專利名稱：一種組合低聚糖及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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制備方法和在食品中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)化發(fā)展和都市化進(jìn)程的不斷加快，重金屬離子的污染已成為現(xiàn)代文明社會(huì)中嚴(yán)重危害人類生命健康的危險(xiǎn)因素之一，其中以鉛污染對人類生命健康的威脅最為嚴(yán)重。工業(yè)廢氣、汽車尾氣、含鉛用品、食品和塵土及長期吸煙等不良習(xí)慣都是鉛污染的重要來源。鉛被吸收到人體以后，由于它可以在人體各組織器官中蓄積，特別是易在骨骼中蓄積(約占體內(nèi)蓄積鉛的85-90％)，從而對人體的骨髓、造血系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)造成嚴(yán)重?fù)p害。同時(shí)，鉛對人體消化系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)等也有較大損傷。鉛對神經(jīng)系統(tǒng)的損害主要表現(xiàn)為引起末梢神經(jīng)炎，出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和感覺異常。如果侵入體內(nèi)的鉛隨血液循環(huán)進(jìn)入腦組織，便會(huì)引起小腦和大腦皮質(zhì)細(xì)胞的損傷，并干擾腦部正常的代謝活動(dòng)，從而出現(xiàn)頭痛、頭暈、疲乏、記憶力減退、失眠等癥狀，并且常伴有食欲不振、胃腸炎、腹瀉、便秘、腹痛等消化系統(tǒng)癥狀，嚴(yán)重者可發(fā)展到神經(jīng)錯(cuò)亂，甚至休克和死亡。世界衛(wèi)生組織(WHO)認(rèn)為環(huán)境毒物中對兒童威脅最大的是鉛。由于大氣中的鉛常在1米以下的高度聚集，與兒童呼吸帶高度一致，且兒童由于生長發(fā)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(shù)倍，而另一方面兒童鉛的排泄率僅為成人的2/3。因此嬰幼兒和兒童對鉛的易感性強(qiáng)，吸收率和蓄積性高，經(jīng)生活接觸進(jìn)入機(jī)體的途徑多，故鉛對嬰幼兒和兒童的危害遠(yuǎn)高于成人。鉛對嬰幼兒的生長發(fā)育、智力和認(rèn)知功能、神經(jīng)行為和學(xué)習(xí)記憶等腦功能都會(huì)造成嚴(yán)重的損傷。目前，我國兒童血鉛超標(biāo)問題極其嚴(yán)重，全國血鉛含量超過100ug/L相對安全標(biāo)準(zhǔn)的兒童比例在61％以上，部分城市甚至達(dá)到85％。在防治鉛中毒，特別是在排除體內(nèi)鉛離子方面，目前應(yīng)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)、青霉胺(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(yǎng)素類等排鉛制劑。但EDTA、CaNa2EDTA類藥物由于它們會(huì)引起機(jī)體內(nèi)鈣離子的流失和干擾其它金屬元素的代謝，并引起鉛在大腦中的重新分布，同時(shí)還需采用靜脈注射等原因而限制了它的應(yīng)用；BAL、DMSA等二巰基類藥物穩(wěn)定性差、易氧化，而且使用不便、治療費(fèi)用較高；其它排鉛制劑大多具有一定的副作用，選擇性差，在排鉛的同時(shí)，對人體內(nèi)的一些必需元素如鈣、鋅、鐵等也明顯排出。一些中藥和營養(yǎng)素等排鉛制劑雖毒副作用較小，但排鉛效果欠佳。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種組合低聚糖及其制備方法和應(yīng)用，用它制備的產(chǎn)品能克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)和不足。
一種組合低聚糖，其特征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(zhì)量比依次為1∶0.1-10∶0.1-10。
一種組合低聚糖的制備方法，其特征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(zhì)量比，在常溫條件下經(jīng)溶解、過濾、醇沉、烘干、混合和粉碎進(jìn)行制備。
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(fā)明產(chǎn)品具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)本發(fā)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，并根據(jù)它們的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和理化性質(zhì)進(jìn)行復(fù)配后在人工胃液和人工腸液中均呈溶解狀態(tài)；(2)本發(fā)明產(chǎn)品可形成具有適宜空隙和分子構(gòu)象的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可按離子半徑大小對金屬離子進(jìn)行分辯，使其對鉛、鎘、鋇、汞和鍶的結(jié)合能力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對鈣，鎂的結(jié)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(fā)明產(chǎn)品所用原料均是來源于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)由于本發(fā)明產(chǎn)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(yīng)用于兒童喜愛的各種食品如果凍、軟糖、QQ糖、乳制品包括酸奶、奶粉、乳酸菌飲料和冰淇淋等，也可以制成片劑、散劑、顆粒劑、膠囊等各種保健食品，從而可廣泛用于鉛等重金屬離子的污染和中毒的防治，尤其是對兒童鉛中毒的預(yù)防和治療具有重要的實(shí)際意義。
具體實(shí)施例方式
下面通過一些具體的實(shí)施例來對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
實(shí)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(zhì)，再用95％乙醇沉淀，經(jīng)脫水后于40℃下真空干燥，粉碎為80目即得本發(fā)明的組合低聚糖。
實(shí)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(shí)施例1操作即得。
實(shí)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(shí)施例1操作即得。
實(shí)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(shí)施例1操作即得。
實(shí)施例5稱取本發(fā)明的組合低聚糖1.5g，與1.0g卡拉膠混合后，在攪拌條件下慢慢加入至70mL水中溶解，加入0.2g磷酸氫鈣，并加熱煮沸5min。將15g白砂糖加入至20g蘋果汁中，加熱溶解后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(zhì)機(jī)中進(jìn)行均質(zhì)，再采用真空脫氣機(jī)對均質(zhì)后的膠漿液進(jìn)行脫氣處理，70℃時(shí)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，然后經(jīng)85℃滅菌后，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(shí)施例6稱取本發(fā)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，加水混合均勻后加入0.3g單甘酯乳化劑，攪拌均勻后加熱至65℃，在40MPa壓力下均質(zhì)，使粒子充分微細(xì)化后于80℃下滅菌25min，迅速冷卻至2-4℃，放入老化缸中老化12h，然后冷卻至-2℃，強(qiáng)制攪拌凝凍20min后，倒入成型模中，于-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(shí)施例7稱取本發(fā)明的組合低聚糖3.0g和0.5g淀粉，加水后緩緩加熱攪拌成糊狀物。再取9g白砂糖和7g液體葡萄糖混合后，加熱至160℃，不斷攪拌下慢慢沖入上述糊狀物中，慢慢加熱至116℃后倒入模具中，冷卻后切片即得具有選擇性排除鉛等重金屬離子作用的軟糖。
實(shí)施例8稱取本發(fā)明的組合低聚糖2.0g和淀粉2.5g、糖粉3.0g，經(jīng)充分混合后用75％的乙醇制軟材，然后過12目不銹鋼篩進(jìn)行制粒、于50-60℃下干燥后通過14目不銹鋼篩整粒。再加入1％的硬脂酸鎂和滑石粉，充分混合均勻后按一般壓制片芯要求進(jìn)行壓片，使得片芯具有適宜的硬度。將壓制得到的素片用糖漿和滑石粉進(jìn)行交替包粉衣層15-18層，包糖衣層10-15層，最后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(fā)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(fā)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(jīng)水解得到的低聚半乳糖醛酸；本發(fā)明所述低聚古羅糖醛酸是指經(jīng)對褐藻酸進(jìn)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。
由于低聚古羅糖醛酸分子鏈呈雙折疊螺旋狀，分子鏈間具有適宜的空隙，且因分子鏈內(nèi)氫鍵的相互作用，它對鉛、鎘、鋇、汞和鍶的結(jié)合能力比對鈣、鋅的結(jié)合能力要高得多。本發(fā)明采用降解和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(luò)合能力進(jìn)一步加強(qiáng)；果膠和枸杞提取物中存在聚半乳糖醛酸的衍生物，本發(fā)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(qiáng)于果膠及枸杞提取物，且低聚半乳糖醛酸對人體無毒副作用，對人體必需元素?zé)o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(luò)合能力，但由于其水不溶性而限制了它的廣泛應(yīng)用。殼聚糖經(jīng)羧甲基化并經(jīng)降解制成的低分子羧甲基殼聚糖，由于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(luò)合能力也進(jìn)一步加強(qiáng)，應(yīng)用起來也更為方便。
本發(fā)明產(chǎn)品對重金屬離子的排除效果及安全性評價(jià)試驗(yàn)1 對荷鉛小鼠的排鉛作用試驗(yàn)結(jié)果將組合低聚糖用水配制成3％的溶膠，給藥時(shí)按劑量折算成體積后，直接用溶膠灌胃。取60只健康小鼠，雌雄各半，19-22g，隨機(jī)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(jìn)食標(biāo)準(zhǔn)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，其余4組腹腔注射醋酸鉛重蒸餾水溶液10mg/Kg·d，連續(xù)染毒7d，小鼠恢復(fù)3d后開始給藥。連續(xù)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將小鼠處死后，取股骨、肝臟和全血，血液及組織用硝酸-高氯酸消化后用原子吸收儀測定鉛的含量。試驗(yàn)期間每5d記錄小鼠體重一次。各組試驗(yàn)數(shù)據(jù)測定值均以X±S表示，各組間均數(shù)比較采用t檢驗(yàn)方法。試驗(yàn)結(jié)果表明小鼠服用組合低聚糖15d后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(yàn)在結(jié)束時(shí)正常對照組與模型對照組的小鼠體重?zé)o顯著性差異，組合低聚糖低、中、高三個(gè)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?zé)o影響。
2 體外對鉛的絡(luò)合試驗(yàn)結(jié)果取4ml不同濃度的用人工腸液(pH＝6.8)溶解的組合低聚糖，然后慢慢加入1ml硝酸鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液(20mg/ml)，加入至離心管中，經(jīng)漩渦振蕩后，放于37℃搖床中振搖4小時(shí)。然后8000rpm離心10min，取2ml上清液按雙硫腙法測定鉛含量。試驗(yàn)結(jié)果表明組合低聚糖對鉛離子的結(jié)合容量可高達(dá)3.76mmol/g。
3 對不同金屬離子的吸附試驗(yàn)結(jié)果分別取50mg組合低聚糖加入到Tris-HCl(pH＝7.4)緩沖液中，經(jīng)漩渦振蕩充分溶解后，定量加入等摩爾濃度的不同金屬離子標(biāo)準(zhǔn)溶液，室溫振搖24小時(shí)，離心后取上清液進(jìn)行金屬離子含量測定。其中Pb2+、Ba2+、Cd2+、Cu2+和Mn2+采用原子吸收法(島津AA-670)測定；Hg2+采用冷原子熒光法(YYG-2型測汞儀)測定；Fe2+采用鄰啡羅啉比色法測定；Ca2+、Mg2+采用EDTA絡(luò)合滴定法測定；吸附率(％)＝(吸附前濃度—吸附后濃度)/吸附前濃度×100。試驗(yàn)結(jié)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(yàn)結(jié)果取小鼠20只，每只小鼠分三次間隔8h于一日內(nèi)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(dāng)于15.0g/Kg體重，觀察兩周，小鼠的體重、外觀、行為活動(dòng)未出現(xiàn)任何異常，也未出現(xiàn)死亡情況。小鼠口服的LD50未能測出。
權(quán)利要求
1 一種組合低聚糖，其特征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(zhì)量比依次為1∶0.1-10∶0.1-10。
2 一種組合低聚糖的制備方法，其特征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(zhì)量比，在常溫條件下經(jīng)溶解、過濾、醇沉、烘干、混合和粉碎進(jìn)行制備。
3 按照權(quán)利要求1-2所述的組合低聚糖，其特征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(quán)利要求1-2所述的組合低聚糖，其特征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(jīng)水解得到的低聚半乳糖醛酸。
5 按照權(quán)利要求1-2所述的組合低聚糖，其特征是所述低聚古羅糖醛酸是指經(jīng)對褐藻酸進(jìn)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，其特征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(zhì)量比10.1－100.1－10在常溫條件下經(jīng)溶解、過濾、醇沉、烘干、混合和粉碎進(jìn)行制備。本發(fā)明產(chǎn)品所用原料均是來源于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(fā)明產(chǎn)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(yīng)用于兒童喜愛的各種食品如果凍、軟糖、QQ糖、乳制品包括酸奶、奶粉、乳酸菌飲料和冰淇淋等，也可以用來制成片劑、散劑、顆粒劑和膠囊等各種口服保健食品。
文檔編號(hào)C07C59/00GK1518897SQ03139190
公開日2004年8月11日 申請日期2003年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月1日
發(fā)明者趙峽, 于廣利, 呂志華, 管華詩, 趙 峽 申請人:中國海洋大學(xué)