竹塩、ヒマラヤ塩、バケララン塩含有量の鉱物組成、結晶性、
誘電率の評価
Mineral Composition, Crystallinity and Dielectric Evaluation of Bamboo Salt, Himalaya Salt, and Ba’kelalan Salt Content
By Cheng Ee Meng, Che Wan Sharifah Robiah Mohamad, Nashrul Fazli Mohd Nasir, Khor Shing Fhan, Ong Hong Liang, Tan Xiao Jian, Lee Kim Yee, You Kok Yeow, Emma Ziezie Mohd Tarmizi, Mohd Riza Mohd Roalan, Siti Aishah Baharuddin
Heliyon 2024;10: 1-13 2024.01.15
要約
塩の鉱物組成、結晶化度、誘電特性は、さまざまな用途に対するさまざまな種類の塩の品質と適合性についての貴重な洞察を提供する。この研究では、バケララン塩、ヒマラヤ塩、竹塩のＸ線回折、蛍光Ｘ線および誘電分析の包括的な分析が調査された。ヨウ素やその他の微量ミネラルなどの重要な元素を含むこれらの塩のミネラル組成は、塩の栄養プロファイルと全体的な優秀性に大きく影響する。それにもかかわらず、これらの鉱物の分散と密度を測定することは、骨が折れ、損害を与え、費用がかかる可能性がある従来の技術により困難を伴う。試料前処理は、Ｘ線回折、蛍光Ｘ線、誘電率分析を行なう前に行なわれる。Ｘ線回折測定は、Bruker D2 Phaserを使用して実行され、結晶材料の相を識別する。Ｘ線回折は結晶試料内での建設的なX線干渉の原理に基づいて動作する。広範囲の材料にわたる元素分析には、蛍光Ｘ線が使用される。元素ピークは、最も低い入射角から最も高い入射角までスキャンされる。特徴的なピークのＸ線強度を標準シリーズと比較する。誘電分光分析では、バケララン塩、ヒマラヤ塩、竹塩の誘電挙動を調べる。このセットアップには、マイクロ波法を利用したオープンエンド同軸プローブと組み合わせたベクトル・ネットワーク・アナライザーが含まれる。このアプローチにより、誘電率と損失係数の迅速かつ効率的な非破壊測定が保証される。誘電スペクトルは、4 GHz～20 Ghzの周波数範囲内で取得される。一方、損失係数は周波数に対してほとんど変化しないように見える。ミネラル含有量と結晶化度は、これらの反応を引き起こす重要な元素である。研究に基づいて、特定の用途に対する選択された塩の品質と適合性は、意図された用途に照らして鉱物組成、結晶化度、誘電特性を考慮することによって決定できる。これにより、特定の鉱物や結晶構造から恩恵を受ける可能性のある一部のアプリケーション、効果的に使用するには特定の誘電特性が必要なアプリケーションについての洞察が得られる。したがって、これらの特性を理解することで、食品、医療、工業、ヘルスケア、技術用途など、特定の目的に適した種類の塩を選択する際の意志決定が可能になる。
１．はじめに
無機栄養源として分類されるミネラルは、体の組織内の特定の物理化学的プロセスを維持するために不可欠である。これらのミネラルを摂取する主な手段は、バランスの取れた食事を維持することである。多様なミネラルは体内で異なる役割を果たしており、それらの欠乏はさまざまな病気を引き起こす可能性がある。逆に、ミネラルが過剰になると恒常性の平衡が崩れ、有害な毒性作用が生じる可能性がある。
塩の起源は古代にまで溯り、人類の歴史のさまざまな側面と絡み合っている。塩の抽出方法には、海水、塩湖、塩水泉、鉱床、表面付着物などのさまざまなソースが含まれていた。多くの内陸地域では、木材が塩水蒸発の燃料として機能したが、このアプローチは中央ヨーロッパでの広範な森林破壊に大きく貢献した。塩は多くの地域の経済において極めて重要な位置を占めており、その事実はしばしば地名にも反映されている。
塩は、人体と他の生物の多様な生理学的プロセスを緩和させる重要なミネラルである。歴史を通じて塩は数え切れないほどの世代にわたって、貴重な保存料および不可欠な風味増強剤として機能してきた。化学的な観点から見ると、塩はイオン性化合物、主にNaClの固有の組み合わせであり、料理や医療用途で広く使用されている。
当然のことながら、塩はナトリウムと塩素元素を含むミネラルハロゲン化物として存在する。塩は竹塩、ヒマラヤ塩、バケララン塩など産地によってミネラル組成が異なる。1日以内に塩分を過剰に摂取すると、血清ナトリウム濃度が145 mE/Lを超える高ナトリウム血症を引き起こす可能性がある。体は過剰な塩分を除去しようとするため、頻繁な嘔吐や下痢を引き起こす可能性がある。
ナトリウムが血流中に蓄積すると、塩毒性の兆候が現れる、塩分濃度を軽減するために細胞から血液中への水の移動が促進される。この血液量の増加は血管に影響を与え、心臓に余分な負担を与える。時間が経つとこれらの緊張により血管が硬くなり、最終的に脳卒中、心臓発作、高血圧などの症状を引き起こす可能性がある。さらに、この体系の変化とその後の脳液の蓄積は、昏睡、発作、さらには死亡を引き起こす可能性がある。肺に過剰な体液が蓄積すると呼吸が妨げられ、心不全を引き起こす可能性がある。特に、塩分の過剰摂取は血圧を上昇させることなく心臓、大動脈、腎臓に悪影響を与える可能性がある一方、骨の健康に悪影響を与える可能性があるという証拠がある。過剰な塩分摂取量の影響は、慢性腎臓病、心臓血管障害、骨粗鬆症、さらにはがんなど、さまざまな健康上のリスクや病気にまで及ぶ。
塩は古代から食品の調理に不可欠な要素であり、現代の食品製造方法でもその利用が慣例となっている。塩は調理中に取り込んだり、食卓で加えたりすることができるが、食事からの塩のかなりの部分は加工食品から得られる。太陽や空気による乾燥や発酵と並んで、塩は食品保存への古典的なアプローチを構成しており、その起源は先史時代まで溯る。魚を食塩水に浸したり、肉を浸したりするなどの歴史的な技術により、長期間の保存が容易になった。時間が経つにつれて、これらの方法はさまざまな食品を保存するために採用された。
バケララン塩はサラワク州北部の山々から生まれ、そこでは塩水が地面から湧き出す。その心地よい風味と注目すべき薬効で知られている。同様に竹塩も韓国で生まれ、竹の幹の中で海塩が加工される。この特別な塩は、さまざまな病気に対する民間療法として有名である。医療の分野で重要な役割を果たしており、ガス伝達物質、角質除去剤、抗炎症剤、抗生物質耐性の増強剤、血液凝固剤などとして機能する。ピンク色が特徴のヒマラヤ塩は、ヒマラヤ山脈のパンジャブ地方から産出される。カロリー、タンパク質、脂肪、炭水化物、繊維、砂糖は含まれていないが、ナトリウムが豊富に含まれている。興味深いことに、これらの塩は食塩とともに新生児の臍肉芽腫の治療にも使用できる。この処理方法は効率が高いだけでなく、費用対効果も優れている。
さまざまな産業や科学分野において、鉱物組成、結晶化度、誘電特性などの要素を包括的に評価する必要があるため、特定の用途に適した塩を選択することは大きな課題となる。限られた研究では、特に竹塩、ヒマラヤ塩、バケララン塩の場合、結晶化度と組成分析のための誘電的アプローチによる塩の調査に重点が置かれている。誘電特性の調査を中心に広範な研究が行われた。
２．材料と方法
2.1. 粉砕
2.2. Ｘ線回折
2.3. 蛍光Ｘ線
2.4. ペレット調製
2.5. 誘電率の校正
2.6. pHと塩分濃度
2.7. 密度
３．結果と考察
3.2. 竹塩、ヒマラヤ塩、バケララン塩の蛍光Ｘ線の関係
3.3. 竹塩、ヒマラヤ塩、バケララン塩の誘電率と損失係数と周波数の関係
3.4. 竹塩、ヒマラヤ塩、バケララン塩の密度、pH、塩分の関係
以上の章と節は省略。
４．結論
この研究では、Ｘ線回折スペクトル・パターンにより、3つの塩すべてに共通する一貫した面心立方晶構造が明らかになり、よく知られている塩化ナトリウムの構造に良く似ている。この観察は、それらの結晶のアイデンティティを確立する上で極めて重要な役割を果たす。さらに、蛍光Ｘ線を使用した元素組成分析により、これらの塩ではナトリウムと塩素が優勢であることが強調される。さらに、マグネシウムと硫黄が注目すべき主要成分として浮上しており、微量元素も存在する。これらの特徴的な元素プロファイルは、それぞれの塩の個性を強調する。さらに、4 GHz～20 GHzの周波数範囲内にわたって実施された誘電解析により、独特の誘電挙動が明らかになった。バケララン塩は最も高い誘電率で際立っており、効果的な吸収と分極効果を示している。この誘電挙動は、鉱物含有量と結晶化度の影響を受ける周波数依存の変化を示す。誘電率の傾向は、周波数が増加するにつれて導電率が徐々に低下することを示しており、これはイオン材料で観察される典型的な挙動と一致している。14 Ghzを超えると、竹塩とヒマラヤ塩はどちらも同様の導電率を示し、空間電荷と陽イオンの乱れの影響を示唆している。話は変わるが、ヒマラヤ塩は2.20±0.04 g/cm3という最高の密度を誇り、特に竹塩は8.51±0.03という最高の平均pH値を記録している。このようなpHと密度の挙動は、鉱物組成と水酸化物イオン(OH-)の形成の違いに起因すると考えている。これらの発見の意味は広範囲におよび、さまざまな用途にわたって重要な関連性を持っている。これらの塩の鉱物組成、結晶化度、誘電特性は総合的に、料理、産業、科学、技術の分野における塩の品質と適合性に影響を与える。特定の用途では、独特の鉱物や結晶構造から恩恵を受ける可能性があるが、誘電特性は科学技術用途における有効性に影響を与える。この包括的な分析により、意志決定者はバケララン塩、ヒマラヤ塩、竹塩の特性について貴重な洞察を得ることができ、幅広い分野での利用について情報に基づいた選択が容易になる。
訳者注：標準的な塩との比較がないので、この3種の塩の優位性が今一つ不明である。
