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ミネラルの豆知識

 

ミネラルというと鉄や亜鉛などの元素を指して使う場合が多いのですが、これは栄養学的な使い方です。ここでは物理的な意味でミネラルという言葉を使います。つまりミネラルとは「鉱物」のことを指します。鉱物は化学組成や構造が一義的に決まっており、岩石を構成している要素です。例えば花崗岩という岩石は、石英・長石・雲母という鉱物からなっています。

このページで紹介しているミネラル製品は、複数の岩石を組み合わせて、様々な鉱物を超微粒子の状態で抽出した溶液の応用製品です。目的に応じて岩石を選定することにより、ミネラルバランスを設計することができます。抽出されたミネラル液の特徴は以下の通りです。


1 水の構造変化

 図1の写真は超純水の電子顕微鏡写真です。液体は電子顕微鏡では測れないので、純水を液体窒素で瞬間的に凍らせて、氷を割った破面の写真です。雲のようにランダムに見えているのが水分子の集団です。大きさは100から300nmです。この超純水に岩石抽出ミネラルを7ppm(1トンの水に7mL)加えたものが図2です。水分子の集団が規則的に整列し、さらに凝集力が増してクリアに写っています。写真の倍率が違うので水分子集団が小さく写っていますが、大きさは10から20%ほど超純水の時に比べて小さくなっています。

このようにミネラルを添加することにより水の集団が秩序を持ち構造化することはどんな意味があるのでしょうか?細胞内の水を見ると、その答えがおぼろげに見えてきます。タンパク質などの近傍の水は構造水といって、水以外の分子に束縛されて秩序化(図2の状態)されます。一方タンパク質などから離れている水は自由水といって束縛が無い状態(図1の状態)で無秩序になります。タンパク質などの近傍はいろいろな物質の相互作用が行われ、生命活動が盛んに行われている場所といえます。つまり秩序化された構造水は生命活動にとって必要不可欠な状態の水と考えることができます。

 

水とミネラルの相互作用

図

2 ミネラルバランス

 上記でも説明しましたが、岩石を選択することにより目的のミネラルバランスを設計することができます。また同時に多くの鉱物種を含むことにより70種以上の元素を含むミネラル液を製造することができます。また超微粒子の状態でミネラルを抽出していることから触媒能が高く、様々な酵素(生体内の触媒:タンパク質でできている)を活性させる働きがあります。痩せた土壌にフレッシュなミネラルを供給することができます。昔は河川の氾濫により肥沃な土壌が作られてきましたが、これは山からのミネラルが田畑に供給されたことを意味しています。現在では護岸工事が進み河川の氾濫はほとんど起きなくなっています。このことから現在の土壌はミネラルが不足していると考えることができます。

 

3 酵素活性

 ミネラルを田畑に散布すると様々な土壌病害が軽減することは経験的にわかっていましたがその理由が以下の実験により解明されました。

 図3のように土壌に含まれる微生物を培養していくのですが、一つの系には培養液の中にミネラルを添加しておきます。このように複数回培養を繰り返していくと、不思議なことにミネラルを添加した系は微生物の総数は変わらないのですが、カビの割合が減っていきます。これは培養を重ねるごとに著しく減少していきます。作物に悪さをする菌の80%は糸状菌(カビ)といわれていますので、ミネラルを施すことによりカビの割合が減っていき病原菌が少なくなることが予想できます。

  さらに培養液の中を分析するとキチナーゼという酵素がよく働いていました。キチナーゼはカビの細胞壁を溶かす酵素でこの酵素により、カビが選択的に減っていくことが解明できました。図4は様々なミネラルの酵素活性のデータです。リゾチーム・キチナーゼは細胞壁溶解酵素、プロテアーゼはタンパク質分解酵素です。それぞれミネラルを添加したほうが活性が上がっていることがわかります。一番下の硝酸還元酵素は硝酸から亜硝酸に還元する酵素ですが、これはミネラル添加により30倍も活性が上がっています。このことは窒素肥料が過多で土壌や作物体内の未消化の窒素が還元されて亜硝酸からアンモニアやアミノ酸に変換されることを示唆しています。以上のようにミネラルは様々な酵素を活性化し、生体内のバランスを整える働きがあります。

 

ミネラル液添加による微生物相の変化

図

ミネラル添加時に生産される各種酵素活性について

図