专利名称：一种含有去壳的荞麦仁抽提物的组合物及其用途的制作方法
技术领域：
本发明糖尿病领域，尤其涉及一种荞麦，具体来说涉及一种从去壳的萌芽后的荞麦仁中获得抽提物的制备方法，和含有此抽提物的组合物，以及此组合物在制备预防和治疗糖尿病中的产品中的应用。
背景技术：
糖尿病(Diabetes mellitus)是以持续高血糖为特征的一种综合病症。其病理生理主要是由于胰岛素活性相对或绝对不足。
胰岛素是由胰岛器官产生的激素，进入血液循环后作用于人体重要器官和周边组织调控糖、脂及其它代谢过程。胰岛素结合于人体细胞表面受体蛋白，激活一系列信号传递途径，导致细胞表面渠道打开，将血中葡萄糖引入细胞内，从而达到降糖作用。这个信号传递途径中任何步骤受阻或效率降低都会导致胰岛素作用失灵，即胰岛素抵抗性。胰岛素抵抗是一种异常的病理生理状态，其产生的机理分三类(1)胰岛素受体前因素。包括①胰岛素基因突变产生结构异常的胰岛素，其生物活性下降或丧失；②内源性或外源性胰岛素抗体形成，干扰胰岛素与受体的正常结合；③胰岛素受体抗体形成，干扰与其受体结合；④胰岛素降解加速。(2)受体缺陷，如胰岛素受体数目减少、胰岛素亲和力下降及胰岛素受体结构异常。(3)受体后缺陷，指胰岛素与受体结合后信号向细胞内传递所引起的一系列代谢过程。包括①葡萄糖载体蛋白的异常；②细胞内葡萄糖磷酸化障碍；③线粒体氧化磷酸化障碍；④游离脂肪酸增多，肝糖产出及输出增多；⑤肿瘤坏死因子(TNF-a)作用(现代糖尿病学，关子安等，200041)。为补偿胰岛素作用效率降低，人体产生更多的胰岛素。血中持续高胰岛素浓度造成代谢紊乱，血糖升高等症。
葡萄糖耐量低减(impaired glucose tolerence，IGT)患者，是糖尿病前期状态人群，其空腹血糖正常，而餐后血糖异常偏高，这类患者转化为糖尿病概率较普通人高100倍。IGT人群通过长期药物干预可降低向糖尿病的转化。
糖尿病目前无法根治，多数糖尿病患者通过长期服药来维持血糖正常或基本正常。血糖正常，通常包含餐后血糖和空腹血糖两项指标。
荞麦是我国一种传统的对糖尿病有益的食品。中国现有200多项有关荞麦食品的专利，都是基于营养学机理或中医理论的复方制品。长期以来，黄酮类(Total flavones of buckwheat，TFB)被公认为是荞麦中的活性因子。荞麦的黄酮类主要包括芸香苷、槲皮素、黄烷醇等，黄酮类中含有的酚羟基是抗氧化基团(Chinese Pharmacological Bulletin，2001Dec；17(6))。荞麦含有的槲皮素可抑制糖醛还原酶，抑制蛋白非酶糖化作用，提高机体抗氧化能力，从而对糖尿病及并发症可能有防治作用(劳动医学2001年4月18卷2期)。其改善糖代谢作用，一般认为是类胰岛素样作用和(或)增加外周组织对胰岛素的敏感性。
美国cornell大学的种子科学家Obendorf多年的深入研究，发现荞麦属(Fagopyrum)植物种子中还含有另一类功能因子D-手性-肌醇(D-Chiro-Inositol，D-CI)单体及D-CI衍生物。D-CI衍生物是D-CI与1～3个半乳糖以α糖苷键结合的一组糖甙化合物。根据美国科学家近年的研究，证明D-CI在胰岛素信号传递过程中扮演了重要角色。其作用机理是这样的D-CI是胰岛素在细胞内活动的介体(insulin mediator)的组成部分。作为介体，它促进糖原合酶和丙酮酸脱氢酶的去磷酸化作用，这两种酶是葡萄糖氧化和非氧化的限速酶(Int J Exp Diabetes Res 2002；3(1)47-60)。总之，D-CI主要是在胰岛素信号传递的下游起作用的。研究发现正常人血中及尿液中含有一定浓度的D-CI，而糖尿病人中则几乎检测不到，提示这些病人可能无法产生足够量的D-CI，造成胰岛素作用的信号传递过程受阻。大量试验证实，给动物补偿D-CI能有效促进胰岛素功能，降低血糖、血胰岛素、血甘油三脂水平。给予D-CI可显著改善人体异常葡萄糖耐量。
据美国USP6162795，在成熟干燥的荞麦种子中，胚(embryo)和糊粉层(aleurone)包含了种子中所有的D-CI及其D-CI衍生物。
成熟荞麦种子中蛋白质、TFB、D-CI及其D-CI衍生物的分布部位与含量如表1(Minn-Dak Growers，Ltd.Highway 81 North，PO Box 13276，Grand Forks ND 58208，2002年)。
表1 未萌芽荞麦中的有效组分mg/100g
如果不经任何预处理，直接用水对未萌芽的荞麦糠麸、荞麦仁、荞麦种子进行抽提，所得的抽提物中D-CI单体含量极少，分别为1.3％，0.29％和痕量(如表1)。并且，是一个以糖为主的混合物。
对含D-CI单体量最高的未萌芽荞麦糠麸抽提，抽提物中蔗糖占到可溶性糖的55％。(J Agric Food Chem 2000 Jul；48(7)2843-7)研究还发现(P28，USP6162795)，人体肠胃中不含有可切断a-半乳糖苷键、释放D-CI单体的a-半乳糖苷酶。荞麦种子中天然存在的D-CI衍生物仅在肠道末端被细菌消化，释放出D-CI单体。因此，如果直接食用荞麦，其调节血糖效果甚微。
国内外文献(USP6162795P22、Food & Fermentation Industries 1990No.2等)都披露了发芽能使植物种子释放出a-半乳糖苷酶。通过使荞麦发芽获得D-CI单体的众多技术方法，具有以下共同特点(1)利用完整的含壳(pericarp)的荞麦种子，而荞麦壳(pericarp)中并无D-CI及其衍生物。
(2)将萌芽或不萌芽的荞麦种子(都含壳pericarp)进行粉碎、匀浆处理后，再用一定浓度比的乙醇/水抽提。其结果，使得占荞麦种子70％以上的淀粉，及其大量的可溶性单糖、双糖成为最终抽提物的主要组分。事实上，占据荞麦中央绝大部分的胚乳几乎全部是淀粉。然而，糖尿病患者或者IGT人群的食物结构应当是低糖高蛋白。
桑叶是另一种对糖尿病有益的药食两用食品。上海复旦张江生物医药股份有限公司经研究，从桑叶中提取到的桑叶野尻霉素(DNJ)，可有效抑制a-半乳糖苷酶，控制餐后血糖的升高。(参见中国专利文献专利申请号01113191.8)。
发明内容
本发明的目的在于提供一种去壳的荞麦仁抽提物。
本发明的目的是建立一种高效、经济而简便的工艺方法，在充分提取荞麦种子中D-CI、TFB及蛋白质的同时，又最大限度地控制淀粉、蔗糖等糖尿病和IGT患者禁忌的糖类物质的溶出，并通过D-CI、TFB、DNJ的优配，得到功能因子具多靶点作用位点，协同调控餐后血糖和空腹血糖的营养保健产品。
本发明获得高含量的D-CI单体的荞麦仁是这样实现的使用成熟的去壳后的荞麦仁在15℃～35℃，经0.5～6hr洁净水浸泡，湿润状态下萌发12～48hr。优选的，使用去壳后的荞麦仁在20℃，经1hr洁净水浸泡，湿润状态下萌发20hr。
经过上述方法处理过的荞麦仁种子中的D-CI衍生物大幅度减少，而D-CI单体的含量显著增加。在20℃，经1hr洁净水浸泡，湿润状态下萌发20hr后，D-CI单体的含量达到79.6mg/g，较未萌芽的荞麦仁中的D-CI单体含量2.87mg/g提高了28倍。
本发明所述的从荞麦仁中获得抽提物的制备方法，包括的步骤为①.采用上述所述的萌发后的荞麦仁，按荞麦仁萌发前干重的5～10倍的料液比(kg/L)，加入40～60％的乙醇，对萌发后的荞麦仁进行抽提；
②.抽提前该萌发的荞麦仁不经碾磨、匀浆处理。
③.抽提液经过滤和/或离心，浓缩，干燥，获得富含蛋白质、D-CI和TFB的抽提物。
本发明的另一个目的在于提供一种含有荞麦仁抽提物的组合物，所述的组合物包括荞麦仁抽提物与桑叶野尻霉素，其中在所述的组合物中，含野尻霉素0.1～99％，D-手性-肌醇0.1～30％，黄酮类0.1～20％蛋白质0.1～50％，其中，总糖含量在20-30％之间。优选的，在所述的组合物中，含DNJ 2.1％，D-CI 2.0％，TFB 1.5％，蛋白质32％，其中，总糖含量为30％。
本发明的另一个目的在于提供含有去壳的荞麦仁抽提物的组合物在制备预防或治疗糖尿病的产品中的应用。
将荞麦仁提取物与桑叶DNJ复配后，得到的组合物中含有的D-CI、TFB、DNJ等功能因子的受体位点不同。DNJ的受体在小肠刷状缘细胞，餐后迅速起效，抑制餐后血糖明显；D-CI和TFB的受体则在肝脏和肌肉细胞，在胰岛素信号传递的过程中起作用，显效慢而持久。从理论上讲，D-CI、TFB与DNJ的组合具有协同控制血糖的作用。
动物实验和临床实验表明，本发明的复配组合物对糖尿病小鼠和糖尿病患者具有明显的降糖作用。复配组合物降糖效应与其中D-CI、TFB、DNJ的总量成正相关，且比同等量的D-CI、TFB或DNJ单体降糖效应更佳，对抑制餐后血糖和空腹血糖均有效果，提示复配物中功能因子在降血糖作用上具有协同效应。
本发明的含有荞麦仁抽提物的组合物的剂型可以是药剂学及食品学上认可的任何一种剂型，包括但不限于本组合物及与药学或可接受的辅料混合后制成的胶囊、片剂、颗粒剂、悬浮液、口服液等。本发明的合适剂量以成人每天摄取300mg～3600mg组合物为宜。
本发明和已有技术中的降糖食品相比较
(1)原料科学。依据荞麦中蛋白质、D-手性-肌醇及黄酮类富集于糊粉层和胚中的结构特征，科学地以萌芽荞麦仁为抽提原料。荞麦仁原料可直接从市场上大批购得。
(2)工艺高效、简便、经济。充分而巧妙地兼顾功能因子D-CI及TBF的理化性质与种子的结构特征。萌芽荞麦仁不破碎不匀浆，抽提过程中不搅拌，抽提液通过磅压在麦粒间渗透循环造成原料与溶媒间的相对运动。工艺简化，功效提高50％以上。
(3)抽提物营养性和功能性兼备使用本发明得到的是一种独特的低糖高蛋白、功能因子D-CI与TBF丰富的抽提物。与其他工艺得到的提取物相比，总糖大幅降低(降幅100％以上)，总蛋白大幅提高(增幅200％以上)，功能因子的含量和比例绝佳。
(4)复配物功效显著荞麦仁和桑叶中提取的功能因子D-CI、TFB、DNJ作用靶点各异，起效时间不同，对抑制餐后血糖和空腹血糖均有效果，表现出协同调控血糖的作用。
具体实施例方式实施例1一种制备富含D-CI单体的萌芽荞麦仁的方法材料要求24～28 DPA(授粉日)以上的成熟荞麦种子，去除瘦果外壳(pericarp)后，麦仁颗粒基本完整。
去壳的荞麦仁50克，使用饮用自来水，20℃浸泡24hr后，平铺于湿润纱布上，并覆盖纱布，20℃下保持湿润24hr，芽长达到0.5～1.0cm，D-CI含量79.6mg/g。
实施例2规模化生产富含D-CI单体的萌芽荞麦仁的方法成熟的去壳的荞麦仁200kg，使用饮用自来水，20℃浸泡1hr后，平铺于湿润草席上，厚度1～30粒种子叠加，覆盖草席，保持湿润24hr，芽长达到0.5～1.0cm，D-CI含量29.8mg/g。
实施例3大规模提取荞麦仁中D-CI单体、TFB和蛋白质的生产方法具体步骤如下1.去壳的荞麦仁200kg，饮用自来水20℃浸泡1hr，湿润草席上催芽24hr，得芽长约0.8cm的萌芽荞麦仁。
2.在3000L的提取罐(罐底覆100目网)内注入食品级50％的乙醇2000L，再倾入200kg萌芽荞麦仁。开启循环泵，使抽提液乙醇在麦粒之间渗透而过。30℃下如此抽提2hr，放出抽提液。同等条件下再次抽提，合并二次抽提液。先经抽真空浓缩除去乙醇，体积至300L，再经15,000g连续流离心，上清液抽真空浓缩至80L。浓缩液喷雾干燥，得8.0kg干粉，D-CI单体含量28.2mg/g，TBF 2.6mg/g，蛋白质232mg/g。
实施例4桑叶DNJ提取的提取方法桑叶1000g，加水10L，浸泡过夜，煮沸后95℃保温2hr，过滤。滤渣再加8L水，煮沸后95℃保温2 hr，过滤。合并两次滤液，浓缩，絮凝，离心。离心后清液过Amberlite IR120C阳离子交换柱，以0.5N氨水溶液洗脱，收集液浓缩后再上201×7阴离子交换柱，收集不吸附部分，浓缩，干燥，得10g总生物碱，其中含DNJ 1g。
实施例5制备含有荞麦仁抽提物与桑叶DNJ的组合物的方法1.荞麦仁200kg，饮用自来水18℃浸泡2hr，湿润草席上催芽30hr，得萌芽荞麦仁。
2.在3000L的提取罐(罐底覆100目网)内注入食品级50％乙醇2000L，再倾入200kg萌芽荞麦仁。开启循环泵，使抽提液乙醇在麦粒之间渗透而过。30℃下如此抽提2hr，放出抽提液。同等条件下再次抽提，合并二次抽提液。先经抽真空浓缩除去乙醇，体积至300L，再经15,000g连续流离心，上清液抽真空浓缩至70L，备用。
3.桑叶100kg，纯水1000L浸泡过夜，沸水提取2hr，过滤。共提取三次，合并三次滤液，热浓缩至11L，备用。
4.将步骤3的11L抽提液，及食品级硬脂酸镁291g，一并混入步骤2的70L浓缩液，混匀，过60目网。滤液经离心式物化器，20L/h喷雾干燥，得8.85kg干粉。
该干粉即荞麦仁抽提物与桑叶DNJ的组合物，具有调节血糖作用，可制成胶囊、片剂、颗粒剂、悬浮液、口服液等多种剂型的保健食品，及用于预防和改善糖尿病的其他产品。
实施例6表一是发明者委托医院，依照卫生部人体试食实验规程，对空腹血糖≥7.8mmol/L或7.8～6.1mmol/L；餐后2hr血糖≥11.1mmol/L或在11.1mmol/L～7.8mmol/L之间的10位糖尿病患者，给予本发明的复配组合物，1800mg/天，连续服用15天后，空腹血糖和餐后血糖的变化状况。
表一 荞麦仁抽提物与桑叶DNJ的组合物对糖尿病患者的降血糖作用
注FBG空腹血糖PG餐后血糖实施例7表二是使用SPSS软件对附表一空腹血糖和餐后血糖的统计处理结果，表明荞麦仁抽提物与桑叶DNJ的组合物可显著降低空腹血糖P＜0.05，极显著降低餐后血糖P＜0.01。
表二 SPSS软件对表-FBG和PG统计处理结果
实施例8表三是发明者参照卫生部《保健食品功能学评价程序和检验方法》，对糖尿病ICR小鼠给予荞麦仁抽提物与桑叶DNJ的组合物，剂量125～1000mg/kg天，连续15天后的空腹血糖变化状况。
表四是各实验组的剂量设计。
表三 荞麦仁抽提物与桑叶DNJ的组合物对糖尿病ICR小鼠空腹血糖的作用
注MC-模对照，L1-最低剂量组，L2-次低剂量组，M-中剂量组，H-高剂量组，PC-阳性对照表四 表三各剂量组的配制浓度及D-CI含量
实施例9表五是使用SPSS软件对附表三空腹血糖统计处理结果，表明荞麦仁抽提物与桑叶DNJ的组合物对降低糖尿病小鼠血糖有效，并存在量效关系，当复配组合物服用量达到250mg/kg时，即可显著降低糖尿病小鼠空腹血糖P＜0.05。表五还显示，同等D-CI剂量的纯品D-CI(阳性对照组)与复配组合物(高剂量组)在降低糖尿病ICR小鼠空腹血糖方面，后者的作用更强。表明本发明的复配组合物中各功能因子间具协同降糖作用。
表五 SPSS软件对表三FBG统计处理结果
权利要求
1，一种含有去壳的荞麦仁抽提物的组合物，其特征在于所述的组合物包括荞麦仁抽提物与桑叶野尻霉素。
2，如权利要求1所述的一种含有去壳的荞麦仁抽提物的组合物，其特征在于在所述的组合物中，含野尻霉素0.1～99％，D-手性-肌醇0.1～30％，黄酮类0.1～20％，蛋白质0.1～50％，其中，总糖含量在20-30％之间。
3，如权利要求2所述的一种含有去壳的荞麦仁抽提物的组合物，其特征在于在所述的组合物中，含野尻霉素2.1％，D-手性-肌醇2.0％，黄酮类1.5％，蛋白质32％，其中，总糖含量为30％。
4，权利要求1所述的去壳的荞麦仁抽提物，其特征在于所述的抽提物由如下方法制备a)使用去壳后的荞麦仁在15℃～35℃，经0.5～6hr洁净水浸泡，湿润状态下萌发12～48hr；b)按荞麦仁萌发前干重的5～10倍的料液比(kg/L)，使用40～60％的乙醇，对萌发后的荞麦仁进行抽提；c)抽提前该萌发的荞麦仁不经碾磨、匀浆处理；d)抽提液经过滤和/或离心，浓缩，干燥，获得富含蛋白质、D-手性-肌醇和黄酮类的抽提物。
5，如权利要求4所述的荞麦仁抽提物，其特征在于在所述的步骤a中，去壳后的荞麦仁浸泡的温度为20℃。
6，如权利要求4所述的荞麦仁抽提物，其特征在于在所述的步骤a中，去壳后的荞麦仁浸泡的时间为1hr。
7，如权利要求4所述的荞麦仁抽提物，其特征在于在所述的步骤a中，去壳后的荞麦仁在湿润状态下萌发20hr。
8，权利要求1所述的含有去壳的荞麦仁抽提物的组合物在制备预防或治疗糖尿病的产品中的应用。
9，如权利要求8所述的含有去壳的荞麦仁抽提物的组合物在制备预防或治疗糖尿病的产品中的应用，其特征在于在所述的组合物中，添加药学上或食品学上可接受的辅料。
10，如权利要求8或9所述的含有去壳的荞麦仁抽提物的组合物在制备预防或治疗糖尿病的产品中的应用，其特征在于所述的组合物的剂型为药剂学及食品学上认可的任何一种剂型。
全文摘要
本发明公开了一种从去壳的萌芽后的荞麦仁中提取富含蛋白质、D－手性－肌醇(D－Chiro－Inositol，D－CI)及黄酮类(Total flavones of buckwheat，TFB)物质的生物学方法，本发明还公开了该提取物与桑叶野尻霉素(1－deoxynojirimycin，DNJ)的组合物以及该组合物在制备预防或治疗糖尿病产品中的应用。
文档编号A61P3/10GK1530119SQ0311577
公开日2004年9月22日 申请日期2003年3月13日 优先权日2003年3月13日
发明者曹文明, 苏勇, 张燕群 申请人:上海复旦张江生物医药股份有限公司