CN104095816A - 叶黄素酯纳米颗粒及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及叶黄素酯纳米颗粒及其制备方法，本发明所述的叶黄素酯纳米颗粒的处方及质量比为：叶黄素酯：包裹材料：乳化剂为1:2~50:2~20，最优比为1:5~20:2~5。方法包括：第一步，加热条件下将包裹材料溶于一种有机溶剂中；第二步，将叶黄素酯与同一种有机溶剂混合后，加热溶解；第三步，机械搅拌下，将叶黄素酯溶液批量加入到包裹材料溶液中并添加乳化剂，使溶液颗粒达到纳米级；第四步，通过常规方法挥去溶液中溶剂，干燥制成粉末。本发明通过将叶黄素酯制成纳米颗粒，可以使其溶于冷水或常温水中，并增加了叶黄素酯的稳定性，从而增加其应用范围，且便于运输和储藏。

Description

叶黄素酯纳米颗粒及其制备方法

技术领域

本发明属于药品、保健品领域，涉及一种性质稳定、应用广泛的叶黄素酯纳米颗粒及其制备方法。 

背景技术

叶黄素酯是一种重要的类胡萝卜素脂肪酸酯。它广泛存在于万寿菊、南瓜、甘蓝、苜蓿等植物中。早在1994年美国食品药品监督管理局（USA.FDA）即推荐叶黄素酯作为“眼健康补充剂”（“Supports eye health”）。它是一种既安全可靠，无毒无害又能增进人体健康的食用色素，可广泛用于肉质品，鱼制品，各类罐头，饮品，果汁，面食，糕点及高级化妆品（如胭脂，口红，指甲油）等的着色，也可用于医药，饲料等领域。近几十年里，由于在人类和动物消费中的更加广泛的应用，叶黄素酯得到持续不断的研究。在我国，叶黄素酯2008年已被国家卫生部批准为新资源食品。 

研究表明，叶黄素酯水解成叶黄素，这一水解过程可导致20%（w/w）的叶黄素损失率。张艳等研究发现叶黄素酯在大鼠体内消化吸收过程中可发生水解反应，生成单体[3]。水解成单体的叶黄素分子可进入血清后被转运。换言之，可以用叶黄素酯作为功能因子对动物体内补充叶黄素。 

但是，叶黄素酯的分子结构中存在九个以上的双键，对光、热、氧等环境较敏感，易被氧化破坏。并且叶黄素酯是不溶于水的。叶黄素酯的这些性质限制了其在食品医药领域中的应用，特别是对那些水基质食品如饮料、果冻和果酱类食品、冷冻食品及焙烤食品类，因为叶黄素酯在其中根本不溶，而且，如对叶黄素酯直接应用时，粗结晶形式的存在会大大影响到动物体或人体的吸收，因此如何改善其水溶性和稳定性，并将其制成纳米颗粒，扩大其使用范围是本领域技术人员一直在努力的。 

   公开号CN1757315A涉及了一种叶黄素酯改性为水溶性叶黄素的工艺技术、配方。采用化学法和物理法改性工艺技术，对叶黄素酯加热液化后皂化乳化，然后经过高压匀质后真空脱气，最后灭菌灌装。这一工艺先进行皂化，然后乳化，过程复杂。对压力要求较多，先进行高压匀质，然后真空脱气，对设备要求高。 

目前将叶黄素酯制成水溶性的文献较少，而将叶黄素酯制成纳米颗粒的文献还未见报道。 

发明内容

本发明的目的是提供一种叶黄素酯纳米颗粒及其制备方法。 

本发明是通过如下方案实现的： 

本发明所述的叶黄素酯纳米颗粒的处方组成及质量比为叶黄素酯：包裹材料：乳化剂为1:2~50:1~10，最优比为1:5~20:2~5。

本发明的方法包括以下步骤： 

（1）将包裹材料溶于一种易挥发的有机溶剂中，使用到的包裹材料能对叶黄素进行很好的包埋保护，产品的稳定性好。

（2）将叶黄素和与第一步中相同的有机溶剂混合后，加热溶解，此有机溶剂对包裹材料以及叶黄素都有很好的溶解性，溶解温度一般不超过80℃，可以保护叶黄素较少的被破坏。且有机溶剂具有易挥发性，可使产品中溶剂残留低。 

（3）机械搅拌下，将叶黄素溶液批量加入到包裹材料溶液中并添加乳化剂，继续加热，使溶液颗粒达到纳米级； 

（4）通过常规分离方法如蒸馏、减压浓缩去除体系中的有机溶剂，回收的有机溶剂可在下次生产时予以套用，这样降低了生产成本，又可减少环保压力。最后通过喷雾干燥或真空干燥等方法制成粉末。

所述的包裹材料为羟甲基纤维素钠、羟丙基纤维素钠、聚维酮、聚乙二醇、甘露糖、半乳糖、胆酸中的一种或它们的任意比混合物；其中聚维酮为K30、K90、K90D中的任意一种或它们的任意比混合物;所述的聚乙二醇为聚乙二醇1500、聚乙二醇2000、聚乙二醇3000、聚乙二醇4000、聚乙二醇6000、聚乙二醇8000中的任意一种或它们的任意比混合物。 

所述的有机溶剂为丙酮、甲醇、乙醇、乙酸乙酯中一种或它们的任意混合物，步骤（1）中有机溶剂与包裹材料的体积质量比为5~50:1，步骤（2）中有机溶剂与叶黄素酯的体积质量比为5~50:1。 

所述的叶黄素酯为直接从万寿菊颗粒中提取的油膏，叶黄素含量为140~180g/kg。 

所述的加热温度为50-80℃，机械搅拌条件为100-3000rpm。 

所述的乳化剂为聚山梨酯、山梨醇脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯中的一种或它们的任意比混合物；其中聚山梨酯为吐温20、吐温40、吐温60、吐温80中的一种或它们的任意比混合物；所述的山梨醇脂肪酸酯为司盘60、司盘65、司盘80、司盘85中的任意一种或它们的任意比混合物；所述的蔗糖脂肪酸酯为蔗糖脂肪酸酯12、 蔗糖脂肪酸酯13、 蔗糖脂肪酸酯14、蔗糖脂肪酸酯15中的任意一种或它们的任意比混合物。 

所述的叶黄素酯纳米颗粒粒径为50-500nm。 

所述的干燥方法为真空干燥或喷雾干燥。 

本发明具有以下优点： 

1.      本方法中加热温度较低，从而明显的降低了叶黄素酯结构的破坏。

2.      本方法大大增加了叶黄素酯的水溶解性，从而扩大了叶黄素的应用范围。 

3.      增加了叶黄素酯的稳定性。优良的流动性使其可以用于压片，装胶囊，或添加入各种功能食品中。 

4.      本发明制得的叶黄素酯水溶性粉末可加入饮料、乳制品等产品中。 

具体实施方式： 

下面的示例有助于我们进一步详细阐述本发明，而不应被解释为限制本发明的范围。

实施例1 

处方1

叶黄素酯（含叶黄素140g/kg）       4g

羟甲基纤维素钠                    8g

吐温80                            4g

将8g羟甲基纤维素钠与400mL丙酮加入到500mL三口瓶中，50℃油浴加热使其溶解；将4g叶黄素酯与200mL丙酮加入到500mL茄形瓶中，50℃油浴加热使其溶解；机械搅拌下（100rpm）将叶黄素酯溶液缓慢加入到羟甲基纤维素钠溶液中，再加入4g吐温80，50℃继续加热；减压挥去溶剂，真空干燥，脆化后粉碎成粉末。

实施例2 

处方2

叶黄素酯（含叶黄素155g/kg）       2g

聚乙二醇4000                     100g

司盘80                            20g

将100g聚乙二醇4000与500mL无水乙醇加入到1000mL三口瓶中，60℃油浴加热使其溶解；将2g叶黄素酯与50mL无水乙醇加入到100mL茄形瓶中，60℃油浴加热使其溶解；机械搅拌下（1000rpm）将叶黄素酯溶液缓慢加入到聚乙二醇4000溶液中，再加入,20g司盘80，60℃继续加热；减压挥去溶剂，喷雾干燥制成粉末。

实施例3 

处方3

叶黄素酯（含叶黄素180g/kg）       2g

半乳糖                            5g

聚维酮K30                        5g

吐温40                            4g

将5g半乳糖、5g聚维酮K30与250mL无水乙醇加入到500mL三口瓶中，70℃油浴加热使其溶解；将2g叶黄素酯与100mL无水乙醇加入到250mL茄形瓶中，50℃油浴加热使其溶解；机械搅拌下（3000rpm）将叶黄素酯溶液缓慢加入到半乳糖与聚维酮K30溶液中，再加入4g吐温40，70℃继续加热；减压挥去溶剂，真空干燥，脆化后粉碎成粉末。

实施例4 

处方4

叶黄素酯（含叶黄素168g/kg）       2g

聚维酮K90                         15g

聚乙二醇6000                      5g

蔗糖脂肪酸酯15                    10g

将15g聚维酮K90、5g聚乙二醇6000与250mL甲醇加入到500mL三口瓶中，60℃油浴加热使其溶解；将2g叶黄素酯与50mL甲醇加入到100mL茄形瓶中，50℃油浴加热使其溶解；机械搅拌下（2000rpm）将叶黄素酯溶液缓慢加入到聚维酮K90与聚乙二醇6000溶液中，再加入10g 蔗糖脂肪酸酯15，60℃继续加热；减压挥去溶剂，喷雾干燥制成粉末。

实施例5 

处方5

叶黄素酯（含叶黄素140g/kg）       2g

甘露糖                            20g

司盘40                            10g

将20g甘露糖与200mL丙酮加入到500mL三口瓶中，50℃油浴加热使其溶解；将2g叶黄素酯与20mL丙酮加入到50mL茄形瓶中，50℃油浴加热使其溶解；机械搅拌下（2000rpm）将叶黄素酯溶液缓慢加入到甘露糖溶液中，再加入10g司盘40，50℃继续加热；减压挥去溶剂，真空干燥，脆化后粉碎成粉末。

实施例6 

处方6

叶黄素酯（含叶黄素155g/kg）       2g

胆酸                              60g

蔗糖脂肪酸酯12                   10g

将60g胆酸与300mL无水乙醇加入到500mL三口瓶中，60℃油浴加热使其溶解；将2g叶黄素酯与50mL无水乙醇加入到100mL茄形瓶中，60℃油浴加热使其溶解；机械搅拌下（1000rpm）将叶黄素酯溶液缓慢加入到胆酸溶液中，再加入10g蔗糖脂肪酸酯12，60℃继续加热；减压挥去溶剂，喷雾干燥制成粉末。

实施例7 

处方7

叶黄素酯（含叶黄素180g/kg）       2g

羟丙基纤维素钠                    20g

吐温80                            6g

将20g羟丙基纤维素钠与100mL乙酸乙酯加入到250mL三口瓶中，70℃油浴加热使其溶解；将2g叶黄素酯与50mL乙酸乙酯加入到100mL茄形瓶中，50℃油浴加热使其溶解；机械搅拌下（1500rpm）将叶黄素酯溶液缓慢加入到羟丙基纤维素钠溶液中，再加入6g吐温80，70℃继续加热；减压挥去溶剂，真空干燥，脆化后粉碎成粉末。

实施例8 

处方8

叶黄素酯（含叶黄素155g/kg）       2g

甘露糖                            10g

半乳糖                            10g

蔗糖脂肪酸酯13                    12g

将10g甘露糖、10g半乳糖与300mL无水乙醇加入到500mL三口瓶中，60℃油浴加热使其溶解；将2g叶黄素酯与50mL无水乙醇加入到100mL茄形瓶中，70℃油浴加热使其溶解；机械搅拌下（1500rpm）将叶黄素酯溶液缓慢加入到甘露糖与半乳糖溶液中，再加入12g蔗糖脂肪酸酯13，60℃继续加热；减压挥去溶剂，喷雾干燥制成粉末。

实施例9 

处方9

叶黄素酯（含叶黄素180g/kg）       2g

羟甲基纤维素钠                    8g

羟丙基纤维素钠                    8g

吐温60                            6g

将8g羟甲基纤维素钠、8g羟丙基纤维素钠与150mL乙酸乙酯加入到250mL三口瓶中，60℃油浴加热使其溶解；将2g叶黄素酯与20mL乙酸乙酯加入到100mL茄形瓶中，60℃油浴加热使其溶解；机械搅拌下（500rpm）将叶黄素酯溶液缓慢加入到羟甲基纤维素钠与羟丙基纤维素钠溶液中，再加入6g吐温60，60℃继续加热；减压挥去溶剂，真空干燥，脆化后粉碎成粉末。

实施例10 

处方10

叶黄素酯（含叶黄素168g/kg）       2g

聚维酮K30                         20g

聚乙二醇4000                      10g

吐温80                            8g

将20g聚维酮K30、10g聚乙二醇4000与300mL无水乙醇加入到500mL三口瓶中，70℃油浴加热使其溶解；将2g叶黄素酯与50mL无水乙醇加入到100mL茄形瓶中，70℃油浴加热使其溶解；机械搅拌下（2000rpm）将叶黄素酯溶液缓慢加入到聚维酮K30与聚乙二醇4000溶液中，再加入8g 吐温80，70℃继续加热；减压挥去溶剂，喷雾干燥制成粉末。

溶解度试验： 

     取各实施例制得的叶黄素酯纳米颗粒10g，采用溶质质量法测定其溶解度。称取100g水于250m1烧杯中，加入叶黄素酯纳米颗粒10g，20℃水浴不断搅拌。多余粉末较长时间(5min)不再溶解，则得到叶黄素酯纳米颗粒的饱和溶液。通过加热蒸发、称量，得到其中溶质质量，计算溶解度。为10. 2g。计算得溶解度为10. 2g，其中含叶黄素酯0.89g。由此可得叶黄素酯纳米颗粒为易溶，并将叶黄素酯由不溶提高至溶解。

S=溶质质量(g)/溶剂质量(g)×100g（溶质质量以所含叶黄素酯计） 

结果见表1。

表1  不同处方溶解度值 

由上表可以看出制得的叶黄素酯纳米颗粒为易溶，并将叶黄素酯由不溶提高至溶解；并且由最优比制得的叶黄素酯纳米颗粒溶解度比非最优比制得的叶黄素酯纳米颗粒溶解度更高。

稳定性试验： 

取实施例1制得的叶黄素酯纳米颗粒30g，及同批次的叶黄素酯原料30g，按照光照影响因素，高温影响因素试验做稳定性考察。

光照影响因素试验： 

取上述样品各10g分成若干份，置于4000LX灯箱中，分别与0时、6时、12时、24时、3天、5天、10天取样测定叶黄素酯的吸光度值，计算保存率。

保存率=(测定吸光度/初始吸光度 )×100% 

结果见表2。

高温影响试验： 

取上述样品各10g，分成若干份，置于70℃恒温箱中，分别于0时、6时、12时、24时、3天、5天、10天取样测定叶黄素酯的吸光度值，计算保存率。

结果见表3。 

表2  光照（4000LX）对叶黄素酯及叶黄素酯纳米颗粒稳定性的影响 

表3  高温对叶黄素酯及叶黄素酯纳米颗粒稳定性的影响

实施例5

叶黄素酯纳米颗粒在果汁饮料中的应用

（1）    果汁饮料配方

（2）    工艺流程：将所加成分溶解，混匀；加热，灌装，密封。

（3）    饮料物理稳定性见表3。 

实施例6 

叶黄素酯纳米颗粒在乳饮料中的应用

（1）含乳饮料配方

（2）工艺流程：将所加成分溶解，混匀；加热，灌装，密封。

（3）饮料物理稳定性见表4。 

表4 饮料中叶黄素酯的物理稳定性 

 。

Claims (8)

1.一种叶黄素酯纳米颗粒，其特征在于：包括叶黄素酯、包裹材料、乳化剂，其质量比为叶黄素酯：包裹材料：乳化剂为1:2~50:1~10，最优比为1:5~20:2~5。

2.根据权利要求1所述的叶黄素酯纳米颗粒，其特征在于：叶黄素酯为直接从万寿菊颗粒中提取的油膏，叶黄素含量为140~180g/kg；包裹材料为β-环糊精、羟甲基纤维素钠、羟丙基纤维素钠、聚维酮、聚乙二醇、甘露糖、半乳糖、胆酸中的一种或它们的任意比混合物；所述的乳化剂为聚山梨酯、山梨醇脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯中的一种或它们的任意比混合物。

3.根据权利要求2所述的叶黄素酯纳米颗粒，其特征在于：所述的聚维酮为K30、K90、K90D中的任意一种或它们的任意比混合物；所述的聚乙二醇为聚乙二醇1500、聚乙二醇2000、聚乙二醇3000、聚乙二醇4000、聚乙二醇6000、聚乙二醇8000中的任意一种或它们的任意比混合物。

4.根据权利要求2所述的叶黄素酯纳米颗粒，其特征在于：所述聚山梨酯为吐温20、吐温40、吐温60、吐温80中的一种或它们的任意比混合物；所述的山梨醇脂肪酸酯为司盘60、司盘65、司盘80、司盘85中的任意一种或它们的任意比混合物；所述的蔗糖脂肪酸酯为 蔗糖脂肪酸酯12、 蔗糖脂肪酸酯13、 蔗糖脂肪酸酯14、蔗糖脂肪酸酯15中的任意一种或它们的任意比混合物。

5.一种叶黄素酯纳米颗粒的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）加热条件下将包裹材料溶于一种易挥发的有机溶剂中；

（2）将叶黄素酯与同一种有机溶剂混合后，加热溶解；

（3）机械搅拌下，将叶黄素酯溶液批量加入到包裹材料溶液中并添加乳化剂，继续加热，使溶液颗粒达到纳米级；

（4）通过常规方法挥去溶液中溶剂，干燥制成粉末。

6.根据权利要求5所述的叶黄素酯纳米颗粒的制备方法，其特征在于所述的有机溶剂为丙酮、甲醇、乙醇、乙酸乙酯中一种或它们的任意混合物，步骤（1）中有机溶剂与包裹材料的体积质量比为5~50:1，步骤（2）中有机溶剂与叶黄素酯的体积质量比为5~50:1。

7. 根据权利要求5所述的叶黄素酯纳米颗粒的制备方法，其特征在于所述的加热温度为50~80℃；机械搅拌速率为100-3000rpm。

8.根据权利要求5所述的叶黄素酯纳米颗粒的制备方法，其特征在于所述的干燥方法为真空干燥或喷雾干燥。