一种山楂黄酮微胶囊及其制备方法和应用与流程

本发明涉及微胶囊制备
技术领域：
，尤其涉及一种山楂黄酮微胶囊及其制备方法和应用。
背景技术：
：山楂果实中含有丰富的黄酮类化合物，具有抗氧化、降血压、降血脂以及通过抑制炎性生物酶的分泌对伤口起到镇痛愈合的作用等，可以作为功能因子添加到食品或者药品中。但是，黄酮类化合物本身性质并不稳定，易受到空气中氧气、储存环境中光照以及温度等因素的影响，导致黄酮化合物的活性降低甚至活性丧失。采用微胶囊化技术对山楂黄酮进行包埋，不仅有利于黄酮类物质的保存，同时也能使得黄酮类物质在机体中稳定的发挥功能。微胶囊化技术是利用高分子成膜材料将微粒、液滴或气泡等包裹成非均相微小颗粒的一种技术。通过该技术能够达到保护微胶囊芯材理化性质，保持其功能活性并达到可持续释放的目的。但是，目前现有的山楂黄酮微胶囊的制备工艺较复杂，且制备的微胶囊结构不完整，从而导致微胶囊的稳定性较差，进而导致山楂黄酮进入机体后，难以大量到底指定的吸收部位，机体不能对其进行高效的利用，山楂黄酮的生物利用度有待进一步提高。技术实现要素：针对现有山楂黄酮微胶囊制备工艺复杂，制备得到的微胶囊结构不完整，以及山楂黄酮生物利用度低的问题，本发明提供一种山楂黄酮微胶囊及其制备方法和应用。为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：一种山楂黄酮微胶囊，包括芯材和壁材，所述芯材包括山楂黄酮提取物，所述壁材包括酪蛋白磷酸肽、氯化钙、明胶和羧甲基纤维素钠。现有微胶囊一般采用明胶、壳聚糖或海藻酸钠等作为壁材，制备得到的微胶囊的结构不完整，囊壁的强度较小，进入机体后微胶囊的结构很快就会破坏，使得山楂黄酮暴露在机体胃酸、胃蛋白酶等条件下，严重影响山楂黄酮的活性，并导致其难以大量到达指定的吸收部位，从而导致了山楂黄酮口服生物利用度低。本发明在壁材中加入酪蛋白磷酸肽、明胶和羧甲基纤维素钠与氯化钙固化剂进行配合，提高了山楂黄酮的包埋率和缓释效果，同时还能协同促进山楂黄酮降血压、降血脂等生物活性，提高山楂黄酮的生物利用度。酪蛋白磷酸肽可显著提高钙离子与壁材的结合率，提高微胶囊囊壁结构完整度和强度，同时，酪蛋白磷酸肽结构含有大量的磷酸丝氨酸残基，其在肠道ph弱碱性下环境下可阻止消化酶的进一步作用，提高山楂黄酮微胶囊在人体肠道内的稳定性，提高在肠道的缓释效果。更重要的是，酪蛋白磷酸肽还可以与山楂黄酮相互作用，提高山楂黄酮化合物生物学活性和水溶性，从而提高山楂黄酮的生物利用度，进而充分发挥山楂黄酮降血压、降血脂等功效。优选的，所述酪蛋白磷酸肽、氯化钙、明胶和羧甲基纤维素钠的质量比为4-6:4-6:75-85:8-12。与现有技术相比，本发明选用特定比例的酪蛋白磷酸肽、氯化钙、明胶和羧甲基纤维素钠作为微胶囊的壁材，其与氯化钙固化后可形成聚合度高且稳定性好的囊壁，使囊壁具有更好的紧密性和完整性，从而可更好的保护芯材，防止芯材泄漏，从而提高山楂黄酮的生物利用度。优选的，所述芯材和壁材的质量比为1:6-8。优选的壁材与芯材的质量比，可使微胶囊具有较好的完整性和缓释性能、可调控释放性能。优选的，所述山楂黄酮提取物的制备方法为：将含水量为5-15％的山楂冷冻粉碎，过筛，得山楂粉；加入所述山楂粉质量30-40倍的无水乙醇，于50-60℃超声提取30-40min，过滤，得滤渣和滤液；向所述滤渣中加入15-20倍量的无水乙醇，于50-60℃超声提取30-40min，过滤，合并滤液，浓缩，得山楂黄酮提取物。优选的山楂黄酮的制备方法，可使原料中的山楂黄酮成分更多地溶解到提取液中，且避免了山楂黄酮因高温而遭受破坏，同时也避免了无效物质夹带过多而造成提取产物质量很差的矛盾问题。本发明还提供一种山楂黄酮微胶囊的制备方法，包括如下步骤：步骤一、按照设计配比称取各组分，将称取的酪蛋白磷酸肽、氯化钙、明胶和羧甲基纤维素钠分别溶于水中，分别得到酪蛋白磷酸肽溶液、氯化钙溶液、明胶溶液和羧甲基纤维素钠溶液；步骤二、将称取的山楂黄酮提取物溶于水中，得山楂黄酮溶液；步骤三、向所述明胶溶液中加入乳化剂，混合均匀，得明胶乳化液，向所述明胶乳化液中加入所述山楂黄酮溶液，混合均匀，加入所述羧甲基纤维素钠溶液，混合均匀，调节ph为4.3-4.7，于0-5℃条件下，加入所述酪蛋白磷酸肽溶液和氯化钙溶液，调节ph为8-9，固化50-70min，离心，冷冻干燥，得所述山楂黄酮微胶囊。通过上述制备方法得到的微胶囊的粒径集中分布在2μm左右，山楂黄酮的包埋率可达到90％以上。上述制备山楂黄酮微胶囊的工艺简单，条件温和，制备得到的微胶囊的尺寸较小，分离度高，稳定性好，成本低廉，适用于企业大规模生产。优选的，所述酪蛋白磷酸肽溶液的浓度为15-25mg/ml，所述氯化钙溶液的浓度为15-25mg/ml，所述明胶溶液的浓度为12-18mg/ml，所述羧甲基纤维素钠溶液的浓度为1.2-1.8mg/ml。优选的各壁材原料的浓度有利于各原料之间的充分混合均匀，提高微胶囊化效率。优选的，所述山楂黄酮溶液的浓度为35-45mg/ml。优选的山楂黄酮的浓度有利于山楂黄酮的充分乳化，且提高制备的微胶囊中山楂黄酮的浓度，从而提高微胶囊降血脂的效果。优选的，所述乳化剂为吐温80。优选的，所述乳化剂的加入量为所述明胶溶液质量的0.8-1.2％。优选的乳化剂的用量，可使山楂黄酮充分乳化，达到更优异的包埋效果，有利于形成稳定的微胶囊结构。本发明还提供上述山楂黄酮微胶囊在降血脂药品或者保健食品中的应用。本发明制备的山楂黄酮微胶囊具有良好的结构稳定性和强度，可抵抗胃肠道环境对山楂黄酮活性的破坏，具备良好的缓释效果，且包合后能够提高山楂黄酮的活性和溶解度，易于人体吸收，提高山楂黄酮的生物利用度，在降血脂药物或保健食品领域具有广阔的应用前景。附图说明图1为本发明实施例1制备的山楂黄酮微胶囊的扫描电镜图片；图2为本发明实施例1制备的山楂黄酮微胶囊在模拟胃肠液中的缓释效果图。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。实施例1一种山楂黄酮微胶囊的制备方法：步骤一、按照质量比为80:10:5:5称取明胶、羧甲基纤维素钠、酪蛋白磷酸肽和氯化钙，分别将上述各组分溶于水中，分别得到质量浓度为20mg/ml的酪蛋白磷酸肽溶液、质量浓度为20mg/ml的氯化钙溶液、质量浓度为16mg/ml的明胶溶液和质量浓度为1.6mg/ml的羧甲基纤维素钠溶液；步骤二、按芯材和壁材质量比为1:7，称取山楂黄酮提取物，将称取的山楂黄酮提取物溶于质量浓度为90％的乙醇溶液中，制成浓度为40mg/ml的山楂黄酮溶液；步骤三、向所述明胶溶液中加入其质量1wt％的吐温80，混合均匀，得明胶乳化液，向所述明胶乳化液中加入所述山楂黄酮溶液，混合均匀，加入所述羧甲基纤维素钠溶液，混合均匀，调节ph为4.5，于0℃条件下，加入所述酪蛋白磷酸肽溶液和氯化钙溶液，调节ph为8.5，固化60min，离心分离，冷冻干燥12h，得所述山楂黄酮微胶囊。上述山楂黄酮提取物的制备方法为：将含水量为5-15％的山楂冷冻粉碎，过80目筛，得山楂粉；加入所述山楂粉质量35倍的无水乙醇，于55℃超声提取35min，过滤，得滤渣和滤液；向所述滤渣中加入18倍量的无水乙醇，于55℃超声提取35min，过滤，合并滤液，浓缩，得山楂黄酮提取物。实施例1制备的山楂黄酮微胶囊产品的扫描电镜图片如图1所示，从图中可以看出，通过采用本发明提供的山楂黄酮微胶囊的制备方法可获得形态良好的亚微米级的微胶囊，粒径主要分布在2μm左右，且微胶囊分离度高，成囊效果好。微胶囊的包埋率为91.6％。实施例2一种山楂黄酮微胶囊的制备方法：步骤一、按照质量比为85:12:4:6称取明胶、羧甲基纤维素钠、酪蛋白磷酸肽和氯化钙，分别将上述各组分溶于水中，分别得到质量浓度为15mg/ml的酪蛋白磷酸肽溶液、质量浓度为25mg/ml的氯化钙溶液、质量浓度为12mg/ml的明胶溶液和质量浓度为1.8mg/ml的羧甲基纤维素钠溶液；步骤二、按芯材和壁材质量比为1:6，称取山楂黄酮提取物，将称取的山楂黄酮提取物溶于质量浓度为80％的乙醇溶液中，制成浓度为35mg/ml的山楂黄酮溶液；步骤三、向所述明胶溶液中加入其质量0.8wt％的吐温80，混合均匀，得明胶乳化液，向所述明胶乳化液中加入所述山楂黄酮溶液，混合均匀，加入所述羧甲基纤维素钠溶液，混合均匀，调节ph为4.7，于5℃条件下，加入所述酪蛋白磷酸肽溶液和氯化钙溶液，调节ph为8.5，固化60min，离心分离，冷冻干燥12h，得所述山楂黄酮微胶囊。上述山楂黄酮提取物的制备方法为：将含水量为5-15％的山楂冷冻粉碎，过80目筛，得山楂粉；加入所述山楂粉质量30倍的无水乙醇，于60℃超声提取30min，过滤，得滤渣和滤液；向所述滤渣中加入20倍量的无水乙醇，于60℃超声提取30min，过滤，合并滤液，浓缩，得山楂黄酮提取物。本实施例制备的山楂黄酮微胶囊的包埋率为90.8％。实施例3一种山楂黄酮微胶囊的制备方法：步骤一、按照质量比为75:8:6:4称取明胶、羧甲基纤维素钠、酪蛋白磷酸肽和氯化钙，分别将上述各组分溶于水中，分别得到质量浓度为25mg/ml的酪蛋白磷酸肽溶液、质量浓度为15mg/ml的氯化钙溶液、质量浓度为18mg/ml的明胶溶液和质量浓度为1.2mg/ml的羧甲基纤维素钠溶液；步骤二、按芯材和壁材质量比为1:8，称取山楂黄酮提取物，将称取的山楂黄酮提取物溶于质量浓度为70％的乙醇溶液中，制成浓度为45mg/ml的山楂黄酮溶液；步骤三、向所述明胶溶液中加入其质量1.2wt％的吐温80，混合均匀，得明胶乳化液，向所述明胶乳化液中加入所述山楂黄酮溶液，混合均匀，加入所述羧甲基纤维素钠溶液，混合均匀，调节ph为4.3，于2℃条件下，加入所述酪蛋白磷酸肽溶液和氯化钙溶液，调节ph为8.0，固化70min，离心分离，冷冻干燥12h，得所述山楂黄酮微胶囊。上述山楂黄酮提取物的制备方法为：将含水量为5-15％的山楂冷冻粉碎，过80目筛，得山楂粉；加入所述山楂粉质量40倍的无水乙醇，于50℃超声提取40min，过滤，得滤渣和滤液；向所述滤渣中加入15倍量的无水乙醇，于50℃超声提取40min，过滤，合并滤液，浓缩，得山楂黄酮提取物。本实施例制备的山楂黄酮微胶囊的包埋率为91.2％。对比例1一种山楂黄酮微胶囊的制备方法：步骤一、按照质量比为80:10:5称取明胶、羧甲基纤维素钠和氯化钙，分别将上述各组分溶于水中，分别得到质量浓度为20mg/ml的氯化钙溶液、质量浓度为16mg/ml的明胶溶液和质量浓度为1.6mg/ml的羧甲基纤维素钠溶液；步骤二、按芯材和壁材质量比为1:7，称取山楂黄酮提取物，将称取的山楂黄酮提取物溶于质量浓度为90％的乙醇溶液中，制成浓度为40mg/ml的山楂黄酮溶液；步骤三、向所述明胶溶液中加入其质量1wt％的吐温80，混合均匀，得明胶乳化液，向所述明胶乳化液中加入所述山楂黄酮溶液，混合均匀，加入所述羧甲基纤维素钠溶液，混合均匀，调节ph为4.5，于0℃条件下，加入所述酪蛋白磷酸肽溶液和氯化钙溶液，调节ph为9.0，固化50min，离心分离，冷冻干燥12h，得所述山楂黄酮微胶囊。本对比例制备的山楂黄酮微胶囊的包埋率为91.5％。体外缓释试验配制模拟胃液和模拟肠液，将实施例1制备的山楂黄酮微胶囊分别置于模拟胃液和模拟肠液中，然后置于37℃的恒温培养箱中进行体外缓释试验，结果如图2所示。从图中可以看出，在模拟胃液中，山楂黄酮微胶囊的累计释放量经过4h可达到26.09％，此后的4-8h释放速度逐渐减慢，到达8h时累计释放量达到35.91％。在模拟肠液中，山楂黄酮微胶囊经过2h的累计释放量大于其在胃液中的累计释放量，可达到54.61％，从4h开始释放量释放速度减缓，处于较稳定状态。这说明本发明制备的山楂黄酮微胶囊在胃液中较为稳定，当到达主吸收部位小肠后，释放加速，本发明制备的山楂黄酮微胶囊释放规律符合人类营养学消化吸收的特点，在保护和利用山楂黄酮生物活性上具有较好的应用价值。降血脂功能研究选取wistar大鼠63只，随机分为7组，每组9只，分别为空白组，模型组，山楂黄酮提取物组，对比例1组、对比例2组、对比例3组和实施例1组，所有大鼠实验之前饲喂一周以适应环境。按照《保健食品检验与评价技术规范(2003版)》中的方法，在自由采食饲料的同时进行灌胃。空白组自由采食基础饲料，其余6组自由采食高脂饲料。空白组用蒸馏水灌胃，单次给药剂量为1ml/100g体重；模型组，用蒸馏水灌胃，单次给药剂量为1ml/100g体重；山楂黄酮提取物组，用实施例1提取的山楂黄酮提取物灌胃，单次给药剂量为100mg/kg体重；对比例1组，用对比例1制备的山楂黄酮微胶囊灌胃，单次给药剂量为50mg/kg体重；对比例2组，用酪蛋白磷酸肽进行灌胃，单次给药剂量为50mg/kg体重；对比例3组，实施例1组提取的山楂黄酮提取物和酪蛋白磷酸肽的混合物进行灌胃，山楂黄酮提取物和酪蛋白磷酸肽的质量比与实施例1中相同，单次给药剂量为50mg/kg体重；实施例1组，用实施例1制备的山楂黄酮微胶囊灌胃，单次给药剂量为50mg/kg体重；各组大鼠每天给药1次，连续给药5周后，测定大鼠的各项生理生化指标。具体实验设计方案见表1。其中，高脂饲料的配方为：基础饲料78.8％，猪油10％，蛋黄粉10％，胆固醇1％，胆酸盐0.2％。表1实验设计方案在第35天禁食12h后，大鼠股动脉取血，3000r/min离心15min分离出血清，用于血脂指标的测定。解剖大鼠，迅速取出脑、心脏、脾脏及肾脏，剔除其表面的脂肪膜，用生理盐水冲洗干净，用滤纸将水分吸去，然后称重，置洁净塑料盒内密封，血清和各脏器保存于-80℃冰箱，备用。检测指标：(1)体重及采食量：每周记录动物体重及采食量。(2)血清中各生化指标测定：将各组大鼠血清按照每种试剂盒的说明书规范操作，检测以下生化指标：血清总胆固醇(tc)、甘油三酯(tg)、高密度脂蛋白(hdl-c)和低密度脂蛋白(ldl-c)，并可根据公式计算出动脉硬化指数(ai)值：ai＝tc-hdl-c/hdl-c，结果如表2所示。(3)脏器指数计算脏器指数(g/100g)＝脏器质量×100/大鼠体重，结果如表3所示。(4)脂肪湿重和脂肪系数：动物取血后，解剖剥离其肾周及生殖器周脂肪组织，称脂肪重量，计算脂肪系数，结果如表4所示。脂肪系数＝脂肪湿重(g)×100％/体重(g)实验结果：表2各实验组大鼠血清中各生化指标结果注:与空白组比较*p<0.05，**p<0.01；与模型组比较#p<0.05，##p<0.01。由上表可以看出，停药12h后，与空白组比较，模型组的tc、tg、ldl-c均显著性提高(p＜0.01)，hdl-c显著性降低(p＜0.01)，说明高脂模型组大鼠造模成功。与模型组相比，黄酮提取物组，对比例1组、对比例3组和实施例1组大鼠的tc、tg均明显降低，且实施例1组tc极显著降低，降低了23％，实施例1组tg含量降低了36.2％。与模型组(0.45±0.10mmol/l)相比，对比例3组和实施例1组(0.63±0.10mmol/l)hdl-c的含量显著升高(p＜0.05)，其余组有升高的趋势，但差异不具有统计学意义(p＞0.05)；对比例3组和实施例1组ldl-c的含量显著降低，其余组有降低的趋势，但差异不具有统计学意义(p＞0.05)。而且，对比例3组的各生物指标与黄酮提取物组，以及实施例1组的各生化指标与对比例3组相比，均具有显著差异(p＜0.05)。随着大鼠血脂的改变，各组大鼠的ai均值出现了不同的变化。模型组的ai值高达4.38±1.51，具有较高的动脉粥样硬化风险，通过给药治疗后，对比例1组、实施例1组大鼠的ai值分别下降了30.8％、41.6％。说明实施例1组与对比例1组和对比例3组相比，具有更明显的降低实验大鼠患动脉粥样硬化风险的效果。表3各实验组大鼠脏器系数结果组别肝脏系数/％脾脏系数/％心脏系数/％肾脏系数/％空白组2.46±0.06#0.20±0.03##0.33±0.020.53±0.04模型组2.70±0.19*0.24±0.06**0.32±0.040.52±0.03黄酮提取物组2.53±0.140.21±0.01#0.32±0.040.51±0.02对比例1组2.63±0.190.20±0.02#0.32±0.030.52±0.03对比例2组2.69±0.20*0.22±0.08**0.31±0.050.54±0.04对比例3组2.48±0.22#0.20±0.01#0.31±0.040.51±0.07实施例1组2.44±0.12#0.19±0.01##0.31±0.020.51±0.04注:与空白组比较*p<0.05，**p<0.01；与模型组比较#p<0.05，##p<0.01。肝脏和脾脏系数増大，表明喂养高脂饲料会造成大鼠肝损伤和脾损伤。从上表可以看出，与空白组相比，模型组的肝脏系数增加，且具有显著性差异，(p＜0.05)；与模型组相比，对比例3组和实施例1组肝脏系数具有显著性差异(p＜0.05)。相比于模型组，黄酮提取物组、对比例1组、对比例3组和实施例1组大鼠的脾脏指数明显降低，且与对比例1组、对比例3组和山楂黄酮提取物组相比，实施例1组脾脏指数降低更加显著，降低了20.8％。而且，对比例3组的大鼠脏器系数明显低于黄酮提取物组(p＜0.05)，实施例1组的大鼠脏器系数明显低于对比例3组(p＜0.05)。表4各实验组脂肪系数结果注:与空白组比较*p<0.05，**p<0.01；与模型组比较#p<0.05，##p<0.01。从上表可以看出，与空白组比较，模型组的附睾脂肪系数、肾周脂肪系数和总脂肪系数均有增加，且有统计学意义(p<0.01或p<0.05)。与模型组相比，实施例1组对肾周脂肪系数具有降低作用，且具有极显著性差异(p<0.01)，降低了21.3％；黄酮提取物组，对比例1组、对比例3组对肾周脂肪系数也具有降低作用，且具有显著性差异(p<0.05)，但是不具有极显著差异。与模型组相比，各组对附睾脂肪系数均有降低，但是，与对比例1组、对比例3组和黄酮提取物组相比，实施例1组降低效果更明显，下降21.5％。与模型组相比，虽然各组对总脂肪系数均有降低，但只有实施例1组的差异具有统计学意义(p＜0.05)，仅为3.83％，由此可以说明实施例1组制备的山楂黄酮微胶囊可能有减肥作用。而且，对比例3组的各脂肪系数与黄酮提取物组，以及实施例1组的脂肪系数与对比例3组相比，均具有显著差异(p＜0.05)。通过以上试验证明，酪蛋白磷酸肽的加入不但提高了芯材的包埋率，提高了微胶囊结构的稳定性，同时还与山楂黄酮之间存在协同增效的作用。证明了本发明制备的山楂黄酮微胶囊在降血脂方面具有较好的应用前景。在本发明限定的其他壁材原料的质量比范围内，及制备方法的工艺参数的其他参数范围内，均可达到与本发明实施例1基本相同的降血脂的效果。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3