專利名稱：包含糖原的食品制劑的制作方法
包含糖原的食品制劑發(fā)明范圍本發(fā)明涉及糖原在制備用于控釋葡萄糖的食品制劑中的用途。特別是，本發(fā)明涉及具有平均分子量超過2，000，000道爾頓的糖原在制備用于控釋葡萄糖的人工食品制劑中的使用。本領(lǐng)域狀況包含葡萄糖來源的人工食品制劑是本領(lǐng)域眾所周知的。這些制劑可應(yīng)用于許多領(lǐng)域?！獋€應(yīng)用領(lǐng)域涉及作為膳食補充劑用于專業(yè)或業(yè)余運動員的用途。第二個應(yīng)用領(lǐng)域涉及當(dāng)需治療的個體不能通過正常的胃腸道給藥時進(jìn)行胃腸外給藥的用途。第三個應(yīng)用領(lǐng)域涉及腸內(nèi)飼喂的用途，其以液體形式通過插管直接施用入胃或腸。第四個應(yīng)用涉及用作能引起飽足感但不提供有效熱量攝取的制劑(填充劑)。本領(lǐng)域已知的人工食品制劑通常通過水解淀粉或其衍生物來獲得。淀粉是植物界中分布最廣泛的多糖，其包含葡萄糖的聚合物鏈。淀粉主要包含兩種聚合物直鏈淀粉(約占重量的20% )和支鏈淀粉(約占重量的80% )。直鏈淀粉是一種線性聚合物，其中葡萄糖單元通過α (1 — 4)糖苷鍵連接在一起。支鏈淀粉是分支的聚合物，其具有與直鏈淀粉結(jié)構(gòu)相似的基鏈，但是其側(cè)鏈上每對-30個葡萄糖單位通過α (1 — 6)鍵形成分支。專利申請ΕΡ1Μ8033或US 2005/01593 描述了通過酶水解平均分子量在90，000 和150，000道爾頓之間的淀粉獲得的高度分支的多糖。此外，專利申請EP1369432中描述了平均分子量在3，500和20，000道爾頓之間的相似的多糖。專利申請EP487187描述了包含低卡路里含量(每IOOg有160至MOKcal)的麥芽糊精的食品制劑。專利申請EP 5145 描述了包含麥芽糊精和β-葡聚糖和/或戊聚糖的可溶性膳食產(chǎn)品。麥芽糊精是由包含經(jīng)α (1 — 4)糖苷鍵連接在一起的數(shù)十個葡萄糖分子的淀粉水解而來的一類物質(zhì)。取決于淀粉水解的程度(通過化學(xué)/物理或酶方式或者通過二者的組合進(jìn)行)，可獲得各種類型的麥芽糊精，其區(qū)別在于組成它們的葡萄糖分子數(shù)目，通常是2 至20個單位?；谒鼈兊拈L度確定右旋糖當(dāng)量(DE)，可以從最小的4-6至最大的36-39。 DE值越高，水解程度就越大且鏈長越短。它們被身體消化的最終結(jié)果通常是葡萄糖，但所述過程發(fā)生的速率以及隨后的能量產(chǎn)生取決于DE值。含有葡萄糖來源的人工食品制劑包含其它基本營養(yǎng)素，例如用于在例如體力消耗或劇烈的體育活動后大量出汗的那些情形下恢復(fù)水/鹽平衡。這些制劑的理想摩爾滲透壓濃度應(yīng)具有與血漿的數(shù)值O80-300m0sml/kg)完全相同或稍稍更低的數(shù)值，即該能量溶液就血液而言應(yīng)是低滲的，假定摩爾滲透壓濃度影響胃排空速率以及尤其是水和溶解分子的腸吸收。利用麥芽糊精可能產(chǎn)生除了葡萄糖來源外還包含其它營養(yǎng)素的等滲制劑。
包含具有α (1 — 4)鍵的低分子量多糖的本領(lǐng)域已知人工食品制劑提供了被迅速吸收和代謝的葡萄糖的快速供給。這具有兩個主要類型的缺點。第一個缺點在于這些食品制劑不能施用于糖尿病個體，因為它們會導(dǎo)致血液葡萄糖水平快速升高(血糖癥)。第二個缺點在于能量效應(yīng)不是持久的，除非大量物質(zhì)被攝取，而由于這些物質(zhì)的過量摩爾滲透壓濃度會造成水被腸回收，這會導(dǎo)致腹瀉現(xiàn)象。為了克服這些缺點，已嘗試研究具有較高分子量和更難于水解的鍵的組合物。專利申請W000/32064描述了包含碳水化合物諸如淀粉或淀粉衍生物以及交聯(lián)多糖諸如纖維素衍生物、樹脂、果膠和藻酸鹽的混合物的組合物。專利申請W02004/023891描述了包含具α (1 — 6)鍵之多糖的食品制劑，所述多糖通常是葡聚糖、普魯蘭多糖(pullulan)和alternan，且分子量在300，000和1，000, 000 道爾頓之間。專利申請EP153013描述了基于葡聚糖的制劑，即具α (1 — 6)鍵且分子量在 50，000和1，000，000道爾頓之間的多糖，其很少或沒有腸吸收，可用作能引起飽足感的制劑(填充劑)。因此本領(lǐng)域中已知的包含具α (1 — 6)鍵之多糖的人工食品制劑已知提供了葡萄糖的逐漸釋放，只要鏈長不是太長即可，在此情形下吸收劇烈減少。糖原是主要為動物來源的多糖，它主要包含經(jīng)α -1-4葡糖苷鍵連接并且每5_10 個葡萄糖單位具有經(jīng)α-1-6葡糖苷鍵形成的分支的D-葡萄糖分子。糖原分支的數(shù)目和程度根據(jù)其獲取來源之動物物種而變化。天然糖原的分子量在IO6-IO7道爾頓數(shù)量級。在自然界中，糖原常常與蛋白質(zhì)結(jié)合，即糖原蛋白，這種一種涉及細(xì)胞糖原合成過程的酶。商品化糖原衍生物的質(zhì)量來自或多或少量存在的蛋白質(zhì)殘余物(從表示為ppm的氮量方面來測量)和還原糖。專利EP 654048描述了具有低氮和還原糖含量且分子量約 2，500，000道爾頓的高質(zhì)量糖原衍生物。糖原在化妝品部門被用作軟化劑(如JP-A-87-178 505中所述)和保濕劑(如 JP-A-88-290 809中所述)，在食品部門被用作添加劑，以及在滴眼液中被用作潤濕劑和潤滑劑(如專利W099/47120中所述)。發(fā)明簡述令人驚奇的是，申請人已發(fā)現(xiàn)糖原、尤其是專利EP654048中所述的糖原能在模擬胃腸道的體外系統(tǒng)中提供與獲自較低分子量的麥芽糊精類型的其他多糖相似的葡萄糖逐漸釋放。本發(fā)明因此涉及糖原在制備用于進(jìn)行葡萄糖控釋的人工食品制劑中的應(yīng)用。申請人:已發(fā)現(xiàn)，盡管有著超過了 2，000，000道爾頓的高分子量，但在模擬胃腸道的體外系統(tǒng)中，上述糖原通過胃腸道中存在的酶被酶降解并允許葡萄糖在跨越20-M小時的期間被逐漸釋放。除此之外，申請人還觀察到，因為糖原具有超過2，000，000道爾頓的高分子量，對
于被攝取的等量葡萄糖而言，其摩爾滲透壓濃度較施加麥芽糊精而言要低得多，這避免了本領(lǐng)域已知的伴隨腹瀉后果的水回收問題。
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申請人還認(rèn)識到，在糖原經(jīng)胃腸道運輸期間觀察到的葡萄糖逐步且持續(xù)釋放可有利的提供用合適劑量糖原作為糖尿病個體之食物或飲料的可能性。另一方面，本發(fā)明還涉及適于葡萄糖控釋的人工食品制劑，其中包含糖原和至少一種其它的可食用組分，優(yōu)選至少一種營養(yǎng)素。申請人:已發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的人工食品制劑具有比本領(lǐng)域中已知的含麥芽糊精的制劑更好的可口性。尤其是申請人觀察到本發(fā)明的人工食品制劑嘗起來甜度稍低，在味覺上討人喜歡并且不會太膩。有利的是，本發(fā)明的人工食品制劑包含至少一種選自以下的營養(yǎng)素碳水化合物、 蛋白質(zhì)、氨基酸及衍生物、脂質(zhì)、磷脂、維生素和礦物鹽。在進(jìn)一步的方面，本發(fā)明還涉及用于葡萄糖的腸道或胃腸外給藥的水性制劑，其中包含糖原和至少一種另外的藥用可接受賦形劑。申請人:還發(fā)現(xiàn)糖原溶液的低摩爾滲透壓濃度使得可能制備具有比包含蔗糖或低分子量多糖之已知溶液的葡萄糖含更高的高葡萄糖含量等滲水性制劑(300m0sm/kg)。申請人:還發(fā)現(xiàn)，與葡萄糖慢釋放的其它多糖不同，上述糖原溶液即使在高多糖濃度情況下也具有接近生理數(shù)值的PH值。發(fā)明詳述特別是，本發(fā)明涉及糖原在制備適于葡萄糖控釋的人工食品制劑中的用途。本發(fā)明中所用糖原獲自可提取自動物或真菌的天然糖原。軟體動物，尤其是蛘類 (貽貝和Mytilus gallus provincialis)，是特別有效的糖原來源，因為它們可低成本地大量獲取并且包含相當(dāng)量的糖原(平均占重量的2. 5% -3. 9% )。其它天然的糖原來源包括其它雙殼類軟體動物諸如蛤、牡蠣、一些種類的腹足動物或海螺諸如指甲履螺(舟螺)以及富含糖原的脊椎動物器官諸如肝臟和肌肉。有利的是本發(fā)明中所用糖原具有高于2，000，000道爾頓的分子量，優(yōu)選在 2，000，000 和 5，000，000 道爾頓之間。優(yōu)選地，本發(fā)明中所用糖原具有相對于鍵的總數(shù)而言在5%至15%之間、優(yōu)選在 8%和12%之間的α -1-6葡糖苷鍵百分?jǐn)?shù)。本發(fā)明中所用糖原可在獲自提取過程后直接使用或可在隨后的純化步驟中進(jìn)行處理。如先前已提及的，商品化糖原衍生物的質(zhì)量來自或多或少量的蛋白質(zhì)殘余物(從表示為PPm的氮含量方面來測量)和還原糖的存在。就本發(fā)明的目的而言，優(yōu)選使用低還原糖和氮含量的糖原衍生物。優(yōu)選用于本發(fā)明的商品化產(chǎn)物的例子是Sigma-Aldrich生產(chǎn)和配銷的糖原衍生物。優(yōu)選本發(fā)明中所用糖原衍生物包含少于重量、更優(yōu)選少于0. 25%重量的還原糖，該含量用 F. D. Snell 和 Snell(〃 Colorimetric Methods of Analysis"，New York, 1954，Vol. III，p. 204)的方法測量。依照Kjeldahl方法測量，優(yōu)選本發(fā)明中所用糖原衍生物包含少于3，OOOppm的氮， 更優(yōu)選少于1，000、進(jìn)一步優(yōu)選少于IOOppm的氮。優(yōu)選的，本發(fā)明中所用糖原衍生物是Polglumyt 糖原，其是由Α. C. R. Α. F. S. p. Α. Rome, Italy生產(chǎn)和配銷并依照專利EP 654048B1中所述純化步驟獲取的具低還原糖的去蛋白糖原的商品名。有利的是，本發(fā)明的所用糖原衍生物具有超過2，000，000道爾頓、優(yōu)選2，000，000 和5，000, 000道爾頓之間的分子量，以及占總鍵數(shù)5%和15%之間、優(yōu)選8%和12%之間的 α-1-6葡糖苷鍵百分?jǐn)?shù)。依照本發(fā)明適于控釋葡萄糖的食品制劑包含糖原和至少一種其它可食用組分，優(yōu)
選至少一種營養(yǎng)素。有利的是，本發(fā)明的食品制劑包含至少一種選自以下的營養(yǎng)素碳水化合物、蛋白質(zhì)、氨基酸及衍生物、脂質(zhì)、磷脂、維生素和礦物鹽。優(yōu)選的，糖原的存在滿足本發(fā)明食品制劑中碳水化合物的攝取量。然而本發(fā)明的食品制劑可任選的除糖原之外還包含其它類型的碳水化合物。本發(fā)明食品制劑中所用的蛋白質(zhì)可獲自不同的天然來源，諸如牛奶蛋白質(zhì)、雞蛋蛋白質(zhì)或血液蛋白質(zhì)。所述蛋白質(zhì)也可以肽的水解形式或個體氨基酸存在。優(yōu)選至少一半的蛋白質(zhì)內(nèi)容以完整的蛋白質(zhì)提供。本發(fā)明食品制劑中所用的脂質(zhì)可以是含12至18個碳原子的飽和和未飽和脂肪酸的甘油三酯。優(yōu)選使用長鏈多不飽和脂肪酸諸如ω-3、ω-6和ω-9脂肪酸的甘油三酯。 特別優(yōu)選油酸，亞油酸(LA)，α -亞麻酸(ALA)，花生四烯酸，二十碳五烯酸(EPA)，二十二碳六烯酸(DHA)和二十二碳五烯酸(DPA)的甘油三酯。磷脂可優(yōu)選卵磷脂或其相等物。卵磷脂可以是動物或植物來源的，且主要包含磷酸，膽堿，脂肪酸，甘油，糖脂，甘油三酯和磷脂諸如磷脂酰膽堿，磷脂酰乙醇胺和磷脂酰肌醇。本發(fā)明食品制劑中所用的維生素沒有特別的限制，可以是任何已知維生素，諸如B 族(Bi, Β2, Β3, Β5, Β6, Β8, Β9和Β12)和C族的水溶性維生素，或A，D，E和K族的脂溶性維生素。還可使用假維生素諸如膽堿、鄰氨基苯甲酸，硫辛酸，生物黃酮素，泛醌和甲基蛋氨酸。制劑內(nèi)的維生素含量通常表示為每日推薦允許量的百分?jǐn)?shù)或RDA%。通?；诿咳招枨蠖鴮⒌V物鹽劃分為大量元素(超過IOOmg)、微量元素(1至 IOOmg)和寡元素(oligoelement)(少于lmg)。大量元素是包含鈣、氯，磷，鎂，鉀，鈉和/或硫的鹽。微量元素是包含銅，鋅，氟，碘，硒，鉻，鈷，錳，鉬，硅，鎳，釩的鹽。寡元素 (oligoelement)是包含錫，鎳，鍺，釩和鎢的鹽。食品制劑的形式可以是完全的食品、食品增補劑、供胃腸道施用例如經(jīng)鼻胃管和鼻腸管進(jìn)行腸內(nèi)飼喂施用的營養(yǎng)液、供胃腸外給藥的營養(yǎng)液、或者適于糖尿病個體的食品或增補劑。完全的食品包含就物質(zhì)和能量攝取而言滿足使用者每日需求所必需的所有營養(yǎng)物質(zhì)。因而所述制劑必須包含包括糖原計占重量30%至70%之間的碳水化合物、占重量 10%至30%之間的蛋白質(zhì)和占重量20%至40%之間的脂質(zhì)。除此之外，所述制劑必須能提供每日2000至四001 ^1，并且可以是固體形式，適于溶解或分散在水或其它飲料里，或者是液體，以可立即使用的形式或作為濃縮物。針對特殊的情形(膳食或運動配方)可提供較低或較高的能量攝取量。食品增補劑只包含就蛋白質(zhì)和能量攝取量而言滿足使用者每日需求所需要的某些營養(yǎng)物質(zhì)。因而所述制劑能提供每日少于1500kcal，優(yōu)選100至IOOOkcal之間。此外，在此情況下，所述制劑可以是如上所述的固體或液體形式，適于添加至正常的飲食中或作為正常飲食的組分。本發(fā)明的食品制劑可進(jìn)一步包含傳統(tǒng)的食品添加劑以改善其外觀、愉悅度和保存，諸如著色劑、防腐劑、抗氧化劑、酸性調(diào)節(jié)劑、增稠劑、穩(wěn)定劑、乳化劑、增味劑、調(diào)味料、 潤濕劑和甜料。以下例子用于舉例說明本發(fā)明而非對它進(jìn)行限制。實施例1在實驗室中制備模擬消化系統(tǒng)的模型，包括第一階段與唾液α-淀粉酶一起保溫，第二階段與胃蛋白酶一起保溫，以及第三階段與胰酶、淀粉葡糖苷酶和PH接近7的牛膽汁一起保溫。將6g底物在帶螺紋蓋的250ml Pyrex瓶內(nèi)溶于IOOml磷酸鹽緩沖液中。將溶液溫度提高至37°C，然后加入0. Iml的人α -淀粉酶溶液(溶液Α)。產(chǎn)生的溶液在恒溫至37°C的水浴中保溫，伴隨著磁力攪拌。用2. 50ml的IM HCl溶液將所述溶液調(diào)節(jié)至pH = 2，然后加入0. 25ml配制于NaCl 溶液中的Sigma P7012胃蛋白酶懸浮液(溶液B)。產(chǎn)生的溶液在37°C保溫30分鐘，再次伴隨使用磁力攪拌。用8. 67ml的IM NaHCO3溶液將所述溶液調(diào)節(jié)至pH = 6. 9，然后加入2ml配制于 25mM CaCl2中的胰酶和淀粉葡糖苷酶溶液(溶液C)和2. 4g的牛羊混合膽汁(Bovine-Ovine Bile) (Sigma B8381)。產(chǎn)生的溶液在37°C保溫5分鐘，伴隨著攪拌。將溶液轉(zhuǎn)移至透析管(混合纖維素酯，截留值3500)中，置于USPXIII溶解裝置的 IOOOml容器中，其中包含約900ml制備如下的溫度為37°C的緩沖液。將800ml的磷酸鹽緩沖液和0. 8ml的ImM CaCl2*2H20溶液混合在一起。用20ml 的IM HCl將此調(diào)節(jié)至pH2，加入2ml的NaCl溶液(9g/L)，用70ml的IM NaHCO3溶液將pH 調(diào)節(jié)至6. 9，然后入16ml的25mM CaCl2MH2O溶液。在M小時的期間內(nèi)于表2-5中指示的時間從緩沖溶液中取出Iml樣品。用Polglumyt 糖原和麥芽糊精DE 16. 5-19. 5作為底物一式雙份進(jìn)行測試。6g Polglumyt 糖原樣品相當(dāng)于5. 220g葡萄糖，而6g麥芽糊精DE 16. 5-19. 5樣品相當(dāng)于 5. 748g葡萄糖。磷酸鹽緩沖液和溶液A，B和C具有下表1中的組成。表 權(quán)利要求
1.包含糖原和至少一種其它可食用組分、用于控釋葡萄糖的人工食品制劑，其特征在于所述糖原具有高于2，000, 000道爾頓的分子量，并且其中α -1-6葡糖苷鍵占總鍵數(shù)的 5% 至 15%。
2.依照權(quán)利要求1的食品制劑，其特征在于所述糖原具有2，000，000至5，000，000道爾頓的分子量。
3.依照權(quán)利要求1或2的食品制劑，其特征在于所述糖原中α-1-6葡糖苷鍵占總鍵數(shù)的8%至12%。
4.依照前述權(quán)利要求中任一項的食品制劑，其特征在于所述糖原包含重量少于1%， 優(yōu)選重量少于0. 25%的還原糖。
5.依照前述權(quán)利要求中任一項的食品制劑，其特征在于所述糖原包含少于3，OOOppm 的氮，優(yōu)選少于1，OOOppm的氮。
6.依照前述權(quán)利要求中任一項的食品制劑，其特征在于所述葡萄糖控釋是由此約 50%的葡萄糖在不少于1小時、優(yōu)選不少于3小時、更優(yōu)選不少于5小時的時間內(nèi)釋放。
7.依照權(quán)利要求6的食品制劑，其特征在于所述葡萄糖控釋是由此約80%的葡萄糖在不少于6小時、優(yōu)選不少于9小時、更優(yōu)選不少于12小時的時間內(nèi)釋放。
8.依照前述權(quán)利要求中任一項的食品制劑，其特征在于所述可食用組分是營養(yǎng)素。
9.依照權(quán)利要求8的食品制劑，其特征在于所述營養(yǎng)素選自碳水化合物、蛋白質(zhì)、氨基酸和衍生物、脂質(zhì)、磷脂、維生素和礦物鹽。
10.依照權(quán)利要求8的食品制劑，其特征在于所述制劑包含包括所述糖原計重量占 30 %至70 %的碳水化合物，重量占10 %至30 %的蛋白質(zhì)和重量占20 %至40 %的脂質(zhì)。
11.依照前述權(quán)利要求中任一項的食品制劑，其特征在于所述制劑是固體形式或水溶液。
12.依照前述權(quán)利要求中任一項的食品制劑，其特征在于所述食品制劑選自完全的食品、食品增補劑、供胃腸道施用的營養(yǎng)液、供胃腸外施用的營養(yǎng)液或者適于糖尿病個體的食品或增補劑。
13.糖原在制備用于控釋葡萄糖的人工食品制劑中的用途。
14.依照權(quán)利要求13的糖原用途，其特征在于所述糖原具有權(quán)利要求2至7中任一項的特征。
15.依照權(quán)利要求13或14的糖原用途，其特征在于所述食品制劑是固體形式或水溶液。
16.依照前述權(quán)利要求12至14中任一項的糖原用途，其特征在于所述食品制劑選自完全的食品、食品增補劑、供胃腸道施用的營養(yǎng)液、供胃腸外施用的營養(yǎng)液或者適于糖尿病個體的食品或增補劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及包含糖原和至少一種其它可食用組分、用于控釋葡萄糖的食品制劑，以及糖原在其制備中的用途。
文檔編號A23L1/30GK102469817SQ201080034397
公開日2012年5月23日 申請日期2010年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月3日
發(fā)明者E·里伯拉蒂, G·比昂迪, V·盧梭 申請人:方濟(jì)各安吉利克化學(xué)聯(lián)合股份有限公司