专利名称：用于抑制牙釉质脱矿的材料的制作方法
技术领域：
本发明提供一种抑制牙釉质脱矿的材料及其应用。该材料包含尤其是源自未成熟苹果和啤酒花苞片(hop bract)的原花色素样多酚(proanthocyanidin-like polyphenol)作为活性成分。
背景技术：
根据1999年卫生劳动福利部对牙病的实际调查，80％拥有恒牙的日本人具有某种程度的龋齿。据说这种龋齿是一种全国性疾病。
龋齿是一种由细菌引起的疾病。变形链球菌(Mutans Streptococci)如S.mutans和S.sobrinus能自蔗糖产生水不溶性的葡聚糖，并且与细菌一起粘附在牙齿的表面形成牙菌斑。然后，若干种细菌如牙菌在牙菌斑上繁殖，由细菌代谢产生的有机酸使牙齿表面的pH降低。牙釉质被洗脱形成空洞，从而产生龋齿。也就是说龋齿发生于一系列步骤之中，牙菌斑形成、细菌增殖、细菌生成的酸的形成以及牙釉质脱矿。
作为预防龋齿的方法，已有一些已知的方法如用氟强化牙质的方法、使用一种用于龋齿菌的抗菌材料的方法、使用另一种不产生葡聚糖的糖来代替蔗糖的方法、以及使用一种产生水不溶性葡聚糖的酶的抑制剂的方法。然而，这些方法在效果、费用和对营养的影响方面即有优点也有缺点。鉴于目前龋齿的发病率并没有很大程度的降低，因而很难说这些方法是完美的。
最近几年，在日本总的医疗费用为30万亿日元而牙科费用高达2.5万亿。根据对基于促进健康的QOL的改善以及对医疗费用的限制和降低来判断，开发一种用于有效预防龋齿的简单有益的方法在产业上具有重要意义。
至于抗龋齿作用，有一些关于绿茶叶提取物(日本专利公开Hei01-9922，01-90124和01-265010)、乌龙茶叶提取物(日本专利公开Hei03-284625)等的报道。至于源自未成熟苹果和啤酒花苞片的多酚，本发明的发明人已报道其具有抑制龋齿形成的作用(日本专利公开Hei07-285876和09-295944)这些抗龋齿作用是基于上述日本专利公开Hei01-9922，01-90124和01-265010的公开，其中记载对龋齿菌具抗菌作用的多酚抑制了牙菌斑形成，或者上述日本专利公开Hei 03-284625、07-285876和09-295944，其中记载抑制产生水不溶性葡聚糖的酶(GTF)的多酚抑制了牙菌斑的形成。
然而，如上所示，龋齿是通过牙菌斑形成、细菌增殖、细菌生成的酸形成以及牙釉质脱矿这一系列步骤所形成。作为实例，难以通过使用具有抗菌作用的多酚将龋齿菌完全除去。随着时间的推移，龋齿菌再次在口腔中增殖。即使牙菌斑的形成受到有抑制作用的GTF的有效抑制，通过产生龋齿的下一步骤也会发展为少量的龋齿。因此，即使龋齿的细菌数量降低或者牙菌斑形成受到有效的抑制，这也不能证明龋齿(dentalprague)的生成受到抑制。因此，本发明旨在提供一种抑制牙菌斑形成以及龋齿发作的有效的止龋材料。
发明内容
本发明的发明人认真地研究了上述间题并且已发现一种源自啤酒花苞片或未成熟苹果的原花色素样多酚是既能有效抑制牙菌斑形成又能有效抑制包括细菌增殖、细菌生成的酸形成以及牙釉质脱矿的龋齿形成过程的材料。此外，本发明通过使用该材料用作饮料和口腔护理品的止龋材料得以实现。
多酚是植物中所包含的分子中具有若干个酚羟基的化合物的通用名。原花色素样多酚是一种多酚，且是一种通过水解产生红色素的花色素(矢车菊色素(cyanidin)、derphynidin、或properargonin)的化合物。
换句话说，本发明的的第一方面涉及抑制牙釉质脱矿的材料，该材料是一种原花色素样多酚。本发明第二方面涉及抑制牙釉质脱矿的源自未成熟苹果的原花色素样多酚的材料。本发明第三方面涉及抑制牙釉质脱矿的源自啤酒花苞片的原花色素样多酚的材料。
图1显示人工口腔装置中心部分的横截面图。
图2是显示使用S.mutans试验后釉质牙片上水不溶性葡聚糖的量(对应于人工形成的牙菌斑)的对比图。当加入实施例3中获得的抑制牙釉质脱矿的材料后(右侧)，与对照(左侧)相比，水不溶性葡聚糖的量降低。
图3是显示使用S.sorbrinus试验后釉质牙片上水不溶性葡聚糖的量(对应于人工形成的牙菌斑)的对比图。当加入实施例3中获得的抑制牙釉质脱矿的材料后(右侧)，与对照(左侧)相比，水不溶性葡聚糖的量降低。
图4显示使用S.mutans试验后釉质牙片上龋齿细菌的量(对应于人工形成的牙菌斑)的对比图。当加入实施例3中获得的抑制牙釉质脱矿的材料后(右侧)，与对照(左侧)相比，龋齿细菌的量降低。这表明龋齿菌在人工牙菌斑上的建群和增殖受到抑制。
图5显示使用S.sorbrinus试验后釉质牙片上龋齿细菌的量的对比图。当加入实施例3中获得的抑制牙釉质脱矿的材料后(右侧)，与对照(左侧)相比，龋齿细菌的量降低。这表明龋齿细菌在人工牙菌斑上的建群和增殖受到抑制。
图6显示在使用S.mutans的试验中在人工牙菌斑下直接形成的平面电极的pH变化图。当加入实施例3中获得的抑制牙釉质脱矿的材料后(右侧)，与对照(左侧)相比，pH的变化降低(pH并不是那么低)。这表明在人工牙菌斑中酸形成的量降低。
图7显示在使用S.sorbrinus的试验中在人工牙菌斑下直接形成的平面电极的pH变化图。当加入实施例3中获得的抑制牙釉质脱矿的材料后(右侧)，与对照相比，pH的变化降低(pH并不是那么低)。这表明在人工牙菌斑中酸形成的量降低。
图8显示在实验中使用S.mutans之前和之后釉质牙片的硬度变化图。当加入实施例3中获得的抑制牙釉质脱矿的材料后(右侧)，与对照(左侧)相比，釉质牙片的硬度变化受到抑制。
图9显示在实验中使用S.sorbrinus之前和之后釉质牙片的硬度变化图。当加入实施例3中获得的抑制牙釉质脱矿的材料后(右侧)，与对照(左侧)相比，釉质牙片的硬度变化受到抑制。
具体实施例方式
在本发明中，作为原料的未成熟苹果是指在成熟之前人工摘下或者自然脱落的苹果。
在本发明中，作为原料的啤酒花苞片是指通过从啤酒花球果中除去蛇麻素部分形成的。通常，啤酒花苞片是通过在粉碎并筛分(shieving)啤酒花球果后除去蛇麻素部分而获得。然而，在最近的啤酒酿造中，为了省略筛除啤酒花苞片的步骤，将啤酒花苞片制成小球而不将啤酒酿造中不必要的啤酒花苞片除去。啤酒酿造中倾向于应用这样制成的啤酒花小球。因此，作为本发明的原料，包含啤酒花苞片的这种材料能够不受限制地使用，并且包含啤酒花苞片的啤酒花球果以及啤酒花小球可用作原料而没有任何问题。
将该原料压缩以压榨出果汁，或者用醇的水溶液提取以获得包含用于抑制牙釉质脱矿的材料的溶液，并且它可以粉末形式使用。如果需要，用于抑制牙釉质脱矿的材料可通过以对多酚具有亲和力的粒状树脂填充柱进行纯化使之更纯来使用。
所得的用于抑制牙釉质脱矿的材料可用于糖食、食物以及饮料，如在口腔中保留时间较长的糖果、巧克力、卡拉梅尔糖(caramel)、口香糖等。该材料也可以通过加入到口腔制剂如漱口液和牙膏中使用。当该止龋材料加入到这些饮料、食物和口腔制剂中时，该止龋材料可通过加入其粉末形式来使用。优选地可加入该止龋材料以获得1-2％的水溶液或醇溶液。对于食物、饮料或口腔制剂，其最终浓度优选为1-5000ppm，更优选为100-2000ppm。
尽管下列实施例详细地描述了本发明的具体实施方案，但本发明并不仅限制于这些实施例。
实施例实施例1(由未成熟的苹果制备抑制牙釉质脱矿的材料)用1％的盐酸甲醇(200ml)将400g未成熟的苹果(平均重量5.03g/个苹果)均化，通过加热回流(三次)来提取。将该提取液在减压下浓缩以除去甲醇。向该浓缩液中加入氯仿(200ml)后，分配该溶液(两次)。回收水层、过滤后，用量筒量取200ml。该溶液用固相萃取法纯化、冻干，得到0.5g黄色的抑制牙釉质脱矿的材料。
实施例2(由啤酒花苞片制备抑制牙釉质脱矿的材料)用1000ml 40％乙醇水溶液于50℃温度下搅拌60分钟来提取50g啤酒花苞片。过滤后，将该溶液减压浓缩至500ml。将该浓缩液通过150ml苯乙烯-二乙烯基苯树脂填充柱(由Mitsubishi Kagaku Co.生产，Sepabeads 70)并以500ml水洗脱。此外，使600ml的50％乙醇水溶液通过该柱。回收洗脱液、冻干得到无臭、稍带苦味、淡黄色的粉末状抑制牙釉质脱矿的材料1.7g。以啤酒花苞片计收率为3.4％。
实施例3(通过超滤膜制备抑制牙釉质脱矿的材料)将使用与实施例2中描述的相同的方法得到的抑制牙釉质脱矿的材料5g溶于500ml的50％的乙醇水溶液中，并用截留分子量(fractionmolecular weight)为10,000的超滤膜处理。将不能通过该膜的上层残余液浓缩、冻干。并经过进一步纯化得到黄色至棕色粉末状的抑制牙釉质脱矿的材料2.2g。
实施例4(牙膏)磷酸氢钙42.0甘油18.0角叉菜聚糖 0.7十二烷基硫酸钠 1.29对羟基苯甲酸丁酯0.005实施例1中得到的材料 0.005香料1.0水 37.0总计100.0使用上述重量的各成分通过常规方法制备牙膏。此外，通过加入实施例2和3中得到的材料来代替实施例1中得到的材料制备牙膏。
实施例5(含漱剂)甘油7.0山梨醇 5.0乙醇15.0十二烷基硫酸钠 0.91-薄荷醇0.05香料0.045实施例1中得到的材料 0.005水 72.0总计100.0
使用上述重量的各成分通过常规方法制备含漱剂。此外，通过加入实施例2和3中得到的材料来代替实施例1中得到的材料得到含漱剂。
实施例6(锭剂(troche))阿拉伯胶6.0硬脂酸镁3.0木糖醇 73.0麦芽糖醇17.6磷酸氢二钾 0.2磷酸钾 0.1香料0.095实施例1中得到的材料 0.005总计100.0使用上述重量的各成分通过常规方法制备锭剂。此外，通过加入实施例2和3中得到的材料来代替实施例1中得到的材料得到丁基。
实施例7(饴糖(wheat gluten))木糖醇 20.0麦芽糖醇70.0水 9.5着色剂 0.45香料0.045实施例1中得到的材料 0.005总计100.0使用上述重量的各成分通过常规方法制备饴糖。此外，通过加入实施例2和3中得到的材料来代替实施例1中得到的材料得到饴糖。
实施例8(口香糖)胶质基(gum base) 20.0碳酸钙 2.0木糖醇 77.0甜菊苷(stevioside) 0.095实施例1中得到的材料0.005香料 0.9总计 100.0使用上述重量的各成分通过常规方法制备口香糖。此外，通过加入实施例2和3中得到的材料来代替实施例1中得到的材料得到口香糖。
实施例9(果汁(juice))木糖醇 20.0柠檬酸 0.2香料 0.1着色剂 0.15抗坏血酸钠 0.048实施例1中得到的材料0.002水 79.5总计 100.0使用上述重量的各成分通过常规方法制备果汁。此外，通过加入实施例2和3中得到的材料来代替实施例1中得到的材料得到果汁。
实施例10(饼干)软质面粉 32.0全蛋 16.0黄油 16.0
麦芽糖醇25.0水 10.8发酵粉 0.198实施例1中得到的材料 0.002总计100.0使用上述重量的各成分通过常规方法制备饼干。此外，通过加入实施例2和3中得到的材料来代替实施例1中得到的材料得到饼干。
实施例11(卡拉梅尔糖)木糖醇 31.0麦芽糖醇20.0奶粉40.0硬化油 5.0氯化钠 0.6香料0.025在实施例1中得到的材料 0.005水 3.37总计100.0使用上述重量的各成分通过常规方法制备卡拉梅尔糖。此外，通过加入实施例2和3中得到的材料来代替实施例1中得到的材料得到卡拉梅尔糖。
实施例12(使用人工口腔装置对龋齿形成系列步骤的评价试验)通过使用具有牛牙齿片及典型的龋齿细菌S.mutans和S.sorbrinus的人工口腔装置(M.Hinoide等，Jpn.J.Oral Biol.，26，288-291(1984))来研究有关在实施例3中得到的材料对牙菌斑生成、细菌增殖、由酸生成引起的pH降低和牙釉质脱矿的影响。
人工口腔装置的略图如图1所示。该装置中4片牛牙釉质片(3.5×3.5×1.5mm)粘附于一个电极周围，然后液体从该装置上部的A-E五个管中滴加到各片上。通过使用该装置，可重现龋齿在口腔中的生成。
滴加的材料管A和CHI+2.5％的蔗糖(在电极上为1％蔗糖)(冷却)管B和D电极1；PBS(冷却)电极2；0.125％HBT的PBS溶液(在电极上为0.05％的HBT)(当管E为S.mutans ATCC 25175时)或0.05％HBT的PBS溶液(在电极上为0.02％的HBT)(当管E为S.sorbrinus 6715时)管ES.mutans ATCC 25175或S.sorbrinus 6715的PBS悬浮液(冷却下搅拌)流速6ml/小时/管温度37℃(水套(water jacket)中的水温为37.5℃)回收釉质片上形成的生物膜以确定非水溶性葡聚糖的重量以及龋齿细菌的量用于评价。此外，评价了在电极平面上pH降低的情况以及回收的釉质片的硬度变化。而且，非水溶性葡聚糖的重量是通过酚类硫酸法(phenolic sulfuric acid method)确定，龋齿细菌的量是通过540nm处的浊度来确定，而釉质片的硬度是通过使用硬度计确定(Akashi Co生产，MS-5型)。
所得结果如图2-9所示。通过加入实施例3所得的材料，对于受试细菌而言，与对照相比，釉质片上的非水溶性葡聚糖的重量(对应于牙菌斑重量，图2和3)、龋齿细菌的量(图4和5)下降，而各片上的pH降低得到抑制(图6和7)。此外，釉质硬度与显著降低的对照相比，降低的程度减小。从而发现牙釉质脱矿受到明显抑制。换句话说，通过加入实施例3中获得的材料，发现包括细菌增殖、细菌生成的酸形成以及牙釉质脱矿的所有龋齿形成步骤都受到有效的抑制。
权利要求
1.一种抑制牙釉质脱矿的材料，其中包括原花色素样多酚作为主要成分。
2.如权利要求1所述的抑制牙釉质脱矿的材料，所述原花色素样多酚源自未成熟的苹果。
3.如权利要求1所述的抑制牙釉质脱矿的材料，所述原花色素样多酚源自啤酒花苞片。
4.一种饮食品，其中包含如权利要求1所述的抑制牙釉质脱矿的材料。
5.一种饮食品，其中包含如权利要求2所述的抑制牙釉质脱矿的材料。
6.一种饮食品，其中包含如权利要求3所述的抑制牙釉质脱矿的材料。
7.一种口腔护理产品，其中包含如权利要求1所述的抑制牙釉质脱矿的材料。
8.一种口腔护理产品，其中包含如权利要求2所述的抑制牙釉质脱矿的材料。
9.一种口腔护理产品，其中包含如权利要求3所述的抑制牙釉质脱矿的材料。
全文摘要
本发明旨在提供一种抑制牙菌斑形成以及龋齿发生的有效止龋材料。一种抑制牙釉质脱矿的材料，其中包括源自啤酒花苞片或未成熟苹果的原花色素样多酚作为活性成分，它不但有效抑制牙菌斑形成而且有效抑制包括细菌增殖、细菌生成的酸形成以及牙釉质脱矿的龋齿过程。本发明还提供使用上述物质作为牙釉质脱矿抑制剂的饮食品以及口腔护理产品。
文档编号A23L1/052GK1780604SQ20048001164
公开日2006年5月31日 申请日期2004年4月30日 优先权日2003年4月30日
发明者今井奖, 田头素行, 神田智正, 西泽俊树, 花田信弘 申请人:朝日啤酒株式会社