Способ получения функционализированной минералами структурированной воды

Изобретение относится к пищевой и фармацевтической промышленности и позволяет получить функционализированную минералами и структурированную биологически воду, максимально возможно сбалансированную по минеральному составу и проявляющую разнообразную биологическую активность.

Изобретение позволяет разработать высокоэффективный, экономный и простой способ получения биологически активной (обогащенной водорастворимыми минералами) структурированной воды со сбалансированным минеральным составом.

Известен сухой безалкогольный напиток [1], содержащий витамины В₁, С, РР, В₅, В₆, лимонную кислоту, пантогематоген, экстракт левзеи, плодовый экстракт, ароматизатор, сахар, мальтодекстрин, микроэлементы (Mg, Na, K).

Недостатком известного напиток является его ориентированность лишь на определенные группы людей (спортсменов, подверженных тяжелым физическим нагрузкам), при этом свойства напитка, направленные на оздоровление организма и профилактику возможных заболеваний, являются ограниченными.

Известен напиток [2], содержащий в четырех вариантах, по крайней мере, один витамин из ряда: А, Н, В₁, В₂, В₃, В₅, В₆, В₉, В₁₅, В₁₂, D, Е, С, Р, К, макроэлементы, микроэлементы, янтарную кислоту и/или сукцинаты янтарной кислоты и воду, взятые в определенном соотношении.

Недостатком напитка является несбалансированный витаминно-элементный состав, из-за чего в случае его систематического чрезмерного употребления возможны реакции гипервитаминоза, а также отсутствие жизненно важных макро- и микроэлементов.

Наиболее близким к изобретению является напиток, [3] - прототип, содержащий сок, микроэлементы, витаминный комплекс, включающий витамины В₁, В₂, В₆, B₁₂, D, Е, С, Р, К, ниацин и воду. В качестве микроэлементов напиток может содержать магний или кальций и магний, или цинк, или железо.

Главным недостатком прототипа, а также общим недостатком всех известных композиций является пренебрежение нормами суточных потребностей для различных возрастных групп мужчин и женщин, и совместимостью используемых микроэлементов. Употребление неправильно сбалансированных по микроэлементному составу композиций может привести к недостаточности минеральных веществ, а также к обострению хронических заболеваний желудочно-кишечного тракта, за счет антагонистического и синергического эффектов взаимодействия используемых микронутриентов.

Таким образом, задачей, на решение которой направлено данное изобретение является разработка высокоэффективного, экономного и простого способа получения функционализированной (обогащенной водорастворимыми минералами) воды со сбалансированным минеральным составом с возможностью применения в пищевой и фармацевтической промышленности.

Это достигается тем, что способ получения функционализированной минералами структурированной воды, предусматривающий добавление к воде обогащающих ингредиентов (минералов), отличается тем, что в качестве воды используют артезианскую или талую или дистиллированную или бидистиллированную воду, а в качестве обогащающих ингредиентов используют сульфат цинка (ZnSO₄) - источник цинка (Zn²⁺), сульфат марганца (MnSO₄) - источник марганца (Mn²⁺), сульфат железа (FeSO₄) - источник железа (Fe²⁺), аммония молибдат ((NH₄)₂MoO₄) или натрия молибдат (Na₂MoO₄) или аммония молибдата тетрагидрат ((NH₄)₆Mo₇O₂₄⋅4H₂O) - источник молибдена (Мо⁶⁺), сульфат никеля (NiSO₄) - источник никеля (Ni²⁺), сульфат меди (CuSO₄) - источник меди (Cu²⁺), хлорид кобальта (CoCl₂) - источник кобальта (Со²⁺), борная кислота (H₃BO₃) - источник бора (В³⁺), натрия фторид (NaF) - источник фтора (F^-), сульфат магния (MgSO₄) - источник магния (Mg²⁺), аммония метаванадат (NH₄VO₃) - источник ванадия (V⁵⁺), которые вносят в воду в следующем соотношением:

тщательным перемешиванием обогащающих ингредиентов в воде в течение 5-10 мин при частоте вращении мешалки 50-100 об/мин и последующей структуризацией обогащенной воды в результате воздействия магнитного поля с использованием постоянных магнитов с индукцией В=150-200 мТл или прибора для омагничивания воды МУМ-50 ЭДМА, с дальнейшим одно- или многократным замораживанием при температуре -70°С и ниже и оттаивания при температуре не выше +10°С.

Способ реализуется следующим образом.

В качестве воды (основного компонента) использовали согласно техническим нормативным правовым актам (ТНПА):

артезианскую воду или

талую воду или

дистиллированную воду или

бидистиллированную воду.

В качестве обогащающих ингредиентов использовали:

1. Водорастворимые макроэлементы:

магний (Mg²⁺) в виде сульфата магния (MgSO₄) по ТНПА.

2. Водорастворимые микроэлементы:

молибден (Мо⁶⁺) в виде аммония молибдата ((NH₄)₂MoO₄) по ТНПА или натрия молибдата (Na₂MoO₄) по ТНПА или аммония молибдата тетрагидрат ((NH₄)₆Mo₇O₂₄⋅4H₂O) по ТНПА,

кобальт (Со²⁺) в виде хлорида кобальта (CoCl₂) по ТНПА,

медь (Cu²⁺) в виде сульфата меди (CuSO₄) по ТНПА,

цинк (Zn²⁺) в виде сульфата цинка (ZnSO₄) по ТНПА,

железо (Fe²⁺) в виде сульфата железа (FeSO₄) по ТНПА,

марганец (Mn²⁺) в виде сульфата марганца (MnSO₄) по ТНПА,

фтор (F^-) в виде натрия фторида (NaF) по ТНПА,

бор (В³⁺) в виде борной кислоты (Н₃ВО₃) по ТНПА,

никель (Ni²⁺) в виде сульфата никеля (NiSO₄) по ТНПА,

ванадий (V⁵⁺) в виде аммония метаванадата (NH₄VO₃) по ТНПА.

В таблице 1 и 2 приведены основные характеристики и ориентировочная суточная потребность водорастворимых минералов. В таблице 3 показаны основные водорастворимые формы минералов (макро- и микроэлементов).

На начальном этапе проверяют качество обогащающих ингредиентов (водорастворимых солей макро- и микроэлементов). Из водорастворимых солей макро- и микроэлементов готовят смесь при следующем соотношении обогащающих ингредиентов:

Количество обогащающего ингредиента (ν) в молях рассчитывают по формуле (1):

где ν - количество вещества, моль;

m - масса вещества, г;

М - молекулярная масса вещества, г/моль.

После приготовления нужной смеси обогащающих ингредиентов осуществляют их добавление в подготовленную воду. Перед обогащением проверяют качество воды. Воду с обогащающими ингредиентами (водорастворимыми макро- и микроэлементами) тщательно перемешивают в реакторе-смесителе в течение 5-10 мин при частоте вращении мешалки 50-100 об/мин.

Далее проводят процесс структуризации обогащенной воды (т.е. активации воды), осуществляемый в результате одно- или многократного замораживания при температуре -70°С и ниже и последующего оттаивания (размораживания) при температуре не выше +10°С.

В соответствии с существующими на сегодняшний день представлениями о кластерно-фрактальной модели воды, структурированная вода, содержащаяся в растениях и организме, качественно отличается от обычной. Она обладает той же структурой, что и вода в замерзшем состоянии. Именно гексагональные ледяные кластеры предотвращают образование плотной неупорядоченной структуры воды, которая не подходит для эффективного взаимодействия с биомолекулами. При растворении в структурированной воде биомолекулы переходят в родственную для них среду и остаются в нативном виде.

Получить структурированную воду можно при оттаивании снега, льда, замораживании-оттаивании воды или при использовании специализированных приборов для структурирования воды. Известно, что талая вода, возникающая при таянии льда, содержит повышенное число льдообразных кластеров. Она является мощным биологическим стимулятором для живых систем и поэтому получила название «живой воды». Этот эффект структурированной воды объясняют с позиции ее лучшей усвояемости организмом, поскольку кластеры, сформировавшиеся в ней из водных тетраэдров, являются поставщиками готовых структурных оснований для построения и обновления гидратных оболочек вокруг биосубстратов. Организм при этом получает необходимую для своей жизнедеятельности воду с оптимальными структурно-информационными свойствами. Показано, что систематическое употребление структурированной воды приводит к нормализации сна, снижению уровня холестерина в крови, нормализация кислотно-щелочного баланса, выведению токсинов, нормализации обмена веществ.

На фиг. 1 представлено уникальное строение молекулы воды (H₂O) и особенности ее поведения в магнитном поле.

В молекуле воды (H₂O) атом кислорода имеет четыре электронные пары, две из которых участвуют в образовании двух полярных ковалентных связей Н-О, т.е. являются связывающими, а две другие - являются несвязывающими (фиг. 1). Ковалентные связи воды образованы за счет перекрывания двух одноэлектронных р-облаков атома кислорода и одноэлектронных s-облаков двух атомов водорода. Угол между связями в молекуле воды 104,5°. В молекуле воды имеется четыре полюса зарядов: два - положительных и два - отрицательных. Положительные заряды сосредоточены у атомов водорода, т.к. кислород электроотрицательней водорода. Два отрицательных полюса приходятся на две несвязывающие электронные пары кислорода. Молекула воды является диполем и дипольный момент молекулы воды равен 1,84 Д.

При движении потока молекул воды (диполей) в магнитном поле перпендикулярно силовым линиям магнитного поля, вдоль оси Y (см. вектор V) возникает момент сил F₁, F₂ (сила Лоренса), пытающихся развернуть молекулу в горизонтальной плоскости (фиг. 1). При движении диполя в горизонтальной плоскости, вдоль оси Z, возникает момент сил в вертикальной плоскости. Полюса магнита препятствуют повороту диполя молекулы; поэтому движение молекул перпендикулярно линиям магнитного поля будет тормозиться. Это приводит к тому, что для диполя, помещенного между двумя полюсами магнита остается только одна степень свободы - колебание вдоль оси X - силовых линий приложенного магнитного поля. По всем остальным координатам движение диполей воды ограничивается: они становятся зажатыми между полюсами магнита, совершая колебательные движения относительно оси X. Определенное положение диполей молекул воды в магнитном поле вдоль силовых линий поля будет сохраняться, тем самым упорядочивая их ориентацию в магнитном поле.

В результате после воздействия на воду магнитного поля омагниченная вода становится более структурированной, чем вода обычная. В ней увеличивается скорость химических реакций и кристаллизации растворенных веществ, интенсифицируются процессы адсорбции, улучшается коагуляция примесей и выпадение их в осадок.

Употребление внутрь омагниченной воды повышает проницаемость биологических мембран тканевых клеток, снижает количество холестерина в крови и печени, регулирует артериальное давление, повышает обмен веществ, способствует выделению мелких камней из почек. Были отмечены положительные результаты и при лечении омагниченной водой больных, страдающих экземой и различными заболеваниями кожи - дерматитами. Поскольку омагниченная вода оказывает нормализующее действие на нарушенный холестериновый обмен при атеросклерозе и положительно влияет на течение заболевания, то ряд ученых рекомендует пить ее не только в лечебных целях, но и для профилактики атеросклероза.

Далее приведены примеры конкретного выполнения изобретения.

Пример 1. Вода функционализированная минералами и структурированная .

В качестве воды используют артезианскую воду.

В качестве обогащающих ингредиентов используют: сульфат цинка (ZnSO₄) - источник цинка (Zn²⁺), сульфат марганца (MnSO₄) - источник марганца (Mn²⁺), сульфат железа (FeSO₄) - источник железа (Fe²⁺), аммония молибдат ((NH₄)₂MoO₄) - источник молибдена (Мо⁶⁺), сульфат никеля (NiSO₄) - источник никеля (Ni²⁺), сульфат меди (CuSO₄) - источник меди (Cu²⁺), хлорид кобальта (CoCl₂) - источник кобальта (Со²⁺), борная кислота (Н₃ВО₃) - источник бора (В³⁺), натрия фторид (NaF) - источник фтора (F^-), сульфат магния (MgSO₄) - источник магния (Mg²⁺), аммония метаванадат (NH₄VO₃) - источник ванадия (V⁵⁺).

с последующим тщательным перемешиванием в течение 5 мин при частоте вращении мешалки 50 об/мин и дальнейшей структуризацией обогащенной воды в результате омагничевания воды с использованием постоянных магнитов с индукцией В=200 мТл, а также однократного замораживания при температуре -75°С и оттаивания при температуре +10°С.

Рекомендуется употреблять в сутки не более 500 мл воды функционализированной минералами и структурированной. В качестве ограничительного обогащающего ингредиента выбран микроэлемент - ванадий (V⁵⁺), вносимый в виде соли аммония метаванадата (NH₄VO₃) в количестве 0,12 мг/л (суточная потребность 0,025 мг).

Пример 2. Вода функционализированная минералами и структурированная .

В качестве воды используют дистиллированную воду.

В качестве обогащающих ингредиентов используют: сульфат цинка (ZnSO₄) - источник цинка (Zn²⁺), сульфат марганца (MnSO₄) - источник марганца (Mn²⁺), сульфат железа (FeSO₄) - источник железа (Fe²⁺), аммония молибдата тетрагидрат ((NH₄)₆Mo₇O₂₄⋅4H₂O) - источник молибдена (Mo⁶⁺), сульфат никеля (NiSO₄) - источник никеля (Ni²⁺), сульфат меди (CuSO₄) - источник меди (Cu²⁺), хлорид кобальта (CoCl₂) - источник кобальта (Со²⁺), борная кислота (Н₃ВО₃) - источник бора (В³⁺), натрия фторид (NaF) - источник фтора (F^-), сульфат магния (MgSO₄) - источник магния (Mg²⁺), аммония метаванадат (NH₄VO₃) - источник ванадия (V⁵⁺).

с последующим тщательным перемешиванием в течение 10 мин при частоте вращении мешалки 100 об/мин и дальнейшей структуризацией обогащенной воды в результате омагничевания воды с использованием постоянных магнитов с индукцией В=150 мТл, а также двухкратного замораживания при температуре -70°С и оттаивания при температуре +4°С.

Рекомендуется употреблять в сутки не более 500 мл воды функционализированной минералами и структурированной. В качестве ограничительного обогащающего ингредиента выбран микроэлемент - ванадий (V⁵⁺), вносимый в виде соли аммония метаванадата (NH₄VO₃) в количестве 0,12 мг/л (суточная потребность 0,025 мг).

Пример 3. Вода функционализированная минералами и структурированная .

В качестве воды используют талую воду.

В качестве обогащающих ингредиентов используют: сульфат цинка (ZnSO₄) - источник цинка (Zn²⁺), сульфат марганца (MnSO₄) - источник марганца (Mn²⁺), сульфат железа (FeSO₄) - источник железа (Fe²⁺), натрия молибдат (Na₂MoO₄) - источник молибдена (Мо⁶⁺), сульфат никеля (NiSO₄) - источник никеля (Ni²⁺), сульфат меди (CuSO₄) - источник меди (Cu²⁺), хлорид кобальта (CoCl₂) -источник кобальта (Со²⁺), борная кислота (H₃BO₃) - источник бора (В³⁺), натрия фторид (NaF) - источник фтора (F^-), сульфат магния (MgSO₄) - источник магния (Mg²⁺), аммония метаванадат (NH₄VO₃) - источник ванадия (V⁵⁺).

с последующим тщательным перемешиванием в течение 8 мин при частоте вращении мешалки 80 об/мин и дальнейшей структуризацией обогащенной воды в результате омагничевания воды с использованием постоянных магнитов с индукцией В=175 мТл, а также трехкратного замораживания при температуре -90°С и оттаивания при температуре +9°С.

Рекомендуется употреблять в сутки не более 500 мл воды функционализированной минералами и структурированной. В качестве ограничительного обогащающего ингредиента выбран микроэлемент - ванадий (V⁵⁺), вносимый в виде соли аммония метаванадата (NH₄VO₃) в количестве 0,12 мг/л (суточная потребность 0,025 мг).

Пример 4. Вода функционализированная минералами и структурированная .

В качестве воды используют бидистиллированную (дважды дистиллированную) воду.

В качестве обогащающих ингредиентов используют: сульфат цинка (ZnSO₄) - источник цинка (Zn²⁺), сульфат марганца (MnSO₄) - источник марганца (Mn²⁺), сульфат железа (FeSO₄) - источник железа (Fe²⁺), аммония молибдат ((NH₄)₂MoO₄) - источник молибдена (Мо⁶⁺), сульфат никеля (NiSO₄) - источник никеля (Ni²⁺), сульфат меди (CuSO₄) - источник меди (Cu²⁺), хлорид кобальта (CoCl₂) - источник кобальта (Со²⁺), борная кислота (H₃BO₃) - источник бора (В³⁺), натрия фторид (NaF) - источник фтора (F^-), сульфат магния (MgSO₄) - источник магния (Mg²⁺), аммония метаванадат (NH₄VO₃) - источник ванадия (V⁵⁺).

с последующим тщательным перемешиванием в течение 9 мин при частоте вращении мешалки 78 об/мин и дальнейшей структуризацией обогащенной воды в результате омагничевания воды с использованием прибора МУМ-50 ЭДМА, а также однократного замораживания при температуре -80°С и оттаивания при температуре +3°С и однократного замораживания при температуре -70°С и оттаивания при температуре не выше +4°С.

Рекомендуется употреблять в сутки не более 500 мл воды функционализированной минералами и структурированной. В качестве ограничительного обогащающего ингредиента выбран микроэлемент - ванадий (V⁵⁺), вносимый в виде соли аммония метаванадата (NH₄VO₃) в количестве 0,12 мг/л (суточная потребность 0,025 мг).

Микроэлементы играют важную роль в поддержании биологического равновесия организма. Большинство из них, в первую очередь, находится в клетках в виде кофакторов ферментов, обеспечивая их каталитическую активность, но они играют роль также в стабилизации структур макромолекул не ферментного типа, а также в нормализации поддержания уровня витаминов и гормонов в организме человека.

Даже незначительный дефицит может неблагоприятно повлиять, например, на нормальную деятельность иммунной системы, на физическое и общее состояние организма, на процесс выздоровления после болезни или хирургического вмешательства, на полное выздоровление организма.

Функционализированная минералами вода содержат большинство важнейших микроэлементов. Целью ее применения является возмещение дефицитных количеств микроэлементов, необходимых для нормального протекания биохимических процессов, зависимых от микроэлементов, в случаях.

Предлагаемая нами функционализированная минералами вода, восполняет дефицит микро- и макроэлементов, а также активно регулирует метаболические процессы организма (табл. 2). Так, цинк является важным компонентом ряда ферментов, в т.ч. карбоксипептидазы, оксидоредуктазы, трансферазы, алкогольдегидрогеназы; играет важную роль в функционировании Т-лимфоцитов и участвует в метаболизме липидов и белков; обладает антиоксидантной и иммуностимулирующей активностью. Железо участвует в эритропоэзе, в составе гемоглобина обеспечивает транспорт кислорода в ткани и удаление из ткани углекислого газа, предупреждает развитие анемии. Фтор необходим для минерализации костей и зубов. Медь участвует в тканевом дыхании, кроветворении, иммунных реакциях. Марганец влияет на развитие костной ткани, участвует в тканевом дыхании, иммунных реакциях. Молибден участвует в окислительно-восстановительных реакциях, может действовать как ферментный кофактор. Ванадий способствует сохранению стабильного состояния гемоглобина, участвует в процессах роста и репродуктивной функции. Никель является важным элементом, входящим в состав биологических систем. Кобальт, являясь компонентом витамина B₁₂ и гормона инсулин, участвует в выработке гормонов щитовидной железы, белков (в первую очередь), жиров и углеводов, в ферментативных процессах (является активатором ферментов), регулирует обмен холестерина, участвует в выработке PHK и ДНK, содействует росту костной ткани, стимулирует синтез гемоглобина и повышает усвоение железа, а также повышает активность лейкоцитов.

Воду функционализированную минералами рекомендуется пить при заболеваниях и состояниях, сопровождающиеся повышенной потребностью в микроэлементах или недостаточным поступлением микроэлементов с пищей:

неполноценное питание (в т.ч. при специальных диетах, сахарном диабете, вегетарианском питании);

повышенная физическая нагрузка, интенсивные занятия спортом;

повышенная утомляемость, общая слабость, отсутствие аппетита, бессонница;

период реконвалесценции после инфекционно-воспалительных заболеваний, операций;

период менструаций.

Следует избегать одновременного приема функционализированной минералами воды с другими препаратами, содержащими микроэлементы. Между приемом функционализированной минералами воды и лекарственными средствами необходим интервал не менее 1 час. Не рекомендуется пить воду вместе с молоком или кофе, так как при этом ухудшается всасывание компонентов.

Воду функционализированную минералами рекомендуется хранить при температуре от +15° до +25°С, срок годности - 4 года. После вскрытия бутылки с водой, ее содержимое должно быть использовано в течение 1 месяца.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет получать высокоэффективного, экономного и простого способа получения функционализированная минералами воды , обогащенной водорастворимыми минералами: сульфатом цинка (ZnSO₄) - источник цинка (Zn²⁺), сульфатом марганца (MnSO₄) - источник марганца (Mn²⁺), сульфатом железа (FeSO₄) - источник железа (Fe²⁺), аммония молибдатом ((NH₄)₂MoO₄) или натрия молибдат (Na₂MoO₄) или аммония молибдата тетрагидрат ((NH₄)₆Mo₇O₂₄⋅4H₂O) - источник молибдена (Мо⁶⁺), сульфатом никеля (NiSO₄) - источник никеля (Ni²⁺), сульфатом меди (CuSO₄) - источник меди (Cu²⁺), хлоридом кобальта (CoCl) - источник кобальта (Со²⁺), борной кислотой (H₃BO₃) - источник бора (В³⁺), натрия фторидом (NaF) - источник фтора (F^-), сульфатом магния (MgSO₄) - источник магния (Mg²⁺), аммония метаванадатом (NH₄VO₃) - источник ванадия (V⁵⁺), т.е. максимально сбалансированным минеральным составом и возможностью широкого применения в пищевой и фармацевтической промышленности. Кроме того, в предлагаемой воде молекулы определенным образом ориентированы и имеется необходимая кластерная структура в результате проведенной двойной структуризационной обработке магнитным полем и замораживанием-оттаиванием.

Источники информации, принятые во внимание при оформлении заявки: 1. Кошелев, Ю.А. Сухой безалкогольный напиток: Патент №2494653. RU, МПК⁷ A23L 2/52, A23L 2/56, A23L 2/60 / Ю.А. Кошелев, А.С. Залесов; заявка №2011142583/13; патентообладатель: ЗАО «Алтайвитамины». - заявл. 20.10.2011; опубл. 10.10.2013 // Государственный реестр изобретений Российской Федерации. - 2013.

2. Костин, О.Г. Безалкогольный напиток (варианты): Патент №2422052. RU, МПК⁷ A23L 2/38 / О.Г. Костин; заявка №2009118121/13; патентообладатель: О.Г. Костин. - заявл. 12.05.2009; опубл. 27.06.2011 // Государственный реестр изобретений Российской Федерации. - 2011.

3. Бобылев, С.В. Безалкогольный напиток: Патент №2202257. RU, МПК⁷ A23L 2/00, A23L 2/02, A23L 2/38, A23L 2/52 / С. В. Бобылев; заявка №2001107551/13; патентообладатель: ООО «ФКПЧФ Бобимэкс тм». - заявл. 22.03.2001; опубл. 20.04.2003 // Государственный реестр изобретений Российской Федерации. - 2003.