改善代谢的饮用水的制作方法

本发明涉及一种饮用水，尤指一种具有改善代谢效果的饮用水。

背景技术：

水是所有生物体的重要组成部分，譬如在人体中，水占了70％的比例，不仅参与生物化学反应，也参与人体内营养和氧气的运输，更对于维持生物体温度有很大贡献。

意识到水的重要性，对于日常摄取的水的质量也重视了起来，于是，与饮用水技术相关的研究渐渐变得热门。譬如，美国专利申请案us2014/0166577揭示一种饮用水制造装置及饮用水的制造方法，除了使用逆渗透膜来除去自来水中的杂质，并以流量调整单元控制饮用水制造时及逆渗透膜洗净时的废弃水的流量，不仅使渗透水的产率稳定地提升，且可令逆渗透膜长寿命化。除了过滤掉杂质以外，该申请案中并利用银离子添加单元及用来对渗透水添加矿物质的矿物质添加单元来对饮用水加入银离子和矿物质，赋予饮用水抗菌性并让饮用水变成所谓「好喝的水」。

然而，习知技术多着重在过滤杂质、或如上述前案的添加矿物质来增加水中矿物质，但却鲜少有文献针对饮用水的组成如何对于人体有正面影响有进一步的探究。

技术实现要素：

本发明的主要目的，在于解决现有饮用水技术所制造的饮用水无法具体地对人体提供正面影响的缺点。

为了达到上述目的，本发明提供一种改善代谢的饮用水，以该饮用水总重量为基准，该饮用水包含：一重量百分比介于75,000ppm至91,000ppm之间的镁；一重量百分比介于1,000ppm至8,000ppm之间的钠；一重量百分比介于500ppm至8,000ppm之间的钾；一重量百分比介于20ppm至65,000ppm之间的钙；以及至少一选自由铬、硼、硅、锌、硒、钼、碘、及其组合所组成的群组的相对微量元素，且每一该相对微量元素独立地具有一介于100ppb至100ppm的重量百分比。

本发明并提供一种饮用水在改善代谢的应用，以该饮用水总重量为基准，该饮用水包含：一重量百分比介于75,000ppm至91,000ppm之间的镁；一重量百分比介于1,000ppm至8,000ppm之间的钠；一重量百分比介于500ppm至8,000ppm之间的钾；一重量百分比介于20ppm至65,000ppm之间的钙；至少一选自由铬、硼、硅、锌、硒、钼、碘、及其组合所组成的群组的相对微量元素，且每一该相对微量元素独立地具有一介于100ppb至100ppm的重量百分比。

是以，相较于现有技术而言，本发明的改善代谢的饮用水，因为包含有特定比例的镁、钠、钾、钙、以及至少一选自由铬、硼、硅、锌、硒、钼、碘、及其组合所组成的群组的相对微量元素，不仅可活化血糖调控基因的表现量，对于细胞的脂肪储存能力也具有正面的影响，进而达到改善代谢的效果。

附图说明

图1为3t3-l1脂肪前驱细胞经本发明第一实施例处理后的活性测试结果。

图2为3t3-l1脂肪前驱细胞经本发明第二实施例处理后的活性测试结果。

图3a为3t3-l1脂肪前驱细胞的油红组织染色控制组(con)结果。

图3b为3t3-l1脂肪前驱细胞的油红组织染色空白组(vehicle)结果。

图3c为3t3-l1脂肪前驱细胞经本发明第一实施例(300k(nf))的油红组织染色载体组结果。

图3d为3t3-l1脂肪前驱细胞经本发明第二实施例(370k(nf))的油红组织染色载体组结果。

图3e为图3a至图3d中，3t3-l1脂肪前驱细胞分化为脂肪细胞(％)的定量结果。

图4为3t3-l1脂肪前驱细胞及脂肪细胞分别经本发明第一实施例与第二实施例处理后，其pparα、pparγ、及glut4被活化。

具体实施方式

涉及本发明的详细说明及技术内容，现就配合图式说明如下：

本发明提供一种改善代谢的饮用水，其主要组成为水并包含镁、钠、钾、钙、以及至少一选自由铬、硼、硅、锌、硒、钼、碘、及其组合所组成的群组的相对微量元素。

具体而言，本发明的该饮用水中，镁的一重量百分比介于75,000ppm至91,000ppm之间；钠的一重量百分比介于1,000ppm至8,000ppm之间；钾的一重量百分比介于500ppm至8,000ppm之间；钙的一重量百分比介于20ppm至65,000ppm之间；而至少一选自由铬、硼、硅、锌、硒、钼、碘、及其组合所组成的群组的相对微量元素，其重量百分比则各自独立地介于100ppb至100ppm之间。

关于该相对微量元素，于本发明一实施例中，该相对微量元素较佳是选自由铬、锌、硒及其组合所组成的群组，譬如，铬和锌、铬和硒、锌和硒、以及铬和锌和硒。该相对微量元素在该改善代谢的饮用水中的该重量百分比各自独立地介于200ppb至25ppm之间，举例来说，如在本发明一实施例中，该改善代谢的饮用水包括该重量百分比介于75,000ppm至91,000ppm之间的镁；该重量百分比介于1,000ppm至8,000ppm之间的钠；该重量百分比介于500ppm至8,000ppm之间的钾；该重量百分比介于20ppm至65,000ppm之间的钙；以及锌、硒两种该相对微量元素时，锌的一重量百分比可介于200ppb至1ppm之间、而硒的一重量百分比可介于8ppm至25ppm之间。

本发明的改善代谢的饮用水中，较佳具有一介于250mg/l至5,000mg/l之间，且更佳为介于1,000mg/l至3,000mg/l之间的镁硬度，该镁硬度定义为镁离子浓度×4.1。

本发明的改善代谢的饮用水，是使用一自海平面下深度介于200m至1,500m之间、较佳为深度介于300m至700m之间的深层海水浓缩得到，此外，所获得的改善代谢的饮用水，只要所含的元素种类及重量百分比符合本发明申请专利范围的定义，其制备方法并无特别限制。举例来说，可通过一混合系统来制备，该混合系统可包含一浓缩液输出装置、一净化水输出装置、以及一混液装置，令一改善代谢的饮用水浓缩液设置于该浓缩液输出装置中，即可依据实际需求，与该净化水输出装置所提供的净化水在该混液装置中混合而获得。为了达到更高质量的该改善代谢的饮用水浓缩液，在该混合系统中还包括一设置在该浓缩液输出装置、及/或该净化水输出装置、及/或该混液装置中的过滤单元，且该过滤单元可包括一奈米过滤膜。

经实验发现，本发明的改善代谢的饮用水可同时活化pparα(ppar-alpha)、pparγ(ppar-gamma)、及glut4(葡萄糖转运体)而具有降血糖的潜力，该改善代谢的饮用水也可促进一脂肪细胞的分化作用，并具有增加该脂肪细胞的脂肪储存能力的功效。

下文将通过实验进一步探讨本发明第一实施例以及第二实施例的改善代谢的饮用水对于脂肪细胞的活性、脂肪储存能力，以及对于葡萄糖代谢能力的影响。该第一实施例及第二实施例的组成成分及比例如下表1：

表1

实验例1：本发明的改善代谢的饮用水提升脂肪前驱细胞以及脂肪细胞的活性。

为了探讨本发明的改善代谢的饮用水对于脂肪细胞的活性的影响，实验例1中，利用3t3-l1脂肪前驱细胞及3t3-l1脂肪细胞来分析该改善代谢的饮用水对于上述细胞的活性的影响。

首先，在3t3-l1脂肪前驱细胞的组别中，先将3t3-l1脂肪前驱细胞种在含有培养液的24孔盘。隔夜使3t3-l1脂肪前驱细胞得以充分贴附该24孔盘后，将该第一实施例及该第二实施例的该改善代谢的饮用水分别加入该24孔盘中对该3t3-l1脂肪前驱细胞进行24小时、48小时、以及72小时的处理，并于上述时间点收取该3t3-l1脂肪前驱细胞进行分析。

上述的「分析」，具体来说，是在24小时、48小时、以及72小时的时间点时，先以磷酸盐缓冲生理盐水(phosphatebufferedsaline,pbs)清洗除去上清液后，在每一个含有3t3-l1脂肪前驱细胞的24孔盘中加入270μl的dmem培养液(dulbecco'smodifiedeagle'smedium)及30μl的mtt(3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazoliumbromide,500μg/ml)试剂，放置37℃培养2小时，在此过程中，活细胞线粒体中的琥珀脱氢酶(succinatedehydrogenase,sdh)能使mtt还原为脂溶性的蓝紫色甲臜(formazan)结晶沉积在细胞中，去上清液后加入异丙醇(400μl)至该甲臜结晶溶解并从中取200μl的溶液至96孔盘以酵素免疫分析测读仪(elisareader)在o.d595nm波长测吸光值。

图1至图2分别为3t3-l1脂肪前驱细胞(adipocyte)经本发明第一实施例与第二实施例处理后的活性测试结果，x轴为镁硬度(mghardness)、y轴代表细胞活性提升率(％)。首先，经本发明第一实施例的改善代谢的饮用水处理24小时的3t3-l1脂肪前驱细胞，当该第一实施例的镁硬度(mghardness)超过1,500mg/l的组别已可观察到3t3-l1脂肪细胞活性相较于镁硬度低于1,500mg/l的实验组别略有提升，且当处理时间延长至48小时，在镁硬度介于1,500至3,000mg/l时脂肪细胞活性提升效果最佳。此趋势随着处理时间拉长至72小时之时最为显着。

补充说明的是，本发明实施例所述的「镁硬度(mghardness)」定义为镁离子浓度×4.1。

接下来，以相同于前述的方法以第二实施例进行测试。处理24小时后，在硬度为250mg/l的组别已可观察到3t3-l1脂肪细胞活性相较于硬度低于250mg/l的实验组别略有提升，但在硬度为1,000至3,000mg/l时，3t3-l1脂肪细胞活性提升的现象将更加显着，上述的活性提升的趋势也随着处理时间增加为48小时之后更为明显，此结果与第一实施例的趋势相近。

实验例2：本发明的改善代谢的饮用水促进脂肪前驱细胞的分化。

实验例2中以该第一实施例及该第二实施例的该改善代谢的饮用水先处理该3t3-l1脂肪前驱细胞，再加入250mm3-异丁基-1-甲基黄嘌呤(3-isobutyl-1-methylxanthine，ibmx)、1mm地塞米松(dexamethasone，dex)及670nm胰岛素处理三天，促使该3t3-l1脂肪前驱细胞分化为一脂肪细胞。

进行油红组织染色分析时，先以10％甲醛水溶液(formalin)固定该细胞，再以磷酸盐缓冲生理盐水(phosphatebufferedsaline,pbs)洗涤，随后利用苏丹红5b(oilredo,0.5％于60％异丙醇中)染色10分钟，最后再以二次水洗涤该细胞后，以显微镜观察脂肪堆积情形。

实验例2也通过酵素免疫分析法(elisa)进行定量分析。

实验结果请参考图3a至3d，依序为该3t3-l1脂肪前驱细胞未分化的控制组(con)(图3a)、仅添加溶剂的空白组(vehicle)(图3b)、经该第一实施例的该改善代谢的饮用水处理的300k(nf)(图3c)、以及经该第二实施例的该改善代谢的饮用水处理的370k(nf)(图3d)。

相较于控制组(con)及空白组(vehicle)，以该第一实施例(对应图3c的300k(nf))及该第二实施例(对应图3d的370k(nf))的该改善代谢的饮用水处理该3t3-l1脂肪前驱细胞，在显微镜下可以观察到被苏丹红5b染色呈现红色的区域增加，此现象代表脂肪细胞的数量增加了。

经由本实验例2可知，本发明的可改善代谢的饮用水有效促使该3t3-l1脂肪前驱细胞分化为脂肪细胞。

实验例3：本发明的改善代谢的饮用水同时活化pparα、pparγ、及glut4。

将3t3-l1脂肪前驱细胞以及3t3-l1脂肪细胞分别种在含有培养液的6孔盘隔夜生长，加入该改善代谢的饮用水14天后，以冰的磷酸盐缓冲生理盐水(phosphatebufferedsaline,pbs)收取细胞。

在逆转录聚合酶连锁反应(rt-pcr)的实验中，利用总rna(ribonucleicacid，核糖核酸)提取试剂盒(amershampharmacia,uk)抽取总rna并以分光亮度计(spectrophotometer)定量总rna至5μg。再以寡脱氧胸苷酸oligod(t)反转录为互补dna(cdna)后加入cdna的正股引子(forwardprimers)及反股引子(reverseprimers)后以rt-pcr珠试剂盒(amershampharmacia,uk)分析。随后，将rna以基因扩增pcr系统放大为cdna，并以含溴化乙锭1.5％琼脂糖凝胶(tbe)电泳分析在uv盒下观察拍照。

此实验例中所使用的测试基因及引子详列如表2：

表2

ppar(peroxisomeproliferatorsactivatedreceptor)家族总共有3种型态，分别为在不同的组织表现且反应不同的生理功能的pparα、β、γ。其中，pparα主要在肝脏、骨骼肌和心脏表现。pparγ主要在脂肪组织表现。ppar是调节人体代谢机制的重要机制，举例来说，当饥饿时ppar会协助脂肪分解产生热能，而吃饱时则协助糖类以脂肪形式储存。

glut4是脂肪细胞和肌细胞中最主要的葡萄糖转运蛋白，胰岛素调控的glut4膜转运对于机体血糖平衡的维持十分重要，研究显示，产生胰岛素抵抗或患有第2型糖尿病的患者中常会表现glut4转运障碍。

请续参考图4，在3t3-l1脂肪前驱细胞的组别中，以未经该改善代谢的饮用水处理的3t3-l1脂肪前驱细胞(pre-adipocyte)做为控制组(con)，可以观察到在经第一实施例的该改善代谢的饮用水处理的组别(对应图4的300k(nf)组别)、以及经第二实施例的该改善代谢的饮用水处理的组别(对应图4的370k(nf)组别)中，其pparα、pparγ表现量增加，在以第二实施例的该改善代谢的饮用水处理的组别中，glut4的表现量也较控制组略有提升，而上述趋势在3t3-l1脂肪细胞(adipocyte)的组别中更加明显，代表本发明的改善代谢的饮用水同时活化pparα、pparγ、及glut4，在脂肪储存能力及葡萄糖代谢能力方面有正面影响，且具有应用在第2型糖尿病患者的潜力。

综上所述，本发明的包含特定比例的镁、钠、钾、钙、以及至少一选自由铬、硼、硅、锌、硒、钼、碘、及其组合所组成的群组的相对微量元素的改善代谢的饮用水，经实验发现不仅可活化血糖调控基因的表现量而具有降血糖的潜力，对于细胞的脂肪储存能力也具有正面的影响，可增加该脂肪细胞的脂肪储存能力。

特别对于第二型糖尿病患者而言，由于脂肪细胞功能不全的缘故，该类患者的脂肪细胞对于胰岛素产生阻抗(insulinresistance)而无法有效率地储存脂肪，致使血液及周边组织中的脂肪过度堆积。因此，假如能促进脂肪细胞分化、或者提高脂肪细胞储存脂肪与葡萄糖的功能，将能有效改善体内血糖平衡，故本发明的该改善代谢的饮用水也具有应用在糖尿病患者、特别是第2型糖尿病患者的潜力。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

序列表

<110>泓发乐活氏水科技服务股份有限公司

<120>改善代谢的饮用水

<130>na

<160>8

<170>patentinversion3.5

<210>1

<211>19

<212>dna

<213>artificialsequence

<220>

<223>synthesisedforwardprimerofbeta-actin

<400>1

ggccaaccgtgaaaagatg19

<210>2

<211>23

<212>dna

<213>artificialsequence

<220>

<223>synthesisedreverseprimerofbeta-actin

<400>2

ggatcttcatgaggtagtctgtc23

<210>3

<211>24

<212>dna

<213>artificialsequence

<220>

<223>synthesisedforwardprimerofppar-alpha

<400>3

gccatcttcacgatgctgtcctcc24

<210>4

<211>25

<212>dna

<213>artificialsequence

<220>

<223>synthesisedreverseprimerofppar-alpha

<400>4

gtagatctcttgcaacagtgggtgc25

<210>5

<211>24

<212>dna

<213>artificialsequence

<220>

<223>synthesisedforwardprimerofppar-gamma

<400>5

ggattcatgaccagggagttcctc24

<210>6

<211>24

<212>dna

<213>artificialsequence

<220>

<223>synthesisedreverseprimerofppar-gamma

<400>6

gcggtctccactgagaataatgac24

<210>7

<211>19

<212>dna

<213>artificialsequence

<220>

<223>synthesisedforwardprimerofglut-4

<400>7

ctcatgggcctagccaatg19

<210>8

<211>20

<212>dna

<213>artificialsequence

<220>

<223>synthesisedreverseprimerofglut-4

<400>8

gggcgatttctcccacatac20