CN108578365A - 一种虾青素肠内营养乳剂、干乳剂及其制备方法和应用 - Google Patents
一种虾青素肠内营养乳剂、干乳剂及其制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种虾青素肠内营养乳剂、干乳剂及其制备方法和应用，属于食品生产领域。所述虾青素肠内营养乳剂按质量百分数计，包括羟丙基甲基纤维素1％～5％、麦芽糊精1％～3％、玉米油1％～4％、虾青素油剂0.002％～0.006％和水89％～96％。本发明提供的虾青素肠内营养乳剂性状稳定，口感良好，吸收迅速、易于消化吸收，能满足使用者日常营养需求。虾青素成分有利于使用者机体的自我修复与增强免疫力，既可作为普通食品为正常人群或体弱人群食用，还可作为营养制剂为胃肠道功能障碍病人的临床肠内营养支持，也可作为普通病人的营养支持制剂，补充日常所需的较全面的营养和功能成分。
Description
技术领域
本发明属于食品生产领域，具体涉及一种虾青素肠内营养乳剂、干乳剂及其制备方法和应用。
背景技术
胃肠道是营养物质消化吸收的场所，如果胃肠道的运动、消化和吸收功能受损，将会造成人体的营养不良，严重的话，还会损害其消化、吸收功能。对于胃肠道疾病的治疗，除了针对病因治疗外，如何补充营养以适应胃肠道功能及促进其恢复也是治疗的重要组成部分。科学研究和医疗实践表明，多种原发性胃肠道疾病，采用肠内营养治疗效果较好，原因在于肠内营养的营养素齐全，要素肠内营养无需消化及非要素肠内营养易消化，通过较短的或粘膜面积较小的肠道即可吸收，且能改变肠道菌群、无渣及无乳糖以及对肠道与胰外分泌刺激较轻等，故临床上首选肠内营养。
肠内营养是一种经胃肠道提供代谢需要的营养物质及其他各种营养素的营养支持方式。与胃肠外营养支持相比，肠内营养的优越性除体现在营养素直接经肠吸收、利用外，更符合生理、服用方便、费用低廉，有助于维持肠黏膜结构和屏障功能完整性的优点。故在决定提供何种营养支持方式时，首选肠内营养已成为众多临床医师的共识。
虾青素(astaxanthin)即3,3′-二羟基-4,4′-二酮基～β,β′-胡萝卜素，又名虾黄质、龙虾壳色素，是一种类胡萝卜素，化学结构类似于β～胡萝卜素。广泛存在于雨生红球藻等藻类及虾、蟹及鲑鱼等水生动物中。虾青素以其超强的抗氧化作用而被人们熟识，在食品添加剂、水产养殖、化妆品、保健品和医药工业方面都有应用，尤其是作为食品添加剂。虾青素纯品为暗紫红色晶体，不溶于水，易溶于大部分有机溶剂，在酸、氧、高温、紫外光条件下均不稳定，易被氧化降解。因其分子中含有很长的共轭双键链和不饱和的α-羟基酮而具有极强的抗氧化性能，是目前为止发现的抗氧化能力最强的物质，其抗氧化能力可达天然VE的100倍以上。
发明内容
本发明考虑到虾青素在空气中易被氧化分解的特性，提供了一种虾青素肠内营养乳剂及其制备方法和应用，使虾青素具有较高的稳定性，以提高虾青素的生物利用度。
本发明提供了一种虾青素肠内营养乳剂，包括以下质量百分含量的组分：羟丙基甲基纤维素1％～5％、麦芽糊精1％～3％、玉米油1％～4％、虾青素油剂0.002％～0.006％和水89％～96％。
优选的，所述羟丙基甲基纤维素的粘度为4～10mPa.s。
本发明提供了上述虾青素肠内营养乳剂的制备方法，包括如下步骤：
1)将羟丙基甲基纤维素溶解于水中，得到羟丙基甲基纤维素水溶液；
2)将麦芽糊精溶解于所述步骤1)的羟丙基甲基纤维素水溶液中，得初步混合料；
3)将玉米油与虾青素油剂混合，得到虾青素稀释液；
4)将所述步骤3)虾青素稀释液与所述步骤2)初步混合料混合、均质后得到虾青素肠内营养乳剂；
所述步骤1)～2)和所述步骤3)之间没有时间顺序的限制。
优选的，所述步骤1)中溶解包括如下步骤：
a.将羟丙基甲基纤维素与6～16倍质量的温度为80～90℃的水混合，得到混合料液；
b.待所述步骤a中的混合料液冷却，加入4～20℃的水至全量，得到羟丙基甲基纤维素水溶液。
优选的，所述步骤4)中均质的压力为700～950Pa；均质的温度为4～20℃；均质的时间为1～2min。
优选的，所述制备方法在避光、避氧条件下进行。
本发明还提供了一种虾青素肠内营养干乳剂的制备方法，将上述虾青素肠内营养乳剂进行喷雾干燥，得到虾青素肠内营养干乳剂。
优选的，所述喷雾干燥的进口温度为120～140℃，进口速度为3～7mL/min；所述喷雾干燥的出口温度为80～90℃，气体流速为250～350L/h。
本发明还提供了上述方法制备的虾青素肠内营养干乳剂，包括以下质量百分含量的组分：羟丙基甲基纤维素15％～69％、麦芽糊精15％～43％、玉米油15％～57％、虾青素油剂0.0143％～0.0857％。
本发明还提供了上述虾青素肠内营养乳剂或虾青素肠内营养干乳剂在营养保健品中的应用。
有益效果：
本发明提供了一种虾青素肠内营养乳剂，所述虾青素肠内营养乳剂性状稳定，口感良好，吸收迅速、易于消化吸收，能满足使用者日常营养需求。相对于其他营养制剂，本发明提供的虾青素肠内营养乳剂中的虾青素成分有利于使用者机体的自我修复与增强免疫力，既可作为普通食品为正常人群或体弱人群食用，还可作为营养制剂为胃肠道功能障碍病人的临床肠内营养支持，也可作为普通病人的营养支持制剂，补充日常所需的较全面的营养和功能成分。
本发明提供了上述虾青素肠内营养乳剂的制备方法，该制备方法简单绿色，制得的产品性状稳定，而且本发明营养制剂的制备过程中采用了绿色技术，提高原料利用率，不产生“三废”，可以显著节约能源，有利于环境保护。
本发明将上述虾青素肠内营养乳剂制成干乳剂，虾青素被固体载体包覆在里面，隔绝了外界氧的作用，不易被氧化降解。所述干乳剂经较长时间的储存后，性状良好。且所述干乳剂分散性良好，加水后可得到均一的再分散乳液，肠内吸收良好。由于本发明提供的虾青素营养产品相对目前上市的国内外虾青素营养产品的成本较低，但其效果明显，因此可以大大降低消费者的经济负担，实现了海洋生物低值原料的高值化利用，具有广阔的市场前景。
附图说明
图1为本发明实施例5所述各处方干乳剂扫描电镜结果图，其中图1-A表示空白干乳剂；图1-B表示稀释50倍虾青素干乳剂；图1-C表示稀释100倍虾青素干乳剂；
图2为本发明实施例5所述各处方干乳剂粒径分布图，其中图2-A表示空白干乳剂；图2-B表示稀释50倍虾青素干乳剂；图2-C表示稀释100倍虾青素干乳剂；
图3为本发明实施例5所述红外光谱结果图，其中图3-a表示虾青素干乳剂；图3-b表示虾青素原料药；图3-c表示羟丙基甲基纤维素；图3-d表示麦芽糊精；
图4为本发明实施例5所述差热分析结果图，其中图4-a表示虾青素干乳剂；图4-b表示虾青素原料药；图4-c表示羟丙基甲基纤维素；图4-d表示麦芽糊精；
图5为本发明实施例5所述X-射线衍射结果图，其中图5-a表示虾青素干乳剂；图5-b表示虾青素原料药；图5-c表示羟丙基甲基纤维素；图5-d表示麦芽糊精；
图6为本发明实施例5所述虾青素干乳剂的吸湿速率测试结果，其中(1)表示空白干乳剂；(2)表示稀释50倍虾青素干乳剂；(3)表示稀释100倍虾青素干乳剂；
图7为本发明实施例5所述虾青素干乳剂体外抗氧化活性结果(0天)；
图8为本发明实施例5所述虾青素干乳剂体外抗氧化活性结果(30天后)。
具体实施方式
本发明提供了一种虾青素肠内营养乳剂，包括以下质量百分含量组分：羟丙基甲基纤维素1％～5％、麦芽糊精1％～3％、玉米油1％～4％、虾青素油剂0.002％～0.006％和水89％～96％。
本发明提供的虾青素肠内营养乳剂包括羟丙基甲基纤维素。按质量百分数计，所述羟丙基甲基纤维素优选为2％～4％，更优选为2.8％；所述羟丙基甲基纤维素的粘度优选为4～10mPa.s，更优选为6mPa.s。在本发明中，羟丙基甲基纤维素在乳剂中作为乳化剂使用，同时在将乳剂制成干乳剂后，又能发挥虾青素干乳剂壁材的作用。
本发明提供的虾青素肠内营养乳剂包括麦芽糊精。按质量百分数计，所述麦芽糊精的用量优选为1.5％～2.5％，更优选为1.9％。所述麦芽糊精作为载体使用，具有良好的乳化和增稠效果，可促进和维持产品成型，价格低廉，易于吸收。同时，在将乳剂制成干乳剂后，所述麦芽糊精吸湿性低，不易结团，加水后易溶解，成膜性好。另外，所述麦芽糊精中还含有钙、铁等对人体有益的微量元素及矿物质，并能促进人体正常的物质代谢。
本发明提供的虾青素肠内营养乳剂包括玉米油。按质量百分数计，所述玉米油的用量优选为1.5％～3.5％，更优选为2.3％。由于常规市售的虾青素油剂稠度较大，本发明采用所述玉米油对虾青素油剂进行稀释以作为乳剂中的油相。所述玉米油富含大量不饱合脂肪酸和维生素，其中尤以亚油酸和油酸为佳，不仅对心脑血管有保护作用，而且还可以降低人体中的胆固醇，降低血压，能预防粥样动脉硬化和冠状动脉硬化，抗衰老及单纯性肥胖症等。玉米油中的维生素E作为一种天然抗氧化剂，对人体细胞分裂、延缓衰老有一定作用，不仅具有美容养颜功效，还具有健体和抗衰作用。同时，玉米油中所含的维生素D对促进人体内钙的吸收作用较大，对儿童骨骼的发育极为有利。长期食用对于降低血脂，减少动脉硬化，抵御冠心病和心血管疾病的发生有良好的效果。
本发明提供的虾青素肠内营养乳剂包括虾青素油剂。按质量百分数计，所述虾青素油剂的用量优选为0.003％～0.005％，更优选为0.004％。所述虾青素油剂的添加有利于使用者机体的自我修复与增强免疫力。在本发明的实施例中，所述虾青素油剂中虾青素的有效含量为8％。
本发明提供的虾青素肠内营养乳剂包括水。按质量百分数计，所述水的用量优选为91％～94％，更优选为92％～93％。所述水优选为去离子水。在本发明中，水作为乳剂中的水相，起到分散介质的作用。
本发明对各组分的来源没有特别限定，本领域常规市售产品均可。在本发明的实施例中，所述羟丙基甲基纤维素购自“上海辰玺生物科技有限公司”，所述麦芽糊精购自“中国上海化学工业园”，所述玉米油购自“山东三星玉米产业科技有限公司”，所述虾青素油剂购自“山东金晶生物有限公司”。
由于虾青素中存在许多碳碳双键，碳碳双键在酸、氧、高温、紫外光条件下均不稳定，易被氧化降解，从而导致虾青素被破坏。本申请从隔绝酸、氧、高温、紫外光等条件的角度考虑，将虾青素包覆于固体载体中，制成干乳剂。在干乳剂中，油相被固体载体包裹，故能避光、抗氧化；呈干燥粉末状，在贮藏及放置过程中不会发生分层、破裂、转相等现象，物理稳定性好。
本发明提供了上述虾青素肠内营养乳剂的制备方法，包括如下步骤：
1)将羟丙基甲基纤维素溶解于水中，得到羟丙基甲基纤维素水溶液；
2)将麦芽糊精溶解于所述步骤1)的羟丙基甲基纤维素水溶液中，得初步混合料；
3)将玉米油与虾青素油剂混合，得到玉米油稀释的虾青素油剂；
4)将所述步骤3)玉米油稀释的虾青素油剂与所述步骤2)初步混合料混合、均质后得虾青素肠内营养乳剂；
所述步骤1)～2)和所述步骤3)之间没有时间顺序限制；
所述步骤2)和所述步骤3)之间没有时间顺序限制。
本发明先将所述羟丙基甲基纤维素溶解于水中，得到羟丙基甲基纤维素水溶液。在本发明中，所述溶解优选包括如下步骤：
a.将所述羟丙基甲基纤维素与6～16倍质量的温度为80～90℃的水混合，得到混合料液；
b.待所述步骤a混合料液冷却，加4～20℃的水至全量，得到述羟丙基甲基纤维素水溶液。
本发明先将所述羟丙基甲基纤维素与6～16倍质量的80～90℃的热水混合，充分分散得混合料液。所述热水的用量优选为羟丙基甲基纤维素质量的9～13倍，更优选为11倍；所述热水的温度优选为83～87℃，更优选为85℃。由于羟丙基甲基纤维素在冷水中溶解较慢，本申请将羟丙基甲基纤维素先与热水混合分散，可以达到充分水合的作用，再加入冷水搅拌，冷却后即可快速溶解。
待上述混合料液冷却，本发明向混合料中加入4～20℃的冷水至全量，得到上述羟丙基甲基纤维素水溶液。所述冷水的质量＝水的总质量—热水质量；所述冷水的温度优选为8～16℃，更优选为12℃。将水温设置为低温可以使羟丙基甲基纤维素快速溶解。冷却的温度优选为20～30℃，更优选为25℃。
得到羟丙基甲基纤维素水溶液后，本发明将麦芽糊精溶解于所述羟丙基甲基纤维素水溶液中，得初步混合料。所述麦芽糊精需在羟丙基甲基纤维素水溶液中充分溶解。本申请先将麦芽糊精与羟丙基甲基纤维素混合，联合构建固体载体以及提供乳剂的水相，效果优异。羟丙基甲基纤维素不仅可以降低表面张力，有助于液体乳剂的乳化，还能增加水相的粘度，提高喷雾过程中液体乳剂的物理稳定性。麦芽糊精溶解性能良好，有适度的粘度，吸湿性低，不易结团，有较好的载体作用。另外，麦芽糊精还具有促进产品成型和良好地抑制产品组织结构的作用，成膜性能好，既能防止产品变形又能改善产品外观。
本发明将玉米油与虾青素油剂混合，得到虾青素稀释液。所述虾青素稀释液作为乳剂的油相。
得到虾青素稀释液和初步混合料后，本发明将所述虾青素稀释液与所述初步混合料混合，得到混合物。所述混合的方式优选为搅拌。所述搅拌的转速优选为1000～2000rpm，更优选为1500rpm。
本发明中，所述混合后将所述混合物进行均质，得到虾青素肠内营养乳剂。所述均质的压力优选为700～950Pa，更优选为800～850Pa；所述均质的温度优选为4～20℃，更优选为8～16℃，最优选为12℃。所述均质的时间为1～2min，更优选为1.5min。所述均质使制得的乳剂性质更稳定，可以得到稳定存在3个小时以上均一的高压均质乳状液。
在本发明中，所述乳剂的制备方法优选在避光、避氧条件下进行。所述避氧优选采用通入氮气的方式进行防氧化保护。
本发明还提供了一种虾青素肠内营养干乳剂的制备方法，包括以下步骤：将上述虾青素肠内营养乳剂进行喷雾干燥。
在本发明中，所述喷雾干燥的进口温度优选为120～140℃，更优选为130℃；进口速度优选为3～7mL/min，更优选为5mL/min；出口温度优选为80～90℃，更优选为83～87℃；气体流速优选为250～350L/h，更优选为300L/h。
本发明还提供了上述方法制备的虾青素肠内营养干乳剂，所述干乳剂的含水量为1.12～2.36％。所述虾青素肠内营养干乳剂按质量百分比计，包括羟丙基甲基纤维素15％～69％、麦芽糊精15％～43％、玉米油15％～57％、虾青素油剂0.0143％～0.0857％。本发明所述干乳剂中的羟丙基甲基纤维素含量优选为30％～50％，更优选为40％；所述麦芽糊精的含量优选为25％～30％，更优选为27.14％；所述玉米油的含量优选为30％～35％，更优选为32.80％；所述虾青素油剂的含量优选为0.05％～0.07％，更优选为0.057％。
本发明所述方法制备得到的干乳剂性质稳定，加入蒸馏水后可得到均一的可再分散乳，表明该干乳剂可分散性良好。使用本发明所述方法制备得到的干乳剂对虾青素的保护作用良好，常温避光保存30天后，所述干乳剂的粒径以及虾青素载药量未发生改变，其抗氧化活性也基本保持不变。
本发明还提供了上述虾青素肠内营养乳剂或上述虾青素肠内营养干乳剂在营养保健品中的应用。所述虾青素肠内营养乳剂的含量占所述营养保健品质量的20～100％，更优选为25～70％，最优选为40％。所述虾青素肠内营养干乳剂的质量占所述营养保健品中1～10％，更优选为2～8％，更优选为4％。
下面结合实施例对本发明提供的虾青素肠内营养乳剂、干乳剂及其制备方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将羟丙基甲基纤维素9g(2.8％)先加入100ml的热水(80～90℃)中，充分分散和水合，然后在冷却的条件下，不断搅拌，加冷水至全量300ml，得到羟丙基甲基纤维素水溶液；加入麦芽糊精6g(1.9％)；待麦芽糊精完全溶解，再加入用玉米油稀释50倍的虾青素油剂7.5g(0.004％)，在磁力搅拌器上搅拌混合后，再在涡旋混合器上涡旋振荡；然后在800～850Pa下高压均质1～2min，同时开启高压均质机自带的外部低温循环冷却装置，使其温度控制在12℃左右，制备过程中注意避光并通氮气保护。
实施例2
将实施例1制备得到的高压均质乳用喷雾干燥仪进行喷雾干燥，条件如下：进口温度：130℃；出口温度：83～87℃；气体流速：300L/h；进样速度：5mL/min。喷雾干燥后得到虾青素肠内营养干乳剂，所述虾青素肠内营养干乳剂的组成为：羟丙基甲基纤维素40％、麦芽糊精27.14％、玉米油32.80％、虾青素油剂0.0571％。
实施例3
将羟丙基甲基纤维素9g(2.8％)先加入100ml的热水(80～90℃)中，充分分散和水合，然后在冷却的条件下，不断搅拌，加冷水至全量300ml，得到羟丙基甲基纤维素水溶液；加入麦芽糊精6g(1.9％)；待麦芽糊精完全溶解，再加入用玉米油稀释100倍的虾青素油剂7.5g(0.002％)，在磁力搅拌器上搅拌混合后，再在涡旋混合器上涡旋振荡；然后在800～850Pa下高压均质1～2min，同时开启高压均质机自带的外部低温循环冷却装置，使其温度控制在12℃左右，制备过程中注意避光并通氮气保护。
实施例4
将实施例3制备得到的高压均质乳用喷雾干燥仪进行喷雾干燥，条件如下：进口温度：130℃；出口温度：83～87℃；气体流速：300L/h；进样速度：5mL/min。喷雾干燥后得到虾青素肠内营养干乳剂，所述虾青素肠内营养干乳剂的组成为：羟丙基甲基纤维素40％、麦芽糊精27.14％、玉米油32.83％、虾青素油剂0.0286％。
对比例1
将羟丙基甲基纤维素1g(0.3％)先加入100ml的热水(80～90℃)中，充分分散和水合，然后在冷却的条件下，不断搅拌，加冷水至全量300ml，得到羟丙基甲基纤维素水溶液；加入麦芽糊精1g(0.3％)；待麦芽糊精完全溶解，再加入玉米油1g(0.3％)，在磁力搅拌器上搅拌混合后，再在涡旋混合器上涡旋振荡；然后在800～850Pa下高压均质1～2min，同时开启高压均质机自带的外部低温循环冷却装置，使其温度控制在12℃左右，制备过程中注意避光并通氮气保护。
将上述得到的高压均质乳用喷雾干燥仪进行喷雾干燥，条件如下：进口温度：130℃；出口温度：83～87℃；气体流速：300L/h；进样速度：5mL/min。将喷雾干燥得到的虾青素干乳剂置于干燥器中备用。
对比例2
将羟丙基甲基纤维素9g(2.8％)先加入100ml的热水(80～90℃)中，充分分散和水合，然后在冷却的条件下，不断搅拌，加冷水至全量300ml，得到羟丙基甲基纤维素水溶液；加入麦芽糊精6g(1.9％)；待麦芽糊精完全溶解，再加入玉米油7.5g(2.3％)，在磁力搅拌器上搅拌混合后，再在涡旋混合器上涡旋振荡；然后在800～850Pa下高压均质1～2min，同时开启高压均质机自带的外部低温循环冷却装置，使其温度控制在12℃左右，制备过程中注意避光并通氮气保护。
将上述得到的高压均质乳用喷雾干燥仪进行喷雾干燥，条件如下：进口温度：130℃；出口温度：83～87℃；气体流速：300L/h；进样速度：5mL/min。将喷雾干燥得到的虾青素干乳剂置于干燥器中备用。
对比例3
将羟丙基甲基纤维素18g(5.2％)先加入100ml的热水(80～90℃)中，充分分散和水合，然后在冷却的条件下，不断搅拌，加冷水至全量300ml，得到羟丙基甲基纤维素水溶液；加入麦芽糊精12g(3.5％)；待麦芽糊精完全溶解，再加入玉米油15g(4.3％)，在磁力搅拌器上搅拌混合后，再在涡旋混合器上涡旋振荡；然后在800～850Pa下高压均质1～2min，同时开启高压均质机自带的外部低温循环冷却装置，使其温度控制在12℃左右，制备过程中注意避光并通氮气保护。
将上述得到的高压均质乳用喷雾干燥仪进行喷雾干燥，条件如下：进口温度：130℃；出口温度：83～87℃；气体流速：300L/h；进样速度：5mL/min。将喷雾干燥得到的虾青素干乳剂置于干燥器中备用。
对比例4
将羟丙基甲基纤维素9g(2.8％)先加入100ml的热水(80～90℃)中，充分分散和水合，然后在冷却的条件下，不断搅拌，加冷水至全量300ml，得到羟丙基甲基纤维素水溶液；加入麦芽糊精6g(1.9％)；待麦芽糊精完全溶解，再加入用玉米油稀释25倍的虾青素油剂7.5g(0.007％)，在磁力搅拌器上搅拌混合后，再在涡旋混合器上涡旋振荡；然后在800～850Pa下高压均质1～2min，同时开启高压均质机自带的外部低温循环冷却装置，使其温度控制在12℃左右，制备过程中注意避光并通氮气保护。
将上述得到的高压均质乳用喷雾干燥仪进行喷雾干燥，条件如下：进口温度：130℃；出口温度：83～87℃；气体流速：300L/h；进样速度：5mL/min。将喷雾干燥得到的虾青素干乳剂置于干燥器中备用。
结果评价
对于空白的干乳剂(对比例1-3)来说，对比例2中可以得到稳定存在3个小时以上的稳定均一的高压均质乳状液。对比例1与对比例3中得到的高压均质乳液，存放一小段时间(<3h)即出现分层、破乳现象。对比例2中不仅能够得到稳定均一的高压均质乳，而且喷雾干燥所得到的干乳剂加入适量的蒸馏水之后也可以得到均一的可再分散乳，表明该处方下空白干乳剂的可再分散性较好。
对于虾青素肠内营养乳剂(实施例1、实施例3和对比例4)来说，实施例1、3中均可以得到稳定存在3个小时以上的稳定均一的高压均质乳状液。对比例4中得到的高压均质乳液，存放一小段时间(<3h)即出现分层、破乳现象。
对于虾青素肠内营养干乳剂(实施例2、实施例4)来说，将实施例2、4制备得到的干乳剂在加入适量的蒸馏水之后可以得到均一的可再分散乳，表明该两种处方下虾青素肠内营养干乳剂的可再分散性较好。但是在同等条件下，实施例2中所得干乳剂的载药量为0.50±0.02％，高于实施例4中所得干乳剂的载药量(0.13±0.01％)。结合图7、图8体外抗氧化活性结果对比可知，不同浓度的虾青素干乳剂，实施例2中所得的干乳剂羟自由基清除率均大于实施例4中所得的干乳剂羟自由基清除率，所以实施例2制备得到的干乳剂为最优处方。
实施例5
对本发明实施例2制备得到的虾青素肠内营养干乳剂(稀释50倍虾青素干乳剂)、本发明实施例4制备得到的虾青素肠内营养干乳剂(稀释100倍虾青素干乳剂)以及对比例2制备得到的空白干乳剂进行相关特性表征以及抗氧化活性研究。
(1)形态与粒径的测定
电镜观察：分别取少许粉末样品撒于样品盖上，喷金，然后在高压条件下进行成像观察。结果见图1。
粒度测定：以英国MalvernInstrumentLtd.的激光粒度测定仪对虾青素干乳剂粉末进行粒度测定，少量样品(约10mg)溶于10ml去离子水中进行测定，超声分散4min。测定粉末的平均粒径及体积粒度分布。结果见图2。
(2)红外光谱分析
分别取2mg虾青素原料药、麦芽糊精、羟丙基甲基纤维素、虾青素干乳剂样品粉末，采用KBr压片法与100mgKBr固体混合压片，然后用FT-IRAvater-360傅里叶红外光谱扫描检测进行红外光谱扫描检测，扫描范围为500～4000cm-1。结果见图3。
(3)差示扫描热分析
分别称取虾青素原料药、麦芽糊精、羟丙基甲基纤维素、虾青素干乳剂样品粉末，放入样品保持器的左侧孔中，并在右侧孔中放置与样品质量一致的Al2O3，用DSC7020差热扫描分析仪控制升温速率为2℃/min，温度范围为设为40～600℃，记录差热曲线。结果见图4。
(4)X-射线衍射分析
分别取适量虾青素原料药、麦芽糊精、羟丙基甲基纤维素、虾青素干乳剂样品粉末，用X-射线衍射仪范围为2θ范围为2～60°。电压为40KV电流为20mA，扫描速率为0.02°2θ/s。结果见图5。
(5)虾青素干乳剂载药量、包封率测定
分别取稀释50倍虾青素干乳剂、稀释100倍虾青素干乳剂适量，分别精密称取出28、44和60mg样品，研磨，置于100ml容量瓶中，加pH 6.8磷酸缓冲溶液溶液至刻度，充分振摇混匀过滤，弃其初滤液，取续滤液4ml，移入50ml容量瓶中，以磷酸缓冲溶液稀释至刻度，摇匀，按“标准曲线y 0.0566x 0.0174 R2＝0.9996”项下的方法测定A值，根据标准曲线回归方程计算虾青素在溶液中的浓度，即虾青素的载药量、包封率。
载药量＝(干乳剂中药物的质量/称取干乳剂的总质量)×100％
包封率＝(干乳剂中药物的质量/干乳剂药物加入质量)×100％
结果见表1。
表1虾青素干乳剂的产率、载药量、包封率(mean±SD，n＝3)
| 样品 | 产率(％) | 载药量(％) | 包封率(％) |
| 空白干乳剂 | 24.92 | -- | -- |
| 稀释50倍虾青素干乳剂 | 21.33 | 0.50±0.02 | 52.87±0.05 |
| 稀释100倍虾青素干乳剂 | 22.81 | 0.13±0.01 | 44.17±0.03 |
(6)干乳剂粉末固密度的测定
参考USP24附录(616)的方法测定粉末固密度。
将各处方的粉末填充于已称重(M0)的平底小西林瓶中，从一定高度(约2cm)按规定次数(20次，分10个间隔，每个间隔振动2次)落下，利用落下的撞击力使粉末装紧，并不断加入粉末，直至填满并溢出瓶口，刮去多余粉末，准确测定重量M2；以此平底小西林瓶装满蒸馏水后准确称定重量M1，根据小西林瓶容积不变的原则，将粉重(m粉＝M1－M0)和水重(m水＝M2－M0)代入公式(6)，即得粉末的固密度。测定原理如下
ρ粉ν＝m粉-------------------------(4)
ρ水ν＝m水-------------------------(5)
由(1)/(2)得
ρ粉＝(m粉/m水)ρ水------------(6)
公式(6)中ρ水已知，只要测定m粉和m水即可求出ρ粉。结果见表2。
表2虾青素干乳剂的固密度(mean±SD，n＝3)
| 干乳剂 | 固密度(g/cm3) |
| 空白干乳剂 | 0.1575±0.05 |
| 稀释50倍虾青素干乳剂 | 0.1858±0.03 |
| 稀释100倍虾青素干乳剂 | 0.2427±0.01 |
(7)干乳剂粉末的含水率
取数个规格相同且干燥恒重的称量瓶，分别称其重量记为Wn，分别加入适量的干乳剂后称其重量，记为W(其中药物重为W-Wn)，移至105℃烘箱中干燥4h，取出，置干燥器中冷却30min，迅速称定重量(W')，再置105℃烘箱中干燥0.5h，取出，置干燥器中冷却30min，迅速称定重量(W')，2次恒重之差不超过0.3mg，计算干乳剂的含水率。则含水率的计算公式为(1):
含水率(％)＝W－W'/W－Wn×100％(1)
结果见表3。
表3虾青素干乳剂的含水量(mean±SD,n＝3)
| 干乳剂 | 含水量(％) |
| 空白干乳剂 | 1.12±0.02 |
| 稀释50倍虾青素干乳剂 | 2.36±0.01 |
| 稀释100倍虾青素干乳剂 | 1.18±0.04 |
(8)干乳剂粉末的溶胀率
溶胀率(Swelling ratio，SR)按文献(Liu et al.1999)所述方法，将真空干燥的已精密称重的干乳剂(Wd)100mg分散于5ml试管中，加入4ml磷酸缓慢冲液(pH6.8)，漩涡振荡5min，置于室温12h以达到溶胀平衡，离心，去上清液，用滤纸将干乳剂表面的水份吸干，称重，记录溶胀后干乳剂的重量(Ww)，按下式计算SR。
SR＝(Ww-Wd)/Ww (2-4)
结果见表4。
表4虾青素干乳剂的溶胀率(mean±SD，n＝3)
(9)虾青素干乳剂吸湿速率的测定
干乳剂吸湿度的增加会影响粒子的大小和结晶形态，从而使粉末聚集破坏其分散性，通常用吸水率来评价干乳剂的吸湿性。称取100mg(Wd)真空干燥至恒重的虾青素干乳剂，置于相对湿度为40℃，RH为75％的密闭容器中，分别于4、8、12、24和48h测定干乳剂重量并计算增重及吸湿百分率，同时作时间对增重的直线，斜率即为吸湿速率。
吸湿＝[(Wh-Wd)/Wh]×100％ (2-6)
结果见表5与图6。
表5虾青素干乳剂的吸湿速率(mean±SD,n＝3)
(10)虾青素干乳剂体外抗氧化活性测定
分别取6支10mL的容量瓶，依次分别加入3.0mLFeSO4(3.6mmol/L)，3.0mLH2O2(0.6％)，3.0mL水杨酸(3.6mmol/L)，摇匀，于37℃水浴上加热15min。再分别加入0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0mL维生素C(1000μg/mL)溶液、虾青素油溶液、稀释50倍和稀释100倍虾青素干乳剂样品溶液，用蒸馏水补足至10mL，摇匀，另分别取6支10mL的容量瓶，重复上面步骤，再将所有的容量瓶置于37℃水浴上加热，分别于30min、2h、4h、24h、48h取出适当溶液，离心后，蒸馏水为参比，517nm波长处测定吸光度，按下列公式计算样品HO·清除率。将保存30天的虾青素干乳剂进行同样上述的抗氧化活性测定实验。
HO·清除率(％)＝(A0-A1)/A0×100％
结果见表6、图7与图8。
表6虾青素干乳剂0天与30天的粒径与载药量的变化(mean±SD，n＝3)
结果分析：
由以上各表征可知，本发明成功制备出外观较光滑、完整，近似球形的虾青素干乳剂，其粒径在250nm左右，粒径大小较均一。
虾青素干乳剂的红外光谱图结果显示，虾青素原料药在3422cm-1附近的峰为羟基伸缩振动，而在2900cm-1附近出现了分裂的吸收峰为甲基的伸缩振动，在1651cm-1出现的强吸收峰C＝O的伸缩振动，在1553cm-1之间出现的中弱峰为C＝C的伸缩振动产生，1400-1000cm-1之间的为环上偕二甲基弯曲振动分裂成的双峰。与虾青素原料药相比，虾青素干乳剂中的1400-1000cm-1之间的特征峰消失，并且虾青素干乳剂与虾青素原料药相比较并没有产生新的峰，而只有轻微的漂移。羟丙基甲基纤维素分子中有如下几个特征峰，在3450、3301cm-1处为分子间-OH的伸缩振动峰特征吸收峰，3000cm-1处为-OH的伸缩振动特征吸收峰，990cm-1为-CH-的面外振动吸收峰。而与羟丙基甲基纤维素相比较，虾青素干乳剂中的3410cm-1处的特征峰消失，而出现了在1544cm-1处较强的C＝O伸缩振动吸收峰，以及1600cm-1处的C＝C伸缩振动峰并且具有轻微的蓝移现象。由红外分析光谱图可以看出虾青素大部分被包封在制备的载药干乳剂内部，且药物是以物理的形式形成干乳剂，没有发生化学反应形成新的物质；
虾青素干乳剂的热分析图谱中，虾青素原料药在221℃具有一个尖锐的吸收峰，而在虾青素干乳剂的热分析图谱中只显示出了一个平缓上升的趋势，虾青素原料药的吸热峰消失，并且显示出与麦芽糊精与羟丙基甲基纤维素相似的趋势。这表明虾青素干乳剂以非晶体的形式存在。虾青素被麦芽糊精和羟丙基甲基纤维素封装在干乳剂内部；
X-射线衍射显示，虾青素原料药在2θ＝0-20°之间显示出了一系列尖锐的高强度的结晶峰，这表明虾青素原料药具有高度的晶体结构。麦芽糊精在19.34°表现出宽的特征峰，这表明其结晶程度低。并且这个宽特征峰是由于其中的层状结构中葡萄糖残基结构所致。羟丙基甲基纤维素6.5°和20.38°表现出较尖锐的特征峰，这表明其结晶程度较好。随着虾青素干乳剂的形成，虾青素原料药与羟丙基甲基纤维素的结晶峰消失，形成了一个宽的非结晶峰，这表明在制备在虾青素干乳剂的过程中，虾青素原料药的高结晶度转变为产物的无定形态；喷雾干燥制备的虾青素干乳剂的粉末粒子固密度极小，质地极轻，粘着性较大，故流动性可压性可能较差。若要进一步制备片剂或胶囊剂，可通过湿法制粒或熔融制粒来改善粉末流动性可压性；
由含水率与吸湿速率实验可知，所制备的虾青素干乳剂含水率较低，表明其稳定性较好，有助于长时间储存；通过对虾青素干乳剂溶胀率的考察，进一步反映了虾青素干乳剂的溶解速率，本实验所制备的虾青素干乳剂溶胀率相对较低，干乳剂不易吸水膨胀，故虾青素释放缓慢，有一定的缓释作用。
由刚制备出来的虾青素干乳剂体外抗氧化活性实验数据表明维生素C、虾青素油剂、虾青素干乳剂对羟基自由基均有一定的清除效果，且具有时间依赖性和浓度依赖性，48h清除率最高，并且稀释50倍的虾青素干乳剂的体外抗氧化活性在48.96μg/mL时，其对自由基的清除率大于维生素C。虾青素干乳剂的清除羟基自由基的效果比虾青素油剂低，这与虾青素干乳剂中虾青素载药量较低有关。虾青素干乳剂对羟基自由基的清除效果最开始较低，随着时间推移逐渐增加，说明虾青素干乳剂有缓释效果。综上，虾青素干乳剂有较好的羟基自由基清除效果，并具有时间依赖性、浓度依赖性，所制备的虾青素干乳剂具有一定的缓释效果。将制备好的虾青素干乳剂避光保存30天，同样的方法检测虾青素干乳剂的体外抗氧化活性。由保存30天的虾青素干乳剂的体外抗氧化活性结果可知，不管是虾青素油剂、还是虾青素干乳剂对羟基自由基的清除效率略低于0天的羟基自由基的清除效率，但是从图中可以看出30天前和30天后的抗氧化活性并没有太大的差异，证明了虾青素干乳剂对于虾青素的抗氧化活性的保留。另外，通过对30天后虾青素干乳剂粒径以及载药量的测定(表6)可以发现，无论是粒径还是虾青素的载药量都未发生较大的变化，这与虾青素体外抗氧化活性实验结果一致。表明本申请中生产的产品可以稳定保存30天。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种虾青素肠内营养乳剂，其特征在于，包括以下质量百分含量的组分：羟丙基甲基纤维素1％～5％、麦芽糊精1％～3％、玉米油1％～4％、虾青素油剂0.002％～0.006％和水89％～96％。
2.根据权利要求1所述的虾青素肠内营养乳剂，其特征在于，所述羟丙基甲基纤维素的粘度为4～10mPa.s。
3.权利要求1或2所述虾青素肠内营养乳剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将羟丙基甲基纤维素溶解于水中，得到羟丙基甲基纤维素水溶液；
2)将麦芽糊精溶解于所述步骤1)的羟丙基甲基纤维素水溶液中，得初步混合料；
3)将玉米油与虾青素油剂混合，得到虾青素稀释液；
4)将所述步骤3)虾青素稀释液与所述步骤2)初步混合料混合、均质后得到虾青素肠内营养乳剂；
所述步骤1)～2)和所述步骤3)之间没有时间顺序的限制。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中溶解包括如下步骤：
a.将羟丙基甲基纤维素与6～16倍质量的温度为80～90℃的水混合，得到混合料液；
b.待所述步骤a中的混合料液冷却，加入4～20℃的水至全量，得到羟丙基甲基纤维素水溶液。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中均质的压力为700～950Pa；均质的温度为4～20℃；均质的时间为1～2min。
6.根据权利要求3～5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法在避光、避氧条件下进行。
7.一种虾青素肠内营养干乳剂的制备方法，其特征在于，将权利要求1或2所述虾青素肠内营养乳剂或权利要求3～6任一项所述制备方法制备得到的虾青素肠内营养乳剂进行喷雾干燥，得到虾青素肠内营养干乳剂。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述喷雾干燥的进口温度为120～140℃，进口速度为3～7mL/min；所述喷雾干燥的出口温度为80～90℃，气体流速为250～350L/h。
9.权利要求7或8所述方法制备的虾青素肠内营养干乳剂，其特征在于，包括以下质量百分含量的组分：羟丙基甲基纤维素15％～69％、麦芽糊精15％～43％、玉米油15％～57％、虾青素油剂0.0143％～0.0857％。
10.权利要求1或2所述虾青素肠内营养乳剂、权利要求3～6任一项所述制备方法制备的虾青素肠内营养乳剂、权利要求7或8所述制备方法制备的虾青素肠内营养干乳剂或权利要求9所述干乳剂在营养保健品中的应用。
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| CN (1) | CN108578365B (zh) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112075537A (zh) * | 2020-09-21 | 2020-12-15 | 中国科学院烟台海岸带研究所 | 一种畜禽养殖用高活性虾青素膜剂及其制备方法 |
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2018
- 2018-05-22 CN CN201810495868.1A patent/CN108578365B/zh active Active
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