纯化可溶性甘露聚糖的制备方法以及纯化甘露聚糖组合物技术

本发明专利技术公开了一种来源于豆类种子的化学纯化的可溶性甘露聚糖组合物以及可溶性甘露聚糖的制备方法。制备方法提供了高品质的生理可溶的、化学改性且纯化的大小均匀的多糖纤维，其不含天然杂质，例如蛋白质、生物碱、糖苷生物碱和/或包括重金属、农业残留物和微生物毒素的环境杂质。该制备方法提供了低变应原性膳食纤维，其不含任何潜在的过敏原、细胞毒素和胃肠毒素。本发明专利技术也公开了用于具有多种分子量的可溶纤维组合的顺序处理工艺，以使功能性高和低分子量的纤维发生受时间控制的溶解，从而提高溶解度和口味，并且在口腔和胃肠系统内具有提高的膳食性能。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2011年11月4日，专利技术名称为“用于膳食补充剂的纯化可溶性甘露聚糖组合物及其使用方法”的中国专利申请No.201180064374.4的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求于2010年11月5日提交的美国临时专利申请序列No.61/410,609的优先权，其全部内容以引用的方式并入本文中。
本专利技术涉及纯化的多糖组合物领域。更具体而言，本专利技术涉及用于降低食物的碳水化合物血糖指数并减缓血糖升高的组合物的提取和纯化。
技术介绍
豆类纤维作为可溶性膳食纤维的天然来源，已经引起了相当大的关注。豆类包含由角质和相对较大的白色、半透明胚乳层包围的中间硬的黄色胚芽。该胚乳包含具有主要含有半乳糖侧链的甘露聚糖骨架的多糖。胚乳由韧性的、深棕色外皮包围。胶浆部分的颜色取决于外皮(棕色)和子叶(黄色)的含量。不利的是，市售的各种豆类面粉可能具有不期望的天然化学品、气味和臭味。另外，它们具有高粘度并且不能以所需的临床有效量作为膳食补充剂。它们也可包含一定量的可能具有毒性(包括类似于有效地作为口服避孕药的甾类激素那样影响生育)的甾族结构的皂素。已知皂素和生物碱在过量摄入时能引起一系列毒性反应。为了制备具有高的有效负载量的可溶性甘露聚糖纤维的膳食补充剂，需要除去这些皂素、其它生物碱和不期望的蛋白脂质、以及其它不合意的组分，从而使产品适合用作功能性膳食补充剂。1970年的营养学研究表明，不同的碳水化合物在食用后对血液葡萄糖(糖)水平的影响不同。该发现挑战了一般性假设：所有复合碳水化合物(淀粉)产生的血糖反应均低于单糖，并且也质疑了过去30年以来调节糖尿病患者的饮食的碳水化合物交换表的临床意义。该交换表基于这样的假设：包含相等量碳水化合物的不同食物部分将产生相同的血糖反应。因此，为了根据在食用后升高血液葡萄糖的水平的程度来对不同食物的相等量碳水化合物分级，开发了血糖指数(GI)法。具有高GI值(≥70)的食物含有快速消化的碳水化合物，其使血液葡萄糖水平有较大的快速升高和降低。对比而言，具有低GI值(≤55)的食物含有缓慢消化的碳水化合物，其使血液葡萄糖水平产生逐步、相对较低地升高。在过去20年的研究证明不能根据食物所包含的碳水化合物的类型和含量来精确地预测食物对血液葡萄糖水平的影响。这是由于碳水化合物消化和释放入血液的速率受到许多食物因素的影响，例如食物的物理形式、其脂肪、蛋白质和纤维含量、以及其碳水化合物的化学结构。由于这些原因，在相同食品类型中表面类似的食品可以产生明显不同的血糖反应。因此，需要根据个体来测量食品的GI值。GI研究对食品工业和人类健康具有重要的意义。目前，科学家们认为食品标签上常见的术语“复合碳水化合物”和“糖”几乎没有营养或生理学意义。近年来，联合国粮食及农业组织(FAO)以及世界卫生组织(WHO)集结了专家委员会来研究关于碳水化合物在人类营养和健康方面的重要性的可用研究证据。该委员会认可使用GI法来对富含碳水化合物的食物进行分类，并且推荐使用食物的GI值结合食物组成的信息来指导对食物的选择。目前，GI值用于为糖尿病人设计膳食计划，并且用于调查饮食的升糖作用(glycemicimpact)与特定疾病的风险之间关系的科学研究中。在过去十年以来，越来越多的研究实体表明人类饮食的整体升糖作用可以影响胰岛素耐受性的发展和相关疾病(心脏病、糖尿病)的风险，而与饮食中碳水化合物总量无关。目前，现有证据表明基于低GI的富含碳水化合物食物的饮食提高了糖尿病人群的胰岛素敏感度和血糖控制；降低了高血脂水平；并且在耐力项目中可帮助延长体能峰值。另外，低GI食物一般较少提纯并且相对饱腹，因此可用于控制体重的饮食。考虑到在所有工业化国家中非胰岛素依赖型糖尿病(NIDDM)和冠心病仍然是疾病和死亡的主要原因，人群饮食的升糖作用以何种程度影响这些疾病的开始和进程成为重大问题。因此需要进一步的研究来确定更大范围的富含碳水化合物的食物的GI值，并且确定不同处理方法的影响。可在投放市场之前确定新的食物和成分的GI值，并且可在食物营养栏中标示它们的GI值来帮助消费者尝试降低他们饮食的升糖作用。目前，很少有同时测量餐后血糖和胰岛素反应的研究。这是由于测量血液样品中胰岛素水平的成本昂贵，并且也反映了通常认为血糖过多是糖尿病人群的饮食疗法中考虑的唯一相关餐后因素。然而，目前研究表明对某些食物的餐后胰岛素反应不成比例地高于它们的血糖反应。越来越多的饮食测试研究结果以及大量的流行病学研究表明，长期摄入高血糖负荷的饮食可以诱发再发性和高血糖，并且胰岛素水平与发生胰岛素耐受性、非胰岛素依赖性糖尿病、血脂异常和心血管疾病的风险增加有关。如果能获得常用食物的胰岛素指数值的大量数据库，则可能给出在饮食和某些慢性疾病风险之间的更直接的联系。尽管饮食中的碳水化合物是胰岛素分泌的主要刺激，其他食物因素(如某些氨基酸和脂肪酸)也增强胰岛素的分泌。富含蛋白质但是碳水化合物含量低的食物(如肉或鱼)，与它们的低血糖反应相比，能诱导相对较高水平的胰岛素分泌。另外，富含精细碳水化合物和脂肪的食物(如巧克力和某些烘焙产品)能够产生比它们的餐后血糖反应大得多的胰岛素反应。近来，美国的畅销饮食书籍已经普及了这样的概念：富含碳水化合物的食物引发高胰岛素反应，是特别容易增肥的。不幸的是，作者没有正确地确认低或高的胰岛素食物。
技术实现思路
本专利技术涉及来自各种豆类的纯化甘露聚糖或甘露聚糖纤维的组合物，以及它们的使用方法。所述纯化的大小均匀的低变应原性纤维由大于50％的甘露糖单糖单元组成，并且用于提供单一的高剂量膳食补充剂。该膳食补充剂可以通过控制循环系统对糖的消耗和吸收，从而用于降低食物的碳水化合物血糖指数并且缓和血糖升高。在一个示意性实施方案中，本文公开了化学纯化的可溶性甘露聚糖纤维组合物以及它们在可口的膳食补充剂组合中的用途，所述可溶性甘露聚糖纤维来源于豆类种子，包括但不限于长角豆(Ceratoniasiliqua)、刺云实(spinosa)、葫芦巴(Trigonellefoenum-graecum)和瓜儿豆(Cyamopsistetragonolobus)。一种分离工艺提供了高品质的生理可溶的、化学改性且纯化的大小均匀的甘露聚糖纤维，其不含诸如蛋白质、生物碱(类似肥皂的发泡化学品)、糖苷生物碱(例如皂角苷配基)等天然杂质，诸如重金属、农药残余物和微生物毒素等环境杂质。在一个示意性实施方案中，该纯化工艺包括至少三个纯化阶段。根据本专利技术，该工艺的第一阶段以混合粉状豆类种子到半液体混合物开始，该混合在溶解的条件下进行，并且从半液体混合物中提取蛋白质和颜料。第一阶段可使碱性pH溶液、小苏打、三磷酸盐、洗涤剂和/或它们的混合物与粉状豆类种子混合。碱性处理可以使用任意食品级或医药级的碱性溶液，其包括但不限于浓度为约0.01摩尔至约1摩尔的氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)、碳酸氢钠(NaHCO)、碳酸钠(Na2CO3)和/或三铵碱(Triammoniumbase)。以摩尔比计，碱与豆类种子粉末的比例可为约1:2至约1:100。根据本专利技术，在该工艺的第二阶段中，半液体混合物在酸中稀释并在选定温度下加热一段选定时间，从而溶解矿物质并实现蛋白质和淀粉(如多糖)的部分水解本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纯化可溶性甘露聚糖的制备方法，包括第一步骤，该步骤将粉末状豆类种子混合到半液体混合物使其溶解，并且从所述半液体混合物中提取蛋白质和颜料；第二步骤，该步骤在酸中稀释所述半液体混合物以除去酸溶性杂质，并且加热稀释的所述半液体混合物以分离至少一种甘露聚糖；第三步骤，该步骤在加热稀释的所述半液体混合物除去脂多糖后，将稀释的所述半液体混合物与溶剂混合；以及第四步骤，该步骤从稀释的所述半液体混合物中收集甘露聚糖沉淀物。

【技术特征摘要】
2010.11.05 US 61/410,6091.一种纯化可溶性甘露聚糖的制备方法，包括第一步骤，该步骤将粉末状豆类种子混合到半液体混合物使其溶解，并且从所述半液体混合物中提取蛋白质和颜料；第二步骤，该步骤在酸中稀释所述半液体混合物以除去酸溶性杂质，并且加热稀释的所述半液体混合物以分离至少一种甘露聚糖；第三步骤，该步骤在加热稀释的所述半液体混合物除去脂多糖后，将稀释的所述半液体混合物与溶剂混合；以及第四步骤，该步骤从稀释的所述半液体混合物中收集甘露聚糖沉淀物。2.权利要求1所述的方法，还包括干燥所述甘露聚糖沉淀物以获得粉末。3.权利要求2所述的方法，还包括研磨所述粉末。4.权利要求1所述的方法，其中所述第一步骤包括使碱性pH溶液、小苏打、三磷酸盐、洗涤剂和/或它们的混合物与所述粉末状豆类种子合并。5.权利要求4所述的方法，其中所述碱性pH溶液选自浓度为约0.01摩尔至1摩尔的氢氧化钠、氢氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾利泽尔·祖默尔，大卫·普拉特，
申请(专利权)人：波士顿治疗公司，
类型：发明
国别省市：美国;US