CN109381500B

CN109381500B - 一种辣根组合物及其用途

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Publication number: CN109381500B
Application number: CN201710666789.8A
Authority: CN
Inventors: 李晓龙; 朱志鹏; 李欣; 邓李桂
Original assignee: Shenzhen Fushan Biotechnology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Fushan Biotechnology Co ltd
Priority date: 2017-08-07
Filing date: 2017-08-07
Publication date: 2021-08-24
Anticipated expiration: 2037-08-07
Also published as: CN109381500A

Abstract

本发明涉及一种辣根组合物及其在制备用于促使硫代葡萄糖苷转化成异硫氰酸酯的酶产品中的用途。

Description

一种辣根组合物及其用途

技术领域

本发明提供了一种辣根组合物及其在制备用于促使硫代葡萄糖苷转化成异硫氰酸酯的酶产品中的用途。

背景技术

癌症是全球发病和死亡的主要原因，对人民生命健康造成巨大威胁，给社会发展带来了沉重的经济负担。在对抗癌症的漫长过程中，人们于1976年提出了癌症化学预防的概念，是指利用天然的或者合成的化学物质来预防、减缓或逆转癌症发生发展的策略。萝卜硫素（Sulforaphane, SFN），又称莱菔硫烷，化学名为1-异硫氰酸-4-甲磺酰基丁烷，属于异硫氰酸酯类，是迄今为止蔬菜中发现的最强的抗癌成分。针对萝卜硫素的分子作用机理研究及细胞实验结果进一步显示，萝卜硫素通过调控II相酶活性对I相酶代谢物或外来物进行代谢脱毒等多种途径起到与癌症化学预防相同或相似的作用（参考文献Myzak MC,Dashwood RH. Cancer Lett., 2006, 233:208-18.）。

萝卜硫素作为一种异硫氰酸酯类，化学性质不稳定、易降解。为了方便储存、运输和使用，通常萝卜硫素以其前体形式—萝卜硫苷进行产品化开发和利用。多种十字花科植物中含有萝卜硫苷，其中芸薹属甘蓝种变种西兰花（Brassica oleracea L.var.italicPlanch.）的芽苗中萝卜硫苷含量远高于其他植物以及自身成熟组织（参考文献Fahey JW,Zhang Y, Talalay P. Proc Natl Acad Sci U S A., 1997, 94:10367-72.），常作为植物提取来源。在植物体中，作为前体形式的萝卜硫苷存在于液泡中，与位于特定蛋白体中的β-硫苷酶被生物膜系统分隔。植物组织细胞在提取或加工时被破坏后，萝卜硫苷与酶接触就会启动硫苷快速水解，得到包含萝卜硫素、萝卜硫腈在内的多种生物分解产物（参考文献Latté KP, Appel KE, Lampen A. Food Chem Toxicol., 2011, 49:3287-309.）。因此，为了防止酶降解损失，现有技术中通常在加工工艺对植物中的β-硫苷酶进行灭活处理以减少萝卜硫苷的损失。

虽然对植物中的β-硫苷酶进行灭活有利于产品中萝卜硫苷的保存，但是萝卜硫苷在生物体内需要转化为萝卜硫素才能发挥出防癌抗癌活性。根据文献报道，萝卜硫苷主要通过人体肠道中保加利亚杆菌、双歧杆菌等肠道益生菌群所含有的β-硫苷酶—黑芥子酶（myrosinase）转化为萝卜硫素，进而被人体吸收并继而发挥一系列作用。本发明人在研究中意外发现，由于个体差异性，萝卜硫苷的体内转化效率并不理想而且差异较大，通常可在10%-50%左右变化，大部分萝卜硫苷并未能转化为萝卜硫素被吸收。因此，如果能提高萝卜硫苷向萝卜硫素转化的效率，可能有助于更好地发挥其抗癌和防癌作用。

为了防止萝卜硫苷在体外提取工艺中被降解损失，现有技术在提取富集之前往往需要采取灭酶处理；另一方面，对于提取富集的萝卜硫苷产品，又需要考虑如何保证其在体内有效地发挥生物活性。目前市场上的产品为了提高萝卜硫苷的有效利用率，常单独或混合采用以下两种方法：1）直接添加含有未灭活的富含β-硫苷酶的十字花科植物组织（如金莲花种子粉等），增加产品中β-硫苷酶的含量；2）控制灭活工序中的灭活程度，利用残留的β-硫苷酶用于转化萝卜硫苷生成萝卜硫素。虽然这些方法可以在一定程度上使产品的萝卜硫苷利用率提高，但都存在各自的问题。方法1）中直接添加未灭活的富含β-硫苷酶的十字花科植物组织，由于β-硫苷酶作为一种酶先天就具有不稳定性，室温条件下易失去活性，随着产品放置时间的增加，产品原有的萝卜硫苷利用率迅速随着β-硫苷酶的失活而快速下降。方法2）中，由于萝卜硫苷与β-硫苷酶往往共存于同一组织，存在产品放置期间β-硫苷酶就直接将萝卜硫苷转化为萝卜硫素进而造成降解损失的问题；另一方面，若残留β-硫苷酶较多则萝卜硫苷降解损失较大，残留β-硫苷酶较少则萝卜硫苷利用率又不足；并且该方法也同样面临着由于β-硫苷酶较快失活而萝卜硫苷利用率下降的问题。

中国专利申请200810210355.8提出采取添加外源性β-硫苷酶及其酶活化剂（如抗坏血酸）的手段，直接增加肠道中β-硫苷酶的总量并辅以活化β-硫苷酶，促使产品中萝卜硫苷在体内高效转化为萝卜硫素。然而，β-硫苷酶作为一种酶先天就具有不稳定性，室温条件下易失去活性。因此酶的提取和相应储存运输需要的条件较为苛刻，导致一般含酶产品成本较高且储运不便，难以广泛应用。

在中国专利申请201610501285.6中提出了功能性低聚糖与萝卜硫苷的组合物，即，采用外源性加入的功能性低聚糖提高萝卜硫苷向萝卜硫素的转化率。然而，该方法受到功能性低聚糖相对用量较大的限制，另一方面，转化率仍需进一步提高。

因此，现有技术迫切需要提供一种能保证硫代葡萄糖苷转化成异硫氰酸酯，特别是保证萝卜硫苷体内有效转化为萝卜硫素的产品和方法。

发明内容

辣根的拉丁学名为Armoracia rusticana.，属于十字花科植物。辣根具有特殊的强烈辛辣气味，主要应用在调味品中。另一方面，辣根虽然含有黑芥子酶（即β-硫代葡萄糖苷水解酶），但其淀粉、纤维等含量过高，且含有大量其他作用的蛋白酶（如辣根过氧化物酶），使得提取分离的成本高而效率低，因此辣根不适合作为黑芥子酶的制备来源。

本发明人经过大量试验发现，采用淀粉和明胶可以显著改善辣根的利用性并且改善辣根来源的黑芥子酶的稳定性。为此，在本发明的第一个方面，提供了一种辣根组合物，其包含下列组分：

a. 辣根汁或辣根浆；

b. 淀粉；和

c. 明胶。

在本发明中，所述辣根汁或辣根浆优选来自新鲜辣根。辣根汁是指榨取新鲜辣根获得的汁液，不含纤维等固体成分，通常可以通过过滤等固液分离手段将固体分离；辣根浆则是指包含固体成分的浆液，通常可由简单粉碎制得。

优选地，本发明的辣根组合物为微囊形式。

优选地，在本发明的辣根组合物中，组分a、b和c的重量比为(1~100) : (2~50) :(0.1~5)；更优选地，组分a、b和c的重量比为(10~100) : (2~20) : (0.1~0.5)；特别优选地，组分a、b和c的重量比为(10~60) : (2~10) : (0.1~0.5)。在一个示例性的优选实施方案中，所述组分a、b和c的重量比为30:6:0.3。在一些特别优选的实施方案中，组分c与b的重量比为1:10。

优选地，本发明所述的辣根组合物是通过喷雾干燥工艺制得的。

在一些优选的实施方案中，本发明的辣根组合物还另外含有硫酸盐；优选地，所述硫酸盐选自硫酸钠、硫酸钾、硫酸铵、硫酸钙和硫酸镁。特别优选地，所述硫酸盐为硫酸钠。在一些优选的实施方案中，所述硫酸钠的含量为占组合物总重的1%至15%，更优选2%至12%，特别优选3%至10%、4%至9%。

在本发明的第二个方面，还提供了一种制备上述辣根组合物的方法，所述方法包括将各组分混合后进行喷雾干燥。

在本发明的第三个方面，还提供了本发明的所述辣根组合物在制备用于促使硫代葡萄糖苷转化成异硫氰酸酯的酶产品中的用途。优选地，所述硫代葡萄糖苷为萝卜硫苷，所述异硫氰酸酯为萝卜硫素。

在本发明的第四个方面，提供了一种促使硫代葡萄糖苷转化成异硫氰酸酯的方法，包括向包含硫代葡萄糖苷的待处理组合物中加入本发明所述的辣根组合物。优选地，所述硫代葡萄糖苷为萝卜硫苷，所述异硫氰酸酯为萝卜硫素。

在本发明的第五个方面，提供了一种组合物，其包含：a）辣根汁或辣根浆；b）淀粉；c）明胶；和d）功能性低聚糖。其中组分a、b、c和d的重量比为(1~100) : (2~50) : (0.1~5):(0.1~100)；优选地，组分a、b、c和d的重量比为(1~100) : (2~50) : (0.1~5): (0.5~50)；更优选地，组分a、b、c和d的重量比为(1~100) : (2~50) : (0.1~5): (1~50)。特别优选地，组分a、b、c和d的重量比为(10~100) : (2~20) : (0.1~0.5) : (1~50)。

在本发明的第六个方面，提供了一种组合物，除了上述组分a、b、c和d外还包含萝卜硫苷。本发明人惊奇地发现，本发明的上述辣根组合物可以特别有效地提高萝卜硫苷向萝卜硫素转化的效率。

在本发明的一些优选实施方案中，还可以在本发明辣根组合物的组成中增加功能性低聚糖，即，所述辣根组合物除了辣根汁或辣根浆、淀粉和明胶（以及任选的硫酸盐）以外，还可以含有功能性低聚糖。所述功能性低聚糖是那些不能被人体胃肠道消化吸收、能完整进入大肠的非消化性低聚糖。所述功能性低聚糖优选选自低聚果糖、大豆低聚糖、低聚半乳糖、低聚木糖、低聚异麦芽糖、低聚乳果糖、环糊精、壳寡糖、菊粉及其组合；尤其选自低聚果糖、低聚木糖、低聚半乳糖、低聚乳果糖和低聚异麦芽糖；特别优选低聚木糖和低聚果糖，最优选低聚木糖。实验表明，添加了功能性低聚糖可以更好地提高硫代葡萄糖苷向异硫氰酸酯的转化、特别是萝卜硫苷向萝卜硫素的转化。

所述功能性低聚糖的含量可以占所述辣根组合物总重量的0.1%至80%、1%至70%、3%至60%、5%至50%、10%至40%。

具体实施方式

实施例

制备实施例1. 喷雾干燥辣根组合物（淀粉明胶喷雾酶粉）的制备

1）制取辣根汁：取新鲜辣根，切碎，榨取汁液，过滤得到辣根汁；

2）取30 mL辣根汁，加入6 g淀粉搅拌溶解后，再加入0.3 g明胶，搅拌均匀，160℃喷雾干燥即得。

制备实施例2. 喷雾干燥辣根组合物（淀粉明胶喷雾酶粉）的微囊包合率测定

为了确定喷雾干燥辣根组合物（酶粉）形成了微囊结构，通过检测辣根汁中与酶粉表面洗脱的对应色谱峰峰面积差异，间接推断形成的微囊对辣根汁中黑芥子酶的包合情况（假设辣根汁中所有成分的微囊包合率相等）。

取0.100 g实施例1粉末，定量溶解于10 mL水中，HPLC检测萝卜硫素浓度，测得异硫氰酸酯总峰面积为904。

另取0.100 g实施例1粉末用10 mL二氯甲烷洗涤去除表面未包合的萝卜硫素后，定量溶解于10 mL水中，HPLC检测萝卜硫素浓度，同理测得异硫氰酸酯总峰面积为753，包合率为83%（包合率% = 洗涤后异硫氰酸酯总峰面积/未洗涤异硫氰酸酯总峰面积×100%）。

制备实施例3. 冷冻干燥辣根组合物（淀粉明胶冻干酶粉）的制备

2）取30 mL辣根汁，加入6 g淀粉搅拌溶解后，再加入0.3 g明胶，搅拌均匀，冷冻干燥即得。

制备实施例4. 喷雾干燥辣根组合物（淀粉高明胶喷雾酶粉）的制备

2）取30 mL辣根汁，加入6g淀粉搅拌溶解后，再加入0.6 g明胶，搅拌均匀，160℃喷雾干燥即得。

制备实施例5. 喷雾干燥辣根组合物（硫酸钠淀粉明胶喷雾酶粉）的制备

2）取30 mL辣根汁，加入6g淀粉搅拌溶解后，再加入0.6 g明胶和0.19g硫酸钠，搅拌均匀，160℃喷雾干燥即得。

制备实施例6. 喷雾干燥辣根组合物（硫酸镁淀粉明胶喷雾酶粉）的制备

2）取30 mL辣根汁，加入6g淀粉搅拌溶解后，再加入0.6 g明胶和0.19g硫酸镁，搅拌均匀，160℃喷雾干燥即得。

制备实施例7. 喷雾干燥辣根组合物（硫酸钠淀粉明胶喷雾酶粉+低聚木糖1）的制备

2）取30 mL辣根汁，加入6g淀粉搅拌溶解后，再加入0.6 g明胶和0.19g硫酸钠，搅拌均匀，160℃喷雾干燥；

3）喷雾干燥粉与3 g低聚木糖直接混合即得。

制备实施例8. 喷雾干燥辣根组合物（硫酸钠淀粉明胶喷雾酶粉+低聚果糖）的制备

3）喷雾干燥粉与3 g低聚果糖直接混合即得。

制备实施例9. 喷雾干燥辣根组合物（硫酸钠淀粉明胶喷雾酶粉+低聚木糖2）的制备

3）喷雾干燥粉与6.8 g低聚木糖直接混合即得。

酶活力稳定性测试

为了评估上述酶粉组合物中黑芥子酶的稳定性，取上述实施例1、7、8、9制得的喷雾干燥辣根组合物，另外分别取淀粉冻干酶粉、淀粉喷雾酶粉以及明胶喷雾酶粉作为对照品（分别按照实施例1或2的方法制备，只是分别不加明胶或淀粉），加入干燥剂，密封于铝箔袋中放入加速实验稳定箱中以45℃、75 %湿度放置7天。

为了比较放置后的酶粉酶活力差异，我们减少酶粉用量使酶解反应难以短时间达到反应终点。取0.1 g酶粉，加入7.2 g西兰花提取物（自制，萝卜硫苷含量13%）和30 mg维生素C，溶解于人工胃液中（按《中国药典》2015版配制并调节pH至3.5，用于模拟餐后胃液条件），40℃水浴反应，在30 min取样检测萝卜硫素相对转化率，通过萝卜硫素相对生成率反映酶的相对活力和稳定性。实验结果如下面表所示：

表1 酶粉黑芥子酶活力和稳定性评价实验结果

从实验结果来看，制备实施例1、4、5、6、7、8、9制得的喷雾干燥辣根组合物即表现出显著较高的稳定性和酶活力（生成率）。

添加的硫酸盐种类对酶粉的酶活力稳定性影响

我们发现，在喷雾过程中添加少量硫酸盐对淀粉明胶酶粉活性及稳定性有有利影响。同样地，为了比较酶粉的酶活力差异，我们控制酶粉用量使酶解反应难以短时间达到反应终点。为此设计了3组实验：对照组（不添加硫酸盐，制备实施例4）；硫酸镁组（添加有硫酸镁，制备实施例6）；硫酸钠组（添加有硫酸钠，制备实施例5）。制备当天测一次酶活力（具体方法同上面加速试验酶活力测试），各组酶粉放入药品稳定性实验箱中，温度设置为45℃，湿度为75 %，定时取出用同样的方法测酶活力，比较3组酶粉的酶稳定性，结果如下。

表2 硫酸盐对酶粉酶活力稳定性影响实验数据

由上表结果可知：添加硫酸盐的组在制备当天酶活力相对对照组有一定程度的降低，但是在加速试验一周后发现，添加了硫酸盐的酶粉活性下降速度要比未添加组明显变慢，且添加了硫酸钠的酶粉稳定性较好。这表明硫酸盐对于本发明的喷雾干燥辣根组合物中的黑芥子酶具有延缓酶活力降低的作用。

酶产品的萝卜硫素生成率测试

为了评估含有辣根组合物的酶产品在实际使用条件下转化萝卜硫苷生成萝卜硫素的能力，取上述制备实施例9制得的喷雾干燥辣根组合物，按照以下配方制备了酶产品。

表3 酶产品配方组成

取0.90 g上述酶产品样品，溶解于80 mL人工胃液中（按《中国药典》2015版配制并调节pH至3.5，用于模拟餐后胃液条件），40℃水浴反应，在30、60 min取样检测萝卜硫素相对转化率，通过萝卜硫素相对转化率反映酶的相对活力和稳定性。实验结果如下面表所示：

表4 酶产品黑芥子酶活力评价实验结果

由上表可知：含有辣根组合物的酶产品在实际使用条件下可以快速地将大量萝卜硫苷转化为萝卜硫素。

Claims

1.一种微囊形式的辣根组合物，其包含下列组分：

a）辣根汁或辣根浆；

b）淀粉；

c）明胶；和

d）功能性低聚糖；

其中所述辣根组合物还另外含有硫酸钠，并且所述硫酸钠的含量为所述组合物总重的1%至15%；

其中组分a、b、c和d的重量比为(1~100) : (2~50) : (0.1~5): (0.1~100)；并且所述辣根组合物是通过喷雾干燥工艺制得的。

2.权利要求1所述的辣根组合物，其中组分a、b、c和d的重量比为(10~100) : (2~20) :(0.1~0.5) : (1~50)。

3.制备根据权利要求1或2所述的辣根组合物的方法，包括将各组分混合后进行喷雾干燥。

4.权利要求1至3中任一项所述的辣根组合物在制备用于促使硫代葡萄糖苷转化成异硫氰酸酯的酶产品中的用途。

5.权利要求4所述的用途，其中所述硫代葡萄糖苷为萝卜硫苷，所述异硫氰酸酯为萝卜硫素。

6.一种促使硫代葡萄糖苷转化成异硫氰酸酯的方法，包括向包含硫代葡萄糖苷的待处理组合物中加入权利要求1或2所述的辣根组合物。