CN101836725A - 红曲渣产品在制备降血脂保健食品方面的应用 - Google Patents
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Abstract
红曲渣产品在制备降血脂保健食品方面的应用，本发明涉及红曲液态发酵工艺提取红色素后剩下的红曲菌丝体在制备降血脂保健食品方面的应用。研究发现红曲霉经液体深层发酵后，用60～70％乙醇提取红曲红色素后，剩余的红曲霉菌丝体具有降血脂的作用，可作为食品或食品添加剂，用于制备预防动脉粥样硬化等心血管疾病的食品或保健食品。通过高脂饲料喂养大鼠导致高脂血症的动物模型检测，证明用这些产品制成的饼干对高脂饲料喂养的动物有明显的降低血清总胆固醇的作用，特别是可以降低血清低密度脂蛋白胆固醇，升高血清高密度脂蛋白胆固醇，可用于预防高脂血症及动脉粥样硬化等疾病。
Description
技术领域 本发明涉及采用红曲液态发酵工艺提取红色素后剩下的红曲渣产品在制备降血脂保健食品方面的应用。
背景技术 红曲霉的应用在中国已有上千年历史，它是生产红曲酒、红曲米、功能性红曲和天然色素的主要菌种。近年来，随着人们对合成食品添加剂和化学药物对人体毒副作用的认识，世界各国掀起了食用绿色食品和使用天然药物的热潮，红曲作为药食兼用的天然制品，引起了极大的关注。自1979年，日本学者远藤章从红曲霉(monaseusruber)中发现洛伐他汀生理活性物质后，引起全世界科学家的关注，1980～1990年代红曲功能性研究达到高峰，红曲的降血脂、降胆固醇、降血压、降血糖、抗菌性等功能相继被发现。美国默克公司开发成功第一个用于临床的洛伐他汀调血脂药物，于1987年上市，目前他汀类药物己成为高血脂、冠心病人的首选药物，降脂药已成为世界第二大治疗药物，洛伐他汀1976年首先是从土曲霉中提取，目前销售的他汀类产品主要是从土曲霉中提取或化学合成，但实验研究表明，功能红曲比纯洛伐他汀的调节血脂能力更强，更安全。我国是红曲出口大国，1990年代年出口量达4000吨，我国己开发了一批以红曲为原料的保健食品。
红曲目前的生产工艺主要是为提取红曲红色素而设计，一般均是选择优质大米为原料，采用现代生物技术分离出优质的红曲霉菌，再经液体深层发酵，产生红曲发酵产物，这些产物经过脱水，压干等工艺，用60~70％乙醇提取红色素，通常这些提取工艺提纯红色素后连红曲中降血脂成分洛伐他汀也一起提走，剩下的渣留下来的洛伐他汀极少或几乎没有，这一生产过程中会产生大量的红曲菌丝废渣，这些废渣一般视为无用废弃物丢弃掉，这不仅造成了环境的污染，更是对资源的极大浪费。我们在对东莞天益生物科技公司生产的两批红曲霉废渣的检测中发现，其废渣虽然没有找到能特异性对抗抑制HMC-CoA还原酶活性的洛伐他汀，但红曲霉废渣中的还有脂肪酸和多糖类成分，采用这些废渣进行降血脂的动物实验研究，发现这些废渣的提取物也有很好的降血脂作用，特别是这些废渣的提取物有非常显著的降低血清胆固醇的作用及升高高密度脂蛋白的作用，提示了这些提取了红曲红色素的废弃物，应该是预防动脉粥样硬化的一种非常好的食品或食品添加剂，进一步的研究我们发现，把这些废渣经进一步提纯后，作为食品添加剂添加进饼干成分中，对含有20％红曲渣生产出的饼干进行降血脂的动物实验观察，也证明了这些饼干有明显的降低血清胆固醇的作用及升高高密度脂蛋白的作用，是一种预防动脉粥样硬化等心血管疾病的良好的保健食品。
发明内容 发现及证明了采用大米等原料用红曲霉经液体深层发酵后，产生的红曲发酵产物，该产物经用60～70％乙醇提取红曲红色素后，剩余的红曲霉菌丝体渣具有降血脂的作用，可作为食品或食品添加剂，用于制备预防动脉粥样硬化等心血管疾病的食品或保健食品。
本发明提到的红曲霉菌丝体渣(简称为红曲渣)可以通过下述方法制备：
方法1：取大米等原料用红曲霉经液体深层发酵7到10天后，产生的红曲霉发酵的液体产物，通过压榨机把水分压去，然后，60～70％乙醇提取红色素，提取完红色素的渣，烤干，按每公斤加入1％的醋酸0.1～0.5升，在25℃室温下维持24小时以上，按总重量5～8倍加水提取，提取两次，每次1小时，回收两次提取液。浓缩为干膏，粉碎为细粉，室温保存即可。
方法2：取大米等原料用红曲霉经液体深层发酵7到10天后，产生的红曲霉发酵的液体产物，通过压榨机把水分压去，然后，60~70％乙醇提取红色素，提取完红色素的渣，烤干，按每公斤加入1％的碳酸氢钠0.1~0.5升，在25℃室温下维持24小时以上，按总重量5～8倍加水提取，提取两次，每次1小时，回收两次提取液，浓缩为干膏，粉碎为细粉，室温保存即可。
方法3：取大米等原料用红曲霉经液体深层发酵7到10天后，产生的红曲霉发酵的液体产物，通过压榨机把水分压去，然后，60~70％乙醇提取红色素，提取完红色素的渣，烤干，按总重量5～8倍加水提取，提取两次，每次1小时，回收两次提取液。浓缩为干膏，粉碎为细粉，室温保存即可。
本发明按上述方法提取的红曲渣产品，可作为饼干添加剂加入饼干的生产配方中，生产出含有红曲渣的饼干食品或保健食品，供有心血管疾病的患者预防动脉粥样硬化及冠心病作为健康食品应用。在饼干产品的添加量在5～30％范围，以10～20％为佳。
本发明按上述方法提取的红曲渣产品，可作为饮料添加剂加入饮料的配方中，生产出含有红曲渣的饮料，供有心血管疾病的患者预防动脉粥样硬化及冠心病作为健康食品应用。在饼干产品的添加量在5～30％范围，以10～20％为佳。
具体实施方式：
实施例一：
高脂血症，即血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白(LDL)的增高以及高密度脂蛋白(HDL)的降低，是脂代谢紊乱的标志，也是动脉粥样硬化(AS)、心脏病、中风和脂肪肝的主要危害因素之一，而动脉粥样硬化又与心血管的发病率和病死率紧密联系[1-2]。随着我国居民膳食结构的变化，血液中长期过高的胆固醇、甘油三脂以及血管壁上过多的脂类容易被自由基氧化，形成脂质过氧化物质，在血管壁上沉积，从而导致动脉粥样硬化。本研究用高脂乳剂灌胃建立大鼠高脂模型，给予红曲产品灌胃，连续28d，末次灌胃后禁食12h，不限饮水，眼眶取血。检测血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)和高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)含量，将其与正常大鼠、高血脂大鼠及阳性对照组血脂康大鼠各项指标比较，观察红曲渣产品和含20％红曲渣的饼干对高血脂大鼠血脂的影响。现报告如下。
1材料与方法
1.1实验药物
1.1.1高脂乳剂的组成：5％胆固醇、1％胆酸钠、0.5％丙基硫氧嘧啶
动物油：(新鲜猪肠油炼制)
维生素D3：(上海通用药业股份有限公司，批号：081003)
胆固醇：(国药集团化学试剂有限公司，批号：F20090324)
脱氧胆酸钠：(北京奥博星生物技术有限责任公司，批号：20090305)
丙基硫氧嘧啶：(广东华南药业集团有限公司，批号：090201)
1.1.2红曲渣产品：按前面发明专利方法3进行：取大米等原料用红曲霉经液体深层发酵7到10天后，产生的红曲霉发酵的液体产物，通过压榨机把水分压去，然后，60~70％乙醇提取红色素，提取完红色素的渣，烤干，按总重量5～8倍加水提取，提取两次，每次1小时，回收两次提取液。浓缩为干膏，粉碎为细粉，室温保存即可。
1.1.3阳性对照药：血脂康：(北京北大维信生物科技有限公司，批号：20081117)
1.2实验动物及分组
①实验动物：由广东省医学实验动物中心提供的成年SD品系雄性大鼠50只，体重150～200g，医学实验动物合格证号：0051207。动物单笼喂养，使用基础饲料(钙含量为1.33％，磷含量0.95％)。
②剂量分组：
实验设阴性对照组、模型对照组，血脂康阳性对照组，红曲渣产品组和20％红曲渣饼干组共5个组，每组10只动物。
1.3高脂乳剂的配制：
将50g胆固醇和10g胆酸钠分别加入到1，2-丙二醇200ml中混匀，再加入吐温8050ml混匀；向混悬液中加入5g丙基硫氧嘧啶混匀，最后与猪油500g充分混匀制得高脂乳剂混悬液，置4℃冰箱保存备用5ml·kg-1·d-1灌胃，建立高脂大鼠实验模型。
1.4实验方法：
实验环境下大鼠适应性饲养1个月后开始实验。空腹12h称重，将大鼠的体重应用Microsoft Excel产生随机数列，并利用产生的随机数列进行随机分组，根据体重随机分成5组，每组10只。
每组均给予标准饲料喂养，阴性对照组灌服蒸馏水，其余各组给予高脂乳剂灌服，灌胃容量均为5ml/kg。同时分别以蒸馏水，血脂康，红曲产品组配制成糊剂灌胃，20％红曲渣饼干组每天给予红曲饼干和正常饲料各半，连续灌服38d，动物自由进食和饮水，每隔6d称量体重1次。
实验第39d到42d，所有大鼠均不采取任何灌胃步骤，仅使用标准饲料喂养。
实验第43d到45d，除阴性对照组外，其余组大鼠均用维生素D3灌胃，20万单位/ml。灌胃剂量为5ml/kg。
实验第45d到49d，观察大鼠给维生素D3后的状态。
实验第50d到68d，重复实验第1d到38d的操作步骤。于实验第69d空腹12h于心脏取血，测定血清TC、TG、HDL-C、LDL-C值。
1.5主要仪器与试剂：
ELx 800通用型全自动酶标仪
总胆固醇测定试剂盒(中生北控生物科技股份有限公司，批号：090871.200908)
甘油三酯测定试剂盒(中生北控生物科技股份有限公司，批号：093271.200908)
低密度脂蛋白胆固醇测定试剂盒(中生北控生物科技股份有限公司，批号：090241.200904)
高密度脂蛋白胆固醇测定试剂盒(中生北控生物科技股份有限公司，批号：090261.200906)
1.6饲养条件
大鼠在温度为20℃～23℃、相对湿度为40％～60％的实验环境中饲养。
1.7数据处理：
实验数据均用x±s表示，采用SPSS12.0统计软件包分析，采用OneWay ANVOA分析，差异显著性检验水准为0.05。
2结果
2.1红曲产品对高脂模型动物体重的影响
表1红曲产品对高脂模型动物体重的影响(x±s，n＝10)
*：P＜0.05，**：P＜0.01vs对照组；△：P＜0.05，△△：P＜0.01vs模型组
各组大鼠体重随时间均有增加趋势。实验第一阶段，模型组及给药组体重均上升比较快，且大部分较之阴性对照组P＜0.05有统计学意义；正常喂养大鼠期间，各组大鼠体重增长趋于一致；实验第43d开始给大鼠进行为期3d的大剂量维生素D3灌胃，大鼠食欲显著下降，除阴性对照组体重继续维持上升趋势外，其余组大鼠体重急剧降低；观察5d后，大鼠开始恢复进食，体重逐渐回升。实验结束时，各组大鼠体重已基本趋于一致，虽然平均体重值较阴性对照组大，但无统计学意义，差异无显著性。
2.2红曲产品对大鼠血脂的影响
红曲产品对大鼠血脂的影响见表2：
表2：红曲产品对大鼠血脂的影响
*：P＜0.05，**：P＜0.01vs对照组；△：P＜0.05，△△：P＜0.01vs模型组
从表2结果可见：与阴性对照组相比，高脂模型组总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇分别升高了约77.8％(P＜0.01)、83.6％(P＜0.01)；甘油三酯明显下降，而高密度脂蛋白胆固醇没有明显影响。与高脂模型组相比，血脂康组总胆固降低了约35.7％(P＜0.01)；红曲渣提取物组总胆固醇降低了约40.05％(P＜0.01)，红曲渣饼干组总胆固降低了约31.8％(P＜0.01)；但三种实验药物降胆固醇作用均未能达到正常水平，与正常对照组比较，差别有明显的显著性(P＜0.01)。
与高脂模型组相比，血脂康组低密度脂蛋白胆固醇减少了约58.3％(P＜0.01)；红曲渣提取物组低密度脂蛋白胆固醇减少了约81.1％(P＜0.01)；红曲渣饼干组低密度脂蛋白胆固醇减少了约59.5％(P＜0.01)；
与高脂模型组相比，血脂康组高密度脂蛋白胆固醇没有显著性升高，红曲渣提取物组高密度脂蛋白胆固醇升高了约34.0％(P＜0.01)；红曲渣饼干组高密度脂蛋白胆固醇升高了约34.0％(P＜0.01)。
与高脂模型组相比，血脂康组、红曲渣提取物组和红曲渣饼干组对甘油三酯没有明显影响，但与正常对照组比较，模型组及三组用药组的血清甘油三酯均比对照组要低，差异具有显著性(P＜0.01)。
3讨论
3.1高脂动物模型
本实验可以看出，我们建立的高脂模型是成功的。从大量的文献[3-6]可知，形成高脂血症模型的配方很多，根据本次实验所造高脂模型，三次采血测定的结果表明，模型组大鼠的总胆固醇水平明显高于对照组。但甘油三酯水平反而下降，而高密度脂蛋白水平变化却不大。这可能与大鼠的种类、生存环境及饲养方法、饮食如高脂乳剂内猪油及胆固醇的含量等有关。研究发现[7]，抗甲状腺代谢药丙硫氧嘧啶可促使造模成功，胆酸盐可加强胆固醇的吸收。胆盐和丙硫氧嘧啶都可以不同程度地促进高脂血症模型的形成，将二者联合运用到高脂血症模型配方中，很快即可以形成理想的高脂血症模型。
3.2.阳性对照药血脂康
本实验采用血脂康作为阳性对照药，是基于所研究的红曲产品亦为中药性质，而血脂康[8]是一种有效成分明确，作用机制清楚，疗效稳定，安全有效，毒副作用小的纯天然中药，近十年来临床上广泛应用且被证明具有肯定疗效的纯中药降脂制剂，血脂康[9]主要含有他汀类的成分-洛伐他汀。相关研究证实其除了良好的调脂作用外，还有全面的调脂以外的作用，包括：抑制动脉粥样硬化的形成、对血管内皮细胞功能的保护作用[10-11]、对血管平滑肌细胞增殖迁移的抑制作质在肝脏沉积的抑制作用和改善血液流变学的作用等。
从血清脂蛋白检测结果可知，血脂康较模型组可显著降低总胆固醇的含量，并升高高密度脂蛋白胆固醇水平。对高脂血症有不错的预防和治疗作用。
经过前人及本实验所验证，血脂康富含羟甲基戊二酰辅A(HMG-CoA)还原酶抑制剂(洛伐他汀)，具有显著而良好的调脂作用。
代谢途径表明，人体自身合成胆固醇需经过一系列代谢过程，其中关键就是羟甲基戍二酰辅酶A(HMG-CoA)在其还原酶(HMG-CoA-R)的作用下生成甲羟戊酸，再进一步合成胆固醇。红曲产品中的Monacolin K作为一种抑制胆固醇合成的活性物质[12]，正是HMG-CoA还原酶的竞争性抑制剂，且和HMG-COA还原酶的亲和力高出HMG-COA数千倍，Monacolin K对该酶发生竞争性的抑制作用，从而就阻断了合成胆固醇的通路，起到治疗与预防心脑血管疾病的作用。除使血浆Ch浓度降低外，还通过增高apo B.E(载脂蛋白)受体活性，而降低血浆含有LDL、IDL(中密度蛋白)及VLDL(极低密度蛋白)的血浆脂蛋白的浓度，代偿性地增高LDL受体的活性，结果促进血浆中LDL的清除，并增加抗动脉粥样硬化的HDL，从而降低血浆中胆固醇浓度的目的[13]。
红曲霉能产生另外一种降血压物质，即γ-氨基丁酸(GABA)，GABA能作用于脊髓的血管运动中枢，有效促进血管扩张，并能改善脂质代谢，防止动脉硬化。
3.3红曲渣提取物及20％红曲渣饼干对高脂动物模型有效
本实验发现，采用本发明专利方法提取的红曲渣产品，在用60~70％乙醇提取红色素后，经我们用高效液相色谱法检测已经没有找到洛伐他汀成分，采用这些红曲渣灌胃给高脂大鼠进行观察，发现对高脂饲料喂养的动物也有明显的降低血清总胆固醇的作用，特别是可以降低血清低密度脂蛋白胆固醇，升高血清高密度脂蛋白胆固醇，这些作用对预防动脉粥样硬化具有十分有益的作用。
20％红曲渣饼干喂养高脂大鼠，也发现对高脂饲料喂养导致高脂血症的动物也有明显的降低血清总胆固醇的作用，特别是20％红曲渣饼干也可以降低血清低密度脂蛋白胆固醇，升高血清高密度脂蛋白胆固醇，这些作用对预防动脉粥样硬化也具有十分有益的作用，提示我们可以利用红曲渣的提取物生产可供健康人群预防冠心病服用，也可提供给有高脂血症等心血管疾病的病人预防动脉粥样硬化等疾病应用。
综上所述，红曲渣产品以及用红曲渣制备的饼干具有降胆固醇、降血脂等作用，营养丰富，使用安全、副作用小等多种优势，可制成药物或保健食品，特别是饼干及饮料，具有极为广阔的市场空间。尤其红曲保健食品的市场容量很大，从现今功能红曲所占的市场份额看，红曲保健食品的市场亟待进一步开发。
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Claims (8)
1.红曲液态发酵工艺提取红色素后剩下的红曲渣产品在制备降血脂保健食品方面的应用。
2.如权利要求1所述的红曲渣产品，其特征是指该产品是指采用红曲液态发酵的发酵产物，经用60～70％乙醇提取红曲红色素后，剩余的红曲霉菌丝体的渣，这种渣产品具有降血脂的作用，可作为食品或食品添加剂，用于制备预防动脉粥样硬化等心血管疾病的食品或保健食品。
3.如权利要求1所述的红曲渣产品，其特征是可以通过下述方法制备：取大米等原料用红曲霉经液体深层发酵7到10天后，产生的红曲霉发酵的液体产物，通过压榨机把水分压去，然后，60～70％乙醇提取红色素，提取完红色素的渣，烤干，按每公斤加入1％的醋酸0.1～0.5升，在25℃室温下维持24小时以上，按总重量5～8倍加水提取，提取两次，每次1小时，回收两次提取液。浓缩为干膏，粉碎为细粉，室温保存即可。
4.如权利要求1所述的红曲渣产品，其特征是可以通过下述方法制备：取大米等原料用红曲霉经液体深层发酵7到10天后，产生的红曲霉发酵的液体产物，通过压榨机把水分压去，然后，60～70％乙醇提取红色素，提取完红色素的渣，烤干，按每公斤加入1％的碳酸氢钠0.1～0.5升，在25℃室温下维持24小时以上，按总重量5～8倍加水提取，提取两次，每次1小时，回收两次提取液，浓缩为干膏，粉碎为细粉，室温保存即可。
5.如权利要求1所述的红曲渣产品，其特征是可以通过下述方法制备：取大米等原料用红曲霉经液体深层发酵7到10天后，产生的红曲霉发酵的液体产物，通过压榨机把水分压去，然后，60～70％乙醇提取红色素，提取完红色素的渣，烤干，按总重量5～8倍加水提取，提取两次，每次1小时，回收两次提取液。浓缩为干膏，粉碎为细粉，室温保存即可。
6.如权利要求1所述的红曲渣产品在制备降血脂保健食品方面的应用是指在采用红曲渣产品生产饼干，饮料方面的应用。
7.如权利要求3所述的采用红曲渣产品生产的饼干，其特征是红曲渣产品的添加量为5～30％。
8.如权利要求3所述的采用红曲渣产品生产的饮料，其特征是红曲渣产品的添加量为5～20％。
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