CN1739390A - 矿物质制剂和其原料及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及矿物质制剂及矿物质制剂用原料，以及它们的制造方法。本发明有效利用制造芝麻油时的副产物脱脂芝麻，提供具有附加价值的食品或药品。本发明的矿物质制剂用原料，可通过焚烧脱脂芝麻获得，并通过从该矿物质制剂用原料中回收矿物质，可获得体内吸收性良好的矿物质制剂。

Description

矿物质制剂和其原料及其制造方法
技术领域
本发明涉及矿物质制剂及矿物质制剂用原料，以及它们的制造方法。本发明涉及从脱脂芝麻中回收矿物质的方法。
背景技术
芝麻种子含有约50质量％的脂质，被用作芝麻油的原料。另一方面，榨取芝麻油后的残留部分，即，相当于芝麻种子的约50质量％的脱脂芝麻，几乎没有被有效利用。这种脱脂芝麻在榨取芝麻油的过程中接受了相当多的热量，由于蛋白分解物等原因，而呈现暗褐色，并具有异样的臭味。为此，很难直接用作食品材料，绝大部分作为工业废物被处理掉。
近年来，提出了着眼于脱脂芝麻中有效成分的应用方法。例如，日本特开平10-276662号公报公开了一种利用脱脂芝麻中脂质少，蛋白质和芝麻醇3配糖体多的物质，与豆粉、谷类、芋粉、各种淀粉等食用粉类，以规定的比例进行混合的混合食用粉类。而特开平11-246427号公报则公开了从脱脂芝麻中提取的，在甲醇中可溶，而且在1-丁醇中可溶的成分，其含有芝麻素或芝麻酚，可以用作糖和脂质代谢剂。
另一方面，芝麻种子中一般含有35mg/100g以上的草酸和5000mg/100g以上的植酸。这些草酸和植酸阻碍了矿物质代谢，减少了矿物质的有效性。例如，芝麻种子，尤其是芝麻种子的皮中含有大量的钙，但因为它们几乎都以草酸钙的形式存在，因此，可知来自芝麻种子皮的钙吸收率很差。为此，特开3189044号公报研究了通过对芝麻种子皮进行焚烧，获得体内钙吸收性良好的钙。然而，用此方法得到的矿物质，是钙含量很高的矿物质制剂，还要求一种除了含钙以外，还含有丰富的镁等其他矿物质，平衡性好的矿物质制剂。
发明内容
本发明的目的是有效利用制造芝麻油时的副产物脱脂芝麻，提供具有附加价值的食品或医药品。
本发明者们发现，通过对脱脂芝麻进行焚烧，可得到除去了草酸和植酸的矿物质制剂用原料，该矿物质制剂用原料中，含有大量的镁、钙、和钾，尤其是镁的所含比例很高，而且通过使用酸性水溶液进行提取，该矿物质很容易回收，进而这些矿物质也更容易被体内所吸收，并至此完成了本发明。
本发明的矿物质制剂用原料，是通过对脱脂芝麻进行焚烧获得的。
本发明矿物质制剂用原料的制造方法，包括对脱脂芝麻进行焚烧的步骤。
本发明的矿物质制剂，含有从上述矿物质制剂用原料中回收的矿物质。
在优选的实施形态中，含有镁、钙、和钾，镁在镁、钙、和钾的总质量中占有的比例在20质量％以上。
本发明的矿物质制剂的制造方法，包括将上述矿物质制剂用原料和酸性水溶液进行混合的步骤，和回收水溶液相的步骤。
本发明的从脱脂芝麻中回收矿物质的方法，包括对脱脂芝麻进行焚烧，获得矿物质制剂用原料的步骤，将矿物质制剂用原料和酸性水溶液进行混合的步骤，和回收水溶液相的步骤。
根据本发明，可从脱脂芝麻中，提供草酸和/或植酸含量小，体内矿物质吸收性良好的矿物质制剂，尤其是可提供含有大量镁、钙、和钾的，其中镁含有比例很高的矿物质制剂。通过摄取本发明的矿物质制剂，可更平衡、更有效地摄取矿物质。
具体实施方式
本发明中，通过对脱脂芝麻进行焚烧，得到矿物质制剂用原料，再从该矿物质制剂用原料中回收矿物质，得到矿物质制剂。以下对脱脂芝麻、矿物质制剂用原料、和矿物质制剂依次进行说明。
(脱脂芝麻)
本发明中所说的脱脂芝麻，是指工业上从芝麻中回收芝麻油的过程中产生的残渣。具体而言，这种脱脂芝麻是通过压榨芝麻获得的。
本发明中所用的脱脂芝麻的原料芝麻是属于芝麻科的一年生草种，可使用能食用使用的芝麻中的任何一种。例如，可以举出的例子有黑色的黑芝麻、白色的白芝麻、黄色的黄芝麻、黄金色的金芝麻等。芝麻也可使用预先处理过的芝麻，例如，脱皮芝麻、炒制芝麻等。脱皮芝麻例如可使用旋转式压榨器(rotary shifter)、旋转式筛网(rotaryscreen)、比重分离机(风力筛选机)等，通过剥离芝麻种子皮获得。炒芝麻，例如，可以通过在较高温下对芝麻进行炒制而获得。
(矿物质制剂用原料)
本发明的矿物质制剂用原料，可通过对脱脂芝麻进行焚烧获得。通过对脱脂芝麻进行焚烧，可减少烧成物的含量，即矿物质制剂用原料中草酸和/或植酸的含量，并提高矿物质的含量，矿物质可以体内易于吸收的形态再度形成。焚烧度低时，会得到含有一些草酸和植酸的矿物质制剂用原料，优选基本上不含草酸和植酸的矿物质制剂用原料。
本发明的矿物质制剂用原料含有各种矿物质。本发明的矿物质制剂用原料中的矿物质含量，通常为85质量％以上，优选为95质量％以上，更优选为98质量％以上。矿物质主要包括镁、钙、和钾。(以下将它们称作主要的矿物质)。对这些主要的矿物质的含量没有特殊限制。镁的含量优选在5g/100g以上，更优选为7～10g/100g，钙的含量优选在20g/100g以上，更优选为23～30g/100g，钾的含量优选在8g/100g以上，更优选为10～15g/100g。
为了获得本发明的矿物质制剂用原料，对焚烧温度和焚烧时间没有特殊限制，可根据草酸和/或植酸的含量适当设定。对于脱脂芝麻，通常在300℃以上焚烧30分钟(优选60分钟)以上，优选为在600℃以上焚烧30分钟(优选60分钟)以上，更优选为在800℃焚烧30分钟(优选60分钟)以上，进一步优选为在900℃焚烧30分钟(优选60分钟)以上。为获得草酸和/或植酸含量少、矿物质含量高的矿物质制剂用原料，优选是在800℃～1200℃焚烧2小时以上，更优选焚烧3小时以上。而为获得基本不含草酸和植酸的矿物质制剂用原料，特别优选为在800℃～1200℃焚烧3小时以上。
对于焚烧脱脂芝麻时的环境无特殊限制，例如，通过在空气中焚烧脱脂芝麻，就可得到矿物质制剂用原料。脱脂芝麻，可通过例如间接加热或直接燃烧等方式焚烧。对于焚烧装置，没有特殊限制，例如，可使用焚烧炉、电炉等。
由于本发明的矿物质制剂用原料的草酸和/或植酸的含量很少，并含有丰富的矿物质，所以，所含的主要矿物质(镁、钙、和钾)能得到很好的平衡，因此是很有效的易于体内吸收的矿物质。
(矿物质制剂)
本发明的矿物质制剂含有从上述矿物质制剂用原料中回收的矿物质。矿物质的回收具体是通过在矿物质制剂用原料中加入酸性水溶液进行提取。利用提取，使矿物质制剂用原料中的矿物质溶解到水溶液相中。
提取所用的酸性水溶液，只要是pH小于7.0的水溶液就可以，没有特殊限制。优选是pH为4～6的水溶液。酸性水溶液，可以举出的例子有，例如盐酸、硫酸等无机酸，或乳酸、醋酸、柠檬酸、苹果酸等有机酸等的水溶液。优选使用乳酸或醋酸的酸性水溶液，或利用发酵得到的乳酸、酿造醋、木醋液等。
对上述酸性水溶液的添加量没有特殊限制。通常，添加过量的酸性水溶液，以使矿物质制剂用原料中所含的矿物质与酸性溶液中的酸充分反应。作为酸性水溶液添加量的标准，优选缓慢添加酸性水溶液，直到不再因酸和矿物质制剂用原料(灰)反应产生气体(二氧化碳)为止。另外，对提取温度和提取时间也没有特殊限制。优选将不再产生上述气体设定为标准。
如上述提取的矿物质，可以水溶液或沉淀物进行回收。回收可通过利用倾析、过滤、或离心分离等方法，使液相和固相分离进行回收。随后，还可以利用例如利用冷冻干燥、喷射干燥、蒸发固结等本领域技术人员惯用的干燥方法，将上述矿物质制剂形成粉末。
本发明的矿物质制剂，含有来自上述矿物质制剂用原料的各种矿物质。这些矿物质中优选含有主要的矿物质(镁、钙、和钾)。这些主要的矿物质含量没有特殊限制。镁的含量优选在4g/100g以上，更优选为4.5～7g/100g左右，钙的含量优选在4g/100g以上，更优选为4.5～7g/100g以上，钾的含量优选在6g/100g以上，更优选为7～10g/100g。
本发明的矿物质制剂中，镁、钙、和钾的含有比例是任意的。镁在主要的矿物质中的比例，即，在镁、钙和钾总量中所占比例，优选在20质量％以上，更优选在25质量％以上，特别优选在28质量％以上。对于钙，钙占主要矿物质中的比例优选在20质量％以上，更优选在25质量％以上。对于钾，钾占主要矿物质中的比例优选在35质量％以上，更优选在40质量％以上。
特别优选为，本发明的矿物质制剂，在所含的主要矿物质中，镁占有的比例为25～35质量％，钙占有的比例为20～35质量％，而钾占有的比例为40～50质量％。
其它矿物质可举出例如铁、铜、锌、锰、硒、钠、磷等。对于这些矿物质的含量也没有特殊限制。铁含量优选在5g/100g以下，更优选在1g/100g以下。铜含量优选为2～100mg/100g、更优选为5～50mg/100g。硒含量优选为0.01～100mg/100g，更优选为0.1～50mg/100g。钠含量优选为10mg～5g/100g，更优选为100mg～1g/100g。锌和锰的含量，分别优选为0.01～20mg/100g、更优选为0.05～20mg/100g。磷含量优选为100mg～10g/100g、更优选为100mg～1g/100g。
本发明的矿物质制剂的草酸和植酸的含量很小，含有体内吸收性良好的矿物质。对于本发明矿物质制剂的剂型，没有特殊限定，根据需要，可以使用赋形剂，例如形成粉末、颗粒或丸状。或者，溶解或分散在食品、药学上可接受的任何溶剂中，形成液剂使用。
本发明的矿物质制剂，因为所含的镁、钙和钾平衡性很好，所以体内吸收时，能发挥各种优良的效果。作为这种效果，例如有预防骨骼疏松症的效果；预防循环系统疾病的效果；预防高血脂症的效果；抑制血清固醇、中性脂肪、和LDL-固醇增加的效果；抑制HDL-固醇降低的效果；抑制血压上升的效果等。该矿物质制剂，由于含有大量的镁，该镁与从体内排泄过多的钙相关，所以既能抑制过多地摄取钙，又能实现矿物质摄取。
实施例
实施例1-3：调制矿物质制剂用原料
将脱脂芝麻(Lot No.1)投入电炉内，升温到800℃后，进行1小时焚烧，得到焚烧物(焚烧物1)。除了将焚烧时间设定为2小时和3小时之外，和上述一样进行焚烧，得到焚烧物2和3。
用以下方法测定所得各焚烧物的灰分。首先，将镍制坩埚装入调节到550℃的电炉内，干燥1小时后，移入干燥器内，自然冷却30分钟，进行称量。反复进行上述干燥、冷却、称量，将称量时的质量与之前的称量时质量相比，测定差值为1mg以下时的质量作为坩埚的恒量(W0g)。接着，向该坩埚内装入焚烧物，准确称量焚烧物的质量(W1g)。将装有焚烧物的坩埚用气体燃烧器加热，待完全除去水分后，再将坩埚盖放入电炉内干燥1小时。在电炉内用盖子盖好坩埚，移入干燥器内，自然冷却30分钟，进行称量。反复进行1小时干燥、冷却、称量的操作，至达到恒量(W2g)为止。利用得到的W0(坩埚质量)、W1(焚烧物质量)、和W2(灰化后的焚烧物和坩埚的质量)，由下式求出焚烧物的灰分。结果示于表1。
(焚烧物的灰分)＝{(W2-W0)/W1}×100(％)
比较例1
与实施例1一样，测定上述实施例1～3中使用的焚烧前的脱脂芝麻的灰分(非焚烧物)。结果一并示于表1。
表1
  焚烧时间(h)   灰分(％)
  实施例1   1   88.1
  实施例2   2   95.3
  实施例3   3   99.9
  比较例1   0   12.7
由表1的结果可知，在800℃下，焚烧脱脂芝麻的时间越长，所得焚烧物的灰分含量越高。尤其是，通过在800℃下焚烧3小时，焚烧物中的灰分含量达到99.9％，得到基本不含草酸和植酸的焚烧物。
实施例4：调制矿物质制剂用原料
将脱脂芝麻(Lot No.2)装入电炉内，升温到800℃后，进行3小时焚烧，得到焚烧物(焚烧物4)。
测定矿物质制剂用原料中的矿物质
使用以下表2中所述的分析方法，测定实施例3中得到的焚烧物3和实施例4中得到的焚烧物4中的各种矿物质(镁、钙、钾及其它矿物成分)的含量。结果示于表3。
表2
  分析方法
  镁   原子吸光光谱法
  钙   ICP发光分析法
  钾   原子吸光光谱法
  铁   邻菲绕啉吸光光谱法
  铜   原子吸光光谱法
  锌   原子吸光光谱法
  锰   原子吸光光谱法
  硒   荧光光谱法
  钠   原子吸光光谱法
  磷   钒钼酸吸光光谱法
表3
  实施例3   实施例4
  脱脂芝麻(Lot No.1)   脱脂芝麻(Lot No.2)
  焚烧前   焚烧物3   焚烧物4
  主要矿物质   镁   0.75×103(16.9)*1   7.09×103(17.3)*1   5.77×103(15.2)*1
  钙   2.55×103(57.3)*1   23.7×103(57.7)*1   23.8×103(63.0)*1
  钾   1.15×103(25.8)*1   10.3×103(25.1)*1   8.23×103(21.8)*1
  其他矿物质   铁   44.1   -   858
  铜   3.78   -   25.4
  锌   11.3   -   60.4
  锰   5.52   -   52.7
  硒   91×10-3   -   0.33
  钠   23.3   -   138
  磷   1.26×103   13.2×103   10.4×103
单位：mg/100g
*1：各种矿物质占主要矿物质(镁、钙和钾)总质量的比例(质量％)
*2：表中的“-”表示未测定
从表3的结果可知，脱脂芝麻的焚烧物(焚烧物3和4)含有丰富的矿物质。特别是，镁的含量在5g/100g以上，钙的含量在20g/100g以上，且钾的含量在8g/100g以上。由表1和表3的结果可知，这些焚烧物中，草酸和/或植酸的含量极少，考虑到主要矿物质(镁、钙、和钾)的构成比例，有望从这些焚烧物获得易于体内吸收的矿物质制剂。
实施例5-7：调制矿物质制剂1
将上述实施例1-3中得到的焚烧物(焚烧物1-3)分别冷却到室温后，向这些焚烧物(焚烧物1-3)中缓慢加入酸性水溶液(5～20％的盐酸水溶液、硫酸水溶液、乳酸水溶液、乳酸发酵液、醋酸水溶液或醋酸发酵液(酿造醋))进行混合。酸和焚烧物反应产生气体(二氧化碳气)，同时，焚烧物中的矿物质成分在溶液中溶解析出。添加酸性水溶液，直到不再产生气体为止。将反应终止所得的反应生成物过滤，回收滤液，通过对该滤液进行喷雾干燥，得到矿物质制剂。
实施例8：调制矿物质制剂2
使用电炉，在800℃将实施例1使用的脱脂芝麻焚烧3小时，形成灰，得到灰分99.9％的焚烧物。将425g该焚烧物移至反应槽内，边搅拌，边缓慢加入3L天然酿造醋(15％醋酸溶液)，进行混合。混合液的pH为4.38。继续搅拌，并放置一夜，待矿物质成分完全溶解到溶液相中。然后过滤，回收滤液，在145～150℃下进行喷雾干燥，得到约400g的含矿物质的固态物(脱脂芝麻焚烧物的醋酸处理物)。
与上述不同，将405g上述焚烧物移入反应槽内，边搅拌，边缓慢加入630g乳酸发酵液(含有50质量％的L型乳酸)和3.6L水进行混合。混合液的pH为4.98。继续搅拌，并在60℃放置一夜，待矿物质成分完全溶解到溶液相中。之后过滤，回收滤液，在145～150℃下进行喷雾干燥，得到约400g含有矿物质的固体物(脱脂芝麻焚烧物的乳酸处理液)。
利用上述表2所述的分析方法，测定上述得到的脱脂芝麻(焚烧前)、醋酸处理物和乳酸处理物中的各种矿物质(镁、钙、钾、铁、铜、锌、锰、硒、钠、和磷)。结果示于表4。
比较例2
除使用芝麻皮取代脱脂芝麻之外，其他和实施例8一样，得到芝麻皮焚烧物的醋酸处理物和乳酸处理物，测定这些处理物中的各种矿物质含量。结果一并示于表4。
表4
              脱脂芝麻(实施例8)          芝麻表皮(实施例2)
焚烧前   醋酸处理物   乳酸处理物   醋酸处理物   乳酸处理物
  主要矿物质   镁   0.75×103(16.9)*1   5.75×103(30.5)*1   4.83×103(27.8)*1   1.12×103(5.5)*1   0.91×103(5.4)*1
  钙   2.55×103(57.3)*1   4.77×103(25.3)*1   5.41×103(31.1)*1   18.1×103(89.1)*1   14.8×103(88.2)*1
  钾   1.15×103(25.8)*1   8.36×103(44.3)*1   7.13×103(41.0)*1   1.10×103(5.4)*1   1.07×103(6.4)*1
  其他矿物质   铁   44.1   0   10.2   1.20   43.1
  铜   3.78   9.47   11.1   1.52   0.49
  锌   11.3   9.65   12.9   2.91   0.29
  锰   5.52   0.09   17.3   -*2   -*2
  硒   91×10-3   0.24   0.22   -*2   8×10-3
  钠   23.3   113   105   22.9   56.3
  磷   1.26×103   668   462   -*2   -*2
单位：mg/100g
*1：各种矿物质占主要矿物质(镁、钙和钾)总质量的比例(质量％)
*2：表中“-”表示检测限度以下
从表4的结果可知，脱脂芝麻焚烧物的醋酸处理物和乳酸处理物以很好的平衡性和很高的比例含有镁、钙、和钾。尤其是在脱脂芝麻处理物中所含的主要矿物质(镁、钙、和钾)中，镁的占有比例为高达20质量％以上的值。反之，在比较例芝麻皮焚烧物的醋酸处理物和乳酸处理物中，所含主要矿物质中镁占有的比例在5.5质量％以下。钙在上述脱脂芝麻处理物中所含主要矿物质中占有的比例在25质量％以上，钾占有比例在40质量％以上。
根据本发明，可从工业废物脱脂芝麻中，获得草酸和/或植酸含量少、体内吸收性好的矿物质制剂。尤其是含有大量的镁、钙、和钾，特别是其中的镁的比例很高的矿物质制剂。通过摄取本发明的矿物质制剂，可有效摄取矿物质。如上所述，本发明的矿物质制剂，可有效利用制造芝麻油时的副产物脱脂芝麻。此外，本发明的矿物质制剂还可应用于食品、药品等领域。

Claims (6)

1.一种矿物质制剂用原料，其是通过焚烧脱脂芝麻所获得的。
2.一种矿物质制剂用原料的制造方法，该方法包括焚烧脱脂芝麻的步骤。
3.一种矿物质制剂，含有由权利要求1所述的矿物质制剂用原料中回收的矿物质。
4.根据权利要求3所述的矿物质制剂，其特征在于该制剂含有镁、钙、和钾，镁在镁、钙、钾总质量中占有的比例在20质量％以上。
5.一种矿物质制剂的制造方法，该方法包括将权利要求1所述的矿物质制剂用原料与酸性水溶液混合的步骤、和回收水溶液相的步骤。
6.一种从脱脂芝麻中回收矿物质的方法，该方法包括焚烧脱脂芝麻，获得矿物质制剂用原料的步骤；将矿物质制剂用原料与酸性水溶液进行混合的步骤；和回收水溶液相的步骤。
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