CN108329533B - 一种非交联型淀粉-β-环糊精复合纳米颗粒的制备方法 - Google Patents

一种非交联型淀粉-β-环糊精复合纳米颗粒的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种非交联型淀粉‑β‑环糊精复合纳米颗粒的制备方法，属于纳米技术领域。该方法以玉米淀粉和β‑环糊精为主要原料，通过反溶剂沉淀法，先将β‑环糊精和玉米淀粉按一定比例混合均匀，加水加热将其完全糊化，逐滴滴加乙醇，并且以恒定的搅拌速度持续搅拌，使溶液达到过饱和，在过饱和界面形成复合纳米颗粒。本发明采用玉米淀粉和β‑环糊精两种廉价的原料为主要原料，创新制备方法，使制备过程简单易放大，制备所得纳米颗粒包埋疏水性活性物质的能力大大提高，纳米颗粒的热稳定性得到了明显改善。本发明设计的种非交联型淀粉‑β‑环糊精复合纳米颗粒的制备方法，不仅材料易得价格低廉，并且制备工艺极其简单，易于推广。

Description

一种非交联型淀粉-β-环糊精复合纳米颗粒的制备方法
技术领域
本发明涉及淀粉纳米技术领域，尤其是涉及一种非交联型淀粉-β-环糊精复合纳米颗粒的制备方法。
背景技术
淀粉纳米颗粒具有表面积大、吸附作用强、无毒，生物相容性，可生物降解性，可再生性及成本效益，因此为大规模生产提供了更大的机会，并且对人类健康无害，但也存在缺点，如因为具有亲水性，所以装载疏水性的药物或精油比较困难、不适合控制释放。
β-环糊精因具有环外亲水、环内疏水的空腔结构，能够包埋疏水性物质，有缓释作用，具有控制香气挥发，遮掩气味和味道，光分解物质稳定等。目前，已对其进行了大量研究，但由于溶解性差及包埋效率等限制了其工业化应用。
淀粉纳米颗粒可以用多种方法制备，包括酸水解、挤压、高压均质和乳化和反溶剂沉淀法。沉淀法是制备合成天然聚合物纳米颗粒的最简单、快速、可重复和无污染的绿色方法，已经在许多产业得到广泛应用，具有抗菌和抗氧化活性等性能的一类疏水性和挥发性的物质，例如，精油。因这些优良特点，已被广泛的应用于食品、药品、化妆品等。但也存在一些应用的不足：
一是疏水性，与高水分的食品组分不相容；二是非常低的味道阀值，食品容易被带有特殊味道；三是易挥发且受热降解等。因此，寻找一种简单方便的制备方法非常重要，将这类疏水性物质包埋在纳米载体中，增加包埋效果，控制其释放速率，延长作用时间。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本申请提供了一种非交联型淀粉-β-环糊精复合纳米颗粒的制备方法。本发明解决了现有淀粉纳米颗粒包埋疏水性活性物质装载率低、稳定性差、缓释效果差等问题，为淀粉纳米颗粒的实际应用提供技术支持，对于活性疏水性物质运载具有重要意义；本发明设计的种非交联型淀粉-β-环糊精复合纳米颗粒的制备方法，不仅材料易得价格低廉，并且制备工艺极其简单，易于推广。
本发明的技术方案如下：
一种非交联型淀粉-β-环糊精复合纳米颗粒的制备方法，以玉米淀粉和β-环糊精为原料，经原料选择、物料混合、淀粉糊化、滴加乙醇、持续搅拌、离心、干燥制备而成。
具体步骤如下：
(1)物料混合：将玉米淀粉与去离子水混合制备淀粉溶液，再加入β-环糊精得到混合溶液；
(2)淀粉糊化：加热使混合溶液完全糊化；
(3)滴加乙醇：迅速冷却至室温，滴加乙醇至糊化的混合溶液中；
(4)持续搅拌：在室温下以恒定的速率搅拌，得到悬浮液；
(5)离心：将得到的悬浮液离心，除去上清液以获得复合纳米颗粒；
(6)干燥：用无水乙醇洗涤除去过量的水，冷冻干燥，密封保存。
步骤(1)中所述玉米淀粉为普通玉米淀粉，直链淀粉含量19-35wt％；所述β-环糊精纯度＞98wt％。步骤(1)中所述淀粉溶液的质量g/体积ml比为1-2％；所述淀粉与β-环糊精的质量比为1:1-1:2。
步骤(2)所述加热为95-100℃，在加热过程中搅拌至完全糊化。
步骤(3)、(4)的具体操作方法为：迅速将糊化的混合溶液冷却至室温，按乙醇与混合溶液的体积比为1:2-1:4的比例逐滴滴加乙醇至糊化的混合溶液中，并以恒定的速率350rpm/s-450rpm/s不断搅拌，在室温下保持3-5小时。
步骤(5)所述离心的参数为2500-4000rpm，15-25min，除去上清液以获得复合纳米颗粒。
步骤(6)用无水乙醇洗涤2-3次以除去过量的水，随后将复合纳米颗粒冻干干燥36-48小时，密封保存。
本发明有益的技术效果在于：
现有技术制备淀粉纳米颗粒，都是采用淀粉直接做的；淀粉和环糊精结合在一起的都是化学法或者交联法做的，原料成分里面含有乳化剂和交联剂，不仅制备方法复杂，而且原料多、成本高、易残留。本发明采用物理法，本发明不使用交联剂，乳化剂及其他有机溶剂，制备过程安全可靠无污染。
本发明采用玉米淀粉和β-环糊精两种廉价易得的原料为主要原料，为了改善其包埋性能，结合淀粉两者，利用单螺旋结构，增加包埋效果，创新制备方法，使制备过程简单易放大。制备所得纳米颗粒包埋疏水性活性物质的能力大大提高，纳米颗粒的热稳定性和包埋疏水性的物质得到了明显改善。
本发明的沉淀法制备方法极其简单，绿色无污染，其原理是利用两种混溶的溶剂的极性不同，溶液达到过饱和，在界面形成复合纳米颗粒，改善对颗粒特性(如粒径、形态和物理性质)的控制。本发明制备的复合纳米颗粒平均粒径为100nm左右，分布相对均匀。
附图说明
图1为本发明所制备的复合纳米颗粒的透射电镜图；
图2为本发明所制备的复合纳米颗粒的粒径分布图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行具体描述。
实施例1
将玉米淀粉加水制备淀粉溶液(1％，w/v)25ml，将β-环糊精按2:1质量比例添加，在100℃下搅拌至完全糊化，迅速冷却至室温，逐滴滴加50ml乙醇，以恒定的速率400rpm/s不断搅拌3h，离心(3000rpm，20min)，除去上清液以获得复合纳米颗粒，用无水乙醇洗涤3次，将纳米颗粒冻干48h，密封保存。利用该实施方式制备得到的纳米颗粒对芥末油进行包埋，包埋量为85.8ul/g，大于文献的最大包埋量76.15ul/g。
实施例2
将玉米淀粉加水制备淀粉溶液(2％，w/v)25ml，将β-环糊精按1:1质量比例添加，在100℃下搅拌至完全糊化，迅速冷却至室温，逐滴滴加100ml乙醇，以恒定的速率350rpm/s不断搅拌5h，离心(2500rpm，25min)，除去上清液以获得复合纳米颗粒，用无水乙醇洗涤2次，将纳米颗粒冻干36h，密封保存。利用该实施方式制备得到的纳米颗粒对芥末油进行包埋，包埋量为81.2ul/g，大于文献的最大包埋量76.15ul/g。
实施例3
将玉米淀粉加水制备淀粉溶液(2％，w/v)25ml，将β-环糊精按2:1质量比例添加，在100℃下搅拌至完全糊化，迅速冷却至室温，逐滴滴加50ml乙醇，以恒定的速率450rpm/s不断搅拌4h，离心(4000rpm，15min)，除去上清液以获得复合纳米颗粒，用无水乙醇洗涤3次，将纳米颗粒冻干48h，密封保存。利用该实施方式制备得到的纳米颗粒对芥末油进行包埋，包埋量为80.5ul/g，大于文献的最大包埋量76.15ul/g。
测试例：
一、本发明制备得到的复合纳米材料的透射电镜图和粒径分布图分别如图1和图2所示。从图1可以看到该方法制备的复合纳米颗粒的形貌特征，主要为球形和椭圆形，从图2可以看到，最优制备条件得到的纳米颗粒，具有单一的峰以及均匀的粒径分布，颗粒大小在100nm左右分布均匀。
二、复合纳米材料的性能测试，采用电子鼻嗅觉分析系统对样品进行主成分分析，包埋后的芥末油风味稳定性高于未包埋，在37℃下放置，通过GC-MS分析结果显示，异硫氰酸酯是样品主要的风味来源，测定包埋芥末油与不包的有效成分残留，包埋后的有效成分明显高于未包埋11.4％；TGA测定复合材料的热性能，复合材料在314℃失重，而单一淀粉材料在280℃失重，复合纳米材料大于单一材料的热稳定性；采用透析袋累积法测定释放效果，在37℃下模拟肠液(PH 7.4)和胃液(PH 1.2)环境，结果表明复合纳米颗粒包埋芥末油在24h内持续释放，肠液1h后释放速率加快后缓慢持续释放，胃液2h后释放速率加快至4h后缓慢持续释放。

Claims (3)

1.一种非交联型淀粉-β-环糊精复合纳米颗粒的制备方法，其特征在于以玉米淀粉和β-环糊精为原料，经原料选择、物料混合、淀粉糊化、滴加乙醇、持续搅拌、离心、干燥制备而成，具体步骤如下：
（1）物料混合：将玉米淀粉与去离子水混合制备淀粉溶液，再加入β-环糊精得到混合溶液；
（2）淀粉糊化：加热使混合溶液完全糊化；
（3）滴加乙醇：迅速冷却至室温，滴加乙醇至糊化的混合溶液中；
（4）持续搅拌：在室温下以恒定的速率搅拌，得到悬浮液；
（5）离心：将得到的悬浮液离心，除去上清液以获得复合纳米颗粒；
（6）干燥：用无水乙醇洗涤除去过量的水，冷冻干燥，密封保存；
步骤（1）中所述淀粉溶液的质量g/体积ml比为1-2%；所述淀粉与β-环糊精的质量比为1:1-1:2；
步骤（2）所述加热为95-100℃，在加热过程中搅拌至完全糊化；
步骤（3）、（4）的具体操作方法为：迅速将糊化的混合溶液冷却至室温，按乙醇与混合溶液的体积比为1:2-1:4的比例逐滴滴加乙醇至糊化的混合溶液中，并以恒定的速率350rpm-450rpm不断搅拌，在室温下保持3-5小时；
步骤（5）所述离心的参数为2500-4000rpm，15-25min，除去上清液以获得复合纳米颗粒。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述玉米淀粉为普通玉米淀粉，直链淀粉含量19-35wt %；所述β-环糊精纯度＞98wt%。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（6）用无水乙醇洗涤2-3次以除去过量的水，随后将复合纳米颗粒冻干干燥36-48小时，密封保存。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN105199116A (zh) * 2015-10-22 2015-12-30 吉林大学 采用超声波处理淀粉水溶液的淀粉纳米颗粒沉降制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105153318A (zh) * 2015-07-24 2015-12-16 江南大学 一种淀粉基微凝胶的制备方法
CN105199116A (zh) * 2015-10-22 2015-12-30 吉林大学 采用超声波处理淀粉水溶液的淀粉纳米颗粒沉降制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Glycemic Response to Corn Starch Modified with Cyclodextrin Glycosyltransferase and its Relationship to Physical Properties;A. Dura等;《Plant Foods Hum Nutr》;20160609;第71卷;第252–258页 *
β－环糊精／淀粉复合微球的制备及其对扑热息痛释药性能研究;林洁等;《湖州师范学院学报》;20160815;第38卷(第8期);第65-69页 *
β－环糊精对玉米淀粉糊化特性的影响;赵琳琳等;《粮食与饲料工业》;20150915;第9卷;第21-24页 *

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