專利名稱：功能性農(nóng)產(chǎn)品和栽培所述功能性農(nóng)產(chǎn)品的方法
功能性農(nóng)產(chǎn)品和栽培所述功能性農(nóng)產(chǎn)品的方法本發(fā)明涉及功能性農(nóng)產(chǎn)品和栽培所述功能性農(nóng)產(chǎn)品的方法，更具體地，涉及含有 金屬的功能性農(nóng)產(chǎn)品，所述金屬是比如鉬、金和/或銀，熟知具有各種對人體有益的效力， 和栽培所述功能性農(nóng)產(chǎn)品的方法。鉬、金和銀已被用于治愈各種疾病。公元8世紀(jì)以來，金灰在印度已被用于數(shù)種臨 床疾病。印度草醫(yī)學(xué)醫(yī)師將金灰用于治愈支氣管哮喘、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、糖尿病和神經(jīng)病。最近，研究表明與用抗原和佐劑產(chǎn)生免疫的標(biāo)準(zhǔn)方法相比膠體金使得可以快速高 效地制備抗體。鑒于這樣的效果可以預(yù)期能夠用金來改善免疫，增加溶菌酶在血中的濃度， 增進蛋白互補系統(tǒng)的活性，和改善免疫，比如消毒活性。已經(jīng)確認(rèn)將含金膠體與半抗原或完 全抗原一起注射入實驗動物比如兔或小鼠中可以引起高活性抗體的形成。另外，已發(fā)表的 研究結(jié)果顯示持續(xù)內(nèi)用對風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的治愈有效果。近期已發(fā)現(xiàn)，膠體金對記憶或視力 減退、不育癥、早衰、衰弱和類似起作用，因此將其加入各種食品或藥品中使用。最近對鉬的研究很活躍，并且由于特有粒子的表面離子特征將鉬用作抗癌藥 物。日本的研究結(jié)果顯示，在使用小鼠模型的試驗中發(fā)現(xiàn)鉬超細(xì)粒子可用于治愈新陳代 謝綜合征導(dǎo)致的心血管疾病。根據(jù)在福網(wǎng)市舉行的第21屆International Society of Hypertension(ISH2006)上發(fā)表的論文，東京大學(xué)醫(yī)院腎和內(nèi)分泌內(nèi)科的研究小組在離體 試驗中確認(rèn)鉬超細(xì)粒子通過催化除去反應(yīng)性含氧物質(zhì)(R0S)。該研究小組將作用于升高血 壓的增壓素I I和高鹽度餐喂食至肥胖小鼠模型(db/db小鼠)以引起高血壓，由此獲得新 陳代謝綜合征的模型。每天用鉬納米粒子加水喂食這樣的模型，在4周內(nèi)觀察該模型發(fā)生 的變化。結(jié)果顯示，雖然正常小鼠的收縮壓(n = 6)是113mmHg，但是未注射鉬納米粒子的 模型小鼠的收縮壓(n = 6)升高至136mmHg，而注射了鉬納米粒子的模型小鼠的收縮壓(n =6)降低至129mmHg。正常小鼠的膽甾醇水平是150mg/dL，而未-注射小鼠的膽甾醇水平 是151mg/dL，也即它們幾乎相等。然而，注射了鉬納米粒子的小鼠的的膽留醇水平降低至 140mg/dL。此外，已確認(rèn)在尿中作為氧化應(yīng)激標(biāo)記物的8-is0-PGF2a的量通過注射鉬納米 粒子得到顯著降低，而冠狀動脈纖維化在組織學(xué)上減少了 50%。根據(jù)這樣的研究結(jié)果，研究 者得出結(jié)論鉬超細(xì)粒子是抗氧化劑，其除去引起機體損傷的活性氧。類似地，說明金、鉬、銀和類似物可以有效用于醫(yī)藥領(lǐng)域的研究結(jié)果正大量產(chǎn)生。 用于將這樣的物質(zhì)注射入人體的方法(其正在日本等廣泛使用)可以包括加工這樣的金 屬使之細(xì)粉末化，比如鍍金(gilt)，并加入食品供直接攝入的方法；將金屬加工成為納米 粒子從而形成膠體，并將這樣的膠體粒子涂至皮膚上或者飲用或注射入體內(nèi)的方法；將金 屬納米粒子的這種膠體與其它醫(yī)藥供應(yīng)品或食品混合從而施用至體內(nèi)的方法；等等。[公開][技術(shù)方案]然而，直接將金屬施用入人體或制備這種直接攝入的金屬的上述方法并未廣泛使用，因為其仍然會造成普通人群的排斥感。因此，已進行了許多嘗試來將這樣的金屬包含在供食用農(nóng)產(chǎn)品中。如果有可能使得農(nóng)產(chǎn)品可以含有貴金屬，尤其是前文提及的熟知具有各種效力的 金、銀、鉬等，那么這種含貴金屬的農(nóng)產(chǎn)品可以方便地獲取和食用，另外貴金屬的效力與各 種農(nóng)產(chǎn)品的各種已知效力相加還預(yù)期協(xié)同效果。此外，栽培這樣的含有貴金屬的農(nóng)產(chǎn)品可 以產(chǎn)生高回報。然而問題在于，因為上述金、銀和鉬難以電離，即使將這樣的金屬施用至土壤中用 于栽培農(nóng)產(chǎn)品，這種農(nóng)產(chǎn)品的根也無法與水一起吸收這樣的金屬成分。植物通過其根吸收水和無機物。水通過滲透壓吸收，而無機物通過植物的運輸主 動吸收，其量根據(jù)需要。主動運輸表示通過使用(三磷酸腺苷)ATP類生命能量對抗?jié)舛?梯度移運粒子的介導(dǎo)過程。通過植物吸收的無機物可以包括例如鐵、鉀、鈣、磷、硫、鎂、錳、 鋅和類似。這樣的物質(zhì)通常在水中有高溶解性并且與水一起吸收，此后被植物選擇性地主 動運輸。然而，如上所述，難電離金屬組分無法與水一起方便地吸收，因此已知含有這種貴 金屬的農(nóng)產(chǎn)品并不存在于自然界中。為嘗試獲得含有貴金屬組分的植物，1997年新西蘭Massay大學(xué)的C. Anderson為 了用植物提取金將化學(xué)品比如強酸分布于整個廢棄的金礦使金溶解，并且此后種植甘藍(lán)、 花椰菜和蕪菁來吸收這種金。作為結(jié)果，1公頃內(nèi)的植物吸收了 1kg金。Anderson的觀察報 告論及使用化學(xué)品來電離金使植物可以與水一起吸收這樣的電離金。然而，他所忽略的是 用來電離的化學(xué)品的毒性可能導(dǎo)致植物死亡。眾所周知，金僅被王水電離。使用Anderson 的方法，通過強酸電離的金較有可能被植物吸收，但是由于強酸的毒性的影響植物未能正 常生長。作為結(jié)果，被植物吸收的金屬組分無法與植物一起攝入人體中。與此同時，用于獲得含銀植物的方法由韓國專利登記號No. 10-0533252提出，其 公開了銀離子螯合于殼聚糖寡糖配體使銀可以與殼聚糖寡糖一起被吸收的方法。與前文提 及的使用強酸的方法不同，該方法使得植物較有可能生長為可攝入人體的狀態(tài)。然而，這種 方法所需工藝復(fù)雜，因此增加了農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。此外，使用了硝酸銀溶液來制備工藝溶 液，然而硝酸鹽所含的毒性在將銀離子螯合于殼聚糖寡糖后仍會存在問題。此外，農(nóng)產(chǎn)品中 所含物質(zhì)并不是銀本身，而是與殼聚糖寡糖螯合的銀離子。因此，實際上攝入農(nóng)產(chǎn)品時，具 有高活性的銀離子與其它物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并以復(fù)合狀態(tài)被吸收，因此銀本身的效力或特 性并不能原樣顯現(xiàn)。本發(fā)明是在認(rèn)識到根據(jù)有關(guān)領(lǐng)域來栽培含有金屬的功能性農(nóng)產(chǎn)品的缺點后才做 出的。為了解決這些缺點，本發(fā)明一個目的是提供含有金屬的功能性農(nóng)產(chǎn)品，其中貴金屬可 以原樣而不是以活性離子狀態(tài)包含于農(nóng)產(chǎn)品中，因此使得在攝入人體時可以有效顯現(xiàn)所含 貴金屬的效力和特性，以及提供栽培所述功能性農(nóng)產(chǎn)品的方法。本發(fā)明的另一目的是使得含貴金屬農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)可以具有低成本并且便于在農(nóng) 場中應(yīng)用。為了實現(xiàn)本發(fā)明的這些目的，提供功能性農(nóng)產(chǎn)品，其特征在于金屬納米粒子以粒 子形式吸收于農(nóng)產(chǎn)品中。本文中，優(yōu)選各金屬納米粒子具有等于或小于lOnm的尺寸。金屬納米粒子在其表面可以用聚山梨醇酯包衣(coated)。
在本發(fā)明的另一發(fā)明中，提供用于栽培功能性農(nóng)產(chǎn)品方法，其特征在于將金屬納 米粒子膠體，其中金屬納米粒子分散于水或電解液中，供給至農(nóng)產(chǎn)品中。本文中，金屬納米粒子膠體可以這樣獲得向在電解質(zhì)水溶液(電解液)中相對 放置的一對金屬電極棒上加載電流，其中溶有(melted)金屬鹽并加入了聚山梨醇酯，同時 攪拌電解液，這樣在電解質(zhì)水溶液中還原從金屬電極棒電離的金屬離子以沉淀金屬納米粒 子，并且用聚山梨醇酯包衣所沉淀金屬納米粒子的各外表面。[有益效果]在本發(fā)明中，將鉬、金和/或銀膠體供給至農(nóng)產(chǎn)品，例如包括蔬菜、蘑菇、藥草、水 果、茶葉、谷物、人參等等，以在其中吸收和儲存，這樣可以栽培具有鉬、金和/或銀的效力 的增值農(nóng)產(chǎn)品。此外，本發(fā)明使得可以方便地將這樣的栽培方法應(yīng)用于農(nóng)場并且還使得可以低成 本地生產(chǎn)含有貴金屬的農(nóng)產(chǎn)品，因此使得含有難電離貴金屬的功能性農(nóng)產(chǎn)品的實際應(yīng)用成 為可能。另外，這種通過本發(fā)明栽培的農(nóng)產(chǎn)品可以用來生產(chǎn)具有鉬、金和/或銀效力的相 關(guān)產(chǎn)品，比如提取物、茶、飲料等。因此，含有貴金屬的產(chǎn)品可以令人放心地服下。此外，在 根據(jù)本發(fā)明栽培具有醫(yī)藥作用的植物比如藥草的情況下，可以制備更高效的藥物。


圖1是透視圖，示出植物的根，其部分切開以顯示根的內(nèi)部，它顯示了植物借以吸 收營養(yǎng)的通道；圖2是示意圖，示出樣品1通過激光粒子尺寸分析儀分析的粒子尺寸分布；圖3是示意圖，示出樣品2通過激光粒子尺寸分析儀分析的粒子尺寸分布；和圖4是示意圖，示出樣品3通過激光粒子尺寸分析儀分析的粒子尺寸分布。[發(fā)明模式]不同于相關(guān)領(lǐng)域電離金屬從而隨后將其吸收入植物中的方法，本發(fā)明源于非-電 離金屬超細(xì)粒子的概念，具體來說，如果使用金屬納米粒子的膠體，金屬納米粒子(下文稱 為“金屬納米粒子”)可以粒子形式吸收入植物中；該概念得到長期試驗的支持。也即，本發(fā) 明提供功能性農(nóng)產(chǎn)品，其中金屬納米粒子以粒子形式被吸收。本文中，金屬納米粒子可以是選自包括金、鉬和銀的組中的至少一種。然而，本發(fā) 明并不局限于此。農(nóng)產(chǎn)品可以選自包括蔬菜、蘑菇、藥草、水果、茶葉、谷物、人參等的組中的一種 ’然 而，本發(fā)明并不局限于這樣的組。參照
圖1，其示出植物借以吸收營養(yǎng)的通道，植物需要的各種成分通過滲透壓與水 一起吸收入植物中。也即，水借助滲透壓通過這樣的通道吸收根毛一表皮一皮層一內(nèi)皮一 脈管。水沿著根細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞壁的孔流動。在水于流入中央部分之前到達皮層的情 況下，由于稱為凱氏帶(casparian strips)的蠟質(zhì)部分，水沿著內(nèi)皮組織的細(xì)胞質(zhì)流動，其 在內(nèi)皮的細(xì)胞壁處流出。所述水沿細(xì)胞壁移動，到達脈管。由于這種復(fù)雜的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，水和 電離無機物可以通過，但是物質(zhì)比如大分子量的碳水化合物或葡萄糖不能通過。本發(fā)明人開發(fā)了用于制備細(xì)分的穩(wěn)定金屬納米粒子膠體的方法，并將其公開于韓國專利申請No. 10-2007-0025423。在上述開發(fā)的同時，本發(fā)明人還研究了如何多方面應(yīng)用 經(jīng)開發(fā)的技術(shù)。本發(fā)明人所注意的是植物吸收營養(yǎng)的原理和通道的研究結(jié)果。作為結(jié)果，本 發(fā)明人認(rèn)識到因為金屬穩(wěn)定地分散于水，這樣的金屬可以與水一起吸收到達植物的脈管， 另外，如果滿足粒子所具有的尺寸小到可以通過細(xì)胞壁的條件，這種粒子即使并未電離也 可以被吸收并包含于植物中。本發(fā)明人開發(fā)的金屬納米粒子膠體是膠體狀態(tài)，其中均具有 等于或小于IOnm尺寸的金屬納米粒子均勻地分散于水或電解液。本發(fā)明所進行的許多試 驗(實驗)都基于這樣的條件可以被滿足的情況。作為結(jié)果，本發(fā)明人確認(rèn)當(dāng)將金屬納米 粒子膠體供給至農(nóng)產(chǎn)品時，即使難電離金屬也可以被有效地吸收和包含在農(nóng)產(chǎn)品中，這使 得吸收入植物中的金屬組分可以與植物一起被攝入人體。為了將金屬納米粒子膠體供給至植物，在主要考慮吸收效率、工作便利性、人員開 銷等之后，才確定將膠體供給至根中的方法對于各種農(nóng)產(chǎn)品最實用，因此各實驗都基于這 種方法來進行。另選地，當(dāng)根據(jù)各農(nóng)產(chǎn)品的特征將金屬納米粒子膠體注射入農(nóng)產(chǎn)品(例如， 使用脈管注射(vessel injection))或直接將其作為溶液用于水耕法(waterculture)時， 發(fā)現(xiàn)吸收效率得到某些程度的改進。另外，當(dāng)直接將金屬納米粒子膠體散布至可食用部分 比如農(nóng)產(chǎn)品的果實(例如，葉面噴霧時)時，注意到也可以有某種程度的吸收。在本發(fā)明的幾個實施例中，將金屬納米粒子膠體供給入植物中以栽培代表性農(nóng)產(chǎn) 品，并測量金屬納米粒子的含量以確定栽培是否成功。另外，按照各種粒子的尺寸來比較上 述含量，從而檢驗粒子尺寸如何影響植物的吸收。還改變用于將膠體供給至根中的方法，檢 驗植物在最困難的條件下是否吸收金屬納米粒子。如上所述，在申請人于在先申請(韓國專利申請No. 10-2007-0025423)中提出的 制備金屬納米粒子膠體的方法中，向在電解液中相對放置的一對金屬電極棒上加載電流， 其中溶有(melted)金屬鹽并加入了聚山梨醇酯，同時攪拌電解液。由此在電解液中還原金 屬離子從而沉淀金屬納米粒子，并用聚山梨醇酯包衣所沉淀金屬納米粒子的各外表面，由 此防止金屬納米粒子的沉降。堿金屬鹽可以優(yōu)選用作溶于(melted)水溶液的金屬鹽。堿 金屬鹽可以包括例如檸檬酸鈉、檸檬酸鉀、檸檬酸鋰、乙酸鈉、乙酸鉀和/或抗壞血酸鈉。當(dāng) 將電流加載至該對金屬電極棒時，金屬離子從至少一個金屬電極棒(例如，正極)電離，隨 后存在于水溶液中。另一方面，溶于水溶液中的堿金屬鹽的陽離子從負(fù)極得到電子，并將 該電子傳遞至從電極棒電離的金屬離子。作為結(jié)果，金屬離子在電解質(zhì)水溶液中被還原， 由此沉淀出金屬納米粒子。由此還原的金屬納米粒子的各表面用聚山梨醇酯包衣，這樣獲 得金屬納米粒子膠體，其防止了金屬納米粒子間的聚集。這樣的方法使得金屬納米粒子可 以穩(wěn)定地分散于電解質(zhì)水溶液中，還可以防止金屬納米粒子由于金屬納米粒子間的絮凝變 得粗糙，即使是長期儲存，這使得能夠提供金屬納米粒子膠體，其中均具有等于或小于IOnm 尺寸的金屬納米粒子可以保持穩(wěn)定地分散。本發(fā)明的實施例示例性地使用通過上述方法制 備的金屬納米粒子膠體。然而，任何膠體，只要其中分散了均具有等于或小于預(yù)設(shè)尺寸(優(yōu) 選，lOnm)的尺寸的納米粒子，就可以用于本發(fā)明，而不局限于通過上述方法制備的那些。[實施例1]在攪拌含有溶于其中的檸檬酸鈉的電解質(zhì)水溶液(電解液)的同時，通過使用金 作電極，將20V電流加載至溶液，保持電解液在溫度低于90°C的狀態(tài)，從而制備金屬納米粒 子膠體。此時，加入0. 聚山梨醇酯以制備具有0. 8nm平均粒度的金膠體(下文，稱為“樣品1”)，加入0. 005%聚山梨醇酯，以制備具有5nm平均粒度的金膠體(下文，稱為“樣品 2”)。同時，將Sigma有限公司制備的"金膠體20NM Colloidal Gold"(下文，稱為“樣 品3”)用作具有等于或大于IOnm的直徑的金膠體。圖2示出樣品1通過激光粒子尺寸分析儀分析的粒子尺寸分布，其中樣品1具有 0. 5-2nm范圍的尺寸。圖3示出樣品2通過激光粒子尺寸分析儀分析的粒子尺寸分布，其中 樣品2具有I-IOnm范圍的尺寸。圖4示出樣品3通過激光粒子尺寸分析儀分析的粒子尺 寸分布，其中樣品3具有l(wèi)l-30nm范圍的尺寸。將9株梨樹分為三組，然后將樣品1、2和3的金膠體(濃度IOppm)分別供給至各 組梨樹的根中，就此比較和分析各組中樹的根是否吸收了相應(yīng)的金膠體。金膠體在八月初 和九月初供給兩次，大約九月20日采集梨。金膠體都以5L平均地供給至根中。通過ICP-MS 分析所采集梨中的金含量。表1示出通過按照實施例1供給金膠體來生長和采集的梨中的金含量。[表 1]
樣品金含量(ppm)樣品10. 3±0. 02樣品20. 2±0. 04樣品30如表1所示，注意到在樣品1和2中金成功地被吸收入梨中，而在樣品3中金未被 吸收入梨中。因此，考慮到粒子尺寸等于或大于IOnm的情況，可以認(rèn)識到樣品3中吸收不 成功的原因是粒子尺寸大到不能通過根細(xì)胞。也即，可以提出，在通過滲透壓吸收水時，具 有等于或小于IOnm尺寸的金膠體可以無阻礙地通過根的細(xì)胞壁。[實施例2]在實施例2中，將樣品1的金膠體供給入杏鮑菇中從而分析蘑菇是否吸收金膠體。 按實施例1中所示制備IOppm的金納米粒子膠體。當(dāng)蘑菇栽培者栽培杏鮑菇時，在萌芽誘 導(dǎo)步驟對每瓶蘑菇注射30ml金膠體。注射之后15天采集蘑菇，然后分析蘑菇的金含量。[實施例3]在實施例3中，將樣品1的金膠體供給入栽培綠茶植株中。按實施例1中所示制 備IOppm的金納米粒子膠體。在大約三月中旬，每周供給3L金膠體，在四月下旬采集綠茶 葉，從而通過I CP-MS分析金含量。[表 2]
杏鮑菇金含量(ppm)綠茶葉金含量(PPm)2±0. 40. 4±0. 03
表2示出實施例2杏鮑菇和實施例3綠茶葉中金含量的ICP-MS分析結(jié)果。從杏 鮑菇中檢測到平均2ppm的金,而從綠茶葉中檢測到平均0. 4ppm金。這種結(jié)果可以顯示蘑 菇(也即真菌的一種)和綠茶葉可以吸收金。
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權(quán)利要求
功能性農(nóng)產(chǎn)品，其中金屬納米粒子以粒子形式被吸收。
2.權(quán)利要求1的產(chǎn)品，其中所述金屬納米粒子的各尺寸等于或小于lOnm。
3.權(quán)利要求1的產(chǎn)品，其中所述金屬納米粒子均在其表面用聚山梨醇酯包衣。
4.權(quán)利要求1的產(chǎn)品，其中所述金屬納米粒子為選自包括金、鉬和銀的組中的至少一種。
5.權(quán)利要求1的產(chǎn)品，其中所述農(nóng)產(chǎn)品為選自包括蔬菜、蘑菇、藥草、水果、茶葉、谷物 和人參的組中的一種。
6.權(quán)利要求1的產(chǎn)品，其中所述金屬納米粒子經(jīng)由農(nóng)產(chǎn)品的脈管被吸收。
7.用于栽培功能性農(nóng)產(chǎn)品的方法，其特征在于將其中金屬納米粒子分散于水或電解液 中的金屬納米粒子膠體供給至農(nóng)產(chǎn)品中。
8.權(quán)利要求7的方法，其中分散于金屬納米粒子膠體中的所述金屬納米粒子的各尺寸 等于或小于lOnm。
9.權(quán)利要求7的方法，其中將所述金屬納米粒子膠體供給至農(nóng)產(chǎn)品的根附近的土壤上 從而通過根來吸收。
10.權(quán)利要求7的方法，其中通過葉面噴霧將所述金屬納米粒子膠體散布在農(nóng)產(chǎn)品上。
11.權(quán)利要求7的方法，其中通過脈管注射將所述金屬納米粒子膠體供給至農(nóng)產(chǎn)品中。
12.權(quán)利要求7的方法，其中這樣獲得所述金屬納米粒子膠體向在電解質(zhì)水溶液(電 解液)中相對放置的一對金屬電極棒上加載電流，其中溶有金屬鹽并加入了聚山梨醇酯， 同時攪拌電解液，這樣在電解質(zhì)水溶液中還原從金屬電極棒電離的金屬離子以沉淀金屬納 米粒子，并且用聚山梨醇酯包衣所沉淀金屬納米粒子的各外表面。
全文摘要
本發(fā)明公開功能性農(nóng)產(chǎn)品和栽培所述功能性農(nóng)產(chǎn)品的方法。所述功能性農(nóng)產(chǎn)品的特征在于將金屬納米粒子以粒子形式吸收入農(nóng)產(chǎn)品中。此外，在栽培功能性農(nóng)產(chǎn)品的方法中，將其中金屬納米粒子分散于水或電解液的金屬納米粒子膠體供給至農(nóng)產(chǎn)品中。因此，含有難電離金屬的農(nóng)產(chǎn)品可以低成本地栽培。
文檔編號A01G1/00GK101888772SQ200880119402
公開日2010年11月17日 申請日期2008年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月5日
發(fā)明者尹義植, 李鐘石 申請人:尹義植;李鐘石