CN103635181A - 磷脂酰丝氨酸的微胶囊化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种磷脂酰丝氨酸的微胶囊化方法，所述方法包含：（a）将磷脂酰丝氨酸溶于食用油脂而制造磷脂酰丝氨酸液相组合物的步骤；（b）在步骤（a）之前、之后或者与此同时，将加工成（modified）具有亲油性和亲水性的加工淀粉与水搅和而准备淀粉水溶液的步骤；（c）将所述淀粉水溶液与磷脂酰丝氨酸液相组合物混合并进行均质化来乳化的步骤；以及（d）将获得的乳液进行干燥的步骤。
Description
技术领域
本发明涉及一种将广为人知为提高脑功能的素材的磷脂酰丝氨酸（phosphatidylserine，PS）制造成微胶囊型制剂的方法，更具体地，涉及一种使用作为生物降解高分子物质的淀粉用作皮膜物质将磷脂酰丝氨酸微胶囊化的方法。
背景技术
微胶囊化（Microencapsulation）技术是一种对于固相、液相、气相的中心物质利用包覆物质形成膜，从而将中心物质从外部环境保护或者在特定条件下以所希望的速度释放的方法。可被广泛应用于医药品、食品、化妆品领域等，其应用目的可以是通过将不稳定的中心物质从外部因素保护从而减少损失，可以隔离反应性高的中心物质，隐藏毒性、气味、味道或者进行固型化而使拿取操作变得简便，调节内容物的溶出速度等。
食品领域中，通过将反应性高的生理活性成分和食品素材进行微胶囊化，从而具有抗氧化和提高储存性、隔离不需要的香味、控制释放、提高生物体利用率、提高根据物性变化的拿取操作和加工性等好处。利用于食品的胶囊的包覆物质必须是可食用、溶解卓越、乳化性高，并且在微胶囊化过程中容易操作。另外，在加工和储存中与中心物质的反应性低，从外部环境保护中心物质，并且价格便宜而经济。作为包覆物质正在使用碳水化合物类、明胶、纤维素、油脂、蛋白质、树胶（gum）等，为了克服反应性高的物质的缺点正在研究使用各种包覆物质进行涂层的微胶囊化方法。
磷脂酰丝氨酸（Phosphatidylserine，PS）为自然界中存在的磷脂质（Phospholipid）的一种，是由丝氨酸基（亲水性部分）、磷酸基、甘油和2个脂肪酸基（疏水性部分）组成的物质。
就人脑而言，在干燥重量中卵磷脂几乎占一半，那些卵磷脂大部分包含在神经细胞的膜中。像这样，作为细胞膜的重要成分的卵磷脂中包含磷脂酰丝氨酸，而那些磷脂酰丝氨酸尤其在脑中大量存在并且组成神经细胞膜，被认为与用于维持生命活动的能量的出入、神经传递物质的释放或者突触的活动等信息传递等神经细胞的功能表现存在很深的关系。由于这样的理由，磷脂酰丝氨酸常被称为“脑的营养素”。
磷脂酰丝氨酸在1942年由Jordi Folch最初被分离之后，至今为止成为数十件的临床试验的对象，其结果被认为对于阿尔茨海默氏症性痴呆症的改善和由于老化的脑功能减退改善有效果。除了脑功能改善效果之外，还报道有也显示对癫痫的改善效果、耐疲劳性、荷尔蒙分泌节律的恢复等功能。
就磷脂酰丝氨酸而言，报道有要摄取100～300mg/天（day）才有效果，但是在通过食品来供给时有限制，因此正在活跃地研究通过多种多样的制造来供给的方式（参考韩国公开专利公报第2002-0085756号）。
磷脂酰丝氨酸根据最终产品的处理过程有所不同，但一般为粉末和颗粒形状。这些粉末和颗粒形状对油脂（fat）和水的溶解性不好，因此具有难以利用于产品的问题。作为用于提高对油脂的溶解度的方案，韩国公开专利公报第2003-0058839号公开有向包含磷脂酰丝氨酸和油脂的组合物中进一步添加中链脂肪的液相的组合物。就这些液相组合物而言，记载有在将磷脂酰丝氨酸溶解于含有不饱和脂肪酸的油脂的情况下，可以防止粘度变高或者硬化的现象，进而以软胶囊等形状被利用于健康食品和医药品。但是，就应用于饮料、牛奶等中而言，具有磷脂酰丝氨酸的水分散性不好，即便分散在水溶液中，在水相中磷脂酰丝氨酸的酯键慢慢自然水解，而且氧化稳定性相对低的缺点。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于提供一种将磷脂酰丝氨酸进行微胶囊化的方法，所述方法将淀粉作为皮膜物质来使用，从而可以提高磷脂酰丝氨酸在水溶液中的分散性、溶解性、稳定性，可以防止由光或空气中的氧气引起的氧化，并且可以在维持磷脂酰丝氨酸固有功能的情况下改善长期储存和运输特性。
本发明的另一个目的在于提供一种能够用上述方法制造的微胶囊制剂。
解决问题的方案
为了达到上述目的，本发明提供一种磷脂酰丝氨酸的微胶囊化方法，所述方法包括：（a）将磷脂酰丝氨酸溶于食用油脂而制造磷脂酰丝氨酸液相组合物的步骤；（b）在步骤（a）之前、之后或者与此同时，将加工成（modified）具有亲油性和亲水性的加工淀粉与水搅和而准备淀粉水溶液的步骤；（c）将上述淀粉水溶液和磷脂酰丝氨酸液相组合物混合并进行均质化来乳化的步骤；（d）将获得的乳液进行干燥的步骤。
为了达到上述另外的目的，本发明提供一种包含磷脂酰丝氨酸的微胶囊制剂，所述微胶囊制剂能够用前述的方法制造，并且适合于食品或医药品用途。
有益效果
根据本发明的磷脂酰丝氨酸的微胶囊化方法可以使磷脂酰丝氨酸防止由光或空气中的氧气引起的氧化，提高对水的分散性、溶解性、稳定性，改善储存和运输特性。而且，可以在维持预防认知力低下、缓和疲劳等磷脂酰丝氨酸固有的功能的情况下，将磷脂酰丝氨酸有效地制剂化为健康功能食品（特别是饮料）、医药品等胶囊剂型。
具体实施方式
本发明提供一种磷脂酰丝氨酸的微胶囊化方法，尤其是，将磷脂酰丝氨酸以粉末形状进行微胶囊化的方法，其中，所述磷脂酰丝氨酸具有对记忆力、痴呆的改善等脑功能改善，对癫痫的改善效果，耐疲劳性，荷尔蒙分泌节律的恢复等功能，所述微胶囊是将作为生物降解高分子物质的淀粉用作皮膜物质。
以下，若具体说明本发明的磷脂酰丝氨酸的微胶囊化工序，则如下。
（1）将磷脂酰丝氨酸溶于食用油脂而制造磷脂酰丝氨酸液相组合物的步骤
根据本发明的磷脂酰丝氨酸液相组合物是通过将粉末或者颗粒形状的磷脂酰丝氨酸溶于食用油脂来制造。就呈现粉末形状的磷脂酰丝氨酸而言，由于粉末粒子不太溶于水，而且就磷脂质的特性来说同时具有亲水性部分和疏水性部分，因此难以混入至加工成（modified）亲油性的淀粉内。鉴于此，利用食用油脂溶化磷脂酰丝氨酸来制作成油脂类型从而使其更接近于亲油性是重要的。
上述磷脂酰丝氨酸可以是：动物组织来源的天然磷脂酰丝氨酸；植物组织来源的天然磷脂酰丝氨酸；将选自由大豆卵磷脂、菜籽卵磷脂、鱼类来源卵磷脂、软体动物来源的卵磷脂和蛋黄卵磷脂所组成的组中的卵磷脂，在磷脂酶D的存在下，与丝氨酸进行反应而获得的磷脂酰丝氨酸，所述磷脂酰丝氨酸包含碳数6～30的饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸或多价不饱和脂肪酸、或者其钠盐、钾盐、镁盐、铵盐、磷酸盐、盐酸盐或硫酸盐。
食用油脂可以是选自由中链脂肪、豆油、向日葵油、葡萄籽油、菜籽油、橄榄油、玉米油、南瓜籽油、红花籽油、棕榈油等所组成的组中的一种以上。
本说明书中使用的所谓“中链脂肪”是指由碳数6～10的脂肪酸构成的油脂。中链脂肪具有如下优点：即使是没有胰脏脂肪酶和胆汁也可以被吸收，与长链脂肪相比吸收速度足以快4倍，不会成为积蓄脂肪。而且，与长链脂肪相比极性大，所以非常适合于将磷脂酰丝氨酸进行可溶化。
上述磷脂酰丝氨酸液相组合物也可以进一步包含含有DHA或者EPA的鱼油、锯棕榈果提取物、维生素、香料等功能性成分中的一种以上。
就本发明中使用的粉末或者颗粒形状的磷脂酰丝氨酸和食用油脂而言，可以在有机溶剂中溶化后，通过减压浓缩将有机溶剂全部去除后使用。就有机溶剂而言，可以将乙醇、丙醇、己烷、环己烷等一般的有机溶剂单独或者2种以上混合使用。
以组合物总重量为基准磷脂酰丝氨酸可以包含10～50重量%，但不限于此。
（2）将加工成（modified）具有亲油性和亲水性的加工淀粉与水搅和而准备淀粉水溶液的步骤
作为本发明的磷脂酰丝氨酸粉末胶囊的外壁物质使用淀粉。如果使用淀粉，虽然构成表面的膜变得粗糙，但是可以具有坚固而柔软的弹性和耐冲击性，获得保护内部物质免受氧化的特性卓越的剂型。
作为包覆物质来使用的加工淀粉是通过热、酶（如：水解酶、异构酶、氧化酶、分支酶（branching enzyme）等）、酸（如：琥珀酸、丁二酸、醋酸、盐酸等）来处理未加工（unmodified）淀粉而获得的加工（变性）淀粉，不同于一般淀粉而同时具有亲水性和亲油性性质，从而具有稳定的乳状液形成性能和优秀的薄膜形成性能，由此在含有油脂成分的食品等中以多种用途使用。
淀粉可以在大约5～30倍（w/w），优选5～15倍（w/w）的水中在50～90℃，优选80℃下被糊化使用。
淀粉水溶液的准备可以在前述的磷脂酰丝氨酸液相组合物的制造步骤之前、之后或者与其同时实行。
根据情况，为了抑制混入淀粉中的磷脂酰丝氨酸的溶出，同时提高水溶液相中的分散性，淀粉水溶液可以进一步包含麦芽糖糊精、阿拉伯树胶、瓜尔胶、黄原酸胶、酪蛋白酸钠、明胶、卵磷脂、海藻酸钠等赋形剂中的一种以上。
（3）将淀粉水溶液和磷脂酰丝氨酸液相组合物混合并进行均质化来乳化的步骤
本步骤可以由以下步骤组成：将之前准备的淀粉水溶液和磷脂酰丝氨酸液相组合物搅和以1,000～10,000rpm进行均质化5～10分钟而获得1次乳液后，为了提高组成稳定性，利用高压均质机（homogenizer）、超声波乳化机等将1次乳液在200～300bar的压力条件下进一步进行均质化10～30分钟而获得2次乳液。
在这里，磷脂酰丝氨酸可以是相对于淀粉100重量份为20～50重量份。
磷脂酰丝氨酸可以是以上述混合物总重量为基准为1～30重量%，优选3～20重量%。若磷脂酰丝氨酸含量不到1重量%，则在最终产物中难以维持发挥生理活性功能的浓度，若超过30重量%，则乳化稳定性有可能下降。
为了使组合物更加稳定化，可以实行2回以上的2次乳化。
在1次和2次乳化过程中，也会发生热，均匀化温度一般可以为30～60℃，优选50℃。若均质化温度超过60℃，则可以促进磷脂酰丝氨酸的酸败，若不到30℃，则可能包覆物质变硬，由此胶囊的稳定性下降。大约在50℃时可以均匀地维持内部物质和包覆物质的糊化程度，尤其在抑制磷脂酰丝氨酸的酸败方面有效。
为了抑制混入到淀粉中的磷脂酰丝氨酸的溶出，同时在水溶液相中提高分散性，上述1次乳液和2次乳液中的至少一个可以进一步包含麦芽糖糊精、阿拉伯树胶、瓜尔胶、黄原酸胶、酪蛋白酸钠、明胶、卵磷脂、海藻酸钠等赋形剂中的一种以上。
在利用淀粉的磷脂酰丝氨酸的1次胶囊化后，为了提高耐酸性、储存性、运输性、保护内部物质免受氧化的性能，可以用另外不同的包覆物质实施2次胶囊化。使用于2次胶囊化的包覆物质有乳清蛋白、环糊精、麦芽糖糊精、酪蛋白酸钠、明胶、淀粉等，并且不限于此。
（4）乳液的干燥步骤
就之前获得的乳液而言，由于在淤浆相中多多少少缺乏稳定性，所以内部物质有可能会漏出到外面。鉴于此，若将乳液进行干燥，则干燥的同时磷脂酰丝氨酸将被微胶囊化，从而可以成为粉状。
为了使最终产品的形状成为粉状，可以利用连续的喷雾干燥法或流动床干燥法。
例如，就喷雾干燥而言，可以在热风机的温度150～200℃、喷嘴部分的温度100～150℃、旋风筒（cyclone）部分的温度40～100℃中，利用1～5mm大小的喷嘴来喷射乳液而实施。
干燥后获得的微胶囊的平均粒径可以在大约400～700nm范围。
由上述方法制造的微胶囊，可以提高磷脂酰丝氨酸在水溶液中的分散性、溶解性、稳定性，防止由光或空气中的氧气引起的氧化，并且可以在维持磷脂酰丝氨酸固有功能的条件下改善长期储存和运输特性，进而由于可以包含高浓度的磷脂酰丝氨酸，因此增大将磷脂酰丝氨酸作为主成分的在医药品、食品（健康功能食品）等方面的应用能力。
由此，本发明还提供一种能够用前述的方法制造的、适合于食品或者医药品用途的包含磷脂酰丝氨酸的微胶囊制剂。在这里磷脂酰丝氨酸的含量可以根据在最终用途中的有效量而变化，但以微胶囊总重量为基准可以为1～25重量%。
以下，若通过实施例详细说明本发明则如下。但下述实施例仅是例示本发明而已，并不会被下述实施例所限定。
制造例：磷脂酰丝氨酸液相组合物的制造
<制造例1>
向磷脂酰丝氨酸粉末（DS-PS60SW，株式会社斗山）100g添加己烷:乙醇=95:5溶液500ml后在35℃下混合至变为透明。然后添加中链脂肪66.7g（中链甘油三酯（Medium Chain Triglycerides，MCTs），乐天Wellga公司）后搅拌至混合物变得完全透明，进行减压干燥，从而制造含有磷脂酰丝氨酸30重量%的液相组合物。
<制造例2>
向磷脂酰丝氨酸粉末（株式会社斗山的PS40SW）100g添加己烷:乙醇=100:3溶液500ml后在35℃下混合至变为透明。然后添加豆油60g（乐天Wellga公司）后搅拌至混合物变得完全透明，进行减压干燥，从而制造含有磷脂酰丝氨酸25重量%的液相组合物。
<制造例3>
向磷脂酰丝氨酸粉末（株式会社斗山的PS60SW）100g添加己烷:乙醇=100:3溶液500ml后在35℃下混合至变为透明。然后添加以中链脂肪90g（MCTs，乐天Wellga公司）和金枪鱼来源的鱼油（含有DHA27重量%）10g（禾大公司）以10:1（w/w）混合的混合物之后搅拌至混合物变得完全透明，进行减压干燥，从而制造含有磷脂酰丝氨酸25重量%的液相组合物。
实施例：磷脂酰丝氨酸的微胶囊化
<实施例1>
向540g无菌水混合40g的琥珀酸取代的加工淀粉，在80℃下进行糊化后冷却至50℃。向这里混合在制造例1中制造的磷脂酰丝氨酸液相组合物20g（淀粉:磷脂酰丝氨酸=2:1（w/w））后利用均质机（homogenizer）以9000rpm均质化9分钟来制造1次乳液。
为了提高组合物的稳定性，将上述1次乳液通过250bar的高压均质机2回，从而进一步进行均质化。然后通过在180℃下进行喷雾干燥2小时使成为粉状而制造平均粒径为527nm的微胶囊（含有10重量%磷脂酰丝氨酸）。在这里，微胶囊的平均粒径是利用Zeta PALS，将胶囊水溶液用无菌的3次蒸馏水稀释后测定的值。
<实施例2>
向520g无菌水混合60g的琥珀酸取代的加工淀粉，在80℃下进行糊化后冷却至50℃。向这里混合在制造例2中制造的磷脂酰丝氨酸液相组合物20g（淀粉:磷脂酰丝氨酸=3:1（w/w））后利用均质机以9000rpm均质化9分钟来制造1次乳液。
为了提高组合物的稳定性，将上述1次乳液通过250bar的高压均质机2回，从而进一步进行均质化。然后通过在180℃下进行喷雾干燥2小时使成为粉状而制造平均粒径为542nm的微胶囊（含有6重量%磷脂酰丝氨酸）。
<实施例3>
向添加有3重量%阿拉伯树胶的520g水溶液中混合60g的琥珀酸取代的加工淀粉，在80℃下进行糊化后冷却至50℃。向这里混合在制造例2中制造的磷脂酰丝氨酸液相组合物20g（淀粉:磷脂酰丝氨酸=3:1（w/w））后利用均质机以9000rpm均质化9分钟来制造1次乳液。
为了提高组合物的稳定性，将上述1次乳液通过250bar的高压均质机2回，从而进一步进行均质化。然后通过在180℃下进行喷雾干燥2小时使成为粉状而制造平均粒径为487nm的微胶囊（含有6重量%磷脂酰丝氨酸）。
<实施例4>
向添加有1重量%黄原酸胶的520g水溶液混合60g的琥珀酸取代的加工淀粉，在80℃下进行糊化后冷却至50℃。向这里混合在制造例2中制造的磷脂酰丝氨酸液相组合物20g（淀粉:磷脂酰丝氨酸=3:1（w/w））后利用均质机以9000rpm均质化9分钟来制造1次乳液。
为了提高组合物的稳定性，将上述1次乳液通过250bar的高压均质机2回，从而进一步进行均质化。然后通过在180℃下进行喷雾干燥2小时使成为粉状而制造平均粒径为475nm的微胶囊（含有6重量%磷脂酰丝氨酸）。
<实施例5>
向520g无菌水混合40g的琥珀酸取代的加工淀粉，在80℃下进行糊化后冷却至50℃。向这里混合在制造例1中制造的磷脂酰丝氨酸液相组合物20g（淀粉:磷脂酰丝氨酸=2:1（w/w））后利用均质机以9000rpm均质化9分钟来制造1次乳液。
向1次乳液添加麦芽糖糊精15g，搅拌后，为了提高组合物的稳定性，将上述1次乳液通过250bar的高压均质机2回，从而进一步进行均质化。然后通过在180℃下进行喷雾干燥2小时使成为粉状而制造平均粒径为463nm的微胶囊（含有6重量%磷脂酰丝氨酸）。
<试验例1>水分散性和储藏稳定性试验
将实施例1-5中制造的含有磷脂酰丝氨酸的微胶囊、作为比较例1的磷脂酰丝氨酸粉末（DS-PS60SW，株式会社斗山）、以及作为比较例2的在制造例1中制造的含有磷脂酰丝氨酸30重量%的液相组合物，按照使磷脂酰丝氨酸浓度成为300mg/100ml的方式溶于蒸馏水后，一边在4℃冷藏条件下保管3个月，一边用肉眼观察分散性和乳化稳定性。其结果表示在下面的表1。
◎：稳定，没有沉淀现象○：有非常微细的沉淀现象
△：有少量的沉淀现象X：沉淀现象严重
表1
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 比较例1 | 比较例2 | |
| 0天 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ○ | X |
| 30天 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | X | X |
| 60天 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | X | X |
| 90天 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | X | X |
如上述表1所示，根据本发明的方法制造的含有磷脂酰丝氨酸的微胶囊在4℃下稳定地维持3个月以上而没有沉淀和分层，由此可知水分散性和稳定性非常良好。而且，可知在添加赋形剂或者使用淀粉之外的追加的包覆物质的剂型的情况下也获得非常稳定的形状的微胶囊剂型。
另一方面，就没有将磷脂酰丝氨酸溶化在食用油脂中没有用加工淀粉进行涂层处理的比较例1的磷脂酰丝氨酸而言，经过1天后立刻发生沉淀，在没有用加工淀粉涂层的比较例2的磷脂酰丝氨酸的情况下，立刻发生沉淀和分层。
Claims (10)
1.一种磷脂酰丝氨酸的微胶囊化方法，所述方法包含：
（a）将磷脂酰丝氨酸溶于食用油脂而制造磷脂酰丝氨酸液相组合物的步骤；
（b）在步骤（a）之前、之后或者与此同时，将被加工（modified）成具有亲油性和亲水性的加工淀粉与水搅和而准备淀粉水溶液的步骤；
（c）将所述淀粉水溶液和磷脂酰丝氨酸液相组合物混合并进行均质化来乳化的步骤；以及
（d）将获得的乳液进行干燥的步骤。
2.根据权利要求1所述的磷脂酰丝氨酸的微胶囊化方法，其特征在于，所述磷脂酰丝氨酸是：
动物组织来源的天然磷脂酰丝氨酸；
植物组织来源的天然磷脂酰丝氨酸；或者
将选自由大豆卵磷脂、菜籽卵磷脂、鱼类来源的卵磷脂、软体动物来源的卵磷脂和蛋黄卵磷脂所组成的组中的卵磷脂，在磷脂酶D的存在下，与丝氨酸进行反应而获得的磷脂酰丝氨酸，
所述磷脂酰丝氨酸包含碳数6～30的饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸或多价不饱和脂肪酸、或者其钠盐、钾盐、镁盐、铵盐、磷酸盐、盐酸盐或硫酸盐。
3.根据权利要求1所述的磷脂酰丝氨酸的微胶囊化方法，其特征在于，在所述步骤（a）中，食用油脂为从由碳数6～10的脂肪酸构成的油脂、豆油、向日葵油、葡萄籽油、菜籽油、橄榄油、玉米油、南瓜籽油、红花籽油及棕榈油所组成的组中选择的一种以上。
4.根据权利要求1所述的磷脂酰丝氨酸的微胶囊化方法，其特征在于，在所述步骤（a）中，所述磷脂酰丝氨酸液相组合物进一步包含选自由含有DHA或EPA的鱼油、锯棕榈果提取物、维生素及香料所组成的组中的一种以上。
5.根据权利要求1所述的磷脂酰丝氨酸的微胶囊化方法，其特征在于，在所述步骤（b）中，加工淀粉为用选自由热、酶和酸（acid）所组成的组中的一种以上来处理的淀粉。
6.根据权利要求1所述的磷脂酰丝氨酸的微胶囊化方法，其特征在于，在所述步骤（b）中，加工淀粉是在5～30倍（w/w）的水中在50～90℃的温度下被糊化。
7.根据权利要求1所述的磷脂酰丝氨酸的微胶囊化方法，其特征在于，所述步骤（b）的淀粉水溶液和步骤（c）的乳液中的至少一个进一步包含选自由麦芽糖糊精、阿拉伯树胶、瓜尔胶、黄原酸胶、酪蛋白酸钠、明胶、卵磷脂及海藻酸钠所组成的组中的一种以上的赋形剂。
8.根据权利要求1所述的磷脂酰丝氨酸的微胶囊化方法，其特征在于，所述步骤（c）包含：
（c1）将所述淀粉水溶液和磷脂酰丝氨酸液相组合物的混合物，在30～60℃下，以1,000～10,000rpm进行均质化而获得1次乳液的步骤；以及
（c2）将所述1次乳液在200～300bar的压力条件下，在30～60℃下进行均质化而获得2次乳液的步骤。
9.根据权利要求1所述的磷脂酰丝氨酸的微胶囊化方法，其特征在于，在所述步骤（d）中，干燥是喷雾干燥或者流动床干燥。
10.一种包含磷脂酰丝氨酸的微胶囊制剂，所述微胶囊制剂能够用权利要求1至9中任一项所述的方法制造，并且适合于食品或医药品用途。
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