CN108440683A - 一种葡聚糖姜黄素包合物及其制备方法 - Google Patents

一种葡聚糖姜黄素包合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种葡聚糖姜黄素包合物及其制备方法，属于燕麦葡聚糖运用技术领域。本发明先通过水浴提取燕麦β‑葡聚糖，然后加入淀粉酶和蛋白酶除去淀粉和蛋白进行葡聚糖的进一步纯化，然后冷冻干燥得到葡聚糖粉末；最后将一定浓度的葡聚糖溶液与姜黄素混合溶解，冰浴冷却并反复冻融，得到所述葡聚糖姜黄素包合物。本发明将葡聚糖作为一种完全天然的结肠给药载体，利用燕麦β‑葡聚糖包裹姜黄素，能够实现包合物中姜黄素的缓慢释放，从而减少药剂使用量，提高药物生物利用度，降低全身的副作用，从而提高药物治疗的有效性和安全性。本发明操作步骤简单，成本低，为β‑葡聚糖在食品工业中的实际应用提供理论基础。

Description

一种葡聚糖姜黄素包合物及其制备方法
技术领域
本发明属于燕麦葡聚糖运用技术领域，一种葡聚糖姜黄素包合物及其制备方法。
背景技术
β-葡聚糖在降低血脂、降低血糖、降低血压、降低胆固醇和预防心血管疾病、提高免疫能力等方面都有着杰出的表现，所以加强β-葡聚糖的研究对人类的健康具有重要的意义。
β-葡聚糖在一定条件下可以形成凝胶，因此大麦β-葡聚糖与蛋白质或其他营养成分对凝胶形成能力需要我们的进一步研究。随着高分子材料在医药临床应用的研究发展，以及药物作用机理的进一步研究，缓释药物制剂开始广泛用于临床。采用凝胶缓释剂相比常规的药物制剂具有：对人的治疗时间相对较长，给人供药的频率相对较小，对胃肠道刺激较小，无毒副作用，药物谷峰期波动小，可避免口服药物在胃与小肠前端释放和反复用药对胃肠道粘膜造成的刺激，且降低全身副作用等优点，对药物的有效性和安全性有很大的提高。控释及缓释药物的出现，大大满足了慢性发作类疾病患者的需要，不仅可以免去，而且也增加患者服药的依从性，尤其是小孩老人服药困难的患者人群。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有缓释效果的葡聚糖姜黄素包合物及其制备方法，其步骤简单，易操作，而且所需成本低。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种葡聚糖姜黄素包合物的制备方法，包括以下步骤：将浓度为3.0-5.0%的β-葡聚糖溶液在80-90℃下水浴搅拌2-3h，然后加入姜黄素，所述姜黄素的用量为β-葡聚糖溶液的0.05~1.50 wt%，继续搅拌20-40min，冷却后将混合液进行冷冻，然后解冻，反复冻融2-10次，最后一次解冻的混合物加一定量的液氮，然后冷冻干燥得到所述葡聚糖姜黄素包合物。
所述冷冻是在-18℃条件下冷冻18-24h，所述解冻是在室温下解冻2-4h.
所述β-葡聚糖为燕麦β-葡聚糖，所述燕麦β-葡聚糖的提取方法如下：
1)将燕麦研磨后过50-60 目筛，获得燕麦麸皮，然后往燕麦麸皮中加入乙醇，水浴回流，离心，收集沉淀物并用乙醇洗涤，然后离心，收集产物并于烘箱中干燥；
2）在上述干燥后的产物中加入水，在50-55℃水浴搅拌提取1-1.5 h，离心分离上清液A和残渣，将残渣进行二次水浴搅拌提取，离心后收集上清液B，然后合并上清液A和上清液B，得到提取液，将所述提取液进行真空浓缩，得到浓缩液；
3）往上述浓缩液中加入氯化钙溶液和耐高温α-淀粉酶，在83-87℃下酶解20-40min，然后调节溶液pH至7.8-8.2，加入胰蛋白酶，在37-39℃下酶解3.5-4.5 h，然后离心，收集上清液并调节其pH为6.8-7.2；
4）在搅拌条件下，往上述上清液中加入1.8-2.2倍体积的乙醇，搅拌均匀后离心，收集沉淀A并加入蒸馏水，然后于75-85℃下搅拌溶解1-1.5 h，得到混合物A，将混合物A置于0-4℃静置20-30min，然后往混合物A中加入1.8-2.2倍体积的乙醇，搅拌均匀后离心，收集沉淀B并加入蒸馏水，然后于75-85 ℃下搅拌溶解1-1.5 h，得到混合物B，将混合物B进行冷冻干燥得到燕麦β-葡聚糖。
进一步，步骤1）中，所述燕麦麸皮与乙醇的用量比为1g :4-10mL。
步骤1）中，所述乙醇的浓度为80%~85%。
步骤2）中，所述产物与水的用量比为1g :5-10mL。
步骤2）中，所述真空浓缩的温度为50~70℃，回流时间为2~3 h。
步骤3）中，所述氯化钙溶液的质量浓度为0.01~0.02%。
步骤4）中，混合物B进行冷冻干燥后还经过如下纯化处理：往冷冻干燥后的混合物B中加入耐高温淀粉酶，在95 ℃下反应1-1.5 h除去淀粉，然后通过等电点沉淀法除去蛋白。
本发明采用以上技术方案，将葡聚糖作为一种完全天然的结肠给药载体，利用燕麦β-葡聚糖包裹姜黄素，实现包合物中姜黄素的缓慢释放，有益效果在于：
（1）本发明的葡聚糖姜黄素包合物制备过程，反复冻融的操作可以形成β-葡聚糖的凝胶，反复冻融至形成最好的缓释凝胶为止，为了实现姜黄素的缓释时间可以到6-8 h，反复冻融的次数可以根据采用的包埋物的质量分数和分子量而定。
（2）本发明将葡聚糖与姜黄素配合使用，采用葡聚糖凝胶包埋姜黄素，达到缓慢释放姜黄素的目的，缓释可避免口服药物在胃与小肠前端释放，将药物定位于结肠释放，以提高病变部位药物局部浓度，减少药剂使用量，提高药物生物利用度，降低全身的副作用，从而提高药物治疗的有效性和安全性。
（3）本发明操作步骤简单，成本低，为β-葡聚糖在食品工业中的实际应用提供理论基础，为燕麦的精加工提供理论依据。
附图说明
图1为实施例1的葡聚糖姜黄素包合物的累积缓释率-时间图；
图2为实施例2的葡聚糖姜黄素包合物的累积缓释率-时间图；
图3为实施例3的葡聚糖姜黄素包合物的累积缓释率-时间图；
图4为实施例4的葡聚糖姜黄素包合物的累积缓释率-时间图。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。
一种葡聚糖姜黄素包合物的制备方法，包括以下步骤：
1、燕麦β-葡聚糖的提取：
1) 将燕麦研磨后过50-60 目筛，获得燕麦麸皮，然后按照固液比1g :4-10mL往燕麦麸皮中加入浓度为80~85%的乙醇，水浴回流（温度52 ℃、时间根据样品量而定，一般浓缩到样品量的1/3），离心，收集沉淀物并用乙醇洗涤，然后离心，收集产物并于烘箱中干燥；
2）按照固液比1g :5-10mL，在上述干燥后的产物中加入水，在50-55℃水浴搅拌提取1-1.5 h，离心分离上清液A和残渣，将残渣进行二次水浴搅拌提取，离心后收集上清液B，然后合并上清液A和上清液B，得到提取液，将所述提取液进行真空浓缩，真空浓缩的温度为50~70℃，回流时间为2~3 h，得到浓缩液；
3）往上述浓缩液中加入质量浓度为0.01~0.02%的氯化钙溶液和耐高温α-淀粉酶，在83-87℃下酶解20-40min，然后调节溶液pH至7.8-8.2，加入胰蛋白酶，在37-39℃下酶解3.5-4.5 h，然后离心，收集上清液并调节其pH为6.8-7.2；
4）在搅拌条件下，往上述上清液中加入1.8-2.2倍体积的乙醇，搅拌均匀后离心，收集沉淀A并加入蒸馏水，然后于75-85℃下搅拌溶解1-1.5 h，得到混合物A，将混合物A置于0-4℃静置20-30min，然后往混合物A中加入1.8-2.2倍体积的乙醇，搅拌均匀后离心，收集沉淀B并加入蒸馏水，然后于75-85 ℃下搅拌溶解1-1.5 h，得到混合物B，将混合物B进行冷冻干燥；
5）往冷冻干燥后的混合物B中加入耐高温淀粉酶，在95 ℃下反应1-1.5 h除去淀粉，然后通过等电点沉淀法除去蛋白，得到燕麦β-葡聚糖。
2、葡聚糖姜黄素包合物的制备
将浓度为3.0-5.0%的β-葡聚糖溶液在80-90℃下水浴搅拌2-3h，然后加入姜黄素，所述姜黄素的用量为β-葡聚糖溶液的0.05~1.50 wt%，继续搅拌20-40min，冷却后将混合液在-18℃条件下冷冻18-24h，然后室温下解冻2-4h，如此反复冻融2-10次，最后一次解冻的混合物加一定量的液氮，然后冷冻干燥得到所述葡聚糖姜黄素包合物。
本发明葡聚糖姜黄素包合物中，姜黄素的缓释效果采用以下方法测定：
以模拟胃液作为释放介质，将所述葡聚糖姜黄素包合物置于模拟胃肠环境(0.1 mol/L盐酸，含0.5％的吐温-80)中，在37 ºC下恒温水浴摇床中振荡(50 r/min)进行药物释放，每隔5~10 min取样5 mL，用紫外分光光度计于最大吸收波长处测定溶液的吸光度，并补5 mL新鲜缓冲溶液于原释放体系中。
其中，吐温的加入可以提高姜黄素的溶解度。
实施例1
一种葡聚糖姜黄素包合物的制备方法，包括以下步骤：
1、燕麦β-葡聚糖的提取：
1) 将燕麦研磨后过50目筛，获得燕麦麸皮，然后按照固液比1g :4mL往燕麦麸皮中加入浓度为80%的乙醇，水浴回流，离心，收集沉淀物并用乙醇洗涤，然后离心，收集产物并于烘箱中干燥；
2）按照固液比1g :5mL，在上述干燥后的产物中加入水，在50℃水浴搅拌提取1 h，离心分离上清液A和残渣，将残渣进行二次水浴搅拌提取，离心后收集上清液B，然后合并上清液A和上清液B，得到提取液，将所述提取液进行真空浓缩，真空浓缩的温度为50℃，回流时间为3 h，得到浓缩液；
3）往上述浓缩液中加入质量浓度为0.01%的氯化钙溶液和耐高温α-淀粉酶，在83℃下酶解40min，然后调节溶液pH至7.8，加入胰蛋白酶，在37℃下酶解4.5 h，然后离心，收集上清液并调节其pH为6.8；
4）在搅拌条件下，往上述上清液中加入1.8倍体积的乙醇，搅拌均匀后离心，收集沉淀A并加入蒸馏水，然后于75℃下搅拌溶解1.5 h，得到混合物A，将混合物A置于0℃静置30min，然后往混合物A中加入1.8倍体积的乙醇，搅拌均匀后离心，收集沉淀B并加入蒸馏水，然后于75℃下搅拌溶解1.5 h，得到混合物B，将混合物B进行冷冻干燥；
5）往冷冻干燥后的混合物B中加入耐高温淀粉酶，在95 ℃下反应1h除去淀粉，然后通过等电点沉淀法除去蛋白，得到燕麦β-葡聚糖。
2、葡聚糖姜黄素包合物的制备
将浓度为3.0%的β-葡聚糖溶液在80℃下水浴搅拌3h，然后加入姜黄素，所述姜黄素的用量为β-葡聚糖溶液的1wt%，继续搅拌20min，冷却后将混合液在-18℃条件下冷冻18h，然后室温下解冻2h，如此反复冻融6次，最后一次解冻的混合物加一定量的液氮，然后冷冻干燥得到所述葡聚糖姜黄素包合物。
本实施例制备的葡聚糖姜黄素包合物中，姜黄素的缓释效果采用以下方法测定：
以模拟胃液作为释放介质，将所述葡聚糖姜黄素包合物置于模拟胃肠环境(0.1 mol/L盐酸，含0.5％的吐温-80)中，在37 ºC下恒温水浴摇床中振荡(50 r/min)进行药物释放，每隔5min取样5 mL，用紫外分光光度计于430 nm波长处测定溶液的吸光度，并补5 mL新鲜缓冲溶液于原释放体系中，测定结果如图1所示。
实施例2
一种葡聚糖姜黄素包合物的制备方法，包括以下步骤：
1、燕麦β-葡聚糖的提取：
1) 将燕麦研磨后过60目筛，获得燕麦麸皮，然后按照固液比1g :6mL往燕麦麸皮中加入浓度为80~85%的乙醇，水浴回流，离心，收集沉淀物并用乙醇洗涤，然后离心，收集产物并于烘箱中干燥；
2）按照固液比1g :7mL，在上述干燥后的产物中加入水，在55℃水浴搅拌提取1.25 h，离心分离上清液A和残渣，将残渣进行二次水浴搅拌提取，离心后收集上清液B，然后合并上清液A和上清液B，得到提取液，将所述提取液进行真空浓缩，真空浓缩的温度为60℃，回流时间为2.5h，得到浓缩液；
3）往上述浓缩液中加入质量浓度为0.015%的氯化钙溶液和耐高温α-淀粉酶，在85℃下酶解30min，然后调节溶液pH至8.0，加入胰蛋白酶，在38℃下酶解4.0h，然后离心，收集上清液并调节其pH为7.0；
4）在搅拌条件下，往上述上清液中加入2倍体积的乙醇，搅拌均匀后离心，收集沉淀A并加入蒸馏水，然后于80℃下搅拌溶解1.25 h，得到混合物A，将混合物A置于4℃静置25min，然后往混合物A中加入2倍体积的乙醇，搅拌均匀后离心，收集沉淀B并加入蒸馏水，然后于80 ℃下搅拌溶解1.25h，得到混合物B，将混合物B进行冷冻干燥；
5）往冷冻干燥后的混合物B中加入耐高温淀粉酶，在95 ℃下反应1.5 h除去淀粉，然后通过等电点沉淀法除去蛋白，得到燕麦β-葡聚糖。
2、葡聚糖姜黄素包合物的制备
将浓度为4.0%的β-葡聚糖溶液在85℃下水浴搅拌2.5h，然后加入姜黄素，所述姜黄素的用量为β-葡聚糖溶液的1.0 wt%，继续搅拌30min，冷却后将混合液在-18℃条件下冷冻21h，然后室温下解冻3h，如此反复冻融4次，最后一次解冻的混合物加一定量的液氮，然后冷冻干燥得到所述葡聚糖姜黄素包合物。
本实施例制备的葡聚糖姜黄素包合物中，姜黄素的缓释效果采用以下方法测定：
以模拟胃液作为释放介质，将所述葡聚糖姜黄素包合物置于模拟胃肠环境(0.1 mol/L盐酸，含0.5％的吐温-80)中，在37 ºC下恒温水浴摇床中振荡(50 r/min)进行药物释放，每隔10 min取样5 mL，用紫外分光光度计于430 nm波长处测定溶液的吸光度，并补5 mL新鲜缓冲溶液于原释放体系中。测定结果如图2所示。
实施例3
一种葡聚糖姜黄素包合物的制备方法，包括以下步骤：
1、燕麦β-葡聚糖的提取：
1) 将燕麦研磨后过50目筛，获得燕麦麸皮，然后按照固液比1g :8mL往燕麦麸皮中加入浓度为85%的乙醇，水浴回流，离心，收集沉淀物并用乙醇洗涤，然后离心，收集产物并于烘箱中干燥；
2）按照固液比1g :8mL，在上述干燥后的产物中加入水，在52℃水浴搅拌提取1.5 h，离心分离上清液A和残渣，将残渣进行二次水浴搅拌提取，离心后收集上清液B，然后合并上清液A和上清液B，得到提取液，将所述提取液进行真空浓缩，真空浓缩的温度为70℃，回流时间为2h，得到浓缩液；
3）往上述浓缩液中加入质量浓度为0.02%的氯化钙溶液和耐高温α-淀粉酶，在87℃下酶解20min，然后调节溶液pH至8.2，加入胰蛋白酶，在39℃下酶解3.5h，然后离心，收集上清液并调节其pH为7.2；
4）在搅拌条件下，往上述上清液中加入2.2倍体积的乙醇，搅拌均匀后离心，收集沉淀A并加入蒸馏水，然后于85℃下搅拌溶解1 h，得到混合物A，将混合物A置于4℃静置30min，然后往混合物A中加入2.2倍体积的乙醇，搅拌均匀后离心，收集沉淀B并加入蒸馏水，然后于85 ℃下搅拌溶解1.5 h，得到混合物B，将混合物B进行冷冻干燥；
5）往冷冻干燥后的混合物B中加入耐高温淀粉酶，在95 ℃下反应1h除去淀粉，然后通过等电点沉淀法除去蛋白，得到燕麦β-葡聚糖。
2、葡聚糖姜黄素包合物的制备
将浓度为4.0%的β-葡聚糖溶液在90℃下水浴搅拌2h，然后加入姜黄素，所述姜黄素的用量为β-葡聚糖溶液的0.50 wt%，继续搅拌40min，冷却后将混合液在-18℃条件下冷冻24h，然后室温下解冻4h，如此反复冻融8次，最后一次解冻的混合物加一定量的液氮，然后冷冻干燥得到所述葡聚糖姜黄素包合物。
本实施例制备的葡聚糖姜黄素包合物中，姜黄素的缓释效果采用以下方法测定：
以模拟胃液作为释放介质，将所述葡聚糖姜黄素包合物置于模拟胃肠环境(0.1 mol/L盐酸，含0.5％的吐温-80)中，在37 ºC下恒温水浴摇床中振荡(50 r/min)进行药物释放，每隔5 min取样5 mL，用紫外分光光度计于430 nm波长处测定溶液的吸光度，并补5 mL新鲜缓冲溶液于原释放体系中。测定结果如图3所示。
实施例4
一种葡聚糖姜黄素包合物的制备方法，包括以下步骤：
1、燕麦β-葡聚糖的提取：
1) 将燕麦研磨后过50目筛，获得燕麦麸皮，然后按照固液比1g :10mL往燕麦麸皮中加入浓度为85%的乙醇，水浴回流，离心，收集沉淀物并用乙醇洗涤，然后离心，收集产物并于烘箱中干燥；
2）按照固液比1g : 10mL，在上述干燥后的产物中加入水，在52℃水浴搅拌提取1h，离心分离上清液A和残渣，将残渣进行二次水浴搅拌提取，离心后收集上清液B，然后合并上清液A和上清液B，得到提取液，将所述提取液进行真空浓缩，真空浓缩的温度为55℃，回流时间为2.5h，得到浓缩液；
3）往上述浓缩液中加入质量浓度为0.18%的氯化钙溶液和耐高温α-淀粉酶，在85℃下酶解30min，然后调节溶液pH至8.0，加入胰蛋白酶，在38℃下酶解4h，然后离心，收集上清液并调节其pH为7.0；
4）在搅拌条件下，往上述上清液中加入2倍体积的乙醇，搅拌均匀后离心，收集沉淀A并加入蒸馏水，然后于75℃下搅拌溶解1h，得到混合物A，将混合物A置于4℃静置20min，然后往混合物A中加入2倍体积的乙醇，搅拌均匀后离心，收集沉淀B并加入蒸馏水，然后于80℃下搅拌溶解1.5 h，得到混合物B，将混合物B进行冷冻干燥；
5）往冷冻干燥后的混合物B中加入耐高温淀粉酶，在95 ℃下反应1 h除去淀粉，然后通过等电点沉淀法除去蛋白，得到燕麦β-葡聚糖。
2、葡聚糖姜黄素包合物的制备
将浓度为5%的β-葡聚糖溶液在85℃下水浴搅拌2h，然后加入姜黄素，所述姜黄素的用量为β-葡聚糖溶液的1.50wt%，继续搅拌25min，冷却后将混合液在-18℃条件下冷冻21h，然后室温下解冻2h，如此反复冻融4次，最后一次解冻的混合物加一定量的液氮，然后冷冻干燥得到所述葡聚糖姜黄素包合物。
本实施例制备的葡聚糖姜黄素包合物中，姜黄素的缓释效果采用以下方法测定：
以模拟胃液作为释放介质，将所述葡聚糖姜黄素包合物置于模拟胃肠环境(0.1 mol/L盐酸，含0.5％的吐温-80)中，在37 ºC下恒温水浴摇床中振荡(50 r/min)进行药物释放，每隔10 min取样5 mL，用紫外分光光度计于430 nm波长处测定溶液的吸光度，并补5 mL新鲜缓冲溶液于原释放体系中。测定结果如图4所示。

Claims (10)

1. 一种葡聚糖姜黄素包合物的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：将浓度为3.0-5.0%的β-葡聚糖溶液在80-90℃下水浴搅拌2-3h，然后加入姜黄素，所述姜黄素的用量为β-葡聚糖溶液的0.05~1.50 wt%，继续搅拌20-40min，冷却后将混合液进行冷冻，然后解冻，反复冻融2-10次，最后一次解冻的混合物加一定量的液氮，然后冷冻干燥得到所述葡聚糖姜黄素包合物。
2.根据权利要求1所述的一种葡聚糖姜黄素包合物的制备方法，其特征在于：所述冷冻是在-18℃条件下冷冻18-24h，所述解冻是在室温下解冻2-4h。
3.根据权利要求1所述的一种葡聚糖姜黄素包合物的制备方法，其特征在于：所述β-葡聚糖为燕麦β-葡聚糖。
4.根据权利要求3所述的一种葡聚糖姜黄素包合物的制备方法，其特征在于：所述燕麦β-葡聚糖的提取方法如下：
1)将燕麦研磨后过50-60 目筛，获得燕麦麸皮，然后往燕麦麸皮中加入乙醇，水浴回流，离心，收集沉淀物并用乙醇洗涤，然后离心，收集产物并于烘箱中干燥；
2）在上述干燥后的产物中加入水，在50-55℃水浴搅拌提取1-1.5 h，离心分离上清液A和残渣，将残渣进行二次水浴搅拌提取，离心后收集上清液B，然后合并上清液A和上清液B，得到提取液，将所述提取液进行真空浓缩，得到浓缩液；
3）往上述浓缩液中加入氯化钙溶液和耐高温α-淀粉酶，在83-87℃下酶解20-40min，然后调节溶液pH至7.8-8.2，加入胰蛋白酶，在37-39℃下酶解3.5-4.5 h，然后离心，收集上清液并调节其pH为6.8-7.2；
4）在搅拌条件下，往上述上清液中加入1.8-2.2倍体积的乙醇，搅拌均匀后离心，收集沉淀A并加入蒸馏水，然后于75-85℃下搅拌溶解1-1.5 h，得到混合物A，将混合物A置于0-4℃静置20-30min，然后往混合物A中加入1.8-2.2倍体积的乙醇，搅拌均匀后离心，收集沉淀B并加入蒸馏水，然后于75-85 ℃下搅拌溶解1-1.5 h，得到混合物B，将混合物B进行冷冻干燥得到燕麦β-葡聚糖。
5. 根据权利要求4所述的一种葡聚糖姜黄素包合物的制备方法，其特征在于：步骤1）中，所述燕麦麸皮与乙醇的用量比为1g :4-10mL，所述乙醇的浓度为80%~85%。
6. 根据权利要求4所述的一种葡聚糖姜黄素包合物的制备方法，其特征在于：步骤2）中，所述产物与水的用量比为1g :5-10mL。
7. 根据权利要求4所述的一种葡聚糖姜黄素包合物的制备方法，其特征在于：步骤2）中，所述真空浓缩的温度为50~70℃，回流时间为2~3 h。
8.根据权利要求4所述的一种葡聚糖姜黄素包合物的制备方法，其特征在于：步骤3）中，所述氯化钙溶液的质量浓度为0.01~0.02%。
9. 根据权利要求4所述的一种葡聚糖姜黄素包合物的制备方法，其特征在于：步骤4）中，混合物B进行冷冻干燥后还经过如下纯化处理：往冷冻干燥后的混合物B中加入耐高温淀粉酶，在95 ℃下反应1-1.5 h除去淀粉，然后通过等电点沉淀法除去蛋白。
10.根据权利要求1-9任一制备方法得到的葡聚糖姜黄素包合物。
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