JP2013538575A - 微量栄養素で栄養強化した処理水の調製の方法 - Google Patents

Abstract

微量栄養素で栄養強化した処理水の調製の方法は、水を前処理及び滅菌して純粋な透過物にすることを含む。前記透過物をオゾン発生装置に通して水をさらに滅菌し、その後、これを脱オゾン処理してオンラインの滅菌水を作製する。処理水は、少なくとも１つの生体利用可能な微量栄養素及び／又は殺菌剤をオンラインで流水中に添加することで栄養強化する。最終製品は、対照飲料水の調製基準に適合しなければならない。

Description

本発明は、水処理の方法を提供する。より特定すれば、本発明は、ミネラル欠乏を補うための、微量栄養素で栄養強化した処理水の調製の方法であって、他のブレンド飲料にも使用できる方法を提供する。

水精製は、望ましくない化学薬品、材料、及び、生水に由来する生物学的混入物を除去するプロセスである。一般に、慣用的に使用される方法としては、物理的なプロセス（濾過及び沈降など）、生物学的なプロセス（緩速砂フィルター又は活性汚泥など）、化学的なプロセス（凝結及び塩素処理など）、並びに電磁放射線（紫外線など）の使用が挙げられる。

水の精製プロセスにより、微粒子物質（懸濁粒子、寄生生物、細菌、藻類、ウイルス、真菌など）の濃度、及び、水が雨として落ちた後に接触した可能性がある表面に由来するさまざまな微粒子状の溶解物質を減少させることができる。

煮沸又は家庭用活性炭フィルターの使用などの簡単な手法は、水源不明の水の中に存在する可能性のある考え得る混入物をすべて処理するには十分ではない。

さらに、蒸留では水からすべてのミネラルが除去され、膜による方法（逆浸透及びナノ濾過）では、ほぼすべてのミネラルが除去される。この結果、脱ミネラル水となり、このような水は理想的な飲用水とはみなされない。世界保健機関（ＷＨＯ）は、脱ミネラル水の健康への影響を調査してきた。ヒトを対象とした実験から、脱ミネラル水は利尿及び電解質の排出を促進し、それに伴い血清中カリウム濃度が低下することが見出された。水に溶解しているマグネシウム、カルシウム、及び他のミネラルは、栄養欠乏の防止を助けることができる。脱ミネラル水は毒性金属の危険性を高める可能性もあるが、その理由は、脱ミネラル水は鉛及びカドミウムなど配管由来の材料をより容易に染み出させるからで、このようなことを溶解ミネラル（カルシウム及びマグネシウムなど）は防いでいる。

微量栄養素は、生涯にわたり小量で必要な栄養素である。微量栄養素は、より大量に必要とされる常量ミネラルとは対照的に、ヒトの体にごく小量（一般に、１００マイクログラム／日未満）必要な食事性ミネラルである。微量ミネラル又は微量元素としては、少なくとも、鉄、コバルト、クロム、銅、ヨウ素、マンガン、セレン、亜鉛、ホウ素、及びモリブデンが挙げられる。

さらに、ミネラル欠乏を食品により補うことは、異なる地理的場所に居住する人には異なる食習慣があることから、必ずしも実現可能ではない。しかし、このことは、飲用水又は他の飲料により実現することができる。

水を滅菌する別の方法は、オゾン処理（ｏｚｏｎａｔｉｏｎ）によるものである。Ｏ_３は、酸素の原子１個を容易に放出して強力な酸化剤となる不安定な分子であり、大半の水生（ｗａｔｅｒｂｏｒｎｅ）生物にとって毒性がある。Ｏ_３は、嚢胞を形成する有害な原生動物を不活性化させるために広く用いられる非常に強い消毒剤（ｄｉｓｉｎｆｅｃｔａｎｔ）である。Ｏ_３は、ほぼすべての他の病原体に対しても良好に働く。オゾンは、紫外線又は「低温」放電下に酸素を通すことにより作られる。オゾンは、食品の処理、保管、及び加工のための抗微生物剤として使用される。

しかし、オゾンの主な不利点は、消毒剤を水中に残存させないことである。供給システムを通して水を追跡する消毒機序はもはやないことから、細菌が水中で再増殖し始める可能性がある。

オゾンによる処理が有する他の不利点は、この処理により、望ましくない副生成物、例えば、制御しなければ健康に有害となる可能性があるホルムアルデヒド及びブロメートが作り出される可能性があることである。

さらに、微量栄養素で栄養強化した処理水の調製においては、溶解しているミネラル及び塩の除去に効果を有することから、過剰なオゾンを用いることは望ましくない。

したがって、本開示の目的は、ミネラル欠乏を補うための、微量栄養素で栄養強化した処理水の調製の方法であって、他のブレンド飲料にも使用できる方法を提供することである。

本開示のさらなる目的は、オゾン処理の欠点を取り除くことである。

本発明の別の目的は、対照飲料水（ｃｏｎｔｒｏｌ ｄｒｉｎｋ）の調製に従うＳＯＰを提供することである。

本開示のまた別の目的は、対照飲料水のＳＯＰに準拠している、微量栄養素で栄養強化した処理水を提供することである。

本開示は、微量栄養素で栄養強化した処理水の調製の方法であって、
・水を前処理及び滅菌して純粋な透過物にするステップと、
・前記透過物をオゾン処理して水をさらに滅菌するステップと、
・前記透過物を必要時間にわたり保持した後で脱オゾン処理して、オンラインの滅菌水（ｏｎ ｌｉｎｅ ｓｔｅｒｉｌｅ ｗａｔｅｒ）を作製するステップと、
・少なくとも１つの生体利用可能な微量栄養素及び／又は殺菌剤（ｓａｎｉｔｉｚｉｎｇ ａｇｅｎｔ）をオンラインで流水中に添加するステップと
を含む方法を提供する。

前述の方法は、生産工程（ｒｕｎ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ）中に対照飲料水の調製基準と対比させてオンラインパラメーターをモニタリングすることをさらに含む。

生産工程中に対照飲料水の調製基準と対比させてオンラインパラメーターをモニタリングするステップは、対照飲料水のＴＤＳ（Ｔｏｔａｌ ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ Ｓｏｌｉｄｓ、総溶解固形分）に従って運転するためのラインモニタリング基準を設定することを含む。

対照飲料水のＴＤＳは、以下のステップ、すなわち、
・濃縮物のブレンド時点で、脱オゾン処理済の透過物を用いて、それぞれ体積が最大１リットルである３つの対照飲料水のバッチを調製するステップであり、対照飲料水のうち２つは、ブレンド容器の異なるサンプリング地点からサンプリングした濃縮物由来のものでなくてはならないステップと、
・ブレンド時間中に、脱オゾン処理済の透過物を用いて各対照飲料水中のブレンド濃縮物を１１１倍の体積に希釈するステップと、
・バッチを適切に混合し安定化させるために撹拌するステップと、
・３つの対照飲料水のＴＤＳ値の平均である、バッチのＴＤＳを測定するステップと
により測定される対照飲料水のパラメーターである。

ＴＤＳのラインモニタリング基準は、脱オゾン処理済のＲＯ透過物のＴＤＳと濃縮物に起因するＴＤＳとの合計であり、ばらつきが＋／−１０パーセントである。

生産工程中に対照飲料水のＴＤＳと対比させてオンラインパラメーターをモニタリングするステップには、製品のＴＤＳが対照飲料水のＴＤＳと一致することを検証することが含まれる。

本方法には、化学薬品も長期貯蔵も使用する必要がない、水の有効な処理及び滅菌が含まれる。本方法により、水の危険性が低下すると共に安定した基本的特徴がもたらされ、その基本的特徴を元に、組成物は所望の栄養的特徴の実現性を高めることができる。

但し、添付の図面は、本発明の典型的な実施形態のみを例証するものであり、したがって、その範囲を限定するものとみなされるべきではないことには留意されたく、その理由は、本発明は、他の等しく有効な実施形態を許容し得るからである。

本開示による微量栄養素で栄養強化した処理水の調製のためのフローチャートを示す図である。 本開示による水処理の方法の特定の実施形態の詳細なフローチャートを示す図である。

図１及び２を参照しながら、微量栄養素の欠乏を補うために微量栄養素で栄養強化した処理水の調製の方法の好ましい実施形態を例証する。本方法のステップを、以下のとおり詳細に記載する。

（１）水の前処理及び滅菌
原水を塩素処理により処理し、これを十分に長い時間タンク中に入れておき、消費用として微生物学的に安全なものとする。

この前処理済の水を、汚れ及び他の物理的な不純物を除去するために濾過し、一切の臭いのある又は色の付いた物質を水から除去すると同時に一切の過剰な化学薬品（塩素など）を吸着させるために活性炭フィルターに通す。前記濾過水を、適当な強度の紫外線ランプに当てることによりさらに滅菌する。さらに、この滅菌水に、抗スケール剤（ａｎｔｉ−ｓｃａｌａｎｔ）及びｐＨ調製用の化学薬品を添加する。この水を５ミクロン及び１ミクロンのフィルターアセンブリに通して、すべての死滅微生物及び一切の不溶性化学薬品を除去すると、純粋な透過物を得ることができる。

（２）オゾン化
オゾン化の前に、透過物は、大半のイオンを含めすべての構成成分が取り去られるＲＯ膜に通してもよい。

その後、オゾンをＲＯ透過物に通すことにより、水をさらに消毒する。オゾンレベルは、すべての地点にて０．１ｐｐｍ〜０．３ｐｐｍの間で維持される。このオゾンレベルは、水を滅菌するには十分であり、残存オゾンを、水の他の構成成分と反応する可能性があり崩壊又は脱オゾン処理するためにより多くのエネルギーも必要となる可能性がある値に上昇させることはない。オゾン処理は、酸素を濃縮するとオゾンが作り出されるオゾン発生装置により行う。

（３）脱オゾン化
次のステップでは、オゾン処理済の水を必要時間にわたり保持し紫外線式オゾン破壊ユニットに通した後で脱オゾン処理して、オンラインの滅菌水を作製する。

脱オゾン処理装置は高強度の紫外線によりオンラインでオゾンを確実に除去し、これにより、残存オゾンは水中に留まらず、オンラインで添加される微量栄養素と反応しない。ＵＶは、微量栄養素を添加する前の水の滅菌の二次的な方法にも用いられる（ｄｏｕｂｌｅ ｕｐ ａｓ）。

（４）添加系
添加系の適切な殺菌には慎重を期さなければならない。

バリアント（ｖａｒｉａｎｔ）の混合用バッチ調製プロトコルに従って、適切な混合用バッチを調製する。

濃縮物を加え、所定の量の水と共にブレンドすることにより、添加用溶液を調製する。添加用溶液を、清澄性、濁度、色、ＴＤＳ、及びｐＨについて試験する。

運転に必要な充填機スピードを計算し、これにより、ＲＯからの必要流速、及び添加速度がさらに決定される。したがって、動作パラメーター（充填機スピード、ＲＯ透過物の流速、及び添加ポンプの設定など）は適切であるはずであり、オゾン発生装置の能力、及び、脱オゾン処理装置のＵＶランプ強度、すなわち脱オゾン処理装置の能力に合うように設定されるはずである。

製品の流速及びＴＤＳは、予め決めておいた一定間隔でモニタリングしなければならない。

限定するものではないが、添加用溶液の調製に必要となる濃縮物は、本出願人らの同時係属特許出願第１０７１／ＫＯＬ／２０１０号、同第１０７２／ＫＯＬ／２０１０号、同第１０６８／ＫＯＬ／２０１０号、及び同第１０７０／ＫＯＬ／２０１０号において特許請求したとおりの微量栄養素／バリアントの組成物であってもよい。

したがって、微量栄養素の組合せは、互いに補い合いながら無味水製品となることが可能である。

本無味水飲料中で使用される化学薬品は、原料が臭いを一切有さず、組成物が沈殿も反応も沈降もしないような、水と適合性のある形で選択する。また、元素の貯蔵寿命は、水と共に使用した場合に本組成物が劣化しない間は、本組成物中で同様に維持されている。前記効果は、本組成物の原料間で相乗効果が生じる結果である。

（５）対照飲料水のＳｏｐと対比させたモニタリング
生産工程中に対照飲料水の調製基準と対比させてオンラインパラメーターをモニタリングすることは、対照飲料水のＴＤＳ（総溶解固形分）に従って運転するためのラインを設定することを含む。

対照飲料水のＴＤＳは、以下のステップ、すなわち、
・濃縮物のブレンド時点で、脱オゾン処理済の透過物を用いて、それぞれ体積が最大１リットルである３つの対照飲料水のバッチを調製するステップであり、対照飲料水のうち２つは、ブレンド容器の底及び中間のサンプリング地点からサンプリングした濃縮物由来のものでなくてはならないステップと、
・ブレンド時間中に、脱オゾン処理済の透過物を用いて各対照飲料水中のブレンド濃縮物を１１１倍の体積に希釈するステップと、
・バッチを適切に混合し安定化させるために撹拌するステップと、
・３つの対照飲料水のＴＤＳ値の平均であり互いに一致する、バッチのＴＤＳを測定するステップと
により測定される対照飲料水のパラメーターである。

対照飲料水のＴＤＳ同士のばらつきが大きい場合は、再サンプリングの前に１５分間さらにブレンドする必要があることが示されている。ばらつきはサンプリング地点とは無関係であるが、前述のばらつきが存在する場合は、安定した値が得られるまで、対照飲料水の調製を繰り返す。

脱オゾン処理済のＲＯ透過物のＴＤＳを対照飲料水のＴＤＳから引く。この値を、生産工程のためのデルタＴＤＳと呼ぶ。オンラインでのラインＴＤＳ目標（ｌｉｎｅ ＴＤＳ ｔａｒｇｅｔ ｏｎ ｌｉｎｅ）及び動作枠（ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｗｉｎｄｏｗ）は、脱オゾン処理済のＲＯ透過物とデルタＴＤＳとの合計であり、デルタＴＤＳ値のばらつきは＋／−１０パーセントである。

さらに、対照飲料水は、バリアント／微量栄養素（銅、カルシウム、亜鉛、ホウ素など）についても同様に、使用中のものについて定期的に分析する。

最終製品
したがって、前述の処理・強化水は、以下のパラメーターを順守していなければならない。

本方法には、化学薬品も長期貯蔵も使用する必要がない、水の有効な処理及び滅菌が含まれる。本方法により、水の危険性が低下すると共に安定した基本的特徴がもたらされ、その基本的特徴を元に、組成物は所望の栄養的特徴の実現性を高めることができる。

本発明は当業者により改変、翻案、及び変更されやすいことに留意されたい。本発明の概念及び特色を用いたそのようなさまざまな実施形態は、以下の特許請求の範囲においてさらに記載する本発明の範囲内であることを意図するものである。

Claims (10)

1. 微量栄養素で栄養強化した処理水の調製の方法であって、
   水を前処理及び滅菌して純粋な透過物にするステップと、
   前記透過物をオゾン処理して水をさらに滅菌するステップと、
   前記透過物を脱オゾン処理してオゾンを除去し、それによりオンラインの滅菌水を作製するステップと、
   少なくとも１つの生体利用可能な微量栄養素及び／又は殺菌剤をオンラインで流水中に添加するステップと
   を含む上記方法。
2. 生産工程中に対照飲料水の調製基準と対比させてオンラインパラメーターをモニタリングするステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. オゾン化のステップの前に、透過物が、大半のイオンを含めすべての構成成分が取り去られるＲＯ膜に場合により通される、請求項１に記載の方法。
4. 生産工程中に対照飲料水の調製基準と対比させてオンラインパラメーターをモニタリングするステップが、対照飲料水のＴＤＳ（総溶解固形分）に従って運転するためのラインモニタリング基準を設定するステップを含む、請求項２に記載の方法。
5. 対照飲料水のＴＤＳが、
   濃縮物のブレンド時点で、脱オゾン処理済の透過物を用いて、それぞれ体積が最大１リットルである３つの対照飲料水のバッチを調製するステップであり、対照飲料水のうち２つは、ブレンド容器の異なるサンプリング地点からサンプリングした濃縮物由来のものでなくてはならない上記ステップと、
   ブレンド時間中に、脱オゾン処理済の透過物を用いて各対照飲料水中のブレンド濃縮物を１１１倍の体積に希釈するステップと、
   バッチを適切に混合し安定化させるために撹拌するステップと、
   ３つの対照飲料水のＴＤＳ値の平均であり互いに一致する、バッチのＴＤＳを測定するステップと
   により測定される対照飲料水の特徴である、請求項４に記載の方法。
6. ＴＤＳのラインモニタリング基準が、脱オゾン処理済の透過物のＴＤＳと濃縮物に起因するＴＤＳとの合計であり、ばらつきが＋／−１０パーセントである、請求項４に記載の方法。
7. 生産工程中に対照飲料水のＴＤＳと対比させてオンラインパラメーターをモニタリングするステップが、製品のＴＤＳが対照飲料水のＴＤＳと一致することを検証するステップを含む、請求項２に記載の方法。
8. 対照飲料水のＴＤＳ同士のばらつきが大きい場合は、再サンプリングの前に１５分間さらにブレンドする必要があることが示されている、請求項５に記載の方法。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の方法により調製される、微量栄養素で栄養強化した処理水。
10. 実質的に、本願の明細書において添付の図面を参照して記載され、前記図面において例証される、微量栄養素で栄養強化した処理水の調製の方法。