專利名稱：具有α-葡萄糖苷酶抑制作用的低聚木糖組合物及其應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種低聚木糖組合物，具體涉及一種具有α -葡萄糖苷酶活性抑制作用的低聚木糖組合物，及其在食品、藥品、保健品中的應用。
背景技術：
隨著社會的發展，生活水平的提高，以及人口老齡化，糖尿病已經成為一種多發病，為繼心腦血管疾病、癌癥之后的第三大殺手。糖尿病是一種內分泌代謝紊亂性疾病，臨床以高血糖、葡萄糖耐量減低及胰島素釋放試驗異常為主要標志。糖尿病分為I型糖尿病和II型糖尿病，其中I型糖尿病多發于青少年，胰島素分泌缺乏，依賴于胰島素的體外供給，II型糖尿病多發于中老年，病發原因不是由于胰島素的缺乏，而是由于胰島素受體不敏感，可利用藥物及飲食控制血糖升高及并發癥。目前用于口服的降糖藥主要包括磺酰脲類、雙胍類、噻唑烷二酮類和α-葡萄糖苷酶抑制劑。α-葡萄糖苷酶(α-glucosidase)廣泛分布于生物機體中，參與機體食物的消化、糖蛋白的生物合成、多糖及糖復合物的合成與分解代謝等多個生物過程。它是一類能夠從含有α-葡萄糖苷鍵底物的非還原端催化水解α-葡萄糖基的酶的總稱。包括麥芽糖酶(a -D-glucosidase glucohydrolase)、異麥芽糖酶(dextrin6_ a-D-glucanchy dolase)、鹿糖酶(sucrase、a -D-glucohydrolase EC)和海藻糖酶(trehalase、a -trehalaseglucohydrolase)等。該酶能從淀粉分子鏈非還原性末端依次切開α_1，4苷鍵，并能緩慢水解α-1，6苷鍵。將淀粉轉化為葡萄糖，易于人體吸收。飲食中的碳水化合物在α-葡萄糖苷酶的作用下，釋放葡萄糖并經小腸吸收進入血液，因此，服用α-葡萄糖苷酶抑制劑可以減緩腸道葡萄糖的生成速度，防治餐后高糖癥，同時可以提高糖耐量，對II型糖尿病的首選藥物和I型糖尿病的輔助治療藥物。目前已用于臨床的α-葡萄糖苷酶抑制劑的藥物有阿卡波糖、伏格列波糖、米格列醇等。阿卡波糖能夠延緩淀粉和蔗糖的分解及吸收，伏格列波糖主要抑制麥芽糖酶和蔗糖酶，抑制雙糖降解為單糖，對淀粉抑制作用較小。磺酰脲類、雙胍類、噻唑烷二酮類和α -葡萄糖苷酶抑制劑這幾類藥物同時具有導致低血糖、引起胃腸道不適(腹脹、腹瀉、腹痛等)、導致肝腎損傷等副作用。而糖尿病一般為終身不可愈性，開發新的副作用更小的藥品及可供糖尿病人食用的食品、保健品顯得極為重要。本發明涉及到低聚木糖(xylooligosaccharide,X0S),又稱為木寡糖,是由2_7個木糖分子以β_1，4糖苷鍵結合而成的功能性聚合糖，其甜度為蔗糖的50%，不能被唾液、胃液、胰液和小腸液消化，不影響血糖濃度，不增加胰島素水平，同時具有良好的酸、熱穩定性，難發酵。目前所報道的低聚木糖具有降血糖作用多為宣傳效果，本發明證明了低聚木糖對降低餐后血糖具有直接的作用。L-阿拉伯糖(L-Arabinose)，又稱果膠糖，也是自然界中廣泛存在的糖類，其常與其他單糖結合，以雜多糖的形式存在于植物果漿、膠體、半纖維素、果膠酸，松柏科樹木心材，細菌多糖，以及某些糖苷中。近年在阿拉伯在腸道內對糖類代謝的作用已有大量的研究，表明L-阿拉伯糖對雙糖水解酶具有抑制作用，可抑制人體對蔗糖的吸收，起到降低血糖的效果。低聚木糖和L-阿拉伯糖已作為新資源食品，廣泛應用于食品和保健品中。
發明內容
本發明的目的 為提供一種用于降低血糖水平的低聚木糖組合物，及具有該低聚木糖組合物的藥品、食品、寵物食品和保健品。為此，本發明一方面提供一種低聚木糖組合物，其用于降低血糖水平，所述低聚木糖組合物包括低聚木糖和L-阿拉伯糖。所述低聚木糖組合物比單獨的低聚木糖或L-阿拉伯糖具有更大的α-葡萄糖苷酶活性抑制作用。優選地,所述低聚木糖組合物中低聚木糖和L-阿拉伯糖的重量比I : 99-99 I。優選地，所述低聚木糖組合物中低聚木糖和L-阿拉伯糖的重量比為I : 99或99 : I。優選地，所述低聚木糖組合物中低聚木糖和L-阿拉伯糖的重量比為I 99-60 40。優選地，所述低聚木糖組合物中低聚木糖和L-阿拉伯糖的重量比為
I 99-50 50。更優選地，所述低聚木糖組合物中低聚木糖和L-阿拉伯糖的重量比為I : 99、60 40 或 50 50。本發明另一方面提供一種降血糖藥物，所述降血糖藥物包括所述低聚木糖組合物。本發明再一方面提供一種具有降血糖作用的食品、寵物食品或保健品，所述食品、寵物食品或保健品均包括所述低聚木糖組合物。相較于現有技術，本發明的有益效果在于其一，所述低聚木糖組合物利用低聚木糖與L-阿拉伯糖之間的協同作用，可以顯著地增強對α -葡萄糖苷酶活性的抑制作用，且獲得的抑制作用明顯大于單獨的低聚木糖或L-阿拉伯糖對α -葡萄糖苷酶活性的抑制作用。其二，利用對α-葡萄糖苷酶活性的抑制作用，所述低聚木糖組合物可應用于藥物、食品、寵物食品和保健品等領域，獲得具有降血糖作用的藥物、食品、寵物食品和保健品。其三，所述低聚木糖組合物中制備低聚木糖的原料來源廣泛，由此可以大大降低相應的生產成本。此外，所述低聚木糖組合物除利用低聚木糖與L-阿拉伯糖之間的協同作用外，還可充分利用低聚木糖和L-阿拉伯糖的多重功能，如降血脂、降膽固醇、降血壓、雙歧桿菌增殖效果等，使得相應產品的功能進一步擴展，并增強應用領域。
具體實施例方式低聚木糖與蔗糖質量比不同時對α -葡萄糖苷酶的抑制作用不同。具體實施例
α-葡萄糖苷酶活性測定本實驗設2個組空白對照組(緩沖液+底物+酶液)，樣品測定組(抑制劑或者其組合+底物+酶液)。反應體系為500 μ I，底物為蔗糖，先向磷酸鉀緩沖液的酶活力測定系統中加入α-葡萄糖苷酶，37°c保溫lOmin，加入底物后，37°C反應30min，放入沸水中5min終止反應，用HPLC測定葡萄糖產量。樣品抑制率=(空白對照組葡萄糖產量-樣品測定組葡萄糖產量)/空白對照組葡萄糖產量本發明采用的實驗材料、試劑、儀器包括L_阿拉伯糖(可以使用由多種已知方法生產的L-阿拉伯糖)、低聚木糖(為蘇州先闊生物科技有限公司產品)、α-葡萄糖苷酶(5000U/g,為上海源葉公司產品)，其他試劑均為分析純，水為超純水，安捷倫1260高效液相色譜儀，上海精密科學儀器有限公司PHS-2F型pH計，上海越平科學儀器有限公司FA電子天平，水浴鍋，電爐等。溶液制備磷酸鹽緩沖液(IL)lmol/L K2HP04 497ml, lmol/L KH2P04 503ml，緩沖液 PH 值6. 8α -葡萄糖苷酶溶液(500U/ml):取Ig α -葡萄糖苷酶(5000U/g)定容至IOml預備實驗-測試不同終濃度的L-阿拉伯糖對α -葡萄糖苷酶活性的抑制率。配置濃度為2. 5g/L的蔗糖溶液作為底物，不同濃度的L-阿拉伯糖溶液對α -葡萄糖苷酶活性的抑制情況如表I所示。表I-不同濃度L-阿拉伯糖對α -葡萄糖苷酶的抑制率
L-阿拉伯糖濃度(g/L)0.075 O. 375 O. 75~
α -葡萄糖苷酶活性抑制率(％ )41785 Wl~從表I中可見，L-阿拉伯糖對α -葡萄糖苷酶活性的抑制率隨著其濃度的增加而增加，當L-阿拉伯糖的濃度達到O. 375g/L時，濃度的繼續增加對抑制率的影響變得很小。可以認為，當L-阿拉伯糖的濃度在O. 375g/L時其對α -葡萄糖苷酶活性的抑制率趨于穩定。因此，后面的實驗中我們使用O. 375g/L終濃度的L-阿拉伯糖作為對照實施例，并且組合物在反應體系中的終濃度也選擇為O. 375g/L。實施例本發明對所述低聚木糖組合物中不同配比的低聚木糖和L-阿拉伯糖進行了試驗研究，實驗方法同預實驗，分別加入不同配比的低聚木糖與L-阿拉伯糖組合物及單獨的低聚木糖與L-阿拉伯糖作為抑制劑。計算不同抑制劑對α-葡萄糖苷酶活性的影響。如表2所示。表2-不同配比的低聚木糖與L-阿拉伯糖對α -葡萄糖苷酶活性的抑制率α-葡萄溶液中的L-
低聚木糖溶液中的低
糖苷酶酶阿拉伯糖終
實施例 L-阿拉伯聚木糖終濃
活抑制率濃度(g/L)
糖度(g/L ) *
()料料*
O:100O0.375
對昭A
‘、、'78.5(O)(78.5)
實施例 I:99 79.91 0.003750.37125
1(1.3)(77.35)(78.65)實施例50: 50 0.18750.1875
293.33(6.2)(75.62) (81.82) 實施例60: 40 0.2250.15
385.7(14.02)(65.3) (79.32) 實施例99: I 0.371250.00375
477.95( 75.78)(1.25) (77.03) 100: O0.5O
對照B
''76.02 (76.02)(O)*濃度數據下方括號內斜體數字為該濃度的低聚木糖單獨對α -葡萄糖苷酶活性的抑制率(% )；**濃度數據下方括號內斜體數字為該濃度的L-阿拉伯糖單獨對α -葡萄糖苷酶活性的抑制率(％ );***該列括號內斜體數字為低聚木糖和L-阿拉伯糖分別單獨對α -葡萄糖苷酶活性的抑制率的加和)。本發明提供的低聚木糖組合物的α -葡萄糖苷酶活性抑制率與單獨的低聚木糖和L-阿拉伯糖的α-葡萄 糖苷酶活性抑制率之和的比較。單獨的低聚木糖和L-阿拉伯糖對α-葡萄糖苷酶活性的抑制作用，隨著低聚木糖和L-阿拉伯糖濃度的增加而增加。所述低聚木糖組合物對α -葡萄糖苷酶活性的抑制率比單獨的低聚木糖和L-阿拉伯糖對α -葡萄糖苷酶活性的抑制率之和高。上述實驗表明本發明的組合物中的低聚木糖與L-阿拉伯糖，在對酶活性的抑制作用上產生了協同作用。當低聚木糖L-阿拉伯糖的重量比彡60 40 (實施例1-3)時，得到的組合物的α -葡萄糖苷酶活性抑制率大于79. 91%，該值大于單獨的低聚木糖或L-阿拉伯糖在各種濃度所能達到的α -葡萄糖苷酶活性抑制率的最大值(76. 02%和78. 5% )。其中，在低聚木糖與L-阿拉伯糖重量比為50 50時,所述低聚木糖組合物對α-葡萄糖苷酶活性的抑制率達到最高值93. 33%。說明所述低聚木糖組合物中的低聚木糖和L-阿拉伯糖在對α -葡萄糖苷酶活性進行抑制時會產生協同效應，可有效提高對α -葡萄糖苷酶活性的抑制率。進一步地，在所述低聚木糖組合物中的低聚木糖和L-阿拉伯糖重量比為50 50時，這種協同效應最為明顯。 可以理解的是，盡管本發明從方便測量的角度，采用了溶液形式的組合物，然而，本領域技術人員應理解，本發明提供的低聚木糖組合物還可以固態、粉末或凝膠態等多種形式應用。針對不同的應用目的和需求，本發明提供的低聚木糖組合物還可以包括其他成分，如賦形劑、調味劑、著色劑以及其他藥物成分、營養成分、維生素或礦物質等。所述低聚木糖組合物的物理形式以及其他成分的添加對組合物的α-葡萄糖苷酶活性抑制作用不產生實質影響。本發明提供的低聚木糖組合物可以特異性地作用于α-葡萄糖苷酶，有效抑制α -葡萄糖苷酶的活性，因此可應用于制備具有降血糖作用的產品，如藥物、食品、寵物食品或保健品等領域。由此制備的降血糖產品具有靶的明確的優勢，可從機理上明確作用于α -葡萄糖苷酶，通過抑制α -葡萄糖苷酶的活性，來減少人體或動物體對蔗糖的吸收，進而達到降低血糖的效果。同時，由于所述低聚木糖組合物中采用了低聚木糖與L-阿拉伯糖這兩種具有多重生物功能的組分，因此，本發明提供的低聚木糖組合物除α-葡萄糖苷酶活性抑制作用之外，還具有低聚木糖和L-阿拉伯糖各自具備的多重生物功能，如性能穩定、難以被消化酶分解、雙歧桿菌增殖作用顯著、抑制病原菌、促進鈣質吸收、降低膽固醇、降低血脂等。這也使得本發明提供的低聚木糖組合物可以在更多的領域應用，起到更為廣泛的作用。此外，所述低聚木糖組合物中的低聚木糖和L-阿拉伯糖均為自然界中天然存在的物質，來源廣泛易得，如可從玉米芯中提取獲得，因此可相應的降低產品的成本。以上所述本發明的具體實施方式
，并不構成對本發明保護范圍的限定。任何根據本發明的技術構思所作出的各種其他相應的改變與變形，均應包含在本發明權利要求的保護范圍內。
權利要求
1.一種低聚木糖組合物，其用于降低血糖水平，其特征在于所述低聚木糖組合物包括低聚木糖和L-阿拉伯糖。
2.如權利要求I所述的低聚木糖組合物，其特征在于，所述組合物中低聚木糖L-阿拉伯糖的重量比為I : 99-99 I。
3.如權利要求I所述的低聚木糖組合物，其特征在于，所述低聚木糖組合物中低聚木糖和L-阿拉伯糖的重量比為I : 99-60 40。
4.如權利要求3所述的低聚木糖組合物，其特征在于，所述低聚木糖組合物中低聚木糖和L-阿拉伯糖的重量比為I : 99-50 50。
5.如權利要求2所述的低聚木糖組合物，其特征在于，所述低聚木糖組合物中低聚木糖和L-阿拉伯糖的重量比為I : 99、60 40或50 50。
6.ー種降血糖藥物，其特征在于，所述降血糖藥物包括權利要求I至5任一項所述的低聚木糖組合物。
7.ー種具有降血糖作用的食品，其特征在于，所述具有降血糖作用的食品包括權利要求I至5任一項所述的低聚木糖組合物。
8.ー種具有降血糖作用的寵物食品，其特征在于，所述具有降血糖作用的寵物食品包括權利要求I至5任一項所述的低聚木糖組合物。
9.ー種具有降血糖作用的保健品，其特征在于，所述具有降血糖作用的保健品包括權利要求I至5任一項所述的低聚木糖組合物。
全文摘要
本發明提供一種低聚木糖組合物，其用于降低血糖水平，所述低聚木糖組合物包括低聚木糖和L-阿拉伯糖。所述低聚木糖組合物比單獨的低聚木糖或L-阿拉伯糖具有更大的α-葡萄糖苷酶活性抑制作用。所述低聚木糖組合物中低聚木糖和L-阿拉伯糖的比例優選為1∶1。本發明還提供了具有降血糖作用的藥物、食品、寵物食品和保健品，所述藥物、食品、寵物食品和保健品均包括所述低聚木糖組合物。
文檔編號A61P3/06GK102614203SQ20121005435
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月5日 優先權日2012年3月5日
發明者馮秋萍, 李旭, 陳功 申請人:蘇州先闊生物科技有限公司