具有脂質(zhì)代謝改善作用的營(yíng)養(yǎng)組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的營(yíng)養(yǎng)組合物,其含有乙?;?cè)〈葹?.4~1.1的乙酸纖維素。所述乙酸纖維素可以是以下述定義的組成分布指數(shù)(CDI)為2.0以下的乙酸纖維素。CDI=(組成分布半峰寬的實(shí)測(cè)值)/(組成分布半峰寬的理論值)。組成分布半峰寬的實(shí)測(cè)值:將乙酸纖維素(試樣)的殘存羥基全部丙?;玫降囊宜岜崂w維素,通過(guò)HPLC分析求出的組成分布半峰寬。需要說(shuō)明的是,下述式中,DS為乙?;?cè)〈龋珼Pw為重均聚合度(使用將乙酸纖維素(試樣)的殘存羥基全部丙?;玫降囊宜岜崂w維素,通過(guò)GPC?光散射法求出的值)。
【專利說(shuō)明】
具有脂質(zhì)代謝改善作用的營(yíng)養(yǎng)組合物
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及具有脂質(zhì)代謝改善作用的營(yíng)養(yǎng)組合物。所述營(yíng)養(yǎng)組合物可發(fā)揮優(yōu)異的 降低中性脂肪的效果。另外,可以期待對(duì)肥胖、高脂血癥等的預(yù)防和改善效果。本發(fā)明還涉 及脂質(zhì)代謝改善劑、以及對(duì)炎癥性腸疾病和/或免疫異常(過(guò)敏性疾病等)的改善或預(yù)防劑。 本申請(qǐng)基于2013年12月20日在日本提出申請(qǐng)的日本特愿2013-263889要求優(yōu)先權(quán),并將其 內(nèi)容援引于此。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái),隨著飲食生活的提高、西式化,攝取高卡路里、高脂肪飲食的機(jī)會(huì)增加了。 脂肪的過(guò)量攝取引起肥胖、血清脂質(zhì)的升高,并增加了伴隨這些的并發(fā)癥發(fā)病的危險(xiǎn)性。
[0003] 目前,作為由于在體內(nèi)不能分解,因此可以抑制血糖值的升高而預(yù)防糖尿病,還由 于抑制脂肪的吸收所以對(duì)減肥飲食有效果的物質(zhì),已知的是難消化性糊精(參考非專利文 獻(xiàn)1)。在專利文獻(xiàn)1中,作為含有長(zhǎng)期攝取也安全的膳食纖維的脂質(zhì)代謝改善劑,提出了含 特定結(jié)構(gòu)的支鏈葡聚糖的脂質(zhì)代謝改善劑的方案。
[0004] 然而,雖然難消化性糊精具有不妨礙礦物質(zhì)的吸收、沒(méi)有副作用的優(yōu)點(diǎn),但針對(duì)中 性脂肪的降低存在進(jìn)一步改善的余地。另外,如果大量攝取難消化性糊精,可能產(chǎn)生腹瀉。
[0005] 另一方面,已使用羧甲基纖維素(CMC)、難消化性糊精、果膠、聚糊精等可溶性膳食 纖維作為食品添加劑。這些可溶性膳食纖維據(jù)說(shuō)起以下作用:(i)提高腸內(nèi)容物的粘度,并 延緩糖的吸收,所以抑制飯后的血糖值的急劇升高,(ii)吸附膽汁酸、膽固醇并排泄出體 外,所以抑制血膽固醇的升高,(iii)在腸道內(nèi)進(jìn)行發(fā)酵/分解,并增加短鏈脂肪酸,所以促 進(jìn)腸上皮細(xì)胞的發(fā)育。然而,除了乳酸飲料等外沒(méi)有對(duì)于增加包含短鏈脂肪酸產(chǎn)生菌的腸 道細(xì)菌進(jìn)行研究。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2010-100583號(hào)公報(bào)
[0009]非專利文獻(xiàn)1:日本食物纖維研究會(huì)志,第4卷,第2號(hào),2000年,第59頁(yè)~第65頁(yè)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0010] 發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0011] 本發(fā)明的目的在于,提供降低中性脂肪效果優(yōu)異,而且對(duì)腸道溫和而安全性高的 營(yíng)養(yǎng)組合物及家畜飼料。
[0012] 本發(fā)明的其它目的在于,提供對(duì)腸道溫和而安全性高的脂質(zhì)代謝改善劑。
[0013] 本發(fā)明的進(jìn)一步其他的目的在于,提供對(duì)腸道溫和而安全性高的炎癥性腸疾病 和/或免疫異常的改善或預(yù)防劑。
[0014] 本發(fā)明的另外的目的在于提供新型的肝癌的預(yù)防和/或治療劑。
[0015] 解決問(wèn)題的方法
[0016] 本發(fā)明人等為了達(dá)到上述目的而進(jìn)行了深入研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),低取代度的乙酸纖 維素對(duì)血中中性脂肪值的降低效果優(yōu)異,并且低取代度的乙酸纖維素針對(duì)腸道菌群,具有 增加包含有益的Clostridium subcluster(梭菌屬菌亞群)XIVa的0TU組(0TU940)的作用。 由于期待所述Clostridium subcluster XIVa對(duì)作為難治性疾病的炎癥性腸疾病(厚生勞 動(dòng)省指定的克羅恩病、潰瘍性結(jié)腸炎等)以及過(guò)敏等免疫異常具有治愈以及預(yù)防效果,因此 可以高度期待通過(guò)攝取或給予低取代度的乙酸纖維素,改善腸道菌群,對(duì)炎癥性腸疾病、過(guò) 敏等免疫異常具有治愈以及預(yù)防效果。
[0017] 本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn),低取代度的乙酸纖維素針對(duì)腸道菌群具有減少包含 Clostridium cluster (梭菌屬菌群)XI 的0TU919及0TU338的作用。由于懷疑 Clostr idium cluster XI產(chǎn)生參與肝的致癌的次級(jí)膽酸,因此就該菌群的減少而言,可以高度期待利用 攝取或給予低取代度的乙酸纖維素,具有改善腸道菌群,對(duì)肝癌的預(yù)防效果或治療效果。
[0018] 即,本發(fā)明提供營(yíng)養(yǎng)組合物,其特征在于含有乙酰基總?cè)〈葹?.4~1.1的乙酸 纖維素。
[0019] 所述乙酸纖維素可以是以下述定義的組成分布指數(shù)(CDI)為2.0以下的乙酸纖維 素。
[0020] ⑶I =(組成分布半峰寬的實(shí)測(cè)值)/(組成分布半峰寬的理論值)
[0021] 組成分布半峰寬的實(shí)測(cè)值:將乙酸纖維素(試樣)的殘存羥基全部丙酰化而得到的 乙酸丙酸纖維素,通過(guò)HPLC分析求出的組成分布半峰寬
[0022][數(shù)學(xué)式1]
[0023] 組成分布半峰寬的理論值
[0024] 3 5 4 B 2 /"'5' x U P w xfUS/?Ο κ ? ? ? D S 7 3)'P w
[0025] DS:乙酰基總?cè)〈?br>[0026] DPw:重均聚合度(使用將乙酸纖維素(試樣)的殘存羥基全部丙?;玫降囊宜?丙酸纖維素,通過(guò)GPC-光散射法求出的值)
[0027]本發(fā)明還提供家畜飼料,其特征在于含有乙?;?cè)〈葹?.4~1.1的乙酸纖維 素。
[0028]本發(fā)明進(jìn)一步提供脂質(zhì)代謝改善劑,其特征在于含有乙?;?cè)〈葹?.4~1.1 的乙酸纖維素。該脂質(zhì)代謝改善劑可以是家畜用。
[0029] 本發(fā)明還提供炎癥性腸疾病和/或免疫異常的改善或預(yù)防劑,其特征在于含有乙 ?;?cè)〈葹?.4~1.1的乙酸纖維素。該炎癥性腸疾病和/或免疫異常的改善或預(yù)防劑 可以是家畜用。
[0030] 本發(fā)明進(jìn)一步提供肝癌的預(yù)防和/或治療劑,其特征在于含有乙酰基總?cè)〈葹?0.4~1.1的乙酸纖維素。該肝癌的預(yù)防和/或治療劑可以是家畜用。
[0031] 發(fā)明效果
[0032] 就本發(fā)明的營(yíng)養(yǎng)組合物及家畜飼料而言,由于含有水溶性或者水親和性優(yōu)異的乙 酰基取代度低的乙酸纖維素,可能是因?yàn)槭垢呖防锍煞帧⒅倦y以從腸壁吸收,因此大幅 改善脂質(zhì)代謝,降低中性脂肪的效果優(yōu)異。另外,與CMC等其它水溶性纖維素衍生物相比,從 對(duì)腸道溫和、難以引起腹瀉等安全性的方面優(yōu)異。
[0033]另外,本發(fā)明的脂質(zhì)代謝改善劑及家畜用的脂質(zhì)代謝改善劑,脂質(zhì)代謝改善作用 優(yōu)異,并且安全性也優(yōu)異。
[0034]進(jìn)一步,可以期待本發(fā)明的炎癥性腸疾病和/或免疫異常的改善或預(yù)防劑針對(duì)炎 癥性腸疾病、免疫異常有優(yōu)異的改善或預(yù)防效果,并且安全性也優(yōu)異。
[0035]進(jìn)一步另外,本發(fā)明的肝癌的預(yù)防和/或治療劑對(duì)肝癌的預(yù)防效果、治療效果優(yōu) 異,并且安全性也優(yōu)異。
【附圖說(shuō)明】
[0036][圖1]為顯示在實(shí)施例的評(píng)價(jià)試驗(yàn)2中,以各飼料飼養(yǎng)的大鼠中0TU的種類和其存 在量的圖。
[0037][圖2]為顯示在實(shí)施例的評(píng)價(jià)試驗(yàn)2中,各組(CE、WS、CM、DE)中0TU940的存在比 (%)的圖。
[0038][圖3]為顯示在實(shí)施例的評(píng)價(jià)試驗(yàn)2中,各組(CE、WS、CM、DE)中,期待對(duì)炎癥性腸疾 病以及免疫異常具有治愈以及預(yù)防效果的細(xì)菌群中,特異性的0TU的存在比(%)的圖。
[0039] [圖4]為顯示在實(shí)施例的評(píng)價(jià)試驗(yàn)2中,各組(CE、WS、CM、DE)中,提供致癌性的次級(jí) 膽酸的細(xì)菌群中,特異性的0TU的存在比(%)的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040] 本發(fā)明的營(yíng)養(yǎng)組合物或者家畜飼料、脂質(zhì)代謝改善劑、炎癥性腸疾病和/或免疫異 常的改善或預(yù)防劑、以及肝癌的預(yù)防和/或治療劑,特征在于含有乙酰基總?cè)〈葹?.4~ 1.1的乙酸纖維素。
[0041 ][乙酸纖維素]
[0042](乙?;?cè)〈龋?br>[0043]本發(fā)明的乙酸纖維素的乙酰基總?cè)〈?平均取代度)為0.4~1.1。如果乙?;?取代度在該范圍則相對(duì)于水的溶解性優(yōu)異,如果不在該范圍,則對(duì)于水的溶解性降低。在本 發(fā)明的乙酸纖維素中,乙?;?cè)〈葍?yōu)選的范圍為0.5~1.0,進(jìn)一步優(yōu)選的范圍為0.6~ 0.95。就乙?;?cè)〈榷?,可以通過(guò)將乙酸纖維素溶解在水中來(lái)求算乙酸纖維素的取 代度的公知的滴定法進(jìn)行測(cè)定。另外,該乙?;?cè)〈纫部梢栽趯⒁宜崂w維素的羥基進(jìn) 行丙?;幕A(chǔ)上(參見(jiàn)后述的方法),將其在氘代氯仿中溶解,并通過(guò)NMR進(jìn)行測(cè)定。
[0044]乙酰基總?cè)〈瓤赏ㄟ^(guò)將基于ASTM: D-817-91 (纖維素乙酸酯等試驗(yàn)方法)中的乙 ?;鹊臏y(cè)定方法而求出的乙?;劝凑障率竭M(jìn)行換算來(lái)求得。這是最一般的纖維素乙酸 酯的取代度的求算方法。
[0045] DS = 162.14XAVX0.01/(60.052-42.037 XAVX0.01)
[0046] DS:乙酰基總?cè)〈?[0047] AV:乙酰化度(%)
[0048]首先,精密稱量干燥后的乙酸纖維素(試樣)500mg,溶解于超純水和丙酮的混合溶 劑(容積比4:1)50ml中,然后添加0.2N-氫氧化鈉水溶液50ml,于25°C進(jìn)行2小時(shí)皂化。接著, 添加0.2N-鹽酸50ml,以酸酞為指示劑,利用0.2N-氫氧化鈉水溶液(0.2N-氫氧化鈉當(dāng)量溶 液)滴定脫離出的乙酸量。另外,利用同樣的方法進(jìn)行空白試驗(yàn)(不使用試樣的試驗(yàn))。接著, 按照下式計(jì)算出AV(乙?;龋ǎ?)。
[0049] AV( % ) = (A-B) XF X 1 · 201/試樣重量(g)
[0050] A:0.2N-氫氧化鈉當(dāng)量溶液的滴定量(ml)
[0051 ] B:空白測(cè)試中0.2N-氫氧化鈉當(dāng)量溶液的滴定量(ml)
[0052] F:0.2N_氫氧化鈉當(dāng)量溶液的因子
[0053](組成分布指數(shù)(⑶I))
[0054]在本發(fā)明中,所述乙酸纖維素的組成分布(分子間取代度分布)沒(méi)有特別限定,組 成分布指數(shù)(CDI)例如為1.0~3.0。組成分布指數(shù)(CDI)優(yōu)選為1.0~2.0,更優(yōu)選為1.0~ 1.8,更優(yōu)選為1.0~1.6,特別優(yōu)選為1.0~1.5。
[0055]雖然組成分布指數(shù)(CDI)的下限值為0,但這是指例如通過(guò)特別的合成技術(shù)實(shí)現(xiàn)以 100%的選擇性僅將葡萄糖殘基的6位乙?;⒉灰阴;渌奈恢玫鹊那闆r,而尚不知曉 這樣的技術(shù)。雖然在葡萄糖殘基的羥基全部以相同概率乙?;懊撘阴;那闆r中,CDI為 1.0,但在實(shí)際的纖維素的反應(yīng)中,要接近這樣的理想狀態(tài)需要非常的設(shè)計(jì)。所述組成分布 指數(shù)(CDI)越小,組成分布(分子間取代度分布)變得越均勻。如果組成分布均勻,則可以在 乙?;?cè)〈缺韧ǔ8鼘挼姆秶鷥?nèi)確保水溶性。
[0056]這里,組成分布指數(shù)(Compositional Distribution Index,Q)I)被定義為,組成 分布半峰寬的實(shí)測(cè)值相對(duì)于理論值的比率[(組成分布半峰寬的實(shí)測(cè)值)/(組成分布半峰寬 的理論值)]。組成分布半峰寬也稱為"分子間取代度分布半峰寬",或者簡(jiǎn)稱為"取代度分布 半峰寬"。
[0057]為了評(píng)價(jià)乙酸纖維素的乙?;?cè)〈鹊木恍?,可以將乙酸纖維素的分子間取 代度分布曲線的最大峰的半峰寬(也稱為"半峰寬")的大小作為指標(biāo)。需要說(shuō)明的是,半峰 寬是在以乙酰基取代度為橫軸(X軸)、以該取代度的存在量為縱軸(y軸)時(shí),曲線的峰高度 的一半高度處的曲線的寬度,是表征分布的離散程度的指標(biāo)。取代度分布半峰寬可通過(guò)高 效液相色譜(HPLC)分析而求出。需要說(shuō)明的是,關(guān)于將HPLC中纖維素酯的洗脫曲線的橫軸 (洗脫時(shí)間)換算為取代度(〇~3)的方法,在日本特開(kāi)2003-201301號(hào)公報(bào)(第0037~0040 段)進(jìn)行了說(shuō)明。
[0058](組成分布半峰寬的理論值)
[0059] 就組成分布半峰寬(取代度分布半峰寬)而言,可以概率論地計(jì)算出理論值。即,組 成分布半峰寬的理論值可通過(guò)以下的式(1)求出。
[0060][數(shù)學(xué)式2]
[0061 ] 組成分布半峰寬的理論值
[0062] = 2 . 3 5 4 8 2 V~m p^q /D P w * * · (1).
[0063] m:乙酸纖維素1分子中的羥基和乙酰基的總數(shù) [0064] p:乙酸纖維素1分子中的羥基發(fā)生乙?;〈怕?br>[0065] q = l_p
[0066] DPw:重均聚合度(基于GPC-光散射法)
[0067] 需要說(shuō)明的是,重均聚合度(DPw)的測(cè)定方法如后所述。
[0068]式(1)為將纖維素的全部羥基以相同概率進(jìn)行乙?;懊撘阴;髸r(shí)必然產(chǎn)生的 組成分布半峰寬,依照所謂二項(xiàng)式定理推導(dǎo)得到。進(jìn)一步,用取代度和聚合度表示組成分布 半峰寬的理論值時(shí),可以如下地表示。在本發(fā)明中,將下述式(2)作為求算組成分布半峰寬 的理論值的定義式。
[0069][數(shù)學(xué)式3]
[0070] 組成分布半峰寬的理論值 2- a 5 4 B 2/ '3 xW'w: X (DS7¥)'
[0071] "*⑵
[0072] DS:乙?;?cè)〈?br>[0073] DPw:重均聚合度(基于GPC-光散射法)
[0074] 需要說(shuō)明的是,重均聚合度(DPw)的測(cè)定方法如后所述。
[0075] 在式(1)及式(2)中,更嚴(yán)密的是應(yīng)該對(duì)聚合度的分布加以考慮,在該情況下應(yīng)該 把式(1)及式(2)的"DPw"調(diào)換為聚合度分布函數(shù),將公式整體從聚合度0到無(wú)窮大進(jìn)行積 分。然而,只要使用DPw,式(1)及式⑵就可以近似地給出足夠精確度的理論值。由于如果使 用DPn (數(shù)均聚合度)則不能忽視聚合度分布的影響,因而應(yīng)該使用DPw。
[0076](組成分布半峰寬的實(shí)測(cè)值)
[0077]在本發(fā)明中,組成分布半峰寬的實(shí)測(cè)值是指,對(duì)將乙酸纖維素(試樣)的殘存羥基 (未取代的羥基)全部丙?;玫降囊宜岜崂w維素,通過(guò)HPLC分析而求出的組成分布半 峰寬。
[0078] 一般而言,對(duì)于乙?;?cè)〈?~3的乙酸纖維素,可以不進(jìn)行前處理而進(jìn)行高 效液相色譜(HPLC)分析,由此可以求出組成分布半峰寬。例如:日本特開(kāi)2011 -158664號(hào)公 報(bào)中記載了對(duì)取代度2.27~2.56的乙酸纖維素的組成分布分析法。
[0079] 另一方面,在本發(fā)明中,就組成分布半峰寬(取代度分布半峰寬)的實(shí)測(cè)值而言,可 以在HPLC分析前進(jìn)行作為前處理的乙酸纖維素的分子內(nèi)殘存羥基的衍生物化,然后進(jìn)行 HPLC分析而求出。該前處理的目的在于將低取代度乙酸纖維素轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀兹芙庥谟袡C(jī)溶劑 的衍生物從而使其能夠進(jìn)行HPLC分析。即,將分子內(nèi)的殘存羥基完全丙?;瑢?duì)該完全衍生 物化的乙酸丙酸纖維素 (CAP)進(jìn)行HPLC分析,從而求出組成分布半峰寬(實(shí)測(cè)值)。這里,必 須使衍生物化進(jìn)行完全,從而使分子內(nèi)沒(méi)有殘存羥基,僅存在乙酰基和丙?;<?,乙?;?取代度(DSac)與丙酰取代度(DSpr)之和為3。其理由在于,為了制作用以將CAP的HPLC洗脫 曲線的橫軸(洗脫時(shí)間)轉(zhuǎn)換為乙?;〈?〇~3)的校正曲線,要使用關(guān)系式:DSac+DSpr =3〇
[0080] 乙酸纖維素的完全衍生物化可以通過(guò)在吡啶/N,N-二甲基乙酰胺混合溶劑中以N, N-二甲基氨基吡啶為催化劑,使丙酸酐發(fā)揮作用來(lái)進(jìn)行。更具體而言,使用相對(duì)于乙酸纖維 素(試樣)為20重量份的作為溶劑的混合溶劑[吡啶/N,N-二甲基乙酰胺=l/l(v/v)],相對(duì) 于該乙酸纖維素的羥基為6.0~7.5當(dāng)量的作為丙?;瘎┑谋狒鄬?duì)于該乙酸纖維素的 羥基為6.5~8. Omol %的作為催化劑的N,N-二甲基氨基吡啶,在溫度100°C、反應(yīng)時(shí)間1.5~ 3.0小時(shí)的條件下進(jìn)行丙?;?。其后,通過(guò)在反應(yīng)后使用甲醇作為沉淀溶劑使其沉淀,從而 得到完全衍生物化的乙酸丙酸纖維素。更具體而言,例如,在室溫將反應(yīng)混合物1重量份投 入到甲醇10重量份中而使其沉淀,并對(duì)得到的沉淀物用甲醇洗滌5次,于60°C進(jìn)行3小時(shí)真 空干燥,由此可以得到完全衍生物化的乙酸丙酸纖維素(CAP)。需要說(shuō)明的是,后述的多分 散性(Mw/Mn)及重均聚合度(DPw),也是利用該方法將乙酸纖維素(試樣)制成完全衍生物化 的乙酸丙酸纖維素(CAP)并進(jìn)行了測(cè)定。
[0081]在上述HPLC分析中,可以使用具有不同的乙?;〈鹊亩喾N乙酸丙酸纖維素作 為標(biāo)準(zhǔn)試樣,以給定的測(cè)定裝置及測(cè)定條件進(jìn)行HPLC分析,由使用這些標(biāo)準(zhǔn)試樣的分析值 制作的校正曲線[顯示乙酸丙酸纖維素洗脫時(shí)間與乙?;〈?0~3)之間的關(guān)系的曲 線,通常為三次曲線],求出乙酸纖維素(試樣)的組成分布半峰寬(實(shí)測(cè)值)。利用HPLC分析 出的是洗脫時(shí)間與乙酸丙酸纖維素的乙?;〈确植嫉年P(guān)系。由于這是試樣分子內(nèi)的殘 存羥基全部轉(zhuǎn)換為丙酰氧基而成的物質(zhì)的洗脫時(shí)間與乙酰基取代度分布的關(guān)系,因此,實(shí) 質(zhì)上求出的仍然是本發(fā)明的乙酸纖維素的乙?;〈确植?。
[0082] 上述HPLC分析條件如下所示。
[0083] 裝置:Agilent llOOSeries
[0084] 柱:Waters Nova-Pak ρ1?θηγ1.6〇.Α4Μ?(150πιπιΧ3·9πιπιΦ )+保護(hù)柱
[0085] 柱溫:30 Γ
[0086] 檢測(cè):Varian 380-LC
[0087] 注入量:5 · OyL(試樣濃度:0 · 1 % (wt/vol))
[0088] 洗脫液:A液:Me0H/H20 = 8/l (v/v),B液:CHCl3/Me0H=8/l (v/v)
[0089] 梯度:A/B = 80/20-0/100 (28min);流量:0 · 7mL/min
[0090] 在由校正曲線求出的取代度分布曲線[以乙酸丙酸纖維素的存在量為縱軸,以乙 ?;〈葹闄M軸的乙酸丙酸纖維素的取代度分布曲線](也稱為"分子間取代度分布曲 線")中,對(duì)于與平均取代度相對(duì)應(yīng)的最大峰(E),如下所述地求出取代度分布半峰寬。畫(huà)一 條與峰(E)的低取代度側(cè)的基部(A)和高取代度側(cè)的基部(B)相接的基線(A-B),并相對(duì)于該 基線、從最大峰(E)向橫軸作垂線。確定垂線與基線(A-B)的交點(diǎn)(C),求出最大峰(E)與交點(diǎn) (C)的中間點(diǎn)(D)。畫(huà)一條通過(guò)中間點(diǎn)(D)且與基線(A-B)平行的直線,求出與分子間取代度 分布曲線的兩個(gè)交點(diǎn)(A'、B')。從兩個(gè)交點(diǎn)(A'、B')向橫軸作垂線,將橫軸上的兩個(gè)交點(diǎn)間 的寬度設(shè)為最大峰的半峰寬(即,取代度分布半峰寬)。
[0091] 就這樣的取代度分布半峰寬而言,對(duì)于試樣中的乙酸丙酸纖維素的分子鏈,根據(jù) 構(gòu)成該分子鏈的一條一條高分子鏈的葡萄糖環(huán)的羥基乙?;某潭炔煌?,反映為保留時(shí)間 (滯留時(shí)間)不同。因此,理想而言,保留時(shí)間的寬度表示(取代度單位的)組成分布的寬度。 然而,在HPLC中,存在對(duì)分配無(wú)貢獻(xiàn)的管部(用于保護(hù)色譜柱的保護(hù)柱等)。因此,根據(jù)測(cè)定 裝置的構(gòu)成不同,大多存在作為誤差的并非由組成分布的寬度引起的保留時(shí)間的寬度。如 上所述,該誤差受到色譜柱的長(zhǎng)度、內(nèi)徑、從色譜柱到檢測(cè)器的長(zhǎng)度、銜接等影響,因裝置構(gòu) 成而異。因此,乙酸丙酸纖維素的取代度分布半峰寬通常可基于下式表示的校正式、作為校 正值Z而求出。使用這樣的校正式時(shí),即使測(cè)定裝置(及測(cè)定條件)不同,也可以得到相同(基 本相同)的值,求出更為準(zhǔn)確的取代度分布半峰寬(實(shí)測(cè)值)。
[0092] Z=(X2-Y2)172
[0093] [式中,X為在給定的測(cè)定裝置及測(cè)定條件下求出的取代度分布半峰寬(未校正 值)<=Y= (a_b)x/3+b(0 < X < 3)。這里,a為與上述X相同的測(cè)定裝置及測(cè)定條件下求出的總 取代度3的纖維素乙酸酯的表觀的取代度分布半峰寬(實(shí)際為總?cè)〈?,因而不存在取代 度分布),b為在與上述X相同的測(cè)定裝置以及測(cè)定條件下求出的總?cè)〈?的丙酸纖維素的 表觀的取代度分布半峰寬。X為測(cè)量試樣的乙?;?cè)〈?0 < X < 3)]
[0094] 需要說(shuō)明的是,上述總?cè)〈葹?的纖維素乙酸酯(或者丙酸纖維素)表示纖維素 的羥基全部發(fā)生酯化而得到的纖維素酯,實(shí)際上(理想的)不具有取代度分布半峰寬(即,取 代度分布半峰寬〇的)纖維素酯。
[0095] 在本發(fā)明中,作為所述乙酸纖維素的組成分布半峰寬(取代度分布半峰寬)的實(shí)測(cè) 值,優(yōu)選為〇 · 12~0 · 34,更優(yōu)選為0 · 13~0 · 25。
[0096]以上說(shuō)明的取代度分布理論式,為假定全部乙?;兔撘阴;?dú)立且均等地進(jìn) 行而得到的概率論的計(jì)算值。即,是遵循二項(xiàng)分布的計(jì)算值。而這樣的理想情況在現(xiàn)實(shí)中很 難實(shí)現(xiàn)。在不進(jìn)行特別設(shè)計(jì)使得乙酸纖維素的水解反應(yīng)接近理想的隨機(jī)反應(yīng)、和/或使得就 反應(yīng)后的后處理而言使組成方面產(chǎn)生分級(jí)的情況下,纖維素酯的取代度分布相比于概率論 地按照二項(xiàng)分布確定的情況將大幅變寬。
[0097]作為反應(yīng)的特別設(shè)計(jì)之一,可考慮例如在維持脫乙?;c乙?;胶獾臈l件下保 持體系。然而,該情況下,會(huì)因酸催化劑而導(dǎo)致纖維素的分解的進(jìn)行,因此不優(yōu)選。作為其他 的反應(yīng)的特別設(shè)計(jì),可以采用對(duì)于低取代度物而言脫乙酰化速度變慢的反應(yīng)條件。但是,現(xiàn) 有技術(shù)中關(guān)于這樣的具體方法尚屬未知。即,關(guān)于可以將纖維素酯的取代度分布控制為以 反應(yīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)的方式遵循二項(xiàng)分布這樣的反應(yīng)的特別的設(shè)計(jì),尚屬未知。此外,乙酰化過(guò)程 (纖維素的乙?;ば?的不均一性,熟化過(guò)程(乙酸纖維素的水解工序)中階段性地添加的 水引起的局部地、暫時(shí)性的沉淀的產(chǎn)生等各種狀況,會(huì)導(dǎo)致取代度分布向著與二項(xiàng)分布相 比變寬的方向發(fā)展,而將這些全部避免、實(shí)現(xiàn)理想條件在現(xiàn)實(shí)中是不可能實(shí)現(xiàn)的。這與理想 氣體終歸是理想的產(chǎn)物,實(shí)際存在的氣體的行為會(huì)或多或少地與之存在差異的事實(shí)類似。 [0098]在以往的低取代度乙酸纖維素的合成與后處理中,基本沒(méi)有關(guān)注到這樣的取代度 分布的問(wèn)題,未進(jìn)行過(guò)對(duì)取代度分布的測(cè)定、驗(yàn)證、考察。例如,根據(jù)文獻(xiàn)(纖維學(xué)會(huì)志,42, p25(1986)),闡述了低取代度乙酸纖維素的溶解性由乙?;谄咸烟菤埢?、3、6位上的分 配決定,完全未考慮到組成分布。
[0099]本發(fā)明人等的研究,驚訝地發(fā)現(xiàn),如后所述,可通過(guò)對(duì)乙酸纖維素的水解工序之后 的后處理?xiàng)l件進(jìn)行設(shè)計(jì)來(lái)控制乙酸纖維素的取代度分布。根據(jù)文獻(xiàn)(CiBment,L.,and Rivibre,C.,Bull.SOC.chim.,(5)1,1075(1934),Sookne,A.M.,Rutherford,H.A.,Mark, H., and Harris,M.J. Research Natl. Bur. Standards ,29,123(1942),A.J.Rosenthal, B · B · White Ind ·Eng · Chem· , 1952,44(11),pp2693-2696 ·),關(guān)于取代度2 · 3的乙酸纖維素的 分級(jí)沉淀,其中認(rèn)為發(fā)生的是依賴于分子量的分級(jí)和伴隨取代度(化學(xué)組成)的微弱的分 級(jí),而沒(méi)有關(guān)于本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)的這樣的可因取代度(化學(xué)組成)而發(fā)生顯著分級(jí)的報(bào)告。此 外,關(guān)于本發(fā)明這樣的低取代度乙酸纖維素,并未證實(shí)可通過(guò)分級(jí)溶解、分級(jí)沉淀而控制取 代度分布(化學(xué)組成)。
[0100]本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)的使取代度分布變窄的另一個(gè)設(shè)計(jì),是乙酸纖維素在90°c以上 (或超過(guò)90°C)的高溫時(shí)的水解反應(yīng)(熟化反應(yīng))。以往,盡管對(duì)于在高溫反應(yīng)中得到的產(chǎn)物 的聚合度沒(méi)有詳細(xì)的分析及考察,但認(rèn)為在90°C以上的高溫反應(yīng)中會(huì)優(yōu)先發(fā)生纖維素的分 解??梢哉J(rèn)為,這樣的考慮是僅基于對(duì)于粘度的考察而得到的認(rèn)識(shí)(陳舊想法)。本發(fā)明的發(fā) 明人等發(fā)現(xiàn),在將乙酸纖維素水解而得到低取代度乙酸纖維素時(shí),在于90 °C以上的(或超過(guò) 90°C的)高溫下、優(yōu)選在硫酸等強(qiáng)酸的存在下、大量的乙酸中反應(yīng)時(shí),不會(huì)觀察到聚合度的 降低,而是伴隨CDI的減少而發(fā)生粘度的降低。即,明確了:伴隨高溫反應(yīng)而發(fā)生的粘度降 低,并非由聚合度的降低引起,而是基于由取代度分布變窄而引起的結(jié)構(gòu)粘性的減小。在上 述條件下進(jìn)行乙酸纖維素的水解時(shí),不僅會(huì)發(fā)生正反應(yīng),也會(huì)發(fā)生逆反應(yīng),因此,產(chǎn)物(低取 代度乙酸纖維素)的CDI成為極小的值,對(duì)于水的溶解性也顯著提高。與此相對(duì),如果在逆反 應(yīng)不易發(fā)生的條件下進(jìn)行乙酸纖維素的水解,則取代度分布基于各種原因而變寬,難溶于 水的乙?;?cè)〈鹊陀?.4的乙酸纖維素及乙酰基取代度超過(guò)1.1的乙酸纖維素的含量 增大,整體上對(duì)于水的溶解性降低。
[0101] (2,3,6位的取代度的標(biāo)準(zhǔn)偏差)
[0102]在本發(fā)明中,所述乙酸纖維素的葡萄糖環(huán)的2,3,6位的各乙?;〈?,可以按照 手塚(Tezuka,Carbonydr.Res.273,83(1995))的方法、利用NMR方法進(jìn)行測(cè)定。即,在吡啶中 利用丙酸酐使乙酸纖維素試樣的游離羥基發(fā)生丙?;?。將所得試樣溶解于氘代氯仿,測(cè)定 13C-NMR譜。乙?;奶夹盘?hào)在169ppm~171 ppm的范圍自高磁場(chǎng)起按照2位、3位、6位的順序 出現(xiàn),另外,丙?;聂驶嫉男盘?hào)在從172ppm到174ppm的范圍以相同的順序出現(xiàn)。根據(jù)在 各個(gè)相應(yīng)位置上的乙?;c丙?;拇嬖诒?,可以求出原二乙酸纖維素中的葡萄糖環(huán)的2, 3,6位的各乙酰基取代度。需要說(shuō)明的是,這樣求出的2,3,6位的各乙?;〈鹊暮蜑橐?酰基總?cè)〈?,也可以以該方法求出乙酰基總?cè)〈?。需要說(shuō)明的是,除了 13C-匪R以外,也 可以利用1Η-NMR來(lái)分析乙?;〈?。
[0103] 2,3,6位的取代度的標(biāo)準(zhǔn)偏差〇由下式定義。
[0104][數(shù)學(xué)式4]
[0106] σ:標(biāo)準(zhǔn)偏差
[0107] η = 3
[0108] xi:X1表示2位的取代度、χ2表示3位的取代度、 Χ3表示6位的取代度,
[0109] I :表示乙?;?cè)〈?3。
[0110]本發(fā)明中,優(yōu)選乙酸纖維素的葡萄糖環(huán)的2、3及6位的乙酰基取代度的標(biāo)準(zhǔn)偏差在 0.08以下(0~0.08)。該標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.08以下的乙酸纖維素的葡萄糖環(huán)的2,3,6位發(fā)生了均 等的取代,相對(duì)于水的溶解性優(yōu)異。 (多分散性(分散度,Mw/Mn))
[0112]在本發(fā)明中,分子量分布(聚合度分布)的多分散性(Mw/Mn)是使用將乙酸纖維素 (試樣)的殘存羥基全部丙酰化而得到的乙酸丙酸纖維素、利用GPC-光散射法而求出的值。 [0113]本發(fā)明中所述乙酸纖維素的多分散性(分散度,Mw/Mn)優(yōu)選為1.2~2.5的范圍。多 分散性Mw/Mn在所述的范圍的乙酸纖維素,分子的大小均一,對(duì)于水的溶解性優(yōu)異。
[0114] 乙酸纖維素的數(shù)均分子量(Μη),重均分子量(Mw)及多分散性(Mw/Mn)可利用使用 HPLC的公知的方法求出。在本發(fā)明中,對(duì)于乙酸纖維素的多分散性(Mw/Mn),為了使測(cè)定試 樣可溶于有機(jī)溶劑,可利用與上述求算組成分布半峰寬的實(shí)測(cè)值的情況相同的方法,通過(guò) 在使乙酸纖維素(試樣)成為完全衍生物化的乙酸丙酸纖維素(CAP)之后、在下述條件下進(jìn) 行尺寸排阻色譜分析而確定(GPC-光散射法)。
[0115] 裝置:Shodex 制 GPC "SYSTEM-21H"
[0116] 溶劑:丙酮
[0117] 柱:GMHxl (東曹)2根,同保護(hù)柱 [0118]流速:0.8ml/min
[0119] 溫度:2%~
[0120] 試樣濃度:〇.25%(wt/vol)
[0121] 注入量:100μ1
[0122] 檢測(cè):MALLS(多角度光散射檢測(cè)器)(Wyatt制,"DAWN-E0S")
[0123] MALLS補(bǔ)正用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì):PMMA(分子量27600)
[0124] (重均聚合度(DPw))
[0125] 本發(fā)明中,重均聚合度(DPw)是使用將乙酸纖維素(試樣)的殘存羥基全部丙酰化 而得到的乙酸丙酸纖維素,通過(guò)GPC-光散射法求出的值。
[0126] 本發(fā)明中所述乙酸纖維素的重均聚合度(DPw)優(yōu)選為50~800的范圍。如果重均聚 合度(DPw)過(guò)高,則易導(dǎo)致過(guò)濾性變差。上述重均聚合度(DPw)優(yōu)選為55~700,進(jìn)一步優(yōu)選 為60~600 〇
[0127] 所述重均聚合度(DPw)和所述多分散性(Mw/Mn)相同,可利用與所述求算組成分布 半峰寬的實(shí)測(cè)值的情況相同的方法,通過(guò)在使乙酸纖維素(試樣)成為完全衍生物化的乙酸 丙酸纖維素(CAP)之后,進(jìn)行尺寸排阻色譜分析而求出(GPC-光散射法)。
[0128] 如上所述,水溶性的乙酸纖維素的分子量(聚合度)、多分散性(Mw/Mn)可利用GPC-光散射法(GPC-MALLS,GPC-LALLS等)進(jìn)行測(cè)定。需要說(shuō)明的是,一般而言,在水系溶劑中是 很難進(jìn)行光散射檢測(cè)的。其原因在于,水系溶劑中的異物通常較多,即使暫時(shí)進(jìn)行了純化也 容易發(fā)生二次污染。另外,在水系溶劑中,因微量存在的離子性解離基團(tuán)的影響,可能導(dǎo)致 分子鏈的伸展不穩(wěn)定,而如果為了對(duì)此加以抑制而添加水溶性無(wú)機(jī)鹽(例如氯化鈉),則可 能導(dǎo)致溶解狀態(tài)不穩(wěn)定、在水溶液中形成聚集體。為了避免該問(wèn)題的有效方法之一是對(duì)水 溶性乙酸纖維素進(jìn)行衍生物化,使其溶解于異物少、不易發(fā)生二次污染的有機(jī)溶劑中,在有 機(jī)溶劑中進(jìn)行GPC-光散射測(cè)定。作為該目的的水溶性乙酸纖維素的衍生物化,丙?;怯?效的,具體的反應(yīng)條件及后處理如在上述組成分布半峰寬的實(shí)測(cè)值的說(shuō)明部分的記載。
[0129] (6% 粘度)
[0130] 本發(fā)明中的所述乙酸纖維素的6%粘度例如為5~500mPa · s,優(yōu)選為6~300mPa · s。如果6 %粘度過(guò)高,則可能導(dǎo)致過(guò)濾性變差。
[0131] 乙酸纖維素的6%粘度可以用下述的方法測(cè)定。
[0132] 在50ml的容量瓶中放入干燥試樣3.00g,加入蒸餾水溶解。將得到的6wt/vo 1 %的 溶液液轉(zhuǎn)移至給定的奧氏粘度計(jì)的標(biāo)線,于25±1°C調(diào)整溫度約15分鐘。測(cè)定計(jì)時(shí)標(biāo)線間的 流下時(shí)間,并利用下式計(jì)算出6%粘度。
[0133] 6%粘度(mPa · s) =CXPXt
[0134] C:試樣溶液常數(shù)
[0135] P:試樣溶液密度(0.997g/cm3)
[0136] t:試樣溶液的流下秒數(shù)
[0137] 試樣溶液常數(shù)如下地求出:使用粘度計(jì)校正用標(biāo)準(zhǔn)液[昭和石油公司制、商品名 "JS-200"(根據(jù)JI S Z8809)],按照與上述相同的操作測(cè)定流下時(shí)間,并利用下式求出試樣 溶液常數(shù)。
[0138] 試樣溶液常數(shù)={:標(biāo)準(zhǔn)液絕對(duì)粘度(mPa · s)[{標(biāo)準(zhǔn)液的密度(g/cm3) X標(biāo)準(zhǔn)液的 流下秒數(shù)}
[0139] (低取代度乙酸纖維素的制造)
[0140]本發(fā)明中所述乙酸纖維素(低取代度乙酸纖維素),例如可以通過(guò):(A)中至高取代 度乙酸纖維素的水解工序(熟化工序)、(B)沉淀工序、以及根據(jù)需要而進(jìn)行的(C)洗滌、中和 工序來(lái)制造。
[0141] [以)水解工序(熟化工序)]
[0142] 在該工序中,將中至高取代度乙酸纖維素(以下也稱為"原料乙酸纖維素")水解。 作為原料使用的中至高取代度乙酸纖維素的乙?;?cè)〈壤鐬?.5~3,優(yōu)選為2~3。 作為原料乙酸纖維素,可使用市售的二乙酸纖維素(乙?;?cè)〈?.27~2.56)、三乙酸 纖維素(乙?;?cè)〈却笥?.56且為3以下)。
[0143] 水解反應(yīng)可通過(guò)在有機(jī)溶劑中,催化劑(熟化催化劑)的存在下,使原料乙酸纖維 素與水反應(yīng)而進(jìn)行。有機(jī)溶劑作為,可列舉例如:乙酸、丙酮、醇(甲醇等)、它們的混合溶劑 等。這些中,優(yōu)選至少包含乙酸的溶劑。催化劑作為,可以使用一般作為脫乙?;呋瘎┦?用的催化劑。作為催化劑,特別優(yōu)選硫酸。
[0144] 相對(duì)于原料乙酸纖維素1重量份,有機(jī)溶劑(例如,乙酸)的使用量例如為0.5~50 重量份,優(yōu)選為1~20重量份,進(jìn)一步優(yōu)選為3~10重量份。
[0145] 相對(duì)于原料乙酸纖維素1重量份,催化劑(例如,硫酸)的使用量例如為0.005~1重 量份,優(yōu)選為〇 .01~〇. 5重量份,進(jìn)一步優(yōu)選為0.02~0.3重量份。如果催化劑的量過(guò)少,則 水解的時(shí)間變得過(guò)長(zhǎng),可能會(huì)引起乙酸纖維素的分子量降低。另一方面,如果催化劑的量過(guò) 多,則會(huì)導(dǎo)致解聚速度相對(duì)水解溫度的變化程度增大,即使使水解溫度發(fā)生一定程度的降 低,解聚速度也會(huì)變大,難以獲得分子量為大至一定程度的乙酸纖維素。
[0146] 相對(duì)于原料乙酸纖維素1重量份,水解工序中水的量例如為0.5~20重量份,優(yōu)選 為1~1 〇重量份,更優(yōu)選為2~7重量份。另外,相對(duì)于有機(jī)溶劑(例如,乙酸)1重量份,該水的 量例如為〇. 1~5重量份,優(yōu)選為0.3~2重量份,更優(yōu)選為0.5~1.5重量份。就水而言,在反 應(yīng)開(kāi)始時(shí)可使全部量的水存在于體系內(nèi),但為了防止乙酸纖維素的沉淀,也可以在反應(yīng)開(kāi) 始時(shí)使要使用的水的一部分存在于體系內(nèi),將其余的水分1次~多次添加到體系內(nèi)。
[0147] 水解工序中的反應(yīng)溫度例如為40~130°C,優(yōu)選為50~120°C,更優(yōu)選為60~110 °C。特別是,在使反應(yīng)溫度為90°C以上(或者為超過(guò)90°C的溫度)的情況下,反應(yīng)的平衡存在 相對(duì)正反應(yīng)(水解反應(yīng))向逆反應(yīng)(乙?;磻?yīng))的速度增加的方向傾斜的傾向,結(jié)果,取代 度分布變窄,即使不對(duì)后處理?xiàng)l件進(jìn)行特別的設(shè)計(jì),也可以得到組成分布指數(shù)CDI極小的低 取代度乙酸纖維素。在該情況下,優(yōu)選使用硫酸等強(qiáng)酸作為催化劑,另外,優(yōu)選使用過(guò)量的 乙酸作為反應(yīng)溶劑。另外,即使在反應(yīng)溫度為90°C以下的情況下,如后所述,通過(guò)在沉淀工 序中使用包含2種以上溶劑的混合溶劑作為沉淀溶劑來(lái)使其沉淀,通過(guò)進(jìn)行分級(jí)沉淀和/或 分級(jí)溶解,也可以得到組成分布指數(shù)CDI非常小的低取代度乙酸纖維素。
[0148] [(B)沉淀工序]
[0149] 在該工序中,在水解反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)體系的溫度冷卻至室溫,加入沉淀溶劑而 使低取代度乙酸纖維素發(fā)生沉淀。作為沉淀溶劑,可使用與水混合的有機(jī)溶劑、或在水中的 溶解度大的有機(jī)溶劑??闪信e例如:丙酮、甲基乙基酮等酮;甲醇、乙醇、異丙醇等醇;乙酸乙 酯等酯;乙腈等含氮化合物;四氫呋喃等醚;它們的混合溶劑等。
[0150]使用包含2種以上的溶劑的混合溶劑作為沉淀溶劑時(shí),可獲得與后述分級(jí)沉淀相 同的效果,可得到組成分布(分子間取代度分布)窄,組成分布指數(shù)(CDI)小的低取代度乙酸 纖維素。作為優(yōu)選的混合溶劑,可列舉例如丙酮和甲醇的混合溶劑、異丙醇和甲醇的混合溶 劑等。
[0151]另外,通過(guò)對(duì)于沉淀得到的低取代度乙酸纖維素進(jìn)行進(jìn)一步分級(jí)沉淀(沉淀分級(jí)) 和/或分級(jí)溶解(溶解分級(jí)),可得到組成分布(分子間取代度分布)窄,組成分布指數(shù)CDI非 常小的低取代度乙酸纖維素。
[0152] 分級(jí)沉淀,例如可以如下地進(jìn)行:將沉淀得到的低取代度乙酸纖維素(固態(tài)物)溶 解于水中,得到適當(dāng)濃度(例如,2~10重量%,優(yōu)選為3~8重量% )的水溶液,向該水溶液中 加入不良溶劑(或者向不良溶劑中加入上述水溶液),保持于適宜的溫度(例如,30°C以下, 優(yōu)選為20°C以下),以使低取代度乙酸纖維素沉淀,并回收沉淀物。作為不良溶劑,可列舉例 如:甲醇等醇、丙酮等酮等。相對(duì)于上述水溶液1重量份,不良溶劑的使用量例如為1~10重 量份,優(yōu)選為2~7重量份。
[0153] 分級(jí)溶解可如下地進(jìn)行:例如,在上述沉淀得到的低取代度乙酸纖維素(固態(tài)物) 或經(jīng)上述分級(jí)沉淀而得到的低取代度乙酸纖維素(固態(tài)物)加入水和有機(jī)溶劑(例如,丙酮 等酮,乙醇等醇等)的混合溶劑,于適宜的溫度(例如,20~80°C,優(yōu)選為25~60°C)進(jìn)行攪拌 后,通過(guò)離心分離分離為濃厚相和稀薄相,向稀薄相加入沉淀溶劑(例如,丙酮等酮,甲醇等 醇等)并回收沉淀物(固態(tài)物)。所述水和有機(jī)溶劑的混合溶劑中有機(jī)溶劑的濃度例如為5~ 50重量%,優(yōu)選為10~40重量%。
[0154] [(C)洗滌,中和工序]
[0155] 對(duì)于沉淀工序(B)所得到的沉淀物(固態(tài)物),優(yōu)選利用甲醇等醇、丙酮等酮等有機(jī) 溶劑(不良溶劑)進(jìn)行洗滌。另外,還優(yōu)選用包含堿性物質(zhì)的有機(jī)溶劑(例如,甲醇等醇,丙酮 等酮等)洗滌、中和。需要說(shuō)明的是,中和工序可以設(shè)于水解工序后不久,在這種情況下優(yōu)選 將堿性物質(zhì)或其水溶液添加至水解反應(yīng)浴。
[0156] 作為所述堿性物質(zhì),可以使用例如:堿金屬化合物(例如:氫氧化鈉、氫氧化鉀等堿 金屬氫氧化物;碳酸鈉、碳酸鉀等堿金屬碳酸鹽;碳酸氫鈉等堿金屬碳酸氫鹽;乙酸鈉、乙酸 鉀等堿金屬羧酸鹽;甲醇鈉、乙醇鈉等醇鈉等),堿土金屬化合物(例如:氫氧化鎂、氫氧化鈣 等堿土金屬氫氧化物,碳酸鎂、碳酸鈣等堿土金屬碳酸鹽;乙酸鎂、乙酸鈣等堿土金屬羧酸 鹽;乙醇鎂等堿土金屬醇鹽等)等。這些中,特別優(yōu)選乙酸鉀等堿金屬化合物。
[0157] 通過(guò)洗滌、中和,可以將水解工序使用的催化劑(硫酸等)等雜質(zhì)有效地去除。
[0158] 如上所述得到的低取代度乙酸纖維素可以根據(jù)需要進(jìn)行粉碎、過(guò)篩或造粒,調(diào)整 為特定粒度的范圍。
[0159][具有脂質(zhì)代謝改善作用的營(yíng)養(yǎng)組合物及家畜飼料]
[0160]本發(fā)明的具有脂質(zhì)代謝改善作用的營(yíng)養(yǎng)組合物、家畜飼料,含有所述低取代度乙 酸纖維素。如果攝取這樣的具有脂質(zhì)代謝改善作用的營(yíng)養(yǎng)組合物、家畜飼料,則所述低取代 度乙酸纖維素的基于細(xì)菌的分解迅速,該生物分解的分解產(chǎn)物產(chǎn)生乙酸等酸性成分,另外, 由于在適于有助于維持宿主的健康的腸內(nèi)細(xì)菌的腸內(nèi)環(huán)境中,對(duì)宿主的健康造成有害的腸 內(nèi)細(xì)菌變?yōu)榱觿?shì),因此存在對(duì)腸道溫和,即使攝取量多也難以引起腹瀉,包括血清生化檢驗(yàn) 的結(jié)果在內(nèi)安全性優(yōu)異的優(yōu)點(diǎn)。另一方面,針對(duì)腸道菌群,具有增加包含有益的 Clostridium subcluster XlVa的0TU940組的作用。
[0161] 本發(fā)明的具有脂質(zhì)代謝改善作用的營(yíng)養(yǎng)組合物包含所述低取代度乙酸纖維素和 根據(jù)需要的常規(guī)的食品和其它的添加物。作為其它添加物,可列舉例如玉米淀粉、淀粉、 酪蛋白、蔗糖、大豆油、纖維素、礦物質(zhì)混合物、維生素混合物、L-胱氨酸、膽堿酒石酸氫鹽、 叔丁基氫醌等。
[0162] 對(duì)具有脂質(zhì)代謝改善作用的營(yíng)養(yǎng)組合物的形態(tài)沒(méi)有特別限定,可以根據(jù)用途適宜 選擇,可以為例如:粉末狀、顆粒狀、膠囊狀、平板狀、軟糖狀、橡膠狀、糖果狀、丸劑狀、片劑 狀、散劑狀、棒狀、板狀、液態(tài)、乳液狀、懸浮液狀、糖漿狀、果凍狀、霜狀、軟膏狀、薄片狀、錠 劑狀等任意形態(tài)。
[0163] 在本發(fā)明的具有脂質(zhì)代謝改善作用的營(yíng)養(yǎng)組合物中,該具有脂質(zhì)代謝改善作用的 營(yíng)養(yǎng)組合物中的所述乙?;?cè)〈葹?.4~1.1的乙酸纖維素(低取代度乙酸纖維素)的 含量,通常為0.1重量%以上,優(yōu)選為0.5重量%以上,更優(yōu)選為1重量%以上。如果所述低取 代度乙酸纖維素的含量低于0.1重量%,則可能不發(fā)揮脂質(zhì)代謝改善效果。
[0164] 本發(fā)明的具有脂質(zhì)代謝改善作用的營(yíng)養(yǎng)組合物可以為了脂質(zhì)代謝改善的目的而 使用,不限于用于人,可以作為家畜、家禽、寵物等飼養(yǎng)動(dòng)物的飼料、餌料等。即,含有所述低 取代度乙酸纖維素的家畜飼料,在家畜體內(nèi)中大幅改善脂質(zhì)代謝,顯著降低過(guò)量的中性脂 肪。
[0165] [食品、醫(yī)藥品]
[0166] 本發(fā)明的具有脂質(zhì)代謝改善作用的營(yíng)養(yǎng)組合物,可以加入于一般食品中而作為保 健食品、特定保健食品、營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑、營(yíng)養(yǎng)功能食品、營(yíng)養(yǎng)保健食品等、為了保持健康的目的 而攝取的食品和/或飲料。另外,不限于所述的食品和/或飲料,也可以用于具有脂質(zhì)代謝改 善作用的醫(yī)藥品營(yíng)養(yǎng)劑和/或濃縮流質(zhì)食品。
[0167] 對(duì)本發(fā)明的具有脂質(zhì)代謝改善作用的營(yíng)養(yǎng)組合物作為加工食品使用時(shí)的種類沒(méi) 有特別限定,但可列舉例如:魚(yú)糕、魚(yú)肉山芋餅、香腸等魚(yú)貝加工品;火腿等農(nóng)產(chǎn)加工品;果 凍、糖果、樹(shù)膠、□香糖、曲奇、餅干、巧克力等點(diǎn)心、類;奶酪、黃油、酸奶等乳制品;面包、蛋糕 等面粉加工品;蕎麥面、烏冬面等面類;砂糖、人造甜味劑等調(diào)味食品等食品;茶、軟飲料、果 汁、酒類、能量飲料等飲料等。
[0168] 本發(fā)明的具有脂質(zhì)代謝改善作用的營(yíng)養(yǎng)組合物,也可以作為醫(yī)藥品使用。作為該 醫(yī)藥品,也可以舉出為了對(duì)脂質(zhì)代謝異常癥的患者的預(yù)防、治療目的而使用的醫(yī)藥品營(yíng)養(yǎng) 劑、濃縮流質(zhì)食品。進(jìn)一步,也可以舉出以所述低取代度乙酸纖維素作為有效成分的片劑、 膠囊劑、散劑、糖漿劑等形態(tài)的醫(yī)藥品。
[0169] 在所述食品、醫(yī)藥品中,該組合物中所述乙?;?cè)〈?.4~1.1的乙酸纖維素 (低取代度乙酸纖維素)的含量通常為0.1重量%以上,優(yōu)選為0.5重量%以上,更優(yōu)選為1重 量%以上。如果所述低取代度乙酸纖維素的含量低于0.1重量%,則難以發(fā)揮脂質(zhì)代謝改善 效果。
[0170][脂質(zhì)代謝改善劑]
[0171]本發(fā)明的脂質(zhì)代謝改善劑含有所述乙酰基總?cè)〈?.4~1.1的乙酸纖維素(低取 代度乙酸纖維素)。如上所述,在人、家畜攝取了乙酰基總?cè)〈?.4~1.1的乙酸纖維素的 情況下,發(fā)揮脂質(zhì)代謝改善作用。另外,對(duì)腸道溫和,即使攝取量多也難以引起腹瀉而安全 性優(yōu)異。
[0172] 本發(fā)明的脂質(zhì)代謝改善劑,可以直接使用所述乙?;?cè)〈?.4~1.1的乙酸纖 維素作為制劑,也可以根據(jù)需要制成與藥劑學(xué)允許的食品原料、食品添加劑、醫(yī)藥品、醫(yī)藥 品添加劑、準(zhǔn)藥(非正規(guī)藥品)添加劑等添加劑進(jìn)行組合的制劑形式。制劑任選為口服制劑 或非口服制劑。對(duì)制劑的形態(tài)沒(méi)有特別限定,可以根據(jù)用途適宜選擇,例如:粉末狀、顆粒狀 等,與所述營(yíng)養(yǎng)組合物的形態(tài)相同的形態(tài)。
[0173] 作為所述添加劑,可列舉例如:玉米淀粉、α淀粉、乳糖、白糖、麥芽糖、海藻糖、環(huán)四 糖(Cyclotetrasaccharide)、糊精、淀粉、結(jié)晶纖維素、碳酸氫鈉、碳酸|丐等賦形劑(載體); 羧甲基纖維素、瓊脂、明膠粉等崩解劑;聚乙烯醇、甲基纖維素、羥丙基纖維素等粘合劑;二 氧化硅、硬脂酸鎂、滑石等潤(rùn)滑劑;羥丙基甲基纖維素等包衣劑;表面活性劑;乳化劑;增塑 劑;防腐劑(抗菌劑);潤(rùn)濕劑;增稠劑;增稠穩(wěn)定劑;抗氧化劑;螯合劑;色素;香料;酸味劑; 調(diào)味料;pH調(diào)節(jié)劑;維生素劑;各種氣基酸;礦物質(zhì);油脂;營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑;水溶性尚分子;電解 質(zhì);稀釋劑;水;生理鹽水;醇類;有機(jī)溶劑;動(dòng)物、植物的提取物等。
[0174]本發(fā)明的脂質(zhì)代謝改善劑中,所述乙酰基總?cè)〈?.4~1.1的乙酸纖維素(低取 代度乙酸纖維素)的含量通常為0.1重量%以上,優(yōu)選為0.5重量%以上,更優(yōu)選為1重量% 以上。如果所述低取代度乙酸纖維素的含量低于0.1重量%,則難以發(fā)揮脂質(zhì)代謝改善效 果。
[0175]本發(fā)明的改善脂質(zhì)代謝劑不限于適用于人,也適用于家畜、家禽、寵物等飼養(yǎng)動(dòng) 物。
[0176][炎癥性腸疾病和/或免疫異常的改善或預(yù)防劑]
[0177] 本發(fā)明的炎癥性腸疾病和/或免疫異常的改善或預(yù)防劑含有所述乙酰基總?cè)〈?0.4~1.1的乙酸纖維素(低取代度乙酸纖維素)。在所述炎癥性腸疾病和/或免疫異常的改 善或預(yù)防劑中,該組合物中所述乙?;?cè)〈?.4~1.1的乙酸纖維素(低取代度乙酸纖 維素)的含量通常為〇. 1重量%以上,優(yōu)選為〇. 5重量%以上,更優(yōu)選為1重量%以上。
[0178] 如前所述,乙?;?cè)〈?.4~1.1的乙酸纖維素針對(duì)腸道菌群,具有增加包含 有益的Clostridium subcluster(梭菌屬菌亞群)XIVa的0TU940組的作用。
[0179] 最近,發(fā)表了以下研究成果:期待包含所述Clostridium subcluster XlVa的菌群 (Clostridium subcluster IV、Clostridium subcluster XIVa、Clostridium subcluster XVIII),對(duì)于作為難治性疾病的炎癥性腸疾病(厚生勞動(dòng)省指定的克羅恩病、潰瘍性結(jié)腸炎 等)以及過(guò)敏等免疫異常具有治愈以及預(yù)防效果(他加^,500,232-236(2013),2013年8月8 日)。更具體而言,所述論文的作者們實(shí)驗(yàn)證明了屬于Clostridium subcluster IV、 Clostridium subcluster XIVa、Clostridium subcluster XVIII的 17種梭菌屬菌存在促 進(jìn)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)增殖的效果。此外,所述論文的作者們基于其它實(shí)驗(yàn)事實(shí),如下說(shuō)明 了由梭菌屬菌促進(jìn)控制性T細(xì)胞增殖的機(jī)理。(i)該菌在腸內(nèi)的發(fā)酵中產(chǎn)生丁酸。(ii)丁酸 阻礙組蛋白去乙?;?。其結(jié)果為促進(jìn)組蛋白的乙?;P枰f(shuō)明的是,組蛋白是指在細(xì)胞 的核內(nèi)與DNA纏繞的蛋白質(zhì),參與基因的表達(dá)。組蛋白如果被乙酰化則和DNA的結(jié)合變?nèi)?,?因容易打開(kāi)。(i i i)根據(jù)前項(xiàng)的機(jī)理,在未成熟的T細(xì)胞的DNA之中,對(duì)于向Treg分化來(lái)說(shuō)重 要的Foxp3基因區(qū)域的組蛋白的乙?;靡源龠M(jìn),基因打開(kāi),并向Treg分化。由于Treg參與 腸的穩(wěn)態(tài),因此所述論文的作者們從治愈、預(yù)防作為難治性疾病的炎癥性腸疾病(厚生勞動(dòng) 省指定的克羅恩病、潰瘍性結(jié)腸炎)以及過(guò)敏等免疫異常的觀點(diǎn)出發(fā),認(rèn)為這次的見(jiàn)解有 用。另外,所述論文的作者們發(fā)表了這樣的實(shí)驗(yàn)事實(shí):在使用丁酸化的淀粉的實(shí)驗(yàn)中,Treg 增加到2倍。
[0180] 基于該論文"Nature, 500,232-236(2013) ,2013年8月8日"發(fā)表的見(jiàn)解,強(qiáng)烈期待 所述乙?;?cè)〈?.4~1.1的乙酸纖維素(低取代度乙酸纖維素)針對(duì)腸道菌群,具有增 加包含有益的Clostridium subcluster XlVa的0TU940組的作用,通過(guò)所述Treg的增殖促 進(jìn)效果,存在對(duì)炎癥性腸疾病以及過(guò)敏等免疫性疾病的治愈及預(yù)防的效果。
[0181][肝癌的預(yù)防和/或治療劑]
[0182] 本發(fā)明的肝癌的預(yù)防和/或治療劑含有所述乙酰基總?cè)〈?.4~1.1的乙酸纖維 素(低取代度乙酸纖維素)。所述肝癌的預(yù)防和/或治療劑中,該組合物中所述乙?;?cè)〈?度0.4~1.1的乙酸纖維素(低取代度乙酸纖維素)的含量通常為0.1重量%以上,優(yōu)選為0.5 重量%以上,更優(yōu)選為1重量%以上。
[0183] 最近,發(fā)表了提示所述0TU940在人的消化活動(dòng)中,降低甲烷,增加氫的論文 (Hirosaki Med.J.62:7-17,011)。如上所述,如果將乙?;?cè)〈?.4~1.1的乙酸纖維 素(包含其的組合物)給予人、家畜,則在腸道菌群中,具有0TU940的細(xì)菌顯著增加。因此,認(rèn) 為通過(guò)將包含所述低取代度乙酸纖維素的組合物給予人、家畜,期待降低甲烷氣體而有助 于降低溫室效應(yīng)氣體,并且發(fā)揮增加氫氣、降低肝的氧化應(yīng)激的效果。利用氫氣降低肝的氧 化應(yīng)激的效果報(bào)告于British Journal of Nutrition,2012,107,485-492。
[0184] 以及,最近報(bào)告Clostridium cluster XI是提供致癌性次級(jí)膽酸的細(xì)菌[參考 Nature,499,97-101 (2013) ,2013年7月4日]。如果將所述乙?;?cè)〈?.4~1.1的乙酸 纖維素(包含其的組合物)給予人、家畜,則在腸道菌群中,Clostridium cluster XI顯著減 少。因此,可以強(qiáng)烈期待通過(guò)將包含所述低取代度乙酸纖維素的組合物給予人、家畜,得到 抑制肝癌的發(fā)病的效果。
[0185] 實(shí)施例
[0186] 以下,結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體地說(shuō)明,但本發(fā)明并不限定于這些實(shí)施例。
[0187] 制造例1
[0188] 相對(duì)于乙酸纖維素(Daice 1公司制,商品名"L-50",乙?;?cè)〈?.43,6 %粘 度:110mPa · s) 1重量份,加入5.1重量份的乙酸及2.0重量份的水,于40°C攪拌5小時(shí)得到了 外觀均勻的溶液。向該溶液加入0.13重量份的硫酸,將得到的溶液保持在70°C,進(jìn)行水解 (部分脫乙?;磻?yīng);熟化)。需要說(shuō)明的是,該熟化過(guò)程中,中途2次向體系添加水。即,反應(yīng) 開(kāi)始進(jìn)行1小時(shí)后加入〇. 67重量份的水,再過(guò)2小時(shí)后,加入1.67重量份的水,再反應(yīng)6小時(shí)。 總計(jì)水解時(shí)間為9小時(shí)。需要說(shuō)明的是,從反應(yīng)開(kāi)始時(shí)到添加第1次水為止稱為第1熟化,從 添加第1次水到添加第2次的水為止稱為第2熟化,從添加第2次水到反應(yīng)結(jié)束(熟化完畢)為 止稱為第3熟化。
[0189] 實(shí)施水解后,將體系的溫度冷卻至室溫(大約25°C),在反應(yīng)混合物中加入15重量 份的丙酮/甲醇= 1/2(重量比)混合溶劑(沉淀劑)生成沉淀。
[0190] 以固體組分15重量%的濕餅形式回收沉淀,加入8重量份的甲醇,通過(guò)脫液到固體 組分15重量%為止進(jìn)行洗滌。此操作重復(fù)三次。洗滌后的沉淀物,用含有0.004重量%乙酸 鉀的甲醇8重量份再洗滌2次,進(jìn)行中和并干燥,得到水溶性乙酸纖維素。
[0191] (取代度(DS)的測(cè)定)
[0192] 根據(jù)手塚的方法(Carbohydr. Res . 273,83(1995))對(duì)水溶性乙酸纖維素試樣的未 取代的羥基進(jìn)行丙酰化。丙?;腿〈纫宜崂w維素的乙?;?cè)〈?,可以根?jù)手塚的 方法(同上),利用 I3c-NMR中169~171ppm的乙酰基羰基的信號(hào)及172~174ppm的丙?;驶?的信號(hào)而確定。這樣求出的水溶性乙酸纖維素的乙?;?cè)〈葹?.87。
[0193] (組成分布指數(shù)(⑶I)的測(cè)定)
[0194] 乙酸纖維素的⑶I,通過(guò)在轉(zhuǎn)化為丙?;宜崂w維素后,按以下的條件進(jìn)行HPLC分 析而確定。
[0195] 裝置:Agilent llOOSeries
[0196] 柱:Waters Nova-Pak phenyl60 Α4μηι(150πιπιΧ3·9πιπιΦ )+保護(hù)柱
[0197] 柱溫:30 Γ
[0198] 檢測(cè):Varian 380-LC
[0199] 注入量:5 · OyL(試樣濃度:0 · 1 % (wt/vol))
[0200] 洗脫液:A液:Me0H/H20 = 8/l (v/v),B液:CHCl3/Me0H=8/l (v/v)
[0201] 梯度:A/B = 80/20-0/100(28min);流量:0.7mL/min
[0202] 首先,通過(guò)在乙?;鵇S (乙酰基總?cè)〈龋?~3的范圍對(duì)DS已知的標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行 HPLC分析,制作了洗脫時(shí)間相對(duì)于DS的校正曲線?;谛U€,將未知試樣的洗脫曲線 (時(shí)間相對(duì)于檢測(cè)強(qiáng)度的曲線)轉(zhuǎn)變?yōu)镈S相對(duì)于檢測(cè)強(qiáng)度的曲線(組成分布曲線),確定該組 成分布曲線的未修正半峰寬X,利用下式確定組成分布的修正半峰寬Z。
[0203] Z=(X2-Y2)172
[0204] 需要說(shuō)明的是,Υ為以下式定義的裝置常數(shù)。
[0205] Y=(a_b)x/3+b
[0206] a:乙?;鵇S = 3的標(biāo)準(zhǔn)品的X值 [0207] b:乙?;鵇S = 0的標(biāo)準(zhǔn)品的X值 [0208] X:未知試樣的乙?;鵇S
[0209] 由修正半峰寬Z,利用下式確定組成分布指數(shù)(⑶I)。
[0210] CDI = Z/Zo
[0211] 這里,Zo為在全部的部分取代乙酸纖維素的制備中,全部分子的全部羥基(或乙酰 基)以相同概率發(fā)生乙?;安糠置撘阴;那闆r下,生成的組成分布,以下式定義。
[0212][數(shù)學(xué)式5]
[0213] Z。= 2 . 3. 5 4 8 |Γ:·-P w
[0214] DPw:重均聚合度
[0215] p:(未知試樣的乙?;鵇S)/3
[0216] q:l-p
[0217] 這樣求出的水溶性乙酸纖維素的CD I為1.4。
[0218](重均聚合度(DPw)、分散度(DPw/DPn)的測(cè)定)
[0219]乙酸纖維素的重均聚合度及分散度,通過(guò)在導(dǎo)入為丙酰化乙酸纖維素后,按以下 的條件進(jìn)行GPC-光散射測(cè)定而確定。
[0220] 裝置:Shode x 制造GPC "SYSTEM-21 Η"
[0221] 溶劑:丙酮
[0222] 柱:GMHxl(東曹)2根,同保護(hù)柱
[0223] 流速:0.8ml/min
[0224] 溫度:29°C
[0225] 試樣濃度:0.25%(wt/vol)
[0226] 注入量:100μ1
[0227] 檢測(cè):MALLS(多角度光散射檢測(cè)器)(Wyatt制造,"DAWN-E0S")
[0228] MALLS補(bǔ)正用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì):PMMA(分子量27600)
[0229] 這樣求出的水溶性乙酸纖維素的DPw為180、DPw/DPn為1.9。
[0230] 實(shí)施例1
[0231] 使用制造例1所得到的水溶性乙酸纖維素,混合各成分使得為表1記載的組成,制 備了粉末狀的具有脂質(zhì)代謝改善作用的營(yíng)養(yǎng)組合物。
[0232] 比較例1
[0233] 將株式會(huì)社林原生物化學(xué)研究所"AIN-93G"(Journal of Nutrition),第123卷, 第1939-1951頁(yè)(1993年))的精制飼料(組成參考表1)作為比較例1。
[0234] 參考例1
[0235] 使用松谷化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制的難消化性糊精"Pine Fiber",混合各成分使得為 表1記載的組成,制備了粉末狀的營(yíng)養(yǎng)組合物。
[0236] 參考例2
[0237] 使用Daicel Finechem Ltd.制造的羧甲基纖維素(CMC)"CMC1220",混合各成分使 得為表1記載的組成,制備了粉末狀的營(yíng)養(yǎng)組合物。
[0238] 評(píng)價(jià)試驗(yàn)1(利用大鼠對(duì)脂質(zhì)代謝改善效果的驗(yàn)證)
[0239] 將7周齡的Wistar系雄性大鼠(日本Charles River株式會(huì)社銷售)隨機(jī)分成4組, 每組12只,以精制飼料進(jìn)行了 1周的預(yù)備飼養(yǎng)。然后,1組接著用精制飼料,其余3組利用用難 消化性糊精、水溶性乙酸纖維素、羧甲基纖維素(CMC)以給定的構(gòu)成制備的飼料再飼養(yǎng)4周。 然后,分別在乙醚麻醉下經(jīng)降主動(dòng)脈采血后殺死,進(jìn)行解剖,檢查了內(nèi)臟器官重量、血清脂 質(zhì)等。需要說(shuō)明的是,對(duì)大鼠的飼養(yǎng)而言,在試驗(yàn)期間中,隔2或3日測(cè)定體重和攝食量,并且 自由攝取飼料及水。另外,解剖前禁食一晚。
[0240]中性脂肪、總膽固醇、HDL-膽固醇的測(cè)定,分別使用了市售的中性脂肪三甘油酯測(cè) 定用試劑盒(和光純藥株式會(huì)社"三甘油酯E-test wako"),總膽固醇測(cè)定用試劑盒(和光純 藥株式會(huì)社"膽固醇E-test wako"),HDL-膽固醇測(cè)定用試劑盒(和光純藥株式會(huì)社"HDL-膽 固醇E-test wako")。
[0241]結(jié)果示于表2。從表2可知,根據(jù)實(shí)施例1的具有脂質(zhì)代謝改善作用的營(yíng)養(yǎng)組合物, 可以有意義地降低血中的中性脂肪值。
[0244] 實(shí)施例2
[0245] 向株式會(huì)社林原生物化學(xué)研究所"AIN-93G"(Journal of Nutrition),第123卷, 第1939-1951頁(yè)(1993年))的精制飼料(組成參考表1)100重量份,加入制造例1所得到的水 溶性乙酸纖維素2重量份、纖維素(Oriental Yeast Co .,Ltd制,商品名"Cel lulose powder")3重量份并混合,制備了飼料。
[0246] 參考例3
[0247] 向株式會(huì)社林原生物化學(xué)研究所"AIN-93G"(Journal of Nutrition),第123卷, 第1939-1951頁(yè)(1993年))的精制飼料(組成參考表1)100重量份,加入纖維素(Oriental Yeast Co·,Ltd制,商品名"Cellulose powder")5重量份并混合,制備了飼料。
[0248] 參考例4
[0249] 向株式會(huì)社林原生物化學(xué)研究所"AIN-93G"(Journal of Nutrition),第123卷, 第1939-1951頁(yè)(1993年))的精制飼料(組成參考表1)100重量份,加入Daicel Finechem Ltd.制羧甲基纖維素(CMC) "CMC1220"2重量份、纖維素(Oriental Yeast Co.,Ltd制,商品 名"Cellulose powder")3重量份并混合,制備了飼料。
[0250] 參考例5
[0251 ] 向株式會(huì)社林原生物化學(xué)研究所"AIN-93G"(Journal of Nutrition),第123卷, 第1939-1951頁(yè)(1993年))的精制飼料(組成參考表1)100重量份,加入松谷化學(xué)工業(yè)株式會(huì) 社制造的難消化性糊精"Pine Fiber"2重量份、纖維素(Oriental Yeast Co.,Ltd制,商品 名"Cellulose powder")3重量份并混合,制備了飼料。
[0252 ]評(píng)價(jià)試驗(yàn)2 (安全性試驗(yàn)及腸內(nèi)細(xì)菌群分析)
[0253] 4周齡的Wistar系雄性大鼠(日本Charles River株式會(huì)社銷售)進(jìn)行了 1周馴化, 然后分為纖維素 (CE)組(也稱為"CE組")、羧甲基纖維素 (CMC)組(也稱為"CM組")、難消化性 糊精(DE)組(也稱為"DE組")、水溶性乙酸纖維素 (WSCA)組(也稱為"WS組")共4組,每組6只, 飼養(yǎng)4周。對(duì)飼料而言,針對(duì)CE組使用了參考例3的飼料,針對(duì)CM組使用了參考例4的飼料,針 對(duì)DE組使用了參考例5的飼料,針對(duì)WS組使用了實(shí)施例2的飼料。對(duì)飼養(yǎng)而言,在飼養(yǎng)溫度23 ± 2°C,濕度50 ± 10%,進(jìn)行12小時(shí)的明暗周期,自由攝取飼料及水。
[0254] 〈安全性試驗(yàn)法〉
[0255] 記錄了飼養(yǎng)期間中的體重、飼料攝取量。飼養(yǎng)結(jié)束后,禁食一晚,之后對(duì)各種臟器 的重量及屠宰體重進(jìn)行了測(cè)定。攝取的血清用于血清生化學(xué)檢驗(yàn)值分析。對(duì)盲腸而言,解剖 后立即測(cè)定盲腸內(nèi)容物的重量,以10倍量的PBS稀釋,用于下述的腸內(nèi)細(xì)菌群分析。
[0256] 對(duì)于體重變化、攝取量、臟器重量(盲腸、腎臟、肝臟)而言,4組間沒(méi)有有意義的差 異。另外,根據(jù)血清生化學(xué)檢驗(yàn)值,對(duì)于肝功能(AST、ALT)、腎功能(BUN、CRE)、胰腺功能 (GLU)、營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)(TP、ALB)的全部,4組間沒(méi)有有意義的差異。從體重變化、攝取量、臟器重 量、血清生化學(xué)檢驗(yàn)的結(jié)果,確認(rèn)了給予所述乙酰基總?cè)〈?.4~1.1的乙酸纖維素(低取 代度乙酸纖維素),在安全性的方面優(yōu)異。以及,在確認(rèn)飼養(yǎng)期間中大鼠的糞便性狀時(shí),特別 是相對(duì)于給予CMC等水溶性纖維素衍生物的CMC組發(fā)生了腹瀉或者軟便的情況,WSCA組為正 常便。從該點(diǎn)確認(rèn),與CMC等其它水溶性纖維素衍生物相比,在對(duì)腸道溫和、難以引起腹瀉方 面也優(yōu)異。
[0257] 〈腸內(nèi)細(xì)菌群分析法〉
[0258] 對(duì)腸內(nèi)細(xì)菌群分析而言,對(duì)Nagashima等的方法(Appl .Environ.Microbiol ·, 2003.69(2). 1251-1262)加以一部分改變,利用T-RFLP分析進(jìn)行了實(shí)施。即,使用DNeasy Blood & Tissue Kit(QIAGEN公司制)從以roS稀釋的盲腸內(nèi)容物lml進(jìn)行DNA的提取。確認(rèn) 得到的DNA提取物純度,進(jìn)行了PCR。以FAM標(biāo)記作為引物的熒光標(biāo)記實(shí)施了PCR。接著,通過(guò) 電泳切取目的鏈長(zhǎng)的PCR產(chǎn)物帶,使用QIAquick Gel Extraction Kit(QIAGEN公司制)進(jìn)行 PCR產(chǎn)物的純化。純化的樣品經(jīng)Bs 11限制酶處理后,交付于T-RFLP分析。
[0259] T-RFLP分析是指,通過(guò)用限制酶處理16S rRNA基因,將各細(xì)菌種間特異性的DNA的 片段(=〇TU)作為峰進(jìn)行檢測(cè),由各峰的存在比對(duì)菌群進(jìn)行分析的方法。0TU的峰的位置表 不菌種,面積值表不該菌的存在量。分析結(jié)果不于表3~6、圖1~4。
[0260] 表3中,顯示了對(duì)于CE組、WS組、CM組、DE組的各大鼠,作為細(xì)菌種間特異性的DNA片 段的0TU的種類和其存在比(%),及對(duì)由該0TU推斷的菌種進(jìn)行分析的結(jié)果。表3的第2行的 數(shù)字(5、7、10...)表示個(gè)體編號(hào),第3行的符號(hào)(CE-l、CE-2、CE-3...)表示該個(gè)體所屬的組 名和其為第幾號(hào)(大鼠個(gè)體名)。表中數(shù)字表示各0TU的存在比(% )。圖1為將表3進(jìn)行柱狀圖 化而成,橫軸為大鼠個(gè)體名,縱軸為存在比(% )。
[0261] 表4中顯示CE組、WS組、CM組、DE組的各大鼠中的0TU940存在比(% )。圖2為將表4進(jìn) 行柱狀圖化而成,橫軸為組名,縱軸為各組中0TU940的存在比(%)的平均值。0TU940為具有 Clostridium subcluster XlVa的特異性的DNA片段。如前所述,已發(fā)表了Clostridium subcluster XlVa針對(duì)作為難治性疾病的炎癥性腸疾病以及過(guò)敏等免疫異常,具有治愈以 及預(yù)防效果的研究成果。從表4及圖2可知,給予了WSCA(水溶性乙酸纖維素)的WS組中 0TU940存在比(% )顯著高于CE組、CM組、DE組,由此推測(cè)Clostridium subcluster XlVa在 腸內(nèi)顯著增殖。從該點(diǎn)可以強(qiáng)烈期待給予所述乙?;?cè)〈?.4~1.1的乙酸纖維素(低 取代度乙酸纖維素),對(duì)作為難治性疾病的炎癥性腸疾病以及過(guò)敏等免疫異常的治愈以及 預(yù)防效果。
[0262]另一方面,如前所述發(fā)表了提示0TU940在人的消化活動(dòng)中降低甲烷,增加氫的論 文。如果將包含所述乙酰基總?cè)〈?.4~1.1的乙酸纖維素(低取代度乙酸纖維素)的組合 物給予人、家畜,則腸道菌群中0TU940顯著增加,由此可以期待給予所述乙?;?cè)〈?0.4~1.1的乙酸纖維素(低取代度乙酸纖維素)有助于降低甲烷氣體而降低溫室效應(yīng)氣體, 并且可以強(qiáng)烈期待增加氫氣,降低內(nèi)臟的氧化應(yīng)激的效果。
[0263] 表5中,顯示對(duì)CE組、CM組、DE組、WS組的各大鼠,上述期待針對(duì)炎癥性腸疾病以及 免疫異常具有治愈以及預(yù)防效果的菌群[參考Nature,500,232-236(2013),2013年8月8日] 具有的特異性的 DNA 片段 0TU(即,0TU940、0TU106、0TU754、0TU955、0TU990、0TU494、0TU505、 0TU517、0TU369、0TU749、0TU650)的存在比(%)進(jìn)行分析的結(jié)果。表5的第2行的數(shù)字(5、7、 10...)表示個(gè)體編號(hào),第3行的符號(hào)(CE-l、CE-2、CE-3...)表示該個(gè)體所屬的組名和其為第 幾號(hào)(大鼠個(gè)體名)。表中數(shù)字表示各0TU的存在比(%)。圖3為將表5進(jìn)行柱狀圖化而成,橫 軸為組名,縱軸為各組中所述特定的OUT的總的存在比(% )的平均值。由表5及圖3可知,在 給予了 WSCA(水溶性乙酸纖維素)的WS組中,所述特定的0TU的存在比(% )高于CM組、DE組, 推測(cè)所述特定的細(xì)菌在腸內(nèi)顯著增殖。從該點(diǎn)也可以強(qiáng)烈期待給予WSCA(水溶性乙酸纖維 素)針對(duì)作為難治性疾病的炎癥性腸疾病以及過(guò)敏等免疫異常的治愈以及預(yù)防效果。
[0264] 表6中,顯示對(duì)于CE組、CM組、DE組、WS組的各大鼠,提供致癌性次級(jí)膽酸的細(xì)菌 (Clostridium cluster XI)[參考恥加代,499,97-101(2013),2013年7月4日]具有的特異 性的DNA片段0TU(0TU919及0TU338)的存在比(% )進(jìn)行分析的結(jié)果。表6的第2行的數(shù)字(5、 7、10...)表示個(gè)體編號(hào),第3行的符號(hào)(CE-l、CE-2、CE-3...)表示該個(gè)體所屬的組名和其為 第幾號(hào)(大鼠個(gè)體名)。表中數(shù)字表示各OTU的存在比(%)。圖4為將表6進(jìn)行柱狀圖化而成, 橫軸為組名,縱軸為各組中所述特定的OUT的總的存在比(% )的平均值。由表6及圖4可知, 在給予了WSCA(水溶性乙酸纖維素)的WS組中,所述特定的0TU的存在比(%)顯著低于CE組、 CM組、DE組,由此推測(cè)所述特定的細(xì)菌在腸內(nèi)顯著減少。從該點(diǎn),可以期待給予WSCA(水溶性 乙酸纖維素)對(duì)肝癌的發(fā)病的抑制效果。
[0269] 工業(yè)實(shí)用性
[0270] 本發(fā)明的營(yíng)養(yǎng)組合物及家畜飼料的中性脂肪的降低效果優(yōu)異。另外,與CMC等其它 水溶性纖維素衍生物相比,從對(duì)腸道溫和、難以引起腹瀉等安全性的方面優(yōu)異。另外,本發(fā) 明的脂質(zhì)代謝改善劑及家畜用的脂質(zhì)代謝改善劑的脂質(zhì)代謝改善作用優(yōu)異。以及,可以期 待本發(fā)明的炎癥性腸疾病和/或免疫異常的改善或預(yù)防劑,針對(duì)炎癥性腸疾病、免疫異常有 優(yōu)異的改善或預(yù)防效果。另外,對(duì)本發(fā)明的肝癌的預(yù)防和/或治療劑而言,肝癌的預(yù)防效果、 治療效果優(yōu)異。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 營(yíng)養(yǎng)組合物,其含有乙酷基總?cè)〈葹棣? 4~1.1的乙酸纖維素。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的營(yíng)養(yǎng)組合物,其中,所述乙酸纖維素是W下述定義的組成分布 指數(shù)(CDI)為2.0W下的乙酸纖維素, CDI = (組成分布半峰寬的實(shí)測(cè)值)/(組成分布半峰寬的理論值) 組成分布半峰寬的實(shí)測(cè)值:將乙酸纖維素(試樣)的殘存徑基全部丙酷化而得到的乙酸 丙酸纖維素,通過(guò)HPLC分析求出的組成分布半峰寬。 [數(shù)學(xué)式1] 組成分布半峰寬的理論值 么、-.注資 4 β 2 /ITx I) P W X (S 擊 5/-17''興'''''-巧 S7''資Τ' ./'D P W DS:乙酷基總?cè)〈? DPw:重均聚合度(使用將乙酸纖維素(試樣)的殘存徑基全部丙酷化而得到的乙酸丙酸 纖維素,通過(guò)GPC-光散射法求出的值)3. 家畜飼料,其含有乙酷基總?cè)〈葹?.4~1.1的乙酸纖維素。4. 脂質(zhì)代謝改善劑,其含有乙酷基總?cè)〈葹?.4~1.1的乙酸纖維素。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的脂質(zhì)代謝改善劑,其為家畜用。6. 炎癥性腸疾病和/或免疫異常的改善或預(yù)防劑,其含有乙酷基總?cè)〈葹?.4~1.1 的乙酸纖維素。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的炎癥性腸疾病和/或免疫異常的改善或預(yù)防劑,其為家畜用。8. 肝癌的預(yù)防和/或治療劑,其含有乙酷基總?cè)〈葹?.4~1.1的乙酸纖維素。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的肝癌的預(yù)防和/或治療劑,其為家畜用。
【文檔編號(hào)】A61P1/16GK105848500SQ201480069816
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2014年3月24日
【發(fā)明人】島本周, 中村敏和, 浮田靜, 中村強(qiáng), 山內(nèi)良子, 小林弘司
【申請(qǐng)人】株式會(huì)社大賽璐