CN101032683A - 叶黄素微囊及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及喷雾干燥法的叶黄素微囊及其制备工艺。其主要成份为芯材主要成份为叶黄素、微孔淀粉或交联淀粉，壁材为纤维素，糖，植物胶或蛋白质、糊精和抗氧化剂。叶黄素与其它芯材重量比为1～3∶1～5，芯材与壁材的重量比为1～5∶1～3，壁材中单种成份的使用量为(重量份)最低是1最高是30，制得的微囊大小在3～300μm之间。工艺步骤：将叶黄素在常温与淀粉混合；加入纤维素类及植物胶或蛋白质、糖类等的水溶液混合；再将混合液研磨或均质成均匀的胶体；将胶体喷雾干燥，即得。该工艺制备过程不用有机溶剂，所获叶黄素微囊粉末安全性、稳定性高，流动性好，更适于压片、制胶囊。
Description
技术领域
本发明涉及微囊制备工艺，尤其是用喷雾干燥法制备的叶黄素微囊及其制备方法。
背景技术
叶黄素广泛分布于自然界中，并且尤其存在于万寿菊、玉米、莴苣、蛋黄中。食品工业、饲料工业、制药业使用的叶黄素一般是从万寿菊中提取。动物饲料工业和食品工业以及药物工业均已表现出对叶黄素的极大关注。家禽业受到添加叶黄素以增加蛋黄色的益处。科学研究报道叶黄素与降低由氧化损害视网膜黄斑区引起年龄相关黄斑变性(AMD)的危险性有关，并且叶黄素可有效预防动脉硬化、白内障，还可抑制癌的发生等。另外，叶黄素也可用作食品着色剂。大量叶黄素存在于绿色植物及黄色的植物果实中，叶黄素通常与诸如肉豆蔻酸、月桂酸和棕榈酸这样的脂肪酸的酯化形式，但叶黄素酯需转化成游离的叶黄素，才可以被身体代谢。但游离的叶黄素很不稳定，易被氧化分解，对光和氧十分敏感，且不溶于水，也不能混悬于水中，大大限制了其在食品及药物、饲料工业中的应用。
将叶黄素进行“微型包囊”能克服以上不足。“微型包囊”即微囊化，系利用天然或合成的高分子材料(通称囊材)，将药粉微粒或药液微滴(通称囊心物)包裹成直径为1～5000μm的微小囊状物的技术，其所包含的囊心物质可借压力、pH值、酶、温度或提取等方法完全释放出来。
发明内容
本发明的目的在于提供一种喷雾干燥法的叶黄素微囊及其制备工艺。
本发明是通过下述技术方案予以实施的。
本发明中的原料主要是芯材叶黄素、微孔淀粉或交联淀粉，壁材纤维素、糖、植物胶或蛋白质；壁材中还可以包含有糊精和抗氧化剂；而纤维素可以是羟乙基纤维素(HEC)、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、HPMC及它们的钠盐，糖可以是蔗糖、乳糖、三氯蔗糖、葡萄糖、蛋白糖，植物胶可以是阿拉伯胶、明胶、黄原胶，蛋白质是丝素蛋白、酪蛋白、大豆蛋白，糊精可以是麦芽糊精、环糊精或他们的混合物，抗氧化剂可以是TBHQ、维生素C、BHT、异维C钠、维生素E；各种原料的成份可以为：叶黄素与微孔淀粉或交联淀粉的重量比为1～3∶1～5，具体比例可以根据叶黄素含量需要调整，叶黄素原料的含量优选50％～80％，芯材与壁材的重量比可以为1～5∶1～3，壁材中单种成份的使用量为(重量份)最低是1～30，优选1～3之间；依照上述成份的所制得的微囊大小通常控制在3～300μm之间；
而依据上述原料成份组成的叶黄素微囊粉末其制备工艺如下步骤：
(1)将叶黄素在常温下与微孔淀粉或交联微孔淀粉，在混合机中混合均匀；
(2)加入纤维素类、糖类、、植物胶类或蛋白质的水溶液，并混合均匀；
(3)将混合液用胶体磨或其他匀质机械研磨或均质成均匀的胶体；
(4)将均质后的胶体进行喷雾干燥，得到叶黄素微囊。
前述的步骤(3)中的匀质机械可以是胶体磨、高速剪切乳化搅拌机、高压均质机、超声波粉碎机。
步骤(4)中的喷雾干燥的进风温度可以控制在230℃至130℃之间，出风温度可以控制在80℃至100℃之间。得到的微囊平均大小为15～300μm。
本发明是用喷雾干燥法制备叶黄素微囊粉末，选用微孔淀粉或交联淀粉作为芯材，纤维素类、糖类、、植物胶类或蛋白质作为壁材。不但在微囊成分中不含对人体有害的物质，而且所设计的工艺路线中也避免了有机溶剂的使用，大大提高了叶黄素使用的安全性，消除了对环境污染的可能。微囊化不仅使叶黄素从液态转变成了固态，提高了叶黄素的稳定性，增加了粉末的流动性使其可以用于压片、制胶囊，而且，因为具有了一定的水分散性，也适用于制备饮料、口服液。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，下述各实施例仅用于说明本发明，但对本发明并没有限制。
实施例一：
在常温下将50g叶黄素(含量为70％±5％)与25g微孔淀粉混合，加入麦芽糊精35g、CMC-Na(羧甲基纤维素)6g、蔗糖5g，TBHQ0.1g，丝素蛋白15g胶体的水溶液进行混合，搅拌均匀，用胶体磨研磨均匀，将胶体在150℃进风温度下，进行喷雾干燥，出风温度控制在80℃至90℃。得到具有150μm平均颗粒大小的微囊，叶黄素含量为22％。
实施例二：
在常温下将50g叶黄素与(含量为70％±5％)与20g交联微孔淀粉混合，加入环糊精40g、HEC3g、乳糖5g，维生素C0.1g，阿拉伯胶20g胶体的水溶液进行混合，搅拌均匀，用高压均质机匀质均匀，将胶体在150℃进风温度下，进行喷雾干燥，出风温度控制在80℃至90℃。得到具有121μm平均颗粒大小的微囊，叶黄素含量为21％。
实施例三：
在常温下将50g叶黄素(含量为70％±5％)与25g微孔淀粉混合，加入麦芽糊精40g、HPMC6g、葡萄糖5g，维生素E 0.1g，黄原胶15g胶体的水溶液进行混合，搅拌均匀，用胶体磨研磨均匀，将胶体在150℃进风温度下，进行喷雾干燥，出风温度控制在80℃至90℃。得到具有132μm平均颗粒大小的微囊，叶黄素含量为21％。
实施例四：
在常温下将50g叶黄素(含量为70％±5％)与25g微孔淀粉混合，加入麦芽糊精20g、环糊精20g、HPMC6g、三氯蔗糖0.1g，BHT0.01g，酪蛋白3g，黄原胶15g胶体的水溶液进行混合，搅拌均匀，用胶体磨研磨均匀，将胶体在150℃进风温度下，进行喷雾干燥，出风温度控制在80℃至90℃。得到具有122μm平均颗粒大小的微囊，叶黄素含量为22％。
实施例五：
在常温下将50g叶黄素与(含量为70％±5％)与20g交联微孔淀粉混合，加入羧甲基纤维素、环糊精40g、蛋白糖5g，异维C纳0.1g，阿拉伯胶20g胶体的水溶液进行混合，搅拌均匀，用高压均质机匀质均匀，将胶体在150℃进风温度下，进行喷雾干燥，出风温度控制在80℃至90℃。得到具有121μm平均颗粒大小的微囊，叶黄素含量为21％。
实施例六：
在常温下将30g叶黄素与(含量为70％±5％)与150g交联微孔淀粉混合，加入环糊精40g、HEC5g、乳糖5g，维生素C0.1g，阿拉伯胶20g胶体的水溶液进行混合，搅拌均匀，用高压均质机匀质均匀，将胶体在150℃进风温度下，进行喷雾干燥，出风温度控制在80℃至90℃。得到具有30μm平均颗粒大小的微囊，叶黄素含量为7％。
实施例七：
在常温下将50g叶黄素(含量为70％±5％)与25g微孔淀粉混合，加入麦芽糊精80g、环糊精80g、HPMC18g、三氯蔗糖0.2g，BHT0.01g，酪蛋白3g，黄原胶15g胶体的水溶液进行混合，搅拌均匀，用胶体磨研磨均匀，将胶体在150℃进风温度下，进行喷雾干燥，出风温度控制在80℃至90℃。得到具有22μm平均颗粒大小的微囊，叶黄素含量为10％。
“微型包囊”的优点是：可制成如上多种药物制剂；液态药物可改制成固体剂型；延缓药物释放，制备缓释长效制剂；掩盖药物的不良嗅味，可易于吞服；改善口服药物消化道副反应；提高药物的稳定性，减少复方制剂的配伍禁忌；使药物在靶部位起作用；半透性微囊对酶制剂的特殊效应，如门冬酰胺酶对人体具免疫反应，如将其制成不溶化半透性微囊，可使血液能通过半透膜与门冬酰胺酶作用以治疗白血病；改善某些药物的物理特性如可压性与流动性。
微孔淀粉具有较强的吸附能力，能吸附自身重量的两倍以上的物质，同时对吸附的物质具有保护作用，减少其与空气的接触，所以与叶黄素混合作为微囊的芯材，能增强叶黄素的稳定性。交联微孔淀粉具有更强的保护作用，更能增加所吸附物质的稳定性。同时淀粉具有亲水基及非亲水基，在叶黄素与其它物质之间起到中介的作用，从而使微囊的制备过程中避免了有机溶剂的使用，制备成的制剂对人、动物更为安全。
植物胶在喷雾干燥过程中应用较为广泛的是阿拉伯胶和黄原胶。阿拉伯胶易溶于水，在各种天然植物胶中天然阿拉伯胶粘度最低，具有良好的附着力和成膜性，在水溶液中阿拉伯胶分子带负电荷，是呈弱酸性天然阴离子电解质，而且其乳化性能好，常作为乳化剂的稳定剂用。黄原胶是一种亲水胶体，常用来增稠和稳定乳化体系，在乳化体系中加入少量黄原胶，体系的粘度增加，从而可以阻隔滞乳化液乳滴碰撞聚合，同时增加了乳滴界面膜的强度，使分散的乳滴不易合并。
蛋白质作为壁材的机理主要是由于其分子带有许多双亲基团，在形成微胶囊时，亲水基深入水相，疏水基吸附于油溶性物质表面。蛋白质的乳化能力和易成膜性对油溶性芯材物质的保留率有很大的作用，但它存在着低温时溶解性差、与羧基发生反应、价格高等缺点。碳水化合物的表面活性以及溶液的低粘度对乳化液的稳定不利，但它们对壁材中多功能基质的形成起着重要作用。将蛋白质和碳水化合物按一定比例混合则可以满足对壁材物质多功能性的要求。
在喷雾干燥微囊的制备过程中，在芯材、壁材确定的情况下，必须选择合适的乳化体系。影响乳化液类型的因素有两相的体积比、两相的粘度差异、表面活性剂的性质和浓度、温度。对不存在表面活性剂的两个纯溶液，前两个因素起主要作用。
根据热力学理论，乳化液不能自发的形成。因此，要使一个溶液体系变成乳化液体系，必须由外界提供能量。制备乳化液的主要方法有：通过机械搅拌、超声波作用或其它分散作用合两种流体充分混合，最终使得一相分散在另一相中。
通常制备乳化液的设备有胶体磨、高速剪切乳化搅拌机、高压均质机、超声波粉碎机。但以高压均质机效率最高，其均质原理为：经过一定的预处理的混合物料，在均质机柱塞所造成的高压条件下可进入可调节压力大小的阀组中，物料内积聚了极高的能量，一旦失压，物料就从可调节的限流缝隙中以极高的流速喷出，撞在碰撞环上，瞬间造成高能释放失压膨胀爆炸、湍流剪切、碰撞粉碎三种复合效应，使物料超细微化成极小的颗粒，直径在0.1～2μm之间，从而将原先的非均相体系加工分散成均匀稳定的液-液或液-固分散物。
喷雾干燥微观机理：当雾滴与干燥介质空气接触，雾滴表面立即形成饱和蒸气膜，水分开始蒸发。雾滴的表面温度相当于空气的湿球温度，水分的蒸发可分为两个阶段：第一个阶段是雾滴内有足够的水分可以补充表面水分损失；第二个阶段是雾滴的水分不再能保持表面饱和状态，雾滴表面形成干壳。雾滴中的水分主要是雾滴表面处于饱和的情况下蒸发，而雾滴本身的温度并不高。当液滴表面的囊壁一旦形成，其表面的温度就开始上升，雾滴内部蒸汽压开始升高，颗粒胀大成球。由于叶黄素、微孔淀粉为非水溶性，故大部分在微囊中成为囊材，而其它水溶性物质成为囊壁，从而起到较好的包裹作用。
Claims (8)
1、一种叶黄素微囊粉末，其特征在于：它主要由芯材叶黄素、微孔淀粉或交联淀粉，壁材纤维素、糖、植物胶或蛋白质所组成。
2、如权利要求1所述的叶黄素微囊粉末，其特征在于：壁材中还包含有糊精和抗氧化剂。
3、如权利要求1或2所述的叶黄素微囊粉末，其特征在于：所述的纤维素是羟乙基纤维素(HEC)、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、HPMC及它们的钠盐，糖是蔗糖、乳糖、三氯蔗糖、葡萄糖、蛋白糖，植物胶是阿拉伯胶、明胶、黄原胶，蛋白质是丝素蛋白、酪蛋白、大豆蛋白，糊精是麦芽糊精、环糊精或他们的混合物，抗氧化剂是TBHQ、维生素C、BHT、异维C钠、维生素E。
4、如权利要求1或2所述的叶黄素微囊粉末，其特征在于：叶黄素与其它芯材微孔淀粉或交联淀粉的重量比为1～3∶1～5，芯材与壁材的重量比为1～5∶1～3，壁材中单种成份的使用量为(重量份)1～30。
5、如权利要求4所述的叶黄素微囊粉末，其特征在于：制得的微囊大小为3～300μm之间。
6、一种叶黄素微囊粉末的制备工艺，其特征在于包括下列工艺步骤：
(1)将叶黄素在常温下与微孔淀粉或交联微孔淀粉，在混合机中混合均匀；
(2)加入纤维素类、糖类、植物胶类或蛋白质的水溶液，并混合均匀。
(3)将混合液用胶体磨或其他匀质机械研磨或均质成均匀的胶体；
(4)将均质后的胶体进行喷雾干燥，得到叶黄素微囊。
7、如权利要求6所述的叶黄素微囊粉末的制备工艺，其特征在于：步骤(3)中的匀质机械是胶体磨、高速剪切乳化搅拌机、高压均质机、超声波粉碎机。
8、如权利要求7所述的叶黄素微囊粉末的制备工艺，其特征在于：步骤(4)中的喷雾干燥的进风温度控制在230℃至130℃之间，出风温度控制在80℃至100℃之间。
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