一種新型殼聚糖納米粒及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型殼聚糖納米粒及其制備方法，本發(fā)明從現(xiàn)有的殼聚糖納米粒制備方法對于小分子水溶性物質(zhì)包埋效果不佳出發(fā)，選用帶有內(nèi)腔分子結(jié)構(gòu)的璜丁基-β-環(huán)糊精作為陰離子交聯(lián)劑，大大改善了包封效果。同時選用水溶性殼聚糖衍生物替代普通殼聚糖，排除了酸性介質(zhì)可能帶來的不良影響，擴(kuò)大了在食品領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。因β-環(huán)糊精本身特有的空腔結(jié)構(gòu)就可以實現(xiàn)油溶性物質(zhì)的包合，故可以在不加入乳化劑的前提下實現(xiàn)疏水性活性成分或水溶性及油溶性活性物質(zhì)共同包埋，大大提高了納米粒的功能特性。
【專利說明】一種新型殼聚糖納米粒及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種新型殼聚糖納米粒及其制備方法，尤其涉及茶多酚、維生素 C和 維生素 E的包封，屬于活性物質(zhì)納米粒制備【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 殼聚糖，學(xué)名聚葡萄糖胺（1-4)-2-氨基-β-D葡萄糖，是甲殼素部分或全部脫乙 酰基產(chǎn)物，是自然界中唯一大量存在的陽離子聚合物，大量存在于甲殼類動物外殼中，具有 良好的生物相容和生物降解性，在食品及醫(yī)藥領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。雖然，殼聚糖納米 粒的制備有乳化液滴聚結(jié)法、乳化溶劑擴(kuò)散法、反向膠束法、去溶劑法、離子交聯(lián)和聚電解 質(zhì)絡(luò)合法等，但大量的研究都集中在離子交聯(lián)法和聚電解質(zhì)絡(luò)合法。在弱酸條件下，殼聚 糖呈帶正電荷的聚電解質(zhì)，可與聚陰離子之間通過分子間及分子內(nèi)相互交聯(lián)自發(fā)形成納米 粒，這種溫和的納米粒子形成特性也促進(jìn)了其在包埋活性物質(zhì)領(lǐng)域的應(yīng)用，特別是在多肽 及蛋白質(zhì)類藥物的包載方面已經(jīng)獲得了廣泛的關(guān)注。
[0003] 由于普通殼聚糖只能溶于酸性溶液中，這一缺陷使其應(yīng)用受到限制，特別是在食 品行業(yè)。因為酸性介質(zhì)或多或少對生物體具有一定的毒性，且容易干擾活性物質(zhì)的性能，同 時普遍使用的醋酸也會影響感官特性。水溶性殼聚糖衍生物能很好地直接溶解于水中，避 免了酸性介質(zhì)的使用，顯示出了普通殼聚糖不具有的優(yōu)良性質(zhì)。
[0004] 常用的殼聚糖納米粒的制備是通過多聚磷酸鈉與殼聚糖之間的靜電間相互作用 而形成的。在包埋活性大分子水溶性物質(zhì)（多肽類、疫苗、蛋白類、聚核苷酸和質(zhì)粒）時具有 一定的優(yōu)勢，因靜電作用、疏水相互作用、氫鍵及物理截留等綜合作用使得對大分子水溶性 物質(zhì)能起到較好的包封作用。但對于小分子水溶性物質(zhì)的包埋，多聚磷酸鈉與殼聚糖形成 的納米粒的表現(xiàn)不佳。有研究表明，β-環(huán)糊精作為一種帶有內(nèi)腔分子結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，不光可 以與水溶性差的物質(zhì)形成包合物，而且在也能促進(jìn)某些水溶性物質(zhì)的包封。璜丁基-β -環(huán) 糊精作為環(huán)糊精的衍生物，自身攜帶的負(fù)電荷可與殼聚糖之間產(chǎn)生靜電結(jié)合形成納米粒。 且其特有的孔狀結(jié)構(gòu)可與一些水溶性小分子物質(zhì)形成包合物，使得此類物質(zhì)包封效果提 高。另外，β-環(huán)糊精對于油溶性物質(zhì)的包合方面具有明顯的優(yōu)勢，使得在不加入乳化劑 的前提下就能起到對疏水性活性成分較好包封，且能夠?qū)崿F(xiàn)水溶性及油溶性物質(zhì)的同時包 埋。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本部分的目的在于概述本發(fā)明的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施 例。在本部分以及本申請的說明書摘要和發(fā)明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部 分、說明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。
[0006] 鑒于上述和/或現(xiàn)有殼聚糖納米粒及其制備方法中存在的問題，提出了本發(fā)明。
[0007] 因此，本發(fā)明其中一個目的是提供一種新型殼聚糖納米粒，其采用水溶性的殼聚 糖鹽酸鹽或殼聚糖季銨鹽和璜丁基-β -環(huán)糊精為載體材料對活性物質(zhì)進(jìn)行包封，是對現(xiàn) 有的殼聚糖納米粒制備技術(shù)的改善和發(fā)展。
[0008] 為解決上述技術(shù)問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一種 新型殼聚糖納米粒，其包括以下質(zhì)量濃度的組分，水溶性殼聚糖衍生物：〇. 5?2. 5mg/mL ; 璜丁基-β -環(huán)糊精：2?10mg/mL ;活性物質(zhì)：0. 4?3mg/mL ;余下為水；所述水溶性殼聚糖 衍生物為帶正電荷的殼聚糖衍生物；所述活性物質(zhì)為茶多酚、維生素 E或維生素 C中的一種 或幾種；所述水為雙蒸水，且其電導(dǎo)率小于3yS cnT1。
[0009] 本發(fā)明另一個目的是提供一種新型殼聚糖納米粒的制備方法，其工藝簡單、安全、 無污染，粒度均勻，活性物質(zhì)包封率高，能夠?qū)崿F(xiàn)水溶性、油溶性物質(zhì)的單獨(dú)或共同包埋。 [0010] 為解決上述技術(shù)問題，根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一 種新型殼聚糖納米粒的制備方法，其包括，步驟一，水溶性殼聚糖溶液的配置：磁力攪拌，將 一定量水溶性殼聚糖衍生物溶于水中，過〇. 45 μ m濾膜去除不溶物，得到殼聚糖溶液；步驟 二，磺丁基-β -環(huán)糊精-活性物質(zhì)溶液的配置：磁力攪拌，將一定量磺丁基-β -環(huán)糊精溶 于水中，并加入一定量的活性物質(zhì)，避光下攪拌24h促進(jìn)包合物的形成，過0. 45 μ m濾膜去 除不溶物，得到磺丁基-β -環(huán)糊精-活性物質(zhì)溶液；步驟三，納米粒的形成：磁力攪拌下， 將步驟二中的磺丁基-β -環(huán)糊精-活性物質(zhì)溶液逐滴加入所述殼聚糖溶液中，自發(fā)形成殼 聚糖納米粒懸濁液，持續(xù)攪拌lh ;步驟四，冷凍離心分離：超濾離心分離納米粒與游離的活 性成分，上層濃縮液持續(xù)濃縮2-3次，加入1 %海藻糖作為凍干保護(hù)劑，冷凍干燥得分散性 良好的殼聚糖納米粒。
[0011] 作為本發(fā)明所述的新型殼聚糖納米粒的制備方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述璜 丁基-β -環(huán)糊精為帶有內(nèi)腔分子結(jié)構(gòu)的璜丁基-β -環(huán)糊精，在步驟二中作為陰離子交聯(lián) 劑。
[0012] 本發(fā)明的有益效果：
[0013] (1)本發(fā)明中選用水溶性殼聚糖衍生物替代普通殼聚糖，避免酸性介質(zhì)的使用，排 除了酸性介質(zhì)帶來的不良影響，擴(kuò)大了在食品領(lǐng)域的應(yīng)用范圍；
[0014] (2)本發(fā)明從殼聚糖納米粒對小分子水溶性物質(zhì)包埋效果不佳出發(fā)，選用帶有內(nèi) 腔分子結(jié)構(gòu)的璜丁基-β -環(huán)糊精作為陰離子交聯(lián)劑，改善了包封效果；
[0015] (3)本發(fā)明中選用的璜丁基-β-環(huán)糊精自身對于油溶性物質(zhì)的包合方面具有明 顯的優(yōu)勢，可以在不加入乳化劑的前提下就能起到對疏水活性成分較好的包封作用；
[0016] (4)本發(fā)明中選用璜丁基-β-環(huán)糊精可以實現(xiàn)水溶性及油溶性活性物質(zhì)的同時 包埋，大大提1? 了納米粒的功能特性；
[0017] (5)本發(fā)明在不調(diào)節(jié)殼聚糖溶液pH時，可以通過簡單調(diào)節(jié)殼聚糖與璜丁基-β-環(huán) 糊精之間的質(zhì)量比或者殼聚糖的濃度來得到不同粒徑大小及包封率的納米粒；
[0018] (6)本發(fā)明中殼聚糖納米粒的制備工藝簡單，條件溫和，對活性物質(zhì)能起到最大限 度的保護(hù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1為茶多酚-殼聚糖鹽酸鹽透射電鏡（ΤΕΜ)圖；
[0020] 圖2為茶多酚-殼聚糖季銨鹽納米粒透射電鏡（ΤΕΜ)圖；
[0021] 圖3為殼聚糖鹽酸鹽與璜丁基-β-環(huán)糊精不同質(zhì)量比下納米粒的粒徑及多分散 系數(shù)（PDI)圖；
[0022] 圖4為殼聚糖鹽酸鹽與璜丁基_β -環(huán)糊精不同質(zhì)量比下茶多酚的包封率變化曲 線示意圖。

【具體實施方式】
[0023] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面通過本發(fā)明的具體 實施方式做詳細(xì)的說明。
[0024] 在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以 采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的 情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。
[0025] 結(jié)合附圖圖1?4,本發(fā)明對達(dá)到的技術(shù)效果進(jìn)行了清晰的示意。
[0026] 實施例1
[0027] 將一定量磺丁基-β -環(huán)糊精溶于雙蒸水中，過濾膜得到濃度為8mg/mL水溶液，同 時將一定量茶多酚溶于水中過濾得濃度2mg/mL茶多酚溶液，上述溶液等體積避光下攪拌 混合24h，得磺丁基-β -環(huán)糊精-茶多酚包合溶液。取磺丁基-β -環(huán)糊精溶液3mL逐滴 加入到濃度為lmg/mL的7mL殼聚糖鹽酸鹽溶液中自發(fā)形成殼聚糖納米粒懸濁液，持續(xù)攪拌 lh。3000g下超濾離心分離納米粒與茶多酚，上層濃縮液持續(xù)濃縮2-3次，加入1 %海藻糖 作為凍干保護(hù)劑，冷凍干燥得茶多酚-殼聚糖鹽酸鹽納米粒，復(fù)分散性良好。
[0028] 實施例2
[0029] 將一定量磺丁基-β -環(huán)糊精溶于雙蒸水中，過濾膜得到濃度為9mg/mL水溶液，同 時將一定量茶多酚溶于水中過濾得濃度3mg/mL茶多酚溶液，上述溶液等體積避光下攪拌 混合24h，得磺丁基-β -環(huán)糊精-茶多酚溶液。取磺丁基-β -環(huán)糊精溶液3mL逐滴加入到 濃度為1. 5mg/mL的5mL殼聚糖季銨鹽溶液中自發(fā)形成殼聚糖納米粒懸濁液，持續(xù)攪拌lh。 5000g下超濾離心分離納米粒與茶多酚，上層濃縮液持續(xù)濃縮2-3次，加入1 %海藻糖作為 凍干保護(hù)劑，冷凍干燥得茶多酚-殼聚糖季銨鹽納米粒，復(fù)分散性良好。
[0030] 實施例3
[0031] 將一定量磺丁基-β -環(huán)糊精溶于雙蒸水中，過濾膜得到濃度為4. 5mg/mL水溶液， 將一定量維生素 C溶于上述溶液中得濃度為0. 4mg/mL，避光室溫下磁力攪拌混合24h，促進(jìn) 磺丁基-β -環(huán)糊精-維生素 C包合物形成。取磺丁基-β -環(huán)糊精溶液9mL逐滴加入到 濃度為2mg/mL的18mL殼聚糖鹽酸鹽溶液中自發(fā)形成殼聚糖納米粒懸濁液，持續(xù)攪拌lh。 4000g下超濾離心分離納米粒與維生素 C，上層濃縮液持續(xù)濃縮2-3次，加入1 %海藻糖作為 凍干保護(hù)劑，冷凍干燥得維生素 C-殼聚糖納米粒，復(fù)分散性良好。
[0032] 實施例4
[0033] 將一定量磺丁基-β -環(huán)糊精溶于雙蒸水中，過濾膜得到濃度為4. 5mg/mL水溶液， 將一定量維生素 E加入上述溶液中得濃度為lmg/mL，避光室溫下磁力攪拌混合24h，促進(jìn)磺 丁基-β -環(huán)糊精-維生素 E包合物形成。取磺丁基-β -環(huán)糊精溶液9mL逐滴加入到濃度 為2mg/mL的21mL殼聚糖鹽酸鹽溶液中自發(fā)形成殼聚糖納米粒懸濁液，持續(xù)攪拌lh。4000g 下超濾離心分離納米粒與維生素 E，上層濃縮液持續(xù)濃縮2-3次，加入1 %海藻糖作為凍干 保護(hù)劑，冷凍干燥得維生素 E-殼聚糖納米粒，復(fù)分散性良好。
[0034] 實施例5
[0035] 將一定量磺丁基-β -環(huán)糊精溶于雙蒸水中，過濾膜得到濃度為4. 5mg/mL水溶 液，分別將一定量維生素 C和維生素 E加入上述溶液中，濃度分別為0. 5mg/mL和lmg/mL， 避光室溫下磁力攪拌混合24h，促進(jìn)磺丁基-β -環(huán)糊精-維生素 C/E包合物形成。取磺丁 基-β -環(huán)糊精溶液9mL逐滴加入到濃度為2mg/mL的27mL殼聚糖鹽酸鹽溶液中自發(fā)形成 殼聚糖納米粒懸濁液，持續(xù)攪拌lh。5000g下超濾離心分離納米粒與維生素 C和維生素 E， 上層濃縮液持續(xù)濃縮2-3次，加入1 %海藻糖作為凍干保護(hù)劑，冷凍干燥得維生素 C/E-殼聚 糖納米粒，復(fù)分散性良好。
[0036] 由實施例可知，本發(fā)明最終包封率如下表所示：
[0037]

【權(quán)利要求】
1. 一種新型殼聚糖納米粒，其特征在于：包括以下質(zhì)量濃度的組分， 水溶性殼聚糖衍生物：〇. 5?2. 5mg/mL ;橫丁基-β -環(huán)糊精：2-10mg/mL ;活性物質(zhì)： 0· 4-3mg/mL ;余下為水； 所述水溶性殼聚糖衍生物為帶正電荷的殼聚糖衍生物；所述活性物質(zhì)為茶多酚、維生 素 E或維生素 C中的一種或幾種；所述水為雙蒸水，且其電導(dǎo)率小于3μ S cnT1。
2. -種新型殼聚糖納米粒的制備方法，其特征在于：包括， 步驟一，水溶性殼聚糖溶液的配置： 磁力攪拌，將一定量水溶性殼聚糖衍生物溶于水中，過0. 45 μ m濾膜去除不溶物，得到 殼聚糖溶液； 步驟二，磺丁基-β -環(huán)糊精-活性物質(zhì)溶液的配置： 磁力攪拌，將一定量磺丁基-β -環(huán)糊精溶于水中，并加入一定量的活性物質(zhì)，避光下 攪拌24h促進(jìn)包合物的形成，過0. 45 μ m濾膜去除不溶物，得到磺丁基-β -環(huán)糊精-活性 物質(zhì)溶液； 步驟三，納米粒的形成： 磁力攪拌下，將步驟二中的磺丁基-β -環(huán)糊精-活性物質(zhì)溶液逐滴加入所述殼聚糖溶 液中，自發(fā)形成殼聚糖納米粒懸濁液，持續(xù)攪拌lh ; 步驟四，冷凍離心分離： 超濾離心分離納米粒與游離的活性成分，上層濃縮液持續(xù)濃縮2-3次，加入1 %海藻糖 作為凍干保護(hù)劑，冷凍干燥得分散性良好的殼聚糖納米粒。
3. 如權(quán)利要求2所述的新型殼聚糖納米粒的制備方法，其特征在于：所述璜丁 基-β-環(huán)糊精為帶有內(nèi)腔分子結(jié)構(gòu)的璜丁基-β-環(huán)糊精，在步驟二中作為陰離子交聯(lián)劑。
【文檔編號】A23L1/29GK104138471SQ201410370704
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月30日
【發(fā)明者】鐘芳, 李玥, 徐菲菲, 劉飛, 梁蓉, 麻建國 申請人:江南大學(xué)