专利名称：一种含钒高蛋白可食材料的制备方法及其产品的制作方法
技术领域：
本发明涉及应用植物种子制备含钒元素高蛋白可食材料的方法；本发明还涉 及应用该方法制备的可食材料。
背景技术：
钒是人体必需微量元素之一，具有胰岛素功能模拟作用，对生物体的生长发 育、糖代谢、脂肪代谢、心血管、肾脏均有重要的生物学作用。钒在完全吸收的 前提下，微量补充就能产生良好的医疗保健作用，因此，钒制品非常适宜于作营 养补充剂，添加于粮食或大众食品中，促进全民健康水平的提高。流行病学调查发现，高钒地区糖尿病发病率低，进一步研究发现糖尿病患者 毛发中钒元素含量异常降低，Uthus和Nielsen通过动物实验证明缺乏钒的大鼠 血浆葡萄糖水平升高，而补钒的大鼠则血浆葡萄糖水平降低。但是，各种无机钒因吸收率低，阳离子最大吸收率为10%,阴离子吸收率仅 为0.01 — 0.1%，毒副作用大，人体有效剂量是动物试验中毒量的IOOO倍，其潜 在的医疗保健价值有待于提高吸收率，降低毒副作用。有机钒生物活性高，生物效价高于无机钒，其毒性也比无机钒低。生物态钒是生物体蛋白质内有机钒赋存的形式，主要是以核酸、核苷酸等氨 基酸分子形态存在，是钒与蛋白质自然结合的营养物质，生物活性高，生物利用 率高，没有任何毒性，只能通过生物转化生成，不能用化学合成的方法生成。中国专利CN1179659C公开了用单一偏钒酸钠(NaV03)水溶液浸泡绿豆制备富 钒饮料的技术，原料绿豆的蛋白质含量低(约15%)，几乎不含脂肪。绿豆颗粒 经偏钒酸钠水溶液浸泡后种皮变黑脱落、豆瓣涨裂、胚芽发芽。不但味道酸濯， 饮用口感差，而且人饮用后出现舌苔变黑、粪便呈现灰绿色等类似饮用偏钒酸钠 水溶液时的副作用。说明低蛋白含量的绿豆缺少足够多的蛋白质进行钒元素的生 物转化，大量无机钒元素只是通过种子吸水溶胀作用沉积在细胞膜外的营养输送 管道中，并未通过细胞膜进入细胞内转化为生物钒。同时，绿豆因其蛋白质、脂 肪含量低，蛋白质质量劣，浆液乳化程度低，不能用以制作豆浆、豆奶、豆腐、 腐竹、腐皮、豆豉、豆酱、酱油、大豆蛋白粉等"豆制品"食品。发明内容本发明所要解决的技术问题是，克服上述技术的不足，提供一种可大规模生 产含钒可食材料的方法，其产品有机钒含量高，同时有较高的蛋白和脂肪含量， 而且吸收率高，食用安全。实现本发明目的的技术方案是采用蛋白质和脂肪含量高、具有发育能力的植物种子为原料进行加工。本发 明所称用作加工原料的植物种子，包括人工种植的粮食和野生植物可食用的种 子。其优选品种为大豆、花生、芝麻三个品种。其加工方法包括下述工艺步骤步骤l:以钒化合物与种子生长促进剂、种子浸泡保质剂配制的植物种子浸 泡液浸泡用去离子水和水溶性钒化合物、种子生长促进剂、种子浸泡保质剂混合配制植物种子浸泡液，其中钒化合物适宜的浓度(以钒元素含量计算)为O. 1—0.8mg /L，种子生长促进剂适宜的浓度为0.01-0. 15mg/L，种子浸泡保质剂适宜的浓 度为10—300mg/L。种子生长促进剂中优选赤霉素，种子浸泡保质剂优选溴酸钾。 将筛选干净的植物种子投入浸泡液浸泡。浸泡液适宜的用量为植物种子重量 或体积的1.5 — 3倍；适宜的浸泡温度为16 — 38'C;适宜的浸泡时间为1—12小 时。按以上方法对植物种子浸泡后去除浸泡液，得保质浸泡植物种子。 步骤2:保质、恒温、恒湿、恒氧催育将步骤1所得浸泡植物种子均匀喷洒种子保质剂溴酸钾后，置于恒温、恒湿、 恒氧环境中培育。适宜的温度为16 — 40'C，适宜的相对湿度为55 — 95%;为供 氧而设置的通风装置适宜的空气交换量为300-1000 M3 / (t*h)。在以上环境 条件下对植物种子催育1.5—10小时，得催育植物种子。步骤3:清洗、干燥将步骤2制备的催育植物种子用清水冲洗，干燥，得含钒植物种子，即为制 备含钒食品的材料。本工艺步骤中，在对完成催育的植物种子进行干燥处理时，可采用真空冷冻 干燥法，其产品为种皮完整的富钒植物种子。如采用风干法或其他干燥法，所得 产品为种皮不完整的富钒植物种子。上述步骤1对植物种子的浸泡和步骤2对植物种子的催育可重复进行一次或 多次，以提高产品中钒元素的含量。重复进行浸泡的浸泡液的配制可以与初次浸 泡液相同，也可以对其配方组分比例进行调整；所用浸泡液的量和环境温度、浸 泡时间也可以进行调整；重复进行催育的环境温度、环境湿度、风流供氧量、催 育时间也可以进行调整。作为优选的方案是对植物种子作2次浸泡和2次催育，其工艺流程为"初次 钒化合物、植物生长促进剂、种子浸泡保质剂溶液浸泡一初次保质恒温恒湿恒氧 催育一二次钒化合物、植物生长促进剂、种子浸泡保质剂溶液浸泡一二次保质恒 温恒湿恒氧催育一清洗、干燥"。通常，对颗粒较大的植物种子宜进行二次或多 次浸泡和催育，对颗粒较小的植物种子可只进行一次浸泡和一次催育。本发明采用蛋白质含量高的大豆、花生等植物种子作原料，所用浸泡培养液 的组分除了钒化合物，还加入种子生长促进剂和种子浸泡保质剂。其中，生长促 进剂可明显提高所加工的植物种子中钒元素的含量，减少浸泡时间，縮短无氧呼 吸时间，增加有机钒的生物转化率。种子浸泡保质剂可抑制种子根芽生长，减少 营养成分消耗，增加生物钒生成数量。克服种子生长促进剂促进根芽生长、增加 呼吸热、提高可溶氮含量等增加营养成分消耗的缺陷。根据植物种子生长原理，用钒化合物、种子生长促进剂、种子浸泡保质剂混 合水溶液作为培养液培育高蛋白植物种子，植物种子吸胀溶液后，通过适宜的保 质、恒温、恒湿、恒氧催育，可通过有氧呼吸加快细胞外的钒离子通过细胞膜进 入细胞内的数量，加快细胞内有机钒的转化速度和形成过程，在细胞内生成更多 的生物态有机钒。保质、恒温、恒湿、恒氧催育能相对稳定豆类等植物种子细胞 内的有机钒形成量，有利于优化产品质量而实行含钒量的量化控制。按本发明方法对高蛋白植物种子进行加工，钒元素作为养料被种子吸收转化 为种子细胞内蛋白质组成物质，人或动物食用后吸收率高，无肠道刺激和其它毒 副作用。在消化食品蛋白的过程中同时补充钒元素，是一种安全有效的钒元素补 充方法。按本发明方法制备的可供人或动物食用的材料，可用作食品、营养品、药品 以及饲料制作，其成分特征为，蛋白质含量在20%以上，脂肪含量在10%以上， 钒元素含量在50mg/kg以上，是一种高蛋白、富脂肪、富钒制品。按本发明方法 制备的食用的材料在人或动物食用后不出现舌苔变绿变黑、粪便变灰绿色等现 象，从客观上证明，按本发明方法制备的含钒食用的材料中的钒是与种子中的蛋 白质相结合的，呈生物态存在的。按本发明方法，采用大豆作原材料，所制备的含钒食品材料，其蛋白质含量 在30%以上、脂肪含量在15%以上、钒元素含量在100mg/kg以上。按本发明方法，采用花生作原材料，所制备的含钒食品材料，其蛋白质含量 在20%以上、脂肪含量在35%以上、钒元素含量在50mg/kg以上。按本发明方法浸泡培养的大豆，在其钒含量提高后，其种子颗粒完整，皮色 不变，不发芽，用之制备豆浆、豆奶、豆腐、豆粉、豆酱、酱油等豆制品，色、 香、味与普通豆制品没有明显区别，特别是不出现类似无机钒元素附着舌苔变黑 的副作用，粪便也不出现含有大量钒元素特征性的灰绿色；无机钒及化学合成有 机钒常见的对肠道的刺激性和其它毒性不再发生。同时也说明富钒豆制品中的钒 元素生物转化率高，胃肠道吸收率高。另外，本发明采用高脂肪含量的植物种子 作原料，也能促进钒化合物转化为脂溶性有机钒易被胃肠道吸收。当以大豆作为本发明方法的原料时，所得可食材料在制作成食品被食用后， 既发挥钒化合物的生理和药理作用，还发挥大豆蛋白的营养作用，特别是加强了 钒化合物在体内类胰岛素作用，可预防或减轻糖尿病并发症。归纳本发明制备含钒食品材料的方法和产品技术与现有技术的区别点有① 所用原材料不同；②浸泡方法不同；③培育方法不同；④产品质量不同； 产品 成分不同；⑥产品制成品不同；⑦钒元素存在状态不同。按本发明方法制备的含钒高蛋白可食材料有广泛的用途，特别是采用大豆为 原料制作的含钒可食材料，可用通常对粮食加工的方法制作成含钒食品；也可将 按本发明方法制备的含钒可食材料制作成食品添加剂，用于各种需要补充钒元素 的人群。按本发明方法制备的含钒高蛋白可食材料可直接食用，可加工成多种食 品食用，还可以作进一步加工，制作以钒元素为药理作用的药品。
具体实施方式
以下对本发明所提供的制备含钒高蛋白可食材料的生产工艺作进一步详述。 原材料的选用可采用任何富含蛋白质的粮食和野生植物的可食用种子，其
中优选富含蛋白质的大豆、花生和芝麻，其次为大豆之外的其他豆类、小麦。 实施例1 制备植物种子浸泡液和保质培养液① 初次浸泡液的制备用450mg原钒酸钠、10g赤霉素、lOg溴酸钾加水lOO 升。其钒元素含量为O. 1 —0.8mg/L。② 二次浸泡液的制备在初次浸泡余液中添加150g原钒酸钠、5g赤霉素、 5g溴酸钾、加水至100升。③ 保质培养液的制备0. 1%溴酸钾水溶液。用于喷洒植物种子。 上述浸泡液用酸性水溶液调节其pH在3.5-7.5之间。根据不同生产目的选用不同的酸性水溶液。实施例2 制备富钒大豆/花生 U)将大豆/花生洗净，按l: 3(W/V)的比例投入按实施例1方法制备的 初次浸泡液中，16 — 37t之间调节恒温，浸泡8—15小时后，将大豆/花生与浸 泡液分离，得初次浸泡大豆/花生。分离收集的浸泡液可留存另用。(2) 将初次浸泡大豆/花生均匀喷洒种子保质剂溴酸钾后，置于16 — 37。C温 度、相对湿度60 — 95%、 10 — 30L/min送风量恒氧催育装置内催育8—10小时， 得初次催育大豆/花生。(3) 将初次催育大豆/花生放入恒温浸泡装置，投入二次浸泡液中，浸泡液 用量以液面高于物料3-5cm为宜，16 — 38'C之间恒温浸泡培育l一3小时，将大 豆/花生与浸泡液分离，得二次浸泡大豆/花生。(4) 将二次浸泡大豆/花生按50-100ml/kg用量均匀喷洒保质培养液，置于 温度为16 —38°C、相对湿度为55 — 95% 、空气交换量为300-1000 M3 / (t h) 的恒氧下催育装置内催育1. 5_8. 5小时，得二次催育大豆/花生。(5) 将二次催育大豆/花生用1一7%柠檬酸水溶液和清水冲洗，冷冻干燥得 外观完整的富钒大豆/花生，用其他干燥法则只可加工成种皮爆裂的富钒大豆/花 生。按以上方法加工完成的富钒大豆/花生可直接食用，也可加工食用，为营养 或治疗目的主要为向人体补充钒元素，兼顾补充蛋白质。
权利要求
1.一种制备含钒高蛋白可食材料的方法，它以植物种子为原料，其加工方法包括以钒化合物溶液对种子进行浸泡，在恒温恒湿条件下对种子进行培育，之后进行清洗、干燥，其特征在于，所选用的原材料为富含蛋白质和脂肪的植物种子，包括人工种植的粮食和野生植物可食用的种子；用以浸泡植物种子的溶液同时含有钒化合物、植物生长促进剂和种子浸泡保质剂；对浸泡过的植物种子进行培育的环境条件除恒温恒湿条件外，还先行喷洒种子保质剂，并以保持恒定通风量的方法保持恒定氧供给量。
2. 按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对种子进行浸泡加工和 催育加工的两步骤重复进行一次，其工艺流程为"初次钒化合物、植物生长促 进剂、种子浸泡保质剂溶液浸泡一初次保质恒温恒湿恒氧催育一二次钒化合 物、植物生长促进剂、种子浸泡保质剂溶液浸泡一二次保质恒温恒湿恒氧催 育一清洗、干燥"。
3. 按权利要求1所述的方法，其特征在于，配制植物种子浸泡液所用的 种子生长促进剂为赤霉素。
4. 按权利要求1所述的方法，其特征在于，配制植物种子浸泡液所用的 种子浸泡保质剂为溴酸钾。
5. 按权利要求1所述的方法，其特征在于，对清水冲洗后的催育植物种 子所用干燥法为冷冻干燥法，其产品为种皮完整的富钒植物种子。
6. 按权利要求1所述的方法，其特征在于，对清水冲洗后的催育植物种 子所用干燥法为风干法，其产品为种皮不完整的富钒植物种子。
7. 按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述富含蛋白质和脂肪的植 物种子为大豆或花生或芝麻。
8. 按权利要求1 6任一权利要求所述方法制备的含钒高蛋白可食材料， 其特征在于，其蛋白质含量在20%以上，脂肪含量在10%以上，钒元素含量 在50mg/kg以上。
9. 按权利要求7所述方法制备的含钒高蛋白可食材料，采用大豆作原材料，其特征在于，所制备的含钒高蛋白可食材料的蛋白质含量在30%以上、 脂肪含量在15%以上、钒元素含量在100mg/kg以上。
10.按权利要求7所述方法制备的含钒高蛋白可食材料，采用花生作原材 料，其特征在于，所制备的含钒高蛋白可食材料的蛋白质含量在20%以上、 脂肪含量在35%以上、钒元素含量在50mg/kg以上。
全文摘要
本发明公开了一种制备含钒高蛋白可食材料的方法，它选用富含蛋白质和脂肪的植物种子为原材料，以钒化合物和植物生长促进剂、种子浸泡保质剂溶液对种子进行浸泡，在保质恒温恒湿恒氧条件下进行培育，之后清洗、干燥。所制备的可食材料蛋白质含量在20％以上、脂肪含量在10％以上、钒元素含量在100mg/kg以上。所用原料优选大豆，所得产品可用于制备各种豆制品。人食用后吸收率高，无肠道刺激和其它毒副作用。
文档编号A23L1/29GK101209107SQ200710302099
公开日2008年7月2日 申请日期2007年12月24日 优先权日2007年12月24日
发明者卢广荣 申请人:秋生堂生物科技(北京)有限公司