一种虾青素-海藻酸钙微球的制备方法与流程

本发明涉及食品加工技术领域，具体涉及一种以结肠为靶点的虾青素-海藻酸钙微球的制备方法。

背景技术：

脂溶性营养物质是指一类能够溶解在脂肪中，进而被人体摄入、消化、吸收的物质，常见的脂溶性营养物质包括鱼油、藻油、磷脂、维生素a、维生素d、维生素e等。虾青素，是一类脂溶性的类胡萝卜素营养素，是体内维生素a的主要来源，同时还具有抗氧化性、预防癌症、增强免疫力、改善视力、延缓衰老等功效。

近年来，虾青素作为一种营养和药物成分受到消费者越来越多的重视，但虾青素水溶性较差，限制了它在食品工业中的应用。此外，虾青素分子结构上的双键使其易受氧化剂、光、热、酸等多种环境因素的影响而被破坏，造成产品质量不稳定。因此，虾青素在用于功能性食品前，需要某种形式的保护。常见的方法包括乳液、纳米粒子、脂质体等，但上述载运体系都以将小分子目标物在小肠稳定释放为目的。虾青素对肠道炎症、肠癌等结肠类疾病具有很好的防护作用，但虾青素的吸收部位与作用靶点的差异性及虾青素转运过程中分子结构的改变对其应用造成了一定的影响。因此，构建一种能使虾青素在结肠部位稳定释放的载运体系成为一种迫切的需求。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术的缺点，制备一种能使虾青素在结肠稳定释放并吸收的载运体系。

为了达到上述目的，本发明提供一种虾青素-海藻酸钙微球的制备方法，包括步骤：

s1、制备油相：取虾青素溶解在橄榄油中，配置成油相；所述虾青素和橄榄油的重量体积比为：1:90～1:110g/ml；

s2、制备水相：取卵磷脂溶解于水中，配置成水相；所述卵磷脂和水的料液比为：1:15～1:35g/ml

s3、混合：将步骤s1所述油相和步骤s2所述水相按体积比1:24～1:9混合，13000～15000rpm/min高速分散2～4min，得混合液a；

s4、均质：将步骤s3所述混合液a在9000～10000psi压力下高压均质2～5次，得到稳定的虾青素-卵磷脂乳液；

s5、分散：将步骤s4所述虾青素-卵磷脂乳液加入海藻酸钠，20～25℃、搅拌，充分混匀后，14000～16000rpm/min高速分散2～3min，得到混合液b；所述海藻酸钠和虾青素-卵磷脂乳液的重量体积比为1:50～1:25g/ml；

s6、微球制备：用喷雾的方式将步骤s5所述混合液b雾化滴入5～10g/ml的氯化钙溶液中，20～25℃下搅拌混匀，得终产物虾青素-海藻酸钙微球；所述混合液b与氯化钙溶液的体积比为1:100～1:120。

优选方式下，步骤s5所述搅拌具体为：250～350rpm搅拌30～40min。

优选方式下，步骤s6所述喷雾的雾滴大小为：0.1～10μm；所述搅拌具体为：250～350rpm搅拌30～40min。

优选方式下，所述虾青素-海藻酸钙微球的制备方法，包括步骤：

s1、制备油相：取虾青素溶解在橄榄油中，配置成油相；所述虾青素和橄榄油的重量体积比为：1:100g/ml；

s2、制备水相：取卵磷脂溶解于水中，配置成水相；所述卵磷脂和水的料液比为：1:20g/ml

s3、混合：将步骤s1所述油相和步骤s2所述水相按体积比7:93混合，15000rpm/min高速分散2min，得混合液a；

s4、均质：将步骤s3所述混合液a在10000psi压力下高压均质5次，得到稳定的虾青素-卵磷脂乳液；

s5、分散：将步骤s4所述虾青素-卵磷脂乳液加入海藻酸钠，25℃下、300rpm搅拌30min，充分混匀后，15000rpm/min高速分散2min，得到混合液b；所述海藻酸钠和虾青素-卵磷脂乳液的重量体积比为3:100g/ml；

s6、微球制备：用喷壶以喷雾的方式将步骤s5所述混合液b雾化滴入7g/ml的氯化钙溶液中，25℃下、300rpm搅拌30min，得终产物虾青素-海藻酸钙微球；所述喷壶喷出雾滴大小为：0.1～10μm；所述混合液b与氯化钙溶液的体积比为1:100。

本发明的有益效果是：

将虾青素-卵磷脂乳液与海藻酸钠混合均匀后，以喷雾方式将其分散成微米级的液滴，与氯化钙溶液反应形成粒径为微米级别的虾青素-海藻酸钙微球，既可增强虾青素在储存条件下及上消化道转运过程中的稳定性，又能被结肠内的微生物裂解释放，使虾青素在结肠释放及吸收。

本发明的制备方法简单易行，制作出的微球具有较好的稳定性，可用于虾青素的稳定贮藏和体内的靶向释放，对结肠性疾病具有更好的效果。

附图说明

图1光学显微镜观察本发明实施例1制备的虾青素-海藻酸钙微球经盐离子处理后的状态，比例尺为bar＝20μm。

图2是本发明实施例1制备的虾青素-海藻酸钙微球的光学显微镜图，比例尺为bar＝20μm。

图3是本发明实施例2所述口腔消化样品的光学显微镜观察图，比例尺为bar＝20μm。

图4是本发明实施例2所述胃消化样品的光学显微镜观察图，比例尺为bar＝20μm。

图5是本发明实施例2所述小肠消化样品的光学显微镜观察图，比例尺为bar＝20μm。

图6是本发明实施例1制备的虾青素-海藻酸钙微球荧光显微镜观察图，观察倍数为200x。

图7是本发明实施例2所述口腔消化样品的荧光显微镜观察图，观察倍数为200x。

图8是本发明实施例2所述胃消化样品的荧光显微镜观察图，观察倍数为200x。

图9是本发明实施例2所述小肠消化样品的荧光显微镜观察图，观察倍数为200x。

图10是本发明实施例2消化0h的结肠消化样品的荧光显微镜观察图，观察倍数为400x。

图11是本发明实施例2消化3h的结肠消化样品的荧光显微镜观察图，观察倍数为400x。

图12是本发明实施例2消化6h的结肠消化样品的荧光显微镜观察图，观察倍数为400x。

图13是本发明实施例2消化24h的结肠消化样品的荧光显微镜观察图，观察倍数为400x。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能更好地理解本发明的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。

本发明所要解决的技术问题在于：怎样制备一种能使虾青素在结肠稳定释放并吸收的载运体系。

本发明所需要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：一种以结肠为靶点的虾青素-海藻酸钙微球的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)将虾青素按照1:100(w/v)溶于橄榄油中，配置成油相待用；(2)将卵磷脂按照1:20(w/v)溶解于去离子水中，配置成水相待用；(3)将水相与油相以93:7的比例混合，15000rpm/min高速分散2min；(4)10000psi高压均质5次后得到稳定的虾青素-卵磷脂乳液；(5)乳液中再次加入3％(w/v)的海藻酸钠，25℃搅拌30min，充分混匀，15000rpm/min高速分散2min；(6)溶液以加压喷雾的方式滴入7％(w/v)的氯化钙溶液中，室温搅拌30min，制得稳定的虾青素-海藻酸钙微球。

实施例1

s1、制备油相：取虾青素溶解在橄榄油中，配置成油相；所述虾青素和橄榄油的重量体积比为：1:100g/ml；

s2、制备水相：取卵磷脂溶解于水中，配置成水相；所述卵磷脂和水的料液比为：1:20g/ml

s3、混合：将步骤s1所述油相和步骤s2所述水相按体积比7:93混合，15000rpm/min高速分散2min，得混合液a；

s4、均质：将步骤s3所述混合液a在10000psi压力下高压均质5次，得到稳定的虾青素-卵磷脂乳液；

s5、分散：将步骤s4所述虾青素-卵磷脂乳液加入海藻酸钠，25℃下、300rpm搅拌30min，充分混匀后，15000rpm/min高速分散2min，得到混合液b；所述海藻酸钠和虾青素-卵磷脂乳液的重量体积比为3:100g/ml；

s6、微球制备：用喷壶以喷雾的方式将步骤s5所述混合液b雾化滴入7g/ml的氯化钙溶液中，25℃下、300rpm搅拌30min，得终产物虾青素-海藻酸钙微球；所述喷壶喷出雾滴大小为：0.1～10μm；所述混合液b与氯化钙溶液的体积比为1:100。

实施例2

(1)稳定性测定。

盐离子处理：配置0.5mol/l的nacl溶液，将实施例1所得产物虾青素-海藻酸钙微球以体积比1:1的比例加入到nacl溶液中，反应30min后测粒径。并用光学显微镜进行观察，结果如图1所示。

(2)消化液的配置

口腔液：漱口后，自然流出的口水作为口腔液。

胃液：10g胃蛋白酶(15000u)溶解在16.4ml稀盐酸(10％，v/v)中，加水稀释至1000ml，调节ph至2；

小肠液：6.8gkh2po4和10g胰蛋白酶(≥180units)溶解于1000ml蒸馏水中，调节ph至6.8；

结肠液：取1g新鲜粪便放入5ml离心管中，加入2mlpbs溶液，4℃静置5min，涡旋震荡溶解完全；离心(1000rpm，5min)，取0.5ml上清液加到5ml灭菌的gmm培养基中，作为结肠液；其中，gmm培养基的组成由表1所示：

表1gmm的配方

所述维生素混合物：md-vs^tm，矿物质混合物：md-tms^tm。

(3)模拟消化

口腔模拟：将实施例1制备的虾青素-海藻酸钙微球以体积比1:1的比例与所述口腔液混合，在37℃条件下120rpm摇晃3h，得口腔消化样品；

胃模拟：将所述口腔消化样品以体积比为1:1的比例与胃液混合，37℃反应3h，得到胃液消化样品；

小肠模拟：将所述胃液消化样品按体积比为1:1的比例与小肠液混合，37℃下分别反应24h，得到小肠消化样品；

结肠模拟：将所述小肠消化样品按体积比为1:1的比例与结肠液混合，37℃厌氧条件下反应24h，得到结肠消化样品。

用光学显微镜对口腔消化样品、胃液消化样品和小肠消化样品进行观察，结果如图2～图5所示。

染色：分别将口腔消化样品、胃液消化样品、小肠消化样品和结肠消化样品与1mg/ml尼罗红染液反应一分钟，用荧光显微镜在543nm激发光下观察；其中，所述结肠消化样品分别为结肠模拟消化0h、3h、6h和24h后的结肠消化样品；其中，所述结肠模拟消化0h的结肠消化样品是将所述小肠消化样品与所述结肠液按体积比1:1进行混合后的样品。结果如图6～图13所示。

如图1所示，实施例1制备的虾青素-海藻酸钙微球经过盐离子处理后，形态大小未发生明显变化。图2至图5为本发明实施例1制备的虾青素-海藻酸钙微球及其经过口腔、胃及小肠消化后的显微镜观察图片。实验结果表明，微球的直径0.5～5微米，且经过上消化道的消化后(即经过口腔、胃和小肠消化后)，其外观并没有发生明显改变。此外，图6至图9是本发明实施例1制备的虾青素-海藻酸钙微球未经处理及经口腔、胃、小肠消化后的释放情况，荧光显微镜结果显示微球经上消化道消化后(即经过口腔、胃和小肠消化后)，在口腔消化样品、胃液消化样品和小肠消化样品中并没有检测到明显的橄榄油的释放，表明该微球可耐受上消化道的消化。图10至图13是本发明实施例1制备的虾青素-海藻酸钙微球在结肠内消化0h、3h、6h、24h后的释放情况，荧光显微镜结果显示微球经结肠液消化后，在消化3h、6h、24h的结肠消化样品中检测到明显的含虾青素橄榄油的释放，且随时间的延长释放更加明显，表明该微球可以在结肠环境中被破坏，进而释放出载运的虾青素。

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披露的技术范围内，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。