密封パックへ充填して採取されたＫイオン濃度が２０ｍｇ／Ｌ以上の低温殺菌温泉水。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度センサによって温度管理された地下１０Ｍ以下の温泉水源泉において、過去２４時間の源泉温度が６３℃以上で、温泉水を非接液型ポンプを用いてポンプアップし、外気に触れさせることなく滅菌済み密封パックへ充填して採取された低温殺菌温泉水。
【請求項２】
請求項１において、地下１０Ｍ以下の温度センサによって温度管理された温泉水源泉が炭酸水素塩泉源泉であり、かつ過去２４時間の源泉温度が６３〜７０度であることを特徴とする低温殺菌温泉水。
【請求項３】
請求項１および２において、採取された温泉水中のカリウムイオン濃度が２０ｍｇ／Ｌ以上である低温殺菌温泉水。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度センサによって温度管理された地下１０Ｍ以下の温泉水源泉から、６３℃以上の低温殺菌状態のまま、外気に触れさせることなく滅菌済み密封パックへ充填して採取された低温殺菌温泉水に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
源泉から温泉水を採取する場合は、その源泉の種類によって採取方法が異なり、自噴泉の場合は地表に噴出して溜まった温泉水を採取する。掘削泉の場合は、機械によるポンプアップによって採取する。近年においては、源泉が最も豊富である別府市においても自噴泉はあまり見られなくなり、利用されている源泉とその採取法は、掘削泉におけるポンプアップである。
【０００３】
特表2015-514565「工業用水システムの処理方法」では、採取作業をセンサー制御し、採取後には活性成分濃度調整して、利活用可能で有用な地下水の採取を提案している。また特許5687036「温泉水供給システムおよび温泉水供給方法」はヒートポンプによって６０度以上に加熱して低温殺菌する方法を提案している。
【０００４】
掘削泉におけるポンプアップで使用する一般的な装置は、接触型ポンプ、コンプレッサー、あるいはオバーフロー式浄化装置などである。これらは、すべて、駆動部、あるいは採取後において外気と接触して、雑菌のコンタミネーションを伴うものである。そのため、特に６３度以下の水温で外気と接触した場合は、追加的な殺菌処理が必要になることが一般的である。
【０００５】
特開2005-279417「電気化学的水処理装置」では、電気分解によって酸化力を持つ活性種（次亜塩素酸、オゾン、過酸化水素など）を生成させて殺菌処理を行っている。特開2006-116536「小型紫外線殺菌浄水装置」では、採取した地下水を効率的に殺菌するために、ハニカム構造紫外線殺菌装置を開発し、提案している。また、特開平05-099509「熱水供給装置」では、一旦採取した温泉水が、混入した雑菌によって腐敗することを防ぐために、貯留タンクのパイプ内の水を低温殺菌温度に保持する方法を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表2015-514565
【特許文献２】特許5687036
【特許文献３】特開2005-279417
【特許文献４】特開2006-116536
【特許文献５】特開平05-099509
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の温泉水は、採取の際に追加的な殺菌処理を前提としている。具体的には加熱処理、薬品処理（次亜塩素酸や過酸化水素水の添加や、次亜塩素酸を発生させる電界処理、あるいは銀イオンや銅イオンの添加など）、電磁波処理（紫外線、ガンマ線など）であり、それらのための初期投資やランニングコストが必要となる。飲料用や化粧水用といった浴用以外の温泉水の利活用には、そうしたコストに見合う規模の生産体制が前提となるため、普及の妨げとなっていた。
【０００８】
また、こうした追加的な殺菌処理によって、成分組成が変化する可能性もある。特に高温状態の源泉から採取され、地上で低温に曝された場合、温泉水に溶解していたミラネルや炭酸水素イオンは、温度変化と共沈現象によって必要以上に析出してしまう。その結果、溶解度以上の成分が沈殿し、温泉水の成分組成は著しく変化してしまう。
【０００９】
また、外気と接触することで、炭酸水素イオンが炭酸ガスとして放散し、その結果ｐＨが酸性側に傾く。ミネラル分は、炭酸水素イオンとの平衡状態にあり、炭酸水素イオンが減少すると、ミネラル分は析出を始める。いわゆる鍾乳石生成と同様のプロセスである。
【００１０】
温泉水は、化粧水として使用することもあるが、一般的に化粧水は、肌に良いとされる有効成分を配合する。代表的な成分としては、ヒアルロン酸やセラミドといった保湿成分や、植物抽出物、あるいはオイルなどである。それらは腐敗や酸化劣化を伴うため、防腐剤や酸化防止剤が同時に配合される。そこには、肌に良いとされる物質と、細胞に悪影響を与える物質が同時に混在することとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
発明者は、上記のような温泉水採取後に温泉水に生じる化学的変化は、化学的対策によって避けられることに着目し、温泉水が元々有する療養効果を、低コストに、かつ最大限活用できる採取法、利用法について、文献調査や別府市の有識者から情報収集を行い、鋭意考察と開発を行った。考察と開発のポイントは、１．採取前後の温度変化をできるだけ避ける、２．サニタリー性の高い採取法、３．炭酸水素イオンの放散を避ける、４．カリウム濃度の４点である。
【００１２】
採取前後の温度変化を避けるためには、源泉温度は低温殺菌条件である６３度付近あることが望ましい。そこで、別府市内の温泉掘削によって得られた地温データに基づく、海面下１００m での等温線（Allis& Yusa １９８９）を元に、採取する源泉を選定した。温泉源泉の温度は、おおむね海岸から遠ざかるに従い、高温となっていく。地下１００Ｍにおける源泉温度の等温図によると、別府地域の源泉温度は、鉄輪断層と朝見川断層に沿って伽藍岳あるいは鶴見岳から海外に向かって徐々に下がっていく。おおむね両岳付近では２５０度以上であり、海岸から４ＫＭ付近の明礬温泉で２００度前後、３ＫＭ付近の鉄輪温泉で１５０度前後、そして海外から０．２ＫＭ付近で５０度〜１００度となる。
【００１３】
この条件に最も合致した源泉は、別府市北浜の山田別荘旅館である。ここには源泉が２か所あり１か所は地下１０Ｍにおける源泉温度が５５度で、もう１か所は６５度であった。実際に採取したところ、透明な温泉水が採取され、採取後、質問に温度が低下した後も、沈殿物は生じなかった。密封状態で採取することによって、低温保持殺菌法（LTLT法：６３度で３０分間加熱殺菌する方法）における殺菌済み温泉水が採取できた。沈殿が生じなかったため、ミネラル濃度も保持された。
【００１４】
本条件を維持するためには源泉の温度管理が欠かせない。そのため採取ポイントの地下１０Ｍの位置に温度センサを設置し、低温保持殺菌法の条件とされる３０分以上を確保するため、２４時間以上６３度以上の状態であることを採取条件とした。
【００１５】
さらにボトル充填時までサニタリー性を維持するため、採取には非接液型ポンプ（マグネットポンプ、ダイヤフラムポンプ、チュービングポンプ、その他、流体が金属製駆動部に接触しないけし式のポンプ）、ワンタッチコネクタ、食品衛生法適合の滅菌済みユニオンコンテナー、食品衛生法適合の食品用ホース（塩化ビニル製やシリコン製）を採用、組み合わせることによって、外気に触れることなく、低コストに採取できるシステムを考案した。その結果、採取された温泉水は菌検査において良好な結果が得られた。
【００１６】
そしてこうした密封式の採取法を完成させたことで、炭酸水素イオンの放散を生じさせない採取プロセスも同時に得ることができた。カルシウムを中心としたミネラルを多く含有する地下水は外気と接触することで、炭酸水素イオンが炭酸ガスとして放散し、その結果ｐＨが酸性側に傾く。ミネラル分は、炭酸水素イオンとの平衡状態にあり、炭酸水素イオンが減少すると、ミネラル分は析出を始める。いわゆる鍾乳石生成と同様のプロセスである。この析出の際に、いわゆる共沈現象が生じる。すなわち、温度変化や炭酸水素イオンの減少によって析出するカルシウム、マグネシウム、硫黄といった溶解度の低いミネラルと共に、それらと親和性を持つ（同族の）イオン（カリウムやナトリウムの塩）が沈殿する。その結果ミネラルのバランスが変化し、含有量が低下する。
【００１７】
特にカリウムの濃度を高い濃度で保つことができた。動物細胞内液はカリウムが多くナトリウムが少なく、細胞外液はナトリウムが多くカリウムが少ない。細胞内液と細胞外液とはこのような組成の違いがあり、これによって生じる浸透圧によって、生命活動を維持している。また、カリウムは、タンパク質、アミノ酸、核酸、有機酸などの合成に不可欠とも考えられている。カリウムは、ナトリウム、カルシウム、マグネシウムと比較して、塩の溶解度が高く、植物、動物の両方で最も重要なミネラルイオンである。ナトリウムの摂取は塩の経口摂取によって比較的容易に行えるが、地下水の摂取が減少し、加熱や煮沸によってミネラルが流出したレトルト食品の摂取が増加したことで、現代人は十分なカリウムが摂取できていない恐れがある。そして、上記のような密封式の採取法を完成させたことで、炭酸水素イオンの放散を生じさせず、ｐＨの変化も生じない状態で採取できたことで、ミネラルバランスと含有量がほとんど変化しない温泉水を採取することができた。
【００１８】
炭酸水素イオン濃度が維持されたことによって、ｐＨの観点からも皮膚に有用な状態の維持につながったと考える。炭酸水素イオンは、血管を膨張させ、血行を促進し、新陳代謝を促し、アルカリ性は、古い角質を除去し、新たな皮膚細胞の生成に役立つ。
【００１９】
今回、もっとも特筆すべきは、山田別荘で得られた温泉水が最も高い濃度のカリウムイオンが確認されたことである。皮膚の新陳代謝にとって重要なカリウムは、女性や高齢者、ケアハウスマネージャーなどから注目されている。カリウムは微小なイオンとして存在しているため、経口摂取だけでなく、温浴などでの経皮摂取も効果的な手段である。
【００２０】
今回の採取で確認された高い濃度のカリウムイオンは、ヒトの細胞外液に含まれるカリウムイオンのほぼ１／４の濃度である。これは、温度変化を最低限にし、炭酸水素イオンの放散防止に努めた結果である。動物の細胞外液の組成は、両生類が陸に上陸した４億年前の海水に近いとされ、これも現在の海水のミネラルの約１／４の濃度に近いとされる。
【００２１】
別府市の温泉水は、調査によると平均約５０年の地下滞留期間を経て、地表に達する。その温泉水の由来は、雨水由来であり、マグマ水由来ではない。天然の蒸留水である雨水は、ハングリーウォーターとも呼ばれ、積極的に地殻中の岩石のミネラルを吸収しつつ、断層内を降下していく。その結果、海水に近いミネラルバランスとなっていく。そのまま地中で緩やかに冷やされつつ、海に流れ込むことで、海水は地殻のミネラルバランスを反映することとなる。
【００２２】
かつて生物は、海水のミネラルを利用して生命活動を開始した。４億年前に約０．８％だった海水の塩分濃度は、その後のさらなる塩類の流入と蒸発によって次第に上昇し、濃い塩分濃度に対応出来ない魚類は両生類となり陸に上がり、脊椎動物を形成した。つまり動物は４億年前の海水を体内に蓄えたまま上陸したことになり、羊水の成分も約０．８％である。その結果、ヒトをはじめとする動物は、ミネラルすべてを巧みに利用したメカニズムによって生命活動を維持している。
【００２３】
カリウムは「神経や筋肉細胞の興奮・収縮」であり、ナトリウムは「浸透圧の調節、細胞外液量・循環動態の維持」である。これら二つのイオンが最も重要であり、静止膜電位を作り、神経伝達など生命活動の根幹を成している。なお、炭酸水素イオンは「血液のpHを正常（ｐＨ７．４）に維持」であり、マグネシウム「酵素の活性化」、カルシウム「骨、歯の形成、筋収縮」、リン「骨、歯の形成、高エネルギー物質（ＡＴＰ）の供給」である。海水のイオンバランスがいかに生命活動にとって重要であるかが分かる。
【００２４】
炭酸水素イオンの共存化でイオン化したナトリウムとカリウムを利用して細胞膜内外に浸透圧を発生させ、特に神経信号の伝達に利用した。ナトリウムカリウムポンプによるイオンの移動がいかに生命活動にとって重要であるかは、エネルギー単位であるＡＴＰの実に１／３を、このナトリウムカリウムポンプの動作に消費していることからも分かる。今回の発明によって、カリウム濃度を最大限維持した温泉水が得られ、なおかつ細胞外液に近いイオンバランスも維持されたことで、皮膚細胞に有用な状態で採取できたのである。
【００２５】
このような優れた成分バランスを有する温泉水は化粧水として大変有用である。一般的な化粧水は化粧品の中でもっとも水分率が高いため、高濃度の防腐剤が配合されている。いわゆる化粧水のにおいは、エタノールやブチレングリコール、フェノキシエタノールのにおいである。しかし細胞の生命活動が本来必要としているのは、前述の通りカリウムを代表とする必須イオンである。カリウム分などのイオンがバランスよく高濃度に温存された本発明の温泉水は、本来の健全な皮膚細胞の活動を活発化させ、その結果、細胞が独自にタンパク質、アミノ酸、核酸、有機酸などを生合成する助けとなる。主要イオンのみを成分組成とする滅菌済み温泉水は、防腐剤の配合が不要となる。
【発明の効果】
【００２６】
天然の環境下で低温殺菌状態の源泉から、析出物がわずかしか発生せず、透明度が高く、成分組成にほとんど変化が生じない低温殺菌済み温泉水が採取できる。採取された低温殺菌済み温泉水はカリウムイオン濃度あるいはナトリウムイオン濃度あるいは炭酸水素イオン濃度が高く、それらの療養効果を最大限活用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】カリウムイオン含有量の比較
【図２】ｐHの比較
【図３】温泉水採水システム
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明を実施するためには、まず地下１０Ｍの源泉１に温度センサー部２を差し込み、源泉温度を測定、２４時間以上において６５度以上であることを確認する。源泉温度確認後、滅菌済み温泉水採水チューブ５を源泉に差し込み、滅菌済み非接触型ポンプ６をチューブ５で接続する。ポンプ６を駆動させ、温泉水を通水し、チューブ５内およびポンプ６内を低温滅菌済み温泉水で共洗いすることで、洗浄する。次に、温泉水と共に吸い上げられる固体粒子を取り除くためのフィルター（孔径０．４５ミクロンメートル、ザルトリウス製）を、予め、温泉水流入口８とバッグ内のガス抜き口９に取り付けた滅菌済み採水バッグ７をチューブ５に取り付け、採水する。
【実施例】
【００２９】
本発明を実施するために、まず別府市内の４箇所（明礬、鉄輪、別府×２か所）の源泉について調査した結果、そのうちの１箇所（別府市北浜、山田別荘）について、６５度前後の源泉温度であることが判明した。その源泉を用いて、考案した採取システムを実際に適用して採取した。
【００３０】
まず地下１０Ｍの源泉１に温度センサー部２を差し込み、源泉温度を測定した。その結果、源泉の温度は２４時間以上において６５度以上であった。源泉温度確認後、滅菌済み温泉水採水チューブ５を源泉に差し込み、滅菌済み非接触型ポンプ６をチューブ５で接続した。ポンプ６を駆動させ、約１Ｌ程度の温泉水を通水し、チューブ５内およびポンプ６内を低温滅菌済み温泉水で共洗いすることで、洗浄した。次に、温泉水と共に吸い上げられる固体粒子を取り除くためのフィルター（孔径０．４５ミクロンメートル、ザルトリウス製）を、予め、温泉水流入口８とバッグ内のガス抜き口９に取り付けた滅菌済み採水バッグ７をチューブ５に取り付け、採水を開始した。
【００３１】
採水終了後、目視で確認したところ、浮遊物、沈殿物のまったく存在しない透明性の高い温泉水が採取され、ｐＨは源泉とまったく同じ８．３であり、カリウム濃度は３０ｍｇ／Ｌであった。
【００３２】
比較対象である海外の炭酸水素塩泉の温泉水１のｐＨは７、朝見川系で海岸からの距離が山田別荘と同等の温泉水２は７．２、明礬温泉地域の温泉水３は１．８７であった。また、ヒトの細胞外液のｐＨは７．４であり、海水のｐＨは８．１であった。また海外の炭酸水素塩泉の温泉水１のカリウム濃度は０．８ｍｇ／Ｌ、朝見川系で海岸からの距離が山田別荘と同等の温泉水２は１６ｍｇ／Ｌ、明礬温泉地域の温泉水３は８．４ｍｇ／Ｌであった。また、ヒトの細胞外液カリウム濃度の１／４濃度値は２３．０ｍｇ／Ｌであり、海水カリウム濃度の１／１６濃度値は２４．９ｍｇ／Ｌである。よって、採水した山田別荘温泉水のカリウム濃度、ｐＨは、高い値のまま維持されていることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明によって得られる高カリウム含有の低温殺菌温泉水は、浴用温泉水、化粧品、飲料水、食品、医薬品に利用することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１．源泉
２．温度センサー部
３．温度データロガーケーブル
４．温度データロガー
５．温泉水採水チューブ
６．非接触型ポンプ
７．滅菌済み採水バッグ
８．温泉水流入口
９．ガス抜き口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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