CN1518897A - 一种组合低聚糖及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

一种组合低聚糖，其特征是它含有低分子羧甲基壳聚糖、低聚半乳糖醛酸和低聚古罗糖醛酸中的任意两种或全部，依次按它们的质量比1：0.1－10：0.1－10在常温条件下经溶解、过滤、醇沉、烘干、混合和粉碎进行制备。本发明产品所用原料均是来源于天然的多糖或其衍生物，具有良好的选择性排除重金属离子效果，且无毒副作用，对人体必需元素如钠、钾、钙、镁、铁等无明显影响，可长期使用。本发明产品可作为一种具有选择性排除重金属离子的食品添加剂，方便地应用于儿童喜爱的各种食品如果冻、软糖、QQ糖、乳制品包括酸奶、奶粉、乳酸菌饮料和冰淇淋等，也可以用来制成片剂、散剂、颗粒剂和胶囊等各种口服保健食品。

Description

一种组合低聚糖及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种保健食品，具体地说是涉及一种具有选择性排除重金属离子作用的组合低聚糖及其制备方法和在食品中的应用。

背景技术

随着工业化发展和都市化进程的不断加快，重金属离子的污染已成为现代文明社会中严重危害人类生命健康的危险因素之一，其中以铅污染对人类生命健康的威胁最为严重。工业废气、汽车尾气、含铅用品、食品和尘土及长期吸烟等不良习惯都是铅污染的重要来源。铅被吸收到人体以后，由于它可以在人体各组织器官中蓄积，特别是易在骨骼中蓄积(约占体内蓄积铅的85-90％)，从而对人体的骨髓、造血系统和神经系统造成严重损害。同时，铅对人体消化系统、内分泌系统、免疫系统和生殖系统等也有较大损伤。铅对神经系统的损害主要表现为引起末梢神经炎，出现运动和感觉异常。如果侵入体内的铅随血液循环进入脑组织，便会引起小脑和大脑皮质细胞的损伤，并干扰脑部正常的代谢活动，从而出现头痛、头晕、疲乏、记忆力减退、失眠等症状，并且常伴有食欲不振、胃肠炎、腹泻、便秘、腹痛等消化系统症状，严重者可发展到神经错乱，甚至休克和死亡。世界卫生组织(WHO)认为环境毒物中对儿童威胁最大的是铅。由于大气中的铅常在1米以下的高度聚集，与儿童呼吸带高度一致，且儿童由于生长发育快、代谢旺盛，使得儿童的消化道对铅的吸收率高出成人数倍，而另一方面儿童铅的排泄率仅为成人的2/3。因此婴幼儿和儿童对铅的易感性强，吸收率和蓄积性高，经生活接触进入机体的途径多，故铅对婴幼儿和儿童的危害远高于成人。铅对婴幼儿的生长发育、智力和认知功能、神经行为和学习记忆等脑功能都会造成严重的损伤。目前，我国儿童血铅超标问题极其严重，全国血铅含量超过100ug/L相对安全标准的儿童比例在61％以上，部分城市甚至达到85％。在防治铅中毒，特别是在排除体内铅离子方面，目前应用的主要是一些药物如EDTA、CaNa₂EDTA、二巯基丙醇(BAL)、二巯基丁二酸钠(DMSA)、青霉胺(D-USP)、二巯基丙醇丙烷磺酸钠(DMPS)、二硫胺甲酸酯等螯合剂。除此之外，还有一些中药类和营养素类等排铅制剂。但EDTA、CaNa₂EDTA类药物由于它们会引起机体内钙离子的流失和干扰其它金属元素的代谢，并引起铅在大脑中的重新分布，同时还需采用静脉注射等原因而限制了它的应用；BAL、DMSA等二巯基类药物稳定性差、易氧化，而且使用不便、治疗费用较高；其它排铅制剂大多具有一定的副作用，选择性差，在排铅的同时，对人体内的一些必需元素如钙、锌、铁等也明显排出。一些中药和营养素等排铅制剂虽毒副作用较小，但排铅效果欠佳。

发明内容

本发明的目的是提供一种组合低聚糖及其制备方法和应用，用它制备的产品能克服现有技术的上述缺点和不足。

一种组合低聚糖，其特征是它含有低分子羧甲基壳聚糖、低聚半乳糖醛酸和低聚古罗糖醛酸中的任意两种或全部，它们的质量比依次为1∶0.1-10∶0.1-10。

一种组合低聚糖的制备方法，其特征是将低分子羧甲基壳聚糖、低聚半乳糖醛酸和低聚古罗糖醛酸中的任意两种或全部依次按1∶0.1-10∶0.1-10的质量比，在常温条件下经溶解、过滤、醇沉、烘干、混合和粉碎进行制备。

将组合低聚糖用作一种具有选择性排除重金属离子的食品添加剂。

本发明产品具有如下优点：(1)本发明以完全水溶的低分子羧甲基壳聚糖、低聚半乳糖醛酸和低聚古罗糖醛酸为原料，并根据它们的结构特点和理化性质进行复配后在人工胃液和人工肠液中均呈溶解状态；(2)本发明产品可形成具有适宜空隙和分子构象的空间网络结构，可按离子半径大小对金属离子进行分辩，使其对铅、镉、钡、汞和锶的结合能力要远远高于对钙，镁的结合能力，从而具有良好的选择性排除重金属离子的效果；(3)本发明产品所用原料均是来源于天然的多糖或其衍生物，对人体无毒副作用，对人体必需元素如钠、钾、钙、镁、铁等无明显影响，可长期使用。(4)由于本发明产品是一种组合低聚糖，具有良好的水溶性，而且粘度低，可作为一种食品添加剂，方便地应用于儿童喜爱的各种食品如果冻、软糖、QQ糖、乳制品包括酸奶、奶粉、乳酸菌饮料和冰淇淋等，也可以制成片剂、散剂、颗粒剂、胶囊等各种保健食品，从而可广泛用于铅等重金属离子的污染和中毒的防治，尤其是对儿童铅中毒的预防和治疗具有重要的实际意义。

具体实施方式

下面通过一些具体的实施例来对本发明做进一步的说明。

实施例1

分别称取低分子羧甲基壳聚糖5.0g，低聚半乳糖醛酸2.0g和低聚古罗糖醛酸3.0g，加入至1000mL水中，在常温条件下搅拌溶解，用300目筛绢滤过，去除不溶性杂质，再用95％乙醇沉淀，经脱水后于40℃下真空干燥，粉碎为80目即得本发明的组合低聚糖。

实施例2

分别称取低分子羧甲基壳聚糖3.5g和低聚古罗糖醛酸6.5g加入至1000mL水中按实施例1操作即得。

实施例3

分别称取低聚半乳糖醛酸7.0g和低聚古罗糖醛酸3.0g，加入至1000mL水中按实施例1操作即得。

实施例4

分别称取低分子羧甲基壳聚糖4.5g、低聚半乳糖醛酸5.5g加入至1000mL水中按实施例1操作即得。

实施例5

称取本发明的组合低聚糖1.5g，与1.0g卡拉胶混合后，在搅拌条件下慢慢加入至70mL水中溶解，加入0.2g磷酸氢钙，并加热煮沸5min。将15g白砂糖加入至20g苹果汁中，加热溶解后趁热加入至上述胶液中，用200目筛绢滤过，将此胶浆液用40MPa的压力在均质机中进行均质，再采用真空脱气机对均质后的胶浆液进行脱气处理，70℃时加入含0.15g柠檬酸、0.08g山梨酸钾和0.2g氯化钾的溶液及适量香精等辅料，迅速搅拌均匀，立即注模，然后经85℃灭菌后，静置即可成为具有选择性排除铅等重金属离子作用的果冻。

实施例6

称取本发明的组合低聚糖1.0g、全脂奶粉14g、甜炼乳6g、奶油8g和白砂糖6.5g，加水混合均匀后加入0.3g单甘酯乳化剂，搅拌均匀后加热至65℃，在40MPa压力下均质，使粒子充分微细化后于80℃下灭菌25min，迅速冷却至2-4℃，放入老化缸中老化12h，然后冷却至-2℃，强制搅拌凝冻20min后，倒入成型模中，于-20℃下硬化8h即得具有选择性排除铅等重金属离子作用的冰淇淋。

实施例7

称取本发明的组合低聚糖3.0g和0.5g淀粉，加水后缓缓加热搅拌成糊状物。再取9g白砂糖和7g液体葡萄糖混合后，加热至160℃，不断搅拌下慢慢冲入上述糊状物中，慢慢加热至116℃后倒入模具中，冷却后切片即得具有选择性排除铅等重金属离子作用的软糖。

实施例8

称取本发明的组合低聚糖2.0g和淀粉2.5g、糖粉3.0g，经充分混合后用75％的乙醇制软材，然后过12目不锈钢筛进行制粒、于50-60℃下干燥后通过14目不锈钢筛整粒。再加入1％的硬脂酸镁和滑石粉，充分混合均匀后按一般压制片芯要求进行压片，使得片芯具有适宜的硬度。将压制得到的素片用糖浆和滑石粉进行交替包粉衣层15-18层，包糖衣层10-15层，最后打光即得具有选择性排除铅等重金属离子作用的片剂。

本发明所述的羧甲基壳聚糖是指分子量＜100000道尔顿的N-羧甲基壳聚糖、O-羧甲基壳聚糖和N，O-羧甲基壳聚糖；本发明所述的低聚半乳糖醛酸是指从各种来源的果胶如甜菜果胶、苹果果胶、橙皮果胶等或枸杞提取物经水解得到的低聚半乳糖醛酸；本发明所述低聚古罗糖醛酸是指经对褐藻酸进行降解包括酸降解、酶降解、氧化降解、超声波降解及其它降解方式和pH分级得到的低聚古罗糖醛酸。

由于低聚古罗糖醛酸分子链呈双折叠螺旋状，分子链间具有适宜的空隙，且因分子链内氢键的相互作用，它对铅、镉、钡、汞和锶的结合能力比对钙、锌的结合能力要高得多。本发明采用降解和pH分级方法将低聚古罗糖醛酸从天然褐藻酸中提取出来，与褐藻酸相比它对铅等有害重金属离子的选择络合能力进一步加强；果胶和枸杞提取物中存在聚半乳糖醛酸的衍生物，本发明将其中起主要重金属离子排除作用的聚半乳糖醛酸提取出来，使其对重金属离子的排除能力显著强于果胶及枸杞提取物，且低聚半乳糖醛酸对人体无毒副作用，对人体必需元素无明显影响。壳聚糖是自然界大量存在的一类氨基多糖，具有较好的金属离子络合能力，但由于其水不溶性而限制了它的广泛应用。壳聚糖经羧甲基化并经降解制成的低分子羧甲基壳聚糖，由于羧基的引入和分子量的降低使其具有良好的水溶性，对金属离子的络合能力也进一步加强，应用起来也更为方便。

本发明产品对重金属离子的排除效果及安全性评价试验

1 对荷铅小鼠的排铅作用试验结果：将组合低聚糖用水配制成3％的溶胶，给药时按剂量折算成体积后，直接用溶胶灌胃。取60只健康小鼠，雌雄各半，19-22g，随机分为5组，即正常对照组，模型对照组及组合低聚糖低、中、高剂量组，每组均自由进食标准饲料，饮普通自来水。每日正常对照组腹腔注射等量生理盐水，其余4组腹腔注射醋酸铅重蒸馏水溶液10mg/Kg·d，连续染毒7d，小鼠恢复3d后开始给药。连续15d，每日灌胃一次：正常对照组、模型对照组给重蒸馏水，组合低聚糖低、中、高剂量分别为200，400，800mg/Kg/d。15d将小鼠处死后，取股骨、肝脏和全血，血液及组织用硝酸-高氯酸消化后用原子吸收仪测定铅的含量。试验期间每5d记录小鼠体重一次。各组试验数据测定值均以X±S表示，各组间均数比较采用t检验方法。试验结果表明：小鼠服用组合低聚糖15d后血液中铅的含量与模型对照组比较，低剂量组P＜0.05，高剂量组P＜0.01；小鼠肝脏中铅的含量与模型对照组比较，低剂量组P＜0.01，中剂量组P＜0.005；小鼠肾脏中铅的含量与模型对照组比较，低、中剂量组P＜0.05，高剂量组P＜0.01；小鼠股骨中铅的含量与模型对照组比较，中剂量组P＜0.005。试验在结束时正常对照组与模型对照组的小鼠体重无显著性差异，组合低聚糖低、中、高三个剂量组与模型对照组比较亦无显著性差异，表明组合低聚糖对小鼠的体重无影响。

2 体外对铅的络合试验结果：取4ml不同浓度的用人工肠液(pH＝6.8)溶解的组合低聚糖，然后慢慢加入1ml硝酸铅标准溶液(20mg/ml)，加入至离心管中，经漩涡振荡后，放于37℃摇床中振摇4小时。然后8000rpm离心10min，取2ml上清液按双硫腙法测定铅含量。试验结果表明：组合低聚糖对铅离子的结合容量可高达3.76mmol/g。

3 对不同金属离子的吸附试验结果：分别取50mg组合低聚糖加入到Tris-HCl(pH＝7.4)缓冲液中，经漩涡振荡充分溶解后，定量加入等摩尔浓度的不同金属离子标准溶液，室温振摇24小时，离心后取上清液进行金属离子含量测定。其中Pb²⁺、Ba²⁺、Cd²⁺、Cu²⁺和Mn²⁺采用原子吸收法(岛津AA-670)测定；Hg²⁺采用冷原子荧光法(YYG-2型测汞仪)测定；Fe²⁺采用邻啡罗啉比色法测定；Ca²⁺、Mg²⁺采用EDTA络合滴定法测定；吸附率(％)＝(吸附前浓度—吸附后浓度)/吸附前浓度×100。试验结果表明：组合低聚糖对铅等有害重金属离子具有良好的选择性吸附作用，对Ca²⁺、Mg²⁺和Fe²⁺等人体必需元素吸附率较低。组合低聚糖对Pb²⁺、Ba²⁺、Hg²⁺、Cd²⁺、Cu²⁺、Mn²⁺、Fe²⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的吸附率分别为82.41％、89.75％、84.72％、76.45％、67.73％、14.34％、12.26％、6.76％和8.03％。

4 急性毒性试验结果：取小鼠20只，每只小鼠分三次间隔8h于一日内给予能通过灌胃针头的最大溶解浓度的组合低聚糖溶胶共相当于15.0g/Kg体重，观察两周，小鼠的体重、外观、行为活动未出现任何异常，也未出现死亡情况。小鼠口服的LD₅₀未能测出。

Claims (6)

1 一种组合低聚糖，其特征是它含有低分子羧甲基壳聚糖、低聚半乳糖醛酸和低聚古罗糖醛酸中的任意两种或全部，它们的质量比依次为1∶0.1-10∶0.1-10。

2 一种组合低聚糖的制备方法，其特征是将低分子羧甲基壳聚糖、低聚半乳糖醛酸和低聚古罗糖醛酸中的任意两种或全部依次按1∶0.1-10∶0.1-10的质量比，在常温条件下经溶解、过滤、醇沉、烘干、混合和粉碎进行制备。

3 按照权利要求1-2所述的组合低聚糖，其特征是所述低分子羧甲基壳聚糖是指分子量＜100000道尔顿的N-羧甲基壳聚糖、O-羧甲基壳聚糖和N，O-羧甲基壳聚糖。

4 按照权利要求1-2所述的组合低聚糖，其特征是所述低聚半乳糖醛酸是指从各种来源的果胶如甜菜果胶、苹果果胶、橙皮果胶等或枸杞提取物经水解得到的低聚半乳糖醛酸。

5 按照权利要求1-2所述的组合低聚糖，其特征是所述低聚古罗糖醛酸是指经对褐藻酸进行降解包括酸降解、酶降解、氧化降解、超声波降解及其它降解方式和pH分级得到的低聚古罗糖醛酸。

6 将组合低聚糖用作一种具有选择性排除重金属离子的食品添加剂。