Функциональная питьевая вода "СМАРТ Аква" для придания бодрости, сил и энергии человеку Российский патент 2021 года по МПК A23L2/38 C02F1/68 

Изобретение относится к области пищевой промышленности и может быть использовано для изготовления питьевой воды, обогащенной комплексом витаминов и минералов, а также в качестве основы при производстве различных алкогольных и безалкогольных напитков. Предлагаемая функциональная питьевая вода предназначена не для централизованного водоснабжения, а только для бутилирования.

Известно, что недостаток витаминов и минералов в ежедневном рационе человека провоцирует различные пограничные состояния - от синдрома «хронической усталости» до серьезных заболеваний, вызванных дефицитом витаминов и микроэлементов. Поэтому ежедневно человек с пищей и питьем должен получать комплекс витаминов и минералов в норме, соответствующей физиологической потребности человека. Такая потребность особенно увеличивается в летний период, ибо вместе с потоотделением человек теряет необходимые организму вещества. Вместе с тем в связи со сложившимися привычками и пристрастиями в питании и питье, а также с недостаточным потреблением свежих овощей и фруктов и избыточным потреблением углеводов, следованиям различным диетам и т.п. человек не получает весь комплекс жизненно важных витаминов и минералов в достаточном количестве. В пище, которую употребляют люди в настоящее время, существенно не хватает микро- и макроэлементов

Одним из эффективных путей, позволяющих обеспечить оптимальное суточное потребление витаминов и минералов, является включение в рацион питания человека витаминизированных пищевых продуктов: хлеба из витаминизированной муки, молока, кефира, соков и напитков, обогащенных витамином С, и ряда других.

В связи с тем, что ежедневной потребностью каждого человека является питьевая вода, доставляющая в клетки организма питательные вещества и уносящая отходы жизнедеятельности, было предложено вводить именно в питьевую воду и безалкогольные напитки минеральные и витаминные добавки, удовлетворяющие физиологической потребности организма в витаминах и минералах.

Актуальность получения воды более сбалансированной по полезным для здоровья человека компонентам с заданным количеством солей объясняется так называемыми «болезнями недостаточности», которые связаны с хроническим недополучением макро- и микроэлементов. Например, недостаточность микроэлементов приводит к заболеванию анемией, которому особенно подвержены дети и женщины. Существуют также другие болезни, связанные с «микроэлементным голодом».

Известны многочисленные приемы, позволяющие дополнить воду для питья различными полезными для здоровья человека добавками в количествах, оптимальных для потребления. Одним из путей восполнения этих элементов является метод обработки воды, направленный на снижение общего солесодержания, называемый «обессоливанием». Различают полное и частичное обессоливание воды. При полном обессоливании достигаемое остаточное солесодержание составляет десятые или сотые доли миллиграмма на 1 литр воды. Если же из воды удаляются только основные ионы для уменьшения общего солесодержания, то такое обессоливание называется частичным. Опреснение морской или пресной воды для последующего получения воды питьевого назначения представляет собой один из вариантов частичного обессоливания. Наиболее применимым в настоящее время является метод частичного обессоливания с помощью установок обратного осмоса.

Так, известен способ получения питьевой воды из дистиллята, включающий смешивание опресненной морской воды с минерализующей добавкой, в качестве которой используют осветленный сбросовый рассол в количестве 1-2% от общего объема получаемой питьевой воды [1]. Этот способ немного повышает вкусовые качества воды, но имеет существенный недостаток -питьевая вода содержит в большом количестве лишь ионы хлора и натрия, а эти элементы и без того в большом количестве поступают в организм с пищей. И если вкусовые качества такой воды могут быть вполне приемлемыми, то по физиологическим показателям она способствует накоплению в крови ионов натрия, что ведет к отекам и к повышению артериального давления.

Известен также другой способ минерализации опресненной воды для придания ей ценных потребительских качеств, в котором в качестве минерализующей добавки использует природную соленую воду, например морскую. В соответствии с данным способом опресненная вода наполняется минеральными веществами из природной соленой воды, ионы которых проходят через ионитовые мембраны, что в некоторой мере снижает жесткость получаемой воды, но, как и в предыдущем способе, оставляет в воде много ионов хлора и натрия [2].

Известен способ получения обогащенной минеральными веществами питьевой воды, предусматривающий введение в дистиллят предварительно растворенных солей магния и калия [3]. Состав полученной таким способом воды более сбалансирован по минеральным веществам, но у него имеется такой недостаток, как повышенное солесодержание (до 635 мг/л), а, как известно, чем выше солесодержание, тем хуже вода усваивается нашим организмом, и это способствует обезвоживанию организма. Именно поэтому нельзя пить чистую морскую воду.

Известен способ получения питьевой воды из дистиллята за счет его минерализации путем введения концентрированных растворов сульфата магния, сульфата калия, сульфата цинка и сульфат марганца, причем сульфат магния вводят в количестве 24-30 мг/л (в пересчете на ион Mg2+), сульфат калия - 80-100 мг/л (в пересчете на ион К+), 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+) с последующей выдержкой полученного раствора в течение 1,5-2,0 часов [4].

Главным недостатком описанного способа является то, что для ее получения приходится изначально готовить дистиллят, что очень накладно.

Известны способы приготовления питьевой минеральной воды на основе определенных месторождений артезианской воды.

Так, известен способ получения питьевой воды «Стародубская» [5]. Способ заключается в том, что питьевую воду смешивают с хлоридно-натриевым рассолом, в качестве которого используют высокоминерализованную воду «Зареченскую», содержащую определенные концентрации ионов хлора, натрия, калия и брома. Полученный купаж перемешивают в течение 50 мин и выдерживают в течение 1 часа с последующим насыщением углекислым газом.

Известен также способ приготовления щелочной, лечебно-столовой воды путем смешивания исходной артезианской воды с природными хлоридно-натриевыми водами и хлоридно-натриевыми рассолами, причем перед смешиванием артезианскую воду обогащают гидрокарбонатом натрия в количестве 3 г/литр [6]. Приготовление щелочных лечебно-столовых вод согласно этой технологии заключается в разбавлении воды "Белогорье" артезианской водой в соотношении 1:1-2. Полученная вода по минеральному составу и вкусовым качествам соответствует природным минеральным водам типа «Ессентуки» №4 или «Боржоми». Способ позволяет получить широкий ассортимент гидрокарбонатных натриевых, хлоридно-гидрокарбонатных столовых лечебных вод различной минерализации.

Известен способ приготовления питьевой воды «Иверская», кондиционированной по солевому составу, который включает смешивание в объемном соотношении 1:15, соответственно, исходной артезианской минеральной воды Сарматского водоносного слоя (горизонта) скважины №76194 «Аксинья» с содержанием катионов кальция 150-200 мг/литр, магния 40-60 мг/литр, натрия + калия 100-200 мг/литр, анионов хлора < 100 мг/литр, гидрокарбонатов 400-550 мг/литр, сульфатов 400-550 мг/литр, общей минерализации 1,0-2,0 г/литр с предварительным обессоливанием обратным осмосом до общего содержания солей не более 0,06 г/литр этой же артезианской минеральной воды. Исходную воду подвергают дополнительной обработке аэрацией, фильтрованию через песчаный фильтр и фильтр с тонкой очисткой 5 мкм, умягчению на натрий-катионитовой ионообменной установке, обратному осмосу и обеззараживанию ультрафиолетовым облучением. Для получения газированного продукта после обработки ультрафиолетом воду насыщают диоксидом углерода. Полученная питьевая, высокоочищенная, с кондиционированием по солевому составу вода «Иверская» первой категории обладает высокими органолептическими, микробиологическими и токсикологическими показателями и обеспечивает расширение ассортимента питьевых вод [7].

Примерно по такой же технологии производят питьевую воду «Елизавета» Эта вода является кондиционированной по солевому составу, и технология ее приготовления включает смешивание в соотношении 10-11:1 исходной артезианской минеральной воды с предварительно обессоленной обратным осмосом до общего содержания солей не более 0,06 мг/литр этой артезианской минеральной воды. Исходная экологически чистая хлоридно-натриевая природная минеральная вода «Гдовского» водоносного слоя имеет общую минерализацию 3-4 мг/литр, содержит катионов: калия 13,0-25,0 мг/литр, натрия 1200-1500 мг/литр, магния 50,0-90,0 мг/литр, кальция 100-140 мг/литр и анионов хлора 2000-2500 мг/литр [8].

Производство питьевых вод по известным технологиям требует наличия исходных естественных минеральных вод определенного компонентного состава. Поэтому наличие источника природной воды другого качественно-количественного состава вызывает необходимость поиска дополнительных подходов и приемов коррекции соотношения анионов и катионов, в которых, например, наряду с уменьшением количества солей жесткости за счет разбавления исходной воды необходимо соблюдать также и их физиологическое соотношение в конечном продукте. Кроме того, недостатком известных способов является недостаточная очистка воды из-за отсутствия полного комплекса предварительной подготовки воды.

Известна искусственная минерализованная питьевая вода [9], содержащая в своем составе йод, ионы кальция, магния, калия, натрия, серебра, хлориды, сульфаты, гидрокарбонаты, фториды, ацетаты.

Известна искусственная минерализованная питьевая вода [10], содержащая в своем составе соединения кальция, магния и йода, а также органические анионы - цитраты и лактаты.

Известна функциональная питьевая вода «Янтарная фея» [11], содержащая в своем составе янтарную кислоту, лимонную кислоту, ионы серебра, сухой водорастворимый экстракт семян расторопши, сухой водорастворимый экстракт листьев мелиссы, артезианскую воду.

Недостатком известного состава является присутствие в нем лимонной кислоты, которая выводит из организма кальций, что нежелательно для детей, при физических нагрузках, некоторых заболеваниях сердца и центральной нервной системы, пониженной свертываемости крови. В качестве недостатка напитка для регионов, отличающихся недостаточным содержанием йода в почве и воде, данный состав не удовлетворяет в полной мере потребности организма в этом жизненно важном элементе.

Известна функциональная питьевая вода, содержащая в 1 литре 0,5-1,0 г янтарной кислоты, 0,001-0,0015 г сухого водорастворимого экстракат листьев мелиссы, 0,001-0,0015 г йодсодержащего препарата «Йодинол» и остальное - артезианскую воду. Изобретение обеспечивает получение питьевой воды с приятным гармоничным вкусом, обладающей общеукрепляющим и оздоравливающим действием, повышение устойчивости организма к переутомлению и стрессам, а также устранение йододефицита [12].

Наиболее близким техническим решением к заявленному является безалкогольный напиток [13, прототип], содержащий в своем составе воду в качестве основного компонента, по крайней мере, один витамин из ряда: А, H, B1, В2, В3, В5, В6, В9, В12, В15, С, D, Е, Р, K, макроэлементы, микроэлементы, янтарную кислоту и/или сукцинаты янтарной кислоты, присутствующие в определенных концентрациях. В качестве макроэлементов используют или кальций, и/или натрий, и/или калий, и/или фосфор, и/или магний. В качестве микроэлементов напиток содержит или железо, и/или йод, и/или фтор, и/или цинк, и/или селен, и/или медь, и/или марганец, и/или хром, и/или молибден. Приводятся широкие значения диапазонов применяемых концентраций по всем компонентам. Так, по макроэлементам диапазон возможных концентраций находится в пределах от 3,5 до 4600 мг/литр, по микроэлементам - в пределах от 0,001 до 250 мг/литр. Концентрация янтарной кислоты или ее солей изменяется в пределах от 0,0001 до 60 мг/литр.

Диапазоны варьирования концентраций по витаминной группе составляют:

Витамин А, мг/литр 0,01-1,0;

Витамин С (аскорбиновая кислота), мг/литр 0,6-60;

Витамин D, мг/ литр 0,00025-0,025;

Витамин Е, мг/литр 0,1-10;

Витамин К, мг/литр 0,008-0,8;

Витамин Н, мг/литр 0,003-0,3;

Витамин Р, мг/литр 0,1-10;

Витамин В₁, мг/литр 0,015-1,5;

Витамин В₂, мг/литр 0,017-1,7;

Витамин В₃, мг/литр 0,19-19;

Витамин В₅, мг/литр 0,047-4,7;

Витамин В₆, мг/литр 0,02-0,2;

Витамин В₉ (фолиевая кислота), мг/литр 0,25-25;

Витамин В₁₂, мг/литр 0,0002-0,02;

Витамин B₁₅, мг/литр 1,5-150.

Такие широкие пределы варьирования возможных концентраций активных компонентов функциональной воды и является главным недостатком известного технического решения, поскольку трудно разобраться даже узкому специалисту, какой именно набор заявленных компонентов и в каком количестве нужно использовать, чтобы получить тот или иной лечебный и/или профилактический эффект при употреблении данной воды. Кроме того, слишком большое количество и разнообразие компонентов, входящих в данную композицию, усложняет технологический процесс производства напитка и оказывает влияние на его конечную цену, что является недостатком данного напитка.

Задачей является создание композиции функциональной питьевой воды для придания бодрости, сил и энергии человеку и улучшению его самочувствия.

Данная задача является очень важной социальной и хозяйственной проблемой. Стимуляторы умственной и физической деятельности человека известны в огромном количестве, но большинство из них обладают «обратным» эффектом, поскольку их действие основано на истощении внутренних резервов организма. В то же время, встречаются подавленные состояния обычных нормальных людей под влиянием печальных или тревожных известий, на фоне депрессии от продолжающихся пандемий и т.п. Важно использовать средства, не идущие во вред организму, но лишь улучшающие эмоциональный и энергетический фон за счет повышения возможности собственных ресурсов без вреда для здоровья.

Задача решается заявленной функциональной питьевой водой «СМАРТ Аква» для придания бодрости, сил и энергии человеку, содержащей воду, янтарную кислоту в концентрации 10-100 мг/литр, витамин В₃, витамин В₆ и витамин В₁₂ в концентрации 0,002-0,02 мг/литр, отличающейся тем, что исходная вода имеет жесткость в диапазоне 0,5-3,0 мг-экв. солей кальция и магния/литр, витамин В₃ содержится в концентрации 20-100 мг/литр, витамин В₆ содержится в концентрации 1-10 мг/литр, и функциональная питьевая вода дополнительно содержит кремний в концентрации 25-250 мг/литр, цитрат магния в концентрации 50-500 мг/литр и витамин В₇ в концентрации 0,05-0,50 мг/литр.

Введение в композицию функциональной воды цитрата магния и соединений кремния позволяет улучшить ее вкус и более полно усваивать витамины и минеральные вещества композиции, а введение кремния позволяет улучшать снабжение тканей янтарной кислотой. Ограничение исходной воды по содержанию солей позволяет еще больше улучшить усвоение витаминов и других введенных в композицию воды веществ. Дополнительное присутствие в воде витамина В₇ в совокупности с соблюдением других заявленных параметров позволяет еще больше усилить положительное воздействие потребляемой воды на получение человеком энергии и бодрости, а также улучшить его самочувствие. При этом комплексное взаимодействие биологически активных веществ позволяет повышать и суммировать их биологическую ценность, всасываемость и усвояемость.

Предложенная функциональная вода имеет практически безвредную рецептуру и может ежедневно употребляться в качестве питьевой воды, при этом отмечается положительное влияние в виде улучшения самочувствия, причем обеспечиваются физиологические потребности организма в содержащихся в воде витаминах, минералах и янтарной кислоте.

Выбор исходной воды с небольшой степенью жесткости (мягкой воды) для получения нужной концентрации растворенных солей не ограничивает возможностей данного технического решения, поскольку даже изначально жесткую воду можно предварительно умягчить до требуемой степени любым известным специалисту способом, например, путем пропускания исходной воды через колонку с катионитом, либо путем обратного осмоса.

Входящие в состав функциональной воды указанные ингредиенты участвуют в различных биохимических процессах и при совместном присутствии при указанном выше содержании ингредиентов оказывают положительное синергетическое действие и выраженный биологический эффект и позволяют с меньшими дозами, чем отдельно применяемые компоненты, получить более выраженное действие.

Предложенная функциональная питьевая вода имеет стабильный химический состав, что позволяет применять его не только для питья, но и в быту при приготовлении пищи, а также в пищевой промышленности в качестве основы различных напитков.

Изготовление функциональной питьевой для коррекции веса человека «СМАРТ Аква» осуществляют следующим образом: предварительно производят подготовку питьевой воды в соответствии с требованиями, предъявляемыми к воде при производстве безалкогольных напитков, включая ее умягчение, очистку от примесей, осветление и обеззараживание за счет жесткого ультрафиолетового облучения. Далее в часть подготовленной воды комнатной температуры при непрерывном перемешивании вводят отмеренные в требуемом количестве порошки витаминов, веществ и минералов, либо вводят эти вещества в виде заранее приготовленных водных растворов, и тщательно перемешивают до получения гомогенного раствора. После в полученный раствор вводят оставшуюся часть исходной подготовленной воды до получения функциональной воды требуемого объема. Полученную функциональную воду отстаивают, декантируют и далее разливают в пластиковую, стеклянную или металлическую тару.

Ниже приведены примеры составов функциональной питьевой воды «СМАРТ Аква» для коррекции веса человека:

Пример 1.

Для приготовления функциональной питьевой воды «СМАРТ Аква» используют воду из горного ручья возле устья реки Нальчик (Кабардино-Балкария) с жесткостью 2,89 мг-экв. солей кальция и магния/литр. В смеситель с внутренним объемом 1500 литров загружают 300 литров указанной воды, предварительно осветленной, отфильтрованной и обеззараженной, и при перемешивании добавляют в нее 35 грамм янтарной кислоты, 190 грамм цитрата магния, 32 грамма витамина В₃, 4,0 грамма витамина В₆, 0,112 грамм витамина В₇, 0,0057 грамм витамина В₁₂ и 261,4 грамма кремнекислого натрия Na₂SiO₃. Указанные компоненты растворяют при перемешивании, после чего доводят общий объем раствора до 1000 литров за счет добавления нужного количества предварительно осветленной, отфильтрованной и обеззараженной той же исходной воды. Полученную функциональную воду перекачивают в накопитель, отстаивают и декантируют в фасовочную емкость, после чего бутилируют ее в канистры по 5 литров.

Концентрация добавленных компонентов в полученной воде:

Янтарная кислота - 35 мг/литр;

Кремний - 60 мг/литр;

Цитрат магния - 190 мг/литр.

Витамин В₃- 32 мг/литр;

Витамин В₆ - 4 мг/литр;

Витамин В₇ - 0,112 мг/литр;

Витамин B₁₂ - 0,0057 мг/литр;

Полученная питьевая функциональная вода для придания бодрости, сил и энергии человеку «СМАРТ Аква» представляет собой прозрачную жидкость без посторонних включений и осадка, вкус с легкой кислинкой, без запаха, отлично утоляет жажду, имеет хорошие органолептические показатели.

Пример 2.

Для приготовления функциональной питьевой воды «СМАРТ Аква» используют артезианскую воду, полученную в районе станции Фруктовая Московской обл. с глубины 65 метров с жесткостью 19,8 мг-экв. солей кальция и магния/литр. Воду обрабатывают обратным осмосом и с помощью катионообменной колонки с катионитом КУ-2 доводят жесткость исходной воды до 1,9 мг-экв. солей магния и кальция на литр. Далее приготовление функциональной питьевой воды «СМАРТ Аква» ведут по примеру 1. Состав дополнительно введенных компонентов совпадает с примером 1.

Составы фунциональной питьевой воды для придания бодрости, сил и энергии человеку «СМАРТ Аква» по примерам 3-12 представлены в таблице:

Таким образом, из примеров 1-12 следует, что в промышленном масштабе легко организовать производство питьевой функциональной воды с преимущественным действием по приданию бодрости, сил и энергии человеку при регулярном употреблении заявленного продукта. Заявитель предполагает, что вода указанного состава хотя и несколько снижает аппетит, но при этом она активизирует обмен веществ в человеческом организме таким образом, что усиливается сжигание жиров без изменения физической активности и без изменения количества и качества принимаемой пищи, что является неожиданным эффектом, который нельзя было предсказать на основе имеющихся литературных данных. Это позволяет считать предложенное техническое решение соответствующим критериям «Новизна» и «Изобретательский уровень».

Кроме того, благодаря изменению количественного состава элементов, входящих в предложенную функциональную питьевую воду, легко производить в промышленном масштабе питьевую воду с широким спектром действия, способную восполнить дефицит минерального и/или витаминного баланса в организме человека. Заявленная вода обладает благоприятным воздействием на организм человека при ее регулярном употреблении и имеет практически безвредную рецептуру, что позволяет длительное время употреблять ее в качестве питьевой воды. При этом достигается удовлетворение физиологических потребностей организма в составляющих функциональную воду витаминах, минеральных веществах и янтарной кислоте.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №407840, МКП C02F 1/68. 1973 г.

2. Авторское свидетельство СССР №464535, МКП C02F 1/68, 1975 г.

3. Патент РФ №2051125, МКП C02F 1/68, 1995 г.

4. Патент РФ №2417953, МПК C02F 1/68, A23L 2/38, 2006 г.

5. Патент РФ №2100941, МКП A23L 2/38, 1998 г.

6. Патент РФ №2066107, МКП A23L 2/38, 1996 г.

7. Патент РФ №2293067, МКП C02F 9/08, A23L2/38, 2007 г.

8. Патент РФ №2100941, МКП C02F 9/08, A23L2/38, 1998 г.

9. Патент РФ №2164498, МКП C02F 1/68, A23L 2/38, 2001 г.

10. Патент РФ №2134241, МКП C02F 1/68, A23L 2/38, 2000 г.

11. Патент РФ №2552465, МКП A23L 2/38, 2015 г.

12. Патент РФ №2625677, МКП A23L 2/38, A23L 2/00, A23L 2/52, 2017 г.

13. Патент РФ №2422052, МКП A23L 2/38, 2011 г. (прототип).

Изобретение относится к безалкогольной промышленности. Функциональный безалкогольный напиток содержит воду с исходной жесткостью в диапазоне 0,5-3,0 мг-экв/л солей кальция и магния, которую подготавливают путем ее умягчения, очистки от примесей, осветления и обеззараживания, а также витамины В_3, В_6, В₇, В_12, янтарную кислоту, кремний и цитрат магния. Указанные компоненты в отмеренных количествах в виде порошков вводят при комнатной температуре при непрерывном перемешивании до получения гомогенного раствора. При этом концентрации вышеуказанных добавленных компонентов в полученном напитке составляют, мг/л: витамин В₃ - 20-100; витамин В₆ - 1-10; витамин В₇ - 0,05-0,50; витамин В₁₂ - 0,002-0,02; янтарная кислота - 10-100; кремний - 25-250; цитрат магния - 50-500. Изобретение позволяет улучшить самочувствие человека. 1 табл., 12 пр.

Функциональный безалкогольный напиток, содержащий воду с исходной жесткостью в диапазоне 0,5-3,0 мг-экв/л солей кальция и магния, которую подготавливают путем ее умягчения, очистки от примесей, осветления и обеззараживания, а также витамины В_3, В_6, В₇, В_12, янтарную кислоту, кремний и цитрат магния, причем указанные компоненты в отмеренных количествах в виде порошков вводят при комнатной температуре при непрерывном перемешивании до получения гомогенного раствора, при этом концентрации вышеуказанных добавленных компонентов в полученном напитке составляют, мг/л: витамин В₃ - 20-100, витамин В₆ - 1-10, витамин В₇ - 0,05-0,50, витамин В₁₂ - 0,002-0,02, янтарная кислота - 10-100, кремний - 25-250, цитрат магния - 50-500.