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分子氢与健康 神奇的氢聊
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氢水饮用是最广泛的氢气使用方法

氢水饮用是应用最广泛的氢气使用方法,氢水是氢气健康产品最常见的形式。商业化氢水的制备方式包括电解、氢气溶解、金属镁反应等类型。
 

氢水饮用经常用于人体试验和动物实验研究中,人体试验中使用这种方法容易进行剂量控制,例如可以规定饮用一定体积和一定浓度的氢水。在动物实验中建议采用给动物定时饮水的方法,就是固定时间段给动物饮用氢水,实际使用结果表明能取得剂量控制的效果。
 

氢水饮用是最广泛的氢气使用方法
 

一、电解水
 

电解水是最早应用于人体的氢水,以保健为目的的电解水饮用最早起源于日本。经过长达数十年的应用和严格的医疗器械申报,日本劳动厚生省批准电解水机为医疗设备,认可饮用碱性电解水的医疗效果。
 

现在学术界普遍认为,碱性电解水改善疾病的根本原因是水中含有一定浓度的氢气,而且氢气浓度足够达到氢气抗氧化的效果。中和弱碱性不影响其医疗效果,说明碱性电解水的作用与碱性无关。而氢气主动挥发后,电解水的负电位随着氢气释放而消失,电解水的功效也随之消失。水的负电位是体现水内所有物质氧化还原作用的总和,本质上是反映氢气浓度的指标,测定值受酸碱度影响很大,但与疾病改善没有必然的联系。
 

2015年后,氢水杯开始大量出现,这本质是一种新类型的电解水设备。主要解决了小型化和稳定性的问题。最初氢水杯没有进行正负极的分离,产生的电解水容易出现次氯酸和臭氧等,这些成分有一定毒性且影响口感和嗅觉。为解决这类缺陷,设计者在杯内加入活性炭或化学物质吸附或中和这些成分。后期利用半透膜制造出正负极分离的氢水杯,氢水杯安全性得到进一步提高。
 

二、金属镁反应制备氢水
 

金属镁与水发生化学反应会产生氢气和氢氧化镁,多年前就有人利用这种反应制备出方便使用的氢水。许多金属(如铁、铝和镁等)都可以与水反应产生氢气,但铁和铝与水反应速度过慢且存在一定毒性,生成物影响口感,不适合用于氢水的制备。金属镁是制备氢水的最佳材料,为达到使用方便和消毒等目的,有生产厂家在材料中添加电气石和纳米铂金等材料。
 

镁反应制备氢水存在的主要问题是氢气产生量不稳定,开始使用阶段效果可能会比较理想,使用一段时间后氢气产生速度会逐渐减慢,导致氢气浓度下降。因此在开展临床和动物效应研究中,最好定期更换新的产品。镁离子与钙离子一样属于人体需要的金属元素,一般情况下不会导致机体危害。需要提醒的是,如果患者患有某些对镁摄取有限制的疾病(如肾脏功能衰竭等),必须在医生指导下饮用这类氢水。
 

三、物理混合饱和氢水
 

物理混合饱和氢水是目前公认最安全的氢水,也是最常用的氢健康产品类型。这主要是由于饱和氢水在各类氢气摄取方式中实验依据最多,2008年以来,学术界已经有超过300篇相关研究论文,因此,物理混合饱和氢水的生物学效应基本确定无疑。
 

物理混合饱和氢水的制备方法主要包括四类,分别是曝气、高压、膜分离和电解水技术。在包装氢水的生产和储存过程中,至关重要的不是氢气溶解技术,而是如何避免氢气从容器中泄露。这是因为氢气分子体积非常小且穿透力强,许多包装方法无法避免氢气的逃逸和释放。常用包装瓶材料如聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET聚酯)完全不能用于氢水包装,氢气可以非常容易地从瓶口泄露甚至穿透瓶壁材料。因此,氢水包装是氢水产业的重要技术,也是包装氢水产品开发过程中最难解决的技术问题。日本大部分包装氢水供应商(如蓝水星公司)采用金属铝作为包装材料,方式包括软包装铝袋或铝瓶罐,声称可使氢水稳定保存半年以上。国内氢健康产业界开发包装氢水产品的步伐相对缓慢,主要限制就是包装材料和包装方法。2014年,有企业率先成功研发铝箔袋氢水包装技术,2015年又实现铝铁材料易拉罐包装技术。只有保证了高浓度且稳定性好的氢水产品供应,才能满足动物和人体临床试验需要。国内多家研究机构选择该公司的产品开展基础和临床研究,在抑郁症、血脂调节和糖尿病改善等方面取得较好研究结果。目前国内有10多家包装氢水生产企业,氢水工业化技术逐渐趋于成熟。近年来,国内多家企业开发了压力桶装氢水,利用高压有效保持氢气浓度,受到市场的欢迎。但是这种技术仍不够成熟,尚待进一步改进。
 

用简单通气法制作含氢溶液是气体溶液研究最经典的手段,这种方法类似水产品养殖过程的给气方法,但由于溶解效率比较低,氢气浓度也很难标准化,无法用于饱和氢水生产。纳米气泡是比较新的概念和气体溶解技术,是氢水制造最理想的选择,4.5节将专门介绍该技术。

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