CN102805349B - 便于为人体所吸收的营养元素镁的便捷获得方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种便于为人体所吸收的营养元素镁的便捷获得方法，将碳酸饮品置于镁合金做成的器皿中，使构成器皿的镁合金材质在碳酸饮品形成的酸性条件下与碳酸饮品中的水发生反应，而生成在碳酸饮品形成的酸性条件下无法稳定存在的Mg(OH)2，Mg(OH)2即马上溶解为人体可吸收的营养元素Mg2+，镁合金中含有铝元素用于控制镁离子的释放速度。本方法简单方便，只需要将碳酸饮料直接倒入镁合金做成的水杯等器皿中或由镁合金做成的搅拌棒进行搅拌，即可迅速产生镁离子，再喝下即可，就跟普通的喝水完全一样。

Description

便于为人体所吸收的营养元素镁的便捷获得方法
技术领域
本发明涉及一种便于为人体所吸收的营养元素镁的便捷获得方法，具体是利用镁制品在碳酸饮料中快速降解得到溶解态的镁离子，可用于日常人体补充镁元素，属于材料和营养保健领域。 
背景技术
镁是人体不可或缺的微量营养元素，正常人体含量约为24g(1mol)，是仅次于钾的阳离子。镁主要存在于骨骼、肌肉、血液以及细胞中。镁不仅参加人体几乎所有的新陈代谢过程，减少血液中胆固醇的含量，防止动脉硬化、高血压和心肌梗死，提高心血管的抗病毒能力，而且是多种酶的辅助因子，具有维持DNA和RNA结构稳定等作用。 
但长期以来镁对人体的作用并未受到人们重视，德国流行病研究调查也发现大多数工业国家居民的镁摄入量远未达每日膳食标准，美国镁研究协会遗憾地称之为“被遗忘的营养元素”，镁摄入过低已经成为普遍问题。长期的镁摄入量不足会引起人体老化、增加内皮细胞损伤和触发血管收缩，并引发动脉粥样化、2型糖尿病、心血管等多种疾病。研究表明，增加镁摄入量可降低冠状动脉、骨质疏松症以及急性心脏病等风险。 
镁的主要来源包括食物和饮用水。其中富镁食物主要有绿色蔬菜、豆类、坚果和肉类等。而饮用水的镁含量与硬度有关，硬度越高，水中镁和钙含量越高。但现代家庭的食物并不足以提供人体每日镁摄入量。美国国家营养学会推荐的镁每日摄入标准（Recommended daily dietary allowances,(RDA)）为320-420(mg/d)，美国黑人和女性的每日真实摄入量仅在177-237mg/d之间；德国男性约为260mg/d，女性为200mg/d；日本对40岁以上的人群调查发现，平均每日镁摄入量为220mg/d；而我国上海女性约为267mg/d，远低于我国居民膳食营养素参考摄入量表建议的350mg/d。在普通食物和饮用水对镁的摄入量不足的情况下，如何通过其它途径进行人体镁的补充摄入（通常还需要补充约100mg/d），便是相关人员需要考虑的方向。而目前，鉴于镁的特性，还难以通过工业方法获得便于制得、又能被人体方便吸收的镁制品。因此如何有效增加人体镁摄入成为有待解决的难题。 
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种人体所需营养元素镁的便捷获得方法，本方法简单易行，普通人在日常生活中即可进行，无任何专业操作和要求。 
本发明实现上述目的的技术解决方案如下： 
便于为人体所吸收的营养元素镁的便捷获得方法，将碳酸饮品置于镁合金做成的器皿中，使构成器皿的镁合金材质在碳酸饮品形成的酸性条件下与碳酸饮品中的水发生反应，而生成在碳酸饮品形成的酸性条件下无法稳定存在的Mg(OH)2，Mg(OH)2即马上溶解为人体可吸收的营养元素Mg2+，镁合金中含有铝元素用于控制镁离子的释放速度。
也可以将碳酸饮品置于器皿中，再以镁合金做成的搅拌棒对碳酸饮品进行搅拌，使构成搅拌棒的镁合金材质在碳酸饮品形成的酸性条件下与碳酸饮品中的水发生反应，而生成在碳酸饮品形成的酸性条件下无法稳定存在的Mg(OH)2，Mg(OH)2即马上溶解为人体可吸收的营养元素Mg2+，镁合金中含有铝元素用于控制镁离子的释放速度。 
一种实现人体补镁的方法，是在上述构成器皿或搅拌棒的镁合金材质与碳酸饮品中的水发生反应一定时间（通常为2-4h）后，将上述含有Mg2+的碳酸饮品喝下即可。 
正常人每天喝下碳酸饮品的量通常为400-800ml，比较合适，优选600ml。 
本方法简单方便，只需要将碳酸饮料直接倒入镁合金做成的水杯等器皿中或由镁合金做成的搅拌棒进行搅拌，即可迅速产生镁离子，再喝下即可，就跟普通的喝水完全一样。该方法在日常生活中即可进行，不增加任何额外负担，也不需要任何专业要求和操作，小孩也能按此方法自行补镁。根据实验和计算，正常情况下，每天按此方法喝600ml碳酸饮料，即可提供人体所需的每日补镁量（大约100mg）。 
另外，镁作为一种常见金属，材料易得、成本低廉，只需要将镁产品加工成为镁搅拌棒或镁制茶杯、器皿等生活用品即可方便进行，容易实现产业化。 
 附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
图1-镁合金放入雪碧中的宏观照片(a：Mg;b:AZ31;c:AZ91)。 
图2-镁合金随浸泡时间延长的失重曲线。 
图3-雪碧的pH值曲线。 
图4-雪碧的镁离子浓度变化曲线。 
具体实施方式
本发明便于为人体所吸收的营养元素镁的便捷获得方法，是将碳酸饮品置于镁合金做成的器皿中（或者将碳酸饮品置于普通器皿中，再以镁合金做成的搅拌棒对碳酸饮品进行搅拌），使构成器皿或搅拌棒的镁合金材质在碳酸饮品形成的酸性条件下与碳酸饮品中的水发生反应，而生成在碳酸饮品形成的酸性条件下无法稳定存在的Mg(OH)2，Mg(OH)2即可马上溶解为人体可吸收的营养元素Mg2+。镁合金中含有铝元素用于控制镁离子的释放速度，以适应不同人群和不同体质的个人需要。只需要喝下该碳酸饮品，即实现人体补镁。补镁量很方便地由饮品量控制即可。 
所述与碳酸饮品接触的器皿或搅拌棒的面积：碳酸饮品体积以1cm2：20ml最佳。 
镁的化学性质十分活泼，标准电极电位极低（-2.37V），容易在酸性或中性介质中发生反应：Mg+2H2O→Mg(OH)2+H2，而Mg(OH)2在酸性饮料中无法稳定存在，会马上被溶解为Mg2+，成为人体可吸收的元素。而铝是镁合金中常见的合金元素，在镁合金中形成连续细小的β相（Mg17Al12），可以有效提高镁合金的耐蚀性能。本发明利用铝的这一性质，来调节降低合金的镁离子释放能力，以供人们在不同情况下使用。 
本方法简单方便，可以迅速产生镁离子。镁作为一种常见金属，材料易得、成本低廉，便于设计成为镁搅拌棒或镁制茶杯、器皿等生活用品，容易实现产业化。 
    本发明通过雪碧这种碳酸饮料浸泡不同镁制品的对比实验来证明本方法能够有效获得人体可吸收的营养元素镁离子： 
1、将铸态纯Mg(99.96%)、AZ31、AZ91线切割切为圆柱体小棒，三个镁制品形成一组，共五组。用砂纸打磨抛光，经丙酮和无水酒精超声波清洗吹干后在万分之一天平上称重( 
Figure 84728DEST_PATH_IMAGE001
)，用细线系好待用。
2、按照试样面积：雪碧体积=1cm2：20ml的比例量取雪碧倒入烧杯中，量取过程中注意动作要轻慢，以免饮料产生较多泡沫和喷出。 
3、将系好的镁棒分别放入量好的雪碧中，并迅速盖上杯盖防止空气影响实验，记录时间。 
 4、在1h、2h、4h、12h、24h分别取出一组镁棒，暖风吹干称重()；随后将镁棒放入铬酸溶液（200g/lCr2O3+10g/lAgNO3）和无水乙醇中分别超声波清洗10分钟，吹干称重（
Figure 191749DEST_PATH_IMAGE003
），再测量雪碧的pH值和镁离子浓度。 
也可以使用以下公式对溶液镁离子浓度(
Figure 2012103021477100002DEST_PATH_IMAGE004
)进行计算： 
 
Figure 96120DEST_PATH_IMAGE005
 
Figure 491329DEST_PATH_IMAGE001
：试样的原始质量(mg) 
Figure 243385DEST_PATH_IMAGE002
：试样清洗前的质量(mg)
Figure 252798DEST_PATH_IMAGE003
：试样清洗后的质量(mg)
：镁的相对原子质量(24)
Figure 457514DEST_PATH_IMAGE007
：表面覆盖的腐蚀物(Ca,Mg)CO3相对原子质量(124)
V：浸泡饮料体积（l）
图1为纯Mg、AZ31、AZ91刚放入雪碧中的宏观照片，可见反应剧烈，有气泡迅速产生。
图2为三种镁合金的失重曲线，可见前4h三者相差较小，4h后Mg>AZ31>AZ91，Al元素有效降低了镁合金的降解速度。 
图3为饮料的pH值变化曲线，其中：Mg>AZ31>AZ91，随着时间延长差距变大。 
图4为饮料的镁离子浓度变化曲线，2h时Mg、AZ31组雪碧的镁离子分别达到187.3mg/l、184.6 mg/l；4h时AZ91组饮料也达到203.4 mg/l。按照雪碧的容量600ml计算，此浓度完全可以提供人体所需的每日补镁量（100mg），而随着时间延长，其关系变为Mg>AZ31>AZ91。 
表1是随机选择了两个时间点对饮料的镁离子浓度分别使用原子吸收光谱（AAS）测量和上述公式计算的比较结果，可见理论计算值与实际测量相差很小。 
 
Figure 2012103021477100002DEST_PATH_IMAGE008
结论：纯Mg的腐蚀速度最快，AZ31次之，AZ91最低；铝元素可有效降低镁的释放速度和饮料的pH值增幅；在容量600ml的碳酸饮料中浸泡2-4h即能获得人体每日所需补镁量，此时饮料pH值变化较小，对碳酸饮料的品质无明显影响。
本发明将镁合金按一定的浸泡比放入碳酸饮料中,Mg和H2O发生降解反应释放出Mg2+和OH-，并且在酸性条件下以离子型态存在于溶液中而不发生沉淀，从而得到富含镁离子的饮用品；并且能够利用公式对饮料的镁离子浓度进行比较精准的分析计算。 
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。 

Claims (2)

1.便于为人体所吸收的营养元素镁的便捷获得方法，其特征在于，将碳酸饮品置于器皿中，再用搅拌棒对碳酸饮品进行搅拌，使构成搅拌棒的镁合金材质在碳酸饮品形成的酸性条件下与碳酸饮品中的水发生反应，而生成在碳酸饮品形成的酸性条件下无法稳定存在的Mg(OH)2，Mg(OH)2即马上溶解为人体可吸收的营养元素Mg2+。
2.根据权利要求1所述的便于为人体所吸收的营养元素镁的便捷获得方法，其特征在于：与碳酸饮品接触的搅拌棒的面积：碳酸饮品体积为1cm2：20ml。
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