植物糖原纳米颗粒及其制造方法技术

技术编号:13252498 阅读:64 留言:0更新日期:2016-05-15 15:48
提供了一种纯化自含植物糖原的植物材料的植物糖原纳米颗粒的组合物。植物糖原纳米颗粒的组合物是单分散性的。提供了一种从含植物糖原的植物材料分离组合物的方法,其包括微滤和超滤的步骤,但是避免了使用降解植物糖原材料的化学处理、酶处理或热处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的引证本申请要求2013年4月26日提交的美国专利申请61/816686的优先权,并且其内容由此以其整体并入。
本专利技术涉及植物糖原(phytoglycogen)纳米颗粒以及生产植物糖原纳米颗粒的方法。
技术介绍
植物糖原和糖原是由1,4-葡聚糖链组成的葡萄糖多糖,其通过α-1,6-葡萄糖苷键高度支化,其在植物动物细胞中发挥储能介质的作用。糖原以直径为20-200nm的致密颗粒的形式存在于动物组织中。糖原也发现积累在微生物中,例如细菌和酵母菌。植物糖原是一种在结构和物理性质上与糖原相似的多糖,并且起源于植物。糖原和植物糖原被认为是“高度分散的”或非均质材料。对于已知的制剂,糖原典型地具有处于106和108道尔顿之间的分子量,具有相应的大的多分散性。动物和植物组织以及提取的糖原/植物糖原制剂的透射电子显微镜(TEM)观察已经揭示了这些多糖的微粒性质。常报道的糖原或植物糖原的颗粒直径处于20-300nm的范围内并且具有连续或多峰(multimodal)尺寸分布。20-30nm的小颗粒被称为β-颗粒,而100-300nm的大颗粒被称为α-颗粒。认为,α-颗粒是由β-颗粒聚集(aggregation)或群聚(clustering)组成的[1]。已经开发了各种方法从活有机体中分离糖原和植物糖原,最常见的是为了量化生物样品中积累的总糖原的量,并且偶尔为了将糖原在应用中用作产品。最常用的方法是从动物组织、特别是从海洋动物、尤其是软体动物提取,因为它们有能力积聚糖原。例如,美国专利5,734,045公开了通过使用热碱提取、随后使用阳离子树脂中和并处理所产生的溶液从蚌类制备不含蛋白质的糖原的方法。例如,在专利申请WO/1997/021828所描述的,糖原也可以通过酵母菌发酵来生产。美国专利7,670,812描述了一种通过使酶的混合物与低分子量糊精接触生物合成生产糖原样多糖的方法。甜玉米和香稻可作为糖原的来源;参见例如专利申请EP0860448B1,其描述了从香稻粒分离糖原的方法。糖原/植物糖原分离的主要步骤通常包括:通过粉碎/研磨/碾磨等破碎生物质;将糖原提取到水相中;通过过滤和/或离心分离不溶性固体颗粒;消除微细分散或溶解的脂质、蛋白质和低分子量污染物;和浓缩并干燥。为了提高第二提取步骤中糖原的收率,通常在提高的温度下和/或使用碱性溶液或酸性溶液进行提取。此种工艺包括使用热的浓(20-40%)碱溶液[2,3]、冷酸[4]或沸水[5]对研细的生物材料进行初始处理。在糖原分离/纯化的常规方法中使用的工序导致糖原结构的大量水解、低分子量产物的显著增加和分子的化学改变。已经开发了各种较温和的提取工序,诸如冷水提取[6],并且得到的产物据称接近天然状态的糖原的表现度。但是,已知由冷水提取法生产的糖原制剂是高度多分散的[7,1]。已知有多种方法用于进行从精细分散的蛋白质、脂质、核酸和其他多糖中纯化粗制糖原提取物的步骤。可以通过使用脱氧胆酸盐(DOC)、三氯乙酸(TCA)、多价阳离子和/或酶处理(蛋白酶、核酸酶)的选择性沉淀来除去蛋白质和核酸。还已经使用通过将蛋白质盐析出来(例如使用硫酸铵)或通过离子交换以去除蛋白质的方法。蛋白质去除的另一种常用方法是热凝固,通常在65-100℃,随后离心或过滤。高压灭菌法(121℃,1atm)也已经被用来凝固蛋植物糖原提取物中的蛋白质[8]。另外,可以使用酚水提取法除去蛋白质和脂质。国际专利申请公开号WO2013/019977(Yao)教导了一种获得包括植物糖原的提取物的方法,其包括超滤,但是也使水性提取物经受酶处理,这同时降解了植物糖原及其他多糖。Yao提取了一种降低植物糖原粘度的方法,其通过使植物糖原经受β-淀粉分解,即使用β-淀粉酶进行酶促水解。通过Yao的方法产出的“经纯化的植物糖原”不仅包括植物糖原,而且包括植物原的衍生物,衍生物包括β-糊精和其他多糖的消化产物。Yao的方法进一步包括将提取物加热至100℃(参见Yao的实施例1)。美国专利5,895,686公开了一种用于通过水或含水溶液(在室温下)从水稻提取植物糖原的方法,并且通过热变性和TCA沉淀除去蛋白质。产物具有多峰分子量分布,相应地具有高多分散性和大水溶液粘度。这些性质可归因于来自植物材料的糖原制剂中大量支链淀粉和直链淀粉的存在,还归因于糖原提取过程中糖原的降解。美国专利5,597,913和5,734,045描述了产生基本不含含氮化合物和还原糖的糖原的工序,指示了其不含蛋白质和核酸的纯度。这些专利教导了选定组织在高pH溶液中沸腾的使用。转让给本专利技术的拥有人的美国专利申请公开号US20100272639A1提供了一种用于从细菌和贝类生物质中分离糖原的方法。细菌被教导为是优选的,因为可以进行方法以获得不具有其他大分子量多糖(诸如支链淀粉和直链淀粉)并且不含与贝类或动物组织有关的致病细菌、寄生虫、病毒和朊病毒的生物质。所公开的方法大体包括步骤:通过法式按压(Frenchpressing)或通过化学处理进行细胞瓦解(disintegration);通过离心分离不溶性细胞组分;通过酶处理、随后渗析从细胞裂解物中除去蛋白质和核酸,其产生含有粗制多糖和脂多糖(LPS)的提取物或,可替代地,酚-水提取;通过弱酸水解或通过多价阳离子的盐的处理(其引起不溶性LPS产物的沉淀)消除LPS;和通过超滤和/或尺寸排阻色谱法纯化富集了糖原的级分;和使用适合的有机溶剂沉淀糖原或可以通过超滤或超速离心法获得浓缩的糖原溶液;和冷冻干燥以产生糖原的粉末。从细菌生物质分离出的糖原的特点是MWt5.3-12.7x106Da,具有直径为35-40nm的颗粒尺寸并且是单分散性的(PDI=Mn/Mw=1.007-1.03)。
技术实现思路
在一个实施方式中,描述了一种从含有植物糖原的植物材料中获得植物糖原纳米颗粒的组合物,通过动态光散射(DLS)测定,该植物糖原纳米颗粒具有小于0.3的多分散指数。在一个实施方式中,通过DLS测量,植物糖原纳米颗粒具有小于0.2的多分散指数。在一个实施方式中,通过DLS测量,植物糖原纳米颗粒具有小于0.1的多分散指数。在一个实施方式中,植物糖原纳米颗粒具有约30nm至约150nm之间的平均颗粒直径。在一个实施方式中,植物糖原纳米颗粒具有约60nm至110nm之间的平均颗粒直径。在一个实施方式本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种组合物,包含获自含有植物糖原的植物材料的植物糖原纳米颗粒,通过动态光散射(DLS)测量,所述植物糖原纳米颗粒具有小于0.3的多分散指数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.04.26 US 61/816,6861.一种组合物,包含获自含有植物糖原的植物材料的植物糖原纳米颗
粒,通过动态光散射(DLS)测量,所述植物糖原纳米颗粒具有小于
0.3的多分散指数。
2.根据权利要求1所述的组合物,其中,通过DLS测量,所述植物糖
原纳米颗粒具有小于0.2的多分散指数。
3.根据权利要求2所述的组合物,其中,通过DLS测量,所述植物糖
原纳米颗粒具有小于0.1的多分散指数。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物,其中,所述植物糖原
纳米颗粒具有约30nm和约150nm之间的平均颗粒直径。
5.根据权利要求4所述的组合物,其中,所述植物糖原纳米颗粒具有
约60nm和110nm之间的平均颗粒直径。
6.根据权利要求4所述的组合物,其中,所述组合物基于干重包含多
于80%的具有约30nm和50nm之间的平均颗粒直径的植物糖原纳
米颗粒。
7.根据权利要求6所述的组合物,其中,所述组合物基于干重包含多
于90%的具有约30nm和150nm之间的平均颗粒直径的植物糖原纳
米颗粒。
8.根据权利要求7所述的组合物,其中,所述组合物基于干重包含多
于99%的具有约30nm和150nm之间的平均颗粒直径的植物糖原纳
米颗粒。
9.根据权利要求5所述的组合物,其中,所述组合物基于干重包含多
于80%的具有约60nm和110nm之间的平均颗粒直径的植物糖原纳
米颗粒。
10.根据权利要求9所述的组合物,其中,所述组合物基于干重包含多
于90%的具有约60nm和110nm之间的平均颗粒直径的植物糖原纳
米颗粒。
11.根据权利要求10所述的组合物,其中,所述组合物基于干重包含多
于99%的具有约60nm和110nm之间的平均颗粒直径的植物糖原纳
米颗粒。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的组合物,其中,所述含有植物
糖原的植物材料是获自玉米、水稻、大麦、高粱或它们的组合。
13.根据权利要求12所述的组合物,其中,所述含有植物糖原的植物材
料是标准型(su)或含糖增量剂(se)型甜玉米。
14.根据权利要求12或13所述的组合物,其中,所述含有植物糖原的
植物材料获自乳熟期或凹陷期玉米粒。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的组合物,其中,所述组合物是
粉末。
16.根据权利要求1至14中任一项所述的组合物,其中,所述组合物是
所述植物糖原纳米颗粒的含水分散体。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的组合物作为成膜剂的用途。
18.根据权利要求1至16中任一项所述的组合物作为药物递送剂的用
途。
19.一种生产单分散性植物糖原纳米颗粒的方法,...

【专利技术属性】
技术研发人员:安东·科列涅夫斯基埃尔兹塞贝特·帕普绍博约翰·罗伯特·达彻奥列格·斯图卡洛夫
申请(专利权)人:奇迹连结生物技术公司
类型:发明
国别省市:加拿大;CA

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