CN104352434A - 一种高稳定性虾青素酯自微乳剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高稳定性虾青素酯自微乳剂的制备方法，通过将一定比例的虾青素酯、载体油、稳定剂、乳化剂、助乳化剂和水相在特定的工艺条件下混合，然后经低压蒸馏脱除溶剂，最后制备得到高稳定性的虾青素酯自微乳剂。本发明制得的虾青素酯自微乳剂，能够在水相介质中自微乳化形成粒径在100nm以内的透明微乳液，提高了虾青素酯在水中的溶解度，同时使虾青素酯的贮藏稳定性得到显著增强，解决了虾青素酯水不溶性和低稳定性两大难题，使虾青素酯在水相食品、药品和日化用品中的应用成为可能。

Description

一种高稳定性虾青素酯自微乳剂及其制备方法

技术领域

本发明属于活性物质制剂制备技术领域，具体涉及一种高稳定性虾青素酯自微乳剂及其制备方法。

背景技术

虾青素(Astaxanthin)又名虾黄质、龙虾壳色素，化学名称为3,3’-二羟基-β,β-胡萝卜素-4,4’-二酮，分子式为C₄₀H₅₂O₄，相对分子质量为596.86，广泛存在于海洋动植物体内，因虾青素具有抗氧化、抗炎、着色、光保护、促进繁殖等多种生物学功能，近年来甚受国内外的食品、医药、化妆品、水产养殖等行业的关注。研究发现，在自然界中，虾青素90％以上以酯化形式存在，虾青素酯较游离虾青素稳定。并且大多产品的制备、储存和应用均以虾青素酯的形式进行，其结构如图1所示。

已有的研究表明，随着虾青素酯化程度的加深，虾青素体现为疏水性增强，且更容易被动物组织所吸收利用。在对龙虾等动物的研究中，就证实酯化虾青素比游离虾青素容易被吸收并与外骨骼结合，从而使动物有效着色。因此，将虾青素酯作为一种新型功能活性因子，具有广阔的发展空间。但由于虾青素酯具有强的疏水结构，其水溶性极差，使其在水相介质中的应用受到限制。另外，虾青素酯在自然条件下极易被氧化并降解，使其活性功能丧失，贮藏稳定性差，该性质亦限制了虾青素酯的应用与消费。因此，如何提高虾青素酯在水相介质中的溶解性和贮藏稳定性，成为虾青素酯在生产和消费过程中的关键技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种高稳定性虾青素酯自微乳剂及其制备方法，从而解决虾青素酯水溶性差和贮藏稳定性差两大技术难题，使虾青素酯在水相食品、药品和日化用品中的应用成为可能，拓宽了虾青素酯的应用消费范围。

本发明的虾青素酯自微乳剂的制备方法，包括如下的步骤：

1)将天然来源的虾青素酯在10℃～80℃条件下溶于油相中制成油溶液；其中虾青素酯在油溶液中的质量体积分数为0.5％～50％；

所述的油相为直链脂肪酸酯和脂肪酸甘油酯中的一种或几种；

为了获得更好的效果，在油溶液中还选择性的加入油溶性稳定剂；所述的油溶性稳定剂包括生育酚、生育酚乙酸酯、辅酶Q、没食子酸酯、丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯和鼠尾草酸中的一种或几种。

所述天然来源的虾青素酯，其来源包括南极磷虾、雨生红球藻、对虾和蟹等资源。

2)在30℃～80℃条件下向步骤1)制备的油溶液中加入乳化剂和/或助乳化剂，然后进行均质处理得到乳化液；

其中乳化剂为食品级乳化剂蔗糖酯、吐温、卵磷脂中的一种或几种；所述的助乳化剂为乙醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、丙三醇中的一种或几种；其中乳化剂与助乳化剂体积比为1:0.001～1。

3)向步骤2)制备的乳化液中加入含水溶性稳定剂的水相，搅拌或均质至体系均匀，然后在低温低压条件下蒸发除去溶剂残留，制备得到高稳定性虾青素酯自微乳剂。

其中，所述的水溶性稳定剂为抗坏血酸或其钠盐、乙二胺四乙酸或其钠盐、茶多酚中的一种或几种，其在水相中的质量体积分数为0.0005～10％。

本发明一种高稳定性虾青素酯自微乳剂的制备方法，具有以下优点：

1、本发明所制备的虾青素酯自微乳剂可以以任何比例与水混合，形成均匀、稳定、澄清透明的虾青素酯溶液，克服了虾青素酯及油溶性稳定剂本身在水相介质中溶解度差的缺陷，在应用过程中，可以简单方便的按需要量添加到水相食品、药品和化妆品等体系当中。

2、本发明所制备的高稳定性虾青素酯自微乳剂稳定性好，显著抑制了虾青素酯的降解，可长期储存。

3、本发明方法，生产工艺简单，不发生化学变化，不改变虾青素酯化学结构，使整个反应过程绿色环保、耗能低。

附图说明

图1：虾青素、虾青素单酯及虾青素双酯的结构图；

图2：本发明的高稳定性虾青素酯自微乳剂的粒径分布图；

图3：对照组、实施例1、实施例2和实施例3微乳剂中虾青素酯含量随贮藏时间的变化曲线。

具体实施方式

本发明通过科学合理的自微乳化体系设计，利用物理加工方式，在不发生化学变化而改变其化学结构及食用安全性的前提下，充分发挥稳定剂对虾青素酯的保护作用，显著改善虾青素酯的水溶特性和贮藏稳定性，具有重要的行业应用价值。

本发明所使用的分析检测方法具体如下：

粒径检测

将制备的微乳液样品用pH7.0的磷酸盐缓冲液以1:20的比例稀释，然后用Zeta纳米粒度分布仪(Zetasizer Nano激光粒度扫描仪，英国Malvern公司)测定乳液的粒径分布，测定温度为25℃。本发明制备的乳液平均粒径小于100nm，溶液澄清透明，说明形成了稳定均一的微乳液。

虾青素酯含量测定

称取一定重量的样品，于容量瓶中，然后用二甲基亚砜稀释到吸光度值在0.3～0.8之间。以二甲基亚砜作为空白对照，在485nm波长下测定其吸光度值，用如下公式计算样品中虾青素酯的含量：

虾青素酯％＝(A_485nm*f)/(1908*m)

注：式中，A_485nm为485nm下被测样品的吸光度值；f为稀释倍数；1908为消光系数；m为被测样品的重量(g)。

稳定性测定

将样品乳液于室温条件下避光保存20天，过程中不定期取样，测定时根据需要用pH7.0的磷酸盐缓冲液对乳液进行稀释，稀释至吸光度值在0.3～0.8之间，然后测定样品中虾青素酯的含量，最后计算贮藏过程中虾青素酯的损失率，以评价其稳定性。

虾青素酯的损失率＝(C_n-C₀)/C₀

其中，C_n为贮藏过程中样品虾青素酯含量；C₀为起始样品中虾青素酯含量。

下面结合具体实施例对本发明进行详细的描述。

实施例1

以雨生红球藻来源的虾青素酯粗提物为原料，其中虾青素酯含量7％(购于云南爱尔发生物工程有限公司)，称取1g虾青素酯粗提物和0.1g生育酚乙酸酯，然后用3ml乙酸乙酯溶解，配成虾青素酯-生育酚乙酸酯-乙酸乙酯溶液；取1ml上述虾青素酯-生育酚乙酸酯-乙酸乙酯溶液，加入4ml混合乳化剂(吐温80/乙醇2:1)，于40℃条件下搅拌均匀，再加入10ml pH7.0磷酸盐缓冲溶液，高速均质，得到高稳定性虾青素酯自微乳剂，观察体系外观并测定粒径及稳定性，结果如下：乳液外观澄清透明，平均粒径分布为61nm(如图2所示)，说明本实施例1制备得到高水溶性的自微乳剂(r<100nm)；稳定性试验表明，贮藏20天以后，其虾青素酯降解率为46％，与对照组比较，虾青素酯的降解率明显下降，稳定性提高了51％，具体变化曲线如图3所示，其中—●—为对照组实施例样品，随着贮藏时间的延长，虾青素酯的降解率迅速升高；—□—为本实施例1样品，其虾青素酯的降解率随时间的变化明显缓于对照组，说明实施例1制备的虾青素酯自微乳剂具有较高的稳定性。

实施例2

以雨生红球藻来源的虾青素酯粗提物为原料，其中虾青素酯含量7％(购于云南爱尔发生物工程有限公司)，称取1g虾青素酯粗提物，然后用3ml乙酸乙酯溶解，配成虾青素酯-乙酸乙酯溶液；取1ml上述虾青素酯-乙酸乙酯溶液，加入4ml混合乳化剂(吐温80/乙醇2:1)，于40℃条件下搅拌均匀，再加入10ml预先溶有0.1g抗坏血酸的pH7.0磷酸盐缓冲溶液，高速均质，得到高稳定性虾青素酯自微乳剂，观察体系外观并测定粒径及稳定性，结果如下：乳液外观澄清透明，平均粒径分布为65nm，说明本实施例1制备得到高水溶性的自微乳剂(r<100nm)；稳定性试验表明，贮藏20天以后，其虾青素酯降解率为35％，与对照组比较，虾青素酯的降解率明显下降，稳定性提高了62％，具体变化曲线如图3所示，其中—●—为对照组实施例样品，随着贮藏时间的延长，虾青素酯的降解率迅速升高；—Δ—为本实施例2样品，其虾青素酯的降解率随时间的变化明显缓于对照组，说明实施例1制备的虾青素酯自微乳剂具有较高的稳定性。

实施例3

以雨生红球藻来源的虾青素酯粗提物为原料，其中虾青素酯含量7％(购于云南爱尔发生物工程有限公司)，称取1g虾青素酯粗提物，然后用3ml乙酸乙酯溶解，配成虾青素酯-乙酸乙酯溶液；取1ml上述虾青素酯-乙酸乙酯溶液，加入4ml混合乳化剂(吐温80/乙醇2:1)，于40℃条件下搅拌均匀，再加入10ml预先溶有0.1g乙二胺四乙酸的pH7.0磷酸盐缓冲溶液，高速均质，得到高稳定性虾青素酯自微乳剂，观察体系外观并测定粒径及稳定性，结果如下：乳液外观澄清透明，平均粒径分布为63nm，说明本实施例1制备得到高水溶性的自微乳剂(r<100nm)；稳定性试验表明，贮藏20天以后，其虾青素酯降解率为20％，与对照组比较，虾青素酯的降解率明显下降，稳定性提高了78％，具体变化曲线如图3所示，其中—●—为对照组实施例样品，随着贮藏时间的延长，虾青素酯的降解率迅速升高；—○—为本实施例3样品，其虾青素酯的降解率随时间的变化明显缓于对照组，说明实施例1制备的虾青素酯自微乳剂具有较高的稳定性。

对照组实施例：

以雨生红球藻来源的虾青素酯粗提物为原料，其中虾青素酯含量7％(购于云南爱尔发生物工程有限公司)，称取1g虾青素酯粗提物，然后用3ml乙酸乙酯溶解，配成虾青素酯-乙酸乙酯溶液；取1ml上述虾青素酯-乙酸乙酯溶液，加入4ml混合乳化剂(吐温80/乙醇2:1)，于40℃条件下搅拌均匀，再加入10ml pH7.0磷酸盐缓冲溶液，高速均质，得到未经稳定化处理的虾青素酯自微乳剂，做为对照组。观察体系外观并测定粒径及其稳定性，结果如下：乳液外观澄清透明，平均粒径分布为70nm，贮藏20天以后，其虾青素酯降解率为93％，说明该体系中虾青素酯极易发生降解，不稳定。

综上所述，本发明的一种高稳定性虾青素酯自微乳剂具有优良的水溶特性和贮藏稳定性，为虾青素酯在水相介质产品中的应用和消费提供了保障，很大程度上提高了虾青素酯的商业价值。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种虾青素酯自微乳剂的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括如下的步骤：

1)将天然来源的虾青素酯在10℃～80℃条件下溶于油相中制成油溶液；其中虾青素酯在油溶液中的质量体积分数为0.5％～50％；

2)在30℃～80℃条件下向步骤1)制备的油溶液中加入乳化剂和/或助乳化剂，然后进行均质处理得到乳化液；

3)向步骤2)制备的乳化液中加入含水溶性稳定剂的水相，搅拌或均质至体系均匀，然后在低温低压条件下蒸发除去溶剂残留，制备得到高稳定性虾青素酯自微乳剂。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤1)中的油相为直链脂肪酸酯和脂肪酸甘油酯中的一种或几种。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤1)中的油溶液中加入油溶性稳定剂。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的油溶性稳定剂包括生育酚、生育酚乙酸酯、辅酶Q、没食子酸酯、丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯和鼠尾草酸中的一种或几种。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤1)中的天然来源的虾青素酯，其来源包括南极磷虾、雨生红球藻、对虾或蟹。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤2)中乳化剂与助乳化剂体积比为1:0.001～1。

7.如权利要求1或6所述的方法，其特征在于，所述的步骤2)中乳化剂为食品级乳化剂蔗糖酯、吐温、卵磷脂中的一种或几种。

8.如权利要求1或6所述的方法，其特征在于，所述的步骤2)中助乳化剂为乙醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、丙三醇中的一种或几种。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤3)中的水溶性稳定剂在水相中的质量体积分数为0.0005～10％。

10.如权利要求1或9所述的方法，其特征在于，所述的步骤3)中的水溶性稳定剂为抗坏血酸或其钠盐、乙二胺四乙酸或其钠盐、茶多酚中的一种或几种。