[发明专利]基于纳米技术制备的低聚糖及其在肠道健康中的应用

说明书

本发明公开了一种低聚糖的纳米细化制备装置，包括粗细化部分和精细化部分，粗细化部分由电机驱动进行细化工作，并且设置有超声波部进行辅助细化工作；精细化部分包括气流粉碎机；本装置通过调节电机转速，超声波的频率以及细化时间，从而生产出粒径在1.5‑10nm且分子量主要分布在2000‑3000Da之间的低聚糖；将这些低聚糖作为食品添加剂、功能性食品原料、配料、特殊医学用途配方食品原料或配料，在食用这些物品或这些物品制成的产品之后，肠道内有益菌增加，有害细菌减少，从而调节肠道内菌群平衡。

技术领域

本发明涉及一种纳米细化技术，还涉及利用该技术制备的低聚糖及其在肠道健康中的应用。

背景技术

纳米(英语：nanometre)是长度单位，国际单位制符号为nm。原称毫微米，就是10^-9米(10亿分之一米)，即10^-6毫米(1000000分之一毫米)。如同厘米、分米和米一样，是长度的度量单位。相当于4倍原子大小，比单个细菌的长度还要小。国际通用名称为nanometer，简写nm。

现在的科学研究表明，颗粒的粒径会影响药物在体内的分布，粒径＜5μm的微粒可以通过肺，粒径＜300nm的微粒可以进入血液循环，粒径＜100nm的微粒可以进入骨髓，纳米药物更容易通过胃、肠粘膜和鼻腔粘膜，使口服、鼻腔给药、透皮吸收药物的生物利用度得到提高。粒子的纳米化能够呈现出许多优异的性能，具体表现为量子尺寸效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应、表面效应等。

目前纳米粒子的制备方法一般分为两大类：物理方法和化学方法。物理方法又称为粉碎法，它是将固体材料由大变小，即将块状物质粉碎制得纳米粉体粒子；化学方法又称构筑法，它是由下限原子、离子、分子通过成核和生长两个阶段合成纳米材料。以化学为基础之纳米粉体制造方法可以得到数纳米之粉体。但制造成本有时相当高，且不易放大，粒径分布亦较不均匀。目前，纳米粉碎设备主要有多维摆动式高能纳米球磨机、多层次分级纳米球磨机、高速纳米粉碎机、高速剪切超细粉碎机、气流粉碎机、超声波纳米粉碎机等。

魔芋精粉的主要成分为魔芋多糖，又称魔芋葡甘聚糖(KGM)，是已知植物胶中黏度最大的天然高分子多糖，平均分子量为20万-200万Da(道尔顿)，外形呈白色或奶油至淡棕黄色粉末，是由分子比为1：1.6的葡萄糖和甘露糖残基通过β-(1，4)-糖苷键聚合而成，在某些糖残基C-3上存在β(1，3)糖苷键组成的支链，主链上每32-80个糖残基有1个支链，每条支链有几个至几十个糖残基，主链上大约每19个糖残基上有一个以酯键结合的乙酰基。

魔芋葡甘露聚糖具有多种优良的特性，如凝胶性、可食用性、成膜性等，故在食品、医药、化工等各个生产领域有着广泛的用途。但KGM具有溶解度低、流动性差等特性，其应用受到一定的限制，为进一步提高KGM的性能，扩大其应用范围，通常通过物理法、化学法和生物法等手段对其进行降解。低聚甘露糖是KGM的降解产物，是一种非消化性寡糖，近些年大量研究发现其具有调节宿主肠道微生态环境，抑制有害菌的生长，增殖有益菌的作用，在国内外饲料、食品、医药等领域得到了广泛的应用。

目前低聚甘露糖多采用酸水解法、酶解法获得，前者特异性不高，且过程涉及酸碱容易造成环境污染。而酶解法的分离纯化过程复杂，并且酶解法获得的低聚糖分子量分布较低，使得魔芋功能成分的研究、应用及其生理功效的发挥受到了极大地限制。同时，其无法精确控制其分子量，且分子量的测定十分繁琐，这就会损耗了大量的工作。

随着社会的发展，环境污染变得越来越严重，人们的食物也伴随环境污染而被污染，饮食健康问题日益严重。因为饮食健康的问题，从而使得人们的肠道健康越来越差，体内的有益菌越来越稀少了，肠道菌群失调越来越严重，长此以往，身体健康堪忧。

发明内容