CN112220776A - 一种鹰嘴豆皂苷微胶囊及其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种鹰嘴豆皂苷微胶囊及其制备方法和用途，属于天然产物加工技术中微胶囊制备领域。首先提供了一种制备微胶囊的壁材，壁材的组分包括变性鹰嘴豆蛋白。然后提供了利用该壁材制备鹰嘴豆皂苷微胶囊。在本发明特定制备方法下，所得鹰嘴豆皂苷提取物中总皂苷提取率高、纯度高；采用特定壁材制备得到的鹰嘴豆皂苷微胶囊载药量高，包埋效果好。同时，本发明鹰嘴豆皂苷微胶囊具有良好的缓释及热稳定性；并且能够通过提高糖尿病小鼠体内抗氧化酶活性，减轻肝脏、胰腺等组织的氧化应激损伤，改善胰岛素抵抗状态，增强胰岛素敏感性，从而有效降低糖尿病小鼠血糖水平，并改善小鼠脂质代谢紊乱，具有优异的降血糖效果，应用前景广阔。

Description

一种鹰嘴豆皂苷微胶囊及其制备方法和用途
技术领域
本发明属于天然产物加工技术中微胶囊制备领域，具体涉及一种鹰嘴豆皂苷微胶囊及其制备方法和用途。
背景技术
鹰嘴豆(Cicer arietinum L.)因形如鹰嘴，故名鹰嘴豆，在全球是仅次于大豆的消费豆类，新疆木垒县是我国最大的鹰嘴豆种植基地，种植面积约12万亩。鹰嘴豆富含蛋白质、不饱和脂肪酸、矿物质、膳食纤维等，营养价值较高。《维吾尔药志》记载，鹰嘴豆具有“清除异常体液，开通体液闭阻，调节机体等作用”，用于身体瘦弱、食欲不振、皮肤瘙痒及糖尿病等疾病的治疗。中医认为，鹰嘴豆“味甘、性平、无毒”，具有补中益气、温肾壮阳功效，享有“长寿豆”的美誉，在糖尿病、高脂血症等慢性疾病的防治具有悠久的历史。
皂苷由皂苷元和糖、糖醛酸或其他有机酸组成，是一类广泛存在于植物中的结构比较复杂的化合物，具有调节血脂、调节血糖、降低胆固醇、抗氧化等生物学作用。国内外研究显示，皂苷是鹰嘴豆发挥其调节血糖、降血脂作用的主要生物活性物质之一。但皂苷具有特殊的颜色和苦味，限制了其在功能性食品中的有效应用。
微胶囊技术是指利用具有成膜性的天然高分子材料将均匀分散的固、液、气体状态的芯材进行微型包装的技术，被包埋的物质称为芯材，而将芯材充分包覆的外层物质称为壁材。微胶囊可在不良环境中保护食品和药品中的活性物质，防止氧化酸败、吸潮或有效成分挥发，提高产品热稳定性，可抵抗胃酸腐蚀，且具有缓释作用。将蛋白质应用于微胶囊是目前微胶囊发展趋势，蛋白质兼具亲水基团和亲油基团，能吸附于界面成膜，阻止小液滴或者气泡的聚集，有助于稳定乳化液和实现良好的包埋率。目前植物蛋白如大豆蛋白被广泛用作囊材料。但是目前作为壁材的蛋白质，如大豆蛋白，存在易过敏、热稳定性差、包埋率低的问题，限制了蛋白质在微胶囊技术中的使用。
目前尚未见鹰嘴豆蛋白做壁材的报道。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种鹰嘴豆皂苷微胶囊及其制备方法和用途。
本发明提供了一种制备微胶囊的壁材，它的组分包括变性鹰嘴豆蛋白。
进一步地，所述壁材的组分还包括阿拉伯胶；
优选地，所述壁材由变性鹰嘴豆蛋白和阿拉伯胶组成；
更优选地，所述变性鹰嘴豆蛋白和阿拉伯胶的重量比为(2:1)～(4:1)；
进一步优选地，所述变性鹰嘴豆蛋白和阿拉伯胶的重量比为(2.5:1)～(3:1)；
进一步优选地，所述变性鹰嘴豆蛋白和阿拉伯胶的重量比为(2.5:1)～(3.3:1)；
更进一步优选地，所述变性鹰嘴豆蛋白和阿拉伯胶的重量比为2.8:1。
进一步地，所述变性鹰嘴豆蛋白是鹰嘴豆蛋白超声处理后得到的蛋白；
优选地，所述超声处理的方法为：取鹰嘴豆蛋白，溶于蒸馏水中，超声，即得；
更优选地，所述超声时功率为100～200W，超声时间为30～60min；和/或，所述超声后干燥；
进一步优选地，所述超声时功率为140W，超声时间为30min；和/或，所述干燥为冷冻干燥。
进一步地，所述鹰嘴豆蛋白以鹰嘴豆为原料，采用碱溶酸沉法制备而得；
所述碱溶酸沉法包括如下步骤：取鹰嘴豆，加入蒸馏水，使用碱溶液调节pH至8～9，溶解后离心，收集上清液，上清液用酸溶液调节pH至4～5酸沉，得到沉淀，即得；
优选地，
所述鹰嘴豆为脱脂鹰嘴豆粉；
和/或，所述碱溶液为NaOH溶液；
和/或，所述酸溶液为HCl溶液；
和/或，所述得到的沉淀重悬于水中，用碱溶液调pH至7，冷冻干燥；
和/或，所述离心是温度为0～4℃。
本发明还提供了前述的壁材在制备微胶囊中的用途。
本发明还提供了一种鹰嘴豆皂苷微胶囊，它是由前述的壁材和鹰嘴豆皂苷提取物作为芯材为原料制备而成；
优选地，所述壁材和芯材的重量比为(3:1)～(5:1)；
更优选地，所述壁材和芯材的重量比为(3:1)～(4:1)；
进一步优选地，所述壁材和芯材的重量比为3.6:1。
进一步地，所述鹰嘴豆皂苷提取物的制备方法包括如下步骤：
(1)取鹰嘴豆，加入乙醇，超声提取，过滤得乙醇提取物，将提取物减压浓缩，萃取，将有机相减压浓缩，得鹰嘴豆皂苷粗提物；
(2)采用大孔树脂对鹰嘴豆皂苷粗提物进行纯化，干燥，即得；
优选地，
所述鹰嘴豆为脱脂鹰嘴豆粉；
和/或，步骤(1)中，所述乙醇为60～80％乙醇；
和/或，步骤(1)中，所述鹰嘴豆和乙醇的质量体积比为1g：(30～50)mL；
和/或，步骤(1)中，所述超声提取的功率为80～140W，超声温度为40～60℃，超声时间为30～60min；
和/或，步骤(1)中，所述萃取使用的液体为水和水饱和正丁醇混合溶液；
和/或，步骤(2)中，所述大孔树脂为D101大孔树脂；
和/或，步骤(2)中，所述纯化条件为上样浓度1～5mg/mL，上样流速1～5BV/h，吸附时间1～4h，洗脱液为70～80％乙醇溶液，洗脱流速为1～5BV/h；
和/或，步骤(2)中，所述干燥为冷冻干燥；
更优选地，
步骤(1)中，所述乙醇为68％乙醇；
和/或，步骤(1)中，所述超声提取的功率为107W，超声温度为50℃，超声时间为45min；
和/或，步骤(1)中，水和水饱和正丁醇的体积比为1:3；
和/或，步骤(2)中，所述纯化条件为上样浓度4mg/mL，上样流速1BV/h，吸附时间4h，洗脱液为80％乙醇溶液，洗脱流速为2BV/h。
进一步地，所述鹰嘴豆皂苷微胶囊采用复凝聚法制备而得；
优选地，所述复凝聚法包括如下步骤：将制备鹰嘴豆皂苷微胶囊的芯材和壁材均溶于蒸馏水，使用碱溶液调节溶液pH为碱性，然后在溶液中加入酸溶液，调节pH至酸性，发生凝聚，即得鹰嘴豆皂苷微胶囊；
更优选地，所述壁材浓度为1～5％；所述酸性pH值为3.8～4.2；
进一步优选地，所述壁材浓度为3～5％；所述酸性pH值为4.0；
更进一步优选地，所述壁材浓度为3.8％。
本发明还提供了一种制备前述的鹰嘴豆皂苷微胶囊的方法，它包括如下步骤：
将制备鹰嘴豆皂苷微胶囊的芯材和壁材均溶于蒸馏水，使用碱溶液调节溶液pH为碱性，然后在溶液中加入酸溶液，调节pH至酸性，凝聚，即得；
优选地，
所述壁材浓度为1～5％；和/或，所述碱溶液为NaOH溶液；和/或，所述碱性pH值为9.0；和/或，所述酸溶液为醋酸溶液；和/或，所述酸性pH值为3.8～4.2；和/或，所述凝聚时间为30～60min；和/或，所述凝聚后离心干燥；
更优选地，
所述壁材浓度为3～5％；和/或，所述NaOH溶液的浓度为1mol/L；和/或，所述酸溶液为10％的醋酸溶液；和/或，所述酸性pH值为4.0；和/或，所述干燥为冷冻干燥；
进一步优选地，所述壁材浓度为3.8％。
本发明还提供了前述的鹰嘴豆皂苷微胶囊在制备降血糖的药物中的用途。
如无特别说明，本发明的混合溶液的浓度均为体积浓度，比如70％乙醇为体积浓度70％的乙醇溶液。
本发明提供了超声变性鹰嘴豆蛋白、鹰嘴豆皂苷及鹰嘴豆皂苷微胶囊的制备方法，实验证明：(1)采用超声改性的鹰嘴豆蛋白，其溶解性、表面疏水性、持油性、乳化性及乳化稳定性均优于未改性鹰嘴豆蛋白；(2)采用超声辅助乙醇提取法制备得到的鹰嘴豆皂苷提取物，鹰嘴豆总皂苷提取率高，并且采用D101大孔树脂对所得鹰嘴豆皂苷提取物进行纯化，在特定的纯化条件下，显著提高了提取物中总皂苷的纯度；(3)采用复凝聚法制备鹰嘴豆皂苷微胶囊，在特定工艺下制得的微胶囊包埋率高，稳定性好。
综上，本发明提供了一种鹰嘴豆皂苷微胶囊，它是以超声变性鹰嘴豆蛋白和阿拉伯胶组合使用作为复合壁材，并采用复凝聚法包埋鹰嘴豆皂苷提取物所得。该方法中，超声变性鹰嘴豆蛋白是经鹰嘴豆碱溶酸沉所得蛋白后超声变性所得；鹰嘴豆皂苷提取物是通过超声辅助乙醇提取法提取所得。在本发明特定制备方法下，所得鹰嘴豆皂苷提取物中总皂苷提取率高、纯度高；采用特定壁材制备得到的鹰嘴豆皂苷微胶囊载药量高，包埋效果好，包埋率高达76.8％。同时，本发明鹰嘴豆皂苷微胶囊具有良好的缓释及热稳定性；并且能够通过提高糖尿病小鼠体内抗氧化酶活性，减轻肝脏、胰腺等组织的氧化应激损伤，改善胰岛素抵抗状态，增强胰岛素敏感性，从而有效降低糖尿病小鼠血糖水平，并改善小鼠脂质代谢紊乱，具有优异的降血糖效果，应用前景广阔。
显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。
以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
附图说明
图1为鹰嘴豆皂苷微胶囊的粒径分布图。
图2为鹰嘴豆皂苷微胶囊的扫描电镜图：A为放大2000倍；B为放大5000倍；C为放大20000倍；D为放大40000倍。
图3为红外光谱图：A为阿拉伯胶；B为鹰嘴豆超声变性蛋白；C为鹰嘴豆皂苷粉；D为鹰嘴豆皂苷微胶囊。
图4为热重分析图：A为鹰嘴豆皂苷微胶囊；B为鹰嘴豆皂苷粉。
图5为鹰嘴豆皂苷微胶囊对糖尿病小鼠肝脏组织影响的形态学观察(HE染色)：A1为空白对照组(放大10倍)；A2为空白对照组(放大40倍)；B1为模型对照组(放大10倍)；B2为模型对照组(放大40倍)；C1为阳性药物组(放大10倍)；C2为阳性药物组(放大40倍)；D1为皂苷微胶囊组(放大10倍)；D2为皂苷微胶囊组(放大40倍)；E1为皂苷粉组(放大10倍)；E2为皂苷粉组(放大40倍)。
图6为鹰嘴豆皂苷微胶囊对糖尿病小鼠胰腺组织影响的形态学观察(HE染色)：A1为空白对照组(放大10倍)；A2为空白对照组(放大40倍)；B1为模型对照组(放大10倍)；B2为模型对照组(放大40倍)；C1为阳性药物组(放大10倍)；C2为阳性药物组(放大40倍)；D1为皂苷微胶囊组(放大10倍)；D2为皂苷微胶囊组(放大40倍)；E1为皂苷粉组(放大10倍)；E2为皂苷粉组(放大40倍)。
具体实施方式
本发明具体实施方式中使用的原料、设备均为已知产品，通过购买市售产品获得。
本发明使用的鹰嘴豆为Kabuli型，将其研磨成粉，烘箱60℃干燥8h，过40目筛，按鹰嘴豆粉与石油醚质量体积比1g/10mL，索氏提取法脱脂4h，粉末干燥，即得脱脂鹰嘴豆粉。
实施例1、采用碱溶酸沉法制备鹰嘴豆蛋白
称取10g脱脂鹰嘴豆粉，加入100mL蒸馏水，用1mol/L的NaOH调pH至9.0，常温500rpm搅拌45min，温度4℃、转速5000rpm离心20min，收集上清液，重复上述操作，合并上清液，用0.1mol/L的HCl调pH至4.5，酸沉1h，4500g、4℃离心20min，用4℃蒸馏水清洗沉淀，将沉淀重悬于水中，用1mol/L的NaOH调pH至7，冷冻干燥得蛋白质粉末(鹰嘴豆蛋白)。
实施例2、采用超声法改性鹰嘴豆蛋白
称取实施例1中制得的鹰嘴豆蛋白1.0g，溶于15mL蒸馏水中，高速匀浆机10000rpm搅拌2min，在140W功率下常温超声30min，冷冻干燥得超声变性蛋白。
实施例3、采用超声辅助乙醇浸提法制备鹰嘴豆皂苷提取物
称取脱脂鹰嘴豆粉1.0g，加入68％乙醇30mL，在超声温度50℃、超声功率107W条件下超声45min，过滤得乙醇提取物，减压浓缩乙醇提取物至干，用10mL蒸馏水洗出(将减压浓缩后的干物质溶于蒸馏水中)，转移至分液漏斗，按水相：水饱和正丁醇(体积比)＝1：3，萃取30min，共3次，将存于正丁醇相中的总皂苷减压浓缩至干，即得到鹰嘴豆皂苷粗提物。鹰嘴豆总皂苷提取率为0.4823％。
实施例4、采用大孔树脂纯化鹰嘴豆皂苷提取物
以实施例3制得的鹰嘴豆皂苷粗提物，采用D101大孔树脂进行纯化。纯化条件如下：上样浓度4mg/mL，上样流速1BV/h，吸附时间4h，洗脱液为80％乙醇溶液，洗脱流速为2BV/h。冷冻干燥，得鹰嘴豆皂苷粉(鹰嘴豆皂苷提取物)。
经过上述纯化过程后，所得鹰嘴豆皂苷提取物的总皂苷纯度从16.42％增加为27.81％，纯度提高了1.7倍。
实施例5、用复凝聚法制备鹰嘴豆皂苷微胶囊
称取0.1g实施例2制得的超声变性蛋白和38mg实施例4制得的鹰嘴豆皂苷粉于1.8mL蒸馏水中，搅拌溶解，用1mol/L的NaOH调节pH至9.0，均质机10000rpm，均质2min，得蛋白质乳化液；按蛋白：阿拉伯胶(质量比)＝2.8:1，称取36mg阿拉伯胶溶于1.8mL蒸馏水中，以相同条件均质；将蛋白质乳化液在磁力搅拌器上搅拌，阿拉伯胶溶液逐滴加入，继续搅拌15min，用10％的醋酸调节pH至4.0，凝聚60min，5000rpm转速离心10min，沉淀经冷冻干燥得鹰嘴豆皂苷微胶囊。鹰嘴豆皂苷微胶囊的包埋率为76.8％。
以下通过具体的实验例证明本发明的有益效果。
实验例1、鹰嘴豆皂苷提取物中总皂苷提取率及纯度的测试
1.1溶液的配置
(1)标准品溶液的配置：精确称取齐墩果酸标准品5mg，至于50ml容量瓶，用无水乙醇定容，摇匀。
(2)鹰嘴豆皂苷提取液的制备：将实施例3中得到的鹰嘴豆皂苷粗提物5mg溶解于无水乙醇中，转移至50ml容量瓶，用无水乙醇定容，摇匀。
1.2最大吸收波长的确定
采用香草醛-高氯酸-冰乙酸显色法测定最大吸收波长。量取标准品溶液和鹰嘴豆皂苷提取液各0.1ml于具塞试管，水浴蒸干，加入新配制的5％香草醛-冰乙酸溶液(香草醛浓度为5％的香草醛冰乙酸溶液)0.2ml、高氯酸0.8ml，60℃水浴15min，冰水浴5min或流水冷却，加冰醋酸5ml，混匀，静置10min，以空白试剂为参比，进行全波长扫描，确定最大吸收波长。
1.3标准曲线的制作
分别精密移取0mL、0.2ml、0.4ml、0.6ml、0.8ml、1.0ml、1.2ml标准品溶液至1-7号带塞试管中，蒸干无水乙醇，按香草醛-高氯酸-冰乙酸显色法测定吸光度值，以皂苷质量为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制齐墩果酸标准曲线，得到回归方程。
1.4鹰嘴豆总皂苷提取率的计算
准确吸取鹰嘴豆皂苷提取液0.5mL于试管中，按上述显色法测定吸光度值，用回归方程得到总皂苷质量。按照式(1)计算鹰嘴豆总皂苷的提取率：
Figure BDA0002785328680000071
C：0.5mL供试液中的总皂苷质量(mg)
M：脱脂鹰嘴豆粉质量(g)
1.5鹰嘴豆总皂苷纯化的测定
各吸取5mL纯化前后(实施例3和实施例4)鹰嘴豆皂苷提取物水溶液，检测总皂苷含量，再冷冻干燥，按式(2)计算总皂苷纯度。
Figure BDA0002785328680000072
C：皂苷浓度(mg/mL)
V：溶液体积(5mL)
m：冷冻干燥后干物质质量(mg)
1.6实验结果
采用上述方法，鹰嘴豆总皂苷的最大吸收波长为545nm，回归方程为y＝7.1839x-0.0016，相关系数R2＝0.9993。本发明采用超声波辅乙醇提取鹰嘴豆总皂苷提取率0.4823％。
实施例4经过D101大孔树脂纯化后的鹰嘴豆皂苷提取物的总皂苷纯度从16.42％增加为27.81％，其纯度提高了1.7倍。
实验例2、采用超声辅助乙醇浸提法制备鹰嘴豆皂苷提取物的工艺筛选
1、实验方法
参照实施例3的制备工艺，按照表1改变乙醇浓度、超声功率、超声温度、超声时间，分别制备鹰嘴豆皂苷提取物，按照实验例1中1.4的方法计算各工艺下的总皂苷的提取率。
2、实验结果
结果如表1所示，可以看出，利用超声辅助乙醇浸提法制备鹰嘴豆皂苷提取物时，当乙醇浓度为68％、超声功率107W、超声温度50℃、超声时间45min时，所得提取物中总皂苷的得率最高。
表1.采用超声辅助乙醇浸提法制备鹰嘴豆皂苷提取物的的工艺筛选结果
Figure BDA0002785328680000073
Figure BDA0002785328680000081
实验例3、鹰嘴豆皂苷微胶囊包埋率及载药量的测试
3.1包埋率的测定
将实施例5中经包埋后的微胶囊离心后，收集上清液，采用香草醛-高氯酸-冰乙酸法测定上清液和实施例4制备得到的鹰嘴豆皂苷粉的皂苷含量。按式(3)计算包埋率。
Figure BDA0002785328680000082
3.2载药量的测定
称取0.1g实施例5制备的微胶囊，加入20mL、1％胰蛋白酶缓冲溶液，37℃超声30min，8000rpm离心15min，收集上清液，余下部分重复上述操作，收集两次上清液，测定上清液中皂苷质量，即为微胶囊中皂苷质量。按式(4)计算载药量。
Figure BDA0002785328680000091
3.3实验结果
采用上述方法，经实施例5测得鹰嘴豆皂苷微胶囊的包埋率为76.8％；鹰嘴豆皂苷微胶囊的载药量为100.42mg/g。
实验例4、采用复凝聚法制备鹰嘴豆皂苷微胶囊的工艺筛选
1、实验方法
参照实施例5的工艺，按照表2改变壁材比(超声变性蛋白和阿拉伯胶的质量比)、壁材浓度(超声变性蛋白加阿拉伯胶为壁材，壁材浓度为它们溶解在水中占水溶液的质量百分比)、壁芯比(壁材和鹰嘴豆皂苷粉的质量比，鹰嘴豆皂苷粉为实施例4鹰嘴豆皂苷提取物)的质量比)、凝聚pH，分别制备鹰嘴豆皂苷微胶囊，按照实验例3中3.1的方法计算各工艺下的包埋率。
2、实验结果
结果如表2所示，可以看出，利用复凝聚法制备鹰嘴豆皂苷微胶囊时，当壁材比2.8:1、壁材浓度3.8％、壁芯比3.6:1、凝聚pH4.0时，所得微胶囊的包埋率最高。
表2.复凝聚法制备鹰嘴豆皂苷微胶囊的工艺筛选实验结果
Figure BDA0002785328680000092
Figure BDA0002785328680000101
实验例5、鹰嘴豆皂苷微胶囊的理化表征
5.1模拟体外胃液消化试验
胃液的制备：16.4mL HCl(13mol/L)与800mL去离子水混合，加入10g胃蛋白酶(比活力：1:3000)，用1moL/L的盐酸调节pH至1.2，定容至1000mL。
取0.1g鹰嘴豆皂苷微胶囊，与30mL胃液(预热至37℃)混合，将溶液在37℃恒温震荡箱中以转速100rpm，震荡6h，每30min取200μL胃液，转速5000rpm离心10min，检测上清液中皂苷含量，按式(5)计算释放率。每次取样同时补给200μL胃液。
5.2模拟体外肠液消化试验
肠液的制备：6.8g磷酸氢二钾(K2HPO4)与500mL去离子水混合，加入10g胰蛋白酶(比活力：1:250)，用1moL/L的NaOH调pH至6.8，定容至1000mL。
取0.1g鹰嘴豆皂苷微胶囊，与30mL肠液(预热至37℃)混合，将溶液在37℃恒温震荡箱中以转速100rpm，震荡8h，每30min取200μL检测皂苷含量，转速5000rpm离心10min，检测上清液皂苷含量，按式(5)计算释放率。每次取样同时补给200μL肠液。
Figure BDA0002785328680000102
Mt：t时间点溶液中皂苷质量(mg)
M0：初始0.1g微胶囊中皂苷质量(mg)
5.3粒径分析
分别将少量鹰嘴豆皂苷微胶囊溶于蒸馏水，超声10s使体系分散，利用激光粒度仪测定粒径分布和平均粒径大小。
5.4扫描电镜分析
称取适量鹰嘴豆皂苷微胶囊于样品台上，真空溅射镀金，使用场发射扫描电子显微镜观察表面形态结构。
5.5红外光谱分析
分别将2mg的鹰嘴豆皂苷粉、鹰嘴豆超声变性蛋白、阿拉伯胶、鹰嘴豆皂苷微胶囊与200mg溴化钾(KBr)混合研细，然后将粉末压片，于400～4000cm-1波长范围内进行红外光谱扫描分析。
5.6热重分析
分别称取10mg鹰嘴豆皂苷微胶囊和未包埋的鹰嘴豆皂苷粉，采用热重分析仪对其进行热重分析(TGA)，控制氮气流量为20mL/min，升温速度为10℃/min，从30℃升温至700℃，绘制热重(Thermogravimetry,TG)曲线和微商热重(Derivative Thermogravimetry,DTG)曲线。
5.7实验结果
采用上述方法，鹰嘴豆皂苷微胶囊在模拟胃液中的最大释放率为36.15％，说明在胃酸环境下溶解性低，释放率较小；而在模拟肠液中的最大释放率高达85.09％。微胶囊的粒径范围在220.2～458.7nm，平均粒径为342.0nm(图1)。通过扫描电镜观察(图2)，微胶囊呈现球状结构。通过红外光谱分析(图3)，鹰嘴豆皂苷微胶囊与蛋白、阿拉伯胶、鹰嘴豆皂苷粉存在相似的特征峰，证实鹰嘴豆皂苷微胶囊对皂苷具有良好的包埋效果。热重分析显示(图4)，鹰嘴豆皂苷微胶囊的最大失重温度为320℃，高于皂苷粉265℃，表明微胶囊化具有提高鹰嘴豆皂苷热稳定性的作用。
实验例6、鹰嘴豆皂苷微胶囊的降血糖作用表征
1、实验方法
实验药物：实施例5制得的鹰嘴豆皂苷微胶囊、实施例4制得的鹰嘴豆皂苷粉、阳性药物为二甲双胍。
建立2型糖尿病小鼠模型：取SPF级健康雄性昆明种小鼠(生产许可证号：SCXK(川)2015-030)，4-6周龄，体重20±2g，高脂饲料喂饲4周后，腹腔注射链脲佐菌素溶液(60mg/kg·BW)，一天一次，连续注射三天，72h后测定空腹血糖，以空腹血糖≥11.7mmol/L指标确定2型糖尿病小鼠造模成功。
将鹰嘴豆皂苷微胶囊(560mg/kg·d·BW)或鹰嘴豆皂苷粉(200mg/kg·d·BW)或阳性药物(185mg/kg·d·BW)喂饲(灌胃)建模后的小鼠，共计治疗4周。以喂饲相同体积生理盐水的建模后的糖尿病小鼠作为模型对照组，以喂饲相同体积生理盐水的正常小鼠作为空白对照组。灌胃时每日灌胃1次。
鹰嘴豆皂苷微胶囊(560mg/kg·d·BW)和鹰嘴豆皂苷(200mg/kg·d·BW)剂量的确定，是根据鹰嘴豆皂苷微胶囊载药量和鹰嘴豆皂苷粉纯度，将两者总皂苷含量确定为同一水平(即总皂苷含量相同)，比较皂苷被微胶囊包埋前后降血糖效果的差异。
治疗4周后，测试小鼠血糖水平、胰岛素水平；测试小鼠血清中的总胆固醇、甘油三酯、LDL-C及HDL-C；测试小鼠血清中的抗氧化酶：超氧化物歧化酶SOD、谷胱甘肽过氧化物酶GSH-Px、过氧化氢酶CAT的活性，过氧化脂质丙二醛MDA水平；观察小鼠肝脏组织、胰腺组织、肾组织切片。
2、实验结果
4周后，糖尿病模型对照组小鼠血糖水平、胰岛素水平分别为32.48±0.96mmol/L、18.35±1.03mIU/L；阳性药物二甲双胍组小鼠血糖水平、胰岛素水平分别为8.90±3.78mmol/L、6.03±0.79mIU/L；鹰嘴豆皂苷粉组小鼠血糖水平、胰岛素水平分别为15.28±3.32mmol/L、11.84±1.36mIU/L；鹰嘴豆皂苷微胶囊组小鼠血糖水平、胰岛素水平分别为9.63±2.84mmol/L、8.14±1.89mIU/L。鹰嘴豆皂苷微胶囊组小鼠血糖水平、胰岛素水平仅为模型对照组的29.65％、44.36％(P<0.05)，与阳性药物二甲双胍对照组相当(P>0.05)，且优于鹰嘴豆皂苷粉组。
4周后，糖尿病模型对照组小鼠血清中的总胆固醇、甘油三酯、LDL-C及HDL-C含量分别为1.93±0.61、9.60±0.91、1.78±0.84、1.60±0.20(mmol/L)；阳性药物二甲双胍组小鼠血清中的总胆固醇、甘油三酯、LDL-C及HDL-C含量分别为0.78±0.26、6.26±0.16、1.40±0.22、2.34±0.08(mmol/L)；鹰嘴豆皂苷粉组小鼠血清中的总胆固醇、甘油三酯、LDL-C及HDL-C含量分别为1.13±0.19、5.33±0.61、1.20±0.28、2.51±0.09(mmol/L)；鹰嘴豆皂苷微胶囊组小鼠血清中的总胆固醇、甘油三酯、LDL-C及HDL-C含量分别为0.93±0.35、6.46±0.15、1.33±0.43、2.45±0.09(mmol/L)；鹰嘴豆皂苷微胶囊组小鼠血清中的总胆固醇、甘油三酯、LDL-C及HDL-C分别是模型对照组的48.19％、67.29％、74.72％及1.53倍(P<0.05)，与阳性药物二甲双胍均无显著性差异(P>0.05)，且优于鹰嘴豆皂苷粉组。说明鹰嘴豆皂苷微胶囊能有效改善糖尿病小鼠脂质代谢紊乱，且效果优于鹰嘴豆皂苷粉。
4周后，糖尿病模型对照组小鼠血清中超氧化物歧化酶SOD、谷胱甘肽过氧化物酶GSH-Px、过氧化氢酶CAT、过氧化脂质丙二醛MDA的含量分别为184.14±48.84U/mL、24.60±2.59U/mL、180.46±4.85(酶活力单位)、11.68±0.81(nmol/mL)；阳性药物二甲双胍组小鼠血清中超氧化物歧化酶SOD、谷胱甘肽过氧化物酶GSH-Px、过氧化氢酶CAT、过氧化脂质丙二醛MDA的含量分别为225.13±24.70U/mL、40.97±2.09U/mL、233.50±11.15(酶活力单位)、6.71±0.95(nmol/mL)；鹰嘴豆皂苷粉组小鼠血清中超氧化物歧化酶SOD、谷胱甘肽过氧化物酶GSH-Px、过氧化氢酶CAT、过氧化脂质丙二醛MDA的含量分别为219.48±20.12U/mL、33.03±2.55U/mL、202.53±11.97(酶活力单位)、8.59±0.57(nmol/mL)；鹰嘴豆皂苷微胶囊组小鼠血清中超氧化物歧化酶SOD、谷胱甘肽过氧化物酶GSH-Px、过氧化氢酶CAT、过氧化脂质丙二醛MDA的含量分别为223.62±24.23U/mL、40.57±1.02U/mL、219.85±5.40(酶活力单位)、7.49±1.05(nmol/mL)。鹰嘴豆皂苷微胶囊组小鼠血清中的抗氧化酶：超氧化物歧化酶SOD、谷胱甘肽过氧化物酶GSH-Px、过氧化氢酶CAT的活性分别是模型组的1.21倍、1.65倍、1.22倍(P<0.05)，过氧化脂质丙二醛MDA水平则是模型组的64.13％(P<0.05)，与阳性对照组无显著性差异(P>0.05)，且优于鹰嘴豆皂苷粉组。鹰嘴豆皂苷微胶囊通过提高糖尿病小鼠体内抗氧化酶活性、抑制脂质过氧化，改善糖尿病小鼠体内的氧化应激状态。
4周后，鹰嘴豆皂苷微胶囊组小鼠肝脏脂肪空泡明显减少，细胞排列有序、形态相对完整，肝小叶结构完整(图5)。胰岛细胞边界清楚，排列规则，胰岛细胞数量增多(图6)。提示鹰嘴豆皂苷具有改善高脂饮食联合腹腔注射链脲佐菌素所致的糖尿病小鼠肝脏脂肪变性的作用，可修复受损胰岛细胞。
所以，本发明制得的鹰嘴豆皂苷微胶囊能够通过提高糖尿病小鼠体内抗氧化酶活性，减轻肝脏、胰腺等组织的氧化应激损伤，改善胰岛素抵抗状态，增强胰岛素敏感性，从而有效降低糖尿病小鼠血糖水平，并改善小鼠脂质代谢紊乱，具有优异的降血糖效果，且效果优于未包埋的鹰嘴豆皂苷。
实验例7、鹰嘴豆皂苷微胶囊壁材的筛选
鹰嘴豆蛋白单一壁材
按照实施例1-4所述方法分别制备未超声变性的鹰嘴豆蛋白、超声变性鹰嘴豆蛋白和鹰嘴豆皂苷粉。分别称取0.1g未超声变性的鹰嘴豆蛋白和140W超声变性鹰嘴豆蛋白于10mL水中，搅拌均匀，按芯壁比1:3称取鹰嘴豆皂苷粉末33mg，用1mol/L的NaOH调节pH至9.0，高速匀浆机在10000rpm转速下，乳化剪切2min，得乳化液，10％的醋酸调节pH至4.5，静置60min，沉淀得微胶囊，5000rpm转速离心10min，检测包埋率。
鹰嘴豆蛋白和阿拉伯胶组合的复合壁材
按照实施例1-4所述方法分别制备超声变性鹰嘴豆蛋白和鹰嘴豆皂苷粉。称取0.1g超声变性蛋白和33mg鹰嘴豆皂苷粉末于5mL水中，搅拌溶解，用1mol/L的NaOH调节pH至9.0，均质机10000rpm，均质2min，按蛋白：阿拉伯胶(质量比)＝3:1，称取33mg阿拉伯胶于5mL水中，以相同条件均质，将蛋白质乳化液在磁力搅拌器上搅拌，阿拉伯胶溶液逐滴加入，继续搅拌15min，用10％的醋酸调节pH至4.0，凝聚60min，沉淀得到微胶囊，5000rpm转速离心10min，检测包埋率。
鹰嘴豆蛋白和海藻酸钠组合的复合壁材
按照实施例1-4所述方法分别制备超声变性鹰嘴豆蛋白和鹰嘴豆皂苷粉。称取0.1g超声变性蛋白和33mg鹰嘴豆皂苷粉末于5mL水中，搅拌溶解，用1mol/L的NaOH调节pH至9.0，均质机10000rpm，均质2min，按蛋白：海藻酸钠(质量比)＝3:1，称取33mg海藻酸钠于5mL水中，以相同条件均质，将蛋白质乳化液在磁力搅拌器上搅拌，海藻酸钠溶液逐滴加入，继续搅拌15min，用10％的醋酸调节pH至4.0，凝聚60min，沉淀得到微胶囊，5000rpm转速离心10min，检测包埋率。
明胶和阿拉伯胶组合的复合壁材
按照实施例1-4所述方法制备鹰嘴豆皂苷粉。称取0.1g明胶和33mg鹰嘴豆皂苷粉末于5mL水中，搅拌溶解，用1mol/L的NaOH调节pH至9.0，均质机10000rpm，均质2min，按明胶：阿拉伯胶(质量比)＝3:1，称取33mg阿拉伯胶于5mL水中，以相同条件均质，将明胶乳化液在磁力搅拌器上搅拌，阿拉伯胶溶液逐滴加入，继续搅拌15min，用10％的醋酸调节pH至4.0，凝聚60min，沉淀得到微胶囊，5000rpm转速离心10min，检测包埋率
结果：以鹰嘴豆蛋白质单独作为壁材包埋鹰嘴豆皂苷，超声变性蛋白的包埋率(65.88％)大于未改性的蛋白(61.83％)。采用复合壁材包埋鹰嘴豆皂苷，包埋率大小依次为：超声变性蛋白+阿拉伯胶(73.38％)>超声变性蛋白+海藻酸钠(69.88％)>明胶+阿拉伯胶(67.60％)。因此超声变性蛋白和阿拉伯胶组合作为复合壁材，制备得到的微胶囊最佳。
综上，本发明提供了一种鹰嘴豆皂苷微胶囊，它是以超声变性鹰嘴豆蛋白和阿拉伯胶组合使用作为复合壁材，并采用复凝聚法包埋鹰嘴豆皂苷提取物所得。该方法中，超声变性鹰嘴豆蛋白是经鹰嘴豆碱溶酸沉所得蛋白后超声变性所得；鹰嘴豆皂苷提取物是通过超声辅助乙醇提取法提取所得。在本发明特定制备方法下，所得鹰嘴豆皂苷提取物中总皂苷提取率高、纯度高；采用特定壁材制备得到的鹰嘴豆皂苷微胶囊载药量高，包埋效果好，包埋率高达76.8％。同时，本发明鹰嘴豆皂苷微胶囊具有良好的缓释及热稳定性；并且能够通过提高糖尿病小鼠体内抗氧化酶活性，减轻肝脏、胰腺等组织的氧化应激损伤，改善胰岛素抵抗状态，增强胰岛素敏感性，从而有效降低糖尿病小鼠血糖水平，并改善小鼠脂质代谢紊乱，具有优异的降血糖效果，应用前景广阔。

Claims (10)

1.一种制备微胶囊的壁材，其特征在于：它的组分包括变性鹰嘴豆蛋白。
2.根据权利要求1所述的壁材，其特征在于：所述壁材的组分还包括阿拉伯胶；
优选地，所述壁材由变性鹰嘴豆蛋白和阿拉伯胶组成；
更优选地，所述变性鹰嘴豆蛋白和阿拉伯胶的重量比为(2:1)～(4:1)；
进一步优选地，所述变性鹰嘴豆蛋白和阿拉伯胶的重量比为(2.5:1)～(3:1)；
进一步优选地，所述变性鹰嘴豆蛋白和阿拉伯胶的重量比为(2.5:1)～(3.3:1)；
更进一步优选地，所述变性鹰嘴豆蛋白和阿拉伯胶的重量比为2.8:1。
3.根据权利要求1或2所述的壁材，其特征在于：所述变性鹰嘴豆蛋白是鹰嘴豆蛋白超声处理后得到的蛋白；
优选地，所述超声处理的方法为：取鹰嘴豆蛋白，溶于蒸馏水中，超声，即得；
更优选地，所述超声时功率为100～200W，超声时间为30～60min；和/或，所述超声后干燥；
进一步优选地，所述超声时功率为140W，超声时间为30min；和/或，所述干燥为冷冻干燥。
4.根据权利要求3所述的壁材，其特征在于：所述鹰嘴豆蛋白以鹰嘴豆为原料，采用碱溶酸沉法制备而得；
所述碱溶酸沉法包括如下步骤：取鹰嘴豆，加入蒸馏水，使用碱溶液调节pH至8～9，溶解后离心，收集上清液，上清液用酸溶液调节pH至4～5酸沉，得到沉淀，即得；
优选地，
所述鹰嘴豆为脱脂鹰嘴豆粉；
和/或，所述碱溶液为NaOH溶液；
和/或，所述酸溶液为HCl溶液；
和/或，所述得到的沉淀重悬于水中，用碱溶液调pH至7，冷冻干燥；
和/或，所述离心是温度为0～4℃。
5.权利要求1～4任一项所述的壁材在制备微胶囊中的用途。
6.一种鹰嘴豆皂苷微胶囊，其特征在于：它是由权利要求1～4任一项所述的壁材和鹰嘴豆皂苷提取物作为芯材为原料制备而成；
优选地，所述壁材和芯材的重量比为(3:1)～(5:1)；
更优选地，所述壁材和芯材的重量比为(3:1)～(4:1)；
进一步优选地，所述壁材和芯材的重量比为3.6:1。
7.根据权利要求6所述的鹰嘴豆皂苷微胶囊，其特征在于：所述鹰嘴豆皂苷提取物的制备方法包括如下步骤：
(1)取鹰嘴豆，加入乙醇，超声提取，过滤得乙醇提取物，将提取物减压浓缩，萃取，将有机相减压浓缩，得鹰嘴豆皂苷粗提物；
(2)采用大孔树脂对鹰嘴豆皂苷粗提物进行纯化，干燥，即得；
优选地，
所述鹰嘴豆为脱脂鹰嘴豆粉；
和/或，步骤(1)中，所述乙醇为60～80％乙醇；
和/或，步骤(1)中，所述鹰嘴豆和乙醇的质量体积比为1g：(30～50)mL；
和/或，步骤(1)中，所述超声提取的功率为80～140W，超声温度为40～60℃，超声时间为30～60min；
和/或，步骤(1)中，所述萃取使用的液体为水和水饱和正丁醇混合溶液；
和/或，步骤(2)中，所述大孔树脂为D101大孔树脂；
和/或，步骤(2)中，所述纯化条件为上样浓度1～5mg/mL，上样流速1～5BV/h，吸附时间1～4h，洗脱液为70～80％乙醇溶液，洗脱流速为1～5BV/h；
和/或，步骤(2)中，所述干燥为冷冻干燥；
更优选地，
步骤(1)中，所述乙醇为68％乙醇；
和/或，步骤(1)中，所述超声提取的功率为107W，超声温度为50℃，超声时间为45min；
和/或，步骤(1)中，水和水饱和正丁醇的体积比为1:3；
和/或，步骤(2)中，所述纯化条件为上样浓度4mg/mL，上样流速1BV/h，吸附时间4h，洗脱液为80％乙醇溶液，洗脱流速为2BV/h。
8.根据权利要求6或7所述的鹰嘴豆皂苷微胶囊，其特征在于：所述鹰嘴豆皂苷微胶囊采用复凝聚法制备而得；
优选地，所述复凝聚法包括如下步骤：将制备鹰嘴豆皂苷微胶囊的芯材和壁材均溶于蒸馏水，使用碱溶液调节溶液pH为碱性，然后在溶液中加入酸溶液，调节pH至酸性，发生凝聚，即得鹰嘴豆皂苷微胶囊；
更优选地，所述壁材浓度为1～5％；所述酸性pH值为3.8～4.2；
进一步优选地，所述壁材浓度为3～5％；所述酸性pH值为4.0；
更进一步优选地，所述壁材浓度为3.8％。
9.一种制备权利要求6～8任一项所述的鹰嘴豆皂苷微胶囊的方法，其特征在于：它包括如下步骤：
将制备鹰嘴豆皂苷微胶囊的芯材和壁材均溶于蒸馏水，使用碱溶液调节溶液pH为碱性，然后在溶液中加入酸溶液，调节pH至酸性，凝聚，即得；
优选地，
所述壁材浓度为1～5％；和/或，所述碱溶液为NaOH溶液；和/或，所述碱性pH值为9.0；和/或，所述酸溶液为醋酸溶液；和/或，所述酸性pH值为3.8～4.2；和/或，所述凝聚时间为30～60min；和/或，所述凝聚后离心干燥；
更优选地，
所述壁材浓度为3～5％；和/或，所述NaOH溶液的浓度为1mol/L；和/或，所述酸溶液为10％的醋酸溶液；和/或，所述酸性pH值为4.0；和/或，所述干燥为冷冻干燥；
进一步优选地，所述壁材浓度为3.8％。
10.权利要求6～8任一项所述的鹰嘴豆皂苷微胶囊在制备降血糖的药物中的用途。
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