CN112972489A - 具有减肥降脂功能的壳聚糖基组合物及制备方法、应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于医药和保健食品技术领域，具体涉及一种具有减肥降脂功能的壳聚糖基组合物及制备方法、应用，壳聚糖基组合物包括高脱乙酰度大分子量壳聚糖10‑50份、高脱乙酰度中分子量壳聚糖10‑50份、高脱乙酰度壳寡糖2‑20份及低脱乙酰度大分子量壳聚糖10‑50份。本发明通过大分子量、中分子量和小分子量壳聚糖混合在一起，各司其职，互补长短，可以在小剂量服用下有更好的减肥降脂效果；同时将高脱乙酰度和低脱乙酰度壳聚糖进行混合，由于低脱乙酰度壳聚糖有更好的疏水性能，组合物表现出更加优异的脂肪吸附性能。
Description
技术领域
本发明属于医药和保健食品技术领域，具体涉及一种具有减肥降脂功能的壳聚糖基组合物及制备方法、应用。
背景技术
肥胖是由多因素造成的体内脂肪过度集聚而导致的慢性代谢性疾病，会引起高血脂、糖尿病、动脉粥样硬化、高血压等病变，对人体健康能够造成巨大威胁。随着社会经济的发展，营养和高脂肪食物摄入过度，众多的肥胖人口目前已成为全球最严重的公共健康问题之一。数据显示欧美等发达国家的肥胖率在10%以上，而中国肥胖人口规模已超过2.5亿。
针对肥胖的发病机制发展出的减肥药品主要有作用于中枢神经系统的苯丙胺类食欲抑制剂，能够抑制胰脂肪酶，调节甘油三脂吸收的奥利司他等消化吸收阻滞剂，促进脂肪消耗和热量产生的制剂，抑制脂肪合成的脂肪酸合成酶抑制剂等。这些制剂通过作用于中枢神经，抑制能量的摄取、促进能量的消耗等机制起作用，虽然有明显的减肥效果，但潜在危害较大。
甲壳素是广泛存在于虾、蟹和龙虾等甲壳类动物角质层和蘑菇细胞壁中的生物多糖，化学结构和植物纤维素非常相似，是由1000～3000个乙酰葡萄糖胺通过β1，4糖甙链连接而成的聚合物。甲壳素不溶于水、稀酸、碱、乙醇或其它有机溶剂，不能被身体利用。壳聚糖是甲壳素的脱乙酰（N-乙酰基-D-氨基葡萄糖单元的水解）产物，脱乙酰基后可增加其溶解性，因此可被身体吸收。壳聚糖含有游离的氨基，是自然界中唯一存在的带正电荷的可食性食物纤维，具有物理性能稳定、生物降解性、生物相容性和成膜性、粘结性、透气性等理化性能，在食品、纺织、农业、环保、美容保健、化妆品、医用辅料等领域有广阔的应用前景。大量研究证明壳聚糖具有降血压、降血脂、降血糖、调节内分泌和免疫力、抑制癌细胞增殖、强化肝脏机能等生物活性。
申请号为CN00119578.6的中国专利报道了具有减肥作用的壳聚糖脂肪酸盐及制备方法，通过对壳聚糖结构改造制得具有减肥和调节血脂作用壳聚糖脂肪酸盐，可单独也可与其他药物复配后制成各类减肥降脂药物。申请号为CN201010157965.3的中国专利报道了一种具有降脂作用的壳聚糖组成物及其应用，壳聚糖组成物由O-羧甲基壳聚糖20～50g、十六烷基-N，N-二甲基季铵盐壳聚糖20～50g和蜂蜜10～30g搅拌混合而成。大鼠实验表明具有天然、无毒、减肥效果明显等效果。申请号为CN201310166557.8中国专利报道了将壳寡糖应用于制备减肥和/或降脂的药物方面应用，并优选数均分子量不大于3000的壳寡糖，具有减肥和降脂效果，同时还能缓解脂肪肝，减少血清中血脂。申请号为CN201210311244.2中国专利报道了一种具有降血脂功能含壳寡糖的药物组合物，其活性成分由壳寡糖、银杏叶提取物和葡萄籽提取物组成，副作用小，同时具有调血脂和瘦身减肥功效。
上述专利都采用的是单一的壳聚糖、壳寡糖或其衍生物作为有效活性成分，实际应用效果有限。并且包括大分子量、中分子量和小分子量在内的壳聚糖产品一般脱乙酰度要大于85%以上。
发明内容
为了解决上述技术问题，克服现有壳聚糖减肥产品的不足，本发明提供一种具有减肥降脂功能的壳聚糖基组合物及制备方法、应用，采用具有不同分子量和脱乙酰度的壳聚糖。
本发明是这样实现的，提供一种具有减肥降脂功能的壳聚糖基组合物，包括高脱乙酰度大分子量壳聚糖10-50份、高脱乙酰度中分子量壳聚糖10-50份、高脱乙酰度壳寡糖2-20份，低脱乙酰度大分子量壳聚糖10-50份。
优选的，上述组合物包括高脱乙酰度大分子量壳聚糖25-50份、高脱乙酰度中分子量壳聚糖20-40份、高脱乙酰度壳寡糖5-20份，低脱乙酰度大分子量壳聚糖25-40份。
优选地，所述高脱乙酰度大分子量壳聚糖的脱乙酰度为88-99%，所述高脱乙酰度中分子量壳聚糖的脱乙酰度为90-99%，所述高脱乙酰度壳寡糖的脱乙酰度为90-100%，所述低脱乙酰度大分子量壳聚糖的脱乙酰度为20-60%。
优选地，所述高脱乙酰度大分子量壳聚糖的重均分子量为50-300万Da，所述高脱乙酰度中分子量壳聚糖的重均分子量为1-20万Da，所述高脱乙酰度壳寡糖的重均分子量为1000-5000Da，所述低脱乙酰度大分子量壳聚糖的重均分子量为50-500万Da。
本发明还提供了上述具有减肥降脂功能的壳聚糖基组合物的制备方法，将高脱乙酰度大分子量壳聚糖、高脱乙酰度中分子量壳聚糖、高脱乙酰度壳寡糖，低脱乙酰度大分子量壳聚糖分别经过研磨、过筛、混合后，加入常规辅料，制备成液体制剂或颗粒剂或片剂或胶囊。
具体的，上述高脱乙酰度大分子量壳聚糖的制备方法包括如下步骤：
甲壳素粉碎后，加入到40-65%的氢氧化钠水溶液中，甲壳素和NaOH溶液的料液比为1:5-20，加热到90-140℃保温，冷凝回流，在搅拌状态下反应1-10小时，取出冷却至室温过滤，用水反复冲洗至中性，在干燥箱中烘干，重复以上过程2到3次，得到重均分子量为50-300万Da，脱乙酰度为88-99%的高脱乙酰度大分子量壳聚糖。
优选地，高脱乙酰度中分子量壳聚糖、高脱乙酰度壳寡糖，低脱乙酰度大分子量壳聚糖的制备方法为：
高脱乙酰度中分子量壳聚糖制备方法：
称取权利要求6制备的高脱乙酰度大分子量壳聚糖，缓慢加入2-10倍质量的10-12M盐酸，搅拌充分混合，加热到40-60°C，保温1-5小时后，用无水乙醇洗涤，减压干燥得到脱乙酰度为90-99%、重均分子量为1-20万Da的高脱乙酰度中分子量壳聚糖；
高脱乙酰度壳寡糖制备方法：
称取上述制备的高脱乙酰度中分子量壳聚糖，加入蒸馏水配置成浓度为10%的溶液，调节溶液的pH至6，再加入壳聚糖酶，40-60℃酶解2-24h，溶液冷冻干燥，得到脱乙酰度为90-100%、重均分子量为1000-5000Da的高脱乙酰度壳寡糖；
低脱乙酰度大分子量壳聚糖制备方法：
甲壳素粉碎后分散在20-60%氢氧化钠水溶液中，加入碎冰，剧烈搅拌使甲壳素溶解，甲壳素的最终浓度为0.5-2%，NaOH最终浓度为10%，将所得溶液在-20℃下放置5-24小时，然后在25℃下解冻后获得透明的甲壳素溶液，甲壳素溶液在25-50℃下处理2-32小时，加入4体积乙醇醇沉，白色沉淀物过滤后用乙醇/水混合物，v/v为4/1，洗涤至中性，冷冻干燥后，得到脱乙酰度为20-60%、重均分子量为50-500万Da的低脱乙酰度大分子量壳聚糖。
本发明还提供了上述具有减肥降脂功能的壳聚糖基组合物的服用方法，每日饭前服用1-3次含有0.5-5克有效质量的具有减肥降脂功能的壳聚糖基组合物。
本发明还提供了上述的具有减肥降脂功能的壳聚糖基组合物在减肥降脂方面的应用。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、通过大分子量、中分子量和小分子量壳聚糖混合在一起，各司其职，互补长短，可以在小剂量服用下有更好的减肥降脂效果；
2、将高脱乙酰度和低脱乙酰度壳聚糖进行混合，低脱乙酰度壳聚糖有更好的疏水性能，表现出更加优异的脂肪吸附性能；
3. 本发明的所述组合物原料易得，配方科学，制备方法简单，无毒副作用，安全性高，具有显著的减肥降脂效果。
附图说明
图1为小鼠体重增长率随时间变化柱状图（A：高脱乙酰度大分子量壳聚糖组；B：高脱乙酰度中分子量壳聚糖组；C：高脱乙酰度壳寡糖组；D：低脱乙酰度大分子量壳聚糖组；E：壳聚糖基组合物组，下同）；
图2为小鼠体脂增长率随时间变化柱状图；
图3为小鼠实际肝重率随时间变化柱状图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
壳聚糖和壳寡糖的分子结构可以通过其分子量、脱乙酰度和乙酰基的位置在较大范围内调节，具有不同分子结构的壳聚糖基材料其物理、化学和生物活性差别很大。脱乙酰度和平均分子量对壳聚糖的溶解性、流变性、液晶性、成膜性、通透性等物理性质和生物活性均有很大影响。大分子量壳聚糖（重均分子量>30万Da）在胃酸的条件下可生成铵盐溶解并形成凝胶，能与带负电的脂质结合，具有很强的吸附性，但大分子量壳聚糖在肠道的碱性环境下不溶解，影响其对脂肪酸的吸附效率。由于大分子量壳聚糖的水溶性差，在人体实验中剂量一般要求在每天2克以上才能有明显的减肥效果，而较大剂量容易产生便秘、恶心和呕吐等不良反应，从而限制了其广泛的应用。中分子量壳聚糖（重均分子量1万~10万Da）具有更好的溶解性能，能与带负电的脂质迅速结合，同时其吸收率高于大分子量壳聚糖，具有更好的减低血脂功能。小分子量壳聚糖（壳寡糖，重均分子量<5000Da）具有更高溶解度，能够在水中快速溶解，被生物体吸收利用度高，表现出更高的生物活性。
实施例1、
本实施例提供一种具有减肥降脂功能的壳聚糖基组合物，包括高脱乙酰度大分子量壳聚糖（脱乙酰度为88%、重均分子量为120万Da）30 g、高脱乙酰度中分子量壳聚糖（脱乙酰度为90%、重均分子量为1.5万Da）20 g、高脱乙酰度壳寡糖（脱乙酰度为90%、重均分子量为1500Da）5 g，低脱乙酰度大分子量壳聚糖（脱乙酰度为48%、重均分子量为120万）40 g。
α-甲壳素粉碎后，加入到45%氢氧化钠水溶液中，甲壳素和NaOH溶液的料液比为1:10，加热到110℃保温，冷凝回流，在搅拌状态下反应4小时，取出冷却至室温过滤，用水反复冲洗至中性，在干燥箱中烘干，得到脱乙酰度为88%（平均值）、重均分子量为120万Da的高脱乙酰度大分子量壳聚糖。
称取步骤
制备的高脱乙酰度大分子量壳聚糖，加入反应釜中，缓慢加入3倍质量的12M盐酸，搅拌充分混合，加热到60°C。保温3小时后，物料用无水乙醇洗涤两次，减压干燥得到脱乙酰度为90%、重均分子量为1.5万Da的高脱乙酰度中分子量壳聚糖。
称取步骤
制备的高脱乙酰度中分子量壳聚糖，加入蒸馏水配置成浓度约为10%的溶液，调节溶液的pH至6，再加入壳聚糖酶，42℃酶降解24h，溶液冷冻干燥，得到脱乙酰度为90%、重均分子量为1500Da的高脱乙酰度壳寡糖。
α-甲壳素用粉碎机粉碎后分散在40%氢氧化钠水溶液中，加入碎冰，剧烈搅拌使甲壳素溶解，甲壳素的最终浓度为0.75%，NaOH最终浓度为10%。将所得溶液在-20℃下放置12小时，然后在25℃下解冻后获得透明的甲壳素溶液。甲壳素溶液在40℃下处理16小时，加入4体积乙醇醇沉。白色沉淀物过滤后用乙醇/水混合物（4/1，v/v）洗涤至中性（pH为7），冷冻干燥后，得到脱乙酰度为48%、重均分子量为120万Da的低脱乙酰度大分子量壳聚糖。
实施例2、
本实施例提供一种具有减肥降脂功能的壳聚糖基组合物，包括高脱乙酰度大分子量壳聚糖（脱乙酰度为92%、重均分子量为110万Da）30 g、高脱乙酰度中分子量壳聚糖（脱乙酰度为95%、重均分子量为3万Da）20 g、高脱乙酰度壳寡糖（脱乙酰度为96%、重均分子量为2000Da）5 g，低脱乙酰度大分子量壳聚糖（脱乙酰度为56%、重均分子量为110万）40 g。
甲壳素原料采用超微粉碎机粉碎后，放入反应釜中，加入50wt%的NaOH溶液（甲壳素和NaOH溶液的料液比为1:10），并加热到110°C。4 h后取出反应物，加入蒸馏水后产生沉淀。重复以上过程2次。在干燥箱中烘干，得到脱乙酰度为92%、重均分子量为110万Da的高脱乙酰度大分子量壳聚糖。
称取步骤
制备的高脱乙酰度大分子量壳聚糖，加入反应釜中，缓慢加入3倍质量的12M盐酸，搅拌充分混合，加热到60°C。保温2小时后，物料用无水乙醇洗涤两次，减压干燥得到脱乙酰度为95%、重均分子量为3万Da的高脱乙酰度中分子量壳聚糖。
称取步骤
制备的高脱乙酰度中分子量壳聚糖，加入蒸馏水配置成浓度约为10%的溶液，调节溶液的pH至6左右，再加入壳聚糖酶，42℃酶降解24h，溶液冷冻干燥，得到脱乙酰度为96%、重均分子量为2000Da的高脱乙酰度壳寡糖。
α-甲壳素用粉碎机粉碎后分散在40%氢氧化钠水溶液中，加入碎冰，剧烈搅拌使甲壳素溶解，甲壳素的最终浓度为0.75%，NaOH最终浓度为10%。将所得溶液在-20℃下放置12小时，然后在25℃下解冻后获得透明的甲壳素溶液。甲壳素溶液在40℃下处理24小时，加入4体积乙醇醇沉。白色沉淀物过滤后用乙醇/水混合物（4/1，v/v）洗涤至中性（pH为7），冷冻干燥后，得到脱乙酰度为56%、重均分子量为110万Da的低脱乙酰度大分子量壳聚糖。
实施例3、
本实施例提供一种具有减肥降脂功能的壳聚糖基组合物，包括高脱乙酰度大分子量壳聚糖（脱乙酰度为96%、重均分子量为80万Da）30 g、高脱乙酰度中分子量壳聚糖（脱乙酰度为98%、重均分子量为15万Da）20 g、高脱乙酰度壳寡糖（脱乙酰度为98%、重均分子量为3000Da）5 g，低脱乙酰度大分子量壳聚糖（脱乙酰度为23%、重均分子量为130万）30 g。
甲壳素原料采用超微粉碎机粉碎后，放入反应釜中，加入50wt%的NaOH溶液（甲壳素和NaOH溶液的料液比为1:10），并加热到120°C。4 h后取出反应物，加入蒸馏水后产生沉淀。重复以上过程3次，得到脱乙酰度为96%、重均分子量为80万Da的高脱乙酰度大分子量壳聚糖。
称取步骤
制备的高脱乙酰度大分子量壳聚糖，加入反应釜中，缓慢加入2.8倍质量的12M盐酸，搅拌充分混合，加热到40°C。保温1小时后，物料用无水乙醇洗涤两次，减压干燥得到脱乙酰度为98%、重均分子量为15万Da的高脱乙酰度中分子量壳聚糖。
称取步骤
制备的高脱乙酰度中分子量壳聚糖，加入蒸馏水配置成浓度约为10%的溶液，调节溶液的pH至6左右，再加入壳聚糖酶，52℃酶降解24h，溶液冷冻干燥，得到脱乙酰度为98%、重均分子量为3000Da的高脱乙酰度壳寡糖。
α-甲壳素用粉碎机粉碎后分散在40%氢氧化钠水溶液中，加入碎冰，剧烈搅拌使甲壳素溶解，甲壳素的最终浓度为0.75%，NaOH最终浓度为10%。将所得溶液在-20℃下放置12小时，然后在25℃下解冻后获得透明的甲壳素溶液。甲壳素溶液在40℃下处理5小时，加入4体积乙醇醇沉。白色沉淀物过滤后用乙醇/水混合物（4/1，v/v）洗涤至中性（pH为7），冷冻干燥后，得到脱乙酰度为23%、重均分子量为130万Da的低脱乙酰度大分子量壳聚糖。
实施例4 、
不同结构壳聚糖对肥胖高血脂小鼠的影响实验：选取SPF级健康雄性C57小鼠60只，养于SPF级动物房，实验过程中大鼠自由进食和饮水，室温( 22 ± 2) ℃，相对湿度为60%～70%，灯照周期为12 h，7: 00～19: 00 灯照，19: 00～7: 00黑暗，适应期喂养7d后随机平均分为A、B、C、D、E及对照6组，喂食30日高脂饲料，洁净饮用水。高脂饲料中猪油15%、蛋黄粉10%为主要高脂成分，其中脂肪含量总计在18%。A组高脂饲料中加入5%实施例1中的高脱乙酰度大分子量壳聚糖；B组高脂饲料中加入5%实施例1中的高脱乙酰度中分子量壳聚糖；C组高脂饲料中加入5%实施例1中的高脱乙酰度壳寡糖；D组高脂饲料中加入5%低脱乙酰度大分子量壳聚糖；E组高脂饲料中加入5%实施例1中的壳聚糖基组合物。每10天利用活体动物体脂定量分析仪encho MRI对各组小鼠进行体脂、体重、肝重（即肌肉组织）的测试。
参考图1、图2和图3，动物实验结果显示，高脱乙酰度大分子量壳聚糖、高脱乙酰度中分子量壳聚糖、高脱乙酰度壳寡糖和低脱乙酰度大分子量壳聚糖对肥胖高血脂小鼠的体重增长率、体脂增长率、肝重率表现出了不同的影响规律。壳聚糖基组合物组表现出更加优异的降低体重增长率和体脂增长率的作用，同时肝重率相对降低较低。
Claims (9)
1.具有减肥降脂功能的壳聚糖基组合物，其特征在于，包括高脱乙酰度大分子量壳聚糖10-50份、高脱乙酰度中分子量壳聚糖10-50份、高脱乙酰度壳寡糖2-20份，低脱乙酰度大分子量壳聚糖10-50份。
2.如权利要求1所述的具有减肥降脂功能的壳聚糖基组合物，其特征在于，包括高脱乙酰度大分子量壳聚糖25-50份、高脱乙酰度中分子量壳聚糖20-40份、高脱乙酰度壳寡糖5-20份，低脱乙酰度大分子量壳聚糖25-40份。
3.如权利要求1所述的具有减肥降脂功能的壳聚糖基组合物，其特征在于，所述高脱乙酰度大分子量壳聚糖的脱乙酰度为88-99%，所述高脱乙酰度中分子量壳聚糖的脱乙酰度为90-99%，所述高脱乙酰度壳寡糖的脱乙酰度为90-100%，所述低脱乙酰度大分子量壳聚糖的脱乙酰度为20-60%。
4.如权利要求1所述的具有减肥降脂功能的壳聚糖基组合物，其特征在于，所述高脱乙酰度大分子量壳聚糖的重均分子量为50-300万Da，所述高脱乙酰度中分子量壳聚糖的重均分子量为1-20万Da，所述高脱乙酰度壳寡糖的重均分子量为1000-5000Da，所述低脱乙酰度大分子量壳聚糖的重均分子量为50-500万Da。
5.如权利要求1或2或3或4所述的具有减肥降脂功能的壳聚糖基组合物的制备方法，其特征在于，将高脱乙酰度大分子量壳聚糖、高脱乙酰度中分子量壳聚糖、高脱乙酰度壳寡糖，低脱乙酰度大分子量壳聚糖分别经过研磨、过筛、混合后，加入常规辅料，制备成液体制剂或颗粒剂或片剂或胶囊。
6.如权利要求5所述的具有减肥降脂功能的壳聚糖基组合物的制备方法，其特征在于，高脱乙酰度大分子量壳聚糖的制备方法为：
甲壳素粉碎后，加入到40-65%的氢氧化钠水溶液中，甲壳素和NaOH溶液的料液比为1:5-20，加热到90-140℃保温，冷凝回流，在搅拌状态下反应1-10小时，取出冷却至室温过滤，用水反复冲洗至中性，在干燥箱中烘干，重复以上过程2到3次，得到重均分子量为50-300万Da，脱乙酰度为88-99%的高脱乙酰度大分子量壳聚糖。
7.如权利要求6所述的具有减肥降脂功能的壳聚糖基组合物的制备方法，其特征在于，高脱乙酰度中分子量壳聚糖、高脱乙酰度壳寡糖，低脱乙酰度大分子量壳聚糖的制备方法为：
高脱乙酰度中分子量壳聚糖制备方法：
称取权利要求6制备的高脱乙酰度大分子量壳聚糖，缓慢加入2-10倍质量的10-12M盐酸，搅拌充分混合，加热到40-60°C，保温1-5小时后，用无水乙醇洗涤，减压干燥得到脱乙酰度为90-99%、重均分子量为1-20万Da的高脱乙酰度中分子量壳聚糖；
高脱乙酰度壳寡糖制备方法：
称取上述制备的高脱乙酰度中分子量壳聚糖，加入蒸馏水配置成浓度为10%的溶液，调节溶液的pH至6，再加入壳聚糖酶，40-60℃酶解2-24h，溶液冷冻干燥，得到脱乙酰度为90-100%、重均分子量为1000-5000Da的高脱乙酰度壳寡糖；
低脱乙酰度大分子量壳聚糖制备方法：
甲壳素粉碎后分散在20-60%氢氧化钠水溶液中，加入碎冰，剧烈搅拌使甲壳素溶解，甲壳素的最终浓度为0.5-2%，NaOH最终浓度为10%，将所得溶液在-20℃下放置5-24小时，然后在25℃下解冻后获得透明的甲壳素溶液，甲壳素溶液在25-50℃下处理2-32小时，加入4体积乙醇醇沉，白色沉淀物过滤后用乙醇/水混合物，v/v为4/1，洗涤至中性，冷冻干燥后，得到脱乙酰度为20-60%、重均分子量为50-500万Da的低脱乙酰度大分子量壳聚糖。
8.如权利要求1或2或3或4所述的具有减肥降脂功能的壳聚糖基组合物的服用方法，其特征在于，每日饭前服用1-3次含有0.5-5克有效质量的具有减肥降脂功能的壳聚糖基组合物。
9.如权利要求1或2或3或4所述的具有减肥降脂功能的壳聚糖基组合物在减肥降脂方面的应用。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN116554557A (zh) * | 2022-01-30 | 2023-08-08 | 武汉大学 | 一种复合天然碳酸钙的甲壳素/壳聚糖材料的制备方法 |
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