专利名称：含脱乙酰壳多糖的多糖、其制备方法和用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及新型含脱乙酰壳多糖的多糖、其制备方法、以及含有该含脱乙酰壳多糖的多糖作为有效成分的药物组合物和食品。
背景技术：
到目前为止，关于蟹、虾等甲壳类动物的脱乙酰壳多糖(以下称为蟹脱乙酰壳多糖)性质、制备方法的研究已经有很多，但关于以菇菌为代表的植物性脱乙酰壳多糖及其制备方法，则罕有研究文献面世。
关于黑曲霉、水霉菌、放线菌等菌类所产生的脱乙酰壳多糖，已有一些研究报告，但由于这些菌类培养困难，含有未知毒性物质的可能性很大，因此菌类所产生的脱乙酰壳多糖无法应用于食品、药物等可对人体产生安全性问题之处。
另一方面，已知对肾病有效的蘑菇(二孢蘑菇)(Agaricus bisporus)的亲水性溶剂提取物(商品名“食用伞菌提取物”)中微量含有脱乙酰壳多糖的主要成分葡糖胺，但该微量的葡糖胺是否具有生理学意义则尚不明确。还没有人主动尝试从以蘑菇(二孢蘑菇)为代表的菇菌类制备含脱乙酰壳多糖的多糖。
包括日本在内的亚洲地区，自古以来就认为香菇(Lentinus edodes)或木耳、草菇、姬菇(しめじ)、舞菇(即灰树花(Grifola frondosa))是优良的保健食品，得到广泛应用，是药食同源的基本食材。在欧洲，从17世纪开始，蘑菇(食用伞菌)(二孢蘑菇)被广泛食用。
所谓的蘑菇或食用伞菌，原本是所有菇菌的总称，在狭义范围内是指17世纪在巴黎近郊的洞穴内栽培的二孢蘑菇。为避免混淆，本说明书中将蘑菇或食用伞菌称为“二孢蘑菇”，当讲到所有的食用菇菌类时，采用“菇菌”的称呼。
世界范围内，二孢蘑菇的年产量为240-320万吨，占全世界栽培菇的30-38％，在美国，二孢蘑菇占栽培菇的90％。追溯其历史，植物性壳多糖作为碱不溶性高分子物质，是法国植物学家布拉克诺(Braconnot)于1811年从蘑菇中首次提取出的。1859年，Rouget将壳多糖在氢氧化钾浓溶液中加热，发现其可溶解于有机酸，1894年，Hoppe-Seyler将该物质命名为“脱乙酰壳多糖(Chitosan)”。
1999年-2000年，俄罗斯的研究人员从黑曲霉(Aspergillus niger)中分离出壳多糖·葡聚糖化合物。该壳多糖·葡聚糖化合物含有15-20％的葡聚糖。该壳多糖和葡聚糖通过牢固的共价键结合，因此只有用酶处理才可完全分离。(参照非专利文献1和非专利文献2)1981年，志田等人报道了香菇(Lentinus edodes)的碱(24％、5℃)不溶性葡聚糖骨架。通过甲基化分析得知葡聚糖部分的结构是具有高度分支的β-1，6和β-1，3键的糖链。该葡聚糖与壳多糖结合，形成香菇的内部骨架。(非专利文献3)1994年，Hartland等人发现酵母(酿酒酵母Saccharomycescerevisiae)的细胞壁中，碱可溶性(1-3)β葡聚糖与壳多糖结合，形成碱不溶性的(1-3)β葡聚糖。(非专利文献4)人们认为菇菌类的细胞壁构成成分是α(1-3)葡聚糖和壳多糖，但在这些菌类的生长过程中，频繁地进行着多糖类的重新构成、重新组织。二孢蘑菇的生长周期中，α和β结构比例是变化的。在增殖过程中β(1-4)的比例增加，在子实体等中β(1-6)的比例增加。
但是目前，含有这些壳多糖的菇的骨架成分化学稳定性好，不溶解于水、稀酸或碱、有机溶剂中，因此几乎未被有效地利用。其原因之一就是菇中所含壳多糖几乎对所有的溶剂均不溶，不具生理学活性，无法期望其在保健食品、药物中发挥有效性。
人们发现作为来自菇的糖类，热水提取的香菇水溶性成分β葡聚糖具有增强免疫的作用，由此开发出免疫增强剂。另外，对二孢蘑菇进行化学处理得到可利用物质也是最近的事，Ricom公司首次发现其热水提取物具有消臭作用，开发了消臭剂商品。
其它大部分菇目前只是有云芝(カワラタケ)、灵芝、灵芝、巴西产的“二孢蘑菇”等或以本身的形态，或极简单地制成热水提取物及其冻干品作为保健食品提供。
非专利文献1Gamayurova等.Synthesis of soluble derivatives of chitin-glucancomplex.Chemistry and Computational Simulation.ButlerovCommunicatios，1999；No.1.
非专利文献2Shabrukoca等.Study of the nature of chitin-glucan complex.Chemistry and Computational Simulation.Butlerov Communicatios，2001；No.4.
非专利文献3Shida，等.Structure of the alkali-insoluble skeltal glucan of Lentinusedodes.J-Biochem-Tokyo.1981；90(4)1093-1100.
非专利文献4Hartland等.The linkage of(1-3)-beta-glucan to chitin during cellwall assembry in Saccharomyces cerevisiae.Yeast.1994；10(12)1591-1599.
发明内容
本发明的目的在于提供新型的含脱乙酰壳多糖的多糖。
本发明的其他目的在于提供上述含脱乙酰壳多糖的多糖的制备方法，特别是提供由安全的菇壳多糖高效大量制备含脱乙酰壳多糖的多糖的方法，其中所述安全的菇是指以蘑菇(二孢蘑菇)、香菇为代表的被广泛食用的菇。
本发明的另一目的在于提供上述含脱乙酰壳多糖的多糖的用途，特别提供含有该含脱乙酰壳多糖的多糖的药物、食品。
本发明如下。
1.具有下述特性的含脱乙酰壳多糖的多糖(1)构成糖由葡糖胺和葡萄糖构成，其构成摩尔比为1-5∶5-1；(2)分子量由奥氏粘度仪测定的分子量为约5万-约40万。由凝胶过滤色谱测定的分子量为约4万-约20万；(3)构成单元主要由脱乙酰壳多糖部分和葡聚糖部分构成；(4)键的种类含有β(1→4)键和β(1→6)键，但不含有β(1→3)键；(5)酶分解性可被壳聚糖酶分解成低聚糖，但不被纤维素酶分解；(6)蛋白质和还原性多糖不含有蛋白质和还原性多糖；(7)显色反应对于碘-淀粉反应呈阴性；(8)物质颜色无色(白色)；(9)溶解性溶解于5-10％质量的乙酸、苹果酸或抗坏血酸水溶液，但不溶解于水、乙醇、pH10以上的碱性水溶液。
2.上述1的含脱乙酰壳多糖的多糖，其中葡萄糖与葡糖胺的构成摩尔比为1∶1。
3.上述1或2的含脱乙酰壳多糖的多糖，其中脱乙酰壳多糖含量为18-72％。
4.上述1-3中任一项的含脱乙酰壳多糖的多糖，其中脱乙酰壳多糖部分为葡糖胺的均聚物。
5.上述1-5中任一项的含脱乙酰壳多糖的多糖，其中葡聚糖部分为葡萄糖的均聚物。
6.上述1-5中任一项的含脱乙酰壳多糖的多糖的制备方法，其特征在于将菇在25-50％质量的苛性碱水溶液中进行加热处理，然后固液分离，将所得固态部分溶解于有机酸水溶液，向其中加入醇，或加入苛性碱至pH10以上，使其产生沉淀，将该沉淀洗涤、干燥。
7.上述6的含脱乙酰壳多糖的多糖的制备方法，其特征在于在苛性碱水溶液中进行加热处理之前，将菇用纤维素酶或葡聚糖酶进行预处理。
8.上述6或7的含脱乙酰壳多糖的多糖的制备方法，其中菇为二孢蘑菇。
9.上述1-5中任一项的含脱乙酰壳多糖的多糖的制备方法，其特征在于将菇在25-50％质量的苛性碱水溶液中进行加热处理，然后将粘度调节为3-20mPa·s，固液分离，将所得固态部分洗涤、干燥。
10.上述9的含脱乙酰壳多糖的多糖的制备方法，其中在苛性碱水溶液中进行加热处理后，加入水或酸，将粘度调节为3-20mPa·s。
11.药物组合物，该药物组合物含有上述1-5中任一项的含脱乙酰壳多糖的多糖作为有效成分。
12.用于治疗或预防生活方式病的上述10的药物组合物。
13.食品，该食品含有上述1-5中任一项的含脱乙酰壳多糖的多糖作为有效成分。
本发明的含脱乙酰壳多糖的多糖不含有蟹脱乙酰壳多糖中所见的杂质蛋白质、含硫的氨基化合物等变应原物质，可作为新型的功能性食品材料。以甲壳类例如蟹为起始原料的蟹脱乙酰壳多糖中有蟹特有的异味、不快的碱味，但当以菇为原料时，本发明的含脱乙酰壳多糖的多糖中含有菇所特有的香气，完全没有异味或不快的碱味。并且，本发明的含脱乙酰壳多糖的多糖中除了葡糖胺之外，还含有50％左右的多糖类，有望存在蟹脱乙酰壳多糖中见不到的新的生理活性。
含脱乙酰壳多糖的多糖的优势还在于与从虾、蟹等甲壳类中分离出的脱乙酰壳多糖不同，其构成糖类几乎都是由葡萄糖形成的多糖类·葡聚糖。
实施发明的最佳方式以下详细说明本发明。
我们着眼于Ricom公司作为保健食品供应的、来自二孢蘑菇的食用伞菌提取物成分中可溶解于有机酸但不溶解于碱的成分，对该物质进行了分析，发现有与脱乙酰壳多糖非常相似性质的多糖类存在，经过深入研究，结果成功地从二孢蘑菇中提取到大量的脱乙酰壳多糖。由二孢蘑菇提取的脱乙酰壳多糖的基本性质与由甲壳类提取的蟹脱乙酰壳多糖类似，但含有类似葡聚糖的多糖类，从这一点可知其成分与仅由葡糖胺构成的单纯的均聚物蟹脱乙酰壳多糖不同，是一种新物质。
以下在本说明书中将该新物质称为“含脱乙酰壳多糖的多糖”。
脱乙酰壳多糖的历史如前所述，是由“蘑菇”中发现的，但其后的研究则主要专注于甲壳类进行，说到脱乙酰壳多糖，也即指蟹脱乙酰壳多糖。并且由于蟹脱乙酰壳多糖是由几乎100％的N-乙酰基葡糖胺构成的单纯的聚合物，因此脱乙酰壳多糖也被定义为80％以上的该乙酰基被脱乙酰化而成的物质。但是，如前所述，脱乙酰壳多糖本来的定义应是不溶解于稀碱、可溶解于稀有机酸的多糖。根据该定义，菇的含脱乙酰壳多糖的多糖可以说绝对是脱乙酰壳多糖家族的一员。
本发明的新型含脱乙酰壳多糖的多糖可以从广泛食用的所有的菇类中制备。含脱乙酰壳多糖的多糖在天然中微量存在，但其大部分只是作为与葡聚糖牢固结合的壳多糖存在，通过我们所开发出的方法，首次了解了它的真面目。
以下对本发明的含脱乙酰壳多糖的多糖的制备方法进行详细说明。
用于制备本发明的含脱乙酰壳多糖的多糖的原料只要是含有含壳多糖的多糖即可，对其没有特别限定，但从所得含脱乙酰壳多糖的多糖不快气味或异味少的角度考虑，优选植物性材料，特别优选菇。菇中优选的是二孢蘑菇、香菇、金针菇、姬菇、舞菇、滑子菇(なめこ)等，特别优选的是二孢蘑菇、香菇、金针菇、姬菇等。
使用菇作为原料时，可以是鲜品也可以是干燥品，通常要除去菌柄头，水洗，完全除去泥土等附着物。如果不充分洗净，则杂质会残留在最终产品中。根据需要将其用搅拌器或切片机粉碎或切片，然后在高浓度苛性碱水溶液、优选在25-50％质量的苛性碱水溶液中进行加热处理。苛性碱优选苛性钠、苛性钾。优选相对于100质量份原料(干燥质量)添加40-50质量份苛性碱水溶液，优选在90-120℃加热处理0.2-30小时，进一步优选在100-110℃加热处理1-10小时。
本发明使用浓苛性碱水溶液，因此优选反应容器使用瓷器或硬质玻璃制的容器。加热处理可在常压下进行，也可在减压或加压状态下进行，通常常压下即足够。
加热处理前，可以进行纤维素酶、葡聚糖酶、蛋白酶等的酶处理或冷冻解冻处理。酶处理可在水中加入上述酶，优选加入0.01-0.1％质量，在25℃-40℃进行2-24小时处理。通过酶处理，细胞壁或蛋白质被分解，容易制备含脱乙酰壳多糖的多糖。另外，冷冻后解冻，组织(细胞壁)被破坏，容易制备含脱乙酰壳多糖的多糖。特别是通过进行冷冻解冻处理、切片破碎、搅拌器粉碎等前处理，菇的纤维被拆散，酶处理(纤维素酶处理等)的效率提高。
例如，将10kg经前处理的菇悬浮于20L纯水中，加入6g-60g左右的纤维素酶，在40℃加热2小时，在60℃加热2小时，再提高温度至沸腾。上述纤维素酶例如有来自黑曲霉的纤维素酶、来自芽孢杆菌属(Bacilus)的纤维素酶(碱性纤维素酶)、来自里氏木霉(Tricoderma reesei)的纤维素酶、来自Anthrobacter的纤维素酶等。
大致冷却后，加入苛性钠或苛性钾，使其终浓度为50％质量左右。此时，温度上升至100℃以上，保持该状态继续加热约2-4小时。加热结束后立即将反应容器盖上盖子，放置冷却过夜。盖子是为了不使碱吸收空气中的二氧化碳而导致变质。通过该加热处理。含有壳多糖的多糖的氨基被脱乙酰化，生成含脱乙酰壳多糖的多糖。
用不锈钢金属网(100目)舀取在碱处理液上部表面生成的含脱乙酰壳多糖的多糖层。再次滗析，回收底部生成的沉淀。残余的碱液可再次直接用于下次的碱处理。
将所得混合物通过离心分离、过滤、滗析等方法进行固液分离。所得固态部分以含脱乙酰壳多糖的多糖为主要成分。具体的操作是将固态部分即粗制含脱乙酰壳多糖的多糖悬浮于约2-10倍量的纯水中，转移到漂白棉布等中，用纯水充分洗涤，直至洗液大致呈中性。此时最重要的是要使用纯水。这是因为这里所得的粗制含脱乙酰壳多糖的多糖会极高效地吸附自来水中的金属离子等杂质。另外，此时如果不尽快进行洗涤处理，则粘度增高，之后的处理步骤变得困难。粘性过高时，用乙醇等有机溶剂处理较有效。通过该处理，使过滤变得容易。
接着，将经水洗的粗制含脱乙酰壳多糖的多糖溶解于有机酸水溶液。有机酸的例子有乙酸、苹果酸、抗坏血酸等。有机酸的浓度优选1-20％质量，进一步优选5-10％质量。溶解可以在5-40℃进行0.1-48小时，通常可在室温下放置过夜。含脱乙酰壳多糖的多糖是高分子，因此溶解需要足够的时间。通过对溶解有含脱乙酰壳多糖的多糖的溶液进行离心分离、过滤、滗析等来除去不溶物。溶液的粘性高，过滤、滗析都非常需要时间，因此优选离心分离。
向所得澄清的含脱乙酰壳多糖的多糖溶液中加入醇(例如乙醇、甲醇)、丙酮或苛性碱(例如苛性钠)，使含脱乙酰壳多糖的多糖沉淀并回收。例如每100质量份含脱乙酰壳多糖的多糖溶液中加入0.01-0.5质量份苛性钠，则含脱乙酰壳多糖的多糖发生沉淀。将其通过离心分离进行固液分离，回收纯的含脱乙酰壳多糖的多糖。用乙醇沉淀后过滤比较容易，操作简单，但需要大量的溶剂。需要含脱乙酰壳多糖的多糖溶液的至少2-3倍量的乙醇。并且用醇制备的含脱乙酰壳多糖的多糖潮解性高。另外，在将脱乙酰壳多糖用于食品、药物、化妆品等场合时，不优选使用丙酮、甲醇作为溶剂。
因此，优选在通常的固液分离步骤中通过碱进行沉淀操作。反复进行本处理步骤，可以除去杂质，但含脱乙酰壳多糖的多糖对杂质的吸附力强，因此更需要优选处理过程不复杂的方法。
另一方面，需大量获得含脱乙酰壳多糖的多糖时，作为固液分离的方法，用大量浓碱液进行离心分离是很危险的操作，并且非常困难。这种情况下，优选采用下述的“不采用离心分离的方法”。
即，充分洗涤，在切片为1-3mm厚的蘑菇、切片香菇、一切为二的金针菇、干燥品浸泡水后的二孢蘑菇等中加入碱例如苛性钠，使终浓度为40-60％质量，例如50％质量。为使碱充分溶解，可根据需要加入极少量的蒸馏水。在80-120℃加热3-30小时，例如在110℃以上加热2小时以上，放置冷却。根据需要，向其中加入等量以上、优选3-4倍量的蒸馏水、或10-20％质量的无机酸(例如盐酸、硫酸)或有机酸(例如乙酸、抗坏血酸、乳酸)，将粘度调节为3-20mPa·s、优选5-10mPa·s。以该状态静置过夜，根据需要将pH调节为9-6.5，优选7。接着用过滤器例如不锈钢制、漂白棉布制或粗纱制的过滤器过滤。
粘性增高，则以后的过滤处理步骤困难，因此调节蒸馏水、无机·有机酸的添加方法，使粘度不升高，这是非常重要的。因此，最好用一部分试料预先进行测试。添加无机酸或有机酸时，优选加入后使pH为9-6.5，优选为7。
将所得固态部分再悬浮于蒸馏水中，一边轻轻搅拌一边调节为pH 9-6.5、优选总是为7。再次过滤或者滗析，加入蒸馏水，重复上述操作，直至盐分浓度和pH充分降低。最后用粗纱过滤，加压脱水，将固态部分冷冻干燥，制成干燥品。
由所得粗制含脱乙酰壳多糖的多糖获得含脱乙酰壳多糖的多糖，因该过程操作量小、碱度低，因此可以使用通常的“采用离心分离的方法”。即，将粗制含脱乙酰壳多糖的多糖溶解于5-10％乙酸，充分搅拌，然后离心分离，将其上清液用碱中和，再次离心分离，将所得脱乙酰壳多糖组分·沉淀部分水洗，用漂白棉布或粗纱过滤、压榨，减少水分，然后冷冻干燥，得到纯化含脱乙酰壳多糖的多糖。
本发明的含脱乙酰壳多糖的多糖中，脱乙酰壳多糖含量随制备条件而变化，通常为5-80％质量，特别是在15-75％质量的范围。
含脱乙酰壳多糖的多糖中脱乙酰壳多糖含量的测定按照以下方法进行。
准确称量0.5g含脱乙酰壳多糖的多糖粉末，将其溶解于5％容量的乙酸中，准确配制100g。准确地称量1g该溶液，装入200ml容量的三角烧瓶，加入30ml去离子水，充分搅拌混合。加入2-3滴作为指示剂的0.1％甲苯胺蓝溶液，用N/400聚乙烯基硫酸钾溶液[(C2H3OSK)n、n＝1500以上]滴定。根据下式求出脱乙酰度(即脱乙酰壳多糖含量＝葡糖胺含量)。
脱乙酰度＝(X/161)/[(X/161)+(Y/203)]×100(％)X＝(1/400)×(1/1000)×f×161×vY＝0.5×(1/100)-Xv＝N/400聚乙烯基硫酸钾溶液滴定值(ml)f＝N/400聚乙烯基硫酸钾溶液系数系数f为1.005。
换一种写法，即脱乙酰度＝[203X/(203X+161Y)]×100(％)X＝1.005×161×v(滴定值；ml)Y＝0.5-X根据需要，可以将纯化含脱乙酰壳多糖的多糖重新溶解于上述稀有机酸、例如1-5％的乙酸、苹果酸、抗坏血酸等中，进行碱中和沉淀处理，通过反复进行以上步骤，进一步进行纯化。不过通常进行一次就可以了。将可溶性纯化含脱乙酰壳多糖的多糖溶解于稀有机酸，直接进行喷雾干燥或冷冻干燥，可以制成白色粉末。该可溶性含脱乙酰壳多糖的多糖可瞬间溶解于纯水中。由碱沉淀处理得到的纯含脱乙酰壳多糖的多糖可以直接冷冻干燥。其不溶解于纯水，因此可以在溶解于稀有机酸例如抗坏血酸或苹果酸之后使用。难溶于盐酸。
用含脱乙酰壳多糖的多糖制成的药物或食品本发明的含脱乙酰壳多糖的多糖具有降低血压、尿糖值、血糖值、尿酸值、总胆固醇值、中性脂肪值等的作用。因此，本发明的含脱乙酰壳多糖的多糖对于高血压症、糖尿病等生活方式病、成人病的检验数据的改善有很大效果，优选以药物或食品的形式使用。
以液剂的形式应用本发明的含脱乙酰壳多糖的多糖时，可以根据需要，在含脱乙酰壳多糖的多糖中混合苯甲酸钠、对羟基苯甲酸甲酯、脱氢乙酸钠等防腐剂，苹果酸、抗坏血酸、柠檬酸、乙酸等溶解助剂，以及着色剂，香料，风味剂，葡萄糖、甘露醇等甜味剂等，还可以根据需要添加蒸馏水、生理盐水等稀释剂，制成药物或食品。
以含脱乙酰壳多糖的多糖为有效成分的药物通常制成片剂、丸剂、散剂、颗粒剂、胶囊剂、栓剂等固体制剂的形态。这些药物制剂中可以使用通常使用的填充剂、增稠剂(增量剂)、粘合剂、湿润剂、崩解剂、表面活性剂、润滑剂等稀释剂或赋型剂来制备。
形成片剂形态时，可以广泛使用本领域以往公知的作为载体的物质，例如乳糖、甘露醇、蔗糖、氯化钠、葡萄糖、淀粉、碳酸钙、高岭土、结晶纤维素等赋型剂；蒸馏水、生理盐水、单糖浆、葡萄糖液、淀粉液、明胶溶液、羧甲基纤维素、磷酸钾、聚乙烯吡咯烷酮等粘合剂；干燥淀粉、海藻酸钠、琼脂粉末、碳酸氢钠、碳酸钙、月桂基硫酸钠、硬脂酸一甘油酯、淀粉、乳糖等崩解剂，蔗糖、硬脂精、可可脂、氢化油等崩解抑制剂；乙酸、抗坏血酸、苹果酸等溶解吸收促进剂；甘油、淀粉、乳糖、高岭土、膨润土、胶态硅酸等吸附剂；精制滑石粉、硬脂酸盐、聚乙二醇等润滑剂等。片剂还可以根据需要制成糖衣片、明胶包衣片、肠溶包衣片、薄膜包衣片或双层片剂、多层片剂。
成型为丸剂的形态时，可以广泛使用本领域以往公知的作为载体的物质，例如葡萄糖、乳糖、甘露醇、淀粉、可可脂、氢化植物油、高岭土、滑石粉等赋型剂；阿拉伯树胶末、明胶等崩解剂等。成型为栓剂的形态时，可以广泛使用本领域以往公知的作为载体的物质，例如可可脂、高级醇的酯类、明胶等。
对作为有效成分使用的含脱乙酰壳多糖的多糖含量并没有特别限定，可在广范围内选择，通常在制剂中以1-90％质量、优选10-70％质量含有。
对于给药量并没有特别限定，可根据用法、患者的年龄、性别、患病程度等条件适当选择，相对于1kg体重，每天可将0.1-10mg、优选0.5-5mg的量分1-4次口服给药。含脱乙酰壳多糖的多糖含量高，则其吸附、包合铁、维生素，因此可能出现铁、维生素缺乏症，但如果是上述范围的给药量，则含脱乙酰壳多糖的多糖含量比较低，尚无需补充铁、维生素。
对于含有本发明的含脱乙酰壳多糖的多糖的食品并没有特别限定，例如有汤、豆酱、饮料、果冻、软糖等。这些食品中含脱乙酰壳多糖的多糖的含量优选为0.01-5.0％质量，更优选0.02-1.0％质量，最优选0.05-0.5％质量。
实施例以下，通过实施例更详细地说明本发明的含脱乙酰壳多糖的多糖的制备方法、含脱乙酰壳多糖的多糖的生物化学性质。
制备例1(菇壳多糖的制备)将二孢蘑菇带有土的菌柄头切掉，称量440g。向其中加入900ml含有1％苹果酸、0.1％抗坏血酸的水溶液，分两次用搅拌器混合30秒。不时搅拌，用热水(100℃)保温120分钟。上述悬浮液的温度为70℃左右-85℃左右。接着，用2-3小时对该悬浮液进行缓慢吸滤。用刮勺将残留在滤纸上的物质取出，用纯水将残余物洗涤回收。得到约600ml容量的粗制壳多糖悬浮液。向其中加入600ml N-NaOH，以60℃热水加热20分钟，进行吸滤。在同一滤纸上用纯水、乙醇洗涤。
将残留在滤纸上的粗制含壳多糖的多糖悬浮于1000ml纯水中，将该菇含壳多糖的多糖悬浮液用N-HCl中和，以4500rpm离心分离。将沉淀部分的菇壳多糖组分悬浮于99％乙醇中，制成1000ml左右的悬浮液，然后将两张滤纸重叠进行过滤。用约500ml乙醇洗涤，完全吸滤。纯化含壳多糖的多糖组分的湿重为约53g。将其装入铺满硅胶的干燥器，减压干燥，得到5-54g纯化含壳多糖的多糖。
每100g鲜二孢蘑菇的干燥、纯化含壳多糖的多糖的收量为1.260g。干燥的含壳多糖的多糖的性状为煎饼状，可用镊子容易地拆散、分割。
制备例2(由菇含壳多糖的多糖制备含脱乙酰壳多糖的多糖)在4.99g制备例1中制备的二孢蘑菇的干燥的纯化含壳多糖的多糖中加入200ml 50％NaOH水溶液，使其悬浮。不时搅拌，在90℃加热处理2小时。离心分离(4500rpm、15分钟、4℃；离心分离条件以下相同)，回收固态部分。该固态部分的主要成分是含脱乙酰壳多糖的多糖。
向其中加入1000ml 10％乙酸水溶液，匀浆，在室温下以该状态静置过夜，使含脱乙酰壳多糖的多糖溶解。溶液非常粘稠。再次离心分离，回收上清液组分。沉淀组分用10％乙酸水溶液重新溶解，萃取含脱乙酰壳多糖的多糖，加到上清液中。将合并的上清液调节为pH10。离心分离，在沉淀组分中加入1000ml纯水，悬浮，离心分离，将该操作重复3次。第一次洗涤后pH为10，第2次洗涤后pH为7.5，第3次洗涤后最终pH约为6.5。
将沉淀转移到滤纸上，在25℃减压干燥40小时。
共得到1050mg葡糖胺含量为55％的含脱乙酰壳多糖的多糖。
每1g含壳多糖的多糖中，含脱乙酰壳多糖的多糖的收量为210mg。
在以下的条件下将该含脱乙酰壳多糖的多糖水解，用以下的薄层色谱条件分析该水解产物，检测到葡糖胺与葡萄糖的比例大致为3∶1。未检测出除此以外的单糖类和半乳糖胺。通过薄层色谱分析的葡糖胺量比用聚乙烯硫酸法得到的分析值高，其原因可能是在4M-HCl、100℃的水解条件下，与葡糖胺相比，葡萄糖的生成量少，并且被水解等。
含脱乙酰壳多糖的多糖的水解条件在4M-HCl中、在100℃水解3小时水解产物的薄层色谱条件载体Whatman 4860-820(厚度250μm)洗脱溶剂∶正丁醇/吡啶/0.1M-HCl(5∶3∶2)在室温下洗脱约2小时显色试剂∶二苯胺/苯胺/磷酸制备例3(由切片二孢蘑菇制备含脱乙酰壳多糖的多糖)将二孢蘑菇带有土的菌柄头切掉，称量546g。将其用厨刀或食品加工器切片处理成约1mm厚度。分别向2个1000ml烧杯中装入270g切片，分别加入270g固体NaOH。静置约15分钟，二孢蘑菇被碱腌渍，容积减小。将两个烧杯的内容物合并，用热水加热。一边搅拌，一边在90℃-95℃加热约2小时，然后放置冷却至室温。
用取碱勺小心地将浮起的菇(主要成分为含脱乙酰壳多糖的多糖)舀起，用80％乙醇洗涤3次。一边轻轻搅拌，一边用600-800ml左右的乙醇洗涤10分钟左右。再用1000ml纯水洗涤2次，加入25ml乙酸，确认pH为中性，再加入1/10容量的乙酸，在室温下放置过夜，使含脱乙酰壳多糖的多糖溶解。用粗纱过滤，用50％NaOH中和滤液，使含脱乙酰壳多糖的多糖沉淀。
将产生的沉淀离心分离，溶解于乙酸，在4℃保存2昼夜(64小时)，使含脱乙酰壳多糖的多糖溶解。对含脱乙酰壳多糖的多糖的乙酸溶液(600ml 10％乙酸)进行离心分离，回收上清液(pH4.48)。用500ml 10％乙酸(pH为2.18)再萃取沉淀组分，加入到上清液中。合并上清液，中和(pH10)，离心分离并回收生成的含脱乙酰壳多糖的多糖沉淀。将其溶解于500ml 10％乙酸，离心分离，回收上清液。再加入50％NaOH进行中和，离心分离并回收生成的沉淀。
向沉淀中加入500ml水，悬浮并离心分离，将该操作进行2次。得到褐色的沉淀。将该沉淀用干冰/丙酮冷冻，进行冷冻干燥。冷冻干燥后的收量为2702mg。含脱乙酰壳多糖的多糖中，葡糖胺的含量为19.6％，每100g鲜菇中含脱乙酰壳多糖的多糖的收量为495mg。
制备例4和5(高压釜处理与苹果酸的添加效果)将鲜二孢蘑菇除去菌柄头，水洗，然后用搅拌器粉碎30秒。将其分为两份，一份加入200ml纯水，另一份加入200ml 5％苹果酸水溶液，在120℃用高压釜处理30分钟，然后放置一昼夜。用纱布过滤后悬浮于纯水中，配制成200ml。
分别加入200g NaOH，在高压釜中、在120℃进行30分钟的加热处理。分别加入约200ml的纯水，离心分离。回收含脱乙酰壳多糖的多糖沉淀，溶解于10％乙酸。将离心分离该溶液所得的上清液用25％NaOH中和，将产生的含脱乙酰壳多糖的多糖沉淀进行离心分离。通过离心分离法将所得含脱乙酰壳多糖的多糖沉淀再次用500ml纯水洗涤3次，纯水洗涤3次后，pH降低至约7.5左右。
冷冻干燥，测定收量和葡糖胺的含量。收量分别为643mg和713mg，葡糖胺含量分别为71.3％和37.6％。
纯水、高压釜处理后的葡糖胺含量值最高。
制备例6(经纤维素酶前处理的含脱乙酰壳多糖的多糖的制备)本例中，以新鲜的二孢蘑菇为原料，进行纤维素酶、浓碱加热处理，得到了可溶解于稀有机酸、不溶解于碱的含脱乙酰壳多糖的多糖。将其冷冻干燥，得到约11g粉末。以下详细说明。
将3.2kg二孢蘑菇快速水洗，完全除去附着的泥土。接着切成1mm厚的切片。将该切片悬浮于5600ml纯水中，加入12g纤维素酶(来自黑曲霉，食品级)，在40℃加热2小时，在60℃加热2小时，再升高温度加热至沸腾。
大致冷却后，加入苛性钠，使终浓度为50％。此时，温度上升到110℃，保持该状态继续加热约3小时。加热结束后，立即盖上盖子静置3天。接着，用不锈钢金属网(100目)舀取在碱处理液上部表面生成的含脱乙酰壳多糖的多糖层。再次滗析，回收底部生成的含脱乙酰壳多糖的多糖沉淀。
将15g所得粗制含脱乙酰壳多糖的多糖悬浮于约300倍量的纯水中，转移至漂白棉布上，用纯水充分洗涤，直至洗液大致呈中性。用1-2小时将洗涤的粗制含脱乙酰壳多糖的多糖缓慢溶解于10％乙酸。通过离心分离，从溶解有含脱乙酰壳多糖的多糖的溶液中除去不溶物。向3500ml所得澄清的含脱乙酰壳多糖的多糖溶液中加入约500ml 10N-NaOH，使含脱乙酰壳多糖的多糖沉淀并回收。用3L纯水洗涤沉淀，离心分离。将所得纯化含脱乙酰壳多糖的多糖冷冻干燥，得到10.8g灰白色粉末。
表1表示含脱乙酰壳多糖的多糖制备例2-6的结果。
表1
(注1)如后所述，可以认为对于含脱乙酰壳多糖的多糖，该葡糖胺含量(％)的测定值反映了脱乙酰壳多糖的含量。
制备例7(不采用离心分离的“粗制含脱乙酰壳多糖的多糖”的制备方法)充分洗涤，将换算为鲜品各为120kg的1-3mm厚切片蘑菇、切片香菇、一切为二的金针菇、干燥品浸泡水后的二孢蘑菇等混合，向其中加入约500kg的NaOH，使终浓度为50％质量。为使NaOH充分溶解，加入了100kg的蒸馏水。在90-110℃加热2小时以上，放置冷却过夜。向其中加入5倍量的20％质量柠檬酸，以该状态静置过夜。pH为8.0。第二天，用粗纱制的过滤器过滤。
将所得固态部分再悬浮于1000L蒸馏水中，一边轻轻搅拌一边调节pH总为7。再次过滤，加入蒸馏水，重复3次上述操作，直至盐分浓度和pH充分降低。最后用粗纱过滤，加压脱水，将固态部分冷冻干燥，得到约5.6kg的干燥品。按480kg原料计算，粗制含脱乙酰壳多糖的多糖的回收率为1.2％。
将5.6kg粗制含脱乙酰壳多糖的多糖溶解于100L 10％质量的乙酸中，充分搅拌，然后离心分离，将该上清液用苛性钠中和，离心分离，将所得脱乙酰壳多糖组分·沉淀部分水洗，用粗纱过滤、压榨，减少水分，然后冷冻干燥，得到1.2kg含脱乙酰壳多糖的多糖。
含脱乙酰壳多糖的多糖相对于原材料的回收率为0.25％，粗制含脱乙酰壳多糖的多糖中含有20％以上的含脱乙酰壳多糖的多糖。
制备例8制备例7中，在碱加热处理后，加入2000L 20％质量的乳酸，以此代替5倍量的20％质量的柠檬酸，以该状态静置过夜，除此之外进行同样的操作。得到了同样的结果。
制备例9制备例7中，在碱加热处理后，加入2000L 20％质量乙酸，以此代替5倍量的20％质量柠檬酸，以该状态静置过夜，除此之外进行同样的操作。得到了同样的结果。
制剂例1(含有含脱乙酰壳多糖的多糖的片剂)在10g制备例6中制备的含脱乙酰壳多糖的多糖中加入10g苹果酸、10g抗坏血酸，溶解于1000ml的水中，冷冻干燥，制备水溶性脱乙酰壳多糖。该物质具有瞬间溶解于纯水中的特性。在10g该冷冻干燥品中加入20g甘露醇、50g乳糖、20g聚右旋糖，充分混合，加入2g蔗糖脂肪酸酯作为粘合剂，制成片剂。
该片剂具有使高血压、糖尿病等生活方式病、成人病患者的血压、尿糖值、血糖值、尿酸值、总胆固醇值、中性脂肪值等降低的作用。
实施例1(纯化含脱乙酰壳多糖的多糖的成分分析)对于制备例6中制备的含脱乙酰壳多糖的多糖进行以下分析。
通过缩二脲法确认蛋白质的存在，通过蒽酮-硫酸法确认还原多糖的存在，但蛋白质和还原多糖均未检出。
碘-淀粉反应呈阴性，有少许脱乙酰壳多糖所特有的褐色显色。
通过聚乙烯硫酸法和埃尔森-摩根法对含脱乙酰壳多糖的多糖中的葡糖胺含量进行定量。得到了近似的测定值。
进行了β(1→3)葡聚糖的分析，在检出下限以下。
制备例6中，使用乙醇代替苛性钠而沉淀出的含脱乙酰壳多糖的多糖具有很强的潮解性或吸湿性。
象制备例1那样用搅拌器进行粉碎处理时，多糖的部分被物理性地除去而变短，脱乙酰壳多糖的量增加，而象制备例3那样进行切片处理时，多糖的部分多，可得到更接近于自然状态(即脱乙酰壳多糖部分的量大)的含脱乙酰壳多糖的多糖。
实施例2(市场上常见的菇类中含脱乙酰壳多糖的多糖)按照制备例2的方法对市场上所见的各种菇进行处理，得到含脱乙酰壳多糖的多糖。表2中表示了每100g新鲜菇中含脱乙酰壳多糖的多糖含量(mg)、含脱乙酰壳多糖的多糖中葡糖胺的含量(％质量)以及含脱乙酰壳多糖的多糖的分子量。分子量的测定如下将含脱乙酰壳多糖的多糖溶解于5％乙酸中，在室温下静置一昼夜，用奥氏粘度仪(柴田2630-1)对所得(含脱乙酰壳多糖的多糖浓度为0.05％)物质进行测定。用下式计算分子量。
LogM＝(log(1/C*ln(ηrel))+3.05/0.71其中，[ηrel]是由试验结果求出的相对粘度。
表2
(注2)菇是新鲜的，含有约90％的水分。如果是干燥品则可得到其10倍量的脱乙酰壳多糖。几乎未从舞菇、滑子菇中获得含脱乙酰壳多糖的多糖，这是由于其壳多糖含量原本就少。由该实验的结果可知金针菇、二孢蘑菇和香菇的原料价格适宜、采购方便，适合作为本发明的含脱乙酰壳多糖的多糖制造原料。
实施例3(含脱乙酰壳多糖的多糖的成分分析)将制备例3中制备的含脱乙酰壳多糖的多糖和市售的蟹脱乙酰壳多糖在4M-HCl中、10℃加热3小时，进行水解。将该水解产物用硅胶薄层色谱仪(Whatman)展开。
洗脱溶剂丁醇/丙醇/盐酸糖类的显色采用了苯胺试剂。
(参照Ghebrezabher，M.，Rufini，S.，Sapia，G.M.and Lato.M.1979；J.Chromatography，180，1.和Zweig.G.and Sherma，J.(eds.)1972；CRCHandbook of Chromatography，Vol.1。)使用葡萄糖、半乳糖、半乳糖胺、葡糖胺和N-乙酰基葡糖胺作为对照，将本发明的含脱乙酰壳多糖的多糖和蟹脱乙酰壳多糖的酸水解物同时展开。
蟹脱乙酰壳多糖的酸水解物具有葡糖胺和其二聚体的斑点，含脱乙酰壳多糖的多糖的酸水解物与蟹脱乙酰壳多糖的酸水解物同样，具有葡糖胺和其二聚体的斑点，除此之外还具有葡萄糖的斑点。包括蟹脱乙酰壳多糖的酸水解物和含脱乙酰壳多糖的多糖的酸水解物，葡糖胺二聚体的量约为葡糖胺单体量的10％。
可以确认制备例3中制备的含脱乙酰壳多糖的多糖中葡萄糖莫里施反应中的显色反应比制备例2中制备的含脱乙酰壳多糖的多糖的强。结果与葡糖胺含量的数据非常一致。
由于未见水解物中存在由葡糖胺和葡萄糖形成的二糖，因此，可以明确含脱乙酰壳多糖的多糖不具有葡糖胺与葡萄糖的嵌合体结构，或其存在量极少。另外，可以想见这样的嵌合体结构在生物合成过程中是极复杂的，可以推定这样的结构存在的可能性低。
含脱乙酰壳多糖的多糖的脱乙酰壳多糖部分是葡糖胺的均聚物，该部分决定了含脱乙酰壳多糖的多糖的物理性质。即，含脱乙酰壳多糖的多糖中，即使该部分占多糖全部的几个百分比，也与几乎含有100％葡糖胺的甲壳类的脱乙酰壳多糖相同，具有可溶解于稀有机酸，不溶于碱这个用于定义脱乙酰壳多糖的性质。这可能是由于含脱乙酰壳多糖的多糖的葡聚糖部分亲水性高，脱乙酰壳多糖部分担负着对稀有机酸的溶解性。
实施例4(含脱乙酰壳多糖的多糖的分子量和吸收光谱)制备例3和6中制备的含脱乙酰壳多糖的多糖的分子量随测定条件变化，结果如下。
用奥氏粘度仪测定，测定进行两次。
表3
凝胶过滤色谱中的凝胶载体采用Cellulofine GCL 2000m(生化学工业社制造、商品名)、溶剂采用10％乙酸。分子量标记采用铁蛋白(44万)、λ-球蛋白(16万)、血红蛋白(6.45万)、卵白白蛋白(4.6万)、细胞色素C(1.25万)。制备例6的含脱乙酰壳多糖的多糖没有单一的峰，分散于5万-40万之间，中心分子量约为15万。蟹脱乙酰壳多糖分散于2万-100万之间，中心分子量为40万。
另一方面，使用0.2M乙酸/0.1M NaCl/4M尿素作为溶剂，用奥氏粘度仪求分子量，则制备例3的含脱乙酰壳多糖的多糖为6万-13万，制备例6的含脱乙酰壳多糖的多糖为14万-28万，蟹脱乙酰壳多糖为40万-58万。分子量的计算采用Mark-Houwink-樱田的公式[η]＝K·Ma计算。其中，[η]是由试验结果求出的特性粘度，K和a的值分别采用8.93×10-4和0.71。
对制备例2的含脱乙酰壳多糖的多糖以2mg/ml(5％乙酸)的浓度进行紫外可见光吸光度测定。在236-239nm处可见小的峰。
本发明的含脱乙酰壳多糖的多糖用奥氏粘度仪测定的分子量为约5万-约40万。
以上结果显示本发明的含脱乙酰壳多糖的多糖中的葡聚糖部分是具有复杂的分支结构的葡萄糖的均聚物。并且由葡聚糖部分亲水性高、未检出β(1-3)葡聚糖、不被纤维素酶分解等可以推定葡聚糖部分的结构是具有较多的β(1-6)分支、类似于糖原或支链淀粉的结构。
实施例5(含脱乙酰壳多糖的多糖的口感测试)请男女各5名共10人分别试食各50mg本发明制备例2的含脱乙酰壳多糖的多糖和市售的蟹脱乙酰壳多糖。全部试食者均感到蟹脱乙酰壳多糖有令人不快的碱味，但对于本发明的含脱乙酰壳多糖的多糖均回答具有良好的味道，完全没有令人不快的味道。这表明本发明的含脱乙酰壳多糖的多糖添加到食品中，几乎无损食品味道。
实施例6(摄取含脱乙酰壳多糖的多糖对于体检数据的改善效果)人(54岁男性)在6个月内口服本发明制剂例1的含脱乙酰壳多糖的多糖(100mg/天)，研究各种检验项目的改善效果。结果(含脱乙酰壳多糖的多糖口服前后检验数据的变化(54岁男性))表示在表4中。
表4
通过长期(6个月)口服本发明的含脱乙酰壳多糖的多糖制剂，在尿糖、血糖值、尿酸等超标项目中可见改善效果，数值回复正常。降低总胆固醇、中性脂肪，以及降低血压的作用也很明显。
服用本发明的含脱乙酰壳多糖的多糖制剂后，在生活态度、环境、体重没发生变化的情况下可见体检数据的改善，这可以说本发明的含脱乙酰壳多糖的多糖对于高血压、糖尿病等生活方式病、成人病检验数据的改善有很大效果。
产业实用性通过应用本发明的含脱乙酰壳多糖的多糖制备技术，可以用迄今大量废弃的含壳多糖的工业废弃物、例如啤酒酵母、产生抗生物质后的放线菌等微生物固态部分、菇提取物或者各种果实、植物残渣、谷物的种皮等制造新型的、来自植物性含量的含脱乙酰壳多糖的多糖。所得植物性含脱乙酰壳多糖的多糖有望作为药物、保健食品等功能性食品得到应用。特别是这些啤酒、乙醇制造车间的工业废弃物中含有大量的氨基酸、核酸、蛋白质等，含脱乙酰壳多糖的多糖的纯化过程繁杂，因此，比起直接将其作为含脱乙酰壳多糖的多糖原料，本发明是实际利用菇处理物，人们当然希望不断生产菇，然后制备含脱乙酰壳多糖的多糖。这可以容易地获得纯度高的植物性含脱乙酰壳多糖的多糖。
本发明的含脱乙酰壳多糖的多糖的制备方法基本上可以应用所有含壳多糖的谷物、植物成分，因此广泛应用性极高。
权利要求
1.具有下述特性的含脱乙酰壳多糖的多糖(1)构成糖由葡糖胺和葡萄糖构成，其构成摩尔比为1-5∶5-1；(2)分子量由奥氏粘度仪测定的分子量为约5万-约40万；(3)构成单元主要由脱乙酰壳多糖部分和葡聚糖部分构成；(4)键的种类含有β(1→4)键和β(1→6)键，但不含有β(1→3)键；(5)酶分解性被壳聚糖酶分解成低聚糖，但不被纤维素酶分解；(6)蛋白质和还原性多糖不含有蛋白质和还原性多糖；(7)显色反应对于碘-淀粉反应呈阴性；(8)物质颜色无色(白色)；(9)溶解性溶解于5-10％质量的乙酸、苹果酸或抗坏血酸水溶液，但不溶解于水、乙醇、pH10以上的碱性水溶液。
2.权利要求1的含脱乙酰壳多糖的多糖，其中葡萄糖与葡糖胺的构成摩尔比为1∶1。
3.权利要求1或2的含脱乙酰壳多糖的多糖，其中脱乙酰壳多糖含量为18-72％。
4.权利要求1-3中任一项的含脱乙酰壳多糖的多糖，其中脱乙酰壳多糖部分为葡糖胺的均聚物。
5.权利要求1-4中任一项的含脱乙酰壳多糖的多糖，其中葡聚糖部分为葡萄糖的均聚物。
6.权利要求1-5中任一项的含脱乙酰壳多糖的多糖的制备方法，其特征在于将菇在25-50％质量的苛性碱水溶液中进行加热处理，然后固液分离，将所得固态部分溶解于有机酸水溶液，向其中加入醇或加入苛性碱至pH为10以上，使其产生沉淀，将该沉淀洗涤、干燥。
7.权利要求6的含脱乙酰壳多糖的多糖的制备方法，其特征在于在进行苛性碱水溶液中的加热处理之前，将菇用纤维素酶或葡聚糖酶进行预处理。
8.权利要求6或7的含脱乙酰壳多糖的多糖的制备方法，其中菇为二孢蘑菇(Agaricus bisporus)。
9.权利要求1-5中任一项的含脱乙酰壳多糖的多糖的制备方法，其特征在于将菇在25-50％质量的苛性碱水溶液中进行加热处理，然后将粘度调节为3-20mPa·s，固液分离，将所得固态部分洗涤、干燥。
10.权利要求9的含脱乙酰壳多糖的多糖的制备方法，其中，在苛性碱水溶液中进行加热处理后，加入水或酸，将粘度调节为3-20mPa·s。
11.药物组合物，该药物组合物含有权利要求1-5中任一项的含脱乙酰壳多糖的多糖作为有效成分。
12.用于治疗或预防生活方式病的权利要求11的药物组合物。
13.食品，该食品含有权利要求1-5中任一项的含脱乙酰壳多糖的多糖作为有效成分。
全文摘要
本发明提供含脱乙酰壳多糖的多糖、其制备方法、含有该含脱乙酰壳多糖的多糖的药物、食品。含脱乙酰壳多糖的多糖可如下获得将菇在浓苛性碱水溶液中进行加热处理，然后固液分离，将所得固态部分溶解于有机酸水溶液，向其中加入醇或苛性碱，使其生成沉淀，将该沉淀洗涤、干燥。该含脱乙酰壳多糖的多糖是葡糖胺的均聚物与葡聚糖以共价键结合而成的化合物，葡糖胺和葡萄糖的构成摩尔比为1－5∶5－1，分子量约为15万，含有β(1→4)键和β(1→6)键，但不含有β(1→3)键。不含有蛋白质和还原性多糖。该含脱乙酰壳多糖的多糖对于高血压、糖尿病等生活方式病的预防和治疗有效。
文档编号A61P3/06GK1720265SQ200380105219
公开日2006年1月11日 申请日期2003年10月8日 优先权日2002年10月8日
发明者冈崎英雄, 浜屋忠生, 栗原昭一 申请人:株式会社利根