离子型食品的研制及其意义

文章编号:10062446X(2008)0420065206
离子食品的研制及其意义
李久成
(广东盖世宝集团有限公司,河源市安康实业有限公司 广东 河源 517100)
摘 要:介绍了离子型食品(包括:离子型食用钙和多元素食用离子粉)的研制及其意义。这些离
子型食品能将不溶于水的矿物质转化为可溶于水的元素离子,以解决人体因胃酸不足对矿物质吸
收利用差的问题,成为人体矿物质元素新的直接来源。基此可开发出系列离子型食品。
关键词:离子型食品;矿物质;微量元素
中图分类号:TS218  文献标识码:A
不同地质环境形成的土壤和水中的矿物质元素离子,是生物和人类必需宏量和微量元素的根本来源。依赖土壤和水而生长的植物,以及直接或间接地依赖植物而生存的动物,则是人体矿物质元素的间接来源。然而,无论是用植物,还是用动物制作的膳食,其中各种矿物质元素仍然呈原子态,水不能将其溶出,故食
用后也不能被肠道直接吸收,必须经胃液(pH1~4)中胃酸将其转化为能溶于水的矿物质离子后才能被肠道吸收。如果胃酸不足pH5的人(如儿童和老人),则离子化差吸收利用效果就很差。
人们常食用不溶于水的矿物质补充剂如碳酸钙等来补钙等,这与食用以植物和动物做成的膳食完全一样,其中矿物质元素原子也必须经消耗同等量的胃酸转化为离子后才能被肠道吸收,也还只是间接吸收。可以说,除了为人体提供钠和氯离子的食盐外,现有食品都是人体内矿物质的间接来源。为了解决这一问题,作者在1990年研究成功了用天然钙矿物制成的离子型“食用钙”,1999年又在此基础上研究成功了离子型“食用离子粉”,它们继食盐之后成为人体内矿物质元素新的直接来源。
1 离子型食用钙(醋酸钙)的研制
由于医学家们发现钙在人体中有一些很重要生理功能,缺钙会引起种种疾病;同时还发现由于普通食物含钙量低且吸收率仅20%~30%,加之因有些人胃酸量不足,且成年人吸收钙的能力随年龄的增加而减少,肉类食品吃得太多,体质呈酸性,影响肾小管对钙的再吸收等原因,往往难以达到国家推荐钙供给量(RDA)标准。20世纪80年代在欧、美、日等发达国家和地区普遍存在摄入钙量不足现象,为此形成人体缺钙———“钙饥饿”这一世界性问题。于是,当时发达国家就相应兴起“补钙热”,人们将钙剂视为治骨病、防癌、降血压、以至防衰抗老的珍品。然而,当时用石灰、贝壳、骨头制的传统的补钙药或营养强化剂,如葡萄糖酸钙、柠檬酸钙、活性钙、磷酸氢钙、碳酸钙等均难溶于水,属于非强电解质化合物,
其中钙原子必须经胃酸分解,才能转化为溶于水的钙离子并经维生素D帮助,才能被肠道吸收;如果胃酸不足pH5(常见于儿童和老人),则补钙效果就不理想,甚至耽误时机,往往还会引起便秘及维生素D逐渐聚集甚
收稿日期22
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至出现中毒现象。总之,胃酸少者吸收差,钙缺乏者胃酸少;而且乳酸钙在体内能形成乳酸使人易疲劳;葡萄糖酸钙对糖尿病患者不利;磷酸氢钙可使血磷增高,不利钙磷平衡,且一般膳食尤其是肉类食品中磷很丰富,人体一般不缺磷;碳酸钙分解的二氧化碳可形成对胃肠不利的碳酸,也可使肚胀及打嗝。因此,如何安全高效地为人体补钙,在当时为营养学界及医学界公认属“长期以来的难题”。
作者研制的用天然矿物制成的不需要胃酸主要为盐酸分解的离子型补钙剂,选用醋酸作溶剂和酸根。其根据是:
(1)醋酸虽属弱有机酸,但却能与所有的金属元素化合而生成醋酸盐,而且所有的醋酸盐皆易溶解于水形成电解质,且除醋酸铅外皆是强电解质,这是制系列产品的良好条件。
(2)醋酸与很多元素的氧化物、氢氧化物、硫酸盐、碳酸盐、硝酸盐及氯化物均可以起化学作用而生成相
应的醋酸盐,这说明醋酸及醋酸根之化学活性是很强的,对生产工艺甚为有利。
(3)醋酸是食醋的主要有效成分,而食醋作为“食药同源”的碱性食品对人体有十一大功能:①参与细胞中线粒体内三羧酸循环,使能量营养产生热和能量,促进糖代谢,推迟和消除疲劳;②调解血液的酸碱平衡;③帮助消化食物、利于吸收;④降低过氧化物,减少老年斑,预防早衰老;⑤提高胃肠道的杀菌能力;⑥增强肝脏功能,降低血清中谷草转氨酶和谷丙转氨酶,对肝炎患者有好处;⑦扩张血管,防止心血管病;⑧降低血糖,防治糖尿病;⑨增加肾功能,防治结石;⑩防治肥胖;�λϖ美容护肤。
(4)醋酸根阴离子具有与食醋类似的功能。根据化学知识,酸类的共性是含有氢阳离子,故呈酸性;而每种酸的特性则是由其酸根阴离子所决定;酸类经稀释到一定程度,都离解为氢阳离子及其酸根阴离子。食醋中的醋酸含量很低,一般3%~5%,全离解为氢阳离子及醋酸根阴离子,故食醋的上述特性和功能应该主要是由醋酸根来决定的。也就是说,醋酸根具有同食醋一样的特性和功能,故它理所当然也应该像维生素那样是人体营养素之一。因此,决定采用食用级冰醋酸作为溶剂原料。
至于所用钙源,作者采用原生态天然碳酸钙矿物作主要原料,因其资源极丰富,无污染,可回归大自然,应该能解决人类长远的钙源问题。这也是传统钙剂的钙源,如含碳酸钙的珍珠、珍珠贝、牡蛎壳、珊瑚,含羟基磷灰石的动物骨头(含铅、镉、砷高)等无法比拟的。
作者用此两原料试制出醋酸钙结晶粉,并编写出《醋酸钙的制备方法及用途》,于1990年8月8日报中国
专利局申请非职务专利,1995年1月获得发明证书,专利号Z L9010695714。1992年10月,全国食品添加剂标准化技术委员会第十三届年会上,将上述醋酸钙(商品名称食用钙)在世界上首次批准作为营养强化剂钙源使用,并经广东省卫生厅批准生产。1993年3月作者与有关人员共同发起并组建了广东盖世宝(钙是宝)有限公司。并于9月份投产及销售。于1997年该公司醋酸钙胶囊、冲剂及片剂(商品名称为钙宝)被卫生部批准为保健食品;1995年12月和1996年3月,该公司分别将经过中山医科大学等四家大医院联合的正规临床验证,且经广东省卫生厅审查认可的醋酸钙原料药、醋酸钙片剂、醋酸钙颗粒的系统临床验证、测试等资料,上报国家卫生部,申请批准为佝偻病及骨质疏松症的补钙新药,最后于2000年7月24日获得《新药证书》,使醋酸钙(食用钙)在功效和名份上也就成为“食药同源”产品。
该产品含钙23197%,醋酸根70164%。醋酸钙作为钙营养强化剂、钙保健品和补钙药的最重要机理,在于它是强电解质有机离子化合物,为有机钙,钙的质量浓度为385g/L,极易溶于水,且立即电离为钙阳离子及醋酸根阴离子。电离方程式为:
(CH
3C OO )
2Ca
 水 
Ca2++2CH3COO
这同食盐电离类似:N a C l  水 
Na++Cl。这阴阳两类离子不需胃酸分解就能被胃肠道的
毛细血管直接充分吸收利用。
钙剂溶解度越高越易吸收,醋酸钙溶解度是钙剂中最高者,是碳酸钙的38500倍。
经中山医科大学进行的动物试验:醋酸钙不加维生素D时钙离子吸收率为81%,储留率为97%;加维生素D时,吸收率为79%,储留率为97%。因此,将食用钙粉适量添加到水、饮料、酒、豆浆、牛奶、汤、菜、面、粉、粥等膳食中食用,对胃酸多(pH1~4)或少(pH5)的人补钙效果都好。它的水溶液甚至连口腔及皮肤都可直接吸收。
经中山医科大学等四家大医院联合的对醋酸钙片(或钙宝片)正规临床验证结果显示:儿童佝偻症连服6周血钙不正常者均恢复至正常范围(2125~2175mmol/L),显效率为5818%,有效率为3713%,无效率为319%,总有效率(显效+有效)9611%;儿童生长痛连服2~4周的显效率100%;老年骨质疏松症连服4周的显效率4116%,有效率5219%,无效率515%,总有效率9415%;均未发现明显的副作用;结论认为是一种疗效高、安全可靠的钙剂。
该产品1994年经中国关心下一代工作委员会、中国妇婴保健中心、全国妇联儿童工作部、中国预防医学科学院、北京医科大学、北京协和医院儿科、北京友谊医院、中山医科大学等13个单位的教授专家们联席会议审评并推荐使用;1995年被批准为“国家级新产品”,荣获“中华之最”称号;1996年通过世界公认食品和医学权威机构美国F DA认证。
2 多元素食用离子粉的研制
随着医学、元素医学及营养学的发展,已发现人体缺钙的同时也往往不同程度地缺乏其它矿物质元素,尤其是微量元素,且体内元素之间在比例恰当时有互相协调作用。人们在日常生活中不仅需要补钙,也需要补充其它微量元素。因此作者在醋酸钙基础上,适量增加其它以天然矿物制成的矿物质元素醋酸盐,制成复合钙或复合醋酸盐和醋酸复盐,于1999年7月26日向中国专利局申报了非职务发明专利且于2003年8月获专利证书,专利号:Z L9911112811。1999年8月利用此专利试制出了“富硒锰锌多元素营养食用钙粉及其片剂”。作者作了此试产品的学术报告,与会者认为其发展前景良好。
该产品配方设计依据如下:
采用中国推荐成人每人每日供给量标准RDA值(m g/d):钙800(从尿、汗中排泄约300m g),钾1875,镁325,锌20,锰9(推荐5),锶1126,钼0133,钴015,硒0115(推荐0105)。
采用中国第二、第三次膳食调查成人每人每日从膳食中摄入量(m g/d):钙405,钾1860,镁320,锌12,锰414,锶0183,钼01228,钴01048,硒01042。
RDA值减摄入量即为成人每人每日需补充量(m g/d):钙395,钾15,镁5,锌8,锰416,锶0143,钼01102,钴01452,硒01108。也就是说中国成年人人均每日这些元素的缺乏率(%):钙49138,钾0180,镁1154,锌40100,锰51111,锶34111,钼30191,钴90140,硒72100。由此可知我国人体内不但也缺钙形成“钙饥饿”,而且也缺乏其它矿物质,加上钙一起而形成“矿饥饿”,且此现象在世界上也普遍存在。因此,多元素食用离子粉的作用就在于解决我国乃至世界“补矿”以防治“矿饥饿”的问题。
以此需补充量作配方设计依据用专利技术而生产出的该种多元素食用离子粉产品中元素离子标准含量(%):钙2212729,钾018458,镁012819,锌014511,锰012594,锶010242,钼010058,钴010255,硒010061。醋酸根离子6716%。因此,成人每人日食用本品约11773g 加上膳食即可使其各元素达到(钴锰硒稍高出)中国推荐供给量RDA值。此含量比一般食品中含量高出很多倍,例如,以鸡肉作对比,离子粉中的元素含量高出鸡肉中的倍数为:钙3164倍,镁16倍,锌1100倍,锰17293倍,硒575倍。见表1。
表1 多元素食用离子粉与食品中矿物质营养成分含量对比单位:mg/kg 
  注:括号中数值为:离子粉中矿物质含量÷食品中矿物质含量=离子粉中矿物质含量倍数。同类食品因水土不同等原因其元素含量相差较大。
上述多元素食用离子粉产品经“中国广州分析测试中心”检验,其结果如下:
(1)已强化的9项人体必需矿物质元素的含量(%):钙2815000,钾017700。镁012700,锌014200,锰012400,锶010500,钼010043,钴010270,硒010051。此等含量均在产品指标范围内,故产品元素含量完全符合设计质量要求。
()有害元素含量(%)铅(以计)1(指标≤15),砷(以计)1
2:Pb000001200020A s0000
066(指标≤0100020),汞0100001(指标≤0100010),镉<0100001(指标≤0100005)。
(3)半定量分析项目(共43项),其中:
人体必需矿物质元素含量<01001%的有:磷、硫、氯、氟、碘、钠、铜、铁、铬、钒、镍、锡12项。
人体有益元素含量<01001%的有:硅、锗、锂、溴、硼5项。
人体内的其它元素含量<01001%的有:铍、铝、钪、钛、钇、镓、铷、铯、镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、锆、铌、铑、钯26项。
(4)放射性检查:无放射性污染。
在生产过程中产品已先后经过pH1的酸性消毒,pH12的碱性消毒,又经过300℃的高温消毒,工厂G MP已达标且已通过I S O9001国际质量认证,生产卫生条件和微生物指标均符合质量要求。
由此可以说明,上述产品是一种安全可靠的离子型食品。
多元素食用离子粉为白细粉末、无臭、味甘、易溶于水;不可直接放入口中吃,而可适当加入水、饮料、酒、豆浆、牛奶、汤、菜、面、粉、粥等膳食中食用(不要放入茶中,因茶中鞣酸可与钙结合而沉淀),故它也可以作为“固体饮料”,也可供水厂、饮料厂、酒厂等作多矿物质营养强化剂,适量添加到水、饮料、酒等中制成补充多矿物质水、饮料、酒等新产品,从而可构成矿物质离子型食品系列。21世纪可能是食品强化矿物质的年代。本产品经溶于水后立即电离出活性钙、锌等阳离子及醋酸根阴离子,从而食用后不需胃酸消化分解就可被肠道直接充分吸收,故提供矿物质营养效应良好,对胃酸少(pH为5,如儿童及老人)或多(pH1~4)的人都可长期食用。更独特的是它还具备以下三种优良品质:(1)这阴、阳两类离子对某些病菌可渗入而成为杀菌消毒剂。(2)酸醋根离子被吸收入血液后可起到食醋一样的多种重要保健功能,故可作为营养素之一。(3)醋酸根离子是血液净化剂,吸收入血液后可起到类似血液或腹膜
透析的作用,以清除血液中及血管内壁上附着的废物、垃圾,以防治血管硬化及结石症等疾病。
上述离子型食品中阴阳两类离子都具有重要生理功能,具有“带进矿物质,带出血垃圾”的双向保健效应;其中必需矿物质元素离子种类齐全且含量丰富,用天然矿物生产的多元素食用离子粉应该是人类全矿物质离子营养的理想新直接来源———食物链的一个新环节,应有助人类健康。
食用离子粉因属醋酸复盐,其中所含人体必需矿物质元素离子种类和含量并不是一成不变的,而可根据地区、人及特殊具体要求,对它作相应调整设计并生产出新品种,如离子型珍珠矿精,珍珠离子、离子矿宝等,但仍然属于醋酸盐离子型产品范畴,仍是全矿物质离子型食品系列的成员。
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