β-葡聚糖-提取工藝

1、-葡聚糖保健食品批文申報研發(fā)報告 30產(chǎn)品研發(fā)報告；一產(chǎn)品的研發(fā)思路；-葡聚糖是禾谷類植物籽粒胚乳和糊粉層細胞壁的主；燕麥作為世界8大糧食作物之一，也是我國北方各省的；目前,燕麥-葡聚糖的結(jié)構(gòu)已被確認,它是由（1；-葡聚糖在增強免疫力方面的作用已經(jīng)被大量學(xué)者實；此外，從燕麥中提取的-葡聚糖目前已被證實在以下；1抑制腫瘤,防止癌變；2降血脂；3降血糖；目前，增強免疫力類功能食品是產(chǎn) 品 研 發(fā) 報 告一 產(chǎn)品的研發(fā)思路-葡聚糖是禾谷類植物籽粒胚乳和糊粉層細胞壁的主要成分。近20年來，圍繞著從禾谷類植物中提取的-葡聚糖，國內(nèi)外學(xué)者進行了大量的的人體和動物試驗，發(fā)現(xiàn)其在增強免疫力、加快人體免疫反應(yīng)、

2、降血脂及血清膽固醇、控制由胰島素引起的糖尿病等方面均具有良好的效果。燕麥作為世界8大糧食作物之一，也是我國北方各省的重要的小雜糧作物。醫(yī)學(xué)研究證明，長期服用燕麥，有增強免疫力、降血脂、降血糖和減少心血管疾病的作用。而燕麥的保健功能，都歸功于其中的主要功效成分，可溶性膳食纖維-葡聚糖。目前,燕麥-葡聚糖的結(jié)構(gòu)已被確認,它是由（1-3）, （1-4）糖苷鍵連接組成的線性-葡聚糖，相對分子質(zhì)量為2.62×106 。-葡聚糖在增強免疫力方面的作用已經(jīng)被大量學(xué)者實驗并驗證。早在1982年,圖倫大學(xué)醫(yī)學(xué)院研究表明，以-葡聚糖免疫的小白鼠在經(jīng)過高濃度的大腸桿菌注射后數(shù)小時內(nèi)，不論死亡率還是血液中細

3、菌濃度都較未處理者低得多，證明-葡聚糖的確具有免疫保護功能。上海第三軍醫(yī)大學(xué)郭波等進行的動物實驗，結(jié)果證明，-葡聚糖可明顯提高小鼠的特異性IgG、IgG2a、IgG1抗體應(yīng)答，具有促進抗體產(chǎn)生的作用1。加拿大的YUN CH等用感染了艾美球蟲的大鼠實驗同樣證明，燕麥中提取的-葡聚糖（oat-glucan）可明顯提高大鼠血清中總IgG, IgG1, IgG2a, IgM 和 IgA抗體水平【2】。在后續(xù)研究中，發(fā)現(xiàn)從燕麥中提取的-葡聚糖可明顯提高對細菌及寄生感染等的抵抗力【3】。Estrada A等研究發(fā)現(xiàn)燕麥-葡聚糖可促進腹膜巨噬細胞IL-1、TNF-alpha等細胞免疫因子的分泌，對脾細胞也具

4、有促進IL-2,、IFN-gamma 、IL-4等細胞免疫因子分泌的作用【4】。對于燕麥-葡聚糖增強免疫力方面的機理,目前主要認為, 燕麥葡聚糖與體內(nèi)的巨噬細胞、嗜中性細胞表面的受體（CR3）結(jié)合,從而刺激免疫細胞,提高其活力,達到增強機體免疫力的效果，J. M. Davis等人的研究也確認了燕麥葡聚糖增強巨噬細胞等活力的作用【5】。此外，從燕麥中提取的-葡聚糖目前已被證實在以下方面具有良好的作用：1抑制腫瘤,防止癌變。燕麥中的-葡聚糖可以刺激體內(nèi)巨噬細胞、嗜中性細胞，提高活力，增強對癌細胞毒素的抵抗能力。美國的一項大鼠實驗證明，在大鼠灌喂了燕麥-葡聚糖10天后，靜脈注射2 x 105的同源

5、的B16黑素瘤細胞，之后繼續(xù)灌喂14天。檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，大鼠的肺腫瘤病灶明顯減少，同時巨噬細胞的細胞毒作用（macrophage cytotoxicity）則也有所增強。另外，作為一種水溶性膳食纖維，燕麥-葡聚糖在腸內(nèi)促進腸管蠕動，縮短了廢棄物通過腸道的時間, 減少了腸內(nèi)致癌物對腸管的污染, 達到防癌作用【68】。2降血脂。國內(nèi)外已有大量的人體、動物實驗探討了燕麥-葡聚糖降血脂的效果與機理【911】。相關(guān)研究均表明，燕麥-葡聚糖可明顯降低血清中血脂總量及對人體有害的低密度脂蛋白含量，同時，對人體有益的高密度脂蛋白含量基本保持不變。關(guān)于其作用機理，主要以下方面：燕麥-葡聚糖可減少小腸對脂肪及膽固醇

6、的吸收率,從而降低血清膽固醇；另外,燕麥-葡聚糖還可以減少對碳水化合物的吸收,從而降低血漿胰島素濃度,減弱對膽固醇及脂蛋白合成的刺激；燕麥-葡聚糖在小腸內(nèi)與膽汁酸結(jié)合,增加了膽汁酸的排泄及初級膽汁酸的合成,從而加速膽固醇向膽汁酸的轉(zhuǎn)化；燕麥-葡聚糖在結(jié)腸內(nèi)通過微生物的發(fā)酵降解產(chǎn)生短鏈脂肪酸,抑制了膽固醇的合成。3降血糖。燕麥-葡聚糖作為一種水溶性膳食纖維，它的存在增加了胃內(nèi)容物的粘滯性，使得胃排空延遲，從而防止了食后血糖急劇上升。同時，可溶性膳食纖維進入人小腸，腸道粘表面的脂類微團和蛋白多糖復(fù)合物相互作用，導(dǎo)致粘膜表面水層厚度增加，降低了糖的吸收。國內(nèi)汪海波等進行的一項動物實驗也證實了燕麥-葡

7、聚糖顯著的血糖調(diào)節(jié)作用【12】。 綜上所述，燕麥-葡聚糖的各項保健作用已被眾多國內(nèi)外專家學(xué)者研究證實，是結(jié)構(gòu)、功能、機理均已明確的具有極大發(fā)展?jié)摿Φ墓δ苁称?。目前，增強免疫力類功能食品是國?nèi)需求量及消費量最大的功能食品種類，其市場規(guī)模、潛在消費群體仍然在保持不斷擴大的趨勢。隨著人們對中老年人提高免疫力的必要性認識的提高，中老年人服用具有增強免疫力效果的功能食品也越來越成為一種普遍現(xiàn)象。在各類增強免疫力的功能食品中，-葡聚糖等多糖類保健食品已被眾多消費者所熟知和接受。燕麥-葡聚糖在國外更早已成為人們熟知的保健功能成分，美國FDA曾2次（1995，1996）對燕麥-葡聚糖的保健功能做出聲明。國內(nèi)目

8、前銷售的功能多糖提取物類產(chǎn)品種類繁多，從原料上來看，主要以從真菌類等原料提取的-葡聚糖為主，包括香菇多糖、靈芝多糖、姬松茸多糖、酵母多糖等；從功能上看，大部分的功能訴求點為增強免疫力，也有少量為降血脂，降血糖，抑制腫瘤，抗疲勞，改善睡眠等。從類型上來看，也多種多樣，有經(jīng)國家食品藥品監(jiān)督管理局批準的國產(chǎn)保健食品和進口保健食品，有特殊營養(yǎng)食品、進口的營養(yǎng)健康食品等；從劑型上來看，硬膠囊制劑，軟膠囊制劑、片劑、沖劑等均有銷售。對國內(nèi)市場上的同類及相似產(chǎn)品的調(diào)查結(jié)果如下：1多糖類保健食品中，以多糖為功效成分的產(chǎn)品共435種，其中300余種含增強免疫力（免疫調(diào)節(jié)）功能，以葡聚糖為功效成分的產(chǎn)品共50種，

9、其中增強免疫力（免疫調(diào)節(jié)）功能的為25種，其他功能為降血脂，改善睡眠，抗疲勞等。2以燕麥為原料的保健食品，目前市場上有售的主要為兩種，一為北京特品降脂燕麥開發(fā)公司“世壯牌燕麥片”，其功能為調(diào)節(jié)血脂，另一產(chǎn)品佛山市麥之素食品工業(yè)有限公司 的“一生伴潤通沖劑”(原名：麥之素) ，其功能為潤腸通便 。二者均為以燕麥為原料簡單加工而制，而非有效成分提取物。國內(nèi)市場上目前尚無燕麥-葡聚糖類保健食品銷售。3燕麥相關(guān)其他產(chǎn)品中，主要以普通食品及營養(yǎng)食品為主，主要是品類眾多的營養(yǎng)麥片等。4國外市場上，燕麥-葡聚糖產(chǎn)品功能主要集中在免疫調(diào)節(jié)、降血脂、降血糖、減肥4個方面。劑型上包括膠囊、片劑、沖劑等。消費對象主

10、要為中老年男女。相對于其他多糖類產(chǎn)品而言，本產(chǎn)品（燕麥-葡聚糖）具有以下特點及優(yōu)勢：1.原料來源上，燕麥-葡聚糖提取自人們所熟知的普通食品燕麥中，是燕麥中起主要生理健康功能的功效成分的濃縮，相對于從某些真菌、酵母等產(chǎn)品來說，更易為人們所接受。2.產(chǎn)品以燕麥-葡聚糖為主要功能成分，原料、成分、結(jié)構(gòu)、功能、機理明確，并均具有大量的科學(xué)研究作為依據(jù)。3.相對于其他真菌等多糖產(chǎn)品，以燕麥為原料提取的-葡聚糖不存在甘露醇等可能導(dǎo)致部分人出現(xiàn)過敏反應(yīng)的成分，服用更安全。目前國內(nèi)尚無禾谷中提取的多糖類免疫調(diào)節(jié)功能方面的保健食品，如果能通過國家食品藥品監(jiān)督管理局批準一種燕麥-葡聚糖保健食品，占據(jù)一定的市場份額

11、是大有可能的。二 保健功能篩選燕麥是我國北方一種常見的糧食作物，利用燕麥加工而成的各類燕麥片產(chǎn)品已經(jīng)是眾多人們?nèi)粘ｏ嬍车闹匾徊糠?。燕麥及麥片對于人體的保健作用，如有助于增強免疫力，降低血脂，降低心臟病危險等，已成為食品健康中的常識內(nèi)容。提取出燕麥中中有益于人體健康的，尤其是有益于增強免疫力的功效成分是產(chǎn)品配方篩選的目的。燕麥中的成分主要包括蛋白、脂類、礦物質(zhì)、維生素、膳食纖維、淀粉等。國內(nèi)外的眾多科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，燕麥的保健作用，主要都歸功于其中的水溶性膳食纖維-葡聚糖【1315】。國內(nèi)的張麗萍，胡新中，黃相國等專家學(xué)者均對燕麥的營養(yǎng)成分及生理功能做了分析論述，闡明了燕麥中的-葡聚糖，尤其是水溶

12、性的-葡聚糖正是起到保健作用的主要功效成分。而如本文的第一部分產(chǎn)品研發(fā)思路中所述，大量的實驗驗證了燕麥-葡聚糖在增強免疫力方面具有的良好效果。與燕麥-葡聚糖功能類似的還有大麥、小麥等提取的-葡聚糖，但其水溶性-葡聚糖含量均比燕麥要低。所以綜合考慮功效與成本，本產(chǎn)品采用優(yōu)質(zhì)燕麥為原料，從中提取燕麥-葡聚糖作為基物，并以它作為主要功效成分。根據(jù)對眾多專家學(xué)者的文獻分析及本公司的實驗測定，并經(jīng)省疾病預(yù)防控制中心功能學(xué)實驗證明，燕麥-葡聚糖每日服用量在400-600mg時便可達到良好的增強免疫力效果。在產(chǎn)品的安全用量方面，產(chǎn)品長期服用，無毒副作用及其他不良反應(yīng)。美國食品和藥品管理局(FDA) 1997

13、年即允許燕麥水溶性膳食纖維食品無需批報，就可以進行功效宣傳，并允許燕麥-葡聚糖日服用量高達三克以上。在產(chǎn)品的工藝上，因主要功效成分為燕麥-葡聚糖中的水溶性部分，所以產(chǎn)品在提取工藝上采用了熱水提取后，加淀粉酶去淀粉，調(diào)等電點去蛋白，濃縮醇析的工藝處理，最后經(jīng)過干燥粉碎得到固體燕麥-葡聚糖粉末。 產(chǎn)品的工藝路線比較簡單，提取后得到的為固體粉末，易于灌裝膠囊。工藝優(yōu)選過程：燕麥中葡聚糖分為水溶性與水不溶性2種，其中大部分為水溶性葡聚糖，它作為水溶性膳食纖維，具有一系列的有益生理作用，它的含量在燕麥總葡聚糖中約為6590。此外，燕麥中還包括蛋白質(zhì)、淀粉以及游離糖分和少量礦物質(zhì)等。故本工藝主要采取水提取

14、法去除不溶性聚糖、加淀粉酶去淀粉、等電點沉淀法去蛋白，最后通過醇析得到純度較高的水溶性葡聚糖。產(chǎn)品工藝中對燕麥葡聚糖的提取過程：1) 水提?。喊此媳?8：1的比例加80溫水攪拌，同時加入NaOH調(diào)節(jié)pH為10.0。提取時間為2小時。水料比設(shè)定：經(jīng)研究水料比在9：121：1區(qū)間的提取情況，隨著液固比的增加，一葡聚糖得率逐漸增加，當液固比在1521之間時，一葡聚糖產(chǎn)率提高非常有限，另考慮增加水的比例后，濃縮成本的提高，故水料比定為18：1。提取溫度設(shè)定：經(jīng)研究，在18：1的水料比、提取1小時的情況下，隨水溫提高，一葡聚糖提取率逐漸增加，當溫度達到80時，一葡聚糖基本溶出完全，故工藝采用80為提取溫度。pH的設(shè)定：由于葡聚糖本身的堿溶性質(zhì)，隨著pH的升高，提取率逐漸升高，但在pH>10以后，體系會發(fā)生美拉德