CN110496135B - 一种用于减肥的组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于减肥的组合物，所述组合物包含以下组成：含多糖和多元羧酸和金属离子的聚合物水凝胶，所述聚合物水凝胶具有至少50倍的溶胀率，并公开了制备方法，及在制备成药品或者保健品中的用途。

Description

一种用于减肥的组合物
技术领域
本发明是提供一种用于减肥的组合物，属于预防和治疗肥胖症、体重和糖尿病的管理的公共卫生的领域。
背景技术
随着生活水平的提高，人口从农村向城市环境的转移所造成的运动水平的下降，肥胖症在我国变得日益普遍。我国通常将肥胖症定义为“身体质量指数”(BMI＝体重除以身高的平方)为24kg/m2或以上。
过量的体重与各种疾病有关，特别是心血管疾病、Ⅱ型糖尿病、阻塞性睡眠呼吸暂停、某些类型的癌症和骨关节炎。因此，肥胖症会缩短期望寿命。肥胖症的主要治疗方法是节食和体育锻炼。如果节食和体育锻炼的方法失败，那么在更严重情况下建议服用减肥药和进行减肥手术。
肥胖症的发病机制是多因素的，包括：对摄食行为的控制、脂肪贮存的机制、能量摄入和消耗的因素、以及遗传和心理影响。同样,肥胖症的治疗通常也是多因素的。一般来说脂肪贮存和遗传影响的机制很难处置。此外，对摄食行为和心理影响的控制需要长期的处置。尽管能量摄入和消耗的部分是可处理的，但是许多肥胖个体抵制或无法参加显著增加他们能量消耗的运动。因此，控制食物或能量摄入是一种诱人的减肥方法。
目前公知的是摄入大体积、低热量食物，有利于体重减轻的效果。
动物研究已显示，由于水凝胶在胃中溶胀所导致的食物摄取减少的量与服用材料的量之间是直接相关的。体内研究的数据，也显示食物摄取减少的量也受到可食用聚合物水凝胶在胃肠中的溶胀量的影响，食物摄取的减少也是“体积驱使的”(Jun Chen,WilliamE.Blevins,Haesun Park,Kinam Park.Gastric retention properties of superporoushydrogel composites.Journal of Comtrolled Release,2000,64:39-51)。
羧甲基纤维素钠(Carboxymethylcellulose Sodium，CMC)是一种电解质聚合物，分子结构中含有大量的-COO-，在水溶液中可以表现出聚阴离子行为，其pKa为4.30。在酸性条件下，-COO-转变为-COOH，电离度降低，CMC的亲水性降低，分子链收缩；pH值增加时，-COOH基团不断地解离，CMC的亲水性增加，分子链伸展。因此，羧甲基纤维素钠及其水凝胶具有明显的pH敏感性。当pH≥pKa时，凝胶吸水膨胀；当pH<pKa时，分子链收缩，凝胶表现为脱水(石艳丽,张高奇,马敬红,梁伯润.羧甲基纤维素钠/聚(N-异丙基丙烯酰胺)半互穿网络水凝胶的制备及溶胀性能.高分子材料科学与工程,2005,21(5):145-148)。这一特性会使该凝胶在胃中收缩、小肠或结肠部位溶胀。羧甲基纤维素钠被柠檬酸交联后，其分子结构中的-COO-仍存在，且个数无变化。因此，柠檬酸交联的羧甲基纤维素钠仍具有pH响应性。若要将交联羧甲基纤维素钠水凝胶用于增加饱腹感，首先需要解决的关键科学技术问题是“如何使该凝胶在胃部溶胀，占据胃的容积，增加饱腹感。”
食物质地和微观结构对饱腹感有显著的影响，食物的弹性增加，可以增强饱腹感(I.T.Norton,W.J.Frith,S.Ablett.Fluid gels,mixed fluid gels and satiety.FoodHydrocolloids,2006,20(2-3):229-239.)。交联羧甲基纤维素钠水凝胶的强度与溶胀率均受到交联剂柠檬酸浓度的影响，柠檬酸浓度较小时，溶胀率大，而弹性小；柠檬酸浓度大时，强度增大，而溶胀率变小。在单一交联剂-柠檬酸体系下，很难获得同时具有较高弹性和较高溶胀率的交联羧甲基纤维素钠水凝胶。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明的目在于本发明是提供一种用于减肥的组合物。
本发明详述提供了一种聚合物水凝胶、制备该聚合物水凝胶的方法、以及水凝胶在预防和治疗肥胖症、体重和糖尿病的用途。
本发明的目的是这样实现的：
一种用于减肥的组合物，所述组合物包含以下组成：含多糖、多元羧酸和多价金属离子组成的聚合物水凝胶，结构式为：
Figure BDA0002217618190000021
所述的用于减肥的组合物，其中所述聚合物水凝胶的溶胀率为30-70倍。
所述的用于减肥的组合物，其中所述聚合物水凝胶的溶胀率为50倍。
所述的用于减肥的组合物，其中所述组合物的凝胶强度为2-100kPa。
所述的用于减肥的组合物，其中所述组合物的凝胶强度为28kPa。
所述用于减肥的组合物，多糖包括以下1)-5)中的一种或几种：
1)选自植物多糖及其衍生物，具体的，多糖可以选自纤维素及其衍生物、半纤维素及其衍生物、淀粉及其衍生物、果胶及其衍生物；
2)选自动物多糖及其衍生物，具体的，多糖可以选自壳聚糖及其衍生物、肝素及其衍生物、硫酸软骨素及其衍生物；
3)选自琼脂多糖及其衍生物，具体的，多糖可以选自琼脂及其衍生物、海藻酸及其衍生物、角叉藻聚糖及其衍生物；
4)选自菌类多糖，具体的，多糖可以选自D-葡聚糖及其衍生物、D-半乳聚糖及其衍生物、甘露聚糖及其衍生物；
5)选自微生物多糖，具体的，多糖可以选自右旋糖酐及其衍生物、黄原胶及其衍生物。
所述用于减肥的组合物，多糖包括以下的一种或几种：选自羧甲基纤维素、羧甲基壳聚糖、海藻酸钠、羧甲基葡聚糖钠、黄原胶。
所述的用于减肥的组合物，所述多元羧酸选自脂肪族多元羧酸、芳香族多元羧酸、超支化多元羧酸、羧酸聚合物中的一种或几种，所述多价金属离子选自二价金属阳离子、三价金属阳离子、四价金属阳离子中的一种或几种。
所述的用于减肥的组合物，其特征在于，取水，加入多糖和多元羧酸，加热，干燥，得到多元羧酸交联的多糖；粉碎，得到多元羧酸交联多糖的颗粒，加入多价金属离子的水溶液，干燥，得到用于减肥的组合物。
所述的药品或保健品，采用上述方法制备的用于减肥的组合物，加入辅料，制备成药剂常规剂型。
上述多糖优选纤维素及其衍生物，最优选羧甲基纤维素；优选壳聚糖及其衍生物，最有选羧甲基壳聚糖；优选海藻酸及其衍生物，最优选海藻酸钠；优选葡聚糖及其衍生物，最优选羧甲基葡聚糖钠；最优选黄原胶。
所述多元羧酸优选酒石酸、柠檬酸、马来酸、苹果酸、衣康酸，最优选柠檬酸。
所述多价金属离子M选自Mg2+、Ca2+、Ba2+、Cu2+、Ni2+、Zn2+、Pb2+、Fe2+/Fe3+、Al3+、Cr3+、Zr4+，优选Ca2+、Fe3+、Al3+，更优选Fe3+。
所述的用于减肥的组合物，制备方法中多糖的浓度以相对于水的重量计为不大于8％，多元羧酸的量以相对于多糖的重量计为不大于0.5％；制备多价金属离子的水溶液，金属离子的浓度以相对于多元羧酸交联多糖的重量计为少于2％。
有益效果：
1、本发明提供的水凝胶材料具有与消化食物相似的流变性能，并且可在结肠中降解。聚合物水凝胶在模拟胃液中溶胀至少约50、60、80、100、120、140倍或更多倍。
2、本发明首先在交联剂浓度极低(≤0.02wt％)的情况下制备柠檬酸交联羧甲基纤维素钠，赋予其相对疏松的三维网络结构；再通过多价金属离子Mn+进行二次交联，调节网络结构中-COO-的数量，降低其在强酸性条件下的收缩程度，保证其在胃部仍具有较大的溶胀率。
3、本发明以多价金属离子为第二交联剂，制得核壳型凝胶，核为疏松多孔的柠檬酸交联羧甲基纤维素钠层，可以赋予产品较高的溶胀率；壳层为多价金属离子交联的羧甲基纤维素层，可以赋予产品较高的弹性和抗压性能，同时赋予产品良好的保水性能。一般咀嚼后食物糜的强度为2kPa(CN107250164A，第30页)，食物弹性或强度的增强，可以显著增加饱腹感(I.T.Norton,W.J.Frith,S.Ablett.Fluid gels,mixed fluid gels andsatiety.Food Hydrocolloids,2006,20(2-3):229-239.)。CN1874690B公开了可用勺子食用的具有良好饱腹感效果的组合物，所述组合物在37℃和pH 2具有至少10kPa的凝胶强度。本专利所制备交联羧甲基纤维素水凝胶的强度为2.7-28kPa，具有良好的饱腹感效果。
附图说明
图1为实施例6制备的用于减肥的组合物溶胀动力学实验曲线。
注：SGF-模拟胃液，pH2-3；SIF-模拟肠液，pH6.8；SCF-模拟结肠液，pH7.4
具体实施方式
实施例1：样品1的制备过程
称取纯化水10kg，投入到不锈钢桶中，搅拌，投入柠檬酸0.02g、羧甲基纤维素钠100g，溶解24h，100℃干燥24小时。将待粉碎的物料过24目筛网进行粉碎。称取2g的三氯化铁，配成1L水溶液，与颗粒均匀混合，平铺在烘盘中，100℃干燥。
实施例2：样品2的制备过程
称取纯化水10kg，投入到不锈钢桶中，搅拌，投入酒石酸0.02g、羧甲基纤维素钠100g，溶解24h，110℃干燥18小时。将待粉碎的物料过24目筛网进行粉碎。称取1g的三氯化铁，配成1L水溶液，与颗粒均匀混合，平铺在烘盘中，110℃干燥。
实施例3：样品3的制备过程
称取纯化水10kg，投入到不锈钢桶中，搅拌，投入衣康酸0.10g、羧甲基壳聚糖500g，溶解24h，120℃干燥16小时。将待粉碎的物料过20目筛网进行粉碎。称取2g的三氯化铁，配成1L水溶液，与颗粒均匀混合，105℃干燥。
实施例4：样品4的制备过程
称取纯化水10kg，投入到不锈钢桶中，搅拌，投入马来酸0.10g、硫酸软骨素500g溶解24h，120℃干燥24小时。将待粉碎的物料过30目筛网进行粉碎。称取2g的三氯化铝，配成1L水溶液，与颗粒均匀混合，105℃干燥。
实施例5：样品5的制备过程
称取纯化水10kg，投入到不锈钢桶中，搅拌，投入柠檬酸0.14g、羧甲基纤维素钠700g，溶解，150℃干燥4小时。将待粉碎的物料过30目筛网进行粉碎。称取3g的三氯化铁，配成1L水溶液，与颗粒均匀混合，100℃干燥。
实施例6：样品6的制备过程
称取纯化水90kg，投入到不锈钢桶中，开启搅拌，将枸橼酸0.54g投入纯化水中搅拌5分钟，投入羧甲基纤维素钠2.7kg，溶解，120℃干燥24小时。将待粉碎的物料过40目筛网进行粉碎。称取8.1g的三氯化铁，配成2.2％的三氯化铁水溶液，与颗粒均匀混合，平铺在烘盘中，100℃干燥。
对比实施例1：称取纯化水10kg，投入到不锈钢桶中，搅拌，投入柠檬酸0.02g、羧甲基纤维素钠100g，溶解24h，100℃干燥24小时。将待粉碎的物料过24目筛网进行粉碎。
实施例7：抗压强度与抗压能
试验方法：取样品(实施例1-6、对比实施例1样品)10g，加1.5L纯化水，吸水稳定1小时后，用20目筛网滤去水分，静置控水15分钟。取测试装置圆筒，圆筒底部固定30目滤布，将装置内的胶塞定于80ml刻度线，于电子万能试验机上已20mm/min的速度向下运行40mm，记录所用的平均力与所做功。再取上述样品于测试装置中，扣上柱塞后倒置装置排去上部空气，并将胶塞定于80ml刻度线，于电子万能试验机上以20mm/min的速度向下运行40mm，记录所用的平均力与所做功，并称取排出后样品的重量。结果见下表。
Figure BDA0002217618190000061
结果表明，在多元羧酸交联剂浓度较低(0.02％wt/wt)情况下，所得凝胶样品(对比实施例1样品)的抗压强度和抗压能均较低。通过多价金属离子二次交联后，凝胶的抗压强度增加。
实施例8：溶胀率(Q)
试验方法：取样品(实施例1-6、对比实施例1样品)约1.0g，精密称定，记作W0。将样品转移至500mL玻璃烧杯中，加入200mL模拟胃液，置于37℃恒温水浴锅中溶胀30min。称出不锈钢分样筛的质量W1，将吸水后的样品倒入40目筛中，滤水，静置10min，称重W2。
结果按下式计算：
溶胀率Q(g/g)＝(W2-W1)W0
样品 30分钟溶胀率Q(g/g)
实施例1 46.2
实施例2 66.2
实施例3 53.6
实施例4 72.0
实施例5 50.4
实施例6 86.7
对比实施例1 29.3
结果表明，单一多元羧酸交联制得的样品(对比实施例1样品)的溶胀率较低；多价金属离子二次交联后，溶胀率有很大程度的增加。
实施例9：溶胀动力学实验过程
试验方法：取实施例6样品，分别测定其在模拟胃液、模拟小肠液、模拟结肠液中溶胀15min、30min、1h、2h、3h、5h、7h的溶胀率，绘制溶胀动力学曲线。结果见图1。
结果表明，随着溶胀时间的增加，凝胶的溶胀逐渐增大，在2h时达到溶胀平衡。同时，样品在模拟胃液(pH2.0)中的溶胀率高于其在模拟肠液中的溶胀率，达到了预期目的，证明通过多重交联作用可以改善多糖水凝胶在胃液中的溶胀程度。

Claims (7)

1.一种用于减肥的组合物，其特征在于，所述组合物包含以下组成：含多糖、多元羧酸和多价金属离子组成的聚合物水凝胶，结构式为：
Figure FDA0003199191790000011
所述多糖选自羧甲基纤维素钠、羧甲基壳聚糖、硫酸软骨素中的任一种；
所述多元羧酸选自柠檬酸、酒石酸、衣康酸、马来酸、枸橼酸中的任一种；
所述多价金属离子M选自Fe3+、Al3+中的任一种；
所述的用于减肥的组合物，制备方法中多糖的浓度以相对于水的重量计为不大于8％且不为0，多元羧酸的量以相对于多糖的重量计为不大于0.5％且不为0；制备多价金属离子的水溶液，金属离子的浓度以相对于多元羧酸交联多糖的重量计为少于2％且不为0。
2.根据权利要求1所述的用于减肥的组合物，其特征在于，其中所述聚合物水凝胶的溶胀率为30-70倍。
3.根据权利要求2所述的用于减肥的组合物，其特征在于，其中所述聚合物水凝胶的溶胀率为50倍。
4.根据权利要求1所述的用于减肥的组合物，其特征在于，其中所述组合物的凝胶强度为2-100kPa。
5.根据权利要求4所述的用于减肥的组合物，其特征在于，其中所述组合物的凝胶强度为28kPa。
6.根据权利要求1-5任一项所述的用于减肥的组合物，其特征在于，制备方法为：取水，加入多糖和多元羧酸，加热，干燥，得到多元酸交联的多糖；粉碎，得到多元酸交联多糖的颗粒，加入多价金属离子的水溶液，干燥，得到用于减肥的组合物。
7.一种用于减肥的药品或保健品，其特征在于，采用上述权利要求1-5任一项制备的用于减肥的组合物，加入辅料，制备成药剂常规剂型。
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