專利名稱：一種利用玉米胚芽提取制備納米活性物質的方法及其產品的制作方法
所屬領域本發明涉及玉米活性物質，特別是一種利用玉米胚芽提取制備納米活性物質的方法及其產品，是以玉米(谷物)或大豆(豆類)為原料制備玉米活性肽并納米化提取小分子肽，暫定為玉米胚芽活性物質。
背景技術：
蛋白質是人類生命活動中不可缺少的營養物質。人類通過日常食物而攝取蛋白質，這些蛋白質就是許多生物活性肽的來源。源于食物蛋白的活性肽有些是天然存在的，有些是蛋白酶解的產物。蛋白質作為食品中的第一營養素也不例外，由其降解得到的生物活性多肽引起人們廣泛注目，而且取得很大的進展，如已分別從不同蛋白質來源分離得到多肽，具有如類嗎啡活性、降壓、提高機體免疫力，抗氧化、低過敏及抗血栓等生理功能。其實，在生物體不同的組織內部存在多肽物質，對生物體內的生命活動起著重要作用。采用先進的過濾技術和離子交換技術，實現多肽的工業化，為其應用奠定一定的基礎，生產多肽所用的原料一般都為乳清，包括干酪乳清是生產多肽的最佳原料。
大多蛋白質中都存在在許多生物活性片段，具有特殊的生物學功能，開發此類生物活性物質將對豐富藥品保健食品市場起著很重要作用。有關生物活性多肽的開發，還需注意以下幾個方面(1)研究生物流行性多肽簡便分離方法；(2)進一步研究生物活性肽生理功能；(3)藥品研究食品加工條件對生物活性肽的影響；(4)研究并開發含有生物活性肽的保健食品和醫藥品。
人類攝取的蛋白質經過消化道的多種酶水解后，不僅以氨基酸的形式吸收，更多的是以低肽的形式直接吸收，而且二肽三肽的吸收速度比同一組成的氨基酸快。其中某些低肽不僅能提供人體生長發育所需的營養物質，且同時具有重要的生理功能。肽與蛋白質都是由氨基酸通過肽鍵連接起來的大分子聚合物，肽的氨基酸聚合度小，而蛋白質的聚合度大。在結構上，肽處于氨基酸和蛋白質的中間位置，生物活性肽是指那些有特殊的生理活性的肽類，按它們的主要來源，可分為天然存在的活性肽和蛋白質酶解活性肽。
生物活性肽的制備方法收集存在于生物體中的各類天然活性肽；通過化學法或酶法降解蛋白質；利用重組DNA技術、酶法、化學法合成活性肽。其中，酶解蛋白質生產活性肽安全性極高，能在溫和的條件下進行定位水解分裂產生特定的肽，且水解過程易控制，因而近幾年報道的活性肽的制備方法為酶解法，酶的選擇是酶解法生產活性肽的關鍵，而目標活性肽的下游技術則是決定能否將之用于生產的關鍵，因原料蛋白、所用酶類及分離精制方法的不同可得到不同的產品。
生物活性肽是一類多功能因子，它們涉及了一系列身體代謝和生理調節功能。而利用生物技術進行蛋白質資源的深加工則更顯薄弱。怎樣科學地選用原料、酶類及分離精制方法，進一步提高生物活性肽的產品得率是決定能否將之推向產業化的重要因素，上述問題的深入探討和合理解決也將使生物活性肽的研究開發具有更廣闊的前景。
肽是蛋白質分解的中間產物，提供機體生長，發育所需的物質。近來研究發現，小分子肽可以直接被人體吸收，并具有獨特的生理活性，起到鎮痛，調節體溫、血壓、脈搏，促進Ca離子吸收，增強免疫力等作用；小分子肽的混合物還有許多重要的功能性質；①酸性條件下，溶解性大為改善；②溶液的熱穩定性高，無蛋白變性的問題；③高濃度仍是低粘度的溶液等。在多種多樣的肽類分子中，那些具有特殊生理功能的肽被稱為生物活性肽。生物活性肽在醫療保健領域有很廣泛的應用價值。具體體現在能促進氨基酸、礦物質的吸收和蛋白質的代謝，并能顯著性的促進動物的采集、內源性激素的分泌(尤其是胰島素的釋放)和改善機體的免疫功能等。事實上，飼料或食物中的某些蛋白質隱含著一些特殊肽質，這些特殊肽質在消化酶作用下被釋放出來。它是一類分子量小于6000，在構象上較松散，具有多種生物功能的小肽。
外源生物活性肽的生理活性作用，表現在免疫活性作用；阿片活性作用；對內分泌的作用；對消化活動的作用。動物對蛋白質的利用中，小肽吸收機制起著很重要的作用。這種機制使得氨基酸的吸收比降解為游離氨基酸再吸收更快，從而提高了動物對蛋白質的利用率。生物活性肽，是指由兩個到五十個氨基酸所組成的肽分子。肽鍵中的氨基酸由于形成肽鍵已經不是完整的分子，因此，稱為氨基酸殘基。

發明內容
本發明針對現有技術不足，利用現代生化技術，提供一種利用玉米胚芽提取制備納米活性物質的方法及其產品，用超音速納米射流技術處理后提取物活性提高10倍；用納米勻質技術處理后提取物的活性提高8倍；體外抗氧化能力提高5-10倍；動物實驗證明，藥物的生物利用度提高3-5倍，藥效成正比；抗疲勞在同樣的效時可使用藥劑量降低2-4倍。
一種利用玉米胚芽提取制備納米活性物質的方法，在于將分子量在32000以下玉米胚芽提取物納米化處理，玉米胚芽活性物質分子量可在200-50。
納米化處理納米勻質機處理將玉米胚芽提取物放入納米勻質機內進行處理，溫度60度，得到流體玉米胚芽活性物質。
超音速納米射流技術處理將玉米胚芽提取物放入超音速納米射流噴霧干燥塔中進行處理，得到固體玉米胚芽活性物質。
一種利用玉米胚芽提取制備納米活性物質的產品，在于納米化處理的分子量在32000以下，玉米胚芽活性物質分子量可在200-50。
玉米肽主要來自玉米蛋白的水解產物，是由分子量很小但活性很高的短肽分子組成。玉米肽具有抗高血壓、抑制根系形成、醒酒功能等。目前制備玉米肽的原料主要是玉米蛋白粉或從其中提取的玉米醇溶蛋白。玉米蛋白粉是玉米淀粉濕法生產過程中的主要副產品，其蛋白質含量達到40％-60％。由于玉米蛋白粉氣味獨特，色澤、水溶性差，且缺乏有營養價值的氨基酸成分，所以長期以來主要作為廉價飼料或廢料被自然排放。但通過提高玉米蛋白粉中含量豐富的玉米蛋白的利用率，既能提高經濟效益又有利于環境保護。因此，從玉米蛋白粉中提取制備玉米活性肽是一個非常有意義的研究領域。氧化物歧化酶是生物體抗氧化防御體系中最重要的酶，能特異地催化超氧限離子自由基歧化成氧和水。研究證明，鏈長為2-6個氨基酸殘基的玉米肽，具有蛋白質大分子不可企及的抗氧化性。
選什么樣的原材料應根據生產目的而定，生產者根據要生產肽的氨基酸組成或結構特點選擇具有相應結構的蛋白質。一般要注意以下幾個方面①有效成分含量高；②成本低，來源豐富；③工藝簡單易行；④經濟效益好。若幾方面條件不同時具備，須綜合考慮，目前，較合適的原料有乳、血、大豆、玉米等。但直接以從玉米胚芽制備納米活性物質更佳。
酶解蛋白質制備活性肽的一般工藝流程為原料蛋白----預處理----酶解----滅酶----脫苦味去色----分離干燥----成品。
玉米活性肽的制備
目前通用的方法是對玉米蛋白進行酶水解而獲得玉米活性肽。實際生產中玉米蛋白常以玉米蛋白粉的形式存在，玉米蛋白按溶解性不同可分為4類，即醇溶蛋白、谷蛋白，球蛋白和白蛋白，其中醇溶蛋白含量最大，約40％，醇溶蛋白中又a-醇溶蛋白為主，占75％-85％。酶解過程研究主要的目的在于確定酶解工藝的條件，如底物濃度、酶底比、溫度、pH、時間等。因為底物、酶、酶解目的，實驗條件的不同截留量的超濾分級分離可以達到非常好的效果。
玉米起源于南美洲，經歐洲、非洲傳入亞洲，在我國已經有470多年的歷史了，是世界上三大糧食作物之一，目前，我國玉米的總產量居世界第二位，占世界產量的20％，占我國糧食總產量的25％。玉米中大部分是淀粉，約占64％-78％，其次是蛋白質，約占8％-14％；其余的是水分、脂肪、灰分、纖維素等。玉米蛋白是指玉米濕法生產淀粉的副產物—玉米面筋粉(俗稱玉米渣)，大約含60％的蛋白質，主要是玉米醇溶蛋白、谷蛋白和球蛋白。
玉米蛋白水解肽是玉米蛋白經過蛋白酶水解的產物。其工藝流程為 玉米蛋白的水解通常有幾個目的；增進營養特性、延緩腐敗時間、改善質地、增加乳化性、增強起泡性或凝聚特性、增加溶解性、除去異味等。某些低肽不僅能提供人體生長發育所需的營養物質，而且具有防病、調節人體生理機能的功能，有些是原食品蛋白或其組成氨基酸所沒有的獨特的生理功能，所以很多國家已經開發研制了多種的用于病人或特殊生理需要人群的肽類功能性食品。
玉米蛋白，含有大約％的蛋白質，其中68％為醇溶蛋白，28％為谷蛋白，1.2％為球蛋白。蛋白質的主要功能特性是指溶解性、粘性、乳化性、泡沫性、凝膠性和風味特征。玉米蛋白水解物的功能特已不同于原蛋白質的特性，通過有控制的水解可以改變和提高原蛋白質的功能特性。
來自植物蛋白的肽類來自玉米的多肽ar-玉米醇溶蛋白的酶解產物都是有抗高血壓作用，例如，Pro-Pro-Val-His-Leu連接片段組成的多肽。
以玉米為原料，一年四季均可大量生產，故本項試驗選擇以玉米為原料。玉米最近幾年國內只做過中試，生產規模小，未形成成熟的生產工藝，更不能大規模生產。本次研究規模大，日可投產10噸玉米以上。
納米化方法、微乳化方法、脂質體化方法及超音速射流方法，是當代物理化學技術在生物學、醫藥學領域中可以采納的高新技術，使玉米胚芽活性物質有一定的脂溶性，因此能保護生物膜脂質免受自由基損傷，具有更強的抗脂質過氧化作用；由于粒度小，克服了蛋白質的抗原性問題，解決了生物膜透過性和提高了避免蛋白酶破壞的穩定性。
通過實驗證實1、檢驗項目 大、小鼠經口急性毒性試驗、三項遺傳毒性試驗(Ames試驗、小鼠骨髓嗜多染紅細胞微核試驗、小鼠精子畸形試驗)和大鼠30天喂養試驗。
檢驗依據《保健食品檢驗與評價技術規范》2003年版檢驗結論根據標準對檢驗結果進行判定如下在本實驗室條件下，玉米胚芽活性物質對兩種性別的大、小鼠經口最大耐受劑量(MTD)均大于15.00g/kgbw，屬無毒物質；三項遺傳毒性試驗(Ames試驗、小鼠骨髓嗜多染紅細胞微核試驗、小鼠精子畸開試驗)結果均為陰性；大鼠30天喂養試驗中臨床檢查、臟器稱量、血液生化學檢查、血液學檢查結果表明各檢驗項目的實驗組與對照組比較，差異不顯著。病理組織學檢查結果表明，對照組和高劑量組雌、雄性大鼠肝、腎、脾、睪丸及卵巢均未發現明顯損傷性病理變化。
2、檢驗項目 增強免疫力功能ConA誘導小鼠脾淋巴細胞轉化試驗(MTT法)、二硝基氟苯(DNFB)誘導小鼠遲發型變態反應(DTH)試驗(耳腫脹法)、抗體生成細胞檢測(Jerne改良玻片法)、小鼠血清溶血素測定(血凝法)、小鼠碳廓清試驗、小鼠腹腔噬細胞吞噬雞紅細胞試驗(半體內法)、小鼠NK細胞活性測定[乳酸脫氫酶(LDH)測定法]。
檢驗依據《保健食品檢驗與評價技術規范》2003年版檢驗結論根據標準對檢驗結果進行判定如下在本實驗室條件下，以18~20g昆明種雄性小鼠為實驗動物，玉米胚芽活性物質分為1.08g/kgbw、0.72g/kgbw、0.36g/kgbw三個實驗組和樣品溶劑對照組，每日灌胃1次，連續30天后，測定各項免疫指標。試驗結果表明玉米胚芽活性物質對各項試驗的實驗動物體重、體重增重、胸腺/體重比值、脾重/體重比值無明顯影響。各實驗組能提高小鼠血清的抗體積數、1.08g/kgbw、0.72g/kgbw實驗組能增強小鼠腹腔巨噬細胞吞噬雞紅細胞的能力、1.08g/kgbw實驗組能提高抗體生成細胞數量、1.08g./kgbw實驗組能提高小鼠NK細胞活性。各實驗組未能增強ConA誘導小鼠的淋巴細胞增殖能力、未能促進二硝基氟苯(DNFB)誘導小鼠遲發型變態反應(DTH)形成、未能增強小鼠碳廓清能力。
3、生物學活性比較測定(納米化前后比較)魯米諾化學發光法測定納米化處理前抗氧化活性相當于9260 SOD(超氧化物歧化酶)單位/克，用超音速納米射流技術處理后其提取物活性提高10倍；用納米勻質技術處理后玉米胚芽提取物的SOD活性提高8倍。
4、全血超微弱化學發光法測定(見圖2)結果表明經納米化處理后的玉米胚芽提取物對化學發光強度提高了3倍。
5、分子量大小測定聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS)(見圖3)本發明創造構思新穎，設計合理，充分利用了有廣泛資源的玉米原料，產率提高30％造價降低30-40％，生產周期減少1/3，可實現工業化大生產，主要表現在(1)工藝簡單；(2)、此項技術能產生固體與液體兩種制劑，而且濃度可以在生產工藝中加以調節和控制；(3)、此項工藝的副產品淀粉量非常大，達到玉米所含淀粉的80％左右，是一項豐富的淀粉資源。總之，本項發明具有原料易收集保管，工藝簡單，生產周期短，容易大規模生產，產品效力高，酶活保存時期長，安全無毒，產品固液兩態及濃度可以調節，副產品量大，經濟價值高等優點，是一項低成本、高效益產業化技術；(4)、用超音速納米射流技術處理后提取物活性提高10倍；用納米勻質技術處理后提取物的活性提高8倍。體外抗氧化能力提高5-10倍；動物實驗證明，藥物的生物利用度提高3-5倍，藥效成正比；抗疲勞在同樣的效時可使用藥劑量降低2-4倍，這種小分子肽量有調節生物作用，包括氧化平衡，內分泌平衡和免疫力。


本發明附圖1為玉米胚芽活性物質肽結構圖；圖2為經納米化處理后的玉米胚芽活性物質對全血超微弱化學發光法測定圖；圖3為分子量大小測定聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS)；圖4為生產工藝流程圖；圖5為經納米化處理后的玉米胚芽活性物質球型顆粒狀態。
具體實施例方式實施例1玉米----發芽-----勻漿----加纖維素酶反應------離心-----分級過濾-----測定活性----玉米胚芽提取物----納米化處理----玉米胚芽活性物質。
實施例2生產工藝流程玉米為原料，經風選除雜后，入發芽工段進行清洗、吸脹，然后入發芽箱加入誘導激活劑發芽，發芽后與緩沖液混合入膠體磨勻漿處理，然后加入沉降分離劑進廂式壓濾機分離料渣，然后加入助劑利用飲料過濾機進行過濾處理，過濾處理后進入板框式超濾裝置進行初步濃縮，然后再入薄膜蒸發系統進行進一步濃縮，濃縮液玉米胚芽提取物分二部分進行納米化處理。一部分用于生產膠囊產品，另一部分用于生產口服液產品。用于生產膠囊產品的濃縮液入噴霧干燥工段進行低溫噴霧干燥，干燥后入膠囊包裝間進行加工成膠囊產品，包裝入庫。另一部分用于生產口服液產品的濃縮液入冷凍分離工段進行加工。冷凍分離工段加工過程為首先將濃縮液放入結凍槽中進行結凍，然后于室溫條件下融化，融化后入高速管式離心機進行分離處理，處理后入工業用濾器進行除菌處理，然后入口服液灌裝線進行灌裝，成品入恒溫庫貯存。部分產品可送輻射中心進行照射處理。
實施例3玉米經發芽、加磷酸鹽、打漿、加纖維素酶、打漿、加氯化鈣、過濾、加糖化酶、硅藻土過濾、離心、超濾、加維生素C、維生素E、山梨酸鉀、冷凍、融解離心一系列過程，制取玉米胚芽提取物，實現工業化大生產。
將原料風選、消毒、發芽，加入原料1-2倍的PH7.8含60mMol的磷酸鹽緩沖液打漿，打粗漿后加入0.1-0.3％的纖維素酶再打細漿，加入0.5-2％的氯化鈣，過濾，濾液加入0.1-0.3％糖化酶，以硅藻土助濾劑過濾，濾液10000轉/分聞心，過分子量為14萬的膜，濾液再以4000-10000分子量的超濾膜超濾，濃縮液按重量加入0.3-0.5％維生素C、0.1-0.2％維生素E和0.1-0.2％的山梨酸鉀，然后冷凍、融解，再以10000轉/分離心，裝瓶，用Co60照射殺菌。
冷凍前的液體再加入8-10％可溶性淀粉，噴霧干燥可得原粉，制成片劑或膠囊，再用Co60照射殺菌即可。
實施例4在于以純化玉米胚芽提取物均質，置于納米對撞機中，壓力200Mpa，納米通道10nm納米。
實施例5在于以玉米胚芽提取物的液體與甘油或其它油性液體及表面活性劑混合，配比為1-10∶1-10∶1-5；形成乳狀液后，向其中滴加表面活性劑(如正丁醇)，滴加到一定數量時體系變為澄清透明的油包水(W/O)微乳液。
實施例6玉米胚芽活性物質母液可達到6000-10000活性單位/克；玉米胚芽活性物質干粉可達到40000-60000活性單位/克。
實施例7玉米胚芽提取物的玉米可為谷物或大豆(豆類)。
實施例8在于玉米胚芽活性物質為中間體，用于食品、保健品、藥品、化妝品、日用化工制品、煙酒制品的載體。
實施例9
在于玉米胚芽活性物質，作為軟膠囊、膠囊、乳劑、片劑、注射液或其它劑型的載體。
實施例10在于玉米胚芽活性物質，可根據不同目的加入各種藥物，作為多種配方的載體。
實施例11玉米胚芽活性物質人參口服膠囊4粒-6粒/2次日，每日玉米胚芽活性物質口服不應大于1.2萬活性單位；治療創傷可5萬活性單位；治療陽萎4-15g玉米胚芽活性物質1萬活性單位以內；適合于年老體虛，安全性好(太子參、黨參、西洋參)，加入玉米胚芽活性物質后用量減小，減少鼻腔出血副作用，人參在加工過程中，許多活性酶被殺滅，因此可強化其抗衰老、抗輻射、增智及治療心血管疾病的效果。
權利要求
1.一種利用玉米胚芽提取制備納米活性物質的方法，在于將分子量在32000以下玉米胚芽提取物納米化處理，玉米胚芽活性物質分子量可在200-50。
2.根據權利要求1所述一種利用玉米胚芽制備納米活性物質的方法，在于納米勻質機處理將玉米胚芽提取物放入納米勻質機內進行處理，溫度60度，得到流體玉米胚芽活性物質。
3.根據權利要求1所述一種利用玉米胚芽制備納米活性物質的方法，在于超音速納米射流技術處理將玉米胚芽提取物放入超音速納米射流噴霧干燥塔中進行處理，得到固體玉米胚芽活性物質。
4.根據權利要求1所述一種利用玉米胚芽制備納米活性物質的方法，在于純化玉米胚芽提取物均質，置于納米對撞機中，壓力200Mpa，納米通道10nm納米。
5.一種利用玉米胚芽提取制備納米活性物質的產品，在于納米化處理的分子量在32000以下，玉米胚芽活性物質分子量可在200-50。
6.根據權利要求5所述一種利用玉米胚芽制備納米活性物質的產品，在于納米化處理的玉米胚芽活性物質分子量可在200-50。
7.根據權利要求5所述一種利用玉米胚芽制備納米活性物質的產品，在于玉米胚芽活性物質母液可達到6000-10000活性單位/克；玉米胚芽活性物質干粉可達到40000-60000活性單位/克。
8.根據權利要求5所述一種利用玉米胚芽制備納米活性物質的產品，在于玉米胚芽提取物的玉米可為谷物或豆類。
9.一種利用玉米胚芽制備納米活性物質的產品的應用，在于玉米胚活性物質作為中間體，用于食品、保健品、藥品、化妝品、日用化工制品、煙酒制品的載體；在于作為軟膠囊、膠囊、乳劑、片劑、注射液或其它劑型的載體；在于根據不同目的加入各種藥物，作為多種配方的載體。
全文摘要
一種利用玉米胚芽提取制備納米活性物質的方法，在于將分子量在32000以下玉米胚芽提取物納米化處理，玉米胚芽活性物質分子量可在200－50。利用現代生化技術，提供一種利用玉米胚芽制備納米活性物質的方法及其產品，用超音速納米射流技術處理后提取物活性提高10倍；用納米勻質技術處理后提取物的活性提高8倍；體外抗氧化能力提高5－10倍；動物實驗證明。藥物的生物利用度提高3－5倍，藥效成正比；抗疲勞在同樣的效時可使用藥劑量降低2－4倍。
文檔編號A23L1/305GK1634976SQ20041005068
公開日2005年7月6日 申請日期2004年10月27日 優先權日2004年10月27日
發明者王成余, 王剛, 王強, 汪相伯, 田園 申請人:王成余