CN107698780B - 一种胶原蛋白肽螯合亚铁水凝胶的制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种胶原蛋白肽螯合亚铁水凝胶的制备方法与应用，属于海洋生物制品领域，所述方法首先制备胶原蛋白肽螯合亚铁；然后，以戊二醛为交联剂，制备羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇水凝胶；胶原蛋白肽螯合亚铁与水凝胶混合后得到胶原蛋白肽螯合亚铁水凝胶。本发明方法制备的水凝胶经过口腔、胃时几乎不发生溶胀，只在小肠近端靶向释放一种胶原蛋白肽螯合亚铁，这种胶原蛋白肽螯合亚铁稳定性高、易被小肠上皮细胞吸收，增强了铁的生物利用率。

Description

一种胶原蛋白肽螯合亚铁水凝胶的制备方法与应用
技术领域
本发明属于海洋生物制品领域，具体涉及一种胶原蛋白肽螯合亚铁水凝胶的制备方法及应用。
背景技术
水凝胶是通过共价键、氢键、范德华力、物理缠绕等方式连接的一种高分子材料，具有吸水、保水、药物控释的功能，且因其良好的生物相容性而广泛应用于生物医学研究。目前研究最多的是一种能对环境响应特性的水凝胶，也可称为智能水凝胶。具体有pH敏感性水凝胶、温度敏感性水凝胶、光敏感性水凝胶、压力敏感性水凝胶、磁性敏感性水凝胶等，利用这些特点可以实现药物的定点、定时和定量释放。
铁是人体生长发育过程中的必需矿质元素之一，在机体中主要以二价铁和三价铁的形式存在，参与人体一系列重要的生化反应，维持着正常的细胞功能。铁缺乏是目前世界上最常见的营养缺乏病之一，铁的吸收依赖于胃肠道条件、铁被消化的数量和化学形式、膳食中其它成分的数量和特性，铁在小肠中的吸收位置主要是在小肠近端。很多金属螯合肽经过胃肠消化后活性降低或消失，补铁效果显著降低。因此，需要开发一种只在小肠近端靶向释放胶原蛋白肽螯合亚铁的水凝胶。
发明内容
本发明提供了一种胶原蛋白肽螯合亚铁水凝胶的制备方法与应用，该方法获得的水凝胶可在小肠近端靶向释放胶原蛋白肽螯合亚铁，这种胶原蛋白肽螯合亚铁稳定性高、无副作用，易被小肠上皮细胞吸收。
本发明是通过如下技术方案来实现的：
一种胶原蛋白肽螯合亚铁水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)螯合物的制备：取分子量≤2000D的胶原蛋白肽，配制成1％(g/100mL)的胶原蛋白肽溶液，用1.0mol/L NaOH溶液调节所述胶原蛋白肽溶液pH至7.0-8.0，然后加入1mol/L的FeCl2溶液，同时加入终浓度为0.1-0.5％(g/100mL)抗坏血酸，于30-60℃水浴振荡30-60min，得到胶原蛋白肽螯合亚铁溶液；然后8000-10000r/min离心15-20min，上清液过截留分子量为200的纳滤膜，浓缩液经过冷冻干燥得到灰白色粉末状物质即为胶原蛋白肽螯合亚铁；
(2)胶原蛋白肽螯合亚铁水凝胶的制备：称取聚乙烯醇，配制成3-5‰(g/1000mL)聚乙烯醇溶液，85-90℃加热直至聚乙烯醇完全溶解，冷却至50-60℃，然后再加入羧甲基壳聚糖使其终浓度为1-2％(g/100mL)，封口搅拌30-40min；然后加入终浓度0.5-1‰(g/1000mL)戊二醛，继续搅拌40-60min，得到水凝胶；取制备的水凝胶，60-65℃水浴20-24h，冷却至30-40℃后搅拌5-10min，加入步骤(1)制备的胶原蛋白肽螯合亚铁，所述胶原蛋白肽螯合亚铁的终浓度2-5％(g/100mL)，搅拌30-60min后取出水凝胶，在40-50℃干燥；使用蒸馏水轻微冲洗凝胶表面，40-50℃再次干燥至恒重，即得到胶原蛋白肽螯合亚铁水凝胶。
进一步，所述步骤(1)加入的FeCl2溶液为胶原蛋白肽溶液体积的1-2％。
本发明还提供一种上述方法制备的胶原蛋白肽螯合亚铁水凝胶。
本发明还提供一种含有所述胶原蛋白肽螯合亚铁水凝胶的保健品。
本发明还提供一种所述胶原蛋白肽螯合亚铁水凝胶在保健品中的应用。
本发明与现有技术相比的有益效果：
本发明方法制备的水凝胶经过口腔、胃时几乎不发生溶胀，只在小肠近端靶向释放一种胶原蛋白肽螯合亚铁，这种胶原蛋白肽螯合亚铁稳定性高、易被小肠上皮细胞吸收，增强了铁的生物利用率。
具体实施方式：
下面结合具体实施例来对本发明的技术方案做进一步解释。
实施例1
(1)螯合物的制备：取分子量≤2000D的鳕鱼皮胶原蛋白肽，配制成1％(g/100mL)胶原蛋白肽溶液，用1.0mol/L NaOH溶液调节上述溶液pH至7.0，加入1mol/L的FeCl2溶液，加入量为胶原蛋白肽溶液体积的1.0％，同时加入终浓度体积比为0.3％抗坏血酸，50℃水浴振荡40min，然后10000r/min离心15min，上清液过分子量为200的纳滤膜，浓缩液经冷冻干燥所得灰白色粉末状物质即为胶原蛋白肽螯合亚铁。
(2)胶原蛋白肽螯合亚铁水凝胶的制备：配制3‰(g/1000mL)的聚乙烯醇溶液，88℃加热直至聚乙烯醇完全溶解，冷却至50℃后加入终浓度为1.5％(g/100mL)羧甲基壳聚糖，封口搅拌30min；然后加入0.5‰(g/1000mL)戊二醛，继续搅拌45min，得到水凝胶。
取制备的所述水凝胶，62℃水浴24h，冷却至30℃后搅拌8min，加入终浓度为3％(g/100mL)胶原蛋白肽螯合亚铁，搅拌40min后取出水凝胶，40℃干燥。用蒸馏水轻微冲洗凝胶表面3次，45℃再次干燥至恒重。
实施例2
(1)螯合物的制备：取分子量≤2000D的鱼皮胶原蛋白肽，配制成1％(g/100mL)溶液，用1.0mol/L NaOH溶液调节上述溶液pH至7.4，添加1mol/L的FeCl2溶液，添加量为胶原蛋白肽溶液体积的1.5％，同时加入0.5％(g/100mL)抗坏血酸，60℃水浴振荡30min，然后8000r/min离心20min，上清液过分子量为200的纳滤膜，浓缩液经过冷冻干燥后所得灰白色粉末状物质即为胶原蛋白肽螯合亚铁。
(2)胶原蛋白肽螯合亚铁水凝胶的制备：配制4‰(g/1000mL)聚乙烯醇溶液，90℃加热直至聚乙烯醇完全溶解，水浴冷却至50-60℃后加入终浓度为2％(g/100mL)羧甲基壳聚糖，封口搅拌40min；然后加入1‰(g/1000mL)戊二醛，继续搅拌55min，得到水凝胶。
取制备的所述水凝胶，65℃水浴20h，冷却至40℃后搅拌10min，加入4％(g/100mL)胶原蛋白肽螯合亚铁，搅拌50min后取出水凝胶，45℃干燥。用蒸馏水轻微冲洗凝胶表面4次，50℃再次干燥至恒重。
利用实施例2制备的胶原蛋白肽螯合亚铁水凝胶进行动物实验。小鼠体重160±10g，适应性喂养1周后，采用低铁饲料喂养4周，然后称重，随机分为富马酸亚铁、胶原蛋白肽螯合亚铁和胶原蛋白肽螯合亚铁水凝胶组3组(每组20只)，继续喂养低铁饲料的同时，3组依次灌胃富马酸亚铁、胶原蛋白肽螯合亚铁和胶原蛋白肽螯合亚铁水凝胶，铁含量0.83mg/kg·d，连续灌胃4周后，测定血清铁含量，实验结果见表1。
表1小鼠血清铁含量测定结果
Figure BDA0001438124010000041
由表1可以看出，本发明方法所制备的胶原蛋白肽螯合亚铁水凝胶能显著促进铁的吸收。因此，所述胶原蛋白肽螯合亚铁水凝胶在补铁类保健品中具有广阔的应用前景。

Claims (4)

1.一种胶原蛋白肽螯合亚铁水凝胶的制备方法，其特征在于它包括以下步骤：
（1）螯合物的制备：取分子量≤2000 D的鱼皮胶原蛋白肽，配制成 0.01g/100mL的胶原蛋白肽溶液，用1.0mol/L NaOH 溶液调节所述胶原蛋白肽溶液pH至7.0-8.0，然后加入1mol/L的FeCl2溶液，加入的FeCl2溶液为胶原蛋白肽溶液体积的1-2%，同时加入终浓度为0.001-0.005g/100mL抗坏血酸，于30-60℃水浴振荡30-60min，得到胶原蛋白肽螯合亚铁溶液；然后8000-10000r/min 离心15-20 min，上清液过截留分子量为200的纳滤膜，浓缩液经过冷冻干燥得到灰白色粉末状物质即为胶原蛋白肽螯合亚铁；
（2）胶原蛋白肽螯合亚铁水凝胶的制备：称取聚乙烯醇，配制成0.003-0.005g/1000mL聚乙烯醇溶液，85-90℃加热直至聚乙烯醇完全溶解，冷却至50-60℃，然后再加入羧甲基壳聚糖使其终浓度为0.01-0.02g/100mL，封口搅拌30-40min；然后加入终浓度0.0005-0.001g/1000mL戊二醛，继续搅拌40-60min，得到水凝胶；取制备的水凝胶，60-65℃水浴20-24h，冷却至30-40℃后搅拌5-10min，加入步骤（1）制备的胶原蛋白肽螯合亚铁，所述胶原蛋白肽螯合亚铁的终浓度0.02-0.05g/100mL，搅拌30-60min后取出水凝胶，在40-50℃干燥；使用蒸馏水轻微冲洗凝胶表面，40-50℃再次干燥至恒重，即得到胶原蛋白肽螯合亚铁水凝胶。
2.一种权利要求1所述方法制备的胶原蛋白肽螯合亚铁水凝胶。
3.一种含有权利要求1所述方法制备的胶原蛋白肽螯合亚铁水凝胶的保健品。
4.一种权利要求1所述方法制备的胶原蛋白肽螯合亚铁水凝胶在制备保健品中的应用。
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