CN117281260A

CN117281260A - 一种不含有交联剂的凝胶及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN117281260A
Application number: CN202311576720.8A
Authority: CN
Inventors: 梅廷振; 宋祥; 袁飞; 赵鹏; 李晓萌; 李春明; 殷敬华
Original assignee: Shanghai Weigao Medical Technology Development Co ltd
Current assignee: Shanghai Weigao Medical Technology Development Co ltd
Priority date: 2023-11-24
Filing date: 2023-11-24
Publication date: 2023-12-26

Abstract

本发明公开了一种不含有交联剂的凝胶及其制备方法和应用。所述凝胶包括至少一种多糖和溶剂；所述至少一种多糖包括透明质酸和/或葡聚糖；所述凝胶为物理交联的三维立体网络结构。本发明的凝胶是具有三维网络结构的凝胶，其不含任何化学交联剂、食用更安全，凝胶具有耐酸碱和抗肠胃液降解性能，在胃肠内可长时停留并维持稳定的三维结构形态（胃内＞4 h，肠内＞44 h），其在胃肠中可停留、占位，达到减肥作用。

Description

一种不含有交联剂的凝胶及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于医学技术或食品技术领域，涉及一种不含有交联剂的凝胶及其制备方法和应用。

背景技术

随着全球经济的飞速发展，人类生活水平不断提升，加上不合理的膳食结构、不良生活方式和快节奏的工作模式，全球超重及肥胖人数持续呈增长趋势，已成为公共卫生焦点问题。从肥胖人群数量来看，据弗若斯特沙利文数据，2020年全球肥胖症患病人数达12.11亿人，较2019年增加了0.58亿人。

肥胖不仅仅影响个人的形体美，更严重的是其对人类生理的影响—肥胖是非传染病发病的重要危险因素，已成为威胁人类健康的第一杀手。肥胖的危害有很多，主要表现为以下几点：一、肥胖可以导致胰岛素抵抗，胰岛素抵抗很容易发生糖代谢异常甚至糖尿病；二、肥胖患者容易引发高血压、高血脂，甚至脂肪肝、高尿酸等，形成代谢综合征；三、长期肥胖容易影响肾脏，甚至形成肥胖相关性肾病；四、肥胖、高血压、高血糖、高血脂等容易加重动脉粥样硬化的发生和发展，加重心脑血管疾病的发生和发展；五、肥胖患者体重负荷过重，容易对关节造成损伤，加重关节的退行性变；六、肥胖可引起性功能、生育能力下降，甚至导致肥胖性生殖无能。

近几年较为流行的是占胃凝胶，例如CN101796075A公开的Plenity®胶囊，由羧甲基纤维素钠经柠檬酸交联、干燥、粉碎而成，胶囊在胃中崩解后释放出交联羧甲基纤维素钠颗粒，其吸水后膨胀，形成一个三维网络凝胶，但是需要使用交联剂，安全性差，长期服用对人体有毒副作用，而且需要强迫饮用大量的水，缺乏饮食的享受感，Plenity®采用柠檬酸作为交联剂，柠檬酸长期服用，会导致自身出现低钙血症，对于自身的肠道消化系统也会产生一定的副作用伤害，还可能会增加自身出现十二指肠癌问题的几率，会导致自身出现手足抽搐，肌肉痉挛的问题。专利CN114009797A以甘油作为交联剂，聚丙烯酸钠和明胶经过交联形成互穿网络结构的水凝胶，经过干燥脆断后得到成品，采用甘油作为交联剂，长期口服会加重胃肠的负担，引起胃肠不适，产生恶心、呕吐等副作用。专利CN115154407A利用亚麻籽胶中的羧基可与壳聚糖酸性溶液中的铵根离子相互发生静电作用，形成物理交联位点，另一方面利用亚麻籽胶中的半乳糖醛酸与钙离子发生桥联作用，反复冻融，形成水凝胶三维网络，冷冻干燥制成颗粒；同时壳聚糖和亚麻籽胶本身具备有减肥降脂的功能，可以主动调节使用者的体重。

为了提高饮食愉悦感，CN106107798A公开一种青梅汁辅以成胶剂制成可口的果冻，利用青梅汁固有的减肥功效，达到调节体重目的。专利CN104187906A公开一种以果饮、膳食纤维和胶原蛋白为主要成分的减肥饮料。专利CN111387417A公开一种低卡路里耐煮面条，主要成分糯米粉、可得胶、变性淀粉、果蔬粉、食品级钙盐、海藻酸钠、魔芋粉、黄原胶和水等。以上专利可以增加减肥人群的饮食愉悦感，但所选组分均能被肠胃大量吸收，致使减肥效果大打折扣，减肥周期拉长，甚至减肥失败。

综上所述，目前凝胶存在安全性差，使用不方便，缺乏饮食的享受感等问题。如何提供一种安全性高的凝胶及其制备方法，以满足将其制备成体重管理产品后在胃肠中可停留、占位达到减肥作用，并满足饮食的享受感等功效，已成为目前医学技术或食品技术领域亟待解决的问题之一。

发明内容

针对现有技术的不足和实际需求，本发明提供一种不含有交联剂的凝胶及其制备方法和应用，解决了目前凝胶存在的诸多缺陷：（1）安全性差，含有交联剂，长期服用对人体有毒副作用；（2）使用不方便，餐前半小时前服用、较难匹配当前不规律的生活节奏，而且需要强迫饮用大量的水；（3）缺乏饮食的享受感，口服胶囊是服药仪式、存在消极的心理暗示等问题。

本发明的凝胶为不含化学交联剂的、具有三维网络结构的产品，其在胃肠中可停留、占位达到减肥作用，服用期间极少量的透明质酸经人体吸收可起到美肤、延缓衰老的功效，而且服用过程伴随饮食愉悦感。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种不含有交联剂的凝胶，所述凝胶包括多糖和溶剂；所述多糖包括透明质酸；所述凝胶为物理交联的三维立体网络结构；

所述透明质酸包括数均分子量为20~400万的透明质酸中的任意一种或至少两种的组合；

所述葡聚糖包括数均分子量为20~300万的葡聚糖中的任意一种或至少两种的组合。

上述20万~400万中的具体点值可以选择20万、21万、22万、23万、24万、30万、40万、50万、60万、100万、160万、190万、200万、300万、400万等。

上述20万~300万中的具体点值可以选择20万、21万、22万、23万、24万、30万、40万、50万、60万、100万、160万、190万、200万、300万等。

透明质酸的分子量在20-400之间和或葡聚糖的分子量在20~300万之间，成本较低，同时利于获得粘弹性满足可食用且具有体重管理功能的凝胶。

本发明的凝胶是具有三维网络结构的凝胶，其不含任何化学交联剂、食用更安全，凝胶具有耐酸碱和抗肠胃液降解性能，在胃肠内可长时停留并维持稳定的三维结构形态，其在胃肠中可停留、占位，达到减肥作用。

物理交联：即多糖分子互相靠近，形成规整有序的结合区，在网络交联位点通过静电作用、氢键、链的缠绕等相互的物理作用而相互联接。

优选地，所述凝胶中多糖的质量百分比为0.1~6%。

上述0.1~6%中的具体点值可以选择0.1%、0.2%、0.3%、0.7%、1%、2%、4%、5%、6%等。

优选地，所述至少一种多糖除透明质酸和/或葡聚糖外，还包括海藻酸钠、羧甲基纤维素、壳聚糖、刺槐豆胶或亚麻籽胶中的任意一种或至少两种的组合；所述葡聚糖包括β-1,3-葡聚糖、α-1,3-葡聚糖、燕麦β-葡聚糖、酵母β-葡聚糖中的任意一种或至少两种的组合。

优选地，所述溶剂包括：纯化水、蒸馏水、超纯水或注射用水中的任意一种或至少两种的组合；或所述溶剂为甘油的水溶液，所述溶剂中甘油的体积百分比为0~50%。

上述0~50%中的具体点值可以选择1%、2%、3%、7%、10%、20%、40%、41%、42%、43%、44%、49%、50%等。

第二方面：本发明提供了一种第一方面所述的凝胶的制备方法，所述制备方法包括：

将多糖与溶剂混合升温搅拌再降温得到流动溶液，调节流动溶液pH至pH值1~3，冷冻获得冷冻固体物，解冻冷冻固体物，重复冷冻解冻获得三维立体网络凝胶，再次调节pH，即得所述凝胶。

上述1~3中的具体点值可以选择1、1.5、2、2.5、3等。

优选地，所述升温为升高温度至10~60℃；

和/或，所述搅拌的速度为50~500 rpm；

和/或，所述搅拌的时间为1~4 h；

和/或，所述降温为降低温度至2~28℃；

和/或，所述冷冻的温度为-80℃~-4℃；

和/或，所述冷冻的时间为10~168 h；

和/或，所述解冻的温度为5~50℃；

和/或，所述重复冷冻解冻的次数为1~9次；

和/或，所述再次调节pH至3.5~6.5。

上述10~60℃中的具体点值可以选择10℃、11℃、12℃、13℃、20℃、30℃、35℃、40℃、50℃、56℃、57℃、58℃、59℃、60℃等。

上述50~500 rpm中的具体点值可以选择50 rpm、51 rpm、52 rpm、53 rpm、60 rpm、70 rpm、100 rpm、200 rpm、300 rpm、400 rpm、480℃、500 rpm等。

上述1~4 h中的具体点值可以选择1h、2 h、2.5 h、3 h、3.5 h、3.6 h、3.7 h、3.8h、3.9 h、4 h等。

上述2~28℃中的具体点值可以选择2℃、8℃、18℃、20℃、23℃、23.5℃、24℃、24.5℃、25℃、25.5℃、26℃、28℃等。

上述-80℃~-4℃中的具体点值可以选择-80℃、-70℃、-60℃、-50℃、-30℃、-20℃、-10℃、-4℃等。

上述10~168 h中的具体点值可以选择10 h、12 h、20 h、24 h、30 h、40 h、50 h、72h、80 h、100 h、120 h、140 h、160 h、162 h、164 h、168 h等。

上述5~50℃中的具体点值可以选择5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、46℃、48℃、49℃、50℃等。

上述1~9次中的具体点值可以选择1次、2次、3次、4次、5次、6次、7次、8次、9次等。

上述pH至3.5~6.5中的具体点值可以选择3.5、3.6、3.7、4、5、5.5、5.6、5.8、6、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5等。

第三方面，本发明提供了根据第一方面所述的凝胶在制备具有体重管理功效的食品、药品、保健品或医疗器械中的应用。

优选地，所述食品包括果冻、果汁、浓汁、冰淇淋、酸奶、奶酪、布丁、茶饮或米粥中的任意一种。

第四方面，本发明提供了一种具有体重管理功效的食品，所述食品包括：第一方面所述的凝胶。

优选地，所述食品还包括：低热量食物、增稠剂、矫味剂、着色剂或抑菌剂中的任意一种或至少两种的组合。

优选地，所述低热量食物包括魔芋精粉、南瓜、玉米、燕麦、蓝莓、樱桃、草莓或苹果中任意一种或至少两种的组合；所述食品中低热量食物的质量百分比为0~40%。

上述0~40%中的具体点值可以选择0.1%、0.2%、0.3%、0.8%、1%、2%、4%、10%、20%、30%、38%、39%、40%等。

优选地，所述增稠剂包括卡拉胶、黄胶原、明胶、瓜尔胶、果胶或魔芋胶中任意一种或至少两种的组合；所述食品中增稠剂的质量百分比为0.2~5%；

和/或，所述矫味剂包括甜味剂和/或液体香精；

和/或，所述甜味剂包括蔗糖、阿巴斯甜、安赛蜜、柠檬酸或柠檬酸钠中的任意一种或至少两种的组合；所述食品中甜味剂的质量百分比0.01~0.8%；所述食品中液体香精的质量百分比为0.01~0.5%；

和/或，所述着色剂包括檬黄色素、亮蓝色素、日落黄色素或柠檬黄色素中任意一种或至少两种的组合；所述食品中着色剂的质量百分比为0.001~0.1%；

和/或，所述抑菌剂包括山梨酸、山梨酸钠盐、苯甲酸钠、乙酸或乙酸钠盐中任意一种或至少两种的组合；所述食品中抑菌剂的质量百分比为0.001~0.1%；

和/或，所述食品中的低热量食物为魔芋精粉，增稠剂为卡拉胶和黄胶原的组合。

上述0.2~5%中的具体点值可以选择0.2%、0.3%、0.7%、0.8%、1%、2%、4%、4.5%、4.6%、4.7%、4.8%、4.9%、5%等。

上述0.01~0.8%中的具体点值可以选择0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.1%、0.2%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%等。

上述0.01~0.5%中的具体点值可以选择0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.08%、0.09%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%等。

上述食品中着色剂的质量百分比0.001~0.1%中的具体点值可以选择0.001%、0.002%、0.003%、0.004%、0.008%、0.01%、0.02%、0.08%、0.09%、0.1%等。

上述食品中抑菌剂的质量百分比0.001~0.1%中的具体点值可以选择0.001%、0.002%、0.003%、0.004%、0.008%、0.01%、0.02%、0.08%、0.09%、0.1%等。

本发明的具有体重管理功效的食品本身含有充足的水分，以果冻、果汁或饮品形式提供，不用在胃中崩解释放吸水膨胀就能保持稳态凝胶结构，服用后无需强迫饮用大量的水，服用方便，不受时间限制。

本发明的具有体重管理功效的食品组分中多糖选择魔芋精粉，增稠剂选择卡拉胶和黄胶原的组合时能够保证食品组织状态软硬适中，无外来杂质和气泡，在改善口感和咀嚼性功效上具有协同作用。

第五方面，本发明提供了第四方面所述的具有体重管理功效的食品的制备方法，所述制备方法包括：将低热量食物、增稠剂、矫味剂、着色剂和抑菌剂混合均质制成浆液，将第一方面所述凝胶与所述浆液混合，冷却，得到半成品，保温一定时间再降温，即得所述具有体重管理功效的食品。

优选地，所述浆液中凝胶的质量百分比为1~95%；

和/或，所述保温的温度为65~85℃；

和/或，所述保温的时间为0.5~30 min；

和/或，所述降温为降低温度至2~28℃。

上述1~100%中的具体点值可以选择1%、2%、3%、4%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%等。

上述65~85℃中的具体点值可以选择65℃、66℃、67℃、68℃、69℃、70℃、80℃、81℃、82℃、83℃、84℃、85℃等。

上述0.5~30 min中的具体点值可以选择0.5 min、1 min、2 min、5 min、10 min、15min、20 min、25 min、26 min、27 min、28 min、30 min等。

上述2~28℃中的具体点值可以选择2℃、4℃、6℃、8℃、10℃、15℃、20℃、24℃、28℃等。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）本发明的凝胶是具有三维网络结构的凝胶，其不含任何化学交联剂、食用更安全，凝胶具有耐酸碱和抗肠胃液降解性能，在胃肠内可长时停留并维持稳定的三维结构形态（胃内＞4 h，肠内＞44 h），其在胃肠中可停留、占位，达到减肥作用，本发明的凝胶吸水倍数大于30倍，优选的30~75倍，弹性模量大于1Pa以上，优选的大于3.5Pa,粘性模量大于1Pa，优选的大于1.5Pa，既保证了适度的膨胀体积，又有一定的力学支撑；

（2）本发明的具有体重管理功效的食品服用方便，不受时间限制，可直接食用，也可与正餐一起食用，而且服用后无需强迫饮用大量的水；

（3）本发明的具有体重管理功效的食品令减肥人群拥有饮食的愉悦感，其口味丰富、色泽多彩，可以是果冻、浓汁、冰淇淋、酸奶、奶酪、布丁、茶饮、米粥等形式，本发明的具有体重管理功效的食品组分中多糖选择魔芋精粉，增稠剂选择卡拉胶和黄胶原的组合时能够保证食品组织状态软硬适中，无外来杂质和气泡，在改善口感和咀嚼性功效上具有协同作用；

（4）减肥期间服用该具有体重管理功效的食品，胃肠吸收的微量透明质酸可以达到美肤、延缓衰老的功效。

附图说明

图1为具有体重管理功效的食品制备流程图；

图2为冻融透明质酸凝胶颗粒在人工胃液/肠液的质量变化趋势图；

图3为实施例1凝胶和Plenity®在胃液中质量变化趋势图。

具体实施方式

为进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合实施例和附图对本发明作进一步地说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。

实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购获得的常规产品。

为了可以更容易地理解本发明，首先定义某些术语。如本发明中所使用的，除非另外定义，否则本发明使用的所有技术术语和科学术语具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。本发明提及的所有专利和出版物均以引用的方式整体并入本发明。

术语“透明质酸”，指的是玻尿酸，分子式是(C₁₄H₂₁NO₁₁)_n，是D-葡萄糖醛酸及N-乙酰葡糖胺组成的双糖单位糖胺聚糖。透明质酸2008年5月被批准为新资源食品，这为透明质酸食用打下坚实的基础。透明质酸作为酸性黏多糖，在生物体有不可替代的作用，更是人体不可缺少的重要物质。口服透明质酸有美肤，延缓衰老的效果。透明质酸在人体内随年龄的增加含量是递减趋势，所以人到25岁后非常有必要补充外源性透明质酸。人口服透明质酸能够增加体内合成透明质酸的前体，小鼠给药实验证明口服透明质酸确实能增加体内透明质酸含量。

冻融透明质酸凝胶：透明质酸在酸性条件下，优化对透明质酸冷冻凝胶影响的主要因素参数，如冷冻时间、冻融循环次数、HA分子量和添加小分子溶质等，可形成网络结构较为致密的冷冻凝胶。

冻融凝胶形成机制：对多糖溶液进行冷冻时，水分子形成冰晶体，降低了多糖溶液中游离水的含量，使得溶液中多糖浓度局部升高，称为低温浓缩效应。在低温浓缩效应的作用下，多糖分子互相靠近，能够形成规整有序的结合区，在网络交联位点通过静电作用、氢键、链的缠绕等相互作用，进而形成三维结构的凝胶。最后，处于冻结状态的多糖溶液解冻时，冰晶体逐渐融化，以液态水的方式存在，但冻结过程中形成的分子间交联不会解聚集，增加了解冻后多糖体系的结构强度。

羧甲基纤维素钠：羧甲基纤维素（Carboxymethyl Cellulose，CMC），是由天然纤维素经过化学改性得到的一种水溶性纤维素醚。由于羧甲基纤维素酸式结构的水溶性不好，为了能够更好地对其进行应用，其产品普遍制成钠盐。羧甲基纤维素钠也是增稠剂的一种，由于其本身具有良好的功能特性使其在食品工业得到了广泛的应用。由于其具有一定的凝胶作用，有利于食品更好地形成凝胶，因此能够用于制造果冻和果酱等。

交联羧甲基纤维素钠：交联羧甲基纤维素钠是羧甲基纤维素钠在一定条件下进行交联反应而成的一种不溶于水而在水中溶胀至原体积4~8倍的交联聚合物，常用作片剂、胶囊剂的崩解剂。

Plenity®：它是一种促进饱腹感的口服胶囊，有助于增加饱腹感，帮助肥胖患者控制体重。Plenity®胶囊中的颗粒是由羧甲基纤维素钠经柠檬酸交联、干燥、粉碎而成，胶囊在胃中崩解后释放出交联羧甲基纤维素钠颗粒，其吸水后膨胀，形成一个三维网络凝胶，在占据胃和小肠的体积，创造一种饱腹感，减少饮食量，进而达减肥的目的。

魔芋粉：又称魔芋粉或魔芋甘露聚糖，是魔芋的提取物。魔芋是低热量食品，其中所含的葡萄甘露聚糖会吸水膨胀，可增大至原体积的30～100倍，因而食后有饱腹感，可用于治疗糖尿病。魔芋中的纤维能促进胃肠蠕动，润肠通便，防止便秘和减少肠道对脂肪的吸收，有利于肠道疾病的治疗，并能减少体内胆固醇的积累，对防治高血压、冠状动脉硬化有重要意义。

实施例1

本实施例提供一种凝胶，其制备方法为：

S1 溶解

称取分子量160万的透明质酸10 g，投入1000 mL超纯水中，升温至30℃，300 rpm搅拌溶解3 h，降温至20℃，获得含有透明质酸的流动溶液。

S2 调节pH

使用1 mol/L的盐酸溶液，调节S1溶液pH值至1.5。

S3 冷冻

将S2溶液的转移至-20℃的冰箱中进行冷冻24 h，获得冷冻固体物。

S4 解冻

将S3冷冻固体物转移至30℃的水浴中进行解冻6 h，重复2次S3、S4步骤，获得含有透明质酸的三维立体网络凝胶。

S5 再次调节pH

将S4凝胶初步切割成5~10 cm³块状物转移至10 L超纯水中浸泡3次，每次8 h，获得pH约为6的凝胶。

S6 制粒

将S5凝胶经粉碎机制成0.5~1 cm³的块状物和50~5000 μm的颗粒。

实施例2

本实施例提供一种凝胶，其制备方法为：

S1 溶解

称取分子量20万的透明质酸60 g，投入500 mL超纯水和500mL甘油组成的溶剂中，升温至30℃，500 rpm搅拌溶解3 h，降温至20℃，获得含有透明质酸的流动溶液。

S2 调节pH

使用1 mol/L的盐酸溶液，调节S1溶液pH值至1。

S3 冷冻

将S2溶液的转移至-20℃的冰箱中进行冷冻72 h，获得冷冻固体物。

S4 解冻

S5 再次调节pH

将S4凝胶初步切割成5-10 cm³块状物转移至10 L超纯水中浸泡3次，每次8 h，获得pH约为6.5的凝胶。

S6 制粒

将S5凝胶经粉碎机制成0.5~1 cm³的块状物和50~5000 μm的颗粒。

实施例3

本实施例提供一种凝胶，其制备方法为：

S1 溶解

称取分子量400万的透明质酸1 g，投入1000 mL超纯水中，升温至30℃，50 rpm搅拌溶解3 h，降温至20℃，获得含有透明质酸的流动溶液。

S2 调节pH

使用1 mol/L的盐酸溶液溶液，调节S1溶液pH值至3。

S3 冷冻

S4 解冻

S5 再次调节pH

将S4凝胶初步切割成5-10 cm³块状物转移至10 L超纯水中浸泡3次，每次8 h，获得pH约为5.5的凝胶。

S6 制粒

将S5凝胶经粉碎机制成0.5~1 cm³的块状物和50~5000 μm的颗粒。

实施例4

本实施例提供一种凝胶，其制备方法为：

S1溶解

称取分子量360万的透明质酸8 g和海藻酸钠2 g，投入1000 mL超纯水中，升温至35℃，250 rpm搅拌溶解4 h，降温至25℃，获得含有透明质酸和海藻酸钠的流动溶液；

S2 调节pH

使用1 mol/L的盐酸溶液溶液，调节S1溶液pH值至1.5；

S3 冷冻

将S2溶液的转移至-80℃的冰箱中进行冷冻10h，获得冷冻固体物；

S4 解冻

将S3冷冻固体物转移至25℃的水浴中进行解冻8 h，重复3次S3、S4步骤，获得含有透明质酸的三维立体网络凝胶。

S5 再次调节pH

将S4凝胶初步切割成5-10 cm³块状物转移至10 L超纯水中浸泡3次，每次8 h，获得pH约为6的凝胶。

S6 制粒

将S5凝胶经制粒机制成0.5~1 cm³的块状物和100~2000 μm的颗粒。

实施例5

本实施例提供一种凝胶，其制备方法为：

S1溶解

称取分子量60万的透明质酸4 g、300万的透明质酸4 g、魔芋精粉7 g，投入1500mL超纯水中，升温至35℃，200 rpm搅拌溶解3 h，降温至25℃，获得含有透明质酸的流动溶液；

S2 调节pH

使用1 mol/L的盐酸溶液溶液，调节S1溶液pH值至1.5；

S3 冷冻

将S2溶液的转移至-10℃的冰箱中进行冷冻12 h，获得冷冻固体物；

S4 解冻

将S3冷冻固体物转移至25℃的水浴中进行解冻8 h，重复5次S3、S4步骤，获得含有透明质酸的三维立体网络凝胶；

S5 再次调节pH

将S4凝胶初步切割成5~10 cm³块状物转移至15 L超纯水中浸泡3次，每次8h，获得pH约为6的凝胶。

S6制粒

将S5凝胶经粉碎机制成0.2~0.5 cm³的块状物和50~5000 μm的颗粒。

实施例6

本实施例提供一种凝胶，与实施例1区别仅在于透明质酸的分子量为15万。

实施例7

本实施例提供一种凝胶，与实施例1区别仅在于透明质酸的分子量为420万。

实施例8

本实施例提供一种凝胶，与实施例1区别仅在于透明质酸的添加量改为0.5 g。

实施例9

本实施例提供一种凝胶，与实施例1区别仅在于与实施例1区别仅在于透明质酸的添加量改为70 g。

实施例10

本实施例提供一种凝胶，与实施例1区别仅在于S2调节流动溶液pH值至4。

实施例11

本实施例提供一种凝胶，与实施例1区别仅在于S2的冷冻温度改为-2℃。

实施例12

本实施例提供一种凝胶，与实施例1区别仅在于S2的冷冻时间改为168 h，重复1次S3、S4步骤。

实施例13

本实施例提供一种凝胶，与实施例1区别仅在于冷冻时间改为48 h。

实施例14

本实施例提供一种凝胶，与实施例1区别仅在于重复9次S3、S4步骤。

实施例15

本实施例提供一种凝胶，与实施例1区别仅在于将透明质酸改为燕麦β-葡聚糖（分子量190万）。

应用例1

本应用例提供一种含有凝胶的果汁，具体方法为：

实验步骤：称量魔芋精粉10 g、安赛蜜0.8 g、瓜尔胶2 g和黄胶原1 g，干混，然后加入纯化水，搅拌混合均匀，加入0.3 g山梨醇钾，随后加热至80℃，保温搅拌15 min，接着加入经300目过滤的甜橙汁300 g，注入80℃水至1000 g，保温搅拌15 min，制得共煮液；将共煮液经滤网过滤，加入实施例4制备的100~2000 μm颗粒500 g，搅拌15 min，然后趁热装罐，迅速密封，密封后在60℃下水浴保温30 min灭菌，冷却至室温，制得含有透明质酸凝胶颗粒的果汁。

应用例2

本应用例提供一种含有凝胶的果冻，具体方法为：

实验步骤：称量魔芋精粉5 g、阿斯巴甜0.5 g、卡拉胶5 g和黄胶原3 g，干混，然后加入纯化水，搅拌混合均匀，并且使用柠檬酸调节pH值至3.0，随后加热至80℃，保温搅拌15min，接着加入经300目过滤的甜橙汁300g，注入80℃水至1000 g，保温搅拌15 min，制得共煮液；将共煮液经滤网过滤，加入按照实施例1制备的块状物500 g，搅拌15 min，然后趁热装罐，迅速密封，密封后在60℃下加热杀菌30 min，冷却至室温，制得含有透明质酸凝胶颗粒的果冻。

应用例3

本应用例提供一种含有凝胶的果冻，与应用例2的区别仅在于不含有瓜尔胶和黄胶原。

应用例4

本应用例提供一种含有凝胶的果冻，与应用例2的区别仅在于不含有魔芋精粉。

应用例5

本应用例提供一种含有凝胶的果冻，与应用例2的区别仅在于不含有瓜尔胶。

应用例6

本应用例提供一种含有凝胶的果冻，与应用例2的区别仅在于不含有黄胶原。

应用例7

本应用例提供一种含有凝胶的药品，具体方法为：与应用例2的区别仅在于加入实施例1制备的块状物500 g之后，加入3g盐酸二甲双胍。

测试例1

黏弹性测试。

分别取实施例1-14制粒得到的凝胶颗粒0.5 g和实施例1中S1溶解获得的流动溶液转移到旋转流变仪（Haake RS 4000，赛默飞），记录0.10 Hz时的弹性模量（G′）和黏性模量（G′′），转子：P20；温度：25℃；测定模式：CD振荡频率扫描；应力：1%；频率范围：0.01~1.00Hz，结果如表1。

表1

注：实施例9透明质酸未全部溶解，无测试数据。

实施例1-5的弹性模量可达到3.0 Pa以上，黏性模量可达到1.5 Pa以上，粘弹性模量远高于实施例1流动液体，前后相差一个数量级，并且弹性强度G′＞黏性强度G′′，这表明流动的溶液经反复冻融后可获得具有一定力学的三维网络结构的凝胶，也是其在胃内起到空间占位作用的核心因素。

实施例6和7改变透明质酸分子量，实施例6未能形成G′＞G′′以弹性为主凝胶，而是流动态溶液，实施例7采用鸡冠提取的动物源性超大分子透明质酸420万，冻融凝胶的粘弹性相比实施例1略有减弱，而且原料成本较高，表明分子量过低或过高不利于获得适宜的冻融透明质酸凝胶，不利于工业化。

实施例8和9改变透明质酸的添加量，结果实施例8未能形成G′＞G′′以弹性为主的凝胶，而是流动态溶液，实施例9因透明质酸浓度高过高，未能全部溶解，表明过低或过高透明质酸添加量均不能通过冻融技术获得具有一定力学的三维网络结构的凝胶。

实施例10改变步骤S2调节流动溶液的pH值，结果未能获得G′＞G′′以弹性为主的凝胶，而是流动态溶液，表明过高的pH不适宜冻融机制的发生。

实施例11升高冷冻温度，相较实施例1粘弹性显著下降，表明冷冻温度过高抑制了冻融机制的发生程度。

相对实施例1，实施例12大幅度延长冷冻时间，粘弹性显著增加，但生产周期过长，成本较高，实施例13适当延长冻融时间，粘弹性有所增加，实施例14增加冻融次数，结果粘弹性显著提高，但生产周期仍然过长，实施例15表明单纯的燕麦-β-葡聚糖组分冻融形成的凝胶，其力学性能优于透明质酸。

测试例2

吸水倍数测试。

按照实施例1-14制备凝胶块状物，与实施例1中S1溶解获得的流动溶液进行吸水倍数测试，称取样品置于称量瓶内，放入105℃烘箱，烘干至恒重，测试其吸水倍数Q=（M0-M1）/M1，其中M0为烘干前凝胶重量，M1为凝胶恒重后的固含量，吸水倍数结果如表2所示。

表2

注：实施例9透明质酸未全部溶解，无测试数据。

实施例1-5吸水倍数均在30-70倍之间，则表明经冻融获得凝胶具有适宜的吸水膨胀作用。

实施例6和7改变透明质酸分子量，实施例6未能形成以弹性为主的凝胶，而是流动态溶液，相较实施例1吸水倍数过高，接近实施例1中的流动液体，实施例7采用鸡冠提取的动物源性超大分子透明质酸420万，吸水倍数略有提升。

实施例8和9改变透明质酸的添加量，结果实施例8未能形成以弹性为主的凝胶，而是流动态溶液，实施例9因透明质酸浓度高过高，未能全部溶解，表明过低或过高透明质酸添加量均不能通过冻融技术获得吸水倍数适度的凝胶。

实施例10改变步骤S2调节流动溶液的pH值，结果未能形成以弹性为主的凝胶，仍然流动态溶液，相较实施例1吸水倍数较高，接近实施例1中流动液体，表明过高的pH不适宜冻融机制的发生。

实施例11升高冷冻温度，相较实施例1吸水倍数明显增加，表明冷冻温度越高吸水倍数越高，利于获得膨胀性能更好的凝胶。

实施例12大幅度延长冷冻时间，吸水倍数降低，说明冷冻时间越长吸水倍数受到抑制。实施例14增加冻融次数，相对实施例1吸水倍数显著降低，若继续延长冷冻时间或增加冻融次数，那么吸水倍数更低，不利于凝胶发挥占位的功能。实施例15表明单纯的燕麦-β-葡聚糖组分冻融形成的凝胶，其吸水倍数于透明质酸相当。

测试例3

胃肠液模拟停留时间测试。

按照实施例1制备得到的凝胶颗粒，进行胃/肠液模拟停留时间实验。

量取200 mL人工胃/肠液至500 mL烧瓶中，37℃水浴、转速50 rpm。将凝胶颗粒用500目尼龙网包裹，以扎带固定，称重，记为M0，随后使其浸没于人工胃/肠液中，停留一定时间后，提起静置5 min，沥干后称重，记为Mn，质量变化率=（Mn/M0）*100%，对照组在纯水中以同样的方式处理。其质量趋势图如图2所示。人工胃液实验4 h、时间区间以虚线括号表示；人工肠液模拟实验44 h、时间区间以实线括号表示，其中，“\\”代表隐含的部分时间趋势图。

由图2，可知冻融透明质酸凝胶颗粒在胃/肠液中可以停留，并且具有抗肠胃液降解的性能，并且停留时长与人体相近（人体胃内食物停留时间1-4 h，排便时间约24 h）。透明质酸凝胶颗粒在胃液环境中平衡60-90 min后，其质量趋于稳定，停留期间无明显的质量损失。

测试例4

感官测试。

选取20名人员组成评价小组从色泽、滋味和气味、组织状态、口感四个方面对应用例6制备的果冻和喜之郎甜橙味果冻进行感官评分，取平均值作为评分结果，满分为100分，表3为果冻感官评分标准。

表3

本实施例制备的果冻和喜之郎果冻的感官评分见表4。

表4

从表4评分均值统计来看，应用例2制备的果冻平均总分与市面知名度较高的果冻相近，口感方面因含有冻融透明质酸凝胶块表现出更佳的弹性，应用例3-6制备的果冻在组织状态和口感方面相比应用例2得分明显降低，这是因为瓜尔胶、黄原胶、魔芋精粉为增稠剂，而且三者具有一定的协调作用，去掉任何一种均会影响果冻的体验感。

测试例5

在胃液中质量变化检测。

取实施例1制备的凝胶块状物200 g，同时取Plenity®胶囊3粒（干粉共计约2.25g），分别放入500目尼龙网包裹，以扎带固定，称重，记为M0，放入37℃、2000 mL胃液中，转速50 rpm；随后使其浸没于人工胃液中，停留一定时间后，提起静置5 min，沥干后称重，记为Mn。其质量变化趋势图，如图3所示。

由图3可知，按照实施例1制备的样品在胃液的质量基本处于平稳状态，前90 min内其质量因先吸水膨胀，随后失水缩小，但变化幅度不大，最高为其原始质量的26%；90min其质量趋于平衡。

Plenity®在胃液中的质量变化剧烈，前30 min质量变化不明显，是因为胶囊崩解需要一定的溶解时间；30~90 min其质量迅速上升，该现象由崩解后的交联羧甲基纤维钠迅速吸水所致；90~150 min其质量仍有缓慢增长的趋势，随后进入溶胀平衡期。这就致使胶囊或片剂包裹由凝胶干燥成颗粒的形式的产品在胃液内前期膨胀缓慢，需要提前30 min服用、为胶囊崩解预留一定的时间，其次需要强迫服用250 mL的温水，以抵消急剧吸收胃液中的水分。即便采用了以上措施，仍存在潜在的风险；1、正餐使用的过程与崩解后30~90 min时间重叠，那么会出现就餐结束后凝胶仍在胃内迅速吸水膨胀的情况，扩充胃的容量，减肥疗程结束后，因胃部容积增大，进而食量增加，体重出现反弹；2、胃内平衡缓慢，持续增加胃内压力，易造成未经胃完全处理的食物被挤入肠内，引起次发不良反应，如饱嗝、多便、肠梗阻等。相比Plenity®，本技术方案的体重管理组合物在胃液中质量基本处于平稳状态，可避免上述问题。

测试例6

取实施例1和应用例6制备的样品；同时取Plenity®、取出胶囊壳中的交联羧甲纤维素颗粒、以纯化水溶解2 h成凝胶块，召集10人进行接受度评估，接受度评分标准见表5。

表5

接受度评分见表6。

表6

从表6评分均值统计可知，实施例1样品得分达到87分，单纯的透明质酸凝胶块接受较高，而Plenity®因化学物资刺激气味强烈、不溶性杂质（交联度较高的羧甲基纤维素）含量较高、评分最低、接受度最差，应用例2的样品评分最高，是因为其在实施例1样品的基础上以果冻形式服用，进行了口感改进。

综上所述，本发明的体重管理组合物是具有三维网络结构的凝胶，其不含任何化学交联剂、食用更安全，凝胶具有耐酸碱和抗肠胃液降解性能，在胃肠内可长时停留并维持稳定的三维结构形态（胃内＞4 h，肠内＞44 h），其在胃肠中可停留、占位，达到减肥作用。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims

1.一种可食用具有体重管理功效且不含有交联剂的凝胶，其特征在于，所述凝胶包括至少一种多糖和溶剂；所述至少一种多糖包括透明质酸和/或葡聚糖；所述凝胶为物理交联的三维立体网络结构；

2.根据权利要求1所述的凝胶，其特征在于，所述凝胶中多糖的质量百分比为0.1~6%。

3.根据权利要求1所述的凝胶，其特征在于，所述至少一种多糖除透明质酸和/或葡聚糖外，还包括海藻酸钠、羧甲基纤维素、壳聚糖、刺槐豆胶或亚麻籽胶中的任意一种或至少两种的组合；所述葡聚糖包括β-1,3-葡聚糖、α-1,3-葡聚糖、燕麦β-葡聚糖、酵母β-葡聚糖中的任意一种或至少两种的组合。

4.根据权利要求1所述的凝胶，其特征在于，所述溶剂包括：纯化水、蒸馏水、超纯水或注射用水中的任意一种或至少两种的组合；或所述溶剂为甘油的水溶液，所述溶剂中甘油的体积百分比为0-50%。

5.一种权利要求1-4中任一项所述的凝胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

将多糖与溶剂混合升温搅拌再降温得到流动溶液，调节流动溶液pH至pH值1~3，冷冻获得冷冻固体物，解冻冷冻固体物，重复冷冻解冻后获得三维立体网络凝胶，再次调节pH，即得所述凝胶。

6.根据权利要求5所述的凝胶的制备方法，其特征在于，所述升温为升高温度至10~60℃；

和/或，所述搅拌的速度为50~500 rpm；

和/或，所述搅拌的时间为1~4 h；

和/或，所述降温为降低温度至2~28℃；

和/或，所述冷冻的温度为-80℃~-4℃；

和/或，所述冷冻的时间为10~168 h；

和/或，所述解冻的温度为5~50℃；

和/或，所述重复冷冻解冻的次数为1~9次；

和/或，所述再次调节pH至3.5~6.5。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的不含有交联剂的凝胶在制备具有体重管理功效的食品、药品、保健品或医疗器械中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述食品包括果冻、果汁、浓汁、冰淇淋、酸奶、奶酪、布丁、茶饮或米粥中的任意一种。

9.一种具有体重管理功效的食品，其特征在于，所述食品包括：权利要求1-4中任一项所述的凝胶。

10.根据权利要求9所述的食品，其特征在于，所述食品还包括：低热量食物、增稠剂、矫味剂、着色剂或抑菌剂中的任意一种或至少两种的组合。

11.根据权利要求10所述的食品，其特征在于，所述低热量食物包括魔芋精粉、南瓜、玉米、燕麦、蓝莓、樱桃、草莓或苹果中的任意一种或至少两种的组合；所述食品中低热量食物的质量百分比为0~40%。

12.根据权利要求10所述的食品，其特征在于，所述增稠剂包括卡拉胶、黄胶原、明胶、瓜尔胶、果胶或魔芋胶中任意一种或至少两种的组合，所述食品中增稠剂的质量百分比为0.2~5%；

和/或，所述矫味剂包括甜味剂和/或液体香精；

13.根据权利要求9所述的具有体重管理功效的食品的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

将低热量食物、增稠剂、矫味剂、着色剂和抑菌剂混合均质制成浆液，将权利要求1-4中任一项所述凝胶与所述浆液混合，冷却，得到半成品，保温一定时间再降温，即得所述具有体重管理功效的食品。

14.根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于，所述浆液中凝胶的质量百分比为1~95%；

和/或，所述保温的温度为65~85℃；

和/或，所述保温的时间为0.5~30 min；

和/或，所述降温为降低温度至2~28℃。