CN111661908A - 一种弱碱性富氢水的制备方法 - Google Patents

一种弱碱性富氢水的制备方法 Download PDF

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高继宁
王涛
郝玉徽
李蓉
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粟永萍
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Abstract

本发明公开了一种弱碱性富氢水的制备方法，该方法有以下步骤：将镁球、弱碱性阴离子交换树脂混合装入富氢水柱中，其镁球：弱碱性阴离子交换树脂质量比为1:2～6，用醋酸溶液或食用白醋浸泡30s‑1min；用饮用水清洗三次，再加入饮用水，得到pH值为8～8.5的弱碱性富氢水。采用本发明所述方法制备出的富氢水pH值范围为8～8.5，氧化还原电位为‑231.5～‑327.2mV，H2浓度为0.38～0.97ppm。所得富氢水，满足弱碱性饮用水的条件，且水中氢气的含量也较高，能够平衡身体酸碱度，消除体内自由基、减少氧化损伤，有效防治多种疾病。

Description

一种弱碱性富氢水的制备方法
技术领域
本发明涉及饮水领域，特别涉及一种弱碱性富氢水的制备方法。
背景技术
近年来的研究表明富氢水中溶解的低含量氢气具有较好的抗氧化损伤作用，可以通过饮用或者静脉注射给药，是一种临床实用性强的给氢途径。富氢水中所含的丰富的氢分子，被人体吸收后，会分解成氢原子，即所谓的“活性氢”。这种活性氢会与体内不断产生的活性氧(被认为是万病之原)结合形成水，达到去除对人体有害的“活性氧”的作用。
目前富氢水通常采用镁和水反应的氢水棒或者氢水壶制备氢气得到富氢水，其反应方程式Mg + 2H2O = Mg2+ + 2OH- + H2，主要存在两个问题：
（1）所得富氢水的pH值较高，最高可达10.3（饮用水的pH值标准应在6.5-8.5之间）；
（2）反应生成的Mg(OH)2吸附沉积在金属镁的表面，阻止了镁与水的进一步反应。
由于镁的反应活性较低，而且生成的富氢水的pH值大于10远高于饮用水标准（标准为小于8.5），限制了其应用。此外，富氢水/氢水棒用作保健品在网络上的商业宣传广告不少，价格悬殊，真假难分。
尽管专利CN103068722A和CN102557227A中采用阳离子交换树脂对生成富氢水的pH进行调控。但氢型阳离子交换树脂中的氢离子在水中会自动解离，不受控制的释放，造成初期所生成的富氢水pH偏酸性，而且很容易失去pH调节作用。因此，目前亟需研制pH值适宜，适合饮用，简单易用的富氢水的制备方法。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种弱碱性富氢水的制备方法。采用该方法制备出的富氢水pH值范围为8～8.5，氧化还原电位为-231.5～-327.2mV， H2 浓度为 0.38～0.97ppm。该制备工艺的稳定性、重复性好，2个月后再次使用制备出的富氢水的pH值范围为7.9～8.4，氧化还原电位为-227.1～-309.3mV， H2 浓度为 0.39～0.86ppm。不仅满足弱碱性饮用水的条件，而且氧化还原电位和氢气浓度没有明显降低。
本发明的技术方案是：
弱碱性富氢水的制备方法，有以下步骤：
1）将镁球、弱碱性阴离子交换树脂混合装入富氢水柱中，其镁球：弱碱性阴离子交换树脂质量比为1:2～6，用醋酸溶液或食用白醋浸泡10-30s；
2）用饮用水清洗三次，再加入饮用水，得到pH值为8～8.5的弱碱性富氢水。
步骤1）中所述醋酸溶液的质量分数为5%～15%。
醋酸溶液或食用白醋中醋酸与弱碱性阴离子交换树脂质量比为50～200:1。
装有镁球的富氢水柱中，镁球与饮用水的质量：体积=3:100～150。
所述弱碱性富氢水的氧化还原电位为-231.5～-327.2mV，H2 浓度为 0.38～0.97ppm。
所述含镁球和弱碱性阴离子交换树脂的富氢水柱中还可以添加远红外球和银颗粒。
所述弱碱性阴离子交换树脂为FBA53弱碱性阴离子交换树脂。
8.根据权利要求1所述的弱碱性富氢水的制备方法，其特征在于：所述弱碱性阴离子交换树脂为IRA96RF弱碱性阴离子交换树脂。
所述弱碱性阴离子交换树脂为IRA67弱碱性阴离子交换树脂。
由于本申请的阴离子交换树脂上面的氨基基团在水溶液中会形成一个缓冲体系，而缓冲溶液是一类能够抵御外界少量强酸和强碱的影响，维持体系pH值基本不变的溶液。弱酸及其共轭碱，如乙酸-乙酸盐是常用的弱酸性体系工作的缓冲溶液。弱碱及其共轭酸，如Tris（三羟甲基氨基甲烷）是生物医学研究中常用的弱碱性体系工作的缓冲溶液。在弱碱性缓冲溶液体系中，镁与水反应生成的氢氧根会与弱碱的共轭酸中的氢离子反应，而不会造成pH的大幅度升高；弱碱共轭酸中的氢离子只有在强碱性条件下才会反应，也不会造成pH值不受控制的降低。然而，常规的缓冲溶液都是由可溶于水小分子化合物组成，不合适大量饮用。不溶于水的弱碱性阴离子交换树脂及共轭酸，将会起到同样的pH缓冲作用，而不会对富氢水的组成造成影响。
申请人通过实验验证，本发明所述方法有以下优点：⑴ 镁球：弱碱性阴离子交换树脂=1:2～6（质量比），其中调解pH值的关键成分是弱碱性阴离子交换树脂；⑵ 活性组分镁球为3g时，应该加入100mL～150 mL的水；⑶ 制得的富氢水pH值范围为8～8.5，氧化还原电位为-231.5～-327.2mV， H2 浓度为 0.38～0.97ppm，满足弱碱性饮用水的条件；(4) 用醋酸溶液或食用白醋浸泡活化对富氢水的pH值具有重要的影响；(5) 市面上的氢水棒进行预处理后加入500mL超纯水进行测试有两种的pH值接近9，不满足饮用要求，相比之下自制富氢水更适合饮用。
本制备工艺采用镁球作为原料，利用弱碱性阴离子交换树脂对所生成的富氢水pH值进行调控。弱碱性阴离子交换树脂中的伯胺基或仲胺基在活化过程中与醋酸反应被质子化，镁与水发生反应生成的氢氧根离子的可以被质子化的胺中和，从而不会造成富氢水的pH值升高，可获得符合饮用水标准的弱碱性富氢水。弱碱性的伯胺基或仲胺基及其质子化产物可以起到缓冲体系的作用，缓冲了富氢水pH值变化，抑制了富氢水pH值得升高，也不会自动解离出氢离子而造成富氢水pH值降低。
与现有制备富氢水的工艺相比，本发明所述方法具有如下优点：
1.制备出的富氢水pH值在8～8.5之间，满足弱碱性富氢水的饮用条件8～8.5，适合饮用。
2. 弱碱性阴离子交换树脂具有调节pH值的作用，而且容易通过活化再生，增加其使用寿命。
3. 使用醋酸水溶液或食用白醋活化，一方面可使弱碱性阴离子交换树脂质子化而再生，另一方面也可以溶解反应后沉积在镁球表面的氢氧化镁而防止镁球钝化而降低与水的反应活性。
填料中的组分，若添加其他填料，如远红外球和银颗粒。其中，远红外球可缓慢释放锌、锂、碘、硒等二十多种人体必需的微量元素，使得富氢水含有更多的有益矿物质；银颗粒具有杀菌作用，使得富氢水的品质与饮用安全都得到保障。
3.本发明所述方法制得的富氢水稳定性、重复性好。
4.本发明所述方法制备工艺简单，有饮用水的地方就能随时制备富氢水，有利于商品化，产业化。
采用本发明所述方法制得的富氢水，满足弱碱性饮用水的条件，且水中氢气的含量也较高，能够平衡身体酸碱度，消除体内自由基、减少氧化损伤，从而有效防治多种疾病。
本发明制备方法采用的制剂，均为市售的食品级产品。
具体实施方式
实施例1
将3g镁球、6gFBA53弱碱性阴离子交换树脂(AMBERLITE FPA 53,天津双联科技有限公司)混合装入富氢水柱中，富氢水柱（将产生氢气和调节pH值的材料装在氢水柱外壳中，方便放入饮用水中使用）由PP树脂以及304不锈钢网构成，其PP树脂将不锈钢网包围在其中。用质量分数为5%～15%的醋酸水溶液（此浓度的醋酸溶液可以用于清洗镁球表面的氧化膜并使弱碱性阴离子交换树脂质子化。）浸泡富氢水柱30s-1min，再用400mL饮用水（将镁球浸泡即可）清洗三次。随后加入150ml饮用水，20min后用氢气微电极（Unisense）测定溶液的pH值为8.41，氢气浓度为0.57ppm，用多功能pH计（梅特勒托利多）测定溶液氧化还原电位为-259.4mV，得到本发明所述富氢水，该富氢水放置24h后再次测其pH值 为8.45，氢气浓度为0.97ppm，氧化还原电位为-325 mV。这说明所得富氢水的pH值稳定性、重复性好。
实施例2
将3g镁球、9gIRA96RF(AMBERLITE IRA96RF,天津双联科技有限公司)弱碱性阴离子交换树脂混合装入富氢水柱外壳中，随后将柱子放入可密封的杯子或者瓶子中，加入质量分数为5%～15%的食用白醋浸泡30s-1min，再用400mL饮用水（将镁球浸泡即可）清洗三次。随后加入150 mL饮用水20min后用氢气微电极（Unisense）测定溶液的pH值为8.25，氢气浓度为0.61ppm，用多功能pH计（梅特勒托利多）测定溶液氧化还原电位为-273.9mV，得到本发明所述富氢水，该富氢水放置24h后再测其pH值 为8.31，氢气浓度为0.96ppm，氧化还原电位为-319.5mV，这说明所得富氢水的pH值稳定性、重复性好。
实施例3
将3g镁球、12gIRA67 (AMBERLITE IRA67,Sigma)弱碱性阴离子交换树脂混合装入富氢水柱外壳中，随后将柱子放入可密封的杯子或者瓶子中，加入质量分数为5%～15%的食用白醋浸泡30s-1min，再用400mL饮用水（将镁球浸泡即可）清洗三次。随后加入150 mL饮用水20min后用氢气微电极（Unisense）测定溶液的pH值为8.31，氢气浓度为0.65ppm，用多功能pH计（梅特勒托利多）测定溶液的氧化还原电位为-283.5mV，得到本发明所述富氢水，该富氢水放置24h后再测其pH值 为8.40，氢气浓度为0.93ppm，氧化还原电位为-324.6mV，这说明所得富氢水的pH值稳定性、重复性好。
实施实4
富氢水柱活化再生
将使用一周后的富氢水柱（实施例1中配方所得的富氢水柱）浸泡在400mL质量分数为5%～15%的食用白醋溶液中，浸泡30s-1min即完成活化，再用大量饮用水（将镁球浸泡即可）清洗三次。随后加入150 mL饮用水，20min后用氢气微电极（Unisense）测定溶液的pH值为8.37，氢气浓度为0.46ppm，用多功能pH计（梅特勒托利多）测定溶液的氧化还原电位为-237.5mV，得到本发明所述富氢水，该富氢水放置24h后再次测其pH值 为8.40，氢气浓度为0.83ppm，氧化还原电位为-297.1 mV。这说明所得富氢水水柱再生后性能依然稳定，可重复使用。

Claims (9)

1.一种弱碱性富氢水的制备方法，其特征在于，有以下步骤：
1）将镁球、弱碱性阴离子交换树脂混合装入富氢水柱中，其镁球：弱碱性阴离子交换树脂质量比为1:2～6，用醋酸溶液或食用白醋浸泡10-30s；
2）用饮用水清洗三次，再加入饮用水，得到pH值为8～8.5的弱碱性富氢水。
2.根据权利要求1所述的弱碱性富氢水的制备方法，其特征在于：步骤1）中所述醋酸溶液的的质量分数为5%～15%。
3.根据权利要求1所述的弱碱性富氢水的制备方法，其特征在于：醋酸溶液或食用白醋中醋酸与弱碱性阴离子交换树脂质量比为50～200:1。
4.根据权利要求1所述的弱碱性富氢水的制备方法，其特征在于：装有镁球的富氢水柱中，镁球与饮用水的质量：体积=3:100～150。
5.根据权利要求1所述的弱碱性富氢水的制备方法，其特征在于：所述弱碱性富氢水的氧化还原电位为-231.5～-327.2mV，H2 浓度为 0.38～0.97ppm。
6.根据权利要求1所述的弱碱性富氢水的制备方法，其特征在于：所述含镁球和弱碱性阴离子交换树脂的富氢水柱中还可以添加远红外球和银颗粒。
7.根据权利要求1所述的弱碱性富氢水的制备方法，其特征在于：所述弱碱性阴离子交换树脂为FBA53弱碱性阴离子交换树脂。
8.根据权利要求1所述的弱碱性富氢水的制备方法，其特征在于：所述弱碱性阴离子交换树脂为IRA96RF弱碱性阴离子交换树脂。
9.根据权利要求1所述的弱碱性富氢水的制备方法，其特征在于：所述弱碱性阴离子交换树脂为IRA67弱碱性阴离子交换树脂。
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