CN1104890A - 阳离子络合的多糖 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种新型、不溶于水的、阳离子络合的
阴离子多糖、它易分散在含水溶媒中形成一种低粘度
可吸收的组合物,本发明的一个重要方面就是提供了
可加热灭菌的这种组合物,而且,本发明不溶于水的、
阳离子络合的阴离子多糖不会或很少增加这种液态
组合物的粘度,这种液态组合物含有至少一种选处蛋
白质、肽类和氨基酸中的组分。本发明的另一方面涉
及一种给人服用止泻组合物的方法,所述的止泻组合
物含有至少一种分散在含水溶媒中的不溶于水的阳
离子络合的阴离子多糖。这些组合物可用作提高胃
肠功能(包括肠功能)和通过胃肠道增加对有机营养
素,无机营养素和水的吸收的营养方法。
Description
本发明涉及改良的可吸收液体,更具体地说,本发明涉及的这种液体提供了一种低粘度组合物,它在其它物质中用于个体吸收而使肠功能正常化。此外,本发明还涉及新的阳离子络合的多糖及其制备和用于上述可吸收液体中的方法。
营养疗法(包括使用营养素或药物)是改善和/或保持正常和医学上有损害的哺乳动物包括在人的营养和健康状况的一种方式。人们知道给哺乳动物使用液体营养方法常常会伴生称之为不耐受性的各种胃肠紊乱。最普遍的胃肠紊乱是肠功能的失调如便秘和腹泻。腹泻能导致体液或电解质的不平衡和营养不良,肠功能的异常是指对营养和水吸收的失调,从而引起便起便秘或腹泻反应。曾推荐过多种使便肠胃功能正常化并减少伴随液体营养疗法的腹泻失调的方式,这些方式有药理的,外科的和营养的方法,但是,尽管使用了减少腹泻失调的方法的任一种,腹泻失调仍是伴随液体营养疗法的一个常见副作用。
一种使胃肠功能正常化的营养方法包括富集了来源于植物的食物纤维的液体营养物,目前可得到多种类型的食物纤维,食物纤维基本上通过小肠不被酶所消化,它是一种天然和必需的轻泻剂,食物纤维是本领域熟练技术人员所熟知的一个术语,它包括非淀粉多糖和木质素,这些都不被胃肠道酶分泌物所消化。这类纤维的例子有纤维素;半纤维素,果胶,树胶,粘浆,木质素和年龄和类型的不同的不同植物的木质素,推荐用来富集液体营养素的植物来源食物纤维素成分包括水中溶解度和结肠微生物区系发酵力不同的四类纤维。在现在技术中所述的这四类纤维是溶解-发酵型,溶解-不发酵型,不溶-发酵型和不溶-不发酵型。
水不溶-发酵型的食物纤维包括大豆多糖,它已被用于营养液中。但,近来研究表明与不含纤维的液体营养相比,富集大豆多糖纤维的液体纤维素在减少腹泻失调方面不具有显著的统计学意义,研究者认为“在这项研究中纤维的添加对腹泻仅仅有一具较小的非显著性作用。”(Tube Feeding-Related Diarrhea in Acutely Ⅲ Patients by P.A,Guenter et,al.The Journal ofParenteral and Enteral Nutrition;Vol 15,No,3,pp、277-280 (1991))
水不溶且不发酵型食物纤维包括豌豆纤维,米糖纤维和燕麦壳纤维,这些纤维被推荐用于肠功能正常化,特别是与其它类型食物纤维中的一种合用,例如,一种商业上可得到的品名为Ultracal的纤维富集的液体营养物已由Mead-Johnson Nutrionals,Bristol-Myers Squibb,Evansville,Indiana的一个部门出售,它是一种含有大豆多糖和燕麦壳纤维的组合物。
水溶-不发酵型食物纤维包括所有的纤维素衍生物,如羧甲基衍生物,它们也已被推荐其它类型食物纤维中的一种和用来使肠功能正常化。
水溶-发酵型食物纤维包括果胶,欧车前,阿拉伯胶,角叉藻聚糖,瓜尔,角豆等。
角叉藻聚糖是一种商业上最普遍的用作胶体乳液稳定剂的食物纤维的产品。
现业已表明在把水溶性果胶加到一种不含纤维的液体营养物中它可以抵抗健康人体的腹泻失调。本文中所用的“术语”果胶或可包括选自水果胶和果胶盐中的一种或多种聚半乳糖醛酸盐。果胶包括果胶酸,果胶酯酸和果胶酯酸盐。实验动物也已证明果胶能显著促进肠适应大量小肠的切除,然而,由于大量的实际问题富集果胶的液体营养物在商业上没有成功。营养液一般用各种加热方法如巴氏灭菌和高压灭菌处理来灭菌,现有技术中的果胶富集的营养液在这种加热处理后已表现出流变学和热力学不稳定性,“流变学不稳定性是指该液体粘度上不可接受的增加,包括连续相的凝胶。”热力学不稳定性“是指该液体中组分的沉淀或凝固导致的不稳定扩散,所用的果胶是水溶的,营养液中发现的该果胶与蛋白质,肽类和氨基酸的结合加剧了粘度的增加,当使用如一只鼻胃管的一种小口径输注装置来输入营养液时,由于营养液流动不受液体高粘度或液体组分的沉淀或凝结的限制变得非常重要,上述加剧粘度增加的问题就变得尖锐化,现有技术中的富集纤维的营养液在灭菌之后的一个特殊问题就是导致粘度的显著增加。另一个因素是在口腔消化营养液条件下,营养液必须味感好并无砂粒感。前面已经提到“用不溶型纤维配制一种好味道高含量纤维的酒类实际上是不可能的”。Food Technology,1987年1月,第74-75页。
许多出版物中描述了已经做过的把食物纤维加到营养酒类和其它饮料中的尝试,在美国专利4,988,530中把一种阿拉伯树胶和水溶果胶混合物加到水果和蔬菜饮料中,加入阿拉伯树胶是由于对饮料粘度影响最小。然而,因为所需的浓度超出了FDA所允许的限度而不能单独使用阿拉伯树胶,这项专利中所用的高甲氧基果胶具有大于50%优选大于70%的酯化度并且是在不产生凝胶的浓度和水溶性固体含量和PH的条件下使用的。
美国专利4,959,227公开了含有水不溶和水溶型两种食物纤维的脱脂牛奶液体食品。水不溶型纤维是纤维素纤维,水溶型纤维是植物树胶和其衍生物如角豆胶;柑桔果胶、低和高甲氧果胶,黄蓍胶,琼脂,角叉藻聚糖,黄原胶,瓜尔胶,藻酸盐。
Greenberg的欧洲专利公开号0483072 A2公开了一种含有水解的或溶性纤维,特别是瓜尔豆胶或果胶的营养全食组合物。
美国专利4,198,400公开了把原果胶和一种纤维素型食物纤维加到水重配的果汁或汤类组合物中,其中把纤维素型的食物纤维进行包裹以使其更易水溶并可提高口感。
美国专利5,104,677公开了含有一种脂肪原料和一种食物纤维体系的营养液产品。
在本发明之前,仍需要降低与服用营养液体相关的腹泻的失调的发生的食物纤维,特别用于营养液中,如肠制剂。现有技术已在正常人体和实验动物体上证实这类制剂中水溶果胶的功效,但考虑到该制剂的粘度和稳定性而没有进行实际应用。
以前人们没有推荐阳离子络合的矿物富集的食物纤维,包括钙络合的果胶,用于营养液或营养液疗法。相反人们却认为因为在所要求的加热处理之后这些组合物受到最终产品的增稠或凝固,果胶由于这些技术原因而不能成功地用于肠制剂中,也没有人建议把矿物质富集的纤维,包括钙络合的果胶用于改善哺乳动物包括成人,儿童和有部分胃肠道被切除的婴儿的胃肠功能。本发明涉及一种营养液,用于改善正常的和医学上有损害的哺乳动物包括成人,儿童和婴儿的胃肠功能,这些营养液也用来减少给哺乳动物包括人治疗性服用营养液所引起的腹泻失调,以及减少因身体关况如手术缩短肠所引起的腹泻失调。在这些情况下,对个体来说有效吸收营养和水份是很困难的并且在这种状况下腹泻失调经常伴随于对固体或液体营养的摄取。
本发明的另一方面涉及食物纤维富集的营养液,它用来改善正常的和医学上有损害的哺乳动物包括成人,儿童和婴儿的营养状况和健康时可任意服用或用一只肠饲管直接输注到胃肠系统中,加到补给组合物中的纤维用量可随个体需要和组合物被口服或肠用的不同来变化。所以该组合物中纤维含量可随每日想要摄取的组合物的量的不同来变化,我们已经发现把一种不溶于水的,阳离子络合的阴离子多糖纤维加到一种含有肽类,蛋白类或氨基酸类的其它营养性全液体食品组合物中能够控制腹泻并能改善胃肠功能,同时保留该食品组合物的低粘度特性。
本发明是一种新的不溶于水的、阳离子络合的阴离子多糖,它易扩散在含水溶媒中形成一种可摄取的低粘度组合物。这些多糖对人体有止泻功效。本发明的另一方面是它提供一种含有这种不溶于水的、阳离子络合的阴离子多糖的可加热灭菌的可摄取组合物。这些不溶于水的阳离子络合的阴离子多糖是新的,在常用于产品灭菌的加热处理过程中或之后对饮料的粘度,口味,颜色或凝固没有或有不明显的影响。而且,这种水溶于水的,阳离子络合的阴离子多糖不会或稍许增加含有至少一种选自蛋白类、肽类和氨基酸类中的液体的粘度。
本发明还有一方面涉及一种给动物特别是人服用一种止泻组合物的方法,它包括给所述的人服用一种有效用量的所述止泻组合物,该组合物含有至少一种扩散于含水溶媒中的不溶于水的,阳离子络合物的阴离子多糖。本发明一方面提供了一种治疗动物包括人失重或腹泻的方法,它包括由肠给该动物施用一种治疗有效量的不溶于水的阳离子络合的阳离子多糖,这种疗法特别适用于被外科手术切除部分胃肠道的动物。这种组合物用于改善胃肠功能包括肠功能,加强胃肠道对营养和水份的吸收并减少由肠功能异常所引起的腹泻。
本发明另一方面提供一种制备不溶于水的,阳离子络合的阴离子多糖的方法,它包括在一个高强度混合器中混和一种基本上水溶的阴离子多糖,水和一种阳离子源到总固体含量约30%到70%。在优选实施方案中把所述的基本上水溶的阴离子多糖用水湿润到总固体含量约为30%到70%,加入一种阳离子源,水湿润阴离子多糖原料到总固体含量约为30%到70%,加入一种阳离子,然后混合。
本发明的另一方面提供一种低粘度,能加热灭菌的可吸收液,它含有一种阳离子络合的阴离子多糖和至少一种选自氨基酸,肽类和蛋白质中的组分。
本发明也提供一种低粘度的补给组合物,它含有“可提供大约为总热量的1-99%的碳水化合物;可提供大约为总热量1-99%的蛋白质,肽类或氨基酸;可提供大约为总热量的1-99%含有必需脂肪酸的脂类;维生素;矿物质;水;以及至少一种基本上不溶于水的阳离子络合的阴离子多糖。在一个优选实施方案中碳水化合物提供总热量的20-85%;蛋白质,肽类或氨基酸提供总热量的10-30%以及含有脂肪酸的脂类提供总热量的2-50%。相同的组合物可在脱水条件下制备,然后准备使用时再进行水合。
与多糖络合的阳离子为金属离子,蛋白质,肽类,氨基酸,寡肽类,阳离子或氨基功能化的多糖,阳离子或氨基功能化的合成聚合物及其混合物。与多糖络合的阳离子优选来源于选自于碱土金属盐,碱金属盐和过渡金属盐及其化合物中的一种金属离子,优选的盐为钙、镁、锌或铁盐。本文中所用的术语“盐”包括无机盐、无机氧化物,无机氢氧化物以及有机盐。当用一种金属离子作阳离子时,优选于钙、铁、镁、锌、钾、钠、铝、铜和锰及其混合物中。更为优选的金属离子为选自于钙、铁、锌和镁中。最佳的阳离子为钙离子,也可使用两种或多种金属阳离子混合物。但是,如果使用了一种单价金属阳离子时,最好含有一种象钙离子的二价金属阳离子。当使用这种混合物时,金属阳离子中之一最好为钙离子。用于实施本发明的金属盐的例子包括,但不限定于,硫酸钡,水杨酸铋,醋酸钙,磷酸钙,已二酸钙,铝氢化钙,铝酸钙,抗坏血酸钙,DL-天冬酰胺钙,天冬氨酸钙,苯甲酸钙,DL-苹果酸氢钙,丁酸钙,异丁酸钙,已酸钙,碳酸钙,酪蛋白酸钙,纤维素二糖酸钙,氯化钙,柠檬酸钙,磷酸二氢钙,甲酸钙,富马酸钙,半乳糖酸钙,葡庚糖酸钙,葡糖酸钙,谷氨酸钙,甘油酸钙,甘油磷酸钙甘氨酸钙,甘醇酸钙,庚酸钙,已酸钙,磷酸氢钙,氢氧化钙,碘化钙,2-酮-D-葡糖酸钙,5-酮-D-葡糖酸钙,乳酸钙,乳磷酸钙,月桂酸钙,乙酰丙酸钙,碳酸镁钙,肌醇六磷酸镁钙,苹果酸钙,马来酸钙,丙二酸钙,甲二磺酸钙,辛酸钙,油酸钙,草酸钙,氧化钙,棕榈酸钙,磷酸钙,正磷酸钙,3-二氧磷基-D-甘油酸钙,二氧磷基胆硷氯化钙,丙酸钙,焦磷酸钙,D-蔗糖钙,山梨酸钙,琥珀酸钙,蔗糖钙,亚硫酸钙,酒石酸钙,磺酸钙,四膦酸钙,硫酸钙,硫代硫酸钙,三羟基戊二酸钙(Ca trihydroxygluterate),色氨酸钙,醋酸亚铁,醋酸铁,醋酸铁氢氧化物,铝酸铁,氯化铁铵,柠檬酸铁铵,硫酸亚铁铵,L-天冬氨酸铁,苯甲酸铁,碳酸亚铁,碳酸亚铁蔗糖盐,氯化亚铁,氯化铁,胆碱柠檬亚铁,胆碱柠檬酸铁,胆碱硬脂酸铁,柠檬酸亚铁,葡聚糖铁,甲酸亚铁,甲酸铁,富马酸亚铁,葡糖酸亚铁,甘油磷酸铁,次磷酸铁,乳酸亚铁,马来酸铁,辛酸亚铁,辛酸铁,油酸铁,草酸亚铁,草酸亚铁二水合物,草酸铁,磷酸亚铁,草酸铁钾,酒石酸铁钾,焦磷酸铁,柠檬酸铁钠,草酸铁钠,焦磷酸铁钠,琥珀酸铁,硫酸亚铁,硫酸铁,D-酒石酸亚铁,酒石酸铁,戊酸铁,醋酸镁,乙酰水杨酸镁,已二酸镁,磷酸镁铵,硫酸镁铵,抗坏血酸镁,天冬氨酸镁,苯甲酸镁,丁酸镁,碳酸镁,氯化镁,柠檬酸镁,磷酸二氢镁,甲酸镁,富马酸镁,葡庚糖酸镁,葡糖酸镁,L-谷氨酸镁,甘油磷酸镁,甘氨酸镁,磷酸氢镁,正磷酸氢镁,氢氧化镁,碱式碳酸镁,乳酸镁,月桂酸镁,苹果酸镁,马来酸镁,丙二酸镁,扁桃酸镁,硝酸镁,油酸镁,草酸镁,氧化镁,磷酸镁,丙酸镁,焦磷酸镁,琥珀酸镁,硫酸镁,磺酸镁,酒石酸镁,色氨酸镁,醋酸锌,已二酸锌,氯化锌铵,硫酸锌铵,抗坏血酸锌,天冬氨酸锌,异丁酸锌,溴化锌钙,碳酸锌,氯化锌,柠檬酸锌,甲酸锌,富马酸锌,葡庚糖酸锌,葡糖酸锌,甘油磷酸锌,甘氨酸锌,庚酸锌,庚糖酸锌,磷酸氢锌,氢氧化锌,乳酸锌,月桂酸锌,亚油酸锌,苹果酸锌,马来酸锌,硝酸锌,辛酸锌,油酸锌,氧化锌,棕榈酸锌,磷酸锌,一元磷酸锌,三元磷酸锌,正磷酸锌,丙酸锌,焦磷酸锌,丙酮酸锌,树脂酸锌,糖精酸锌,山梨酸锌,琥珀酸锌,硫酸锌,酒石酸锌,色氨酸锌,酪氨酸锌,戊酸锌,和异戊酸锌,优选的盐为钙盐,如氯化钙,氢氧化钙,醋酸钙,丙酸钙,氧化钙,葡糖酸钙,乳酸钙,碳酸钙和硫酸钙。
可用作阳离子的蛋白质,肽类,寡肽类,氨基酸和糖蛋白的例子包括,但不限于,凝胶,酪蛋白,白蛋白,乳清,大豆,P物质,速激肽,作用于血管肠多肽,生长激素,血清素,胃泌素,胰岛素,肠胃泌素,胃泌素释放肽,胰酶(Pancreatzymin),甲状旁胰激素,韩蛙皮素,肠促胰液素,缩胆囊素,胰酶,生长激素抑制素,促甲状腺素释放因子,胃动素,神经降压素,galanin,YY肽,五肽促胃液素,抑胃多肽,精氨酸,谷氨酰胺,亮氨酸,组氨酸,丙氨酸,赖氨酸,酪氨酸,苯丙氨酸,色氨酸,L-丙氨酰基,-L-丙氨酰基-L-谷氨酰胺,N-乙酰-L-谷氨酰胺,丙氨酰基-L-酪氨酸,甘氨酰基-酪氨酸,甘氨酰基(glycyl)-L-谷氨酰胺,免疫球蛋白,抗体以及乳酸铁蛋白。在实施本发明中也可使用这些蛋白的化学或酶水解产物,在大多数情况下,仅仅把蛋白质,肽类,寡肽类,氨基酸和糖蛋白与一个或多个金属阳离子合用。用于与蛋白质组合的一个或多个金属阳离子至少一种最好为钙离子。阳离子或氨基功能化多糖的例子有壳多糖,脱乙酰壳多糖,阳离子瓜尔胶和阳离子淀粉。阳离子或氨基功能化的合成聚合物的例子有胆甾酪胺,聚乙烯亚胺,聚噁唑啉,聚酰胺基胺和阳离子聚丙烯酰盐或阳离子的聚丙烯酰胺。这些阳离子或氨基功能化的聚合物可与一个或多个金属阳离子合用。
不溶水的阳离子络合的阴离子多糖是选自羧酸化,硫酸化或磷酸化的阳离子多糖,最优选的为羧化多糖如藻酸盐,果胶,阿拉伯树胶,刺梧桐树胶,黄蓍胶,印度胶,欧车前,亚麻籽,秋葵,黄原胶,ge-llan,羧甲基纤维素,羧甲基瓜尔胶,羧甲基淀粉和透明质酸,硫酸化多糖的例子有角叉聚糖,硫酸软骨素,硫酸皮肤素,硫酸乙酰肝素,硫酸角质素,角质素,肝素和硫酸纤维素,磷酸化多糖的例子有磷酸化纤维素,酵母甘露聚糖,磷酸化葡聚糖和磷酸化淀粉,更一般地说任何一种与阳离子试剂结合而不溶的阴离子多糖或者阴离子多糖混合物都可以使用,带中性多糖瓜尔胶,淀粉,菊粉,羟丙基纤维素,甲基纤维素,或甲基羟丙基纤维素,角豆,葡聚糖,糊精,硬葡聚糖,出芽短梗孢糖,curdlan、乙基纤维素,或合成聚合物如聚(乙烯醇),聚(乙烯吡咯烷酮),聚(环氧乙烷)和聚(丙二醇)的阴离子多糖混合物也可使用,在实施本发明中用作原料的阴离子多糖中,如果需要的话,抗衡阳离子最好为钠离子,钾离子或氢离子。优选的阴离子多糖来自果胶多糖,优选的果胶多糖具有低于约45%,较好为低于30%左右,更好为低于15%左右,最好、低于5%左右的甲基或乙酰基酯化度。一些象甜菜果胶的果胶类也有乙酰基团。果胶多糖的聚合度最好最低值为50左右并优选大于150左右,用相应粘度测量法测得与果胶多糖分子量有关关的DP值最好最低值为8800道尔顿并优选大于26,400道尔顿,其它阴离子多糖有相似的分子量标准。
根据使用的不同,本发明的低粘度可吸收的组合物具有1,000cps或更小,优选500cps或更小,最好为100cps或小粘度,可用约100每秒的剪切速率测得。有时使用中,粘度为35cps或更小。优选用法中粘度为100cps或更小。这些粘度值是在如巴氏杀菌或消毒的加是处理之前和之后对可吸收液体的测得。在通过管给患者服用的液体时中优选较低的粘度,某种口服饮料中可接受较高的粘度,通过管服用的肠用液在任何时候,粘度都必须保持在可使患者获得足够营养并且流经管时不阻碍流动的水平。
阳离子与阴离子多糖的络合物产物基本上不溶于水,并且甚至于加热灭菌后对可吸收组合物来说粘度产生较小的增长。这种增长小于1000cps较好为小于100cps,最好小于25cps。
优选的组合物可由果胶多糖和钙盐制成,形成本发明的不溶于水的络合物需要钙盐的量取决于果胶组份和钙盐的性质。所加的钙与果胶中的无水半乳糖醛酸的摩尔比一般在0.05到1.5之间时,在钙与无水半乳糖醛酸的优选摩尔比为0.1到0.6之间时,阳离子络合的阴离子多糖的水不溶度大于70%左右。
阳离子络合的阴离子多糖基本上几乎不溶于水。一般至少有50%的阳离子络合的阴离子络多糖是不溶于水的。优选,至少60%的阳离子络合的阴离子多糖是不溶于水。更为优选的是至少70%的该阳离子络合的阴离子多糖是不溶于水的。最佳为至少80%该阳子络合的阴离子多糖不溶于水。
本发明的另一特征在于这种不溶于水的阳离子络合的阴离子多糖基本上不含非衍生的纤维素。优选它们含有低于20%非衍生纤维素(按重量计)。较优选的是它们含有低于10%的非衍生的纤维素,(按重量计)。更为优选的是它们含有低于5%的非衍生纤维素(按重量计)。最为优选的是它们含有低于1%的非衍生纤维素(按重量计)。
这种不溶于水的阳离子络合的阴离子多糖的另一个特征在于其干燥的凝结颗粒的平均大小在4筛目到400筛目,即4750微米到38微米之间,优选该凝结颗粒的平均大小在1000微米到50微米之间。更为优选的是该凝结颗粒的平均大小在500微米到50微米之间,最为优选的凝结颗粒的平均大小在250微米到75微米之间。将其加入一种含水溶媒中时,该干燥的凝结颗粒容易扩散并解聚放出易扩散在该含水溶媒中的较小颗粒。在含水溶媒中所释放出的较小颗粒具有小于100微米的中值粒径,更为优选的是,优选的是它们具有小于50微米的中值粒径。它们具有小于25微米的中值粒径,最为优选的是,它们具有小于15微米的中值粒径。
一些不溶于水的阳离子络合的阴离子多糖是可发酵的。按照本领域熟练技术人员公知的方法来测定纤维的发酵力。在1992年4月29日公开的Greenberg的欧洲专利申请公开书0,483070,A2中可找到一种这类方法。
本发明的优选物质使用常规混合技术就可容易地扩散在营养健康饮料中,特别是如包肠用制剂的营养饮料中。该饮料的粘度和物理外观对用来给该产品灭菌的高温处理稳定。把它掺入肠用制剂而没有显著改变原有的粘度,渗透度或稳定性。本发明的阳离子络合的阴离子多糖能使用的含水溶媒包括日用饮料如牛奶,大豆饮料如豆奶,果汁和果汁饮料如橙汁和苹果汁,肠用液如由Abbott Laboratories的部门Ross Laboratories生产的ENSURE婴儿制剂如由Mead Johnson的产的ENFAMIL,以及再水合的溶液。本发明的物质也能混入使用前用水重配的干燥混和物中。可吸收液体组合物可在每100ml含水溶媒中含有0.1g左右到25g左右的所述多糖。上限是用约100每秒剪切率测时营养液粘度小于1000cps.下限是足以产生有益效果的多糖。在下限时可吸收组合物每100ml含水溶媒含有至少0.1克已扩散的不溶于水的阳离子络合的阴离子多糖,优选至少0.3g/100ml并更为优选至少为0.5g/100ml。在上限时,该可吸收组合物每100ml含水溶媒中最多含有25克已扩散的不溶于水的阳离子络合的阴离子多糖,优选至多为10g/100ml以及更优选至多为5g/100ml,此外,该组合物还可混入许多其它类型的食品,这些食品包括营养条饼干,烤制品,谷物,调味品,水果涂抹食品,肉食涂抹食品,海味涂抹食品,糖果点心甜食,冷冻甜食,冷藏甜食,冰淇淋,酸奶,面包,汤类,布丁类,碳酸饮料,纯化或混合的蔬菜,肉类和水果类,蛋制品,谷产品,奶制品包括风味牛奶,黄油和人造黄油,或者与其它有效和惰性组分如各种药物,粘土、悬浮剂、矫味剂、缓冲剂,颜料剂和甜味剂混合的丸类,粉剂或悬浮液的药物制剂。固体食品含有每份食品中0.1到25克浓度之间不溶于水的阳离子络合的阴离子多糖。
本发明组合物对动物,特别是哺乳动物具有止泻功能。而且,这些组合物对人也具有止泻功效。能受益于治疗性服用本发明的营养液和其它组合物的医学上有损害的哺乳动物的具体类型例子包括患有下列一种或多种疾病,综合症状,解剖疾患或症状的人糖尿病,心血管病,癌症,AIDS或HIV,短肠症,溃疡性结肠炎,肠炎症,克罗恩氏病,肾病,肺病,胃肠道的细菌,病毒或寄生虫感染,胰腺病,创伤,溃汤,腹泻便秘、粪便失禁,稀粪、吸收障碍、瘘管、局部缺血性肠病、痔、口炎性腹泻,Wipple氏病,与抗菌素相关的腹泻,分泌性腹泻,渗透性腹泻,乳糖不耐受性,放射性肠炎,回肠造口术,憩室炎,骨质疏松症,矿物质缺乏症,肥胖或婴儿急腹痛。
优选的不溶于水的阳离子络合的阴离子多糖是固体/高强度湿润碾磨工艺制备的。基本工艺包括有高强度混料机混合多糖,水和一种阳离子原料,优选的工艺包括用水湿润多糖到总固体含量约30到70%,最好为40%到60%,然后,在阳离子剂存在下用高强度混料机混合,混合后,把该产品照原样扩散在含水溶媒中,或者干燥,可选择性地磨成细粉,然后再扩散在含水溶媒中;可选择的是,本产品在直接使用或干燥前可用水纯化,另一个可选择的步骤是在扩散于食品或药品前将其杀菌。
用水提前湿润多糖能在高强度混料机中进行,或者在另外的能分配性混合高固体制剂的低强度混料机中进行,再把在后一种情况中湿润的混合物转移到高强度混料机中。这种选择只是方便和经济的问题。能分配性混合的低强度混料机的例子包括,但不限于,转鼓式混料机如V型混料机,鼓式桶,双锥型混料机和叶轮式混料机如螺条混料机,行星式混料机,食品混料机/加工机,锥形螺杆混料机和曲拐式混料机。水可任意含有络合阳离子剂并且有任选的其它调控剂如控制PH值的酸或碱。但在一个优选方法中,络合阳离子剂以干粉形式加到高强度混料器中的水湿润的多糖中。
优选的高强度或强剪切混料机是能通过涂抹和剪切作用分散性混合并且最好能在对约0.453-2.27kg(2-4Lbs)产品以178.3卡/秒(1马力)的状态下操作。每千克物质卡/秒(每磅马力)是工业上常用来描述由混料设备传递的强度的术语,它与混和过程中的输给物质的工作能量有关,(参见Plastics Comapounding,1992/1993 Redbook)。当物质的卡/秒/千克(马力/磅)增加时混和强度便增加。中等强度的混料机是在每9.1到13.6kg(20到30Lbs)物质178.3卡/秒的状态条件下而低强度混料机在每68-136kg(150-300Lbs)物质178.3卡/秒的状态下工作。低到中强度的混料机如上所述的转鼓式或叶轮式混和机/混料机可适合于生产适宜的组织化处理或增稠的可吸收液体或固体食品的物质。
高强度混料机可以是批量型的或者连续型的。适宜的批量型高强混料机的例子有由the Ferrel company,Ansonia,Connecticutt制备的Banbury和由Teledyne Specialty Equipment-ReadcoProducts,York,Pennsylvania或Technical Mechine Products,Cleveland,Ohia生产的相似设计的混料机,双滚或多滚磨机也是有效的批量型高强混料机,连续型成套设备是连续型混料机或加工机的常用术语。优选的双螺杆型同速旋转型,固定螺杆型或自动擦洗刀片型是由Teledyne Specialty Equipment Readco Products,APV Chemical Machinery,Inc或Werner&Pfleiderer Corporation,Ramsey,New Jersey制造的。Ferrel公司也生产了一种适宜的连续型混料机/加工机,其中它的高剪切混料部分是由交叉部分类似于Banbury批量型混料机的转子组成,一种设计用来加强商业设备所获得的方便型实验室用高强度混合器是Brabender Prep混合器连接Brabender Plasti Corder驱动器,是由C.W.Brabender Instruments,Inc.South Hackensack,New Jersey生产的,混合设备在充分性/分散性和彻底性/分配性方面的描述和区别能在(1)Plastics Compounding 1992/1993 Redbook第112-113,(2)Perry's ChemicalEngineer's手册,第6版和(3)Polymer Processing by D.H.Morton Jones,Chapman和Hall 1989.第59-101页中找到。
干燥和研制细粉可在许多种设备中进行,选择时要以投资和操作耗费的经济平衡为准。适宜的干燥和在Perry's Chemical Engineering手册,第6版,由Robert H.Perry,Dan Green和James Maloney,McGraw-Hill 1984编辑有描述。它们包括直接接触式批量型和连续型干燥机和间接接触式批量型和连续型干燥机。优选的直接接触干燥机是盘架式和流动床干燥机。优选直接接触连续型干燥机包括气流传送干燥机。连续盘架或带式干燥机和隧道式干燥机,优选间接批量型干燥机包括搅拌盘干燥机,真空回转式干燥机和真空盘架式干燥机。优选间接式连续型干燥机有转鼓式干燥机,螺旋运输干燥机以及振动盘架式干燥机。适当的研粉设备也在Perry's Chemical Engineering手册中有描述。它们包括颌式压碎机,回转压碎机,冲击研磨机,研磨机,旋转切断机,中型磨,中型和大型周缘磨以及流体体能量磨,气流传送干燥机如由Fluid Energy Aljet,Plumsteadville,PA生产的Aljet-Thermajet Flash Dryer是最佳的。
该工艺的适宜之处为(1)在不产生粉尘问题下制成细颗粒物质,(2)一旦干燥就形成低粉尘易扩散的凝结颗粒。低粉尘在商业生产操作中是一个着重考虑的问题,多糖聚合体的粉尘是一个麻烦的问题,它能形成爆炸性空气粉尘混合物,由于物料用水湿润了多糖并表现为粘结块,所以在高强度混料/研磨操作中消除了粉尘,用干燥研磨法获得这样小颗粒物质的尝试将可能产生粉尘问题。由于从小颗粒凝结成大颗粒低粉尘颗粒因而干燥时粉尘最小。干燥凝结物的理想特性是在将其放入水溶媒时它们容易解集并扩散放出较小的原颗粒。
本发明的不溶于水的阳离子络合多糖在动物实验中已发现可改善动物吸收水份的能力,吸收葡萄糖的能力,防止体重减轻,固化粪便并增加肠细胞增殖。
本文所用的术语“全营养”是指一种补给组合物,它含有碳水化合物,蛋白质,肽类和氨基酸,必需脂肪酸,维生素和矿物质,其量为一个人能长时间仅吸收该组合物并获得所提供的每日必需营养。该组合物可加水使其成为液体形式来适于饮用或管饲喂装置使用。另一方面,该组合物可以是如粉状的干燥形态时如营养条(bar)的其它固体食品形状。
本文所用的术语“可吸收”是指所用的或在体内具有一定作用的所有物质。因而它包括不被吸收或被吸收的物质以及不能消化和能消化的物质。
本文所用的术语“灭菌”是指使用的一种减少食品或药品的微生物含量的方法,本文所用的方法是在121℃蒸气热压处理20分钟。术语“加热灭菌”是指使用的加热不使液体组合物的粘度产生不良的增长,并且一旦加热后不使该组合物产生明显的凝结或沉淀。
材料
HM果胶:Genu果胶BB Bapid set来源于Hercules Incorporated,Wilmington Delaware;分子量约为100,000到150,000道尔顿;甲基酯化度在约69%
LM果胶:Genu果胶LM12CGZ来源于Hercules Incorpoarted,Wilmington Delaware;分子量为60,000到100,000道尔顿;甲基酯化度在25-50%之间。
VLM果胶HMW:Genu果胶LM1912CSZ来源于Hercules Incorporated.Wilmington Delaware;分子量为70,000到100,000道尔顿;甲基酯化度约<5%;果胶酸的钠盐或钾盐。
VLM果胶LMW:从Hercules Incorporated,Wilmington,Delaware获得,除分子量为10,000到25,000道尔顿外与VLM果胶HMW组合物相似。
LMA果胶:Genu果胶LM104ASZ来源于Hercules Incorpoorated Delaware;分子量为100,000到150,000道尔顿;甲基酯化度为30-35%;酰胺化度为15-25%
藻酸钠:来源于Aldrich Chemical Company,Milwaukee,Wisconsin#18,094-7
角叉藻聚糖:Kappa-Carrageenan来源于Sigma Chemial Co.st.Louis Missouri#C-1263
明胶A:来源于Sigma Chemical Co,#G-2625
金属盐:来源于下列一个或多个公司:Aldrich Chemical CO.;Pfaltz和Bauer,Inc.Waterbury,Connecticutt;J.T.Baker Inc,Philisburg,New Jersey;Sigma Chemical CO.
商业肠制剂:Ensure
和Osmolite
产品来源于Ross Laboratories,Abbott Laboratories的一个部门,Columbus,Ohio;Isocal
和sustacal
产品来源于Mead Johnson Nutritionals,a Bristol-Myers Squibb Company,Evansville,Indiana;Enercal Plus
产品来源于Wyeth Nutritionals,Inc.a,Wyeth-Ayerst Company,Georgia,Vermont的产品,Vivonex
T-E-N来源于Clinical Products Division,Sandoz Nutrition Corporation,Minneapolis,Minnesota,下表列出了这些肠制剂的营养简状
下表显示了每份Vivonex
-T-E-N中38.2g蛋白质分解成的氨基酸
必需氨基酸 | 38.2g蛋白的百分比 |
L-异亮氨酸 | 8.27 |
L-亮氨酸 | 16.56 |
L-赖氨酸 | 5.10 |
L-蛋氨酸/胱氨酸 | 3.66 |
L-苯丙氨酸 | 5.16 |
L-苏氨酸 | 4.0 |
L-色氨酸 | 1.28 |
L-缬氨酸 | 8.27 |
必需氨基酸的总量 | 52.3 |
非必需氨基酸 | 38.2g蛋白的百分比 |
L-两脚氨酸 | 5.18 |
L-精氨酸 | 7.64 |
L-天冬氨酸 | 4.01 |
L-酪氨酸 | 0.84 |
L-谷氨酰胺 | 12.85 |
L-组氨酸 | 2.36 |
甘氨酸 | 4.01 |
L-脯氨酸 | 4.88 |
L-丝氨酸 | 2.93 |
非必需氨基酸的总量 | 47.7 |
一般方法
水不溶物的测定
按照下列步骤测定水不溶物:把阳离子络合的阴离子多糖以10%wt/vol左右的浓度分散于去离子水或蒸馏水中,在室温下用机械搅拌器把混合物搅拌30分钟,并用离心法分离固体物质。将该方法重复三次。在第三次清洗后,把产品干燥至恒重。
100×(纯化的干燥物重量/原料物重量)=%不溶解物
含有阳离子络合的阴离子多糖的肠用制剂
用适量的阳离子络合物质加入商用肠用制剂中并用一台Tekmar Ultra-Turrax,Cincinnati,Ohio(SD-45型)匀化机在最大动力的60%下把混合物匀化了3分钟的方法来将该物质以0.8-4%(wt/vol)装填量混入肠用制剂中。25℃左右在带有速度范围为6到60RPM的小样接管的Brook-field LVF粘度计上测得该粘度。这时的粘度为热压处理前的粘度。粘度低于50cps的样品,在60RPM下测定,粘度高于50cps的样品在RPM小于60下测定,然后把10ml试样放入17ml的管形瓶中,不盖严密,在一台Vernitron Verna Clave灭菌器(vernitron Medical Products,Inc,Carlstadt,New Jersey) ℃热压处理20分钟,冷却到室温后,再记下粘度;这个数值表示热压处理后的粘度。
水中颗粒大小的测量
用一台Horiba LA-900激光散射颗粒分布分析仪,在含有0.25%W/W吐温20的去离子水中进行颗粒大小的测量。分析样品是将约100-500mg的样品分散于约10-15ml 0.25%(wt/vol)的吐温-20水溶液中制得的,使用前用0.20μm尼龙膜过滤器过滤该吐温-20溶液。
干颗粒大小的测量
通过在摇筛机上将已知量物质筛过美国泰勒标准筛的选择定筛号的方法来测量干燥粉状产品的颗粒大小的分布,称量每个筛号上的物质的量,并用每个筛上的量除以总样品的重量来测得其分布。
果胶分子量的测量
用一台乌伯娄德粘度计在25℃测量溶于1%六磷酸钠溶液的0.1%果胶溶液的粘度,也测量25℃下溶剂的粘度,试样溶液与溶剂的粘度比为相对粘度,由相对粘度求得分子量。
称取0.05克酸洗果胶试样(参见测定酯化度和半乳糖醛酸的方法)装入一只50ml容量瓶中,加入约25ml1%六磷酸钠溶液并振荡过夜使样品溶解。用另外的六磷酸钠把上述溶液稀释至刻度并振摇混合,在水浴中将该溶液平衡至25℃,然后滤入乌伯娄德粘度计,用秒表记录流动时间,同样记录只有溶剂的流动时间。
计算:
(t-C/t)/(t0-C/t0)=相对粘度(RV)
其中:C=粘度计的动能修正常数,
t=试样的流动时间(秒)
t0=溶剂的流动时间(秒)
6(RV1/6-1)/(%GA×0.1×4.75×10-7)=分子量
分子量/176=DP
其中RV=相对粘度
GA=半乳糖醛酸(参见测定酯化度和半乳糖醛酸的方法)
果胶的酯化度和半乳糖醛酸的测定
酸洗果胶样品到无灰态,再洗至无酸,然后干燥,把干燥样品的一部分溶解并用游离羧酸滴定,然后加入0.5N NaOH皂化样品并搅拌15分钟。最后加入过量0.5N HCL,然后滴定剩余的酸,以酸洗干燥基准计算酯化度和半乳糖醛酸的数值。
把2至3克果胶样品转到150ml带搅拌捧的烧杯中,加100ml体积的70/30(V/V)异丙醇(IPA)-水混和物,然后加5ml浓盐酸,把混合物迅速搅拌10-15分钟并过滤。用70/30(V/V)IPA-水混合物洗涤样品的游离酸。该步骤之后用异丙醇洗涤并干燥产物。将0.5到0.55克干燥的酸洗过的产品样品转至一只250ml带搅拌捧的玻璃塞锥形瓶,加2mlIPA湿润样品,之后加100ml蒸馏水,塞好烧瓶并振摇使全部样品溶解为止,加五滴酚酞指示液并用标准的0.1N NaOH滴定混合物。把测好体积的标准0.5N NaOH(通常约20ml)加到该中性样品中,搅拌15分钟,把测好体积的标准0.5N HCl(通常约18ml)缓慢加入并剧烈搅拌至凝胶沉淀形成,再溶解,溶液成无色(如果仍为红色,再加0.5NHCl)。用标准的0.1N NaOH进行反滴定至开始永久的粉红色。
计算:
(mLa×Na)/样品重量g=V1
(mLb×Nb)-(mLc×Nc)+(mLd×Na)/样品重量g=V2
[V2/(V1+V2)]×100=酯化度
(V1+V2)×0.1941×100=%半乳糖醛酸
其中:
mLa=所耗的0.1N NaOH ml数
Na=标准0.1N NaOH的当量浓度
mLb=所加的0.5N NaOH的ml数
Nb=标准0.5N NaOH的当量浓度
mLc=所加的0.5N HCl的ml数
NC=标准0.5N HCl的当量浓度
mLd=反滴定中所用的标准0.1N NaOH的ml数
含阳离子络合的多糖的肠用制剂
用一种把适量的阳离子络合的物质加入商用肠用制剂中并用一台Tekmar Ultra-Turrax(SD-45型)匀化机在最大动力的60%状态下把混合物匀化3分钟的方法来将该物质以0.8到4%(wt/vol)装填量混入商用肠用制剂中。在一台Brookfield LVT粘度计下测定粘度;这个数值表示热压处理(BA)前的粘度。然后把10ml样品放入17ml管形瓶中,不盖严密,并在一台Vernitron Verna-Clave灭菌器上121℃热压处理20分钟,冷却至室温后,重新记录粘度;这个数值表示热压处理后的粘度。
另一方面,制备一种如下表所示的基础配方。
基础配方
成分 | 每455kg成品所加的总量 |
canola油 | 4.57kg |
高级油酸红花油 | 4.62kg |
中链三甘油酯(分馏的椰子油) | 3.1kg |
油溶性维生素磷脂 | 680g |
预混物(含维生素A、D、E和K)2 | 27.3g |
酪蛋白酸钙 | 2.7kg |
水 | 346.7kg |
超微量矿物/微量矿物预混物2 | 109g |
氯化钾 | 0.385kg |
碘化钾 | 0.086g |
硫酸镁 | 320g |
氯化镁 | 840g |
微粉化磷酸三钙 | 956g |
水解玉米淀粉(葡萄糖等效值10.0) | 43.84kg |
水解玉米淀粉(葡萄糖等效值20.0) | 14.6kg |
酪蛋白酸钠 | 17.64kg |
柠檬酸钾 | 885g |
柠檬酸钠 | 480g |
阳离子络合的多糖 | 在实施例中变化的纤维 |
抗坏血酸 | 242g |
45%氢氧化钾 | 126g |
氯化胆硷 | 252.5g |
肉毒硷 | 80.0g |
水溶性维生素预混物2 | 75.2g |
牛磺酸 | 70.2g |
1 每克预混物提供约106,400-115,400IU维生素棕榈盐;5,700-7,500IU维生素D;645-825IU维生素E;1,100-1,600mg维生素K
2 每克预混物提供约77-88mg锌,59-67mg铁,17-18mg锰,7-8mg铜,2-3mg硒,2-3mg铬,5-6mg钼。
3 每克预混物提供约326-424mg烟酰胺,211-274mg d-泛酸钙,7-10mg叶酸,54-70mg氯化硫胺素盐酸盐,242-55mg核黄素,52-67mg盐酸吡哆醇,138-193mg维生素B12(Cyanocobalarnin),6-8mg维生素H
如下文所述,各种浆液混合物在一起的过程中,能加入阳离子络合的多糖混合得到所需的纤维浓度。
制备脂肪包蛋白浆液是把Canola油,高级油酸红花油和中链三甘油酯放入一只罐内关在搅拌下加热该油类混合物到140℃到150°F温度之间,把油溶性维生素卵磷脂加到这种油类混合物,然后再把维生素预混物加到这种油类混合物中,搅拌下把酪蛋白酸钙加入这种油类混合物中。
制备碳水化合物/矿物质浆液是把约56.2-59.4kg(124到131Lbs)水放入一只罐中并加水加热到145°到160°F温度,把超微量矿物/微量矿物预混物加入水中并搅拌混合物5分钟,搅拌下向混合物中加入氯化钾,碘化钾,磷酸镁和磷酸三钙。向混合物中加入水解玉米淀粉(葡萄糖等效值10.0)并充分搅拌。向混合物中加水解的玉米淀粉(葡萄糖等效值20.0)并混合完全,在140°到160°F温度放置该浆液。
制备水包蛋白浆液是把约125.2kg(276Lbs)的水放入一只罐中并将其加热到145°到155°F的温度,把酪蛋白酸钠加到水中并搅拌混合物至酪蛋白酸钠溶解。在140°到150°F温度范围放置该浆液。
制备柠檬盐浆液是把约124.7-127.9kg(275-282Lbs)的水放入一个锅中,将水加热到140°到150°F温度,搅拌下向水中加柠檬酸钾,向混合物中加柠檬酸钠,在140°到150°F温度搅拌下放置该浆液。
制备混合物是在混合罐中放入柠檬酸盐浆液并充分搅拌,然后搅拌下加入碳水化合物/矿物浆液,再向混合物中加入蛋白-水浆液,又加入蛋白-脂肪浆液,最后把阳离子络合的多糖加入混合物中。
混合步骤之后,用向混合物中加入适量的氢氧化钾的方法把每批的PH调至6.7-6.9范围。
另一方面,由下表所列的组分,采用紧接该表后的段落中所述的方法,也能制备成该混合物。
成分 | 每455kg成品所加的总量 |
canola油 | 4.72kg |
高级油酸红花油 | 7.89kg |
中链三甘油酯(分馏的椰子油) | 3.17kg |
油溶性维生素磷脂 | 680g |
预混物(含维生素A、D、E和K)2 | 27.23g |
酪蛋白酸钙 | 2.75kg |
水 | 346.8kg |
超微量矿物/微量矿物预混物2 | 109g |
氯化钾 | 385kg |
碘化钾 | 0.086g |
磷酸镁 | 952g |
微粉化磷酸三钙 | 966g |
水解玉米淀粉(葡萄糖等效值10.0) | 43.84kg |
水解玉米淀粉(葡萄糖等效值20.0) | 14.6kg |
酪蛋白酸钠 | 17.64kg |
柠檬酸钾 | 885g |
柠檬酸钠 | 480g |
阳离子络合的多糖 | 在实施例中变化的纤维 |
抗坏血酸 | 242.2g |
45%氢氧化钾 | 126g |
氯化胆硷 | 252.5g |
肉毒硷 | 80.0g |
水溶性维生素预混物2 | 37.5g |
牛磺酸 | 70.2g |
1 每克预混物提供约106,400-115,400IU维生素棕榈酸盐;5,700-7,500IU维生素D;645-825IU维生素E;1,100-1,600mg维生素维生素K1。
2 每克预混物提供了约77-88mg锌,59-67mg铁,17-18mg锰,7-8mg铜,2-3mg硒,2-3mg铬,5-6mg钼
3 每克预混物提供了约326-424mg烟酰胺,211-274mg d-泛酸钙,7-10mg叶酸,54-70mg氯化硫胺素盐酸盐,242-55mg核黄素,52-67mg盐酸吡哆醇,138-193mg维生素B12,6-8mg维生素H。
制备脂肪包蛋白浆液是把Canola油,高级油酸红花油和中链甘油三酯放入一个罐中并在搅拌下将该油类混合物加热到140°到150°F温度。该油类混合物中加入油溶性维生卵素磷脂,再加入维生素预混物。搅拌下又加入酪蛋白酸钙。
制备碳水化合物/矿物浆液是把约56.2-59.4kg(124到131Lbs)的水装入一只罐中并将水加热到145°到160°F温度,向水中加超微量矿物质/微量矿物预混物并把该混合物搅拌5分钟,搅拌下向混合物中加氯化钾,碘化钾,磷酸镁和磷酸三钙。向混合物中加水解的玉米淀粉(葡萄糖等效值10.0)并彻底搅拌,再加入水解的玉米淀粉(葡萄糖等效值20.0)并混合完全。在140°到160°F温度下放置该混合物。
制备水包蛋白浆液是把约125.2kg(276Lbs)的水放入一只罐中并将其加热到145°到155°F的温度,向水中加酪蛋白酸钠并搅拌混合物至酪蛋白酸钠溶解,把该浆液放置在140°到150°F温度下。
制备柠檬酸盐浆液是把约124.7-127.9kg(275到282磅)的水装入一只锅内并把它加热到140°到150°F温度,搅拌下把柠檬酸钾加到水中,再加柠檬酸钠到混合物中,把该浆液搅拌下放置在140°到150°F温度下。
制备混合物是把柠檬酸盐浆液放在混合罐中并充分搅拌下,然后搅拌加入碳水化合物/矿物浆液,向混合物中加入蛋白-水浆液,再加入蛋白-脂肪浆液,把全部蛋白-脂肪浆液放于一个容器中并搅拌下向其中加入阳离子络合的多糖,用一些混合液洗涤该溶器以确保彻底转移。把蛋白-脂肪浆液加到混合物中并用一些混合物清洗容器以确保完全转移。
用1N氢氧化钾把给混合物的PH值调至6.7到6.9。在加热处理和匀化之前,保持混合物的温度在140°到150°F,最长为2小时。
用下列方法对混合物进行超高温短时间加热处理(UHTST)和匀化。把混合物预加热到155°到165°F温度,然后在10到15英寸Hg柱下脱气,在900-1,000psi乳化混合物,再把该混合物加热到229°到231°F温度,并在该温度下最少保留10秒,然后UHTST加热处理混合物到292°到294°F温度,最少保留5秒钟,如果需要的话,可以对混合物进行高温短时加热处理进行替换,这种高温短时加热处理如前表所证实的,对产品的稳定性没有不利影响,然后把该混合物通过一台急骤冷却器把混合物的温度降低248°到252°F,再把混合物通过一台平台冷却器将其温度降低到160°到170°F。然后在3,900-4,100/400-600psig匀化混合物,把匀化的混合物在165°到175°F温度下加热最少16秒钟,把混合物冷却到34°到44°F之间。
制备抗坏血酸溶液是把下列组分加入约3.6kg(8Ibs)的水中,抗坏血酸,氯化胆硷,肉毒硷,45%氢氧化钾。用另外的45%氢氧化钾把该溶液的PH值调节到6.0-10.0之间范围内,把该抗血酸溶液加到混合物中并完全混合。
制备维生素/牛磺酸溶液是把水溶性维生素预混物和牛磺酸溶于约2kg(4.4磅)的水中,把该溶液加入混合物中,用必要用量的水稀释混合物使总固体含量,脂肪和蛋白的百分数在要求的范围中。把该混合物放在适当的容器中并对产品进行灭菌。
实施例1-(在表1中)
制备钙离子络合的VLM果胶。用一台食品加工机把30克VLM果胶与30克水混合,把湿润的果胶酸盐转入一台Brabender 60ml混合/测定头,它装有旋转刀片并与一台Brabender Plasti-Corder驱动器联结,混合约15分钟后,缓慢加入1克氯化钙二水合物,然后在80-85℃把块状物混合约60分钟,冷却并出料后,干燥产物并碾成细粉,分析样品有69%水不溶度,扩散于水中时中值粒径为9微米,分布范围约在1到68微米之间。
实施例2-14-(在表1中)
按照与实施例1相似的方法制备一系列分子量,钙含量和纯度不同的钙络合的VLM果胶。表1列出了实施例2-14,在装有滚动式或凸轮式刀片的Brabender Prep混合器中混合125-150克较多果胶原料,一些实施例还是包括用水纯化的步骤。该步骤是如下进行的,在一个容器内以10%wt/wt左右比例把钙络合果胶和水混合约30分钟,之后离心分离并倾析上清液。把该步骤进行三次。第三次洗涤完后,收集固体物并干燥。这些实施例证明能以钙和无水半乳糖醛酸含量的摩尔比大于或等于0.1左右获得大于或等于70%左右水不溶度并且(分散于水中时)中值粒径小于15微米的产物。
实施例14A
在Henschel混合机中把500克VLM果胶与500克含20克氢氧化钠的蒸馏水混合,然后把湿润的混合物转到由Ferrel公司制造的1.6升Banbury混合机,以116rpm混合5分钟后,加入170克丙酸钙并再继续混合25分钟后,在混合操作中把室温温度的水循环于Banbury空心套管。然后取出产物并通过在离心缸中浆化约10%的固体,混合20分钟,之后离心沉淀并倾出上清液,在蒸馏水中分批洗涤,把洗涤步骤重复两次以上。把纯化的湿饼放到通风橱空气干燥过夜。在Lab-Line Instruments,Inc(Melrose Park,IL)的高速流动床干燥机(23852型)中70℃干燥物质20分钟,然后用一台Retsch离心研磨机(ZM-1型)(Retsch GmbH&Co.KG,德国)把干燥物研粉通过1mm筛,用20,60,80,200和325目的筛(相当于850,250,180,75和45微米)测定干燥物的颗粒大小的分布。20目筛上重量百分比为0.5%;60目筛上的为31.7%;80目筛上的为22.1%;200目筛上的为23.4%;325目筛上的为8.6%;以及通过325筛的为13.7%。
该产品在水中扩散时中值粒径为9.5微米,分布在1.5到46.5微米范围之间,当以2%重量百分比填装量分散在Ensure肠用制剂中时,压热处理前后粘度分别为17cps和16cps。
实施例14B
用Henschel混合机把400克VLM果胶与含有17.6克氢氧化钠的400克蒸馏水混合,把湿润的混合物转入Teledyne-Readco高强度混合机中,以114rpm混合1分钟后,分三份用三分钟以上的时间加入86.3克醋酸钙,继续混合20分钟,如实施例14A中所述把产品用水洗涤,干燥并研粉。
纯化后的产品在水中分散时中值粒径为10.5微米,分布在3.0到59.0微米之间。当以2%填装量分散在Ensure肠用制剂时,热压处理前后的粘度分别为19cps和20cps。
实施例14C
把VLM果胶和3wt%氢氧化钠溶液分别并连续喂入以300rpm运转的机筒外套循环有室温水的加工机进料口。VLM果胶的进料速率约为4.5kg/hr(10Lbs/hr),而氢氧化钠的进料速率约为6.8kg/hr(15Lbs/hr)。丙酸钙是通过约为机筒长2/3处的另一个进料口以约为1.54kg/hr(3.4Lbs/hr)喂入加工机内,机筒内的最高温度控制在75℃左右。饱和后,收集产品并连续分批用水清洗纯化至总固体量约10%,随后在一台无孔转鼓离心机上离心分离。然后用一台Aljet Thermajet Flash干燥机#3型(Fluid Energy Aljet,Plum Steadville,PA)把纯化的湿饼干燥。干燥产品的颗粒分布如下:0.7%在20目;33.5%在60目;19.6%在80目;21.2%在200目;9.4%在325以及15.6%通过325目。
纯化的产品在分散水中时中值粒径为8.9微米并且分布在1.5到77.3微米之间。当以2%填充量分散于Ensure肠用制剂中时,热压处理前后的粘度为17cps和20cps。
实施例14D
用Teledyne-Readco CBMTM把453克VLM果胶与453克含有18.1克氢氧化钠的蒸馏水混合5分钟,把湿化混合物转上入一台精确加料器中并以4.5kg/hr(10Lbs/hr)喂入以150rpm运转的机筒外套循环有室温水的连续加工机的进料口中,在这部分通过连续加工机后,把907克加工机中存在的产物再装入CBMTM中并与154克丙酸钙混合5分钟,然后把该混合物以8.2kg/hr(18Lbs/hr)喂入以150rpm运转的连续加工机的进料口中,如实施例14A中所述,用水清洗产物,干燥并研粉。
按照实施例14A中用Banbury混料机把纯化的产品与制成的相似组合物干燥,混合的产品分散在水中时中值粒径为8.63并且分布为1.7和68.0微米之间,当以2%填装量分散在Ensure肠用制剂中时,热压处理前后的粘度分别为19cps和25cps,这种混合产品称为聚合物样品#15。
实施例15-54(表2中)
按照与实施例1中类似方法制备一系列阳离子,多糖类型和纯度不同的阳离子络合的多糖,表2列出了实施例15-54,表中数据表明使用除钙外的阳离子和除果胶处的多糖制备的阳离子络合的多糖的功效。
实施例55-70(表3中)
表3列出了各种含有钙离子络合的VLM果胶的商用肠用制剂在热压处理灭菌前后的粘度和渗透度的数据。
表3中的数据表明当钙离子络合的VLM果胶以高达4克/100ml的含量混入时,它对各种肠用制剂的粘度和渗透度影响最小。特别重要的是在热压处理灭菌之后粘度数据变化很小。实施例55-57是没有络合阳离子的果胶的比较实施例。没有络合的,水溶性HM-果胶,在热压灭菌前出现不可接受的高粘度,并在热压灭菌过程中使制剂出现凝结,非络合的水溶性VLM果胶在热压灭菌前出现了符合要求的粘度,但在热压灭菌过程中也使制剂出现凝结。
实施例71-75-(表4中)
表4列出了各种含有钙离子络合物的VLM果胶的饮料,在热压灭菌前后的粘度数据。
这些数据表明本发明钙离子络合的VLM的果胶保持不溶性并且甚至在热压灭菌之后都基本上对该饮料的粘度没有影响。非络合的HM果胶在热压灭菌之前就出现了不可接受的高粘度并且在热压灭菌后引起凝结。非络合的VLM的果胶HMW或LMW在热压灭菌后形成不稳定的悬浮液。
实施例76-81-(表5中)
实施例76到79是比较实施例。
实施例76
按照厂家说明书把34克粉状营养物(Enercal Plus;Wyeth Nutritionals,Inc;参见组合物的原料单)与76毫升的水混合并匀化直到溶解,重新配制的产品不包含食物纤维,如上述实施例测得重新配制的产品的粘度,然后作为饮食用于随后的管饲动物实验,检测该重新配制的产品的功效,该动物实验在24小时以上的时期内以每小时2.5毫升的流速把该产品通过一只0.075cm(0.030英寸)I.D硅橡胶胃管注入给动物,实验结果显示在表5中。
实施例77-81A
用类似的方法制备食物纤维添加组合物。把各种果胶和钙离子络合的果胶与Enercal Plus或VIVONEX
T-E-N混合,之后如上所述对(Enercal Plus用76ml水)或用20.1克VIVONEX
T-E-N和60.5ml水重新配制,食物纤维在Enercal Plus的浓度为0.8%wt/vol在VIVONEX
T-E-N的浓度为2%wt/vol。作为管饲应用饮食的粘度和功效见表5。
结果显示出本发明用作重新配制的粉状营养物和用重新配制的产品的功效。
实施例82-86-(表6)
这些实施例详细说明了本发明促进胃肠道吸收营养和水份的功效,也说明了对手术除去部分肠的哺乳动物本发明用作营养疗法一种方式的功效。实施例82-86是对照实施例。
手术前五天让体重为300-350克成年雄性Sprague Dawley鼠适应实验室,这期间这些动物分别关在金属丝底的变形笼中,放有不含纤维的丸状食物(Dyets Inc,Bethlehem,Pennsy lvania)并随意供水,手术前两天,给这些鼠用管饲针强迫喂入3ml蓖麻油来引起腹泻并减少手术时肠中的粪便,手术前晚上把这些鼠禁食过夜并继续供水。
第六天,给全部鼠称重,麻醉(腹膜内注射戊巴比妥50mg/kg)并进行剖腹术,为不间断肠用营养插入一只0.075cm(0.030英寸)I.D硅橡胶胃造口术管,把胃造口术管穿出动物背部至旋扭弹跳装置并固定在肩胛肌上。然后把动物一半分为手术组,对照动物(横切的)进行横切并吻合(间隔6-0丝缝合)小肠40cm末端到十二指肠提肌上,其余动物(切除的)进行肠切除,从40cm末端起始点至十二指肠提肠末端包括整个小肠末端至该点,盲肠,和邻近结肠的第一厘米段,肠连接是由间隔6-0丝缝合的端点对边缘的吻合,将1cm末端吻合至结肠横切末端而恢复的,抽合6-0丝缝合线即可闭合。距十二指肠提肠40cm距离是用40cm长的3-0丝缝合线放置于轻微拉直的小肠治肠系膜缘来测量,由此所有切除了的动物都留有等长的相邻空肠而没有回肠,这种切除术易引发包括大量长期腹泻,肠营养吸收障碍,负氮平衡和体重减轻的症状。
手术后,把鼠随意分配由胃造口管得到四种不间断饮食灌输入液的一种,按下列方式给鼠施用不间断的胃内灌输液,手术后当晚以1.25ml/小时施用正常生理盐水,手术后第一天(POD1)以1.25ml小时施用全强度饮食,POD2起自8(7天)以2.5ml/小时施用全强度饮食。以2.5ml小时灌输的饮食提供了2.49gN/kg体重/天和255非蛋白热量千卡/kg体重/天,整个实验中可随意给鼠提供水份,由于不成功地精确收集渣滓物,只观察粪便稠度质量特征。
由前所略述的,在POD9进行麻醉,给鼠称重,放在加热垫上,然后进行剖腹,区分空肠和结肠段。然后用两种同时体内灌注技术测量小肠对葡萄糖的吸收和大肠对水份的吸收。
在邻近空肠末端处放一只导管(0.1625cm,0.065英寸),在其末端放一只大导管(0.3125cm,1/8英寸,直径)。把空肠放回腹腔中并把露出的导管末端连接一台泵。然后开始封闭式灌输循环,从库内把葡糖灌输泵入肠环内,肠环溢物反喂入库内,在开始精确灌输之前,把肠用温和正常生理盐水小心清洗使其清除残余物,之后以2ml/小时灌输三小时。把含有[14C]葡糖(0.1microCi/ml),10mm未标记的葡糖,[3H]PEG(MW4000,0.5microCi/ml)和足够的krebs缓冲液葡糖灌输液配成15ml总量灌输液。在有95%O2和CO2和混合气体的混合室内用气泡搅拌该灌输液使PH值保持在7.40。PEG被用作一种不被吸收的标记物并且其功能是作为在进行其它吸收中底物损失的内控物。在灌输过程中,每小时从库内抽取0.5ml试样,液体闪烁计数器测定标记物,从而得到一幅与时间相关的葡糖吸收曲线,它是用每小时每cm肠所吸收的葡糖微克数(μg)表示。
同时测量结肠对水份的吸收。把一只输入管(3M导管,型号#15)刚好放在相邻于空肠结肠交结处,输出管经肛门送入并用丝状结扎线固定在直肠乙状结肠处。除去结肠内容物,使导管外露,并把结肠放加回上面所述的腹腔。让这些鼠适应30分钟,同时使用循环技术把25mlPH6.8缓冲液库和[3H]PEG(MW4000)标记物以0.6ml/分钟用krebs磷酸盐缓冲液灌注结肠段。在90分钟的灌注过程中,每30分钟从库中抽取2ml样品用液体闪烁计数器分析。所得到的数据是用每小时每cm结肠所吸收的水份微升(μ1)数来表示。
吸收实验后,用心脏穿刺术和驱血术把这些鼠安乐处死。取一厘米回肠和结肠段进行组织学检查。给样本编码并马上在Bouin溶液固定H&E染色后,用眼睛测微计测量最高的五个绒毛,它们全部隐窝以及整个粘膜厚度。
用一种方差分析法测量各组间的差异。Tukey HSD试验用来区别成对间的显著性差异。
表6列出了所用的肠用饮食灌输液和所得到的数据。
实施例85组重量变化的平均百分比明显不同于实施例83组的重量变化的平均百分比,准确度为90%。这些结果表明本发明对促进营养和水份的吸收有功效。
尽管实施例84-86组的水份和葡糖的平均吸收度与实施例83组的没有明显差异,准确度为95%,但对水份和葡糖的平均吸收度却一直高于较前的实施例。这些结果表明本发明在该实验所用的浓度下对促进水份和葡糖的吸收具有类似于水溶果胶的功效。
实施例87-89
除了对前面实施例的方式作下列修改外,重复该方式。实施例87和88为对比实施例。以前面实验的双倍浓度把水溶HM果胶和水不溶的钙离子络合的VLM果胶加入粉状肠用食物。然后用水重新配制粉状混合物使最终浓度为1.6%重量/体积。21只动物进行了切除手术。手术后,把动物随意分为三个食物组,每个食物组N=7只动物。手术过第6-8天收集粪便,并集中起来,分析水的百分含量。用一种常规技术测量空肠和结肠上皮细胞的繁殖率,在该实验中不包括横断对照组。
表7列出了所用肠用食物灌输液和所得到的数据。
在该实验中所用的食物纤维有较高含量时,可观察到饲喂富集钙离子络合的VLM果胶食物的动物相对于饲喂富集水溶性HM果胶的食物或不含食用纤维的食物的动物有好几方面的改善。如表7中所示,这些改善包括体重减轻变小,粪便水份变少,空肠和结肠上皮细胞增殖率增长,结肠水份吸收增加,而且,饲喂富集不溶于水的钙离子络合的VLM果胶食物的动物有质量上最坚硬的粪便。
因而,在本实验所用的食物纤维较高浓度时,很明显本发明不溶于水的阳离子络合的阴离子多糖可用作一种保持体重,减少腹泻,促进营养吸收并增加肠上皮细胞增殖率的一种方法。而且,很明显本发明不溶于水的阳离子络合的阴离子多糖是优于现有技术中水溶果胶的改良品并且它优选用作伴有腹泻或营养吸收障碍的基本疾病或症状的哺乳动物营养控制的一种食用纤维。
总之,结果表明本发明具有给患有短肠症哺乳动物营养治疗的功用。改良的粪便稠度暗示本发明具有减少腹泻的功效和减少口流出的排出物的功效。
Claims (19)
1、一种可吸收的组合物,含有至少一种分散于水溶媒中的基本上不溶于水的阳离子络合的阴离子多糖,其中该组合物具有低粘度并可加热灭菌。
2、按照权利要求1的可吸收组合物,含有至少一种选自于氨基酸,肽类和蛋白类中的组分。
3、一种治疗动物体重减轻的方法,它包括给所述动物肠内使用一种治疗有效用量的不溶于水的阳离子络合的阴离子多糖。
4、一种治疗动物腹泻的方法,它包括给所述动物肠内使用一种治疗有效用量的不溶于水的阳离子络合的阴离子多糖。
5、按照权利要求3或4的方法,其中所述的动物的部分胃肠道被手术方法切除。
6、一种制备不溶于水的可加热灭菌的阳离子络合的阴离子多糖的方法,它包括在一台高强度混料机中把一种基本水溶的阴离子多糖,水和一种阳离子源混合到固体总含量约30到70%。
7、按照要求6的方法,其中所说的基本上水溶的阴离子多糖的是用水湿润至固体总含量约为30到70%,加入一种阳离子源,随后以一台高强度混料机混合。
8、一种含有干燥凝集结状颗粒的不溶于水的阳离子络合的阴离子多糖的组合物,它在加入一种含水溶媒中时容易分散并解聚释放出较小的颗粒,其中所述的释放出的小颗粒中值粒径低于100微米。
9、一种低粘度,可加热灭菌的食品组合物,它含有可提供大约总热量的1-99%的碳水化合物,可提供大约总热量的1-99%的蛋白,肽类和氨基酸,可提供大约总热量的1-99%含有必需脂肪酸的脂质类,维生素,矿物质,水,以及至少一种基本不溶于水的阳离子络合的阴离子多糖。
10、一种组合物,含有:
可提供大约总热量的1-99%的碳水化合物;
可提供大约总热量的1-99%的蛋白,肽类和氨基酸;
可提供大约总热量的1-99%的含有必需脂肪酸的脂质类。
维生素;矿物质;以及至少一种基本不溶于水的,阳离子络合的阴离子多糖。
11、按照上述权利要求的不溶于水的阳离子络合的阴离子多糖,其中所述的阳离子选自于金属离子,蛋白,肽类,氨基酸,寡肽类,阳离子和氨基酸功能化的多糖类,阳离子或氨基功能化的合成聚合物,及其混合物。
12、按照权利要求11的不溶于水的阳离子络合的阴离子多糖,其中所述阳离子包括至少一种金属离子。
13、按照上述权利要求的不溶于水的阳离子络合的阴离子多糖,其中所述的阳离子含有至少一种金属离子,这种金属离子源选自于碱土金属盐,碱金属盐和过渡金属盐及其混合物。
14、按照上述权利要求的不溶于水的阳离子络合的阴离子多糖,其中所述的阳离子含有至少一种金属离子,这种金属离子选自钙、铁、镁、锌、钾、钠、铝、铜和锰及其混合物。
15、按照上述权利要求的不溶于水的阳离子络合的阴离子多糖,其中所述的阴离子多糖选自羧酸化多糖,硫酸化的多糖以及磷酸化多糖。
16、按照权利要求15的阴离子多糖,其中羧酸化多糖选自藻酸盐,果胶,阿拉伯树胶,刺梧桐树胶,黄蓍胶,印度胶,欧车前,亚麻籽,秋葵,黄原胶,gellan,羧甲基纤维素,羧甲基瓜尔胶,羧甲基淀粉和透明质酸中,硫酸化多糖,选自角叉藻聚糖,肝素,硫酸软骨素,硫酸皮肤素,硫酸乙酰肝素,硫酸角质素,角质素和硫酸纤维素中,而磷酸化的多糖选自磷酸化纤维素,磷酸化淀粉和磷酸化葡糖聚糖中。
17、一种食品,它含有权利要求1-2和8-16中的任一个组合物。
18、一种药物,它含有权利要求1-2和8-16中的任一个组合物。
19、按照权利要求15或16的阴离子多糖,它对人是有止泻功效。
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