KR102218534B1

KR102218534B1 - 미네랄 이온수 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR102218534B1
Application number: KR1020200092787A
Authority: KR
Inventors: 김대영
Original assignee: (주)큰우물
Priority date: 2020-07-27
Filing date: 2020-07-27
Publication date: 2021-02-22

Abstract

본 발명은 (a) 물에 천일염과 염화칼륨(KCl)을 투입하여 혼합하는 단계; (b) 단계 (a)의 결과물에 규산나트륨(Na₂SiO₃)을 투입하여 반응시키는 단계; (c) 단계 (b)의 결과물에 탄산칼륨(K₂CO₃)을 투입하여 혼합하는 단계; 및 (d) 단계 (c)의 결과물을 숙성시키는 단계;를 포함하는 미네랄 이온수의 제조방법 및 그 제조방법에 따라 제조된 미네랄 이온수에 관한 것이다. 이에 따라 본 발명의 미네랄 이온수는 인체에 유해한 수산화나트륨(NaOH) 성분, 계면활성제를 사용하지 않아 식기, 식품 제조 및 가공용 기계, 유아용품 등에 안전하게 사용할 수 있으며, 오염된 대상에 사용 후 계면 활성제나 수산화나트륨의 잔류가 없으므로 추가적인 세정과정이 불필요하여 사용이 간편하다.

Description

미네랄 이온수 및 그의 제조방법{MINARAL ION WATER AND METHOD FOR PREPARING THW SAME}

본 발명은 미네랄 이온수 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 독성이 있는 수산화나트륨(NaOH)이나 계면활성제를 배제하여 친환경적이면서도 살균, 탈취, 세척에 효과적인 미네랄 이온수 및 그의 제조방법에 대한 것이다.

통상적으로 세정은 부착물의 제거, 탈지, 살균, 방청, 등을 의미하는 것으로 이를 위한 세정제는 오염에 대한 세정효과를 나타내는 것이다. 예를 들면, 각종 기계나 작업환경에 부착된 기름이나, 채소나 과일의 잔류농약의 제거, 주방이나 화장실 등의 악취 제거, 유해 미생물에 대한 살균 작용 등을 발휘하는 공업용 세정제, 주방용 세정제, 화장실용 세정제 등이 있다.

수돗물을 사용한 세정 과정은 살균 효과가 전혀 없고 세척 효과 또한 극히 미약하다는 단점이 있으며, LAS(선형 알킬벤젠 설포네이트), AOS(알파-올레핀 설포네이트) 같은 음이온성 계면활성제를 주성분으로 하는 주방용 세제의 경우에 있어서는 값이 저렴한 반면, 계면활성제 성분이 과일이나 채소 내부로 침투하거나 표면에 잔류하여 섭취 시 인체에 악영향을 미칠 수 있고, 세정 시 피부에 흡착되어 피부를 자극하고 염증을 발생시키는 원인이 될 수 있다. 무엇보다 식품에 존재하는 세균에 대한 살균력이 떨어지는 점에서 식품 세정제로는 적합하지 않다.

또한, ABS와 같은 계면활성제는 하천으로 방류되었을 때 생분해도가 낮아 사용이 규제되고 있는 국가가 많고, 도마, 행주, 식기 등 주방용품의 살균 세정에 자주 사용되고 있는 락스류의 세척제는 주성분인 염소계 화합물이 식품 첨가물로 사용가능 하지만, 독성이 강하여 사용량에 제한이 있고, 세척 후 식품 잔류시에 염소 성분의 강하고 독특한 냄새가 식품의 맛과 향을 헤치는 문제가 있다. 변질시킨다는 단점을 가지고 있다.

또한, 미생물은 종류에 따라 중성, pH 4.0 내지 6.0의 약 산성 환경, pH 7.0 내지 9.0의 약 알칼리성 환경에서 증식률이 높은 제한된 범위의 최적 pH를 가지고 있다. 따라서, pH 7 내지 9 정도의 일반적인 알칼리 이온수로는 충분한 살균 효과를 얻을 수 없고, 인체에 유독한 수산화나트륨(NaOH) 등을 포함하는 등 살균 세척제로 부적합한 점이 있다. 한편, 종래 전기분해 방식으로 알칼리 이온수 제조시에는 전해질로 염화나트륨(NaCl)을 사용하면 인체에 유독한 수산화나트륨(NaOH)이 생성되는 문제점이 있고, 또한 알칼리 이온수에 살균 효과를 극대화하기 위해 계면활성제 등의 화학성분을 추가하여 제조되고, 이에 따라 수질을 오염시키고 인체에 유해한 문제점이 있다.

한국등록특허공보 제10-0402818호

본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 인체에 유해한 수산화나트륨(NaOH) 성분, 계면활성제를 사용하지 않아 식기, 식품 제조 및 가공용 기계, 유아용품 등에 안전하게 사용할 수 있으며, 오염된 대상에 사용 후 계면 활성제나 수산화나트륨의 잔류가 없으므로 추가적인 세정과정이 불필요하여 사용상 간편한 미네랄 이온수를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 종래 알칼리 이온수 즉 미네랄 이온수의 제조시 전기분해공정을 이용함에 따른 번거로움이 없고, 전기분해에 따른 부산물로 인체에 유해한 수산화나트륨(NaOH)이 생성되는 문제를 해결할 수 있는 미네랄 이온수의 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 하나의 측면에 따르면,

(a) 물에 천일염과 염화칼륨(KCl)을 투입하여 혼합하는 단계;

(b) 단계 (a)의 결과물에 규산나트륨(Na₂SiO₃)을 투입하여 반응시키는 단계;

(c) 단계 (b)의 결과물에 탄산칼륨(K₂CO₃)을 투입하여 혼합하는 단계; 및

(d) 단계 (c)의 결과물을 숙성시키는 단계;를 포함하는 미네랄 이온수의 제조방법이 제공된다.

상기 미네랄 이온수의 제조방법은,

(a) 물에 천일염을 용해시킨 후 염화칼륨(KCl) 투입하고, 물의 온도를 60 내지 80℃로 조절하며, 800 내지 1200rpm으로 교반하여 혼합하는 단계;

(b) 단계 (a)의 결과물에 규산나트륨(Na₂SiO₃)을 투입하여 60 내지 80℃에서 반응시키는 단계;

(c) 단계 (b)의 결과물에 탄산칼륨(K₂CO₃)을 투입하고 65 내지 85℃의 물 온도에서 700 내지 1100rpm으로 교반하여 혼합하는 단계; 및

(d) 단계 (c)의 결과물을 10 내지 30℃에서 숙성시키는 단계;를 포함할 수 있다.

단계 (a)에서, 상기 물의 온도는 65 내지 75℃ 일 수 있다.

단계 (a)에서, 상기 교반은 900 내지 1100rpm으로 수행될 수 있다.

단계 (b)에서, 상기 규산나트륨(Na₂SiO₃)의 투입은 단계 (a)의 혼합 후 10 내지 30분 경과 후 수행될 수 있다.

단계 (b)에서, 상기 반응은 65 내지 75℃에서 수행될 수 있다.

단계 (c)에서, 상기 물 온도는 70 내지 80℃ 일 수 있다.

단계 (c)에서, 상기 교반은 800 내지 1000rpm에서 수행될 수 있다.

단계 (d)에서, 상기 숙성은 15 내지 25℃에서 수행될 수 있다.

단계 (d)에서, 상기 숙성은 30 내지 60시간 동안 수행될 수 있다.

상기 미네랄 이온수의 제조방법에서 사용되는 미네랄은 천일염 100중량부를 기준으로, 염화칼륨(KCl) 80 내지 120중량부, 규산나트륨(Na₂SiO₃) 130 내지 170중량부, 및 탄산칼륨(K₂CO₃) 60 내지 90중량부일 수 있다.

본 발명의 다른 하나의 측면에 따르면,

상기 미네랄 이온수의 제조방법에 따라 제조된 미네랄 이온수가 제공된다.

상기 미네랄 이온수는 미네랄 0.1 내지 100mM 농도로 제조하는 경우 클러스터의 크기가 ¹⁷O-NMR 반치폭 측정값이 40 내지 60Hz 일 수 있다.

상기 미네랄 이온수는 SOSA(Superoxide Scavenging Activity)는 5.5 내지 7.0 unit/㎖ 일 수 있다.

상기 미네랄 이온수는 살균, 탈취, 세정 및 잔류농약 분해 중에서 선택된 어느 하나의 용도로 사용될 수 있다.

본 발명의 미네랄 이온수는 인체에 유해한 수산화나트륨(NaOH) 성분, 계면활성제를 사용하지 않아 식기, 식품 제조 및 가공용 기계, 유아용품 등에 안전하게 사용할 수 있으며, 오염된 대상에 사용 후 계면 활성제나 수산화나트륨의 잔류가 없으므로 추가적인 세정과정이 불필요하여 사용이 간편하다.

또한, 본 발명의 미네랄 이온수의 제조방법은 종래 알칼리 이온수 즉 미네랄 이온수의 제조시 전기분해공정을 이용함에 따른 번거로움이 없고, 전기분해에 따른 부산물로 인체에 유해한 수산화나트륨(NaOH)이 생성되는 문제를 해결할 수 있는 미네랄 이온수의 제조방법을 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명의 미네랄 이온수의 제조방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 미네랄 이온수의 제조방법에 대해 설명하도록 한다.

먼저, 물에 천일염과 염화칼륨(KCl)을 투입하여 혼합한다(단계 a).

상기 물의 온도는 60 내지 80℃인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 65 내지 75℃ 일 수 있고, 더욱 더 바람직하게는 67 내지 73℃ 일 수 있다. 상기 범위를 벗어나는 경우 최종 제조되는 미네랄 이온수의 살균, 탈취, 세정 능력이 저하될 수 있다.

또한, 상기 혼합은 교반에 의해 수행할 수 있고, 상기 교반은 800 내지 1200rpm으로 수행하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 900 내지 1100rpm, 더욱 더 바람직하게는 950 내지 1050rpm으로 수행될 수 있다. 상기 범위를 벗어나는 경우에는 최종 제조되는 미네랄 이온수의 살균, 탈취, 세정 능력이 저하될 수 있다.

다음으로, 단계 (a)의 결과물에 규산나트륨(Na ₂ SiO ₃ )을 투입하여 반응시킨다(단계 b).

상기 규산나트륨(Na₂SiO₃)의 투입은 단계 (a)의 혼합 후 10 내지 30분 경과 후 수행되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 15 내지 25분 경과 후에 수행될 수 있다.

이후, 단계 (b)의 결과물에 탄산칼륨(K ₂ CO ₃ )을 투입하여 혼합한다(단계 c).

상기 혼합은 물의 온도 65 내지 85℃에서 수행되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 70 내지 80℃, 더욱 더 바람직하게는 72 내지 78℃에서 수행될 수 있다. 상기 범위를 벗어나는 경우 최종 제조되는 미네랄 이온수의 살균, 탈취, 세정 능력이 저하될 수 있다.

상기 혼합은 교반에 의해 수행되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 800 내지 1000rpm에서 수행될 수 있고, 더욱 바람직하게는 850 내지 950rpm에서 수행될 수 있다. 상기 범위를 벗어나는 경우 최종 제조되는 미네랄 이온수의 살균, 탈취, 세정 능력이 저하될 수 있다.

마지막으로, 단계 (c)의 결과물을 숙성시킨다(단계 d).

상기 숙성은 10 내지 30℃에서 수행되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 15 내지 25℃, 더욱 더 바람직하게는 17 내지 23℃에서 수행될 수 있다.

상기 숙성은 30 내지 60시간 동안 수행되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 40 내지 55시간 동안 수행될 수 있다.

상기 숙성 온도 및 숙성 시간의 범위를 벗어나는 경우 최종 제조되는 미네랄 이온수의 살균, 탈취, 세정 능력이 저하될 수 있다.

상기 제조방법에서 사용되는 미네랄은 천일염 100중량부를 기준으로, 염화칼륨(KCl) 80 내지 120중량부, 규산나트륨(Na₂SiO₃) 130 내지 170중량부, 탄산칼륨(K₂CO₃) 60 내지 90중량부를 사용하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 천일염 100중량부를 기준으로, 염화칼륨(KCl) 90 내지 110중량부, 규산나트륨(Na₂SiO₃) 140 내지 160중량부, 탄산칼륨(K₂CO₃) 70 내지 80중량부를 사용할 수 있다. 상기 함량범위를 벗어나도록 미네랄을 사용하는 경우 살균, 탈취, 세정 능력이 저하될 수 있다.

다음으로, 본 발명의 미네랄 이온수에 대해 설명하도록 한다.

본 발명의 미네랄 이온수는 상술한 미네랄 이온수의 제조방법에 따라 제조될 수 있다.

상기 미네랄 이온수는 미네랄 0.1 내지 100mM 농도로 제조하는 경우 클러스터의 크기가 ¹⁷O-NMR 반치폭 측정값이 40 내지 60 Hz 일 수 있고, 더욱 바람직하게는 45 내지 55 Hz 일 수 있다. 상기 범위에서 미네랄 이온수의 세정, 살균, 탈취 능력이 최대화 될 수 있다.

상기 미네랄 이온수는 SOSA(Superoxide Scavenging Activity)는 5.5 내지 7.0 unit/㎖ 일 수 있고, 더욱 바람직하게는 6.0 내지 6.5 unit/㎖ 일 수 있다. 5.5 unit/㎖ 미만인 경우에는 세정, 살균, 탈취 효과가 낮아질 수 있다.

본 발명의 미네랄 이온수는 유독물질인 수산화나트륨(NaOH)을 포함하지 않고, 계면활성제도 포함하지 않기 때문에 살균, 탈취, 세정 및 잔류농약 분해가 필요한 곳에 사용하고 별도로 추가 세정을 하지 않아도 되는 장점이 있다. 이에 따라, 특히 유아용품이나 식기 등의 세척이나, 식품 제조 및 가공 설비를 세척하는데 유용하게 적용될 수 있다.

이하 본 발명의 실시예를 들어 설명하도록 한다.

[실시예]

실시예 1

(1) 60℃의 물 10L에 천일염 100g을 첨가하여 완전 용해하고, 염화칼륨(KCl) 200g을 투입한 후 물의 온도를 70℃로 올리고 교반속도 1000rpm에서 30분간 혼합하였다.

(2) 혼합이 완료되면 20분 경과 후에 규산나트륨(Na₂SiO₃) 300g을 투입하여 10분간 반응시키고 반응하는 동안 70℃의 온도가 유지되도록 하였다.

(3) 이후, 천일염 100g과 탄산칼륨(K₂CO₃) 150g을 투입하여 일정한 교반 속도 900rpm로 교반하면서 반응시키고 물의 온도는 75℃를 유지하였다.

(4) 작업완료 후 20℃에서 48시간 숙성시켜 투명한 미네랄 이온수를 제조하였다.

실시예 2

단계 (1) 및 (2)에서 물의 온도를 70℃ 대신에 60℃로 하고, 단계 (3)에서 물의 온도를 75℃ 대신에 65℃로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 미네랄 이온수를 제조하였다.

실시예 3

단계 (1) 및 (2)에서 물의 온도를 70℃ 대신에 80℃로 하고, 단계 (3)에서 물의 온도를 75℃ 대신에 85℃로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 미네랄 이온수를 제조하였다.

실시예 4

단계 (1)에서 교반속도 1000rpm 대신에 800rpm으로 하고, 단계 (3)에서 교반속도 900rpm 대신에 700rpm으로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 미네랄 이온수를 제조하였다.

실시예 5

단계 (1)에서 교반속도 1000rpm 대신에 1200rpm으로 하고, 단계 (3)에서 교반속도 900rpm 대신에 1100rpm으로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 미네랄 이온수를 제조하였다.

비교예 1

단계 (1)에서 염화칼륨(KCl) 대신에 탄산칼륨(K₂CO₃)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 미네랄 이온수를 제조하였다.

비교예 2

단계 (3)에서 탄산칼륨(K₂CO₃) 대신에 염화칼륨(KCl)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 미네랄 이온수를 제조하였다.

비교예 3

단계 (1) 및 (3)에서 천일염 대신에 염화나트륨(NaCl)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 미네랄 이온수를 제조하였다.

비교예 4

단계 (4)에서 20℃ 대신에 10℃로 숙성시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 미네랄 이온수를 제조하였다.

비교예 5

단계 (4)에서 20℃ 대신에 30℃로 숙성시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 미네랄 이온수를 제조하였다.

비교예 6

단계 (1), (2), (3)을 순차적으로 수행하는 대신에 60℃의 물 10L에 천일염 200g, 염화칼륨(KCl) 200g, 규산나트륨(Na₂SiO₃) 300g, 탄산칼륨(K₂CO₃) 150g을 동시에 투입한 후 70℃로 올리고 교반속도 1000rpm에서 30분간 혼합하고, 10분간 반응시킨 후, 단계 (4)의 20℃에서 48시간 숙성과정을 거쳐 미네랄 이온수를 제조하였다.

비교예 7

단계 (1)과 단계 (3)의 순서를 바꾸어 수행한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 미네랄 이온수를 제조하였다.

이하 실시예 1 내지 5, 및 비교예 1 내지 7에 따른 미네랄 이온수의 제조조건을 아래의 표 1에 정리하였다.

구분	단계 (a)			단계 (b)	단계 (c)			단계 (d)
구분	투입미네랄	온도 (℃)	교반속도(rpm)	온도 (℃)	투입미네랄	온도 (℃)	교반속도(rpm)	온도 (℃)
실시예 1	천일염/KCl	70	1000	70	천일염/ K₂CO₃	75	900	20
실시예 2	천일염/KCl	60	1000	60	천일염/ K₂CO₃	65	900	20
실시예 3	천일염/KCl	80	1000	80	천일염/ K₂CO₃	85	900	20
실시예 4	천일염/KCl	70	800	70	천일염/ K₂CO₃	75	700	20
실시예 5	천일염/KCl	70	1200	70	천일염/ K₂CO₃	75	1100	20
비교예 1	천일염/ K₂CO₃	70	1000	70	천일염/ K₂CO₃	75	900	20
비교예 2	천일염/KCl	70	1000	70	천일염/KCl	75	900	20
비교예 3	NaCl/KCl	70	1000	70	NaCl/ K₂CO₃	75	900	20
비교예 4	천일염/KCl	70	1000	70	천일염/ K₂CO₃	75	900	10
비교예 5	천일염/KCl	70	1000	70	천일염/ K₂CO₃	75	900	30
비교예 6	천일염/KCl/ Na₂SiO3/K2CO3 동시투입, 70℃, 100rpm							20
비교예 7	천일염/ K₂CO₃	75	900	70	천일염/KCl	70	1000	20

[실험예]

실험예 1: 물 클러스터 측정

실시예 1의 미네랄 이온수 시료를 준비하고, NMR 측정법을 사용하여 25℃, 300MHz에서 ¹⁷O-NMR 반치폭을 측정함으로써 물 클러스터의 크기를 측정하였다. 이에 따르면, ¹⁷O-NMR 반치폭 측정값이 52.06Hz 이하로 측정되었으며, 수돗물(아리수)의 반치폭 측정값이 126.09로 측정된 것과 비교하여 볼 때 물 클러스터의 크기가 매우 작음을 알 수 있다.

칼륨(K) 및 나트륨(Na)은 양이온으로 물속에 이온 상태로 존재하게 되면 수산화이온(OH^-)과 짝을 이루게 되어 알칼리 농도가 높아지게 된다. 따라서 계면활성력이 높아져 지방분해 및 단백질 분해 효과가 있고 클러스터가 작아져 침투력이 높아지므로 세척, 살균 및 제균 효과를 향상시킬 수 있다.

실험예 2: 계면활성력(surface activity) 측정

증류수 100㎖에 실시예 1 내지 5, 및 비교예 1 내지 7의 미네랄 이온수를 각각 3방울을 첨가한 것을 시료로 하여 계면활성력을 측정하였다. 구체적으로 2% 샐러드 오일(tri-olein)을 시료에 넣고, 1분 동안 흔들어 주었다. 5분 후 1H-NMR 스펙트럼을 측정하고 시료에 분산된 샐러드 오일의 농도를 측정하였다. 농도의 기준으로 1mMol TSP-d₄(sodium-tri-methyl-sisyl-propionic acid)=(CH₃)₃SICD₂CD₂COONa)을 첨가하였다.

이에 따라, 수돗물(아리수)의 계면활성력을 1로 하여 그 비교치를 3회 측정하여 그 결과를 아래의 표 2에 나타내었다.

구분	계면활성 상대값
수돗물(아리수)	1.0
실시예 1	2.6±0.13
실시예 2	1.8±0.25
실시예 3	1.7±0.30
실시예 4	2.1±0.15
실시예 5	2.2±0.08
비교예 1	1.3±0.25
비교예 2	1.4±0.06
비교예 3	1.6±0.10
비교예 4	2.2±0.04
비교예 5	2.3±0.08
비교예 6	1.8±0.10
비교예 7	1.9±0.07

이에 따르면, 실시예 1의 미네랄 이온수의 계면활성력이 동종, 동량의 미네랄을 사용한 다른 실시예들에 비하여 유의적으로 높은 값을 나타내었다. 즉 동종, 동량의 미네랄을 투입하여 미네랄 이온수를 제조하였음에도 반응온도, 교반속도, 공정순서에 차이에 따라 계면활성력의 차이가 큰 것을 확인할 수 있었으며, 사용한 미네랄 중 어느 하나가 사용되지 않는 경우에도 계면활성력이 낮아지는 것을 확인할 수 있었다.

실험예 3: SOSA(Superoxide Scavenging Activity) 측정

증류수 100㎖에 실시예 1 내지 5, 및 비교예 1 내지 7의 미네랄 이온수를 각각 3방울 첨가한 것을 시료로 하여 SOSA(Superoxide Scavenging Activity)를 측정하였다. 구체적으로 100 유닛의 SOD(Superoxide Dismutase)를 각 시료로 1/20로 희석하고, ESR(Electron Spin Resonance) 스펨트럼을 JEOL ES-RE-1X ESR Spectrometer을 이용하여 상온 23℃에서 측정함으로써 SOSA(Superoxide Scavenging Activity)를 계산하였다. 5.00unit의 SOSA는 정규화 값(normalized value) 1.00과 관련있다.

이에 따라 측정한 SOSA(Superoxide Scavenging Activity) 측정값을 아래의 표 3에 정리하였다.

구분	SOSA(unit/㎖)	normalized value(소거활성)
실시예 1	6.26	1.25(125%)
실시예 2	5.42	1.08(108%)
실시예 3	5.31	1.06(106%)
실시예 4	5.80	1.16(116%)
실시예 5	5.92	1.18(118%)
비교예 1	5.12	1.02(102%)
비교예 2	5.35	1.07(107%)
비교예 3	5.40	1.08(108%)
비교예 4	6.02	1.20(120%)
비교예 5	5.78	1.56(156%)
비교예 6	5.20	1.04(104%)
비교예 7	5.71	1.14(114%)

이에 따르면, 실시예 1의 시료는 SOSA값이 6.26unit/㎖이고, 정규화 값은 1.25로 측정되었다. 즉, 소거활성이 125%인 것으로 나타났다. 이에 반해, 동일한 미네랄과 동량을 사용한 경우라도 반응온도, 교반속도, 공정순서에 따라 SOSA 값이 달라지며, 실시예 1의 조건에서 벗어나는 경우 SOSA 값이 낮아지는 것으로 나타났다.

실험예 4: 살균 실험

본 발명의 미네랄 이온수의 살균효과를 확인하기 위해 도포상구균 및 대장균을 액체배지(Brain Heart Infusion Broth)에 진탕 배양시킨 후, 배양된 세균을 희석하여 균수가 1 내지 9 x 10⁷ CFU/㎖ 가 되도록 조정하여 시험에 사용하였다. 멸균된 캡 튜브에 실시예 1의 시료 원액 20㎖를 넣고, 각각의 배양된 세균 200㎕가 되도록 한 후, 세균 접종 초기 세균수에 대한 감소율을 확인하였다.

실험균주는 대장균(escherichia coli ATCC 25922)과 포도상구균(staphylococcus aureus ATCC 6538)으로 하였다. 실험 결과를 아래의 표 4에 나타내었다. 여기서, 감소율은 아래와 같은 식으로 계산된 것이다.

감소율(%) = 일정시간 후 세균수/초기세균수 x 100

시험항목	단위	시료구분	결과치
S. aureus	CFU/㎖	초기	3.7 * 10⁵
S. aureus	CFU/㎖	5분±5초 후	40(감소율: 99.9%)
E.coli	CFU/㎖	초기	6.3 * 10⁵
E.coli	CFU/㎖	1분±5초 후	40(감소율: 99.9%)

이에 따르면, 본 발명의 미네랄 이온수는 포도상 구균에 대하여 약 5분 후 살균효과가 99.9%로 나타났으며, 대장균에 대하서는 약 1분 후 살균효과가 99.9%로 나타났다.

실험예 5: 농약 제거 실험

본 발명의 미네랄 이온수의 농약 제거 효과를 관찰하기 위하여 원예작물에서 검출되어 문제가 된 바 있는 농약성분인 Dichlorvos(DDVP)를 10ppm의 농도로 사용하고 실시예 1의 미네랄 이온수를 원액으로 사용하여 농약 제거율을 측정하였으며, 그 결과를 아래의 표 5에 나타내었다.

조건	반응시간	농약제거율
원액 50㎖	5분	100 %
원액:물=1:3, 50㎖	5분	55 %
원액:물=1:5, 50㎖	5분	50 %
원액 50㎖	10분	100 %
원액:물=1:3, 50㎖	10분	75 %
원액:물=1:5, 50㎖	10분	65 %

이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

Claims

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(a) 물에 천일염을 용해시킨 후 염화칼륨(KCl) 투입하고, 물의 온도를 60 내지 80℃로 조절하며, 800 내지 1200rpm으로 교반하여 혼합하는 단계;
(b) 단계 (a)의 결과물에 규산나트륨(Na₂SiO₃)을 투입하여 60 내지 80℃에서 반응시키는 단계;
(c) 단계 (b)의 결과물에 탄산칼륨(K₂CO₃)을 투입하고 65 내지 85℃의 물 온도에서 700 내지 1100rpm으로 교반하여 혼합하는 단계; 및
(d) 단계 (c)의 결과물을 10 내지 30℃에서 숙성시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 미네랄 이온수의 제조방법.
제2항에 있어서,
단계 (a)에서, 상기 물의 온도는 65 내지 75℃인 것을 특징으로 하는 미네랄 이온수의 제조방법.
제2항에 있어서,
단계 (a)에서, 상기 교반은 900 내지 1100rpm으로 수행되는 것을 특징으로 하는 미네랄 이온수의 제조방법.
제2항에 있어서,
단계 (b)에서, 상기 반응은 65 내지 75℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 미네랄 이온수의 제조방법.
제2항에 있어서,
단계 (c)에서, 상기 물 온도는 70 내지 80℃인 것을 특징으로 하는 미네랄 이온수의 제조방법.
제2항에 있어서,
단계 (c)에서, 상기 교반은 800 내지 1000rpm에서 수행되는 것을 특징으로 하는 미네랄 이온수의 제조방법.
제2항에 있어서,
상기 미네랄 이온수의 제조방법에서 사용되는 미네랄은 천일염 100중량부를 기준으로, 염화칼륨(KCl) 80 내지 120중량부, 규산나트륨(Na₂SiO₃) 130 내지 170중량부, 및 탄산칼륨(K₂CO₃) 60 내지 90중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 미네랄 이온수의 제조방법.
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