| 【発明の名称】 |
海洋深層水由来ミネラル補給品 |
| 【発明者】 |
【氏名】藤井 侃
【住所又は居所】富山県富山市花園町１丁目１番５号 五洲薬品株式会社内
【氏名】荒井 哲也
【住所又は居所】富山県富山市花園町１丁目１番５号 五洲薬品株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】海洋深層水の有用微量ミネラル成分に影響を与えないで滅菌処理したミネラル補給品を提供することにある。
【解決手段】イオン交換膜１１を備えた一次電気透析装置１により海洋深層水Ａを淡水Ｂと濃縮深層水Ｃとに分離し、一価イオン選択性に優れたイオン交換膜１２を備えた二次電気透析装置２により濃縮深層水Ｃを濃縮ミネラル分Ｄと濃塩水Ｅとに分離し、濃縮深層水Ｃから一価の元素類を主に取り除いて得た濃縮ミネラル分Ｄをレトルト処理可能の包装体６に充填密封し、レトルト処理したものである。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 イオン交換膜（１１）を備えた一次電気透析装置（１）により海洋深層水（Ａ）を淡水（Ｂ）と濃縮深層水（Ｃ）とに分離し、一価イオン選択性に優れたイオン交換膜（１２）を備えた二次電気透析装置（２）により濃縮深層水（Ｃ）を濃縮ミネラル分（Ｄ）と濃塩水（Ｅ）とに分離し、その濃縮ミネラル分（Ｄ）を通気不能に密封していることを特徴とする海洋深層水由来ミネラル補給品。
【請求項２】 濃縮ミネラル分（Ｄ）は、濃縮深層水（Ｃ）から一価の元素類を主に取り除いて得たものであり、少なくともマグネシウムとカルシウムとを海洋深層水（Ａ）の約２倍程度含有していることを特徴とする請求項１記載の海洋深層水由来ミネラル補給品。
【請求項３】 濃縮ミネラル分（Ｄ）はレトルト処理可能の包装体（６）に充填密封され、レトルト処理されていることを特徴とする請求項１又は２記載の海洋深層水由来ミネラル補給品。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、海洋深層水より分離した濃縮ミネラル分から成るミネラル補給品に関する。
【０００２】
【従来の技術】海洋深層水は高水圧下にあるので、総ての元素が長期間に渡り溶け込み、生体保持に必要な無機栄養塩類に富み、有機物や細菌類が少なく清浄性があって、年間を通じて低温で安定していることが知られている。また海洋深層水のミネラル分は、表層水より多いことも知られている。特に、日本海側の特異な立地条件下にある富山湾の海洋深層水（以下、日本海固有冷水とする）については様々な研究が行われ、その研究から日本海固有冷水独自の特徴を有することが逐次解明されると共に、その特徴を利用した発明も出願されている。
【０００３】一方、海水から飲料水を得る手段として、逆浸透膜法やイオン交換膜法を用いた淡水化手段が知られている。イオン交換膜法は、陽イオン交換膜（陽イオンのみを通す膜）を利用し、食塩水の電解から水酸化ナトリウムや塩素ガスを得る方法として確立しており、その応用として、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜とを交互に配置した多槽の電解槽で食塩水を電気分解すると、中間槽において電気透析が起こり、交互の槽に原液より濃い食塩水と、薄い食塩水が得られる。この方式は、食塩水を薄くできるので、海水から飲料水を得る淡水化プラントとして用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】海洋深層水のミネラル分は表層水より多いが、それでもナトリウム（Ｎａ）、塩素（ｃｌ）の１％未満しか含有していないので、海洋深層水を濾過するだけでは、Ｎａとｃｌ、及び他のミネラル分の含有率に変化がない。従って濾過や逆浸透膜によって分離した淡水のミネラル分は無きに等しいので、これらを栄養補給等の目的に用いても、ミネラル分を補給することができない問題点があった。
【０００５】海洋深層水は、海面下において清浄であるが、これを地上に汲み上げ、トラック等で分離工場まで輸送し、分離工場のタンクに一旦蓄え、タンクより必要に応じて分離装置に取出して処理する関係上、その間に幾つものパイプやタンクを通り、大気に触れたりし、処理が完了するまでの間に雑菌が混入する可能性があり、雑菌が混入すると、無機栄養塩類に富むため、繁殖しやすい問題点があった。
【０００６】そこでこの発明は、海洋深層水を汲み上げてから分離し、製品化するまで無菌状態に保つことは困難であると考え、分離した海洋深層水の有用微量ミネラル成分に影響を与えないで滅菌処理することを試み、滅菌処理したミネラル補給品を得ることに成功したものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明の海洋深層水由来ミネラル補給品は、請求項１として、イオン交換膜を備えた一次電気透析装置により海洋深層水を淡水と濃縮深層水とに分離し、一価イオン選択性に優れたイオン交換膜を備えた二次電気透析装置により濃縮深層水を濃縮ミネラル分と濃塩水とに分離し、濃縮ミネラル分を通気不能に密封したものである。
【０００８】請求項２のミネラル補給品は、請求項１の特徴に加えて、濃縮ミネラル分は濃縮深層水から一価の元素類を主に取り除いて得たものであり、少なくともマグネシウムとカルシウムとを海洋深層水の約２倍程度含有している。請求項３のミネラル補給品は、請求項１，２の特徴に加えて濃縮ミネラル分はレトルト処理可能の包装体に充填密封され、レトルト処理されている。
【０００９】ここで一次電気透析装置とは、海洋深層水を淡水と濃縮深層水とに分離するものを言い、二次電気透析装置とは、濃縮深層水を濃縮ミネラル分と濃塩水とに分離するものを言い、両電気透析装置のイオン交換膜として、多くの膜種の中から人体に有用と思われるミネラル分の採取と、人体に有害と思われる一価イオン（ナトリウムイオン、塩素イオン、カリウムイオン等）の除去を可能にした膜を検証選択したものである。
【００１０】ここで濃縮ミネラル分とは、イオン化した各種のミネラル、特に生体適合成分を混在しているものを言い、液状、粉状を成しており、そのまま利用し得る勿論、ミネラルウォーターや果汁等の各種商品に混合すること、及び自由な濃度に希釈して用いることのできるものを言う。ここで包装体とは、通気不能でレトルト処理に耐え得る容器であれば自由であるが、ラミネート材から成る袋体、ガラスや合成樹脂から成る壜体等が好ましく、また袋体や壜体を切り取り可能に複数連続しておくことも可能である。ここでレトルト処理とは、包装食材において一般に用いられている滅菌手段であり、高温、高気圧状態にして滅菌するものを言う。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の海洋深層水由来ミネラル補給品を図１〜３に基き説明すれば、先ずイオン交換膜１１を備えた一次電気透析装置１により、海洋深層水Ａを淡水Ｂと濃縮深層水Ｃとに分離し、次いで一価イオン選択性に優れたイオン交換膜１２を備えた二次電気透析装置２により、濃縮深層水Ｃを一価の元素を取り除いて得た多価の元素（濃縮ミネラル分Ｄ）と濃塩水Ｅとに分離し、濃縮ミネラル分Ｄを充填手段３においてレトルト処理可能の包装体６に充填し、該包装体６の口部６ａを密封手段４において封鎖し、濃縮ミネラル分Ｄを密封した包装品７を形成し、包装品７をレトルト装置５においてレトルト処理したものである。
【００１２】本発明による海洋深層水由来ミネラル補給品は上記の通りであるから、図１の如く一次電気透析装置１により海洋深層水Ａから濃縮深層水Ｃを分離し、二次電気透析装置２により濃縮深層水Ｃから一価のプラス元素とマイナス元素とを除去した濃縮ミネラル分Ｄを分離し、該濃縮ミネラル分ＤをタンクＴに蓄えておく。この濃縮ミネラル分Ｄを図４の如く、一方に袋口６ａを有するレトルト処理可能の包装体６に充填密封するには、図２の如く充填手段３により包装体６の袋口６ａより内部に充填し、次いで密封手段４により包装体６の袋口６ａを封鎖して包装品７と成し、該包装品７をレトルト装置５によりレトルト処理する。
【００１３】レトルト装置５は図３の如く、耐熱耐圧室５ａに商品の出入口５ｂを備え、出入口５ｂに密接する開閉蓋１５を設け、熱水手段８と冷却手段９とを接続しており、先ず出入口５ｂより耐熱耐圧室５ａ内に商品を格納し、出入口５ｂを開閉蓋１５で封鎖し、耐熱耐圧室５ａ内を真空にした後、熱水手段８より熱水Ｓを適宜時間に亘り供給し、包装品７を加熱処理し、次いで冷却手段９より冷却水Ｗ１，Ｗ２を送水し、冷却する。熱水温度と圧力と時間、処理温度と圧力と時間、冷却手段９は、包装体６の材質や形態、包装体６に密封した濃縮ミネラル分Ｄの内容等によって異なる。
【００１４】
【実験例】海洋深層水Ａと淡水Ｂと濃縮ミネラル分Ｄと濃塩水ＥにおけるｐＨ、各種イオン及び金属元素の濃度について、ｐＨ測定法、イオンクロマトグラフ法、ＩＣＰ−ＡＥＳ法、及びＩＣＰ−ＭＳ法による分析を行った。但し、１． ｐＨ（入手した検体をそのまま試料溶液として用いた）
２． 陰イオン【化１】
３． 金属元素１（Ｎａ、Ｍｇ及びＣａ）
４． 金属元素２【化２】
上記１〜４は、田辺Ｒ＆Ｄサービスの分析化学研究部にて試料溶液の調整から分析まで行った。
５． 金属元素３（Ｌｉ及びＲｂ）は、島津総合分析試験センターにて試料調整から分析まで行った。
６． 金属元素４（上記以外の金属元素）は、田辺Ｒ＆Ｄサービスの分析化学研究部にて試料調整（ガリウム共沈法による濃縮）を行い、その分析は島津総合分析試験センターにて行った。
【００１５】陰イオン【化３】
において、検体をイオン交換水により適宜希釈し、試料溶液とした。別に塩化ナトリウム０．１６ｇ、硫酸ナトリウム０．３ｇ、臭化カリウム０．１５ｇ、及びフッ化ナトリウム０．２２ｇを精密に量り、水を加えて正確に１００ｍｌとする。この液０、１，２，５及び１０ｍｌずつを正確に量り、イオン交換水を加えて、正確に１００ｍｌとし、検量線作成用標準溶液とする。試料溶液及び標準溶液１０μｌにつき、次の条件でイオンクロマトグラフ法により試験を行った。夫々の液の夫々のピーク面積を測定し、標準溶液を用いて作成した夫々の検量線を用いて、試料溶液中の各成分の濃度を求め、検体中の各成分の濃度を算出した。
【００１６】操作条件検出器：電気伝導度計カラム：内径４ｍｍ、長さ２５ｃｍのエポキシ樹脂管に粒径１５μｍのスルホン酸基を化学結合したスチレン−ジビニルベンゼン共重合体に、粒径約０．１μｍの３級アンモニウム基を化学結合したスチレン−ジビニルベンゼン共重合体をイオン結合させたものを用いる。
移動相：炭酸ナトリウム２．６ｇ及び炭酸水素ナトリウム０．７６ｇを水５ｌに溶かす。
流量：塩素イオンの保持時間は約２．５分になるように調整する。
バックグランド除去装置：電気的バックグランド除去装置を用いる。
試料溶液の希釈率と測定成分の関係は表１の通りである。
【表１】
【００１７】金属元素１（Ｎａ、Ｍｇ，及びＣａ）において、検体を薄めた硝酸（１→５０）により適宜希釈し、試料溶液とした。別に原子吸光分析用ナトリウム標準液１０ｍｌ、原子吸光分析用マグネシウム標準液５ｍｌ、及び原子吸光分析用カルシウム標準液５ｍｌを正確に量り、薄めた硝酸（１→５０）を加えて正確に１００ｍｌとする。この液０、２５及び５０ｍｌを正確に量り、薄めた硝酸（１→５０）を加えて正確に５０ｍｌとし、検量線作成用標準溶液とする。試料溶液及び標準溶液につき、次の条件で誘導結合プラズマ発光分析法により、夫々の波長における発光強度を測定し、標準溶液から作成した検量線を用いて、試料溶液中の各元素濃度を求め、検体中の各元素濃度を算出した。
【００１８】
試料溶液の希釈率と測定成分の関係は表２の通りである。
【表２】
【００１９】金属元素２【化４】
において、検体を薄めた硝酸（１→５０）により適宜希釈し、試料溶液とした。別に原子吸光分析用カリウム標準液１０ｍｌ、原子吸光分析用ストロンチウム標準液２ｍｌ、原子吸光分析用ホウ素標準液２ｍｌ、及び原子吸光分析用ケイ素標準液２ｍｌを正確に量り、薄めた硝酸（１→５０）を加えて正確に１００ｍｌとする。この液０、２５及び５０ｍｌを正確に量り、薄めた硝酸（１→５０）を加えて正確に５０ｍｌとし、検量線作成用標準溶液とする。試料溶液及び標準溶液につき、次の条件で誘導結合プラズマ発光分析法により、夫々の波長における発光強度を測定し、標準溶液から作成した検量線を用いて、試料溶液中の各元素濃度を求め、検体中の各元素濃度を算出した。
【００２０】
試料溶液の希釈率と測定成分の関係は表３の通りである。
【表３】
【００２１】金属元素３（Ｌｉ及びＲｂ）について、海水を正確に希釈し、試料溶液とした。別途、標準溶液を調整し、試料溶液及び標準溶液につき、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ）により、標準溶液から作成した検量線を用いて、試料溶液中の各元素濃度を求め、検体中の各元素濃度を算出した。
【００２２】金属元素４（上記以外の金属元素、ガリウム共沈法）について、海水１ｌに対して、塩化ガリウム溶液１．５ｍｌを攪拌しながら加えた。添加後、１ＭＮａＯＨを加えてｐＨを９．０に調整し、一晩放置した。放置後、孔径０．４５μｍのメンブランフイルターを用いて沈殿をろ取し、水１０ｍｌずつを用いて沈殿を３回洗浄した。洗浄後、フイルター上の沈殿に１Ｍ硝酸５ｍｌを加えて溶かし、水を加えて正確に５０ｍｌに定容し、試料溶液とした。別途、標準溶液を調整し、試料溶液及び標準溶液につき誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ）により、標準溶液から作成した検量線を用いて、試料溶液中の各元素濃度を求め、検体中の各元素濃度を算出した。
【００２３】海洋深層水Ａより淡水Ｂと濃縮深層水Ｃを分離し、その濃縮深層水Ｃを濃塩水Ｅと濃縮ミネラル分Ｄ（一価イオンの除去）とに分離したものであるが、濃塩水Ｅと濃縮ミネラル分Ｄにおける各元素濃度の比較から、一価イオンの除去が効率良く行われていること、及び微量金属元素の濃縮が行われていることが確認される。濃縮ミネラル分Ｄとして、体液に近い成分（生体適合成分の塩素イオン、窒素イオン、ヨウ素イオン、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、カルシウム、ストロンチウム、リチウム、ルビジウム、カドミウム、バリウム、バナジウム、アルミニウム、ゲルマニウム、モリブテン、ホウ素、溶性珪素、全リン、亜鉛、ヒ素、銅、鉛、鉄、ニッケル、クロム、マンガン、セレン、コバルト等を残すことが望ましい。即ち、電気透析装置１，２のイオン交換膜１１，１２について、多くの膜種の中から検証選択したことと、多段的な処理手法により、人体に有用と思われるミネラル分Ｄを漏れなく採取し、極微量の有用と思われない成分について除去を可能な技術を得ている。
【００２４】
【実施例】包装体６としてプラスチックフイルムを重合したスタンディングパウチを用いる場合、熱水手段８の熱水温度を１２５〜１３５℃、熱水圧力を１．４〜２．２気圧とし、処理温度を１２０℃前後、処理圧力を１．５気圧程度で約７〜３０分間加熱処理した後、冷却手段９として５０℃の冷却水Ｗ１を約１５分間（一次冷却）、３０℃の冷却水Ｗ２を約５分間（二次冷却）送水し、レトルト処理を終了する。
【００２５】包装体６として壜を用いる場合、熱水手段８の熱水温度を２０〜６０℃、熱水圧力を０・０気圧とし、処理温度を５５〜８５℃、処理圧力を０．０気圧で約３０〜６０分間加熱処理した後、冷却手段９として５０℃前後の冷却水Ｗを約３０分送水し、レトルト処理を終了するか、加熱処理した包装物７を室内に放置し、自然冷却する。処理温度と処理圧力と処理時間の加減、及び強制冷却と自然冷却は、充填物の内容、壜の材質、形態、形状等を考慮して決定する。
【００２６】包装体６としてアルミ缶やスチル缶を用いる場合、熱水手段８の熱水温度を８５〜１００℃、熱水圧力を０・０気圧とし、処理温度を９０〜１１５℃、処理圧力を０．０〜１．５気圧で約１５〜４０分間処理した後、冷却手段９として５０℃前後の冷却水Ｗを約３０分送水し、レトルト処理を終了する。スチル缶はアルミ缶より高温高圧処理が可能で、且つ処理時間も短い。
【００２７】本発明による濃縮ミネラル分Ｄの利用範囲は、例えば清涼飲料水、果実飲料水、スポーツドリンク、ジュース類の他に、魚介類の加工食品、肉製品等が考えられる。更に酒類の例えばビール、日本酒、洋酒、果実酒、中国酒、薬味酒にも用いることができる。これらの商品に含有し得る範囲は１０％以下、望ましい範囲は５％以下、最適な範囲は３％以下であり、例えばジュースに用いる場合、塩分濃度が５％を越えない範囲とする。
【００２８】濃縮ミネラル分Ｄの包装体６は、単体の袋体、壜体、缶体に限定されるものではなく、例えば図５の如く収容部６ｂを左右方向に連続し、その連続部６ｃに切取り用のミシン孔１６を設けたラミネート材から成る連続包装体６を用いたり、図６の如くアンプル状の樹脂壜を、手指で簡単に切断できる薄片を介した左右方向に連続した連続包装体６等を用いる。
【００２９】
【発明の効果】本発明の海洋深層水由来ミネラル補給品は上記のとおりであるから、次に記載する効果を奏する。長期保存が可能で、しかも使用するまで清潔に保つことが出来る。また多様な用途に、しかも簡単に用いることができる。例えば飲料に用いれば、高付加価値のあるミネラル飲料商品の提供が可能となるし、栄養バランスのあるミネラル商品の開発に貢献する。
【００３０】塩分を除く多種類のミネラルを含有するので、これを用いると栄養バランスが向上し、その分のミネラルの添加を省略し得る。このことにより、体質にやさしい商品を提供することができる。尚、味覚とミネラル含有量とは、相反する要素であると一般に言われているので、人夫々の体質に適したミネラル含有量と味覚のミネラル補給品を提供する必要がある。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９２００８７５６
【氏名又は名称】五洲薬品株式会社
【住所又は居所】富山県富山市花園町１丁目１番５号
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| 【出願日】 |
平成１３年１１月２１日（２００１．１１．２１） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００３−１５９０３１（Ｐ２００３−１５９０３１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年６月３日（２００３．６．３） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−３５５９７３（Ｐ２００１−３５５９７３） |
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