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JP4646550B2 - ミネラル含有剤とその用途 - Google Patents

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Description

本発明は、血流増大などの医学的改善作用を有するミネラルの人体への摂取を容易とさせるミネラル含有剤とその用途に関する。
一般にミネラルと呼ばれている元素は、カルシウム、マグネシウム、ナトリウムおよびカリウムの4種であり、これらは、地下資源としての鉱物や海洋資源としての海洋ミネラル中に酸化物等の化合物やその塩の形で併せて含まれている。鉱物や海洋ミネラルには、ほかに、鉄、銅、マンガン、その他の元素の化合物やその塩も微量含まれている。
上記4大元素は、それぞれ、欠くことのできない重要な生理学的作用を持つ。例えば、カルシウムは、細胞活動の維持、神経細胞の伝達のために働くミネラルであり、これが不足すると、筋肉細胞の硬化、老化、病化の促進を招く。マグネシウムは、筋肉の収縮と弛緩を調節しているミネラルである。ナトリウムが血管を収縮させるのに対し、マグネシウムは拡張させ血液の流れを円滑にする働きをする。マグネシウムが欠乏すると、高血圧症や虚血性の心疾患、動脈硬化、不整脈などの原因となる。ナトリウムは、神経伝達を行い、カルシウムをはじめとする他のミネラルが血液中に溶けるのを手助けするミネラルである。カルシウムは、体液量やpH調節、筋肉収縮や神経活動にも関与している。しかし、ナトリウムを取り過ぎると、血圧上昇の原因となる。カリウムは、ナトリウムを体外に排出する働きをするミネラルである。カリウムは、カルシウムとともに血圧を下げる効果がある。カリウムが少なくなると、慢性的疲労、高血圧、心不全、免疫力の低下、筋力減退、無気力、いら立ちの原因となる。
ミネラルのそれぞれは、上に述べたような働きをするのであるが、海洋ミネラルのごとく、4大元素の化合物や塩が複合して構成されている複合ミネラルは、上記各ミネラルの働きが複合して発揮されるため、これを人体に摂取させると、血流増大、免疫反応の改善、腸管機能の改善・向上などの医学的改善作用を発揮することができる。
本発明者等は、海洋ミネラルについての改良を重ねて、特に優れた医学的改善向上作用を発揮する海洋由来の新規な複合ミネラル、すなわち、ナトリウムイオン濃度が全硬度の5%以下である複合ミネラルの開発に成功した。
しかし、この新しい複合ミネラルは、人体への効果的な摂取が困難な物質であった。これを、そのまま患者に投与すると、患者は、下痢症状を起こしやすく、必要な摂取量を確保させにくいのである。患者の体質によっては、海洋由来のこの新規な複合ミネラルを全く受け入れないこともあるのである。
ところで、海洋由来の複合ミネラルである苦汁を食品用のオリゴ糖としてのトレハロースと混合して、苦汁粉末を製造し、これを各種飲食物に利用することについては、すでに提案されている(例えば、特許文献1、非特許文献1参照)
しかし、これらの提案は、ナトリウム濃度と全硬度の関係に配慮するものでなく、また、これらの提案において例示されている苦汁のミネラル組成からミネラルバランスを実際に算出したところ、そのナトリウムイオン濃度は全硬度の5%を超えており、この苦汁粉末は医学的改善向上に繋がるものではなかったのである。
国際公開WO 03/016325 A1 New Food Industry 2002 Vol.44 No.2 p.1-8
そこで、本発明は、優れた医学的改善向上作用を有する新規な海洋ミネラルの人体への摂取を容易とさせるミネラル含有剤やミネラル含有製品を提供することを課題とし、この課題を解決するため、前記用途への利用に好適な海洋ミネラルを含むミネラル水を製造する方法について、天然のイオン組成を生かし、かつ、高いミネラル濃度であるにもかかわらず、生理学的に好ましくないナトリウムイオン量がその働きに必要な程度に少ないミネラル水を得させるよう工夫し、ミネラル含有剤やミネラル含有製品について、このミネラル水に由来する新規なミネラルを用いるようにしている
本発明者が開発した新規なミネラルとは、海水を原料として非加熱処理により得られ、カルシウムとマグネシウムに対するナトリウムの比率が特定値以下である海洋ミネラルであって、下記の製造方法で得られるミネラル水に由来し、優れた医学的改善向上作用を発揮する。
<ミネラル水の製造方法>
海水をナノ濾過膜を用いて処理することにより硫酸イオン濃度を低減させた液(膜を通過した液)を得る工程(1)と、工程(1)で得られた処理液を逆浸透膜またはナノ濾過膜を用いて処理することにより前記海洋ミネラルが濃縮された液(膜を通過しない液)を得る工程(2)とを必須とし、前記工程(2)では、濃縮された液に該液よりもナトリウムイオン濃度が低い希釈水を加えるようにする、ミネラル水の製造方法。
本発明者の知見によれば、種々の医学的改善向上作用を発揮させるためには、患者に対しミネラル分をある程度以上の量、摂取させる必要がある。特に、カルシウムとマグネシウムを多く摂取させる必要があり、これに伴い、当然のことながら、ナトリウムの摂取量も多くなってくる。このナトリウムも、ミネラル分としては必須であり、必要な元素ではあるが、その摂取量が多くなりすぎると、弊害が生じてくるのである。しかし、複合ミネラル中のナトリウムイオン濃度がカルシウムとマグネシウムとを合わせたミネラル分濃度(通常、これは「全硬度」と称されている)とバランスが取れていると、このような弊害の発生を防ぐことができる。本発明者等の知見によれば、カルシウムとマグネシウムを合わせたミネラル分濃度を「全硬度」で表したとき、濃縮水中のナトリウムイオン濃度(mg/L)が全硬度(mgCaCO/L)の5%以下であるときに、複合ミネラルの摂取量を多くしても上述の弊害が生じないのである。
ここに、「全硬度」は、後述する式で計算されるものであり、マグネシウム分もカルシウム分(炭酸カルシウム)に換算して計算されているので、その単位は、単なる「mg/L」でなく、「CaCO」が付されて「mgCaCO/L」となっている。
本発明者は、この新規な海洋ミネラルを用いる上での上記課題、すなわち、摂取不良の問題を解決するべく鋭意検討を行った。その過程で、ミネラルをトレハロースに担持させて人体に投与すれば、トレハロースが人体からの排除作用を受けることなく、ミネラルを人体内部に容易かつ確実に導入できることを見出し、それらを確認して、本発明を完成した。
すなわち、本発明にかかるミネラル含有剤は、ミネラルをトレハロースに担持させてなり、その担持量がトレハロース100重量部に対してミネラル0.001〜10重量部であり、かつ、前記ミネラルが、海水を原料として下記の製造方法により非加熱処理により得られるミネラル水に由来し、ナトリウムイオン濃度が全硬度の5%以下である。
<ミネラル水の製造方法>
海水をナノ濾過膜を用いて処理することにより硫酸イオン濃度を低減させた液(膜を通過した液)を得る工程(1)と、工程(1)で得られた処理液を逆浸透膜またはナノ濾過膜を用いて処理することにより前記海洋ミネラルが濃縮された液(膜を通過しない液)を得る工程(2)とを必須とし、前記工程(2)では、濃縮された液に該液よりもナトリウムイオン濃度が低い希釈水を加えるようにする、ミネラル水の製造方法。
上記本発明にかかるミネラル含有剤は、その形態としては、粉末であることが輸送、貯蔵その他の取扱い上での利点を多々有するので好ましく、必要に応じて、ブロック状であっても良く、さらには、水などを溶媒とする溶液やペースト状であっても良いのである。
本発明にかかるミネラル含有製品は、上記ミネラル含有剤を必須成分とする。
本発明によれば、新規な海洋ミネラルをトレハロースに担持させているため、この新規な海洋ミネラルの人体への摂取を極めて容易かつ確実とさせる。
以下、本発明にかかるミネラル含有剤とその用途について詳しく説明するが、本発明の範囲はこれらの説明に拘束されることはなく、以下の例示以外についても、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更実施し得る。
〔海洋ミネラル〕
本発明で用いられる新規な海洋ミネラルは、海水を原料として非加熱処理により得られ、ナトリウムイオン濃度が全硬度の5%以下である。海洋ミネラルのナトリウムイオン濃度が全硬度の5%を上回るようであると、海洋ミネラルの医学的改善作用を低下させるおそれがある。例えば、3週間継続して上白糖溶液(濃度10重量%)を摂取させたマウスに、24時間絶食後、全硬度15,000mgCaCO/Lのミネラル水0.2mlを経口投与し、血液中のインシュリン濃度と血糖値を継続的に測定するという方法において、上記ミネラル水中の海洋ミネラルの全硬度に対するナトリウムイオン濃度を変えて、ナトリウムイオン濃度の変化がインシュリン濃度と血糖値の変化に及ぼす影響を見たところ、硬度に対するナトリウムイオン濃度の割合が5%を上回ると、マウスのインシュリン反応や血糖値パターンが正常状態と異なってくる。すなわち、インシュリン反応の低下や血糖値抑制低下が起きるようになるのである。
海洋ミネラルを得るための海水としては、表層水であっても良いのであるが、深層水が特に好ましい。
本発明において、海洋ミネラルは、本発明のミネラル含有剤の製造時において、粉末の形態で用いられても良いが、後述のようにして海水を濃縮することにより得られるミネラル水の形態で用いられるのが取扱い性の上で都合が良い。
このミネラル水は、海水を原料として得られ、全硬度が10,000〜50,000mg/Lであり、ナトリウムイオン濃度(mg/L)が全硬度(mgCaCO/L)の5%以下である。
このミネラル水は、ミネラル分濃度が非常に高くて、その分、ナトリウムイオン濃度も高いのであるが、ナトリウムイオン量はカルシウムとマグネシウムを合わせた量との間でバランスが取れているので、各種用途における使用時、ミネラル分量を決定したとき、このミネラル分量に伴い摂取されるナトリウムイオン量が相対的に少なくなるので、ナトリウムイオン摂取過多というような問題は生じない。
海洋ミネラルの供給源としてのミネラル水は、海水を後述のように濃縮して得るものであるが、水分を蒸発させて固形分にまでもってこようとすると、エネルギーコストが掛かり過ぎて高価になるので、通常、水溶液の形に止めて本発明に用いるようにしている。このとき、全硬度が10,000mgCaCO/L未満であると、水分量が多すぎて、本発明のミネラル含有剤の製造時、水分蒸発コストが嵩むなどの問題が生じるおそれがある。他方、全硬度が50,000mgCaCO/Lを超えるようになると、ミネラル分の析出が起きやすくなる。
海洋ミネラル中のナトリウムイオン濃度が全硬度(mgCaCO/L)の5%を超える場合、患者に所定量のミネラル摂取を行なわせると弊害の生じるおそれがあり、他方、ナトリウム摂取量を減らそうとすると必要なミネラル量(カルシウムの量とマグネシウムの量)が不足することになる。
なお、全硬度は、カルシウムイオン濃度とマグネシウムイオン濃度から下記式で算出される値である。
全硬度(mgCaCO/L)=カルシウムイオン濃度(mg/L)×2.5
+マグネシウムイオン濃度(mg/L)×4.1
このミネラル水は、以下に述べるごとく、原料とする海水を膜処理で濃縮するものであり、蒸留法のように積極的な加熱を行うものではない(非加熱処理で得られる)ので、複合ミネラル内の化学形態の変化が起きていない、すなわち、天然自然の理想的化学形態のままである。カルシウムとマグネシウムの比率なども、海水中の配合、すなわち、天然自然に構成された理想的配合と変わらないのである。
本発明で用いる海洋ミネラル水は、このように、天然のイオン組成を生かし、かつ、高いミネラル濃度であるにもかかわらず、生理学的に好ましくないナトリウムイオン量を、その働きに必要な程度に少なくできているのである。
以下に、新規な海洋ミネラルを含むミネラル水の製造方法を述べる。この方法は、海水をナノ濾過膜を用いて処理することにより硫酸イオン濃度を低減させる工程(1)と、この工程で得られた処理液を逆浸透膜またはナノ濾過膜を用いて処理することにより濃縮する工程(2)とを必須とする。海水には硫酸イオンが約2,400mg/L含まれているが、工程(1)では、海水をナノ濾過膜に通す処理を行うため、この工程で得られた処理液(膜を透過した液)は、原水からもたらされる硫酸イオンの大部分が除去された液(硫酸イオンが約100mg/L)となっている。そのため、濃縮に伴うミネラルの析出(スケール(硫酸カルシウム)としての析出)が起きにくくなっている。他方、前記工程(2)では、工程(1)で得られた処理液を逆浸透膜またはナノ濾過膜に通す処理を行う。この工程(2)で得られた処理液(膜を透過しない液)は、濃縮された液となっている。この工程(2)では、工程(1)で得られた処理液に対して濃縮倍率が7.5〜25倍となっている程度まで濃縮することが好ましい。この工程(2)においては、膜処理を、多段式で行っても良いし、回分式で行っても良い。そして、この工程(2)を実施するにあたり、処理に供する液に該液よりもナトリウムイオン濃度が低い希釈水を加えることが重要である。詳しくは、この工程(2)においては、工程(1)で得られた処理液は複数回にわたり膜処理して徐々に濃縮していくのであるが、1回の処理で幾らか濃縮された液に対し敢えて希釈水を加えるようにするのである。工程(2)の膜処理では、カルシウムおよびマグネシウム等の2価イオンは膜を透過しにくく、1価イオンであるナトリウムイオンのみが膜を透過しやすい。このように、工程(2)で希釈水を添加するという工程を加えることにより、カルシウムイオン濃度とマグネシウムイオン濃度を低下させることなく、ナトリウムイオン濃度を効率よく低減させることができるのである。
上記各工程を実施するにあたっては、すべての処理は20度以下の温度ですることが好ましい。
〔トレハロース〕
トレハロースは、オリゴ糖の一種であって、ブドウ糖(α−D−グルコース)2分子が1,1位置で結合してなる非還元性二糖類であり、下の構造式で示されるものである。
Figure 0004646550
本発明で用いられるトレハロースとしては、海洋ミネラルに対して、最初から、または、最終的に、粉末、ブロック、溶液、ペーストその他の形態を付与することができるものであれば良い。
本発明に用いるトレハロースについて、その製造方法、由来、形態は問わない。例えば、特開平7−246097号公報に記載されている酵母由来のトレハロース、特開昭58−216695号公報に記載されているホスホリラーゼ法によるマルトース由来のトレハロース、特開平7−170977号公報や特開平7−213283号公報等に記載されている酵素糖化法による澱粉由来のトレハロースなど、各種トレハロースが適宜採用できる。トレハロースは、結晶水を有するものであってもよく、無水であっても良い。市販品としては、株式会社林原商事が販売している高純度トレハロース含水結晶製品(登録商標「トレハ」)があり、これを使用すれば、本発明のミネラル含有剤を有利に製造することができる。
結晶性無水トレハロース粉末について、その製法を簡単に説明すると、市販のトレハロース含水結晶を溶解した水溶液や、酵母などから抽出・精製したトレハロース水溶液を濃縮して濃度70重量%以上の高濃度シラップとし、このシラップを無水トレハロースの種晶共存下で50〜160℃の温度範囲に維持することにより、結晶性無水トレハロースを晶出させ、粉末化することができる。この場合、粉末化の方法としては、例えば、ブロック粉砕方法、押出造粒方法、流動造粒方法、噴霧乾燥方法などの公知の方法を適宜採用することができる。
トレハロース含水結晶粉末は、上記の高濃度シラップを、例えば、100〜160℃の温度で常圧乾燥または真空乾燥した後、粉砕して粉末化すればできる。また、濃度60〜85重量%の高濃度シラップを高圧ノズル法または回転円盤法などの噴霧乾燥法によって直接に粉末化することにより製造しても良い。
このようにして得られたトレハロース粉末は、上品な低甘味で非還元性の白色粉末である。
〔海洋ミネラルのトレハロースへの担持、ミネラル含有剤とその用途〕
本発明において、海洋ミネラルのトレハロースへの担持のさせ方は、限定するものではなく、トレハロースが海洋ミネラルを随伴して、人体内への到達を容易とさせる担持形態であれば良い。具体的には、担持とは、固体混合、溶解混合、その他の手段を採用して、海洋ミネラルを、それが本来持っている医学的改善向上作用を失わせることなく、トレハロースに、化学的に、および/または、物理的に一体化させることをいう。
本発明にかかるミネラル含有剤のより便利な形態は、粉末であるが、この粉末化は、周知の結晶化法、分別沈殿法、濃縮法、乾燥法(噴霧乾燥、真空乾燥、凍結乾燥など)、その他の方法を採用して適宜に行う。
より具体的には、この粉末化は、海洋ミネラルを溶解させた溶液にトレハロース粉末を添加して全体を再粉末化する方法や、トレハロース粉末を攪拌しつつ、海洋ミネラル粉末またはその溶液をこのトレハロース粉末に混ぜるなどの方法によることができる。さらには、トレハロース粉末を流動させながら、これに、海洋ミネラル溶液を所定量噴霧して造粒し、必要に応じて30〜60℃で0.1〜10時間熟成することにより、本発明のミネラル含有剤を得るようにする。
海洋ミネラルのトレハロースへの担持量は、トレハロースによる海洋ミネラルの人体内への導入が円滑に行われる範囲内であれば、限定するものではないが、トレハロース100重量部に対し、海洋ミネラル0.001〜10重量部が好ましく、海洋ミネラル0.01〜5重量部がさらに好ましい。
本発明にかかるミネラル含有剤は、そのままで使用することも、水に溶解させて使用することもできるほか、それ単独で使用することも、増量剤、賦形剤、結合剤、安定剤、着香料、着色料、酸味料、甘味料、香辛料、ビタミンなど1種または2種以上を併用して使用することも、できる。
このようにして得られたミネラル含有剤と必要に応じて併用される添加物は、これをカプセル化して使用することもできるが、常法に従い、顆粒、錠剤などの形状にして使用することもでき、ドリンク剤として使用することもできる。固体状製品の形態としては、棒状、板状、立方体形などがある。
本発明のミネラル含有剤を含む製品としては、それ単独で、または、他の薬剤などと併せて、治療剤や日常的服用剤など、医学的治癒や日常の健康保持のための種々の薬品、医薬部外品が挙げられる。しかし、海洋ミネラルの良さを好適に生かせる用途であれば、医学的改善向上以外を目的とする製品であっても良いのである。
−新規な海洋ミネラルを含むミネラル水の製造−
<工程(1)>
東レ(株)製NF膜「SU610」を備えたNF濾過装置を用い、運転圧力10kg/cm2、処理温度12℃、通水流量3.00L/分、処理液(膜を透過した液)回収率50%の運転条件で、海洋深層水を1回処理した。
<工程(2)>
東レ(株)製NF膜「SU210」を備えたNF濾過装置を用い、運転圧力12kg/cm2、処理温度13℃、通水流量6.00L/分、処理液(膜を透過しなかった液:濃縮液)回収率25%の運転条件で、工程(1)で得られた処理液に1回目の処理を施した。
次いで、1回目の処理で得られた処理液1Lに対して0.5Lの割合で希釈水を加えたのち、1回目と同様の運転条件で、2回目の処理を施した。さらに、2回目の処理で得られた処理液1Lに対して0.5Lの割合で希釈水を加えたのち、1回目と同様の運転条件で、3回目の処理を施した。なお、2回目と3回目の処理の前に加えた希釈水は、海洋深層水を、RO膜を用い淡水化した希釈水である。
<工程(3)>
旭硝子(株)販売にかかる一価陽イオン選択性イオン交換膜「CSV」を備えた電気透析装置(イオン交換膜25対、有効膜面積52.5dm2)を用い、処理温度20℃、通水流量600L/時の運転条件で、工程(II)の3回目の処理で得られた処理液100Lを48時間処理し、ミネラル水を得た。処理に際しては、ナトリウムイオン濃度の低下に応じて膜間電流を2.5Aから0.2Aまで順次下げるように調整し、膜の反対側には海水を通水流量600L/時で流通させた。
このようにして最終的に得られたミネラル水の分析結果(単位:mg/L)は、Caイオン1,400(400)、Mgイオン3,100(1,250)、Naイオン460(10,000)、Kイオン3.9(400)であり、硬度16210(6,125)であった。なお、上記各イオン分析値と硬度分析値における括弧内数値は原水の分析値を表す。
−ミネラル含有剤の製造−
上で得られたミネラル水を用いて、流動造粒機で、トレハロース粉末(株式会社林原商事販売の高純度含水結晶トレハロース、商品名「トレハ」(登録商標)、トレハロース含有率98.0%以上)の噴霧造粒を行い、得られた粒状物を乾燥することにより、粉末状のミネラル含有剤を得た。この噴霧造粒に際しては、トレハロース100重量部に対し海洋ミネラル2.1重量部に相当する量のミネラル水を使用した。
得られたミネラル含有剤は、大腸菌陰性であり、そのイオン分析結果(単位:mg%)はCaイオン137、Mgイオン411、Naイオン65.4、Kイオン0.9であった。
−ミネラル含有剤の生理学的効果の確認−
上で得られたミネラル含有剤を用い、以下のようにして、その生理学的効果を確認した。
(治験例1)
ミネラル含有剤を水に溶解した水溶液50ml(マグネシウム含有量は通常1日摂取量に当たる300mgである)を、22才の女性に5秒間で飲ませた。そして、飲む前、飲んでから、30分後、60分後、90分後、120分後の体温(腕、背中および手指尖の3箇所)を測定した。飲む前に比べると、30分後には平均5.4℃上昇するが、その後、徐々に低下し、90分後には飲む前の体温にほぼ戻った。他方、血流(手指尖脈波で測定)は、30分後には飲む前(400sec)に比べると1.2〜1.3倍(480〜520sec)に増えたが、60分以降は飲む前とほぼ変わらなくなった。
(治験例2)
ヒトでみたときに300mg/10mlに相当する濃度のミネラル含有剤水溶液0.2ml/匹を、21匹の雄マウス(生後7〜8週)に経口投与し、0分後、10分後、20分後、30分後、60分後、120分後、180分後の体内吸収量を見たところ、経口投与前吸収量が1.3〜1.5mg/dlであったのが、経口投与後30分では4.3mg/dl、90分では7.56mg/dlに増大し、120分は0分後にほぼ等しかった。
(治験例3)
ミネラル含有剤を水に溶解した濃度300mg/10mlの水溶液を、便秘勝ちの20才の女性および22才の女性に、それぞれ、1日1回で計3日、続けて飲んで貰ったところ、便秘症状が消えた。
本発明にかかるミネラル含有剤は、例えば、血流増大、免疫反応の改善、腸管機能の改善・向上などの医学的改善用途に好適に使用することができる。

Claims (5)

  1. ミネラルをトレハロースに担持させてなり、その担持量がトレハロース100重量部に対してミネラル0.001〜10重量部であり、かつ、前記ミネラルが、海水を原料として下記の製造方法により非加熱処理により得られるミネラル水に由来し、ナトリウムイオン濃度が全硬度の5%以下である、ミネラル含有剤。
    <ミネラル水の製造方法>
    海水をナノ濾過膜を用いて処理することにより硫酸イオン濃度を低減させた液(膜を通過した液)を得る工程(1)と、工程(1)で得られた処理液を逆浸透膜またはナノ濾過膜を用いて処理することにより前記海洋ミネラルが濃縮された液(膜を通過しない液)を得る工程(2)とを必須とし、前記工程(2)では、濃縮された液に該液よりもナトリウムイオン濃度が低い希釈水を加えるようにする、ミネラル水の製造方法。
  2. 前記ミネラル水の製造方法では、前記工程(2)を複数回繰り返す、請求項1に記載のミネラル含有剤。
  3. 前記海水が海洋深層水である、請求項1または2に記載のミネラル含有剤。
  4. 粉末である、請求項1から3までのいずれかに記載のミネラル含有剤。
  5. 請求項1から4までのいずれかに記載のミネラル含有剤を必須成分とするミネラル含有製品。
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