CN109907299A - 一种双重响应型淀粉基纳米乳液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于淀粉深加工技术领域，具体涉及一种一种双重响应型淀粉基纳米乳液，其特征在于，按重量份计包括，亲水胶体2‑6份、羧甲基淀粉5‑10份、辛葵酸甘油酯7‑14份和水1000份。本发明的有益效果是：同等的营养物质，普通淀粉载体的释放速度很快，在模拟胃液中1h左右释放量已达到90％；而使用本专利制备的淀粉基纳米乳液作为载体，在模拟胃液中2h后释放量达到20％左右，在模拟肠液中2h后释放量达到90％左右，体现了一定的缓释功能，提高了生物活性物质的生物利用率。
Description
技术领域
本发明属于淀粉深加工技术领域，具体涉及一种双重响应型淀粉基纳米乳液及其制备方法。
背景技术
随着生活水平的提高，消费者对功能食品的关注度和需求度越来越高，期许通过食品摄入功能性营养成分来调节人体生理机能。针对功能性营养成分普遍存在的水溶性差、对光热敏感、易氧化分解以及不易被人体消化吸收等问题，目前的研究热点是通过构造各种输送体系来提高脂溶性营养成分的生物可利用度。作为营养成分的输送体系，乳液体系具有独特的优势。可以采用多种材料(如蛋白质、多糖、矿物质等)作为原料，以及加工方法(如混合，均质化等)，使乳液体系易于制备。
然而，现有的乳液体系对脂溶性营养成分包埋率效果不佳，以及运输至胃液中大部分就被消化了，难以输送至肠道。
发明内容
为了解决上述问题，本发明是提供一种双重响应型淀粉基纳米乳液及其制备方法，本发明制备的纳米乳液对脂溶性营养成分具有良好的包埋效果，且可以将大部分的营养物质输送至肠道。
本发明一种双重响应型淀粉基纳米乳液，按重量份计包括，亲水胶体2-6份、羧甲基淀粉5-10份、辛葵酸甘油酯7-14份和水1000份。
优选的，所述亲水胶体选自黄原胶、阿拉伯胶、结冷胶、瓜尔胶中的任意一种。
本发明还提供了一种如权利要求1所述双重响应型淀粉基纳米乳液的制备方法，包括如下步骤：
S1、在20-30℃下，将亲水胶体2-6重量份、羧甲基淀粉5-10重量份、蒸馏水1000重量份均匀混合溶解，然后放置在3-5℃下保存20-30h得到混合溶液；
S2、在剪切转速为15000-25000r/min条件下，向混合溶液中逐滴加入辛葵酸甘油酯7-14重量份，搅拌均匀，得到初乳液；
S3、将初乳液在800-1200Bar的压力下进行均质1-3次，得到双重响应型淀粉基纳米乳液。
优选的，在20-30℃下，将黄原胶0.75g充分溶解在300mL蒸馏水中，然后加入羧甲基淀粉2.25g，搅拌使之溶解均匀；将羧甲基淀粉和黄原胶混合溶液放置在4℃温度下的冰箱内24小时，使混合物充分水合，制得羧甲基淀粉与黄原胶的复配溶液；然后在高速剪切机以20000r/min的速度下，在复配溶液中逐滴加入3g的辛葵酸甘油酯，搅拌均匀，得初乳液；将初乳液在1000Bar的压力下进行高压均质2次，得到双重响应型淀粉基纳米乳液。
优选的，在20-30℃下，将阿拉伯胶1.5g充分溶解在300mL蒸馏水中，然后加入羧甲基淀粉2.5g，搅拌使之溶解均匀；将羧甲基淀粉和阿拉伯胶混合溶液放置在4℃温度下的冰箱内24小时，使混合物充分水合，制得羧甲基淀粉与阿拉伯胶的复配溶液；然后在高速剪切机以20000r/min的速度下，在复配溶液中逐滴加入4g的辛葵酸甘油酯，搅拌均匀，得初乳液；将初乳液在1000Bar的压力下进行高压均质2次，得到双重响应型淀粉基纳米乳液。
优选的，在20-30℃下，将瓜尔胶1.8g充分溶解在300mL蒸馏水中，然后加入羧甲基淀粉2.8g，搅拌使之溶解均匀；将羧甲基淀粉和瓜尔胶混合溶液放置在4℃温度下的冰箱内24小时，使混合物充分水合，制得羧甲基淀粉与瓜尔胶的复配溶液；然后在高速剪切机以20000r/min的速度下，在复配溶液中逐滴加入3.5g的辛葵酸甘油酯，搅拌均匀，得初乳液；将初乳液在1000Bar的压力下进行高压均质2次，得到双重响应型淀粉基纳米乳液。
优选的，在20-30℃下，将结冷胶1.3g充分溶解在300mL蒸馏水中，然后加入羧甲基淀粉3g，搅拌使之溶解均匀；将羧甲基淀粉和结冷胶混合溶液放置在4℃温度下的冰箱内24小时，使混合物充分水合，制得羧甲基淀粉与结冷胶的复配溶液；然后在高速剪切机以20000r/min的速度下，在复配溶液中逐滴加入3.5g的辛葵酸甘油酯，搅拌均匀，得初乳液；将初乳液在1000Bar的压力下进行高压均质2次，得到双重响应型淀粉基纳米乳液。
本发明的有益效果是：
1、同等的营养物质，普通淀粉载体的释放速度很快，在模拟胃液中1h左右释放量已达到90％；而使用本专利制备的淀粉基纳米乳液作为载体，在模拟胃液中2h后释放量达到20％左右，在模拟肠液中2h后释放量达到90％左右，体现了一定的缓释功能，提高了生物活性物质的生物利用率。
2、本专利制备的淀粉基纳米乳液作为营养物质的载体，进行了不同条件的保存，5℃条件下保存30天后的营养物质含量仅为50％左右，普通淀粉载体中营养物质的含量为60％左右，通过本发明制备的淀粉基纳米乳液载体中营养物质含量为90％左右；37℃条件下保存30天后的营养物质含量仅为30％左右，普通淀粉载体中营养物质的含量为50％左右，通过本发明制备的淀粉基纳米乳液载体中营养物质含量含量为85％左右。可以发现通过该方法制得的淀粉基纳米乳液作为营养物质的载体，具有较好的贮藏稳定性。
附图说明
图1是不同pH环境下本发明乳液颗粒的膨胀度的变化情况；
图2是不同离子强度下本发明乳液颗粒的膨胀度的变化情况。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做具体说明。
实施例1
20-30℃下，将黄原胶0.75g充分溶解在300mL蒸馏水中，然后加入羧甲基淀粉2.25g，搅拌使之溶解均匀；将羧甲基淀粉和黄原胶混合溶液放置在4℃温度下的冰箱内24小时，使混合物充分水合，制得羧甲基淀粉与黄原胶的复配溶液；然后在高速剪切机以20000r/min的速度下，在复配溶液中逐滴加入3g的辛葵酸甘油酯，搅拌均匀，得初乳液；将初乳液在1000Bar的压力下进行高压均质2次，得到双重响应型淀粉基纳米乳液。
结果检测
分成四组，每组包括一个试验样和一个对照样，4组试验样均以纳米乳液为原料，分别加入占纳米乳液质量4％的姜黄素、3％的胡萝卜素、4％的维生素E和5％的维生素A，4个对照样分别以普通淀粉乳液为原料，分别加入占普通淀粉乳液质量4％的姜黄素、3％的胡萝卜素、4％的维生素E和5％的维生素A，分别充分搅拌均匀进行测试。结果如下表1所示。
表1
实施例2
20-30℃下，将阿拉伯胶1.5g充分溶解在300mL蒸馏水中，然后加入羧甲基淀粉2.5g，搅拌使之溶解均匀；将羧甲基淀粉和阿拉伯胶混合溶液放置在4℃温度下的冰箱内24小时，使混合物充分水合，制得羧甲基淀粉与阿拉伯胶的复配溶液；然后在高速剪切机以20000r/min的速度下，在复配溶液中逐滴加入4g的辛葵酸甘油酯，搅拌均匀，得初乳液；将初乳液在1000Bar的压力下进行高压均质2次，得到双重响应型淀粉基纳米乳液。
结果检测
分成四组，每组包括一个试验样和一个对照样，4组试验样均以纳米乳液为原料，分别加入占纳米乳液质量4％的姜黄素、3％的胡萝卜素、4％的维生素E和5％的维生素A，4个对照样分别以普通淀粉乳液为原料，分别加入占普通淀粉乳液质量4％的姜黄素、3％的胡萝卜素、4％的维生素E和5％的维生素A，分别充分搅拌均匀进行测试。结果如下表2所示。
表2
实施例3
20-30℃下，将瓜尔胶1.8g充分溶解在300mL蒸馏水中，然后加入羧甲基淀粉2.8g，搅拌使之溶解均匀；将羧甲基淀粉和瓜尔胶混合溶液放置在4℃温度下的冰箱内24小时，使混合物充分水合，制得羧甲基淀粉与瓜尔胶的复配溶液；然后在高速剪切机以20000r/min的速度下，在复配溶液中逐滴加入3.5g的辛葵酸甘油酯，搅拌均匀，得初乳液；将初乳液在1000Bar的压力下进行高压均质2次，得到双重响应型淀粉基纳米乳液。
结果检测
分成四组，每组包括一个试验样和一个对照样，4组试验样均以纳米乳液为原料，分别加入占纳米乳液质量4％的姜黄素、3％的胡萝卜素、4％的维生素E和5％的维生素A，4个对照样分别以普通淀粉乳液为原料，分别加入占普通淀粉乳液质量4％的姜黄素、3％的胡萝卜素、4％的维生素E和5％的维生素A，分别充分搅拌均匀进行测试。结果如下表1所示。
表3
实施例4
20-30℃下，将结冷胶1.3g充分溶解在300mL蒸馏水中，然后加入羧甲基淀粉3g，搅拌使之溶解均匀；将羧甲基淀粉和结冷胶混合溶液放置在4℃温度下的冰箱内24小时，使混合物充分水合，制得羧甲基淀粉与结冷胶的复配溶液；然后在高速剪切机以20000r/min的速度下，在复配溶液中逐滴加入3.5g的辛葵酸甘油酯，搅拌均匀，得初乳液；将初乳液在1000Bar的压力下进行高压均质2次，得到双重响应型淀粉基纳米乳液。
结果检测
分成四组，每组包括一个试验样和一个对照样，4组试验样均以纳米乳液为原料，分别加入占纳米乳液质量4％的姜黄素、3％的胡萝卜素、4％的维生素E和5％的维生素A，4个对照样分别以普通淀粉乳液为原料，分别加入占普通淀粉乳液质量4％的姜黄素、3％的胡萝卜素、4％的维生素E和5％的维生素A，分别充分搅拌均匀进行测试。结果如下表1所示。
表1
从表1-4中可知，以黄原胶为原料制备的纳米乳液对维生素E的效果最好，其包埋率相比对照样提高了99.81％，模拟胃液2h的释放量相比对照样降低了81.04％，模拟肠液2h的释放量相比对照样提高了1.14％，37℃贮藏30天后的保留量提高了102.53％；
以阿拉伯胶为原料制备的纳米乳液对胡萝卜素效果最好，其包埋率相比对照样提高了88.46％，模拟胃液2h的释放量相比对照样降低了76.95％，模拟肠液2h的释放量相比对照样提高了3.26％，37℃贮藏30天后的保留量提高了125.84％；
以瓜尔胶为原料制备的纳米乳液对维生素E效果最好，其包埋率相比对照样提高了123.34％，模拟胃液2h的释放量相比对照样降低了72.37％，模拟肠液2h的释放量相比对照样提高了1.10％，37℃贮藏30天后的保留量提高了61.74％；
以结冷胶为原料制备的纳米乳液维生素A效果最好，其包埋率相比对照样提高了112.07％，模拟胃液2h的释放量相比对照样降低了72.01％，模拟肠液2h的释放量相比对照样提高了0.49％，37℃贮藏30天后的保留量提高了104.56％。
如图1、2所示，本发明的乳液还具有pH和离子强度响应性。在pH2-6范围内，乳液颗粒膨胀度随环境pH值的增加而增大，而在pH6-9范围内，膨胀度没有显著变化；离子强度在0.05-0.6M范围内，膨胀度随环境中离子强度的增加而降低，当离子强度浓度增加，膨胀度没有显著变化。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种双重响应型淀粉基纳米乳液，其特征在于，按重量份计包括，亲水胶体2-6份、羧甲基淀粉5-10份、辛葵酸甘油酯7-14份和水1000份。
2.根据权利要求1所述的一种双重响应型淀粉基纳米乳液，其特征在于，所述亲水胶体选自黄原胶、阿拉伯胶、结冷胶、瓜尔胶中的任意一种。
3.一种如权利要求1或2所述双重响应型淀粉基纳米乳液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、在20-30℃下，将亲水胶体2-6重量份、羧甲基淀粉5-10重量份、蒸馏水1000重量份均匀混合溶解，然后放置在3-5℃下保存20-30h得到混合溶液；
S2、在剪切转速为15000-25000r/min条件下，向混合溶液中逐滴加入辛葵酸甘油酯7-14重量份，搅拌均匀，得到初乳液；
S3、将初乳液在800-1200Bar的压力下进行均质1-3次，得到双重响应型淀粉基纳米乳液。
4.根据权利要求3所述的一种双重响应型淀粉基纳米乳液的制备方法，其特征在于，在20-30℃下，将黄原胶0.75g充分溶解在300mL蒸馏水中，然后加入羧甲基淀粉2.25g，搅拌使之溶解均匀；将羧甲基淀粉和黄原胶混合溶液放置在4℃温度下的冰箱内24小时，使混合物充分水合，制得羧甲基淀粉与黄原胶的复配溶液；然后在高速剪切机以20000r/min的速度下，在复配溶液中逐滴加入3g的辛葵酸甘油酯，搅拌均匀，得初乳液；将初乳液在1000Bar的压力下进行高压均质2次，得到双重响应型淀粉基纳米乳液。
5.根据权利要求3所述的一种双重响应型淀粉基纳米乳液的制备方法，其特征在于，在20-30℃下，将阿拉伯胶1.5g充分溶解在300mL蒸馏水中，然后加入羧甲基淀粉2.5g，搅拌使之溶解均匀；将羧甲基淀粉和阿拉伯胶混合溶液放置在4℃温度下的冰箱内24小时，使混合物充分水合，制得羧甲基淀粉与阿拉伯胶的复配溶液；然后在高速剪切机以20000r/min的速度下，在复配溶液中逐滴加入4g的辛葵酸甘油酯，搅拌均匀，得初乳液；将初乳液在1000Bar的压力下进行高压均质2次，得到双重响应型淀粉基纳米乳液。
6.根据权利要求3所述的一种双重响应型淀粉基纳米乳液的制备方法，其特征在于，在20-30℃下，将瓜尔胶1.8g充分溶解在300mL蒸馏水中，然后加入羧甲基淀粉2.8g，搅拌使之溶解均匀；将羧甲基淀粉和瓜尔胶混合溶液放置在4℃温度下的冰箱内24小时，使混合物充分水合，制得羧甲基淀粉与瓜尔胶的复配溶液；然后在高速剪切机以20000r/min的速度下，在复配溶液中逐滴加入3.5g的辛葵酸甘油酯，搅拌均匀，得初乳液；将初乳液在1000Bar的压力下进行高压均质2次，得到双重响应型淀粉基纳米乳液。
7.根据权利要求3所述的一种双重响应型淀粉基纳米乳液的制备方法，其特征在于，在20-30℃下，将结冷胶1.3g充分溶解在300mL蒸馏水中，然后加入羧甲基淀粉3g，搅拌使之溶解均匀；将羧甲基淀粉和结冷胶混合溶液放置在4℃温度下的冰箱内24小时，使混合物充分水合，制得羧甲基淀粉与结冷胶的复配溶液；然后在高速剪切机以20000r/min的速度下，在复配溶液中逐滴加入3.5g的辛葵酸甘油酯，搅拌均匀，得初乳液；将初乳液在1000Bar的压力下进行高压均质2次，得到双重响应型淀粉基纳米乳液。
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