CN104473878A - 一种高水分散虾青素酯微球的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高水分散虾青素酯微球的制备方法。通过将一定比例的虾青素酯、载体油、乳化剂、助乳化剂和水相在特定的工艺条件下混合，制得虾青素酯自微乳剂，然后将制备得到的虾青素酯自微乳剂与高分子化合物载体溶液混匀后，通过离子胶凝化法制备得到高水分散虾青素酯微球。本发明制备的虾青素酯微球可以显著提高虾青素酯的水分散性，延缓虾青素酯的氧化降解，提高虾青素酯的稳定性，拓宽了虾青素酯的应用领域。该方法制备工艺简单，条件温和，生产成本低，便于工业化推广。

Description

一种高水分散虾青素酯微球的制备方法

技术领域

本发明属于活性物质制剂制备技术领域，具体涉及一种高水分散虾青素酯微球的制备方法。

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，酯化虾青素较游离虾青素稳定；另外，SHOWALTER L A，CARDOUNELl A J，WADEAN等研究表明，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。

但是，虾青素酯在实际的生产应用过程中遇到很多挑战，例如：(1)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；(2)虾青素酯在自然条件下极易被氧化并发生降解，使其生物活性功能丧失，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，如何提高虾青素酯的水分散性和贮藏稳定性，成为虾青素酯在生产和消费过程中的关键问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种虾青素酯微球的制备方法，通过将虾青素酯、载体油、乳化剂、助乳化剂和水相在特定的工艺条件下混合，制得虾青素酯自微乳剂，然后将制备得到的虾青素酯自微乳剂与高分子化合物载体溶液混匀后，通过离子胶凝化法制备得到高水分散虾青素酯微球，制成的高水分散虾青素酯微球集成自微乳剂和固体制剂的优势，从而克服了虾青素酯水溶性差、易氧化降解的问题，从而弥补了现有技术的不足。

本发明的虾青素酯微球，其制备方法如下：

1)虾青素酯自微乳剂的制备

将虾青素酯在10℃～80℃条件下溶于油相中制成虾青素酯的油溶液；然后在30℃～80℃温度条件下，向虾青素酯的油溶液中加入乳化剂和/或助乳化剂，均质化后加入水相，均质后在低温低压条件下蒸发除去溶剂制成虾青素酯自微乳剂；

2)高水分散虾青素酯微球的制备

将高分子化合物载体加水配制成高分子化合物载体溶液，然后按体积比为1：0.5～10加入步骤1)制备的虾青素酯自微乳剂，搅拌混匀后将混合液滴加入浓度为0.2～3.0mol/L的氯化钙溶液中，在2℃～10℃条件下静置10min～150min，使其凝聚固化，收集凝胶小球，清洗干燥制成高水分散虾青素酯微球。

步骤1)的虾青素酯的油溶液中虾青素酯的质量体积分数为0.5％～50％；

步骤1)中的油相为直链脂肪酸酯、脂肪酸甘油酯中的一种或几种的混合物。

步骤1)中的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的混合物；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的混合物。

步骤(2)中高分子化合物载体溶液的浓度为2～80g/L；

步骤(2)所述的高分子化合物载体为海藻酸钠，以及海藻酸钠与明胶、变性淀粉、果胶和环糊精中的一种或几种的混合物；

本发明通过将自微乳剂固体化，制备得到具有一定物理强度的虾青素酯微球，该微球不仅具有较高的水分散性，同时克服了液体自微乳剂的缺点，提高了虾青素酯的稳定性；有利于虾青素酯在水相介质产品中的应用。本发明一种虾青素酯微球的制备方法工艺简单，条件温和，生产成本低，便于工业化推广。

附图说明

图1：虾青素酯的分子结构通式，其中R为饱和或不饱和烷基链；

图2：本发明方法的工艺流程图；

图3：实施例1产品形成乳液的粒径分布图；

图4：实施例1样品的光谱扫描图；

图5：不同体系虾青素酯稳定性比较图。

具体实施方式

本发明所使用的虾青素酯的分子结构通式如图1所示，虾青素酯可以是来源于南极磷虾、雨生红球藻、对虾和蟹等资源。

本发明的虾青素酯微球，其制备方法流程图如图2所示，具体如下：

1)虾青素酯自微乳剂的制备

将虾青素酯在10℃～80℃条件下溶于油相中制成虾青素酯的油溶液；然后在30℃～80℃温度条件下，向虾青素酯的油溶液中加入乳化剂和/或助乳化剂，均质化后加入水相，均质后在低温低压条件下蒸发除去溶剂制成虾青素酯自微乳剂；

2)高水分散虾青素酯微球的制备

将高分子化合物载体加水配制成高分子化合物载体溶液，然后按体积比为1：0.5～10加入步骤1)制备的虾青素酯自微乳剂，搅拌混匀后将混合液滴加入浓度为0.2～3.0mol/L的氯化钙溶液中，在2℃～10℃条件下静置10min～150min，使其凝聚固化，收集凝胶小球，清洗干燥制成高水分散虾青素酯微球。

以下采用实施例来详细说明本发明，从而使本领域的技术人员对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。

实施例1

(1)虾青素酯自微乳剂的制备

称取1kg虾青素酯粗提物，在室温条件下，用3L乙酸乙酯溶解，得到虾青素酯-乙酸乙酯溶液；在40℃温度条件下，向虾青素酯-乙酸乙酯溶液12L的吐温80/无水乙醇(2:1)混合液，搅拌或均质，使体系均匀；再向体系中加入10L水，均质至体系均匀，然后用旋转蒸发器浓缩至物溶剂流出，得到虾青素酯自微乳剂。

(2)高水分散虾青素酯微球的制备

配制30g/L浓度的海藻酸钠溶液，在温度为30℃条件下，搅拌，使其充分溶解，得到海藻酸钠溶液；然后步骤(1)得到的虾青素酯自微乳剂与海藻酸钠溶液按照体积比为1：1混合，搅拌混匀，将上述混合液逐滴滴入1mol/L的氯化钙溶液中，在4℃条件下静置30min，使其凝聚固化，收集凝胶小球，并用水洗涤2次，抽滤除去游离水分，收集得到的红色凝胶小球，室温干燥，即得高水分散虾青素酯微球。

制备得到的高水分散虾青素酯微球，外观呈大小均匀的紫红色或近黑色球形，质量为，直径为；取一定量的微丸，研磨破碎后加入一定体积的pH7.0磷酸盐缓冲溶液，放置数小时使之形成稳定的微乳，马尔文激光粒度扫描仪测定乳液粒径分布，得到的平均粒径分布图如图3所示，测得的平均粒径(d.nm)为173nm，粒径的多分散指数(PDI)值为0.196。乳液经光谱扫描测得其最大吸收波长为485nm(图4)。

实施例2

(1)虾青素酯自微乳剂的制备

称取1kg虾青素酯粗提物，在室温条件下，用3L油酸乙酯溶解，得到虾青素酯-油酸乙酯溶液；在40℃温度条件下，向虾青素酯-油酸乙酯溶液12L的吐温80/无水乙醇(2:1)混合液，搅拌或均质，使体系均匀；再向体系中加入5L水，均质至体系均匀，然后用旋转蒸发器浓缩至物溶剂流出，得到虾青素酯自微乳剂。

(2)高水分散虾青素酯微球的制备

配制30g/L浓度的海藻酸钠溶液，在温度为30℃条件下，搅拌，使其充分溶解，得到海藻酸钠溶液；然后步骤(1)得到的虾青素酯自微乳剂与海藻酸钠溶液按照体积比为1：0.8混合，搅拌混匀，将上述混合液逐滴滴入1mol/L的氯化钙溶液中，在4℃条件下静置20min，使其凝聚固化，收集凝胶小球，并用水洗涤1次，抽滤除去游离水分，收集得到的红色凝胶小球，减压干燥，即得高水分散虾青素酯微球。

实施例3

(1)虾青素酯自微乳剂的制备

称取1kg虾青素酯粗提物，在室温条件下，用3L玉米油溶解，得到虾青素酯-玉米油溶液；在40℃温度条件下，向虾青素酯-玉米油溶液12L的吐温85/聚乙二醇(2:1)混合液，搅拌或均质，使体系均匀；再向体系中加入8L水，均质至体系均匀，然后用旋转蒸发器浓缩至物溶剂流出，得到虾青素酯自微乳剂。

(2)高水分散虾青素酯微球的制备

将30g海藻酸钠与20g环糊精加到1L水中，在温度为30℃条件下，搅拌，使其充分溶解，得到海藻酸钠-环糊精溶液；然后将步骤(1)得到的虾青素酯自微乳剂与海藻酸钠-环糊精溶液按照体积比为1：0.8混合，搅拌混匀，将上述混合液逐滴滴入1.5mol/L的氯化钙溶液中，在10℃条件下静置20min，使其凝聚固化，收集凝胶小球，并用水洗涤1次，抽滤除去游离水分，收集得到的红色凝胶小球，冷冻干燥，即得高水分散虾青素酯微球。

对照组实施例

称取1kg虾青素酯粗提物，在室温条件下，用3L乙酸乙酯溶解，得到虾青素酯-乙酸乙酯溶液；在40℃温度条件下，向虾青素酯-乙酸乙酯溶液12L的吐温80/无水乙醇(2:1)混合液，搅拌或均质，使体系均匀；再向体系中加入10L水，均质至体系均匀，然后用旋转蒸发器浓缩至物溶剂流出，得到虾青素酯自微乳剂。

稳定性试验：取实施例1样品与对照组样品，于自然条件下放置，然后将样品用pH7.0的磷酸缓冲液稀释100倍，于485nm波长下测定溶液吸光度值的变化，吸光值与样品中虾青素酯的含量成正比例关系，并利用马尔文激光粒度仪测定其粒径变化，粒径变化是衡量样品质量和水分散特性的重要指标，粒径变化越小，说明体系水分散性越稳定，分散性能越好。贮藏30天后，实施例1样品与对照组样品的吸光值变化如图5所示，通过对比发现，实施例1样品在贮藏过程中虾青素酯的含量减少缓慢，当贮藏至第30天，虾青素酯的损失量仅为13.7％，而对照组样品中虾青素酯的含量在贮藏过程中大幅度降低，当贮藏至30天，其虾青素酯的损失量达到98.7％。同时，实施例1样品与对照组样品在贮藏过程中的粒径变化分别为3.6％和15.8％，说明实施例1制备的样品水分散性能显著优于对照组样品。总之，稳定性试验结果表明：本发明方法通过将虾青素酯微乳液进行凝集固化，可以使虾青素酯的贮藏稳定性提高7倍以上，并且保持优良的水分散性能，实现了虾青素酯的稳态化。具体数据如下表所示：

指标	实施例1	对照实施例
			虾青素酯损失率(％)	13.7	98.7
粒径变化(％)	3.6	15.8

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 (9)

1.一种虾青素酯微球的制备方法，其特征在于，所述的制备方法步骤如下：

1)虾青素酯自微乳剂的制备

将虾青素酯在10℃～80℃条件下溶于油相中制成虾青素酯的油溶液；然后在30℃～80℃温度条件下，向虾青素酯的油溶液中加入乳化剂和/或助乳化剂，均质化后加入水相，均质后在低温低压条件下蒸发除去溶剂制成虾青素酯自微乳剂；

2)高水分散虾青素酯微球的制备

将高分子化合物载体加水配制成高分子化合物载体溶液，然后按体积比为1：0.5～10加入步骤1)制备的虾青素酯自微乳剂，搅拌混匀后将混合液滴加入浓度为0.2～3.0mol/L的氯化钙溶液中，在2℃～10℃条件下静置10min～150min，使其凝聚固化，收集凝胶小球，清洗干燥制成高水分散虾青素酯微球。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤1)的虾青素酯的油溶液中虾青素酯的质量体积分数为0.5％～50％。

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

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤1)中的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。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，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的混合物。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤2)中高分子化合物载体溶液的浓度为2～80g/L。

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)中的高分子化合物载体为海藻酸钠。

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)中的高分子化合物载体为海藻酸钠，以及明胶、变性淀粉、果胶和环糊精中的一种或几种的混合物。

9.一种虾青素酯微球，其特征在于，所述的虾青素酯微球是用权利要求1所述的方法制备的。