專利名稱：小肽血紅素及其制做方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物補(bǔ)鐵劑，特別是一種小肽血紅素。
鐵在成人體內(nèi)約含4-5克，僅占體重的萬(wàn)分之一，比例極低，但其作用卻非常重要。鐵是機(jī)體生成血紅蛋白、肌紅蛋白及含鐵酶類的基礎(chǔ)原料，是人體必需的微量元素，在體內(nèi)參與氧和二氧化碳的運(yùn)輸，是細(xì)胞色素氧化酶、過(guò)氧化酶等組織呼吸酶的組成部分。膳食中若長(zhǎng)期缺鐵或鐵吸收障礙，則可引起缺鐵性貧血(IDA)，影響紅細(xì)胞的代謝，降低人體免疫功能，并對(duì)青少年兒童的生長(zhǎng)發(fā)育和智力發(fā)育造成嚴(yán)重影響。鐵代謝的重要性已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了紅細(xì)胞和血紅蛋白的范圍。
缺鐵性貧血是世界范圍內(nèi)特別是發(fā)展中國(guó)家普遍存在的營(yíng)養(yǎng)缺乏病。目前世界上的各種口服鐵劑多達(dá)近百種，如硫酸亞鐵、葡萄糖酸亞鐵、檸檬酸亞鐵等。治療IDA，國(guó)內(nèi)外多采用鐵劑療法，盡管這些產(chǎn)品有一定的療效，但存在如下問(wèn)題(1)生物利用率低如流行了200多年的硫酸亞鐵，就難以被人體吸收，吸收率約為1.6％，其他無(wú)機(jī)態(tài)的鐵劑和有機(jī)態(tài)的鐵劑，吸收率也在3％-5％之間。(2)副作用大這些鐵劑產(chǎn)品，均破壞人體金屬離子的平衡，引起胃腸道不良反應(yīng)，為了減輕胃腸道不適的副作用，要求飯后服用，此時(shí)膳食中的磷酸、植酸因抑制鐵吸收，而使其吸收率更為下降。(3)口感差，不易堅(jiān)持這些產(chǎn)品常有一定的鐵銹味，口感不好，加之治療IDA常需長(zhǎng)達(dá)數(shù)月(2-6個(gè)月)的療程，更難以堅(jiān)持。
補(bǔ)鐵劑存在的上述問(wèn)題，也正是長(zhǎng)期以來(lái)，IDA在全球范圍內(nèi)沒(méi)有得到根本改善的主要原因。
補(bǔ)鐵劑有三種態(tài)型即無(wú)機(jī)態(tài)，如硫酸亞鐵；有機(jī)態(tài)，如葡萄糖酸亞鐵；生物態(tài)，如血紅素鐵。就三種態(tài)型的鐵劑對(duì)人體的益處而言，其順序?yàn)樯飸B(tài)鐵＞有機(jī)態(tài)鐵＞無(wú)機(jī)態(tài)鐵。
科學(xué)家對(duì)鐵劑的吸收試驗(yàn)證實(shí)，血紅素鐵在小腸內(nèi)的吸收率可從23-27％，而非血紅素鐵(蔬菜、水果、豆類等植物性食品中所含的鐵)的吸收率僅為3-6％。研究表明，二價(jià)狀態(tài)的鐵較三價(jià)狀態(tài)的鐵更有利于人體的吸收，有機(jī)態(tài)鐵比無(wú)機(jī)態(tài)鐵對(duì)腸胃刺激性小，且易于吸收，血紅素鐵較非血紅素鐵易于吸收。
可見(jiàn)，二價(jià)狀態(tài)的血紅素鐵是最易被人體吸收的生物態(tài)鐵劑，是生物態(tài)鐵劑的最佳利用態(tài)，其生物利用率最高。
但二價(jià)狀態(tài)的血紅素鐵極不穩(wěn)定，在光照或氧化劑存在下迅速被氧化，從亞鐵原卟啉(血紅素)變成高鐵原卟啉(高鐵血紅素)，分子量從616(血紅素)變成633(高鐵血紅素，亦叫正鐵血紅素、羥基血紅素、羥高鐵血紅素)，用冰醋酸或丙酮等傳統(tǒng)化學(xué)方法從動(dòng)物血中提取的血紅素，一般為氯高鐵血紅素。
食用血豆腐或血粉，其中雖含有豐富二價(jià)狀態(tài)的血紅素鐵，但其生物利用率亦受到較大限制，這是因?yàn)檠t蛋白不易被人體消化吸收。
由此可知，要獲得既易消化吸收又不被氧化的亞鐵卟啉(血紅素)，尚有待于創(chuàng)新。
本發(fā)明的目的是提供一種小肽血紅素及其制做方法，所述小肽血紅素是一種既易消化吸收又不會(huì)被氧化的亞鐵卟啉(血紅素)，是一種適合人體補(bǔ)鐵用的生物補(bǔ)鐵劑。
本發(fā)明是按如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。小肽血紅素及其制做方法，其特征是所述小肽血紅素的化學(xué)式中血紅素團(tuán)中的鐵原子與組氨酸殘基的咪唑支鏈上的氮原子相聯(lián)。血紅蛋白的分子量為6萬(wàn)，所述小肽血紅素的分子量為3000-5000。所述小肽血紅素的制做方法包括以下步序(1)采血在屠宰車間，用管式真空采血刀迅速收集動(dòng)物血液于收集袋或容器(搪瓷、無(wú)毒塑料、不銹鋼等容器)中，真空采血具有衛(wèi)生、安全、無(wú)污染的特點(diǎn)，不僅能充分利用血液資源，使采集成功率大為提高，而且可避免血液污染環(huán)境，節(jié)省污水處理開(kāi)支及環(huán)保排污罰款；
(2)抗凝采血前將5％的檸檬酸三鈉溶液按采血量的8％加入到血液收集袋或容器中，以100r/m攪拌3分鐘；(3)靜置分離攪拌混勻后，靜置90分鐘，用虹吸法將上層顯淺紅色的血漿(較稀)與下層深紅色的血細(xì)胞(較濃)分離；(4)離心分離將靜置分離出的血細(xì)胞液，在5000r/m的離心機(jī)中離心10分鐘，去除上層血漿，進(jìn)一步濃縮了紅細(xì)胞；(5)溶血將經(jīng)離心濃縮的紅細(xì)胞放入-18℃的冷庫(kù)中冷凍3-5小時(shí)，取出，將冷凍的血細(xì)胞在55℃-58℃的溫水浴中溶血，反復(fù)兩次，可使紅細(xì)胞在無(wú)菌條件下溶血，而又不會(huì)稀釋血紅蛋白；(6)超濾將溶血液通過(guò)孔徑適宜的中空纖維膜過(guò)濾器，去除膜組分基質(zhì)蛋白，得到較純的血紅蛋白液；(7)酶解用復(fù)合蛋白酶分步逐級(jí)控制酶解，得小肽血紅素，采用胰蛋白酶和胃蛋白酶分步控制酶解，前者的工藝參數(shù)PH5.5-6.5，溫度43-48℃，時(shí)間4-5小時(shí)，后者為PH5-5.5，溫度45-55℃，時(shí)間3-4小時(shí)；(8)滅酶控制酶解的程度很關(guān)鍵，血紅蛋白的分子量為6萬(wàn)，小肽血紅素的分子量控制在3000-5000之間，若肽鏈長(zhǎng)，鐵含量相對(duì)低，若肽鏈短，包裹不住，易被氧化，因此，達(dá)到了控制區(qū)的分子量后，即可升溫至90℃，使酶滅活，停止反應(yīng)；(9)抗氧促吸收為了保護(hù)亞鐵不被氧化，更為了促進(jìn)亞鐵的吸收，加入由Vc、CPP等組成的混合物，不僅對(duì)小肽血紅素形成有力的保護(hù)，而且有效促進(jìn)小肽血紅素的吸收；(10)微膠囊化采用噴霧干燥法，將其制成微膠囊粉；微膠囊化的小肽血紅素不僅受到很好的保護(hù)不被氧化，而且可直接達(dá)到腸道釋放，避免在胃酸條件下小肽血紅素不穩(wěn)定的干擾；(11)產(chǎn)品成型小肽血紅素微膠囊粉即可作為補(bǔ)鐵補(bǔ)血食品強(qiáng)化劑，不需再加工了。若做成片劑，可使用賦形劑進(jìn)行壓片而成，若做成膠囊，需用粘接劑在造粒機(jī)中進(jìn)一步造粒，再裝填而成；(12)檢驗(yàn)包裝將產(chǎn)品按產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行抽檢，合格品包裝貼標(biāo)，即可入市。
本發(fā)明首次提出的小肽血紅素的概念如


圖1所示，其化學(xué)式中的鐵原子與組氨酸殘基的咪唑支鏈上的氮原子相聯(lián)，形成小肽鏈，血紅素受到小肽鏈的包裹保護(hù)。并從其化學(xué)分子式及分子量上加以界定。由采用的制做方法獲得了以較小分子量的穩(wěn)定的亞鐵形式存在的血紅素，突破了傳統(tǒng)的只有以高鐵形式如氯高鐵血紅素、羥高鐵血紅素等存在時(shí)才能穩(wěn)定存在的血紅素形式。從加工制做方法上看，一般從動(dòng)物血提取血紅素多采用傳統(tǒng)化學(xué)法，如丙酮法、冰醋酸法等，這些方法要耗用大量化學(xué)試劑，成本高，有殘毒，提取的血紅素極不穩(wěn)定，只能以高鐵血紅素的形式存在，影響了吸收。
本工藝將生物工程技術(shù)與超濾、微膠囊化等現(xiàn)代高新技術(shù)相結(jié)合，無(wú)需耗用化學(xué)試劑。成本低，無(wú)殘毒。特別重要的是，提取的血紅素是以穩(wěn)定的亞鐵形式存在的，極利于吸收，體現(xiàn)了血紅素提取技術(shù)的重大進(jìn)步。
促進(jìn)鐵的吸收，一直是熱點(diǎn)研究課題，本技術(shù)營(yíng)造了鐵吸收的物質(zhì)環(huán)境，組合了維生素C、酪蛋白磷酸肽(CPP)、珠蛋白、血漿蛋白等鐵吸收促進(jìn)劑，并以微膠囊化狀態(tài)，利于腸道的吸收。
綜上所述本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明小肽血紅素獲得了以較小分子量的穩(wěn)定的亞鐵形式存在的血紅素，突破了傳統(tǒng)的只有以高鐵形式存在才能穩(wěn)定的血紅素的存在形式。
2、首次實(shí)現(xiàn)了運(yùn)用現(xiàn)代生物技術(shù)和物理方法取代傳統(tǒng)化學(xué)法，從動(dòng)物血中提取血紅素，并實(shí)現(xiàn)了從不穩(wěn)定的血紅素向穩(wěn)定的血紅素的跨越。
3、為普遍存在的缺鐵性貧血人群提供了高效生物補(bǔ)鐵劑，為貧血癥患者提供了切實(shí)可行的高效補(bǔ)血新途徑，為人類健康作出新貢獻(xiàn)。
4、運(yùn)用現(xiàn)代生物技術(shù)對(duì)動(dòng)物血進(jìn)行深度開(kāi)發(fā)，為農(nóng)副產(chǎn)品高科技產(chǎn)業(yè)化開(kāi)辟了新路徑。我國(guó)動(dòng)物血資源非常豐富，據(jù)統(tǒng)計(jì)1998年產(chǎn)生的動(dòng)物血達(dá)10億公斤，除少量做成血豆腐或飼料添加劑外，絕大多數(shù)白白流失了，不僅造成寶貴資源的巨大浪費(fèi)，而且污染了環(huán)境，開(kāi)發(fā)和利用各種動(dòng)物血，既節(jié)約資源，又保護(hù)環(huán)境，意義十分重大。
5、“小肽血紅素”是一個(gè)高科技含量、高附加值、高效益的全新產(chǎn)品，具有廣闊的市場(chǎng)前景，是新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，可以創(chuàng)造出巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
下面以實(shí)施例做具體介紹。
圖1為小肽血紅素的化學(xué)式。
實(shí)施例制做小肽血紅素產(chǎn)品按以下步序制做(1)采血將經(jīng)宰前檢驗(yàn)合格的畜禽，在屠宰車間，用管式真空采血刀采血，并迅速收集動(dòng)物血液于無(wú)菌的不銹鋼罐內(nèi)，使血液絕對(duì)符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。
(2)抗凝將5％的檸檬酸三鈉溶液按采血量的8％加入到盛血的不銹鋼罐內(nèi)，以100r/m攪拌3分鐘；(3)靜置分離攪拌混勻后，靜置90分鐘，用虹吸法將上層顯淺紅色的血漿(較稀)與下層呈深紅色的血紅細(xì)胞(較濃)分離；(4)離心分離將靜置分離出的血細(xì)胞液，在5000r/m的離心機(jī)中離心10分鐘，去除上層血漿，進(jìn)一步濃縮了紅細(xì)胞；(5)溶血將經(jīng)離心濃縮的紅細(xì)胞放入-18℃的冷庫(kù)中冷凍4小時(shí)，取出，將冷凍的血細(xì)胞在56℃的溫水浴中溶血，反復(fù)兩次；(6)超濾將溶血液通過(guò)孔徑適宜的中空纖維膜過(guò)濾器，去除膜組分基質(zhì)蛋白，得到較純的血紅蛋白液；(7)酶解先用胰蛋白酶在PH為6，溫度為45℃條件下，酶解4.5小時(shí)，再用胃蛋白酶，在PH為5.5，溫度為50℃條件下，酶解3.5小時(shí)；得
圖1所示的小肽血紅素，其血紅素團(tuán)中的鐵原子與組氨酸殘基的咪唑支鏈上的氮原子相聯(lián)；(8)滅酶酶解反應(yīng)，血紅蛋白的分子量為6萬(wàn)，小肽血紅素分子量達(dá)到3000-5000，升溫至90℃，使酶滅活，停止反應(yīng)；(9)抗氧促吸收加入維生素C、酪蛋白磷酸肽(CPP)等抗氧化促吸收物質(zhì)，攪拌均勻后，加入經(jīng)溶解、加熱、過(guò)濾過(guò)的阿拉伯膠和乳化劑，用均質(zhì)機(jī)進(jìn)行乳化，再加入麥芽糊精，進(jìn)行二次乳化；(10)微膠囊化將經(jīng)乳化后的物料，在噴霧干燥塔內(nèi)進(jìn)行噴霧干燥，得小肽血紅素微膠囊粉；(11)產(chǎn)品成型小肽血紅素微膠囊粉，可作為補(bǔ)鐵食品強(qiáng)化劑，亦可使用賦形劑進(jìn)行壓片成為片劑，亦可用粘接劑在造粒機(jī)中進(jìn)一步造粒，再裝填成膠囊；(12)檢驗(yàn)包裝按產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行抽檢，合格品即可進(jìn)入市場(chǎng)銷售。
權(quán)利要求
1.小肽血紅素及其制做方法，其特征是所述小肽血紅素的化學(xué)式中血紅素團(tuán)中的鐵原子與組氨酸殘基的咪唑支鏈上的氮原子相聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述小肽血紅素及其制做方法，其特征是血紅蛋白的分子量為6萬(wàn)，所述小肽血紅素的分子量為3000-5000。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述小肽血紅素及其制做方法，其特征是所述小肽血紅素的制做方法包括以下步序(1)采血在屠宰車間，用管式真空采血刀迅速收集動(dòng)物血液于收集袋或容器(搪瓷、無(wú)毒塑料、不銹鋼等容器)中；(2)抗凝采血前將5％的檸檬酸三鈉溶液按采血量的8％加入到血液收集袋或容器中，以100r/m攪拌3分鐘；(3)靜置分離攪拌混勻后，靜置90分鐘，用虹吸法將上層顯淺紅色的血漿(較稀)與下層深紅色的血細(xì)胞(較濃)分離；(4)離心分離將靜置分離出的血細(xì)胞液，在5000r/m的離心機(jī)中離心10分鐘，去除上層血漿，進(jìn)一步濃縮了紅細(xì)胞；(5)溶血將經(jīng)離心濃縮的紅細(xì)胞放入-18℃的冷庫(kù)中冷凍3-5小時(shí)，取出，將冷凍的血細(xì)胞在55℃-58℃的溫水浴中溶血，反復(fù)兩次；(6)超濾將溶血液通過(guò)孔徑適宜的中空纖維膜過(guò)濾器，去除膜組分基質(zhì)蛋白，得到較純的血紅蛋白液；(7)酶解用復(fù)合蛋白酶分步逐級(jí)控制酶解，得小肽血紅素，采用胰蛋白酶和胃蛋白酶分步控制酶解，前者的工藝參數(shù)PH5.5-6.5，溫度43-48℃，時(shí)間4-5小時(shí)，后者為PH5-5.5，溫度45-55℃，時(shí)間3-4小時(shí)；(8)滅酶控制酶解的程度，血紅蛋白的分子量為6萬(wàn)，小肽血紅素的分子量控制在3000-5000之間，升溫至90℃，使酶滅活，停止反應(yīng)；(9)抗氧促吸收加入由Vc、CPP等組成的混合物；(10)微膠囊化采用噴霧干燥法，將其制成微膠囊粉；(11)產(chǎn)品成型小肽血紅素微膠囊粉即可作為補(bǔ)鐵補(bǔ)血食品強(qiáng)化劑，可使用賦形劑進(jìn)行壓片而成片劑，或用粘接劑在造粒機(jī)中造粒，再裝填而成膠囊；(12)檢驗(yàn)包裝將產(chǎn)品按產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行抽檢，合格品包裝貼標(biāo)，即可入市。
全文摘要
小肽血紅素及其制做方法,其特征是:所述小肽血紅素的化學(xué)式中血紅素團(tuán)中的鐵原子與組氨酸殘基的咪唑支鏈上的氮原子相聯(lián),其制做方法包括采血、抗凝、靜置分離、離心分離、溶血、超濾、酶解、滅酶、抗氧促吸收、微膠囊化、產(chǎn)品成型步序,本發(fā)明小肽血紅素獲得了以較小分子量的穩(wěn)定的亞鐵形式存在的血紅素,突破了傳統(tǒng)的只有以高鐵形式存在才能穩(wěn)定的血紅素的存在形式,本發(fā)明是一種既易消化吸收又不會(huì)被氧化的亞鐵卟啉(血紅素),適合人體補(bǔ)鐵用。
文檔編號(hào)C12P21/02GK1362525SQ0110001
公開(kāi)日2002年8月7日 申請(qǐng)日期2001年1月2日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月2日
發(fā)明者蔣佃水 申請(qǐng)人:蔣佃水