CN109315783A - 一种负载姜黄素的结构脂质基纳米乳液的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种负载姜黄素的结构脂质基纳米乳液的制备方法，首先，菜籽油与椰子油在RM‑IM脂肪酶的催化下制备中长碳链结构脂质；然后将脂溶性的姜黄素溶解于合成的结构脂质中作为油相，吐温80溶于超纯水中作为水相，混合油相与水相；最后，混合物用高速分散器进行预分散，得到的产物再通过超声探针于高压均质制备成均匀的纳米乳液。本发明所制备的纳米乳液提高了姜黄素的生物获得率，且具有稳定强、易消化等特点，可作为一种功能性食品食用。
Description
技术领域
本发明涉及一种负载姜黄素的结构脂质基纳米乳液的制备方法，属于食品生物加工技术领域。
背景技术
姜黄素是从植物姜黄根茎中提取出的一种酚类物质，其具有抗炎、抗肿瘤、抗氧化、降血脂、提升机体的免疫能力、抗菌和防治老年痴呆等多种药理作用和良好的临床应用潜力。但姜黄素也有一定的缺点，不溶于水、吸收差、生物利用度低(不足10％)、不稳定、代谢快、易降解等，限制了其应用。
现有技术中，有研究者使用蛋白、碳水化合物等作为壁材，包裹姜黄素以提高其生物利用度，经过壁材的包裹，姜黄素的生物利用度有所提高，但生物利用度仍不足40％。
结构脂质是一种新型的生物合成型油脂，是将天然脂质经过改性，定向加入短碳链脂肪酸、中碳链脂肪酸和长碳链不饱和脂肪酸，因其特殊的脂肪酸组成以及脂肪酸在甘油三酯中特定的位置，使其具有特殊的生理功能和营养价值。本发明采用结构脂质作为壁材包埋姜黄素，以提高姜黄素的生物利用度。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种负载姜黄素的结构脂质基纳米乳液的制备方法，本发明以经过酶法合成的结构脂质作为原料，对脂溶性的姜黄素进行包埋，并通过均质技术以提高姜黄素的生物获得率。
技术方案
一种负载姜黄素的结构脂质基纳米乳液的制备方法，包括以下步骤：
(1)结构脂质的制备：将摩尔比为(1-1.5):1的菜籽油与椰子油混合均匀，然后加入固定化脂肪酶RM-IM和水进行酯交换反应，固定化脂肪酶RM-IM的加入量占菜籽油与椰子油总重量的7-10％，反应结束后，将反应产物提纯，得到结构脂质；
(2)结构脂质基纳米载体的构建：往步骤(1)制得的结构脂质中加入姜黄素，姜黄素的用量为结构脂质重量的0.8-2％，混合均匀后作为油相；往超纯水中加入吐温80，作为水相；将油相和水相同时加热到45-65℃，然后将水相加入到油相中，油相与水相的质量比为1:(8-12)，搅拌混合均匀，调pH4-7，得到油水混合物；
(3)制备纳米乳液：将步骤(2)的油水混合物通过分散器进行预分散，然后经过超声分散、高压均质，得到均匀稳定的纳米乳液。
进一步，步骤(1)中，菜籽油与椰子油的摩尔比为1:1。
进一步，步骤(1)中，固定化脂肪酶RM-IM的加入量占菜籽油与椰子油总重量的8％。
进一步，步骤(1)中，水的加入量占菜籽油与椰子油总重量的0.96％。
进一步，步骤(2)中，姜黄素的用量为结构脂质重量的1％。
进一步，步骤(2)中，吐温80用量占超纯水重量的1.5％-5％。
进一步，步骤(2)中，油相与水相的质量比为1:10。
进一步，步骤(3)中，预分散的条件是：10000rpm，1min。
进一步，步骤(3)中，所述超声分散采用的是超声细胞粉碎机，超声条件：320kw，2s开、2s关，持续5min。
进一步，步骤(3)中，所述高压均质采用的是纳米均质机，高压均质的条件是600Mpa，5次循环。
本发明的有益效果：
(1)本发明公开了一种负载姜黄素的结构脂质基纳米乳液的制备方法，制得的纳米乳液的粒径为151.7±1.7nm，分散系数为0.154±0.11，包埋率高达90.43％，生物获得率为46.51％，且经过30天，4℃储藏，乳液稳定性良好；
(2)本发明采用结构脂质作为壁材包埋姜黄素，提高了姜黄素的生物利用度，改善了姜黄素水溶性差、在肠胃道中不稳定、易分解的问题；
(3)本发明通过控制乳化剂的添加量和油相水相的比例，制备出了粒径合适，包埋率高，且稳定性良好的纳米乳液；
(4)本发明的纳米乳液具有很多潜在的功能，可以作为一种功能性食品和膳食补充剂。
附图说明
图1为实施例1制得的纳米乳液的透射电镜图；
图2为实施例1制得的纳米乳液的激光共聚焦图；
图3为实施例1-3制得的纳米乳液的粒径测量图；
图4为实施例1-3制得的纳米乳液的包埋率图；
图5为实施例1-3制得的纳米乳液的生物获得率图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。值得说明的是，为了便于比较，下述实施例中，制备纳米乳液时，超声分散采用的是新芝的JY 92-ⅡN超声细胞粉碎机，高压均质采用的是ATS的纳米均质机BASICⅡ，但并不限于此。
下述实施例中：
(1)包埋率是用的高速离心法进行测定：取500μL样品用稀释液稀释10倍，稀释液由25％乙醇，0.5％Tween80和超纯水组成，稀释完的样品进行离心，离心条件为4000rpm，4℃，10min，通过离心未包埋的姜黄素被洗脱到底部，取上清进行HPLC分析，包埋率可通过公式计算：
包埋率(％)＝100×Ainner/Aadded
Ainner---上清液中姜黄素的含量，Aadded---姜黄素的总添加量。
测定姜黄素的含量是用的高效液相色谱法，具有快速、稳定、准确的特点，色谱条件为：C18柱(4.6mm×250mm，5μm)，流速为1mL/min，流动相为乙腈-0.5％磷酸水溶液(58：42)，DAD检测器，检测波长为425nm，进样量为20μL，柱温30℃。
(2)生物获得率是通过体外模拟消化进行评估的，虽然与体内消化有差异但也能在一定程度上反应乳液的消化情况。乳液的消化所经历的场所主要有胃和肠道，所以我们模拟了胃和肠道的消化过程，具体步骤为：将20mL样品与20mL模拟胃液混合，模拟胃液的组成为-2g/LNacl，7mL/LHcl，胃蛋白酶3.2g/L，胃液调节pH至1.2。混合物调节pH至2.0，置于恒温水浴震荡中反应2h，温度为37℃，震荡频率为100rpm。反应结束后取30mL反应物加入模拟肠液，包括1.5mL盐溶液(36.7mg/mL Cacl2，218.7mg/mL Nacl)，3.5mL胆汁盐(187.5mg胆汁盐溶于PBS，pH＝7.0)，2.5mL酶悬浮液(60mg胰酶、60mg脂肪酶，溶于PBS，pH＝7.0)，混合物调节pH至7.0，反应2h，温度为37℃，震荡频率100rpm。反应结束后对原始消化物进行冰浴，待温度冷却后进行高速冷冻离心，离心条件：18000rpm，4℃，30min。经过离心后，产生一层胶状物，收集胶状物进行姜黄素含量HPLC分析。姜黄素的生物获得率可通过公式计算：
生物获得率(％)＝100×As/Aadded
As---姜黄素溶解于胶体中的含量，Aadded---姜黄素的总添加量。
实施例1
一种负载姜黄素的结构脂质基纳米乳液的制备方法，包括以下步骤：
(1)结构脂质的制备：将菜籽油与椰子油按摩尔比1：1混合均匀，加入占菜籽油与椰子油总重量8％的固定化脂肪酶RM-IM和占菜籽油与椰子油总重量0.96％的水，置于40℃恒温水浴震荡器中震荡反应12h，震荡频率以能充分晃动酶与油的混合物为宜，反应完得到的是酯交换的初产物，对初产物进行分离提纯，使用分子蒸馏除去游离的脂肪酸和单甘酯，得到结构脂质；
(2)结构脂质基纳米载体的构建：往步骤(1)制得的结构脂质中加入结构脂质重量1％的姜黄素，混合均匀后作为油相；往超纯水中加入占超纯水重量3％的吐温80，作为水相；将油相和水相同时加热到50℃，然后按油水相比例1：10，将水相加入到油相中，并用磁力搅拌器搅拌15min充分混匀，转速为600rpm，调节pH至4.0，得到油水混合物；
(3)制备纳米乳液：将步骤(2)的油水混合物通过分散器进行预分散(IKA高速分散器)，分散条件为10000rpm，1min，然后经过超声分散(320kw，5min，2s开、2s关)、高压均质(600Mpa，循环5次)，得到均匀稳定的纳米乳液。该纳米乳液的透射电镜图见图1，可以观察出纳米乳液形状近似球型，且粒径为200nm左右；图2为实施例1制得的纳米乳液的激光共聚焦图，经过染色，可以观察到乳液液滴呈密集的球状分布，有聚集倾向的液滴较少。
对制备而成的乳液进行一系列的表征，包括粒径、分散系数、包埋率、生物获得率及储藏稳定性等测试，结果显示，纳米乳液粒径为145.2±1.69nm，分散系数为0.15±0.02，包埋率为93.53±7.71％，生物获得率为54.74±6.92％，经过30天，4℃储藏，乳液稳定性良好。
实施例2
一种负载姜黄素的结构脂质基纳米乳液的制备方法，包括以下步骤：
(1)结构脂质的制备：将菜籽油与椰子油按摩尔比1：1混合均匀，加入占菜籽油与椰子油总重量8％的固定化脂肪酶RM-IM和占菜籽油与椰子油总重量0.96％的水，置于40℃恒温水浴震荡器中震荡反应12h，震荡频率以能充分晃动酶与油的混合物为宜，反应完得到的是酯交换的初产物，对初产物进行分离提纯，使用分子蒸馏除去游离的脂肪酸和单甘酯，得到结构脂质；
(2)结构脂质基纳米载体的构建：往步骤(1)制得的结构脂质中加入结构脂质重量1％的姜黄素，混合均匀后作为油相；往超纯水中加入占超纯水重量3％的吐温80，作为水相；将油相和水相同时加热到50℃，然后按油水相比例1：10，将水相加入到油相中，并用磁力搅拌器搅拌15min充分混匀，转速为600rpm，调节pH至5.0，得到油水混合物；
(3)制备纳米乳液：将步骤(2)的油水混合物通过分散器进行预分散，分散条件为10000rpm，1min，然后经过超声探针(320kw，5min，2s开、2s关)、高压均质(600Mpa，循环5次)，得到均匀稳定的纳米乳液。
对制备而成的乳液进行一系列的表征，包括粒径、分散系数、包埋率、生物获得率及储藏稳定性等测试，结果显示，纳米乳液粒径为139.1±2.23nm，分散系数为0.16±0.02，包埋率为86.32±0.63％，生物获得率为54.57±3.92％，经过30天，4℃储藏，乳液稳定性良好。
实施例3
一种负载姜黄素的结构脂质基纳米乳液的制备方法，包括以下步骤：
(1)结构脂质的制备：将菜籽油与椰子油按摩尔比1：1混合均匀，加入占菜籽油与椰子油总重量8％的固定化脂肪酶RM-IM和占菜籽油与椰子油总重量0.96％的水，置于40℃恒温水浴震荡器中震荡反应12h，震荡频率以能充分晃动酶与油的混合物为宜，反应完得到的是酯交换的初产物，对初产物进行分离提纯，使用分子蒸馏除去游离的脂肪酸和单甘酯，得到结构脂质；
(2)结构脂质基纳米载体的构建：往步骤(1)制得的结构脂质中加入结构脂质重量1％的姜黄素，混合均匀后作为油相；往超纯水中加入占超纯水重量3％的吐温80，作为水相；将油相和水相同时加热到50℃，然后按油水相比例1：10，将水相加入到油相中，并用磁力搅拌器搅拌15min充分混匀，转速为600rpm，调节pH至7.0，得到油水混合物；
(3)制备纳米乳液：将步骤(2)的油水混合物通过分散器进行预分散，分散条件为10000rpm，1min，然后经过超声探针(320kw，5min，2s开、2s关)、高压均质(600Mpa，循环5次)，得到均匀稳定的纳米乳液。
对制备而成的乳液进行一系列的表征，包括粒径、分散系数、包埋率、生物获得率及储藏稳定性等测试，结果显示，纳米乳液粒径为173.9±1.90nm，分散系数为0.18±0.01，包埋率为72.72±0.59％，生物获得率为58.86±2.91％，经过30天，4℃储藏，乳液稳定性良好。
图3为实施例1-3制得的纳米乳液的粒径测量图，可以看出，实施例2(pH5)乳液的粒径最小但与实施例1(pH4)乳液差距不大，实施例3(pH7)乳液粒径最大；图4为实施例1-3制得的纳米乳液的包埋率图，可以看出，在pH逐渐上升的过程中包埋率逐渐降低，说明在低pH下包埋率较高；图5为实施例1-3制得的纳米乳液的生物获得率图，实施例1(pH4)和实施例2(pH5)的生物获得率相近，实施例3(pH7)生物获得率略高，可能是其包埋率低，吸附在表面的姜黄素较多，从而生物获得率略高的原因。
Claims (10)
1.一种负载姜黄素的结构脂质基纳米乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)结构脂质的制备：将摩尔比为(1-1.5):1的菜籽油与椰子油混合均匀，然后加入固定化脂肪酶RM-IM和水进行酯交换反应，固定化脂肪酶RM-IM的加入量占菜籽油与椰子油总重量的7-10％，反应结束后，将反应产物提纯，得到结构脂质；
(2)结构脂质基纳米载体的构建：往步骤(1)制得的结构脂质中加入姜黄素，姜黄素的用量为结构脂质重量的0.8-2％，混合均匀后作为油相；往超纯水中加入吐温80，作为水相；将油相和水相同时加热到45-65℃，然后将水相加入到油相中，油相与水相的质量比为1:(8-12)，搅拌混合均匀，调pH4-7，得到油水混合物；
(3)制备纳米乳液：将步骤(2)的油水混合物通过分散器进行预分散，然后经过超声分散、高压均质，得到均匀稳定的纳米乳液。
2.如权利要求1所述的负载姜黄素的结构脂质基纳米乳液的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，菜籽油与椰子油的摩尔比为1:1。
3.如权利要求1所述的负载姜黄素的结构脂质基纳米乳液的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，固定化脂肪酶RM-IM的加入量占菜籽油与椰子油总重量的8％。
4.如权利要求1所述的负载姜黄素的结构脂质基纳米乳液的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，水的加入量占菜籽油与椰子油总重量的0.96％。
5.如权利要求1所述的负载姜黄素的结构脂质基纳米乳液的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，姜黄素的用量为结构脂质重量的1％。
6.如权利要求1所述的负载姜黄素的结构脂质基纳米乳液的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，吐温80用量占超纯水重量的1.5％-5％。
7.如权利要求1所述的负载姜黄素的结构脂质基纳米乳液的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，油相与水相的比例为1:10。
8.如权利要求1所述的负载姜黄素的结构脂质基纳米乳液的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，预分散的条件是：10000rpm，1min。
9.如权利要求1所述的负载姜黄素的结构脂质基纳米乳液的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述超声分散采用的是超声细胞粉碎机，超声条件：320kw，2s开、2s关，持续5min。
10.如权利要求1至9任一项所述的负载姜黄素的结构脂质基纳米乳液的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，高压均质的条件是600Mpa，5次循环。
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