小分子水真的這麼神奇嗎?醫師與化學專家完整破解廠商話術!

近幾年來市面上充斥著各式各樣的販售水:活水、 π水、能量水,或者是今天的主題:小分子水。不論是要你使用廠商指定的超昂貴製水機,或者是高價的瓶裝水產品。這些業者的文宣一家比一家誇大,但實際的功效,真的如業者宣稱如此神奇嗎?部分業者甚至會在別人質疑的時候,拿出一些文宣品,或者是影片,來取信於消費者,說他們的功效是有「科學上的驗證」,讓消費者在似懂非懂的狀況下買單。但這些所謂的「科學驗證」,其實說穿了只是「自以為的科學驗證」,禁不起專家仔細的檢驗。為了避免更多民眾受害, MedPartner 團隊醫師與研究員將透過這篇文章,一一破解有關「小分子水」業者的各種話術與偽科學實驗。請大家花點時間看下去,並分享給身邊的長輩們,希望台灣的鄉親父老們不要再花這樣的冤枉錢啦!

先講結論:

  1. 小分子水實際上是個非常「不穩定」的存在,只有在很特殊的狀況下會「暫時性」存在,但在極短的時間就會回復常態。即使業者真能做出小分子水,在製造出的那一瞬間不到一毫秒,就已經不是小分子水了。
  2. 即使做出小分子水,也不代表特別好吸收,或對人體有什麼醫療效能。小分子水連「維持穩定存在」都沒辦法了,業者要怎麼取得「小分子水」去驗證它對人體有幫助呢?這真的是亂講一通。實際上,所有宣稱小分子水對人體有益的說法,都是缺乏科學證據的
  3. 很多糟糕的業者,都會硬扯自己的東西跟「諾貝爾獎」有關係,但實際上,諾貝爾獎得主要是看了業者講的話,絕對會滿臉黑人問號,不然就是怒髮衝冠啦!

 

小分子水到底存不存在?似是而非的偽科學驗證

廠商會跟你說「小分子水」確實存在,而且會跟你說各種飛天鑽地的效果。但有時候電視上或媒體上也會看到某些專家說,「水就是水,沒有小分子水這種東西」。到底誰講的才是真的呢?讓我們從原理開始說起。以下內容涉及一些高中物理化學程度的內容,如果看得很痛苦的朋友,可以直接跳到這段最後的結論,但可以跟著一起看完,絕對會有更清楚的了解!

「水」是人體中最重要的成分,也是物理與化學領域中最難以捉摸的小分子之一。水的分子式為 H2O ,由兩個氫原子( H )與一個氧原子( O )所組成。因為電負度的差異, H 略為帶正電,而 O 則是負電,水分子間藉由這樣的電性差異而互相吸引作用,我們稱之為氫鍵( hydrogen bond )作用力( ref.1 )。這分子間複雜的氫鍵作用力會隨著溫度、壓力、添加物(例如鹽類)等而改變。

水分子實在是很小,而且變化的速度又很快,會影響水分子的變數又多,因此要準確觀察水分子的性質,以及合理解釋在水分子上的諸多現象,被視為近幾十年來很大的挑戰( ref.2 )。過去幾十年來,有很多科學家探討了水分子能夠以固定的個數形成水分子團簇的可能性,在這樣的狀況下,如果數量夠少就可以被稱為小水分子團。許多業者也宣稱他們生產的水,或者飲用水的產生設備,可以達到小水分子團這樣的程度,並且宣稱這樣的小分子水更能夠被人體吸收。

可是事情絕對沒有業者講得這麼簡單啦!市面上宣稱「小分子水」的產品不少,幾乎沒有一家不是誇大宣稱的,我們姑且就以底下這家維他惠活水機為一個負面教材。

大侑健康企業官網截圖-1
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大侑健康企業官網截圖-2
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首先,這款活水機標榜使用遠紅外線技術來產生小分子水。在特定波長範圍內的光,確實可以被水分子所吸收,而使分子的振動能增加。在此時,分子間的氫鍵作用力因此改變是合理的。但是這並不表示水分子會因此就以小分子水團簇的形式存在,因為絕大部分的能量被水分子吸收後,還是會以熱的形式再被釋放出去。

有些許的科學文獻指出,小水分子團簇存在的可能性大多只是理論( ref.3-5 ),或者是藉由光譜儀器觀察到的過度態( ref.6-8 ),並沒有被證實穩定且均一的存在。換句話說,即使小分子水真的出現了,是無法穩定存在自然環境中的。

在研究中也指出,在非常特殊的環境下,小分子水團可能被觀察到,例如使用非極性之奈米碳管,使水分子直線排列,並且藉由氫鍵的拉引而通過( ref.9 )時,就可能產生。

再退一步說,如果真的可以產出小水分子,會是怎樣的情況呢?有文獻指出,在沒有任何特殊材料與水分子作用的情況之下,小水分子團簇存活的時間大概只有幾個皮秒(沒錯,就是皮秒雷射的皮秒!)( ref.10 )。這是什麼樣的概念呢? 大概就是你按了活水機的出水鈕,水進入這個神奇的遠紅外線小分子水產生裝置,在通過的那一瞬間小分子的結構就消失了啊!!根據熱力學第二定律,任何系統在沒有外部能量進入的情況之下,會隨著時間趨近於最大亂度,而消彌了本來系統的高秩序性( ref.11 ),所以如此高秩序性的小水分子團自然不會穩定存在太久。

小分子水簡介但是聰明的業者拿出了工研院的檢測來背書佐證,說自己真的可以製造出小於 3 奈米(nm)的小水分子團(但在網站上業者提供的實際上是元智大學環境科技研究中心的檢測報告)。

這樣的文宣乍看很令人信服,實際上有非常大的漏洞。第一,這份不完整的報告並沒有清楚的標示所測的水分子是小於 3 奈米,那些相關字眼是業者自行加上去的。第二,從這份模糊的報告我們可以判斷這粒徑量測實驗是以 Photon Correlation Spectroscopy (常見名稱為 Dynamic Light Scattering 動態光散射法)來進行,原理是藉由量測溶液中不同大小的粒子的布朗運動行為來計算粒徑大小( ref.12 )。在這種狀況下,水是實驗中的溶劑,根本不可能測量!

以我們的判斷,報告中所提及的 3 奈米指的,最有可能是雜質粒徑,而自來水中的雜質粒徑約介於 20-100 奈米。如果拿 RO 逆滲透純水去做量測,結果也是會比自來水中的粒徑還要小的多。這份文件上面印得真的很不清楚,我們衷心建議工研院以及元智大學環科中心應該去追查到底是發生什麼事情了?如果業者真的是拿你們出具的報告,去做了張冠李戴的行為,可是會影響到學術機構的聲譽阿!

再來,這個神奇水標榜為負離子水,並且經由 SGS 認證每毫升有 1200 個負離子。負離子的存在是有科學依據的,但是絕大部分是以散佈在空氣中的形式被討論,而且產生出的負離子在空氣中散佈距離也只有幾公尺之遠,顯示其之不穩定而且容易與正離子反應中和掉。這份 SGS 報告提到的真的是指負離子嗎?還是水中礦物質帶負價的離子(例如鹽的組成分 NaCl 中的 Cl 氯離子),我們就不得而知了。如果業者真的這麼有信心,何不提供完整且清楚的檢驗報告供大家檢視呢?

大侑健康企業官網截圖-3
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大侑健康企業官網截圖-4
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小分子水泡茶顏色就會比較深?

業者的另外一個驗證方式就是用泡茶的顏色來做比較啦~他們宣稱顏色越深,表示水分子越小,越能滲透進葉子而釋放茶葉精華。坦白說,這真的是一個很淺顯易懂的廣告方式,但這是完全是錯誤的結論啊!

這個所謂的「實驗」盲點在於,這幾款測試的水最大的差異在於酸鹼度,維他惠的廣告清楚的表明這款飲用水為 pH 7-8 的弱鹼性水。而茶葉中的兒茶素是偏酸性的,在鹼性水中更能被溶解出來( ref.13 ),另外有文獻指出,葉子中的發色團( Chromophore )因為被去質子化( deprotonation )可導致更強的電子離域作用( electron-delocalization ),讓發色團有更強的吸放光表現( ref.14 )。國外就有網友做了一系列的實驗來證明不同酸鹼度的水確實會改變泡茶時的顏色表現Ionized Water Teabag Demo – Making Tea with Distilled Water (解離水與茶包實驗:用蒸餾水泡茶);Ionized Water Teabag Demo – Preventing Ionized Water from Making Tea(解離水與茶包實驗:如何阻止解離水泡茶);Ionized Water Teabag Demo – Natural pH indicators and Making Tea with Soda (解離水與茶包實驗:天然的 pH 指示劑以及怎麼用蘇打水泡茶)。

另外,這個昆布冷高湯實驗讓我們也真的哭笑不得,完全沒有詳細的實驗數據來佐證。好啦,你們自我感覺良好就好! 再來,就算這水是鹼性,也不會如業者宣稱的對身體比較好啊, MedPartner 團隊之前的報導(請看:安麗實驗影片破解!你還在喝鹼性水、吃鹼性食物嗎?臺鹽、統一也請進)就指出過,喝鹼性水並不會對身體造成特別的好處,現在隨便 google 一下「鹼性水」這個關鍵字,你就會發現很多報導與專家學者已經清楚的說明鹼性水並無法調整體質,就請這些業者不要為了賺錢講沒有科學實證的話了好嗎?

大侑健康企業官網截圖-5
大侑健康企業官網截圖-5
購物網產品頁面截圖
截圖資料來自 http://24h.pchome.com.tw/prod/DMAW2C-A9005VCSW

除了泡茶實驗之外,有業者提出核磁共振( NMR,Nuclear Magnetic Resonance )的實驗數據,企圖說服大眾。哇賽,把核磁共振都搬出來了,看起來好像很厲害呢!但實際上真的是這樣嗎?

核磁共振是藉由某些特定原子在磁場下之核自旋所展現出來的訊號圖譜,這樣的圖譜可以算是化學物質的辨識指紋之一種。但是他們在不同的環境之下(例如溫度、相的形式)所展現出來的訊號也不會相同( ref.15 )。業者習慣以 17O (氧的同位素)的 NMR 圖譜來證明小分子水的存在,如下圖,該磁能水的半高寬( FWHM )為 41.2 Hz 而自來水呈現 113.46 Hz 半高寬,該業者宣稱半高寬越小,水分子團也就越小。這結論完完全全是沒有科學依據的說法,也不是來自工研院的官方報告!

因為任何會影響 17O周遭環境因素都會改變圖譜,例如溫度的改變、樣品配製時重水 D2O 的比例、樣品中的離子存在與否。而且也已經有文獻指出, 17O 的半高寬是會被酸鹼值所影響的( ref.16 )。總而言之,現今仍無法用核磁共振來決定水分子團的大小

來自富寶生化科技股份有限公司官網截圖
截圖資料來自富寶生化科技股份有限公司官網 http://www.fp-biotech.com.tw/

 

被小分子水業者扭曲的諾貝爾獎研究

接下來,業者提出了這樣的概念「小水分子容易通過細胞膜水通道離子通道,讓水分和養分更利於人體吸收」。這水通道( Aquaporin )和離子通道( Ion channel )的發現,其實來自於美國約翰霍普金斯大學醫學院的阿格雷( Peter Agre )教授以及洛克斐勒大學霍華休斯醫學研究中心的麥金農( Roderick MacKinnon )教授的研究,因為這重要的研究使他們共享了 2003 年的諾貝爾化學獎( ref.17 )。

簡單來說,這些細胞膜蛋白質形成的通道,可以使特定的分子(例如水分子、鉀離子)通過,並且調控其通過的速度。先退一千萬步,假設業者的活水機真的可以做到 3 奈米的小分子水團並且穩定存在直到被運送到人體細胞外(實際上根本不行),那麼真的可以被更容易吸收嗎?我們的看法如下:

目前為止大約有十數種水通道(哺乳類動物細胞生物學中)被觀察討論( ref.18 ),依結構的差異,其運送水分子的速度也略有不同,有的還可以讓小分子如甘油、尿素等通過。而這麼多的水通道中,部分水通道的研究還沒有很完整的結構與功能鑑定。其中最被廣泛討論的一種水通道,叫做 Aquaporin-1 ,其通道中最狹小的部分直徑約只有 0.3 奈米(水分子的直徑約為 0.27 奈米)( ref.19 ),在通過這個區段時氫鍵會被破壞,以使水分子能以縱列的方式排隊穿過( ref.19 )。另外一種水通道 Aquaporin-3 的孔洞大小約為 0.8-1 奈米左右( ref.20 )。如果就這兩種水通道而言,那 3 奈米的水分子團就算很艱難的要直接一整團擠進去,也肯定是過不去的啊!重要的是,目前還沒有文獻指出水通道可以以讓數個奈米的小分子水團順利通過。所以不論大小分子水團,如果要通過直徑超小的水通道,以目前的科學研究都認為必需先分散開來。但是業者提到的小水分子水團,即使真的可以形成 3 奈米的結構,那表示水分子間的氫鍵作用一定比普通水的還要強,才會有可能穩定存在(但實際上這不太可能),更強的鍵結作用力則表示水分子更難離散,勢必會更難通過細胞膜。請各家業者確確實實的讀清楚這些偉大的研究發現再來做引用好嗎?在這邊幫大家做個結論,就算小水分子團確實存在,也未必能讓細胞更好吸收,不管是正常的水分子團或者是小水分子團,都必須拆掉氫鍵後排序通過。另外離子通道是只能讓離子通過的,水根本也無法通過啊

那業者底下這個文宣在講的,到底根據是什麼呢?這在專家眼裡看起來,真的是滿頭黑人問號…

大侑健康企業官網截圖-6
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輔仁大學王國媚新浪潮運動-陳月卿養生喝好水Part 4—養生喝什麼水? 影片截圖-1
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輔仁大學王國媚新浪潮運動-陳月卿養生喝好水Part 4—養生喝什麼水? 影片截圖-2
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輔仁大學王國媚新浪潮運動-陳月卿養生喝好水Part 4—養生喝什麼水? 影片截圖-3
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宣導健康知識,其實是一件非常重要的事!但我們很遺憾的是,很多根本不是專家的人,往往可以透過媒體或出版,把自己包裝成「像是專家」,然後再講些似是而非的言論,只為了謀取個人的利益。

就法規而言,衛生福利部食品藥物管理署表示,由於目前我國尚無准用於食品器具、容器或包裝之奈米物質,產品如宣稱「奈米」相關字樣或使用「奈米物質」於產品中,將涉及違反食品安全衛生管理法相關規定。

維他惠活水機的廣告內容,明顯有違反食品安全衛生管理法廣告管理規定之虞。維他惠的陳月卿女士,我們相信你應該會看到這篇文章,請你在閱讀完這篇報導之後,持續發揮你打破砂鍋問到底的精神,看看你在這些影片中堅持的健康對人的重要性,再看看你當初所做的這些論述,到底有幾分為真?幾分是假?

小分子水總整理事實上,要賣水沒有不行,但真的不用這麼多花招。 MedPartner 團隊在整理這篇文章的時候,其實也發現,非常多其他的賣飲用水設備的廠商,也有類似的問題。今天因為篇幅有限,就以網友特別來信投訴的這家來當作負面教材完整破解,其他的廠商,網友們可以透過上面學到的知識,用一樣的方式去檢視他們的話術。

最後我們衷心希望各家業者能夠引以為鑑,請好好開發你們的技術,不要再研發更多的話術了。請好好誠實做生意,用良性的競爭,還給民眾一個正常的消費環境。

 

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Reference

  1. https://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_bond
  2. “First 25 of 125 big questions that face scientific inquiry over the next quarter century.” Science 2005, 309 (125th Anniversary).
  3. Fowler, P. W. et al., Decorated fullerenes and model structures for water clusters. The Journal of Chemical Physics 1991, 95, 7678.
  4. Saykally, R. et al., Unified description of temperature-dependent hydrogen bond rearrangements in liquid water. Proceedings of the National Academy of Sciences 2005, 102, 14171.
  5. Ignatov, I. and Mosin, O. V., Structural mathematical models describing water clusters. Journal of Mathematical Theory and Modeling 2013, 3, 72.
  6. Gruenloh, C. J., et al., Infrared spectrum of a molecular ice cube: the S4 and D2d water octamers in benzene-(water)8. Science 1997, 276, 1678.
  7. Viant, M. R. et al., Pseudorotation in water trimer isotopomers using terahertz laser spectroscopy. The Journal of Physical Chemistry A 1997, 101, 9032.
  8. Buck, U. et al., Structure and spectra of three-dimensional \(H2O\)n clusters, n= 8, 9, 10. Physical review letters 1998, 80, 2578.
  9. G. Hummer, J. C. et al., Water conduction through the hydrophobic channel of a carbon nanotube. Nature 2001, 414, 188.
  10. Frank, H. S., The flickering cluster model of water. In Proceedings. US Department of the Interior, Office of Saline Water 1967, 1, 292.
  11. https://en.wikipedia.org/wiki/Second_law_of_thermodynamics
  12. Berne, B.J. and Pecora, R., Dynamic light scattering. Courier Dover Publications 2000, ISBN: 0-486-41155-9.
  13. Nelson, D. L. et al., Lehninger principles of biochemistry. Macmillan 2008.
  14. Park, S. Y. et al., The novel functional chromophores based on squarylium dyes. Bulletin of the Korean Chemical Society 2005, 26, 429.
  15. https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_magnetic_resonance
  16. Uchino, T. et al., Physical properties of water exposed to the electric field. Science Bulletin of the Faculty of Agriculture-Kyushu University 1999, 54, 61.
  17. https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2003/press.html
  18. Agre, P. et al., From structure to disease: the evolving tale of aquaporin biology. Nature Reviews Molecular Cell Biology 2004, 5 687.
  19. Agre, P. et al., Aquaporin water channels – from atomic structure to clinical medicine. Journal of Physiology 2002, 542.1, 3.
  20. Gonen, T. and Walz, T., The structure of aquaporins. Quarterly Reviews of Biophysics 2006, 39, 361.
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