具有控釋性的葉黃素納米分散液及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于功能性保健食品【技術(shù)領(lǐng)域】，公開一種具有控釋性的葉黃素納米分散液。本發(fā)明的步驟如下：將酪蛋白-葡聚糖共聚物溶于水，然后將溶有葉黃素的乙醇相采用注入法在攪拌下快速注入水相，通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除體系中的乙醇，再采用超高壓均質(zhì)處理獲得葉黃素納米分散液，經(jīng)冷凍干燥即得分散性好的粉末。本發(fā)明制得的納米分散液對(duì)葉黃素的包封率高于90％，平均粒徑110～150nm之間，且葉黃素為無定形態(tài)。本發(fā)明顯著提高了葉黃素的生物可給性，可作為葉黃素補(bǔ)充劑廣泛應(yīng)用于食品、保健品等行業(yè)。本發(fā)明的特征在于以酪蛋白與葡聚糖的定向接枝共聚物為壁材，可達(dá)到控制葉黃素在胃腸道中的釋放，并使其均勻分散于腸液中提高生物可給性的目的。
【專利說明】具有控釋性的葉黃素納米分散液及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于功能性保健食品【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種具有控釋性的葉黃素納米分散液及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]葉黃素是類胡蘿卜素家族的重要成員，具有著色和營養(yǎng)強(qiáng)化的雙重功效。作為天然著色劑，葉黃素具有著色力強(qiáng)、安全無毒等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)其也具有卓越的抗氧化性，可預(yù)防視力退化和失明癥，同時(shí)延緩自由基氧化引發(fā)的心血管等疾病。然而由于葉黃素分子結(jié)構(gòu)中存在多個(gè)共軛雙鍵，導(dǎo)致其易受光、氧、水分、重金屬等作用而降解，且不溶于水，微溶于脂肪和油，口服后經(jīng)腸道吸收率低，這極大限制了葉黃素在食品中的應(yīng)用。
[0003]控制釋放是指將藥物或其它的活性物質(zhì)與適當(dāng)?shù)妮d體按一定的形式制成制劑，控制藥物或活性成分在人體內(nèi)吸收、代謝以及排泄的過程。隨著藥物輸送相關(guān)理論、知識(shí)和技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，人們認(rèn)識(shí)到在功能食品行業(yè)中也可通過構(gòu)建具有一定結(jié)構(gòu)的載體用于輸送營養(yǎng)物質(zhì)，以達(dá)到提高生物利用率，控制釋放及增加飽腹感等目的。納米輸送體系在營養(yǎng)素的包埋、增溶、靶向釋放等方面表現(xiàn)出良好的特性，因而逐漸受到研究者的重視。藥物領(lǐng)域已見關(guān)于利用吐溫類以及溶血卵磷脂等表面活性劑制得的混合膠束可有效改善葉黃素的溶解性、細(xì)胞攝取率和生物利用率的報(bào)道，然而這些材料長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用易產(chǎn)生蓄積毒性，因此不宜廣泛應(yīng)用于食品體系。
[0004]天然生物大分子材料如蛋白、多糖不僅具有良好的生物相容性，而且在消化系統(tǒng)內(nèi)可被降解，適合作為營養(yǎng)素載體。其中，酪蛋白可通過自組裝形成膠束，其疏水內(nèi)核可用于輸送脂溶性物質(zhì)，是營養(yǎng)物質(zhì)的天然載體。酪蛋白膠束結(jié)構(gòu)也較為穩(wěn)定，且膠束中包埋的營養(yǎng)物質(zhì)具有良好的消化率。然而天然酪蛋白在等電點(diǎn)附近PH條件下溶解性和乳化性較差，且對(duì)胃蛋白酶敏感。通過美拉德反應(yīng)定向接枝獲得的酪蛋白-葡聚糖共聚物賦予其更加卓越的界面性質(zhì)，接枝多糖的無規(guī)線團(tuán)結(jié)構(gòu)特質(zhì)有效改善了酪蛋白的物理穩(wěn)定性，降低了蛋白對(duì)低PH及胃蛋白酶的敏感性，使疏水性營養(yǎng)素在胃液的消化作用下仍能與蛋白有效結(jié)合且保持分散狀態(tài)，以利于腸道中的釋放與乳化，以及隨后經(jīng)由小腸粘膜細(xì)胞的吸收。而且酪蛋白-葡聚糖共聚物在低于酪蛋白臨界膠束濃度條件下可通過自組裝形成膠束，因此可將其作為構(gòu)建葉黃素等脂溶性營養(yǎng)素的理想基質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種具有控釋性的葉黃素納米分散液，選擇美拉德定向接枝的酪蛋白-葡聚糖共聚物為壁材，成分簡(jiǎn)單，體系性質(zhì)穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了葉黃素的保護(hù)和控釋。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提供上述納米分散液的制備方法，采用乙醇注入-超高壓均質(zhì)制備葉黃素納米分散液。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是，具有控釋性的葉黃素納米分散液，由以下成分組成:
[0008]芯材為葉黃素；壁材為酪蛋白-葡聚糖共聚物；其中，芯材與壁材的質(zhì)量比為0.1?1: 10 ;所述的酪蛋白-葡聚糖共聚物為干熱美拉德反應(yīng)定向接枝產(chǎn)物經(jīng)超濾分離制得；所述的葡聚糖相對(duì)分子質(zhì)量為20kDa或40kDa。
[0009]本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是，上述納米分散液的制備方法，按以下步驟進(jìn)行:
[0010]a.采用干熱美拉德反應(yīng)定向接枝制備酪蛋白-多糖共聚物:將酪蛋白和多糖(m/m = 1/7?1/3)溶于磷酸鹽緩沖液中獲得酪蛋白濃度為8g/L的溶液，然后冷凍干燥；將干燥后的樣品磨細(xì)，過120目篩，反應(yīng)(60°C，相對(duì)濕度為78%，pH 7.0) 12?24h ;超濾(膜的截留分子量為IOOkDa)去除未反應(yīng)的酪蛋白及多糖，即得酪蛋白-葡聚糖共聚物。
[0011]b.采用乙醇注入-超高壓均質(zhì)制備葉黃素納米分散液:將上述酪蛋白-葡聚糖共聚物溶于水中(55°c )，其中蛋白濃度lg/L?10g/L ;將溶有葉黃素的乙醇溶液(0.5?Ig/L)快速注入共聚物水溶液中，再次攪拌(10?30min)，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去乙醇，迅速冷卻，調(diào)整pH為4.6 ;經(jīng)超高壓均質(zhì)處理(壓力為1000?1400bar條件下，循環(huán)3?6次)，即得葉黃素納米分散液。
[0012]c.將納米分散液進(jìn)行預(yù)冷、冷凍干燥(-40?-50°C，50-100Pa, 48h)，得到粉末產(chǎn)
品O
[0013]本發(fā)明所得的納米分散液平均粒徑在110?150nm之間，包埋率高于90%，改善了葉黃素的水溶性，并對(duì)胃腸液環(huán)境具有響應(yīng)性，可達(dá)到控制葉黃素在胃腸道中的釋放，并使其均勻分散于腸液中提高生物可給性的目的。干粉中的葉黃素以無定形態(tài)存在，復(fù)水后平均粒徑略有增加。
[0014]粒徑的測(cè)定:采用動(dòng)態(tài)光散射粒度儀測(cè)定，測(cè)定溫度25°C。
[0015]包封率的測(cè)定:采用十二烷基硫酸鈉增溶法結(jié)合正己烷萃取法測(cè)定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為實(shí)施例2制備載量為5%的葉黃素納米分散液的粒度分布曲線。測(cè)定平均粒徑為141.3nm，多分散指數(shù)為0.209，包封率94.2%0
[0017]圖2為實(shí)施例3制備的葉黃素納米分散液在模擬胃腸液中葉黃素的累積釋放率與時(shí)間的關(guān)系圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施例1
[0019]準(zhǔn)確稱取酪蛋白0.8g、葡聚糖(40kDa)5.6g溶于IOOmL l/15mol/L的磷酸鹽緩沖液中，攪拌，制成酪蛋白質(zhì)量濃度為8g/L的均勻溶液，冷凍干燥24h。干燥后的樣品磨細(xì)，過120目篩，置于培養(yǎng)皿中，用刺孔的鋁箔封口后進(jìn)行反應(yīng)(60°C，相對(duì)濕度為78%，pH為
7.0)反應(yīng)20h時(shí)后冷卻終止反應(yīng)。用截流分子量為IOOkDa的超濾膜反復(fù)超濾三次，收集大于IOOkDa的組分冷凍干燥，即得酪蛋白-葡聚糖共聚物。
[0020]實(shí)施例2
[0021]將上述共聚物溶于55°C水中(酪蛋白含量為lg/L)，攪拌Ih后，將0.005g葉黃素溶于乙醇(IOmL)后快速注入IOOmL共聚物水溶液中，繼續(xù)攪拌30min，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去乙醇(55°C，真空度0.1MPa)，迅速冷卻，調(diào)整pH為4.6，然后經(jīng)超高壓均質(zhì)處理(壓力為1000?1400bar條件下，循環(huán)5次)即得葉黃素納米分散液。測(cè)得平均粒徑141.3nm，多分散指數(shù)為0.209，包封率94.2% ο
[0022]實(shí)施例3
[0023]將上述共聚物溶于55°C水中(酪蛋白含量為5g/L)，攪拌Ih后，將0.025g葉黃素溶于乙醇(50mL)后快速注入IOOmL共聚物水溶液中，繼續(xù)攪拌30min，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去乙醇(55°C，真空度0.1MPa)，迅速冷卻，調(diào)整pH為4.6，然后經(jīng)超高壓均質(zhì)處理(壓力為1000~1400bar條件下，循環(huán)4次)即得葉黃素納米分散液。測(cè)得平均粒徑129.2nm，多分散指數(shù)為0.321，包封率94.6% ο
[0024]實(shí)施例4
[0025]本實(shí)例為對(duì)本發(fā)明的葉黃素納米分散液的應(yīng)用試驗(yàn)。
[0026]模擬胃液:將7mL濃鹽酸，2.0g氯化鈉，3.2g胃蛋白酶溶于250mL去離子水，然后用1.0mol/L鹽酸調(diào)整pH至1.2，用去離子水定容至1000mL。
[0027]模擬腸液:將6.8g磷酸二氫鉀溶于250mL去離子水，完全溶解后加190mL
0.2mol/L氫氧化鈉和400mL的去離子水,加入復(fù)合胰酶(IOg)、脫氧膽酸(1.25g)混勻,用
0.2mol/L氫氧化鈉將體系pH值調(diào)至7.0,然后定容至1000mL。充分?jǐn)嚢韬螅?000r/min高速離心15min，取上清液為最終模擬腸液。
[0028]取50mL實(shí)施例1制備的載量5%葉黃素納米分散液置于燒杯中，移入50mL模擬胃液保持37°C，以150r/min恒速磁力攪拌，每到設(shè)定的時(shí)刻從模擬胃液中取出一定體積的胃液，并隨后補(bǔ)充相同體積的介質(zhì)。孵育3h后加入0.168mol/L NaHCO3調(diào)整pH值為7以終止反應(yīng)。在上述胃液中繼續(xù)加入50mL模擬腸液保持37°C，以150r/min恒速磁力攪拌，每到設(shè)定的時(shí)刻從模擬腸液中取出一定體積的腸液，并隨后補(bǔ)充相同體積的介質(zhì)。孵育3h后90°C加熱5min終止反應(yīng)。采用正己烷洗滌法測(cè)定分析樣中的葉黃素游離量。
[0029]采用如下公式計(jì)算葉黃素的累積釋放率:
[0030]
【權(quán)利要求】
1.一種葉黃素納米分散液，由以下成份組成:芯材為葉黃素；壁材為酪蛋白-葡聚糖共聚物；其中，芯材與壁材的質(zhì)量比為0.1~1: 10。
2.按照權(quán)利要求1所述的葉黃素納米分散液，其特征在于，所述的酪蛋白-葡聚糖共聚物為干熱美拉德反應(yīng)定向接枝產(chǎn)物經(jīng)超濾分離制得。
3.按照權(quán)利要求1所述的葉黃素納米分散液，其特征在于，所述的葡聚糖相對(duì)分子質(zhì)量為 20kDa 或 40kDa。
4.一種權(quán)利要求1所述葉黃素納米分散液的制備方法，其特征在于，該方法按以下步驟進(jìn)行: a.采用干熱美拉德反應(yīng)定向接枝制備酪蛋白-多糖共聚物:將酪蛋白和多糖(1/7~1/3,m/m)溶于磷酸鹽緩沖液中獲得酪蛋白濃度為8g/L的溶液，然后冷凍干燥；將干燥后的樣品磨細(xì)，過120目篩，反應(yīng)(60°C，相對(duì)濕度為78%，pH 7.0) 12~24h ;采用超濾裝置(膜的截留分子量為IOOkDa)去除未反應(yīng)的酪蛋白及多糖，即得酪蛋白-葡聚糖共聚物。 b.采用乙醇注入-超高壓均質(zhì)制備葉黃素納米分散液:將上述酪蛋白-葡聚糖共聚物溶于水中(40~55°C )，其中蛋白濃度lg/L~10g/L ;將溶有葉黃素的乙醇溶液(0.5~1g/L)快速注入共聚物水溶液中，再次攪拌(10~30min)，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去乙醇，迅速冷卻，調(diào)整pH為4.6 ;經(jīng)超高壓均質(zhì)處理(壓力為1000~1400bar條件下，循環(huán)3~6次)，即得葉黃素納米分散液。 c.將納米分散液進(jìn)行預(yù)冷、冷凍干燥(-40~-50℃:，50-100Pa，48h)，得到粉末產(chǎn)品。
5.按照權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，該體系可有效包埋葉黃素，并對(duì)胃腸液環(huán)境具有響應(yīng)性，可在腸道中緩慢釋放出葉黃素。
【文檔編號(hào)】A23L1/09GK103892165SQ201210593151
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月26日
【發(fā)明者】夏書芹, 張雅婷, 史少華, 張曉鳴, 賈承勝, 鐘芳, 季卓雅 申請(qǐng)人:江南大學(xué)