CN106822035A - 一种玉米醇溶蛋白‑虫胶‑姜黄素复合胶体颗粒及其制备方法 - Google Patents

一种玉米醇溶蛋白‑虫胶‑姜黄素复合胶体颗粒及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种玉米醇溶蛋白‑虫胶‑姜黄素复合胶体颗粒及其制备方法，属于复合胶体颗粒的制备技术领域。该颗复合胶体颗粒以玉米醇溶蛋白和虫胶为壁材，姜黄素为芯材，采用反溶剂共沉淀法制备，其中，玉米醇溶蛋白与虫胶的质量比为5:1～1:2，壁材与姜黄素的质量比为10:1～1:2，玉米醇溶蛋白、虫胶与姜黄素通过氢键、疏水相互作用结合。该复合胶体颗粒对姜黄素的包埋率大于90％，极大增加了姜黄素的水溶性，有效降低了其光降解和热降解速率，显著改善了其生物利用率，在一定程度上实现了对姜黄素的控制释放，降低其在肠液中的释放速率，本发明的实施可为功能因子稳态化提供新思路和新途径。

Description

一种玉米醇溶蛋白-虫胶-姜黄素复合胶体颗粒及其制备方法
技术领域
本发明属于复合胶体颗粒制备技术领域，具体涉及一种玉米醇溶蛋白-虫胶-姜黄素复合胶体颗粒及其制备方法。
背景技术
姜黄素作为一种脂溶性多酚，对阿尔茨海默病、帕金森氏病、动脉粥样硬化等心血管疾病的预防和治疗具有广泛的适用性。然而，由于姜黄素水溶性低、化学稳定性差、在人体内代谢速率快，生物利用度低，在生产加工和应用上存在很大的局限性。现有研究表明，基于多糖和蛋白质类的胶体颗粒可用于多种生物活性物质的包埋、保护与传递。
玉米醇溶蛋白作为一种天然植物蛋白质，不仅价格便宜、安全无毒，而且具有良好的生物相容性和可降解性。基于其固有的疏水特性，玉米醇溶蛋白可自组装形成微球、纳米球、纳米颗粒等，是生物活性物质的良好载体。然而，单一玉米醇溶蛋白颗粒对生物活性物质的包埋率较低，对热敏感，这极大限制了其在传递生物活性物质方面的应用。
虫胶是从Kerrialacca昆虫体内提取纯化得到的一种树脂，不溶于水，易溶于乙醇，被美国食品药品管理局视为一种公认安全的物质。虫胶具有光泽和良好的成膜性，我国食品法规允许虫胶作为食品添加剂用于糖果和柑橘涂膜。此外，虫胶对气体、酸、水具有较低的渗透性，是包埋生物活性物质的理想壁材。
玉米醇溶蛋白与水溶性多糖通过非共价相互作用形成的复合颗粒可显著提高生物活性物质如槲皮素、叶黄素等的包埋率与稳定性。然而，有关玉米醇溶蛋白与醇溶大分子之间相互作用及醇溶大分子复合胶体颗粒的研究尚未见报道。
本发明以玉米醇溶蛋白、虫胶为原料，以姜黄素为代表性生物活性物质，采用反溶剂共沉淀法制备负载姜黄素的玉米醇溶蛋白-虫胶复合胶体颗粒。该复合胶体颗粒可显著改善姜黄素的水溶性，明显提高其包埋率与负载量，有效降低其光降解和热降解速率，显著改善其生物利用率。
发明内容
本发明针对姜黄素水溶性差、化学稳定性低、生物利用率低的不足，提供了一种玉米醇溶蛋白-虫胶-姜黄素复合胶体颗粒及其制备方法，其特征在于，该颗粒以玉米醇溶蛋白和虫胶为壁材，姜黄素为芯材，玉米醇溶蛋白与虫胶的质量比为5:1～1:2，壁材与姜黄素的质量比为10:1～1:2。
一种玉米醇溶蛋白-虫胶-姜黄素复合胶体颗粒的制备方法，该方法包括如下步骤：
(1)溶解：将玉米醇溶蛋白与虫胶分别溶解于含体积分数80％乙醇的0.1M磷酸盐缓冲液中，室温磁力搅拌至完全溶解，形成玉米醇溶蛋白溶液和虫胶溶液；将姜黄素溶解于含体积分数48％乙醇和40％丙酮的0.1M磷酸盐缓冲液中，室温下避光磁力搅拌，使其充分溶解，形成姜黄素溶液；
(2)混合：将玉米醇溶蛋白溶液与虫胶溶液涡旋混合，室温静置2h使其混合均匀，形成壁材溶液；然后将壁材溶液与姜黄素溶液涡旋混合，室温下避光静置1h，形成玉米醇溶蛋白-虫胶-姜黄素混合溶液；
(3)反溶剂共沉淀：将步骤(2)得到的玉米醇溶蛋白-虫胶-姜黄素混合溶液采用注射器注射到磷酸盐缓冲水溶液中，注射过程中持续搅拌，制备出复合胶体颗粒分散液；
(4)旋转蒸发：将步骤(3)的复合胶体颗粒分散液采用减压旋转蒸发去除乙醇和水，制备复合胶体颗粒浓缩液；
(5)离心：将步骤(4)得到的复合胶体颗粒浓缩液，离心去除颗粒聚集体，得到复合胶体颗粒精液；
(6)干燥：将步骤(5)得到的复合胶体颗粒精液进行真空冷冻干燥或喷雾干燥，得到玉米醇溶蛋白-虫胶-姜黄素复合胶体颗粒。
步骤(1)中所述磁力搅拌的转速600r/min，时间为2h；避光磁力搅拌转速600r/min，时间为20min；玉米醇溶蛋白溶液、虫胶溶液、姜黄素溶液的pH值均为8.0，玉米醇溶蛋白溶液的浓度为12-24g/L，虫胶溶液的浓度为12-24g/L，姜黄素溶液的浓度为3.6-12g/L。
步骤(2)中所述壁材溶液中玉米醇溶蛋白与虫胶的质量比为5:1～1:2，壁材与姜黄素的质量比为10:1～1:2；涡旋混合的时间为30s。
步骤(3)中所述磷酸盐缓冲水溶液的浓度为0.1M、pH值为8.0；玉米醇溶蛋白-虫胶-姜黄素混合溶液与磷酸盐缓冲水溶液的体积比为1:10～1:1；注射速度为10mL/min，搅拌速度1000r/min。
步骤(4)中所述的减压旋转蒸发的压力为-0.1MPa，温度为35～55℃，旋转速度200～500r/min，蒸发时间为20～40min，复合胶体颗粒浓缩液体积为复合胶体颗粒分散液体积的1/2～1/8。
步骤(5)中所述离心转速为3000～6000r/min，离心时间为10～60min。
步骤(6)中所述的真空冷冻干燥的温度为-40～-50℃，时间为4～10h；喷雾干燥进料温度160～180℃，出料温度为80℃。
本发明的有益效果为：本发明以醇溶性大分子玉米醇溶蛋白和虫胶为原料，以具有抗氧化、抗癌、抗炎等多种生物学功能的姜黄素为生物活性物质，采用反溶剂共沉淀法制备了玉米醇溶蛋白-虫胶-姜黄素复合胶体颗粒，玉米醇溶蛋白、虫胶与姜黄素通过氢键、疏水相互作用结合。该复合胶体颗粒显著改善了姜黄素的水溶性，明显提高了其包埋率与负载量，有效降低了其光降解和热降解速率，显著改善其生物利用率；制备方法简单，易于推广；本发明的实施可为功能因子稳态化提供新的途径。
附图说明
图1为玉米醇溶蛋白-虫胶-姜黄素复合胶体颗粒制备的工艺流程图；
图2为玉米醇溶蛋白-虫胶-姜黄素复合胶体颗粒的原子力显微镜图；
图3为单一姜黄素、玉米醇溶蛋白-姜黄素、玉米醇溶蛋白-虫胶-姜黄素复合胶体颗粒在模拟肠液中的消化吸收曲线。
具体实施方式
本发明提供了一种玉米醇溶蛋白-虫胶-姜黄素复合胶体颗粒及其制备方法，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但并非对本发明的限制。
实施例1
将960mg玉米醇溶蛋白与480mg虫胶分别溶解于40mL含体积分数80％乙醇的0.1M磷酸盐缓冲液中，室温下磁力搅拌(600r/min)2h，使其充分溶解，将上述溶液分别调节pH至8.0；将144mg姜黄素溶解于40mL含体积分数48％乙醇、40vt％丙酮的0.1M磷酸盐缓冲液中，室温下避光磁力搅拌(600r/min)20min，使其充分溶解，将姜黄素溶液调节pH至8.0。
玉米醇溶蛋白溶液与虫胶溶液等体积混合，使玉米醇溶蛋白与虫胶的质量比为2:1，涡旋30s，室温下静置2h使其充分混合，形成壁材溶液；将壁材溶液和姜黄素溶液混合，使混合溶液中的壁材与姜黄素质量比为10:1，涡旋30s，室温下避光静置1h，形成玉米醇溶蛋白-虫胶-姜黄素混合溶液。
用注射器将40mL玉米醇溶蛋白-虫胶-姜黄素混合溶液以10mL/min的速度注射入至盛有120mL0.1M，pH8.0磷酸盐缓冲液中水的大烧杯中并不停搅拌，搅拌速度为1000r/min，形成浑浊的黄色溶液，即为复合胶体颗粒分散液。
采用减压旋转蒸发浓缩复合胶体颗粒分散液，压力为-0.1MPa，温度为40℃，旋转速度300r/min，蒸发时间为40min，复合胶体颗粒浓缩液体积为复合胶体颗粒分散液体积的1/4；复合胶体颗粒浓缩液离心去除颗粒聚集体，离心机的转速4000r/min，离心时间10min，得到复合胶体颗粒精液；复合胶体颗粒精液采用真空冷冻干燥，干燥温度为-50℃，时间为6h，获得玉米醇溶蛋白-虫胶-姜黄素复合胶体颗粒。
该复合胶体颗粒对姜黄素的包埋率为93.5％，由原子力显微镜照片图2(A)可知，该复合颗粒呈规则的球形且分布均匀。
实施例2
将960mg玉米醇溶蛋白与480mg虫胶分别溶解于40mL含体积分数80％乙醇的0.1M磷酸盐缓冲液中，室温下磁力搅拌(600r/min)2h，使其充分溶解，将上述溶液分别调节pH至8.0；将480mg姜黄素溶解于40mL含体积分数48％乙醇、40％丙酮的0.1M磷酸盐缓冲液中，室温下避光磁力搅拌(600r/min)20min，使其充分溶解，将姜黄素溶液调节pH至8.0。
玉米醇溶蛋白溶液与虫胶溶液等体积混合，使玉米醇溶蛋白与虫胶的质量比为2:1，涡旋30s，室温下静置2h使其充分混合，形成壁材溶液；将壁材溶液和姜黄素溶液混合，使混合溶液中的壁材与姜黄素质量比为2:1，涡旋30s，室温下避光静置1h，形成玉米醇溶蛋白-虫胶-姜黄素混合溶液。
用注射器将40mL玉米醇溶蛋白-虫胶-姜黄素混合溶液以10mL/min的速度注射入至盛有120mL0.1M，pH8.0磷酸盐缓冲液中水的大烧杯中并不停搅拌，搅拌速度为1000r/min，形成浑浊的黄色溶液，即为复合胶体颗粒分散液。
采用减压旋转蒸发浓缩复合胶体颗粒分散液，压力为-0.1MPa，温度为50℃，旋转速度300r/min，蒸发时间为30min，复合胶体颗粒浓缩液体积为复合胶体颗粒分散液体积的1/4；复合胶体颗粒浓缩液离心去除颗粒聚集体，离心机的转速4000r/min，离心时间10min，得到复合胶体颗粒精液；复合胶体颗粒精液采用喷雾干燥，进料温度180℃，出料温度为80℃，获得玉米醇溶蛋白-虫胶-姜黄素复合胶体颗粒。
该复合胶体颗粒对姜黄素的包埋率为93.2％，由原子力显微镜照片图2(B)可知，该复合颗粒呈交联的网络结构，较大的球形颗粒填充在网络结构中，提高了体系的物理稳定性及姜黄素的化学稳定性。
实施例3
将480mg玉米醇溶蛋白与480mg虫胶分别溶解于40mL含体积分数80％乙醇的0.1M磷酸盐缓冲液中，室温下磁力搅拌(600r/min)2h，使其充分溶解，将上述溶液分别调节pH至8.0；将480mg姜黄素溶解于40mL含体积分数48％乙醇、40％丙酮的0.1M磷酸盐缓冲液中，室温下避光磁力搅拌(600r/min)20min，使其充分溶解，将姜黄素溶液调节pH至8.0。
玉米醇溶蛋白溶液与虫胶溶液等体积混合，使玉米醇溶蛋白与虫胶的质量比为1:1，涡旋30s，室温下静置2h使其充分混合，形成壁材溶液；将壁材溶液和姜黄素溶液混合，使混合溶液中的壁材与姜黄素质量比为2:1，涡旋30s，室温下避光静置1h，形成玉米醇溶蛋白-虫胶-姜黄素混合溶液。
用注射器将40mL玉米醇溶蛋白-虫胶-姜黄素混合溶液以10mL/min的速度注射入至盛有120mL0.1M，pH8.0磷酸盐缓冲液中水的大烧杯中并不停搅拌，搅拌速度为1000r/min，形成浑浊的黄色溶液，即为复合胶体颗粒分散液。
采用减压旋转蒸发浓缩复合胶体颗粒分散液，压力为-0.1MPa，温度为50℃，旋转速度300r/min，蒸发时间为30min，复合胶体颗粒浓缩液体积为复合胶体颗粒分散液体积的1/4；复合胶体颗粒浓缩液离心去除颗粒聚集体，离心机的转速4000r/min，离心时间10min，得到复合胶体颗粒精液；复合胶体颗粒精液采用喷雾干燥，进料温度160℃，出料温度为80℃，获得玉米醇溶蛋白-虫胶-姜黄素复合胶体颗粒。
该复合胶体颗粒对姜黄素的包埋率为95.7％，提高了体系的物理稳定性及姜黄素的化学稳定性。由图3对比了单一姜黄素、玉米醇溶蛋白-姜黄素、玉米醇溶蛋白-虫胶-姜黄素复合胶体颗粒在模拟肠液中消化吸收曲线，单一姜黄素在模拟胃肠液中释放很快，经玉米醇溶蛋白包埋后的姜黄素释放速率降低，而玉米醇溶蛋白-虫胶二元复合胶体颗粒更有效降低了姜黄素在模拟肠液中的释放速率，显著改善其生物利用率。

Claims (8)

1.一种玉米醇溶蛋白-虫胶-姜黄素复合胶体颗粒，其特征在于，该颗粒以玉米醇溶蛋白和虫胶为壁材，姜黄素为芯材，玉米醇溶蛋白与虫胶的质量比为5:1～1:2，壁材与姜黄素的质量比为10:1～1:2。
2.权利要求1所述的一种玉米醇溶蛋白-虫胶-姜黄素复合胶体颗粒的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(1)溶解：将玉米醇溶蛋白与虫胶分别溶解于含体积分数80％乙醇的0.1M磷酸盐缓冲液中，室温磁力搅拌至完全溶解，形成玉米醇溶蛋白溶液和虫胶溶液；将姜黄素溶解于含体积分数48％乙醇和体积分数40％丙酮的0.1M磷酸盐缓冲液中，室温下避光磁力搅拌，使其充分溶解，形成姜黄素溶液；
(2)混合：将玉米醇溶蛋白溶液与虫胶溶液涡旋混合，室温静置2h使其混合均匀，形成壁材溶液；然后将壁材溶液与姜黄素溶液涡旋混合，室温下避光静置1h，形成玉米醇溶蛋白-虫胶-姜黄素混合溶液；
(3)反溶剂共沉淀：将步骤(2)得到的玉米醇溶蛋白-虫胶-姜黄素混合溶液采用注射器注射到磷酸盐缓冲水溶液中，注射过程中持续搅拌，制备出复合胶体颗粒分散液；
(4)旋转蒸发：将步骤(3)的复合胶体颗粒分散液采用减压旋转蒸发去除乙醇和水，制备复合胶体颗粒浓缩液；
(5)离心：将步骤(4)得到的复合胶体颗粒浓缩液，离心去除颗粒聚集体，得到复合胶体颗粒精液；
(6)干燥：将步骤(5)得到的复合胶体颗粒精液进行真空冷冻干燥或喷雾干燥，得到玉米醇溶蛋白-虫胶-姜黄素复合胶体颗粒。
3.根据权利要求2所述的一种玉米醇溶蛋白-虫胶-姜黄素复合胶体颗粒的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述磁力搅拌的转速600r/min，时间为2h；避光磁力搅拌转速600r/min，时间为20min；玉米醇溶蛋白溶液、虫胶溶液、姜黄素溶液的pH值均为8.0，玉米醇溶蛋白溶液的浓度为12-24g/L，虫胶溶液的浓度为12-24g/L，姜黄素溶液的浓度为3.6-12g/L。
4.根据权利要求2所述的一种玉米醇溶蛋白-虫胶-姜黄素复合胶体颗粒的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述壁材溶液中玉米醇溶蛋白与虫胶的质量比为5:1～1:2，壁材与姜黄素的质量比为10:1～1:2；涡旋混合的时间为30s。
5.根据权利要求2所述的一种玉米醇溶蛋白-虫胶-姜黄素复合胶体颗粒的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述磷酸盐缓冲水溶液的浓度为0.1M、pH值为8.0；玉米醇溶蛋白-虫胶-姜黄素混合溶液与磷酸盐缓冲水溶液的体积比为1:10～1:1；注射速度为10mL/min，搅拌速度1000r/min。
6.根据权利要求2所述的一种玉米醇溶蛋白-虫胶-姜黄素复合胶体颗粒的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述的减压旋转蒸发的压力为-0.1MPa，温度为35～55℃，旋转速度200～500r/min，蒸发时间为20～40min，复合胶体颗粒浓缩液体积为复合胶体颗粒分散液体积的1/2～1/8。
7.根据权利要求2所述的一种玉米醇溶蛋白-虫胶-姜黄素复合胶体颗粒的制备方法，其特征在于，步骤(5)中所述离心转速为3000～6000r/min，离心时间为10～60min。
8.根据权利要求2所述的一种玉米醇溶蛋白-虫胶-姜黄素复合胶体颗粒的制备方法，其特征在于，步骤(6)中所述的真空冷冻干燥的温度为-40～-50℃，时间为4～10h；喷雾干燥进料温度160～180℃，出料温度为80℃。
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