CN111904944A

CN111904944A - 一种高生物利用度β-胡萝卜素微胶囊制剂及其制备方法

Info

Publication number: CN111904944A
Application number: CN202010858153.5A
Authority: CN
Inventors: 乔宽; 陶正国
Original assignee: GUANGZHOU LEADER BIO-TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: GUANGZHOU LEADER BIO-TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2020-08-24
Filing date: 2020-08-24
Publication date: 2020-11-10

Abstract

本发明涉及一种高生物利用度高反式比例红色系β‑胡萝卜素微胶囊制剂及其制备方法。首先在常温条件下将β‑胡萝卜素、抗氧化剂和乳化剂通过纳米研磨机进行研磨，使β‑胡萝卜素的粒径达到可被生物体吸收的500nm以下，再加入填充剂，搅拌均质，最后通过喷雾干燥，经流化床冷却制成粉粒状产品。该方法整个步骤未使用有机溶剂，工艺绿色环保，更有利于食品安全。同时，该方法无高温过程、无有机溶剂参与，尽可能地避免了加工过程中β‑胡萝卜素顺式异构的生成，可大大提高β‑胡萝卜素产品的生物利用度和安全性，本产品色泽为鲜红色，可为市场提供了一种安全稳定高效的产品。

Description

一种高生物利用度β-胡萝卜素微胶囊制剂及其制备方法

技术领域

本发明属于动物药品的制备技术领域，具体地，涉及一种β-胡萝卜素微胶囊制剂及其制备方法。

背景技术

胡萝卜素是一种具有生理活性的物质，在动物体内可转化成维生素A，为主要的维生素A源物质，是最常见的维生素A补充剂，可治疗夜盲症，干眼病及上皮组织角化症。胡萝卜素具有抑制免疫活性细胞过度反应，淬灭引起免疫抑制的过氧化物，维持膜的流态流动性，有助于维持免疫功能必需的膜受体状态，对免疫调节分子的释放起作用。通过上述机制，增强了淋巴细胞、巨嗤细胞或NK细胞等的抗肿瘤功能，尤其对肺癌、食道癌、鳞癌等有显著的预防和改善的效果，故具有防癌、抗癌、抗衰老作用，在医药工业上可做抗癌药；由于具有抵抗自由基的作用，对心血管病及其他慢性病有治疗作用。

β-胡萝卜素的分子式为C₄₀H₅₆，分子量为536.88，它的熔点为184℃，约有20余种异构体。胡萝卜素根据双键的数目可以将胡萝卜素划分为α、β、γ三类。β-胡萝卜素是其中最主要的组成成分。β-胡萝卜素单体为橘黄色结晶，不溶于水、甲醇、乙醇、丙二醇、甘油、酸或碱，微溶于植物油，在脂肪族和芳香族的烃中有中等溶解性，易溶于氯化烃、石油醚等有机溶剂。

一般认为,生物体只对粒径小于500nm的β-胡萝卜素具有较好的吸收利用能力。由于β-胡萝卜素在生物体内具有极低的生物可给率及生物转化率。同时，自然形态的β-胡萝卜素，大部分以结合态存在于水果和蔬菜中，导致其在摄入后的释放和利用率低。因此，若能开发出一款高生物利用度的β-胡萝卜素的制剂化产品，在降低使用剂量的同时提高生物利用率，将具有巨大的应用前景和经济效益。

β-胡萝卜素的不饱和结构使它具有较强的抗氧化活性和清除自由基的能力，因而具有较好的生理活性。但是，也正是由于它的多双键结构，使得它的化学性质不够稳定，易在光照和加热时发生氧化分解等多种副反应，从而降低β-胡萝卜素的含量。此外，β-胡萝卜素的异构现象最为人们所关注，在进行β-胡萝卜素的合成及制剂处理时，经常会发生其顺式异构体增加的现象。因为顺式异构体的增加会明显降低β-胡萝卜素前体的活性和着色强度，所以一般认为顺式异构体的营养效价比全反式低，因此如何最大程度地减少β-胡萝卜素加工过程中顺式异构体比例的增加，是目前β-胡萝卜素研究的重要关注点。由于β-胡萝卜素的着色效力和生物利用率与其在介质中的粒径和分散性直接相关，因此β-胡萝卜素的制剂化过程本质上就是减小β-胡萝卜素粒径的处理。现有技术中，油溶法等高温处理法制备β-胡萝卜素制剂时，顺反异构是在短时间内迅速完成的，并且生成的顺式异构体比例接近60％。溶剂法制备β-胡萝卜素制剂时，溶剂的选择、加热温度和加热时间成为直接影响β-胡萝卜素顺反异构体组成的主要因素。因此，现有的工艺路线使β-胡萝卜素顺反异构化不可控以及溶剂残留，大大降低了β-胡萝卜素的生物利用度和安全性；另外，β-胡萝卜素在最终产品中的存在为非定型状态，产品颜色呈现橙黄色，不能满足市场对稳定的天然红色素的需求。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提出了一种高生物利用度高反式比例红色系β-胡萝卜素制剂的制备方法。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高生物利用度高反式比例红色系β-胡萝卜素微胶囊制剂，其特征在于，包括以下质量百分比的各组分：β-胡萝卜素0.1～20％；乳化剂0.1～10％；抗氧化剂1～5％；填充剂20～90％。

其制备方法包括如下步骤：

S1.将β-胡萝卜素晶体加入纳米级砂磨机中，并依次加入乳化剂、抗氧化剂及纯净水，循环研磨，从而得到混合物A；

S2.向步骤S1得到的混合物A中加入填充剂，通过剪切搅拌形成混合物B；

S3.将步骤S2的混合物B喷雾干燥，经流化床冷却制成粉粒状；

S4.将步骤S3所述粉粒过筛，收集粒径在40目以下的粉粒。

本发明中所述的砂磨、搅拌和喷雾干燥均属于现有技术，可以采用现有技术中的任何一种可以实施这些方法的装置进行操作。

优选地，步骤S1所述的β-胡萝卜素含量,按质量百分数计占混合物A总原料质量的0.1～10％,占混合物A中总原料固体物质质量的0.5～50％。

优选地，步骤S1所述乳化剂选自阿拉伯胶、木质素磺酸钠、木质素磺酸钾中的至少一种。

优选地，步骤S1所述抗氧化剂选自维生素C、苯甲酸钠、抗坏血酸中的至少一种。

优选地，步骤S1所述填充剂选自麦芽糊精、白糖、低聚麦芽糖中的至少一种。

优选地，步骤S1中纳米级砂磨机研磨条件为：砂磨所用锆珠直径0.3～2.0mm、转速为1000～3000rpm、物料温度为30～50℃，砂磨时间为30～600min。

优选地，步骤S2中剪切速度为1000～15000rpm。

优选地，步骤S2中剪切搅拌时间为30～600min。

优选地，步骤S2中所述的混合物B中，水的质量比例为30～95％。

优选地，步骤S3所述流化床喷雾液滴的线速度在45～135米/秒之间。

优选地，步骤S4所得粉粒粒径为40～200目。

提供上述β-胡萝卜素微胶囊制剂在畜禽保健药品方面的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)本发明提供的高生物利用度高反式比例红色系β-胡萝卜素微胶囊制剂稳定性好，粒径大小为40至200目，流动性和水分散性较好，使用方便。

(2)本发明提供的高生物利用度高反式比例红色系β-胡萝卜素微胶囊的制备方法未使用有机溶剂,无高压加工过程，无长时间高温加热过程,因此工艺简单,成本低廉,适合工业化生产,且绿色环保，无溶剂残留，更有利于食品安全并降低用量。

(3)由于该制备过程无长时间高温过程且无有机溶剂参与，尽可能地避免了顺式β-胡萝卜素向反式异构的转化，大大提高了其生物利用度和安全性。

(4)本发明通过纳米级砂磨机循环研磨得到的β-胡萝卜素悬浮液，β-胡萝卜素的粒径均小于500nm，可以确保β-胡萝卜素的高着色效力和高生物利用率。同时通过该法制备的微胶囊产品色泽不同于现有产品的橙黄色，而是鲜艳的红色，因此该产品兼具着色和营养强化功能，能更好满足客户需求。

具体实施例

实施例1

按照以下步骤制备β-胡萝卜素微胶囊颗粒：

S1.将β-胡萝卜素晶体100g加入纳米级砂磨机中，并依次加入木质素磺酸钠50g、苯甲酸钠5.0g、纯净水350g，循环研磨条件：所用锆珠直径1.0mm、转速为2000rpm、温度为30～40℃，砂磨时间240min。砂磨结束后得到混合物A；

S2.向步骤S1中的混合物A中加入白糖400g，调节剪切速度为4000rpm，剪切搅拌时间120min，剪切搅拌结束后得到混合物B；

S3.将步骤S2中的混合物B喷雾干燥，经流化床冷却制成粉粒状，流化空气温度为30℃，线速度75米/秒；

S4.将步骤S3所得粉粒过筛，收集粒径在40目以下的粉粒。

步骤S1所得混合物A中β-胡萝卜素的粒径分布经激光粒度仪检测，其直径小于500nm的β-胡萝卜素颗粒达到100％。步骤S4所得β-胡萝卜素微胶囊颗粒呈鲜艳的红色，经HPLC检测，β-胡萝卜素含量为12.30％，其中反式β-胡萝卜素含量为89.9％。

实施例2

按照以下步骤制备β-胡萝卜素微胶囊颗粒：

S1.将β-胡萝卜素晶体100g加入纳米级砂磨机中，并依次加入阿拉伯胶75g、抗坏血酸7.5g、纯净水400g，循环研磨条件：所用锆珠直径0.50mm、转速为3000rpm、温度为30～40℃，砂磨时间180min。砂磨结束后得到混合物A；

S2.向步骤S1中的混合物A中加入麦芽糊精500g，调节剪切速度为4000rpm，剪切搅拌时间45min，剪切搅拌结束后得到混合物B；

S3.将步骤S2中的混合物B喷雾干燥，经流化床冷却制成粉粒状，流化空气温度为30℃，线速度55米/秒；

S4.将步骤S3所得粉粒过筛，收集粒径在40目以下的粉粒。

步骤S1所得混合物A中β-胡萝卜素的粒径分布经激光粒度仪检测，其粒径小于500nm的β-胡萝卜素颗粒达到100％。步骤S4所得β-胡萝卜素微胶囊颗粒呈鲜艳的红色，经HPLC检测，β-胡萝卜素含量为10.53％，其中反式β-胡萝卜素含量大于90.8％。

实施例3

按照以下步骤制备β-胡萝卜素微胶囊颗粒：

S1.将β-胡萝卜素晶体100g加入纳米级砂磨机中，并依次加入木质素磺酸钾75g、维生素C 10.0g、纯净水400g，循环研磨条件：所用锆珠直径1.50mm、转速为3000rpm、温度为30～40℃，砂磨时间480min。砂磨结束后得到混合物A；

S2.向步骤S1中的混合物A中加入低聚麦芽糖420g，调节剪切速度为3000rpm，剪切搅拌时间90min，剪切搅拌结束后得到混合物B；

S3.将步骤S2中的混合物B喷雾干燥，经流化床冷却制成粉粒状，流化空气温度为30℃，线速度85米/秒；

S4.将步骤S3所得粉粒过筛，收集粒径在40目以下的粉粒。

步骤S1所得混合物A中β-胡萝卜素的粒径分布经激光粒度仪检测，其粒径小于500nm的β-胡萝卜素颗粒达到100％。步骤S4所得β-胡萝卜素微胶囊颗粒呈鲜艳的红色，经HPLC检测，β-胡萝卜素含量为11.59％，其中反式β-胡萝卜素含量大于92.8％。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种高生物利用度高反式比例红色系β-胡萝卜素微胶囊制剂，其特征在于，包括以下质量百分比的各组分：β-胡萝卜素0.1～20％；乳化剂0.1～10％；抗氧化剂1～5％；填充剂20～90％。

2.根据权利要求1所述的乳化剂选自阿拉伯胶、木质素磺酸钠、木质素磺酸钾中的至少一种；抗氧化剂选自维生素C、苯甲酸钠、抗坏血酸中的至少一种；填充剂选自麦芽糊精、白糖、低聚麦芽糖中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的β-胡萝卜素微胶囊制剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)将β-胡萝卜素晶体加入纳米级砂磨机中，并依次加入乳化剂、抗氧化剂及纯净水，循环研磨，从而得到混合物A；

步骤2)向步骤1)得到的混合物A中加入填充剂，通过剪切搅拌形成混合物B；

步骤3)将步骤2)中的混合物B喷雾干燥，经流化床冷却制成粉粒状；

步骤4)将步骤3)所述粉粒过筛，收集粒径在40目以下的粉粒。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述的β-胡萝卜素按质量百分数计占混合物A总原料质量的0.1～10％,占混合物A中总原料固体物质质量的0.5～50％。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述纳米级砂磨机研磨条件为：砂磨所用锆珠直径0.3～2.0mm、转速为1000～3000rpm、物料温度为30～50℃，砂磨时间为30～600min。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述剪切速度为1000～15000rpm。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述剪切搅拌时间为30～600min。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述的混合物B中，水的质量比例为30～95％。

9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤3)中流化床喷雾液滴的线速度在45～135米/秒之间。

10.根据权利要求1所述的β-胡萝卜素微胶囊制剂在畜禽保健药品方面的应用。