專利名稱：制備生物活性產(chǎn)品的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備可以讓人類和其他生物安全食用的生物活性產(chǎn)品的方法。尤其特別地，本發(fā)明涉及一種通過脫水來穩(wěn)定天然物質(zhì)，而不破壞該天然物質(zhì)的功效的方法。 采用高滲條件進(jìn)行加工，引起微生物的質(zhì)壁分離，同時(shí)保護(hù)(protesting)該物質(zhì)。降低終產(chǎn)品中的水活度(Aw)，保證得到了一種衛(wèi)生的產(chǎn)品。本申請(qǐng)是2000年9月四日申請(qǐng)的專利申請(qǐng)60/237，005的部分續(xù)展。
背景技術(shù)：
許多天然物質(zhì)已經(jīng)在各種領(lǐng)域中得到應(yīng)用，這些物質(zhì)需要被合適加工以作為一種商品。以往，保持一些可能有用的物質(zhì)的生物活性并將其安全地提供給指定的接受者，特別在病原體安全以及對(duì)有害的酶活的控制方面，是十分昂貴的，而且生物活性物質(zhì)的變性往往導(dǎo)致其功效降低。一些商業(yè)領(lǐng)域銷售基于天然生物活性產(chǎn)品的商品，如藥物和食物添加劑領(lǐng)域、食品領(lǐng)域、藥品領(lǐng)域、非處方藥領(lǐng)域以及化妝品領(lǐng)域。本發(fā)明的方法適合于在所有這些領(lǐng)域中應(yīng)用。應(yīng)用本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施例是制備用于關(guān)節(jié)炎患者的II型膠原蛋白。據(jù)報(bào)道，這種化合物對(duì)關(guān)節(jié)炎患者的免疫系統(tǒng)起增強(qiáng)作用。如Eugene Moore博士的專利申請(qǐng) (美國專利號(hào)5，570，144,5, 529，786,5, 637，321和5，645，851)所描述，為了確保有效，顯然必須通過最接近其天然狀態(tài)的方式來制備II型膠原蛋白。但是，Moore所建議傳送這種物質(zhì)給消費(fèi)的方法中包括保留大量水分，這使得該產(chǎn)品容易受到病原體的交叉污染。在非處方藥領(lǐng)域，早在公元前400年最先通過咀嚼柳樹皮來降低發(fā)燒和減輕疼痛，這是由希波克拉底建議的。由于在制備來源廣泛的產(chǎn)品中存在許多問題，包括產(chǎn)品的儲(chǔ)存、處理和配制，德國化學(xué)家ixHof fman于1898年合成并穩(wěn)定了柳樹皮中的活性成分乙酰水楊酸，即現(xiàn)在眾所周知的阿司匹林。當(dāng)本法明用于柳樹皮脫水時(shí)，能夠制備一種比合成的阿司匹林更有效的穩(wěn)定物質(zhì)。在食品領(lǐng)域，人造黃油樣涂層是現(xiàn)在可以購買到的含有植物stanol酯的超市奶制品。這些酯來源于含油種子的加工生產(chǎn)，已經(jīng)被證明能夠降低膽固醇。本發(fā)明的方法用于穩(wěn)定含油種子，可以使其安全、有效和更容易吸收。用現(xiàn)有方法處理含油種子來減少酶的分解，會(huì)導(dǎo)致功效降低。在制藥領(lǐng)域，洋地黃是一種用于產(chǎn)生更有效心跳的藥品，它是一種得自紫花洋地黃屬的普通毛地黃葉子的糖苷。這種方法可以用于穩(wěn)定毛地黃葉子，使洋地黃對(duì)消費(fèi)者來說是更安全、更有效和更容易獲得的。在醫(yī)藥領(lǐng)域，已知1型、3型和5型膠原蛋白有益于皮膚健康，用于促進(jìn)傷口愈合。 本發(fā)明的方法可被用于穩(wěn)定這些膠原蛋白，使其用于傷口愈合是具有生物活性和安全的，而且使該產(chǎn)品對(duì)于消費(fèi)者來說更容易獲得。在化妝品領(lǐng)域，許多面霜中含有膠原蛋白。這種方法可以用于穩(wěn)定這些膠原蛋白， 使其生物活性更高和更安全。因此，照射、熱處理、使用防腐劑、冷凍干燥以及其他已知?dú)⒕椒ǘ蓟蛘呤堑托实模蛘呤请y以用于穩(wěn)定適于人類食用并且保留天然物質(zhì)的原始生物結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品。因此， 急需一種用于使天然物質(zhì)中的生物活性成分保持其原始形式的新方法，該活性成分可以以一種安全和經(jīng)濟(jì)的方式被遞送給人類食用和其他生物利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的方法涉及提高具有已知有益效果的天然物質(zhì)的利用度，這些物質(zhì)保留其原始的天然結(jié)構(gòu)，同時(shí)消除影響其質(zhì)量和功效的微生物。這種處理包括在用于減少病原體輸入的抗微生物成分存在下和低于常規(guī)加工溫度下，脫水并穩(wěn)定天然物質(zhì)。優(yōu)選的是還存在可電離的鹽時(shí)進(jìn)行脫水，在所用濃度下，該鹽對(duì)消費(fèi)者是無害的。在一些應(yīng)用中也可以只使用其它高滲試劑，如糖和乙醇，或者與鹽結(jié)合使用。鹽在加工過程中或者之后作為一種進(jìn)一步抗微生物的穩(wěn)定劑，抑制加工過程中的病原體和腐敗菌的生長(zhǎng)以及可能的交叉感染， 這些鹽時(shí)常地在所關(guān)注的有機(jī)體的培養(yǎng)溫度下加入。本發(fā)明的主要特征之一，提供一種允許使用顯著低于熱處理時(shí)的加熱的溫度的方法，消除有害的微生物介質(zhì)特別是病原體，從而保留原始產(chǎn)品的生物狀態(tài)。本發(fā)明的另一個(gè)主要特征，得到的產(chǎn)品在室溫存儲(chǔ)條件下超過3年后仍保留其生物安全性。此外，由于酶活性會(huì)導(dǎo)致不良的感官特性，例如難聞的氣味，控制任何有害酶活會(huì)獲得更加期望的具有商業(yè)吸引力的產(chǎn)品。此外，酶活性會(huì)降低天然產(chǎn)品的功效。本發(fā)明提供一種更經(jīng)濟(jì)地將天然物質(zhì)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的、可食用的產(chǎn)品的方法，該方法也可以應(yīng)用于迄今已經(jīng)采用如化學(xué)防腐劑等物質(zhì)和熱處理、照射、惰性氣氛、冷凍干燥以及其他抗微生物穩(wěn)定的方法處理的其它產(chǎn)品。以往，由于得到的產(chǎn)品在感官上不可接受，在本發(fā)明所用的溫度下不能制備可食用的產(chǎn)品。對(duì)食物添加劑行業(yè)的最新介紹，允許少量添加劑用于食用，使本發(fā)明變得有意義。不僅在于本發(fā)明的方法生產(chǎn)的產(chǎn)品長(zhǎng)期穩(wěn)定和可食用，而且天然物質(zhì)保留了天然原始結(jié)構(gòu)便具有了完整的功效。結(jié)果，獲得的改進(jìn)產(chǎn)品可以用作食物添加劑、藥物、非處方藥、乳液或醫(yī)學(xué)設(shè)備中的洗劑(例如作為生物活性乳液)的局部產(chǎn)品，例如生物活性繃帶，以及功能食品中的特定成分。本發(fā)明的方法優(yōu)選應(yīng)用于作為可能和有用的食品添加劑或者藥物的蛋白質(zhì)，不會(huì)使該蛋白質(zhì)的原始結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，并且保護(hù)期望的天然蛋白質(zhì)中存在的各種蛋白質(zhì)相互作用所產(chǎn)生的協(xié)同作用。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的方法包括在保留有機(jī)物質(zhì)的完整性和結(jié)構(gòu)的條件下，對(duì)有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行脫水，該方法還消除大部分存在的病原體，以及如果需要，消除引起腐敗的其他細(xì)菌，而不會(huì)對(duì)該物質(zhì)的原始結(jié)構(gòu)產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性影響。更特別地，本發(fā)明的方法包括存在可以是可電離的鹽的抗微生物介質(zhì)時(shí)，優(yōu)選是更有效的抗微生物介質(zhì)和可電離、可食用的鹽結(jié)合時(shí)，在低于發(fā)生變性的溫度下，和如果需要，在低壓條件下，加熱天然有機(jī)物質(zhì)。這種鹽用于保護(hù)該物質(zhì)(高滲條件)，避免病原體和腐敗有機(jī)物在處理溫度下生長(zhǎng)，而且該鹽作為穩(wěn)定劑，防止干燥產(chǎn)品在加工過程中或者之后變質(zhì)。本方法中所用的物質(zhì)可以是任何含有大量水分的有機(jī)物，在光照、酶、病原體和腐敗有機(jī)體的作用下，這些水分會(huì)引起有機(jī)物變質(zhì)。本方法中所用物質(zhì)在加工、保存、處理和配制和食用和/或使用時(shí)應(yīng)當(dāng)穩(wěn)定，才不會(huì)發(fā)生有害作用。這些物質(zhì)通常在室溫下保存，也可以被冷藏和/或冷凍，雖然說這一般是沒必要的。通過本發(fā)明的方法脫水的天然物質(zhì)可以是任何含有大量水分或者具有適合病原體或者其他微生物存在和生長(zhǎng)適宜條件的有機(jī)物，以及會(huì)遭受有害酶攻擊的物質(zhì)。因此，包括蛋白質(zhì)、脂質(zhì)如脂肪和碳水化合物，以及任何其他含水的生物活性物質(zhì)。由于該方法適用于有機(jī)物的混合物，因此不需要純化所用有機(jī)物。添加其他天然或者合成的添加劑，例如著色劑、滑潤劑和抗氧化劑的產(chǎn)品也包括在本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)。然而，本發(fā)明的方法在期望保持蛋白質(zhì)原始未變性結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)脫水和食品物質(zhì)脫水方面具有特定用途，其中食品物質(zhì)含有在食用時(shí)會(huì)產(chǎn)生協(xié)同作用的蛋白質(zhì)的組合。 例如，雞軟骨中不僅含有II型膠原蛋白，還含有葡萄糖胺和軟骨素等蛋白質(zhì)。如Eugene Moore 的專利 US5, 645，581,5, 637，321,5, 529，786 和 5，750，144 所描述，II 型膠原蛋白用于減緩風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的癥狀，這可能部分由于未變性的II型膠原蛋白的性質(zhì)或者II型膠原蛋白與雞軟骨中存在的其他蛋白質(zhì)的組合在起作用。相反，純化的II型膠原蛋白不能產(chǎn)生與未變性的II型膠原蛋白相同的減輕和有益的作用。具有穩(wěn)定作用的鹽是食用安全、可電離的鹽，特別是氯化鈉或者氯化鉀。鹽濃度根據(jù)所涉及的食品物質(zhì)的性質(zhì)和期望穩(wěn)定的程度而廣泛地變化。因此，如果旨在消除除了引起腐敗的微生物之外的病原體，通常盡可能使用較低濃度的鹽?？梢酝ㄟ^陳化食品物質(zhì)并且觀測(cè)是否出現(xiàn)不希望有的病原體的輸入，由實(shí)驗(yàn)確定最佳或者期望的鹽濃度。過量的鹽不會(huì)妨礙脫水，但是可能會(huì)影響脫水物質(zhì)的利用度。就蛋白質(zhì)脫水來說，通常期望采用相對(duì)于起始原料的重量的約15%的鹽濃度，在脫水產(chǎn)品中產(chǎn)生約45%的濃度。可以通過添加如鹽酸或者醋酸等酸提高鹽的作用。一般而言，實(shí)施該方法直到起始原料中的水含量降低到重量的15%以下，優(yōu)選在 1-8%范圍內(nèi)。進(jìn)一步降低水的含量不會(huì)產(chǎn)生額外的有益效果。當(dāng)水的含量超過15%時(shí)，穩(wěn)定和消除病原體及其它微生物只是部分進(jìn)行，沒有充分地穩(wěn)定該物質(zhì)。抗微生物的含氯介質(zhì)，如次氯酸鈉，單獨(dú)或者與一種適宜的酸如鹽酸組合以溶液形式加入到起始原料中，進(jìn)一步有助于減少初期微生物的輸入。特別是在穩(wěn)定該物質(zhì)是為了抵抗如能引起腐敗的微生物的情形。有益的氯化物濃度范圍是lppm-10，000ppm。所用酸的PH范圍從pHl到pHIO。當(dāng)使用一種氯化物介質(zhì)時(shí)，期望在進(jìn)行干燥處理之前，先將原料浸泡在氯化物介質(zhì)中。通常粉碎將要脫水的物質(zhì)，目的在于除去水分和防止顆粒內(nèi)部的濕點(diǎn)。顆粒尺寸降低，脫水能力相應(yīng)地升高。但是，顆粒的尺寸不能被減小到影響所脫水的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，或者引起大量凝結(jié)。顆粒優(yōu)選為在1-1000目尺寸的范圍內(nèi)。在本發(fā)明的方法中可以使用各種各樣商業(yè)上可以購買得到的干燥設(shè)備。優(yōu)選的是那些不需要機(jī)械地研磨顆粒就能夠均衡地干燥該物質(zhì)的設(shè)備。特別優(yōu)選的是能持續(xù)監(jiān)控度和濕度的流化床或者轉(zhuǎn)鼓式干燥器。脫模劑等物質(zhì)在天然物質(zhì)的干燥中起輔助作用，可以加入到干燥步驟中。那些有助于減少凝結(jié)和干燥機(jī)內(nèi)壁上的覆蓋層的助劑，如卵磷脂和甲基纖維素羥丙酯，在本發(fā)明的方法中是有用的。本發(fā)明特別適用于制備穩(wěn)定形式的蛋白質(zhì)物質(zhì)，保留其原始結(jié)構(gòu)以及原始的藥用價(jià)值。當(dāng)通過適當(dāng)方式制備時(shí)，來源于雞軟骨的II型膠原蛋白是一種生物活性蛋白分子。 當(dāng)進(jìn)行穩(wěn)定和安全化的加工時(shí)，采用許多常規(guī)的穩(wěn)定技術(shù)，如常用的熱處理，容易引起該成分功能的喪失，因而保留該功能是重要的。眾所周知，當(dāng)加熱處理時(shí)，該成分失活。如照射和冷凍干燥等技術(shù)加工最初可能保留了該成分的活性，但是從加工后保持生物穩(wěn)定性和安全性方面看，現(xiàn)有技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如這種新方法，這種新方法是顯著和經(jīng)濟(jì)的優(yōu)選。一個(gè)重要問題是由處理或者食用該產(chǎn)品的個(gè)體行為造成加工后的交叉污染。這種新方法確保適度的不當(dāng)行為，從這點(diǎn)上看，不會(huì)產(chǎn)生一種不安全的產(chǎn)品。而且在與期望的物質(zhì)在自然環(huán)境中起作用時(shí)相同的溫度下進(jìn)行加工，確保該物質(zhì)保留了天然功能狀態(tài)。由于這種溫度是病原體的培養(yǎng)溫度，會(huì)導(dǎo)致這些病原體指數(shù)性生長(zhǎng)，從而得到不衛(wèi)生的產(chǎn)品，因此，不可能采用常規(guī)的加工方法。許多救生藥品中的生物活性成分最初是通過化學(xué)方法從植物分離得到，但是這些方法的處理經(jīng)過大量調(diào)節(jié)過程，是緩慢和昂貴的。這種新方法以顯著低的加工費(fèi)用用于保持這些植物化學(xué)成分的生物活性。由于所需調(diào)節(jié)較少，這些天然產(chǎn)品可以在較短時(shí)間內(nèi)和以較低價(jià)格銷售。本發(fā)明的方法制備的產(chǎn)品保留了原始天然狀態(tài)，在較低濃度下和在長(zhǎng)期保存之后都具有顯著的功效。天然生物活性成分包括軟骨素和葡萄糖胺，它們是如雞軟骨等物質(zhì)的成分，用本發(fā)明的方法加工后仍具有生物活性。用這種方法脫水的落基山刺柏的漿果具有生物活性。 含有天然洋地黃的毛地黃用這種方法加工后具有生物活性。用這種方法加工的西特喀山灰分具有類似的生物活性。通過下面的實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。實(shí)施例1本實(shí)施例表明在無菌實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，雞胸軟骨、去骨雞胸脯和機(jī)械分割雞的微生物狀態(tài)和水活度。雞胸軟骨來自健康年輕(小于60日齡)的雞，取自雞處理機(jī)。對(duì)該原料的分析得到82. 0%水分、0. 2%脂肪、12. 7%蛋白質(zhì)、2. 2%灰分和2. 9%碳水化合物。去骨雞胸脯和機(jī)械分割雞(MSC)也取自相同的雞處理機(jī)，但是沒有進(jìn)行近似分析。對(duì)這三種物質(zhì)進(jìn)行抗微生物活性和抗微生物介質(zhì)(次氯酸鈉)作用的測(cè)試。這些產(chǎn)品經(jīng)過系列3步(首先在加入氯化物之前、其次在加入氯化物之后和最后在約100° F無菌干燥之后)，測(cè)定每一步的微生物分布型，并且在干燥后測(cè)定水活度指數(shù)。將物質(zhì)粉碎成約1/16" -1/8"塊(步驟1)。將得到的顆粒浸泡在200ppm次氯酸鈉溶液中(步驟2)。用常規(guī)的食物干燥機(jī)干燥約3天，間斷的內(nèi)部加熱和使用外部熱源來控制溫度。得到如下結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種含有天然形式II型膠原蛋白的軟骨的脫水方法，其包括a)將所述軟骨與抗微生物制劑以及至少15%軟骨重量的離子化鹽結(jié)合；b)在低于II型膠原蛋白發(fā)生變性的溫度下加熱得到的微粒形式的混合物，直到水的含量降低到軟骨重量的15%以下；c)回收含有原始形式的軟骨蛋白的II型膠原蛋白以及鹽含量至少為45%軟骨重量的女口廣 PFt ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中離子化鹽以固體形式使用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中加熱是在低于約110°F下進(jìn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該方法是在存在含氧抗微生物劑和可離子化的可食用的鹽時(shí)實(shí)施的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中抗微生物制劑是次氯酸鹽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中鹽是氯化鈉或氯化鉀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中干燥產(chǎn)品中的鹽濃度為45%-60%軟骨重量。
8.一種含有天然形式II型膠原蛋白的雞軟骨的脫水方法，其包括a)搗碎所述軟骨；b)將得到的產(chǎn)品浸潤到抗微生物制劑的水溶液中，并將其以至少15%搗碎產(chǎn)品重量的濃度與氯化鉀或氯化鈉混合；c)在低于110°F的溫度下脫水得到的微粒形式的混合物，直到混合物水的含量降低到10%以下；回收含有天然形式雞軟骨II型膠原蛋白且其鹽含量為45% -60%軟骨重量的產(chǎn)品。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中抗微生物制劑是次氯酸鹽。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中脫水是在存在羥丙基甲基纖維素或卵磷脂時(shí)實(shí)施的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備生物活性產(chǎn)品的方法，本發(fā)明涉及一種含有生物活性成分特別是蛋白質(zhì)的天然有機(jī)物質(zhì)的脫水方法，在存在抗微生物介質(zhì)和優(yōu)選的可電離的鹽時(shí)且等于或低于發(fā)生變性的溫度下，干燥微粒形式的這種物質(zhì)，直到水的含量降低到15％以下，該方法不改變活性成分的原始結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)F26B1/00GK102240300SQ20111013061
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2002年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月25日
發(fā)明者M·席林, R·D·法爾法爾德 申請(qǐng)人:M·席林, R·D·法爾法爾德