CN1468505A - 含有维生素b12的种子和植物及其培养方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及培养含有维生素B12的植物。因此，本发明提供含有维生素B12的种子和植物。本发明还涉及培养含有维生素B12的植物的方法，所述方法包括在含有维生素B12的浸泡液中浸泡植物的种子、芽孢或菌丝，以及培育这样浸泡的植物的种子、芽孢或菌丝。而且，本发明提供用于向植物中引入维生素B12的含有维生素B12的浸泡液。
Description
技术领域
本发明涉及含有维生素B12的植物及培养含有维生素B12的植物的方法。
背景技术
维生素B12是维持人体健康所需的必需维生素。每个成人每日维生素B12所需量仅为2.4μg，而大多数其它必需维生素和矿物质每日所需量为数克或更多。已知维生素B12缺乏导致包括恶性贫血在内的疾病。最近，正在进行对维生素B12的进一步研究，维生素B12在导致动脉硬化、阿尔茨海默氏病、睡眠延迟综合征方面的作用已得到阐明。
目前，已知维生素B12在人体中最重要的作用是参与维生素B12依赖性蛋氨酸合酶系统的C1代谢。除维生素B12外，其它维生素，如叶酸、维生素B6也参与C1代谢。这些维生素主要通过甲基化氨基酸(如同型半胱氨酸)、核酸，以及生理活性物质而在使细胞正常发挥作用方面起作用。当正常代谢受到损害时，可能导致疾病如巨幼细胞贫血、动脉硬化和神经病。
维生素B12是水溶性的，并且相对耐热，因此它在烹调过程中不过多蒸发或破坏。当维生素B12作为食品被人体摄入时，分泌入胃液中的糖蛋白内因子将其修饰，结合在内因子上的维生素B12通过小肠被吸收。因此，在一些病例中，外科手术胃切除的病人患维生素B12缺乏引起的疾病。所以，外科手术后将维生素B12肠外给予病人。
另一方面，由于随年龄增长，人体吸收维生素B12的能力下降，因此老年人长期缺乏维生素B12。维生素B12缺乏有时还见于热衷于素食的人中。在这种病例中，维生素B12口服给药有效地发挥作用。
维生素B12仅由有限种类的产维生素B12细菌生成。由于动物经常摄入细菌生成的维生素B12，因此在体内含有大量维生素B12。自然地，动物性食品如肝、蛋和海产食品含有大量维生素B12。相反，除海藻外，植物性食品中维生素B12含量小到可以忽略。因为产维生素B12的细菌可以附着在海藻(如紫菜)上，所以可以想象海藻中含有维生素B12。
为了维持健康，人们通常摄入各种富含维生素和矿物质的植物，包括豆类和水果。为了防止现代社会中人们的繁忙生活导致的营养不均衡，各种多种维生素丸和饮料作为补充剂在市场上出售，以提供必需的营养。然而，优选各种营养成份以天然食品的形式被同时摄入。由此得出结论，需要富含维生素和矿物质的食品。
植物主要含有丰富的维生素和矿物质。由于植物能够同时提供各种类型的维生素，故被认为是极好的天然食品。在题为“21世纪健康日本”的宣传活动中，健康、劳动和福利部推荐，每个成人每日应摄入不少于350g植物性食品和不少于120g深绿色和深黄色植物。然而，由于一般的植物很少含有维生素B12，因此即使每日摄入大量植物，维生素B12仍然不足。
因此，期望不仅健康人，而且下述的人也摄入含有足量维生素B12的保健食品植物：
(1)不喜欢动物性食品的人
(2)对动物性食品过敏的人
(3)繁忙，没有时间摄入均衡饮食的人
(4)牙齿太差不能每日摄入肉类的老年人
(5)素食者
(6)有因溃疡导致的胃部问题的人
(7)不愿摄入药丸形式的维生素的人
认为这些人经常有维生素B12短缺，有时是维生素B12缺乏。由于维生素B12对维持人体健康而言必不可少，所以以容易摄入的形式提供维生素B12非常重要。
为了弥补维生素的缺乏，一种想法是栽培富含维生素和矿物质的植物并将其加工成保健食品。更具体地说，这种想法关注植物中原先含有的水溶性维生素和矿物质。然而，维生素B12原本没有被包含在植物中，而是由细菌生物合成。此外，没有人考虑过从培养的植物中摄取维生素B12。因此，不喜欢动物性食品的人通过服用多种维生素丸来摄取作为药物的维生素B12。
摄入维生素添加物是防止维生素缺乏的手段之一。但是，有些人不愿意服用药丸。在摄入良好均衡营养方面，摄入天然来源的维生素B12，如来源于培养的植物是理想的。不幸的是，到目前为止，还没有培育出含有足量维生素B12的植物。
在花费长时间长成的大型植物的情况下，可以将维生素B12直接喷洒到植物上，或者将其注入土壤中，以将维生素B12引入植物中。然而，由于在这些方法中，维生素B12以稀释的形式使用，每单位重量的含量将不会提高。另外，由于维生素B12价格昂贵，因此期望通过一种价廉、消耗少量维生素B12的方法将维生素B12引入植物中。
在这些情况下，开发一种新的方法似乎会非常有用，所述方法通过向原本不含维生素B12的植物中引入大量维生素B12，使人通过每日饮食中至少从植物中容易地摄入维生素B12(每个成人每日2.4μg)。
此外，简单地通过在含有维生素B12的浸泡液中浸泡种子来引入足量维生素B12的方法不仅比向植物的可食用部分，如果实和叶子中引入维生素B12的方法更简便，而且还具有消耗的维生素B12量特别少的优点。
向植物中引入维生素B12的常规方法在以下出版物中有描述：
1.Jpn.Pat.Appln.KOKOKU Publication No.61-56209
该发明涉及含有维生素B12作为活性成份的植物生长调控剂。文中描述了活性成份维生素B12具有特别明显的植物生长调控活性，其包括提高果实负荷的活性、抑制果实坠落的活性、促进果实生长的活性，及抑制产生腐烂果实的活性。如果将维生素B12施用于水果，如柑橘类水果(例如橙)和葡萄，以及果菜类，如浆果、茄子和黄瓜，则到达收获的时间可以明显缩短，且可以提高果实的产量(果实数目)和质量。本发明与该文件的发明的相似之处在于使用维生素B12，区别之处在于使用维生素B12的方法、时间及目的。
2.Jpn.Pat.Appln.KOKOKU Publication No.60-36402
该发明涉及减少酸组份的方法，更具体地说，涉及减少水果的酸从而增加糖份的方法。换言之，该发明涉及通过将含有B族维生素的溶液给予果树或果菜来减少酸味。在该方法中，将一种维生素B或至少两种B族维生素的混合物溶解在少量水或溶剂中，然后将所得溶液喷洒到果树或果菜的叶子表面，或注入土壤中。以这种方法，能够减少酸味，从而增加甜味。本发明与该文件中公开的发明的相似之处在于使用维生素B12，区别之处在于使用维生素B12的方法、时间及目的。
3.Jpn.Pat.Appln.KOKAI Publication No.03-5409
该发明涉及通过利用细胞分裂素、赤霉素、核酸与至少一种维生素间的相互作用来加速花芽分化的试剂。通过喷洒维生素B12而加速花芽分化，从而缩短到达收获的时间。
本发明与该文件中公开的发明的相似之处在于使用维生素B12，区别之处在于使用维生素B12的方法、时间及目的。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了含有维生素B12的植物和种子。另一方面，根据本发明的另一方面，还提供了培养含有维生素B12的植物的方法。
本发明的发明者为了解决上述问题进行了广泛的研究。结果，他们在向植物中引入大量维生素B12方面获得了成功，并完成了本发明。
更具体地说，本发明可以提供从含有维生素B12的种子、芽孢或菌丝培养而得的植物，以及含有维生素B12的种子、芽孢或菌丝。而且，本发明提供含有维生素B12的植物，其中维生素B12含量是至少0.01μg、0.1μg或1μg/可食用部分(g)。
根据本发明的一方面，提供了培养含有维生素B12的植物的方法，所述方法包括：
在含有维生素B12的浸泡液中浸泡植物的种子、芽孢或菌丝；以及
培养上述浸泡的植物的种子、芽孢或菌丝。
而且，根据本发明的实施方案，提供了通过水培来培养含有维生素B12的植物的方法，所述方法包括：
使植物的种子发芽；以及
在植物发芽后至收获前的时间内，向水培液中加入适量维生素B12溶液，使维生素B12通过根部吸收。
利用本发明的种子和植物，作为必需但微量的元素的维生素B12能够以容易摄入的形式被摄入。作为植物性食品，例如白萝卜芽含有相对大量的叶酸和维生素B6。如果将本发明的方法应用于白萝卜芽，则可以将维生素B12引入它们中。当摄入通过本发明的方法将维生素B12引入其中的植物时，可以容易地摄入维生素B12。结果，可以成功地预防由缺乏维生素B12所致的动脉硬化和神经疾病，并且可以有效地提供适当的饮食。
本发明的其他目的和优点在以下说明中阐明，部分在说明书中很清楚，或者可以通过本发明的实践而了解。本发明的目的和优点可以通过下文中特别指出的手段和组合获得。
附图说明
附图参与并构成了说明书的一部分，它们解释了本发明目前优选的实施方案，它们与以上给出的概括描述及以下给出的优选实施方案的详细描述一起用于解释本发明的原理。
唯一的附图显示维生素B12及其衍生物的化学式。
具体实施方案
现在描述本发明的实施方案。
根据本发明的一个方面，提供了从含有维生素B12的种子、芽孢或菌丝培养而得的植物，以及该种子、芽孢或菌丝。
本文中使用的维生素B12指钴胺素及其衍生物。任何衍生物，只要其具有与钴胺素相同的生理活性，都可以使用，钴胺素是维生素B12的完整形式。钴胺素及其衍生物的实例包括但不限于，氰钴胺素、羟钴胺素、甲基钴胺素和腺苷钴胺素。优选使用的是钴胺素，它是维生素B12的完整形式，由附图中所示的化学式表示。通常，CN-B12(氰钴胺素)可以用作本发明的维生素B12。本文中使用的维生素B12有时简单地表示为“B12”。
本文中使用的植物的实例包括属于双子叶植物、单子叶植物和真菌的植物。换言之，本发明的植物可以是从种子、芽孢或菌丝生长而来的植物。
举例来说，本发明的植物可以在短时间内培育。这样的植物的实例包括但不限于，从种子生长而来的植物，如白萝卜(kaiware daikon)芽、豆芽，以及从芽孢或菌丝生长而来的植物，如金针菇(enokimushroom)和滑菇(nameko mushroom)。
现在，解释作为本发明的植物的实例的白萝卜芽。白萝卜芽每个芽(约0.1g)含有不少于0.05μg维生素B12。因此，通过每日食用数十个芽即可摄入必需量的维生素B12(2.4μg/日/成人)。只要增加芽中的维生素B12含量，每日食用几个芽即可满足每日所需维生素B12的量。白萝卜芽可以生食，也可以以任何方式烹调。
维生素B12是日常生活中的必需营养。如果有好味道和结构的食品中含有维生素B12，就可以容易地摄入之。例如，通过向市售大豆中用本发明的方法引入维生素B12，可以生产多种具有好味道和结构的加工食品。
本文使用的加工食品指通过加入本发明的植物作为主要成份或添加剂而加工的人的食品或动物饲料。
维生素B12相对耐热。因此，在加工期间维生素B12不从加工食品的原料中流失。因此，所得食品中成功地含有来自加工食品的原料植物的维生素B12。因此，从含有维生素B12的植物获得的加工食品在本发明的范围内。本文使用的加工食品不是植物本身，而是通过烹调或发酵而从植物获得的食品形式。
作为满足前述条件的用于加工食品的植物，可以提到大豆。作为从大豆制备而来的加工食品的实例，提到淡豆豉。本发明的大豆(每个豆干重约0.5 g)的维生素B12含量不低于1μg/大豆种子的可食部分(g)。因此，每日所需维生素B12的量(2.4μg/日/成人)可以从该大豆容易地摄入。
可以在加工期间将化学试剂形式的维生素B12加入加工食品中以生产含有维生素B12的食品。这样的加工食品在常规技术的范围内，因此在本发明的技术构思范围之外。
可以采用任何方法来生产根据本发明的实施方案的含有维生素B12的原料大豆。例如：大豆种子吸收维生素B12后立即进行加工。更具体地说，在将大豆种子播撒到农田中之前，通过将它们浸泡在含有维生素B12的溶液中而将维生素B12引入大豆种子中。然而，由于维生素B12作为化学试剂，因而从通过将维生素B12引入种子中并在土壤中长时间培育它们而获得的植物摄取维生素B12的效率不如从含有维生素B12的小植物摄取的效率高。然而，当对通过在加工过程中(在工厂中)添加维生素B12添加剂制备而来的加工食品与从含有维生素B12的原料制备而来的加工食品进行比较时，后一种加工食品在大多数情况下更安全。因此，本发明的植物是工业上适用的产品。
本发明的植物还可以有效地用作蔬菜汁的原料。通过常规技术制备而来的可商购的果汁不含维生素B12。果汁是摄取维生素B12的方便产品。如果将维生素B12引入加工食品的原料植物中，可以提高果汁的商业价值。
如上所述，本发明涉及可食用的植物。本发明的植物除了可以用作人的食用植物之外，还可以用作动物饲料植物，如提供给没有象腔的胃的动物、鱼类、鸟类、昆虫类以及爬行动物。
可以通过以下方法培养本发明的种子、芽孢或菌丝。培养本发明的含有维生素B12的植物的方法包括：
在含有维生素B12的浸泡液中浸泡种子、芽孢或菌丝；以及
培育这样浸泡的种子、芽孢或菌丝。
满足上述条件的植物可以用作本发明的植物。浸泡种子、芽孢或菌丝的时间没有特别的限制，只要时间允许种子等吸收维生素B12。例如，可以采用1小时、2小时或不少于5小时。白萝卜芽浸泡30分钟、1小时或不少于3小时是理想的。
本发明的浸泡液的维生素B12含量为0.01μg/mL、0.1μg/mL或100μg/mL或更高。由于维生素B12在水中有极高的溶解度，它可以溶解在少量水中，达到10mg/mL的浓度。然而，浸泡液的维生素B12浓度特别高并不优选，因为维生素B12不能被种子有效地吸收。因此，浸泡液中优选的维生素B12浓度是约100μg/mL。可以通过在1L无菌水中溶解100mg维生素B12(一级试剂)而制备这种溶液。
维生素B12的浓度可以依据植物的类型和培育方法相应变化。更具体地说，维生素B12的浓度可以是0.1μg/mL、1μg/mL或10μg/mL。
搅拌后，可以将所得混合溶液分至透明或不透明的容器中，在低温下贮存。
除维生素B12外，浸泡液中可以含有一种或多种其它成份，只要这些成份对植物的培育没有负面影响。向本发明的植物中引入维生素B12的方法也有效地用于向植物中引入其它维生素和矿物质。因此，可以将维生素B12与其它需要的成份一起引入植物中。可以通过制备含有高浓度维生素B12和叶酸或铁离子的浸泡液来培养含有维生素B12和叶酸或铁离子的植物。
可以用上述方法容易地制备含有维生素B12的种子、芽孢或菌丝。
将它们在浸泡液中浸泡后，在适宜的培育条件下使它们生长。以这种方式，能够培养出本发明的植物。例如，当在家中培养白萝卜芽时，将种子在常温下于浸泡液中浸泡3小时或更长时间，然后在置入有纤维的盘中进行水培。
现在，在以下描述本发明的植物培养方法。
1.将要进行水培的植物的种子在本发明的浸泡液中浸泡5小时或更长时间，然后以常规方式培育种子，以获得本发明的植物。
尽管浸泡液中的维生素B12被种子吸收，但如果需要，剩余的维生素B12(可能有相当大量的维生素B12残留)可以循环使用。当循环使用时，通过例如微波的方法加热处理维生素B12，如果需要，加入新的维生素B12，然后进行循环使用。以这种方式，可以无浪费地将昂贵的维生素B12有效地引入植物中。
2.在种子被浸渍了维生素B12后，在水培苗床上培育它们。或者，(在进行水培前)通过与上述步骤1相同的方式使种子被浸渍维生素B12，然后将种子播撒到土壤中，使它们发芽并生长。
以与处理从种子生长而来的植物基本相同的方式处理从芽孢或菌丝生长而来的植物。更具体地说，将金针菇和滑菇的芽孢或菌丝在含有维生素B12的浸泡液中浸泡短时间，并在适宜条件下使它们生长。以这种方式，可以将维生素B12引入蘑菇中。
在水培的情况下，在培养液中培养植物。这种情况下，如果将少量维生素B12加入培养液中，维生素B12即可通过根被吸收入生长中的植物中。以这种方式，可以收获本发明的植物。因此，可以在其中预先加入了本发明的浸泡液的培养液中培养本发明的植物。
在水培中，代替在含有维生素B12的浸泡液中浸泡种子后培养植物，还可以通过一种方法培养本发明的植物，在该方法中，首先在不含维生素B12的水培液中使种子发芽并生长，然后在含有维生素B12的水培液中生长，以收获本发明的植物。
例如，可以在收获前6小时、12小时、1天、2天、3天或更长时间将维生素B12加入水培液中。水培液中的维生素B12含量优选为0.1μg/mL、1μg/mL、10μg/mL、100μg/mL或更多。
通过上述方法，使用少量维生素B12即成功地使植物中含有维生素B12。
本发明的将维生素B12引入植物中的方法将参照以下实施例得到解释。
实施例白萝卜(kaiware daikon)芽的培养
将白萝卜芽种子(1g)在含有200μg/mL维生素B12的浸泡液中于室温下浸泡6小时。作为比较例，将白萝卜芽种子(1g)在不含维生素B12的浸泡液中于相同条件下浸泡6小时。将两组种子播撒在用去离子水湿润的棉絮上，并置于无维生素B12存在的500mL烧杯中，使之生长6天。当白萝卜芽生长并达到6cm的长度时，收获湿重约5g(相当于约50个芽)的白萝卜芽，用水小心洗涤，并进行分析。使用德氏乳杆菌乳亚种(Lactobacillus delbrueckii subsp.Lactis)ATCC7830，通过生物学定量方法分析维生素B12。待分析的样品如下制备。首先，将白萝卜芽在10mL蒸馏水中搅匀。向所得匀浆中加入30mL含有0.1mg KCN的0.2M乙酸缓冲液，于100℃下加热20分钟，然后离心分离。适当稀释上清液，制备用于分析的样品。表1显示了分析结果，即100g白萝卜芽中维生素B12的含量(μg/100g)。有关植物、维生素B12浓度、浸泡时间和培养方法的条件不限于上述的那些。在各种条件下将维生素B12引入植物中(数据未显示)。
表1 白萝卜芽的维生素B12浓度
材料 B12含量(μg/100g)
引入了B12的白萝卜 50.0
没有引入B12的白萝卜 0.0
商品白萝卜 0.0
表中清楚地显示，本发明的白萝卜芽维生素B12含量不低于0.5μg/g。此含量值相当于牛肝中的含量，而牛肝被认为是维生素B12含量最高的动物性食品。通过适当调整条件，维生素B12含量可以得到进一步提高。引入了维生素B12的白萝卜芽与对照相比，在外观和味道上未观察到差异。
本领域技术人员很容易发现本发明的其它优点及改进。因此，本发明从其更广的方面上而言并不限于本文所示和描述的具体细节和代表性实施方案。因此，在不偏离由所附权利要求及其等同物所定义的总的发明构思的实质或范围的前提下，可以进行各种改进。
Claims (12)
1.含有维生素B12的种子、芽孢或菌丝。
2.从权利要求1的含有维生素B12的种子、芽孢或菌丝生长而来的植物。
3.权利要求2的植物，其特征在于所述植物维生素B12含量不低于0.01μg/可食用部分(g)。
4.权利要求2的含有维生素B12的植物，其特征在于所述植物是加工食品的原料。
5.从作为原料的权利要求4的含有维生素B12的植物制备而得的加工食品。
6.培养含有维生素B12的植物的方法，其特征在于所述方法包括：
在含有维生素B12的浸泡液中浸泡植物的种子、芽孢或菌丝；以及
培育这样浸泡的植物的种子、芽孢或菌丝。
7.权利要求6的培养含有维生素B12的植物的方法，其特征在于所述方法包括：
在含有维生素B12的浸泡液中浸泡植物的种子；以及
培育这样浸泡的植物的种子。
8.权利要求7的方法，其特征在于通过从根部吸收含有维生素B12的浸泡液而培育所述种子。
9.用于向植物中引入维生素B12的含有维生素B12的浸泡液。
10.包含权利要求9的浸泡液的水培液。
11.权利要求10的浸泡液，其维生素B12含量不低于100μg/mL。
12.在水培中培养含有维生素B12的植物的方法，所述方法包括：
使植物的种子发芽；以及
发芽后，收获前，在含有适宜量维生素B12的溶液中培育该种子。
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