本发明涉及叶黄素乳化制粒工艺领域，尤其涉及一种叶黄素的超临界乳化制粒工艺。
背景技术：
叶黄素作为一种在自然界分布广泛的非含氧类胡萝卜素，可用作天然着色剂，且具有很强的抗氧化功能，另外其还具有预防白内障、老龄化黄斑变性以及改善皮肤健康等生理功能，但是其在食品工业应用时常受到限制，主要是因为其具有较差的水分散性和理化稳定性，在光照和氧气的条件下，极其容易发生氧化反应降解，而失去了原有的生物活性。由于叶黄素不溶于水，只溶于一些有机溶剂，大大限制了其在实际中的应用。
中国专利cn107410811a公开了一种以叶黄素为芯材，酪蛋白酸钠为壁材制备而成的叶黄素微胶囊。中国专利申请号为200810015871.5的专利公开了一种叶黄素微胶囊及其制备方法，将叶黄素溶于有机溶剂，加入到含乳化剂和抗氧化剂的阿拉伯胶溶液中均质乳化，将乳化好的阿拉伯胶加入到壳聚糖或明胶溶液中凝聚成囊，固化以后用硬脂酸镁处理，干燥得分散性良好的微胶囊。申请号为201010520413.4的专利公开以反式叶黄素晶体为芯材，辛烯基琥珀酸酯化淀粉和蔗糖为壁材，通过乳化、均质、喷雾干燥等工艺，制备叶黄素微胶囊，所得产品微胶囊效率可达到90％。
通过上述专利可以发现，采用微胶囊技术对脂溶性叶黄素晶体进行包埋，可以大大改善其水溶性和稳定性，促进叶黄素在功能性产品中生理功能的发挥。然而上述专利中公开的叶黄素微胶囊虽然众多，但是存在微胶囊大多不可食用，制备过程中往往需要添加诸如吐温-20、吐温-80等，且制备方法繁琐且较为传统，贮存稳定性和生物消化吸收情况未知，包埋率和载药量低的缺陷。此外，明胶、阿拉伯胶、麦芽糊精等都是应用喷雾干燥法制备类胡萝卜素微胶囊的传统壁材。理想的壁材应具有良好的乳化稳定性、成膜性、低粘度、无味、价格便宜等特点，不断开发新型壁材已成为近年来研究的一个热点。
技术实现要素：
(一)发明目的
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种叶黄素的超临界乳化制粒工艺，选择透明质酸作为壁材，利用超临界乳化技术制备得到叶黄素纳米颗粒。
(二)技术方案
为解决上述问题，本发明提出了一种叶黄素的超临界乳化制粒工艺，包括以下步骤：
s1：以叶黄素为芯材，使其溶于95％乙醇中，并加入0.5％卵磷脂，制备成芯材溶液；
s2：选择不同分子量的透明质酸作为壁材，加入水，搅拌溶解，制成不同浓度的壁材溶液；壁材溶液的体积百分比为10％-26％；
s3：将一定量的芯材、壁材加入到特制的超临界预处理乳化装置进行磁力搅拌乳化，制备成叶黄素微乳液；
s4：以超临界二氧化碳为反溶剂，采用高压泵将冷冻的二氧化碳以恒定的流速从顶端连续引入结晶釜中；
s5：当结晶釜中的温度为30℃-45℃，压力为90bar-130bar时，用另一高压泵将叶黄素溶液以恒定速率喷入结晶釜中，在此过程中，微乳液处于超临界状态下，两相混合后表面张力为0；
s6：当体系压力和流量稳定时，将s5中的超临界微乳液在设定的压力、温度条件下预膨胀后，通过喷嘴析出叶黄素微粒。
优选的，s2中，壁材溶液的体积百分比为14％-16％。
优选的，s2中，壁材材料为透明质酸、透明质酸钠、改性透明质酸中得一种或多种。
优选的，s3中，磁力搅拌功率为20-30kw，磁力搅拌时间为15-35min。
优选的，s3中，磁力搅拌功率为23-25kw，磁力搅拌时间为18-30min。
优选的，s4中，超临界二氧化碳流速为10g/min-30g/min。
优选的，s4中，超临界二氧化碳流速为15g/min-25g/min。
优选的，s5中，喷入恒定流速为0.5ml/min-2.0ml/min。
优选的，s5中，喷入恒定流速为1ml/min-2.0ml/min。
优选的，s6中，叶黄素微粒平均粒径为100-1000nm。
本发明中，用以使叶黄素溶液混合均匀，不分层；通过超临界乳化技术进行纳米颗粒制粒，使得易氧化脂溶性维生素在加工过程中处于低温无氧的状态，不易破坏中的活性成分。
本发明中，设置芯材在超临界状态下的乳化，是一种全新的低温乳化技术，并且两相混合后表面张力为0。
本发明中，将超临界流体技术与传统乳液法结合起来，壁材用量少，包埋率较高，为制备纳米颗粒提供了新的方法，为进一步包封热敏性等不稳定药物创造了条件。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
本发明提出的一种叶黄素的超临界乳化制粒工艺，包括以下步骤：
s1：以叶黄素为芯材，使其溶于95％乙醇中，并加入0.5％卵磷脂，制备成芯材溶液；
s2：选择不同分子量的透明质酸作为壁材，加入水，搅拌溶解，制成不同浓度的壁材溶液；壁材溶液的体积百分比为10％-26％；
s3：将一定量的芯材、壁材加入到特制的超临界预处理乳化装置进行磁力搅拌乳化，制备成叶黄素微乳液；磁力搅拌功率为20-30kw，磁力搅拌时间为15-35min；
s4：以超临界二氧化碳为反溶剂，采用高压泵将冷冻的二氧化碳以恒定的流速从顶端连续引入结晶釜中；超临界二氧化碳流速为10g/min-30g/min；
s5：当结晶釜中的温度为30℃-45℃，压力为90bar-130bar时，用另一高压泵将叶黄素溶液以恒定速率喷入结晶釜中，在此过程中，微乳液处于超临界状态下，两相混合后表面张力为0；喷入恒定流速为0.5ml/min-2.0ml/min；
s6：当体系压力和流量稳定时，将s5中的超临界微乳液在设定的压力、温度条件下预膨胀后，通过喷嘴析出叶黄素微粒。
在一个可选的实施例中，壁材溶液的体积百分比为14％-16％。
在一个可选的实施例中，壁材材料为透明质酸、透明质酸钠、改性透明质酸中得一种或多种。
在一个可选的实施例中，磁力搅拌功率为23-25kw，磁力搅拌时间为18-30min。
在一个可选的实施例中，超临界二氧化碳流速为15g/min-25g/min。
在一个可选的实施例中，喷入恒定流速为1ml/min-2.0ml/min。
在一个可选的实施例中，叶黄素微粒平均粒径为100-1000nm。
需要说明的是，在优选条件下，叶黄素微粒的粒度分布窄而均匀，平均粒径在400nm以下。
本发明中，用以使叶黄素溶液混合均匀，不分层。通过超临界乳化技术进行纳米颗粒制粒，使得易氧化脂溶性维生素在加工过程中处于低温无氧的状态，不易破坏中的活性成分。
本发明中，设置芯材在超临界状态下的乳化，是一种全新的低温乳化技术，并且两相混合后表面张力为0。
本发明中，将超临界流体技术与传统乳液法结合起来，壁材用量少，包埋率较高，为制备纳米颗粒提供了新的方法，为进一步包封热敏性等不稳定药物创造了条件。
实施例1：
一种叶黄素的超临界乳化制粒工艺，包括以下步骤：
准确称取两份10mg载体材料透明质酸、5mg聚乙二醇二丙烯酸酯(交联剂)、30mg叶黄素和2mg卵磷脂，分别输送至超临界预处理乳化装置加料罐的第一、第二反应腔；
准确量取90ml纯化水和90ml乙醇分别输送至第一反应腔和第二反应腔进行初步乳化，避免了物料同时加入多种药剂乳化造成乳化不均匀，磁力搅拌功率为23kw。
经过初步乳化的叶黄素通过输料管输送至乳化罐，在乳化罐内进行进一步混合乳化，得到叶黄素微乳液，备用；
打开钢瓶，用高压泵将冷冻和高压的二氧化碳溶液以15g/min流速从顶端注入到结晶釜中；待结晶釜中温度达到42℃、压力达到100bar时，用另一个高压泵将叶黄素混合乳液通入结晶釜；15min后，釜中体系达到平衡状态后，以1.2ml/min的速率将叶黄素微乳液注入。
经过制粒组合式喷嘴时，叶黄素的超临界二氧化碳流体经缓冲室中混合均匀后，喷出叶黄素微粒。
实施例2：
一种叶黄素的超临界乳化制粒工艺，包括以下步骤：
准确称取两份10mg载体材料透明质酸钠、5mg聚乙二醇二丙烯酸酯(交联剂)、30mg叶黄素和2mg卵磷脂，分别输送至超临界预处理乳化装置加料罐的第一、第二反应腔；
准确量取90ml纯化水和90ml乙醇分别输送至第一反应腔和第二反应腔进行初步乳化，避免了物料同时加入多种药剂乳化造成乳化不均匀，磁力搅拌功率为23kw。
经过初步乳化的叶黄素通过输料管输送至乳化罐，在乳化罐内进行进一步混合乳化，得到叶黄素微乳液，备用；
打开钢瓶，用高压泵将冷冻和高压的二氧化碳溶液以15g/min流速从顶端注入到结晶釜中，待结晶釜中温度达到42℃、压力达到100bar时，用另一个高压泵将叶黄素混合乳液通入结晶釜；15min后，釜中体系达到平衡状态后，以1.2ml/min的速率将叶黄素微乳液注入。
经过制粒组合式喷嘴时，叶黄素的超临界二氧化碳流体经缓冲室中混合均匀后，喷出叶黄素微粒。
实施例3：
一种叶黄素的超临界乳化制粒工艺，包括以下步骤：
准确称取两份16mg载体材料透明质酸钠、5mg聚乙二醇二丙烯酸酯(交联剂)、30mg叶黄素和2mg卵磷脂，分别输送至超临界预处理乳化装置加料罐的第一、第二反应腔；准确量取84ml纯化水和90ml乙醇分别输送至第一反应腔和第二反应腔进行初步乳化，避免了物料同时加入多种药剂乳化造成乳化不均匀，磁力搅拌功率为23kw。
经过初步乳化的叶黄素通过输料管输送至乳化罐，在乳化罐内进行进一步混合乳化，得到叶黄素微乳液，备用；
打开钢瓶，用高压泵将冷冻和高压的二氧化碳溶液以15g/min流速从顶端注入到结晶釜中，待结晶釜中温度达到42℃、压力达到100bar时，用另一个高压泵将叶黄素混合乳液通入结晶釜；15min后，釜中体系达到平衡状态后，以1.2ml/min的速率将叶黄素微乳液注入。
经过制粒组合式喷嘴时，叶黄素的超临界二氧化碳流体经缓冲室中混合均匀后，喷出叶黄素微粒。
实施例4：
一种叶黄素的超临界乳化制粒工艺，包括以下步骤：
准确称取两份16mg载体材料透明质酸钠、5mg聚乙二醇二丙烯酸酯(交联剂)、30mg叶黄素和2mg卵磷脂，分别输送至超临界预处理乳化装置加料罐的第一、第二反应腔；
准确量取84ml纯化水和90ml乙醇分别输送至第一反应腔和第二反应腔进行初步乳化，避免了物料同时加入多种药剂乳化造成乳化不均匀，磁力搅拌功率为25kw。
经过初步乳化的叶黄素通过输料管输送至乳化罐，在乳化罐内进行进一步混合乳化，得到叶黄素微乳液，备用；
打开钢瓶，用高压泵将冷冻和高压的二氧化碳溶液以15g/min流速从顶端注入到结晶釜中，待结晶釜中温度达到42℃、压力达到100bar时，用另一个高压泵将叶黄素混合乳液通入结晶釜；15min后，釜中体系达到平衡状态后，以1.2ml/min的速率将叶黄素微乳液注入。
经过制粒组合式喷嘴时，叶黄素的超临界二氧化碳流体经缓冲室中混合均匀后，喷出叶黄素微粒。
实施例5：
一种叶黄素的超临界乳化制粒工艺，包括以下步骤：
准确称取两份16mg载体材料透明质酸钠、5mg聚乙二醇二丙烯酸酯(交联剂)、30mg叶黄素和2mg卵磷脂，分别输送至超临界预处理乳化装置加料罐的第一、第二反应腔；准确量取84ml纯化水和90ml乙醇分别输送至第一反应腔和第二反应腔进行初步乳化，避免了物料同时加入多种药剂乳化造成乳化不均匀，磁力搅拌功率为25kw。
经过初步乳化的叶黄素通过输料管输送至乳化罐，在乳化罐内进行进一步混合乳化，得到叶黄素微乳液，备用；
打开钢瓶，用高压泵将冷冻和高压的二氧化碳溶液以15g/min流速从顶端注入到结晶釜中，待结晶釜中温度达到42℃、压力达到100bar时，用另一个高压泵将叶黄素混合乳液通入结晶釜；15min后，釜中体系达到平衡状态后，以2ml/min的速率将叶黄素微乳液注入。
经过制粒组合式喷嘴时，叶黄素的超临界二氧化碳流体经缓冲室中混合均匀后，喷出叶黄素微粒。
实施例6：
准确称取两份16mg载体材料透明质酸钠、5mg聚乙二醇二丙烯酸酯(交联剂)、30mg叶黄素和2mg卵磷脂分别输送至超临界预处理乳化装置加料罐的第一、第二反应腔，准确量取84ml纯化水和90ml乙醇分别输送至第一反应腔和第二反应腔进行初步乳化，避免了物料同时加入多种药剂乳化造成乳化不均匀，磁力搅拌功率为25kw。
经过初步乳化的叶黄素通过输料管输送至乳化罐，在乳化罐内进行进一步混合乳化，得到叶黄素微乳液，备用；
打开钢瓶，用高压泵将冷冻和高压的二氧化碳溶液以25g/min流速从顶端注入到结晶釜中，待结晶釜中温度达到42℃、压力达到100bar时，用另一个高压泵将叶黄素混合乳液通入结晶釜；15min后，釜中体系达到平衡状态后，以2ml/min的速率将叶黄素微乳液注入。
2、经过制粒组合式喷嘴时，叶黄素的超临界二氧化碳流体经缓冲室中混合均匀后，喷出叶黄素微粒。
根据实施例1-实施例6，在制备纳米颗粒过程中壁材浓度、磁力搅拌功率、流速、喷出流速的影响见表1：
表1
表1表明，采用超临界技术与传统乳化技术相结合，可以制备粒径均一，包封率优，生物溶解度优良的叶黄素微粒。当提高磁力搅拌速度与乳液喷出速度，所得到的叶黄素微粒粒径较小并且粒径均匀；当提高壁材浓度时，所得到的叶黄素微球的包封率较大。
超临界预处理乳化技术克服了物料和溶剂混合不均匀易分层等缺点，解决了传统方法制备出现的样品不够稳定，易于团聚的问题，优选工艺下所制备的样品粒径小于400nm。
一种纳米制粒组合式喷嘴，用以使粒子的大小变得均匀，喷嘴通过压力传感器监控物料堵塞情况，并采用发热套升温解决堵塞问题，解决目前制粒喷嘴工艺易堵塞的技术难题。
本发明中，超临界技术可以一步进行微粒化过程，其中制备出的叶黄素微粒具有无溶剂残留，生物利用度高，微粒粒径均匀等优点，决了叶黄素易氧化和贮藏稳定性差两大技术难题。此外，超临界流体技术是新型绿色技术，二氧化碳可循环使用，能耗低，制时短，适合工业生产推广，促进叶黄素在医药、化妆品、保健品等领域的发展。
本发明中，在低温无氧的状态下，通过超临界乳化技术，选用透明质酸作为壁材，与叶黄素进行乳化制粒，不仅能够保持叶黄素的有效成分不易被氧化，提高叶黄素的质量稳定性。
本发明中，选择合适分子量的透明质酸作为壁材，卵磷脂作为颗粒乳化剂，提供叶黄素的超临界乳化制粒工艺，制备的叶黄素微粒为微纳米级别，具有粒径尺寸可控，粒径均一，有良好水溶性，无溶剂残留，高生物利用率的特性。同时该制备方法操作简便，环境污染小，易于产业化生产。
需要说明的是，透明质酸作为一种独特的线性大分子酸性粘多糖，具有良好的生物相容性和可降解性。是极具潜力的新型壁材，受到研究人员的广泛关注。超临界流体制粒技术是微粒制备技术,可以避免传统的微粒制备方法(如机械粉碎、冷冻干燥、喷雾干燥、溶剂蒸发等)制备的产品粒径大、粒径分布不均匀、溶剂残留量大、易变性且纯度低的缺点,同时该技术可用于制备纳米材料和结晶分离热敏性物质。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。