【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、長時間安定して存在す
ることができるところの平均的にクラスターの小さい
（小クラスターを含む）水に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】水は単一分子では存在できず、水素結合
により多数の分子からなるクラスター（分子集団）を形
成しており、この水のクラスターは存在場所の諸条件に
よって常に大きさが変化している。クラスターが平均的
に小さい水は、例えば、舌の味らい（味細胞）にすっぽ
りはまり込むので、おいしく感じる（松下和弘、食品と
開発 ＶＯＬ．２４ Ｎｏ．７ １９９１年）とか、消
化管からの水の吸収が速くなり、ドリンク剤などが服用
しやすくなる（林秀光、１９９１年）とか、細胞内へ容
易に水が入り込み細胞を活性化する（林秀光、１９９１
年）とか、薬剤の吸収促進作用がある（住吉秀夫ら、１
９９１年）とか、腸内微生物および消化管組織細胞の調
整と活性化により、腸内容物中の変異源物質の生成を減
少させ、癌発生の予防になる可能性がある（松下和弘、
食品と開発 ＶＯＬ．２４ Ｎｏ．７ １９９１年）な
ど、生理学的にも医学的にも有用であることが知られて
いる。また、前述のように指摘されているクラスターが
平均的に小さい水の作用の一部（例えば、細胞内へ水が
容易に入り込むこと。）は、植物に対しても同様である
ので、作物による肥料や農薬などの吸収についても動物
に対すると同様に有用であると考えられる。従来、この
ように有用な平均的にクラスターの小さい水は、例えば
超音波を照射して水を振動させることにより水素結合を
切断したり、セラミックプレートを水に浸漬し、あるい
はセラミックフィルターで水を濾過することにより、セ
ラミックスが放射する遠赤外線を水に作用させたり、あ
るいは電気分解型の浄水器のように水に電場ないし磁場
を与えることなどによって生成されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような手段で生成された小クラスターの水は、小クラス
ターを形成する水分子相互の結合が弱く不安定であり、
数時間ないし数日でもとの大きいクラスターに復元して
しまう問題があった。本発明の目的は、長時間安定して
存在し得るところの平均的にクラスターの小さい水を提
供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】天然湧水のように、カル
シウムイオンを含んだ水は、水素分子同士の大きな集団
が壊れ、水の分子がカルシウムイオンを取り囲んで、水
だけの場合と比較してより小さなクラスターを形成して
いると考えられている（食品と開発、ＶＯＬ．２４ Ｎ
ｏ．７、第８３頁）。そこで本発明者らは、かかる知見
を考慮して研究を重ねた結果、特定の金属イオンを所定
濃度含む水が、 17 Ｏ−ＮＭＲ測定によるスペクトルの線
幅が４０〜７０Ｈｚであって、安定で平均的にクラスタ
ーの小さい水を形成することを見出し、本発明を完成す
るに到ったものである。ＮＭＲ測定による共鳴信号の線
幅は、測定対象であるエネルギーを吸収した原子核が、
そのエネルギーを放出するまでの時間（緩和時間）に反
比例する。したがって、対象としている分子の運動が速
くなると、緩和時間は長くなるので、信号の線幅が狭く
なるということは分子が活発に運動していることを示
す。つまり、水のクラスターが平均的に小さければ小さ
いはど、分子運動が活発化して信号の線幅は狭くなると
解釈することかできる。
【０００５】本発明において、水に添加される金属イオ
ンは、カリウムイオン，マグネシウムイオン及びカルシ
ウムイオンである。これらの金属イオンをそれぞれ単独
で用いる場合の適切な濃度は、カリウムイオンでは１０
〜３０ｐｐｍ、マグネシウムイオンでは４０〜６０ｐｐ
ｍ、カルシウムイオンでは９０〜１２０ｐｐｍである
が、本発明に係るクラスターの小さい水は、これらの３
種の金属イオンを含み、それぞれの濃度を、カリウムイ
オン３〜１０ｐｐｍ，マグネシウムイオン１３〜２０ｐ
ｐｍ，カルシウムイオン３６〜４５ｐｐｍとするもので
ある。各金属イオンの濃度が前述のとおりである場合、
17 Ｏ−ＮＭＲ測定によるスペクトルの線幅は極小値にな
る。前述の本発明による水は、適当な容器内において、
室温下で純水に対し前述の金属イオンを混合することに
よって容易に製造することができる。
【０００６】各金属イオンは、通常食品添加物に使用さ
れる水溶性塩類、好ましくは塩化カリウム，塩化マグネ
シウムおよび塩化カルシウム等の塩化物、または水酸化
カリウム，水酸化マグネシウムおよび水酸化カルシウム
等の水酸化物として添加するのが望ましい。
【０００７】
【作用及び効果】本発明によれば、前述の各金属イオン
により水分子の大きなクラスターが破壊され、破壊によ
って分離した複数の水分子が金属イオンを取り囲んだ状
態で結合するいわゆるイオン結合により、小さなクラス
ターの水を形成するものと考えられる。そして、このよ
うに水素結合よりも強いイオン結合により前述の小クラ
スターは安定して存在し得るから、安定で平均的にクラ
スターの小さい水になる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明による好ましい実施例を説明す
る。
実施例−１
室温下において、塩化カリウム，塩化マグネシウム，塩
化カルシウムを、そ れらのイオン濃度が１，２０，５
０，１００および２００ｐｐｍとなるように、それぞれ
純水に混合して溶液を調製した。真空ポンプにより、こ
れらの各溶液から脱気し、２０℃の温度下でそれぞれに
つき 17 Ｏ−ＮＭＲで分析し、ＮＭＲスペクトルで共鳴信
号の線幅を測定したところ、図１で示すような結果であ
った。同図で明らかなように、各溶液ともイオン濃度が
ｌｐｐｍで線幅は有意に狭まり、小クラスターの割合が
増加した。また、カリウム溶液では２０ｐｐｍで線幅が
７０．１Ｈｚ、マグネシウム溶液では５０ｐｐｍで線幅
が５４．６Ｈｚ、およびカルシウム溶液では１００ｐｐ
ｍで線幅が５１．８Ｈｚと、それぞれ極小値を示した。
【０００９】図２は以上の結果をもとにした３相図であ
るが、この図から明らかなように、前記３種の金属イオ
ンを、カリウムイオン濃度が３〜１０ｐｐｍ、マグネシ
ウムイオン濃度が１３〜２０ｐｐｍ、カルシウムイオン
濃度が３６〜４５ｐｐｍとなるようにそれぞれ添加しと
き、クラスターの平均サイズが最も小さい水が生成され
る。
【００１０】この実施例による水は、添加された金属イ
オンにより、水素結合している大きなクラスターが破壊
され、集団から分離した複数の水分子が各金属イオンを
取り囲んだ状態でイオン結合されることにより小クラス
ターを形成し、この結合状態は水素結合より強いため容
易に破壊されず、小クラスターのままで長時間安定して
存在することができる。この実施例による各溶液を塩化
ビニール製の瓶に詰めて密栓し、冷暗室（４℃）で３カ
月保存した後、同様に 17 Ｏ−ＮＭＲによって分析した
が、それらのスペクトルの線幅は変化していなかった。
【００１１】前記実施例の塩化物に代えて、水酸化物を
使用して実施したが、前記実施例の場合とほば同様な結
果を得たので、それらの詳細な説明は省略する。
【００１２】実施例−２
室温下において、水酸化カリウムを、そのイオン漫度が
２５ｐｐｍになるように純水に混合溶解した。この溶液
におけるインドメタシンの溶解度を分光光度計（λ＝２
６７ｎｍ）を用いて測定し、純水におけるその溶解度と
を比較した。その結果を図３に示している。図示の結果
から明らかなように、水酸化カリウム溶液と純水におけ
るインドメタンンの吸光度は、それぞれ４．８７：０．
２５であり、水酸化カリウム水溶液では、インドメタシ
ンの溶解度が純水のほば２０倍になった。
【００１３】実施例−２の水酸化カリウムに代えて、マ
グネシウム，カルシウムの水酸化物や塩化物，及びカリ
ウムの塩化物を使用して同様に実施したところ、前述の
実施例−２とほば同様な結果であったので、それらの詳
細な説明は省略する。カリウムイオンのみでなく、マグ
ネシウムイオン及びカルシウムイオンを所定濃度含む水
は、前述のようにそれらの金属イオンを単独で含む水よ
りもクラスターの平均サイズがさらに小さいので、物質
の溶解度はさらに高まる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to water having a small average number of clusters (including small clusters) which can exist stably for a long time. . 2. Description of the Related Art Water cannot exist as a single molecule, but forms clusters (molecular groups) consisting of a large number of molecules by hydrogen bonding. The clusters of water are always large depending on the conditions of the location. Is changing. For example, water whose clusters are small on average fits perfectly into the taste (taste cells) of the tongue, so it feels delicious (Kazuhiro Matsushita, Food and Development Vol. 24 No. 7 1991) or water from the digestive tract. Absorption of water becomes faster and drinks and the like become easier to take (Hayashi Hidemitsu, 1991), or water easily enters the cells and activates the cells (Hayashi Hidemitsu, 1991)
) Or has a drug absorption promoting effect (Hideo Sumiyoshi et al., 1)
991) or the regulation and activation of intestinal microbes and gastrointestinal tract tissue cells may reduce the production of mutagens in intestinal contents and prevent cancer development (Kazuhiro Matsushita,
Food and Development VOL. 24 No. 7 1991) is known to be useful both physiologically and medically. In addition, as mentioned above, a part of the action of water whose clusters are averagely small (for example, the easy entry of water into cells) is the same for plants, and therefore depends on crops. The absorption of fertilizers and pesticides is considered to be as useful as for animals. Conventionally, such useful water with small clusters on average breaks hydrogen bonds, for example, by oscillating water by irradiating ultrasonic waves, immersing a ceramic plate in water, or removing water with a ceramic filter. Filtration has been produced by applying far-infrared rays emitted by ceramics to water, or by applying an electric or magnetic field to water as in an electrolytic water purifier. [0003] However, water of small clusters generated by the above-described means is unstable because water molecules forming small clusters are weakly bonded to each other.
There was a problem of restoring to the original cluster in a matter of hours or days. It is an object of the present invention to provide on average small cluster water which can be stably present for a long time. [0004] As in natural spring water, water containing calcium ions breaks a large group of hydrogen molecules, the water molecules surround the calcium ions, and only water is used. Are considered to form smaller clusters as compared to (Food and Development, VOL. 24 N
o. 7, page 83). Thus, the present inventors have conducted studies in consideration of such findings, and as a result, water containing a specific concentration of a specific metal ion has a stable line width of 40 to 70 Hz by 17 O- NMR measurement, and is stable. The inventors have found that water with small clusters is formed on average, and have completed the present invention. The line width of the resonance signal by NMR measurement is such that the nucleus that absorbed the energy to be measured is
It is inversely proportional to the time to release that energy (relaxation time). Therefore, the faster the movement of the target molecule is, the longer the relaxation time is. Therefore, a narrower signal line width indicates that the molecule is actively moving. In other words, it can be interpreted that the smaller the cluster of water on average, the smaller the cluster is, but the molecular motion is activated and the line width of the signal is reduced. [0005] In the present invention, metal ions added to water are potassium ions, magnesium ions and calcium ions. Each of these metal ions alone
A suitable concentration for use with potassium ions is 10
-30 ppm, 40-60 pp for magnesium ion
m, 90-120 ppm for calcium ions
However, the small water of the cluster according to the present invention has these 3
Containing various metal ions, the concentration of each
On 3-10ppm, magnesium ion 13-20p
pm, calcium ion 36-45ppm
is there. When the concentration of each metal ion is as described above,
The line width of the spectrum obtained by 17 O- NMR measurement becomes a minimum value. The water according to the invention as described above, in a suitable container,
It can be easily produced by mixing the above-mentioned metal ions with pure water at room temperature. [0006] Each metal ion is a water-soluble salt usually used in food additives, preferably chloride such as potassium chloride, magnesium chloride and calcium chloride, or water such as potassium hydroxide, magnesium hydroxide and calcium hydroxide. It is desirable to add it as an oxide. According to the present invention, a large cluster of water molecules is destroyed by each of the above-described metal ions, and a plurality of water molecules separated by the destruction are bonded together in a state surrounding the metal ions. It is thought that this forms small clusters of water. Since the small clusters can be stably present due to the ionic bond stronger than the hydrogen bond, the water becomes stable and has small clusters on average. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described. Example 1 At room temperature, potassium chloride, magnesium chloride, and calcium chloride were added at an ion concentration of 1,20,5.
The solutions were mixed with pure water so as to be 0, 100 and 200 ppm, respectively, to prepare solutions. Each of these solutions was degassed by a vacuum pump, and each solution was analyzed by 17 O- NMR at a temperature of 20 ° C., and the line width of the resonance signal was measured by the NMR spectrum. there were. As is clear from the figure, each solution had an ion concentration of 1 ppm, the line width was significantly narrowed, and the ratio of small clusters was increased. The potassium solution has a line width of 70.1 Hz at 20 ppm, the magnesium solution has a line width of 54.6 Hz at 50 ppm, and the calcium solution has a line width of 54.6 Hz.
m, the line width was 51.8 Hz, which was a minimum value. FIG. 2 is a three-phase diagram based on the above results. As is apparent from FIG. 2, the three kinds of metal ions have a potassium ion concentration of 3 to 10 ppm and a magnesium ion concentration of 13 When each is added so as to have a calcium ion concentration of 36 to 45 ppm, water having the smallest average cluster size is produced. In the water according to this embodiment, large hydrogen-bonded clusters are destroyed by added metal ions, and a plurality of water molecules separated from the group are ion-bonded in a state surrounding each metal ion. Thus, a small cluster is formed, and since this bonding state is stronger than a hydrogen bond, it is not easily broken, and the small cluster can exist stably for a long time. Each solution according to this example was packed in a jar made of vinyl chloride, sealed and stored in a cool dark room (4 ° C.) for 3 months, and then similarly analyzed by 17 O- NMR. I didn't. [0011] The operation was performed by using a hydroxide in place of the chloride in the above-mentioned embodiment. However, since almost the same results as in the above-described embodiment were obtained, detailed description thereof will be omitted. Example 2 At room temperature, potassium hydroxide was mixed and dissolved in pure water so that its ion concentration became 25 ppm. The solubility of indomethacin in this solution was measured using a spectrophotometer (λ = 2
67 nm) and compared with its solubility in pure water. The result is shown in FIG. As is clear from the results shown in the figure, the absorbances of indomethane in the potassium hydroxide solution and pure water were 4.87: 0.
In the aqueous potassium hydroxide solution, the solubility of indomethacin was almost 20 times that of pure water. When the same procedure was carried out using a hydroxide or chloride of magnesium or calcium instead of the potassium hydroxide of Example 2 and a chloride of potassium, the results were almost the same as those of Example 2 described above. Since the results were similar, detailed description thereof will be omitted. Water containing a predetermined concentration of not only potassium ions but also magnesium ions and calcium ions has a smaller average size of clusters than water containing those metal ions alone, as described above, so that the solubility of the substance is further increased.
【図面の簡単な説明】
【図１】塩化カリウム，塩化マグネシウム，塩化カルシ
ウムの各イオンを異なる濃度で含む数種の水について、
それぞれ 17 Ｏ−ＮＭＲによって分析した結果を示す線図
である。
【図２】図１の結果をもとにした３相図である。
【図３】水酸化カリウムイオンを含む水と、純水とのイ
ンドメタシンの溶解度を比較したグラフである。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows several types of water containing different concentrations of potassium chloride, magnesium chloride and calcium chloride ions.
It is a diagram which shows the result analyzed by 17 O- NMR. FIG. 2 is a three-phase diagram based on the results of FIG. FIG. 3 is a graph comparing the solubility of indomethacin between water containing potassium hydroxide ions and pure water.