CN1195068C - 小肽血红素的制作方法 - Google Patents
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Abstract
小肽血红素的制做方法，其特征是：所述方法包括采血、抗凝、静置分离、离心分离、溶血、超滤、酶解、灭酶步骤。本发明小肽血红素获得了以较小分子量的稳定的亚铁形式存在的血红素，突破了传统的只有以高铁形式存在才能稳定的血红素的存在形式，本发明是一种既易消化吸收又不会被氧化的亚铁卟啉(血红素)，适合人体补铁用。
Description
本发明涉及一种生物补铁剂的制做方法，特别是一种小肽血红素的制做方法。
铁在成人体内约含4-5克，仅占体重的万分之一，比例极低，但其作用却非常重要。铁是机体生成血红蛋白、肌红蛋白及含铁酶类的基础原料，是人体必需的微量元素，在体内参与氧和二氧化碳的运输，是细胞色素氧化酶、过氧化酶等组织呼吸酶的组成部分。膳食中若长期缺铁或铁吸收障碍，则可引起缺铁性贫血(IDA)，影响红细胞的代谢，降低人体免疫功能，并对青少年儿童的生长发育和智力发育造成严重影响。铁代谢的重要性已远远超过了红细胞和血红蛋白的范围。
缺铁性贫血是世界范围内特别是发展中国家普遍存在的营养缺乏病。目前世界上的各种口服铁剂多达近百种，如硫酸亚铁、葡萄糖酸亚铁、柠檬酸亚铁等。治疗IDA，国内外多采用铁剂疗法，尽管这些产品有一定的疗效，但存在如下问题：(1)生物利用率低：如流行了200多年的硫酸亚铁，就难以被人体吸收，吸收率约为1.6％，其他无机态的铁剂和有机态的铁剂，吸收率也在3％-5％之间。(2)副作用大：这些铁剂产品，均破坏人体金属离子的平衡，引起胃肠道不良反应，为了减轻胃肠道不适的副作用，要求饭后服用，此时膳食中的磷酸、植酸因抑制铁吸收，而使其吸收率更为下降。(3)口感差，不易坚持：这些产品常有一定的铁锈味，口感不好，加之治疗IDA常需长达数月(2-6个月)的疗程，更难以坚持。
补铁剂存在的上述问题，也正是长期以来，IDA在全球范围内没有得到根本改善的主要原因。
补铁剂有三种态型：即无机态，如硫酸亚铁；有机态，如葡萄糖酸亚铁；生物态，如血红素铁。就三种态型的铁剂对人体的益处而言，其顺序为：生物态铁>有机态铁>无机态铁。
科学家对铁剂的吸收试验证实，血红素铁在小肠内的吸收率可从23-27％，而非血红素铁(蔬菜、水果、豆类等植物性食品中所含的铁)的吸收率仅为3-6％。研究表明，二价状态的铁较三价状态的铁更有利于人体的吸收，有机态铁比无机态铁对肠胃刺激性小，且易于吸收，血红素铁较非血红素铁易于吸收。
可见，二价状态的血红素铁是最易被人体吸收的生物态铁剂，是生物态铁剂的最佳利用态，其生物利用率最高。
但二价状态的血红素铁极不稳定，在光照或氧化剂存在下迅速被氧化，从亚铁原卟啉(血红素)变成高铁原卟啉(高铁血红素)，分子量从616(血红素)变成633(高铁血红素，亦叫正铁血红素、羟基血红素、羟高铁血红素)，用冰醋酸或丙酮等传统化学方法从动物血中提取的血红素，一般为氯高铁血红素。
食用血豆腐或血粉，其中虽含有丰富二价状态的血红素铁，但其生物利用率亦受到较大限制，这是因为血红蛋白不易被人体消化吸收。
由此可知，要获得既易消化吸收又不被氧化的亚铁卟啉(血红素)，尚有待于创新。
本发明的目的是提供一种小肽血红素的制做方法，所述小肽血红素是一种既易消化吸收又不会被氧化的亚铁卟啉(血红素)，是一种适合人体补铁用的生物补铁剂。
本发明是按如下技术方案实现的。本发明小肽血红素的制做方法，所述小肽血红素的化学式中血红素团中的铁原子与组氨酸残基的咪唑支链上的氮原子相联。血红蛋白的分子量为6万，所述小肽血红素的分子量为3000-5000。其特征是：所述小肽血红素的制做方法包括以下步骤：
(1)采血：在屠宰车间，用管式真空采血刀迅速收集动物血液于收集袋或搪瓷、无毒塑料、不锈钢容器中，真空采血具有卫生、安全、无污染的特点，不仅能充分利用血液资源，使采集成功率大为提高，而且可避免血液污染环境，节省污水处理开支及环保排污罚款；
(2)抗凝：采血前将5％的柠檬酸三钠溶液按采血量的8％加入到血液收集袋或容器中，以100r/m搅拌3分钟；
(3)静置分离：搅拌混匀后，静置90分钟，用虹吸法将上层显浅红色的较稀血浆与下层深红色的较浓血细胞分离；
(4)离心分离：将静置分离出的血细胞液，在5000r/m的离心机中离心10分钟，去除上层血浆，进一步浓缩了红细胞；
(5)溶血：将经离心浓缩的红细胞放入-18℃的冷库中冷冻3-5小时，取出，将冷冻的血细胞在55℃-58℃的温水浴中溶血，反复两次，可使红细胞在无菌条件下溶血，而又不会稀释血红蛋白；
(6)超滤：将溶血液通过孔径适宜的中空纤维膜过滤器，去除膜组分基质蛋白，得到较纯的分子量为6万的血红蛋白液；
(7)酶解：用复合蛋白酶分步逐级控制酶解，得小肽血红素，采用胰蛋白酶和胃蛋白酶分步控制酶解，前者的工艺参数PH5.5-6.5，温度43-48℃，时间4-5小时，后者为PH5-5.5，温度45-55℃，时间3-4小时，得到分子量为为3000-5000之间的小肽血红素；
(8)灭酶：控制酶解的程度很关键，血红蛋白的分子量为6万，小肽血红素的分子量控制在3000-5000之间，若肽链长，铁含量相对低，若肽链短，包裹不住，易被氧化，因此，达到了控制区的分子量后，即可升温至90℃，使酶灭活，停止反应。
可将小肽血红素制成其复方制剂，其特征是在上述的步骤(8)灭酶之后还进行以下步骤：
(9)抗氧促吸收：加入由Vc、CPP组成的混合物；
(10)微胶囊化：采用喷雾干燥法，将其制成复方制剂的小肽血红素微胶囊粉；
微胶囊化的小肽血红素不仅受到很好的保护不被氧化，而且可直接达到肠道释放，避免在胃酸条件下小肽血红素不稳定的干扰；
小肽血红素微胶囊粉即可作为补铁补血食品强化剂，不需再加工了。若做成片剂，可使用赋形剂进行压片而成，若做成胶囊，需用粘接剂在造粒机中进一步造粒，再装填而成；
本发明提出的小肽血红素的概念如图1所示，其化学式中的铁原子与组氨酸残基的咪唑支链上的氮原子相联，形成小肽链，血红素受到小肽链的包裹保护。并从其化学分子式及分子量上加以界定。由采用的制做方法获得了以较小分子量的稳定的亚铁形式存在的血红素，突破了传统的只有以高铁形式如氯高铁血红素、羟高铁血红素等存在时才能稳定存在的血红素形式。从加工制做方法上看，一般从动物血提取血红素多采用传统化学法，如丙酮法、冰醋酸法等，这些方法要耗用大量化学试剂，成本高，有残毒，提取的血红素极不稳定，只能以高铁血红素的形式存在，影响了吸收。
本工艺将生物工程技术与超滤、微胶囊化等现代高新技术相结合，无需耗用化学试剂。成本低，无残毒。特别重要的是，提取的血红素是以稳定的亚铁形式存在的，极利于吸收，体现了血红素提取技术的重大进步。
促进铁的吸收，一直是热点研究课题，本技术营造了铁吸收的物质环境，组合了维生素C、酪蛋白磷酸肽(CPP)、珠蛋白、血浆蛋白等铁吸收促进剂，并以微胶囊化状态，利于肠道的吸收。
综上所述本发明与现有技术相比有以下优点：
1、本发明小肽血红素获得了以较小分子量的稳定的亚铁形式存在的血红素，突破了传统的只有以高铁形式存在才能稳定的血红素的存在形式。
2、首次实现了运用现代生物技术和物理方法取代传统化学法，从动物血中提取血红素，并实现了从不稳定的血红素向稳定的血红素的跨越。
3、为普遍存在的缺铁性贫血人群提供了高效生物补铁剂，为贫血症患者提供了切实可行的高效补血新途径，为人类健康作出新贡献。
4、运用现代生物技术对动物血进行深度开发，为农副产品高科技产业化开辟了新路径。我国动物血资源非常丰富，据统计1998年产生的动物血达10亿公斤，除少量做成血豆腐或饲料添加剂外，绝大多数白白流失了，不仅造成宝贵资源的巨大浪费，而且污染了环境，开发和利用各种动物血，既节约资源，又保护环境，意义十分重大。
5、“小肽血红素”是一个高科技含量、高附加值、高效益的全新产品，具有广阔的市场前景，是新的经济增长点，可以创造出巨大的经济效益和社会效益。
下面以实施例做具体介绍。
图1为小肽血红素的化学式。
实施例 制做小肽血红素产品
按以下步骤制做：
(1)采血：将经宰前检验合格的畜禽，在屠宰车间，用管式真空采血刀采血，并迅速收集动物血液于无菌的不锈钢罐内，使血液绝对符合卫生标准。
(2)抗凝：将5％的柠檬酸三钠溶液按采血量的8％加入到盛血的不锈钢罐内，以100r/m搅拌3分钟；
(3)静置分离：搅拌混匀后，静置90分钟，用虹吸法将上层显浅红色的较稀血浆与下层呈深红色的较浓血红细胞分离；
(4)离心分离：将静置分离出的血细胞液，在5000r/m的离心机中离心10分钟，去除上层血浆，进一步浓缩了红细胞；
(5)溶血：将经离心浓缩的红细胞放入-18℃的冷库中冷冻4小时，取出，将冷冻的血细胞在56℃的温水浴中溶血，反复两次；
(6)超滤：将溶血液通过孔径适宜的中空纤维膜过滤器，去除膜组分基质蛋白，得到较纯的分子量为6万的血红蛋白液；
(7)酶解：先用胰蛋白酶在PH为6，温度为45℃条件下，酶解4.5小时，再用胃蛋白酶，在PH为5.5，温度为50℃条件下，酶解3.5小时；得图1所示的小肽血红素，其血红素团中的铁原子与组氨酸残基的咪唑支链上的氮原子相联，其分子量在3000-5000之间；
(8)灭酶：酶解反应，升温至90℃，使酶灭活，停止反应。可将小肽血红素制成小肽血红素复方制剂，在上述步骤(8)灭酶后，进行如下步骤：
(9)抗氧促吸收：加入维生素C、酪蛋白磷酸肽(CPP)等抗氧化促吸收物质，搅拌均匀后，加入经溶解、加热、过滤过的阿拉伯胶和乳化剂，用均质机进行乳化，再加入麦芽糊精，进行二次乳化；
(10)微胶囊化：将经乳化后的物料，在喷雾干燥塔内进行喷雾干燥，得复方小肽血红素微胶囊粉。
Claims (2)
1、小肽血红素的制做方法，其特征是：所述方法包括以下步骤：
(1)采血：在屠宰车间，用管式真空采血刀迅速收集动物血液于收集袋或搪瓷、无毒塑料、不锈钢容器中；
(2)抗凝：采血前将5％的柠檬酸三钠溶液按采血量的8％加入到血液收集袋或容器中，以100r/m搅拌3分钟；
(3)静置分离：搅拌混匀后，静置90分钟，用虹吸法将上层显浅红色的较稀血浆与下层深红色的较浓血细胞分离；
(4)离心分离：将静置分离出的血细胞液，在5000r/m的离心机中离心10分钟，去除上层血浆，进一步浓缩了红细胞；
(5)溶血：将经离心浓缩的红细胞放入-18℃的冷库中冷冻3-5小时，取出，将冷冻的血细胞在55℃-58℃的温水浴中溶血，反复两次；
(6)超滤：将溶血液通过孔径适宜的中空纤维膜过滤器，去除膜组分基质蛋白，得到较纯的分子量为6万的血红蛋白液；
(7)酶解：用复合蛋白酶分步逐级控制酶解，得小肽血红素，采用胰蛋白酶和胃蛋白酶分步控制酶解，前者的工艺参数PH5.5-6.5，温度43-48℃，时间4-5小时，后者为PH5-5.5，温度45-55℃，时间3-4小时，得到分子量为3000-5000之间的小肽血红素；
(8)灭酶：升温至90℃，使酶灭活，停止反应。
2、根据权利要求1所述的小肽血红素的制做方法，其特征是在所述的步骤(8)灭酶之后还进行以下步骤：
(9)抗氧促吸收：加入由Vc、CPP组成的混合物；
(10)微胶囊化：采用喷雾干燥法，将其制成微胶囊粉。
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