一种用于改善慢性心力衰竭的复合膳食纤维补充剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于食品和医药领域,具体涉及一种用于改善慢性心力衰竭的复合膳食纤维补充剂及制备方法。所述的复合膳食纤维由木聚糖、葡甘露聚糖、果聚糖、抗性淀粉、豌豆纤维以及薯类纤维构成，该复合膳食纤维补充剂具有高产肠道短链脂肪酸，尤其是高产醋酸的特征。人体对本发明专利技术复合膳食纤维补充剂，具有人体耐受性极高，微生物可发酵性能良好的突出优势。本发明专利技术提供的复合膳食纤维补充剂经肠道微生物发酵，可生成高水平醋酸供给衰竭心脏细胞利用，从而改善衰竭心脏的能量供应状态，延缓心衰病情发展，提高心衰竭病人生活质量。提高心衰竭病人生活质量。提高心衰竭病人生活质量。

【技术实现步骤摘要】
一种用于改善慢性心力衰竭的复合膳食纤维补充剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于食品和医药领域,具体涉及一种用于改善衰竭心脏的能量供应状态，延缓心衰病情发展，提高心衰竭病人生活质量的复合膳食纤维补充剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]心力衰竭（heart failure）简称心衰，是指由于心脏收缩功能和（或）舒张功能发生障碍，不能将静脉回心血量充分排出心脏，导致静脉系统血液淤积，动脉系统血液灌注不足，从而引起心脏循环障碍症候群。心力衰竭并不是一个独立的疾病，而是心脏疾病发展的终末阶段，具有很高的发病率和死亡率，是一个全球性公共卫生问题。
[0003]心衰的病理生理基础是心脏能量代谢不能满足机体正常代谢需求所致。在过去的几十年里，虽然心力衰竭的基础研究取得了很大进展，但推向市场的抗心衰药物却没有真正的显著性进步【Heggermont WA, Papageorgiou AP, Heymans S, et al. Metabolic support for the heart:.Eur J Heart Fail. 2016 Dec;18(12):1420
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1429. doi: 10.1002/ejhf.678.】，心衰的发病率与死亡率仍在攀升，现有药物对患者生活质量和预期寿命的改善效果还远不能令人满意。
[0004]目前心衰治疗的基石包括 β
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受体阻滞剂、血管紧张素转换酶抑制剂（ACEI）、血管紧张素受体拮抗剂（ARB）、醛固酮受体拮抗剂（ MRAs）和利尿剂，总体目标在于减少心脏能耗和/或改善心脏收缩力。前者，如β
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受体阻滞剂通过降低心率减少心脏能耗，但却同时带来供能（氧气）水平下降的矛盾；后者，如ACEI能降低心脏前后负荷，增加心血输出量（徐 予, 朱中玉, 刘煜昊 主编. 实用心力衰竭学.河南科学技术出版社 2016. Kindle 版2839.；），但同时也增加了本来能量受损的衰竭心脏的能量需求（He Yanan et al., Energy metabolism disorders and potential therapeutic drugs in heart failure, Acta Pharmaceutica Sinica B, https://doi.org/10.1016/j.apsb.2020.10.007）。显然，当今心衰药物治疗的基本方案，都不是从心脏能量代谢障碍的角度出发解决衰竭心脏的能量匮乏问题。
[0005]心脏是一个高度消耗能量的器官，必须持续高效地供应能量才能维持它的正常功能。在正常情况下，心脏可以利用多种基质，例如葡萄糖、脂质、氨基酸和酮体提供能量以维持正常的心跳。在成年人的心脏中，占60%～90%的能量来源于脂肪酸，其余10%～40%来源于葡萄糖、氨基酸、丙酮酸、乳酸、酮体等【Heggermont WA, Papageorgiou AP, Heymans S, van Bilsen M.Metabolic support for the heart: . Eur J Heart Fail 2016;18:1420
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1429】。但随着生命周期生理、病理和外部环境的变化，心脏对不同基质的偏好却会发生很大变化。
[0006]衰竭心脏细胞线粒体外膜上的长链脂肪酸（LCFA）转运蛋白（肉碱棕榈酰转移酶，CPT 1）活性降低，导致线粒体摄取的长链脂肪酸数量不足，氧化LCFA生成ATP的产量减少。
与此同时，衰竭心脏细胞葡萄糖利用的多个环节也发生障碍，致使葡萄糖氧化效率低下，能量产量进一步降低，最终引发失代偿和能量饥饿。（Carley AN, Maurya SK, Fasano M, Wang Y, et al. Short
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Chain Fatty Acids Outpace Ketone Oxidation in the Failing Heart. Circulation. 2021 .143(18):1797
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1808.）。心脏能适应多种能量底物，选择能绕开衰竭心脏受损能量代谢途径的替代底物，补救受损心脏的能量代谢，是当前广受关注的重建心脏代谢策略。

技术实现思路

[0007]短链脂肪酸(SCFA)都不受心脏细胞CPT1的抑制，可通过自由扩散穿过线粒体膜，直接进入线粒体进行氧化代谢。例如，动物实验证明，短链脂肪酸中的丁酸可以抵消心衰模型小鼠长链脂肪酸氧化的损失【Carley AN, Maurya SK, Fasano M, Wang Y, et al. Short
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Chain Fatty Acids Outpace Ketone Oxidation in the Failing Heart. Circulation. 2021 .143(18):1797
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1808.】，可见，短链脂肪酸是重建衰竭心脏能量代谢值得重视的底物。在这方面，利用膳食纤维肠道发酵生成高水平短链脂肪酸的策略，是重建衰竭心脏能量代谢值得重视的新手段，这表现在：首先，心衰病人肠道微生物菌群的突出特征，是纤维摄入量过低造成肠道纤维降解菌占比例显著低于常人【Mayerhofer CCK, Kummen M, Holm K,et al. Low fibre intake is associated with gut microbiota alterations in chronic heart failure. ESC Heart Fail. 2020 Apr;7(2):456
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466. doi: 10.1002/ehf2.12596.】，因此，大幅提高膳食纤维的摄入量是改善心衰的可能手段。
[0008]其次，脂肪酸进入线粒体首先需要经过β
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氧化过程，即依次氧化断裂为两个碳的乙酰辅酶A单元，才能进入三羧酸循环彻底氧化为CO2和水并产生能量（ATP）。膳食纤维肠道发酵生成的短链脂肪酸当中，主产物醋酸进入线粒体无需β
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氧化即直接活化为乙酰辅酶A，然后进入三羧酸循环氧化产能。节省β
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氧化过程耗氧量，醋酸每消耗一个氧原子可产出ATP分子2.7个，明显高于所有其它脂肪酸（2.2—2.5之间），接近葡萄糖水平（3.17）。醋酸高效的能量生产效率有利于降低心肌耗氧量。
[0009]第三，临床容易解决向心脏细胞大量、均衡供应醋酸的问题。作为心脏的能量替代底物，必须有大量，均衡、持续供应的解决方案才能满足要求。肠道微生物发酵膳食纤维生成以醋酸、丙酸、丁酸为主成分的短链脂肪酸，其中醋酸产量最高，约为丙酸、丁酸的3倍，且不被肠道上皮细胞利用，也很少被肝脏细胞代谢消耗（肝脏本身可生成醋酸），所以肠源醋酸能大量送达包括心脏在内的远端器官。显然，通过肠道发酵有可能实现向心脏细胞大量、均衡供应醋酸，满足重建心脏能量代谢的特殊生理要求。肠道微生物发酵膳食纤维生成短链脂肪酸（醋酸、丙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于改善慢性心力衰竭的复合膳食纤维补充剂，其特征在于，具体组成包括木聚糖、葡甘露聚糖、果聚糖、抗性淀粉、豌豆纤维以及薯类纤维；其中，所述的木聚糖选用木聚糖含量不低于40%的谷物麸皮为来源或选用纯化的水不溶性木聚糖；所述的复合膳食纤维补充剂由上述膳食纤维成分按如下重量比例混合而成，具体为：选用谷物麸皮为木聚糖来源时，则木聚糖和葡甘露聚糖两者占比>15%，w/w；选用纯化的水不溶性木聚糖配制时，则木聚糖和葡甘露聚糖两者占比>40%， w/w；果聚糖用量在纤维总量5～15%范围内；抗性淀粉的用量在纤维总量3～10%范围内；豌豆纤维和红薯纤维两者占比不超过10%， w/w。2.根据权利要求1所述的用于改善慢性心力衰竭的复合膳食纤维补充剂，其特征在于，所述的木聚糖选用木聚糖含量不低于40%的谷物麸皮为来源时，选用的谷物麸皮包括小麦麸，玉米皮，米糠，所述的谷物麸皮经过处理破坏木质素，再经机械破碎增大比表面积，充分改善可酶解性，所得制品的木聚糖含量不低于40%，其中可酶解木聚糖>80%。3.根据权利要求1所述的用于改善慢性心力衰竭的复合膳食纤维补充剂，其特征在于，所述的纯化的水不溶性木聚糖，其木聚糖含量>80%，能被木聚糖酶充分酶解。4.根据权利要求1所述的用于改善慢性心力衰竭的复合膳食纤维补充剂，其特征在于，所述的葡甘露聚糖，选用从魔芋属植物块茎纯化，商品化生产的魔芋胶，或者从某些豆科植物种子纯化，商品化生产的半乳甘露聚糖。5.根据权利要求1所述的用于改善慢性心力衰竭的复合膳食纤维补充剂，其特征在于，所述的果聚糖，选用来自菊科植物块根以贮藏多糖形式存在的纯化物，包括以菊苣，菊芋块根商品化生产的菊粉。6.根据权利要求1所述的用于改善慢性心力衰竭的复合膳食纤维补充剂，其特征在于，所述的豌豆纤维为豌豆子叶纤维，即脱皮豌豆子叶进行淀粉加工所得的残渣，经酶法脱淀粉，超微粉碎后使用；所述的薯类纤维为高活性红薯纤维，是红薯淀粉加工后所剩余的残渣，经酶法脱淀粉，超微粉碎后使用。7.根据权利要求6所述的用于改善慢性心力衰竭的复合膳食纤维补充剂，其特征在于，所述的豌豆纤维或高活性红薯纤维的具体制备方法如下：（1）除重杂：取新鲜无霉变、干燥的豌豆渣或红薯渣原料，投入10
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15倍重量的清水，缓慢搅拌浮选去除沉淀至容器底部的重杂物，离心脱水，得到含水率＜60%的纤维物料；（2）脱淀粉与蛋白：将以上所得纤维物料投入5
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7倍重量的清水中，调节pH值为6.0
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6.5，以酶:纤维物料为1:1000的重量比加入高温α
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淀粉酶，加热至90℃保温，缓慢搅拌水解1
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1.5小时；降温至52℃，并调节pH值至6 .8
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7 .0，以酶:纤维物料为1
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2:1000的重量比加入中性蛋白酶，于48
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52℃恒温酶解1小时，然后通过过滤式离心或挤压脱水方式对纤维物料脱水再用清水搅拌洗涤两次，得到净化纤维物料；（3）超微细化：净化纤维物料先经胶体磨磨细，再用超高压均质机进行超微化处理，得到可形成稳定悬浊液的超细微粒，超细微粒的粒径在100
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1000目之间；（4）干燥：将以上超细微粒悬浊液干燥，即得豌豆纤维超微粉或高活性红薯纤维。8.根据权利要求1所述的用于改善慢性心力衰竭的复合膳食纤维补充剂，其特征在于，所述的水不溶性木聚糖的提取方法，包括如下步骤：(1)浸提：取无霉变、干燥的木质纤维材料原料100重量份，经过破碎后投入到其重量8
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12倍量、质量分数为8%
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20%的氢氧化钠溶液中浸泡0.5
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【专利技术属性】
技术研发人员：张永宁，张永昌，卢艺芳，赖仁兴，张永泰，唐志强，申正荣，张厚瑞，
申请(专利权)人：桂林古膳食品科技有限公司，
类型：发明
国别省市：