[发明专利]过渡金属氧化物在炊具内表面陶瓷涂层中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及过渡金属氧化物的用途，尤其涉及在炊具内表面陶瓷涂层中的应用。

背景技术

由于过渡金属氧化物资源丰富，价格低廉，可以进行大规模的推广使用，因此它们的应用越来越受到关注。首先过渡金属具有良好的催化作用，它作为催化剂可以取代贵金属氧化物应用于各类化学反应。现有过渡金属氧化物的应用主要有以下几个方面，一：作为燃烧催化剂在催化甲烷燃烧中的应用，但是高温稳定性差，活性也远不及贵金属氧化物催化剂。二：作为燃烧催化剂对甲苯、吡啶、苯、丙酮等化学物质的深度氧化，它可以减少工业生产过程中排放的有机废气及汽车尾气对大气污染，大大的降低了汽车尾气中一氧化碳、氮氧化合物、不完全燃烧的烃的排放，净化效率高，能源消耗少，无二次污染。

现有的炊具主要有铁锅、铝锅、砂锅或瓦罐和铜锅等。其中铁锅对防治缺铁性贫血有很好的作用，但是铁锅烧煮一些特异性事务会产生变色变味，降低营养等不良后果；铝锅质轻无锈，传热快，但铝的性质活泼，极易与其他物质发生化学反应。铜锅搁置稍久易发生铜铝，在烧煮酸性食物时，可溶入食物中，从而危害健康，砂锅或瓦罐由粘土制成，用砂锅或瓦罐煲汤，汤的味道鲜美，经初步研究确定是由于砂锅或瓦罐中许多金属离子对食物中酶反应起作用：但其中的金属离子是来自于砂锅或瓦罐表面釉料的色素，其成分是不确定或无意的添加。而这些色素的添加往往会带入有害重金属，造成重金属析出检测超标。同时，砂锅和瓦罐具有易碎(运输和存放中)、易裂(烹饪中)的缺点；并且砂锅和瓦罐因为导热不良，容易造成溢锅的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供过渡金属氧化物的新用途，即在炊具中的应用。

本发明解决的技术方案是基于食品化学中介绍的金属离子对酶反应起作用：它们一方面可作为酶必不可少的辅助因子；另一方面是它们能使很多酶的构象稳定，从而起到激活剂的作用，它们不但影响路易斯酸形成或作为电子载体参与催化反应的过程的原理。

实际上，本发明涉及过渡金属氧化物在炊具内表面陶瓷涂层中的应用。

为了更好地理解本发明的实质，下面将用过渡金属氧化物的作用机理来说明其在炊具内表面陶瓷涂层中的新用途。

通常汤汁的鲜味于其中的游离氨基酸含量直接相关，而用于煲汤的食物是排骨，猪瘦肉，鸡肉，鱼肉等都是高蛋白的食物。这表明游离氨基酸基本来源于食物的蛋白质。

蛋白质水解成氨基酸的反应就是其中肽键的断裂，肽键是一种酰胺键，它的水解可以用酰基上的亲核取代理论来解释。以下是亲核取代的反应方程式：

L(离去基团)：-Cl、-OR’、-NH₂

酰氧基  烷氧基  氨基

Nu(亲核试剂)：

通常的肽键结构可以用下述结构式来表示：

其中α-碳周围的N、C、O三个原子处于同一侧，与α-碳和过渡金属氧化物的的金属原子恰好能形成五元环的氨羧络合物。

金属原子使其中的N原子路易斯酸化，有助于亲核取代(水解反应)的发生。形成五元环的氨羧络合物越稳定，则蛋白质越易被水解。所以过渡金属氧化物能形成稳定氨羧络合物让其中的蛋白质水解出来的游离氨基酸产出率更高，将其应用于炊具内表面的陶瓷涂料中，该炊具蒸煮出的汤汁的更加鲜美。

在上述的过渡金属氧化物在炊具内表面陶瓷涂层中的应用过程中，所述的过渡金属氧化物的纯度为大于等于95％。本发明采用过渡金属氧化物的纯度符合国家化学纯级的标准，含有其它杂质特别是重金属含量很低，对人体不会造成危害。

在上述的过渡金属氧化物在炊具内表面陶瓷涂层中的应用过程中，所述的陶瓷涂层在炊具内表面的厚度为20～50μm；所述的过渡金属氧化物占陶瓷涂层固分重量百分比的3～10％。

本发明的陶瓷涂层采用现有的不加色素的陶瓷原料，它的化学成分主要由SiO₂，Al₂O₃，Fe₂O₃，TiO₂，CaO，MgO，K₂O，Na₂O和Li₂O组成，其中SiO₂和Al₂O₃的重量百分含量占整个原料化学组成的70％以上。由于色素中含有铅(Pb)、砷(As)等有害金属元素，所以本发明采用的陶瓷涂层中不含有色素。陶瓷涂层中过渡金属氧化物含量太多，它和陶瓷涂层的结合率、稳定性较差；如果含量太少则作用甚微。