KR20100107452A - 산호분말의 제조방법 - Google Patents

산호분말의 제조방법 Download PDF

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KR20100107452A
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고키치 하나오카
료우이치 오오츠보
아츠요시 무라카미
마사히로 가와노
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유겐세키닌츄칸호진 솔벤트 사이언스 라버라토리
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Abstract

[과제] 물에 용해되는 이온류가 추출되기 쉽고 또한 물에 용해되었을 때에 낮은 산화환원전위를 나타내는 산호분말을 제공한다.
[해결수단] 산호를 맑은 물 또는 수돗물로 세정한 후, 분쇄한 산호를 가열처리한다. 그러면 산호골격 중의 칼슘간에 단백질이나 기타 유기물이 삽입되어 있는 것으로부터, 이들 유기물이 분해되어 휘발성분으로 되어 일산(逸散)된다. 유기물이 일산된 골격 중에는 다공질 구조의 칼슘골격이 형성되어 구멍 안의 표면적이 증대된다. 이러한 다공질 구조(마이크로포어)가 된 상태에서 수소가스를 흡착시킴으로써 수소가스를 그 구조 내에 보유·유지(保持)시킬 수 있다.

Description

산호분말의 제조방법{Method of producing coral powder}
본 발명은 수소가스를 흡착(부착)하고, 또한 흡착된 수소가스의 보유·유지능(保持能)이 우수한 산호분말의 제조방법에 관한 것이다.
산호는 탄산칼슘을 주성분으로 하여 해수 중의 미량금속을 많이 포함하는 해생생물로서, 풍화된 산호를 소성 후 분말로 하여 미네랄원으로서 섭취하는 건강식품 등에 사용되고 있다.
예를 들면 특허문헌 1에는, 석회화 산호를 분쇄하여 미분말로 하고, 질소기류중에서 무산소상태를 완전히 제작하여, 서서히 수소를 기류로서 유입시키면서 온도를 상승시키고, 질소:수소의 비율이 8:2~6:4가 되도록 조정하는 동시에, 온도를 600~800℃까지 상승시켜서 환원소성을 행하여 얻어지는 소취제가 기재되고, 그 소취제를 건강식품에 응용하여 항산화식품이 얻어지는 것이 기재되어 있다.
특허문헌 2 및 특허문헌 3에는, 마이너스 수소이온을 부가 또는 흡착시킨 산호 칼슘분말과 그의 제법이 개시되어 있다. 또한, 산호분말에 마이너스 수소이온을 흡착시킨 건강식품이 인터넷의 웹사이트(www.kenko-suiso.com) 등에 소개되어 있다.
또한 특허문헌 4 및 특허문헌 5에는, 물과 반응하여 수소를 방출하는 물질로서 산호분말이 개시되어 있다.
이들 해생생물을 소성처리한 산호나 패각(貝殼)은 일반 칼슘자재보다도 물에 녹기 쉬워 식물 등으로의 흡수가 원활하게 행해져 비효(肥效)가 장기 안정적으로 지속된다고 하는 이유에서 작물의 조직골격도관 등이 튼튼하게 자라기 때문에 양분(養分)을 포함하는 수용액의 식물 내로의 순환도 효율적으로 행해져, 광합성으로 생성되는 물질의 생성효율도 향상됨으로써 비료로서 이용되고 있다.
특허문헌 1: 일본국 특허공개 제2007-236851호 공보
특허문헌 2: 일본국 특허공개 제2005-245265호 공보
특허문헌 3: 일본국 특허공개 제2007-217351호 공보
특허문헌 4: 일본국 특허공개 제2006-176483호 공보
특허문헌 5: 일본국 특허공개 제2005-007380호 공보
특허문헌 1에서는, 얻어진 석회화 산호 미분말을 물에 접촉시키면, 마이너스 이온이 발생한다고 기재하고 있다. 즉, 석회화 산호 미분말을 환원소성함으로써 수소화금속이 생성되고, 이 수소화금속이 물과 접촉함으로써 마이너스 이온이 발생한다고 기재하고 있다.
또한 특허문헌 2에서는, 산호 칼슘의 분말을 밀가루와 혼합하여, 900℃에서 산화소성한 후에, 650℃에서 환원소성하도록 하고 있다. 또한 특허문헌 3에서는 마이너스 수소이온을 흡착하는 방법에 대해서는 특허문헌 2를 인용하고 있다. 이들 특허문헌 2, 3에서는 마이너스 수소이온을 수소원소에 추가적으로 1개의 전자가 부가된 활성수소(히드리드 이온)로서 포착하고 있다.
그러나, 마이너스 수소이온 그 자체가 생체 내에 들어오면, 전자가 떨어져 산소와 반응하여 몸에 유해한 슈퍼옥사이드를 비롯한 활성산소종을 유발할 우려가 있다. 또한 칼슘에 마이너스 수소이온을 흡착시킨 수소화칼슘(CaH2)은 매우 강한 염기성을 가져, 물(H2O)과 접촉하면 격하게 반응하여 수소를 발생하기 때문에, 금속과 직접 접촉하면 폭발하는 경우도 있는 소방법 위험물에도 해당하는 물질로, 도저히 생체 내에서 그대로 이용할 수 있는 것은 아니다.
또한, 특허문헌 4에 있어서는, 수중의 용존산소량이 상승하여 수소의 발생이 확인되는 것으로 기재하고, 특허문헌 4의 (표 3)에 산호화석분말 1 g을 순수 60 cc에 용해시킨 경우의 용존산소량을 나타내고 있다. 또한, 특허문헌 4의 (표 4)에는 산화환원전위가 나타내어져 있다. 그러나, 용존산소량과 수소의 발생은 전혀 관계하지 않으며, 또한, 산화환원전위에 대해서도, 비교대상이 되는 전극이 불명하여, pH 11~12 정도에서 산화환원전위는 70 mV 정도 내려가 버리는 것을 고려하면, (표 4)의 수치로부터 수소의 발생을 확인하는 것은 불가능하다.
또한, 특허문헌 5에는, 수소수 발생입자로서, 마그네슘, 흑요석(黑曜石), 톨루마린, 항균모래, 풍화 산호가 예로 들어져 있으나, 풍화 산호 자체, 수소가스의 흡착능력은 그다지 높지 않기 때문에 수소수 발생입자로는 될 수 없어, 유일하게, 마그네슘이 금속마그네슘이었던 경우에는 수소수 발생입자로 된다.
또한 특허문헌 5에 개시되는 바와 같이, 산호는 소성으로 다공질 구조로 되나, 이것만으로는 충분한 양의 수소를 흡착(부착)한 것이 되지 않는다.
상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 1의 보조식품으로서 사용하는 산호분말의 제조방법은, 이하의 공정 1~공정 4로 된다.
공정 1: 산호를 분쇄하는 공정.
공정 2: 분쇄한 산호를 음극측 전해 생성수(알칼리이온수)에 접촉시키는 공정.
공정 3: 상기 분쇄한 산호를 가열하여 산호 내의 유기물을 일산(逸散)시켜서 수소가스분자를 흡착 보유·유지(保持)할 수 있는 마이크로포어를 형성하는 공정.
공정 4: 분쇄한 산호를 수소가스와 접촉시키고, 상기 마이크로포어에 수소가스를 물리적으로 흡착 보유·유지시키는 공정.
상기 공정 2와 3은 어느 쪽을 먼저 해도 된다. 또한, 상기 분쇄한 산호를 전해 생성수에 접촉시키는 공정은, 예를 들면, 전기전도도를 200~1000 μS/cm로 조정한 전해질용액에, 매분 1 L(리터)에 대해 1~8 A(암페어)의 직류를 인가하여 생성한 음극측 전해 생성수(알칼리이온수) 중에, 2~10시간 침지한다.
또한, 상기 전해질로서는 염화나트륨, 염화칼륨, 탄산수소나트륨, 염화칼슘, 염화마그네슘을 사용할 수 있다.
수소가스를 흡착하여 그것을 서서히 방출(서방성)함으로써, 생체 내에서 유효하게 기능할 수 있다. 이를 위해서는, 다공질 구조의 내표면에 열처리에 의해 직경 1 nm 이상의 마이크로포어를 형성하고, 이 마이크로포어 내에 1 또는 복수의 수소가스분자를 흡착 보유·유지하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 산호분말로서는, 순수(1 L)에 용해한 경우의 용존수소량(DH)이 0.25 ppm 이상(25℃,1 atm)이라면, 보조식품으로서의 효과를 충분히 기대할 수 있다.
이와 같이 음극측 전해 생성수(알칼리이온수)에 접촉시킴으로써, 흡착되는 수소가스의 클러스터를 잘게 하여, 수소가스의 흡착량을 증대시키는 것이 가능해진다. 또한 음극측 전해 생성수(알칼리이온수)에 침지하면, 산호에 함유되어 있는 무기질 성분 예를 들면 칼슘이나 생체에 필요한 미량금속인 아연, 망간, 철 등이 녹기 쉬워진다. 전해질용액에 직류전류를 인가함으로써 전해되는 물의 특성이 변화된다. 예를 들면, 표면장력이나 물의 이온적이 변화되어 음극측 전해 생성수(알칼리이온수)의 침투성과 용해성이 향상된다. 이 성질을 이용하면 산호에 함유되는 칼슘이나 기타 금속류가 산호로부터 추출되기 쉬워지며 또한 산호가 물러 부서지기 쉬워진다.
또한 음극측 전해 생성수(알칼리이온수) 중에 과포화의 수소가스를 용해한 전해 생성수도 사용할 수 있다.
상기 산호조각을 음극측 전해 생성수(알칼리이온수)에 접촉시키는 공정으로서는, 예를 들면, 200~1000 μS/cm로 조정한 전해질용액을, 매분 1 L(리터)에 대해 1~8 A(암페어)의 직류를 인가하여 생성한 음극측 전해 생성수(알칼리이온수) 중에 2~10시간 침지한다.
200~1000 μS/cm로 조정함으로써 전기분해하기 쉬워지고, 또한 인가 전류값을 매분 1 L(리터)에 대해 1~8 A(암페어)로 하는 것은, 전류값이 지나치게 작으면 전해가 일어나지 않고, 지나치게 크면 전기분해가 격해져 가스가 발생하기 때문에 상기 범위가 바람직하다.
상기에 있어서 분쇄한 산호를 가열처리하면 산호 골격 중의 칼슘간에 단백질이나 기타 유기물이 삽입되어 있는 것으로부터, 이들 유기물이 분해되어 휘발성분으로 되어 일산된다. 이들의 일산된 골격 중에는 다공질 구조의 칼슘골격이 형성되어 구멍 내의 표면적이 증대된다. 이러한 다공질 구조(마이크로포어)가 된 상태에서 수소가스를 흡착(부착)시킴으로써 수소가스를 그 구조 내에 가둘 수 있다, 즉 보유·유지(保持)할 수 있다.
일반적으로 수소가스가 용존되는 수용액의 산화환원전위는 수소가스가 용존되지 않는 수용액에 비해 낮아진다. 즉 물이 산화체로 되어 수소가 환원체로 되기 때문으로, 동일한 수소이온농도의 수용액이라면 △E=EH-EO의 값은 마이너스가 된다.
본 발명방법에 의해 얻어진 산호분말은 일반적인 산호분말과 비교하여, 다량의 수소가스를 흡착 보유·유지하고 있기 때문에, 보조식품으로서 체내에 넣으면, 체내에 수소가스가 흡수되어 이하에 나타낸 반응식과 같이 활성산소종의 일종인 매우 반응성이 높고 독성이 강한 히드록시 라디칼(·OH)을 소거하여 히드록시 라디칼에 의한 생체내 조직의 손상을 방지할 수 있다.
Figure pct00001
상기의 식으로 나타낸 바와 같이 히드록시 라디칼은 슈퍼옥시드 라디칼과 비교하여 강한 구핵성을 나타내기 때문이다.
산호는 칼슘을 많이 포함하여 생체에 필요한 셀렌이나 망간 등의 미량금속을 많이 포함하고 있어, 음극측 전해 생성수(알칼리이온수) 중에 침지함으로써 전해생성용액이 갖는 용해성과 침투성의 향상에 의해 물에 용해하는 이온류가 녹기 쉬워지고, 또한 산호의 내부까지 음극측 전해 생성수(알칼리이온수)가 침투함으로써, 미량금속이 산호 표면에 용출되어, 생체 내에 삽입되었을 때, 보다 흡수하기 쉬운 무기 전해질류를 얻는다.
미세구조 중의 수소가스는 비교적 안정적으로 보유·유지되기 때문에 저산화를 목적으로 한 식품과 식물 육성을 향상하기 때문에 사용할 수 있다. 또한 제올라이트의 미분을 혼합함으로써 수소가스의 흡착 보유·유지능이 향상되어, 저산화능을 추가적으로 올리는 것이 가능하다.
비교예 1
건조 풍화 산호 1 kg을 수돗물로 세정한 후, 건조하여 분쇄기로 대략 5×5 mm의 크기로 분쇄하고, 전기로에서 730℃에서 2시간 가열처리한 후에 밀폐용기 내에서 상온으로 수소가스를 그 산호 조각에 흡착 또는 부착시킨다. 수소가스를 함유한 그 산호 조각을 제분기로 미분으로 하여 산호분말을 얻는다.
이어서, 상기 730℃에서 2시간 가열처리하여 얻어진 산호분말을 소정의 농도로 조제한 수용액의 산화환원전위를 측정하여 샘플 1인 수소가스를 함유한 경우와, 원용액인 수소가스를 함유하지 않는 경우의 값을 비교하였다. 결과를 이하의 표 1에 나타낸다. 표 1로부터 비교예 1의 산호분말은 수소가스를 흡착 보유·유지하고 있는 것을 알 수 있다.
Figure pct00002
여기서, 수소가스를 흡착시키는 조건은, 전기로에서 가열처리한 산호 조각(분체)을 실온(20℃)까지 방랭하고, 이 후 산호조각(분체) 50 g을 300 ㎖ 오토클레이브에 넣고, 수소가스 0.5 MPa로 3회 치환한 후, 수소가스압을 0.8 MPa까지 높여 1시간 정치하고, 산호조각(분체)을 알루미늄 라미네이트 봉지에 꺼내서 실링하는 방법을 채용하였다.
또한, 수소가스를 흡착시키는 별도의 조건으로서, 이하의 방법도 시도하였다. 즉, 상기 방랭 후의 산호조각(분체) 50 g을 300~500 ㎖의 가지형 플라스크에 넣고, 회전 증발기에 장착하여, 진공펌프로 감압(4~5 mmHg)하고 수소가스로 상압으로 되돌린다. 이 조작을 3회 반복한 후에 회전 증발기로부터 가지형 플라스크를 떼어내고, 산호조각(분체)을 알루미늄 라미네이트 봉지에 꺼내서 실링한다.
또한, 열처리온도로서는 850℃에서 열처리한 결과, 산호의 구조가 파괴되어 버렸다. 또한 250℃에서 열처리한 결과, 충분히 유기물을 제거할 수 없었다. 따라서, 열처리온도로서는 300~800℃가 바람직하다고 생각된다.
실시예 1
건조 풍화 산호 1 kg을 수돗물로 세정하여 햇볕에 건조한 후 분쇄기로 건조한 풍화 산호를 대략 5×5 mm 정도까지 분쇄하고, 이 분쇄한 산호를 300℃에서 4시간 가열하여 산호 내의 유기물을 일산시키고, 이어서, 염화나트륨수용액의 전기전도도가 500 μS/cm가 되도록 조제하여, 매분 1 L당 4A의 직류전류를 인가하고 전해하여 생성한 음극측 전해 생성수(알칼리이온수)에 그 산호를 5시간 침지 후 건조하였다. 건조한 후, 밀폐용기 내에서 수소가스를 산호조각에 흡착(부착)시켜 제분기로 대략 100 메시 정도로 분쇄하였다.
상기 처리를 행하지 않는 산호분말을 순수에 용해한 경우를 대조군으로 하여 전기전도도 및 산화환원전위를 비교하였다.
상기 방법으로 조제한 샘플 2의 산호 미분체를 물 1 L당 0.02 g, 0.04 g, 0.06 g, 0.08 g, 0.1 g을 녹여 전기전도도를 계측하였다. 측정한 전기전도도는 표 2에 나타낸 바와 같이 산호분말의 첨가량 0일 때의 용액의 전기전도도와 각각 산호분말을 첨가했을 때의 전기전도도의 차의 값이다. 또한 수소 함유 산호인 샘플 2와 수소를 함유하지 않는 원수용액의 산화환원전위를 포화염화은 전극에 의한 비교전극으로 측정한 결과를 표 3에 나타내었다.
Figure pct00003
Figure pct00004
표 2 및 표 3으로부터, 본 발명의 산호분말은 대량의 수소가스를 흡착 보유·유지하고 있는 것을 알 수 있다. 또한 상기 표 1의 △E와 표 3의 △E를 비교하면, 표 3의 △E 쪽이 크다. 이 사실과 용존수소로부터, 분쇄한 산호를 음극측 전해 생성수(알칼리이온수)로 처리하면, 미량금속이 산호 표면에 석출될 뿐 아니라, 흡착되는 수소가스의 양도 많아지는 것을 알 수 있다.
실시예 2
건조 풍화 산호 1 kg을 수돗물로 세정하여 햇볕에 건조한 후 분쇄기로 건조한 풍화 산호를 대략 5×5 mm 정도까지 분쇄하고, 염화칼륨수용액의 전기전도도가 500 μS/cm가 되도록 조제하여, 매분 1 L당 7A의 직류전류를 인가하고 전해하여 생성한 음극측 전해 생성수(알칼리이온수)에 그 분쇄 산호를 5시간 침지 후, 이 분쇄한 산호를 800℃에서 1시간 가열처리하여 산호 내의 유기물을 일산시켜 건조시켰다. 건조한 분쇄 산호를 밀폐용기 내에서 수소가스를 흡착시킨 후, 제분기로 대략 100 메시 정도로 미분화하여 샘플 3으로 하였다.
수소가스를 함유한 샘플 3의 산호분말을 순수에 용해한 것, 수소가스를 함유하지 않는 원수용액의 전기전도도 및 산화환원전위를 비교하였다.
상기 방법으로 조제한 산호 미분체를 물 1 L당 0.02 g, 0.04 g, 0.06 g, 0.08 g, 0.1 g을 녹여 전기전도도를 계측하였다. 측정한 전기전도도는 표 4에 나타낸 바와 같이 산호분말의 첨가량 0일 때의 용액의 전기전도도와 각각 산호분말을 첨가했을 때의 전기전도도의 차의 값이다. 또한 샘플 3과 그 대조군의 산화환원전위를 포화염화은 전극에 의한 비교전극으로 측정한 결과를 표 5에 나타내었다.
Figure pct00005
Figure pct00006
표 4 및 표 5로부터, 본 발명의 산호분말은 대량의 수소가스를 흡착 보유·유지하고 있는 것을 알 수 있다. 또한 상기 표 1 및 표 3 의 △E와 표 5의 △E를 비교하면, 표 5의 △E 쪽이 가장 크다. 이 사실과 용존수소로부터, 전해질로서는 염화나트륨보다도 염화칼륨 쪽이 효과가 크다고 할 수 있다.
실시예 3
건조 풍화 산호 1 kg을 수돗물로 세정하여 햇볕에 건조한 후 분쇄기로 건조한 풍화 산호를 대략 5×5 mm 정도까지 분쇄하고, 이 분쇄한 산호를 500℃에서 3시간 가열처리하여 산호 내의 유기물을 일산시키고, 이어서, 탄산수나트륨수용액의 전기전도도가 500 μS/cm가 되도록 조제하여, 매분 1 L당 7A의 직류전류를 인가하고 전해하여 생성한 음극측 전해 생성수(알칼리이온수)에 그 분쇄 산호를 5시간 침지 후 건조하였다. 건조한 분쇄 산호와 제올라이트 미분을 1:1의 비율로 혼합한 것을 밀폐용기에서 수소가스를 흡착 또는 부착시킨 후, 제분기로 대략 100 메시 정도로 미분화하여 샘플 4로 하였다.
수소가스를 함유한 산호분말과 제올라이트의 혼합물을 순수에 용해한 샘플 4와, 수소가스를 함유하지 않는 원수용액의 전기전도도 및 산화환원전위를 비교하였다.
상기 방법으로 조제한 혼합 분체를 물 1 L당 0.02 g, 0.04 g, 0.06 g, 0.08 g, 0.1 g을 녹여 전기전도도를 계측하였다. 측정한 전기전도도는 표 6에 나타낸 바와 같이 혼합 분체의 첨가량 0일 때의 용액의 전기전도도와 각각 혼합 분체를 첨가했을 때의 전기전도도의 차의 값이다. 또한 샘플 4와 그 대조군의 산화환원전위를 포화염화은 전극에 의한 비교전극으로 측정한 결과를 표 7에 나타내었다.
Figure pct00007
Figure pct00008
표 6 및 표 7로부터, 본 발명의 산호분말은 대량의 수소가스를 흡착 보유·유지하고 있는 것을 알 수 있다. 또한 상기 표 1, 표 3 및 표 5의 △E와 표 5의 △E를 비교하면, 표 7의 △E가 가장 크다. 이 사실은, 제올라이트를 혼합함으로써 흡착되는 수소가스의 양도 많아지는 것을 알 수 있다.

Claims (4)

  1. 이하의 공정 1~공정 4로 되는 것을 특징으로 하는 보조식품으로서 사용하는 산호분말의 제조방법.
    공정 1: 산호를 분쇄하는 공정.
    공정 2: 분쇄한 산호를 음극측 전해 생성수(알칼리이온수)에 접촉시키는 공정.
    공정 3: 상기 분쇄한 산호를 가열하여 산호 내의 유기물을 일산(逸散)시켜서 수소가스분자를 흡착 보유·유지(保持)할 수 있는 마이크로포어를 형성하는 공정.
    공정 4: 분쇄한 산호를 수소가스와 접촉시키고, 상기 마이크로포어에 수소가스를 물리적으로 흡착 보유·유지시키는 공정.
  2. 이하의 공정 1~공정 4로 되는 것을 특징으로 하는 보조식품으로서 사용하는 산호분말의 제조방법.
    공정 1: 산호를 분쇄하는 공정.
    공정 2: 분쇄한 산호를 가열하여 산호 내의 유기물을 일산시켜서 수소가스분자를 흡착 보유·유지할 수 있는 마이크로포어를 형성하는 공정.
    공정 3: 상기 분쇄한 산호를 음극측 전해 생성수(알칼리이온수)에 접촉시키는 공정.
    공정 4: 분쇄한 산호를 수소가스와 접촉시키고, 상기 마이크로포어에 수소가스를 물리적으로 흡착 보유·유지시키는 공정.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 분쇄한 산호를 음극측 전해 생성수(알칼리이온수)에 접촉시키는 공정은, 전기전도도를 200~1000 μS/cm로 조정한 전해질용액에, 매분 1 L(리터)에 대해 1~8 A(암페어)의 직류를 인가하여 생성한 음극측 전해 생성수(알칼리이온수) 중에, 2~10시간 침지하는 것을 특징으로 하는 산호분말의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전해질은 염화나트륨, 염화칼륨, 탄산수소나트륨, 염화칼슘, 염화마그네슘 중 어느 하나로 하는 것을 특징으로 하는 산호분말의 제조방법.
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