CN104257632B - 一种虾青素固体脂质纳米粒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于药品技术领域，具体涉及一种虾青素固体脂质纳米粒及其制备方法，其中，该虾青素固体脂质纳米粒由脂质材料与水相按质量比1:11制成；其中，按质量分数，所述脂质材料中：固体脂1％～15％，植物油85％～98.9％，虾青素0.1％；所述水相中：表面活性剂1％～10％，去离子水90％～99％。本发明提供的虾青素固体脂质纳米粒内部为脂质核，外部为水相，增加了虾青素在水中的溶解度，从而提高了脂溶性成分虾青素在胃肠道中的吸收率和生物利用度；同时，虾青素固体脂质纳米粒呈半透明状，乳液平均粒径、Zeta电位、分散指数PDI等指标良好，不易发生异构和降解，具有较好的稳定性。
Description
技术领域
本发明属于药品技术领域，具体涉及一种虾青素固体脂质纳米粒及其制备方法。
背景技术
虾青素(Astaxanthin)为紫色晶体，分子式为C40H5204，相对分子量为596.86，是一种萜烯类不饱和化合物，类属于叶黄素类-β-胡萝卜素家族。天然虾青素具有极强的抗氧化能力，可以有效的清除细胞内的氧自由基，防止组织、细胞、DNA被氧化损伤，被称为“超级维生素E”。同时，虾青素还具有抗衰老、抗肿瘤和预防心脑血管疾病等生理活性，在食品、保健品、药品和化妆品等行业具有重要的应用价值。
虾青素是一种脂溶性成分，在水中的溶解度低，致使其在胃肠道中的吸收率和生物利用度不高。另外，由于虾青素分子具有高度不饱和性，结构中含有较多的不饱和键，在光、酸碱、氧等条件下易发生异构和降解，导致其稳定性较差。现有的虾青素在水中溶解度低以及稳定性差的技术缺陷已成为其在医药领域里应用的技术瓶颈，有待进一步改进。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种虾青素固体脂质纳米粒及其制备方法，以解决虾青素在水中溶解度低及稳定性差的问题。
本发明提供了一种虾青素固体脂质纳米粒，由脂质材料与水相按质量比1:11制成；其中，按质量分数，脂质材料中：固体脂1％～15％，植物油85％～98.9％，虾青素0.1％；水相中：表面活性剂1％～10％，去离子水90％～99％。
进一步，固体脂包括硬脂酸、棕榈酸、癸酸、单硬脂酸甘油酯，双硬脂酸甘油酯、三月桂酸甘油酯，三肉豆蔻酸甘油酯，三棕榈酸甘油酯中的一种或两种以上的混合物。
进一步，固体脂为硬脂酸。
进一步，植物油包括大豆油、花生油、橄榄油、玉米油、菜籽油中的一种或两种以上的混合物。
进一步，植物油为大豆油。
进一步，表面活性剂包括大豆磷脂、蛋黄磷脂、胆酸钠、牛黄胆酸钠、吐温20、吐温40、吐温60、吐温80、司盘20、司盘80、泊洛沙姆188、泊洛沙姆407中的一种或两种以上的混合物。
进一步，表面活性剂为吐温20。
本发明还提供了一种虾青素固体脂质纳米粒的制备方法，包括：
将固体脂与植物油混合，恒温加热搅拌至充分混合，得到澄清均一油状液体，为第一混合油相；
将虾青素加入到第一混合油相，在氮气保护下，继续恒温加热搅拌使其充分混合，得到油状液体，为第二混合油相；
将表面活性剂和去离子水充分混合，得到澄清水溶液，为水相；
将第二混合油相逐滴分散到水相中至分散完全，在常温下高剪切，得到不透明乳悬液，为虾青素粗乳液；
将虾青素粗乳液进行高压匀质，得到半透明乳液，为虾青素乳悬液；
将虾青素乳悬液冷却，得到虾青素固体脂质纳米粒。
进一步,恒温加热搅拌的条件为75℃，500rpm，高剪切的条件为12000rpm，5min。
进一步,高压匀质的条件为：压力15～50MPa,匀质乳化5～15次。
与现有技术相比本发明的有益效果是：虾青素固体脂质纳米粒内部为脂质核，外部为水相，增加了虾青素在水中的溶解度，从而提高了脂溶性成分虾青素在胃肠道中的吸收率和生物利用度；同时，虾青素固体脂质纳米粒呈半透明状，乳液平均粒径、Zeta电位、分散指数PDI等指标良好，不易发生异构和降解，具有较好的稳定性。
附图说明
图1是本发明一种虾青素固体脂质纳米粒的制备方法的流程图；
图2是本发明一种虾青素固体脂质纳米粒的Zeta电位图；
图3是本发明一种虾青素固体脂质纳米粒的粒径分布图；
图4是本发明一种虾青素固体脂质纳米粒的体外模拟累计释放图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定发明。
参图1至图4所示，图1是本发明一种虾青素固体脂质纳米粒的制备方法的流程图；图2是本发明一种虾青素固体脂质纳米粒的Zeta电位图；图3是本发明一种虾青素固体脂质纳米粒的粒径分布图；图4是本发明一种虾青素固体脂质纳米粒的体外模拟累计释放图。
本发明的实施例提供了一种虾青素固体脂质纳米粒，由脂质材料与水相按质量比1:11制成；其中，按质量分数：脂质材料中：固体脂1％～15％(可以为2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％)，植物油85％～98.9％(可以为86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％)，虾青素0.1％；所述水相中：表面活性剂1％～10％(可以为2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％)，去离子水90％～99％(可以为91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％)。
本实施例提供的虾青素固体脂质纳米粒内部为脂质核，外部为水相，增加了虾青素在水中的溶解度，从而提高了脂溶性成分虾青素在胃肠道中的吸收率和生物利用度；同时，虾青素固体脂质纳米粒呈粉红色半透明状，乳液平均粒径、Zeta电位、分散指数PDI等指标良好，不易发生异构和降解，具有较好的稳定性。
在本实施例中，脂质材料中的固体脂可以包括硬脂酸、棕榈酸、癸酸、单硬脂酸甘油酯，双硬脂酸甘油酯、三月桂酸甘油酯，三肉豆蔻酸甘油酯，三棕榈酸甘油酯中的一种或两种以上的混合物，本实施例优选硬脂酸。
在本实施例中,脂质材料中的植物油可以包括大豆油、花生油、橄榄油、玉米油、菜籽油中的一种或两种以上的混合物，本实施例优选大豆油。
在本实施例中,水相中的表面活性剂可以包括大豆磷脂、蛋黄磷脂、胆酸钠、牛黄胆酸钠、吐温20、吐温40、吐温60、吐温80、司盘20、司盘80、泊洛沙姆188、泊洛沙姆407中的一种或两种以上的混合物，本实施例优选吐温20。
本发明的实施例还提供了一种虾青素固体脂质纳米粒的制备方法，包括：
步骤S101，将固体脂与植物油混合，恒温加热搅拌至充分混合，得到澄清均一油状液体，为第一混合油相；
步骤S102，将虾青素加入到第一混合油相，在氮气保护下，继续恒温加热搅拌使其充分混合，得到油状液体，为第二混合油相；
步骤S103，将表面活性剂和去离子水充分混合，得到澄清水溶液，为水相；
步骤S104，将第二混合油相逐滴分散到水相中至分散完全，在常温下高剪切，得到不透明乳悬液，为虾青素粗乳液；
步骤S105，将虾青素粗乳液进行高压匀质(压力15～50MPa,匀质乳化5～15次，优选30MPa，15次)，得到半透明乳液，为虾青素乳悬液；
步骤S106，将虾青素乳悬液冷却，得到虾青素固体脂质纳米粒。
本实施例提供的虾青素固体脂质纳米粒的制备方法，通过将虾青素溶于植物油中，固体脂重结晶将植物油与虾青素固定，提高了虾青素的包载率；制得的虾青素固体脂质纳米粒，除了乳化剂外，没有其他辅料，所用原料都是可食用的，保证了虾青素固体脂质纳米粒的生物安全性；制备条件温和，没有高温，减少了虾青素在制备过程中损失，提高了虾青素的包埋率；制备方法简单，适于大规模生产。
下面结合说明书附图并通过具体实施例详细描述本发明虾青素固体脂质纳米粒的制备方法。除非特别说明，本发明采用的试剂、设备为本技术领域常规试剂和设备。
实施例1
步骤1：精确称量0.05g硬脂酸和4.95g大豆油，置于试管中，将试管放入水浴磁力搅拌器内，温度设置为75℃，转速调节到500rpm，进行加热1h，使硬脂酸溶解于大豆油中，并与其充分混合，得到乳黄色油状液体，为第一混合油相；
步骤2：精确称取5mg虾青素紫色晶体(纯度>99％)，加入到第一混合油相中，同时持续通入氮气，在氮气保护下继续混合，温度设置为75℃，转速调节到500rpm，进行加热15min，使虾青素溶于硬脂酸和豆油，并与其充分混合，得到紫色油状液体，为第二混合油相；
步骤3：精确称取5g表面活性剂吐温20和去离子水50g，置于80ml烧杯中，将烧杯放在磁力搅拌器上进行搅拌，温度设置为25℃，转速调节到500rpm，进行搅拌30min,得到澄清水溶液，为水相；
步骤4：将烧杯放在75℃的水浴锅中，在转速500rpm的条件下搅拌10min,然后缓慢地逐滴加入第二混合油相，将第二混合油相初步分散到水相中，至组分全部分散完全，再将混悬液用高剪切制备，剪切条件如下：转速为12000rpm,时间为5min，得到粉红色不透明乳液，为虾青素粗乳液；
步骤5：将虾青素粗乳液进行高压匀质，匀制条件如下：压力为30MPa,匀制遍数为15次。每次匀质时，都通过循环水冷却管，防止乳液温度过高影响乳化粒径，最后得到粉红色半透明乳液，为虾青素悬浮液；
步骤6：将虾青素悬乳液迅速放入4℃冰箱内(0-4℃均可)，冷却固化1h，得到粉红色半透明乳液，为虾青素固体脂质纳米粒；
对实施例1得到的虾青素固体脂质纳米粒的理化性质进行研究，包括粒径、电位、包封率和体外释放。
(1)Zeta电位和粒径
取新鲜的虾青素固体脂质纳米粒0.1ml，用9.9ml去离子水稀释100倍，用NanoZetasizer动态光粒度检测仪检测电位和粒径。电位结果见图2，电位为-25.6mV,表明虾青素固体脂质纳米粒较稳定。粒径结果见图3，平均粒径为160nm,分散指数PDI为0.18，表明纳米粒粒径较小且均一。
(2)包封率
测定的虾青素固体脂质纳米粒中，虾青素的包封率为75％。
(3)体外释放
取虾青素固体脂质纳米粒于模拟肠液(PH 6.8)环境下释放。结果见图4，在12h时，虾青素的累计释放率为64％，在24h时，虾青素的累计释放率为76％。结果表明，固体脂质纳米粒对虾青素具有缓释效果，释放速度稳定，并且释放较完全。
本发明制备的虾青素固体脂质纳米粒对虾青素具有较好的包载效果，从而提高了其在水中的溶解度。并且通过体外释放实验，固体脂质纳米粒载体也提高了虾青素的稳定性，并对其有缓释效果，因此可以提高虾青素在胃肠道内的生物利用度。
实施例2
步骤1：精确称量0.05g单硬脂酸甘油酯和4.95g大豆油，置于试管中，将试管放入水浴磁力搅拌器内，温度设置为75℃，转速调节到500rpm，进行加热1h，使单硬脂酸甘油酯溶解于大豆油中，并与其充分混合，得到乳黄色油状液体，为第一混合油相；
步骤2：精确称取5mg虾青素紫色晶体(纯度>99％)，加入到第一混合油相中，同时持续通入氮气，在氮气保护下继续混合，温度设置为75℃，转速调节到500rpm，进行加热15min，使虾青素溶于单硬脂酸甘油酯和大豆油中，并与其充分混合，得到紫色油状液体，为第二混合油相；
步骤3：精确称取5g表面活性剂吐温20和去离子水50g，置于80ml烧杯中，将烧杯放在磁力搅拌器上进行搅拌，温度设置为25℃，转速调节到500rpm，进行搅拌30min,得到澄清水溶液，为水相；
步骤4：将烧杯放在75℃的水浴锅中，在转速500rpm的条件下搅拌10min,然后缓慢地逐滴加入第二混合油相，将第二混合油相初步分散到水相中，至组分全部分散完全，再将混悬液用高剪切制备，剪切条件如下：转速为12000rpm,时间为5min，得到粉红色不透明乳液，为虾青素粗乳液；
步骤5：将虾青素粗乳液进行高压匀质，匀制条件如下：压力为30MPa,匀制遍数为15次。每次匀质时，都通过循环水冷却管，防止乳液温度过高影响乳化粒径，最后得到粉红色半透明乳液，为虾青素悬浮液；
步骤6：将虾青素悬乳液迅速放入4℃冰箱内，冷却固化1h，得到粉红色半透明乳液，为虾青素固体脂质纳米粒；
对虾青素固体子脂质纳米粒的理化性质进行研究，外观为粉红色半透明，Zeta电位为-21.3mV,平均粒径为178nm,分散指数PDI:0.25。虾青素包封率为72％。
实施例3
步骤1：精确称量0.25g硬脂酸和4.75g橄榄油，置于试管中，将试管放入水浴磁力搅拌器内，温度设置为75℃，转速调节到500rpm，进行加热1h，使硬脂酸溶解于橄榄油中，并与其充分混合，得到乳黄色油状液体，为第一混合油相；
步骤2：精确称取5mg虾青素紫色晶体(纯度>99％)，加入到第一混合油相中，同时持续通入氮气，在氮气保护下继续混合，温度设置为75℃，转速调节到500rpm，进行加热15min，使虾青素溶于硬脂酸和橄榄油，并与其充分混合，得到紫色油状液体，为第二混合油相；
步骤3：精确称取3g表面活性剂吐温40和去离子水52g，置于80ml烧杯中，将烧杯放在磁力搅拌器上进行搅拌，温度设置为25℃，转速调节到500rpm，进行搅拌30min,得到澄清水溶液，为水相；
步骤4：将烧杯放在75℃的水浴锅中，在转速500rpm的条件下搅拌10min,然后缓慢地逐滴加入第二混合油相，将第二混合油相初步分散到水相中，至组分全部分散完全，再将混悬液用高剪切制备，剪切条件如下：转速为12000rpm,时间为5min，得到粉红色不透明乳液，为虾青素粗乳液；
步骤5：将虾青素粗乳液进行高压匀质，匀制条件如下：压力为45MPa,匀制遍数为10次。每次匀质时，都通过循环水冷却管，防止乳液温度过高影响乳化粒径，最后得到粉红色半透明乳液，为虾青素悬浮液；
步骤6：将虾青素悬乳液迅速放入4℃冰箱内，冷却固化1h，得到粉红色半透明乳液，为虾青素固体脂质纳米粒；
对虾青素固体子脂质纳米粒的理化性质进行研究，外观为粉红色半透明，Zeta电位为-26.8mV,平均粒径为165nm,分散指数PDI:0.21。虾青素包封率为68％。
实施例4
步骤1：精确称量0.75g单油酸甘油酯和4.25g花生油，置于试管中，将试管放入水浴磁力搅拌器内，温度设置为75℃，转速调节到500rpm，进行加热1h，使单油酸甘油酯溶解于花生油中，并与其充分混合，得到乳黄色油状液体，为第一混合油相；
步骤2：精确称取5mg虾青素紫色晶体(纯度>99％)，加入到第一混合油相中，同时持续通入氮气，在氮气保护下继续混合，温度设置为75℃，转速调节到500rpm，进行加热15min，使虾青素溶于单油酸甘油酯和花生油，并与其充分混合，得到紫色油状液体，为第二混合油相；
步骤3：精确称取5g表面活性剂吐温80和去离子水50g，置于80ml烧杯中，将烧杯放在磁力搅拌器上进行搅拌，温度设置为25℃，转速调节到500rpm，进行搅拌30min,得到澄清水溶液，为水相；
步骤4：将烧杯放在75℃的水浴锅中，在转速500rpm的条件下搅拌10min,然后缓慢地逐滴加入第二混合油相，将第二混合油相初步分散到水相中，至组分全部分散完全，再将混悬液用高剪切制备，剪切条件如下：转速为12000rpm,时间为5min，得到粉红色不透明乳液，为虾青素粗乳液；
步骤5：将虾青素粗乳液进行高压匀质，匀制条件如下：压力为50MPa,匀制遍数为15次。每次匀质时，都通过循环水冷却管，防止乳液温度过高影响乳化粒径，最后得到粉红色半透明乳液，为虾青素悬浮液；
步骤6：将虾青素悬乳液迅速放入4℃冰箱内，冷却固化1h，得到粉红色半透明乳液，为虾青素固体脂质纳米粒；
对虾青素固体子脂质纳米粒的理化性质进行研究，外观为粉红色半透明，Zeta电位为-20.8mV,平均粒径为145nm,分散指数PDI:0.15。虾青素包封率为81％。
实施例5
步骤1：精确称量0.1g蔗糖单脂肪酸酯和4.9g菜籽油，置于试管中，将试管放入水浴磁力搅拌器内，温度设置为75℃，转速调节到500rpm，进行加热1h，使蔗糖单脂肪酸酯溶解于菜籽油中，并与其充分混合，得到乳黄色油状液体，为第一混合油相；
步骤2：精确称取5mg虾青素紫色晶体(纯度>99％)，加入到第一混合油相中，同时持续通入氮气，在氮气保护下继续混合，温度设置为75℃，转速调节到500rpm，进行加热15min，使虾青素溶于蔗糖单脂肪酸酯和菜籽油中，并与其充分混合，得到紫色油状液体，为第二混合油相；
步骤3：精确称取5g表面活性剂吐温20和去离子水50g，置于80ml烧杯中，将烧杯放在磁力搅拌器上进行搅拌，温度设置为25℃，转速调节到500rpm，进行搅拌30min,得到澄清水溶液，为水相；
步骤4：将烧杯放在75℃的水浴锅中，在转速500rpm的条件下搅拌10min,然后缓慢地逐滴加入第二混合油相，将第二混合油相初步分散到水相中，至组分全部分散完全，再将混悬液用高剪切制备，剪切条件如下：转速为12000rpm,时间为5min，得到粉红色不透明乳液，为虾青素粗乳液；
步骤5：将虾青素粗乳液进行高压匀质，匀制条件如下：压力为30MPa,匀制遍数为15次。每次匀质时，都通过循环水冷却管，防止乳液温度过高影响乳化粒径，最后得到粉红色半透明乳液，为虾青素悬浮液；
步骤6：将虾青素悬乳液迅速放入4℃冰箱内，冷却固化1h，得到粉红色半透明乳液，为虾青素固体脂质纳米粒；
对虾青素固体子脂质纳米粒的理化性质进行研究，外观为粉红色半透明，Zeta电位为-27.8mV,平均粒径为157nm,分散指数PDI:0.33。虾青素包封率为65％。
实施例6
步骤1：精确称量0.3g硬脂酸、0.3g单硬脂酸甘油酯和4.95g菜籽油，置于试管中，将试管放入水浴磁力搅拌器内，温度设置为75℃，转速调节到500rpm，进行加热1h，使硬脂酸、单硬脂酸甘油酯溶解于菜籽油中，并与其充分混合，得到乳黄色油状液体，为第一混合油相；
步骤2：精确称取5mg虾青素紫色晶体(纯度>99％)，加入到第一混合油相中，同时持续通入氮气，在氮气保护下继续混合，温度设置为75℃，转速调节到500rpm，进行加热15min，使虾青素溶于硬脂酸、单硬脂酸甘油酯和菜籽油中，并与其充分混合，得到紫色油状液体，为第二混合油相；
步骤3：精确称取5g表面活性剂吐温80和去离子水50g，置于80ml烧杯中，将烧杯放在磁力搅拌器上进行搅拌，温度设置为25℃，转速调节到500rpm，进行搅拌30min,得到澄清水溶液，为水相；
步骤4：将烧杯放在75℃的水浴锅中，在转速500rpm的条件下搅拌10min,然后缓慢地逐滴加入第二混合油相，将第二混合油相初步分散到水相中，至组分全部分散完全，再将混悬液用高剪切制备，剪切条件如下：转速为12000rpm,时间为5min，得到粉红色不透明乳液，为虾青素粗乳液；
步骤5：将虾青素粗乳液进行高压匀质，匀制条件如下：压力为40MPa,匀制遍数为10次。每次匀质时，都通过循环水冷却管，防止乳液温度过高影响乳化粒径，最后得到粉红色半透明乳液，为虾青素悬浮液；
步骤6：将虾青素悬乳液迅速放入4℃冰箱内，冷却固化1h，得到粉红色半透明乳液，为虾青素固体脂质纳米粒；
对虾青素固体子脂质纳米粒的理化性质进行研究，外观为粉红色半透明，Zeta电位为-22.3mV,平均粒径为178nm,分散指数PDI:0.25。虾青素包封率为72％。
虾青素固体脂质纳米粒的制备，将虾青素包载于脂质材料中，保护了虾青素的抗氧化活性，从而使其更好的应用于食品、药品和化妆品的研究和开发中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种虾青素固体脂质纳米粒，其特征在于，由脂质材料与水相按质量比1:11制成，制备过程包括：
将固体脂与植物油混合，恒温加热搅拌至充分混合，得到澄清均一油状液体，为第一混合油相；所述恒温加热搅拌的条件为75℃，500rpm；所述固体脂包括硬脂酸、棕榈酸、癸酸、单硬脂酸甘油酯，双硬脂酸甘油酯、三月桂酸甘油酯，三肉豆蔻酸甘油酯，三棕榈酸甘油酯中的一种或两种以上的混合物；所述植物油包括大豆油、花生油、橄榄油、玉米油、菜籽油中的一种或两种以上的混合物；
将虾青素加入到所述第一混合油相，在氮气保护下，继续恒温加热搅拌使其充分混合，得到油状液体，为第二混合油相；
将表面活性剂和去离子水充分混合，得到澄清水溶液，为水相；所述表面活性剂包括大豆磷脂、蛋黄磷脂、胆酸钠、牛黄胆酸钠、吐温20、吐温40、吐温60、吐温80、司盘20、司盘80、泊洛沙姆188、泊洛沙姆407中的一种或两种以上的混合物；
将所述第二混合油相逐滴分散到所述水相中至分散完全，在常温下高剪切，得到不透明乳悬液，为虾青素粗乳液；其中，所述高剪切的条件为12000rpm，5min；
将所述虾青素粗乳液进行高压匀质，得到半透明乳液，为虾青素乳悬液；所述高压匀质的条件为：压力15～50MPa,匀质乳化5～15次；
将所述虾青素乳悬液冷却，得到虾青素固体脂质纳米粒；
其中，按质量分数，所述脂质材料中：固体脂1％～15％，植物油85％～98.9％，虾青素0.1％；所述水相中：表面活性剂1％～10％，去离子水90％～99％。
2.根据权利要求1所述的虾青素固体脂质纳米粒，其特征在于，所述固体脂为硬脂酸。
3.根据权利要求1所述的虾青素固体脂质纳米粒，其特征在于，所述植物油为大豆油。
4.根据权利要求1所述的虾青素固体脂质纳米粒，其特征在于，所述表面活性剂为吐温20。
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