中国科学院微生物研究所
技术转移转化中心

                                   

                   

毒胶囊原料终结者-普鲁兰多糖获批药用辅料

6月12日,国家药典委员会批准普鲁兰多糖作为药用辅料并对辅料标准进行了公示,这是继去年8月份,国家批准普鲁兰多糖作为空心胶囊原料,普鲁兰多糖在医药领域应用的继续推进。

  普鲁兰多糖具有广泛的应用价值及巨大的经济效益,很多国家在上世纪70年代就已经开始对普鲁兰多糖进行研究,1982年日本林原生化研究所采用葡萄糖或蔗糖作为碳源发酵,将普鲁兰多糖投入工业化生产,至今国际市场上仍然处于垄断地位。我国对普鲁兰多糖研究始于80年代初期,大多一直停留在实验室阶段,由于优良菌种的筛选以及生产技术落后的制约,导致原料利用率低,多糖提取成本高,一直难以较大规模生产,且同发达国家相比,我国普鲁兰多糖的品质普遍不高。相当长的一段时间内,普鲁兰多糖的开发都集中于寻求较为廉价的发酵碳源及对发酵条件的优化,优良菌种的筛选等。中国科学院微生物研究所技术转移转化中心不断攻克生产上的一些技术壁垒,并以玉米浆(制玉米淀粉的副产物)为原料,优化发酵和提取工艺,完成了普鲁兰多糖的整套工业化技术开发,使普鲁兰多糖不论在产量,质量还是生产成本上,都呈现后来居上之势,优势明显。本项目和中科鸿基生物有限公司合作并已完成生产线建设,顺利实施后有望打破目前普鲁兰的国际公司垄断局面,改变因普鲁兰价格较贵且商品稀缺的现状,极大地推动这种新型多功能糖在多领域的广泛应用,为食品,保健品,药品等提供质量和安全保障。

  普鲁兰多糖是出芽短梗霉发酵玉米浆生产的一种线性胞外多糖。特殊的连接方式和分子构造,使其具有独特的理化性质,如黏附性,可塑性,可降解,阻氧性,成膜性及安全无毒等。这些特点使得普鲁兰多糖在医药保健,食品,化妆品等领域的应用越来越引起广泛重视。

  在医药保健品工业领域,普鲁兰多糖可用于加工制作成药用空心胶囊。大家通常接触的胶囊是明胶做的,明胶是从动物的皮,骨里面提取出来的,存在氨基酸交联,重金属残留等风险,加上欧洲人对疯牛病的恐惧及2012年“毒胶囊”事件曝光,人们对明胶胶囊产生了排斥。有厂家推出羟丙甲纤维素(HPMC)胶囊,但其在脆碎度,阻氧率及崩解时间上仍需改进。普鲁兰多糖的突出特点是成膜性好,其阻氧性是HPMC胶囊的250倍,明胶胶囊的9倍,能更好地避免药品被氧化,并且无氨基酸发生交联的风险,即使高温下化学性质稳定,释药速度稳定,个体差异较小,是纤维素和淀粉无法比拟的。普鲁兰多糖空心胶囊还顺应了当今崇尚自然的消费群体,区别于传统动物源性胶囊,获得国际穆斯林、犹太教和素食协会的认可,利于国内药品保健品的出口。此外,普鲁兰多糖还可用于包衣剂的生产,可增加片剂成分的粘结强度,提高耐冲击性,防止破裂;提高阻氧性和药品稳定性。把普鲁兰多糖和药物混合,制成微囊或微粒,药物能在胃肠预定区域溶解,缓缓释放内含物,提高药效。

  普鲁兰多糖结构中α-1,6-糖苷键不能被人体内的消化酶分解,所以在人体中消化极为缓慢,不易被吸收,只能通过肠道排出。用其作为食品添加剂,具备类似于膳食纤维低热量的特性,还能改善食品的口感和品质,不会导致高血压,肥胖等症。日本,欧盟,加拿大,澳大利亚都批准为其食品添加剂。2006年我国卫生部发布公告,正式将普鲁兰多糖批准为食品添加剂。豆制品,肉制品,糕点,糖果及巧克力中添加普鲁兰多糖可显著改善食品品质,口感,风味和成型性。在果汁饮料中,使用普鲁兰多糖可适度增加浓郁感,滑润,分散性好,稳定性增强。近年来还发现,普鲁兰多糖能使体内双歧杆菌增殖,改善和治疗便秘。

  除了食品添加剂,普鲁兰多糖用于食品保鲜更是效果突出。普鲁兰水溶液浸泡或喷雾鸡蛋,能防止鸡蛋因局部受力破损,阻止微生物和空气侵入,保鲜蛋白蛋黄;对水果如苹果,芒果,柑橘等进行涂膜保鲜能有效阻止腐烂,减少营养成分损失。以荔枝的保鲜为例,由于荔枝采摘后极易褐变、腐烂、变质,传统采用物理和化学方法进行保鲜,如二氧化硫熏蒸处理,亚硫酸盐溶液处理,化学杀菌剂浸泡处理,这些保鲜方法成本低,但所用物质有毒性,对人体有害。采用普鲁兰多糖涂膜液保鲜荔枝,夏季35度环境下保鲜84小时,比未处理延长72小时。5度环境下较未处理延长16天,并且比传统药物法保鲜效果好,优势非常明显。普鲁兰多糖应用于海产品的保鲜,不仅可抑制海生物体内酶活性,还能防止水分挥发。另外,普鲁兰多糖制成的薄膜透明无色,无臭无毒,具有韧性,抗油性,能食用,可用做食品包装,其光泽,强度,耐折性能都比高链淀粉制得的薄膜好。

  普鲁兰多糖作为生物多糖,安全无毒,具有很好的黏附性,润滑性,保湿抗氧化性,能够隔离静电,灰尘,保护皮肤不受外界伤害。因此普鲁兰多糖在化妆品领域的应用也越来越受到重视。用于化妆品中,在价格方面远比相似用途的透明质酸要低廉的多,但其效果却相差无几,且溶液长期稳定,无“老化”现象,不易受pH值或各种盐类影响,这有利于在不同的化妆品配方中使用,具有很好的配伍性。普鲁兰多糖形成的薄膜还具有一定的拉伸强度,在膏霜中应用可起到拉伸皮肤、除皱的显著功效。添加普鲁兰多糖的面膜易去除、好清洗,可有效去除皮肤表面死细胞,深层清洁皮肤。目前国内外,已经在化妆品中添加普鲁兰多糖的品牌包括海蓝之谜、雅诗兰黛、伊丽莎白雅顿、SK-Ⅱ、芳凯尔、水芝澳、香缇卡、屈臣氏、梦妆、东洋之花等。

  此外,普鲁兰多糖还可用于污水处理及化工领域。由于普鲁兰多糖的高分子结构,作为微生物絮凝剂,具有超强的非选择性吸附能力,采用分子间架桥方式吸附胶体颗粒,色度和有毒物质,从而净化水质,与其他有机或无机高分子絮凝剂相比,普鲁兰多糖具备无二次污染、无毒无害等优点。