TWI466832B - 深層海水濃縮液之製造方法 - Google Patents

Description

深層海水濃縮液之製造方法

本發明是有關於一種濃縮液及其製造方法，特別是有關於一種用於降低血脂之深層海水濃縮液及其製造方法。

隨著經濟的富裕與生活習慣的改變，慢性病(例如心血管疾病)的罹患率大為增加。根據行政院衛生署統計顯示，近年來心臟疾病(10.6%)與腦血管疾病(7.3%)一直分佔國內十大死因之第二位與第三位，而動脈粥狀硬化(Atherosclerosis)為導致此些疾病之主要原因。動脈粥狀硬化之危險因子包括膽固醇濃度過高、低密度脂蛋白-膽固醇(LDL-C)濃度過高、高密度脂蛋白-膽固醇(HDL-C)濃度偏低、高血壓及糖尿病等。血脂異常更為動脈粥狀硬化之元兇，而膽固醇為其重要之指標。血中膽固醇過高的患者，經臨床之統計分析後得知其發生血管硬化的機率非常高。

水是人類生活所必需，日常主要來源是從飲用水、飲料和含有水的食物(例如水果或湯品)而來。依據水中礦物質含量多寡，水源有粗分為軟水和硬水兩種，其主要係決定於飲用水中的鈣與鎂含量。研究顯示，水的硬度與動脈粥狀硬化發生率有相關性。當水質硬度每公升增加10毫克，則可降低0.56%急性心肌梗塞發生率 。此外，鎂攝取缺乏亦與動脈粥狀硬化發生有關。鎂的攝取通常是經由食物所獲得，而由飲水中獲得較少。然而，比起食物中的鎂，飲水中的鎂呈現離子態，較易被人體所吸收。

因此，飲用水中若能具有適當之硬度及鎂離子，使得當人們平日飲水時，就可降低體內血脂濃度，進而減低罹患心血管疾病之機率，其係為本案申請人所欲達成之目標。

有鑑於上述習知技術之問題，本發明之目的就是在提供一種用於降低血脂之深層海水濃縮液及其製造方法。飲用者透過每日飲用含有適量本發明之濃縮液之飲用水，其血脂濃度則可降低，進而減低罹患心血管疾病之機率。

根據本發明之目的，係提出一種用於降低血脂之深層海水濃縮液之製造方法，其包含以下步驟：首先，提供自海平面一預定深度下之深層海水，依序利用纖維過濾系統、超過濾系統及海水逆滲透系統過濾深層海水，使得到第一濃縮液及純淨水。再者，藉由低溫真空蒸發濃縮系統濃縮第一濃縮液，則可獲得第二濃縮液及硫酸鈣。低溫真空蒸發濃縮系統為一循環系統，故第二濃縮液可持續地於此系統進行濃縮。在濃縮過程中，第二濃縮液會產生結晶鹽類，故可經由離心方式可取得固體顆粒鹽(即深海鹽)與第三濃縮液。以一預定高溫(90~120℃)加熱第三濃縮液，在加熱過程中，第三濃縮液會持續有結晶鹽析出，經靜置後，所析出之結晶鹽會沉澱於下層，進而汲取上清液，取得第四濃縮液。最後，利用具有一預定孔徑(0.5~1.5μm)之過濾膜過濾經冷卻的第四濃縮液，以得到一深層海水濃縮液。

其中，深層海水可取自海平面下200至1500公尺之預定深度，較佳可為海平面下500至700公尺之預定深度。

其中，纖維過濾系統之過濾膜孔徑為0.1~10μm，以過濾海水中之懸浮物質。超過濾系統之過濾膜孔徑為0.01~0.05μm，以過濾海水中之小分子微生物。而海水逆滲透系統之過濾膜孔徑則為0.001~0.0001μm，以過濾海水中之所有礦物質鹽類。

其中，深層海水之硬度為6000~7000mg/l、鹽度為30~40‰、鎂濃度為1000~1500mg/l及鈉濃度為10000~12000mg/l。第一濃縮液之硬度為10000~13000mg/l、鹽度為45~70‰、鎂濃度為2000~3000mg/l及鈉濃度為15000~20000mg/l。第三濃縮液之硬度為160000~190000mg/l、鹽度為200~250‰、鎂濃度為40000~50000mg/l及鈉濃度為19000~25000mg/l。深層海水濃縮液之硬度為380000~420000mg/l、鹽度為380~430‰、鎂濃度為89000~110000mg/l及鈉濃度為7800~9500mg/l。

其中，低溫真空蒸發濃縮系統之溫度參數係為50~70℃，而其真空壓力參數係為10~20KPa。

此外，本發明進一步提出一種用於降低血脂之深層海水濃縮液，其係上述步驟所製得，此深層海水濃縮液之硬度為380000~420000mg/l、鹽度為380~430‰、鎂濃度為89000~110000mg/l及鈉濃度為7800~9500mg/l。且本發明之深層海水濃縮液富含多種礦物質，其包括鈣、鉀、鐵、鋅、鉬、錳、鋰、鍶、銅、矽等微量元素。

承上所述，本發明之用於降低血脂之深層海水濃縮液及其製造方 法，可具有一或多個下述優點：

(1)藉由每日飲用含有本發明之濃縮液之飲用水，可使飲用者降低血脂濃度，進而可減低罹患心血管疾病之機率。

(2)本發明之濃縮液含多種稀有之礦物質，例如鐵、鋅、鉬、錳、鋰、鍶、銅、矽等微量元素，其可維持人體新陳代謝。

(3)每日飲用含有本發明之濃縮液之飲用水，不但不影響飲用者之肝腎功能，且可降低體內氧化壓力指標：硫代巴比妥酸反應物質(TBARS)。

S11~S18‧‧‧步驟

第1圖係為本發明之深層海水濃縮液之製造方法之流程圖。

第2圖係為飲用本發明之深層海水濃縮液後，血清鎂濃度與血清膽固醇濃度之相關性。

實施例1：本發明之深層海水濃縮液之製造方法

請參閱第1圖，其係為本發明之深層海水濃縮液之製造方法之流程圖，其步驟包含如下：步驟S11，提供自海平面一預定深度下之深層海水。步驟S12，依序利用纖維過濾系統、超過濾系統及海水逆滲透系統過濾深層海水，使得到第一濃縮液及純淨水。步驟S13，藉由低溫真空蒸發濃縮系統濃縮第一濃縮液，則可獲得第二濃縮液及硫酸鈣(石膏)。因低溫真空蒸發濃縮系統係為一循環系統，故可藉由其系統持續地濃縮第二濃縮液。步驟S14，第二濃縮液在濃縮過程中會產生結晶鹽類，可經由離心方式可取得固體顆粒鹽類與第三濃縮液。步驟S15，以一預定高溫(90~120℃ )加熱第三濃縮液，在加熱過程中會持續有結晶鹽析出。步驟S16，靜置已加熱之第三濃縮液，使結晶鹽沉澱於下層，並汲取其上清液，取得第四濃縮液。步驟S17，冷卻第四濃縮液。步驟S18，利用具有一預定孔徑(0.5~1.5μm)之過濾膜過濾第四濃縮液，以得到一深層海水濃縮液。

上述之深層海水可取自海平面下200至1500公尺之預定深度的海水，較佳可為海平面下500至700公尺之預定深度之海水。於步驟12中，纖維過濾系統、超過濾系統及海水逆滲透系統之過濾膜孔徑可分別為0.1~10μm、0.01~0.05μm及0.001~0.0001μm，以分別過濾海水中之懸浮物質、小分子微生物及海水中之鹽類。

每一步驟所得之濃縮液之硬度、鹽度、鎂濃度及鈉濃度皆不同。其中，從海平面下所取得之深層海水(未加工)之硬度為6000~7000mg/l、鹽度為30~40‰、鎂濃度為1000~1500mg/l及鈉濃度為10000~12000mg/l。第一濃縮液之硬度為10000~13000mg/l、鹽度為45~70‰、鎂濃度為2000~3000mg/l及鈉濃度為15000~20000mg/l。第三濃縮液之硬度為160000~190000mg/l、鹽度為200~250‰、鎂濃度為40000~50000mg/l及鈉濃度為19000~25000mg/l。本發明之深層海水濃縮液之硬度則為380000~420000mg/l、鹽度為380~430‰、鎂濃度為89000~110000mg/l及鈉濃度為7800~9500mg/l。

於步驟S13中，低溫真空蒸發濃縮系統係為一循環系統，其溫度參數為50~70℃，主要係為了模擬天然日晒。而低溫真空蒸發濃縮系統之真空壓力參數係為10~20KPa。於循環的過程中，可擠壓出硫酸鈣(石膏)，並將硫酸鈣儲存於一儲存槽中，然後再進行 離心之步驟(步驟14)。離心之步驟主要可將深海鹽收集下來，因本發明係利用低溫濃縮循環，故於深海鹽中亦含有多種礦物質及微量元素，並非與精鹽一般僅含有氯化鈉。此外，較低溫度可確保深海鹽的結晶品質，使其結晶顆粒大小較為一致。

實施例2：本發明之深層海水濃縮液

本發明之深層海水濃縮液係由實施例1之製造方法所製得，故本發明之深層海水濃縮液之硬度為380000~420000mg/l、鹽度為380~430‰、鎂濃度為89000~110000mg/l及鈉濃度為7800~9500mg/l。且本發名之深層海水濃縮液含多種礦物質，其包括鈉(Na)、鈣(Ca)、鉀(K)、鐵(Fe)、鋅(Zn)、鉬(Mo)、錳(Mn)、鋰(Li)、鍶(Sr)、銅(Cu)、矽(Si)等。因此，本發明之深層海水濃縮液亦可應用於食品加工、農業發展、生技製藥、化妝保養品製造、健康食品之開發、飲料生產等多種目標產業上，創造更多的附加價值。

實施例3：較佳實施例

本實施例係為證實本發明之深層海水濃縮液具有降低血脂之功效，故將本發明之深層海水濃縮液介入高血脂受試者，並作一系列血液生化檢測。

受試者篩選

受試者為來自北臺灣，並篩選高血脂之受試者42位，為期六週試驗。受試者之條件為30至65歲，血液生化值為總膽固醇>200mg/dl及低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)>130mg/dl，無服用會影響血脂的保健食品(例如植醇、紅麴、深海魚油等)及影響血脂藥 物(以無使用藥物者為佳)，無心血管疾病、糖尿病、慢性發炎疾病、肝腎疾病、特殊疾病(如甲狀腺低下)等之病史，無極端運動習慣及暴飲暴食習慣(實驗期間避免應酬)，飲酒小於25g/天(即小於兩份酒精當量)。於試驗期間，所有受試者之生活作息一律如常。篩選後之受試者，經告知實驗目的與詳細流程，徵求受試者個人同意並簽署同意書後，進入本試驗。

本發明之深層海水濃縮液之給予方式

採雙盲試驗，將受試者分為三組：控制組、實驗組及對照組。控制組之飲用水為逆滲透(RO)水，實驗組之飲用水為添加本發明之深層海水濃縮液之高礦物質水(硬度1400)，而對照組為以化學氯化鎂(MgCl₂)劑調和成硬度1400之飲用水。三組之飲用水皆經加熱殺菌、充填製成瓶裝水。實驗組和對照組之受試者，其每天攝取的鎂約相當於衛生署1.0倍建議攝取量(RDA)劑量，且每天皆喝3瓶水，每瓶為350ml，共1050ml。

試驗設計

42位受試者隨機分成三組後，試驗期間共為六週，第0、3、6週抽血。恢復期為2週，且於第8週再抽血一次。所有血液皆需離心取其血清，分析肝功能、腎功能、血清礦物質濃度、血清脂質濃度及抗氧化分析。

以下試驗結果數值以平均值(mean)±標準差(SD)表示，並以SAS 9.1.3統計軟體進行分析。試驗的第0、3、6及8週，三組的生化值皆以雙因子變異數分析(two-way ANOVA)比較水和時間兩個主因子，再以鄧肯氏多變域測驗(Duncan’s multiple range-test)進行組間差異性比較，當p<0.05時，達顯著差異。血鎂濃度和血清膽固醇的相關性檢定則以皮爾森相關係數(pearson’s correlation test)進行分析。此外，以下表格中所標示之abc表示各組於第0、3、6及8週間之差異，而xy表示於每週各組間之差異。

本發明之深層海水濃縮液對脂蛋白脂質濃度之影響

實驗組之受試者隨著飲用時間之增加，相對於其他兩組之受試者，血清膽固醇有顯著降低之效果。而相對於第0週，實驗組之受試者總膽固醇濃度在第3週及第6週有降低之現象，可分別降低7.9%及13.7%。此外，實驗組之受試者，隨著飲用時間的增加，低密度脂蛋白-膽固醇(LDL-C)有顯著減少，在第3週及第6週分別較第0週者降低11.7%及15.4%。各組之膽固醇及LDL-C之詳細數據如表1所示。

本發明之深層海水濃縮液對血清鎂、鈉、鉀和鈣之影響

實驗期間，本發明之深層海水濃縮液對血清鎂、鈉、鉀及鈣濃度，皆無統計上之差異，其數據如下表2所示。此外，於三組間比較，血清鎂濃度亦無統計上差異，且皆屬正常範圍，並無鎂缺乏之情形發生，但在飲用含有本發明之深層海水濃縮液之逆滲透水後，其第3週、第6週及第8週之血清鎂濃度，皆比第0週有較高之趨勢。此外，於第6週時，血清鎂濃度與血清膽固醇濃度有逆相關之趨勢，如第2圖所示。

本發明之深層海水濃縮液對肝、腎功能之影響

本實施例之肝功能係測定血清中谷丙轉氨酶(Alanine aminotransferase,ALT)及穀草轉氨酶(Aspartate aminotransferase,AST)，而腎功能則測定血清中尿素氮(Urea nitrogen)。於四次抽血中，無論實驗組或對照組之受試者，其對肝功能皆無差異。實驗期間，本發明之深層海水濃縮液對腎功能亦無影響，皆在正常範圍內。三組肝腎功能之數據如下表3所示。

本發明之深層海水濃縮液對血清總抗氧化能力與脂質過氧化能力之影響

本實施例係以血清硫代巴比妥酸(TBARS)及總抗氧化力(TEAC)，評估人體內氧化壓力之狀態。結果顯示(表4)，對於血清總抗氧化力於三組間並無顯著不同。而對於TBARS濃度而言，實驗組之第3週與第6週的TBARS濃度低於第0週之TBARS濃度。其顯示飲用含有本發明之深層海水濃縮液之滲透水，其TBARS濃度可隨著飲水時間而降低。

表4

綜合以上結果，本發明之深層海水濃縮液可有效降低高血脂症受試者的血總膽固醇及LDL-C濃度。隨著飲用時間增加，總膽固醇與LDL-C降低效果越明顯，顯示持續飲用的效果更佳，且不影響肝腎功能。此外，於抗氧化試驗中，顯示本發明之深層海水濃縮液可降低高血脂症者血清TBARS濃度。因此，藉由每日飲用含有本發明之濃縮液之飲用水，可使飲用者降低血脂濃度，進而可減低罹患心血管疾病之機率。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

S11~S18‧‧‧步驟

Claims (12)

1. 一種深層海水濃縮液之製造方法，其包含以下步驟：提供自海平面一預定深度下之一深層海水；依序利用一纖維過濾系統、一超過濾系統及一海水逆滲透系統過濾該深層海水，使得到一第一濃縮液及一純淨水；藉由一低溫真空蒸發濃縮系統濃縮該第一濃縮液，使得到一第二濃縮液及一硫酸鈣；離心該第二濃縮液，使得到一深海鹽及一第三濃縮液；以一預定高溫加熱該第三濃縮液，以析出該第三濃縮液之一結晶鹽；靜置已加熱之該第三濃縮液，使該結晶鹽沉澱於下層，以汲取上層液體使得到一第四濃縮液；冷卻該第四濃縮液；以及利用具有一預定孔徑之過濾膜過濾該第四濃縮液，以得到一深層海水濃縮液；其中該低溫真空蒸發濃縮系統之溫度參數係為50~70℃，且真空壓力參數係為10~20KPa；其中該低溫真空蒸發濃縮系統係為一循環系統。
2. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中該預定深度係為200至1500公尺。
3. 如申請專利範圍第2項所述之製造方法，其中該預定深度進一步係為500至700公尺。
4. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中該纖維過濾系統之過濾膜孔徑係為0.1~10μm，以過濾該海水中之一懸浮物質。
5. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中該超過濾系統之過濾膜孔徑為0.01~0.05μm，以過濾該海水中之一小分子微生物。
6. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中該海水逆滲透系統之過濾膜孔徑為0.001~0.0001μm，以過濾該海水中之鹽類。
7. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中該深層海水之硬度為6000~7000mg/l、鹽度為30~40‰、鎂濃度為1000~1500mg/l及鈉濃度為10000~12000mg/l。
8. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中該第一濃縮液之硬度為10000~13000mg/l、鹽度為45~70‰、鎂濃度為2000~3000mg/l及鈉濃度為15000~20000mg/l。
9. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中該第三濃縮液之硬度為160000~190000mg/l、鹽度為200~250‰、鎂濃度為40000~50000mg/l及鈉濃度為19000~25000mg/l。
10. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中該深層海水濃縮液之硬度為380000~420000mg/l、鹽度為380~430‰、鎂濃度為89000~110000mg/l及鈉濃度為7800~9500mg/l。
11. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中該預定高溫係為90~120℃。
12. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中該預定孔徑係為0.5~1.5μm。