CN1148322C - 还原性电解水及其生成方法 - Google Patents

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Abstract

一种还原性电解水，其pH为3～12、氧化还原电位在-200以下、更优选的是pH为5～11，氧化还原电位在-500mV以下、且氢离子浓度[H+]和电子浓度[e-]乘积的常用对数在-4.5以上、更优选的是0以上。被作为水饮料、农用肥料、点滴液、其它的注射液、透析液、化妆水使用，尤其是医疗效果显著。

Description

还原性电解水及其生成方法
本发明涉及一种水电解得到的还原性电解水，以此为主要成分的水饮料，农业用肥料，点滴液，其它的注射液，透析液、化妆水及其生成方法。
迄今有报道称，将使水电解得到的碱性电解水作为水饮料使用时，具有抑制胃肠内的异常发酵或消化不良、痢疾、胃酸过多等医疗效果。这一点一般认为碱性电解水中含有的钙、钠、镁、钾等矿物质成分作为阳离子存在是其主要原因。
因此，为了得到这样的医疗效果而使用的碱性电解水，仅从含有金属离子和pH值而定，通过对添加了钙等的水进行电解直至使其pH值达到9左右而生成。
而本发明的发明人等在研究的过程中，确认了由于生物体内产生的活性氧使生物体分子氧化而使该生物体分子受到损伤，这是得病的主要原因。
于是，通过着眼于将所述的活性氧通过其和氢的还原反应能够还原为无毒的水，发现只要能促进该反应就能够得到医疗效果更高的电解水，从而完成了本发明。
另外，由于这样的电解水利用现有的方法不能生成，所以着眼于上述还原反应速度进行深入研究的结果，发现通过选择并适当添加某种还原剂和金属离子可以容易地生成，从而完成了本发明。
也就是说，本发明的目的在于提供一种还原性能优良的无害水及其生成方法。
为了实现上述目的，本发明的还原性电解水的特征为，pH值为3～12，氧化还原电位为-200mV以下，更优选的是pH值为5～11，氧化还原电位为-500mV以下。
此时，氢离子浓度[H+]和电子浓度[e-]的积的常用对数优选为-4.5以上，更优选的是0以上。
生物体通过进行有氧代谢而维持生命的结果，在体内产生活性氧，该活性氧具有极强的氧化力，氧化构成生物体的遗传基因或细胞。可以认为这是致病的原因之一，本发明的还原性电解水除去活性氧的活性极高，具有通过接受生物体的活性氧而谋求使之稳定化的作用。
同时，本发明的还原性电解水能够长时间保持其特性，保存性优良。也就是说，本发明的含有还原剂和/或金属离子的水电解得到的还原性电解水由于含有还原剂，所以即使暴露在氧环境下，由于其还原性也会长时间保持其溶存氧量为微量不变，同时，由于金属离子的作用也可以使处于低电位的氧化还原电位长时间保持低电位不变，因而保存性优良。
另外，本发明的还原性电解水不仅氧化还原电位极低，但由于pH值为3～12、更优选pH值为5～11及氢离子浓度大，所以具有还原能力强、易与生物体内的活性氧反应的特性。
活性氧O2 -按下述反应式被还原生成水。
因此，氢离子浓度〔H+〕及电子浓度〔e-〕各自越大，且其积越大化学平衡就越向生成水H2O的方向移动。在此，由于氢离子浓度及电子浓度分别被表示为，
氢离子浓度〔H+〕＝10-pH
电子浓度〔e-〕＝10(-ORP/0.05917)
所以，氢离子浓度〔H+〕及电子浓度〔e-〕的值越大且其积越大，换言之，该积的常用对数越大，活性氧就越会变成水。本发明的还原性电解水由于其氢离子浓度〔H+〕及电子浓度〔e-〕的积的常用对数为-4.5以上，更优选为0以上，所以可以使活性氧量减少。
在本发明中，最优选的是溶存氧量尽可能接近于0ppm及氧化还原电位尽可能低。这是由于这样最容易得到对因上述活性氧而引起的生物体内的氧化作用的抑制力。
具有上述特性的本发明的还原性电解水优选作为水饮料、酒精饮料、清凉饮料、果实饮料、乳清饮料等的主要成分或作为点滴液、其他注射液、透析液、化妆水使用。这样可以减少作为生物体内有氧代谢的副产物的活性氧量，期待产生能够抑制遗传基因及细胞氧化的医疗效果。
本发明的还原性电解水除饮料水及注射液以外也优选使用于农药或农业用肥料。由于现有的农业用肥料使用硝酸性氮，所以农作物中含有大量的亚硝酸。由于与该亚硝酸的增加成反比，维生素C随其增加而减少，所以会形成还原性不足的农作物。而体内一旦摄入亚硝酸，就会和胺结合形成有害的亚硝酸胺(亚硝胺)。因此，作为农药及农业用肥料通过使用本发明的还原性电解水可以防止还原性降低及有害物质生成。
本发明的还原性电解水可以通过电解含有还原剂的水而生成。可以通过电解水后添加还原剂而生成。可以通过电解含有还原剂的水后进一步添加还原剂而生成。可以通过电解含有还原剂及金属离子的水而生成。可以通过电解含有还原剂及金属离子的水后进一步添加金属离子而生成。可以通过电解水后添加还原剂及金属离子而生成。可以通过电解含有还原剂及金属离子的水后进一步添加还原剂而生成。可以通过电解含有还原剂的水后进一步添加还原剂及金属离子而生成。可以通过电解含有还原剂及金属离子的水后进一步添加还原剂及金属离子而生成。
特别的，本发明的还原性电解水优选在电解含有还原剂及金属离子的水生成pH值为9～12、氧化还原电位为-600mV以下、溶存氧量3ppm以下的碱性电解水后，向该碱性电解水添加还原剂而生成。
本发明的还原性电解水优选在电解含有还原剂及金属离子的水生成pH值为9～12、氧化还原电位为-600mV以下、溶存氧量3ppm以下的碱性电解水后，通过进一步电解该碱性电解水而生成。
用于本发明的还原性电解水的生成方法的还原剂可以列举如下，具有γ内酯结构(羧酸和羟基在分子内脱水环化的环酯)且含有OH基的混合物或具有含氧的5元环或6元环且具有1个以上OH基的糖类。可以举例如下，如维生素C、葡萄糖、果糖、乳糖等糖类，异抗坏血酸等。
本发明的还原剂除上述还原剂以外还可以举出草酸、维生素E、EDTA(乙二胺四乙酸)、柠檬酸异丙酯等还原剂。
同时，用于本发明还原性电解水生成方法的金属离子可以为所有的金属离子，但其中优选为钠离子、钾离子、钙离子、或镁离子。
被电解的原水优选为超纯水、纯水、精制水、蒸馏水等，但各种自来水也可以使用。
当长时间静置这样生成的本发明的还原性电解水时，氧化还原电位有时也会从-200mV增加到0mV左右，当添加氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铷、氢氧化铯及氢氧化钙等氢氧化物水溶液时，会复原为氧化还原电位为-200mV以下的还原性电解水。
图1是显示本发明实施例中使用的电解水生成装置的剖面图。
图2是显示本发明实施例中使用的电解水生成装置的剖面图。
下面参照附图说明本发明的一个实施例。
实施例1
如图1所示，在本实施例中，在容积为2升(纵100mm×横200mm×深100mm)的电解槽1的中央配置隔膜4，分隔为容积分别为1升的各电解室5，6，同时，将电极板2，3间的距离L设置为4mm，使两电极板2，3的主面呈相对配置。作为电解槽1内的电极板2，3使用了在钛板上镀铂的纵114mm×横74mm的材料。
在本实施例中，相对于自来水2升将以维生素C0.25g、氯化钙0.01g～0.02g的比例添加的水充满电解槽1，在两电极板2，3间施加20分钟25V的恒定电压(最大电流值2.2A)，进行电解。对于生成的碱性电解水，分别测定pH值、氧化还原电位(ORP)、溶存氧量(DO)的结果为pH＝10.69、ORP＝-813mV、DO＝1.47ppm。
然后，相对于该电解水2升添加维生素C0.25g的还原性电解水，分别测定pH值、氧化还原电位、溶存氧量。其结果示于表1。
另外，pH值的测定使用(株)堀场制作所社制pH值测定仪D-13及pH测定传感器#6350-10D，氧化还原电位的测定使用(株)堀场制作所社制ORP测定仪D-13及ORP测定传感器#6860-10C，溶存氧量的测定使用东亚电波工业(株)社制的DO测定仪DO14-P及DO测定传感器OE-2102。
根据本实施例，在得到符合目的的pH值的同时，可以减小ORP值及DO值。另外，在根据用途生成水时，只要生成一种如pH＝9～12的水，其后，不使用特殊的装置，只要添加维生素C等还原剂，就可以容易地得到符合目的的还原性电解水。之后，只要在电解前后以某种比例添加还原剂就会使生成后的还原剂的平衡提高，从而提高还原力。
实施例2
使用与实施例1相同的电解水生成装置，相对于自来水2升将氯化钙以0.01g～0.02g的比例添加的水充满电解槽1，在两电极板2，3间施加20分钟25V的恒定电压(最大电流值2.2A)，进行电解。对于生成的碱性电解水，分别测定pH值、氧化还原电位、溶存氧量的结果为pH＝10.29、ORP＝-790mV、DO＝1.00ppm。
然后，相对于该电解水2升添加维生素C0.5g的还原性电解水，分别测定pH值、氧化还原电位、溶存氧量。其结果如表1所示。
根据本实施例，在得到符合目的的pH值的同时，可以减小ORP值及DO值。另外，在使用反应性高的还原剂时，还原力的随时间劣化会成为问题，但在本实施例中，由于可以预先电解含有氯化钙等的金属离子的水，在使用时添加还原剂形成符合目的的还原性电解水，所以还原力的维持性优良。
实施例3
使用与实施例1相同的电解水生成装置，相对于自来水2升将氯化钙以0.01g～0.02g的比例添加的水充满电解槽1，在两电极板2，3间施加20分钟25V的预定电压(最大电流值2.2A)，进行电解。对于生成的碱性电解水，分别测定pH值、氧化还原电位、溶存氧量的结果为pH＝11.02、ORP＝-840mV、DO＝3.00ppm。
然后，相对于该电解水2升添加维生素C 0.5g的还原性电解水，分别测定pH值、氧化还原电位、溶存氧量，其结果为pH＝10.05、ORP＝-770mV、DO＝3.00ppm。
而且，相对于该碱性电解水2升添加维生素C 0.5g的还原性电解水，分别测定pH值、氧化还原电位、溶存氧量，其结果示于表1。
本实施例和实施例2同样，在得到符合目的的pH值的同时，可以减小ORP值及DO值。另外，在使用反应性高的还原剂时，还原力的经时劣化会成为问题，但在本实施例中，由于可以预先电解含有氯化钙等的金属离子的水，在使用时添加还原剂形成符合目的的还原性电解水，所以还原力的维持性优良。
实施例4
使用与实施例1相同的电解水生成装置，相对于自来水2升将维生素C以1g、氯化钙以0.01g～0.02g的比例添加的水充满电解槽1，在两电极板2，3间施加20分钟25V的预定电压(最大电流值2.2A)，进行电解。对于生成的还原性电解水，分别测定pH值、氧化还原电位、溶存氧量，将其结果显示于表1。
本实施例可以最简单地生成还原性电解水。
实施例5
使用与实施例1相同的电解水生成装置，相对于自来水2升将维生素C以1g、氯化钙以0.1g的比例添加的水充满电解槽1，在两电极板2，3间施加3小时12V的预定电压(最大电流值0.5A)，进行电解。对于生成的还原性电解水，分别测定pH值、氧化还原电位、溶存氧量，将其结果显示于表1。
本实施例可以最简单地生成还原性电解水。
实施例6
首先，先用图1所示的电解水生成装置，相对于自来水2升将维生素C以0.5g、食盐0.1g的比例添加的水充满电解槽1，进行40分种电解。对于生成的碱性电解水，分别测定pH值、氧化还原电位、溶存氧量的结果为pH＝10.03、ORP＝-850mV、DO＝0.42ppm。
然后，将该碱性电解水使用图2所示的电解水生成装置，在两电极板2，3间施加6V的恒定电压，进行10分钟电解。该电解水生成装置如图2所示，在容积为2升(纵100mm×横200mm×深100mm)的电解槽1配制有主面相对设置的一对电极板2，3，袋状的隔膜4只围绕一侧的电极板(此处为阳极板)而设。电极板2，3间的距离L为4mm，设在电解槽1内的电极板2，3使用在钛板上镀铂的纵50mm×横6mm的材料。分别测定生成的还原性电解水的pH值、氧化还原电位、溶存氧量。其结果示于表1。
本实施例由于能够在维持小ORP值不变的情况下，将pH值减小到7左右，所以可以应用于注射液等。
比较例1
作为实施例6的比较例，将利用图1所示的电解水生成装置生成的pH＝10.03、ORP＝-850mV、DO＝0.42ppm的碱性电解水利用相同的电解水生成装置进行电解。分别测定生成的偏酸性的电解水的pH值、氧化还原电位、溶存氧量。该结果示于表1。
                   (表1)
    pH      ORP(mV)    DO(ppm)
  实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6比较例1     10.02   -773       1.119.90    -766       1.006.85    -570       1.157.17    -560       1.545.60    -540       0.668.89    -724       0.436.31    +45        7.56
实施例7
其次，评价了利用本发明的还原性电解水除去动物体内的活性氧的活性。具体地说，利用pH＝6.50、ORP＝-550mV、溶存氧量＝1.0ppm还原性电解水，利用这样的溶液给健康的狗打24小时点滴，抽出点滴前后的该狗的血浆样品，利用ESR测定O2 -消除活性值。点滴前的O2 -消除活性值7.8unit/ml、活性氧量89.20unit/ml、抗氧化酶(SOD)的平均值为7.953unit/ml，与此相对，点滴后的O2 -消除活性值增加到15.2unit/ml、活性氧量减少到58.00unit/ml、抗氧化酶的平均值增加到14.627。也就是说证明了通过将本发明的还原性电解水作为点滴液使用，能够使动物体内的活性氧量减少。
实施例8
下面为了证明本发明的还原性电解水对具体的疾病的效果，进行了动物实验。
作为第1病例，将与实施例7相同还原性电解水200ml给感染淋巴肉瘤的狗点滴，为了确认其状况，测定了作为淋巴肉瘤代表特性的白细胞(WBC)的量和血小板(PLT)的量。点滴前感染淋巴肉瘤的狗的白细胞的量为55800/ul、血小板的量为39000/ul，与此相对12小时点滴后，白细胞量减少到34500/ul、血小板的量增加到106000/ul。这只狗食欲回复，外观上也和健康的狗无改变。其结果确认了利用本发明的还原性电解水作为点滴液使用，对淋巴肉瘤疾病效果明显。
实施例9
作为第2病例，  将与实施例7相同还原性电解水720ml，48小时点滴到感染急性肝衰竭的狗，测定了急性肝衰竭的代表特征白蛋白(ALB)、碱性磷酸酶(ALP)、血液尿素氮(BUN)、胆固醇(CHOL)、肌酸酐(CREA)、磷酸(PHOS)、总胆红素(T-Bil)、总蛋白(TP)、球蛋白(GLOB)的各量。结果示于表2。根据所有的特性，确认了利用本发明的还原性电解水作为点滴液使用，对于急性肝衰竭疾病效果显著。
                          (表2)
    点滴前  点滴22H后 点滴48H后   点滴96H后
ALB(g/dl)     3.89g/dl     3.01     2.89     2.83
ALP(IV)     562IV     348     295     228
BUN(mg/dl)     106.5mg/dl     26.3     4.6     1.8
CHOL(mg/dl)     387.6mg/dl     253.6     239.1     212.4
CREA(mg/dl)     1.63mg/dl     0.54     0.60     0.46
PHOS(mg/dl)     11.74mg/dl     3.38     -     1.99
T-Bil(mg/dl)     1.22mg/dl     0.41     -     -
 TP(mg/dl) 8.76mg/dl     6.62     6.56     6.42
 GLOB(mg/dl) 4.87mg/dl     3.62     3.67     3.59
实施例10
作为第3病例，  将和实施例7相同的还原性电解水720ml，72小时点滴到感染甾体性肝炎的狗，测定了作为甾体性肝炎的代表特性的碱性磷酸酶(ALP)的量。其结果点滴前碱性磷酸酶(ALP)的量为2171unit/ml，而点滴8小时后减少为1293unit/ml，16小时后减少为912unit/ml，24小时后减少为739unit/ml，32小时后减少为621unit/ml，证实将本发明的还原性电解水作为点滴液使用，对于甾体性肝炎疾病效果显著。
本发明的还原性电解水除上述实施例7～10的点滴液以外，还被证实作为饮料使用时医疗效果也很显著。作为一个例子，将本发明的还原性电解水让500只小鼠饮用500天，结果无任何有害影响，生存率显著地增加到了8倍左右。同时，T细胞数增加，血清中的脂肪质过氧化氢化合物的水平降低，且具有抗氧化作用的酶(SOD)增加了。
实施侧11
本发明者人等证实，当本发明的还原性电解水长时间静置时氧化还原电位增加。但也证实了当滴入含有氢氧化物离子的水溶液时，会还原为原来的氧化还原电位。进行了涉及本发明的还原性电解水的潜在特性的实验。
也就是说，利用上述本发明的生成方法，生成pH为5.68氧化还原电位为-530mV的还原性电解水，将其放入上端开口的容器在室内静置20小时，结果pH值变化为6.4，氧化还原电位变为0mV。
然后，向200ml这种电解水中加入1～200ml1N-NaOH，测定了pH值和氧化还原电位的变化。同样的实验重复2次。将其结果显示于表3。
                                      表3
           第1次           第2次
  1N-NaOH     pH     ORP     pH     ORP
  1ml     11.24     -320mV     11.07     -240mV
  2ml     11.73     -625mV     11.49     -659mV
  3ml     12.08     -659mV     11.73     -745mV
  4ml     12.12     -655mV     11.89     -771mV
  5ml     12.27     -628mV     11.99     -614mV
  6ml     12.31     -599mV     12.07     -570mV
  7ml     12.37     -574mV     12.12     -535mV
  8ml     12.41     -534mV     12.18     -515mV
  9ml     12.47     -518mV     12.24     -444mV
  10ml     12.50     -495mV     12.28     -384mV
  20ml     12.72     -485mV     12.49     -485mV
  30ml     12.83     -465mV     12.64     -465mV
  40ml     12.92     -431mV     12.72     -431mV
  50ml     13.00     -415mV     12.77     -415mV
  60ml     13.05     -380mV     12.82     -380mV
  70ml     13.08     -350mV     12.87     -350mV
  80ml     13.10     -342mV     12.91     -342mV
  90ml     13.13     -320mV     12.94     -320mV
  100ml     13.16     -310mV     13.96     -310mV
  200ml     13.24     -290mV     13.03     -290mV
实施例12
和实施例11一样，向200ml经静置pH值变为6.40，氧化还原电位变化为0mV的电解水中加入1～200ml1N-KOH测定pH值和氧化还原电位的变化。同样的实验重复2次。将其结果显示于表4。
                                      表4
           第1次             第2次
  1N-KOH     pH     ORP     pH     ORP
  1ml     11.00     -260mV     10.98     -225mV
  2ml     11.51     -666mV     11.46     -630mV
  3ml     11.73     -750mV     11.71     -670mV
  4ml     11.88     -755mV     11.85     -650mV
  5ml     11.91     -665mV     11.95     -636mV
  6ml     12.00     -600mV     12.02     -620mV
  7ml     12.09     -570mV     12.08     -565mV
  8ml     12.16     -530mV     12.15     -550mV
  9ml     12.22     -505mV     12.21     -490mV
  10ml     12.28     -488mV     12.25     -480mV
  20ml     12.44     -485mV     12.48     -485mV
  30ml     12.68     -460mV     12.63     -450mV
  40ml     12.78     -445mV     12.72     -425mV
  50ml     12.87     -415mV     12.79     -420mV
  60ml     12.93     -380mV     12.84     -400mV
  70ml     13.00     -350mV     12.90     -380mV
  80ml     13.03     -342mV     12.94     -370mV
  90ml     13.06     -320mV     13.00     -365mV
  100ml     13.08     -310mV     13.07     -360mV
  200ml     13.17     -290mV     13.13     -330mV
实施例13
和实施例11一样，向200ml经静置pH值变为6.40，氧化还原电位变化为0mV的电解水中加入1～7ml1N-Ca(OH)2，测定pH值和氧化还原电位的变化。将其结果显示于表5。
               (表5)
  1N-Ca(OH)2     pH     ORP
  1ml     11.25     -225mV
  2ml     11.72     -630mV
  3ml     11.89     -670mV
  4ml     12.00     -650mV
  5ml     12.06     -636mV
  6ml     12.10     -620mV
  7ml     12.12     -565mV
比较例2
作为实施例11～13的比较例将pH值为7.43氧化还原电位为-180mV的电解水在室内静置20小时，结果pH值几乎没有变化但氧化还原电位变化为+250mV。
然后，向200ml这种电解水中加入1～200ml1N-NaOH，测定了pH值和氧化还原电位的变化。将其结果显示于表6。
              (表6)
  1N-NaOH     pH     ORP(mV)
  1ml     11.3     +70
  5ml     12.31     +60
  10ml     12.65     +39
  50ml     13.13     +12
  100ml     13.3     +20
由表3～6的结果证实，长时间静置电解水时，pH及ORP等的特性值就会变化，但本发明的还原性电解水潜在性地具有除去活性氧的活性，即使表观上的特性值变化了，也可以通过添加氢氧化物离子等而使其还原。

Claims (12)

1.还原性电解水的生成方法，所述还原性电解水，pH值为3～12，氢离子浓度〔H+〕及电子浓度〔e-〕的积的常用对数为0以上，溶存氧量在3ppm以下，
其特征在于，通过电解被电解水生成电解水后向该电解水中添加还原剂而得到所述还原性电解水。
2.还原性电解水的生成方法，所述还原性电解水，pH值为3～12，氢离子浓度〔H+〕及电子浓度〔e-〕的积的常用对数为0以上，溶存氧量在3ppm以下，
其特征在于，通过电解被电解水生成电解水后向该电解水中添加还原剂及金属离子而得到所述还原性电解水。
3.还原性电解水的生成方法，所述还原性电解水，pH值为3～12，氢离子浓度〔H+〕及电子浓度〔e-〕的积的常用对数为0以上，溶存氧量在3ppm以下，
其特征在于，通过电解含有还原剂及金属离子的水生成电解水后。再向该电解水中添加金属离子而得到所述还原性电解水。
4.还原性电解水的生成方法，所述还原性电解水，pH值为3～12，氢离子浓度〔H+〕及电子浓度〔e-〕的积的常用对数为0以上，溶存氧量在3ppm以下，
其特征在于，电解含有还原剂的水，得到所述还原性电解水。
5.还原性电解水的生成方法，所述还原性电解水，pH值为3～12，氢离子浓度〔H+〕及电子浓度〔e-〕的积的常用对数为0以上，溶存氧量在3ppm以下，
其特征在于，电解含有还原剂和金属离子的水，得到所述还原性电解水。
6.权利要求1或2记载的还原性电解水的生成方法，其特征在于，所述被电解水含有还原剂。
7.权利要求2记载的还原性电解水的生成方法，其特征在于，所述被电解水含有金属离子。
8.权利要求1或2记载的还原性电解水的生成方法，其特征在于，所述被电解水含有还原剂及金属离子。
9.权利要求1～5中任一项记载的还原性电解水的生成方法，其特征在于，所述被电解水是电解水。
10.权利要求1～5中任一项记载的还原性电解水的生成方法，其特征在于，所述还原剂是具有γ内酯结构而且含有OH基的混合物，或具有含氧的5元环或6元环而且具有1个以上OH基团的糖类。
11.权利要求1～5中任一项记载的还原性电解水的生成方法，其特征在于，所述还原剂是维生素C。
12.权利要求1～5中任一项记载的还原性电解水的生成方法，其特征在于，所述金属离子是钠、钾、钙、或镁离子。
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