专利名称：由植物乳杆菌ST-Ⅲ发酵的发酵豆制品和α-葡萄糖苷酶抑制剂的制作方法
技术领域：
本发明属于发酵食品领域,特别涉及植物乳杆菌ST-1II (Lb.plantarum CGMCCN0.0847)对α-葡萄糖苷酶(包括α -淀粉酶、麦芽糖酶和蔗糖酶)的抑制用途，使用该菌株作为发酵菌种制备具有α-葡萄糖苷酶的抑制作用的发酵豆类和/或豆乳产品的方法及其产品，以及从植物乳杆菌ST-1II发酵制备的发酵豆类中制备α -葡萄糖苷酶抑制剂的方法及广品。
背景技术：
近年来，糖尿病在全世界广泛流行，目前已成为继肿瘤、心血管疾病之后第三大类严重危害人类健康的慢性疾病。随着我国经济、社会的迅速发展，膳食结构和生活方式的改变，人口老龄化速度的加快，糖尿病的患病率也呈现快速增加的趋势。在糖尿病患病率快速上升的同时，我国糖尿病的知晓率、治疗率及控制率明显偏低。糖尿病已成为一个严重危害我国人群健康的公共卫生问题，对经济社会发展产生越来越严重的影响。根据发病机制不同，糖尿病分为I型糖尿病(胰岛素依赖型)和II型糖尿病(非胰岛素依赖型)，后者约占糖尿病总数的85%以上。迄今为止，治疗II型糖尿病的药物根据治疗机制不同主要分为:(I)促胰岛素分泌剂:如磺酰脲类；(2)胰岛素增敏剂:如屈吉他宗(troglitazon e)等噻唑烧衍生物；(3) α -葡萄糖苷酶抑制剂(a-GI):如阿卡波糖等。由于a-GI具有作用温和持久、毒副作用小甚至无毒的优点，因此得到越来越多国内外研究者的青睐。研究表明，α -葡萄糖苷酶抑制剂(a -GI)可有效地降低糖尿病人的餐后高血糖，作为口服降糖药的一种，其发生作用的场所位于小肠，作用方式是抑制小肠体内的α-葡萄糖苷酶活性，从而达到降低餐后高血糖的目的。如果使用者饮食中碳水化合物占50%以上，则降糖效果更为明显，因此其适用于以碳水化合物为主食的人群，尤其是中老年糖尿病患者。目前所发现的a-GI虽能克服传统降糖药的一些缺点，但种类相对较少，人们仍不断致力于开发新型α-GI，尤其是天然产物的研究。近年来，从天然产物中分离和提取的a -GI主要来自草本植物和放线菌属，只有少数关于乳酸菌产物降血糖的报道。H.Fujita(J.Nutr1.131:1211-1213,2001)报道了从中国传统的调味品豆豉(Touchi)采用热水抽提的方式，得到具有抑制α-葡萄糖苷酶(大鼠蔗糖水解酶)活性的抽提物，该抽提物在大鼠和高血糖人群中具有降血糖作用；美国专利US7354606B2公开了一种采用豆豉抽提物与来自于白芸豆(kidney bean)的α -淀粉酶抑制剂phaseolamin混用，用于治疗高血糖的方法。A.Momose (J.J.Soc.Food Tech.Sci, Feb, 2011)报道了从meso (—种日本传统的采用天然发酵方法生产的作为调味料使用的发酵豆制品)分离到的α-葡萄糖苷酶抑制剂具有调节餐后血糖波动的作用。但无论采用何种方法，其主要的活性成分都来自于采用自然方法制备的发酵大豆，在该方法中，参与发酵过程的微生物种类繁多，有细菌如Bacillus subtlis,有霉菌如Aspergillus niger等,组成也不稳定。在很多传统的发酵工艺中，为了防止污染，需要加入高浓度的NaCl，而高浓度的NaCl对于多数心血管疾病患者而言，具有一定的危害性，不适合作为普通食品食用，主要作为调味料使用；在传统发酵工艺中，由于参与发酵过程的微生物种类繁多，部分微生物及其代谢产物的安全性有待进一步确证；菌群组成的不稳定则无法保证不同批次制备的发酵豆类产品品质的稳定性，更不利于大规模地制造。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题就是针对具有α -葡萄糖苷酶抑制活性的传统发酵豆制品发酵剂组成不稳定、发酵时间长、发酵豆制品不适合作为普通食品使用的缺陷，提供一种发酵剂成分明确的发酵豆制品及从中制备的α-葡萄糖苷酶抑制剂及相应的方法。本发明人发现植物乳杆菌ST-1II (CGMCC N0.0847)在大豆基料中生长后，其产物具有强烈的α -葡萄糖苷酶抑制活性，从而完成了本发明。本发明的技术方案一是:植物乳杆菌ST-1II在制备α -葡萄糖苷酶抑制剂中的用途。本发明的技术方案二是:植物乳杆菌ST-1II在制备具有α -葡萄糖苷酶抑制活性的发酵豆制品的用途。本发明的技术方案三是:一种制备具有α -葡萄糖苷酶抑制活性的发酵豆乳的方法，包括以下步骤:将植物乳杆菌ST-1II接种于无菌豆浆中，25-40°C发酵2至120小时，获得发酵豆浆(或称发酵豆乳)。其中，所述的豆浆是由作为主要粮食品种的豆类制备的，如选自大豆、赤豆、绿豆、蚕豆、大白芸豆和小白芸豆，最优选大豆。所述的豆浆的制备方法是常规，如在豆浆机中制备成豆浆。豆浆经过灭菌后即得无菌豆浆，灭菌方法常规，如高温蒸煮灭菌，118°C 15分钟。所述的灭菌豆浆优选固形物含量3%-9% (w/w)，最优选豆浆浓度为5-6% (w/w) 0植物乳杆菌ST-1II在无菌豆浆中的接 种量优选0.5^-5% (v/v)，最优选2% (v/v)。发酵温度为25-40°C，优选35-37°C，最佳的是37°C。发酵时间2至120小时，优选24-72小时，更优选24-30小时。植物乳杆菌ST-1II接种于无菌豆浆中发酵，可以作为唯一的发酵菌种，也可以和其他菌类同时发酵，本发明优选植物乳杆菌ST-1II作为唯一的发酵菌种。本发明的技术方案四是:一种具有α -葡萄糖苷酶抑制活性的发酵豆乳，由上述方法制备而得。本发明的技术方案五是:一种制备具有α -葡萄糖苷酶抑制活性的发酵豆类的方法，包括以下步骤:将植物乳杆菌ST-1II接种于蒸煮豆类中，35-37°C培养13-15天，获得发
酵豆类。其中，所述的蒸煮豆类是由作为主要粮食品种的豆类制备的，如选自大豆、赤豆、绿豆、蚕豆、大白芸豆和小白芸豆，最优选大豆。所述的蒸煮豆类的制备方法是常规，将水泡发过的豆类高温蒸煮，达到煮熟杀菌的目的，即得蒸煮豆类。如将大豆用水10-40°C浸泡
4-24小时，然后倒掉余水后，110-121°C蒸煮15-40分钟即得蒸煮豆类。植物乳杆菌ST-1II在蒸煮豆类中的接种量优选0.5%-4% (v/w)，最优选2-4% (v/v) 0发酵温度为25-40°C，优选35-37°C，最佳的是37°C。发酵时间I天以上，优选10天以上，更优选13-15天。植物乳杆菌ST-1II接种于蒸煮豆类中发酵，可以作为唯一的发酵菌种，也可以和其他菌类同时发酵，本发明优选植物乳杆菌ST-1II作为唯一的发酵菌种。本发明的技术方案六是:一种具有α -葡萄糖苷酶抑制活性的发酵豆类，由上述方法制备而得。本发明的技术方案七是:一种从所述的发酵豆乳中或者从所述的发酵豆类中制备的α -葡萄糖苷酶抑制剂的方法，包括以下步骤:将所述的发酵豆类加入水匀浆得匀浆液，将该匀浆液或者将所述的发酵豆乳的pH值调节为6.5-7.5，煮沸10-60分钟，冷却后固液分离取液相即得。其中，pH值为6.5-7.5，优选pH6.8-7.0。煮沸10-60分钟，优选30分钟。煮沸后冷却到室温进行固液分离。固液分离的方法是常规方法，如采用多层纱布/无纺布或压榨过滤，或采用3000-5000rpm(l，500g至7，500g)离心15-20分钟，去除不溶性固形物。固液分离所得的液相(水溶性抽提物)即为α-葡萄糖苷酶抑制剂，具有抑制α-葡萄糖苷酶的活性。可以采用常规的方法将该水溶性抽提物干燥成粉末，如采用喷雾干燥(进风温度130-160°C、出风温度110-130°C)或冷冻干燥的方式获得浓缩物干粉。而其中发酵豆类加入水匀浆的方法是常规方法，如加入5至10倍质量的水进行匀浆。匀浆可在匀浆机中进行。本发明的技术方案八是:一种α -葡萄糖苷酶抑制剂，由所述的方法制备而得。本发明的技术方案九是:上述从植物乳杆菌ST-1II发酵的发酵豆类中制备α -葡萄糖苷酶抑制剂在降糖食品、保健品或者药品中的用途。优选的是口服的降糖食品、保健品或者药品，来降低糖尿病人的餐后高血糖，调节餐后血糖波动。本发明中，植物乳杆菌ST-1II是现有技术，为CGMCC N0.0847。本发明所用的原料或试剂除特别说明之外，均市售可得。相比于现有技术，本发明的有益效果如下:1、发酵豆乳采用的发酵剂组成明确，即可以采用单一的植物乳杆菌ST-1II，也可以采用植物乳杆菌ST-1II与常规酸奶菌种等混合发酵的方法。2、与传统发酵豆制品的方法相比，采用本发明可以明显缩短发酵时间。3、与传统发酵豆制品的方法相比，采用本发明制造的发酵豆类具有低盐、低糖和高α -葡萄糖苷酶抑制活性，可以作为普通食品直接被食用。4、本发明制备的发酵豆制品可以大规模、连续化生产，得到的产品可以直接使用或作为大规模制备α-葡萄糖苷酶抑制剂的原料。5、采用本发明制备的α -葡萄糖苷酶抑制剂可以直接用于具有控制碳水化合物在肠道吸收作用的产品的生产、从而达到控制血糖波动目的。
以下结合
本发明的特征和有益效果。图1显示37°C条件下，不同菌种在大豆豆浆中发酵产物对麦芽糖酶的抑制作用。图2显示植物乳杆菌ST-1II在37°C发酵不同种类豆浆(中生长)后的发酵产物对麦芽糖酶的抑制活性。 图3显示37°C条件下，植物乳杆菌ST-1II不同接种量对豆浆发酵产物抑制麦芽糖酶活性的影响。图4显示植物乳杆菌ST-1II在37°C发酵不同浓度豆浆制备的发酵产物对麦芽糖酶的抑制作用。图5显示植物乳杆菌ST-1II不同发酵温度对豆浆发酵产物抑制麦芽糖酶活性的影响。图6显示37 °C条件下，植物乳杆菌ST-111不同接种量对大豆发酵产物抑制麦芽糖酶活性的影响。图7显示植物乳杆菌 ST-1II不同发酵温度对大豆发酵产物抑制麦芽糖酶活性的影响。图8显示植物乳杆菌ST-1II发酵大豆浓缩物对麦芽糖酶活性的影响。图9显示植物乳杆菌ST-1II发酵豆浆浓缩物对麦芽糖酶活性的影响。
具体实施例方式α -葡萄糖苷酶抑制剂的靶向酶包括α -淀粉酶、麦芽糖酶和蔗糖酶等。本发明对被公认为安全(GRAS)的植物乳杆菌 ST-1II (Lactobacillus plantarum CGMCC N0.0847)在体外对α-葡萄糖苷酶的抑制作用作了较详细的研究，通过建立体外筛选模型，对不同来源的乳酸菌在大豆制品中的发酵产物对麦芽糖酶的抑制作用进行比较，发现植物乳杆菌ST-1II具有对麦芽糖酶强烈的抑制作用，然后进一步测试了该菌以其他豆类为基料生长后的发酵产物对麦芽糖酶抑制作用。在经过测试的多种作为主要粮食品种的豆类中，植物乳杆菌ST-1II在以经过蒸煮的大豆或杀菌的大豆豆浆为生长基质后，获得的产物对麦芽糖酶及蔗糖酶的抑制活性最明显。本发明中对α -葡萄糖苷酶的抑制率的测定如下:1.待测样品对麦芽糖酶的抑制率的测定待测样品对麦芽糖酶的抑制活性如以下公式所示:
权利要求
1.植物乳杆菌ST-1II在制备α-葡萄糖苷酶抑制剂中的用途。
2.植物乳杆菌ST-1II在制备具有α-葡萄糖苷酶抑制活性的发酵豆制品的用途。
3.一种制备具有α-葡萄糖苷酶抑制活性的发酵豆乳的方法，其特征在于，包括以下步骤:将植物乳杆菌ST-1II接种于无菌豆浆中，25-40°C发酵2至120小时，获得发酵豆浆。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的豆浆是大豆豆浆。
5.一种具有α-葡萄糖苷酶抑制活性的发酵豆乳，其特征在于，由权利要求3或4所述的方法制备而得。
6.一种制备具有α-葡萄糖苷酶抑制活性的发酵豆类的方法，其特征在于，包括以下步骤:将植物乳杆菌ST-1II接种于蒸煮豆类中，25-40°C培养I天以上，获得发酵豆类。
7.一种具有α-葡萄糖苷酶抑制活性的发酵豆类，其特征在于，由权利要求6所述的方法制备而得。
8.—种从权利要求5所述的发酵豆乳中或者从权利要求7所述的发酵豆类中制备的α -葡萄糖苷酶抑制剂的方法，其特征在于，包括以下步骤:将权利要求7所述的发酵豆类加入水匀浆得匀浆液，将该匀浆液或者将权利要求5所述的发酵豆乳的pH值调节为6.5-7.5，煮沸10-60分钟，冷却后固液分离取液相即得。
9.一种α-葡萄糖苷酶抑制剂，其特征在于，由权利要求8所述的方法制备而得。
10.如权利要求9所述的α-葡萄糖苷酶抑制剂在降糖食品、保健品或者药品中的用途。
全文摘要
本发明公开了植物乳杆菌ST-III在制备α-葡萄糖苷酶抑制剂或制备具有α-葡萄糖苷酶抑制活性的发酵豆类制品中的用途。还公开了一种具有α-葡萄糖苷酶抑制活性的发酵豆乳或者发酵豆类，将植物乳杆菌ST-III接种于灭菌豆浆或者蒸煮豆类中，25-40℃发酵即得。将所述的发酵豆类加水匀浆，调节pH值为6.5-7.5，煮沸10-60分钟，冷却后固液分离，取液相，即得该发酵豆乳的水溶性抽提物。其具有高α-葡萄糖苷酶抑制活性，用于降糖食品、保健品或者药品中。作为口服的降糖食品、保健品或者药品，降低糖尿病人的餐后高血糖，调节餐后血糖波动。
文档编号A61P3/10GK103169075SQ20111043326
公开日2013年6月26日 申请日期2011年12月21日 优先权日2011年12月21日
发明者吴正钧, 韩瑨, 周方方, 季红, 孙克杰 申请人:光明乳业股份有限公司