東 京 家 政 学 院 大 学 紀 要 第 45 号 2005 年 1 中 村 アツコ 多 くの 人 が 飲 料 水 には 関 心 をもっており, 国 産 および 輸 入 の 各 種 銘 柄 水 が 飲 料 水 として 多 量 に 消 費 されている 一 方 で,フィルターで 塩 素 関 連 物 質 を 除 去 する, 特 殊 な 物 資 を 加 えて 水 素 豊 富 にす る, 電 気 分 解 によりイオン 性 をもたせるなど, 水 道 水 を 何 らかの 方 法 で 処 理 して 付 加 価 値 を 高 めた 飲 料 水 を 得 るということも 盛 んに 宣 伝 されている それらの 一 つに 健 康 維 持 増 進, 愁 訴 改 善 などの 効 果 を 期 待 した 電 解 機 能 水 と 呼 ばれている 飲 料 水 があり,この 水 は 水 道 水 を 市 販 の 電 解 水 生 成 器 と かアルカリイオン 整 水 器 (メーカーにより 呼 称 は 異 なる)などに 通 じれば, 装 置 の 陰 極 側 から 得 ら れる この 電 解 装 置 は 1955 年 に 諏 訪 方 季 によっ て 実 用 化 され,1965 年 に 医 療 用 物 質 生 成 器 とし て 当 時 の 厚 生 省 で 薬 事 認 可 されている この 水 は 薬 事 効 果 としては, 慢 性 下 痢, 消 化 不 良, 胃 腸 内 異 常 発 酵 に 対 する 効 果 があるとの 知 見 が 報 告 され ている 1) ~ 6) 生 成 装 置 は 当 初, 貯 水 式 であったが, その 後, 水 道 水 直 結 方 式 に 改 良 され, 活 性 炭 や 中 空 糸 膜 などで 構 成 される 浄 水 機 能 部 を 通 過 した 水 が 電 解 機 能 部 に 導 かれる 方 式 が 主 流 になっている 陰 極 水 は 水 酸 化 物 イオンを 含 んだアルカリイオ ン 水 である 水 酸 化 物 イオンの 他 に 原 水 に 含 まれ ていたカルシウムやマグネシウムなどの 陽 イオン も 引 き 寄 せられて 含 まれている 以 下 この 飲 料 水 をアルカリイオン 水 と 呼 ぶことにする 電 解 装 置 の 陽 極 側 からは, 酸 性 イオン 水 が 得 られ, 肌 に 対 する 収 斂 作 用 や 殺 菌 作 用 の 効 果 があるとされて 美 容, 医 療 の 領 域 で 利 用 されている アルカリイオン 水 の 特 性 となる 電 解 質 成 分 とそ の 量 は 原 水 によって 変 化 する また, 加 える 電 解 電 圧 と 処 理 水 硫 量 を 変 化 させることで, 生 成 する 家 政 学 部 家 政 学 科 アルカリイオン 水 と 酸 性 イオン 水 の ph を 変 化 さ せることができる さてこの 度, 先 に 記 した アルカリイオン 水 の 電 解 質 成 分 とその 量 は 原 水 によって 変 化 する こ とと 関 連 して,A 社 の 電 解 水 生 成 器 に 通 水 してア ルカリイオン 水 を 作 り ph を 測 定 したところ 如 何 様 にしても 目 的 の ph 値 のものが 得 られない 水 が あることが 解 った そこで, 今 研 究 では, 各 地 の 水 から 得 たアルカリイオン 水 について, 生 成 の 際 の 電 解 電 流 値,pH,アルカリ 濃 度 などを 測 定 し, 互 いの 相 関 について 検 討 した 加 えて,アルカリ イオン 水 の 食 生 活 への 利 用 に 関 して 2,3 の 実 験 を 試 みた 1. 実 験 方 法 1-1. 試 験 水 およびアルカリイオン 水 の 調 製 試 験 水 A 社 大 阪 工 場 水, 交 野 市 水, 京 田 辺 市 水, 町 田 市 水, 札 幌 市 水, 福 岡 市 水, 蒸 留 水, 標 準 合 成 水 ( 日 本 ホームヘルス 機 器 工 業 会 で 規 定 された 電 解 性 能 試 験 用 水 で,1 dm 3 中 に, 炭 酸 水 素 ナトリウム0.3 mmol, 塩 化 カルシウム,0.5 mmol, 硫 酸 マグネシウム 0.17 mmol, 炭 酸 水 素 カリウム 0.103mmol を 溶 解 させた 水 ) アルカリイオン 水 の 調 製 町 田 市 水 につい ては,A 社 アルカリイオン 水 生 成 器 試 作 器, 電 流 計 を 接 続 し, 流 量 を 設 定 し,300 ml を 放 水 した 後 200 ml を 採 取 した 他 の 試 験 水 については,A 社 で 町 田 市 水 と 同 方 法 で 調 製 したイオン 水 が 原 水 と 共 に 密 閉 容 器 に 詰 められ 供 給 された 流 量 の 設 定 はストップウォッチを 用 い 蛇 口 の 開 け 具 合 で 調 整 した 図 1,2 にアルカリイオン 整 水 器 のシステム 構 成 と 生 成 原 理 を 示 した 浄 水 部 を 通 過 した 後 にグ リセロリン 酸 カルシウム 剤 添 加 筒 をとおって 電 解 - 1 -
2 部 に 流 れる ずつを,30 で 充 分 量 の 蒸 留 水 とアルカリイオ ン 水 (ph6.3) に 3 時 間 浸 した 後 に, 再 び 長 さを 測 定 する 体 積 は 楕 円 球 として 図 1 アルカリイオン 整 水 器 のシステム 構 成 V= - 4 3 π r 1 r 2-1 r 2 3 で 計 算 した 2 煎 茶 からのカテキンの 溶 出 1.5 g の 煎 茶 (1.4 mm 平 方 の 目 の 篩 にかけ, 50 g から 円 錐 四 分 割 法 で 採 取 )を 水 と 共 に 100 ml のメスフラスコに 入 れ,1 分 撹 拌,9 分 放 置 した 後, 迅 速 にろ 過 し, 濾 液 3 ml と 酒 石 酸 鉄 試 薬 5 ml とを 25 ml メスフラスコにいれ,pH7.5 の 緩 衝 溶 液 で 定 容,540 nm の 吸 光 度 を 測 定 した 没 食 子 酸 エチルを 標 準 物 質 とした 検 量 線 から 定 量 した 図 2 アルカリイオン 水 の 生 成 原 理 1-2. ph および 電 解 電 流 の 測 定 IWAKI ph メ ー タ ー M225 お よ び 積 算 電 力 計 (HIOKI MODEL3181-01)を 使 用 した 1-3. アルカリ 濃 度 の 測 定 0.01 M 塩 酸 標 準 溶 液 1.00 mlを 滴 定 容 器 にとり, メチルレッドを 指 示 薬 とし, 試 験 水 をミクロビュ レットから 滴 下 する 方 法 で 求 めた この 方 法 は 工 業 用 水 試 験 法 によるアルカリ 度 の 求 め 方 とはやや 異 なるが 7), 供 給 された 試 験 水 の 量 的 問 題 を 解 決 するために 採 用 した 試 験 水 間 の 比 較 は 可 能 であ る 1.4 アルカリイオン 水 の 食 品 への 効 果 1 白 インゲンを 水 に 浸 し 体 積 膨 張 率 を 測 定 す る 白 インゲンの 縦 ( 長 半 径 r 1 ), 横 ( 短 半 径 r 2 ), 厚 さ (r 3 ) をマイクロメーターで 測 定 し,10 粒 2. 結 果 および 考 察 生 成 器 のモード 強, 中, 弱 ではそれぞれ 約 ph10, 9,8 のアルカリイオン 水 が 得 られることになっ ている 大 学 研 究 室 の 水 道 水 ( 町 田 市 水 を 校 舎 屋 上 の 貯 水 槽 から 供 給 )から 生 成 させたアルカリイ オン 水 の ph とアルカリ 濃 度 を 表 1 に 示 した 実 験 日 により 得 られる 水 の ph に 変 動 は 見 られるが, 両 要 素 間 の 相 関 係 数 は 0.994 であった 各 種 水 について,アルカリイオン 水 調 製 時 の 電 解 電 流 値, 水 流 量,pH 値,アルカリ 濃 度 を 表 2 に 示 した その 中 から, 単 位 水 流 量 あたりの 電 解 電 流 と ph との 相 関 性 を 図 3 にしてみた 図 3 から 解 るように, 電 流 量 に 対 応 して 多 くの 表 1 アルカリイオン 水 の ph とアルカリ 濃 度 - 2 -
中村 アツコ 表２ アルカリイオン水生成器のファクターおよび生成イオン水の ph 塩基濃度 - 3-3
4 図 3 単 位 水 流 量 あたりの 電 解 電 流 と ph との 相 関 図 4 単 位 水 流 量 にたいする 電 解 電 流 と アルカリ 濃 度 との 相 関 水 の ph は 7.5 ~ 10.2 の 値 を 示 したが, 蒸 留 水 か らのイオン 水 は 非 常 に 高 い 値 を, 逆 に 交 野 市 水 は 非 常 に 低 い 値 にとどまった 京 田 辺 市 水 の ph も やや 低 い 傾 向 にある また 多 くのイオン 水 の ph 変 化 も 蒸 留 水 および 標 準 合 成 水 と 同 様 の 勾 配 を 示 したが, 交 野 市 水 のみが 勾 配 が 小 さい あたかも ph からはアルカリイオン 水 が 生 成 していないか のようにみえる そこで 単 位 水 流 量 あたりの 電 解 電 流 とアルカリ 濃 度 との 相 関 を 図 にしてみた 図 4 が 示 すように,いずれも 同 様 の 勾 配 を 示 し, 通 じた 単 位 水 流 量 あたりの 電 解 電 流 に 応 じてアルカ リ 濃 度 が 増 加 していることが 解 る 蒸 留 水 のアル カリ 濃 度 は 最 も 低 いが,pH は 他 のどれよりも 高 い ph が 低 かった 京 田 辺 市 水 と 交 野 市 水 は, 他 の どのイオン 水 よりもアルカリ 濃 度 が 高 く, 通 じた 電 流 に 応 じて,さらに 濃 度 が 高 くなっているが, この 濃 度 が ph に 反 映 されていないことが 解 った すなわち ph 変 化 が 小 さく 得 られるはずの ph の イオン 水 が 得 られなくても,アルカリイオン 水 の 生 成 は 進 んでいると 考 えることが 出 来 る 測 定 に より 京 田 辺 市 水 と 交 野 市 水 は 原 水 のアルカリ 濃 度 が 高 いことが 解 った 因 みに 原 水 のアルカリ 濃 度 が 直 接 ph に 反 映 されるならばその ph は 計 算 で は 10 付 近 となる 蒸 留 水 では 緩 衝 作 用 もつイオ ン 種 が 非 常 に 少 ないためアルカリ 濃 度 が 直 接 ph に 反 映 されるが,pH の 変 化 しにくい 京 田 辺 市 水 や 交 野 市 水 などには, 炭 酸 水 素 イオンが 標 準 水 で の 濃 度 以 上 に 多 く 含 まれ, 下 式 の 反 応 で 水 酸 化 物 イオンが 消 費 され, 緩 衝 作 用 を 示 すからであろう OH 2 + HCO 3 H 2 O + HCO 3 このような ph 変 化 が 起 きにくい 水 では,アル カリイオン 水 になっているかどうかは 得 られた 水 の ph ではなく, 電 解 電 流 量 で 判 断 せざるを 得 ない 白 インゲンの 体 積 膨 張 の 結 果 を 表 3 にした 膨 張 率 の 平 均 では 数 %の 差 が 見 られたが, 偏 差 が 大 きく,T 検 定 では 有 意 差 が 認 められなかった 茶 のカテキン 溶 出 については 表 4 に 示 したとお り, 第 1 回 から 3 回 まで 全 て,イオン 水 の 方 によ - 4 -
5 中村 アツコ 表３ 浸水前後の白インゲン豆の体積変化 り多く抽出された カテキンはポリフェノールで 表４ 浄水およびアルカリイオン水による緑茶抽 あるからフェノール性ヒドロキシ基の電離がアル 出液中のカテキン量 カリイオン水により促進されより多く溶解したと 緑茶のカテキン含量 129mg/1.5g 考えられる 3. 要約 (1) 多くの水はアルカリイオン生成器に通水すれ ば 電気電流に応じて ph アルカリ濃度と もに上昇した 特に 蒸留水では緩衝作用も つイオン種が非常に少ないためアルカリ濃度 が直接 ph に反映された (2) アルカリイオン生成器に通水しても ph が 8 以上にならなかった交野市水 9 以上になら なかった京田辺市水はともに通じた電流に応 - 5 -
6 じてアルカリ 濃 度 は 高 くなっており, 電 気 分 解 は 進 行 していた すなわち ph 変 化 が 小 さ く 得 られるはずの ph のイオン 水 が 得 られな くても,アルカリイオン 水 の 生 成 は 進 んでい ると 考 えることが 出 来 る (3) アルカリ 濃 度 の 高 い 原 水 では, 炭 酸 水 素 イオ ン, 炭 酸 イオン 等 による, 緩 衝 作 用 により, ph が 変 化 し 難 い (4) 白 インゲンの 膨 潤 実 験 ではアルカリイオン 水 の 効 果 は 検 証 できなかった (5) 緑 茶 からのカテキンの 抽 出 にはアルカリイオ ン 水 は 有 効 であった 謝 辞 この 研 究 の 試 験 機 と 試 料 水 をご 提 供 くださ いました( 株 ) 象 印 マホービン,ならびに, 実 験 にご 協 力 くださいました 本 学 卒 業 生 の 中 込 智 子 さ ん, 植 松 雅 美 さん, 川 掘 千 恵 子 さん, 半 渡 貴 子 さ んに 感 謝 いたします 参 考 文 献 1) 内 藤 祐 二,アルカリイオン 水 の 細 胞 保 護 作 用 の 検 証, 第 4 回 機 能 水 シンポジウム(1997) 2) 田 代 博 一,アルカリイオン 水 の 活 性 酸 素 への 効 果, 第 4 回 機 能 水 シンポジウム(1997) 3) 生 命 の 水 研 究 会 編, 検 証 アルカリイオン 水,メタモル 出 版,46(1994) 4) 北 洞 哲 治 等,アルカリイオン 水 の 効 用 の 検 証, 日 本 医 学 会 シンポジウム(1999) 5) 田 代 博 一 等,アルカリイオン 水 の 臨 床 的 検 討, 日 本 医 学 会 シンポジウム(1999) 6) 早 川 亨 志 等,アルカリイオン 水 の 腸 内 発 酵 への 影 響, 日 本 医 学 会 シンポジウム(1999) 7) 日 本 分 析 化 学 会 北 海 道 支 部 編 著, 水 の 分 析, 化 学 同 人 (1971) - 6 -