專利名稱：防治缺鐵性貧血的天然營養劑的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種預防和治療缺鐵性貧血的天然營養劑，尤其涉及一種從牛初乳或牛奶中制備富含人體易吸收的生物有機鐵制劑，并將該制劑用于預防和治療缺鐵性貧血的方法。
發明技術背景鐵是人體代謝必須的微量元素，參與多項重要生理和生化功能，鐵離子是造血系統中紅細胞合成的重要成份，缺乏鐵離子，可能引發多種生理功能異常和營養代謝障礙，最常見的是引起缺鐵性貧血，缺鐵性貧血是兒童和年輕婦女最常見的疾病之一，發病率約5％左右。
缺鐵性貧血會引起一系列癥狀和體征，包括面色蒼白、頭昏、耳鳴、心慌、四肢無力、運動耐力降低、全身抵抗力下降、容易發生感染等。現代社會由于飲食精細，以高脂肪、高旦白飲食為主，飲食中常缺乏足夠劑量的鐵離子。研究證明，鐵和鈣是女性飲食中最缺乏的兩大營養素，而且人體所攝取的鐵質中，實際上大約只有8％被吸收而進入血液中。
缺鐵性貧血是由于體內缺少鐵質影響了血紅蛋白的合成而引起的一種常見性貧血。正常人體內含鐵量約為3～5克，鐵是制造血紅蛋白主要原料之一，二價鐵與原卟啉結合成正鐵血紅素，再與珠蛋白結合成血紅蛋白，人體的紅血球由血紅蛋白組成，紅血球經過120～130天就會衰亡代謝，必須不斷地補充鐵才能有效合成血紅蛋白及紅血球。鐵質是以與旦白質結合的形式(鐵旦白、ferritin)被貯藏在體內，組織鐵(存在于肌紅球素中)被貯藏在體內的量非常少，成人每天對鐵質的需求量約為10～15mg，女性由于月經的關系，所流失的鐵大約是男性的二倍以上，鐵是促進維生素代謝作用的必要物質。有效補充人體所需的鐵，可以幫助人體生長，增加對疾病的抵抗力，預防和治療因缺鐵而引起的貧血。
無機鐵不易被人體消化吸收，生物利用率低，最易被消化吸收的鐵質形式是旦白質水解后經螯合作用的鐵化合物，這是一種能被人體最快吸收形式的有機鐵。這種形式的鐵質不會引起便秘，也不會刺激組織發生敏感反應，是補充鐵劑理想的方式。
眾所周知，牛奶中含有豐富的乳鐵旦白，尤其在牛初乳中含量更高，每升牛初乳中約含有1克乳鐵旦白，這是一種分子量為7,700D的旦白質，每個乳鐵旦白結合兩個鐵離子，是人體補充鐵離子的最佳形式。
牛奶中酪旦白經水解后會形成磷酸多肽，這是一種不穩定形式的多肽，加入鈣離子、鐵離子等陽離子后會形成螯合化合物，而這種螯合化合物中所含鐵離子是人體補充鐵劑的理想方式。
本發明所要解決的技術問題是，從牛初乳和牛奶中制備人體容易消化吸收的補鐵營養劑，應用于防治缺鐵性貧血。
發明內容
本發明解決上述技術問題所采用的技術方案，其特征是，以牛初乳、牛奶制備乳鐵旦白和帶鐵離子的磷酸多肽螯合化合物，兩者單獨應用或聯合應用補充人體鐵離子和防治缺鐵性貧血。其制備的程序是，牛初乳或牛奶以離心方式脫脂，應用分子量為30,000～40,000D的超微濾膜分離乳糖、脂質和礦物質等小分子物質，用陽離子交換樹脂裝置的層析柱分離、洗脫、濃縮、干燥乳鐵旦白，過柱的牛初乳或牛奶加旦白分離酶水解形成磷酸多肽，加鐵劑制備磷酸多肽鐵螯合物，經超濾分離后干燥，上述方法制備的乳鐵旦白和磷酸多肽鐵螯合物可應用于補充人體鐵劑和防治缺鐵性貧血。
本發明的技術特征是，以牛初乳或牛奶作為原料，采用離心方式脫脂，離心速度為3000～6000轉/分，最好是在5000轉/分，離心時間15～45分鐘，最好是30分鐘，離心后，去除離心液上層漂浮的脂肪。
本發明的技術特征是，在牛初乳或牛奶脫脂后，采用交錯切面流體過濾分離裝置，應用分子量為20,000～60,000D的超濾膜，最好是應用分子量為30,000～40,000D的超濾膜濾除殘余的脂肪、乳糖和小分子物質，過濾的分離液可以用作制備酪旦白、乳清旦白的旦白水解物，而超濾的濃縮物用于制備乳鐵旦白。
本發明的技術特征是，已經脫脂和濾除小分子物質的牛初乳、牛奶通過陽離子交換樹脂灌裝的層析柱，當液體以較高的表面速度和以較高的液體過柱率通過層析柱時，陽離子交換樹脂吸附乳鐵旦白，在過柱過程結束后，用鹽溶液洗脫吸附在陽離子交換樹脂上的旦白質，濃縮洗脫物后干燥，即可制備乳鐵旦白的粉狀物質。
本發明的技術特征是，可采用多種類型的陽離子交換樹脂，但最好是采用在高壓高流速狀況下仍然能保持物理機械穩定性能的產品，例如瓊脂糖凝膠(制藥等級)，就符合上述條件，選擇的陽離子交換樹脂顆粒大小范圍是100.mu.m～300.mu.m，最好范圍是125.mu.m～150.mu.m，在吸收時能提供較高表面速率。
本發明的技術特征是，離子交換樹脂最好首先用PH6.5的磷酸緩沖液(0.025molNa.sub2 PHO.sub.4/NaH.sub2 PO.sub.4)，大約采用4倍床容量的緩沖液沖洗層析柱足以平衡，在牛初乳、牛奶通過層析柱后，乳鐵旦白被吸附在陽離子交換樹脂上，這時再用緩沖鹽溶液沖洗層析柱可洗脫已吸附的物質，洗脫層析柱的緩沖液濃度大約0.7～1.5molNaCL，洗脫液可以除鹽，也可以直接干燥，除鹽方式包括離子交換、電透析或超濾，超濾是最首選的除鹽方式，除鹽后洗脫液采用冷凍干燥方法制備乳鐵旦白干粉備用。
本發明的技術特征是，收集通過層析柱的牛初乳或牛奶溶液，溶液通過稀釋或濃縮至每升液體內含旦白質10克～60克，最好是40克～60克/升，在復合旦白溶液內加入胰旦白酶和胰凝乳旦白酶的混合物，胰旦白酶量等于或大于800USP單位/mg，優選等于或大于1000US單位/mg，最好等于或大于1800US單位/mg，胰凝乳旦白酶量等于或大于150USP單位/mg，優選等于或大于200USP單位/mg，最好等于或大于350USP單位/mg。
本發明的技術特征是，在水解混合旦白時，胰旦白酶和胰凝乳旦白酶混合物中以上述USP單位計算的胰旦白/胰凝乳旦白酶之比約1～18，較好的選擇為1.5～12，最好的選擇為4～6，酶混合物的用量占水解旦白總量的0.4～1.2％(重量百分比)，最好是0.6～0.8％(重量百分比)。
本發明的技術特征是，水解上述旦白混合液的過程是，加熱到75℃～85℃維持10～30分鐘，降溫至30℃～50℃維持2～8小時，水解期間PH維持在6～8之間，最好是在6.5～6.8之間，在水解過程結束時，加熱至80℃～90℃，最好85℃持續10分鐘，通過熱處理使酶滅活，還可以通過超高溫滅菌(溫度130℃維持30秒)使酶滅活，旦白水解后的溶液用分子量為10,000的超微濾膜在交錯切面流體超濾設備過濾分離，去除大分子量、未水解的旦白，超濾液直接抽入反應鍋，按上清液體積投入鐵劑，鐵劑是有機鐵制劑，例如葡萄糖酸亞鐵、丁稀二酸亞鐵、檸檬酸亞鐵，也可以使用無機鐵，例如硫酸亞鐵，投料量按重量/容積百分比計算為5％～40％，最好是15％～20％，充分攪拌，反應2～5小時，溫度保持30℃～50℃，用分子量為1000～2000D的超微濾膜，采用超濾設備濃縮至起始容積10％～40％，最好20％～30％，真空干燥或噴霧干燥成粉。
本發明的技術特征是，制備磷酸多肽鐵螯合化合物，也可以直接以酪旦白或干酪素為原料，其制備過程是，將酪旦白或干酪素以5％～30％的投料量溶于50℃～85℃的蒸餾水中，以堿劑調PH至7～9，均質工作壓力8～15Mpa，條件高壓均質成糊狀基料，按加酶量0.2％～1.2％重量百分比加入胰旦白酶，調PH值至5.5～6.5在30℃～50℃溫度下保持2～6小時，水解酪旦白，酶解過程結束后，迅速加溫至95℃保溫5分鐘滅活胰酶，用分子量為10,000D的超微濾膜，采用交錯切面流體超濾裝置分離旦白水解溶液，除去未水解大分子量旦白，收集上清液，按上清液容積5％～40％，最好是15％～20％投入鐵劑，鐵劑最好是有機鐵劑，例如葡萄糖酸亞鐵、丁稀二酸亞鐵、檸檬酸亞鐵，也可以使用無機鐵劑，例如硫酸亞鐵，充分攪拌2～5小時，溫度保持30℃～50℃，用分子量為1000～2000D的超微濾膜濃縮至超始容量20％～30％，真空干燥或噴霧干燥成粉。
本發明的技術特征是，本發明方法制備的乳鐵旦白和磷酸多肽鐵螯合物是目前已知的最好補鐵制劑，可以廣泛應用于補充人體鐵劑、預防和治療缺鐵性貧血各種營養劑中，既可以添加在普通食品中作為營養添加劑幫助人體補充鐵劑，又可以制備成藥物形式供缺鐵性貧血患者服用，還可以供孕婦服用以預防經常發生的貧血，在應用中，既可以單獨應用乳鐵旦白，也可以單獨應用磷酸多肽鐵螯合物，兩者聯合應用可能是更好的選擇。因為乳鐵旦白來源較少，成本相對較高，單獨應用價格較高，如果聯合應用上述兩種補鐵制劑，可以提高鐵劑吸收，增加鐵的生物利用度，發揮更好的作用。
本發明的技術特征是，本發明方法制備的乳鐵旦白和磷酸多肽鐵螯合化合物，可以制備成多種食物形式或者藥物形式施用，主要的應用方式為口服，可以直接以干粉形式用水沖服或以濃縮液形式直接服用，也可以作為食品添加劑添加在食品中施用，包括但不限于，奶粉、煉乳、速溶沖劑、速溶茶、餅干、糕點、糖果、蜂蜜等食品形式；也可以與各種醫藥等級輔料混合和制備各種藥劑形式施用，包括但不限于，片劑、膠囊、丸劑、散劑、顆粒劑、沖劑、乳劑、軟膠囊、口服液、噴劑等藥劑形式。
本發明的有益效果是，從天然原料中制備的鐵劑是純天然營養劑，在有效補充人體鐵劑時不會產生任何毒付作用，并且比市場現有產品有更高的生物利用度和更少付作用。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明作進一步說明實例1從牛初乳中制備乳鐵旦白和磷酸多肽鐵螯合物收集母牛分娩后三天內的牛初乳15升，采用離心方式脫脂，離心速度5000轉/分，離心時間20分鐘，脫脂牛初乳通過交錯切面流體分離過濾裝置(Pall公司生產TFF裝置)，選擇超微濾膜分子量為40,000D，收集殘余濃縮物準備過層析柱。
采用10cm自動控制生產的層析儀(Bioprocess system pharmacia)，裝置瓊脂糖凝膠陽離子交換樹脂(SP Sepharose Big Beadsion exchanger)，層析柱直徑為10cm，床高度為11cm，床容量為0.864升。
在室溫下，用3.2升0.025M，PH6.5磷酸緩沖液對層析柱進行平衡，超濾濃縮物用泵抽方式，以180升/小時的流速通過層析柱，表面速度約2300cm/小時，過柱速率約208床容量/小時。
用1.0M NaCL緩沖液沖洗，沖洗液量為2.2升，獲得乳鐵旦白洗脫液，兩種洗脫液分別用10,000D的超微濾膜超濾除鹽濃縮后冷凍干燥，得到乳鐵旦白干粉。
收集過層析柱的牛初乳，加熱旦白溶液至50℃溶解而達到4～6％的旦白質濃度，加溫至75℃下保持30分鐘，降溫至50℃時加入胰旦白酶和胰凝乳旦白酶混合物，酶混合物重量占旦白總重量0.8％(胰旦白酶為1800USP單位/mg，胰凝乳旦白酶為350USP單位/mg，購自Novo Nordisk Bioindustrids Inc.Danbury.CT.U.S.A.，胰旦白酶/胰凝乳旦白酶的USP單位之比為5)，維持溫度50℃保持6小時，PH調節在6.5，在水解結束前，向水解產物內注入130℃蒸汽45秒鐘，殺滅細菌同時使酶滅活。
已完成旦白水解過程的旦白水解液用真空泵抽入交錯切面流體超濾裝置用分子量為10,000D的超微濾膜分離過濾，收集過濾的上清液直接投入反應鍋，按重量/容積百分比20％加入葡萄糖酸亞鐵，在40℃溫度下充分攪拌4小時，送入超濾裝置用1000D分子量的超濾膜濃縮至超始容積20％，在60℃真空干燥機內干燥制備粉未，內含豐富的磷酸多肽鐵螯合物。
實施例2制備治療缺鐵性貧血口服液取實施例1制備的乳鐵旦白20克、磷酸多肽鐵螯合物180克，加150克乳糖、檸檬酸100克、去離子水20升、苯甲酸10克，投入調配罐中在50℃溫度下充分攪拌，經管道紫外線滅菌后，加15克草莓香精均勻調配成口服液。
權利要求
1.本發明涉及一種預防和治療缺鐵性貧血的天然營養劑，尤其涉及一種從牛初乳或牛奶中制備富含人體易吸收的生物有機鐵制劑，并將該制劑用于預防和治療缺鐵性貧血的方法，其特征是，以牛初乳、牛奶制備乳鐵旦白和帶鐵離子的磷酸多肽螯合化合物，兩者單獨應用或聯合應用補充人體鐵離子和防治缺鐵性貧血，其制備的程序是，牛初乳或牛奶以離心方式脫脂，應用分子量為30,000～40,000D的超微濾膜分離乳糖、脂質和礦物質等小分子物質，用陽離子交換樹脂裝置的層析柱分離、洗脫、濃縮、干燥乳鐵旦白，過柱的牛初乳或牛奶加旦白分離酶水解形成磷酸多肽，加鐵劑制備磷酸多肽鐵螯合物，經超濾分離后干燥，上述方法制備的乳鐵旦白和磷酸多肽鐵螯合物可應用于補充人體鐵劑和防治缺鐵性貧血。
2.按照權利要求1所述的方法，本發明的技術特征是，在牛初乳或牛奶脫脂后，采用交錯切面流體過濾分離裝置，應用分子量為20,000～60,000D的超濾膜，最好是應用分子量為30,000～40,000D的超濾膜濾除殘余的脂肪、乳糖和小分子物質，過濾的分離液可以用作制備酪旦白、乳清旦白的旦白水解物，而超濾的濃縮物用于制備乳鐵旦白。
3.按照權利要求1所述的方法，本發明的技術特征是，已經脫脂和濾除小分子物質的牛初乳、牛奶通過陽離子交換樹脂灌裝的層析柱，當液體以較高的表面速度和以較高的液體過柱率通過層析柱時，陽離子交換樹脂吸附乳鐵旦白，在過柱過程結束后，用鹽溶液洗脫吸附在陽離子交換樹脂上的旦白質，濃縮洗脫物后干燥，即可制備乳鐵旦白的粉狀物質。
4.按照權利要求1所述的方法，本發明的技術特征是，可采用多種類型的陽離子交換樹脂，但最好是采用在高壓高流速狀況下仍然能保持物理機械穩定性能的產品，例如瓊脂糖凝膠(制藥等級)，就符合上述條件，選擇的陽離子交換樹脂顆粒大小范圍是100.mu.m～300.mu.m，最好范圍是125.mu.m～150.mu.m，在吸收時能提供較高表面速率。
5.按照權利要求1所述的方法，本發明的技術特征是，離子交換樹脂最好首先用PH6.5的磷酸緩沖液(0.025mol Na.sub2 PHO.sub.4/NaH.sub2 PO.sub.4)，大約采用4倍床容量的緩沖液沖洗層析柱足以平衡，在牛初乳、牛奶通過層析柱后，乳鐵旦白被吸附在陽離子交換樹脂上，這時再用緩沖鹽溶液沖洗層析柱可洗脫已吸附的物質，洗脫層析柱的緩沖液濃度大約0.7～1.5mol NaCL，洗脫液可以除鹽，也可以直接干燥，除鹽方式包括離子交換、電透析或超濾，超濾是最首選的除鹽方式，除鹽后洗脫液采用冷凍干燥方法制備乳鐵旦白干粉備用。
6.按照權利要求1所述的方法，本發明的技術特征是，收集通過層析柱的牛初乳或牛奶溶液，溶液通過稀釋或濃縮至每升液體內含旦白質10克～60克，最好是40克～60克/升，在復合旦白溶液內加入胰旦白酶和胰凝乳旦白酶的混合物，胰旦白酶量等于或大于800USP單位/mg，優選等于或大于1000US單位/mg，最好等于或大于1800US單位/mg，胰凝乳旦白酶量等于或大于150USP單位/mg，優選等于或大于200USP單位/mg，最好等于或大于350USP單位/mg。
7.按照權利要求1所述的方法，本發明的技術特征是，在水解混合旦白時，胰旦白酶和胰凝乳旦白酶混合物中以上述USP單位計算的胰旦白/胰凝乳旦白酶之比約1～18，較好的選擇為1.5～12，最好的選擇為4～6，酶混合物的用量占水解旦白總量的0.4～1.2％(重量百分比)，最好是0.6～0.8％(重量百分比)。
8.按照權利要求1所述的方法，本發明的技術特征是，水解上述旦白混合液的過程是，加熱到75℃～85℃維持10～30分鐘，降溫至30℃～50℃維持2～8小時，水解期間PH維持在6～8之間，最好是在6.5～6.8之間，在水解過程結束時，加熱至80℃～90℃，最好85℃持續10分鐘，通過熱處理使酶滅活，還可以通過超高溫滅菌(溫度130℃維持30秒)使酶滅活，旦白水解后的溶液用分子量為10,000的超微濾膜在交錯切面流體超濾設備過濾分離，去除大分子量、未水解的旦白，超濾液直接抽入反應鍋，按上清液體積投入鐵劑，鐵劑是有機鐵制劑，例如葡萄糖酸亞鐵、丁稀二酸亞鐵、檸檬酸亞鐵，也可以使用無機鐵，例如硫酸亞鐵，投料量按重量/容積百分比計算為5％～40％，最好是15％～20％，充分攪拌，反應2～5小時，溫度保持30℃～50℃，用分子量為1000～2000D的超微濾膜，采用超濾設備濃縮至起始容積10％～40％，最好20％～30％，真空干燥或噴霧干燥成粉。
9.按照權利要求1所述的方法，本發明的技術特征是，制備磷酸多肽鐵螯合化合物，也可以直接以酪旦白或干酪素為原料，其制備過程是，將酪旦白或干酪素以5％～30％的投料量溶于50℃～85℃的蒸餾水中，以堿劑調PH至7～9，均質工作壓力8～15Mpa，條件高壓均質成糊狀基料，按加酶量0.2％～1.2％重量百分比加入胰旦白酶，調PH值至5.5～6.5在30℃～50℃溫度下保持2～6小時，水解酪旦白，酶解過程結束后，迅速加溫至95℃保溫5分鐘滅活胰酶，用分子量為10,000D的超微濾膜，采用交錯切面流體超濾裝置分離旦白水解溶液，除去未水解大分子量旦白，收集上清液，按上清液容積5％～40％，最好是15％～20％投入鐵劑，鐵劑最好是有機鐵劑，例如葡萄糖酸亞鐵、丁稀二酸亞鐵、檸檬酸亞鐵，也可以使用無機鐵劑，例如硫酸亞鐵，充分攪拌2～5小時，溫度保持30℃～50℃，用分子量為1000～2000D的超微濾膜濃縮至超始容量20％～30％，真空干燥或噴霧干燥成粉。
10.按照權利要求1所述的方法，本發明的技術特征是，本發明方法制備的乳鐵旦白和磷酸多肽鐵螯合物是目前已知的最好補鐵制劑，可以廣泛應用于補充人體鐵劑、預防和治療缺鐵性貧血各種營養劑中，既可以添加在普通食品中作為營養添加劑幫助人體補充鐵劑，又可以制備成藥物形式供缺鐵性貧血患者服用，還可以供孕婦服用以預防經常發生的貧血，在應用中，既可以單獨應用乳鐵旦白，也可以單獨應用磷酸多肽鐵螯合物，兩者聯合應用可能是更好的選擇。
全文摘要
本發明涉及一種預防和治療缺鐵性貧血的天然營養劑，尤其涉及一種從牛初乳或牛奶中制備富含人體易吸收的生物有機鐵制劑，并將該制劑用于預防和治療缺鐵性貧血的方法。
文檔編號A61P3/02GK1557481SQ20041001610
公開日2004年12月29日 申請日期2004年2月4日 優先權日2004年2月4日
發明者高春平 申請人:高春平