專(zhuān)利名稱(chēng)：用于體重管理和改善血糖控制的方法和組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于預(yù)防和治療肥胖癥、體重和糖尿病的管理、以及包括腸道和心臟健康的公共衛(wèi)生的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
公共衛(wèi)生方面的努力以及目前的抗肥胖藥并未控制住肥胖癥的流行。由于食物豐裕以及伴隨人口從農(nóng)村向城市環(huán)境的轉(zhuǎn)移所造成的運(yùn)動(dòng)水平的下降，該疾病在工業(yè)化國(guó)家變得日益普遍。肥胖癥被寬松地定義為體脂肪超過(guò)了保持健康所需的人體脂肪。肥胖癥是過(guò)量的體脂肪累積到對(duì)健康產(chǎn)生負(fù)面影響的程度的健康狀況(世界衛(wèi)生組織(2000年)技術(shù)報(bào)告叢書(shū)，894 肥胖癥的預(yù)防及控制全球流行病)。通常將肥胖癥定義為“身體質(zhì)量指數(shù)”(BMI =體重除以身高的平方)為30kg/m2或以上。體重超重是顯著的，其定義是BMI在25至29. 9kg/m2之間(Obes Res. 1998年9月；6增刊2 :51S_209S。 《成年人體重超重及肥胖癥的鑒定、評(píng)估和治療的臨床指南一證據(jù)報(bào)告》，美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究院)。過(guò)量的體重與各種疾病有關(guān)，特別是心血管疾病、II型糖尿病、阻塞性睡眠呼吸暫停、某些類(lèi)型的癌癥和骨關(guān)節(jié)炎(美國(guó)國(guó)家心臟、肺和血液研究院，《成年人體重超重及肥胖癥的鑒定、評(píng)估和治療的臨床指南》NIH出版號(hào)98-4083，1998年9月，美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究院)。因此，已發(fā)現(xiàn)肥胖癥會(huì)縮短期望壽命。肥胖癥的主要治療方法是節(jié)食和體育鍛煉。如果節(jié)食和體育鍛煉的方法失敗，那么在嚴(yán)重情況下建議服用抗肥胖藥和進(jìn)行減肥手術(shù)(National Institute for Health and Clinical Excellence (英國(guó)國(guó)家衛(wèi)生與臨床優(yōu)化研究院)，臨床指南43 肥胖癥對(duì)成人及兒童體重超重和肥胖癥的預(yù)防、鑒定、評(píng)估和管理，倫敦，2006年)。肥胖癥的發(fā)病機(jī)制是多因素的，包括對(duì)攝食行為的控制、脂肪貯存的機(jī)制、能量攝入和消耗的因素、以及遺傳和心理影響。同樣，肥胖癥的治療通常也是多因素的。不幸的是，一般來(lái)說(shuō)脂肪貯存和遺傳影響的機(jī)制不易處置。此外，對(duì)攝食行為和心理影響的控制需要長(zhǎng)期的處置。盡管能量攝入和消耗的部分是可處理的，但是許多肥胖個(gè)體抵制或無(wú)法參加顯著增加他們能量消耗的運(yùn)動(dòng)。因此，控制能量攝入是一種用于治療肥胖癥的誘人方法。采用具有大體積的低能量密度食物，導(dǎo)致單次進(jìn)餐中總熱量攝取的減小(Bell等人，Am J Clin Nutr, 67 :412_20，1998 ;Rolls 等人；Am J Clin Nutr, 70 :448-455,1999) 考慮到成功地降低一次進(jìn)餐中的熱量攝取，已顯示飲食中包含低能量密度食物的長(zhǎng)期方法可增強(qiáng)長(zhǎng)期體重減輕的效果(ElΙο-Martin等人，Am J Clin Nutr,85 :1465-7,2007 ；Greene 等人；Obesity, 14 :1795-1801,2006).吃低能量食物通過(guò)占據(jù)胃容量而引起飽腹感的概念，有時(shí)被稱(chēng)為“體積飲食”，并且已有人寫(xiě)出了非技術(shù)性書(shū)籍來(lái)教導(dǎo)人們采用此方法(見(jiàn) Barbara Rolls，“體積進(jìn)食計(jì)劃"Harper Collins, 2007) 0體積飲食的弊端是食物選擇范圍有限，應(yīng)而導(dǎo)致順應(yīng)性差。作為抑制食欲方法的飽腹感感覺(jué)在本領(lǐng)域是熟知的，并且飽腹感與肥胖癥治療和影響體重減輕有關(guān)。例如，Acharya等人的美國(guó)專(zhuān)利5，336，486號(hào)中描述了通過(guò)用重的易消化蔬菜纖維填充胃而引起錯(cuò)誤的飽腹感感覺(jué)。然而，食入大量的纖維需要患者排出大量的纖維，因而會(huì)導(dǎo)致胃腸不適。由于其它原因(如因結(jié)腸細(xì)菌對(duì)纖維的消化而導(dǎo)致腸胃脹氣)，導(dǎo)致其他人無(wú)法耐受這種高體積的纖維。為了在相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)減輕由容納蔬菜纖維的飽胃所引起的不適，通過(guò)加入具有低熱量的易消化食品而使以蔬菜纖維為主的食譜變得完善。Kratochvil的美國(guó)專(zhuān)利No 5，063，073、Christensen等人的美國(guó)專(zhuān)利No 5，654，028、和Grace等人的美國(guó)專(zhuān)利No 6，426，077、Wounderlich等人的美國(guó)專(zhuān)利 No 5，405，616和6，103，沈9，描述了一種由明膠或膠原水解產(chǎn)物、一種或多種活性劑、和一種或多種輔料(即塑化劑、著嗅劑等)組成的材料。用于控制體重的低熱量產(chǎn)品可以使用膠原生物聚合物如水溶性膠原、明膠或膠原水解產(chǎn)物而獲得(見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利No 5，100, 688、 5，211，976,5, 219，599,5, 665，234 和 5，665，419)。商品如由美國(guó) EYI-Essentially Yours hdustries有限公司制造的“膳食補(bǔ)充劑-CA10RAD ”已用于體重減輕控制并用作肌肉興奮藥，以及用于骨質(zhì)疏松癥和關(guān)節(jié)炎的治療。食物的彈性增加(G')與飽腹感增強(qiáng)有關(guān)，因此可用于體重管理[LT.Norton， W. J. Frith和S. Ablett ；液體凝膠、混合液體凝膠與飽腹感；Food Hydrocolloids ；20卷，第 2-3期，2006年3月-5月，第2四_239頁(yè)]。此項(xiàng)研究和其它研究顯示，具有較高彈性響應(yīng)的食物產(chǎn)生較高水平的飽腹感。相似地，粘度也與飽腹感有關(guān)；高粘度膳食與低粘度膳食相比，飽腹感和充實(shí)感較強(qiáng)。[Marciani，L. , Gowland, P. Α. , Spi ller, R. C, Mano j, P. ,Moore, R. J. Young, P. & Fillery-Travis, A. J. (2001)；利用MRI對(duì)膳食粘度和營(yíng)養(yǎng)素對(duì)飽腹感、胃內(nèi)稀釋禾口胃 空的景i響的評(píng)價(jià)· American Journal of Physiology Gastrointestinology and Liver Physiology，280 :G1227_G1233]。此外，粘度增加與短期腸道激素反應(yīng)有關(guān)，表明食物結(jié)構(gòu)在調(diào)節(jié)餐后飽腹感相關(guān)的生理學(xué)中的重要性[Juvonen，K. R.等人，燕麥麩富集的飲料的粘度對(duì)健康人體中胃腸道激素反應(yīng)的影響Journal of Nutrition，第139卷， No. 3，461-466，2009]。此外，飽腹感與胃排空速度有關(guān)，其中較高的粘度與較慢的胃排空速度和飽腹感增強(qiáng)有關(guān)[Hlebowicz，J.等人，商品早餐纖維谷類(lèi)與玉米片對(duì)健康受試者餐后血糖、胃排空和飽腹感影響的比較隨機(jī)盲化交叉試驗(yàn)；Nutrition Journal 2007,6 :22]。最近數(shù)年內(nèi)肥胖率穩(wěn)定地增加。攜帶額外體重會(huì)增加發(fā)展成嚴(yán)重健康問(wèn)題(如心臟病、中風(fēng)、某些類(lèi)型的癌癥和糖尿病)的機(jī)會(huì)。在美國(guó)，II型糖尿病發(fā)病率隨肥胖癥的增加而同時(shí)增加。美國(guó)糖尿病協(xié)會(huì)估計(jì)有約2100萬(wàn)人患有糖尿病，另外有MOO萬(wàn)人被診斷患有前期糖尿病。前期糖尿病是空腹血糖水平升高但尚未升高到診斷為II型糖尿病水平的狀況。II型糖尿病與胰島素抵抗有關(guān)。胰島素是一種重要的激素，它將葡萄糖(糖)傳輸給我們的細(xì)胞。當(dāng)一個(gè)人體重超重時(shí)，體內(nèi)細(xì)胞對(duì)由胰島所釋放胰島素的敏感性變低。有一些證據(jù)表明，脂肪細(xì)胞比肌肉細(xì)胞對(duì)胰島素更具有抗性。如果人體內(nèi)的脂肪細(xì)胞多于肌肉細(xì)胞，那么總體上講胰島素會(huì)變得不那么有效，葡萄糖仍然在血液中循環(huán)而不是作為能量被細(xì)胞攝入。血糖控制是一個(gè)醫(yī)學(xué)術(shù)語(yǔ)，其是針對(duì)患有糖尿病的人中的血糖(葡萄糖)的通常水平。許多證據(jù)表明，糖尿病的許多長(zhǎng)期并發(fā)癥(特別是微血管病變)是由多年高血糖癥 (血液中葡萄糖水平升高)所造成。從治療“目標(biāo)”的意義上講，良好的血糖控制已成為糖尿病護(hù)理的重要目標(biāo)，盡管最近的研究表明糖尿病并發(fā)癥可能是由遺傳因素造成[Tarnow， L ；Groop ；Hadjadj ；Kazeem ；Cambien ；Marre ；ForsBlOm ；Parving 等人(2008)?！疤悄虿〔l(fā)癥的遺傳學(xué)的歐洲合理方法一EURAGEDIC 患者群和對(duì)策” ；N印hrology，dialysis, transplantation(腎臟病學(xué)、透析、移植)23(1) :161-8]；或者在1型糖尿病中，通過(guò)延伸自身免疫性疾病的作用首先引起胰腺喪失其胰島素制造能力[Adams，D.D. Q008). “作為糖尿病性視網(wǎng)膜病原因的周細(xì)胞的自身免疫破壞”;Clinical ophthalmology 2⑵295-8]。“完善的血糖控制”意味著糖尿病水平一直是正常的(70 130mg/dl、或者 3. 9 7. 2mmol/L)并且與不患糖尿病的人難以區(qū)分。實(shí)際上，由于治療措施的缺陷，甚至在大部分時(shí)間內(nèi)血糖水平的平均值略高于正常值也被描述成“良好的血糖控制”。此外，對(duì)于2型糖尿病的一項(xiàng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，為控制血糖所進(jìn)行的高強(qiáng)度干預(yù)對(duì)生活質(zhì)量的危害與由中等程度糖尿病并發(fā)癥所造成的危害同樣嚴(yán)重[Huang，ES ；Brown ；Ewigman ；Foley ； Meltzer(2007). “患者對(duì)糖尿病相關(guān)并發(fā)癥和治療的生活質(zhì)量的認(rèn)知”;Diabetes care 30(10) :2478-83] 現(xiàn)已有數(shù)種控制碳水化合物吸收(特別是餐后)的嘗試。新出現(xiàn)的資料表明，餐后血糖水平的調(diào)節(jié)在總體血糖控制中發(fā)揮了重要作用。在II型糖尿病形成的早期，響應(yīng)于食物攝取的胰島素的最初突釋受到損害，從而能夠發(fā)展成餐后高血糖癥。與膳食相關(guān)的高血糖癥進(jìn)一步造成胰島素抵抗的增加和胰島素生成的減小。高餐后血糖水平與發(fā)生血管并發(fā)癥之間為強(qiáng)相關(guān)的證據(jù)，強(qiáng)調(diào)了治療進(jìn)餐時(shí)間血糖癥的重要性。一種測(cè)定碳水化合物吸收率的方法是利用“血糖指數(shù)等級(jí)”來(lái)確定[http://WWW. glycemicindex. com/]。Heaton等人已報(bào)道血糖指數(shù)是由小麥、玉米和燕麥的粒徑差異控制(例如，Heaton K W, Marcus S N, Emmett P Μ, Bolton C H 小麥、玉米和燕麥試驗(yàn)餐的粒徑對(duì)血漿葡萄糖和胰島素反應(yīng)以及體外淀粉消化速率的作用，Am. J. Clin. Nutr.，第47 卷，675-682 (1988))。此外，已知食物的血糖指數(shù)取決于其給予形態(tài)。例如，煮熟的大米的血糖指數(shù)低于粉末化的大米；完整蘋(píng)果的血糖指數(shù)低于蘋(píng)果泥(例如參見(jiàn)，Kunihiro Doi 和 Keisuke Tsuji 編輯，Shokumotsu Sen_i (膳食纖維)，412_420 (Asakura-shoten，東京， 1997年))。此外，還已知使用具有凝膠形成能力的多糖類(lèi)(如瓜爾膠、果膠、或葡甘露聚糖)的方法。這些方法是用于降低餐后糖尿病水平及改善血糖控制的方法。如果在食物中使用某些多糖類(lèi)，則由于凝膠形成而延長(zhǎng)葡萄糖的胃內(nèi)滯留時(shí)間(例如參見(jiàn)“Kagaku to Seibutsu (化學(xué)與生物學(xué))”第18卷，95 105，1980)。美國(guó)專(zhuān)利No. 7，601，705及其中的參考文獻(xiàn)公開(kāi)了用于減弱餐后血糖反應(yīng)的受控的粘度纖維系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含中性水溶性纖維源(如瓜爾膠、果膠、槐豆膠、甲基纖維素、和輕度水解的淀粉)。該發(fā)明還描述了一種在不引起典型負(fù)面感官問(wèn)題或物理穩(wěn)定性問(wèn)題的情況下將水溶性纖維加入到液體食品中的方法。該發(fā)明還涉及一種通過(guò)提供降低的粘度纖維系統(tǒng)而引起充實(shí)感和飽腹感的方法。美國(guó)專(zhuān)利No. 5，776，887公開(kāi)了一種具有受控的碳水化合物吸收的營(yíng)養(yǎng)食品。美國(guó)專(zhuān)利No. 5，776，887中所公開(kāi)的產(chǎn)品包含蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、纖維和二糖類(lèi)。美國(guó)專(zhuān)利No. 5，695，803公開(kāi)了改善食物的胰島素反應(yīng)的含有酸處理淀粉類(lèi)的營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品。在文獻(xiàn)中可以充分了解水和含水介質(zhì)(包括人體分泌的體液)的吸收性材料。這些材料通常是以聚合物為主，并且是以粉末、顆粒、微粒、纖維或薄膜的形式而制備。當(dāng)與含水介質(zhì)接觸時(shí)，這些可食用聚合物水凝膠在不溶解的情況下將液相吸收到其結(jié)構(gòu)中而發(fā)生溶脹。當(dāng)溶脹達(dá)到平衡時(shí)形成的凝膠通常稱(chēng)為“水凝膠”。將能夠吸收超過(guò)其總重量95% 的水的水凝膠定義為“超強(qiáng)吸水材料”(SAP)。Chen Jun等人在“超孔水凝膠復(fù)合物的胃滯留性能” J. Controlled Release,64, 39-51，2000，以及在美國(guó)專(zhuān)利No. 6，018，033以及Park K.等人在美國(guó)專(zhuān)利No. 5，750，585 和美國(guó)專(zhuān)利No. 6，271,278中公開(kāi)了通過(guò)在AcDi-Sol (小的交聯(lián)多糖類(lèi))存在下使丙烯酸、丙烯酰胺、3-磺酸丙基丙烯酸鉀鹽和N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺的混合物發(fā)生接枝和交聯(lián)而獲得水凝膠，該水凝膠可在口服后在胃中發(fā)生溶脹并且可以用作飲食控制中的輔助劑。Burnett D. R.等人在W02004/056343A1中公開(kāi)了一種用于短暫且非侵襲性地減小胃容量的可攝取配方，其包含能夠在胃中保持某一時(shí)段接著在進(jìn)入小腸時(shí)被快速降解的聚合物配方。其他人也公開(kāi)了利用聚合物占據(jù)胃容量以引起飽腹感的概念(例如，參見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi) No 2005(^45957 和 20060142794 ；以及 PCT 公布申請(qǐng) No WO 2006/047882 和 W02006/070337)。其它非生物降解聚合物可在胃內(nèi)發(fā)生溶脹并且起胃填充物的作用。但是，因?yàn)檫@些聚合物是不可降解的，所以會(huì)增加發(fā)生嵌塞的危險(xiǎn)性，嵌塞的定義是在直腸或乙狀結(jié)腸中存在油灰狀或硬化的糞便(中度毒血癥的癥狀、缺乏糞便運(yùn)動(dòng)和變形)。在某些情況下， 聚合物可以起輕瀉藥的作用(另一個(gè)不合需要的作用)。輕瀉劑(或?yàn)a劑)是被服用以引起腸蠕動(dòng)或者使糞便變松的食物、化合物或藥物，最常用來(lái)治療便秘。某些類(lèi)型的輕瀉藥是填充劑，其產(chǎn)生體積更大的糞便并且保持更多的水份。另外，這些輕瀉藥可形成潤(rùn)滑的凝膠， 使得腸蠕動(dòng)更易于沿胃腸道系統(tǒng)推動(dòng)糞便。這些填充劑包括膳食纖維和合成水凝膠(如聚丙烯酸類(lèi)，包括聚卡波菲鈣(calcium polycarbophyl)(如 Noveon AA-I CA-I 或者 CA-2， Lubrizol, 0H)。含有此類(lèi)型聚合物的一些產(chǎn)品是Equalactin 、FiberCon 、Fiber-Lax 、 FiberNorm , Konsyl , Mitrolan ；每次給藥這些產(chǎn)品的推薦劑量約為1_1. 5g。其它產(chǎn)品包含類(lèi)似的不可降解的聚合物，如交聯(lián)聚丙烯酸水凝膠均聚物(如Carbopol 971P、71G、 974P、Lubrizol，OH)。天然非消化纖維和合成水凝膠均可吸收水，由于其膨化效應(yīng)且在胃腸道中不降解而起胃填充物的作用。把氣球插入鼠的小腸并對(duì)其進(jìn)行充氣導(dǎo)致液體攝取的減少，但當(dāng)氣球膨脹經(jīng)過(guò)某個(gè)點(diǎn)時(shí)似乎會(huì)引起痛苦的反應(yīng)(Bardos, Behav Neurosci.，111 =834-844,1997) 同樣，把氣球插入小腸會(huì)被大鼠消極地感知，正如味覺(jué)厭惡范例中所示(Bardos，Physiol Behav.， 74 :407-413, 2001)。在人體中使用氣球?qū)?huì)是高度侵襲性的，并且難以插入和維持。此外， 插入的氣球?qū)?dǎo)致對(duì)小腸的連續(xù)刺激，從而產(chǎn)生適應(yīng)及疼痛，這并不與由食物自然引起的偶然刺激一起發(fā)生。發(fā)明_既述本發(fā)明提供用于增加飽腹感、減少食物攝取量及改善血糖控制的組合物、食物和方法。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供可食用聚合物水凝膠，其在胃和小腸中發(fā)生溶脹，從而通過(guò)機(jī)械刺激和/或增加粘度而提供或增加飽腹感。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供在小腸中但不是在胃中發(fā)生溶脹的可食用聚合物水凝膠配方。在一個(gè)實(shí)施方案中，該可食用聚合物水凝膠在胃中發(fā)生溶脹、塌陷并進(jìn)入小腸，在小腸中發(fā)生溶脹并在結(jié)腸中被降解。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供在受試者中弓丨起體重減輕、維持體重，或者增強(qiáng)或提供血糖控制的方法；該方法包括在進(jìn)食前或在進(jìn)食時(shí)給受試者口服施用在胃和/或小腸中發(fā)生溶脹的可食用聚合物水凝膠的步驟。優(yōu)選地，以足以減慢碳水化合物和脂肪在小腸中的胃排空和吸收的量，施用可食用聚合物水凝膠。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供包含可食用聚合物水凝膠并具有低于常規(guī)或未改良食物的能量密度的改良食物和食品。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供包含可食用聚合物水凝膠的食物，其中可食用聚合物水凝膠在食物中發(fā)生溶脹。在此實(shí)施方案中，在制備食物期間以溶脹狀態(tài)將可食用聚合物水凝膠作為成分而加入，或者在制備食物期間以脫水狀態(tài)加入可食用聚合物水凝膠然后發(fā)生溶脹。在另一個(gè)實(shí)施方案中，在制備食物期間形成可食用聚合物水凝膠。在此實(shí)施方案中，在制備食物期間將可食用聚合物水凝膠的聚合物和交聯(lián)劑成分加入到食物的一種或多種其它成分中，從而導(dǎo)致可食用聚合物水凝膠的形成。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供包含可食用聚合物水凝膠的食物，其中可食用聚合物水凝膠以脫水狀態(tài)存在于食物中。在此實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠在攝入后在胃和/或小腸中發(fā)生溶脹。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供制備包含可食用聚合物水凝膠的食物或食品的方法，包括在一種或多種其它成分存在下使聚合物與交聯(lián)劑接觸，由此形成包含可食用聚合物水凝膠的食物或食品。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供用防潮層進(jìn)行包衣的可食用聚合物水凝膠。防潮層可以含有例如蛋白質(zhì)、脂肪、糖或其組合。優(yōu)選地，該可食用聚合物水凝膠呈顆粒的形式， 并且用防潮層將顆粒包衣。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供用腸溶包衣進(jìn)行包衣的可食用聚合物水凝膠組合物。該可食用聚合物水凝膠優(yōu)選地以脫水狀態(tài)存在于組合物中，腸溶包衣足以抑制可食用聚合物水凝膠在胃中的溶脹。然后，腸溶包衣在小腸中的降解導(dǎo)致可食用聚合物水凝膠在小腸中溶脹。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供包含陰離子可食用聚合物水凝膠和pH降低劑的食物或飲料。優(yōu)選地，PH降低劑能夠?qū)⑹澄锘蝻嬃系膒H值降低至抑制或延緩可食用聚合物水凝膠發(fā)生溶脹的PH值。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供包含可食用聚合物水凝膠和氣泡或者一種或多種引起泡騰的制劑的飲料。優(yōu)選地，泡騰能夠抑制或延緩可食用聚合物水凝膠的溶脹。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供呈可用于烹調(diào)的形式的可食用聚合物水凝膠。附圖簡(jiǎn)述

圖1是一種飲料的示意圖，該飲料能夠持久地將水和礦物質(zhì)提供給小腸，從而延長(zhǎng)水合反應(yīng)。圖2是本發(fā)明的飲料的示意圖，圖中顯示如何使在蓋下面的容器破裂從而在可食用聚合物水凝膠開(kāi)始溶脹的位置將可食用聚合物水凝膠釋放入液體。圖3是本發(fā)明的包含經(jīng)包衣的干凝膠顆粒的飲料的示意圖。圖4是對(duì)檸檬酸交聯(lián)的羧甲基纖維素與某些食物纖維的粘度加以比較的圖。圖5是對(duì)檸檬酸交聯(lián)的羧甲基纖維素與瓜爾膠和洋車(chē)前草的粘度加以比較的圖。圖6是對(duì)檸檬酸交聯(lián)的羧甲基纖維素與某些食物纖維的彈性響應(yīng)進(jìn)行比較的圖。圖7是對(duì)大鼠中的檸檬酸交聯(lián)的羧甲基纖維素的研究總結(jié)。圖8是說(shuō)明檸檬酸交聯(lián)的羧甲基纖維素對(duì)大鼠食物攝取的影響的圖。圖9是顯示當(dāng)可食用聚合物水凝膠經(jīng)過(guò)胃腸道時(shí)發(fā)生溶脹和塌陷的圖。發(fā)明詳述本發(fā)明涉及為了管理體重和體形以及預(yù)防或治療體重超重或肥胖癥而增加飽腹感和降低熱量攝取的方法。在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明還涉及用于改善血糖控制從而降低發(fā)展成胰島素抵抗和糖尿病的危險(xiǎn)性的方法。本發(fā)明進(jìn)一步提供可用于本發(fā)明方法的食物禾口食品。本發(fā)明的一個(gè)方面涉及延長(zhǎng)胃排空時(shí)間、增加粘度以及胃和/或小腸內(nèi)容物的彈性響應(yīng)的方法。本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及使用可食用聚合物水凝膠來(lái)制造食物或飲料的方法。本發(fā)明還涉及采用這些方法所制備的食物和飲料。本發(fā)明的一個(gè)方面涉及在受試者中治療體重超重、治療肥胖癥或保持體重的方法。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種增強(qiáng)受試者血糖控制的方法。這些方法包括給受試者口服施用有效量的可食用聚合物水凝膠的步驟，其中可食用聚合物水凝膠在受試者的胃和/或小腸中發(fā)生溶脹，從而在不增加食物團(tuán)能量含量的情況下增大受試者胃和/或小腸中食物團(tuán)的體積。優(yōu)選地，在進(jìn)食前施用水凝膠、或者與進(jìn)食一起施用水凝膠。在某些實(shí)施方案中，受試者是靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物、牛科動(dòng)物、綿羊科動(dòng)物、馬科動(dòng)物、豬科動(dòng)物、鳥(niǎo)類(lèi)、嚙齒動(dòng)物、貓科動(dòng)物或犬科動(dòng)物。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，受試者是人。本文中使用的術(shù)語(yǔ)“食物團(tuán)(food bolus) ”是指在食物攝取后存在于消化道的一個(gè)區(qū)域(例如口腔、胃、小腸或結(jié)腸)中的經(jīng)咀嚼和/或經(jīng)部分消化的食物塊。接受治療的受試者可能需要體重控制和/或體形控制，并且BMI小于25。接受治療的受試者可能需要體重減輕或體重維持。受試者可以是體重超重的(BMI為25至30)或者肥胖的(BMI大于 30)。受試者也可以屬于正常體重(BMI小于25)但有體重增加的可能性。受試者也可能需要血糖控制。該受試者可以是體重超重的、肥胖的或正常體重或低于正常體重(BMI小于 25)。受試者可以患有糖尿病或前期糖尿病。受試者也可以有形成糖尿病(特別是II型糖尿病)的可能性。例如，受試者可以患有胰島素抵抗或代謝綜合癥。所述方法可以用于預(yù)防、抑制或延緩胰島素抵抗、代謝綜合癥或糖尿病的形成。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供在受試者中降低膽固醇并降低發(fā)生結(jié)腸癌的危險(xiǎn)性的方法。這些方法包括給需要這種治療的受試者口服施用有效量的包含交聯(lián)纖維素聚合物的可食用聚合物水凝膠的步驟。在口服施用后，可食用聚合物水凝膠從受試者的胃經(jīng)過(guò)小腸進(jìn)入結(jié)腸，在結(jié)腸中發(fā)酵產(chǎn)生短鏈脂肪酸，已顯示短鏈脂肪酸通過(guò)降低結(jié)腸的PH值而降低結(jié)腸癌的危險(xiǎn)性并且導(dǎo)致血清膽固醇水平下降(Samelson SL等人，J R Soc Med 1985;78:230-233)。受試者可以有患結(jié)腸癌或心臟病的可能性。例如，受試者可以具有結(jié)腸癌的家族史、或者增加結(jié)腸癌危險(xiǎn)性的環(huán)境暴露或基因。在某些實(shí)施方案中，用于本發(fā)明方法的可食用聚合物水凝膠在施用后在胃內(nèi)發(fā)生溶脹。在攝入食物的存在下，可食用聚合物水凝膠當(dāng)其吸收水或胃液和/或與胃中的食物混合時(shí)，會(huì)在不大幅增加食物團(tuán)能量含量的情況下導(dǎo)致食物團(tuán)體積增大。在上述實(shí)施方案中，食物團(tuán)的尺寸增加將導(dǎo)致飽腹感以及熱量攝取減少。在某些實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠在胃中保持一段時(shí)間的溶脹，然后縮小、降解和/或塌陷。在某些實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠在胃中發(fā)生溶脹，由此減慢胃排空，從而增加有限熱量膳食的飽腹感效果。在某些實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠在施用后在小腸中而不是在胃中發(fā)生溶脹。在某些實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠在小腸中發(fā)生溶脹。在某些實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠在小腸中發(fā)生溶脹，由此占據(jù)體積并且/或者對(duì)小腸壁施加壓力。在某些實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠取代了小腸中的液體體積，從而改善血糖控制和飽腹感并且減少熱量攝取。在某些實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠向小腸壁施加壓力，從而導(dǎo)致飽腹感和熱量攝取的減少。在某些實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠在小腸中保持溶脹達(dá)一段時(shí)間，然后發(fā)生縮小、降解和/或塌陷。優(yōu)選地，可食用聚合物水凝膠在結(jié)腸中至少部分地降解。在某些實(shí)施方案中，所述方法包括給受試者施用包含可食用聚合物水凝膠的組合物，水凝膠在胃中發(fā)生溶脹，在第一時(shí)段后發(fā)生塌陷，然后進(jìn)入小腸，在小腸中再次溶脹，在第二時(shí)段后在小腸中發(fā)生塌陷。在另一個(gè)實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠在胃中發(fā)生溶脹，然后進(jìn)入小腸，在小腸中水凝膠發(fā)生縮小、塌陷并且/或者至少部分地降解。在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠在胃中發(fā)生溶脹，經(jīng)過(guò)小腸，在胃或小腸不發(fā)生塌陷。優(yōu)選地，可食用聚合物水凝膠在結(jié)腸中至少部分地降解，優(yōu)選地足以釋放其吸收的大部分液體。在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明的方法包括給受試者施用含有可食用聚合物水凝膠的組合物，水凝膠在胃中發(fā)生溶脹，在第一時(shí)段后發(fā)生縮小，然后進(jìn)入小腸，在小腸中再次溶脹，經(jīng)過(guò)結(jié)腸，然后縮小、塌陷和/或降解。在一個(gè)實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠將在胃發(fā)生溶脹然后進(jìn)入小腸，然后進(jìn)入結(jié)腸并在結(jié)腸中發(fā)生塌陷、縮小和/或至少部分降解。在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠將在胃中發(fā)生溶脹，經(jīng)過(guò)小腸并在胃或小腸中不塌陷，但將在結(jié)腸中發(fā)生降解、縮小或塌陷。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠是可食用聚合物水凝膠，當(dāng)其在胃腸道環(huán)境(例如在水、SGF/水(1 8)或SIF)中溶脹時(shí)具有至少約為IOOPa的彈性模量和至少20秒―1的粘度。根據(jù)使用占據(jù)胃容量的胃氣球(一種操作，在世界的一些地方是減輕體重的慣例)的數(shù)據(jù)表明，起效需要至少200毫升的體積、優(yōu)選超過(guò)400毫升的體積。動(dòng)物研究已顯示，由于水凝膠在胃中溶脹所導(dǎo)致的食物攝取減少的量與服用材料的量之間是直接相關(guān)的。根據(jù)體內(nèi)研究的數(shù)據(jù)，也顯示食物攝取減少的量也受到可食用聚合物水凝膠在小腸中的溶脹量的影響，食物攝取的減少也是“體積驅(qū)使的”。研究已顯示，胃腸道內(nèi)容物的粘度與飽腹感之間是直接相關(guān)的。優(yōu)選地，材料具有與消化食物相似的流變性能，并且可在分泌而發(fā)揮功效前降解，但可減少不良事件的發(fā)生。 對(duì)可降解聚合物的要求是重要的，因?yàn)榉强山到饩酆衔镌谝痫柛垢兴璧牧?優(yōu)選地， 當(dāng)溶脹時(shí)至少200毫升)時(shí)將引起不利和/或不希望的副作用(如腹瀉、脫水和便秘)。因此，出于安全性和順應(yīng)性的原因，重要的是具有在胃腸道中發(fā)生降解的材料。優(yōu)選地，可食用聚合物水凝膠在結(jié)腸中可至少部分降解而在胃或小腸中不降解。因此，在又一個(gè)實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠在胃或小腸中增大其體積。例如，可食用聚合物水凝膠在胃中吸收水和/或生理溶液并溶脹至至少50、100、200、300、 400,600和800毫升的體積后引起飽腹感，而在其它實(shí)施方案中可食用聚合物水凝膠溶脹至約400毫升。施用的可食用聚合物水凝膠的量，取決于期望的溶脹量以及可食用聚合物水凝膠在胃中(即在胃液存在下)的溶脹程度。例如，為了獲得體積為400mL的溶脹的可食用聚合物水凝膠，4g可食用聚合物水凝膠(在胃中溶脹100倍)是足夠的。優(yōu)選地，施用的可食用聚合物水凝膠在模擬胃液/水(1 8)中溶脹至少約20、40、60、80、100、120、140 倍或更多倍。應(yīng)當(dāng)理解的是，除非另有說(shuō)明，所列舉的可食用聚合物水凝膠性能(如溶脹率、彈性模量和粘度)是指呈純或純化形式的可食用聚合物水凝膠，即在加入食物材料中或進(jìn)行包衣前的水凝膠性能。施用的可食用聚合物水凝膠的量，取決于期望的粘度以及可食用聚合物水凝膠在胃和小腸(即，在胃液或腸液存在下)中增粘所達(dá)到的程度。例如，為了獲得高于10秒人優(yōu)選高于50秒―1的食物團(tuán)粘度，攝入的聚合物材料應(yīng)當(dāng)至少為食入的食物與液體總重量的 0. 5%重量。優(yōu)選地，在胃液和腸液存在下，施用的可食用聚合物水凝膠使食物團(tuán)粘度增加了二倍。優(yōu)選地，可食用聚合物水凝膠使小腸中食物團(tuán)的粘度充分增加至足以顯著延遲對(duì)營(yíng)養(yǎng)素的吸收。優(yōu)選地，在攝取后可食用聚合物水凝膠保持與經(jīng)咀嚼或部分消化的食物相似的流變性(例如彈性模量，正如利用本領(lǐng)域熟知的方法例如視覺(jué)模擬評(píng)分法所測(cè)定的)，以增加飽腹感或減少食物攝取(例如至少達(dá)10% )。在某些實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠組合物降低所吸收碳水化合物和脂肪的峰值血流濃度，并且延長(zhǎng)其吸收入血流中的時(shí)間。在某些實(shí)施方案中，所述組合物包含僅在小腸中發(fā)生溶脹(即，在胃腸道(GI)的其它任何部分不發(fā)生溶脹)的可食用聚合物水凝膠。在某些實(shí)施方案中，將可食用聚合物水凝膠配制成使其僅暴露在小腸的PH環(huán)境(S卩，pH值約為6)中。例如，可以用腸溶材料對(duì)可食用聚合物水凝膠進(jìn)行包衣，腸溶材料在胃的PH值下保持完好但在小腸的較高pH值下會(huì)被降解或消除。也可以用被小腸中的但不是胃中的酶酶法消除的材料，對(duì)可食用聚合物水凝膠進(jìn)行包衣。在某些實(shí)施方案中，所述組合物包含在小腸中發(fā)生溶脹從而導(dǎo)致胃排空減慢且飽腹感延長(zhǎng)的可食用聚合物水凝膠。例如，將存在可食用聚合物水凝膠的情況與不存在可食用聚合物水凝膠的情況相比較，胃排空時(shí)間可延長(zhǎng)20%至100%或更多。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及通過(guò)替換液體的體積和/或以非侵襲性方式(優(yōu)選地不導(dǎo)致受試者明顯疼痛或過(guò)分不適)產(chǎn)生作用于受試者小腸壁的壓力來(lái)治療肥胖癥、 引起體重減輕、和/或防止體重增加的方法。該方法包括給受試者口服施用在小腸中發(fā)生溶脹并增加小腸內(nèi)容物粘度的可食用聚合物水凝膠的步驟。例如，可食用聚合物水凝膠可以增加小腸內(nèi)容物中半固體與液體之間的比率。在此實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠替換了一定體積的液體并且/或者引起作用于小腸壁的壓力，從而直接地或者通過(guò)延長(zhǎng)胃排空時(shí)間來(lái)引起飽腹感。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的方法包含給受試者施用導(dǎo)致回腸制動(dòng)的本發(fā)明組合物(Maljaars Pff, Peters HP, Mela DJ, Masclee AA. , Ileal brake :a sensible food target for appetite cintrol, Physiol Behav. 2008 Oct 20 ；95 (3) :271-81)，因此釋放引起飽腹感的激素和神經(jīng)遞質(zhì)。這種激素和神經(jīng)遞質(zhì)可以包括膽囊收縮素(CCK)、瘦素、 肥胖抑制素、nesfatin(飽欲調(diào)節(jié)劑)-1、以及可引起飽腹感的其它神經(jīng)信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠產(chǎn)生對(duì)小腸壁的壓力、增加小腸內(nèi)容物的體積、或者同時(shí)發(fā)生這兩種情況。在某些實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠通過(guò)稀釋食物團(tuán)內(nèi)的食物而減少小腸內(nèi)壁組織與食物顆粒間的接觸，由此減慢營(yíng)養(yǎng)素?cái)z入血流。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠在胃中發(fā)生溶脹接著被消化，接著移動(dòng)入小腸，再移動(dòng)至結(jié)腸并在其中被降解。優(yōu)選地，可食用聚合物水凝膠在結(jié)腸中的降解釋放出大量的其水容量，例如至少約70^^80^^90%或95%的水凝膠的水含量，由此維持受試者的體液平衡。在一個(gè)更優(yōu)選的實(shí)施方案，可食用聚合物水凝膠包含在胃液的pH值下基本無(wú)吸收性的交聯(lián)離子聚合物。食物的攝取導(dǎo)致胃PH值快速增加，從而導(dǎo)致可食用聚合物水凝膠在胃中發(fā)生溶脹。當(dāng)食物被消化時(shí)，胃PH值下降，從而導(dǎo)致可食用聚合物水凝膠塌陷成可以轉(zhuǎn)移入小腸的形態(tài)。在小腸的PH值下，可食用聚合物水凝膠再次溶脹，然后轉(zhuǎn)移入結(jié)腸， 在其中被降解，從而釋放出至少約70 %、80 %、90 %或95 %的其水含量。在一些實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠具有大致類(lèi)似于經(jīng)咀嚼或部分消化的食物的流變性能。在一些實(shí)施方案中，在受試者的胃或小腸中可食用聚合物水凝膠與存在的食物團(tuán)混合，從而在不相應(yīng)地增加能量含量的情況下增加食物團(tuán)的體積。優(yōu)選地，可食用聚合物水凝膠基本上沒(méi)有能量含量。本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及具有大致類(lèi)似于纖維的流變性能的可食用聚合物水凝膠。在一些實(shí)施方案中，在受試者中所述組合物與存在的食物團(tuán)混合，從而減慢胃的排空，延遲一些營(yíng)養(yǎng)素在小腸中的吸收并降低血清膽固醇。例如，所述組合物可以降低血清膽固醇、降低心血管病的慢性病的危險(xiǎn)性(Jacobs DR, Jr.，Meyer ΚΑ, Kushi LH, Folsom AR. Whole-grain intake may reduce the risk of ischemic heart death in postmenopausal women :the Iowa Women ' s Health Study. Am J Clin Nutr. 1998 68(2) :248-257；Rimm EB, Ascherio A, Giovannucci E, Spiegelman D, Stampfer MJ, Willett WC。蔬菜、水果和谷類(lèi)纖維攝取與男性中冠狀動(dòng)脈心臟病的危險(xiǎn)性。JAMA. 1996 ； 275(6) :447-451 ；Keenan JM, Pins JJ, Frazel C, Moran A, Turnquist L。 1 - ^華低輕度高血壓或臨界高血壓患者的收縮壓和舒張壓預(yù)試驗(yàn).J Fam Pract. 2002 51(4) 369)、結(jié)腸直腸癌(Track B, Lanza Ε, Greenwald P.膳食纖維、蔬菜與結(jié)腸癌critical review and meta-analyses of the epidemiologic evidence. J Natl Cancer Inst. 1990 ； 82(8) :650-661)、憩室病危險(xiǎn)性的降低(相對(duì)常見(jiàn)的病態(tài)，其特征是在結(jié)腸中形成小口(憩室))(Korzenik JR. Case ClOsed ？ Diverticulitis :epidemiology and fiber. J ClinGastroenterol. 2006 ；40 Suppl 3 :S112_116)。在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明組合物被通常生存于結(jié)腸中的細(xì)菌發(fā)酵，從而形成有利的短鏈脂肪酸(醋酸、丙酸和丁酸)(Kumar，C. M.等人.Modulatory effect of butyric acid—a product of Modulatory fiber fermentation in exprimentally induced diabetic rats, The Journal of Nutritional Biochemistry, Volume 13, Issue 9, 522-527)。已顯示這種短鏈脂肪酸可降低血清膽固醇水平、引起飽腹感并且防止發(fā)生結(jié)腸癌。在前述方法中，可以在食入例如飯和點(diǎn)心之前服用可食用聚合物水凝膠，或者與食物一起服用。例如，可以在飯前1或2小時(shí)內(nèi)服用可食用聚合物水凝膠，或者與進(jìn)食同時(shí)服用。可以采用多種形態(tài)施用可食用聚合物水凝膠，例如粉劑、膠囊、片劑或扁囊劑，或者作為食物的或飲料的成分而服用。本文中對(duì)適合的劑型以及改良食物和飲料進(jìn)行了描述。食物和食品本發(fā)明涉及改良食物和食品，包括用與相應(yīng)的常規(guī)食物和食品相比具有較低能量密度的本發(fā)明改良食品所制備的食物。因此，當(dāng)以與相應(yīng)的常規(guī)食物相同的體積服用時(shí)，本發(fā)明改良食物可提供較少的熱量同時(shí)產(chǎn)生與常規(guī)食物大致相似程度的飽腹感。因此，當(dāng)與給定量的食物一起服用時(shí)，部分消化的改良食物在胃和小腸中的體積將增加并導(dǎo)致飽腹感增強(qiáng)。 本文中使用的術(shù)語(yǔ)“食物”是指可食用的可口的組合物，該組合物可以被攝入并且可呈煮熟或未煮熟的形式。食物包括熱的或冷的谷類(lèi)，例如，燕麥片和玉米片；營(yíng)養(yǎng)食物棒、烘焙食品、面條、糖漿、果泥、糖果、飲料、奶昔、加工肉、寵物食品、乳制品、冷凍食物(如冰淇淋、冷凍酸奶)；冷凍甜食(包括雪糕)；玉米粥(risotto)、意式調(diào)味飯(risotto)、鷹嘴豆泥(hummus)、蒸粗麥粉(couscous)等等。食物意圖用于人、寵物和/或獸用，但優(yōu)選地將改良食物用于人。本文中使用的術(shù)語(yǔ)“食品”是指在食物制備中用作成分的材料或組合物。本文所述的可以改良的食品的實(shí)例包括由谷物、谷類(lèi)、淀粉質(zhì)水果和蔬菜制成的食品。合適的實(shí)例包括面粉，如由小麥、大米、玉米、燕麥、馬鈴薯、高粱、小米、黑麥、小黑麥和大麥制成的面粉。其它面粉包括粗粒小麥面粉、Atta面粉、蕎麥面粉、木薯淀粉面粉、糙米面粉、糯米面粉、面條面粉、意大利面面粉(pasta flour)、栗子面粉、各種堅(jiān)果面粉、鷹嘴豆面粉、豆類(lèi)面粉、豌豆面粉、斯佩爾特面粉(spelt flour)和馬鈴薯淀粉面粉。可以改良的食品還包括 玉米淀粉、即食土豆泥、制備的用于烘焙食品的混合配料(包括面包面團(tuán)、蛋糕混合配料、 煎薄餅混合配料等等)。根據(jù)本發(fā)明的可以改良的其它食品包括干小麥(bulgur)、藜麥 (quinoa)、小黑麥、歐洲防風(fēng)草、車(chē)前草、馬鈴薯、南瓜、小青南瓜(acorn squash)、冬南瓜 (butternut squash)、西葫蘆、青豌豆、玉米、山藥、芋頭、木薯、和面包果。用于本發(fā)明的優(yōu)選食品是以碳水化合物為主的食品。術(shù)語(yǔ)“改良”，正如本文中將該術(shù)語(yǔ)應(yīng)用于食物和食品，是指包含可食用聚合物水凝膠作為成分或組分的食物或食品?？梢詫?duì)改良食物或食品與相應(yīng)的“常規(guī)”或未改良的食物或食品(即，相應(yīng)的不包含可食用聚合物水凝膠的食物或食品)進(jìn)行比較。可食用聚合物水凝膠具有低于常規(guī)食物或食品的能量密度，因此減弱了改良食物或食品的能量含量。因此，本發(fā)明的改良食物和食品具有低于其常規(guī)對(duì)應(yīng)物的能量密度。然而，可按與常規(guī)食物相同的體積食用，由此獲得大致相似程度的飽腹感。此外，在某些實(shí)施方案中，食物中的可食用聚合物水凝膠是脫水的并且一旦接觸胃或小腸的內(nèi)容物則發(fā)生溶脹，由此引起相對(duì)于所吃入食物的體積而言更大的充實(shí)感。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及呈可用于烹調(diào)的形式的可食用聚合物水凝膠，如本文所述的那些。例如，可以對(duì)可食用聚合物水凝膠進(jìn)行干燥和研磨，而制造顆粒、細(xì)?；蚣?xì)粉?？墒秤镁酆衔锼z也可以呈脫水、溶脹或部分溶脹的狀態(tài)、或者這些的組合而提供，并且呈任何形式(如粉劑、顆粒、細(xì)粒、凝膠和薄膜)?？梢詫?duì)可食用聚合物水凝膠進(jìn)行包裝(例如在氣密性容器或袋中)后供銷(xiāo)售和使用，并且任選地與說(shuō)明書(shū)一起進(jìn)行包裝后供烹調(diào)用。在一個(gè)實(shí)施方案中，使用說(shuō)明書(shū)包括使用該可食用聚合物水凝膠的配方。本發(fā)明的改良食物和食品優(yōu)選地包含碳水化合物成分(如易消化的碳水化合物成分)。優(yōu)選地，在這種改良食物和食品中，可食用聚合物水凝膠代替至少一種碳水化合物成分的至少一部分。特別優(yōu)選的是，可食用聚合物水凝膠代替常規(guī)食物或食品中的至少一部分易消化的碳水化合物。因此，在此實(shí)施方案中，與相應(yīng)的常規(guī)食物或食品相比，改良食物或食品中易消化的碳水化合物的含量降低。在一個(gè)實(shí)施方案中，該改良食物包含溶脹或水合的可食用聚合物水凝膠。在此實(shí)施方案中，在食物制備期間以溶脹狀態(tài)將可食用聚合物水凝膠作為成分加入，或者以脫水狀態(tài)或部分溶脹狀態(tài)加入然后在食物制備期間發(fā)生溶脹。在一個(gè)實(shí)施方案中，在食物制備期間形成可食用的聚合物水凝膠。在此實(shí)施方案中，在食物制備期間將可食用聚合物水凝膠的聚合物和交聯(lián)劑成分加入到食物的一種或多種其它成分中，從而在制備過(guò)程中(例如烹調(diào)時(shí))形成可食用聚合物水凝膠。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供包含可食用聚合物水凝膠的食物，其中可食用聚合物水凝膠是以脫水狀態(tài)存在于食物中。在此實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠在攝取后在胃和/或小腸中發(fā)生溶脹。任選地用防潮層對(duì)脫水的可食用聚合物水凝膠進(jìn)行包衣，以防止或抑制水凝膠在食物制備和/或存放期間吸收濕氣。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種制備包含可食用聚合物水凝膠的食物或食品的方法，該方法包括在一種或多種其它成分存在下，使聚合物與交聯(lián)劑接觸，由此形成包含可食用聚合物水凝膠的食物或食品。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供可用于制備本發(fā)明改良食物的食品，該食品包含可食用聚合物水凝膠。例如，可以將可食用聚合物水凝膠干燥并研磨至細(xì)粒徑再加入到面粉中(例如任何上述面粉)，以產(chǎn)生改良面粉。可食用聚合物水凝膠也可以以其它形式(包括顆粒、細(xì)粒和薄膜)加入到面粉中?？墒秤镁酆衔锼z在改良面粉中的量可以變化，但通常在5至55重量％的范圍內(nèi)。可以把改良面粉與使用說(shuō)明書(shū)包裝在一起。使用說(shuō)明書(shū)可以包括用于制備改良食物的配方。本發(fā)明的改良面粉可用于包裝的烘焙食品的混合配料(如蛋糕粉、面包混合配料、餅干混合配料和煎薄餅混合配料)以及包裝的面團(tuán)(如面包面團(tuán)和餅干面團(tuán))?；蛘?，可以通過(guò)以減小的量(例如比常規(guī)食物混合配料少約5%至約 55% )將常規(guī)面粉加入到其它成分中來(lái)制備改良的混合配料和面團(tuán)，并且建立與研磨的或薄膜化的可食用聚合物水凝膠的平衡?？梢允褂帽景l(fā)明的改良面粉、混合配料和面團(tuán)來(lái)制備使用面粉的任何食品，包括烘焙食品，如面包、蛋糕、松餅、面粉糕餅、早餐谷類(lèi)、意大利面、布丁和肉汁?；蛘?，可以通過(guò)減少相應(yīng)的常規(guī)食物中所使用面粉的量來(lái)制備這種改良食物，并且建立與可食用聚合物水凝膠(以脫水、溶脹或部分溶脹的狀態(tài)或者這些狀態(tài)的組合以及以諸如粉劑、顆粒、細(xì)粒、 薄膜等的任何形式存在)的差異。本發(fā)明進(jìn)一步提供包含可食用聚合物水凝膠作為成分的改良食物。優(yōu)選的改良食物包括具有碳水化合物基質(zhì)的食物，包括由谷物、谷類(lèi)和/或淀粉質(zhì)蔬菜制備的食物。在一個(gè)實(shí)施方案中，相對(duì)于相應(yīng)的常規(guī)食物，可食用聚合物水凝膠代替至少一部分(例如約5% 至約55%、5%至40%、5%至30%、5%至20%、或者5%至10% )的碳水化合物含量。具有碳水化合物基質(zhì)的改良食物包括烘焙食品、面包、餅干、薄脆餅干(cracker)、意大利面、 谷類(lèi)(包括熱和冷的早餐谷類(lèi))、以馬鈴薯為主的食物(包括土豆泥和油炸馬鈴薯)、營(yíng)養(yǎng)食物棒、營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑、飲料(包括營(yíng)養(yǎng)飲料和奶昔)。本發(fā)明還提供用于制造改良食物或食品的方法。該方法包括用可食用聚合物水凝膠來(lái)代替食物或食品的至少一部分碳水化合物含量，由此形成改良食物或食品。碳水化合物含量的部分可以通過(guò)從食物或食品中或者從用于制備食物或食品的一種或多種成分中除去該部分并且用可食用聚合物水凝膠來(lái)代替， 優(yōu)選地以與所除去部分體積大致相同的體積來(lái)代替。例如，可以使用本發(fā)明改良面粉或者通過(guò)用食用聚合物水凝膠代替常規(guī)面包配方中的至少一部分面粉來(lái)制備改良面包。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的改良食物是寵物食物，例如用于狗或貓或者其它哺乳動(dòng)物寵物的食物。寵物食物可以是呈塊或顆粒形式的包含可食用聚合物水凝膠作為成分的干寵物飼料。在另一個(gè)實(shí)施方案中，將干寵物食物與水合形式或脫水形式的可食用聚合物水凝膠的顆粒混合。在另一個(gè)實(shí)施方案中，寵物食物是包含可食用聚合物水凝膠的濕食物(如灌裝寵物食品)。本發(fā)明還提供呈水合或脫水形式的可食用聚合物水凝膠，其適于與寵物食品混合。例如，濕寵物食品與可食用聚合物水凝膠的混合，可在不大幅增加熱量值的情況下增加食物的體積。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的改良食物以可溶性和/或不可溶性纖維、碳水化合物、蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)和/或健康脂肪的形式提供顯著的營(yíng)養(yǎng)利益。優(yōu)選地，改良食物也是可口的，并且具有促進(jìn)食欲的味道和質(zhì)地。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述改良食物提供用來(lái)代替膳食或點(diǎn)心的便利的賦形劑，該賦形劑意圖供希望減重的人使用。雖然消費(fèi)者表示對(duì)更健康并且?guī)椭淇刂企w形和體重及達(dá)到其它健康目的的點(diǎn)心和其它食物的喜好，但是他們表示出很少意向要犧牲其喜愛(ài)食物或點(diǎn)心的感官特性。因此，優(yōu)選的發(fā)明改良食物應(yīng)是可口的。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的改良食物是營(yíng)養(yǎng)食物棒。本發(fā)明的改良食物棒代表對(duì)常規(guī)食物棒的改良。除了可食用聚合物水凝膠外，本發(fā)明的改良食物(如營(yíng)養(yǎng)食物棒)還可以含有多種食物成分。這種食物成分包括碳水化合物、纖維、蛋白質(zhì)、脂肪和油、甜味劑和調(diào)味料、以及維生素和礦物質(zhì)。在一個(gè)實(shí)施方案中，改良食物是熱或冷的谷類(lèi)或營(yíng)養(yǎng)食物棒。谷類(lèi)可以是冷的谷類(lèi)(包括小麥、玉米、燕麥、小腸大米)或者其它細(xì)粒(如玉米片)以及本領(lǐng)域已知的其它谷類(lèi)。谷類(lèi)也可以是熱的谷類(lèi)，包括小麥、玉米、燕麥、大米或其它谷物(如燕麥片)。在其它實(shí)施方案中，本發(fā)明的改良食物是乳制品，如酸奶或奶酪(包括軟質(zhì)奶酪， 如奶油奶酪、白軟干酪(cottage cheese)和加工美國(guó)奶酪)。本發(fā)明的改良乳制品具有低于其常規(guī)對(duì)應(yīng)物的能量密度，同時(shí)保留了常規(guī)食物的質(zhì)地和/或感官特性?？梢园芽墒秤镁酆衔锼z加入到食物(如酸奶)中以提供香味和/或質(zhì)地，例如代替水果塊?？墒秤镁酆衔锼z可以在例如包含適當(dāng)調(diào)味劑(如水果調(diào)味料)的水溶液中溶脹。在另一個(gè)實(shí)施方案中，改良食物是甜點(diǎn)，如糖漿、布丁、慕斯、冰淇淋、冷凍酸奶或蛋奶凍(custard)。本發(fā)明進(jìn)一步提供制造本發(fā)明改良食物的方法?？梢杂贸Ｒ?guī)方法和配方來(lái)制備該改良食物，但是加入可食用聚合物水凝膠作為額外的成分或者作為全部或部分的另一種成分的代用品?？墒秤镁酆衔锼z可以完全地混合于改良食物中，或者可以包含于所述組合物的非連續(xù)部分中，例如作為包衣、或者以顆?；蛑榱５臓顟B(tài)。該食物可以是未經(jīng)烹調(diào)的或者經(jīng)烹調(diào)的(例如通過(guò)烘焙、油炸、烤焙或烘焙)。在一個(gè)實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠是食物(如餅干或者巧克力塊)組分中的成分。例如，可采用粉末的形式將可食用聚合物水凝膠加入到熔融巧克力中，然后冷卻而形成包含可食用聚合物水凝膠的巧克力塊或者包衣。在另一個(gè)實(shí)施方案中，水凝膠是食物自身的組分之一。在另一個(gè)實(shí)施方案中，通過(guò)烹調(diào)優(yōu)選烘焙來(lái)制備改良食物(如食物棒或餅干)。在此方法中，制備包含可食用聚合物水凝膠和其它成分(如碳水化合物成分、脂肪或油、蛋白質(zhì)成分和調(diào)味料)的面團(tuán)或面糊。此面團(tuán)可以形成單塊餅干或食物棒，或者形成較大的形態(tài)并在烘焙之前或之后由其切出單塊棒或餅干。在烘焙后，可任選地用常規(guī)包衣材料(如熔融包衣材料，包括熔融巧克力或香草精、堅(jiān)果、格蘭諾拉(granola))或者本領(lǐng)域熟知的其它包衣對(duì)棒或餅干進(jìn)行包衣。在另一個(gè)實(shí)施方案中，制造本發(fā)明改良食物的方法不包括烹調(diào)或加熱。此方法的優(yōu)點(diǎn)是避免對(duì)熱敏感維生素和礦物質(zhì)的破壞。另外，此方法中可減少能源需求和加工時(shí)間。 該方法可以是間歇過(guò)程或者連續(xù)過(guò)程。在用于制備食物棒的一個(gè)實(shí)施方案中，該方法是連續(xù)的，其中首先將成分加以混合?？梢酝ㄟ^(guò)混合將各成分合并，假設(shè)各成分包含意圖保持完整的格蘭諾拉塊、餅干等等，混合過(guò)程基本上保持這些塊的完整性。將合并的成分轉(zhuǎn)移到常規(guī)的糖果型棒材擠出機(jī)(如Werner-Lahara棒材擠出機(jī))的傳送帶和加料斗上，該擠出機(jī)具有相對(duì)的滾筒，迫使混合物經(jīng)過(guò)模具而形成擠出物或核芯。優(yōu)選地，在約在室溫下進(jìn)行擠出。優(yōu)選的擠出形狀是矩形棒，但是可以使用適當(dāng)?shù)臄D出機(jī)模具制造點(diǎn)心棒領(lǐng)域中已知的其它形狀棒(如圓柱形的、和半圓柱形的棒)。使用適當(dāng)?shù)那懈钛b置(如鍘刀式切割機(jī)或金屬線(xiàn)切割機(jī))例如以常規(guī)方式將擠出物切割成單獨(dú)的食物尺寸塊。優(yōu)選地將擠出物切割形成期望尺寸的食物棒。本發(fā)明的制備食物棒或餅干的方法可以進(jìn)一步包括對(duì)棒或餅干進(jìn)行包衣的步驟， 例如通過(guò)將其包裹、噴涂或浸泡在包衣材料(如熔融的包衣材料，例如熔融巧克力))中進(jìn)行包衣。熔融包衣材料可以與包衣棒相同或不同。然后，將表面包衣冷卻(優(yōu)選利用在冷卻隧道中冷卻)以使包衣材料固化?？捎贸Ｒ?guī)方式將常規(guī)的裝飾配料(topping)(如格蘭諾拉或磨碎的堅(jiān)果)蓋在包衣產(chǎn)品上。然后可以對(duì)改良食物(如營(yíng)養(yǎng)棒或餅干)進(jìn)行包裝，優(yōu)選地將其包裝在常規(guī)的食品級(jí)箔層疊包裝膜中。包裝在箔層疊膜中可保留產(chǎn)品的含水量，并且防止可食用聚合物水凝膠吸收周?chē)臐駳庖约霸跀z取前的長(zhǎng)期保存期間發(fā)生溶脹。可以采用常規(guī)方式用惰性氣體(如氮?dú)?吹掃包裝的內(nèi)部來(lái)降低包裝中的氧氣含量。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的改良食物具有低含水量(例如低于約10重量％ )，但仍然是耐咀嚼的并且具有濕潤(rùn)口感。在一個(gè)實(shí)施方案中，該食物在非致冷條件下的儲(chǔ)存穩(wěn)定期為至少6至12個(gè)月?？梢酝ㄟ^(guò)用可食用聚合物水凝膠對(duì)谷類(lèi)塊(如片)進(jìn)行包衣來(lái)制備本發(fā)明改良的熱或冷的早餐谷類(lèi)?？梢詫⒖墒秤镁酆衔锼z加入到谷類(lèi)中作為不同的塊，任選地將其與一種或多種其它食物成分(如堅(jiān)果、糖等)混合。也可以將可食用聚合物水凝膠作為谷類(lèi)的整體成分而加入，例如在烘焙的谷類(lèi)中，在烘焙前加入到面團(tuán)或面糊中。可以用防潮層對(duì)可食用聚合物水凝膠進(jìn)行包衣、部分包衣、或者不包衣。對(duì)于本發(fā)明的改良的熱的谷類(lèi)，可以將可食用聚合物水凝膠包覆在谷類(lèi)塊上，并且可以對(duì)可食用聚合物水凝膠進(jìn)行脫水、部分溶脹或溶脹，從而產(chǎn)生更大的體積或減小的體積。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種包含酸(如檸檬酸、抗壞血酸、琥珀酸、酒石酸、磷酸或磷酸二氫鉀)和PH敏感性可食用聚合物水凝膠的飲料。優(yōu)選地，飲料的pH值優(yōu)選為4或以下，或者更優(yōu)選在2. 5與4之間。適合的可食用聚合物水凝膠包括含有多酸聚合物(如上所述的那些)的可食用聚合物水凝膠。這種可食用聚合物水凝膠在飲料的低 PH值下將不會(huì)吸收大量的水，但在胃中將會(huì)吸收液體，特別在進(jìn)食期間胃pH值增加時(shí)。例如可以用水果調(diào)味劑或水果汁對(duì)飲料進(jìn)行調(diào)味。飲料也可以含有營(yíng)養(yǎng)素例如維生素和礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)、電解質(zhì)和/或糖(如蔗糖或葡萄糖)。這種營(yíng)養(yǎng)素可以由水果汁成分提供，或者以純化的營(yíng)養(yǎng)素或營(yíng)養(yǎng)素混合物的形式提供。飲料可以包含其它調(diào)味劑(包括人工甜味劑)、以及天然和/或人工色素。本發(fā)明的飲料可以作為方便飲料而銷(xiāo)售，或者以濃縮液或粉末狀態(tài)(消費(fèi)者向其中加入水)銷(xiāo)售。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供能夠持久地向小腸提供水和礦物質(zhì)(用于延長(zhǎng)水合反應(yīng))的飲料。通過(guò)將溶脹的可食用聚合物水凝膠微球加入飲料中而獲得此結(jié)果?？墒秤镁酆衔锼z與飲料一起攝入，并且一旦到達(dá)小腸則在濃度梯度下釋放液體和鹽。然后， 可食用聚合物水凝膠與糞便一起排出。為了提供此產(chǎn)品，對(duì)在脫水狀態(tài)下加入的水凝膠顆?；蛭⑶蜻M(jìn)行包裝以防止液體進(jìn)入，例如在瓶蓋上(圖1)。視情況，將水凝膠微球與添加劑(如意圖口服施用的蛋白質(zhì)、 鹽和/或分子)一起裝入。在飲用前，使蓋下的容器破裂，從而將可食用聚合物水凝膠釋放入液相，在液相中開(kāi)始溶脹(圖幻。添加劑首先在液體團(tuán)中開(kāi)始釋放，然后在胃腸道的整個(gè)通道釋放。貯存的可食用聚合物水凝膠的量是作為水合反應(yīng)時(shí)間與鹽和所期望的加入營(yíng)養(yǎng)素的函數(shù)而變化。然而，對(duì)貯存在瓶中的可食用聚合物水凝膠的最大量進(jìn)行調(diào)整，使得其不能吸收所有的液相，從而形成微珠混懸劑而不是塊狀凝膠。此特定應(yīng)用領(lǐng)域的第二種方法包括使用飲料或其它液體、半液體或冷凍食物作為可食用聚合物水凝膠材料的載體，從而產(chǎn)生填充劑效應(yīng)(圖幻。適合的食物包括乳制品 (如酸奶、冰淇淋、冷凍酸奶、冷凍蛋奶凍、和湯)；為達(dá)到此目的，用蛋白質(zhì)或大分子膜或其它適合的保護(hù)性防潮層對(duì)干燥形式的可食用聚合物水凝膠進(jìn)行包衣；包衣不溶于水或水溶液，因此可防止在攝取前水凝膠在液體中發(fā)生溶脹。一旦可食用聚合物水凝膠到達(dá)胃，包衣即溶解或被消化并且可食用聚合物水凝膠開(kāi)始溶脹，因而增加存在于胃中的液體的粘度。 此外，借助于此包衣保護(hù)，可以攝取大量的材料而不必吞下大量的干凝膠填充膠囊?？墒秤镁酆衔锼z本發(fā)明的可食用聚合物水凝膠是選自均聚物、共聚物、聚合物共混物、交聯(lián)聚合物、超大孔聚合物、互穿聚合物、高吸水性聚合物和聚合物復(fù)合物。在某些實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠是高吸水性的可食用聚合物水凝膠。在某些實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠具有與胃液或腸液混合的經(jīng)咀嚼或磨碎食物相似的流變性能。本文中使用的術(shù)語(yǔ)“可食用聚合物水凝膠”是能夠吸收為干聚合物重量許多倍的水和水溶液的交聯(lián)親水性聚合物。術(shù)語(yǔ)“可食用聚合物水凝膠”是指交聯(lián)聚合物的任何水合狀態(tài)，從干燥的或“干凝膠”狀態(tài)到完全水合的凝膠狀態(tài)。所屬領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解， 可食用聚合物水凝膠的期望水合狀態(tài)取決于其預(yù)期用途。例如，在上述可食用聚合物水凝膠在口服后發(fā)生溶脹的方法中，以基本上脫水的狀態(tài)(基本上保留了可食用聚合物水凝膠吸水能力的狀態(tài))施用可食用聚合物水凝膠。“脫水”的可食用聚合物水凝膠保持其至少約 70 %、80 %、90 %、95 %、98 %或99 %或更多的吸收能力。脫水的可食用聚合物水凝膠的含水量例如通常小于25重量％、優(yōu)選小于約10重量％、最優(yōu)選約5重量％或以下。本文中使用的術(shù)語(yǔ)“可食用聚合物水凝膠”是指處于任何水合狀態(tài)的聚合物水凝膠，其是(1)通過(guò)將聚合物(如可食用聚合物)與交聯(lián)劑(例如可食用交聯(lián)劑)交聯(lián)；和/ 或( 將親水聚合物與多元羧酸交聯(lián)而制造。優(yōu)選地，可食聚合物水凝膠由可食用材料制備，例如食品級(jí)材料、或者通常被美國(guó)食物與藥物管理局定義為安全(“GRAS”)的材料，或者被歐盟定義的食品添加劑?？墒秤镁酆衔锼z是由可食用材料制成的，如果該材料是利用交聯(lián)劑使食品級(jí)或GRAS聚合物發(fā)生交聯(lián)而獲得。優(yōu)選地，可食用聚合物水凝膠在結(jié)腸中降解但在胃或小腸中不降解?？墒秤镁酆衔锼z具有可生物降解的交聯(lián)、可生物降解的骨架，優(yōu)選地具有兩者。“可食用聚合物”是具有生物可降解骨架的聚合物。“可食用交聯(lián)劑”是與聚合物形成生物可降解交聯(lián)的交聯(lián)劑，并且交聯(lián)降解產(chǎn)物對(duì)于食用是安全的。本文中使用的術(shù)語(yǔ)“生物可降解材料”是指在已接受口服施用的受試者的胃腸道內(nèi)部分或完全降解的材料。這種降解是發(fā)生在材料停留于胃腸道中的時(shí)間內(nèi)，優(yōu)選發(fā)生在結(jié)腸內(nèi)。優(yōu)選地，降解的程度足以將至少70180190%或更多的可食用聚合物水凝膠中所吸收的液體釋放入受試者的胃腸道或結(jié)腸。在可食用聚合物水凝膠的合成中所使用的所有材料(例如溶劑)不必都是可食用的。然而，優(yōu)選的是，任何這種非可食用材料基本上不存在于可食用的聚合物水凝膠中。例如，在使用前，應(yīng)該將制備可食用聚合物水凝膠中所使用的任何不可食用的有機(jī)溶劑基本上除去。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，某些低水平的殘留的非材料是可接受的，這取決于其身份?？砂l(fā)生交聯(lián)而制造本發(fā)明所使用的可食用聚合物水凝膠的聚合物包括多糖類(lèi)和多糖類(lèi)衍生物，如纖維素，包括烷基纖維素，如C1-C6-烷基纖維素(包括甲基纖維素、乙基纖維素和正丙基纖維素)；取代的烷基纖維素，包括羥基-C1-C6-烷基纖維素和羥基-C1-C6-烷基-C1-C6-烷基纖維素(如羥乙基纖維素、羥基正丙基纖維素、羥基正丁基纖維素、羥丙基甲基纖維素、乙基羥乙基纖維素)、羧甲基纖維素和醋酸纖維素；淀粉類(lèi)，如玉米淀粉、羥丙基淀粉和羧甲基淀粉；取代的葡聚糖，如硫酸葡聚糖、磷酸葡聚糖和二乙氨基葡聚糖；糖胺聚糖類(lèi)，包括肝素、透明質(zhì)酸、軟骨素、硫酸軟骨素和硫酸乙酰肝素；殼聚糖、海藻酸鹽、角叉菜膠、果膠、透明質(zhì)酸；β -葡聚糖和聚糖醛酸，如聚葡糖醛酸、聚甘露糖醛酸、聚半乳糖醛酸和聚阿糖酸。優(yōu)選的聚合物是纖維素衍生物，特別是羧甲基纖維素。適合的交聯(lián)劑包括檸檬酸、蘋(píng)果酸和蛋白質(zhì)(包括明膠和膠原)。也可以使聚合物直接發(fā)生交聯(lián)，例如美國(guó)公開(kāi)專(zhuān)利申請(qǐng)No. 2008/0227944號(hào)中所述，其全部?jī)?nèi)容以引用的方式并入本文。從結(jié)構(gòu)上講，可食用聚合物水凝膠是二維或三維的大分子構(gòu)型。它們是通過(guò)數(shù)種方法合成，包括但不限于 (a)由單體合成(交聯(lián)聚合)；(b)由聚合物和聚合助劑合成(接枝聚合和交聯(lián)聚合)；(c) 由聚合物和非聚合助劑合成(交聯(lián)聚合物)；(d)利用能源由聚合物合成(不使用助劑的交聯(lián)聚合物)；以及(e)由聚合物合成(通過(guò)反應(yīng)性聚合物-聚合物的相互連接發(fā)生交聯(lián))。 合成中所采用的原料和技術(shù)是水凝膠關(guān)鍵性能及其用途范圍的主要因素?，F(xiàn)有許多用于獲得在藥學(xué)和/或醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中有潛在應(yīng)用的具有三維聚合物構(gòu)型的高純度水介質(zhì)吸收性材料的方法(a)化學(xué)方法離子性和/或配位性相互復(fù)合(即， Widra的美國(guó)專(zhuān)利No. 4，570，629和Band等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 5，153，174)；與具有帶雙鍵或環(huán)的反應(yīng)性基團(tuán)的低聚物或反應(yīng)性聚合物發(fā)生交聯(lián)(即，F(xiàn)ranzblau等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 5，489，261以及Doi 1 Ion等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 5，863，984)；利用放射線(xiàn)進(jìn)行交聯(lián) (即，Kuamz等人的美國(guó)專(zhuān)利No. RE33, 997 ；Miyata的美國(guó)專(zhuān)利No. 4，264，155 ；和Bell等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 5，948，4 )；以及(b)物理方法利用微波進(jìn)行交聯(lián)(即，Reichman等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 5，859，077和6，168, 762)；冷凍干燥(即，Williams等人的美國(guó)專(zhuān)利 No. 5，676，967，和McGregor等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 5，869，080)；以及脫氫熱交聯(lián)(即，Berg等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 4，837，285 ；Akhtar等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 4，950，485 ；和Brodsky等人的美國(guó)專(zhuān)利 No. 4，971，954)。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠是pH敏感性的，S卩，其液體容積是pH 值的函數(shù)。這種可食用聚合物水凝膠包括由多堿或多酸的聚合物構(gòu)成的水凝膠，包含多酸聚合物的可食用聚合物水凝膠在高PH值下比在低pH值下將顯示更大的液體容積。當(dāng)與食物的成分一起食用或者作為食物成分食用時(shí)，這種可食用聚合物水凝膠當(dāng)在攝入食物后胃的PH值增加時(shí)將發(fā)生溶脹，然后在消化食物后胃pH值下降時(shí)至少部分地塌陷。在一個(gè)實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠在胃中充分地塌陷從而釋放其至少50%的液體含量。一旦可食用的聚合物水凝膠發(fā)生塌陷，它將通過(guò)胃的清除機(jī)制被清除至小腸中。優(yōu)選地，可食用聚合物水凝膠顆粒在胃中塌陷至尺寸小于2mm，從而使其能夠通過(guò)幽門(mén)(位于胃與小腸連接處的括約肌)。由于上消化道的中性PH值，這種可食用聚合物水凝膠將在小腸中溶脹達(dá)足以顯著減少對(duì)糖和脂肪的吸收的一段時(shí)間，因此在結(jié)腸中充分縮小以從身體排泄之前增加飽腹感和血糖控制。這種收縮可以例如通過(guò)可食用聚合物水凝膠因失去交聯(lián)發(fā)生降解而發(fā)生，從而導(dǎo)致流體釋放以及體積充分減少以從身體排泄。水在聚合物降解后的釋放有助于預(yù)防腹瀉和脫水。在一個(gè)實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠包含與多元羧酸進(jìn)行交聯(lián)的親水聚合物；在W02009/021701和W02009/022358中對(duì)此類(lèi)型的可食用聚合物水凝膠進(jìn)行了描述，這兩篇專(zhuān)利的全部?jī)?nèi)容以引用的方式并入本文。在其它實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠包含至少兩種用多元羧酸交聯(lián)的親水性聚合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠包含離子聚合物、非離子聚合物和多元羧酸(優(yōu)選C4至C12的二羧酸、三羧酸或四羧酸)，其中多元羧酸交聯(lián)離子聚合物和非離子聚合物。離子聚合物與非離子聚合物的重量比優(yōu)選為約 1 5至約5 1、更優(yōu)選約2 1至約5 1、最優(yōu)選約3 1。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中， 離子聚合物是羧甲基纖維素(CMC)，非離子聚合物是羥乙基纖維素，多元羧酸是檸檬酸。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠包含離子聚合物，例如陰離子聚合物或陽(yáng)離子聚合物。更優(yōu)選地，離子聚合物是羧甲基纖維素或其鹽(如羧甲基纖維素鈉)。在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠包含與檸檬酸交聯(lián)的羧甲基纖維素。在一個(gè)實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠包含與蛋白質(zhì)交聯(lián)的如上所述的纖維素聚合物。在人胃腸道中有許多蛋白水解酶，蛋白水解酶將容易地消化蛋白質(zhì)交聯(lián)劑，并且可食用聚合物水凝膠網(wǎng)絡(luò)將會(huì)分解，從而消除在胃腸道中發(fā)生嵌塞的危險(xiǎn)。蛋白質(zhì)交聯(lián)劑可以是天然存在的蛋白質(zhì)(例如，胰島素)、加工蛋白質(zhì)(例如，明膠或膠原)或者合成的依序蛋白質(zhì)(例如，聚賴(lài)氨酸或聚精氨酸)。優(yōu)選的是在上胃腸道被消化的蛋白質(zhì)。在胃腸道的這個(gè)區(qū)域有胰酶(包括蛋白水解酶、脂肪酶和淀粉酶)。纖維素與蛋白質(zhì)之間的交聯(lián)可以是離子交聯(lián)或共價(jià)交聯(lián)。例如，可以通過(guò)用聚陽(yáng)離子(如聚精氨酸或聚賴(lài)氨酸)處理羧甲基纖維素的水溶液而實(shí)現(xiàn)離子交聯(lián)。共價(jià)交聯(lián)可以通過(guò)將纖維素聚合物上的官能團(tuán)與蛋白質(zhì)上的官能團(tuán)反應(yīng)而實(shí)現(xiàn)。例如，可以通過(guò)激活蛋白質(zhì)官能團(tuán)而激活蛋白質(zhì)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。例如，可以對(duì)氨基酸(如賴(lài)氨酸或精氨酸)進(jìn)行激活?；罨鞍踪|(zhì)然后可以與纖維素聚合物反應(yīng)以形成酯鍵或酰胺鍵，該鍵將形成纖維素和蛋白質(zhì)的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。為了使水凝膠分解，不需將這個(gè)酯鍵或酰胺鍵水解，類(lèi)似于其它系統(tǒng)。更確切地講，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)部分被酶消化時(shí)，水凝膠將分解?？捎糜诒景l(fā)明產(chǎn)品和方法中的可食用聚合物水凝膠，優(yōu)選地具有至少約為40的溶脹率。溶脹率(SR)是可食用聚合物水凝膠吸收水的能力的量度。SR是通過(guò)在平衡時(shí)的溶脹測(cè)量而獲得(例如，使用靈敏度為10_5的Sartorius微型比例尺(Sartorius AG, Goettingen，德國(guó)))并且是通過(guò)下式進(jìn)行計(jì)算SR = (Ws-Wd) /Wd其中，Ws是可食用聚合物水凝膠在蒸餾水(SGF/水=1 8或SIF)中浸泡1小時(shí)后的重量，Wd是浸泡前可食用聚合物水凝膠的重量，事先已對(duì)可食用聚合物水凝膠進(jìn)行干燥而去除任何殘留的水。除非另有說(shuō)明，否則本文中使用的術(shù)語(yǔ)“溶脹率”是指在作為溶脹介質(zhì)的蒸餾水中所進(jìn)行的測(cè)量，并且是以如實(shí)施例32C中所描述的方法進(jìn)行測(cè)定。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠具有至少為約40、約50、約60、約70、 約80、約90或約100的SR。例如，在某些實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠具有約10至約 100、約20至約100、約30至約100、約40至約100、約50至約100、約60至約100、約70至約100、約80至約100?；蚣s90至約100的SR。在其它實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠具有約40至約200、約40至約250、40至約300或者100至約500的SR。在某些實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠具有高達(dá)150、200、250、300、400、500或更大的SR。本發(fā)明涵蓋由本文所述的任何下限和上限所限制的所有SR范圍。在某些實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠可以吸收至少是其干重約30、40、50、60、 70、80、90、100、120或更多倍的腸液或胃液。可食用聚合物水凝膠吸收上述液體的能力可以利用常規(guī)方法(包括用獲自一位或多位受試者的體液樣品測(cè)試)進(jìn)行測(cè)試，或者用模擬體液(如模擬胃液)進(jìn)行測(cè)試。在某些優(yōu)選的實(shí)施方案中，可食用聚合物水凝膠可以吸收顯著量的模擬腸液或者將1體積模擬胃液(SGF)與8體積水混合而制成的液體?？梢岳帽绢I(lǐng)域熟知的USP試驗(yàn)液步驟來(lái)制備SGF和SIF。在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明的可食用聚合物水凝膠可以吸收其干重至少約10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、120倍或更多倍的SGF/ 水(1 8)和 / 或 SIF。材料的彈性模量是當(dāng)向物體或物質(zhì)施加力時(shí)該物體或物質(zhì)發(fā)生彈性變形(即非永久性)的傾向的數(shù)學(xué)描述。除非另有說(shuō)明，否則本文中使用的術(shù)語(yǔ)“彈性模量”是指在作為媒介物的蒸餾水中所進(jìn)行的測(cè)量，是以實(shí)施例32A中所述的方法測(cè)定的。本文中使用的優(yōu)選可食用聚合物水凝膠在蒸餾水中具有至少約100Pa、200Pa、300Pa、400I^或更大的彈性模量(以實(shí)施例32A的方法測(cè)定)。粘度是利用剪切應(yīng)力或拉伸應(yīng)力(在材料表面的平行方向或切面方向所施加的應(yīng)力)發(fā)生變形的流體的阻力的量度。除非另有說(shuō)明，否則術(shù)語(yǔ)材料(如可食用聚合物水凝膠)的“粘度”，是指利用實(shí)施例32B中的描述方案在蒸餾水中測(cè)定的值。優(yōu)選地，本文中使用的可食用聚合物水凝膠具有至少約為15^,308^50^或IOOiT1的粘度，如利用實(shí)施例32的方法測(cè)定的。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明中使用的可食用聚合物水凝膠具有大于40 的溶脹率、至少200Pa的彈性模量和至少30s—1的粘度。優(yōu)選地，以顆粒或粉末的形式使用可食用聚合物水凝膠。可食用聚合物水凝膠顆粒具有多種尺寸，但其尺寸通常是在約ι 1000 μ m的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，粒徑將在約10 800 μ m、更優(yōu)選約50 600 μ m的范圍內(nèi)。所屬領(lǐng)域技術(shù)人員可以針對(duì)具體用途選擇合適的粒徑范圍。當(dāng)溶脹時(shí)可食用聚合物水凝膠可以具有變化的流變性能，這取決于改良食物的性質(zhì)。例如，在固體組合物(如食物棒或烘焙食品)中，溶脹的聚合物可以是堅(jiān)硬的，以適應(yīng)食物的流變性能?？梢酝ㄟ^(guò)控制交聯(lián)程度來(lái)調(diào)整可食用聚合物水凝膠的流變性能。例如，與輕度交聯(lián)的水凝膠相比，高度交聯(lián)的水凝膠將會(huì)更硬，并且其水吸收性通常也較低。因此， 可以將可食用聚合物水凝膠設(shè)計(jì)成可提供期望的流變性能與期望的吸收性之間的平衡。在一個(gè)實(shí)施方案中，在用于制備本發(fā)明的改良食物之前，用防潮層對(duì)脫水的可食用聚合物水凝膠進(jìn)行包衣。因此，本發(fā)明提供用防潮層包衣的可食用聚合物水凝膠。無(wú)論是單獨(dú)或者作為本發(fā)明改良食物的成分和/或與唾液接觸后，該防潮層是不可滲透的或者防止或抑制儲(chǔ)存后可食用聚合物水凝膠的水吸收和溶脹。已發(fā)現(xiàn)通過(guò)使用在兩種成分之間的包衣層可以防止(至少抑制)復(fù)合食品中不同含水量的各成分之間的水運(yùn)輸。因?yàn)楸景l(fā)明可食用聚合物水凝膠是吸濕性的，所以理想的是對(duì)其進(jìn)行包衣。制藥工業(yè)界已對(duì)包衣片防潮層的領(lǐng)域進(jìn)行了廣泛研究。例如，英國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng) 756082公開(kāi)了，通過(guò)將濕度敏感的粉末成分與谷醇溶蛋白在醇中的溶液混合并然后將包衣粉末加工成片劑，可以降低濕度敏感性。蟲(chóng)膠是食物的防潮層包衣的用途中常用的生物聚合物，經(jīng)常與連同羥丙基纖維素一起使用(us 4，820，533)。蟲(chóng)膠與谷醇溶蛋白的組合也用于此目的(EP 0 090 559)。在專(zhuān)利申請(qǐng)1095/^23520中，公開(kāi)了其中存在糖顆粒的冰淇淋組合物，糖顆粒被包封于乳脂層中。糖顆粒是非常小的(> 100 μ m)。由于存在乳脂層，因此可防止糖在冰淇淋中溶解。US2006/(^86264中詳細(xì)描述了利用具有特定的脂肪酸鏈長(zhǎng)和固體含量甘油三酸酯對(duì)顆粒進(jìn)行包衣。US2002/0146495中描述了用于形成食品防潮層的防潮層組合物(特別是用于烘焙用途)，該組合物包含可食用的低熔點(diǎn)油和可食用的高熔點(diǎn)脂肪。EP0471558中描述了由生物聚合物(如酪蛋白酸鈉)和脂類(lèi)形成防潮層。其它用于食品的包衣沒(méi)有“蠟”樣的口感，其在室溫下保持固體狀態(tài)但在體溫下則急劇地熔化，且可將其熔點(diǎn)范圍控制在窄限度內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方案中，包衣包含用于食品制備的一種或多種其它成分(如油類(lèi)、蛋白質(zhì)或脂肪)?？梢圆捎盟猩鲜黾夹g(shù)和本領(lǐng)域已知的其它技術(shù)對(duì)可食用聚合物水凝膠顆粒進(jìn)行包衣，所利用的本領(lǐng)域已知技術(shù)例如噴涂包衣、顆粒化(噴霧冷凝)、流化床包衣、淘選 (panning)、涂布、噴霧、噴流(spouting)、霧化、浸泡、涂刷和/或軸軋(rolling)?？墒秤镁酆衔锼z的制備在優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明中使用的可食用聚合物水凝膠通過(guò)包括以下步驟的方法來(lái)制備將含有親水性聚合物的水溶液與多元羧酸交聯(lián)，由此制造可食用聚合物水凝膠。在一些實(shí)施方案中，水溶液包含兩種或更多種的親水性聚合物。例如，水溶液可以包含第一親水性聚合物和第二親水性聚合物，它們可以以相同或不同的量(以重量計(jì))存在。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，第一親水性聚合物是離子聚合物，第二聚合物是非離子聚合物。交聯(lián)反應(yīng)優(yōu)選在高溫(例如在高于室溫(25°C )的溫度)下進(jìn)行。該反應(yīng)可以在約30°C至約300°C或更高的溫度、優(yōu)選50°C至約140°C的溫度下進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)施方案中， 當(dāng)在高溫下進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)時(shí)，通過(guò)去除水而濃縮反應(yīng)液。例如，可以通過(guò)蒸發(fā)完成水的去除。在一個(gè)實(shí)施方案中，將一部分水去除。在另一個(gè)實(shí)施方案中，基本上將所有的水去除， 由此制造干的殘留物。或者，將反應(yīng)混合物在高溫下保持一段時(shí)間，接著除水至干。本文中使用的術(shù)語(yǔ)“親水聚合物”是指基本上是水溶性的聚合物，優(yōu)選地包括羥基化的單體單元。親水聚合物可以是均聚物(僅包括一種重復(fù)的單體單元)或者共聚物(包含兩種或更多種不同的重復(fù)單體單元)。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，將親水性聚合物羥基化，如聚烯丙醇、聚乙烯醇或多糖類(lèi)?？梢允褂玫亩嗵穷?lèi)包括烷基纖維素類(lèi)，如C1-C6-烷基纖維素類(lèi)，(包括甲基纖維素、乙基纖維素和正丙基纖維素)；取代的烷基纖維素類(lèi)，包括羥基-C1-C6-烷基纖維素類(lèi)和羥基-C1-C6-烷基-C1-C6-烷基纖維素類(lèi)(如羥乙基纖維素、羥基正丙基纖維素、羥基正丁基纖維素、羥丙基甲基纖維素、乙基羥乙基纖維素和羧甲基纖維素)；淀粉類(lèi)，如玉米淀粉、羥丙基淀粉和羧甲基淀粉；取代的葡聚糖類(lèi)，如硫酸葡聚糖、磷酸葡聚糖和二乙氨基葡聚糖； 糖胺聚糖類(lèi)，包括肝素、透明質(zhì)酸、軟骨素、硫酸軟骨素和硫酸乙酰肝素；以及聚糖醛酸類(lèi)， 如聚葡糖醛酸、聚甘露糖醛酸、聚半乳糖醛酸和聚阿糖酸。本文中使用的術(shù)語(yǔ)“離子聚合物”是指包含具有酸性官能團(tuán)(如羧基、硫酸鹽基、 磺酸鹽基、磷酸鹽基或膦酸鹽基)或堿性官能團(tuán)(如氨基、取代氨基或胍基)的單體單元的聚合物。當(dāng)在處于適當(dāng)PH范圍內(nèi)的水溶液中時(shí)，含酸性官能團(tuán)的離子聚合物將是聚陰離子，本文中將這種聚合物稱(chēng)為“陰離子聚合物”。同樣，在處于適當(dāng)PH范圍內(nèi)的水溶液中，含堿性官能團(tuán)的離子聚合物將是聚陽(yáng)離子。本文中將這種聚合物稱(chēng)為“陽(yáng)離子聚合物”。本文中使用的術(shù)語(yǔ)離子聚合物、陰離子聚合物和陽(yáng)離子聚合物”是指不攜帶酸性或堿性官能團(tuán)的親水聚合物，以及攜帶部分或全部酸性或堿性官能團(tuán)以及適合反離子的聚合物。適當(dāng)?shù)碾x子聚合物包括藻酸鹽、硫酸葡聚糖、羧甲基纖維素、透明質(zhì)酸、聚葡糖醛酸、聚甘露糖醛酸、聚半乳糖醛酸、聚阿糖酸；硫酸軟骨素和磷酸葡聚糖。適合的陽(yáng)離子聚合物包括殼聚糖和二甲氨基葡聚糖。優(yōu)選的離子聚合物是羧甲基纖維素，其可以用酸的形式使用，或者以與適合陽(yáng)離子(如鈉、鉀或鈣離子)所形成的鹽的形式使用。本文中使用的術(shù)語(yǔ)“非離子聚合物”是指其中不含具有可離子化官能團(tuán)(如酸性或堿性基團(tuán))的單體單元的親水性聚合物。這種聚合物將不被加入到水溶液中。用于本方法的適合非離子聚合物的實(shí)例是聚烯丙醇、聚乙烯醇、淀粉類(lèi)(如玉米淀粉和羥丙基淀粉)、烷基纖維素類(lèi)(如C1-C6-烷基纖維素類(lèi)，包括甲基纖維素、乙基纖維素和正丙基纖維素)；取代的烷基纖維素類(lèi)，包括羥基-C1-C6-烷基纖維素類(lèi)和羥基-C1-C6-烷基-C1-C6-烷基纖維素類(lèi)(如羥乙基纖維素、羥基正丙基纖維素、羥基正丁基纖維素、羥丙基甲基纖維素和乙基羥乙基纖維素)。本文中使用的術(shù)語(yǔ)“多元羧酸”是指具有兩個(gè)或更多個(gè)羧酸官能團(tuán)(如二羧酸、三羧酸和四羧酸)的有機(jī)酸，而且還包括這種有機(jī)酸的酸酐形式。二羧酸類(lèi)包括草酸、丙二酸、馬來(lái)酸、蘋(píng)果酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、苯二甲酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸和對(duì)苯二甲酸。優(yōu)選的二羧酸類(lèi)包括C4-C12-二羧酸類(lèi)。適合的三羧酸類(lèi)包括檸檬酸、異檸檬酸、烏頭酸、和丙-1，2，3-三羧酸。適合的四羧酸包括均苯四甲酸、2，3，3' ,4'-聯(lián)苯四羧酸、3，3' ,4,4'-四羧基二苯基醚、2，3‘ ,3,4'-四羧基二苯基醚、3，3' ,4,4' -二苯甲酮四羧酸、2，3，6，7_四羧基萘、1，4，5，7-四羧基萘、1，4，5，6-四羧基萘、3，3' ,4,4'-四羧基二苯基甲烷、2，2_二(3，4_二羧基苯基)丙烷、丁烷四羧酸和環(huán)戊烷四羧酸。特別優(yōu)選的多元羧酸是檸檬酸。所述方法還包括以下步驟例如通過(guò)在極性溶劑(如水、極性有機(jī)溶劑例如醇(如甲醇或乙醇)、或者其組合)中清洗可食用聚合物水凝膠來(lái)純化可食用聚合物水凝膠。浸泡在極性溶劑中的可食用聚合物水凝膠發(fā)生溶脹并釋放出任何成分(如副產(chǎn)物或沒(méi)有結(jié)合到聚合物網(wǎng)絡(luò)中的未反應(yīng)的多元羧酸)。優(yōu)選地將水用作極性溶劑，蒸餾水仍然是更優(yōu)選的。達(dá)到凝膠最大溶脹度所需的水體積約為凝膠自身的最初體積的10至20倍。當(dāng)考慮到在工業(yè)規(guī)模上所涉及的大量用水以及此步驟中清洗液的處理和/或回收時(shí)，在合成過(guò)程中避免有毒副產(chǎn)物的存在的重要性變得明顯?？墒秤镁酆衔锼z的清洗步驟可重復(fù)進(jìn)行一次以上，任選地改變所使用的極性溶劑。例如，可以用甲醇或乙醇清洗可食用聚合物水凝膠，接著用蒸餾水清洗，任選地重復(fù)上述這兩個(gè)步驟一次或多次。也可以用組成為甲醇/水 =1/10至10/1 (體積/體積)的水/甲醇混合物來(lái)完成清洗步驟；在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，此組成可以在甲醇/水=1/5至5/2的范圍內(nèi)；在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，此組成將是甲醇/水=1/3。所述方法可以進(jìn)一步包括對(duì)可食用聚合物水凝膠進(jìn)行干燥的步驟。干燥步驟是通過(guò)將完全溶脹的可食用聚合物水凝膠浸泡在纖維素非溶劑中而完成，該方法稱(chēng)為相反轉(zhuǎn)。 例如，適合的纖維素非溶劑包括丙酮和乙醇。利用相反轉(zhuǎn)對(duì)可食用聚合物水凝膠進(jìn)行干燥， 而形成最終的微孔結(jié)構(gòu)，該微孔結(jié)構(gòu)通過(guò)毛細(xì)作用可提升可食用聚合物水凝膠的吸收性能和吸收速率。此外，如果多孔性是相互連接或者是開(kāi)放的(即微孔相互連通)，那么凝膠的吸收/解吸動(dòng)力學(xué)也將得到改善。當(dāng)把完全或部分溶脹的凝膠浸泡到非溶劑中時(shí)，凝膠經(jīng)歷相反轉(zhuǎn)同時(shí)排除水，直至凝膠以玻璃狀固體的形式作為白色顆粒而沉淀。為了在較短的時(shí)段內(nèi)獲得干燥的凝膠，必須在非溶劑中進(jìn)行各種清洗。例如，當(dāng)把溶脹的可食用聚合物水凝膠浸泡在作為非溶劑的丙酮中時(shí)，形成了水/丙酮混合物，當(dāng)可食用聚合物水凝膠干燥時(shí)增加水含量；在某個(gè)丙酮/水濃度下，例如丙酮約為陽(yáng)%，水不再能夠從可食用聚合物水凝膠中排出，因此必須將新鮮丙酮加入到可食用聚合物水凝膠中以繼續(xù)干燥過(guò)程。在干燥期間，丙酮/水的比率越高則干燥步驟越快。孔的大小(即由于具體干燥方法而在水凝膠大塊基體中所產(chǎn)生孔的尺寸)受到干燥過(guò)程的速率以及可食用聚合物水凝膠顆粒的最初尺寸的影響較大的顆粒和較快的過(guò)程往往會(huì)增大孔徑。優(yōu)選地，孔的大小在微尺度范圍內(nèi)， 因?yàn)樵诖顺叨确秶鷥?nèi)的孔顯示較強(qiáng)的毛細(xì)管效應(yīng)，從而導(dǎo)致較高的吸收和水份保持能力。當(dāng)在清洗階段后使用水/甲醇混合物時(shí)，此丙酮相反轉(zhuǎn)步驟需要使用相當(dāng)少量的丙酮(低至原來(lái)量的1/15)。這是因?yàn)樗z在甲醇/水混合物并不完全溶脹，甚至在清洗掉其雜質(zhì)的情況下。因此，利用相反轉(zhuǎn)來(lái)脫水的產(chǎn)品的體積是相當(dāng)?shù)氐?，因而需要?duì)較少量的非溶劑進(jìn)行脫水。在工業(yè)上，由于與丙酮使用相關(guān)的成本(在安全控制步驟和廢物管理方面)的原因這是重要的。也可以利用其它方法(如空氣干燥、冷凍干燥或烤箱干燥)對(duì)本發(fā)明可食用聚合物水凝膠進(jìn)行干燥。這些干燥方法可以單獨(dú)使用、組合使用、或者連同上述非溶劑干燥步驟一起使用。例如，可以在非溶劑中對(duì)可食用聚合物水凝膠進(jìn)行干燥，接著進(jìn)行空氣干燥、冷凍干燥、烤箱干燥或者其組合，以除去任何殘留的痕量的非溶劑。可以在約30 45°C的溫度下進(jìn)行烤箱干燥，直至完全除去非溶劑。然后，經(jīng)清洗和干燥的可食用聚合物水凝膠可以按原有形式施用使用、或者可以被研磨制成期望大小的可食用聚合物水凝膠顆粒。交聯(lián)溶液可以任選地包括起分子間隔劑作用的化合物。本文中使用的術(shù)語(yǔ)“分子間隔劑”是多羥基化合物，盡管其不參與形成交聯(lián)的可食用聚合物水凝膠網(wǎng)絡(luò)的反應(yīng)達(dá)明顯的程度，但是形成吸收能力增強(qiáng)的可食用聚合物水凝膠。盡管在某些情況下分子間隔劑可少量地參與交聯(lián)反應(yīng)，但是一般認(rèn)為分子間隔劑是通過(guò)在空間上阻止接近聚合物鏈由此在交聯(lián)反應(yīng)期間增加聚合物鏈之間的平均距離而起作用。因此，交聯(lián)可以發(fā)生在不靠近的位置，由此增強(qiáng)聚合物網(wǎng)絡(luò)膨脹并極大地提高可食用聚合物水凝膠吸收性能的能力。從分子的觀點(diǎn)來(lái)看，這對(duì)應(yīng)于彈性的下降(本質(zhì)上是熵的下降)從而導(dǎo)致聚合物溶脹，這與低程度網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)有關(guān)。本發(fā)明方法中使用的分子間隔劑的合適化合物包括單糖類(lèi)、二糖類(lèi)和糖醇類(lèi)，包括蔗糖、山梨糖醇、植物甘油、甘露醇、海藻糖、乳糖、麥芽糖、赤蘚糖醇、木糖醇、乳糖醇、麥芽糖醇、阿拉伯糖醇、丙三醇、異麥芽酮糖醇和纖維二糖。分子間隔劑在交聯(lián)溶液中的含量，優(yōu)選為相對(duì)于溶劑的約0. 5至約30重量％或者相對(duì)于聚合物的1 5倍，更優(yōu)選為相對(duì)于溶劑的約10%至約20%、更優(yōu)選為相對(duì)于溶劑的約18重量％。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，合成可食用聚合物水凝膠中使用的分子間隔劑是選自山梨糖醇、蔗糖和植物甘油。根據(jù)本發(fā)明方法的特別優(yōu)選的實(shí)施方案，使用山梨糖醇作為分子間隔劑，其濃度在0.5至M重量％ (相對(duì)于水的重量)范圍內(nèi)，優(yōu)選在10至20重量％ (相對(duì)于水的重量)范圍內(nèi)，更優(yōu)選為18重量％ (相對(duì)于水的重量)。在一個(gè)實(shí)施方案中，水溶液包含離子聚合物，優(yōu)選陰離子聚合物，最優(yōu)選羧甲基纖維素。在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，陰離子聚合物是羧甲基纖維素，多元羧酸是檸檬酸。在另一個(gè)實(shí)施方案中，水溶液包含離子聚合物和非離子聚合物。離子聚合物優(yōu)選的是陰離子聚合物，最優(yōu)選羧甲基纖維素。非離子聚合物優(yōu)選取代纖維素，更優(yōu)選羥基烷基纖維素或羥基烷基烷基纖維素，最優(yōu)選羥乙基纖維素(“HEC”)。優(yōu)選的多元羧酸是檸檬酸。離子聚合物與非離子聚合物(離子聚合物非離子聚合物)的重量比范圍為約 1 10至約10 1，優(yōu)選約1 5至約5 1。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，重量比為大于1 1， 例如從約2至約5。在一個(gè)特別優(yōu)選的的實(shí)施方案中，離子聚合物是羧甲基纖維素，非離子聚合物是羥乙基纖維素，離子聚合物與非離子聚合物的重量比(離子聚合物非離子聚合物)約為3 1。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，水溶液中的總前體濃度為至少2重量％ (相對(duì)于起始水溶液的水重量)，交聯(lián)劑的量是在約0.5重量％至約5重量％之間(相對(duì)于前體的重量)。 在本說(shuō)明書(shū)中，術(shù)語(yǔ)“前體”表示親水性聚合物，其是用作形成可食用聚合物水凝膠聚合物網(wǎng)絡(luò)的前體。在某些實(shí)施方案中，“前體的重量”是所使用的CMC的重量、或者所使用的CMC 與HEC的合計(jì)重量。優(yōu)選地，所述水溶液含有約為18重量％ (相對(duì)于水的重量)的山梨糖優(yōu)選地，交聯(lián)反應(yīng)在約50°C與140°C之間的溫度下進(jìn)行。在該方法的此階段改變溫度，將能夠增加或降低聚合物網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)度。交聯(lián)溫度優(yōu)選為約80°C。在一個(gè)實(shí)施方案中， 親水性聚合物是羧甲基纖維素，優(yōu)選以鈉鹽的形式(“CMCNa”) 10% )，交聯(lián)劑是檸檬酸(0. 01%至5% )，分子間隔劑是山梨糖醇陽(yáng)^至對(duì)^ )，交聯(lián)溫度是在65°C至100°C 的范圍內(nèi)，交聯(lián)時(shí)間為約0. 5至約48小時(shí)。包衣在某些實(shí)施方案中，所述組合物包含單獨(dú)包衣的聚合物顆粒。在其它實(shí)施方案中， 所述組合物包含用包衣材料進(jìn)行包封的聚合物顆粒。在某些實(shí)施方案中，包衣材料將可食用聚合物水凝膠在胃中發(fā)生溶脹。在某些實(shí)施方案中，包衣將防止可食用聚合物水凝膠在口腔和/或食物中發(fā)生溶脹。這種包衣優(yōu)選在胃中發(fā)生降解，由此使可食用聚合物水凝膠能夠接觸胃內(nèi)容物，使得可食用聚合物水凝膠在胃中溶脹。適當(dāng)?shù)陌掳ǚ莱睂影?，防潮層包衣包括蛋白質(zhì)、脂肪、糖或者其組合。在某些實(shí)施方案中，所述組合物包含具有腸溶包衣的可食用聚合物水凝膠。術(shù)語(yǔ) “腸溶包衣”的定義是應(yīng)用于口服法的、可控制藥物在消化系統(tǒng)中的吸收位置的屏障?！澳c” 是指小腸，因此腸溶包衣防止藥物在到達(dá)小腸前的釋放。大部分腸溶包衣是通過(guò)提供在胃的高酸性PH值下穩(wěn)定但在酸性較弱(相對(duì)地更堿性)的pH值下快速分解的表面，而發(fā)揮其作用。例如，它們不會(huì)在酸性胃環(huán)境(PH值為1.5至5)中溶解，但它們會(huì)在小腸環(huán)境的較高PH值(pH值高于5. 5)下溶解。用于腸溶包衣的材料包括脂肪酸、蠟類(lèi)、蟲(chóng)膠和塑料。 在一個(gè)實(shí)施方案中，腸溶包衣在受試者的胃中是不易消化的，由此防止可食用聚合物水凝膠在受試者胃中的釋放。在一個(gè)實(shí)施方案中，將腸溶包衣設(shè)計(jì)成在一個(gè)時(shí)間段后在消化條件下溶解。此時(shí)間段優(yōu)選不小于約50分鐘，由此防止可食用聚合物水凝膠在受試者中的暴露直至從胃中被排空材料。這種腸溶包衣料的實(shí)例包括纖維素、聚乙烯、丙烯酸衍生物、醋酸鄰苯二甲酸纖維素、聚醋酸乙烯鄰苯二甲酸酯、羥丙基甲基纖維素的衍生物(如鄰苯二甲酸羥丙基甲基纖維素、或醋酸琥珀酸羥丙基甲基纖維素)、甲基丙烯酸甲酯與丙烯酸乙酯的共聚物、及其組合。更具體地，適合的包衣材料包括纖維素衍生物，包括羧甲基乙基纖維素、醋酸鄰苯二甲酸纖維素、醋酸琥珀酸纖維素、鄰苯二甲酸甲基纖維素、鄰苯二甲酸羥甲基乙基纖維素、 鄰苯二甲酸羥丙基甲基纖維素、醋酸琥珀酸羥丙基甲基纖維素等；聚乙烯衍生物，包括聚乙烯醇鄰苯二甲酸、聚乙烯丁酸鄰苯二甲酸、聚乙烯乙酰乙酸鄰苯二甲酸等；馬來(lái)酸-乙烯混合共聚物，包括聚(醋酸乙烯、馬來(lái)酸酐)、聚(乙烯基丁基醚、馬來(lái)酸酐)、聚(苯乙烯、 馬來(lái)酸單酯)等；丙烯酸酯共聚物，包括聚(丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸)、聚(苯乙烯、丙烯酸)、聚(丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸辛酯)、聚(甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯)(例如Eudragit L和Eudragit S，均為商品名，可從德國(guó)Rohm Pharma獲得)，及其組合，以及本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的類(lèi)似腸溶包衣材料。在某些實(shí)施方案中，所述組合物包含包衣，該包衣基于包衣的厚度和組成而以預(yù)定的速率溶解。這種包衣可以包括纖維素醚類(lèi)(如ETH0CEL和METH0CEL、以及它們的混合物)Jnstacoat Aqua (其包括基于HPMC和PVA的系統(tǒng))、以及丙烯酸酯樹(shù)脂(如丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸甲酯共聚物)的混合物。配制和施用的方法在某些實(shí)施方案中，所述組合物是口服施用。適當(dāng)?shù)目诜┬桶ㄆ瑒⒛z囊、囊片、可咀嚼組合物、粉劑、糖漿劑、溶液劑、混懸劑和奶昔。在一個(gè)實(shí)施方案中，將所述組合物與一種或多種輔料，任選地與一種或多種PH值調(diào)整劑和/或一種或多種活性劑進(jìn)行壓片而形成片劑。用于制備片劑的合適的輔料包括粘合劑、防腐劑、潤(rùn)滑劑、抗氧化劑、助流劑、香料、著色劑、及其組合。在一個(gè)實(shí)施方案中，將可食用聚合物水凝膠包封在硬明膠膠囊或軟明膠膠囊中。 膠囊填充材料包含該材料，并且任選地含有一種或多種PH值調(diào)整劑和/或活性劑。填充料也可以含有一種或多種賦形劑。如上所述，適合的賦形劑包括但不限于塑化劑、結(jié)晶抑制劑、濕潤(rùn)劑、填充劑、防聚集劑、增溶劑、助流劑、生物利用度增強(qiáng)劑、溶劑、以及其組合。在某些實(shí)施方案中，緩沖劑是選自碳酸氫銨、碳酸銨、氫氧化銨、碳酸氫鈉、碳酸鈣、氫氧化鈣、 碳酸鎂、碳酸氫鉀、碳酸鉀、氫氧化鉀、碳酸鈉、氫氧化鈉、或者其組合。輔料的其它實(shí)例包括糖類(lèi)，如蔗糖、乳糖、甘露醇或葡萄糖、淀粉、部分預(yù)膠化淀粉、結(jié)晶纖維素、磷酸鈣、硫酸鈣、 沉淀碳酸鈣、水合二氧化硅等。粘合劑的實(shí)例包括寡糖或糖醇，如蔗糖、葡萄糖、乳糖、麥芽糖、山梨糖醇或甘露醇；多糖類(lèi)，如糊精、淀粉、海藻酸鈉、角叉菜膠、瓜爾膠、阿拉伯樹(shù)膠或瓊脂；天然聚合物，如黃蓍膠、明膠或谷蛋白粘膠質(zhì)(gluten)；纖維素衍生物，如甲基纖維素、乙基纖維素、羧甲基纖維素鈉或羥丙基甲基纖維素；合成聚合物，如聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、聚乙二醇、聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸等。在某些實(shí)施方案中，將劑型結(jié)合到半固體基質(zhì)中形成可匙取的遞送系統(tǒng)。半固體基質(zhì)可以包括果膠、瓜爾膠、黃原膠、阿拉伯膠、阿拉伯樹(shù)膠、刺槐豆膠、角叉菜膠、海藻酸、 歐車(chē)前水膠體、燕麥面粉膠、大米面粉膠、葡甘露聚糖、黃蓍膠、剌梧桐膠、木薯淀粉、玉米淀粉、纖維素膠、瓊脂、明膠、聚丙烯酸酯、多糖類(lèi)、聚乙烯吡咯烷酮、吡咯烷酮類(lèi)、多元醇、膠原、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚醚類(lèi)、聚酯類(lèi)、天然或合成油類(lèi)、液體石蠟、蜂蠟、有機(jī)硅蠟、天然或改良脂肪酸、或者其組合。另外，可以使用粘性水果果泥，如蘋(píng)果、李子、杏、梨、菠蘿、香蕉、葡萄、草莓、樹(shù)莓、黑莓、雜交草莓、羅甘莓、露莓(dewberry)、醋栗(gooseberry)、蔓越莓、桑果(mulberry)、接骨木果、藍(lán)莓、無(wú)花果、穗醋粟(currant)、獼猴桃。
在某些實(shí)施方案中，劑型可以是含有聚合物粉的扁囊劑，聚合物粉可以作為干粉而食用或者將其加入到半固體基質(zhì)以形成可匙取的遞送系統(tǒng)。半固體基質(zhì)可以包括粘性水果果泥，如蘋(píng)果、李子、杏、梨、菠蘿、香蕉、葡萄、草莓、樹(shù)莓、黑莓、雜交草莓、羅甘莓、露莓、 醋栗、蔓越莓、桑果、接骨木果、藍(lán)莓、無(wú)花果、穗醋栗、獼猴桃或者其組合。在某些實(shí)施方案中，將所述組合物與食欲抑制劑或抗肥胖劑一起施用。在某些實(shí)施方案中，將所述組合物與食欲抑制劑或抗肥胖劑同時(shí)施用或者相繼地施用(即，在分開(kāi)的制劑中)。在某些實(shí)施方案中，所述組合物與食欲抑制劑、抗肥胖營(yíng)養(yǎng)品或抗肥胖劑是在同一制劑中。在某些實(shí)施方案中，食欲抑制劑、抗肥胖營(yíng)養(yǎng)食品或抗肥胖劑是選自鹽酸西布曲明、奧利司他、利莫那班、芐非他明、安非拉酮、馬吲哚、苯甲曲秦、芬特明、安非他明、芬氟拉明、納美酮、芬特明(Fastin、Adipex、Ionamin和其它)；安非拉酮(Tenuate)；西布曲明(Meridia、Reductil)；利莫那班(Acomplia)；苯氟雷司；丁烯酸內(nèi)酯；安非拉酮；TO 7142 (N-甲基-9H-吡啶并[5，4-b]吲哚-3-甲酰胺)；去甲偽麻黃堿；芬美曲秦；芬特明； 苯丙醇胺；焦谷氨?；?組氨酰-甘氨酸；西布曲明；苯甲曲秦a^reluj、Bontril)；芐非他明(Didrex)；胃泌酸調(diào)節(jié)素(Oxyntomodulin)；哌醋甲酯；(Concerta) (Ritalin)；苯乙胺(Trimspa)、丙酮酸鹽、HEA、丁酸B-羥基-B-甲酯、殼聚糖、共軛亞油酸(CLA)、蝴蝶亞 (hoodia gordonii)、苦橙(citrus naringin)、卡瓦(kava)、松蘿酸、麻黃、及其組合。在某些實(shí)施方案中，與肥胖癥的外科手術(shù)結(jié)合施用所述組合物。在某些實(shí)施方案中，治療肥胖癥的外科手術(shù)是選自胃束帶術(shù)、胃旁路術(shù)、胃內(nèi)水球、植入式胃刺激器和胃電刺激。
實(shí)施例現(xiàn)在對(duì)本發(fā)明作一般性的描述，利用以下實(shí)施例將更容易地理解本發(fā)明，實(shí)施例只是以舉例說(shuō)明本發(fā)明的某些方面和實(shí)施方案為目的，而并不意圖限制本發(fā)明。^mm ι m^mmm / M^mmmn^&mmm^mMM羧甲基纖維素鈉鹽(CMCNa，分子量700kDa，DS 0. 9，食品級(jí))、HEC (分子量 250kDa，食品級(jí))從Eigenmann e Veronelli S. p. A. Milano 公司購(gòu)得，檸檬酸是由 Dal Cin S. p. A. Sesto San Giovanni Milano提供，以上材料均按原樣直接使用?？墒秤镁酆衔锼z的合成按照以下步驟使CMCNa和HEC與作為交聯(lián)劑的檸檬酸在水中進(jìn)行反應(yīng)，而獲得可食用聚合物水凝膠樣品。首先，利用CMCNa與HEC的混合物(重量比=3/1)通過(guò)在室溫下輕輕攪拌將濃度為2重量％水的總聚合物溶解于蒸餾水，直至獲得澄清的溶液(已報(bào)道，如果僅使用CMCNa，則由于聚電解質(zhì)鏈之間的靜電推斥以及在C6位(最有反應(yīng)性的位置)的羥基的高取代度而使交聯(lián)效率低[1])。在所采用的濃度下，CMCNa的溶解是緩慢的；因此， 首先將HEC加入到水中直至獲得澄清溶液，并且在5分鐘后粘度有輕微增加。然后，在連續(xù)攪拌下加入CMCNa，直至獲得澄清溶液04小時(shí))，并且粘度顯著增加。最后，以不同濃度 (1. 75 %、2. 75 %、3. 75 %、10 %和20 % w/w聚合物)加入檸檬酸(CA)，從而獲得具有各種交聯(lián)度的樣品。使用最終溶液，將其模壓成IOmm厚的樣品。首先，將所有樣品在30°C下預(yù)干燥M小時(shí)以除去大部分的吸收水，然后保持在80°C下進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)(M小時(shí)，進(jìn)行中間體控制)。此外，也正好根據(jù)與HEC/CMCNa混合物相同的實(shí)驗(yàn)條件來(lái)制備利用CA進(jìn)行交聯(lián)的含純HEC或純CMCNa樣品的樣品。利用FT頂測(cè)量對(duì)所有樣品進(jìn)行分析。通過(guò)監(jiān)測(cè)在1738CHT1處的羰基區(qū)域內(nèi)的其特征性伸縮帶而檢測(cè)出酸酐形成[2]。溶脹率對(duì)于此樣品，所有樣品的平衡溶脹測(cè)定均是在蒸餾水中使用Sartorius微量天平 (靈敏度=ΙΟ"5)而完成。在將樣品在蒸餾水中浸泡約M小時(shí)之前和之后對(duì)其進(jìn)行稱(chēng)重， 從而測(cè)定溶脹率。溶脹率(SR)的定義如下SR = (Ws-Wd) /Wd其中，Ws是溶脹的可食用聚合物水凝膠的重量，Wd是干燥樣品的重量[3]。差示掃描量熱儀將差示掃描量熱儀(Mettler-Toledo 822e Mettler DSC)用于熱分析。掃描溫度范圍和升溫速率分別為10 200°C和5°C /分鐘。采用的熱循環(huán)是⑴從10°C加熱至100°C ； (2)在100°C恒溫下保持3分鐘；(3) 從100°C冷卻至IO0C ； (4)從10°C加熱至2000C ； (5)在200°C恒溫；(6)冷卻至室溫。將空
盤(pán)用作參考。傅立葉變換紅外光譜法在裝備有衰減全反射(ATR)晶體取樣器的JASCO FT-IR 660plus光譜儀上記錄所有的FT頂光譜。在ATR晶體取樣器上直接使用薄膜樣品，Wkm1的分辨率進(jìn)行300次掃描,吸收范圍是4000CHT1至600CHT1。結(jié)果和討論純檸檬酸的差示掃描量熱儀(DSC)熱分析圖顯示出在約60°C的峰，這是該峰與酸酐脫水相關(guān)的失水過(guò)程所造成。在第二次掃描中，觀察到從約160°C開(kāi)始的完全降解。純CMCNa和HEC粉的DSC分析表明一些水仍然被吸收于聚合物中。在100°C以上檢測(cè)出CMCNa的可能的降解峰。在100°C下CMCNa和HEC均顯示熱穩(wěn)定性。將樣品在30°C下干燥M小時(shí)并變?yōu)榉勰┖螅肈SC對(duì)由CMCNa/HEC的(比率 =3:1)與聚合物的3. 75重量％的檸檬酸所獲得的可食用聚合物水凝膠的薄膜進(jìn)行分析。與由酐化過(guò)程產(chǎn)生的水蒸發(fā)相關(guān)的大的吸熱峰是明顯的。疊加在第一個(gè)大峰上的小放熱峰是由于酯化造成。在第二次加熱循環(huán)中，觀察到交聯(lián)纖維素混合物的玻璃化轉(zhuǎn)變(Tg = 38 0C )。在此預(yù)備DSC研究后，按照以下程序制備不同的可食用聚合物水凝膠樣品。在水中混合各反應(yīng)劑后，在干燥狀態(tài)下將反應(yīng)容器于30°C下保持M小時(shí)而除去水。然后將溫度升高至60°C以上，根據(jù)第一次DSC分析的結(jié)果進(jìn)行計(jì)算，獲得檸檬酸酐。在高于60°C的溫度下可利用酸酐與纖維素的羥基交聯(lián)。采用不同的反應(yīng)條件(如溫度和CA濃度)來(lái)優(yōu)化合成工藝，如表1中所總結(jié)的。對(duì)用于交聯(lián)過(guò)程的兩個(gè)不同反應(yīng)溫度(80°C和120°C )進(jìn)行嘗試。隨后選擇80°C的反應(yīng)溫度，以防止發(fā)生降解的可能性或者限制反應(yīng)速率。此外， 為了放大與各化學(xué)反應(yīng)步驟相關(guān)的FT頂信號(hào)，最初使用非常高的濃度(10重量％和20重量％ )的CA。為了研究CA與各聚合物的反應(yīng)性，首先使純CMCNa和HEC與CA進(jìn)行交聯(lián)。
表1.不同反應(yīng)條件(如溫度和CA濃度)對(duì)合成工藝的影響
權(quán)利要求
1.一種改良食物或食品，其包含可食用聚合物水凝膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改良食物或食品，其中所述可食用聚合物水凝膠的溶脹率為 40或以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改良食物或食品，其中所述可食用聚合物水凝膠的溶脹率為 80或以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改良食物或食品，其中所述可食用聚合物水凝膠的彈性模量為至少200Pa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改良食物或食品，其中所述可食用聚合物水凝膠的粘度為至少15s人
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改良食物或食品，其中所述食物或食品包含碳水化合物，并且與相應(yīng)的常規(guī)食物或食品相比，所述可食用聚合物水凝膠代替至少一部分的碳水化合物含量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的改良食物或食品，其中所述食物或食品包含來(lái)源于谷物、谷類(lèi)或淀粉質(zhì)蔬菜的碳水化合物。
8.一種包含可食用聚合物水凝膠的改良面粉，所述可食用聚合物水凝膠選自通過(guò)使親水聚合物與多元羧酸和可食用聚合物水凝膠交聯(lián)而形成的可食用聚合物水凝膠。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的改良面粉，其中所述面粉是選自小麥面粉、大米面粉、玉米面粉、燕麥面粉、馬鈴薯面粉、高粱面粉、小米面粉、黑麥面粉、大麥面粉、粗粒小麥面粉、Atta 面粉、蕎麥面粉、木薯淀粉面粉、糙米面粉、糯米面粉、面條面粉、意大利面面粉、栗子面粉、 堅(jiān)果面粉、鷹嘴豆面粉、豆類(lèi)面粉、豌豆面粉、斯佩爾特面粉和馬鈴薯淀粉面粉。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改良食物或食品，其中所述食物或食品是選自熱和冷的谷類(lèi)、食物棒、烘焙食品、烘焙食品混合配料、用于烘焙食品的面團(tuán)、意大利面、乳制品、加工肉、飲料、代餐飲料和奶昔。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改良食物或食品，其中所述食物是濕的或干的寵物食品。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改良食物或食品，其中所述可食用聚合物水凝膠包含與多元羧酸交聯(lián)的親水性聚合物。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的改良食物或食品，其中所述親水性聚合物是陰離子聚合物。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的改良食物或食品，其中所述陰離子聚合物是羧甲基纖維素，所述多元羧酸是檸檬酸。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的改良食物或食品，其中檸檬酸與羧甲基纖維素的重量比為約0. 5%至約5%。
16.一種與說(shuō)明書(shū)包裝在一起的可食用聚合物水凝膠，其是用于烹調(diào)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的可食用聚合物水凝膠，其中所述可食用聚合物水凝膠的溶脹率大于40。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的可食用聚合物水凝膠，其中所述可食用聚合物水凝膠的溶脹率大于80。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的可食用聚合物水凝膠，其中所述可食用聚合物水凝膠的彈性模量為至少200Pa。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的可食用聚合物水凝膠，其中所述可食用聚合物水凝膠的粘度為至少15s—1。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的可食用聚合物水凝膠，其包含與多元羧酸發(fā)生交聯(lián)的親水性聚合物。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的可食用聚合物水凝膠，其中所述親水性聚合物是陰離子聚合物。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的可食用聚合物水凝膠，其中所述陰離子聚合物是羧甲基纖維素，所述多元羧酸是檸檬酸。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的可食用聚合物水凝膠，其中檸檬酸與羧甲基纖維素的重量比為約0.5%至約5%。
25.一種在需要這種治療的受試者中誘導(dǎo)體重減輕或控制體重的方法，包括給所述受試者口服施用有效量的可食用聚合物水凝膠的步驟，其中所述可食用聚合物水凝膠在受試者的胃、受試者的小腸或在兩者中溶脹。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述可食用聚合物水凝膠與食物一起施用于所述受試者或至多在進(jìn)食前2小時(shí)施用于所述受試者。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述可食用聚合物水凝膠的溶脹率大于40。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述可食用聚合物水凝膠的彈性模量為至少 200Pao
29.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述可食用聚合物水凝膠的粘度為至少Ι^Λ
30.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述可食用聚合物水凝膠在受試者的胃和小腸中均溶脹。
31.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述可食用聚合物水凝膠在受試者的小腸而不是在受試者的胃中發(fā)生溶脹。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中所述可食用聚合物水凝膠是與腸溶包衣一起施用。
33.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述受試者是肥胖的、體重超重的或正常體重的。
34.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中以足以增加胃腸道內(nèi)容物的粘度和彈性模量并減緩胃排空以及碳水化合物和脂肪在受試者小腸中的吸收的量施用所述可食用聚合物水凝膠。
35.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述可食用聚合物水凝膠包含與多元羧酸發(fā)生交聯(lián)的親水性聚合物。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中所述親水性聚合物是陰離子聚合物。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其中所述陰離子聚合物是羧甲基纖維素，所述多元羧酸是檸檬酸。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中檸檬酸與羧甲基纖維素的重量比為約0.5%至約5%。
39.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述可食用聚合物水凝膠以片劑、膠囊、扁囊劑、咀嚼組合物的形式或者作為食物的組分施用。
40.一種在需要這種治療的受試者中誘導(dǎo)體重減輕或控制體重的方法，包括給所述受試者口服施用有效量的可食用聚合物水凝膠的步驟，其中在施用后，所述可食用聚合物水凝膠i.在受試者的胃中發(fā)生溶脹，然后至少部分地塌陷； .在受試者的小腸中再溶脹；以及 iii.在受試者的結(jié)腸中至少部分地降解。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中所述可食用聚合物水凝膠在胃中充分地塌陷， 以釋放至少50%的其液體含量。
42.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中所述可食用聚合物水凝膠的溶脹率為大于40且彈性模量為至少200Pa。
43.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中所述可食用聚合物水凝膠在結(jié)腸中充分地降解，以釋放至少約70%的其液體含量。
44.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中所述可食用聚合物水凝膠包含與多元羧酸交聯(lián)的親水性聚合物。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，其中所述親水性聚合物是陰離子聚合物。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的方法，其中所述陰離子聚合物是羧甲基纖維素，所述多元羧酸是檸檬酸。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其中檸檬酸與羧甲基纖維素的重量比為約0.5%至約5%。
48.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中所述可食用聚合物水凝膠以片劑、膠囊、扁囊劑、可咀嚼組合物的形式或者作為食物的組分施用。
49.一種在需要這種治療的受試者中增強(qiáng)血糖控制的方法，包括給所述受試者口服施用有效量的可食用聚合物水凝膠的步驟，其中所述可食用聚合物水凝膠在受試者的胃、受試者的小腸或者在兩者中溶脹。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，其中所述可食用聚合物水凝膠與食物一起施用于所述受試者或至多在進(jìn)食前2小時(shí)施用于所述受試者。
51.根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，其中所述可食用聚合物水凝膠的溶脹率大于40。
52.根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，其中所述可食用聚合物水凝膠的彈性模量為至少 200Pao
53.根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，其中所述可食用聚合物水凝膠的粘度為至少Ι^Λ
54.根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，其中所述可食用聚合物水凝膠在受試者的胃和小腸中均溶脹。
55.根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，其中所述可食用聚合物水凝膠在受試者的小腸中溶脹但在受試者的胃中不溶脹。
56.根據(jù)權(quán)利要求55所述的方法，其中所述可食用聚合物水凝膠是與腸溶包衣一起施用。
57.根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，其中所述受試者是肥胖的、體重超重的或正常體重的。
58.根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，其中以足以增加胃腸道內(nèi)容物的粘度和彈性模量并且減緩胃排空以及碳水化合物和脂肪在受試者小腸中的吸收的量施用所述可食用聚合物水凝膠。
59.根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，其中所述聚合物凝膠包含與多元羧酸交聯(lián)的親水性聚合物。
60.根據(jù)權(quán)利要求59所述的方法，其中所述親水性聚合物是陰離子聚合物。
61.根據(jù)權(quán)利要求60所述的方法，其中所述陰離子聚合物是羧甲基纖維素，所述多元羧酸是檸檬酸。
62.根據(jù)權(quán)利要求61所述的方法，其中檸檬酸與羧甲基纖維素的重量比為約0.5%至約5%。
63.根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，其中所述可食用聚合物水凝膠以片劑、膠囊、扁囊劑的形式或者作為食物的組分施用。
64.根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，其中所述受試者患有糖尿病、胰島素抵抗或者有可能發(fā)展成胰島素抵抗或糖尿病的風(fēng)險(xiǎn)。
65.根據(jù)權(quán)利要求64所述的方法，其中所述受試者是體重超重的、肥胖的或者患有代謝綜合癥。
66.根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，其中以足以增加所述受試者胃腸道內(nèi)容物的粘度并且減緩胃排空以及碳水化合物和脂肪在受試者小腸中的吸收的量施用所述可食用聚合物水凝膠。
67.根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，其中所述可食用聚合物水凝膠以片劑、膠囊、咀嚼組合物、扁囊劑的形式或者作為食物的組分施用。
68.一種在需要這種治療的受試者中控制血糖升高的方法，包括給所述受試者口服施用有效量的可食用聚合物水凝膠的步驟，其中在施用后，所述可食用聚合物水凝膠i.在受試者的胃中溶脹，然后至少部分地塌陷； .在受試者的小腸中再溶脹；以及iii.在受試者的結(jié)腸中至少部分地降解。
69.根據(jù)權(quán)利要求68所述的方法，其中所述可食用聚合物水凝膠在胃中充分地塌陷， 以釋放至少50%的其液體含量。
70.根據(jù)權(quán)利要求68所述的方法，其中所述可食用聚合物水凝膠在結(jié)腸中充分地降解，以釋放至少約70%的其液體含量。
71.根據(jù)權(quán)利要求68所述的方法，其中所述聚合物凝膠包含與多元羧酸交聯(lián)的親水性聚合物。
72.根據(jù)權(quán)利要求68所述的方法，其中所述可食用聚合物水凝膠的溶脹率為大于40， 彈性模量為至少200Pa，粘度為至少30s—1。
73.根據(jù)權(quán)利要求71所述的方法，其中所述親水性聚合物是陰離子聚合物。
74.根據(jù)權(quán)利要求73所述的方法，其中所述陰離子聚合物是羧甲基纖維素，所述多元羧酸是檸檬酸。
75.根據(jù)權(quán)利要求74所述的方法，其中檸檬酸與羧甲基纖維素的重量比為約0.5%至約5%。
76.根據(jù)權(quán)利要求68所述的方法，其中所述可食用聚合物水凝膠以片劑、膠囊、扁囊劑的形式或者作為食物的組分施用。
77.一種飲料，其包含酸以及脫水的陰離子型可食用聚合物水凝膠。
78.根據(jù)權(quán)利要求77所述的飲料，其中所述酸是檸檬酸、抗壞血酸、琥珀酸、酒石酸、磷酸或磷酸二氫鉀。
79.根據(jù)權(quán)利要求77所述的飲料，其中所述飲料的pH值為4或以下。
80.根據(jù)權(quán)利要求77所述的飲料，其中所述可食用聚合物水凝膠是用檸檬酸交聯(lián)的羧甲基纖維素。
81.—種飲料，其包含溶脹的可食用聚合物水凝膠微球。
82.根據(jù)權(quán)利要求81所述的飲料，其中所述可食用聚合物水凝膠是用檸檬酸交聯(lián)的羧甲基纖維素。
83.根據(jù)權(quán)利要求81所述的飲料，其中所述溶脹的可食用聚合物水凝膠微膠囊包含一種或多種蛋白質(zhì)或鹽。
84.—種包含脫水的可食用聚合物水凝膠的顆粒的飲料，其中所述顆粒包裹有防潮層。
85.根據(jù)權(quán)利要求84所述的飲料，其中所述防潮層包含脂肪、蛋白質(zhì)或者其組合。
86.—種包含脫水的可食用聚合物水凝膠的顆粒的飲料，其中所述飲料是泡騰劑。
87.根據(jù)權(quán)利要求86所述的飲料，其中所述飲料是含二氧化碳的。
88.—種包含脫水的可食用聚合物水凝膠的顆粒的組合物，所述脫水的可食用聚合物水凝膠選自通過(guò)使親水性聚合物與多元羧酸和可食用聚合物水凝膠交聯(lián)而形成的可食用聚合物水凝膠，其中所述顆粒包裹有防潮層。
89.根據(jù)權(quán)利要求88所述的組合物，其中所述組合物是飲料、蛋白質(zhì)奶昔、冰淇淋、酸奶、冷凍酸奶、冷凍蛋奶凍或者湯。
90.根據(jù)權(quán)利要求88所述的組合物，其中所述防潮層包含脂肪、蛋白質(zhì)、糖或者其組I=I ο
91.一種在需要這種治療的受試者中改善心血管或腸道健康的方法，包括給所述受試者口服施用有效量的可食用聚合物水凝膠的步驟，所述可食用聚合物水凝膠在結(jié)腸中發(fā)酵，由此形成短鏈脂肪酸并降低結(jié)腸內(nèi)容物的PH值。
全文摘要
本發(fā)明提供用于體重管理和血糖控制的方法、組合物及改良食物和食品。
文檔編號(hào)A23L1/05GK102281771SQ200980154865
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2009年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月18日
發(fā)明者A·桑尼諾, E·羅恩, L·安布羅西奧, Y·佐哈爾 申請(qǐng)人:萬(wàn)有限責(zé)任公司, 珍爾希斯有限公司