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CN111345345A - 戊糖片球菌的用途 - Google Patents

戊糖片球菌的用途 Download PDF

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CN111345345A
CN111345345A CN201811573509.XA CN201811573509A CN111345345A CN 111345345 A CN111345345 A CN 111345345A CN 201811573509 A CN201811573509 A CN 201811573509A CN 111345345 A CN111345345 A CN 111345345A
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刘松玲
苏敦
肖晨
吴思华
赵柳馨
赵山岑
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Shenzhen Huada Agricultural Application Research Institute
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Shenzhen Huada Sansheng Garden Technology Co ltd
Shenzhen Huada Agricultural Application Research Institute
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Abstract

本发明提出了戊糖片球菌在制备药物、食品、食品添加剂或保健品中的用途，所述药物、食品、食品添加剂或保健品用于治疗或预防二型糖尿病，所述戊糖片球菌于2015年02月02日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.10511。戊糖片球菌JQI‑7具有十分优异的治疗或预防二型糖尿病的功能，戊糖片球菌JQI‑7制备的药物、食品、食品添加剂或保健品可以显著降低二型糖尿病中的胰岛素抵抗，提高胰岛素敏感性，从而显著降低空腹血糖，缓解糖尿病引起的体重降低的症状。

Description

戊糖片球菌的用途
技术领域
本发明涉及微生物领域，具体地，本发明涉及戊糖片球菌在制备药物、食品、食品添加剂或保健品中的用途；戊糖片球菌在治疗或预防二型糖尿病中的用途以及戊糖片球菌发酵酸牛乳或戊糖片球菌片剂在治疗或预防二型糖尿病中的用途。
背景技术
二型糖尿病也称为胰岛素依赖性糖尿病，是由于胰岛素抵抗及胰岛素分泌不足引起的，占糖尿病总人数的90％以上。高糖高脂饮食以及运动量减少引起的物质及能量摄入过量，进而造成代谢失调是引起二型糖尿病的主要因素。持续的能量和物质的摄入过量引起胰岛素抵抗，造成葡萄糖、脂类及氨基酸转运、合成及储存能力降低，进而引起的血糖升高和体重严重下降，是二型糖尿病的重要症状，也是造成二型糖尿病加重及引起更多并发症的主要原因。因此，降低胰岛素抵抗性，增加胰岛素敏感性是治疗或预防二型糖尿病的重要关键所在。
益生菌是指，充足数量的活的微生物对宿主产生一种或多种特殊且经过论证的功能性健康益处的一类微生物的总称(WHO，2011)。目前，益生菌已广泛应用于生物工程、农业、食品安全及生命健康领域。
益生菌与二型糖尿病的关系是科研工作者十分关注的问题，因为如果能够发现一株可以治疗或预防二型糖尿病的益生菌，该株益生菌将会对人类的生活和健康产生深远的影响。
发明内容
本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：
戊糖片球菌作为一种重要的益生乳酸菌，在先的中国专利申请《戊糖片球菌JQI-7及其应用》(申请号：201510941026.0)公开了一株戊糖片球菌JQI-7(CGMCC No.10511)的耐酸耐胆盐的性质以及该菌在制备调节血脂的食品或药物中的用途。但该菌株进一步的治疗用途，也是科研工作者非常感兴趣的问题。发明人通过大量的实验研究惊喜地发现，戊糖片球菌JQI-7具有十分优异的治疗或预防二型糖尿病的功能，补充戊糖片球菌JQI-7可以显著降低二型糖尿病中的胰岛素抵抗，提高胰岛素敏感性，从而显著降低空腹血糖，缓解糖尿病引起的体重降低的症状。
为此，在本发明的第一方面，本发明提出了戊糖片球菌在制备药物、食品、食品添加剂或保健品中的用途，所述药物、食品、食品添加剂或保健品用于治疗或预防二型糖尿病，所述戊糖片球菌于2015年02月02日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.10511，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，分类命名为Pediococcus pentosaeus。为了便于描述，本申请中将该菌株称为戊糖片球菌JQI-7。迄今为止，现有技术中尚未发现能够改善二型糖尿病症状的戊糖片球菌。根据本发明实施例的戊糖片球菌JQI-7具有十分优异的治疗或预防二型糖尿病的功能，戊糖片球菌JQI-7制备的药物、食品、食品添加剂或保健品可以显著降低二型糖尿病中的胰岛素抵抗，提高胰岛素敏感性，从而显著降低空腹血糖，缓解糖尿病引起的体重降低的症状。
在本发明的第二方面，本发明提出了戊糖片球菌在治疗或预防二型糖尿病中的用途，所述用途用于非治疗目的，如用于科学研究或养生保健等，所述戊糖片球菌于2015年02月02日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCCNo.10511。根据本发明实施例的戊糖片球菌JQI-7具有十分优异的治疗或预防二型糖尿病的功能，可以显著降低二型糖尿病中的胰岛素抵抗，提高胰岛素敏感性，从而显著降低空腹血糖，缓解糖尿病引起的体重降低的症状。
根据本发明的实施例，上述用途还可进一步包括如下附加技术特征至少之一：
根据本发明的实施例，所述治疗或预防二型糖尿病包括下列的至少之一：降低空腹血糖；改善体重降低的症状。发明人发现，所述戊糖片球菌JQI-7具有十分优异的治疗或预防二型糖尿病的功能，戊糖片球菌JQI-7及其制备的药物、食品、食品添加剂或保健品可以显著降低空腹血糖，缓解糖尿病引起的体重降低的症状。
根据本发明的实施例，所述治疗或预防二型糖尿病是通过下列的至少之一实现的：降低胰岛素抵抗系数；提高胰岛素敏感系数。发明人发现，所述戊糖片球菌JQI-7具有十分优异的治疗或预防二型糖尿病的功能，戊糖片球菌JQI-7及其制备的药物、食品、食品添加剂或保健品可以显著降低二型糖尿病中的胰岛素抵抗，提高胰岛素敏感性，进而显著降低空腹血糖，缓解糖尿病引起的体重降低的症状。
在本发明的第三方面，本发明提出了戊糖片球菌发酵酸牛乳或戊糖片球菌片剂在治疗或预防二型糖尿病中的用途，所述用途用于非治疗目的，如用于科学研究或养生保健等，所述戊糖片球菌发酵酸牛乳或戊糖片球菌片剂包含戊糖片球菌，所述戊糖片球菌于2015年02月02日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.10511。根据本发明实施例的戊糖片球菌发酵酸牛乳或戊糖片球菌片剂可以显著降低二型糖尿病中的胰岛素抵抗，提高胰岛素敏感性，从而显著降低空腹血糖，缓解糖尿病引起的体重降低的症状
根据本发明的实施例，上述用途还可进一步包括如下附加技术特征至少之一：
根据本发明的实施例，所述治疗或预防二型糖尿病包括下列的至少之一：降低空腹血糖；改善体重降低的症状。发明人发现，所述戊糖片球菌发酵酸牛乳或戊糖片球菌片剂可以显著降低空腹血糖，缓解糖尿病引起的体重降低的症状。
根据本发明的实施例，所述治疗或预防二型糖尿病是通过下列的至少之一实现的：降低胰岛素抵抗系数；提高胰岛素敏感系数。发明人发现，所述戊糖片球菌发酵酸牛乳或戊糖片球菌片剂可以显著降低二型糖尿病中的胰岛素抵抗，提高胰岛素敏感性，进而显著降低空腹血糖，缓解糖尿病引起的体重降低的症状。
根据本发明的实施例，所述戊糖片球菌发酵酸牛乳是由戊糖片球菌菌粉、奶粉以及发酵剂制备获得的。
根据本发明的实施例，所述发酵剂包括保加利亚乳杆菌菌粉以及嗜热乳杆菌菌粉。在一些实施例中，基于所述戊糖片球菌发酵酸牛乳的总重量，所述保加利亚乳杆菌菌粉和所述嗜热乳杆菌菌粉的总重量为0.3～0.5％。根据本发明实施例的戊糖片球菌发酵酸牛乳的营养价值更高。
根据本发明的实施例，基于所述戊糖片球菌发酵酸牛乳的总重量，所述戊糖片球菌菌粉的总重量为0.5～1.5％。根据本发明实施例的戊糖片球菌发酵酸牛乳中戊糖片球菌的含量高，可以进一步改善二型糖尿病的症状。
根据本发明的实施例，所述戊糖片球菌菌粉中所述戊糖片球菌的含量为1.0×108～1×1010CFU/g。根据本发明实施例的戊糖片球菌发酵酸牛乳中戊糖片球菌的含量高，可以进一步改善二型糖尿病的症状。
根据本发明的实施例，所述戊糖片球菌发酵酸牛乳是通过如下方式制备获得的：1)将所述奶粉与水进行第一混合、均质、灭菌以及第一冷却处理，其中，所述灭菌是在120～122℃的条件下进行250～350s，所述第一冷却处理后的温度为40～45℃；2)向第一冷却处理产物中加入活化好的所述发酵剂进行发酵处理，其中，所述发酵处理是在40～45℃的条件下进行8～12h；3)将发酵处理产物进行第二冷却处理，并将第二冷却处理产物与所述戊糖片球菌菌粉进行第二混合处理，以便获得所述戊糖片球菌发酵酸牛乳。通过上述方式制备获得的戊糖片球菌发酵酸牛乳营养价值高，戊糖片球菌的含量和活性高，可以进一步有效改善二型糖尿病的症状。
根据本发明的实施例，所述戊糖片球菌片剂包括：戊糖片球菌冻干粉、膳食纤维、山梨糖醇以及硬脂酸镁。进而，根据本发明实施例的戊糖片球菌片剂方便保存以及给药，
根据本发明的实施例，所述戊糖片球菌冻干粉中所述戊糖片球菌的含量为1.0×108～1×1010CFU/g。根据本发明实施例的戊糖片球菌片剂中戊糖片球菌的含量高，可以进一步有效改善二型糖尿病的症状。
根据本发明的实施例，所述戊糖片球菌冻干粉为23～27重量份，所述膳食纤维为23～27重量份，所述山梨糖醇为8～12重量份，所述硬脂酸镁为3～7重量份。根据本发明实施例的戊糖片球菌片剂方便保存以及给药，可以进一步有效改善二型糖尿病的症状。
附图说明
图1是根据本发明实施例的给药期间不同组SD大鼠体重变化示意图；
图2是根据本发明实施例的给药期间不同组SD大鼠空腹血糖水平示意图；
图3是根据本发明实施例的给药后不同组SD大鼠胰岛素抵抗水平示意图；以及
图4是根据本发明实施例的给药后不同组SD大鼠胰岛素敏感水平示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本申请公开了保藏编号为CGMCC No.10511的戊糖片球菌JQI-7在改善二型糖尿病的症状中的用途。本申请还公开了上述戊糖片球菌在制备药物、食品、食品添加剂或保健品中的用途。保藏编号为CGMCC No.10511的戊糖片球菌JQI-7能够有效地改善二型糖尿病的症状，通过实验显示，该戊糖片球菌JQI-7能够显著降低二型糖尿病中的胰岛素抵抗，提高胰岛素敏感性，从而降低空腹血糖，缓解糖尿病引起的体重降低的症状。
本申请公开了一种食品，所述食品是通过戊糖片球菌JQI-7发酵制得的。需要说明的是，本申请的食品，是广义上的以任何形态存在的可食用物品，例如酸奶、乳酸菌饮料、乳酸菌发酵豆制品、奶酪、含发酵酸奶的加工食品或者保健食品等。
本申请还公开了一种保健品，该保健品中含有戊糖片球菌JQI-7。需要说明的是，本申请的保健品，可以是单独的活性戊糖片球菌JQI-7的各种制剂，也可以与其它活性成份配合使用，只要相互之间不影响活性即可。需要说明的是，在制活菌制剂时，通常都需要添加载体或辅料，只要添加的载体或辅料与戊糖片球菌JQI-7之间没有相互抑制或不良副作用即可。保健品可以是片剂、胶囊、口服液或粉剂，在一些实施方案中，保健品为戊糖片球菌片。
本申请的有益效果在于：
通过高脂饮食及诱导剂链脲佐菌素(STZ)诱发SD大鼠二型糖尿病后，戊糖片球菌JQI-7的干预能有效改善二型糖尿病的症状：通过降低胰岛素抵抗系数、提高胰岛素敏感性来降低空腹血糖，减轻二型糖尿病引起的体重减轻的症状。本申请的戊糖片球菌制成的益生菌产品在辅助改善二型糖尿病的症状方面具有很大的开发前景。
下面将结合具体实施例对本发明进行进一步的解释说明。
实施例1
(一)戊糖片球菌JQI-7培养及制备
1、戊糖片球菌(Pediococcus pentosaceus)JQI-7于2015年02月02日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏单位的地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，其保藏号为CGMCC No.10511。
2、MRS培养基：由酪蛋白胨10g/L，牛肉浸膏10g/L，酵母浸膏5g/L，葡萄糖20g/L，磷酸氢二钾2g/L，吐温80 1g/L，柠檬酸三铵2g/L，醋酸钠5g/L，硫酸镁0.1g/L，硫酸锰0.05g/L，调整pH至6.5，121℃灭菌20min制得。
3、将保存的戊糖片球菌JQI-7取出活化后，接种至MRS液体培养基于37℃培养24h后，于4℃、12000r/min条件下离心15min，收集菌泥，加入适量保护剂于-80℃冻干保存待用。
(二)灌胃试剂准备
药物对照组灌胃试剂：吡格列酮(降血糖药物)10mg/kg体重，现配现用。
JQI-7组灌胃试剂：将戊糖片球菌JQI-7冻干粉用适量的无菌水复溶至活菌数为109CFU/mL，现配现用。
(三)动物实验验证
1、动物模型建立：40只6-8周龄体重为130-150g的雄性SD大鼠经一周适应性饲养后，随后随机分成四组(n＝10)，正常组饲喂基础饲料(空白对照组)，模型组、药物对照组和JQI-7组均饲喂高脂饲料。除空白对照组，其余各组均腹腔注射0.35％STZ，注射体积为10mL/kg体重，只注射1次，空白对照组不作处理。第22天起，至试验结束，各组动物的饲料均更改为基础饲料。其中，高脂饲料的成分配比如下表1所示。
表1：高脂饲料成分配比
Figure BDA0001916118310000051
Figure BDA0001916118310000061
上表1为高脂饲料的营养成分，是在基础饲料的基础上加入蔗糖和猪油等配制而成的，是标准的动物实验饲料，属于高脂高糖的饲料，用来建立高血脂和高血糖动物模型。
2、给药处理：21天造模完成后，第22天开始给药，其中药物对照组灌胃10mg/kg体重的吡格列酮，JQI-7组按1*1010cfu/只给药，即灌胃相当的戊糖片球菌JQI-7，正常组和模型组给予等体积无菌水，每日1次，连续灌胃4周。
给药过程中收集各组SD大鼠的血液样本，检测血糖水平及胰岛素水平。具体检测方法如下：
每两周一次，各组大鼠禁食不禁水12h，以血糖仪测定尾静脉血糖值，为空腹血糖值；
用ELISA试剂盒检测血浆胰岛素含量，利用公式(1)和公式(2)计算胰岛素抵抗指数和胰岛素敏感指数。其中：
胰岛素抵抗指数＝空腹胰岛素(mIU/L)×空腹血糖(mmol/L)/22.5 (1)
胰岛素敏感指数＝ln[1/空腹胰岛素(mIU/L)×空腹血糖(mmol/L)] (2)
(四)实验结果与结论
如图2中干预前的空腹血糖所示，造模结束后即第0周，模型组、药物对照组、JQI-7组SD大鼠的空腹血糖均显著高于正常组，这一结果说明二型糖尿病模型建立成功。
如图1所示，在6周干预过程中，由于受糖尿病影响，模型组SD大鼠体重显著低于正常组和药物对照组，同时JQI-7组体重相对模型组有显著提高，说明饲喂JQI-7有效改善了糖尿病引起的体重减轻的症状。
如图2所示，对干预过程中的空腹血糖进行分析后发现，干预开始前各组空腹血糖无显著差异，全部高于正常组，各实验组显示了明显的糖尿病的高血糖症状。干预2周时，药物对照组空腹血糖开始显著低于模型组，说明药物有效控制了血糖的升高；同时JQI-7组与药物对照组无显著区别，但显著低于模型组，说明JQI-7的饲喂可以有效控制血糖的升高，在2周时效果接近于药物。干预28天时，JQI-7组的血糖与药物对照组无显著区别，但显著低于模型组，说明JQI-7的饲喂可以有效控制血糖的升高。干预42d时，JQI-7组的血糖与药物对照组无显著区别，但显著低于模型组，说明JQI-7饲喂可以有效控制血糖的升高改善糖尿病症状。
图3和图4是对干预6周结束后，对各组SD大鼠胰岛素功能进行分析的结果，从图3和图4中可以看出，JQI-7的干预能显著降低SD大鼠的胰岛素抵抗(图3)，显著提高胰岛素敏感性(图4)。
因此，从实验可知，JQI-7可以显著降低糖尿病小鼠的胰岛素抵抗，显著提高胰岛素敏感性，进而降低血糖，缓解糖尿病引起的体重严重下降的症状。
实施例2食品及保健品的制备
本实施例分别将戊糖片球菌JQI-7制成常用的食品和保健品，具体如下：
(1)戊糖片球菌发酵酸牛乳
将奶粉和水进行混合，均质，以121℃超高温灭菌300s杀菌，冷却到42℃，接入活化好的发酵剂：保加利亚乳杆菌和嗜热乳杆菌菌粉总共接入量为重量份0.4％。在42℃下发酵10h，冷却后加入重量份1％的109CFU/g的戊糖片球菌JQI-7，搅拌，灌装即可。其中，奶粉为酸奶制备中常规使用的奶粉。
(2)戊糖片球菌片剂
配方：109CFU的戊糖片球菌JQI-7的冻干粉25％、膳食纤维60％、山梨糖醇10％、硬脂酸镁5％；以上组分均为重量份，将各组分混合均匀后，压片制成片剂。其中，戊糖片球菌JQI-7的冻干粉为采用冻干机将其菌悬液在无菌环境下冷冻抽真空干燥而成。
(3)发明人将上述戊糖片球菌发酵酸牛乳以及戊糖片球菌片剂灌胃给药至实施例1中的二型糖尿病雄性SD大鼠模型，给药过程中收集各组SD大鼠的血液样本。检测各组SD大鼠血液样本的血糖水平及胰岛素水平后发现，本发明戊糖片球菌JQI-7制备的戊糖片球菌发酵酸牛乳或戊糖片球菌片剂可以显著降低糖尿病小鼠的胰岛素抵抗，显著提高胰岛素敏感性，进而降低血糖，缓解糖尿病引起的体重严重下降的症状。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.戊糖片球菌在制备药物、食品、食品添加剂或保健品中的用途，所述药物、食品、食品添加剂或保健品用于治疗或预防二型糖尿病，所述戊糖片球菌于2015年02月02日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.10511。
2.戊糖片球菌在治疗或预防二型糖尿病中的用途，所述用途用于非治疗目的，所述戊糖片球菌于2015年02月02日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.10511。
3.根据权利要求1或2所述的用途，其特征在于，所述治疗或预防二型糖尿病包括下列的至少之一：
降低空腹血糖，
改善体重降低的症状；
任选地，所述治疗或预防二型糖尿病是通过下列的至少之一实现的：
降低胰岛素抵抗系数，
提高胰岛素敏感系数。
4.戊糖片球菌发酵酸牛乳或戊糖片球菌片剂在治疗或预防二型糖尿病中的用途，所述用途用于非治疗目的，所述戊糖片球菌发酵酸牛乳或戊糖片球菌片剂包含戊糖片球菌，所述戊糖片球菌于2015年02月02日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.10511。
5.根据权利要求4所述的用途，其特征在于，所述治疗或预防二型糖尿病包括下列的至少之一：
降低空腹血糖，
改善体重降低的症状；
任选地，所述治疗或预防二型糖尿病是通过下列的至少之一实现的：
降低胰岛素抵抗系数，
提高胰岛素敏感系数。
6.根据权利要求4所述的用途，其特征在于，所述戊糖片球菌发酵酸牛乳是由戊糖片球菌菌粉、奶粉以及发酵剂制备获得的。
7.根据权利要求6所述的用途，其特征在于，所述发酵剂包括保加利亚乳杆菌菌粉以及嗜热乳杆菌菌粉；
任选地，基于所述戊糖片球菌发酵酸牛乳的总重量，所述保加利亚乳杆菌菌粉和所述嗜热乳杆菌菌粉的总重量为0.3～0.5％；
任选地，基于所述戊糖片球菌发酵酸牛乳的总重量，所述戊糖片球菌菌粉的总重量为0.5～1.5％；
任选地，所述戊糖片球菌菌粉中所述戊糖片球菌的含量为1.0×108～1×1010CFU/g。
8.根据权利要求6所述的用途，其特征在于，所述戊糖片球菌发酵酸牛乳是通过如下方式制备获得的：
1)将所述奶粉与水进行第一混合、均质、灭菌以及第一冷却处理，其中，所述灭菌是在120～122℃的条件下进行250～350s，所述第一冷却处理后的温度为40～45℃；
2)向第一冷却处理产物中加入活化好的所述发酵剂进行发酵处理，其中，所述发酵处理是在40～45℃的条件下进行8～12h；
3)将发酵处理产物进行第二冷却处理，并将第二冷却处理产物与所述戊糖片球菌菌粉进行第二混合处理，以便获得所述戊糖片球菌发酵酸牛乳。
9.根据权利要求4所述的用途，其特征在于，所述戊糖片球菌片剂包括：戊糖片球菌冻干粉、膳食纤维、山梨糖醇以及硬脂酸镁。
10.根据权利要求9所述的用途，其特征在于，所述戊糖片球菌冻干粉中所述戊糖片球菌的含量为1.0×108～1×1010CFU/g；
任选地，所述戊糖片球菌冻干粉为23～27重量份，所述膳食纤维为23～27重量份，所述山梨糖醇为8～12重量份，所述硬脂酸镁为3～7重量份。
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