小麦阿拉伯木聚糖提取物在提高肠道屏障功能中的应用.pdf

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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410725819.4 (22)申请日 2014.12.03 A23K 1/16(2006.01) C12P 19/14(2006.01) (71)申请人 中国人民解放军总后勤部军需装备 研究所 地址 100010 北京市东城区禄米仓胡同 69 号 (72)发明人 刘晋 钱平 郭长江 李凌燕 耿战辉 高蔚娜 蒲玲玲 吉琳琳 (74)专利代理机构 北京纪凯知识产权代理有限 公司 11245 代理人 关畅 王春霞 (54) 发明名称 小麦阿拉伯木聚糖提取物在提高肠道屏障功 能中的应用 (57) 摘要 本发明公开了一种小麦阿拉伯木聚糖提取。

2、物 在提高肠道屏障功能中的应用。所述小麦阿拉伯 木聚糖提取物是按照包括如下步骤的方法制备 的 ： 小麦粉经提取谷朊粉和 / 或小麦淀粉后的生 产废水经离心分离， 取上清液 ； 所述上清液经蒸 煮后再进行离心分离， 得上清液 ； 所述上清液经 下述 1) 或 2) 的步骤即得小麦阿拉伯木聚糖提取 物 ： 1) 所述上清液经喷雾干燥即得 ； 2) 所述上清 液经浓缩， 并调整pH 值为 7 8 后， 加入 -淀粉 酶和糖化酶进行反应， 最后经离心分离后得到上 清液， 所述上清液经乙醇沉淀后， 即得。本发明中 所涉及的小麦阿拉伯木聚糖提取物， 同时还具有 促进小肠绒毛生长、 促进肠道 DNA 转录以。

3、及降低 肠道 pH 值或增加肠道中短链脂肪酸含量等多种 功能。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 (10)申请公布号 CN 104431361 A (43)申请公布日 2015.03.25 CN 104431361 A 1/1 页 2 1. 小麦阿拉伯木聚糖提取物在制备提高肠道屏障功能产品中的应用 ； 所述小麦阿拉伯木聚糖提取物是按照包括如下步骤的方法制备的 ： 小麦粉经提取谷朊粉和 / 或小麦淀粉后的生产废水经离心分离， 取上清液 ； 所述上清 液经蒸煮后再进行离心分离， 得上清液 ； 所述上清液经下述1)或2)的。

4、步骤即得小麦阿拉伯 木聚糖提取物 ： 1) 所述上清液经喷雾干燥即得 ； 2)所述上清液经浓缩， 并调整pH值为78后， 加入-淀粉酶和糖化酶进行反应， 最 后经离心分离后得到上清液， 所述上清液经乙醇沉淀后， 即得。 2. 一种提高肠道屏障功能的产品， 其活性成分为小麦阿拉伯木聚糖提取物 ； 所述小麦阿拉伯木聚糖提取物是按照包括如下步骤的方法制备的 ： 小麦粉经提取谷朊粉和 / 或小麦淀粉后的生产废水经离心分离， 取上清液 ； 所述上清 液经蒸煮后再进行离心分离， 得上清液 ； 所述上清液经下述1)或2)的步骤即得小麦阿拉伯 木聚糖提取物 ： 1) 所述上清液经喷雾干燥即得 ； 2)所述上清。

5、液经浓缩， 并调整pH值为78后， 加入-淀粉酶和糖化酶进行反应， 最 后经离心分离后得到上清液， 所述上清液经乙醇沉淀后， 即得。 3. 根据权利要求 1 所述的应用或权利要求 2 所述的产品， 其特征在于 ： 所述生产废水 在 1000 转 / 分钟 3000 转 / 分钟的条件下进行离心分离。 4. 根据权利要求 1 或 3 所述的应用或权利要求 2 或 3 所述的产品， 其特征在于 ： 所述 蒸煮的温度为 80 100， 所述蒸煮的时间为 20 分钟 70 分钟。 5. 根据权利要求 1 或 3 或 4 所述的应用或权利要求 2 或 3 或 4 所述的产品， 其特征在 于 ： 经蒸煮后。

6、的所述上清液在 2000 转 / 分钟 5000 转 / 分钟的条件下进行离心分离。 6.根据权利要求1或3-5中任一项所述的应用或权利要求2或3-5中任一项所述的产 品， 其特征在于 ： 步骤 1) 中， 所述喷雾的温度为 80 200。 7.根据权利要求1或3-6中任一项所述的应用或权利要求2或3-6中任一项所述的产 品， 其特征在于 ： 步骤 2) 中， 所述浓缩的倍数为 0.5 2 倍。 8.根据权利要求1或3-7中任一项所述的应用或权利要求2或3-7中任一项所述的产 品， 其特征在于 ： 步骤 2) 中， 所述反应的温度为 60 85， 所述反应的时间为 1 小时 3 小时。 9. 。

7、根据权利要求 1 或 3-8 中任一项所述的应用或权利要求 2 或 3-8 中任一项所述的 产品， 其特征在于 ： 步骤 2) 中， 所述 - 淀粉酶和所述糖化酶的加入量均为体系总质量的 0.5 5， 所述体系总质量为所述上清液经浓缩后的质量 ； 所述 - 淀粉酶与所述糖化 酶的质量比为 1 ： 1 5。 权 利 要 求 书 CN 104431361 A 2 1/5 页 3 小麦阿拉伯木聚糖提取物在提高肠道屏障功能中的应用 技术领域 0001 本发明涉及一种小麦阿拉伯木聚糖提取物在提高肠道屏障功能中的应用。 背景技术 0002 阿拉伯木聚糖 (Arabinoxylans， 简称 AX) 是一种。

8、半纤维素， 存在于植物的初生及 次生细胞壁中， 包括谷物种子和木材。 AX是由木糖和阿拉伯糖两种糖组成的聚合物， 也可称 作戊聚糖。基本结构包括木糖残基经 1,4- 糖苷键连接而成的木聚糖主链和阿拉伯糖基侧 链， 在某些阿拉伯糖上还存在着以酯键相连接的酚酸类物质。 0003 目前小麦阿拉伯木聚糖的提取主要有两种来源， 一是从小麦麸皮中提取， 一种是 从小麦面粉中提取， 提取方法主要有碱提法和酶提法两种。 0004 麸皮为小麦加工的副产物， 阿拉伯木聚糖含量丰富， 约在 20以上， 我国每年麸皮 产量高达 2000 多万吨， 所以目前一些阿拉伯木聚糖提取工艺的研究多集中在从麸皮中提 取， 但麸皮。

9、中的阿拉伯木聚糖大多数都不溶于水， 提取困难， 目前可行的方法为碱提法， 碱 提工艺会带来大量含碱废水排放， 造成环境污染。 0005 面粉中的阿拉伯木聚糖含量在 2左右， 其中水可提取的部分约占 0.5 0.8， 从面粉中直接提取阿拉伯木聚糖， 面粉原料用量大， 提取成本高， 目前只在实验室进 行小规模提取， 提取方法多为物理离心配合酶法进行， 只用于科学研究， 大规模工业化生产 探索不够， 没有形成成熟的工艺路线， 不能进行产业化生产。 0006 小麦淀粉、 谷朊粉的生产废水中， 含有优质的水溶性阿拉伯木聚糖， 我国小麦面粉 加工产业庞大， 传统的小麦淀粉、 谷朊粉加工工艺是将小麦面粉经过。

10、水提和分离等工序得 到目标物， 废弃了洗脱水， 每生产 1 吨淀粉， 高浓度有机废水的排放量在 5 12 吨之间， 这 些有机废水的直接排放对环境造成严重污染。 目前国内还没有任何企业对这些加工废水进 行有效利用， 分析原因， 一方面是因为淀粉、 谷阮粉企业没有认识到洗脱废水的利用价值， 对阿拉伯木聚糖在生理活性和加工特性方面的应用价值没有了解， 另一方面， 目前没有高 效成熟的分离提取工艺， 无法对大量洗脱废水加以利用。 0007 国内关于阿拉伯木聚糖生理活性的研究多集中于小麦麸皮来源的阿拉伯木聚糖， 而从小麦粉中提取的阿拉伯木聚糖生理活性鲜有报道。 不少研究者认为小麦麸皮可能是最 有效且最。

11、适合人体需要的膳食纤维， 小麦麸皮中膳食纤维组成比较复杂， 包括纤维素、 木质 素、 葡聚糖、 阿拉伯木聚糖、 阿拉伯半乳聚糖等， 具体是哪一种或几种组分起主要作用， 尚不 清楚。 发明内容 0008 本发明的目的是提供一种小麦阿拉伯木聚糖提取物在提高肠道屏障功能中的应 用， 本发明中所使用的小麦阿拉伯木聚糖提取物， 是从小麦淀粉加工企业、 谷阮粉加工企 业、 小麦蛋白粉加工企业排放的有机废水中提取的， 因此可以减少上述加工企业的废水排 放量， 实现节能减排， 提高其产品附加值。 说 明 书 CN 104431361 A 3 2/5 页 4 0009 本发明提供的小麦阿拉伯木聚糖提取物在制备提。

12、高肠道屏障功能产品中的应 用 ； 0010 所述小麦阿拉伯木聚糖提取物可按照包括如下步骤的方法进行制备 ： 0011 小麦粉经提取谷朊粉和 / 或小麦淀粉后的生产废水经离心分离， 取上清液 ； 所述 上清液经蒸煮后再进行离心分离， 得上清液 ； 所述上清液经下述1)或2)的步骤即得小麦阿 拉伯木聚糖提取物 ： 0012 1) 所述上清液经喷雾干燥即得 ； 0013 2) 所述上清液经浓缩， 并调整 pH 值为 7 8 后， 加入 - 淀粉酶和糖化酶进行反 应， 最后经离心分离后得到上清液， 所述上清液经乙醇沉淀后， 即得。 0014 本发明应用中， 所述生产废水可在 1000 转 / 分钟 3。

13、000 转 / 分钟的条件下进行 离心分离。 0015 本发明应用中， 所述蒸煮的温度可为 80 100， 所述蒸煮的时间可为 20 分 钟 70 分钟。 0016 本发明应用中， 经蒸煮后的所述上清液在 2000 转 / 分钟 5000 转 / 分钟的条件 下进行离心分离。 0017 本发明应用中， 步骤 1) 中， 所述喷雾干燥的温度可为 80 200。 0018 上述的制备方法中， 步骤 2) 中， 所述浓缩的倍数为 0.5 倍 2 倍。 0019 本发明应用中， 步骤 2) 中， 所述反应的温度可为 60 85， 所述反应的时间可 为 1 小时 3 小时。 0020 本发明应用中， 步。

14、骤 2) 中， 所述 - 淀粉酶和所述糖化酶的加入量均为体系总质 量的 0.5 5， 具体可为 0.5 1.5、 0.5 1、 0.5、 1或 1.5， 所述体系 总质量为所述上清液经浓缩后的质量 ； 所述 - 淀粉酶与所述糖化酶的质量比为 1 ： 1 5， 具体可为 1 ： 1、 1 ： 3 或 1 ： 5 ； 所述 - 淀粉酶与所述糖化酶的酶活力单位均为 50000 100000U/g， 1g- 淀粉酶或糖化酶于特定条件下 (60 85、 pH 值为 7 8 的条件下 ) 分解分解可溶性淀粉产生 1mg 葡萄糖， 即为 1 个酶活力单位 U/g。 0021 从本发明小麦阿拉伯木聚糖提取物在。

15、提高小鼠肠道屏障 ( 对 D- 木糖的屏障 ) 功 能中的应用试验中可以看出， 低剂量组的小麦阿拉伯木聚糖提取物显著增强了小鼠的肠道 屏障功能， 中剂量组的小麦阿拉伯木聚糖提取物降低小鼠的肠道屏障功能的作用不明显， 而高剂量组的小麦阿拉伯木聚糖提取物根本不具有增强小鼠的肠道屏障功能， 因此， 中低 剂量组的本发明小麦阿拉伯木聚糖提取物具有提高肠道屏障功能的作用， 而高剂量的本发 明小麦阿拉伯木聚糖提取物不具有提高肠道屏障功能的作用。所以， 在使用本发明小麦阿 拉伯木聚糖提取物进行提高肠道屏障功能时， 可根据需要将小麦阿拉伯木聚糖提取物的人 的有效摄入剂量在 0.04 0.08g/kgbw/d(。

16、 提取物的纯度为 60左右 ) 或 0.08 0.16g/ kgbw/d( 提取物的纯度为 30左右 ) 内进行调整。 0022 本发明中所涉及的小麦阿拉伯木聚糖提取物， 同时还具有促进小肠绒毛生长、 促 进肠道 DNA 转录以及降低肠道 pH 值或增加肠道中短链脂肪酸含量等多种功能。 0023 经本发明方法提取的小麦阿拉伯木聚糖提取物， 能够使小肠通透性降低， 肠道屏 障功能提高， 在一定程度上也反映了肠黏膜良性增生。由于肠道屏障功能是肠道防御系统 的组成部分， 也关系着肠道的健康， 因此本发明提供的小麦阿拉伯木聚糖提取物的应用具 说 明 书 CN 104431361 A 4 3/5 页 5。

17、 有重要的发展前景。 具体实施方式 0024 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明， 均为常规方法。 0025 下述实施例中所用的材料、 试剂等， 如无特殊说明， 均可从商业途径得到。 0026 实施例 1、 制备小麦阿拉伯木聚糖提取物 0027 小麦粉经提取谷朊粉后的生产废水在 3000 转 / 分钟的条件下进行离心分离， 取 离心分离后的上清液 ； 将上清液经蒸煮后再进行离心分离得上清液， 其中， 蒸煮的温度为 80， 蒸煮的时间为 20 分钟， 离心分离的条件为 2000 转 / 分钟 ； 将得到的上清液经喷雾干 燥即得小麦阿拉伯木聚糖提取物干粉， 喷雾干燥的温度为 80。 0028。

18、 本实施例制备的小麦阿拉伯木聚糖提取物的纯度为 30 ( 即含有阿拉伯木聚糖 的质量百分含量 )。 0029 实施例 2、 制备小麦阿拉伯木聚糖提取物 0030 小麦粉经提取谷朊粉后的生产废水在 3000 转 / 分钟的条件下进行离心分离， 取 离心分离后的上清液 ； 将上清液经蒸煮后再进行离心分离得上清液， 其中， 蒸煮的温度为 100， 蒸煮的时间为 70 分钟， 离心分离的条件为 5000 转 / 分钟 ； 将得到的上清液进行浓 缩， 浓缩的倍数为 1 倍 ； 并将 pH 值调控为 7.5， 然后加入 - 淀粉酶和糖化酶 ( 均为体系总 质量的 1， 且两者的质量比为 1 ： 1， - 。

19、淀粉酶的酶活力为 50000U/g， 糖化酶的酶活力为 50000U/g)。进行反应， 反应的温度为 85， 反应的时间为 60 分钟 ； 反应后的反应液经离心 得到上清液， 将该上清液用乙醇进行沉淀 ： 第一次醇沉步骤的乙醇用量为反应液的 35， 第二次醇沉步骤的乙醇用量为反应液的 45， 得到小麦阿拉伯木聚糖提取物。 0031 本实施例制备的小麦阿拉伯木聚糖提取物的纯度为 60 ( 即含有阿拉伯木聚糖 的质量百分含量 )。 0032 实施例 3、 制备小麦阿拉伯木聚糖提取物 0033 小麦粉经提取谷朊粉和小麦淀粉后的生产废水在 3000 转 / 分钟的条件下进行离 心分离， 取离心分离后的。

20、上清液 ； 将上清液经蒸煮后再进行离心分离得上清液， 其中， 蒸煮 的温度为900， 蒸煮的时间为50分钟， 离心分离的条件为4000转/分钟 ； 将得到的上清液 进行浓缩， 浓缩的倍数为 1 倍 ； 并将 pH 值调控为 7.5， 然后加入 - 淀粉酶和糖化酶 ( 均为 体系总质量的 1.5， 且两者的质量比为 1 ： 5， - 淀粉酶的酶活力为 100000U/g， 糖化酶的 酶活力为 100000U/g)。进行反应， 反应的温度为 85， 反应的时间为 60 分钟 ； 反应后的反 应液经离心得到上清液， 将该上清液用乙醇进行沉淀 ： 第一次醇沉步骤的乙醇用量为反应 液的 35， 第二次醇。

21、沉步骤的乙醇用量为反应液的 45， 得到小麦阿拉伯木聚糖提取物。 0034 本实施例制备的小麦阿拉伯木聚糖提取物的纯度为 60 ( 即含有阿拉伯木聚糖 的质量百分含量 )。 0035 实施例 4、 制备小麦阿拉伯木聚糖提取物 0036 小麦粉经提取小麦淀粉后的生产废水在 3000 转 / 分钟的条件下进行离心分离， 取离心分离后的上清液 ； 将上清液经蒸煮后再进行离心分离得上清液， 其中， 蒸煮的温度为 100， 蒸煮的时间为 70 分钟， 离心分离的条件为 5000 转 / 分钟 ； 将得到的上清液进行浓 缩， 浓缩的倍数为 1 倍 ； 并将 pH 值调控为 7.5， 然后加入 - 淀粉酶和。

22、糖化酶 ( 均为体系总 说 明 书 CN 104431361 A 5 4/5 页 6 质量的 1， 且两者的质量比为 1 ： 3， - 淀粉酶的酶活力为 100000U/g， 糖化酶的酶活力为 100000U/g)。 进行反应， 反应的温度为85， 反应的时间为60分钟 ； 反应后的反应液经离心 得到上清液， 将该上清液用乙醇进行沉淀 ： 第一次醇沉步骤的乙醇用量为反应液的 35， 第二次醇沉步骤的乙醇用量为反应液的 45， 得到小麦阿拉伯木聚糖提取物。 0037 本实施例制备的小麦阿拉伯木聚糖提取物的纯度为 60 ( 即含有阿拉伯木聚糖 的质量百分含量 )。 0038 实施例 5、 实施例 。

23、2 制备的小麦阿拉伯木聚糖提取物在提高肠道屏障功能中的应 用 0039 1、 实验方法 (D- 木糖吸收试验 ) 0040 将 40 只昆明小鼠先适应性喂养基础饲料 1 周后根据体重随机分成 4 组， 每组 10 只， 分别为空白对照组、 低剂量组、 中剂量组和高剂量组。 0041 低剂量组、 中剂量组和高剂量组分别灌胃 0.4g/kgbw/d、 0.8g/kgbw/d 和 1.6g/ kgbw/d 的实施例 2 制备的小麦阿拉伯木聚糖提取物 ( 配制成水溶液 )， 每天记录小鼠体重 和摄食量， 期间自由进食饮水。 0042 空白对照组灌胃水进行对照， 每日灌胃 0.2mL/10gbw， 连续。

24、灌胃 2 周， 每天 1 次。 0043 上述空白对照组和各受试组喂养 2 周后， 灌胃 D- 木糖 ( 灌胃量为 0.5g/gbw)， 1 小 时后乙醚麻醉后采血， 4000r/min 离心 10min 取血清后待检。 0044 2、 实验结果 0045 空白对照组和个受试组小鼠血清中 D- 木糖的浓度如表 1 中所示。 0046 由表 1 中数据可以看出， 与空白对照组相比， 低剂量组血清中 D- 木糖的含量显著 降低 (P0.05)， 这表明低剂量本发明小麦阿拉伯木聚糖提取物增强了小鼠的肠道屏障功 能。 0047 由表 1 中数据可以看出， 低剂量组血清中 D- 木糖的含量降低， 虽然中。

25、剂量组血清 中 D- 木糖的含量并没有出现显著差异， 但是也展现出了下降的趋势， 说明本发明小麦阿拉 伯木聚糖提取物使小肠的通透性降低， 肠道屏障功能得到了提高， 这也在一定程度上反映 了肠黏膜良性增生。 0048 表 1 小麦阿拉伯木聚糖提取物对小鼠肠道通透性的影响 0049 0050 *， 与对照组相比， P0.05. 0051 实施例 1 制备的阿拉伯木聚糖纯度 (30 ) 为实施例 2 制备的阿拉伯木聚糖提取 物纯度 (60 ) 的 1/2， 其他成分为水溶性淀粉、 少量蛋白质和灰分， 因此实施例 1 中提取物 的有效剂量范围与实施例 2 提取物的有效剂量范围成相关性。根据上述动物实验。

26、结果， 可 知低剂量组 ( 灌胃剂量 0.4g/kgbw/d) 和中剂量组 ( 灌胃剂量 0.8g/kgbw/d) 有良好效果， 推测得知， 实施例 1 中提取物灌胃 0.8g/kgbw/d 1.6g/kgbw/d 即应有良好效果。 说 明 书 CN 104431361 A 6 5/5 页 7 0052 实施例 3 和 4 制备的提取物与实施例 2 制备的提取物有效成分都为阿拉伯木聚 糖， 纯度均能达到 60， 其他物质为水溶性淀粉、 少量的蛋白质和大概 1的灰分， 所以可 以认为实施例 2-4 中提取出来的东西是基本一样的， 所以上述动物实验中所阐明的生理功 效， 同样适用于实施例 3-4 制备的提取物。 说 明 书 CN 104431361 A 7 。