CN115590816A - 一种负载辅酶q10的高内相皮克林乳剂及其制备方法 - Google Patents

一种负载辅酶q10的高内相皮克林乳剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种负载辅酶Q10的高内相皮克林乳剂。本发明还公开了一种负载辅酶Q10的高内相皮克林乳剂的制备方法，包括：将乳清蛋白分离物溶解在纯水中，4℃水化，调节pH至9，水浴加热得到乳清蛋白凝胶，静置冷却至室温，加入纯水稀释，切割直至液体内无明显悬浮颗粒，加纯水稀释得到浓度为0.5～1.5wt％的凝胶分散体，调节pH至3～7；在加热条件下，将辅酶Q10溶解在溶剂油中，得到负载有辅酶Q10的溶剂油，即为油相；往凝胶分散体中加入油相，采用一步乳化法，得到高内相皮克林乳剂。本发明构建了载有辅酶Q10的稳定的高内相皮克林乳剂体系，不仅提高了辅酶Q10储存稳定性，而且有效提高了辅酶Q10生物利用度。

Description

一种负载辅酶Q10的高内相皮克林乳剂及其制备方法
技术领域
本发明属于药物制剂领域，具体涉及一种负载辅酶Q10的高内相皮克林乳剂及其制备方法
背景技术
辅酶Q10(CoQ10)是一种内源性合成的抗氧化剂，存在于人类和其他哺乳动物的细胞膜中，它由不同长度的苯醌环和类异戊二烯侧链组成，具有类似维生素的结构。CoQ10具有许多有益的生理功能，如抗衰老、增强免疫力、改善微循环和抑制脂质过氧化等。目前，CoQ10被广泛作为食品营养成分。CoQ10也被认为是治疗包括心血管、白内障和神经退行性疾病等各种疾病的潜在候选药物。随着年龄的增长，CoQ10在人体内的合成逐渐减少，当合成水平下降到25％时，就会无法满足人类的需求。因此，CoQ10作为一种膳食补充剂，对维持人类健康非常重要。然而，由于CoQ10的光不稳定性、以及耐热性和水溶性差、生物利用度低，极大的限制了其应用。
CoQ10口服给药后水溶性差，生物利用度低，许多研究已经开发了改善水溶性和口服生物利用度的CoQ10膳食补充剂，配方通常包括纳米颗粒、脂质体、固体脂质颗粒、乳剂、胶束或固体分散配方。
乳剂是由几种不混溶液体组成的一种分散体系，在食品工业中有着广泛的应用。例如，牛奶、黄油和冰淇淋。与传统乳剂相比，皮克林乳剂由于不依赖表面活性剂，显得更加环保，在食品应用中，该优势使它比传统乳剂更安全。稳定性优良的食品级皮克林乳剂具有广泛的应用。许多研究已经证实，皮克林乳剂可以用于运送姜黄素和橙皮素等营养品。
皮克林乳剂一般由三部分组成：皮克林稳定剂、油相和水相。高内相皮克林乳液(HIPPEs)是当油相(即内相)体积系数大于0.74时形成的皮克林乳液，也称为高浓缩乳液或凝胶乳液。HIPPEs的稳定剂多种多样，已用于稳定HIPPEs的各种无机和有机颗粒包括氧化石墨烯、二氧化硅、纤维素、几丁质纳米晶体以及一些蛋白质。蛋白质是一种两亲性的生物聚合物，已广泛应用于食品配方中。蛋白质基粒子由于其优良的两亲性、低成本和环境友好性，在稳定HIPPEs方面表现出极好的优势。
但目前并没有关于将辅酶Q10制成HIPPEs的报道。
发明内容
本发明的目的在于针对辅酶Q10储存稳定性差、口服利用度差的难题，利用乳清蛋白凝胶构建稳定的HIPPEs体系，并实现了CoQ10在人体内的递送过程，显著提高CoQ10的生物利用度。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种负载辅酶Q10的高内相皮克林乳剂，它是以乳清蛋白分离物(WPI)制得的乳清蛋白凝胶的浓度为0.5～1.5wt％、pH为3～7的凝胶分散体为水相，以负载有辅酶Q10的溶剂油为油相，往凝胶分散体中加入油相，采用一步乳化法，得到的高内相皮克林乳剂(HIPPEs)。
本发明的另一个目的是提供一种所述的负载辅酶Q10的高内相皮克林乳剂的制备方法，包括：
步骤(1)、将乳清蛋白分离物溶解在纯水中，4℃过夜水化，调节pH至9，85～90℃水浴加热得到乳清蛋白凝胶，静置冷却至室温，加入纯水稀释，使用高速均质机对凝胶进行切割直至液体内无明显悬浮颗粒，加纯水稀释得到乳清蛋白凝胶的浓度为0.5～1.5wt％的凝胶分散体，调节凝胶分散体的pH至3～7；
步骤(2)、在加热条件下，按照辅酶Q10和溶剂油的质量体积比为1～5:1mg/mL，边搅拌边将辅酶Q10溶解在溶剂油中，得到负载有辅酶Q10的溶剂油，即为油相；
步骤(3)、取凝胶分散体与油相，往凝胶分散体中加入油相，采用一步乳化法，得到凝胶样的高内相皮克林乳剂。
步骤(1)中，所述的乳清蛋白分离物中蛋白质纯度为80％。
采用NaOH溶液调节pH至9；具体的，可以采用浓度为0.05M的NaOH溶液。
所述的水浴加热的时间为20min。
所述的高速均质机的转速为10000rpm。
优选的，所述的凝胶分散体中乳清蛋白凝胶的浓度为1wt％。
优选的，所述的凝胶分散体的pH至3～5。具体的，将乳清蛋白分离物溶于溶解在纯水中得到初始浓度为15wt％的乳清蛋白分离物溶液，置于4℃过夜水化，调节pH至9，85～90℃水浴加热诱导生成乳清蛋白凝胶，静置冷却至室温，加入纯水稀释至浓度为5wt％，使用高速均质机对凝胶进行切割直至液体内无明显悬浮颗粒，加纯水稀释、调节pH，得到凝胶分散体。
步骤(2)中，所述的溶剂油为大豆油、花生油、南极磷虾油、调和油或十二烷等。
优选的，所述的辅酶Q10和溶剂油的质量体积比为5:1mg/mL。
当所述的溶剂油为大豆油时，在温度50℃下，以150rpm搅拌5～10min，边搅拌边将辅酶Q10加入大豆油中，充分溶解至油中无橙色粉末，得到负载有辅酶Q10的大豆油。
步骤(3)中，所述的凝胶分散体和负载有辅酶Q10的溶剂油的体积比为1:4。以负载有辅酶Q10的溶剂油作为内相，其体积分数为80％。所述的一步乳化法：往凝胶分散体中加入负载有CoQ10的溶剂油，在温度25℃下，使用高速均质机，以转速10000rpm对凝胶分散体与油相进行切割，待液体状的油水两相形成粘稠的固体时表明充分乳化，停止均质，得到凝胶样的高内相皮克林乳剂。
本发明的有益效果：
本发明采用一步乳化法，构建了载有CoQ10的稳定的高内相皮克林乳剂体系，不仅提高了CoQ10储存稳定性，而且有效提高了CoQ10生物利用度，通过体外消化实验证实CoQ10生物利用度最高可达79.4％。本发明为营养物质的递送系统创新提供了新思路，也拓宽了高内相皮克林乳剂的应用，对装载多种营养物质如姜黄素，白藜芦醇的高内相皮克林乳剂的设计具有重要意义。
本发明HIPPEs的原材料均可作为食品，制备方法简单方便，制备过程中未使用有机溶剂，保证环保无污染。
附图说明
图1为本发明负载辅酶Q10的高内相皮克林乳剂(HIPPEs)的制备工艺流程图。
图2为实施例3制得的HIPPEs实物图；其中，从左往右依次为采用pH为3、5、7、9、11的凝胶分散体制得的HIPPEs。
图3为实施例1制得的HIPPEs离心前(上图)与离心后(下图)的实物图。
图4为实施例1制得的HIPPEs经过28天后的外观实物图；其中，从左往右依次为采用pH为3、5、7、9、11的凝胶分散体制得的HIPPEs。
图5为负载有辅酶Q10的大豆油与HIPPEs中辅酶Q10的生物利用度。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
下述实施例中，乳清蛋白分离物中蛋白质纯度为80％，购自上海麦克林生化科技有限公司。
实施例1
如图1，一种负载CoQ10的高内相皮克林乳剂的制备方法，包括：
步骤(1)、制备凝胶：取2.25g乳清蛋白分离物(WPI)，加入12.75mL纯水使其溶解，4℃过夜(12h)水化，使用0.05M NaOH溶液调节pH至9，置于90℃水浴锅中加热20min得到乳清蛋白凝胶，静置冷却至室温，加入纯水至45mL，使用高速均质机(转速10000rpm)对凝胶进行切割直至观察液体内无明显悬浮颗粒实现充分均质，继续加纯水稀释，得到乳清蛋白凝胶浓度分别为0.5wt％、0.75wt％、1wt％、1.5wt％的凝胶分散体；
步骤(2)、取50mL大豆油，置于50℃水浴中，使用搅拌器以150rpm搅拌5min，在搅拌过程中，加入0.1gCoQ10，充分溶解直至油中无橙色颗粒，得到负载有CoQ10的大豆油(CoQ10负载量为2mg/mL)，即为油相；
步骤(3)、构建HIPPEs：取凝胶分散体1mL与油相4mL，往凝胶分散体中加入油相，使用一步乳化法(转速10000rpm，温度25℃)，待液体状的油水两相形成粘稠的固体时即表明充分乳化，停止均质，得到凝胶样的负载CoQ10的高内相皮克林乳剂(HIPPEs)。
当乳清蛋白凝胶浓度为1wt％时，可以构建出典型的凝胶样形态乳剂，其他浓度的乳清蛋白凝胶无法构建出较为典型的HIPPEs，因此，选择乳清蛋白凝胶浓度1wt％作为制备HIPPEs的最优条件。
实施例2
一种负载CoQ10的高内相皮克林乳剂的制备方法，包括：
步骤(1)、制备凝胶：取2.25gWPI，加入12.75mL纯水溶解，4℃过夜(12h)水化，使用0.05M NaOH溶液调节pH至9，置于90℃水浴锅中加热20min得到乳清蛋白凝胶，静置冷却至室温，加入纯水至45mL，使用高速均质机(转速10000rpm)对凝胶进行切割直至观察液体内无明显悬浮颗粒，继续加水稀释，得到乳清蛋白凝胶浓度为1wt％的凝胶分散体；
步骤(2)、取4份50mL大豆油，置于50℃水浴中，使用搅拌器以150rpm搅拌5min，在搅拌过程中，分别往4份大豆油中加入0.05g、0.1g、0.25g、0.5g CoQ10，充分溶解直至油中无橙色颗粒，得到油相，4份油相分别负载有1mg/mL、2mg/mL、5mg/mL和10mg/mLCoQ10；
步骤(3)、构建HIPPEs：取凝胶分散体1mL与油相4mL，往凝胶分散体中加入油相，使用一步乳化法(转速10000rpm，温度25℃)，待液体状的油水两相形成粘稠的固体时即表明充分乳化，停止均质，最终得到凝胶样的高内相皮克林乳剂。
在不调节凝胶分散体的pH情况下，将其与分别负载1mg/mL、2mg/mL、5mg/mL和10mg/mLCoQ10的油相通过一步乳化法制备出HIPPEs，置于4℃环境中冷藏一个月，以负载10mg/mLCoQ10的油相制成的HIPPEs出现严重的油水分离现象，而以负载1mg/mL、2mg/mL、5mg/mLCoQ10的油相制成的HIPPEs均较为稳定。从HIPPEs的稳定性和CoQ10负载量考虑，最终选择5mg/mLCoQ10载量的大豆油作为HIPPEs中的油相。
实施例3
一种负载CoQ10的高内相皮克林乳剂的制备方法，包括：
步骤(1)、制备凝胶：取2.25gWPI，加入12.75mL纯水溶解，4℃过夜(12h)水化，使用0.05M NaOH溶液调节pH至9，置于90℃水浴锅中加热20min得到乳清蛋白凝胶，静置冷却至室温，加入纯水至45mL，使用高速均质机(转速10000rpm)对凝胶进行切割直至观察液体内无明显悬浮颗粒，继续加水稀释，得到乳清蛋白凝胶浓度为1wt％的凝胶分散体；共制得5份凝胶分散体，使用0.05M NaOH溶液和/或0.05M HCl分别调节pH至3、5、7、9、11；
步骤(2)、取5份50mL大豆油，置于50℃水浴中，使用搅拌器以150rpm搅拌5min，在搅拌过程中，加入0.25gCoQ10，充分溶解直至油中无橙色颗粒，得到负载有5mg/mLCoQ10的油相；
步骤(3)、构建HIPPEs：取凝胶分散体1mL与油相4mL，往凝胶分散体中加入油相，使用一步乳化法(转速10000rpm，温度25℃)，待液体状的油水两相形成粘稠的固体时即表明充分乳化，停止均质，最终得到凝胶样的HIPPEs，如图2，从左往右依次为采用pH为3、5、7、9、11的凝胶分散体制得的HIPPEs，制备完成后发现pH＝9与pH＝11的凝胶分散体制得的HIPPEs虽然能够成功构建，但是油水分离现象发生的较为快速。
考察HIPPEs的稳定性
取五组HIPPEs各3mL于5mL离心管中，在180rpm下离心30min，离心后观察外观，如图3，发现：采用pH为3、5、7的凝胶分散体制得的HIPPEs仍具备粘性，呈半固体形态，而采用pH为9和11的凝胶分散体制得的HIPPEs均出现油水分离现象且呈现出流动相。
取五组HIPPEs各5mL置于ep管，置于4℃环境中储存28天，如图4，采用pH为3和5的凝胶分散体制得的HIPPEs仍较为稳定，而采用pH为7、9和11的凝胶分散体制得的HIPPEs均出现不同程度的油水分离现象。
考察HIPPEs的生物利用度
体外消化模型
胃消化阶段：取0.5g本实施例采用pH为3、5的凝胶分散体制得的高内相皮克林乳剂(分别记为HIPPE-pH3、HIPPE-pH5)、0.5g步骤(2)制得的负载有CoQ10的大豆油(记为CoQ10)，分别分散在7.5mL超纯水中，并在一个水套烧杯中磁力搅拌5min；然后加入10mL模拟胃液(去离子水，3.2mg/mL胃蛋白酶和0.15M NaCl)，用2.5M HCl调节混合物的pH值至2.0，混合物在37℃下、以转速250rpm搅拌1h。
肠消化阶段：立即用1M NaOH调节混合物pH至7，并在体外消化模型中加入15mL模拟肠液(pH＝7，去离子水，1.0mg/mL胰蛋白酶，20.0mg/mL胆汁提取物和5mM CaCl2)。
将经过体外消化模型的食糜在25℃下、8000g离心30min，取上层，即得到含有CoQ10胶束的水相；取5mLCoQ10胶束的水相，用正己烷提取，取正己烷层；使用紫外分光光度计UH5300(日立，日本)，测定272nm处的吸收光，对CoQ10进行定量分析。CoQ10的生物利用度被定义为在体外消化前从HIPPEs转移到胶束中的CoQ10的量相对于HIPPEs中CoQ10的初始量。CoQ10生物利用度的计算方法是用以下公式：
Figure BDA0003889458230000061
结果见图5，可知：HIPPEs-pH5中的CoQ10生物利用度达到79.4％，HIPPEs-pH3中的达到了74.12％，而负载入大豆油中的CoQ10的生物利用度仅为13.2％。
综上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所做的等效变化与修饰都应为本发明的技术。

Claims (9)

1.一种负载辅酶Q10的高内相皮克林乳剂，其特征在于：它是以乳清蛋白分离物制得的乳清蛋白凝胶的浓度为0.5～1.5wt％、pH为3～7的凝胶分散体为水相，以负载有辅酶Q10的溶剂油为油相，往凝胶分散体中加入油相，采用一步乳化法，得到的高内相皮克林乳剂。
2.一种权利要求1所述的负载辅酶Q10的高内相皮克林乳剂的制备方法，其特征在于：包括：
步骤(1)、将乳清蛋白分离物溶解在纯水中，4℃水化，调节pH至9，85～90℃水浴加热得到乳清蛋白凝胶，静置冷却至室温，加入纯水稀释，使用高速均质机对凝胶进行切割直至液体内无明显悬浮颗粒，加纯水稀释得到乳清蛋白凝胶的浓度为0.5～1.5wt％的凝胶分散体，调节凝胶分散体的pH至3～7；
步骤(2)、在加热条件下，按照辅酶Q10和溶剂油的质量体积比为1～5:1mg/mL，边搅拌边将辅酶Q10溶解在溶剂油中，得到负载有辅酶Q10的溶剂油，即为油相；
步骤(3)、往凝胶分散体中加入油相，采用一步乳化法，得到凝胶样的高内相皮克林乳剂。
3.根据权利要求2所述的负载辅酶Q10的高内相皮克林乳剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的凝胶分散体中乳清蛋白凝胶的浓度为1wt％。
4.根据权利要求2所述的负载辅酶Q10的高内相皮克林乳剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的凝胶分散体的pH至3～5。
5.根据权利要求2所述的负载辅酶Q10的高内相皮克林乳剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，将乳清蛋白分离物溶于溶解在纯水中得到初始浓度为15wt％的乳清蛋白分离物溶液，置于4℃过夜水化，调节pH至9，85～90℃水浴加热诱导生成乳清蛋白凝胶，静置冷却至室温，加入纯水稀释至浓度为5wt％，使用高速均质机对凝胶进行切割直至液体内无明显悬浮颗粒，加纯水稀释、调节pH，得到凝胶分散体。
6.根据权利要求2所述的负载辅酶Q10的高内相皮克林乳剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的溶剂油为大豆油、花生油、南极磷虾油、调和油或十二烷。
7.根据权利要求2所述的负载辅酶Q10的高内相皮克林乳剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的辅酶Q10和溶剂油的质量体积比为5:1mg/mL。
8.根据权利要求2所述的负载辅酶Q10的高内相皮克林乳剂的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述的凝胶分散体和油相的体积比为1:4。
9.根据权利要求2所述的负载辅酶Q10的高内相皮克林乳剂的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述的一步乳化法：往凝胶分散体中加入油相，在温度25℃下，使用高速均质机，以转速10000rpm对凝胶分散体与油相进行切割，待液体状的油水两相形成粘稠的固体时表明充分乳化，停止均质，得到凝胶样的高内相皮克林乳剂。
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CN113397122A (zh) * 2021-06-02 2021-09-17 华中农业大学 利用脱盐咸蛋清凝胶颗粒制备耐冻融皮克林乳液的方法
CN113796533A (zh) * 2021-08-26 2021-12-17 华南理工大学 一种由大豆蛋白颗粒稳定的负载叶黄素酯的皮克林纳米乳液及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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