專利名稱：一種從地靈中提取高純度水蘇糖的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種從地靈中提取高純度水蘇糖的生產(chǎn)方法，水蘇糖是天然存在的四糖，由果糖—葡萄糖—半乳糖—半乳糖組成，是優(yōu)良的雙歧因子。主要用作增殖腸道雙歧桿菌，促進短鏈脂肪酸增加，使腸道酸性化，有抑制腐敗產(chǎn)物形成，抑制膽固醇上升等的阻毒、排毒、解毒和提高鈣、鎂等元素吸收的功效。
人類對雙歧因子的認識是始于對雙歧桿菌的認識，自法國的Tisser在巴斯得實驗室從母乳喂養(yǎng)兒糞便中發(fā)現(xiàn)了雙歧桿菌以來，經(jīng)過眾多科學家的不懈努力，已確認雙歧桿菌是人體腸道菌群之中最優(yōu)勢菌之一，它也是新生兒腸道最早定植的菌群。雙歧桿菌的功能可歸納為(1)抗腹瀉與防便秘；其生理作用是通過阻止外襲菌或病原菌的定植而維持良好的腸道內(nèi)環(huán)境，從而實現(xiàn)既治腹瀉又防便秘的雙向調(diào)節(jié)功能。(2)免疫調(diào)節(jié)與抗腫瘤；雙歧桿菌的全細胞或細胞壁成份具有強化或促進對惡性腫瘤細胞的免疫性攻擊作用。(3)合成維生素和氨基酸；已知雙歧桿菌可合成維生素B1、B2、B6、K、尼克酸、葉酸等，對人體健康起積極作用。(4)降低血液中膽固醇水平，防治高血壓。(5)抗感染。
人體腸道內(nèi)的雙歧桿菌數(shù)量隨年齡不同差異顯著，母乳喂養(yǎng)兒腸道內(nèi)雙歧桿菌占腸道內(nèi)總細菌的90％以上，人工喂養(yǎng)兒為61％，健康成人為14.8％，而中老年人為3.2％。并且，雙歧桿菌是一種厭氧菌，不僅生產(chǎn)困難，而且即使服用活菌制劑，能使之到達腸道而生存者的數(shù)量也很少，無法發(fā)揮其保健作用。因而，很多科學家在探索母乳中含有的促進雙歧桿菌增殖的物質(zhì)是什么？于是便有了雙歧因子的概念。進入七十年代以后，科技工作者確認母乳中含有的低聚半乳糖才是促進雙歧桿菌增殖的物質(zhì)，這樣便極大的推動了對雙歧因子的研發(fā)和生產(chǎn)。
目前國內(nèi)外生產(chǎn)的雙歧因子低聚糖主要有低聚果糖、異麥芽低聚糖、大豆低聚糖、低聚木糖、低聚半乳糖等，其中除大豆低聚糖外，大多數(shù)采用酶法生產(chǎn)。而且，這些低聚糖是幾種低聚糖的混合物，且對雙歧桿菌的增殖效果不佳。同時，由于技術(shù)的原因，這些低聚糖大多只能以液體形式進入市場，運輸不太方便。
本發(fā)明生產(chǎn)的高純度水蘇糖是一種白色固體粉末，水蘇糖含量高達85-95％。而日本所生產(chǎn)的大豆低聚糖糖漿組成為水24％、水蘇糖18％、棉籽糖6％、蔗糖34％和其他糖類18％。另外，也無酶法或化學法生產(chǎn)水蘇糖的報道，足見本發(fā)明生產(chǎn)水蘇糖純度之高。
經(jīng)多次試驗研究均發(fā)現(xiàn)，天然存在的水蘇糖有很強的雙歧桿菌增殖效果，這與其具有的α-半乳糖基有關(guān)，其生理特性如下
1.難以消化性由于是α型，體內(nèi)的β-半乳糖苷酶不能分解，分子中蔗糖部位連接了2個半乳糖，蔗糖酶也難以作用，人體消化道不存在α-半乳糖苷酶，故此糖為難消化性糖。其次其對胃酸有一定穩(wěn)定性，故可順利抵達腸道，再次證實了其難消化性。
2.對于雙歧桿菌的增殖效果要使雙歧桿菌達到優(yōu)勢菌叢的目的，只有使腸內(nèi)雙歧桿菌顯著增殖而有害的腐敗菌不能或很少利用的糖源才是最理想的。水蘇糖正是改善腸道內(nèi)環(huán)境的理想糖源。下圖列出體外試驗中的幾種低聚糖對腸內(nèi)細菌的增殖性。
體外試驗中的幾種低聚糖對腸內(nèi)細菌的增殖性
注n為實驗菌株數(shù)。細菌生育的評定-0.099；±0.100-0.199；+0.200-0.399；++0.400-0.599；+++＞0.600
本發(fā)明的目的在于發(fā)掘本土資源，保護稀有物種，充分利用地靈這一特色植物，提供的一種高效提取與精制方法生產(chǎn)的水蘇糖純度高，可顯著的增殖腸內(nèi)雙歧桿菌，促使腸道酸性化，并可抑制腐敗產(chǎn)物的形成及膽固醇上升，具有提高鈣、鎂元素吸收的功效。
為達到上述目的，本發(fā)明涉及一種中國特色的植物，一種稀有物種------地靈，其地方名又稱地環(huán)、提婁、洋姜、草澤蘭、旱藕，多產(chǎn)于陜西，河南等省。該作物適于溫帶生長，土質(zhì)以沙土為好，不喜肥沃，喜生于有水之地，不需太多田間管理，適于山區(qū)種植。
經(jīng)過多次試驗，我們認為主要工序有有效成分浸出、除去各種雜質(zhì)、濃縮成粉等。最佳的工藝流程如

圖1(說明書附圖)所示，試驗結(jié)果證實水與乙醇混合后連續(xù)浸出時，可使提取率達85％以上，因此選水和乙醇為提取液，兩者混合比例為水70-80％；乙醇0-30％本發(fā)明所述沉淀劑采用食用級化工原料，其配方如下皂土40-100％； 硅藻土0-50％本發(fā)明降溫酶解工藝溫度為30-80℃，所用酶為果膠酶。膜過濾采用膜的截留分子量為1000，經(jīng)循環(huán)后可使95％以上的溶液透過進入下道工序。
本發(fā)明的陽、陰離子交換樹脂主要起除去陽、陰離子作用，可使電導(dǎo)率顯著下降，并可使有色物質(zhì)除去，最終糖漿各參數(shù)為PH6-8電導(dǎo)率6-20μs水蘇糖純度85-95％糖量20-30°比重1.05-1.20再經(jīng)濃縮、噴霧干燥后即可制成白色固體粉末。
本發(fā)明的特點在于運用傳統(tǒng)的連續(xù)浸出技術(shù)，并結(jié)合現(xiàn)代分離精制技術(shù)，如膜分離技術(shù)、離子交換技術(shù)使得產(chǎn)品中水蘇糖含量高達85-95％，遠遠高于國內(nèi)外同類產(chǎn)品30-50％的水平，居國際領(lǐng)先。采用的膜分離技術(shù)屬于一種清潔生產(chǎn)技術(shù)，減少了因加入其他沉淀劑而產(chǎn)生的廢渣，最大限度的提高了生產(chǎn)效率，減少了污染排放，符合當代人的需求，是一種經(jīng)濟效益與環(huán)境效益并重的技術(shù)，符合可持續(xù)發(fā)展的雙贏戰(zhàn)略。水蘇糖作為一個新型的雙歧因子，其活性很高。據(jù)日本糖質(zhì)學會發(fā)表的資料在具有雙歧桿菌增殖的糖質(zhì)中，平均每日的有效攝入量一般低聚糖(除低聚木糖)需8-15g，而水蘇糖僅需3g，足見水蘇糖活性之高。
本水蘇糖是低聚糖中的佼佼者，改善腸道內(nèi)環(huán)境效果顯著。如我們對腹瀉及便秘者作服用觀察，結(jié)果本制品受試人群平均病患解除時間為1.7天，10天后患者精神狀況恢復(fù)，20天后患者抵抗力增強，完全康復(fù)。
為評價本水蘇糖的安全性，進行了小鼠LD50試驗，實驗證明水蘇糖屬無毒級物質(zhì)，參見下圖。
水蘇糖的安全性試驗
注Horn’s法 LD50＞21500μl/kg B.W為評價本水蘇糖調(diào)節(jié)腸道菌群的能力，我們進行了調(diào)節(jié)腸道菌群的試驗。水蘇糖人體推薦量為每人每日3g，即每人每日3g/日/60kg體重，相當于0.05g/日/kg，小鼠等效劑量為人體推薦量的十倍，即每日0.5g/kg體重(中劑量)，上、下各設(shè)一個劑量組1.5g/kg體重(高劑量)和0.25g/kg體重(低劑量)，實驗數(shù)據(jù)用t檢驗，采用ststa軟件進行統(tǒng)計。水蘇糖對小鼠腸道菌群調(diào)節(jié)作用的結(jié)果見下圖。
水蘇糖對小鼠腸道菌群調(diào)節(jié)作用的結(jié)果
*與灌服前比較p≤0.05 **與灌服前比較p≤0.01※與正常對照組灌服后比較p≤0.05 ※※與正常對照組灌服后比較p≤0.01綜上所述，利用連續(xù)浸出技術(shù)，膜分離技術(shù)及離子交換技術(shù)以清潔技術(shù)生產(chǎn)的高純度水蘇糖具有明顯的生理特征，經(jīng)國內(nèi)及國際聯(lián)機檢索，僅發(fā)現(xiàn)從大豆中提取的大豆低聚糖，如日本食品工業(yè)公司研究中心報道的含水蘇糖及棉籽糖30％的大豆低聚糖，國內(nèi)也有從地黃中提取水蘇糖的報道，但其純度低且生產(chǎn)方法落后，與本發(fā)明無法相比。因此，本發(fā)明具有技術(shù)的先進性和應(yīng)用的實用性。
權(quán)利要求
1.一種中國特色植物，其特征在于其地方名為地環(huán)、提婁、洋姜、草澤蘭、旱藕。
2.根據(jù)權(quán)利1所述的植物，其特征在于工藝過程為原料→連續(xù)浸出→煮沸→降溫酶解→膜分離→離子交換→濃縮→噴霧干燥。
3.根據(jù)權(quán)利2其特征在于(1)連續(xù)浸出時的浸提液比例如下水70-80％乙醇0-30％(2)煮沸所加沉淀劑成份為皂土40-100％硅藻土0-50％(3)降溫酶解時，溫度為30-80℃，酶為果膠酶。(4)采用膜分離技術(shù)。(5)采用離子交換技術(shù)脫色、去鹽。
4.根據(jù)權(quán)利2所述的離子交換后糖漿參數(shù)為PH6-8電導(dǎo)率6-20μs水蘇糖純度85-95％糖量20-30°比重1.05-1.20
全文摘要
本發(fā)明提供一種從中國特色植物——地靈中提取高純度水蘇糖的方法，其純度高達85－95％。其中主要運用連續(xù)浸出技術(shù)，膜分離技術(shù)及離子交換技術(shù)，生產(chǎn)為清潔生產(chǎn)技術(shù)。生產(chǎn)的水蘇糖為白色固體粉末，水蘇糖分子式見圖1。水蘇糖可顯著增殖體內(nèi)雙歧桿菌，是一種優(yōu)良的雙歧因子。
文檔編號C07H1/08GK1473835SQ0112406
公開日2004年2月11日 申請日期2001年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月13日
發(fā)明者高鵬, 楊建武, 高 鵬 申請人:西安大鵬生物科技股份有限公司