Искусственно минерализованная питьевая вода, состав для ее приготовления и способ ее получения
Искусственно минерализованная питьевая вода содержит дистиллированную воду и водорастворимые соединения магния в виде сульфата магния, кальция в виде цитрата кальция, соединения калия, цинка и марганца. Соединения калия, цинка и марганца используют в виде сульфатов. Сульфат магния содержится в количестве 24÷30 мг/л (в пересчете на ион Mg2+), цитрат кальция - 4÷6 мг/л (в пересчете на ион Са+), сульфат калия - 80÷100 мг/л (в пересчете на ион K+), сульфат цинка - 2÷4,5 мг/л (в пересчете на ион Zn2+), сульфат марганца - 0,04÷0,09 мг/л (в пересчете на ион Mn2+). При этом массовое соотношение магния:калия:цинка:марганца:кальция составляет соответственно 385,7:1285,7:50:1:71,4. Способ получения этой воды характеризуется тем, что в дистиллированную воду вводят сульфат магния в количестве 24÷30 мг/л (в пересчете на ион Mg2+), сульфат калия - 80÷100 мг/л (в пересчете на ион K+), сульфат марганца - 0,04÷0,09 мг/л (в пересчете на ион Mn2+), сульфата цинка - 2÷4,5 мг/л (в пересчете на ион Zn2+) и цитрат кальция в количестве 4÷6 мг/л (в пересчете на ион Са2+) с последующей выдержкой в течение не менее 3 часов. Это обеспечивает равномерное распределение солевого раствора в полном объеме дистиллята при производстве искусственной минерализованной воды, обогащенной минеральными добавками в сбалансированной форме воды, в больших объемах. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к области приготовления воды, а более конкретно к искусственно минерализованной питьевой воде, составу для ее приготовления и способу ее получения из дистиллированной воды, и может быть использовано в пищевой промышленности и других областях для получения питьевой воды сбалансированного состава.
Известно, что качество питьевой воды регламентируется стандартами государств. Так, в Российской Федерации качество питьевой воды регламентируется ГОСТом «Вода питьевая» (№2874-82).
Кроме того, известно, что наилучшими вкусовыми свойствами обладает дистиллированная вода, использование такой воды в умеренных количествах по мнению врачей и диетологов улучшает качество жизни.
Однако дистиллированная вода не удовлетворяет критерию физиологической полноценности, установленному для питьевой воды, поскольку не содержит биологически необходимые макро- и микрокомпоненты.
Известна искусственно минерализованная вода, приготовленная из дистиллированной воды и содержащая 20-40 мг/л ионов стронция, 50-100 мг/л ионов кальция и 0,06-0,15 мг/л ионов лития, а также сульфаты, хлориды и нитраты (патент DE 3201405, 1983). Недостатком воды является ее ограниченная физиологическая ценность.
Известна питьевая вода, полученная из дистиллята (а.с. СССР №407840, 1973), содержащая опресненную морскую воду, смешенную с минерализующей добавкой, в качестве которой используют осветленный сбросовый рассол в количестве 1-2% от общего объема получаемой питьевой воды. Недостатком питьевой воды, полученной способом, описанным в а.с. СССР №407840, является то, что эта вода содержит в основном только ионы хлора и натрия, накопление которых в организме человека приводит к отекам и повышению артериального давления.
Известна вода, получаемая в соответствии с ТУ 6-09-3457-83. «Набор солей для приготовления питьевой воды из дистиллята», согласно которому в 5 т дистиллята вводят, г: натрий кислый сернокислый 480; магний сернокислый, 7-водный 406; кальций хлористый кристалл 1610; бикарбонат натрия 1313; натрий фтористый 9.
Из приведенного солевого состава, вводимого в дистиллят согласно ТУ, следует, что в воде образуется повышенное содержание ионов кальция, к тому же дополнительно вводится большое количество ионов натрия. Известно, что кальций и магний являются антагонистами и практически "запирают" друг друга в организме, поэтому происходит существенное снижение выведения этих элементов из организма, кальций откладывается в виде солей в органах и суставах.
Общим признаком среди вышеприведенных аналогов является смешивание дистиллированной воды с минерализующими добавками.
Известен способ получения питьевой воды из дистиллированной путем введения сульфата калия и сульфата магния (патент РФ №2051125, 1995). Этим способом получают воду, сбалансированную физиологически по солям калия и магния. Описанный в патенте РФ №2051125 качественный и количественный солевой состав, вводимый в дистиллят, позволяет получить воду, легко усваиваемую организмом, а также с повышенной способностью вымывать из него продукты жизнедеятельности, однако длительное время употреблять исключительно такую воду нельзя ввиду отсутствия в ней таких физиологически необходимых ионов, как ионы кальция.
Известны искусственно минерализованная питьевая вода и состав для ее приготовления (патент РФ №2134241, 1999 г.), которая включает, по крайней мере, по одному соединению кальция, магния и йода, концентрация которых в пересчете на кальций, магний и йод составляет соответственно 20-150, 8-120 и 0,01-0,15 мг/л. В частном случае выполнения соединения кальция и магния выбирают из растворимых в воде сульфатов и/или цитратов. Дополнительно вода содержит, по крайней мере, одно соединение калия, одно соединение цинка и одно соединение марганца.
Несмотря на то что искусственно минерализованная питьевая вода, описанная в патенте РФ №2134241, приготовлена не из дистиллированной воды, по совокупности существенных признаков искусственно минерализованная вода и состав для ее приготовления являются наиболее близким аналогом по отношению к указанным объектам, поскольку содержит сульфаты и/или цитраты кальция и магния, а также соединения калия, цинка и марганца. К недостаткам искусственно минерализованной питьевой воды и состава по прототипу (патент РФ №2134241) следует отнести не в полной мере соответствие ее состава физиологическим потребностям организма.
Наиболее близким аналогом по отношению к способу получения искусственно минерализованной воды предлагаемого состава является известный способ минерализации питьевой воды из дистиллята (патент Украины №17513, 2006), включающий введение в дистиллят сульфата магния в количестве 24÷30 мг/л (в пересчете на ион Mg2+), сульфата калия - 80÷100 мг/л (в пересчете на ион K+), сульфат цинка - 2,0÷4,5 мг/л (в пересчете на ион Zn2+), сульфата марганца - 0,04÷0,09 мг/л (в пересчете на ион Mn2+) и последующую выдержку, которую осуществляют в течение 1,5÷2,0 часов. К недостаткам минерализованной питьевой воды, получаемой согласно способу, описанному в патенте Украины №17513, является то, что соотношение ингредиентов не полностью сбалансировано по причине отсутствия солей кальция.
Настоящим изобретением поставлена и решена задача получения из дистиллированной воды искусственно минерализованной питьевой воды, обогащенной минеральными добавками в сбалансированной форме.
Технический результат предлагаемого технического решения заключается в получение из дистиллированной воды искусственно минерализованной питьевой воды, обогащенной минеральными добавками в сбалансированной форме путем обеспечения соответствия ее состава физиологическим потребностям организма.
Для решения поставленной задачи и достижения указанного результата предложена группа изобретений, объединенных общим изобретательским замыслом.
Одним из аспектов предложенной группы изобретений является искусственно минерализованная питьевая вода, содержащая дистиллированную воду и водорастворимые соединения магния в виде сульфата магния, кальция в виде цитрата кальция, соединения калия, цинка и марганца, при этом сульфат магния содержится в количестве 24÷30 мг/л (в пересчете на ион Mg2+), цитрат кальция - 4÷6 мг/л (в пересчете на ион Са2+), соединения калия в виде сульфат калия - 80÷100 мг/л (в пересчете на ион K+), соединения цинка в виде сульфата цинка - 2÷4,5 мг/л (в пересчете на ион Zn2+), соединения марганца в виде сульфата марганца - 0,04÷0,09 мг/л (в пересчете на ион Mn2+).
В отличие от прототипа предлагаемая искусственно минерализованная питьевая вода содержит дистиллированную воду, а также минерализующие добавки в выбранном количественном значении: сульфат магния в количестве 24÷30 мг/л (в пересчете на ион Mg2+), цитрат кальция - 4÷6 мг/л (в пересчете на ион Са2+), соединения калия в виде сульфат калия - 80÷100 мг/л (в пересчете на ион K+), соединения цинка в виде сульфата цинка - 2÷4,5 мг/л (в пересчете на ион Zn2+), соединения марганца в виде сульфата марганца - 0,04÷0,09 мг/л (в пересчете на ион Mn2+).
Согласно изобретению вводимый в дистиллированную воду цитрат кальция в выбранном количественном значении (4÷6 мг на литр воды), не являясь антагонистом марганца, магния и цинка (в выбранных их количественных значениях), способствует полноценной усвояемости организмом всех перечисленных элементов и восполнению необходимого минимума кальция, который должен быть в организме человека, и, таким образом, обеспечивает соответствие состава воды физиологическим потребностям организма.
Другим аспектом изобретения является состав для приготовления искусственно минерализованной питьевой воды на основе растворимых в дистиллированной воде соединений - сульфата магния, цитрата кальция, сульфата калия, сульфата цинка и сульфата марганца, при этом массовое соотношение магния:калия:цинка:марганца:кальция составляет соответственно: 385,7:1285,7:50:1:71,4.
Предлагаемый качественный и количественный солевой состав, вводимый в дистиллированную воду, позволяет получить искусственно минерализованную питьевую воду, обогащенную минеральными добавками в сбалансированной форме.
Следующий аспект изобретения касается способа получения искусственно минерализованной питьевой воды из дистиллята, включающего введение в дистиллят сульфата магния в количестве 24÷30 мг/л (в пересчете на ион Mg2+), сульфата калия - 80÷100 мг/л (в пересчете на ион K+), сульфата марганца - 0,04÷0,09 мг/л (в пересчете на ион Mn2+), сульфата цинка - 2÷4,5 мг/л (в пересчете на ион Zn2+) и цитрата кальция в количестве 4÷6 мг/л (в пересчете на ион Са2+), с последующей выдержкой в течение не менее 3 часов.
Предлагаемый способ включает такие существенные признаки, как введение в дистиллированную воду в определенной концентрации сульфата магния, сульфата калия, сульфат цинка и сульфата марганца, при этом в отличие от прототипа в дистиллированную воду цитрат кальция вводят в количестве 4÷6 мг/л, а выдержку минерализованной воды осуществляют в течение не менее трех часов.
Преимущества предлагаемого решения заключаются в улучшения качества воды за счет достижения сбалансирования ее по ионам магния, калия, марганца, кальция, поскольку заявленные количественные соотношения - кальция и магния (1:6), а также кальция и магния (1:22,5) являются приближенными к оптимальному соотношению. Сбалансированный состав воды улучшает физиологические и технологические требования, поскольку приготовленная таким образом вода является маломинерализованной (pH 6,0), что позволяет хранить воду практически неограниченное время, при этом в течение всего времени хранения вода не теряет полной физиологической ценности.
Возможность объективного проявления технического результата при использовании изобретения подтверждена достоверными данными, приведенными в примерах, иллюстрирующих изобретение, включая пример 1, описывающий способ получения искусственно минерализованной питьевой воды предлагаемого состава, а также пример 2, содержащий сведения экспериментального характера, полученные в результате проведения исследований.
Сущность изобретения поясняется таблицами.
В Таблице 1 представлены физико-химические характеристики воды.
В Таблице 2 представлены органолептические характеристики воды.
Способ осуществляют следующим образом.
Предварительно растворяют в небольшом количестве дистиллированной воды отдельно сульфат калия, сульфат магния, сульфат цинка, сульфат марганца, цитрат кальция. Для этих целей пригодны только соли квалификации "ч", "хч" и "чда", а кальция цитрат кристаллический пищевой по ТУ 9199-001-01014470-96.
Затем в большую химически нейтральную емкость наливают заданное количество дистиллированной воды, после чего в нее последовательно при медленном перемешивании вводят предварительно приготовленные растворы солей. Очередность введения не имеет значения. Полученную минерализованную воду перемешивают и оставляют на три часа, дополнительно перемешивая воду через каждые 30 минут, после чего разливают в необходимую тару.
Пример 1
Соотношение элементов: Mg:K:Zn:Mn:Ca на 1 литр воды составляет
количество (мг/л): 27:90:3,5:0,07:5,
ионное соотношение, рассчитанное по средней величине каждого элемента: 385,7:1285,7:50:1:71,4.
Для получения 1000 л искусственно минерализованной воды согласно способу берут 940 л дистиллята и добавляют в него растворенные предварительно в 20 л дистиллята 124 г сульфата магния 7 - водного, 200 г сульфата калия, также растворенного в 20 л дистиллята, 10 г сульфат цинка, растворенного в 5 л дистиллята, 250 мг сульфата марганца, растворенного в 5 л дистиллята, и 19 г цитрата кальция, растворенного в 5 л дистиллята. Полученную таким образом искусственно минерализованную воду тщательно перемешивают и выдерживают в течение не менее 3 часов, дополнительно перемешивая воду через каждые 30 минут для того, чтобы соли растворились в полном объеме.
Анализ искусственно минерализованной воды, полученной указанным способом, подтвердил следующий ионный состав: сульфат магния в количестве 27 мг/л (в пересчете на ион Mg2+), сульфат калия - 90 мг/л (в пересчете на ион K+), сульфат цинка - 3,5 мг/л (в пересчете на ион Zn2+), сульфат марганца - 0,07 мг/л (в пересчете на ион Mn2+), цитрат кальция - 5 мг/л (в пересчете на ион Са2+), а также приведенные в таблице 1 физико-химические характеристики.
| Таблица 1 | |||
| Определяемые показатели, единица измерений | Результаты исследований, погрешность измерений | Норматив (ПДК), не более | НД на методы исследований |
| Водородный показатель (pH) | 6,0±0,2 | 6,5-8,5 | ПНДФ 14.1:2:3:4.121-97 |
| Хлориды, мг/дм3 | 1±0,5 | 250 | ГОСТ 4245-72 п.2 |
| Сульфаты, мг/дм3 | 166±17 | 250 | ГОСТ 43 89-72 п.2 |
| Фосфаты, мг/дм3 | 0,006±0,002 | 3,5 | ПНДФ 14.1:2.101-97 |
Как видно из Таблицы 1, полученная вода согласно принятой классификации является слабо минерализованной с низким содержанием сульфатов, что подтверждает прилагаемое экспертное заключение №39/07-1458 от 17.03.2009 года.
Органолептические и вкусовые качества полученной воды приведены в таблице 2.
| Таблица 2 | |||
| Наименование показателя, единица измерений | Характеристика | Нормативный документ - НД | |
| Объективно | Требование НД | ||
| Запах при 20°, баллы Запах при 60°, баллы |
0 0 |
не более 0 не более 1 |
ГОСТ 3351-74 п.2 |
| Привкус при 20°, баллы | 0 | не более 0 | ГОСТ 3351-74 п.3 |
| Цветность, градусы | 2±1 | не более 5 | ГОСТ Р 52769-2007 м.б. |
| Мутность, ЕМФ | 0,46±0,09 | не более 1,0 | ГОСТ 3351-74 п.5 |
Органолептические и вкусовые качества полученной воды удовлетворительны, что подтверждает прилагаемое экспертное заключение №39/07-1458 от 17.03.2009 года.
Пример 2
Для подтверждения оптимального количества кальция в воде, полученной согласно примеру 1, были проведены эксперименты на 15 белых беспородных крысах массой 120-150 г. Согласно цели эксперимента крысы были разделены на 3 группы по 5 крыс в каждой.
Методы: в процессе всей жизни крыс, начиная с 3-й недели жизни, крысы получали воду определенного следующего состава:
а) 1 группа: вода с отсутствием в ней кальция (состав воды для этой группы крыс: сульфат магния 24-30 мг/л (в пересчете на ион Mg2+), сульфат калия 80-100 мг/л (в пересчете на ион K+), сульфат цинка 2,0-4,5 мг/л (в пересчете на ион Zn2+), сульфат марганца 0,04-0,09 мг/л (в пересчете на ион Mn2+)) и, при пониженном содержании кальция в корме животных;
б) 2 группа: вода с добавлением в состав, указанный в пункте "а", избыточного количества цитрата кальция (60 мг/л (в пересчете на ион Са2+));
в) 3 группа: вода с добавлением в состав, указанный в пункте "а", цитрата кальция в количестве 4-6 мг/л (в пересчете на ион Са2+).
Результаты исследования:
а) 1 группа, получавшая воду с отсутствием в ней кальция: шерсть крыс становилась редкой. Крысы жили в среднем около 2 лет;
б) 2 группа, получавшая воду с избыточным содержанием кальция: длительность жизни крыс сокращалась в среднем до 1 года из-за нарушения сердечно-сосудистой деятельности (закальцинирование крупных сосудов сердца);
в) 3 группа, получавшая воду состава сульфат магния 24-30 мг/л (в пересчете на ион Mg2+), сульфат калия 80-100 мг/л (в пересчете на ион K+), сульфат цинка 2,0-4,5 мг/л (в пересчете на ион Zn2+), сульфат марганца 0,04-0,09 мг/л (в пересчете на ион Mn2+), цитрат кальция 4-6 мг/л (в пересчете на ион Са2+): продолжительность жизни крыс этой экспериментальной группы составляла в среднем около 3 лет, причем 2 из 5 крыс жили более 3 лет. Внешний вид крыс (шерсть) в норме.
Таким образом, полученная согласно изобретению искусственно минерализованная питьевая вода, обогащенная минеральными добавками в сбалансированной форме, соответствует по своему составу физиологическим потребностям организма, является маломинерализованной (pH 6,0), что позволяет хранить воду практически неограниченное время, при этом в течение всего времени хранения вода не теряет полной физиологической ценности.
1. Искусственно минерализованная питьевая вода, характеризующаяся тем, что содержит дистиллированную воду и растворимые в ней сульфат магния в количестве 24-30 мг/л (в перерасчете на ион Mg2+), цитрат кальция - 4-6 мг/л (в пересчете на ион Са2+), сульфат калия - 80-100 мг/л (в пересчете на ион K+), сульфат цинка - 2-4,5 мг/л (в пересчете на ион Zn2+), сульфат марганца - 0,04-0,09 мг/л (в пересчете на ион Mn2+), при этом массовое соотношение магния:калия:цинка:марганца:кальция составляет: 385,7:1285,7:50:1:71,4.
2. Способ получения искусственно минерализованной питьевой воды, характеризующийся введением в дистиллированную воду сульфата магния в количестве 24-30 мг/л (в пересчете на ион Mg2+), цитрата кальция - 4-6 мг/л (в пересчете на ион Ca2+), сульфата калия - 80-100 мг/л (в пересчете на ион K+), сульфата цинка - 2,0-4,5 мг/л (в пересчете на ион Zn2+), сульфата марганца - 0,04-0,09 мг/л (в пересчете на ион Mn2+), с последующей выдержкой в течение не менее 3 ч, при этом массовое соотношение магния:калия:цинка:марганца:кальция составляет: 385,7:1285,7:50:1:71,4.
