CN103271893A

CN103271893A - 番茄红素微型胶囊的制备方法

Info

Publication number: CN103271893A
Application number: CN2013102172281A
Authority: CN
Inventors: 万平; 火弋; 郭正红; 夏志华
Original assignee: Shanghai Normal University
Current assignee: Shanghai Normal University; University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2013-05-31
Filing date: 2013-05-31
Publication date: 2013-09-04

Abstract

本发明公开了一种番茄红素微型胶囊的制备方法，利用两种具有相反电荷的高分子材料作囊材，将番茄红素分散在囊材的水溶液中，在一定条件下，相反电荷的高分子材料互相交联，形成复合物，从而溶解度降低，自溶液中凝聚析出而成微囊。本发明的方法操作简便，容易掌握，实现了番茄红素的微胶囊化，相比现有技术具有以下优点：通过选择囊材的包裹使番茄红素实现缓慢释放；降低对健康的危害、减少毒副作用；将番茄红素与外部环境因素隔离，阻止活性成分之间的化学反应，故能保持番茄红素有效成分的稳定性。

Description

番茄红素微型胶囊的制备方法

技术领域

本发明涉及药物制备技术，具体涉及一种番茄红素微型胶囊的制备方法。

背景技术

微型胶囊Microcapsules（简称微囊）系将固体或液体药物（简称芯料），利用高分子物质或共聚物（简称囊材）包裹于药物的表面，使成半透明、封闭的微型胶囊，外观呈粒状或圆球形，一般直径在5-250μm之间。微囊可看作是一种药物包裹在囊膜内而形成的微型无缝胶囊，是近二十多年来发展起来的一种新剂型。药物制成微囊后，具有缓释作用，提高药物稳定性，掩盖不良气味及口味，降低胃肠道的副反应，减少复方的配伍禁忌，改善药物流动性和可压性，液态药物制成固体制剂等特点。

微囊技术是一种用成膜材把固体或液体包覆形成微小粒子的技术。由于形成微囊后物质有着许多独特的性能，引起各国科学工作者和工程技术人员极大的兴趣。这种近50年才发展起来的新型技术已经得到广泛的实际应用并展现出良好的发展前景。该技术又是用半透膜包被生物活性物质以形成微囊的技术，形成的微囊可以阻遏免疫细胞以及大分子抗体通过半透膜。同时允许氧气、营养物质和一些具有生物活性的小分子物质自由出入，因此，微囊技术也是目前细胞治疗、组织和器官替代治疗的主要方法之一。

无论物质具有亲水性还是具有亲油性，大多数气体、液体、固体均可以被包囊。微胶囊之所以被广泛地应用于工业品，是由于通过对物质进行胶囊化可以实现许多目的。广义地说，微胶囊具有改善和提高物质外观及其性质的能力。具体地讲，微胶囊化主要有以下5个方面的作用：

①改善物质的物理性质：

如可以通过微胶囊将液态物质改制成固态剂型，改变物质的密度，改善流动性、可压性、分散性等等。

②缓释控释：

通过选择不同的囊材组合与配比，使囊心物在适当的条件下缓慢或立即释放，该性质在医药、农业和化肥行业里得到广泛的应用。

③改善稳定性，保护囊心物免受环境影响：

有些物质很容易受氧气、温度、水分、紫外等各种环境因素的影响，通过微囊化，使囊心物与外界环境相隔离。

④降低对健康的危害、减少毒副作用：

如硫酸亚铁、阿司匹林等药物包囊后可以通过控制向消化系统的释放速度来减轻肠胃副作用。对于制药工业来说，就可以采用微胶囊技术来制造靶制剂，达到定向释放的效果。

⑤屏蔽味道和气味：

微胶囊化可以用于掩饰某些化合物的令人不愉快的味道。

⑥减少复方制剂的配伍禁忌：

对于原料中相拮抗物质，采用微胶囊化隔离了各成分，阻止活性成分之间的化学反应，故能保持其有效成分的稳定性。

番茄红素是植物和微生物合成的一种天然色素，不仅存在于番茄中，还存在于西瓜、南瓜、李子、葡萄柚、红莓、柑橘等果实中，是这些果实显红色的主要色素。它的主要生理作用也分为以下几个方面：

①抗癌，防癌：

番茄红素是抗氧化性最强的类胡萝卜素，能保护细胞免遭氧化剂侵蚀，可以减缓或阻止乳腺癌、胰腺癌、子宫颈癌等癌变进程。实验表明，番茄提取物可减少乳腺肿瘤新血管的生成，通过减少或阻断肿瘤供养，进而抑制乳腺肿瘤生长。

同时，番茄红素也是捍卫男性健康的最佳武器。现代社会竞争日趋激烈，再加上缺乏运动，前列腺疾病成为了男性高发病。而常吃番茄等含有番茄红素的食品可减少前列腺癌发病的几率。研究证明，番茄红素主要是通过抗氧化作用，抑制和清除自由基，保护前列腺细胞免受氧化伤害。美国研究人员对4.6万名男性进行了6年的随访调查，发现每周吃2-4次番茄的人发生前列腺癌的危险性，要比不吃的人低26%。日本泌尿学科专家在经过长达13年临床检测后宣布：番茄红素能修复前列腺受损组织，改善前列腺体老化、抵抗力下降等症状，阻止前列腺病变反复发作。

②保护心血管：

在细胞培养水平上对番茄红素调节胆固醇代谢的功能研究中发现，在巨噬细胞的培养基中加入番茄红素时，会抑制胆固醇的合成，还可以降低血清脂质过氧化和低密度脂蛋白(LDL)的氧化，从而对急性心肌梗塞有预防作用，减少动脉硬化和冠心病的发病率。

③抗衰老：

人体衰老是由于体内自由基破坏了人体细胞从而导致细胞氧化。而番茄红素可消除单线态氧自由基，减小自由基对细胞的破坏性，起到抗衰老作用。

④保护皮肤：

紫外线辐射可导致皮肤烧伤、老化和引发皮肤癌等，番茄红素可防止或减轻皮肤受紫外线伤害。这是由于番茄红素可以猝灭紫外线产生的氧化产物。因此增加皮肤内番茄红素的量，可以防止或减轻紫外线对皮肤的损伤。

⑤预防白内障：

在研究血浆中维生素E类胡萝卜素水平和白内障关系时发现，血浆中番茄红素量最低的人患白内障可能性比正常人高2倍，而与其它类型胡萝卜素及维生素E无关。

番茄红素是一种强抗氧剂，与其他类胡萝卜素及抗氧剂相比，番茄红素猝灭单线态氧和清除自由基的作用最强。在流行病学研究中，番茄红素越来越多地被确定为同其他类胡萝卜素一起，甚至是唯一与某些癌症隐患呈负相关的类胡萝卜素。由于番茄红素化学结构中存在共轭双键，光和热都容易使其引起化学变化而使生物活性降低，大大限制了它的使用，因此提高番茄红素的化学稳定性非常重要。番茄红素开发应用在国际上正处在发展初期，在国内刚刚起步。国外的剂型有片剂、胶囊和软胶囊，多以保健品形式上市；目前国内已有文献多为番茄红素的生理功能、提取和分离等报道，而对其抗氧化、微胶囊化等方面的研究则报道较少。对于番茄红素而言，如用微胶囊技术进行包埋处理，可以提高其在功能性产品中的可用性，并促进其生理功能的发挥。李伟等用B-环糊精包合番茄红素，包合后可明显提高番茄红素的水溶性，改善它的稳定性，但由于主客分子比过大，包合物中番茄红素的含量偏低。藤洁等用喷雾干燥法将番茄红素微胶囊化，将微囊在室温下经自然光照射，保存4周后保留率在80％以上，而纯番茄红素在2周后就已被氧化。本实验室以生物可降解材料明胶包覆制备了番茄红素微囊以提高了番茄红素的稳定性。

番茄红素的研究已成为国际上功能性食品研究中的一个热点，提高番茄红素生物利用度及稳定性是其能充分发挥功能性的基础。将番茄红素制成微胶囊，不但可以提高其生物利用度，而且稳定性也将改善，是番茄红素成为功能食品的重要制备技术。

番茄红素(Lycopene)是一种类胡萝卜素，呈红色，分子式为C₄₀H₅₆，分子量为536.85。它是一种由多聚烯烃链构成、具有不饱和开环结构、含11个共轭双键和2个非共轭双键末端无芳香环的碳氢化合物。在自然界中，番茄红素主要以全反式结构存在，从二硫化碳和乙醇混合液中析出的纯品为针状深红色晶体(容易失活）。

由于番茄红素不具有β-胡萝卜素那样的β-芷香环结构，所以不具有维生素A原活性。番茄红素全反式异构体的熔点为174℃，不溶于水，难溶于乙醇和甲醇，可溶于氯仿和苯等有机溶剂（氯仿和苯有毒性)。番茄红素是类胡萝b素中最有效的单线态氧淬灭剂，它的淬灭能力是B-胡萝素的2倍，是维生素E的100倍，因此，其抗氧化性是类胡萝素中最强的一种。近20年来，国内外越来越多的研究和调查表明，番茄红素具有淬灭活性氧、消除人体自由基、预防心脏病、减缓动脉粥样硬化、预防多种癌症、保护心血管、抗老化、保护皮肤等生理功能。

此外，番茄红素还具有诱导细胞间连接通信、调节肿瘤细胞增殖，活化免疫细胞，清除香烟和汽车废气中的有毒物质等功能。因此，番茄红素逐渐成为国际上功能性食品成分和抗癌（如，乳腺癌、前列腺癌、消化道癌和膀胱癌等）研究中的一个热点。但是，番茄红素容易发生顺反异构和氧化降解，稳定性很差。影响番茄红素稳定性的因素包括氧、光、热、酸、金属离子、氧化剂和抗氧化剂等。因此，有必要研究番茄红素微囊化工艺。

发明内容

本发明的目的在于针对上述背景技术中提及的现有番茄红素制备工艺中存在的问题，提供一种番茄红素微胶囊化工艺。

本发明的技术方案如下：

番茄红素微型胶囊的制备方法，包括以下步骤：

（1）明胶溶液的配制：称取明胶用蒸馏水浸泡溶胀后，加热溶解，加蒸馏水至溶胶浓度为5-10wt%，搅匀，50-55℃保温备用；

（2）阿拉伯胶溶液的配制：将阿拉伯胶溶于蒸馏水中，加热至75-85℃，搅拌使溶解，加蒸馏水至阿拉伯胶浓度为5-10wt%；

（3）番茄红素乳剂的制备：称取番茄红素粉末加入步骤（2）5-10wt%阿拉伯胶溶液中，搅拌，得乳剂；

（4）混合：将步骤（3）所得番茄红素乳剂置50-55℃水浴上，按1:1-1.2的体积比加入步骤（1）5-10wt%明胶溶液，混合均匀；

（5）微囊的制备：在不断搅拌下，滴加醋酸溶液于步骤（4）所得混合液中，调节pH至3.9-4.2；

（6）微囊的固化：在不断搅拌下，加2-3倍体积30-35℃蒸馏水至步骤（4）所得微囊液中，停止水浴加热，不停搅拌，自然冷却，待温度为32-36℃时，加入冰块，继续搅拌至温度为10℃以下，加入0.5-1倍体积甲醛溶液交联固化，搅拌15-20min，调其pH至8-9，继续搅拌至微囊析出，静置待沉降；

（7）镜检：显微镜下观察微囊的形态，待微囊沉降完全，倾去上清液，过滤或甩，微囊用蒸馏水洗至无甲醛味，抽干，即得。

步骤（3）中番茄红素粉末与阿拉伯胶溶液的固液比为1-5g/100mL，优选3.5g/100mL。

本发明利用两种具有相反电荷的高分子材料作囊材，将番茄红素分散在囊材的水溶液中，在一定条件下，相反电荷的高分子材料互相交联，形成复合物(即复合囊材)，从而溶解度降低，自溶液中凝聚析出而成微囊。本发明的方法操作简便，容易掌握，实现了番茄红素的微胶囊化，相比现有技术具有以下优点：通过选择囊材的包裹使番茄红素实现缓慢释放；降低对健康的危害、减少毒副作用；将番茄红素与外部环境因素隔离，阻止活性成分之间的化学反应，故能保持番茄红素有效成分的稳定性。

具体实施方式

本实施例所材料及仪器：5wt%番茄红素粉末30克，阿拉伯胶，明胶，37wt%甲醛溶液，10wt%醋酸溶液，20wt%NaOH，溶液蒸馏水，磁力加热搅拌器，水浴锅，电子天平，试管，烧杯。

明胶溶液的配制：称取明胶5g，用蒸馏水适量浸泡溶胀后，加热溶解，加蒸馏水至1OOmL，搅匀，50°C保温备用;

阿拉伯胶溶液的配制：取蒸馏水8OmL置小烧杯中，加阿拉伯胶粉末59，加热至80°C左右，轻轻搅拌使溶解，加蒸馏水至1OOmL;

番茄红素乳剂的制备：分别称取番茄红素粉末1g，2g，3g，3.59，4g，5g与5%阿拉伯胶溶液1OOmL置磁力加热搅拌器中，搅拌30秒钟，即得乳剂;

混合：将液体番茄红素乳转入10OOmL烧杯中，置50-55°C水浴上加5%明胶溶液1OOmL，轻轻搅拌使混合均匀;

微囊的制备：在不断搅拌下，滴加10%醋酸溶液于混合液中，调节pH至3.9-4.2(广泛试纸);

微囊的固化：在不断搅拌下，将约30°C蒸馏水400mL加至微襄液中，将含微襄液的烧杯自50-55°C水浴中取下，不停搅拌，自然冷却，待温度为32-36°C时，加入冰块，继续搅拌至温度为10°C以下，加入37%甲醛溶液2·5mL(用蒸馏水稀释一倍)，搅拌15min，再用20%NaOH溶液调其pH至8-9，继续搅拌2Omin，观察至析出为止，静置待微襄沉降;

镜检：显微镜下观察微襄的形态;过滤(或甩干)：待微襄沉降完全，倾去上清液，过滤(或甩干)，微囊用蒸馏水洗至无甲醛味，抽干，即得。干襄称重。

镜检结果：深红色圆状物体即为最后析出的番茄红素微囊。

最佳工艺筛选：

番茄红素含量对成囊率影响

由表可知，番茄红素处方含量为3.5克时微囊数量最多，即收率最高。

以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims

1.番茄红素微型胶囊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.权利要求1所述番茄红素微型胶囊的制备方法，其特征在于，步骤（3）中番茄红素粉末与阿拉伯胶溶液的固液比为1-5g/100mL。

3.权利要求2所述番茄红素微型胶囊的制备方法，其特征在于，步骤（3）中番茄红素粉末与阿拉伯胶溶液的固液比为3.5g/100mL。