CN112811560A - 牛磺酸作为氢气逸散延缓剂的应用、富氢水及其制备方法 - Google Patents
牛磺酸作为氢气逸散延缓剂的应用、富氢水及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种牛磺酸作为氢气逸散延缓剂的应用，还提供含有牛磺酸作为氢气逸散延缓剂的富氢水。将牛磺酸添加于富氢水中，获得氢气逸散得到一定程度的抑制的富氢水，有望提供一种新的解决富氢水的保质期短的技术途径。
Description
技术领域
本发明涉及牛磺酸作为氢气逸散延缓剂的应用，还提供含有牛磺酸作为氢气逸散延缓剂的富氢水，富氢水制备方法。
背景技术
氢气也就是“氢分子”，是自然界最小的分子，2007年氢气生物学第一篇文章在Science发表，其证明了氢气能治疗动物恶性黑色素瘤，并提出了氢气能直接中和羟基自由基的理论。此后，氢生物学引起世界科学家的重视，逐步形成了研究氢生物学的热潮，富氢水是研究较多的其中一个。
富氢水，指含有微量氢分子的水，一般指氢气的质量比浓度不少于0.5ppm的水。世界范围内的消费市场上，富氢水英文是HydrogenRich water,日文是“水素水”，国内有时也简称氢水。
经过日本最权威的机构历经10年的临床验证和跟踪，明确确认了富氢水对人体具有医疗预防作用。日本医科大学太田成男教授研究证实，氢气具有理想的选择性抗氧化作用，可以选择性地高效清除细胞毒性自由基，而细胞毒性自由基也是万病及衰老之源。现已证明氢气能与羟基自由基发生反应，是一种选择性抗氧化物质，氢气对很多疾病具有预防和治疗作用，高效清除细胞毒性自由基的同时，实现机体内环境平衡，启动激发人体自我修复机制，各种亚健康及慢性病逐渐痊愈。因此，富氢水具有十分广泛的应用前景。
然而穿透性极强的氢气，有着可通过皮肤、粘膜弥散进入人体任何器官、组织、细胞以及线粒体和细胞核，易于发挥作用的优点，却也因此，氢气也极难被束缚在容器中，现有的塑料的饮料瓶无法拦住氢气。所以，虽然溶解水中的氢气极易被人体“吸收利用”，但是如何存储富氢水，延缓氢气的逸散是技术界的难题。
目前解决的办法主要有两个途径，一个解决途径是现用现制，例如中国专利201020553888.9公开了利用饮水机生产富氢水，它只能在家饮用，外出携带不方便；中国专利200510068852.5、201020543005.6、201120220416.6和2010202398949提供了多种富氢水产生设备，都是将氢棒放在盛水容器中产生氢，但是它需要10小时以上才能产生氢气；商业化的富氢水杯已经可以购买，但是也需要2小时左右的制备时间，且需要电源，使用上难说方便。总体上说，现用现制并不是富氢水推广应用的好途径。
另一个解决途径是使用特殊的包装方式。中国专利201110247829.8和201110044514.3可以使用灌装瓶装富氢水，但要求耐压金属瓶，这就极大的增加了成本，同时随着时间延长，氢气浓度会降低。不能用现有的塑料瓶的原因是H2分子太小会漏气。常用塑料瓶的材质一般为PET、PP、PE(聚乙烯、聚丙烯、或聚对苯二甲酸乙二酯)，这些材料是许多长链大分子堆叠在一起而形成，分子间形成的孔洞就不均匀，偶尔一些空洞比较大，虽然这些塑料材料的这种空洞非常小，二氧化碳(碳酸饮料成分)和空气并不是那么容易漏出，但是H2分子就会漏气。还可以使用铝覆膜塑料袋装。例如美国富氢水市场的HFactor品牌一直采用11盎司的铝内衬包装保持氢气含量。然而这样的方案明显会增加成本，也不利于现有饮料生产线的利用。
因此如何能够开发新的延缓氢气逸散的技术途径，一直是产业界迫切的要求。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种更新颖的能够开发新的延缓氢气逸散的技术途径。具体而言，发明人经过长期观察和实验，发现常见的作为食品添加剂牛磺酸，添加于富氢水中时，能够明显的延缓氢气的逸散速度。基于这样的认知，可以将牛磺酸添加于富氢水中，获得氢气逸散得到一定程度的抑制的富氢水，有望提供一种新的解决富氢水的保质期短的技术途径。
具体而言，本发明提供牛磺酸作为氢气延缓剂的应用。根据后述的实施例的记载，牛磺酸添加于富氢水后，可以明显起到延缓氢气逸散的作用。当浓度在5％的牛磺酸添加于富氢水中后，逸散所需时间明显得到延长。
基于上述牛磺酸作为氢气逸散延缓剂，本发明还提供一种富氢水，其中氢气的含量为0.5ppm以上，其特征在于，还含有牛磺酸作为氢气逸散延缓剂。
在优选的实施方式中，牛磺酸的含量为0.5％～6％，此范围的牛磺酸已经能够提供足够的氢气逸散延缓效果，而且不会破坏氢水的口感。进一步优选的实施方式中，牛磺酸的含量为4％～5％。
本发明的另一方面还提供一种延缓富氢水中氢气逸散的方法，其特征在于，在富氢水中添加牛磺酸。在本发明优选的方法中方法，其特征在于，在富氢水中添加1％～6％的牛磺酸。进一步优选添加4％～5％的牛磺酸。
牛磺酸能使得氢气逸散速度减慢的原因尚不清楚。一般而言，H2分子与其他分子存在多种形式的弱相互作用(氢键、范德华力)，从本发明的效果分析，牛磺酸应该能增强氢气分子与水分子的作用力，或者牛磺酸分子与氢气分子的弱相互作用较强，使得氢分子更加不容易逸散。
从后述的实施例证实的效果推测，采用的是牛磺酸在电解制氢时即加入原料水中的方法，但由于牛磺酸的添加不影响其SPE薄膜电解的原理，不会增加氢气释放量，因此推测直接将牛磺酸添加在其他方式产生的富氢水中也能延缓氢气逸散。
因此，本发明还提供一种制备富氢水的方法，其通过电解水的方式制备富氢水，其特征在于，在作为富氢水原料的水中，添加有牛磺酸。这样制备的富氢水，其中的氢气的保存时间明显延长，更适宜长期存放。
此处，所谓的电解水的方式制备富氢水的方法，具体为，通过电解水使水产生氢气，电流通过水(H2O)时，在阴极通过还原水形成氢气(H2)，在阳极则通过氧化水形成氧气(O2)。目前用于饮用的富氢水多采用SPE(Solid PolymerElectrolyte,即固体聚合物电极)固体高分子质子膜分槽电解制氢技术，将原料水送入电解槽阳极室，通电后水立刻在阳极分解成4个带正电荷的H,和2个带-2价的氧，分解成的负氧离子随即在阳极放出电子，形成氧气，从阳极排出，携带部分水进入水槽。氢质子以水合离子的形式，在电场力的作用下通过离子膜，到达阴极吸收电子形成氢气，从阴极室排出，进入水中，即可生成富氢水，SPE分槽电解法的隔膜是一种质子交换膜，是一种坚韧、柔软的聚合物薄片，对氢离子有高的导通性。本发明实施例部分采用的仪器即采用了SPE固体高分子质子膜分槽电解制富氢水的技术。但是本发明的制备富氢水的方法不仅仅限于实施例的方法，只要是通过电解的方法制备富氢水时，都可以应用本发明的方法，从而得到氢气逸散得到了更好的抑制的富氢水。
本发明具有以下特点：
牛磺酸是常用的食品添加剂，其符合各国的食品标准，可以直接添加使用，起到延缓氢气逸散的作用，以非常简单实用的方法增加富氢水的保质期。合适的牛磺酸浓度，能够将逸散所需时间延长了20％左右，这相当于是密封的富氢水保质有望期增加20％，因此能够切实的延长富氢水的保质期，使得使用现有的塑料和玻璃罐装方案成为一种可能，极大的降低生产、分发成本。在保质期要求高的领域，继续铝内衬包装袋时，也可以降低相应的铝覆膜厚度，同样能够降低成本。
具体实施方式
以下记载本发明的具体实施方式。实施例仅仅是为了说明本发明技术思想的实例，并非对本发明的进一步限定。本领域人员在理解本发明的思路的基础上，能够进行适当变更。另外，如果未特殊说明，本发明中的％浓度、ppm浓度为重量基准。
比较例1
使用富氢水杯(型号：科力恩III型双腔富氢水杯，济南科力恩健康科技有限公司)，注入200ml水。开启制富氢水的开关，制备富氢水。制备两小时后，停止制氢。将富氢水敞口放置，每隔一段时间(见表1的时间间隔)取6ml进行氢含量滴定，滴定结果汇总在表1中。
氢含量指示剂使用韩国SI Strong Industry公司生产的H2 Catcher氢含量指示剂，该滴定指示剂滴入水中会使水染色，如果水中存在H2，则可以与滴定剂反应使其透明，如果滴入一滴指示剂后能够变透明，相当于水中的氢气含量，为以质量比0.1ppm。韩国SIStrong Industry公司生产的H2 Catcher氢含量指示剂通过纳米微球载体与H2特异性的发生反应，且仅与H2发生反应。并不会因为水溶液中其他成分的含有影响氢气的检测能力。
实施例1
除了在200ml水中先投入相当于是1.25％的牛磺酸(上海实验试剂有限公司，分析纯)，搅拌溶化，其余与比较例1进行同样的操作。滴定结果汇总在表1中。
实施例2
除了在200ml水中先投入相当于是2.5％的牛磺酸，搅拌溶化，其余与比较例1进行同样的操作。滴定结果汇总在表1中。
实施例3
除了在200ml水中先投入相当于是5％的牛磺酸，搅拌溶化，其余与比较例1进行同样的操作。滴定结果汇总在表1中。
表1样品放置时间对应的消耗氢指示剂的量(单位：滴)
| 编号 | 样品浓度 | 1分钟 | 1小时 | 2小时 | 3小时 | 4小时 | 5小时 | 6小时 | 7小时 | 8小时 |
| 比较例1 | 纯水 | 9 | 7 | 5 | 4 | 2 | 1 | |||
| 实施例1 | 1.25％牛磺酸 | 10 | 8 | 6 | 4 | 2 | 1 | |||
| 实施例2 | 2.5％牛磺酸 | 11 | 9 | 7 | 5 | 4 | 2 | 1 | ||
| 实施例3 | 5％牛磺酸 | 12 | 9.5 | 7.5 | 5.5 | 4 | 3 | 2 | 1 |
6ml溶液消耗一滴指示剂相当于溶液的浓度0.1ppm氢气含量。
从上述表1可知，在几乎相同的测试条件下，仅仅在用于制备富氢水的水中增加一些牛磺酸，就能够明显的延长氢气逸散的时间，当牛磺酸浓度达到5％时，能够实现约延长20％的氢气逸散时间的效果，可以明显将保质期延长。需要说明的是，实验中采用的科力恩III型双腔富氢水杯，采用SPE双电腔技术，氢氧分开于独立腔室内电解，腔室内以纯水电解制氢，产氢量不受加入电解质影响，同等时间产生的氢量应该是相同的。
最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。本说明书中引用的所有出版物和专利文献引入本文作为参考，如同每个出版物或专利被分别明确指明引入本文作为参考。在不偏离本申请公开的实质和范围的情况下，可对本申请公开的各实施方案进行多种改变和用等同物替换。除非上下文中另有说明，否则本公开的实施方案的任何特征、步骤或实施方案都可以与任何其他特征、步骤或实施方案组合使用。
Claims (8)
1.牛磺酸作为富氢水的氢气逸散延缓剂的应用。
2.根据权利要求1所述的应用，所述牛磺酸浓度为0.5％～6％，优选为4％～5％。
3.一种富氢水，其中，氢气的含量为0.5ppm以上，其特征在于，还含有牛磺酸作为氢气逸散延缓剂。
4.根据权利要求3所述的富氢水，其中，牛磺酸的含量为0.5％～6％，优选为4％～5％。
5.一种延缓富氢水中氢气逸散的方法，其特征在于，在富氢水中添加牛磺酸。
6.根据权利要求5所述的延缓富氢水中氢气逸散的方法，其特征在于，在富氢水中添加0.5％～6％的牛磺酸，优选在富氢水中添加4％～5％的牛磺酸。
7.一种制备富氢水的方法，其通过电解水的方式制备富氢水，其特征在于，在作为富氢水原料的水中添加有牛磺酸，通过电解的方法制备富氢水。
8.根据权利要求7所述的制备富氢水的方法，其特征在于，牛磺酸的浓度为0.5％～6％，优选为4％～5％。
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