小麥阿拉伯木聚糖提取物在提高腸道屏障功能中的應用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種小麥阿拉伯木聚糖提取物在提高腸道屏障功能中的應用。所述小麥阿拉伯木聚糖提取物是按照包括如下步驟的方法制備的：小麥粉經(jīng)提取谷朊粉和/或小麥淀粉后的生產(chǎn)廢水經(jīng)離心分離，取上清液；所述上清液經(jīng)蒸煮后再進行離心分離，得上清液；所述上清液經(jīng)下述1)或2)的步驟即得小麥阿拉伯木聚糖提取物：1)所述上清液經(jīng)噴霧干燥即得；2)所述上清液經(jīng)濃縮，并調(diào)整pH值為7～8后，加入β-淀粉酶和糖化酶進行反應，最后經(jīng)離心分離后得到上清液，所述上清液經(jīng)乙醇沉淀后，即得。本發(fā)明中所涉及的小麥阿拉伯木聚糖提取物，同時還具有促進小腸絨毛生長、促進腸道DNA轉(zhuǎn)錄以及降低腸道pH值或增加腸道中短鏈脂肪酸含量等多種功能。
【專利說明】小麥阿拉伯木聚糖提取物在提高腸道屏障功能中的應用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種小麥阿拉伯木聚糖提取物在提高腸道屏障功能中的應用。

【背景技術(shù)】
[0002] 阿拉伯木聚糖（Arabinoxylans，簡稱AX)是一種半纖維素，存在于植物的初生及 次生細胞壁中，包括谷物種子和木材。AX是由木糖和阿拉伯糖兩種糖組成的聚合物，也可稱 作戊聚糖?；窘Y(jié)構(gòu)包括木糖殘基經(jīng)1，4-糖苷鍵連接而成的木聚糖主鏈和阿拉伯糖基側(cè) 鏈，在某些阿拉伯糖上還存在著以酯鍵相連接的酚酸類物質(zhì)。
[0003] 目前小麥阿拉伯木聚糖的提取主要有兩種來源，一是從小麥麩皮中提取，一種是 從小麥面粉中提取，提取方法主要有堿提法和酶提法兩種。
[0004] 麩皮為小麥加工的副產(chǎn)物，阿拉伯木聚糖含量豐富，約在20%以上，我國每年麩皮 產(chǎn)量高達2000多萬噸，所以目前一些阿拉伯木聚糖提取工藝的研究多集中在從麩皮中提 取，但麩皮中的阿拉伯木聚糖大多數(shù)都不溶于水，提取困難，目前可行的方法為堿提法，堿 提工藝會帶來大量含堿廢水排放，造成環(huán)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約占0. 5%? 〇. 8%，從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，目前只在實驗室進 行小規(guī)模提取，提取方法多為物理離心配合酶法進行，只用于科學研究，大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn) 探索不夠，沒有形成成熟的工藝路線，不能進行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
[0006] 小麥淀粉、谷朊粉的生產(chǎn)廢水中，含有優(yōu)質(zhì)的水溶性阿拉伯木聚糖，我國小麥面粉 加工產(chǎn)業(yè)龐大，傳統(tǒng)的小麥淀粉、谷朊粉加工工藝是將小麥面粉經(jīng)過水提和分離等工序得 到目標物，廢棄了洗脫水，每生產(chǎn)1噸淀粉，高濃度有機廢水的排放量在5?12噸之間，這 些有機廢水的直接排放對環(huán)境造成嚴重污染。目前國內(nèi)還沒有任何企業(yè)對這些加工廢水進 行有效利用，分析原因，一方面是因為淀粉、谷阮粉企業(yè)沒有認識到洗脫廢水的利用價值， 對阿拉伯木聚糖在生理活性和加工特性方面的應用價值沒有了解，另一方面，目前沒有高 效成熟的分離提取工藝，無法對大量洗脫廢水加以利用。
[0007] 國內(nèi)關(guān)于阿拉伯木聚糖生理活性的研究多集中于小麥麩皮來源的阿拉伯木聚糖， 而從小麥粉中提取的阿拉伯木聚糖生理活性鮮有報道。不少研究者認為小麥麩皮可能是最 有效且最適合人體需要的膳食纖維，小麥麩皮中膳食纖維組成比較復雜，包括纖維素、木質(zhì) 素、葡聚糖、阿拉伯木聚糖、阿拉伯半乳聚糖等，具體是哪一種或幾種組分起主要作用，尚不 清楚。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是提供一種小麥阿拉伯木聚糖提取物在提高腸道屏障功能中的應 用，本發(fā)明中所使用的小麥阿拉伯木聚糖提取物，是從小麥淀粉加工企業(yè)、谷阮粉加工企 業(yè)、小麥蛋白粉加工企業(yè)排放的有機廢水中提取的，因此可以減少上述加工企業(yè)的廢水排 放量，實現(xiàn)節(jié)能減排，提高其產(chǎn)品附加值。
[0009] 本發(fā)明提供的小麥阿拉伯木聚糖提取物在制備提高腸道屏障功能產(chǎn)品中的應 用；
[0010] 所述小麥阿拉伯木聚糖提取物可按照包括如下步驟的方法進行制備：
[0011] 小麥粉經(jīng)提取谷朊粉和/或小麥淀粉后的生產(chǎn)廢水經(jīng)離心分離，取上清液；所述 上清液經(jīng)蒸煮后再進行離心分離，得上清液；所述上清液經(jīng)下述1)或2)的步驟即得小麥阿 拉伯木聚糖提取物：
[0012] 1)所述上清液經(jīng)噴霧干燥即得；
[0013] 2)所述上清液經(jīng)濃縮，并調(diào)整pH值為7?8后，加入β-淀粉酶和糖化酶進行反 應，最后經(jīng)離心分離后得到上清液，所述上清液經(jīng)乙醇沉淀后，即得。
[0014] 本發(fā)明應用中，所述生產(chǎn)廢水可在1000轉(zhuǎn)/分鐘?3000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下進行 離心分離。
[0015] 本發(fā)明應用中，所述蒸煮的溫度可為80°C?KKTC，所述蒸煮的時間可為20分 鐘?70分鐘。
[0016] 本發(fā)明應用中，經(jīng)蒸煮后的所述上清液在2000轉(zhuǎn)/分鐘?5000轉(zhuǎn)/分鐘的條件 下進行離心分離。
[0017] 本發(fā)明應用中，步驟1)中，所述噴霧干燥的溫度可為80°C?200°C。
[0018] 上述的制備方法中，步驟2)中，所述濃縮的倍數(shù)為0.5倍?2倍。
[0019] 本發(fā)明應用中，步驟2)中，所述反應的溫度可為60°C?85°C，所述反應的時間可 為1小時?3小時。
[0020] 本發(fā)明應用中，步驟2)中，所述β_淀粉酶和所述糖化酶的加入量均為體系總質(zhì) 量的(λ 5%?5%，具體可為(λ 5%?L 5%、0· 5%?1%、0· 5%、1%或L 5%，所述體系 總質(zhì)量為所述上清液經(jīng)濃縮后的質(zhì)量；所述β -淀粉酶與所述糖化酶的質(zhì)量比為1 :1? 5,具體可為1 :1、1 :3或1 :5;所述β-淀粉酶與所述糖化酶的酶活力單位均為50000? 100000U/g，IgP -淀粉酶或糖化酶于特定條件下（60°C?85°C、pH值為7?8的條件下） 分解分解可溶性淀粉產(chǎn)生Img葡萄糖，即為1個酶活力單位U/g。
[0021] 從本發(fā)明小麥阿拉伯木聚糖提取物在提高小鼠腸道屏障（對D-木糖的屏障）功 能中的應用試驗中可以看出，低劑量組的小麥阿拉伯木聚糖提取物顯著增強了小鼠的腸道 屏障功能，中劑量組的小麥阿拉伯木聚糖提取物降低小鼠的腸道屏障功能的作用不明顯， 而高劑量組的小麥阿拉伯木聚糖提取物根本不具有增強小鼠的腸道屏障功能，因此，中低 劑量組的本發(fā)明小麥阿拉伯木聚糖提取物具有提高腸道屏障功能的作用，而高劑量的本發(fā) 明小麥阿拉伯木聚糖提取物不具有提高腸道屏障功能的作用。所以，在使用本發(fā)明小麥阿 拉伯木聚糖提取物進行提高腸道屏障功能時，可根據(jù)需要將小麥阿拉伯木聚糖提取物的人 的有效攝入劑量在0.04?0.08 8/1^1^/(1(提取物的純度為60%左右）或0.08?0.168/ kgbw/d (提取物的純度為30 %左右）內(nèi)進行調(diào)整。
[0022] 本發(fā)明中所涉及的小麥阿拉伯木聚糖提取物，同時還具有促進小腸絨毛生長、促 進腸道DNA轉(zhuǎn)錄以及降低腸道pH值或增加腸道中短鏈脂肪酸含量等多種功能。
[0023] 經(jīng)本發(fā)明方法提取的小麥阿拉伯木聚糖提取物，能夠使小腸通透性降低，腸道屏 障功能提高，在一定程度上也反映了腸黏膜良性增生。由于腸道屏障功能是腸道防御系統(tǒng) 的組成部分，也關(guān)系著腸道的健康，因此本發(fā)明提供的小麥阿拉伯木聚糖提取物的應用具 有重要的發(fā)展前景。

【具體實施方式】
[0024] 下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。
[0025] 下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。
[0026] 實施例1、制備小麥阿拉伯木聚糖提取物
[0027] 小麥粉經(jīng)提取谷朊粉后的生產(chǎn)廢水在3000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下進行離心分離，取 離心分離后的上清液；將上清液經(jīng)蒸煮后再進行離心分離得上清液，其中，蒸煮的溫度為 80°C，蒸煮的時間為20分鐘，離心分離的條件為2000轉(zhuǎn)/分鐘；將得到的上清液經(jīng)噴霧干 燥即得小麥阿拉伯木聚糖提取物干粉，噴霧干燥的溫度為80°C。
[0028] 本實施例制備的小麥阿拉伯木聚糖提取物的純度為30% (即含有阿拉伯木聚糖 的質(zhì)量百分含量）。
[0029] 實施例2、制備小麥阿拉伯木聚糖提取物
[0030] 小麥粉經(jīng)提取谷朊粉后的生產(chǎn)廢水在3000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下進行離心分離，取 離心分離后的上清液；將上清液經(jīng)蒸煮后再進行離心分離得上清液，其中，蒸煮的溫度為 100°c，蒸煮的時間為70分鐘，離心分離的條件為5000轉(zhuǎn)/分鐘；將得到的上清液進行濃 縮，濃縮的倍數(shù)為1倍；并將PH值調(diào)控為7. 5,然后加入β -淀粉酶和糖化酶（均為體系總 質(zhì)量的1%，且兩者的質(zhì)量比為1 :1，β -淀粉酶的酶活力為50000U/g，糖化酶的酶活力為 50000U/g)。進行反應,反應的溫度為85°C,反應的時間為60分鐘；反應后的反應液經(jīng)離心 得到上清液，將該上清液用乙醇進行沉淀：第一次醇沉步驟的乙醇用量為反應液的35%， 第二次醇沉步驟的乙醇用量為反應液的45%，得到小麥阿拉伯木聚糖提取物。
[0031] 本實施例制備的小麥阿拉伯木聚糖提取物的純度為60% (即含有阿拉伯木聚糖 的質(zhì)量百分含量）。
[0032] 實施例3、制備小麥阿拉伯木聚糖提取物
[0033] 小麥粉經(jīng)提取谷朊粉和小麥淀粉后的生產(chǎn)廢水在3000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下進行離 心分離，取離心分離后的上清液；將上清液經(jīng)蒸煮后再進行離心分離得上清液，其中，蒸煮 的溫度為900°C，蒸煮的時間為50分鐘，離心分離的條件為4000轉(zhuǎn)/分鐘；將得到的上清液 進行濃縮，濃縮的倍數(shù)為1倍；并將PH值調(diào)控為7. 5,然后加入β-淀粉酶和糖化酶（均為 體系總質(zhì)量的1.5%，且兩者的質(zhì)量比為1 :5, β-淀粉酶的酶活力為100000U/g，糖化酶的 酶活力為l〇〇〇〇〇U/g)。進行反應，反應的溫度為85°C，反應的時間為60分鐘；反應后的反 應液經(jīng)離心得到上清液，將該上清液用乙醇進行沉淀：第一次醇沉步驟的乙醇用量為反應 液的35%，第二次醇沉步驟的乙醇用量為反應液的45%，得到小麥阿拉伯木聚糖提取物。
[0034] 本實施例制備的小麥阿拉伯木聚糖提取物的純度為60% (即含有阿拉伯木聚糖 的質(zhì)量百分含量）。
[0035] 實施例4、制備小麥阿拉伯木聚糖提取物
[0036] 小麥粉經(jīng)提取小麥淀粉后的生產(chǎn)廢水在3000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下進行離心分離， 取離心分離后的上清液；將上清液經(jīng)蒸煮后再進行離心分離得上清液，其中，蒸煮的溫度為 l〇〇°C，蒸煮的時間為70分鐘，離心分離的條件為5000轉(zhuǎn)/分鐘；將得到的上清液進行濃 縮，濃縮的倍數(shù)為1倍；并將PH值調(diào)控為7. 5,然后加入β -淀粉酶和糖化酶（均為體系總 質(zhì)量的1%，且兩者的質(zhì)量比為1 :3, β-淀粉酶的酶活力為100000U/g，糖化酶的酶活力為 100000U/g)。進行反應,反應的溫度為85°C,反應的時間為60分鐘；反應后的反應液經(jīng)離心 得到上清液，將該上清液用乙醇進行沉淀：第一次醇沉步驟的乙醇用量為反應液的35%， 第二次醇沉步驟的乙醇用量為反應液的45%，得到小麥阿拉伯木聚糖提取物。
[0037] 本實施例制備的小麥阿拉伯木聚糖提取物的純度為60% (即含有阿拉伯木聚糖 的質(zhì)量百分含量）。
[0038] 實施例5、實施例2制備的小麥阿拉伯木聚糖提取物在提高腸道屏障功能中的應 用
[0039] 1、實驗方法（D-木糖吸收試驗）
[0040] 將40只昆明小鼠先適應性喂養(yǎng)基礎飼料1周后根據(jù)體重隨機分成4組，每組10 只，分別為空白對照組、低劑量組、中劑量組和高劑量組。
[0041] 低劑量組、中劑量組和高劑量組分別灌胃0. 4g/kgbw/d、0. 8g/kgbw/d和I. 6g/ kgbw/d的實施例2制備的小麥阿拉伯木聚糖提取物（配制成水溶液），每天記錄小鼠體重 和攝食量，期間自由進食飲水。
[0042] 空白對照組灌胃水進行對照，每日灌胃0. 2mL/10gbw，連續(xù)灌胃2周，每天1次。
[0043] 上述空白對照組和各受試組喂養(yǎng)2周后，灌胃D-木糖（灌胃量為0. 5g/gbw)，1小 時后乙醚麻醉后采血，4000r/min離心IOmin取血清后待檢。
[0044] 2、實驗結(jié)果
[0045] 空白對照組和個受試組小鼠血清中D-木糖的濃度如表1中所示。
[0046] 由表1中數(shù)據(jù)可以看出，與空白對照組相比，低劑量組血清中D-木糖的含量顯著 降低（P〈0. 05)，這表明低劑量本發(fā)明小麥阿拉伯木聚糖提取物增強了小鼠的腸道屏障功 能。
[0047] 由表1中數(shù)據(jù)可以看出，低劑量組血清中D-木糖的含量降低，雖然中劑量組血清 中D-木糖的含量并沒有出現(xiàn)顯著差異，但是也展現(xiàn)出了下降的趨勢，說明本發(fā)明小麥阿拉 伯木聚糖提取物使小腸的通透性降低，腸道屏障功能得到了提高，這也在一定程度上反映 了腸黏膜良性增生。
[0048] 表1小麥阿拉伯木聚糖提取物對小鼠腸道通透性的影響（n=l〇J±s)
[0049]

【權(quán)利要求】
1. 小麥阿拉伯木聚糖提取物在制備提高腸道屏障功能產(chǎn)品中的應用； 所述小麥阿拉伯木聚糖提取物是按照包括如下步驟的方法制備的： 小麥粉經(jīng)提取谷朊粉和/或小麥淀粉后的生產(chǎn)廢水經(jīng)離心分離，取上清液；所述上清 液經(jīng)蒸煮后再進行離心分離，得上清液；所述上清液經(jīng)下述1)或2)的步驟即得小麥阿拉伯 木聚糖提取物： 1) 所述上清液經(jīng)噴霧干燥即得； 2) 所述上清液經(jīng)濃縮，并調(diào)整pH值為7?8后，加入0 -淀粉酶和糖化酶進行反應，最 后經(jīng)離心分離后得到上清液，所述上清液經(jīng)乙醇沉淀后，即得。
2. -種提高腸道屏障功能的產(chǎn)品，其活性成分為小麥阿拉伯木聚糖提取物； 所述小麥阿拉伯木聚糖提取物是按照包括如下步驟的方法制備的： 小麥粉經(jīng)提取谷朊粉和/或小麥淀粉后的生產(chǎn)廢水經(jīng)離心分離，取上清液；所述上清 液經(jīng)蒸煮后再進行離心分離，得上清液；所述上清液經(jīng)下述1)或2)的步驟即得小麥阿拉伯 木聚糖提取物： 1) 所述上清液經(jīng)噴霧干燥即得； 2) 所述上清液經(jīng)濃縮，并調(diào)整pH值為7?8后，加入￠-淀粉酶和糖化酶進行反應，最 后經(jīng)離心分離后得到上清液，所述上清液經(jīng)乙醇沉淀后，即得。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應用或權(quán)利要求2所述的產(chǎn)品，其特征在于：所述生產(chǎn)廢水 在1000轉(zhuǎn)/分鐘?3000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下進行離心分離。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的應用或權(quán)利要求2或3所述的產(chǎn)品，其特征在于：所述 蒸煮的溫度為80°C?100°C，所述蒸煮的時間為20分鐘?70分鐘。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或3或4所述的應用或權(quán)利要求2或3或4所述的產(chǎn)品，其特征在 于：經(jīng)蒸煮后的所述上清液在2000轉(zhuǎn)/分鐘?5000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下進行離心分離。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或3-5中任一項所述的應用或權(quán)利要求2或3-5中任一項所述的產(chǎn) 品，其特征在于：步驟1)中，所述噴霧的溫度為80°C?200°C。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或3-6中任一項所述的應用或權(quán)利要求2或3-6中任一項所述的產(chǎn) 品，其特征在于：步驟2)中，所述濃縮的倍數(shù)為0. 5?2倍。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或3-7中任一項所述的應用或權(quán)利要求2或3-7中任一項所述的產(chǎn) 品，其特征在于：步驟2)中，所述反應的溫度為60°C?85°C，所述反應的時間為1小時?3 小時。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或3-8中任一項所述的應用或權(quán)利要求2或3-8中任一項所述的 產(chǎn)品，其特征在于：步驟2)中，所述￠-淀粉酶和所述糖化酶的加入量均為體系總質(zhì)量的 0. 5%?5%，所述體系總質(zhì)量為所述上清液經(jīng)濃縮后的質(zhì)量；所述0 -淀粉酶與所述糖化 酶的質(zhì)量比為1 :1?5。
【文檔編號】C12P19/14GK104431361SQ201410725819
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月3日
【發(fā)明者】劉晉, 錢平, 郭長江, 李凌燕, 耿戰(zhàn)輝, 高蔚娜, 蒲玲玲, 吉琳琳 申請人:中國人民解放軍總后勤部軍需裝備研究所