CN103169141B - 一种利用类脂囊泡包封类胡萝卜素的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明利用类脂囊泡来包封类胡萝卜素。首先将类胡萝卜素、非离子型表面活性剂、胆固醇、氯仿/乙醇按一定比例溶解完全,然后用自动注射机将混合液注入磷酸盐缓冲液中,同时通过真空脱气、冷凝收集的方法将有机溶剂脱去并回收。最后将所得到的类脂囊泡悬浮液真空冷冻干燥,即可得到用类脂囊泡包封的类胡萝卜素干粉。
Description
技术领域
本发明属于食品添加剂领域,特别涉及一种适合工业化生产的类胡萝卜素类脂囊泡的制备方法。
背景技术
食用色素分为合成色素和天然色素,合成色素由于其安全性问题,目前只有少数被允许用于食品中,而天然色素由于具有较高的安全性,其应用越来越广泛。天然色素以植物性来源为主,种类繁多,按化学结构可以划分为五大类:类胡萝卜素类、花青素类、黄酮类、吡咯类和其它类。
类胡萝卜素是一大类重要的天然化合物,广泛存在于高等植物的叶绿体和有色体中,是人和动物的食物中不可缺少的组分。同时,类胡萝卜素也是药食同源的一种组分,具有多种药理活性和实用价值。其主要药理作用有:(1)约有10%的类胡萝卜素是维生素A的前体,在肠粘膜细胞内转变为维生素A,如β-胡萝卜素等;(2)是一种强抗氧化剂,可以淬灭超氧自由基和单态氧离子,延缓衰老;(3)可以增强免疫功能;(4)具有防癌、抗癌作用,可减少与老化有关的疾病如冠心病、黄斑退化疾病(刘翔等,类胡萝卜素在体内外的抗氧化活性.食品工业科技,2008,29(10):279-283)。
类胡萝卜素是呈黄色、橙红色或红色的多烯类物质,共有六百多种,常见的有β-胡萝卜素、叶黄素、番茄红素和辣椒红素等。类胡萝卜素大多溶于非挥发性油,几乎不溶于水,部分溶于乙醇,溶于甘油。其中叶黄素存在于许多蔬菜水果中,但工业化生产主要取自万寿菊(Tageteserecta)。万寿菊花中绝大多数叶黄素均以酯形式存在,而非游离态,由于叶黄素两侧的每一个紫罗酮环都有一个羟基,在植物细胞内与脂肪酸发生酯化作用生成单酯和二酯的衍生物叶黄素是一种不对称的二羟基类胡萝卜素,系统名称为3,3′-二羟基-β,α-胡萝卜素,它是人眼视网膜黄斑色素主要组成部分(李大婧等,万寿菊叶黄素的提取及分析方法研究进展,食品科学,2005,26(9):582-586)。辣椒红色素是以辣椒的果实为原料提取而得到的食用天然色素,主要成分为辣椒红素(C40H56O3)和辣椒玉红素(C40H56O4)的混合物。
天然色素普遍稳定性较差,对光、热、氧、金属离子、pH值等很敏感,容易降解。天然色素稳定化的方法有添加抗氧化剂如黄酮类和多酚类化合物、有机酸如抗坏血酸等来提高稳定性;通过改造天然色素分子的结构,以获得新的色调或改善色素的稳定性、溶解性、着色力等(欧阳杰等,天然食用色素的稳定化技术研究进展,食品科技,2006,8:182-184)。
将天然色素包封的方法主要有微胶囊法、脂质体和类脂囊泡法。微胶囊法就是用β-环糊精、阿拉伯胶、变性淀粉、蔗糖、蛋白质等壁材,将液体、固体或气体包裹在一微小的胶囊之中,在一定的条件下有控制地将心材释放出来。脂质体是1965年英国学者Bangham等将磷脂分散在水中进行电镜观察时发现的,构成脂质双分子层(载体)的物质主要有磷脂(卵磷脂、脑磷脂、大豆磷脂)和胆固醇等,其中每层均可包封药物,且由于其分子结构中既有亲水基团又有疏水基团,水溶性药物包封于囊泡亲水基团夹层中,而脂溶性药物则分散于囊泡的疏水基团的夹层中。但是磷脂存在易氧化降解、因磷脂分散在水中定向排列而形成热力学不稳定系统、包封物易泄漏、脂质体易聚结、制备贮藏困难等缺点,因此人们用表面活性剂代替磷脂来制备类脂囊泡,其中离子型的毒性较大,不宜用作药物或食品载体。类脂囊泡是由非离子型表面活性剂和胆固醇在亲水介质中自组装形成的具有封闭双分子层膜结构的封闭体系。从结构上分可分为单室囊泡和多室囊泡两类,粒径在30-1000nm范围内,物理性质与脂质体十分相似,既可以用来包裹亲水性药物,又可以用来包裹亲脂性药物。
类脂囊泡的制备方法主要有薄膜水化法、注入法、前体囊泡法、逆相蒸发法、摇瓶法、脱水再水化法、熔融法等(杨瑞.非离子表面活性剂囊泡的研究进展,中国药剂学杂志,2008,6(3):124-132)。其中薄膜水化法是囊泡制备最经典的、应用最广泛的一种方法,将表面活性剂溶于氯仿或乙醚中,减压旋转蒸发成膜,再用磷酸盐缓冲液或药物溶液水化,即得均匀的囊泡溶液。注入法是将囊材溶解于有机溶剂中,在一定的温度及磁力搅拌下将上述溶液注入到水溶液中,减压除去有机溶剂后即为均匀的囊泡溶液,采用此法制备的囊泡粒径小且均匀,但会涉及到有机溶剂残留的问题。目前,类脂囊泡的制备大多处于实验室研究阶段,很少见到有适合工业化生产的方法报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种适合工业化生产的包封类胡萝卜素的类脂囊泡的制备方法,首先将非离子型表面活性剂、类胡萝卜素和胆固醇溶于氯仿/甲醇,然后通过自动注射机将混合液注入磷酸盐缓冲液中形成类脂囊泡悬浮液,再将有机溶剂除去并收集,最后将脱去有机溶剂的类脂囊泡悬浮液真空冷冻干燥,即可得到类脂囊泡包封的类胡萝卜素干粉。
本发明的实施方案如下:
1)将5~50份HLB值为6.0~9.0的非离子型表面活性剂、1份类胡萝卜素和1~10份胆固醇,混合均匀,加入20~200份氯仿/甲醇溶液,其中氯仿与甲醇的体积比为4∶1,混合至完全溶解,将上述混合液装于自动注射机中;
2)将20~200份的0.01mol/LpH7.0的磷酸盐缓冲液加入可密闭、内部上方加装有注射针枪头、带搅拌和控温装置的真空脱气机中;
3)将自动注射机中的混合液通过软管连接到真空脱气机上方的注射针,间歇、匀速地注入40~60℃的磷酸盐缓冲液中,慢速搅拌20~60分钟,同时开启真空脱气,将挥发的有机溶剂通过连接的冷凝器收集;
4)将脱去有机溶剂的类脂囊泡悬浮液真空冷冻干燥,即可得到类脂囊泡包封的类胡萝卜素干粉。
步骤1)所述的非离子型表面活性剂,可以是聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯(又名吐温20)、聚氧乙烯山梨醇酐单棕榈酸酯(又名吐温40)、聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯(又名吐温60)、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯(又名吐温80)、山梨醇酐单月桂酸酯(又名司盘20)、山梨醇酐单棕榈酸酯(又名司盘40)、山梨醇酐单硬脂酸酯(又名司盘60)、山梨醇酐叁硬脂酸酯(又名司盘65)、山梨醇酐单油酸酯(又名司盘80)、单,双甘油油酸酯、单,双甘油亚油酸酯、单,双甘油亚麻酸酯、单,双甘油棕榈酸酯、单,双甘油山嵛酸酯、单,双甘油硬脂酸酯、单,双甘油月桂酸酯中的一种或多种,根据一定比例配制成HLB值6.0~9.0。
步骤1)所述的类胡萝卜素,为叶黄素、辣椒红色素、番茄红素、β-胡萝卜素、γ-胡萝卜素或玉米黄素。
步骤2)所述的真空脱气机,上方可加装注射针枪头1~8个,每个枪头有4~8个注射针,每个注射针规格为
步骤2)所述的磷酸盐缓冲液,还可加入总量为0.2~4.0份的冻干保护剂,所述冻干保护剂为乳糖、葡萄糖、蔗糖、甘露醇中的一种或多种。
步骤3)所述的注入方法,注射压力为0.1~0.5MPa,注射速度为10~40次/分钟。
步骤3)所述的真空脱气,真空度为0.06~0.09MPa。
步骤4)所述的真空冷冻干燥方法,真空度为0.01~0.03MPa,制冷温度为-30~-60℃,处理时间为2~8小时。
具体实施方式
下面的实施例将对本发明作进一步的解释,但是本发明并不仅仅局限于这些实施例,这些实施例不以任何方式限制本发明的范围。本领域的技术人员在权利要求的范围内所做出的某些改变和调整也应认为属于本发明的范围。
实施例1:
将5份HLB值为8.0的吐温80和司盘20混合物、1份番茄红素和1份胆固醇,混合均匀,加入100份氯仿/甲醇(体积比4∶1),混合至完全溶解,将上述混合液装于自动注射机中;再将100份的0.01mol/LpH7.0的磷酸盐缓冲液加入可密闭、内部上方加装有注射针枪头、带搅拌和控温装置的真空脱气机中。将自动注射机中的混合液通过软管连接到真空脱气机上方的注射针,间歇、匀速地注入60℃的磷酸盐缓冲液中,慢速搅拌60分钟,同时开启真空脱气,真空度0.06MPa,将挥发的有机溶剂通过连接的冷凝器收集。将脱去有机溶剂的类脂囊泡悬浮液于-60℃,真空度0.01MPa下冷冻干燥8小时,得到类脂囊泡包封的番茄红素干粉。
实施例2:
将50份HLB值为7.0的吐温20和司盘80混合物、1份叶黄素和2份胆固醇,混合均匀,加入200份氯仿/甲醇(体积比4∶1),混合至完全溶解,将上述混合液装于自动注射机中;再将200份的0.01mol/LpH7.0的磷酸盐缓冲液加入可密闭、内部上方加装有注射针枪头、带搅拌和控温装置的真空脱气机中。将自动注射机中的混合液通过软管连接到真空脱气机上方的注射针,间歇、匀速地注入50℃的磷酸盐缓冲液中,慢速搅拌20分钟,同时开启真空脱气,真空度0.07MPa,将挥发的有机溶剂通过连接的冷凝器收集。将脱去有机溶剂的类脂囊泡悬浮液于-50℃,真空度0.02MPa下冷冻干燥7小时,得到类脂囊泡包封的叶黄素干粉。
实施例3:
将20份HLB值为8.0的吐温60和单油酸甘油酯混合物、1份辣椒红色素和5份胆固醇,混合均匀,加入120份氯仿/甲醇(体积比4∶1),混合至完全溶解,将上述混合液装于自动注射机中;再将150份的0.01mol/LpH7.0的磷酸盐缓冲液加入可密闭、内部上方加装有注射针枪头、带搅拌和控温装置的真空脱气机中。将自动注射机中的混合液通过软管连接到真空脱气机上方的注射针,间歇、匀速地注入40℃的磷酸盐缓冲液中,慢速搅拌40分钟,同时开启真空脱气,真空度0.08MPa,将挥发的有机溶剂通过连接的冷凝器收集。将脱去有机溶剂的类脂囊泡悬浮液于-40℃,真空度0.01MPa下冷冻干燥6小时,得到类脂囊泡包封的辣椒红色素干粉。
实施例4:
将30份HLB值为7.0的吐温40和单硬脂酸甘油酯混合物、1份β-胡萝卜素和10份胆固醇,混合均匀,加入80份氯仿/甲醇(体积比4∶1),混合至完全溶解,将上述混合液装于自动注射机中;再将80份的0.01mol/LpH7.0的磷酸盐缓冲液加入可密闭、内部上方加装有注射针枪头、带搅拌和控温装置的真空脱气机中。将自动注射机中的混合液通过软管连接到真空脱气机上方的注射针,间歇、匀速地注入50℃的磷酸盐缓冲液中,慢速搅拌30分钟,同时开启真空脱气,真空度0.09MPa,将挥发的有机溶剂通过连接的冷凝器收集。将脱去有机溶剂的类脂囊泡悬浮液于-30℃,真空度0.02MPa下冷冻干燥4小时,得到类脂囊泡包封的β-胡萝卜素干粉。
实施例5:
将40份HLB值为9.0的吐温20、司盘60和双月桂酸甘油酯混合物、1份γ-胡萝卜素和4份胆固醇,混合均匀,加入160份氯仿/甲醇(体积比4∶1),混合至完全溶解,将上述混合液装于自动注射机中;再将150份的0.01mol/LpH7.0的磷酸盐缓冲液加入可密闭、内部上方加装有注射针枪头、带搅拌和控温装置的真空脱气机中。将自动注射机中的混合液通过软管连接到真空脱气机上方的注射针,间歇、匀速地注入55℃的磷酸盐缓冲液中,慢速搅拌40分钟,同时开启真空脱气,真空度0.07MPa,将挥发的有机溶剂通过连接的冷凝器收集。将脱去有机溶剂的类脂囊泡悬浮液于-50℃,真空度0.01MPa下冷冻干燥2小时,得到类脂囊泡包封的γ-胡萝卜素干粉。
实施例6:
将25份HLB值为8.0的吐温40、司盘20和双棕榈酸甘油酯混合物、1份玉米黄素和3份胆固醇,混合均匀,加入90份氯仿/甲醇(体积比4∶1),混合至完全溶解,将上述混合液装于自动注射机中;再将75份的0.01mol/LpH7.0的磷酸盐缓冲液和1份甘露醇加入可密闭、内部上方加装有注射针枪头、带搅拌和控温装置的真空脱气机中。将自动注射机中的混合液通过软管连接到真空脱气机上方的注射针,间歇、匀速地注入45℃的磷酸盐缓冲液中,慢速搅拌30分钟,同时开启真空脱气,真空度0.06MPa,将挥发的有机溶剂通过连接的冷凝器收集。将脱去有机溶剂的类脂囊泡悬浮液于-45℃,真空度0.02MPa下冷冻干燥4小时,得到类脂囊泡包封的玉米黄素干粉。
Claims (8)
1.一种适合工业化生产的包封类胡萝卜素的类脂囊泡的制备方法,其特征在于,其步骤如下:
1)将5~50份HLB值为6.0~9.0的非离子型表面活性剂、1份类胡萝卜素和1~10份胆固醇,混合均匀,加入20~200份氯仿/甲醇溶液,其中氯仿与甲醇的体积比为4∶1,混合至完全溶解,将上述混合液装于自动注射机中;
2)将20~200份的0.01mol/LpH7.0的磷酸盐缓冲液加入可密闭、内部上方加装有注射针枪头、带搅拌和控温装置的真空脱气机中;
3)将自动注射机中的混合液通过软管连接到真空脱气机上方的注射针,间歇、匀速地注入40~60℃的磷酸盐缓冲液中,慢速搅拌20~60分钟,同时开启真空脱气,将挥发的有机溶剂通过连接的冷凝器收集;
4)将脱去有机溶剂的类脂囊泡悬浮液真空冷冻干燥,即可得到类脂囊泡包封的类胡萝卜素干粉。
2.按权利要求1中所述的包封类胡萝卜素的类脂囊泡的制备方法,其特征在于:步骤1)所述的非离子型表面活性剂,可以是聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯(又名吐温20)、聚氧乙烯山梨醇酐单棕榈酸酯(又名吐温40)、聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯(又名吐温60)、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯(又名吐温80)、山梨醇酐单月桂酸酯(又名司盘20)、山梨醇酐单棕榈酸酯(又名司盘40)、山梨醇酐单硬脂酸酯(又名司盘60)、山梨醇酐叁硬脂酸酯(又名司盘65)、山梨醇酐单油酸酯(又名司盘80)、单,双甘油油酸酯、单,双甘油亚油酸酯、单,双甘油亚麻酸酯、单,双甘油棕榈酸酯、单,双甘油山嵛酸酯、单,双甘油硬脂酸酯、单,双甘油月桂酸酯中的一种或多种,根据一定比例配制成HLB值6.0~9.0。
3.按权利要求1中所述的包封类胡萝卜素的类脂囊泡的制备方法,其特征在于:步骤1)所述的类胡萝卜素,为叶黄素、辣椒红色素、番茄红素、β-胡萝卜素、γ-胡萝卜素或玉米黄素。
4.按权利要求1中所述的包封类胡萝卜素的类脂囊泡的制备方法,其特征在于:步骤2)所述的真空脱气机,上方可加装注射针枪头1~8个,每个枪头有4~8个注射针,每个注射针规格为
5.按权利要求1中所述的包封类胡萝卜素的类脂囊泡的制备方法,其特征在于:步骤2)所述的磷酸盐缓冲液中,还可加入总量为0.2~4.0份的冻干保护剂,所述冻干保护剂为乳糖、葡萄糖、蔗糖、甘露醇中的一种或多种。
6.按权利要求1中所述的包封类胡萝卜素的类脂囊泡的制备方法,其特征在于:步骤3)所述的注入方法,注射压力为0.1~0.5MPa,注射速度为10~40次/分钟。
7.按权利要求1中所述的包封类胡萝卜素的类脂囊泡的制备方法,其特征在于:步骤3)所述的真空脱气,真空度为0.06~0.09MPa。
8.按权利要求1中所述的包封类胡萝卜素的类脂囊泡的制备方法,其特征在于:步骤4)所述的真空冷冻干燥方法,真空度为0.01~0.03MPa,制冷温度为-30~-60℃,处理时间为2~8小时。
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Granted publication date: 20160406 Termination date: 20180318 |