KR20170056786A - 천연소재를 이용한 이온칼슘의 기능성 미네랄 수용액 제조방법 - Google Patents

천연소재를 이용한 이온칼슘의 기능성 미네랄 수용액 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 천연소재를 이용한 이온칼슘의 기능성 미네랄 수용액 제조방법에 관한 것으로, 1차 소성 공정, 초미립자 분쇄 공정, 2차 소성 공정, 교반 공정, 킬레이트 공정, 이온화 공정, 고주파 주사 공정, 및 여과 및 살균 공정에 의해 제공된다.

Description

천연소재를 이용한 이온칼슘의 기능성 미네랄 수용액 제조방법 {MANUFACTURING METHOD FOR FUNCTIONAL MINERAL WATER OF IONIZED CALCIUM USING NATURAL MATERIAL}
본 발명은 천연소재를 이용한 이온칼슘의 기능성 미네랄 수용액 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 기능수는 물에 임의의 특수처리를 하여 물이 특정의 기능을 갖도록 한 활성수를 일컫는 용어로서, 다시 말하면 전기분해, 자기처리, 초음파처리 등에 의해 활성화된 물을 가리킨다.
따라서, 기능수에는 전해수, 자기처리수, 전자수, 초음파처리수, 공명자장수, 원석 또는 미네랄 기능수 등 다양한 종류의 것이 있으며, 이들 외에도 오존수, 탈기수, 원적외수, 세라믹수, 고주파수 등 여러 가지 활성수가 알려져 있다.
이중에서, 미네랄 기능수는 광천수, 자연 발생적인 미네랄수와 같이 생활용수에 다양한 종류의 미네랄을 첨가하여 수질을 높인 물로서, 최근 들어 자연산 미네랄수에 대한 연구 성과의 더해짐과 용도에 따라 최적의 미네랄을 첨가할 수 있게 되어 기능성을 더욱 높여 가고 있다.
또한, 인체구성에 있어서 미네랄은 체중의 4%이지만 미네랄이 생명현상에 작용하는 역할은 헤아릴 수 없이 크다는 것이 최근에 많이 밝혀지고 있다. 이러한 미네랄은 대별해서 다량원소와 미량원소로 나눌 수 있으며, 다량원소는 칼슘, 인, 칼륨, 유황, 나트륨, 염소, 마그네슘 등이며 이들 원소는 인체구성의 약 3.5%이며, 미량원소는 철, 망간, 동, 요오드, 아연, 몰리브덴, 불소, 크롬, 및 비소 등이 0.5%를 차지한다.
인체의 3대 영양소인 탄수화물, 지방, 단백질은 물이나 비타민 등이 공존하더라도 생리작용이 잘 일어나지 않는다. 이것은 유기질이라는 화학적 특성 때문이며 무기질인 미네랄이 참여해야만 비로소 생리활성을 발휘하게 되어 분해와 합성 등의 대사가 이루어지는 것이다.
인체의 구성 성분 중 무기질이 약 4%정도 인데 그 중 60%가 칼슘이기에 칼슘섭취는 매우 중요하며, 뼈, 치아, 혈액의 구성성분이 되기도 하며 비타민과 함께 신진대사를 촉진 또는 억제하는 필수물질이다.
체내에 존재하는 기능성 칼슘은 모두 칼??-펩티드 형식인 칼모듀린(Calmodulin)구조로 되어 있으며, 이러한 분자구조만이 체내에서 수송, 저장, 이용이 가능하기에 칼슘의 흡수는 섭취된 칼슘의 흡수에 필요한 조건을 갖추어야 하는데 수용성이온화가 되어야 하며 섭취된 칼슘이온은 체내에서 단백질의 분해물인 펩티드와 결합하여 킬레이트화 되어야 비로소 소장막을 통과하여 흡수되어진다.
따라서, 칼슘을 이온화시켜 흡수율을 높이며 자화력을 투입하여 기능성을 보강하는 기술이 필요하다.
한국등록특허공보 제0922719호(등록일: 2009.10.14., 명칭: 미네랄 기능수의 제조방법, 이에 의해 제조된 미네랄 기능수)
본 발명은 천연소재에 함유된 칼슘 및 미네랄을 추출하여 기능수로 형성하는 천연소재를 이용한 이온칼슘의 기능성 미네랄 수용액 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 칼슘을 이온화시켜 흡수율을 높이며 자화력을 투입하여 기능성을 보강한 천연소재를 이용한 이온칼슘의 기능성 미네랄 수용액 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 천연소재를 이용한 이온칼슘의 기능성 미네랄 수용액 제조방법은, 천연소재를 세척하여 로에서 1000 ~ 1500℃의 온도로 3~ 4시간 소성하는 1차 소성 공정; 상기에서 1차 소성된 천연소재를 20℃~30℃ 온도에서 압착과 분쇄를 동시에 수행할 수 있는 장비로 특히 압출기(extruder), 롤밀(Roll Mill) 및 로드밀 등을 이용하여 연속 분쇄공정을 수행하여 분쇄하는 초미립 분쇄 공정; 상기 천연분말을 1000 ~ 1500℃의 온도로 1~2시간 소성하는 2차 소성 공정; 상기에서 2차 소성된 천연분말에 유기산 첨가 후, 교반하여 혼합물을 형성하는 교반 공정; 상기 혼합물의 천연분말을 킬레이트화하는 킬레이트 공정; 상기에서 킬레이트화된 조성물을 증류식 방법으로 이온화하여 이온수를 형성하는 이온화 공정; 상기 이온수를 파동공명 주파수로 파동력을 증폭시키는 고주파 주사 공정; 및 상기 파동력이 증폭된 결과물을 여과시켜 기능수를 추출하는 여과 공정;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 기능수를 자외선으로 살균하는 살균 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 천연소재는 해양진주, 굴, 패각류, 산호, 갑각류, 및 어류뼈 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 천연분말은 0.1㎛ ~1.0㎛ 범위의 크기인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유기산은 구연산(C6H8O7), 아세트산(CH3COOH), 개미산(HCOOH), 구연산나트륨(C6H15Na3O7), 사과산(C4H6O5), 및 호박산(C4H6O4) 중 선택된 어느 하나 또는 둘이상이 혼합된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 킬레이트화는 상기 혼합물에 식용과산화수소(H2O2)과 오존(O3)을 동시에 첨가하여 상기 혼합물의 천연분말의 킬레이트를 유도하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 증류식 방법은 상기 킬레이트화된 조성물에 100℃이상의 열을 가하여 증류된 수증기를 채취하여 수용화하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 파동공명 주파수는 1.2~1.5KHz/sec범위 인 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 달성하기 위한 또 다른 본 발명의 천연소재를 이용한 이온 칼슘 미네랄 기능수는 상기 천연소재를 이용한 이온칼슘의 기능성 미네랄 수용액 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 천연소재를 이용한 이온칼슘의 기능성 미네랄 수용액을 형성함으로써, 섭취자에 필요한 미네랄 및 칼슘 등의 영양소를 보충해주는 효과가 있다.
추가적으로, 본 발명은 천연소재에서 추출한 칼슘의 섭취가 용이하여 뼈와 치아 건강에 도움을 주는 효과가 있다.
본 발명은 건강, 미용, 식품첨가, 의약용, 농산물, 축산물, 수산물, 오수처리에 적용되어 다양하게 활용될 수 있는 효과가 있다.
특히, 가축에 식수로 공급할 경우, 미네랄에 의해 소화율을 높여 가축의 증체율 향상을 도모할 수 있어 사육기간(출하시기)을 단축할 수 있을 뿐만 아니라, 가축의 장내에서 강한 음이온과 원적외선을 발산하여 항균성 및 항바이러스를 높여 질병에 대한 저항성을 증진시켜 주고, 풍부한 용존산소는 물분자를 활성화시켜 해독작용 및 각종 중금속 흡착, 분해작용을 하며, 장내 미생물의 균형을 유지함으로써 가축의 면역력을 강화시키고, 특정 질병에 대한 저항성을 길러 생육을 촉진하여 폐사율을 현저히 낮출 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 천연소재를 이용한 이온칼슘의 기능성 미네랄 수용액 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예1에 따른 검사결과 성적서이다.
도 3은 비교예 1에 따른 검사결과 성적서이다.
도 4는 칼슘별 흡수율을 나타낸 그래프이다.
도 5는 골다공증 쥐에 투여 수액별 경골 섬유주의 경과를 나타낸 도면이다.
도 6은 골다공증 쥐의 골밀도를 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 천연소재를 이용한 칼슘 이온 미네랄 기능수 제조방법을 나타낸 흐름도로서, 천연소재를 이용한 칼슘 이온 미네랄 기능수를 제조하기 위해 먼저, 천연소재를 세척하여 1000 ~ 1500℃의 온도로 3~ 4시간 동안 1차로 소성한다(S110). 이때, 1차 소성으로 천연재로의 무기물만 남기고 유기물을 없애게 된다.
여기서, 천연소재는 해양진주, 굴, 패각류, 산호, 갑각류, 및 어류뼈 중 어느 하나 이상을 채택하여 사용하는 것이 바람직하다.
이어, 1차 소성된 천연소재를 분쇄하여 천연분말을 형성한다(S120). 이때, 천연분말을 20℃~30℃ 온도에서 압착과 분쇄를 동시에 수행할 수 있는 장비로 특히 압출기(extruder), 롤밀(Roll Mill) 및 로드밀 등을 이용하여 연속 분쇄공정을 수행하여 0.1㎛ ~1.0㎛ 범위의 크기인 초미립 분말로 분쇄한다.
여기서, 천연소재를 초미립분말 형태로 분쇄함으로써, 이후에 용해가 용이하게 이루어지게 된다.
이어, 천연분말을 1000 ~ 1500℃의 온도로 1~2시간동안 2차로 소성한다(S130). 천연소재의 분쇄 이후에 2차로 소성하는 이유는 1차 소성으로도 제거되지 않은 유기물을 완전히 제거하고 용해가 더욱 용이해져 추출물의 농도를 높이기 위해서 2차로 소성을 진행한다.
이어, 2차 소성된 천연분말에 유기산 첨가 후, 혼합물을 형성하도록 교반한다(S140).
이때, 상기 유기산은 구연산(C6H8O7), 아세트산(CH3COOH), 개미산(HCOOH), 구연산나트륨(C6H15Na3O7), 사과산(C4H6O5), 및 호박산(C4H6O4) 중 선택된 어느 하나 또는 둘이상이 혼합되는 것이 바람직하다.
여기서, 유기산은 칼슘분말을 수용화시키는데 도움이 되며, 칼슘분말을 녹이면 pH12.5이상이 되는 강알칼리성이 되어 식용하기 부적합하기 때문에 약알칼리인 pH8.5 ~ pH9.5정도로 변환하기 위해서 사용된다.
또한, 유기산은 천연분말 대비 1 ~ 5중량부가 첨가되는 것이 바람직하다. 유기산이 천연분말 대비 1 ~ 5중량부가 사용되는 이유는 1중량부 미만으로 천연분말이 제대로 녹지 않게 되고, 5중량부를 초과하면 산성화되므로 유기산은 천연분말 대비 1~5중량부가 적정하다.
이어, 혼합물의 천연분말을 킬레이트화한다(S150). 이때, 킬레이트화는 천연분말에 유기산이 첨가된 혼합물에 식용과산화수소(H2O2 , 35%)와 식용과산화수소에 의해 생성된 오존(O3)을 첨가하여 유기산이 첨가된 천연분말의 킬레이트를 유도하는 것으로, 식용과산화수소(H2O2)에 오존(O3)을 생성하면서 과산화상태의 혼합물질(H2On)의 형성과 붕괴가 동시에 이루어지는 평형상태에서 수용성칼슘과 유기산을 혼합하여 교반하는 것을 의미한다.
여기서, 식용과산화수소는 천연분말 대비 1 ~ 3 중량부가 첨가되는 것이 바람직하다. 이때, 식용과산화수소는 1중량부 미만이면 식용과산화수소(H2O2)에 오존(O3)을 생성하면서 과산화상태의 혼합물질(H2On)의 형성과 붕괴가 용이하게 이루어지지 않으며, 3중량부 초과이면 1~3 중량부 사이와 유사한 효과가 있어 3중량부 초과의 첨가는 불필요하다.
이어, 킬레이트화된 조성물을 증류식 방법으로 이온화하여 칼슘수를 형성한다(S160). 이때, 증류식 방법은 상기 킬레이트화된 조성물에 100℃이상의 열을 가하여 증류된 수증기를 채취하여 수용화하는 것이다.
이어, 칼슘수를 파동공명 주파수로 파동력을 증폭시키도록 고주파를 주사한다(S170). 이때, 파동공명 주파수는 1.2 ~ 1.5KHz/sec범위 인 것이 바람직하다.
여기서, 칼슘수에 자기 공명 주파수를 주사하면 칼슘의 원자핵이 높은 에너지를 받아들여 에너지 파동화가 이루어지면서 고에너지 기능성 칼슘수로 변환된다.
마지막으로, 파동력이 증폭된 결과물을 여과시켜 기능수를 추출하고, 살균한다(S180).
이때, 기능수의 여과는 중공사막방식, 카본필터, 및 활성탄으로 여과시키며, 으며, 여기서, 살균은 자외선을 이용하여 하는 것이 바람직하다. 여기서, 중공사막방식은 세균 및 기타 불순물은 제거하고, 미네랄 성분은 그대로 함유된 상태로 약알칼리 물을 통과 시키는 여과방식이고, 카본필터는 각종 악취를 제거해주며, 활성탄은 흡착성이 강하고 대부분의 구성 물질이 탄소질로 된 물질로 기체나 습기를 흡수시켜준다.
상기와 같은 방법에 의해 제조된 천연소재를 이용한 이온칼슘의 기능성 미네랄 수용액을 제조할 수 있으며, 본 발명에 따른 천연소재를 이용한 이온칼슘의 기능성 미네랄 수용액은 인체에 필요한 미네랄 중 가장 많이 필요로 하는 칼슘을 이온화시켜 흡수율을 높이며 자화력을 투입하여 기능성이 보강 된 것이 바람직하다.
<실시예1>
정제수 1ℓ에 세척 및 1차소성 공정(S110), 초미립자 분쇄공정(S120), 및 2차 소성공정(S130)을 거친 진주분말 2g과 모려분말3g에 유기산 50mg를 첨가한 후, 혼합하여 3,000rpm으로 교반한다.
이후, 킬레이트 공정을 거쳐 24시간 숙성 시킨 후 이온화 하여 고주파 1.2 ~ 1.5 KHz/sec로 주사하고 본 발명에 따른 천연소재를 이용한 이온칼슘의 기능성 미네랄 수용액를 제조하였다.
이를 통해 제조된 이온칼슘의 기능성 미네랄 수용액의 검사결과 성적서는 도 2 및 표 1과 같다.
<비교예 1>
정제수1ℓ에 세척 및 1차소성공정(S110), 초미립자 분쇄공정(S120), 및 2차 소성공정(S130)을 거친 진주분말 2g과 모려분말 3g에 유기산 50mg를 첨가한 후, 혼합하여 3,000rpm으로 교반한다.
이후, 24시간 숙성 시킨 후 킬레이트공정을 생략하고 이온화하여 고주파 1.2 ~ 1.5 KHz/sec로 주사하여 이온칼슘기능수를 제조하였다.
이를 통해 제조된 이온칼슘기능수의 검사결과 성적서는 도 3 및 표 1과 같다.
구분 실시예 1 비교예 1
이온칼슘(Ca++)
농도		 3121.77 ppm 760.54 ppm
표 1은 도 2 및 도 3의 이온 칼슘 농도를 정리한 것으로, 표 1을 보면 본 발명에 따른 실시예로 제조된 천연소재를 이용한 이온칼슘의 기능성 미네랄 수용액의 이온칼슘농도가 3121.77ppm으로 비교예 1의 이온칼슘농도보다 약 4배 이상 높은 것을 확인할 수 있다.
실시예 1 및 비교예 1의 차이점은 숙성시킨 후 킬레이트 공정 여부이므로 본 발명에서 킬레이트 공정이 미치는 영향을 알 수 있으며, 본 발명은 실시예를 비교예1를 통해 이온칼슘의 농도가 높다는 것을 확인 할 수 있다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 탄산칼슘, 인산칼슘, 유산칼슘, 구연산칼슘, 해조칼슘, 및 이온칼슘 중 본 발명의 기능성 미네랄 수용액에 많이 함유된 이온칼슘의 흡수율이 월등히 높은 것을 확인 할 수 있다.
추가적으로, 골다공증 쥐의 투여 시험결과를 살펴보면, 도 5의 (a)는 일반 생수를 투여한 쥐의 경골 섬유주(trabecula)이고, (b)는 탄산칼슘수를 투여한 쥐의 경골 섬유주이며, (c)는 이온칼슘수를 투여한 쥐의 경골 섬유주를 나타낸 것과 같이 (c)의 이온칼슘수를 투여한 주의 경골 섬유주의 밀도가 높은 것을 확인할 수 있다.
또한, 도 6은 골다공증 쥐의 골밀도를 나타낸 그래프로 골 미네랄 밀도를 살펴보면 이온칼슘수를 투여한 쥐의 미네랄이 일반생수 및 탄산칼슘을 투여한 쥐의 미네랄보다 높은 것을 확인할 수 있으며, 뼈의 강도 및 최대 에너지는 표 2와 같다.
쥐
(Group)		 강성
(Stiffness:N/mm)		 최대에너지
(Maximum Energy:N)
일반생수투여 110.0 ± 7.08 80.5 ± 5.5
탄산칼슘투여 120.0 ± 7.02 88.3 ± 7.4
이온칼슘수투여 145.7 ± 12.4 104.5 ± 5.8
표 2에 도시한 바와 같이, 일반생수 및 탄산칼슘 투여한 쥐의 뼈 강도 및 최대 에너지보다 이온칼슘수의 투여한 쥐의 뼈 강도가 월등히 높은 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명은 천연소재를 이용한 이온칼슘의 기능성 미네랄 수용액을 형성함으로써, 섭취자에 필요한 미네랄 및 칼슘 등의 영양소를 보충해주는 효과가 있다.
추가적으로, 본 발명은 천연소재에서 추출한 칼슘의 섭취가 용이하여 뼈와 치아 건강에 도움을 주는 효과가 있다.
본 발명은 건강, 미용, 식품첨가, 의약용, 농산물, 축산물, 수산물, 오수처리에 적용되어 다양하게 활용될 수 있는 효과가 있다.
특히, 가축에 식수로 공급할 경우, 미네랄에 의해 소화율을 높여 가축의 증체율 향상을 도모할 수 있어 사육기간(출하시기)을 단축할 수 있을 뿐만 아니라, 가축의 장내에서 강한 음이온과 원적외선을 발산하여 항균성 및 항바이러스를 높여 질병에 대한 저항성을 증진시켜 주고, 풍부한 용존산소는 물분자를 활성화시켜 해독작용 및 각종 중금속 흡착, 분해작용을 하며, 장내 미생물의 균형을 유지함으로써 가축의 면역력을 강화시키고, 특정 질병에 대한 저항성을 길러 생육을 촉진하여 폐사율을 현저히 낮출 수 있는 효과가 있다.
상기와 같은 천연소재를 이용한 이온칼슘의 기능성 미네랄 수용액 제조방법 및 이에 의해 제조된 이온칼슘의 기능성 미네랄 수용액은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

Claims (9)

  1. 천연소재를 세척하여 1000 ~ 1500℃의 온도로 3~ 4시간 소성하는 1차 소성 공정;
    상기에서 1차 소성된 천연소재를 분쇄하여 천연분말을 형성 분쇄 공정;
    상기 천연분말을 1000 ~ 1500℃의 온도로 1~2시간 소성하는 2차 소성 공정;
    상기에서 2차 소성된 천연분말에 유기산 첨가 후, 교반하여 혼합물을 형성하는 교반 공정;
    상기 혼합물의 천연분말을 킬레이트화하는 킬레이트 공정;
    상기에서 킬레이트화된 조성물을 증류식 방법으로 이온화하여 칼슘수를 형성하는 이온화 공정;
    상기 칼슘수를 파동공명 주파수로 파동력을 증폭시키는 고주파 주사 공정; 및
    상기 파동력이 증폭된 결과물을 여과시켜 기능수를 추출하는 여과 공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 천연소재를 이용한 이온칼슘의 기능성 미네랄 수용액 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기능수를 자외선으로 살균하는 살균 공정를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 천연소재를 이용한 이온칼슘의 기능성 미네랄 수용액 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 천연소재는 해양진주, 굴, 패각류, 산호, 갑각류, 및 어류뼈 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 천연소재를 이용한 이온칼슘의 기능성 미네랄 수용액 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 천연분말은 0.1㎛ ~1.0㎛ 범위의 크기인 것을 특징으로 하는 천연소재를 이용한 이온칼슘의 기능성 미네랄 수용액 제조방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 유기산은 구연산(C6H8O7), 아세트산(CH3COOH), 개미산(HCOOH), 구연산나트륨(C6H15Na3O7), 사과산(C4H6O5), 및 호박산(C4H6O4) 중 선택된 어느 하나 또는 둘이상이 혼합된 것을 특징으로 하는 천연소재를 이용한 이온칼슘의 기능성 미네랄 수용액.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 킬레이트화는 상기 혼합물에 식용과산화수소(H2O2)를 첨가하여 상기 혼합물의 천연분말의 킬레이트를 유도하는 것을 특징으로 천연소재를 이용한 이온칼슘의 기능성 미네랄 수용액 제조방법.
  7. 청구항1에 있어서,
    상기 증류식 방법은 상기 킬레이트화된 조성물에 100℃이상의 열을 가하여 증류된 수증기를 채취하여 수용화하는 것을 특징으로 하는 천연소재를 이용한 이온칼슘의 기능성 미네랄 수용액 제조방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 파동공명 주파수는 1.2~1.5KHz/sec범위 인 것을 특징으로 하는 천연소재를 이용한 이온칼슘의 기능성 미네랄 수용액 제조방법.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 의해 제조되는 천연소재를 이용한 이온칼슘의 기능성 미네랄 수용액.

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KR20220111053A (ko) * 2021-02-01 2022-08-09 주식회사내츄럴이앤지 진주 이온화 칼슘의 제조 방법

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