CN118285501A - 一种叶黄素酯纳米乳液和叶黄素酯纳米微囊粉及其制备方法与应用 - Google Patents
一种叶黄素酯纳米乳液和叶黄素酯纳米微囊粉及其制备方法与应用 Download PDFInfo
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- Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)
Abstract
本发明提供一种叶黄素酯纳米乳液和叶黄素酯纳米微囊粉及其制备方法与应用；本发明通过将水相和油相混合后进行剪切高速分散和高压均质，得到叶黄素酯纳米乳液；所述水相为蛋白质和糖的水溶液，油相为叶黄素酯和植物油。将前述的叶黄素酯纳米乳液进行喷雾干燥，得到叶黄素酯纳米微囊粉。本发明的叶黄素酯纳米乳液粒径小、稳定；叶黄素酯纳米微囊粉色泽艳丽、含量高、溶解性高、稳定性好且生物利用率高，而复溶后的平均粒径小于200nm。本发明的配料均为食品原料，且生产工艺简单、易行，易于工业化，因而在营养健康食品、药品及饲料等领域具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于食品、医药加工技术领域，具体涉及一种叶黄素酯纳米乳液和叶黄素酯纳米微囊粉及其制备方法与应用。
背景技术
叶黄素酯是一种广泛存在于包括万寿菊、甘蓝、玉米等植物体内的叶黄素脂肪酸酯，其中在万寿菊中含量最为丰富。市售的叶黄素酯产品大多来源来万寿菊。国内外大量研究证实，叶黄素具有清除自由基、抗氧化、抗癌、预防心血管疾病、改善视力、预防老年性白内障等功效，因而研发以叶黄素为主要功效成分的营养健康食品是相关领域亟待解决的一项重要科技。游离叶黄素通常以结晶形式存在，很难溶于水与油体系，而且易于被氧化，因而其在食品领域中的应用一直受到极大的限制。
相对地，叶黄素酯是一种脂溶性极佳的化合物，而且其稳定性强于游离叶黄素。更为重要的是，叶黄素酯在人体内可较容易地水解为游离叶黄素，其生物利用率远超叶黄素。
叶黄素酯作为新资源食品，可以作为着色剂，添加于除婴幼儿食品之外的食品，用于改善食品色泽，也可以做成主打视力健康功效的营养保健食品。但是，鉴于其油溶特性，目前市面上的叶黄素酯产品形式主要限于软胶囊，后者是将叶黄素酯预混于油介质，并进而密封于软质胶囊的一类胶囊。
为了解决叶黄素酯的应用局限性，国内外迄今为止做了很多的技术尝试，其中微胶囊粉末化技术在提高其稳定性及水分散性等方面最为有效，并且已成功商业化。专利报导的叶黄素酯微囊粉的制备方法涉及叶黄素酯油相制备、乳化及喷雾干燥等三个过程，而且大多涉及小分子乳化剂(油相或水相)及抗氧化剂的使用。国家发明专利CN 102389108报导了一种叶黄素酯微囊粉的典型乳化-喷雾干燥制备方法，首先在40-80℃条件下将叶黄素酯晶体、油相抗氧化剂(单甘酯)、油相乳化剂与植物油混合溶解，制得油相，其次将壁材(OSA改性阿拉伯胶或OSA改性淀粉)、水相抗氧化剂、水相乳化剂(蔗糖酯或改性大豆磷脂)及填充剂溶于水，制备水相，最后经混合、乳化(先预混+高压均质)及喷雾干燥制备得到微囊粉。据称得到的相关微囊粉在水中的溶解性好，且产品稳定性好、色泽佳，复溶后的平均粒径处于亚纳米尺度(>250nm)。国家发明专利CN 103735532和CN 111718288也提出了一种相类似的叶黄素酯微囊粉的制备方法，但与上述专利相比，没有实质的技术进步。国家发明专利CN 106262926没采用植物油作为溶解叶黄素酯的介质，而且直接将叶黄素酯溶于少剂量的油溶性抗氧化剂，之后仍遵循与CN 102389108相类似的乳化-干燥过程，制备得到叶黄素酯含量高于5％且产品稳定性良好的微囊粉。该专利未对相关微囊粉的质量作系统的表征。
考虑到小分子乳化剂潜在的安全性问题，以及一些壁材(如OSA改性淀粉)本身就具有良好的乳化性能，一些发明专利提出了无添加小分子乳化剂的叶黄素酯微囊粉的生产方法。譬如，专利CN112515088和CN110522738中均未加入乳化剂，以阿拉伯胶和改性淀粉为壁材，以低分子量碳水化合物为分散剂，通过高压均质及喷雾干燥得到叶黄素酯微囊粉。但是，相关专利未对获得的相关微囊粉作科学表征，包括粒径，而且叶黄素酯含量不高(<5％)。国家发明专利CN107205456也未添加乳化剂，直接以鱼明胶为分散剂通过均质、精细粉碎且干燥得到颗粒大小为300μm左右的叶黄素酯微囊粉。
从已公开的叶黄素酯微囊粉专利来看，目前相关技术仍存在较多的局限性：(1)普遍使用了合成的小分子乳化剂，从而在一定程度上限制了相关产品在食品中的应用；(2)微囊粉中叶黄素酯的含量通常偏低(介于体重比的1％～5％)；(3)大多场合的叶黄素酯微囊粉经复溶后的粒径偏大(微米尺度)，这会影响相关产品的水分散性、稳定性及生物利用率。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺点和不足，本发明的目的是提供一种叶黄素酯纳米乳液和叶黄素酯纳米微囊粉及其制备方法与应用。
本发明的第一目的在于提供一种无添加小分子乳化剂且食品工业适用的叶黄素酯纳米乳液和叶黄素酯纳米微囊粉的生产方法。该方法利用蛋白质与一些低分子量碳水化合物共混具有优越的协同乳化效率的原理，实现了高油相比例及高固形物含量的叶黄素酯纳米乳液及喷雾干燥微囊粉的高效制备。更为重要的是，适用的碳水化合物本身就是相关喷雾干燥微囊粉的填充剂。该方法的工艺简单可行，没有使用任何的有机溶剂，而且原料都是常见的食品级配料，因而适合用于营养健康食品研发的叶黄素酯纳米乳液和叶黄素酯纳米微囊粉的生产。
本发明的第二目的在于提供一种具有高叶黄素酯含量、高稳定性及高生物利用率的叶黄素酯纳米乳液和水溶型叶黄素酯纳米微囊粉。该微囊粉的叶黄素酯含量可达到干基重量的10％以上，其在水中的溶解度达到90％以上；微囊粉复溶后的平均粒径可低至200nm；微囊粉的叶黄素酯生物利用率都高于30％；微囊粉的叶黄素酯具有优越的UV及热稳定性。
本发明首先制备蛋白质与低分子碳水化合物(糖类)共混的水相；其次，制备叶黄素酯与油相抗氧化剂的植物油油相；最后，上述油相通过剪切分散于水相，接着经高压均质(或微射流均质)得到叶黄素酯纳米乳液，然后喷雾干燥，即获得纳米叶黄素酯微囊粉。
上述技术方案中所述的蛋白质为酪蛋白酸钠、乳清蛋白、大豆分离蛋白、大豆改性蛋白和豌豆分离蛋白的至少一种；所述的糖类化合物为麦芽糊精、海藻糖、蔗糖、葡萄糖、果糖、乳糖中的至少一种；所述的叶黄素酯为含量介于60％-80％的结晶型产品；所述的油相抗氧化剂为生育酚或维生素E；所述的油相为中链甘油三酯、大豆油、花生油、玉米油、橄榄油、亚麻籽油和调和油中的至少一种。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种叶黄素酯纳米乳液的制备方法，包括以下步骤：
将水相和油相混合后进行剪切高速分散和高压均质，得到叶黄素酯纳米乳液；所述水相为蛋白质和糖的水溶液，油相为叶黄素酯和植物油。
优选的，所述蛋白质为酪蛋白酸钠、大豆分离蛋白、豌豆分离蛋白和乳清蛋白中的至少一种；
优选的，所述糖为麦芽糊精、海藻糖、蔗糖、乳糖中的至少一种；
优选的，所述植物油为中链甘油三酯、大豆油、花生油、玉米油、橄榄油、亚麻籽油和调和油中的至少一种；
优选的，按照质量份计，水相包括蛋白质1.8～5份、糖9.5～20份，水75～87份；油相包括叶黄素酯1～5份、植物油3.3～8份。
进一步优选的，按照质量份计，水相包括蛋白质1.8～4.5份、糖9.5～18份，水75～87份；油相包括叶黄素酯1～5份、植物油3.3～8份。
优选的，所述油相还包括油相抗氧化剂；
进一步优选的，所述油相抗氧化剂为生育酚、维生素E中的一种或两种；
进一步优选的，按照质量份计，水相包括蛋白质1.8～5份、糖类9.5～20份，水75～87份；油相包括叶黄素酯1～5份、植物油3.3～8份、油相抗氧化剂0.1份。
优选的，所述油相为叶黄素酯、植物油混合后加热至70℃～75℃熔融得到；
优选的，所述高压均质为微射流乳化处理和高压均质乳化处理中的至少一种。
上述的制备方法制备的叶黄素酯纳米乳液。
优选的，所述叶黄素酯纳米乳液的固形物质量含量在30％以上。
一种叶黄素酯纳米微囊粉的制备方法，包括如下步骤：
将上述的叶黄素酯纳米乳液进行喷雾干燥，得到叶黄素酯纳米微囊粉。
上述的制备方法制备的叶黄素酯纳米微囊粉。
优选的，所述叶黄素酯纳米微囊粉复溶后的平均粒径小于200nm。
上述的叶黄素酯纳米乳液和上述的叶黄素酯纳米微囊粉在制备抗氧化、抗癌药物中的应用。
本发明基于蛋白质与高浓度小分子碳水化合物(糖)协同高效乳化的原理，解决了以蛋白质作为乳化剂(及壁材)替代小分子乳化剂制备叶黄素酯纳米乳液和纳米叶黄素酯微囊粉的技术局限。
本发明进一步优选蛋白质和糖种类及用量、叶黄素酯用量及油相与水相配比，以及均质条件。具体视目标乳液和微囊粉的叶黄素酯含量、粒径及生物利用率而定。
与现有技术相比，本发明具有以下几个方面的优越性：
(1)新产品：本发明提供的一种无添加小分子乳化剂的纳米叶黄素酯微囊粉是至今报导的唯一一款平均粒径处于纳米尺度(甚至可低于200nm)的水溶叶黄素酯微囊粉，具有高叶黄素酯含量、高稳定性且高生物利用率等特征。所有配料均为食品级原料，因而有望广泛地应用于保健品、食品、药品、饲料行业。
(2)新方法及新技术：本发明提供的相关生产方法是基于蛋白质与小分子碳水化合物共混协同具有优越的乳化及稳定作用的前沿科学认知，实现了蛋白质基叶黄素酯纳米乳液及微囊粉的安全且高效的制备。
(3)强工业适用性：本发明的生产方法对工艺及设备的要求低，简单易行且能耗低，无需添加小分子乳化剂，也无需使用有机溶剂，因而在研发基于叶黄素酯功效成分的营养健康食品方面更具优势。
附图说明
图1为实施例1制备得到的蛋白基叶黄素酯纳米乳液在4℃条件下贮存1个月前后的粒径分布图。
图2为实施例1制备得到的叶黄素酯纳米乳液在4℃条件下贮存一个月前后的外观图。
图3为实施例1制备得到的蛋白基叶黄素酯纳米乳液在不同叶黄素酯：油相比例(1:2～1:4)的包封率。
图4为实施例2基于不同蛋白质制备得到的叶黄素酯(纳米)乳液、微囊粉及复溶液(以1％重量百分比的固形物含量配制)的外观图。
图5是实施例2中得到的不同蛋白基叶黄素酯微囊粉与商用叶黄素酯微囊粉的复溶液的粒径分布图。
图6是实施例2中得到的酪蛋白酸钠基叶黄素酯纳米微囊粉(左侧照片)和商用叶黄素酯微囊粉(右侧照片)的扫描电镜图。
图7是实施例2中得到的不同蛋白基叶黄素酯微囊粉与商用微囊粉的叶黄素酯在整个模拟胃-小肠消化过程中的保留率的变化图。
图8是实施例2中得到的不同蛋白基叶黄素酯微囊粉与商用叶黄素酯微囊粉的生物可利用率(数据为三次测量的平均值及方差)。
图9是实施例3中不同微射流处理得到的酪蛋白酸钠基叶黄素酯纳米乳液及微囊粉(复溶液)的粒径分布图。
图10是实施例3中不同微射流处理得到的酪蛋白酸钠基叶黄素酯纳米微囊粉及商用叶黄素酯微囊粉中的叶黄素酯的包封率。
图11是实施例3中不同微射流处理得到的酪蛋白酸钠基叶黄素酯纳米微囊粉及商用叶黄素酯微囊粉的水溶解度(数据为三次测量的平均值及方差)。
图12是实施例4中基于不同植物油(橄榄油、大豆油及亚麻籽油)得到的大豆分离蛋白基叶黄素酯乳液的粒径分布图。
图13是实施例4中得到的叶黄素酯乳液及商用叶黄素酯微囊粉(复溶液)中叶黄素酯的UV稳定性(数据为三次测量的平均值及方差)。
图14是实施例4中得到的叶黄素酯乳液及商用叶黄素酯微囊粉(复溶液)中叶黄素酯的热稳定性(数据为三次测量的平均值及方差)。
具体实施方式
以下通过具体的实施例对本发明的内容作进一步详细的说明。应理解为，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。本实施例中所使用的材料、试剂等，如无特别说明，均为从商业途径购买得到的试剂和材料。
一种叶黄素酯纳米乳液和叶黄素酯纳米微囊粉的制备方法，包括以下步骤：
(1)在搅拌条件下将蛋白质充分溶于糖溶液，得到蛋白-糖共混的水相；
(2)在70℃～80℃条件下将叶黄素酯晶体(纯度60％～80％)与油相抗氧化剂溶于植物油，制得油相；
(3)在避光条件下，通过剪切分散导入油相至水相，共混制得粗乳液，并进一步经过高压均质，得到纳米乳液；
(4)对上述纳米乳液直接进行喷雾干燥，即可获得叶黄素酯微囊粉。
上述步骤(1)中，先配制好糖溶液，其次在搅拌条件下逐渐导入蛋白质，充分溶解。制备水相的温度为40℃～60℃，最适温度为50℃～55℃。
上述步骤(1)制备的水相中蛋白质的质量百分比浓度为1.0％～10.0％，而糖的质量百分比浓度为5％～20％。具体应用的浓度视实施情况而定。
上述步骤(2)中，先将油相抗氧化剂溶于植物油，接着在70℃～80℃条件下将叶黄素酯熔融于其中。
上述步骤(2)所述的油相抗氧化剂的质量百分比浓度为0.05％～1.0％。添加油相抗氧化剂的目的不仅是为了避免叶黄素酯因加热导致氧化的损失，而且也为了延长微囊粉的货架期。
上述步骤(2)中所述的叶黄素酯与油的质量比为1:1～1:4。
上述步骤(3)中所述的剪切处理条件为：温度为40℃～70℃；剪切速率为2000rpm～30000rpm；处理时间为0.5min～5min。具体处理条件视具体生产条件及要求而异。如有必要，粗乳液还可经过胶体磨处理。
上述步骤(3)中所述的高压均质处理可以是常见的高压均质处理，也可以是微射流高压均质处理。优选地，所述微射流乳化处理的条件为40MPa～100MPa下处理1次～6次。
上述步骤(4)中所述的喷雾干燥的条件为：进风温度为140℃～200℃，出风温度为70℃～90℃，进料温度为50℃～75℃；优选地，所述喷雾干燥的条件为进风温度为160℃～170℃，出风温度为80℃～90℃，进料温度为50℃～55℃。
实施例中的商用叶黄素酯微囊粉购自陕西昊森生物科技有限公司，叶黄素酯的含量10wt％。
实施例1
一种无添加小分子乳化剂的蛋白基叶黄素酯纳米乳液及其制备方法，包括如下步骤：
(1)取1.5g大豆分离蛋白粉末和1.5g酪蛋白酸钠粉末，将其分散于97g海藻糖水溶液(含海藻糖10g)中，于室温下连续搅拌2h使蛋白质颗粒充分分散，调节pH至7.0，然后于4℃下静置12h以使蛋白质充分水化，获得蛋白质质量浓度为3％、海藻糖质量浓度为10％的蛋白-糖水相；
(2)在避光条件下，分别将5g质量比为1:2、1:3或1:4的叶黄素酯与中链甘油三酯在75℃水浴锅中加热直至熔化，得到叶黄素酯油相；
(3)在避光条件下，取步骤(1)得到的蛋白-糖水相95g，置于75℃水浴锅中进行预热处理10min，然后加入步骤(2)得到的叶黄素酯油相5g，得到油水混合液；
(4)在75℃、避光条件下，对上述的油水混合液进行剪切乳化，其中所用剪切机械头直径为1cm，剪切速率为30000rpm，剪切时间为2min，得到粗乳液。
(5)对上述制备的粗乳液进行动态高压微射流均质处理，设定均质压力为80MPa，均质次数为1次，得到蛋白基叶黄素酯纳米乳液。叶黄素酯含量分别为7.7％(叶黄素酯与中链甘油三酯的质量比为1:2)、5.8％(叶黄素酯与中链甘油三酯的质量比为1:3)、4.6％(叶黄素酯与中链甘油三酯的质量比为1:4)。
本实施例以叶黄素酯和中链甘油三酯为油相，以复合蛋白(大豆分离蛋白与酪蛋白酸钠以1:1质量比的混合物)为乳化剂，海藻糖为填充剂，通过先剪切分散后微射流高压处理的两步乳化过程，得到不同叶黄素酯含量的纳米乳液。图1为本实施例制备的新鲜或4℃下贮存1个月后的蛋白基叶黄素酯乳液的粒径分布图。如图1所示，获得的三种不同叶黄素酯含量的乳液的乳滴粒径分布曲线均为单峰分布，峰位置的粒径均小于200nm；通过计算，相应的新鲜乳液的平均粒径分别为176.9nm、167.2nm和159.0nm。可见，本实施例制备得到的叶黄素酯乳液均为平均粒径小于200nm的纳米乳液。在4℃条件下贮存一个月之后，本实施例获得的3种纳米乳液仍保持较好的正态单峰分布(如图1所示)，但是平均粒径均有所增加(分别增至196.3nm、172.0nm和169.5nm)。尽管如此，相应乳液的外观在贮藏1个月前后没有明显的变化，如图2所示。本实施例获得的叶黄素酯纳米乳液对叶黄素酯的包封率高达99.5％，如图3所示。可见，本实施例提供的的蛋白基叶黄素酯纳米乳液具有优越的贮存稳定性。
实施例2
一种高叶黄素酯含量、高UV稳定性及高生物利用率的蛋白基叶黄素酯纳米微囊粉，其制备方法包括如下步骤：
(1)分别取4g大豆分离蛋白(SPI)粉末、4g酪蛋白酸钠(SC)粉末、4g乳清分离蛋白(WPI)粉末，在搅拌条件下使其分散于96g麦芽糊精水溶液(含麦芽糊精20g)中；接着，调节pH至7.0，然后于4℃条件下静置12h，使蛋白质充分水化，即获得蛋白质质量浓度为4％、麦芽糊精质量浓度为20％的蛋白(SPI、SC、WPI)-糖共混水相；
(2)在避光条件下，分别将4g叶黄素酯、6g中链甘油三酯及0.1g的α-生育酚混合，于75℃条件下使其熔融，得到油相；
(3)在避光条件下，在剪切条件(速率为30000rpm，时间为2min)下将上述油相添加至预热至75℃的蛋白-糖水相，制得粗乳液；
(4)对上述粗乳液进行动态高压微射流处理(压力80MPa，均质3次)，得到叶黄素酯(纳米)乳液；
(5)对步骤(4)中得到的叶黄素酯纳米乳液进行喷雾干燥(进风温度为160℃，出风温度为85℃，进料速度8mL/min，进料温度为50℃)，最终得到蛋白基叶黄素酯纳米微囊粉。
本实施例选用了常用的三种商用蛋白(大豆分离蛋白、酪蛋白酸钠、乳清分离蛋白)为乳化剂及包埋壁材，麦芽糊精为填充剂，以叶黄素酯和中链甘油三酯为油相，经乳化-喷雾干燥过程，制备获得叶黄素酯纳米微囊粉。经测量，三种微囊粉的叶黄素酯的干基重量约为10.1％。图4为本实施例中的不同蛋白基叶黄素酯纳米乳液、纳米叶黄素酯微囊粉及1％微囊粉复溶液的外观图。所有叶黄素酯乳液及微囊粉都呈现橘黄色，而微囊粉的复溶液呈现亮黄色。
图5为本实施例制备得到的SPI、SC及WPI基叶黄酯微囊粉的复溶液的粒径分布图。图5也包含了一种市场上购买的叶黄素酯微囊粉的复溶液的粒径分布图。由图5可看出，所试的三种蛋白当中，SC基微囊粉产品的复溶液的颗粒呈单一峰分布，且粒径最小(约为205.7nm)，而SPI场合的情况最为复杂，颗粒粒径呈多峰分布。可见，采用单一蛋白作为乳化剂及壁材的条件下，只有SC才能制备得到高叶黄素酯含量的纳米叶黄素酯微囊粉。这与SC分子比SPI或WPI具有更优越的乳化能力及乳液稳定性是紧密相关的。SPI或WPI中的蛋白大多为球蛋白，而且易于在乳化及喷雾干燥过程发生蛋白变性，进而引发油滴间的絮凝反应。
而商用叶黄素酯微囊粉的复溶液的平均粒径达微米级(见图5所示)。
图6(左)为本实施例制备得到的SC基纳米叶黄素酯微囊粉的典型球状颗粒的扫描电子显微镜(SEM)图像，其大小约为10μm，表面光滑。与此相对应，商用微囊粉的颗粒的粒径则要大得多，接近100μm，而且表面相对粗糙(图6右边)。SEM显微观察结果与粒径分布结果(图5)一致，说明本发明制备的纳米叶黄素酯微囊粉的颗粒粒径更小且均一。
采用模拟胃-小肠消化模型，分析了本实施例制备的三种叶黄素酯微囊粉(及商用微囊粉)在消化过程中的稳定性，及生物利用率，结果如图7和图8所示。由图7可见，本实施例制备的三个叶黄素酯微囊粉中的叶黄素酯保留率在整个消化过程中都远高于商用叶黄素酯微囊粉，譬如在胃消化阶段结束后，本实施例制备的三种微囊粉产品的叶黄素酯保留都在93％以上，而商用产品则只有81％左右。本实施制备得到的三种叶黄素酯微囊粉的叶黄素酯的生物利用率差别不大(31％～35％)，但均远高于商用微囊粉(仅16％)(如图8所示)。
总之，本实施例制备的蛋白基叶黄素酯微囊粉(或纳米叶黄素酯微囊粉)不仅叶黄素酯含量高(可高达10％)，而且比商用微囊粉具有更高的消化稳定性及生物利用率。
实施例3
一种高叶黄素酯含量、高包封效率及高水溶解性的酪蛋白酸钠基叶黄素酯纳米微囊粉，其制备方法包括如下步骤：
(1)取5g酪蛋白酸钠(SC)粉末，在搅拌条件下使其分散于95g海藻糖水溶液(含海藻糖20g)中；接着，调节pH至7.0，然后于4℃条件下静置12h，使蛋白质充分水化，即获得蛋白质质量浓度为5％、海藻糖质量浓度为20％的水相；
(2)在避光条件下，分别将5g叶黄素酯、5g中链甘油三酯及0.1g的α-生育酚混合，于75℃条件下使其熔融，得到油相；
(3)在避光条件下，在剪切条件(速率为30000rpm，时间为2min)下将上述油相添加至预热至75℃的蛋白-糖水相，制得粗乳液；
(4)对上述粗乳液进行三种方式的动态高压微射流处理(均质压力60MPa，一次；均质压力80MPa，一次；均质压力80MPa，三次)，获得三种叶黄素酯(纳米)乳液；
(5)对步骤(4)中得到的三种叶黄素酯纳米乳液进行喷雾干燥(进风温度为165℃，出风温度为85℃，进料速度8mL/min，进料温度为55℃)，最终得到三种蛋白基叶黄素酯纳米微囊粉。
本实施例以单一的酪蛋白酸钠为乳化剂及壁材，海藻糖为填充剂，以叶黄素酯和中链甘油三酯为油相，通过乳化-喷雾干燥途径得到不同微射流模式(包括强度和次数)处理的叶黄素酯纳米乳液及纳米微囊粉。相关微囊粉的叶黄素酯含量为12.3％(干基重量比)。
利用马尔文纳米粒度仪测定喷干前后相关纳米乳液及微囊粉(复溶液)的粒径分布，结果如图9所示。粒径分布随着均质压力的增大，峰值左移，峰形变窄，分布更集中，表明在一定均质压力范围内，随着均质压力的增大，乳液粒径逐渐降低，粒径分布越均匀；在相同压力下，随着均质次数的增加，粒径逐渐降低。可见，提高微射流均质的强度对于制备高质量的酪蛋白酸钠基纳米叶黄素酯微囊粉是有利的。
通过对比酪蛋白酸钠基叶黄素酯纳米乳液在喷雾干燥前后的粒径分布的变化(如图9所示)，结果显示两者相差不大，说明采用单一的酪蛋白酸钠制备纳米叶黄素酯微囊粉不会发生较大程度的蛋白聚集。
对本实施例中制备的叶黄素酯纳米微囊粉和商用叶黄素酯微囊粉的包封率进行了测定，结果如图10所示。本实施例制得的叶黄素酯纳米微囊粉的包封率均在90％以上，而商用叶黄素酯微囊粉的包封率仅为81％。同时，也评价了相关微囊粉的溶解度，结果如图11所示。本实施例制得的叶黄素酯纳米微囊粉的溶解度均在90％以上，而商用叶黄素酯微囊粉的溶解度仅只有77％。综上，本实施例的结果证实了利用本发明所述的方法制备得到的纳米叶黄素酯微囊粉具有优越的包埋效率及水溶解性。
实施例4
一种高稳定性的蛋白基叶黄素酯(纳米)乳液及其制备方法，包括如下步骤：
(1)取2g大豆分离蛋白(SPI)粉末，在搅拌条件下使其分散于98g麦芽糊精水溶液(含麦芽糊精15g)中；接着，调节pH至7.0，然后于4℃条件下静置12h，使蛋白质充分水化，即获得蛋白质量浓度为2％、麦芽糊精质量浓度为15％的水相；
(2)在避光条件下，将2g叶黄素酯分别与8g橄榄油、大豆油及亚麻籽油共混，于75℃条件下使其熔融，得到油相；
(3)在避光条件下，在剪切条件(速率为30000rpm，时间为2min)下将上述油相添加至预热至75℃的水相，制得粗乳液；
(4)对上述粗乳液进行动态高压微射流处理(压力80MPa，均质2次)，得到叶黄素酯(纳米)乳液。
本实施例的主要目的是为了探讨油介质种类(橄榄油、大豆油及亚麻籽油)对本发明制备得到的蛋白基叶黄素酯(纳米)乳液的粒径，以及包埋叶黄素酯对光与热的稳定性的影响，结果如图12-14所示。本实施例获得的三种叶黄素酯乳液的平均粒径分别为352.0nm(橄榄油)、340.9nm(大豆油)及321.7nm(亚麻籽油)，均大于实施例1和3中制备的乳液，后者所用的油为中链甘油三酯。相关结果证实，中链甘油三酯(而不是商用植物油)更适合于制备纳米尺度的蛋白基叶黄素酯乳液(及微囊粉)。
将实施例4中获得的三种乳液与商用叶黄素酯微囊粉复溶液置于254nm和365nmUV下照射，分别测定照射不同时间(3h、6h、12h、24h)后样品中叶黄素酯的剩余含量。如图13所示，经过24h照射后，本实施例提供的叶黄素酯乳液中的叶黄素酯的保留率均在88％以上，而商用叶黄素酯微囊粉复溶液的叶黄素酯的保留率仅为4％左右。还测量了它们在避光条件下的热稳定性。如图14所示，在80℃条件下加热处理4h，本实施例制备的三种乳液中的叶黄素酯保留率仍在77％以上，而商用微囊粉复溶液的场合，保留率仅只有67％左右。可见，本实施例制备的叶黄素酯乳液具有良好的UV及热稳定性。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种叶黄素酯纳米乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将水相和油相混合后进行剪切高速分散和高压均质，得到叶黄素酯纳米乳液；所述水相为蛋白质和糖的水溶液，油相为叶黄素酯和植物油。
2.根据权利要求1所述的叶黄素酯纳米乳液的制备方法，其特征在于，所述蛋白质为酪蛋白酸钠、大豆分离蛋白、豌豆分离蛋白和乳清蛋白中的至少一种；所述糖为麦芽糊精、海藻糖、蔗糖、乳糖中的至少一种；所述植物油为中链甘油三酯、大豆油、花生油、玉米油、橄榄油、亚麻籽油和调和油中的至少一种；
按照质量份计，水相包括蛋白质1.8～5份、糖9.5～20份，水75～87份；油相包括叶黄素酯1～5份、植物油3.3～8份。
3.根据权利要求1所述的叶黄素酯纳米乳液的制备方法，其特征在于，所述油相还包括油相抗氧化剂；所述油相抗氧化剂为生育酚、维生素E中的一种或两种；
按照质量份计，水相包括蛋白质1.8～5份、糖类9.5～20份，水75～87份；油相包括叶黄素酯1～5份、植物油3.3～8份、油相抗氧化剂0.1份。
4.根据权利要求1所述的叶黄素酯纳米乳液的制备方法，其特征在于，所述油相为叶黄素酯、植物油混合后加热至70℃～75℃熔融得到；
所述高压均质为微射流乳化处理和高压均质乳化处理中的至少一种。
5.权利要求1-4任一项所述的制备方法制备的叶黄素酯纳米乳液。
6.根据权利要求5所述的叶黄素酯纳米乳液，其特征在于，所述叶黄素酯纳米乳液的固形物质量含量在30％以上。
7.一种叶黄素酯纳米微囊粉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将权利要求5或6所述的叶黄素酯纳米乳液进行喷雾干燥，得到叶黄素酯纳米微囊粉。
8.权利要求7所述的制备方法制备的叶黄素酯纳米微囊粉。
9.根据权利要求8所述的叶黄素酯纳米微囊粉，其特征在于，所述叶黄素酯纳米微囊粉复溶后的平均粒径小于200nm。
10.权利要求5或6所述的叶黄素酯纳米乳液和权利要求8或9所述的叶黄素酯纳米微囊粉在制备抗氧化、抗癌药物中的应用。
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