一種組合低聚糖及其製備方法和應用的製作方法

2023-10-23 22:24:32

專利名稱：一種組合低聚糖及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種保健食品，具體地說是涉及一種具有選擇性排除重金屬離子作用的組合低聚糖及其製備方法和在食品中的應用。
背景技術：
隨著工業化發展和都市化進程的不斷加快，重金屬離子的汙染已成為現代文明社會中嚴重危害人類生命健康的危險因素之一，其中以鉛汙染對人類生命健康的威脅最為嚴重。工業廢氣、汽車尾氣、含鉛用品、食品和塵土及長期吸菸等不良習慣都是鉛汙染的重要來源。鉛被吸收到人體以後，由於它可以在人體各組織器官中蓄積，特別是易在骨骼中蓄積(約佔體內蓄積鉛的85-90％)，從而對人體的骨髓、造血系統和神經系統造成嚴重損害。同時，鉛對人體消化系統、內分泌系統、免疫系統和生殖系統等也有較大損傷。鉛對神經系統的損害主要表現為引起末梢神經炎，出現運動和感覺異常。如果侵入體內的鉛隨血液循環進入腦組織，便會引起小腦和大腦皮質細胞的損傷，並幹擾腦部正常的代謝活動，從而出現頭痛、頭暈、疲乏、記憶力減退、失眠等症狀，並且常伴有食欲不振、胃腸炎、腹瀉、便秘、腹痛等消化系統症狀，嚴重者可發展到神經錯亂，甚至休克和死亡。世界衛生組織(WHO)認為環境毒物中對兒童威脅最大的是鉛。由於大氣中的鉛常在1米以下的高度聚集，與兒童呼吸帶高度一致，且兒童由於生長發育快、代謝旺盛，使得兒童的消化道對鉛的吸收率高出成人數倍，而另一方面兒童鉛的排洩率僅為成人的2/3。因此嬰幼兒和兒童對鉛的易感性強，吸收率和蓄積性高，經生活接觸進入機體的途徑多，故鉛對嬰幼兒和兒童的危害遠高於成人。鉛對嬰幼兒的生長發育、智力和認知功能、神經行為和學習記憶等腦功能都會造成嚴重的損傷。目前，我國兒童血鉛超標問題極其嚴重，全國血鉛含量超過100ug/L相對安全標準的兒童比例在61％以上，部分城市甚至達到85％。在防治鉛中毒，特別是在排除體內鉛離子方面，目前應用的主要是一些藥物如EDTA、CaNa2EDTA、二巰基丙醇(BAL)、二巰基丁二酸鈉(DMSA)、青黴胺(D-USP)、二巰基丙醇丙烷磺酸鈉(DMPS)、二硫胺甲酸酯等螯合劑。除此之外，還有一些中藥類和營養素類等排鉛製劑。但EDTA、CaNa2EDTA類藥物由於它們會引起機體內鈣離子的流失和幹擾其它金屬元素的代謝，並引起鉛在大腦中的重新分布，同時還需採用靜脈注射等原因而限制了它的應用；BAL、DMSA等二巰基類藥物穩定性差、易氧化，而且使用不便、治療費用較高；其它排鉛製劑大多具有一定的副作用，選擇性差，在排鉛的同時，對人體內的一些必需元素如鈣、鋅、鐵等也明顯排出。一些中藥和營養素等排鉛製劑雖毒副作用較小，但排鉛效果欠佳。

發明內容
本發明的目的是提供一種組合低聚糖及其製備方法和應用，用它製備的產品能克服現有技術的上述缺點和不足。
一種組合低聚糖，其特徵是它含有低分子羧甲基殼聚糖、低聚半乳糖醛酸和低聚古羅糖醛酸中的任意兩種或全部，它們的質量比依次為1∶0.1-10∶0.1-10。
一種組合低聚糖的製備方法，其特徵是將低分子羧甲基殼聚糖、低聚半乳糖醛酸和低聚古羅糖醛酸中的任意兩種或全部依次按1∶0.1-10∶0.1-10的質量比，在常溫條件下經溶解、過濾、醇沉、烘乾、混合和粉碎進行製備。
將組合低聚糖用作一種具有選擇性排除重金屬離子的食品添加劑。
本發明產品具有如下優點(1)本發明以完全水溶的低分子羧甲基殼聚糖、低聚半乳糖醛酸和低聚古羅糖醛酸為原料，並根據它們的結構特點和理化性質進行復配後在人工胃液和人工腸液中均呈溶解狀態；(2)本發明產品可形成具有適宜空隙和分子構象的空間網絡結構，可按離子半徑大小對金屬離子進行分辯，使其對鉛、鎘、鋇、汞和鍶的結合能力要遠遠高於對鈣，鎂的結合能力，從而具有良好的選擇性排除重金屬離子的效果；(3)本發明產品所用原料均是來源於天然的多糖或其衍生物，對人體無毒副作用，對人體必需元素如鈉、鉀、鈣、鎂、鐵等無明顯影響，可長期使用。(4)由於本發明產品是一種組合低聚糖，具有良好的水溶性，而且粘度低，可作為一種食品添加劑，方便地應用於兒童喜愛的各種食品如果凍、軟糖、QQ糖、乳製品包括酸奶、奶粉、乳酸菌飲料和冰淇淋等，也可以製成片劑、散劑、顆粒劑、膠囊等各種保健食品，從而可廣泛用於鉛等重金屬離子的汙染和中毒的防治，尤其是對兒童鉛中毒的預防和治療具有重要的實際意義。
具體實施例方式
下面通過一些具體的實施例來對本發明做進一步的說明。
實施例1分別稱取低分子羧甲基殼聚糖5.0g，低聚半乳糖醛酸2.0g和低聚古羅糖醛酸3.0g，加入至1000mL水中，在常溫條件下攪拌溶解，用300目篩絹濾過，去除不溶性雜質，再用95％乙醇沉澱，經脫水後於40℃下真空乾燥，粉碎為80目即得本發明的組合低聚糖。
實施例2分別稱取低分子羧甲基殼聚糖3.5g和低聚古羅糖醛酸6.5g加入至1000mL水中按實施例1操作即得。
實施例3分別稱取低聚半乳糖醛酸7.0g和低聚古羅糖醛酸3.0g，加入至1000mL水中按實施例1操作即得。
實施例4分別稱取低分子羧甲基殼聚糖4.5g、低聚半乳糖醛酸5.5g加入至1000mL水中按實施例1操作即得。
實施例5稱取本發明的組合低聚糖1.5g，與1.0g卡拉膠混合後，在攪拌條件下慢慢加入至70mL水中溶解，加入0.2g磷酸氫鈣，並加熱煮沸5min。將15g白砂糖加入至20g蘋果汁中，加熱溶解後趁熱加入至上述膠液中，用200目篩絹濾過，將此膠漿液用40MPa的壓力在均質機中進行均質，再採用真空脫氣機對均質後的膠漿液進行脫氣處理，70℃時加入含0.15g檸檬酸、0.08g山梨酸鉀和0.2g氯化鉀的溶液及適量香精等輔料，迅速攪拌均勻，立即注模，然後經85℃滅菌後，靜置即可成為具有選擇性排除鉛等重金屬離子作用的果凍。
實施例6稱取本發明的組合低聚糖1.0g、全脂奶粉14g、甜煉乳6g、奶油8g和白砂糖6.5g，加水混合均勻後加入0.3g單甘酯乳化劑，攪拌均勻後加熱至65℃，在40MPa壓力下均質，使粒子充分微細化後於80℃下滅菌25min，迅速冷卻至2-4℃，放入老化缸中老化12h，然後冷卻至-2℃，強制攪拌凝凍20min後，倒入成型模中，於-20℃下硬化8h即得具有選擇性排除鉛等重金屬離子作用的冰淇淋。
實施例7稱取本發明的組合低聚糖3.0g和0.5g澱粉，加水後緩緩加熱攪拌成糊狀物。再取9g白砂糖和7g液體葡萄糖混合後，加熱至160℃，不斷攪拌下慢慢衝入上述糊狀物中，慢慢加熱至116℃後倒入模具中，冷卻後切片即得具有選擇性排除鉛等重金屬離子作用的軟糖。
實施例8稱取本發明的組合低聚糖2.0g和澱粉2.5g、糖粉3.0g，經充分混合後用75％的乙醇制軟材，然後過12目不鏽鋼篩進行制粒、於50-60℃下乾燥後通過14目不鏽鋼篩整粒。再加入1％的硬脂酸鎂和滑石粉，充分混合均勻後按一般壓製片芯要求進行壓片，使得片芯具有適宜的硬度。將壓製得到的素片用糖漿和滑石粉進行交替包粉衣層15-18層，包糖衣層10-15層，最後打光即得具有選擇性排除鉛等重金屬離子作用的片劑。
本發明所述的羧甲基殼聚糖是指分子量＜100000道爾頓的N-羧甲基殼聚糖、O-羧甲基殼聚糖和N，O-羧甲基殼聚糖；本發明所述的低聚半乳糖醛酸是指從各種來源的果膠如甜菜果膠、蘋果果膠、橙皮果膠等或枸杞提取物經水解得到的低聚半乳糖醛酸；本發明所述低聚古羅糖醛酸是指經對褐藻酸進行降解包括酸降解、酶降解、氧化降解、超聲波降解及其它降解方式和pH分級得到的低聚古羅糖醛酸。
由於低聚古羅糖醛酸分子鏈呈雙摺疊螺旋狀，分子鏈間具有適宜的空隙，且因分子鏈內氫鍵的相互作用，它對鉛、鎘、鋇、汞和鍶的結合能力比對鈣、鋅的結合能力要高得多。本發明採用降解和pH分級方法將低聚古羅糖醛酸從天然褐藻酸中提取出來，與褐藻酸相比它對鉛等有害重金屬離子的選擇絡合能力進一步加強；果膠和枸杞提取物中存在聚半乳糖醛酸的衍生物，本發明將其中起主要重金屬離子排除作用的聚半乳糖醛酸提取出來，使其對重金屬離子的排除能力顯著強於果膠及枸杞提取物，且低聚半乳糖醛酸對人體無毒副作用，對人體必需元素無明顯影響。殼聚糖是自然界大量存在的一類氨基多糖，具有較好的金屬離子絡合能力，但由於其水不溶性而限制了它的廣泛應用。殼聚糖經羧甲基化並經降解製成的低分子羧甲基殼聚糖，由於羧基的引入和分子量的降低使其具有良好的水溶性，對金屬離子的絡合能力也進一步加強，應用起來也更為方便。
本發明產品對重金屬離子的排除效果及安全性評價試驗1 對荷鉛小鼠的排鉛作用試驗結果將組合低聚糖用水配製成3％的溶膠，給藥時按劑量折算成體積後，直接用溶膠灌胃。取60隻健康小鼠，雌雄各半，19-22g，隨機分為5組，即正常對照組，模型對照組及組合低聚糖低、中、高劑量組，每組均自由進食標準飼料，飲普通自來水。每日正常對照組腹腔注射等量生理鹽水，其餘4組腹腔注射醋酸鉛重蒸餾水溶液10mg/Kg·d，連續染毒7d，小鼠恢復3d後開始給藥。連續15d，每日灌胃一次正常對照組、模型對照組給重蒸餾水，組合低聚糖低、中、高劑量分別為200，400，800mg/Kg/d。15d將小鼠處死後，取股骨、肝臟和全血，血液及組織用硝酸-高氯酸消化後用原子吸收儀測定鉛的含量。試驗期間每5d記錄小鼠體重一次。各組試驗數據測定值均以X±S表示，各組間均數比較採用t檢驗方法。試驗結果表明小鼠服用組合低聚糖15d後血液中鉛的含量與模型對照組比較，低劑量組P＜0.05，高劑量組P＜0.01；小鼠肝臟中鉛的含量與模型對照組比較，低劑量組P＜0.01，中劑量組P＜0.005；小鼠腎臟中鉛的含量與模型對照組比較，低、中劑量組P＜0.05，高劑量組P＜0.01；小鼠股骨中鉛的含量與模型對照組比較，中劑量組P＜0.005。試驗在結束時正常對照組與模型對照組的小鼠體重無顯著性差異，組合低聚糖低、中、高三個劑量組與模型對照組比較亦無顯著性差異，表明組合低聚糖對小鼠的體重無影響。
2 體外對鉛的絡合試驗結果取4ml不同濃度的用人工腸液(pH＝6.8)溶解的組合低聚糖，然後慢慢加入1ml硝酸鉛標準溶液(20mg/ml)，加入至離心管中，經漩渦振蕩後，放於37℃搖床中振搖4小時。然後8000rpm離心10min，取2ml上清液按雙硫腙法測定鉛含量。試驗結果表明組合低聚糖對鉛離子的結合容量可高達3.76mmol/g。
3 對不同金屬離子的吸附試驗結果分別取50mg組合低聚糖加入到Tris-HCl(pH＝7.4)緩衝液中，經漩渦振蕩充分溶解後，定量加入等摩爾濃度的不同金屬離子標準溶液，室溫振搖24小時，離心後取上清液進行金屬離子含量測定。其中Pb2+、Ba2+、Cd2+、Cu2+和Mn2+採用原子吸收法(島津AA-670)測定；Hg2+採用冷原子螢光法(YYG-2型測汞儀)測定；Fe2+採用鄰啡羅啉比色法測定；Ca2+、Mg2+採用EDTA絡合滴定法測定；吸附率(％)＝(吸附前濃度—吸附後濃度)/吸附前濃度×100。試驗結果表明組合低聚糖對鉛等有害重金屬離子具有良好的選擇性吸附作用，對Ca2+、Mg2+和Fe2+等人體必需元素吸附率較低。組合低聚糖對Pb2+、Ba2+、Hg2+、Cd2+、Cu2+、Mn2+、Fe2+、Ca2+和Mg2+的吸附率分別為82.41％、89.75％、84.72％、76.45％、67.73％、14.34％、12.26％、6.76％和8.03％。
4 急性毒性試驗結果取小鼠20隻，每隻小鼠分三次間隔8h於一日內給予能通過灌胃針頭的最大溶解濃度的組合低聚糖溶膠共相當於15.0g/Kg體重，觀察兩周，小鼠的體重、外觀、行為活動未出現任何異常，也未出現死亡情況。小鼠口服的LD50未能測出。
權利要求
1 一種組合低聚糖，其特徵是它含有低分子羧甲基殼聚糖、低聚半乳糖醛酸和低聚古羅糖醛酸中的任意兩種或全部，它們的質量比依次為1∶0.1-10∶0.1-10。
2 一種組合低聚糖的製備方法，其特徵是將低分子羧甲基殼聚糖、低聚半乳糖醛酸和低聚古羅糖醛酸中的任意兩種或全部依次按1∶0.1-10∶0.1-10的質量比，在常溫條件下經溶解、過濾、醇沉、烘乾、混合和粉碎進行製備。
3 按照權利要求1-2所述的組合低聚糖，其特徵是所述低分子羧甲基殼聚糖是指分子量＜100000道爾頓的N-羧甲基殼聚糖、O-羧甲基殼聚糖和N，O-羧甲基殼聚糖。
4 按照權利要求1-2所述的組合低聚糖，其特徵是所述低聚半乳糖醛酸是指從各種來源的果膠如甜菜果膠、蘋果果膠、橙皮果膠等或枸杞提取物經水解得到的低聚半乳糖醛酸。
5 按照權利要求1-2所述的組合低聚糖，其特徵是所述低聚古羅糖醛酸是指經對褐藻酸進行降解包括酸降解、酶降解、氧化降解、超聲波降解及其它降解方式和pH分級得到的低聚古羅糖醛酸。
6 將組合低聚糖用作一種具有選擇性排除重金屬離子的食品添加劑。
全文摘要
一種組合低聚糖，其特徵是它含有低分子羧甲基殼聚糖、低聚半乳糖醛酸和低聚古羅糖醛酸中的任意兩種或全部，依次按它們的質量比10.1－100.1－10在常溫條件下經溶解、過濾、醇沉、烘乾、混合和粉碎進行製備。本發明產品所用原料均是來源於天然的多糖或其衍生物，具有良好的選擇性排除重金屬離子效果，且無毒副作用，對人體必需元素如鈉、鉀、鈣、鎂、鐵等無明顯影響，可長期使用。本發明產品可作為一種具有選擇性排除重金屬離子的食品添加劑，方便地應用於兒童喜愛的各種食品如果凍、軟糖、QQ糖、乳製品包括酸奶、奶粉、乳酸菌飲料和冰淇淋等，也可以用來製成片劑、散劑、顆粒劑和膠囊等各種口服保健食品。
文檔編號C07C59/00GK1518897SQ03139190
公開日2004年8月11日 申請日期2003年9月1日 優先權日2003年9月1日
發明者趙峽, 於廣利, 呂志華, 管華詩, 趙 峽 申請人:中國海洋大學