水素水・水素サプリメントの特性と選び方 (セレクション・ガイド)

水素水の専門サイト − なるほど元気倶楽部
水素が豊富な水は、どのような特性を示すのか?
酸化還元電位 (ORP:Oxidation Reduction Potential)
水酸イオン
水は、電子を吸収すると(還元されると)、水酸イオン(OH-が生成され弱アルカリ性になるとともに、水素(H)も生成されて溶存水素量が増える。
水を電気分解する際、陰極側においては水に電子が送り込まれることによって、多量の水素が生成されます。“電子”というエネルギーを吸収した水は、電子を与えやすい状態にあり、他の物質を還元しやすい(電子を与えやすい)状態にある水なのか、酸化しやすい(電子を奪いやすい)状態にある水なのかを意味する水の還元力(抗酸化力)の強さは、『酸化還元電位(ORP)』と呼ばれる電気的な指標である電位(V)を用いて表すことができます。

水素そのものの酸化還元電位は、-420mVと非常に低く、水素が豊富な水とは、「電子が豊富な水、電子を与える力(還元力)のある水」と言え、高圧下で充填することによって高濃度の水素を溶け込ませることによって酸化還元電位の低い水を生成することもできます。

この水の酸化還元電位は活性酸素消去能(抗酸化力)の強さを判断する指標として特に注目されています。 乾電池は、1.5ボルト(V)ですが、
酸化還元電位は、ボルト(V)の1000分の1の単位、ミリボルト(mV)で表します。

抗酸化力のある水は、マイナス電荷である電子を与える力のある水ですから、その酸化還元電位は、マイナス側に下がります。酸化還元電位がマイナス側に低い値になるほど、他の物質に電子を与える力である還元力が強く、抗酸化作用が強いことになります。

実際に、酸化還元電位計(ORPメーター)を使って、水道水とミネラル還元水のORP値を測定してみると、水道水が+633mVなのに対し、ミネラル還元水は-169mVと大変低い値を示しました。
酸化還元電位計による測定
水道水:+633mV 矢印 還元水:-169mV
水道水:+633mV 還元水:-169mV
この酸化還元電位の値(ORP値)が、100mV以下だと生体内で還元作用を示しはじめ、低い値になるほど還元作用が強まります。

「どうして、水に乾電池と同じような電位があるの?」と不思議に思われるかもしれませんが、
これは、水に溶け込んだ物質(溶質)によって、電子の放出しやすさ(イオン化傾向)が異なってくるためです。
  • 電子を放出しやすい物質が多く溶け込んでいれば、還元力の強い水となり、酸化還元電位は低くなります。
  • 電子を奪う力を持つ物質が多く溶け込んでいる場合は、酸化力の強い水となり、酸化還元電位は高くなります。
それ故、水素分子よりも原子状水素、原子状水素よりもマイナス水素イオンの順で還元力は強くなり、水素濃度と水素の存在状態によって酸化還元電位の値が大きく変化します。

高知大学の理学博士である小川俊雄名誉教授は、右図に示す『水のpe-pHダイアグラム』によって、水の特性を示す2つの指標『酸化還元電位』と『水素イオン濃度:pH(ピーエイチ・ペーハー)』から、アルカリ性で酸化還元電位の低い水は、その電子濃度が高い水である。すなわち、還元力をもった『還元水』であると述べておられます。

水は“電子”というエネルギーを与えられるに従い、水全体としての総合的な組成を変化させ、そのエネルギーを吸収します。その結果、水全体のエネルギーレベルが高まり、他の物質へ電子を与える力(還元力)が生じると考えられます。この『他の物質へ“電子”を与える力のある水』であるかどうかが、最も重要なポイントです。
小川俊雄名誉教授の論文
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残留塩素と酸化還元電位について
各地の水道水の酸化還元電位 殺菌・消毒剤として浄水場で投入される塩素は酸化剤であり、水の酸化力を強める物質です。
  • 左図は、各地の水道水や市販されているボトルウォーターの酸化還元電位を示したグラフです。各地の水道水は電位が高く、塩素消毒によって酸化した水、酸化力の強い水になっていることが、この図からわかります。
  • 浄水器などで塩素を取り除くだけでも、酸化還元電位が、約300mV程度は下がります。
  • 水道水は、各地の水道局の努力によって、わたしたちの生命にとって不可欠な水を安全かつ安定的に供給されるものです。
    安全性を保つためには、有害な細菌などの混入を防ぐことが求められます。
各地の水道水の酸化還元電位
そのため、各家庭の蛇口まである基準以上の塩素濃度が保たれることが水道法によって定められています。しかし、殺菌消毒剤である塩素は、人間の細胞にとっても決していいものではありません。それ故、水道水を摂取する場合は、浄水器などによって殺菌消毒剤である残留塩素を取り除くことが望まれます。


水素イオン濃度 (pH:ピーエイッチ、ペーハー)
水素イオン濃度(pH:ピーエイッチ、ペーハー)
上式に示すとおり、水は“電子”が与えられ還元されると、“水酸イオン(OH-)”が生成され弱アルカリ性になるとともに還元物質である“水素”が溶け込むという基本的な物理的特性があります。
水素イオン 水は、その分子の一部が、プラス水素イオン(H)と水酸イオン(OH)に分かれていて、プラス水素イオン濃度[H]と水酸イオン濃度[OH]の積は、常に10-14mol/Lで一定となり、
[H]*[OH] = 10-14mol/L (1mol=約6.023×1023
それぞれの濃度指数の和は、14になるという特性があり、
“プラス水素イオン(H 濃度[H]”を、以下のように対数表現したものを、最も基本的な水の指標として『水素イオン濃度』、pH(ペーハー、ピーエイッチ)と定義されています。
pH + pOH = 14
pH + pOH = 14
プラス水素イオン
プラス水素イオン濃度[H]と水酸イオン濃度[OH]の積は、常に一定となるので、
プラス水素イオン(H)と水酸イオン(OH)が同数であれば中世
プラス水素イオン(H)が、水酸イオン(OH)より多い酸性
水酸イオン(OH)が、プラス水素イオン(H)より多いアルカリ性
となります。

単純な原理によって水を電気分解した場合は、水素が生成される陰極側におては、プラス水素イオン(Hが減り“水酸イオン(OH-)”が増えるために弱アルカリ性となります。
血液などの体液も、およそpH7.4の“弱アルカリ性”で、生体のホメオスターシス(恒常性の維持)により、常に安定的にこの近辺になるよう保たれているため、体内に吸収された水のpHは体内のpHと同じになるように調整されるというのが医学的な見解であり、健康に良い影響を及ぼす要因とは考えられないというのが一般的な見方です。
しかし、2000年の第7回機能水シンポジウムにて、埼玉医科大学 医学部の鈴木政美助教授らによるマウスを使った研究結果として、
「2年間にわたって、普通の水道水を飲ませたマウス群とアルカリイオン水を飲ませたマウス群を比較したら、アルカリイオン水のグループは約100日も生存日数が長く、アルカリイオン水は老化をなだらかにする可能性がある。」との発表がなされ、さらに、2000年の第47回日本動物実験学会総会では、「塩素を含んだ酸性水で飼育したマウスは、アルカリ性水で飼育したマウスよりも寿命が短かった。」との発表がなされています。

 

 

ただ残念なことに、この研究では、pH値にのみ注目され他の要因が考慮されていなかったために、「本当にアルカリ性であることが、マウスの老化をなだらかにする要因だったのか?」と言った疑問が残り、もし本当にそうであったとしても、「なぜ、アルカリ性の水は老化をなだらかにするのか?」というメカニズムは解明されてはいません。
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還元水・水素水の特性と生成原理
『電解還元整水器』 (アルカリイオン整水器) と
                       『ミネラル還元整水器』 の違い
「還元水の効能・効果の発見」では、 『還元水』とは、“電子を与えられた水”であり、“電子を与える力のある水”と説明しましたが、何らかの方法で、水に電子を与え還元するものが『還元整水器』です。
還元整水器には、現在、最も普及している「電気分解方式」による電解還元整水器と、近年注目を浴びてきている「ミネラルイオン化方式(鉱石還元化法)」によるミネラル還元整水器の2つがあります。
これら2つの還元整水器の整水原理の違いと、それぞれの良し悪しについて考えてみましょう。

電解還元整水器 − 電気分解方式
『還元水』の還元”とは、電子を与えられることですから、当然、電気の力を利用して電子を与え還元することができます。
整水器 この電気の力を利用して、水に電子を与え『還元水』をつくり出す方式が、
現在、最も普及している「電気分解方式」で、この電気分解方式を基本原理とするものが、「電解還元整水器」あるいは、「アルカリイオン整水器」とか「電解還元水生成器」と呼ばれる整水器です。
「電解還元整水器」と「アルカリイオン整水器」は、どちらも電気分解方式による整水器であって、メーカーによって呼称が異なる以外、その基本原理に大きな違いはありません。
これは、アルカリイオン整水器協議会の「アルカリイオン整水器及びアルカリイオン水とは」を読んでいただければご理解いただけると思います。

水を電気分解することの基本原理は、1800年にイギリス人、ニコルソンカーライルによって発見されています。
しかし、飲用として水を電気分解する電解整水器の原型が誕生したのは、
1958年の日本において、電気治療器の研究者であった諏訪方季(すわみちすえ)氏が、飲料水用の電解還元水生成器 『シンノオル液製造機』を考案されたのが始まりです。
諏訪方季氏
つまり、電気分解方式によって、その陰極側に生成される還元水には、50年近い歴史があり、
「シンノオル液」とか、「アルカリイオン水」と呼ばれたこの電解陰極水は、健康にいいという噂が絶えなかったのですが、本格的な学術研究が始まったのは近年になってからのことです。
詳細は、アルカリイオン整水器協議会の<アルカリイオン整水器の歴史>をご参照ください。

では、この電気分解方式によって、その陰極側ではどのようなことが起こるのかご説明します。
  • 電気分解方式 − 電解還元整水法(陰極側)
    電気分解方式 

    電気分解方式 
    水分子が陰電極から電子を受け取ることによって、水酸イオン(OH-)と水素(H2)が生成される。

    電気分解方式は、陰極側(マイナス極側)において、電気的な力によって水に“電子”を送り込み、水を還元します。
    その結果として、アルカリ性を示す水酸イオン(OH-水素(H2)が陰極側に生成され、還元された水は、弱アルカリ性を示し水に溶け込んだ水素(溶存水素)が豊富な水,
    になります。
    これが、電解陰極水がアルカリイオン水と呼ばれ、水素水にもなる所以です。
    また、水に電子を与える際に、電極材質の金属が極微小な金属ナノコロイドとなって溶出し、その金属ナノコロイドに水素分子となる前の原子状水素が吸着されます。これが“活性水素”(“反応性の高い水素”という意味)と呼ばれています。(金属ナノコロイドとは、原子数個からなる極微小粒子)

    電気分解方式の利点
    • 電気エネルギーを使っているので、比較的安定した整水性能を維持できます。
    • 電圧を制御することで、電気分解する強弱を調節できます。
    • ほとんどの製品が流水式なので、水道水栓と連動します。
    • 医療用機器として認定された機種もあります。
    • 「胃腸症状改善のための飲用アルカリ性電解水の生成」として、JISの適合性認証基準があり、家庭用医療機器として厚生労働省からも認知されています。
    電気分解方式の欠点
    • 整水器の価格は、ピン(\50,000前後)からキリ(\300,000以上)まであり、“価格の違い”が“生成される水の質”に、どれほど影響するものなのか非常に判断しづらいのが実状です。
    • 電気エネルギーが必要になり、電気代がかかります。
    • プラス極側では、水から電子が奪われるため、酸性の酸化水ができます。通常、この水は排水され無駄になります。
    • 電極に、カルシウム、マグネシウムなどのミネラルが付着し、水のミネラルが奪われるとともに整水性能が劣化するため、定期的な電極交換が必要になります。
      (電極の極性を切り換えることによって、この欠点を解決しているという機種もあります。)
    • 水道水栓直結の流水式なので、設置場所が台所に限定されます。
    • 流水量が多いと充分な整水ができないため、流水量が制限されます。
    • 整水器から出た直後の水が最良で、時間経過とともに徐々に水の還元力がなくなっていきます。
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ミネラル還元整水器 − ミネラルイオン化方式
電気分解方式では、人工的な電気の力によって、強制的に水を電気分解するため、整水された水の味にやや不自然さがあるように感じられる方もおられます。
また、プラス極側では、“酸性水”ができるため水資源が無駄になる。
水の還元力が時間経過とともに減少していくといった欠点もありました。

これらの問題を解決したのが、熊本県にある株式会社日本鉱泉研究所の奥村崇升会長が、高純度マグネシウムがもつ還元力と様々な天然鉱石がもつ水を活性化する力を応用し、長年の研究の末発明されたミネラルイオン化方式です。 奥村崇升会長
奥村崇升会長

  • ミネラルイオン化方式 − 鉱石還元整水法
    ミネラルイオン化方式

    ミネラルイオン化方式
    水分子がマグネシウムから電子を受け取ることによって、水素(H)と水酸イオン(OH-)が生成される。マグネシウムは、マグネシウムイオン(Mg2+)または、水酸化マグネシウム(Mg(OH)2となって溶出する。

    高純度マグネシウムなどのミネラルを水に浸すと、水と反応してミネラルのイオン化が起こり、ミネラルから放出される“電子”を得て水は還元され、電解陰極水と同じように水酸イオン(OH-水素(H2)が生成されます。 ミネラル還元水器、元気の水のしくみ
    それ故、還元整水された水は、弱アルカリ性水に溶け込んだ水素(溶存水素)が豊富な水、つまり水素水になります。これがミネラルイオン化方式の基本原理です。

    整水材表面では、“電子”が放出され電解質イオンやミネラルミクロクラスター(金属ナノコロイド)となったミネラル分が水に溶け込みます。ミネラルと水との反応によって生成された原子状水素(活性水素)マイナス水素イオン(ヒドリド)は、溶出するミネラルミクロクラスター(金属ナノコロイド)の表面に吸着・吸蔵され、安定した状態で水に溶存します。
    ミネラルイオン化方式では、電気分解方式に比べ、溶出するミネラルミクロクラスター(金属ナノコロイド)が多く、活性水素やマイナス水素イオン(ヒドリド)が多く存在します。
    活性状態にある原子状水素(活性水素)やマイナス水素イオン:ヒドリドは、還元力が強く、これらが多く溶存する水ほど、還元力は強くなります。

    ミネラルイオン化方式の利点
    • 電気などのエネルギーを使わず、自然の力で水を還元します。
    • すべての水が還元されます。不要な酸性水などをつくりません。
    • マグネシウムをはじめとするミネラルが豊富な水になります。
    • 常に水が還元され続け、水の還元力が保持されます。
    • 原子状水素(活性水素)マイナス水素イオン(ヒドリド)を吸着した多くのミネラルミクロクラスター(金属ナノコロイド)が、水と親和しながら自然に溶け込みます。
    • いつでも、どこでも使え、持ち運びもできます。
    • 低価格で購入でき、ランニングコストや維持費も安く経済的です。
    ミネラルイオン化方式の欠点
    • 使用期間が延びるに従い整水性能が徐々に劣化します。
    • 整水性能を維持するために、定期的なお手入れ(クエン酸洗浄)が必要です。
    • 自然の力に依存しているため、医療機器としては認められていません。
    • 使用する水の水質の影響を受け易い
フォーミュラX ミネラルイオン化方式の整水器は、1998年に(株)日本鉱泉研究所の奥村崇升社長が発明された“フォーミュラX”が最初のもので、高純度マグネシウムの還元力と天然鉱石の活性力を応用したものです。
2002年からは、ミネラル還元整水器“元気の水”として販売されています。
その後、他社から同様の原理を使った様々な類似品が発売されています。

還元水を生成する主な方式としては、以上の2つの方法が主流となっています。
いずれの方法においても、水に“電子”が与えられることによって、水のマイナスイオンとも言える“水酸イオン(OH-)”が増えアルカリ性になるとともに、還元物質である“水素”や“原子状水素(活性水素)”、“マイナス水素イオン(ヒドリド)”が生成され還元力を持った水、すなわち、『還元水』、あるいは、『水素水』となります。

マイクロクラスター・シリカ方式 直接、飲料水を還元するものではありませんが、アメリカのパトリック・フラナガン博士の“フンザの水”の研究結果から商品化された「メガハイドレイト」あるいは「マイクロハイドリン」と呼ばれる抗酸化サプリメントがあります。
これらの錠剤を水に浸すと、「マイクロクラスター・シリカ方式」と呼ばれる特許技術によって、水をたちまち還元し『還元水』と同じ特性を持つ水に変えます。
これらのサプリメントは、服用することによって、体内の水そのものを還元していると考えられます。

では、還元された水は、普通の水とは何が違い、どのような特性を持つ水なのでしょう?
「還元水って、どんな水?」をご参照ください。

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メガハイドレート