饮料、氢还原水以及其制造方法及保存方法

专利名称：饮料、氢还原水以及其制造方法及保存方法
技术领域：
本发明涉及一种饮料、氢还原水以及其制造方法及保存方法，特别涉及一种温 度变化速率大的氢还原水。
背景技术：
排出体内排泄物的机能是为了维持人体的健康而必需的机能。如果排泄物排出 机能下降，则有可能会引起以下疾病花粉症、特应症(atopy)、哮喘等的过敏性疾病； 胃癌、结肠癌等的消化器官系疾病；以及高血压症、脑中风、脑梗塞、心肌梗塞、糖尿 病等。
这些疾病的预防、防止对度过舒适的社会生活而言是不可欠缺的。已提出并实 施的预防措施有饮食疗法、药物疗法等各种方法，但现在仍有很多人患上所述疾病。
通常已知，产生所述疾病的原因是体内的活性氧的影响；通过将该活性氧从体 内去除，可以改善所述疾病。
为了去除体内的活性氧，必须将与活性氧反应的物质(反应性物质)摄入体内， 进而必须提高活性氧与反应性物质的反应速率。
为了提高所述反应速率，所述反应性物质是例如上升(或者下降)至与体内水的 温度相同程度的温度的速率(即温度变化速率)越大，则越优选。原因在于，如果所述 温度变化速率大，则反应可在短时间内变得均勻，而反应速率变大。通常，如果反应温 度提高10°c，则反应速率提高约3倍。
但是，为了去除所述活性氧，一般认为有效的是氧化还原电位为负值的氢还原 水，这种还原水大多是利用电解法来生成。
专利文献1中公开了一种利用通过水的电解而在阴极侧聚集氢分子的性质，将 阴极侧的氢浓度高的水作为还原水而取出的发明。
专利文献1 日本专利特开2002-2M078号公报
这样，利用电解法而获得的还原水与具有还原性的天然水加以区别而被称为 “电解还原水”，或者由于阴极侧的水进行碱化而被称为“碱还原水”等。
另外，本发明者在专利文献2中提出了如下技术不将水电解，而是向压力容 器内填充氢气，在将所述压力容器内中的氢气的压力保持在预定范围的状态下向所述压 力容器内导入原水，使其与氢气接触，由此制造在该原水中溶解了所述压力容器内的氢 气的氢还原水。
专利文献2:日本专利特开2006-116504号公报
而且，专利文献3中公开了一种向水溶液中导入经活化的氢气而去除水溶液中 的溶解氧的方法。
专利文献3:日本专利特开平8-276104号公报
但是，专利文献1 3中记载的发明均存在如下问题由于氢还原水的温度变 化速率小，所以反应性物质对活性氧的反应速率不足，无法效率良好地去除活性氧。而且，专利文献3中记载的发明是使氢气在水溶液中起泡，难以使大量氢气溶解于水溶液 中。发明内容
发明欲解决的问题
本发明的目的在于提供一种氢还原水，所述氢还原水由于含有大量和体内活性 氧的反应速率大的反应性物质(即溶解氢)，且温度变化速率大，所以可效率良好地去除 活性氧；并提供该氢还原水的制造方法及保存方法。
解决问题的手段
为了达成所述目的，本发明的主要构成如下。
(1) 一种氢还原水，其特征在于在预定的温度条件下，所述氢还原水的温度 变化速率大于不含氢的水。
(2)根据所述(1)所述的氢还原水，其特征在于所述氢还原水在20°C下的溶解 氢浓度为1.8ppm以上。
(3)根据所述⑴或(2)所述的氢还原水，其特征在于所述氢还原水在20°C下 的溶解氧浓度为2.55ppm以下。
(4)根据所述(1)、(2)或(3)所述的氢还原水，其特征在于所述氢还原水在 20°C下的氧化还原电位为_500mV以下。
(5)根据所述⑴ ⑷中任一项所述的氢还原水，其特征在于所述氢还原水 即使于通过冻结而在由氢可透过的材料所构成的容器中长期保存的情况，氧化还原电位 的变动幅度也为4%以下。
(6) 一种饮料，其特征在于由根据所述⑴ (5)中任一项所述的氢还原水所 制造。
(7) 一种氢还原水的制造方法，其制造根据所述(1) (5)中任一项所述的氢还 原水，特征在于包括如下步骤向以预定的压力范围填充了加压氢气的容器内，雾状地 喷雾以氮气起泡减少溶解氧的原水。
(8) 一种氢还原水的保存方法，其特征在于在制造根据所述(1) (5)中任一 项所述的氢还原水后，立即在使其冻结的状态下长期保存所述氢还原水。
发明的效果
通过本发明，能够提供一种通过增大氢还原水的温度变化速率以提高体内的活 性氧与氢的接触频率，而可以效率良好地去除活性氧的氢还原水及饮料，并且提供该氢 还原水的制造方法及保存方法。


图1表示依据本发明的氢还原水A的制造过程。
图2表示依据本发明的氢还原水B的制造过程。
符号的说明
101、201 自来水
102、202 活性碳过滤器
104、204 原水
105、205 原水储存槽
106、206 氮气
107、207 反应槽
108、208 氢气
109、209 制品储存槽
110、210 超滤膜
111、211 除菌过滤器筒
112、212 微过滤器
113、213 氢还原水
114、214 自动填充装置
115、215 灭菌装置
116、216 制品
203 预滤器具体实施方式
以下说明本发明的氢还原水的实施形态。本发明的氢还原水的特征在于在预 定的温度条件下，所述氢还原水的温度变化速率大于不含氢的水。在此，所谓“温度变 化速率”，是以{加热或冷却后的温度-初始温度丨/小时来表示，所谓“温度变化速率 大”是指温度下降速率大、及温度上升速率大以及温度下降速率和温度上升速率两者都 大。此外，所述温度变化速率是在温度为l°c 50°C的范围内的速率。
所述温度下降速率的测定是通过从将对象的水放入冷却槽中时起，测定约5 20分钟的温度变化来进行，所述温度上升速率的测定是通过从将对象的水放入加温浴中 时起，测定约5 20分钟的温度变化来进行。
如果所述下降速率及上升速率大，则在摄入体内时，容易在短时间内成为与体 内水的温度相同的温度。由此，因为和体内水进行一体化，所以可以增大与体内活性氧 的接触频率。优选为，依据本发明的氢还原水的温度变化速率以相对于原水的温度变化 速率的比计，大于1且为2以下。
20°C下的溶解氢浓度优选为l.Sppm以上。其原因在于，如果所述溶解氢浓度 小于l.Sppm，则有氢还原水的导热性降低的倾向。通常，氢分子的导热率为41.81cal/ sec · cm0C (0.181W/m · K)，远远高于其他气体例如氧分子的导热率丨5.70cal/ sec · cm0C (0.025W/m · K)}、氮分子的导热率{氮 5.81cal/sec · cm °C (0.025W/m · K)} 及二氧化碳分子的导热率{ 二氧化碳3.39cal/sec · cm°C (0.014W/m · K)},因此认为， 溶解了氢分子的氢还原水的导热性变高。所述溶解氢浓度是利用溶解氢计测定而得的 值。
20°C下的溶解氧浓度优选为2.55ppm以下。其原因在于，如果所述溶解氧浓度 大于2.55ppm，则有水的导热率降低的倾向。这是因为氧分子的导热率低于氢分子。另 外，为了提高溶解于水中的氢的量，也优选所述溶解氧浓度小。所述溶解氧浓度是利用 溶解氧计测定而得的值。
20°C下的氧化还原电位优选为_500mV以下。原因在于，如果所述氧化还原电 位偏移至比-500mV更靠近正侧，则无法获得足以去除体内的活性氧的还原性。通过溶 解氢，水的氧化还原电位大幅偏移至负侧。已知，这里所谓的“氧化还原电位”是判断 水的氧化还原性的指标，氧化还原电位为负值的水(水溶液)称为还原水，具有还原性。
通常，自来水的氧化还原电位为+500mV +700mV，井水或市售矿泉水的氧化 还原电位为OmV +500mV，这些水是具有氧化性的水。与此相对，氧化还原电位为负 值的还原水具有抑制金属的氧化或食品类的腐败的效果。所述还原水在半导体工厂中用 作硅晶片的清洗水，在金属工厂中用作金属的清洗水，通过溶解氢，对金属的清洗效果 也变大。氢还原水制造装置是由水处理厂商等制造并销售。
所述氢还原水通过冻结，而即使于在由氢可透过的材料所构成的容器中长期保 存，优选保存1年的情况下，也可以使氧化还原电位的变动幅度为4%以下。在此，所谓“氧化还原电位的变动幅度”，是指将从初始值(制造时的氢还原水的电位)中减去测定 值(经过一定时期后的氢还原水的电位)而得的值除以初始值，将所得的值再乘以100而 得的值。如果无法长期维持高还原性的氧化还原电位，则有作为商品的价值下降的可能 性。
所述由氢可透过的材料所构成的容器例如可列举聚酯(PET)瓶等。通常，像聚 酯瓶这样的PET (聚对苯二甲酸乙二酯)制的容器中，所述氢还原水中的氢会穿过容器 壁而释放至外部，因此不适合作为氢还原水的容器。但是，本发明中，即使于在所述容 器中填充了氢还原水的情况，也可以通过使所填充的氢还原水冻结，来长期阻止氢的释 放。
此外，本发明的氢还原水的保存方法在将氢透过材料用作容器时发挥显著的效 果，当然，如果使用铝袋等氢难以透过的材料作为容器，则可以更长期稳定地保存氢还 原水。
另外，由所述氢还原水制造的饮料由于是在维持溶解氢量的状态下保存，所以 容易缩短使其冻结时的冻结时间，而且容易缩短从保存(冻结)状态解冻而制成饮料时的 解冻时间，可以减少加热或冷却所需的能量经费。
接着说明本发明的氢还原水的制造方法。所述氢还原水是通过向以预定的压力 范围填充了加压氢气的容器内，雾状地喷雾以氮气起泡减少溶解氧的原水。
所述原水不必特别限定，可以是自来水或含矿物质的水，特别是当所述原水为 尽可能去除了矿物质成分等杂质成分的超纯水时，可以获得很大的温度变化速率，所以 优选。
为了使原水中溶解大量的氢，必须去除原水中的溶解氧。以前，利用真空泵将 填充了水的反应容器内进行减压而去除氧，但使用该方法不太能期待溶解氧的下降。另 外，如专利文献3所示通过氢气起泡去除溶解氧的方法，也不能期待溶解氧浓度充分下 降。本发明者发现，通过在溶解氧浓度为4.04ppm的原水(20°C )中氮气起泡可使溶解 氧浓度下降至1.70ppm以下，另外还发现，通过在其他原水(溶解氧浓度在20°C下为 9.90ppm)中氮气起泡可使溶解氧浓度下降至2.55ppm以下。这样一来，本发明者的研究 结果发现，可以通过使氮气在原水中起泡来使溶解氧浓度明显锐减。
然后，为使大量的氢溶解，向以0.01 10气压、优选0.01 8气压的压力范围填充了加压氢气的容器内雾状地喷雾所述原水。所喷雾的原水的压力优选保持为比氢的 填充压力高10%左右。更优选为，可以反复进行数次将供给到压力容器内的原水抽出而 再次供给到压力容器内的循环周期。
雾状地喷雾原水的方法，例如可列举通过将具有多个微细孔的洒水塞(或者洒 水口)安装在注入口而以喷淋状洒水的态样。此时的孔径优选为约100 300 μ m。通 过雾状地喷雾原水，原水与氢气的接触面积增大，因此可以效率良好地使其溶解。
为了使品质保持固定，所述氢气优选使用高纯度(氢99.999%以上)的氢气。
原水对氢气的溶解度受到原水温度的很大影响。温度越低，可溶解于lcm3原水 中的氢气量越多。但是，如果所述温度小于4°C，则会产生一部分的冰等，不稳定。因 此，所喷雾的原水温度优选为4 10°C，较适合为4°C。
依据本发明的方法，可以在原水中溶解大量的氢气。相对于以前的电解 还原水的氧化还原电位为-300 -2 0 OmV，可得显示出远远高于这些氧化还原电位 的-600 _500mV氧化还原电位的高还原性氢还原水。
所述氢还原水的组成优选设为含有1.8ppm以上的氢，将氧抑制在2.55ppm以 下，优选为1.70ppm以下，并且剩余部分为矿物质成分及水。
接着说明本发明的氢还原水的保存方法。所述氢还原水的特征在于，制造后立 即在使其冻结的状态下保存。
通常，将氢还原水放入由氢可透过的材料所构成的容器(例如聚酯瓶等)中保存 会导致氢穿过容器壁而释放至外部。因此，以前通过放入氢不可透过的材料(即铝袋等) 中来抑制氢的释放，但即便如此，只要经过长时间，也会有氢还原水的还原性下降的可 能性。
与此相对，上述保存方法不受保存容器的限制，通过在制造所述氢还原水后立 即使其冻结，可以在维持高还原性的状态下长期保存。
实例
以下用实例说明本发明的氢还原水，但本发明并非仅限于以下的实例。
(原水)
本发明使用的原水并无特别限定，如果使用超纯水或纯水，则可以使溶解氢的 效果更明确。所谓超纯水，是指将我们日常饮用的自来水、井水、河水等中所含的矿物 质成分等成分在技术上尽可能去除至极限而得的水。
超纯水中几乎不含溶解氧等，无限接近于纯度为100%的理论上的H20。通 常，超纯水的导电率为6X10-2yS/cm以下，极其接近于25 °C水的理论上的导电率 (5.5Χ10-2μ S/cm)。
超纯水被用作超大规模集成电路(超LSI)制造时使用的清洗水、光纤或液晶显 示器的制造用水、原子能发电站的用水、医疗的注射用水，而且，也可以用在中微子观 测装置神R探测器、超级神R探测器等。另外，在生物技术的领域也经常使用。
超纯水是如下般制造。首先，对通常的净水厂中经处理的水(自来水)，用离子 交换装置或反渗透膜纯水制造装置去除无机离子等。接着，通过脱气装置去除溶解氧等 溶解气体，并进行灭菌、脱盐，用超滤装置等去除固形粒子等以纯化。另外，在半导体 或液晶工厂等大量使用超纯水的工厂等中，直接从河中采集原水，循环进行大型设备中的纯化及排水等而使用。
发明者认为，为制造本发明的氢还原水用的超纯水，优选使用所述反渗透膜。 所述反渗透膜被称为RO膜，即使包含水以外的离子或盐类，也可以将它们去除。除了 制造超纯水以外，还可以用于海水淡水、附加价值高的净水处理用、工业用的纯水以及 超纯水的制造、污水的再利用等。
另一方面，纯水是利用与所述超纯水同样的方法来制造，但使用离子交换装置 代替所述RO膜。
(氢还原水A)
将使用纯水作为原水来制造的氢还原水作为氢还原水A。用于制造纯水的水是 使用从深井中渗出的井水或者由富山市自来水管理局供给的公共自来水。本实例中，使 用20°C下的氧化还原电位为+394mV、溶解氢浓度为Oppm、溶解氧浓度为8.48ppm的自 来水，但并不限于此。
如图1所示，自来水101通过活性碳过滤器102，像这样制造的原水(纯水)104 储存在原水储存槽105中，并冷却至4°C。然后，对原水储存槽105中的原水104作氮气 106起泡，由此使溶于原水104中的溶解氧减少至2.55ppm以下。
接着，向反应槽107中填充氢气108，以比氢气108的填充压力(0.06 0.17MPa)更高的压力，使溶解氧减少的原水喷雾于氢中以溶解氢。溶解时的水温保持 在4°C。氢的溶解填充是进行至溶解了氢的水的溶解氢浓度及氧化还原电位达到预定值 为止。当所述溶解氢浓度达到预定值以上，且所述氧化还原电位达到预定值以下后，转 移至制品储存槽109 (氢气填充压为0.06MPa)而储存。测定所述溶解氢浓度及氧化还原 电位时，使用氢浓度计(东亚DKK-TOA股份有限公司制造)及氧化还原电位计(东亚 DKK-TOA股份有限公司制造的HM-21P型，比较电极银-氯化银)。
接着，为了进一步提高氢还原水的安全性，使所述氢还原水通过超滤膜(UF 膜)110后，再通过除菌过滤器筒(Advantec公司制造，深度筒式过滤器，聚丙烯制)111 及微过滤器112。所谓超滤膜(UF膜)，是以液体为对象的过滤膜的一种，孔的大小约 2 200奈米，比反渗透膜大且比微过滤膜小。超滤膜被用于各种领域。所述超滤膜在 净水(自来水的制造)领域中用于细菌或病毒的去除，在工业领域中用于蛋白质或酶等不 耐热的物质的分离或浓缩，在医疗领域中用于人工透析、药品或医疗用水制造时的病毒 或内毒素(pyrogen)的去除。病毒中目前被认为最小的小核糖核酸病毒(picomaviras)或 细小病毒(parvovirus)的大小约20nm，因此如果使孔的大小约IOnm以下，则超滤膜可从 液体中去除所有病原性细菌或病毒。
氢还原水113是利用自动填充装置114填充到铝袋容器(内容积为350ml或 500ml)中。将填充后的氢还原水盖好盖子测重。氢还原水的品质是由填充重量、氧化还 原电位、溶解氢浓度及溶解氧浓度来管理。此时的20°C下的氧化还原电位为-632mV， 溶解氢浓度为2.90ppm，溶解氧浓度为0.96ppm。测定该溶解氧浓度时，使用氧浓度计 (便携式溶解氧计DO-MP)。
然后，填充于保存容器中的氢还原水利用灭菌装置115实施灭菌处理。
像这样制造的氢还原水A是在包装后作为制品116而出货。
(氢还原水B)
将使用超纯水作为原水来制造的氢还原水作为氢还原水B。如图2所示，将具 有20°C下的氧化还原电位+394mV、溶解氢浓度Oppm、溶解氧浓度8.48ppm的自来水201 通过活性碳过滤器202后，再通过预滤器(prefilter) 203。该预滤器203为RO膜(别名， 反渗透膜，Daicen Membrane Systems (股)制造，螺旋型反渗透膜组件)，通过使所述自 来水201通过该RO膜，则即使包含水以外的离子或盐类(钙、镁、钠、铁等的阳离子， 硅酸、氯化物、碳酸等的阴离子)，也可以将它们去除。
这样制造的原水(超纯水)204储存于原水储存槽205中，冷却至4°C。然后对 冷却的原水204作氮气206起泡，以减少溶于原水204中的溶解氧。
接着，向反应槽207中填充氢气208，以比氢气208的填充压力(0.06 0.17MPa)更高的压力将去除溶解氧的水喷雾至氢中以溶解氢。溶解时的水温保持在 4°C。氢的溶解填充是进行至溶解了氢的水的溶解氢浓度及氧化还原电位达到预定值为 止。当所述溶解氢浓度达到预定值以上，且所述氧化还原电位达到预定值以下后，转移 至制品储存槽209(氢气填充压为0.06MPa)而储存。测定所述溶解氢浓度及氧化还原 电位时，使用氢浓度计(东亚DKK-TOA股份有限公司制造)及氧化还原电位计(东亚 DKK-TOA股份有限公司制造的HM-21P型，比较电极银-氯化银)。
接着，为了进一步提高氢还原水的安全性，使所述氢还原水通过超滤膜(UF 膜)210后，再通过除菌过滤器筒(Advantec公司制造，深度筒式过滤器，聚丙烯制)211 及微过滤器212。使用超纯水制造的氢水不含离子或盐类，但有含有细菌或病毒的可能 性。如果有含有细菌或病毒的可能性，则可以通过添加能够去除所述细菌或病毒的步 骤，来向消费者提供更安全且放心的氢水。为此，使所制造的氢水通过超滤膜。通过添 加该处理，细菌类可以被完全去除，成为作为饮用而更安全且优选的水。
氢还原水213利用自动填充装置214填充到铝袋容器(内容积为350ml或500ml) 中。将填充后的氢还原水盖好盖子测重。氢还原水的品质是由填充重量、氧化还原电 位、溶解氢浓度及溶解氧浓度来管理。此时的20°C下的氧化还原电位为_577mV，溶解 氢浓度为2.60ppm，溶解氧浓度为1.40ppm。测定该溶解氧浓度时，使用氧浓度计(便携 式溶解氧计DO-MP)。
然后，填充于保存容器中的氢还原水利用灭菌装置215实施预定的灭菌处理。
像这样制造的氢还原水B是在包装后作为制品216而出货。
所述氢还原水A的成分相对于每300ml氢还原水A为，脂质、碳水化物Omg， 钠1.62mg，钙6mg，镁0.72mg，钾0.42mg ；所述氢还原水B的成分相对于每180ml氢还 原水B为，脂质、碳水化物Omg，m Omg,钙Omg，镁Omg，钾Omg，蛋白质O.Og，灰 分 O.Og。
实验例1
准备填充了利用与所述氢还原水A相同的方法制造的氢还原水Al的容器X及 填充了未溶解氢的水(原水)的容器Y。所述氢还原水Al是使用溶解氢浓度l.Sppm， 溶解氧浓度l.Sppm且氧化还原电位-600mV的氢还原水。对其他的成分进行分析，结 果为相对每180ml氢还原水Al，能量为Okcal，蛋白质O.Og，脂质O.Og，碳水化物O.Og， 钠Omg，食盐当量O.Og，水分179. ，灰分0.0g，钙Omg，钾Omg，镁Omg，比重为 0.998。所述未溶解氢的水的溶解氢浓度为Oppm，溶解氧浓度为9.9ppm。原水是从富山市的深井中渗出的井水或者由富山市自来水管理局供给的公共自来水，在2006年11月 21日采集的自来水的分析结果为，硝酸体氮及亚硝酸体氮小于lmg/L，钠3.0mg/L，氯 化物离子4.3mg/L，硬度(Ca、Mg等)30.6mg/L，蒸发残留物67mg/L，氧化还原电位为 +400mV。
各容器均各准备3个，放入填充冰的水浴中冷却。冷却开始时各容器内水温为 4.9°C。每隔5分钟将热敏电阻温度计插入容器内来测定容器内的温度。经过预定时间后 的容器内的水温(3个容器内的水的平均温度)示于表1。本发明的氢还原水Al在任一 种情况下，均比原水的温度低。
表权利要求
1.一种氢还原水，其特征在于在预定的温度条件下，所述氢还原水的温度变化速 率大于不含氢的水。
2.根据权利要求1所述的氢还原水，其特征在于所述氢还原水在20°C下的溶解氢 浓度为1.8ppm以上。
3.根据权利要求1或2所述的氢还原水，其特征在于所述氢还原水在20°C下的溶 解氧浓度为2.55ppm以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的氢还原水，其特征在于所述氢还原水在20°C 下的氧化还原电位为_500mV以下。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的氢还原水，其特征在于所述氢还原水即使于 通过冻结而在由氢可透过的材料所构成的容器中长期保存的情况下，氧化还原电位的变 动幅度也为4%以下。
6.—种饮料，其特征在于由根据权利要求1至5中任一项所述的氢还原水来制造。
7.—种氢还原水的制造方法，其制造根据权利要求1至5中任一项所述的氢还原水， 所述制造方法的特征在于包括如下步骤向以预定的压力范围填充了加压氢气的容器 内，雾状地喷雾以氮气起泡减少溶解氧的原水。
8.—种氢还原水的保存方法，其特征在于在制造根据权利要求1至5中任一项所述 的氢还原水后，立即在使其冻结的状态下长期保存所述氢还原水。
全文摘要
本发明提供一种氢还原水，所述氢还原水由于含有大量和体内活性氧的反应速率大的反应性物质，且热传导速率大，所以可以效率良好地去除活性氧；并且提供该氢还原水的制造方法及保存方法。本发明的特征在于在预定的温度条件下，所述氢还原水的温度变化速率大于不含氢的水。
文档编号C02F1/20GK102026923SQ20098011122
公开日2011年4月20日 申请日期2009年1月28日 优先权日2008年2月4日
发明者吉田义昭 申请人:株式会社Ted