专利名称：利用海水的矿物组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及含来自海水的低钠海水矿物成分的组合物及含该组合物的食品饮料。
背景技术：
近年来，由于饮食生活的欧美化或社会环境的变化，恶性新生物(癌)及心血管病患者的死亡率在增加，由于摄取营养过剩、偏食、运动不够、生活紧张压力大、睡眠不足等的主要原因复杂地相互影响，引起高血脂症、高血压、动脉硬化之类的血液循环差的循环器官系统障碍，结果由于对心脏的负荷加大，估计产生缺血性心血管疾病的症状。
从对这种生活习惯病的担心和健康意向的观点考虑，控制糖分或脂肪成分的摄入、或积极地从保健食品或健康食品中摄取因普及加工食品往往不足的矿物成分的动向逐渐渗透到一般消费者中间，健康食品市场在迅速扩大。
有关矿物的摄取的调查，日本报道了免疫学上硬水地方心脏病少，软水地方心脏病多(Kobayashi J.等.Ber Ohara Inst11，12-21(1957))。同时美国报道了饮料水或饮食中的Ca/Mg比与缺血性心脏疾病引起的年死亡率成正比的关系(Karppanen H.等，AdvCardiol 25，9-24(1978))。此外，最近文献中，有关包含脑血管疾病等的循环器官系统疾病与作为其危险因子的Na·Ca/K·Mg的比的关系进行了论述(系川著，最新矿物营养学，60-72)，矿物摄取平衡对维持并增进健康的重要性引人注目。
日本人由于一般的饮食习惯，仍在继续摄取过量的钠(食盐换算约12g/天；国民营养的现状，平成12年，国民营养调查结果，卫生劳动部健康局)，努力目标为食盐摄取量低于10g/天(日本人营养需要量第6次修改-饮食摄取基准-的活用，卫生部保健医疗局)。这不是指合适的摄取量，而是指减盐约3g/天的意思，因为在有摄取食盐较多饮食习惯的日本人中认为过度低盐是危险的。因为经过去的疫学研究认为食盐摄取量与高血压和脑卒中的发病率之间成正比关系(系川著，最新矿物营养学，75)，从预防生活习惯病的观点考虑过量摄取钠有问题。现时观点对钾也要充分满足营养所需量。
钙尽管对人体来讲是重要的矿物成分，但目前平均摄取量低于营养所需量。钙对骨或牙的形成维持是必须的矿物成分，其平均摄取量1970年时已超过500mg，但现在每天缺约50mg(国民营养的现状，2000年，国民营养调查结果，卫生劳动部健康局)。在钙不足的状态下对大鼠喂蛋白质多的食物后，骨量的钙浓度降低(Takeda T.等.J NutrSci Vitaminol 39，355(1993))。由于加工食品中大量含有磷或钠，当然对现代人来讲可控制磷或钠的摄取，但适量摄取钙也非常重要。
另外，有关镁，日本人每天也缺约150mg(木村美惠子，镁(系川嘉则 齐藤异编)81(1995))。动物实验已知由于缺乏镁导致血压升高或血中脂质增加(Kimura M.等，Therapeutic Res12(9)，2759-2773(1991))，血管径狭窄(Altura BM.等，Science 223，1315(1984))等，补充镁在预防这些疾病上也非常重要。
矿物水本来是欧洲等不饮生水的地区普及的饮用水，但最近日本也由于自来水的水质恶化或健康意向，故对增进健康的美味水的购买欲增强。现在卫生劳动部对矿物水制定了原水标准，按照农林水产部的原则根据处理方法的不同分成4种。
一般把硬度不足100的水定义为“软水”，把硬度100以上的水定义为“硬水”，但日本的自来水或市售的矿物水大部分属于软水。软水不含充足的矿物成分，从软水中摄取矿物成分很有限。
另外，注意观察海水发现海水的矿物组成与人的血清组成关系非常密切(原口等，现代化学，7月号，16-22(2000))。其中，海洋深层水与表层水不同，由于难以受到环境污染的影响，被海洋生物利用的矿物少，清洁度高，且富含矿物成分，故开发了许多利用海水矿物特性的产品。并公开了许多对产品的应用(特开2000-295974，特开2001-136942，特开2001-211864，特开2001-87762等)。
作为过去从海水中制矿物成分的方法，现在作为替代古老盐田法的制盐工艺在广泛采用普遍引进的电渗析法。这种称作电渗析的方法，将海水通入交替地排列着阳离子膜与阴离子膜的中间，在两端设置电极，通直流电时液体中形成离子的物质根据其性质，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。此时，阳离子可穿过阳离子膜，而阴离子不能穿过阳离子膜。按照这样的原理可以在膜与膜夹持的空间交替地形成浓缩室与稀释室，在浓缩室可制得海水盐分浓度7～8倍的海水。交换膜如果选用1价离子通过而2价离子难以通过的膜，则镁、钙等的离子不能进入浓缩室，而残留在稀释室侧。由于这种稀释水富含矿物，故也可以作为补充矿物饮料使用。最近海洋深层水作为原水的矿物水的销售也呈商业规模发展起来。现在离子膜选用1价离子透过选择性高的膜，一般渗析而使矿物水的导电率达到10～12mS/cm(钠浓度500ppm左右)。
为了采用电渗析法得到含钙或镁多的矿物成分，使用1价选择性的阳离子交换膜(1价阳离子选择性渗析膜)使海水中含的1价阳离子向浓缩室侧移动，使镁、钙等的2价离子留在矿物室(上述所说的稀释室)侧，但这样进行操作时如果留在矿物室侧的1价阳离子(主要是钠)的浓度降低，则流过的电流值变小，电渗析的效率变差。如制盐法中一般使用的一样，电渗析进行到矿物室侧的导电率达到10～12mS/cm时，矿物室侧的2价离子基本上不进行渗析而残留下来，而目前采用本方法矿物室侧的钠离子浓度只能降到500ppm左右。
发明内容
海水的矿物组成与人体血清中的矿物组成有密切关系，另外，由于镁组成比比陆地水高，故对于镁不足成为问题的现代人来讲，估计海水作为可有效地摄取镁等的体内构成矿物成分的供给源极为有用。然而，上述以往的电渗析法，虽然可以合理地获得含2价离子的矿物成分，但残留的大量的钠浓度及2价离子的浓度有波动，此外，在导电率达到10-12mS/cm时结束电渗析的场合，由于这样制得的含海水矿物组合物中没有充分除去钠，故健康上限制其摄取，不能充分有效地利用有用的海水矿物成分。另外，即使在原来的条件下继续进行电渗析，由于操作成本高而且矿物组成不稳定，故品质保证方面的商品价值大幅度地降低。此外，钠等的1价离子造成的盐味或杂味对食品饮料、尤其是饮料水使用时并不理想。(嗜好调查的结果，消费者对已有硬度250以上的矿物饮料的香味的满意程度不好(2001年12月，本公司矿物水用户对象的WEB调查))。
因此，本发明者们为了在食品饮料中广泛使用有用的海水矿物成分，对安全且香味好的海水矿物成分反复潜心研究的结果，获得了具有钠浓度低且镁浓度高、矿物组成稳定的品质的含矿物成分组合物，从而完成了本发明。
即，本发明是电渗析处理海水得到的含海水矿物成分的组合物，是调配成硬度100(EDTA法)的水溶液时，钠浓度为6mg/L以下的含海水矿物成分的组合物。
另外，本发明是食品饮料，其特征在于，含有通过电渗析处理海水得到的含海水矿物成分的组合物，当所述组合物调配成硬度100(EDTA法)的水溶液时，钠浓度为6mg/L以下。
另外，本发明是电渗析处理海水制得含海水矿物成分的组合物的含海水矿物成分的组合物的制造方法，特征在于，前述电渗析处理使用1价阳离子选择性渗析膜进行到导电率不足10mS/cm为止。
此外，本发明是电渗析处理海水制得含海水矿物成分的组合物的含海水矿物成分的组合物的制造方法，其特征是分多次进行前述电渗析处理。
另外，本发明是以在前述电渗析处理中维持浓缩室侧钠浓度低为特征的含海水矿物成分的组合物的制造方法。
本发明的含海水矿物成分的组合物可以广泛作为食品饮料或食品饮料的添加物利用，也可以作为矿物水原有的形态使用，还可以作为这些物质的干燥物、浓缩物、稀释物等的形态使用，又可以作为再添加了维生素类、多酚类、氨基酸、肽、蛋白质、糖类、纤维类、有机酸等的添加物的形态使用。干燥物可以通过采用通常的方法使矿物水或其浓缩物冷冻干燥、蒸发干固或包含在糖类等的粉末化基材中进行喷雾干燥的方法进行制造。
另外，本发明可利用的海水可列举表层水、中层水、深层水等。其中，深层水，尤其是200m或更深的海水，由于难以受环境污染的影响，清洁度高，又由于海洋生物利用的矿物少，故富含矿物，优选用于本发明。
本发明的海水矿物成分由于作为组合物极稳定，故对含海水矿物成分的组合物本身，或对含海水矿物成分的组合物用于食品饮料，也可以实施加热、冷却、冷冻等的处理，作为可使用本发明的含海水矿物成分的组合物的食品饮料，可以没有特殊限定地使用通常食品饮料的形态。例如，胶囊、片剂、粉剂、胶冻等添加物的形态或通常食品饮料的形态均可以使用，具体地，可列举果汁饮料、清凉饮料、乳酸饮料、碳酸饮料、咖啡饮料、茶饮料、蔬菜饮料、利口酒、鸡尾酒、烧酒、碳酸水酒、葡萄酒、啤酒、发泡酒、威士忌、白兰地、糖片、糖果、口香糖、饼干、果冻等。
本发明的含海水矿物成分的组合物，由于香味好、钠浓度极低，在用于上述食品饮料中可广泛地使各种制品成为食品饮料，因此可以调节食品饮料中镁或钙等的矿物成分量。本发明的含海水矿物成分的组合物的使用量可以按照所提供食品饮料的形状进行设定，例如，可以把镁的摄取量作为指标设计制品。这种情况下可以调节镁的1次摄取量使之含有镁1mg～700mg。
另外，本发明的含海水矿物成分的组合物，由于有镁、钙等健康作用的矿物成分的比率高、且钠浓度低，故可适用于低盐食品或健康食品等的食品饮料。
本发明的含海水矿物成分的组合物用于食品饮料可以与其他的功能性成分组合使用，其他的功能性成分没有特殊限定，作为其他的功能性成分，例如可使用维生素类、多酚类、氨基酸、肽、蛋白质、糖类、纤维类、有机酸等。
本发明的含海水矿物成分的组合物，可以通过使用1价阳离子选择性渗析膜进行电渗析对海水进行电渗析处理制得。电渗析处理可使用通常的电渗析装置，通过把电渗析结束时的导电率调节到不足低导电率10mS/cm，使钠浓度降低、镁浓度增大，可制得有稳定矿物组成的含海水矿物成分的组合物。作为低导电率，考虑使用水或使用电力的成本，优选电渗析结束时导电率为8mS/cm以下，特别优选6mS/cm。。使电渗析结束时的导电率为低导电率，例如为6mS/cm时，调配成硬度100(EDTA法)的水溶液时，可以得到钠浓度4mg/L以下、镁浓度20mg/L以上、镁与钙的重量比为4以上的含海水矿物成分的组合物。
作为1价阳离子选择性渗析膜，可以使用AC 120(旭化成公司制)等。
另外，本发明的含海水矿物成分的组合物，也可以使用1价阳离子选择性渗析膜至少进行1次电渗析处理达到导电率不足10mS/cm，也可以把使用通常的制盐法处理到导电率(12mS/cm)得到的矿物水浓缩，再进行多次以相同导电率处理的电渗析处理的方法获得。
另外，采用降低从而抑制电渗析装置中浓缩室侧的钠浓度的方法，防止钠的逆扩散，可以无限地稳定地除去钠、钾等的1价的离子。这里，浓缩室侧的钠浓度为20mg/L以下，优选为2mg/L以下。
实施例以下，列举实施例具体地说明本发明的详细内容，但本发明不限于该实施例。
实施例12次矿物水的制造法使用旭化成电渗析装置(SV 1/2型)对深度330m的海水进行电渗析处理，直到电渗析结束时的导电率为12mS/cm，制得1次矿物水。
使用旭化成电渗析装置(S3型)对1次矿物水500ml进行电渗析处理，直到导电率为8mS/cm或6mS/cm，制得2次矿物水。把此时的导电率与主要的矿物的变化示于表1。电渗析膜在制造1次矿物水时、制造2次矿物水时均使用旭化成AC120型。再者，在开始时的设定温度15℃、浓缩室侧导电率1.5mS/cm、循环流量1.4L/分、电压12.5V的恒定电压下进行电渗析。
表1电渗析中的导电率与钠浓度的变化
实施例2矿物饮料的制造法把实施例1所述的1次矿物水(12mS/cm)与2次矿物水(8mS/cm、6mS/cm)，用使用道化学公司制的反渗透膜SW 30HR-380(高压)SWLE-440(低压)2段对深度330m的海水进行处理得到的脱盐水(钠浓度＝1.8mg/L)进行稀释，制造各种硬度的矿物水。把此时各种硬度的矿物浓度的数据示于表2。
显然，进行海水的电渗析处理时，通过使导电率成为低导电率，可得到钠浓度减少、且镁浓度增大的含海水矿物成分的组合物。
另外，通过进行电渗析处理使导电率达到8mS/cm，在调配成硬度100(EDTA法)的水溶液时得到钠浓度为6mg/L以下，镁浓度为20mg/L以上，且镁与钙的比为4以上的含海水矿物成分的组合物。
表2各种硬度的矿物组成
实施例3使用2次矿物水的饮料水的感官评价对按照实施例2调配成硬度250、300、350、500、1000的饮料水样品实施感官评价。由6名专业评定人员进行评价，对好恶判断的综合评价与5种香味特征按5等级进行评价。
①使用(12mS/cm)的矿物水调节硬度的样品的情况下，均感到盐味、滑溜，而硬度增高时，苦味、杂味变强。因此综合评价时，硬度300时略不喜欢，硬度350时不喜欢。②使用(8mS/cm)的矿物水调硬度的样品的情况下，硬度250、300的样品没感到盐味、综合评价略喜欢。硬度350的样品感到略有盐味或滑溜，综合评价为既不是喜欢、也不是不喜欢。350以上的硬度时感到盐味或杂味，滑溜，评价为不喜欢。③使用(6mS/cm)的矿物水调硬度的样品的情况下，硬度达300的样品没感到盐味或滑溜，综合评价为喜欢，硬度350时评价为略喜欢，硬度500时评价为既不是喜欢、也不是不喜欢。硬度1000时感到盐味或杂味、滑溜，综合评价略不喜欢。由以上的结果确认②(8mS/cm)的矿物水的场合硬度到350、③(6mS/cm)的矿物水的场合硬度到500，香味比①(12mS/cm)的矿物水好。
由此，说明由实施例2制得的钠浓度低且镁浓度高的海水矿物水，香味也比以往来自海水的矿物水好，可广泛用于各种的食品饮料。
表3各样品的感官评价结果
评价方法由6名专业评定人员实施评价。综合评价分5等级5(喜欢)、4(略喜欢)、3(既不是喜欢、也不是不喜欢)、2(略不喜欢)、1(不喜欢)。香味评价分5等级4(香味重)、3(感到香味)、2(略感到香味)、1(微感到香味)、0(没感到香味)。
实施例4使用烘箱使实施例1电渗析处理直到导电率为6mS/cm而得到的海水矿物水1000ml蒸发干固，得到海水矿物干燥物5.5g。
实施例5含矿物果汁饮料的制造方法按下述的组成制造果汁饮料。
(组成) (配合％，重量)橙汁3.0果糖葡萄糖液糖 11.0柠檬酸 0.2L-抗坏血酸 0.05含海水矿物成分的组合物(*1) 8.0香料0.15纯水余量(*1)实施例1进行电渗析处理直到导电率为6mS/cm或8mS/cm得到的海水矿物水实施例6含矿物清凉饮料的制造方法按下述的组成制造清凉饮料。
(组成) (配合％，重量)果糖葡萄糖液糖 11.0柠檬酸 0.2L-天冬氨酸钠0.005L-谷氨酸钠 0.005L-抗坏血酸 0.05含海水矿物成分的组合物(*2) 8.0香料0.15纯水余量(*2)实施例1进行电渗析处理直到导电率为6mS/cm或8mS/cm得到的海水矿物水实施例7含矿物乳清饮料的制造方法按下述的组成制造乳清饮料。
(组成) (配合％，重量)特级砂糖6.0果糖葡萄糖液糖 3.0脱脂奶粉0.7发酵乳 4.0果胶0.5L-抗坏血酸 0.05含海水矿物成分的组合物(*3) 8.0纯水余量(*3)实施例1进行电渗析处理直到导电率为6mS/cm或8mS/cm得到的海水矿物水实施例8含矿物碳酸饮料的制造方法按下述组成制备碳酸饮料。
(组成) (配合％，重量)含海水矿物成分的组合物(*4) 8.0二氧化碳0.5纯水余量(*4)实施例1进行电渗析处理直到导电率为6mS/cm或8mS/cm得到的海水矿物水实施例9含矿物咖啡饮料的制造方法按下述组成制备咖啡饮料。
(组成) (配合％，重量)特级砂糖8.0脱脂奶粉5.0焦糖0.2咖啡提取物 2.0含海水矿物成分的组合物(*5) 8.0香料0.1
纯水 余量(*5)实施例1进行电渗析处理直到导电率为6mS/cm或8mS/cm得到的海水矿物水实施例10含矿物茶饮料的制造方法按下述的组成制造茶饮料。
(组成) (配合％，重量)绿茶0.8茶粉0.05L-抗坏血酸 0.04碳酸氢钠0.02香料0.1含海水矿物成分的组合物(*6) 8.0纯水余量(*6)实施例1进行电渗析处理直到导电率为6mS/cm或8mS/cm得到的海水矿物水。
实施例11含矿物蔬菜饮料的制造方法按照下述的组成制造蔬菜饮料。
(组成) (配合％，重量)混合蔬菜汁 40.0苹果果汁 2.0蜂蜜 5.0胡萝卜酱 8.0L-抗坏血酸 0.05含海水矿物成分的组合物(*7) 8.0香料 0.15纯水 余量(*7)实施例1进行电渗析处理直到导电率为6mS/cm或8mS/cm得到的海水矿物水实施例12含矿物利口酒制造方法按照下述的组成制造利口酒(酒精度数14％)。
(组成) (配合％，重量)白兰地 5.0含海水矿物成分的组合物(*8) 8.0香料 0.15纯水 余量(*8)实施例1进行电渗析处理直到导电率为6mS/cm或8mS/cm得到的海水矿物水实施例13含矿物碳酸水酒制造方法按下述的组成制造碳酸水酒。
(组成) (配合％，重量)烈性酒 3.0烧酒 25.0含海水矿物成分的组合物(*9) 8.0柠檬酸 0.5香料 0.15纯水 余量(*9)实施例1进行电渗析处理直到导电率为6mS/cm或8mS/cm得到的海水矿物水实施例14含矿物片剂的制造方法按下述的组成制造片剂。
(组成) (配合％，重量)葡萄糖 70.0含海水矿物成分的组合物(*10) 3.0乳糖 20.45阿拉伯胶 6.0L-抗坏血酸 0.05薄荷粉 0.5(*10)实施例4制得的海水矿物干燥物实施例15含矿物糖果的制造方法按下述的组成制造糖果。
(组成) (配合％，重量)砂糖 45.0糖浆 51.0含海水矿物成分的组合物(*11)3.0香料 0.5薄荷粉 0.5(*11)实施例4制得的海水矿物干燥物实施例16含矿物口香糖的制造方法按下述的组成制造口香糖。
(组成)(配合％，重量)粉末明胶 9.0热水 31.05砂糖 24.0糖浆 32.5含海水矿物成分的组合物(*12) 3.0薄荷粉0.45(*12)实施例4制得的海水矿物干燥物实施例17含矿物饼干的制造方法按下述的组成制造饼干。
(组成) (配合％，重量)软面粉 32.0鸡蛋 16.0人造黄油 18.0优质白糖 25.5含海水矿物成分的组合物(*13) 2.5发酵粉 0.2水 余量
(*13)实施例4制得的海水矿物干燥物实施例18含矿物果冻的制造方法按下述的组成制造果冻。
(组成) (配合％，重量)砂糖15.0明胶5.0橙子提取物 5.0含海水矿物成分的组合物(*14) 1.5薄荷粉 0.4纯水 余量(*14)实施例4制得的海水矿物干燥物发明效果本发明稳定地提高镁、钙等有健康作用的矿物成分比例，降低钠、钾等的1价离子的含海水矿物成分的组合物，作为来自海水的矿物的组合物，可广泛地应用于低盐食品或健康食品等钠添加量成为问题的食品，可以解决加工成饮料水时的感官的盐味或杂味的问题。此外，在健康作用方面也可通过使用这种矿物组合物以多种的形态提供利用摄取镁或钙可期待的有助于预防循环系统疾病或生活习惯病等的食品饮料。
权利要求
1.含海水矿物成分的组合物，其是电渗析处理海水得到的含海水矿物成分的组合物，特征在于，调节成硬度100(EDTA法)的水溶液时，钠浓度为6mg/L以下。
2.含海水矿物成分的组合物，其是电渗析处理海水得到的含海水矿物成分的组合物，特征在于，调成硬度100(EDTA法)的水溶液时，钠浓度为4mg/L以下。
3.权利要求1或2所述的含海水矿物成分的组合物，其特征在于调成硬度100(EDTA法)的水溶液时，镁浓度为20mg/L以上。
4.权利要求1～3的任何一项所述的含海水矿物成分的组合物，其特征在于镁与钙的重量比(Mg/Ca)为4以上。
5.权利要求1～4的任何一项所述的含海水矿物成分的组合物，其特征在于前述海水是海洋深层水。
6.权利要求5所述的含海水矿物成分的组合物，其特征在于前述海洋深层水是200m或更深的海水。
7.权利要求1～6的任何一项所述的含海水矿物成分的组合物，其是电渗析处理海水得到的含海水矿物成分的组合物，特征在于，使用1价阳离子选择性渗析膜进行前述电渗析处理，直到导电率不足10mS/cm。
8.权利要求1～7的任何一项所述的含海水矿物成分的组合物，其特征在于所述电渗析处理分多次进行。
9.权利要求7或8所述的含海水矿物成分的组合物，其特征在于，前述电渗析处理中将浓缩室侧钠浓度维持在低浓度。
10.食品饮料，其特征在于含有权利要求1～9的任何一项所述的含海水矿物成分的组合物。
全文摘要
本发明制造含镁、钙等具有健康效能的矿物成分且降低钠从而可广泛地应用于食品的含海水矿物成分的组合物，并通过对该组合物进行加工提供有助于预防循环系统疾病或生活习惯病等的食品饮料。前述含海水矿物成分的组合物是电渗析处理海水得到的含海水矿物成分的组合物，调配成硬度100(EDTA法)的水溶液时，钠浓度为6mg/L以下。
文档编号A23L1/304GK1681402SQ03821680
公开日2005年10月12日 申请日期2003年8月8日 优先权日2002年8月9日
发明者柴田浩志, 畑美绘, 佐佐木裕昭, 河野浩 申请人:三得利株式会社