CN113603808B - 改性褐藻胶及制备方法与其在制备促进胃肠蠕动药物中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了改性褐藻胶及制备方法与其在制备促进胃肠蠕动药物中的应用，本发明以海带为原料，先采用水提取，再经过酸沉碱溶获得褐藻胶；通过前期试验发现上述获得的褐藻胶没有促进便秘小鼠胃肠蠕动的生物活性，因而将褐藻胶在酸性条件下进行加热降解获得改性褐藻胶。经过实验发现，该改性褐藻胶具有显著的促进便秘小鼠胃肠蠕动的生物活性。

Description

改性褐藻胶及制备方法与其在制备促进胃肠蠕动药物中的 应用
技术领域
本发明涉及改性褐藻胶及制备方法与其在制备促进胃肠蠕动药物中的应用。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
便秘是消化系统常见的疾病，随着人们生活水平的不断提高、饮食结构改变、不良生活习惯增多等，便秘逐渐成为高发疾病，严重影响人们的生活质量。便秘的发病周期长、难以快速治愈，且可能导致患者产生明显的身体不适，引起肛裂、肛窦炎、肛周感染等，还可能因粪块嵌顿肠腔引起肠梗阻。此外，便秘还是老年人心脑血管病的死亡诱因之一，可能会诱发心脏破裂、急性心衰、心律失常等，给患者带来极大的痛苦，甚至危害生命。目前，慢性便秘的药物治疗主要以泻剂为主，但是长期服用泻剂容易产生药物依赖性，加剧不良反应、加重便秘等。因此，寻找一种作用缓和，无毒副作用的治疗便秘的活性成分已经成为当前的研究热点之一。
褐藻胶又名海藻酸钠或褐藻酸钠，是一种来源于褐藻的水溶性酸性多糖，具有广泛的生物活性，如抗肿瘤、抗凝血、防辐射、保水保鲜等，润肠通便活性亦有报道，但是相对较少。褐藻胶现已广泛应用于医药、食品、化工等领域，随着糖化学与糖生物学的发展，人们不仅局限于研究褐藻胶的生物活性，褐藻胶降解所得寡糖的生物学活性及其应用也逐渐成为研究热点。研究表明，褐藻胶寡糖及其衍生物在免疫调节、抗肿瘤、促生长及抗菌等方面均具有良好的活性。褐藻胶本身存在分子量高、粘稠度大、不易吸收等特点，将其降解成低分子量多糖、寡糖片段，有利于改善上述理化性质，甚至可以改善其活性，显示出相较于母糖更为卓越的生物活性。
发明内容
有文献记载褐藻胶具有加快胃肠蠕动、预防便秘的生物活性，本发明的发明人拟利用褐藻胶作为活性物质制备治疗便秘的药物。发明人以海带为原料，先采用水提取，再经过酸沉碱溶的方式获得了褐藻胶，然而经过便秘小鼠的墨汁推进率的模型实验发现，该褐藻胶虽然墨汁推进率有提升，但是没有统计学意义，即墨汁推进率无显著变化，因而表明该褐藻胶没有促进便秘小鼠胃肠蠕动的生物活性。为此，发明人进行进一步研究。
褐藻胶包括水不溶性的褐藻酸、各种水溶性和水不溶性的褐藻酸盐，例如褐藻酸钠、褐藻酸胺、褐藻酸钙等。其中，褐藻酸是由多聚甘露糖醛酸和多聚古罗糖醛酸所构成的高分子化合物。不同原料、不同方法制备的褐藻胶，均会导致褐藻胶的结构不同，从而导致褐藻胶存在不同的生物活性。为了解决前期制备的褐藻胶没有促进便秘小鼠胃肠蠕动的生物活性的问题，提出本发明。
为了解决上述问题，本发明的目的是提供改性褐藻胶及制备方法与其在制备促进胃肠蠕动药物中的应用，本发明提供的改性褐藻胶具有显著的促进便秘小鼠胃肠蠕动的生物活性。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
一方面，一种改性褐藻胶的制备方法，以海带为原料，先采用水提取，再经过酸沉碱溶获得褐藻胶；将褐藻胶在酸性条件下进行加热降解获得改性褐藻胶。
另一方面，一种改性褐藻胶，由上述制备方法获得。
第三方面，一种上述改性褐藻胶在制备促进胃肠蠕动药物中的应用。
第四方面，一种促进胃肠蠕动的药物，包括上述改性褐藻胶、药学上可接受的辅料和/或载体。
本发明制备的改性褐藻胶仍然属于褐藻胶，通过在酸性条件下进行加热分解，对其分子量、连段结构中的多聚甘露糖醛酸和多聚古罗糖醛酸的比例均有调节，从而改变了其生物活性。经过实验发现，本发明制备的改性褐藻胶的墨汁推进率明显增加，而且具有统计学意义(p＜0.05)，表明该改性褐藻胶具有促进便秘小鼠胃肠蠕动的生物活性。
本发明的有益效果为：
本发明制备的褐藻胶主要由甘露糖醛酸单元构成，古罗糖醛酸单元极少，经过酸性条件下的加热分解，调节了其多聚甘露糖醛酸和多聚古罗糖醛酸的比例，并降低了其分子量，从而使得制备的改性褐藻胶具有促进便秘小鼠胃肠蠕动的生物活性。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明实施例1的褐藻胶降解后分子量变化趋势图；
图2是本发明实施例1的褐藻胶及改性褐藻胶A1的红外光谱图，a为褐藻胶，b为改性褐藻胶A1；
图3为本发明实施例1的褐藻胶及改性褐藻胶A1的单糖组成测定高效液相色谱图；
图4是本发明实施例1的褐藻胶及改性褐藻胶A1的分子量测定高效凝胶渗透色谱图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
鉴于部分褐藻胶没有促进便秘小鼠胃肠蠕动的生物活性的问题，本发明提出了改性褐藻胶及制备方法与其在制备促进胃肠蠕动药物中的应用。
本发明的一种典型实施方式，提供了一种改性褐藻胶的制备方法，以海带为原料，先采用水提取，再经过酸沉碱溶获得褐藻胶；将褐藻胶在酸性条件下进行加热降解获得改性褐藻胶。
先采用水提取，再经过酸沉碱溶获得褐藻胶，本发明经过表征表明，该方法制备的褐藻胶分子量为110～120kDa，其主要有甘露糖醛酸单元构成，经过便秘小鼠的墨汁推进率的模型实验发现，这种褐藻胶没有促进便秘小鼠胃肠蠕动的生物活性。为此，本发明进行进一步酸条件下加热分解改性，经过表征表明改性褐藻胶仍由甘露糖醛酸单元构成，但是经过分解后，不仅分子量降低，而且古罗糖醛酸单元的比例发生改变，因而导致了改性褐藻胶的生物活性发生改变，而经过生物模型试验，表明该改性褐藻胶具有促进便秘小鼠胃肠蠕动的生物活性。
为了减少海带中油脂对提取褐藻胶的影响，该实施方式的一些实施例中，将脱脂后的褐藻胶进行水提取。在一种或多种实施例中，采用乙醇与水的混合溶液对海带进行脱脂。脱脂效果更好。
该实施方式的一些实施例中，水提取的过程为，将海带粉末置于水中，加热提取。在一种或多种实施例中，加热温度为60～70℃，提取时间为2～3h。
为了从海带中提取更多的褐藻胶，该实施方式的一些实施例中，进行至少两次水提取。其具体过程为：1.将海带粉末加入水中加热提取，分离获得沉渣和上清液，2.将沉渣中再加入水继续加热提取，重复步骤2若干次，将上清液合并进行酸沉碱溶。
该实施方式的一些实施例中，所述酸沉碱溶的过程为：向物料溶液中添加酸调节pH为酸性，产生沉淀，将沉淀收集再采用碱溶液溶解。在一种或多种实施例中，调节pH为0.8～1.2。该条件下能够更好的将褐藻胶提取出来。碱溶液为碳酸钠溶液。碳酸钠溶液碱性较弱，能够防止破坏褐藻胶的结构。
为了去除小分子杂质，该实施方式的一些实施例中，进行至少两次酸沉碱溶。将酸沉获得的沉淀进行洗涤。
为了进一步去除小分子杂质，该实施方式的一些实施例中，将酸沉碱溶后的溶液进行透析浓缩，然后干燥获得褐藻胶粗品。透析的截留分子量优选为3.0～4.0kDa。
在一种或多种实施例中，将褐藻胶粗品溶于水调节pH为中性进行超滤浓缩，干燥获得褐藻胶。能够获得更纯度更高的褐藻胶。超滤的截留分子量优选为8～12kDa。
本发明的干燥优选为冷冻干燥，防止加热干燥过程中褐藻胶降解。
该实施方式的一些实施例中，加热降解的温度为80～120℃，降解时间不超过3h。
该实施方式的一些实施例中，加热降解的pH为3.6～4.4。
当加热降解的温度为95～105℃，降解时间为55～65min时，能够保证制备的改性褐藻胶的促进小鼠胃肠蠕动的生物活性。
本发明的另一种实施方式，提供了一种改性褐藻胶，由上述制备方法获得。
该实施方式的一些实施例中，分子量为40～45kDa。
该实施方式的一些实施例中，甘露糖醛酸单元为改性褐藻胶总单元摩尔数的99.20～99.40％。
本发明的第三种实施方式，提供了一种上述改性褐藻胶在制备促进胃肠蠕动药物中的应用。
本发明的第四种实施方式，提供了一种促进胃肠蠕动的药物，包括上述改性褐藻胶、药学上可接受的辅料和/或载体。
本发明所述的辅料包括但不局限于乳糖、蔗糖、玉米淀粉、糖浆，阿拉伯胶，山梨醇，黄芪胶等。
本发明所述的载体包括但不局限于氧化铝、硬脂酸铝、卵磷脂、聚乙二醇、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸酯、蜂蜡、羊毛酯。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。
实施例
一种改性褐藻胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)将新鲜海带洗净、烘干，粉碎得到藻体粉末。取100g藻体粉末，加入30倍体积的95％乙醇脱脂，室温下搅拌24h，重复3次。脱脂完毕后，静置离心，收集沉淀部分，自然晾干。
(2)取脱脂后的藻体粉末，加入去离子水，料液比1:30g/mL，65℃搅拌3h，搅拌结束静置离心，重复2次，合并上层清液。
(3)调节上清液的pH至1.0，静置过夜，离心，收集沉淀。
(4)用2％的碳酸钠溶液复溶沉淀，再次调节pH至1.0，静置离心，蒸馏水洗涤沉淀数次，无水乙醇脱水后烘干。
(5)用2％的碳酸钠溶液复溶沉淀，透析(截留分子量为3.5kDa)，剩余部分浓缩冻干，得到褐藻胶粗品。
(6)将褐藻胶粗品溶于水，调节pH至中性，超滤(截留分子量为10kDa)，收集截留部分，浓缩冻干，得到褐藻胶。
(7)将褐藻胶溶于水，调节pH至4.0，80～120℃油浴0-3h，绘制分子量变化曲线，如图1所示。
根据图1，选择分子量变化温和，范围广的降解条件，温度为100℃降解60min得到改性褐藻胶，记为改性褐藻胶A1(分子量约为41kDa)；温度为100℃降解120min得到改性褐藻胶，记为改性褐藻胶A2(分子量约为20kDa)。
对褐藻胶及改性褐藻胶的红外光谱、单糖组成、分子量进行测定。经口灌胃给予造模药物洛哌丁胺，建立小鼠小肠蠕动抑制模型，测定褐藻胶及改性褐藻胶对便秘小鼠小肠墨汁推进率的影响。30只雄性昆明小鼠适应性喂养一周后根据体重随机分成5组，每组6只，分别为模型对照组、空白对照组、褐藻胶组、改性褐藻胶A1组、改性褐藻胶A2组。各组小鼠每天灌胃相应剂量的样品(1000mg/kg·d)，空白对照组和模型对照组小鼠每天灌胃相应体积的蒸馏水。给予受试样品7天后，各组小鼠禁食不禁水16小时，空白对照组给予蒸馏水，模型对照组和供试品组给予洛哌丁胺(3mg/kg BW)造成小肠蠕动抑制模型。给洛哌丁胺0.5小时后，各供试品组分别给予含相应受试样品的墨汁，空白和模型对照组给予墨汁灌胃。计算便秘小鼠的墨汁推进率，以评价褐藻胶及改性褐藻胶对小鼠胃肠蠕动的影响。
以下是褐藻胶及改性褐藻胶的红外光谱、单糖组成、分子量测定和活性分析。
褐藻胶和改性褐藻胶A1的红外光谱相似，如图2所示，表明降解后改性褐藻胶的结构变化不大，819cm-1处甘露糖醛酸的特征吸收峰明显，表明褐藻胶及改性褐藻胶主要由甘露糖醛酸构成。
褐藻胶及改性褐藻胶A1均主要由甘露糖醛酸(G)构成，还含有微量的古罗糖醛酸(M)，摩尔比例分别为99.66:0.34、99.29:0.71，如图3所示，重均分子量分别为116kDa、41kDa，如图4所示。
各组小鼠的墨汁推进率如表1所示，空白对照组与模型对照组相比，墨汁推进率明显增加(p<0.05)，表明本次实验造模成功。
表1
Figure BDA0003204432450000081
注：*，与模型对照组比较，p<0.05。
表1表明，与模型对照组相比，褐藻胶组的墨汁推进率无显著变化，即褐藻胶没有促进便秘小鼠胃肠蠕动的作用，但改性褐藻胶组的墨汁推进率明显增加(p<0.05)，表明褐藻胶降解后得到的改性褐藻胶具有明显的促进便秘小鼠胃肠蠕动的作用，但是，改性褐藻胶A2墨汁推进率无显著性差异，表明促进胃肠蠕动作用需要一定的分子量。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种改性褐藻胶的制备方法，其特征是，以海带为原料，先采用水提取，再经过酸沉碱溶获得褐藻胶；将褐藻胶在酸性条件下进行加热降解获得改性褐藻胶；
所述水提取的过程为，将海带粉末置于水中，加热提取，加热温度为60～70℃，提取时间为2～3h；
所述酸沉碱溶的过程为：向物料溶液中添加酸调节pH为酸性，产生沉淀，将沉淀收集再采用碱溶液溶解；所述碱溶液为碳酸钠溶液；
加热降解的温度为95~105℃，降解时间为55~65 min；加热降解的pH为3.6~4.4；
将酸沉碱溶后的溶液进行透析浓缩，然后干燥获得褐藻胶粗品；
将褐藻胶粗品溶于水调节pH为中性进行超滤浓缩，干燥获得褐藻胶；
所述改性褐藻胶分子量为40~45 kDa；
甘露糖醛酸单元为改性褐藻胶总单元摩尔数的99.20~99.40%。
2.如权利要求1所述的改性褐藻胶的制备方法，其特征是，采用乙醇与水的混合溶液对海带进行脱脂。
3.如权利要求1所述的改性褐藻胶的制备方法，其特征是，进行至少两次水提取。
4.如权利要求1所述的改性褐藻胶的制备方法，其特征是，所述酸沉碱溶的过程为：向物料溶液中添加酸调节pH为酸性，调节pH 为0.8~1.2。
5.如权利要求1所述的改性褐藻胶的制备方法，其特征是，进行至少两次酸沉碱溶。
6.一种改性褐藻胶，其特征是，由权利要求1~5任一所述的制备方法获得。
7.一种促进胃肠蠕动的药物，其特征是，包括权利要求6所述的改性褐藻胶、药学上可接受的辅料和/或载体。
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