用于增强来自菜豆提取物的淀粉酶抑制效力的方法
【专利说明】用于増强来自菜豆提取物的淀粉酶抑制效力的方法
[0001]背景
[0002]淀粉酶是负责分解人类膳食中的碳水化合物的主要来源(即淀粉)的酶。淀粉的消化在口腔中开始，在口腔中存在于唾液中的α-淀粉酶水解淀粉的糖苷键。当经充分咀嚼的食物到达胃时，淀粉的平均链长从几千个葡萄糖单位缩短至小于八个葡萄糖单位。胃中的酸水平使唾液α-淀粉酶失活。淀粉的进一步消化在小肠中由类似于唾液α-淀粉酶的胰腺α-淀粉酶继续进行。
[0003]通过抑制淀粉消化来减少碳水化合物吸收是例如减肥和糖尿病领域中的极有前景的策略。从饮食立场来看，重要的是关注淀粉的分解，因为淀粉是相对非必需营养物，其提供热量但几乎无益处。
[0004]淀粉酶抑制剂来自各种来源，包括植物白蛋白和豆科植物。目前，豆类提取物被最经常用作淀粉酶抑制剂的来源。
[0005]用于纯化淀粉酶抑制剂的现行方法(包括浓缩并干燥豆类)包括使用热处理和/或溶剂。见例如2002年I月22日发布的Cestaro等人的美国专利6，340, 699。然而，热处理和/或溶剂的使用具有几个缺点。例如，在高温下，来自豆类的淀粉酶抑制剂的某些热敏感组分可被降解。结果，淀粉酶抑制剂展现稳定性和效能均下降。此外，存在与在这些纯化过程期间使用溶剂有关的环境和健康问题。例如，利用溶剂从豆类提取淀粉酶抑制剂可导致提取物被残留毒性溶剂污染。另外，纯化过程期间所需的大量溶剂的处置可产生环境问题。
[0006]这些淀粉酶抑制剂纯化方法的实例如下:
[0007]2002年I月22日发布的Cestaro等人的美国专利6，340, 669，(让与Hunza diMaria Carmela Marazzita S.A.S)描述了包含淀粉酶抑制蛋白与磷脂(如磷脂酰胆碱)的脂蛋白复合物。据说这些复合物可用于治疗高胆固醇血症。
[0008]2006年7月6日公布的Skop等人的美国公开专利申请2006/0147565 (让与Pharmachem Laboratories, Inc.)描述了利用超临界二氧化碳方法在真空压力下从白豆提取并纯化淀粉酶抑制剂。还教授了利用经纯化的淀粉酶抑制剂诱导减肥的方法。
[0009]2009年2月12日公布的Bollini等人的美国公开专利申请2009/0042779界定了培育为实质不含植物凝集素的豆类用于提取淀粉酶抑制剂的用途以及提取物与淀解因子(phaseolamin)的组合。据说所描述的高度纯化的淀解因子提取物是安全的并且适于人和动物消费。
[0010]2009年7月2日公布的Berlanda等人的美国公开专利申请2009/0169657描述了将水醇混合物用于经过适当浓缩的云豆水提物以产生富集提取物，该提取物具有活性介于1，000与1，600USP/mg之间的α -淀粉酶抑制剂含量和介于8，000与30，000HAU/g之间的植物血凝素含量。据说这种提取物可经配制以供以相对低的剂量用于膳食用途。
[0011]在口腔中，α -淀粉酶开始淀粉(人类膳食中碳水化合物的主要来源)的酶解消化过程。来自菜豆(白云豆)品种的蛋白质性淀粉酶抑制剂已被知悉一段时间。通过抑制淀粉酶阻断淀粉消化而减少碳水化合物的吸收可有助于控制体重增加或糖尿病。为了实现这个目的，已开发了从豆类提取淀粉酶抑制剂的方法以便允许将所述抑制剂并入膳食补充品中。从豆类提取并纯化淀粉酶抑制剂的现行方法总体而言在涉及严酷的热和溶剂处理的方法方面未合乎人意，所述严酷的热和溶剂处理会产生具有杂质且/或活性不足的淀粉酶抑制剂。上述美国公开专利申请2006/0147565描述了用于从白云豆纯化淀粉酶抑制剂的方法，据称这种淀粉酶抑制剂比从采用热和溶剂的常规方法获得的淀粉酶抑制剂更有效力。出乎意料的是，发现通过’565专利申请所描述方法加工的淀粉酶抑制剂提取物粉末还可通过其它工艺步骤加以改良。结果获得透明、稳定、无味的水性混合物，其含有活性显著增大(多达十倍)的淀粉酶抑制蛋白。
发明概要
[0012]本发明涉及一种用于纯化豆提取物α -淀粉酶材料的方法，其包括以下步骤:
[0013](a)将所述α -淀粉酶材料悬浮于pH为约3.0至约3.5的水溶液中；
[0014](b)将防腐剂添加至所述溶液；
[0015](c)将所述溶液加热至约175F至约195F，维持10至约120秒；
[0016](d)将所述溶液冷却至约65至约85F的温度并使溶液在静止不搅拌条件下，在所界定范围内的温度下静置约3至约24小时以使豆提取物颗粒从溶液沉淀出来；和
[0017](e)从上清液分离颗粒(如通过倾析上清液)。
[0018]除非另外说明，否则本文给出的所有百分比和比率均“按重量计”。本文所述的所有专利和其它文件以引用的方式并入本文。
【具体实施方式】
[0019]本文中的基本发明是改良从白云豆(菜豆)纯化α -淀粉酶抑制剂的已知方法的方法，其提供具有以下特性的产物:
[0020](I)比市售豆提取物有效多达10倍的α -淀粉酶抑制剂，
[0021](2)当维持在水溶液中时稳定的α-淀粉酶抑制剂；
[0022](3)提供无浑浊、沉淀或豆味的透明溶液的α -淀粉酶抑制剂；和
[0023](4)针对体重控制目的可轻易并入水、透明饮品、茶等中的α -淀粉酶抑制剂。
[0024]在试图由通过美国公开专利申请2006/0147565所描述方法所产生的豆提取物产生α -淀粉酶抑制剂制造澄清溶液时，出乎意料地发现，所述澄清方法不仅澄清豆提取物溶液，而且还使淀粉酶抑制效力较起始材料增大十倍。此外，观察到抑制蛋白在那种溶解状态下更为稳定。
[0025]为了实现这个目的，将以引用方式并入本文的美国公开专利申请2006/0147565所描述方法的市售豆提取物粉末悬浮于含有羧酸或羧酸盐(如柠檬酸、苹果酸和/或酒石酸，或柠檬酸盐、苹果酸盐或酒石酸盐)的水溶液中，小心调节溶液pH至约3.0至约3.5，如约3.3至约3.5。添加防腐剂，如苯甲酸盐、山梨酸盐、六偏磷酸钠(SHMP)或二碳酸二甲酯(DMDC)，并将混合物加热至约175F至约195F，如约180±2F，维持约10至约120秒，如约10至约60秒(优选约10至约20秒)。随后冷却此溶液并保持在约65至约85F，如约75至约85F以使豆提取物颗粒沉淀。在静止不搅拌条件下，进行提取需要约3小时至约24小时，如约12至约24小时的提取时间。随后从豆提取物颗粒分离上清液(如通过倾析)。发现淀粉酶抑制蛋白在液相中。可通过反渗透或通过温和干燥来浓缩所述蛋白质，但在那些过程期间所述蛋白必须维持在溶液形式。
[0026]上述方法可按至少以下方式予以改变:
[0027](I)可通过反渗透或膜过滤膜形式实施进一步溶液纯化；
[0028](2)可将最终提取物溶液以及所使用的特定载体的pH调节至约3.0至约3.5 ;和
[0029](3)可利用其它品种菜豆，如云豆、蔓越莓豆(cranberry bean)、黑豆(blackturtle bean)、笛豆(flageolet)、白豆和黄豆或其它基因改造栽培品的提取物实施所述方法。
[0030]除非另外说明，否则本文引述的所有参考文献、专利和专利申请是以引用的方式并入本申请。
[0031]实施例
[0032]将一克白云豆提取物添加至含有0.040重量％六偏磷酸钠、0.015重量％柠檬酸、
0.009重量％山梨酸钾、0.009重量％苯甲酸钠和水的470克混合物中。将混合物加热至180F维持15秒并冷却至85F维持24小时。移取5cc等份样品用于α -淀粉酶抑制测试。
[0033]还制备两种陪同对照样品并取样用于α淀粉酶抑制测试。通过将I克白云豆提取物添加至470克水，将其加热至180F维持15秒并在85F下维持24小时以制备第一种对照样品。第二种对照由水和在其余样品中存在的所有组分(盐)组成。
[0034]淀粉酶测试的结果显示测试样品提供比对照样品大约10倍的显著较大淀粉酶抑制作用。
【主权项】
1.一种纯化豆提取物α -淀粉酶材料的方法，其包括以下步骤: (a)将所述材料悬浮于溶液pH为约3.0至约3.5的水溶液中； (b)将防腐剂添加至所述溶液； (c)将所述溶液加热至约175F至约195F，维持约10至约120秒； (d)将所述溶液冷却至约65至约85F的温度并使所述溶液在静止不搅拌条件下，在所述界定范围内的温度下静置约3至约24小时以使豆提取物颗粒从所述溶液沉淀出来；和 (e)将所述颗粒从上清液分离。2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(a)中，将羧酸或羧酸盐用于调节所述溶液pH。3.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(b)中，所述防腐剂选自苯甲酸盐、山梨酸盐、SHMP, DMDC和其混合物。4.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(c)的所述加热维持约10至约20秒。5.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(d)中，利用反渗透或温和干燥来浓缩所述溶液，同时所述α -淀粉酶材料维持在溶液形式。6.根据权利要求1所述的方法，其中用于步骤(a)中的所述豆提取物α-淀粉酶材料通过在真空压力下实施的超临界二氧化碳方法获得。7.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(e)中，通过倾析所述上清液分离出所述颗粒。8.根据权利要求2所述的方法，其中所述羧酸是柠檬酸或柠檬酸盐。9.根据权利要求3所述的方法，其中所述防腐剂是苯甲酸钠。10.一种经纯化的豆提取物α -淀粉酶材料，其根据权利要求1所述的方法制备。
【专利摘要】公开了一种纯化豆提取物α-淀粉酶材料的改良方法。通过所述方法纯化的材料提供比通过其它方法纯化的材料显著更大的淀粉酶抑制作用。在所述方法中：(a)将豆提取物α-淀粉酶材料悬浮于溶液pH为约3.0至约3.5的水溶液中；(b)将防腐剂添加至所述溶液；(c)将所述溶液加热至约175F至约195F，维持约10至约120秒；(d)将所述溶液冷却至约65至约85F的温度并使所述溶液在静止不搅拌条件下，在所述界定范围内的温度下静置约3至约24小时以使豆提取物颗粒从所述溶液沉淀出来；和(e)将所述颗粒从上清液分离。
【IPC分类】C07K14/415
【公开号】CN105008392
【申请号】CN201480013635
【发明人】R·J·萨拉玛, G·阿尔奎诺
【申请人】阳光喜悦饮料公司
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2014年3月12日
【公告号】CA2900472A1, US20140273157, WO2014165030A2, WO2014165030A3