本發(fā)明涉及一種納米細(xì)化技術(shù)，還涉及利用該技術(shù)制備的功能糖及其在醫(yī)藥中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：納米(英語：nanometre)是長度單位，國際單位制符號(hào)為nm。原稱毫微米，就是10-9米(10億分之一米)，即10-6毫米(1000000分之一毫米)。如同厘米、分米和米一樣，是長度的度量單位。相當(dāng)于4倍原子大小，比單個(gè)細(xì)菌的長度還要小。國際通用名稱為nanometer，簡寫nm?，F(xiàn)在的科學(xué)研究表明，顆粒的粒徑會(huì)影響藥物在體內(nèi)的分布，粒徑＜5μm的微粒可以通過肺，粒徑＜300nm的微粒可以進(jìn)入血液循環(huán)，粒徑＜100nm的微粒可以進(jìn)入骨髓，納米藥物更容易通過胃、腸粘膜和鼻腔粘膜，使口服、鼻腔給藥、透皮吸收藥物的生物利用度得到提高。粒子的納米化能夠呈現(xiàn)出許多優(yōu)異的性能，具體表現(xiàn)為量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)、表面效應(yīng)等。目前納米粒子的制備方法一般分為兩大類：物理方法和化學(xué)方法。物理方法又稱為粉碎法，它是將固體材料由大變小，即將塊狀物質(zhì)粉碎制得納米粉體粒子；化學(xué)方法又稱構(gòu)筑法，它是由下限原子、離子、分子通過成核和生長兩個(gè)階段合成納米材料。以化學(xué)為基礎(chǔ)之納米粉體制造方法可以得到數(shù)納米之粉體。但制造成本有時(shí)相當(dāng)高，且不易放大，粒徑分布亦較不均勻。目前，納米粉碎設(shè)備主要有多維擺動(dòng)式高能納米球磨機(jī)、多層次分級納米球磨機(jī)、高速納米粉碎機(jī)、高速剪切超細(xì)粉碎機(jī)、氣流粉碎機(jī)、超聲波納米粉碎機(jī)等。魔芋加工后精粉的主要成分為魔芋多糖，又稱魔芋葡甘聚糖(kgm)，魔芋多糖是已知植物膠中黏度最大的天然高分子多糖，由葡萄糖和甘露糖聚合形成雜多糖。平均分子量為20萬-200萬，外形呈白色或奶油至淡棕黃色粉末，是由分子比為1：1.6的葡萄糖和甘露糖殘基通過β-(1，4)-糖苷鍵聚合而成，在某些糖殘基c-3上存在β(1，3)糖苷鍵組成的支鏈，主鏈上每32-80個(gè)糖殘基有1個(gè)支鏈，每條支鏈有幾個(gè)至幾十個(gè)糖殘基，主鏈上大約每19個(gè)糖殘基上有一個(gè)以酯鍵結(jié)合的乙?；Ｄв笃细事毒厶蔷哂卸喾N優(yōu)良的特性，如凝膠性、可食用性、成膜性等，故在食品、醫(yī)藥、化工等各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域有著廣泛的用途。但kgm具有溶解度低、流動(dòng)性差等特性，其應(yīng)用受到一定的限制，為進(jìn)一步提高kgm的性能，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，通常通過物理法、化學(xué)法和生物法等手段對其進(jìn)行降解。目前的納米粉碎技術(shù)多種多樣，但是粉碎之后的納米級顆粒無法精確控制其分子量，需要粉碎之后，再進(jìn)行測量篩選，從而獲得需要的產(chǎn)品。這就損耗了大量的工作。目前人類因?yàn)椴唤】档娘嬍沉?xí)慣和生活習(xí)慣，導(dǎo)致大部分人血糖越來越高，需要進(jìn)行藥物治療，而藥物治療基本都是具有不良反應(yīng)的，并且藥物價(jià)格也比較貴。近年來國內(nèi)外對于功能性多糖的研究非?；钴S，許多發(fā)達(dá)國家已將多種多糖類產(chǎn)品定為特定保健食品，用以防治肥胖、高血糖、高血脂、動(dòng)脈硬化及冠心病等病癥。有文獻(xiàn)報(bào)道，膳食纖維對人體健康有重要意義，它具有改善末梢神經(jīng)對胰島素的敏感性，調(diào)節(jié)糖尿病患者的血糖水平，增加巨噬細(xì)胞的數(shù)量與吞噬作用，提高人體抗病能力等生理功能.因此，國際糖尿病組織(1993年)極力推薦糖尿病的膳食纖維飲食療法。魔芋甘露次聚糖是一種優(yōu)良的水溶性膳食纖維，魔芋甘露次聚糖不僅適用于健康人群，亦適用于糖尿病人長期服用，可作為防治糖尿病的保健食品和藥品加以開發(fā)利用。魔芋甘露次聚糖由于分子中存在乙?；痛罅康牧u基，能進(jìn)行一系列的化學(xué)改性，制成各種衍生物，從而極大地豐富了甘露次聚糖的研發(fā)和應(yīng)用。通過化學(xué)改性提高了甘露次聚糖原有特性，使其具有更佳的作用效果，更重要的是可以制得新的衍生物，開發(fā)出更具魅力的新產(chǎn)品。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種生產(chǎn)納米功能糖的方法，能夠通過控制細(xì)化之后產(chǎn)品的粒徑，從而精確控制粉碎細(xì)化之后產(chǎn)品的分子量，獲得分子量分布集中的納米功能糖，該技術(shù)方法更便捷、環(huán)保，成本降低，更具商業(yè)競爭力；并且利用該裝置和方法生產(chǎn)指定分子量范圍內(nèi)的納米功能糖顆粒，將其按規(guī)定的劑量服用之后，降血糖效果明顯。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案得以解決：一種生產(chǎn)納米功能糖的方法，包括步驟一，將魔芋多糖物料在粉碎筒內(nèi)粉碎加工60-180分鐘，攪拌棒的轉(zhuǎn)動(dòng)速度為2000-6000轉(zhuǎn)/分，將超聲波的頻率控制在30k-90khz；步驟二，啟動(dòng)出料傳送帶，將攪拌葉旋轉(zhuǎn)帶上來的物料輸送至集料斗內(nèi)；步驟三，啟動(dòng)泵將集料斗內(nèi)的物料通過第一出料管輸送至氣流粉碎機(jī)，以及通過第二出料管輸送至第一高壓泵；步驟四，啟動(dòng)第一高壓泵，將物料通過第一噴氣管噴入氣流粉碎機(jī)內(nèi)和從第一出料管輸出的物料相碰撞，然后停止第一高壓泵；步驟五，啟動(dòng)第二高壓泵，將物料通過第二噴氣管噴入氣流粉碎機(jī)內(nèi)和內(nèi)部的物料相碰撞，然后停止第二高壓泵；步驟六，啟動(dòng)第三高壓泵，將物料通過第三噴氣管噴入氣流粉碎機(jī)內(nèi)和內(nèi)部的物料相碰撞，然后停止第三高壓泵；步驟七，重復(fù)步驟三至六，重復(fù)時(shí)間30-120分鐘；步驟八，物料中轉(zhuǎn)部將從出料管收集的物料運(yùn)輸至成品倉，成品倉內(nèi)的物料是納米功能糖。一種利用上述的方法生產(chǎn)的納米功能糖，所述納米功能糖的粒徑為20-40nm，分子量分布范圍為10,000-20,000da(道爾頓)。這個(gè)粒徑和分子量范圍內(nèi)的甘露聚糖稱之為甘露次聚糖或納米甘露次聚糖。一種使用上述的納米功能糖用于降血糖的方法，將所述分子量分布為10,000-20,000da的納米功能糖應(yīng)用到降血糖產(chǎn)品中，在食用后可以明顯降低降血糖，在0.5g/kg至2.0g/kg的劑量范圍內(nèi)，降血糖效果隨劑量而提升。一種使用上述的納米功能糖在制備肝素鈉、類肝素的應(yīng)用，將所述分子量分布為10,000-20,000da的納米功能糖進(jìn)行硫酸酯化修飾，得到水溶性良好的硫酸酯化衍生物，所述的硫酸酯化衍生物具有抗凝血，抗血栓功效。由于kgm具有與肝素相近似的骨架結(jié)構(gòu)，分子結(jié)構(gòu)中c2、c3、c6位上的-oh，均具有較強(qiáng)的反應(yīng)活性，將分子量分布為10,000-20,000da的納米功能糖依次進(jìn)行羥丙基化和硫酸酯化修飾，得到水溶性良好的kgm醛酸丙酯硫酸鈉鹽(肝素鈉)，具有與肝素類似的抗凝血，抗血栓功效，是制備肝素鈉、類肝素的重要原料。本發(fā)明利用納米粉碎裝置將魔芋多糖粉碎至納米級的顆粒，控制這些顆粒的粒徑，從而獲得分子量分布在10,000-20,000da內(nèi)的納米功能糖，然后按規(guī)定劑量服用之后，具有顯著的降血糖效果；此外將其衍生化處理后，具有抗凝血，抗血栓功效，是制備肝素鈉、類肝素的重要原料。附圖說明圖1是本發(fā)明所使用的納米粉碎裝置的粉碎筒結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明所使用的納米粉碎裝置的氣流粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明所使用的納米粉碎裝置的氣流粉碎機(jī)氣流示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述：如圖1至圖3所示，一種生產(chǎn)納米功能糖的方法，包括步驟一，將魔芋多糖物料在粉碎筒1內(nèi)粉碎加工60-180分鐘，攪拌棒13的轉(zhuǎn)動(dòng)速度為2000-6000轉(zhuǎn)/分，將超聲波的頻率控制在30k-90khz；步驟二，啟動(dòng)出料傳送帶15，將攪拌葉131旋轉(zhuǎn)帶上來的物料輸送至集料斗31內(nèi)；步驟三，啟動(dòng)泵3將集料斗31內(nèi)的物料通過第一出料管321輸送至氣流粉碎機(jī)4，以及通過第二出料管322輸送至第一高壓泵；步驟四，啟動(dòng)第一高壓泵，將物料通過第一噴氣管5噴入氣流粉碎機(jī)4內(nèi)和從第一出料管321輸出的物料相碰撞，然后停止第一高壓泵；步驟五，啟動(dòng)第二高壓泵，將物料通過第二噴氣管6噴入氣流粉碎機(jī)4內(nèi)和內(nèi)部的物料相碰撞，然后停止第二高壓泵；步驟六，啟動(dòng)第三高壓泵，將物料通過第三噴氣管42噴入氣流粉碎機(jī)4內(nèi)和內(nèi)部的物料相碰撞，然后停止第三高壓泵；步驟七，重復(fù)步驟三至六，重復(fù)時(shí)間30-120分鐘；步驟八，物料中轉(zhuǎn)部將從出料管41收集的物料運(yùn)輸至成品倉，成品倉內(nèi)的物料是納米功能糖。本發(fā)明進(jìn)行納米研磨的時(shí)候，使用了一種納米制備裝置，它包括粉碎筒1，粉碎筒1內(nèi)設(shè)置有攪拌棒13，攪拌棒13上設(shè)置有上下螺旋的攪拌葉131，粉碎筒1底部設(shè)置有電機(jī)11，電機(jī)11的輸出軸12和攪拌棒13相連，粉碎筒1底部設(shè)置有進(jìn)料管14，粉碎筒1頂部設(shè)置有出料傳送帶15，出料傳送帶15靠近攪拌葉131的最上端，粉碎筒1外壁上環(huán)形設(shè)置有三圈超聲波部，每圈超聲波部設(shè)置有7個(gè)超聲波發(fā)生器23，粉碎筒1外設(shè)置有冷卻筒2，冷卻筒2底部設(shè)置有進(jìn)水管21而上方側(cè)壁上連接有出水管22，出料傳送帶15的另一端設(shè)置于集料斗31上方，集料斗31下方連接有泵3，泵3設(shè)置有出料部32，出料部32設(shè)置有第一出料管321和第二出料管322，第一出料管321連接有氣流粉碎機(jī)4，氣流粉碎機(jī)4側(cè)壁設(shè)置有第一噴氣管5和第二噴氣管6，氣流粉碎機(jī)4頂部設(shè)置有第三噴氣管42，第一噴氣管5、第二噴氣管6和第三噴氣管42的中軸線相交于一點(diǎn)，第二出料管322連接有第一高壓泵和第二高壓泵，第一高壓泵的輸出端連接第一噴氣管5，第二高壓泵的輸出端連接第二噴氣管6，第三噴氣管42連接有第三高壓泵，氣流粉碎機(jī)4底部設(shè)置有出料管41，出料管41連接有物料中轉(zhuǎn)部，物料中轉(zhuǎn)部連接第一高壓泵、第二高壓泵和第三高壓泵，物料中轉(zhuǎn)部還連接有成品倉，氣流粉碎機(jī)4內(nèi)設(shè)置于擋流部45，擋流部45上設(shè)置有引流斜面44，引流斜面44和氣流粉碎機(jī)4頂部之間設(shè)置有弧形的引流弧面43，引流弧面43端部和第三噴氣管42相連，粉碎筒1內(nèi)設(shè)置有研磨球。一種利用上述的方法生產(chǎn)的納米功能糖，所述納米功能糖的粒徑為20-40nm，分子量分布范圍為10,000-20,000da。這個(gè)粒徑和分子量范圍內(nèi)的甘露聚糖稱之為甘露次聚糖或納米甘露次聚糖。一種使用上述的納米功能糖用于降血糖的方法，將所述分子量分布為10,000-20,000da的納米功能糖應(yīng)用到降血糖產(chǎn)品中，在食用后可以明顯降低降血糖，在0.5g/kg至2.0g/kg的劑量范圍內(nèi)，降血糖效果隨劑量而提升。一種使用上述的納米功能糖在制備肝素鈉、類肝素的應(yīng)用，將所述分子量分布為10,000-20,000da的納米功能糖進(jìn)行硫酸酯化修飾，得到水溶性良好的硫酸酯化衍生物，所述的硫酸酯化衍生物具有抗凝血，抗血栓功效。由于kgm具有與肝素相近似的骨架結(jié)構(gòu)，分子結(jié)構(gòu)中c2、c3、c6位上的-oh，均具有較強(qiáng)的反應(yīng)活性，將分子量分布為10,000-20,000da的納米功能糖依次進(jìn)行羥丙基化和硫酸酯化修飾，得到水溶性良好的kgm醛酸丙酯硫酸鈉鹽(肝素鈉)，具有與肝素類似的抗凝血，抗血栓功效?，F(xiàn)有技術(shù)下，檢測多糖的分子量是一個(gè)十分復(fù)雜繁瑣的過程，尤其是對通過化學(xué)或生物方式獲得的納米功能糖進(jìn)行檢測分子量，更是一個(gè)十分艱難的操作。本方案中提供的裝置，生產(chǎn)的納米功能糖產(chǎn)品的粒徑整體分布近似于正態(tài)分布。進(jìn)過多次的檢測對比發(fā)現(xiàn)，本裝置通過上述方法生產(chǎn)的納米功能糖的粒徑處于20-40nm范圍內(nèi)，同時(shí)，相對應(yīng)的分子量分布于10,000-20,000da之間。本裝置生產(chǎn)的納米功能糖，其粒徑和分子量呈現(xiàn)一種對應(yīng)關(guān)系。這就大大簡化了檢測過程，只要檢測顆粒的粒徑即可，從而節(jié)省了大量的工作時(shí)間。也即，通過本裝置生產(chǎn)的納米功能糖，只要將粒徑控制在20-40nm的范圍內(nèi)，就能夠保證分子量分布于10,000-20,000da之間。本發(fā)明通過調(diào)節(jié)魔芋多糖物料在粉碎筒1內(nèi)粉碎加工時(shí)間為60-180分鐘，再將攪拌棒13的轉(zhuǎn)動(dòng)速度設(shè)定為2000-6000轉(zhuǎn)/分，經(jīng)過初步粉碎之后，再將其輸送至氣流粉碎機(jī)4內(nèi)進(jìn)行為時(shí)30-120分鐘的精細(xì)粉碎，就能夠獲得粒徑在20-40nm之內(nèi)的魔芋多糖顆粒，其分子量恰好分布于10,000-20,000da之間。機(jī)械力迫使kgm的宏觀體系受到均勻有序切割，使原來的高分子鏈以及氫鍵斷裂得到分子量較低的功能糖。本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)實(shí)施案例1：實(shí)驗(yàn)方法：選取昆明種成年小鼠100只(雌雄各半)，平均體重為(25±2.5)g，按雌雄各半原則隨機(jī)選擇10只作為正常對照組，其余40只采用高脂飼料飼養(yǎng)2-3個(gè)月后，以小劑量鏈脲佐菌素誘發(fā)糖尿病，空腹血糖值大于15mmol/l者納入實(shí)驗(yàn)，然后隨機(jī)將小鼠分為2型糖尿病模型組，二甲雙胍給藥組，甘露次聚糖低劑量組(0.5g/kg)、甘露次聚糖高劑量組(2.0g/kg)、正常對照組及2型糖尿病模型組給予等量蒸餾水。實(shí)驗(yàn)期為4周，每隔一周各組小鼠空腹眼眶取血，測其血糖含量。具體的試驗(yàn)結(jié)果如下表所示。表1甘露次聚糖對2型糖尿病小鼠血糖的影響mmol/l△p<0.001，和空白組相比，*p<0.05，和模型組相比由表1可知，給藥前模型和各給藥組小鼠血糖明顯高于空白組(p<0.001)；二甲雙胍給藥組血糖下降明顯，給藥第1周下降就具有顯著性差異(p<0.05),以后3周繼續(xù)下降；甘露次聚糖高劑量給藥組隨著給藥時(shí)間的延長，時(shí)效關(guān)系顯著，給藥4周內(nèi)下降均有顯著性差異，甘露次聚糖低劑量給藥組前3周內(nèi)血糖變化不顯著，第4周血糖下降具有顯著性差異(p<0.05)。二甲雙胍是用于臨床的降血糖藥物，具有明顯的降血糖作用，通過對比，表明甘露次聚糖具有降血糖作用，并且降血糖作用具有明顯的時(shí)效和量效關(guān)系。本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)實(shí)施案例2：選取昆明種成年小鼠48只(雌雄各半)，平均體重為(25±2.5)g，按雌雄各半原則隨機(jī)，隨機(jī)分為4組，每組12只。按照25ml/kg容量灌胃，分別給予生理鹽水，法華令10mg/kg，甘露次聚糖衍生物低劑量10mg/kg，甘露次聚糖衍生物高劑量1000g/kg，連續(xù)灌胃30d。第30天給藥后1h，從小鼠眼內(nèi)眥球后靜脈叢采血，按照毛細(xì)管法測定各組小鼠的凝血時(shí)間：取血至血柱高達(dá)5cm，每隔30s折斷毛細(xì)管一段，檢查有無凝血絲，從取血開始至出現(xiàn)血凝絲的所歷時(shí)間為凝血時(shí)間。表2甘露次聚糖衍生物對小鼠凝血時(shí)間的影響組別劑量(mg/kg)動(dòng)物數(shù)凝血時(shí)間(s)生理鹽水012222.1±72.3法華令1012295.6±80.3*產(chǎn)品低劑量組1012258.7±66.1產(chǎn)品高劑量組100012310.5±53.7*與生理鹽水組相比，*p<0.05由表2可知，與生理鹽水組相比，甘露次聚糖衍生物低劑量和高劑量的凝血時(shí)間有所延長，且隨著劑量的增加而增大；產(chǎn)品高劑量組小鼠的凝血時(shí)間與對照組相比差異性顯著，p＜0.05；法華令是用于臨床的抗凝血藥物，具有防治血栓栓塞性疾病，通過對比，表明甘露次聚糖衍生物具有抗凝血的功能。并且抗凝作用具有明顯的時(shí)效和量效關(guān)系。本發(fā)明的保護(hù)范圍包括但不限于以上實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)，任何對本技術(shù)做出的本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易想到的替換、變形、改進(jìn)均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁12