一种提高脂质体高离子强度下稳定性的方法与流程

本发明涉及一种提高脂质体高离子强度下稳定性的方法，属于微胶囊与稳态化技术领域。

背景技术：

我国有着丰富的香精香料资源，广泛应用于食品和卷烟中。香精香料是加工食品香味的主要来源，在食品工业生产中发挥着重要的作用，不仅能够赋予食品各种各样的香味从而弥补食品因加工制造过程而损失的自然风味，而且能掩盖不良气味并发挥杀菌防腐等作用。在卷烟中，烟用香精香料是其生产不可缺少的原料，也是构成卷烟品牌风格的重要因素，能够增补矫正香气、改进抽吸风味、增强烟草物理性能。

但以肉桂醛为代表的天然植物精油中的活性成分难溶于水、易挥发，这严重影响了其功能作用的发挥。因此，将活性成分微胶囊化可明显地降低其挥发性，增强其稳定性。目前，常用的微胶囊化方法有复合凝聚法、喷雾干燥法、包合法等。但采用这些方法制备的胶囊化精油尺度达几十微米级，且具有分散不稳定的问题，在实际应用中存在较大局限。

脂质体包埋是一种特殊的微胶囊技术，它是磷脂的分子分散在水中所形成得双分子层结构，可实现对亲水性和疏水性物质的多组分复合包埋。其尺度相对较小，易于分散和悬浮，表现出与传统微胶囊方法不同的独特性能。目前，脂质体多用于功能性成分的包埋，精油脂质体成效显著，已通过薄膜水化-超声法成功包埋茶树精油、柠檬精油、肉豆蔻油，乙醇注入法制备丁香酚精油等。脂质体的不稳定性也对其应用造成了限制，如双层破坏、芯材泄漏、不可逆聚集等。稳定性的影响因素很多，如温度、pH、离子强度等，其中离子强度对脂质体的影响不可忽视。然而，目前报道中涉及的脂质体制备的水化体系及应用体系仅局限于水溶液或离子强度低的缓冲液。

携载精油的脂质体具有赋香和抑菌的双重功效，其应用体系中会存在高离子强度，如腌制食品、卷烟纸制备的助燃剂添加环境等体系中离子强度相对较高，而脂质体是一种特殊胶束，在此体系中其稳定性易受离子强度引起的静电屏蔽作用而发生聚集、融合、上浮等失稳现象。聚电解质修饰有利于提高脂质体的胶体稳定性，目前见诸报道的多糖如改性淀粉、壳聚糖、黄原胶、果胶等，可形成具有一定结构的保护层，显著改善脂质体的体外稳定性。但迄今为止，报道均未涉及高离子强度下如何改善脂质体的不稳定性。

羧甲基纤维素钠(Carboxymethyl Cellulose，简称CMCNa)，是天然纤维素与苛性碱及一氯醋酸反应后制得的一种阴离子型纤维素醚，作为增稠剂和絮凝剂，广泛应用于食品、造纸等行业。

技术实现要素：

为了提高高离子强度下脂质体的稳定性，本发明以肉桂醛作为代表性植物精油成分，基于包埋精油的脂质体在离子强度相对较高环境中的失稳现象，并比较了CMCNa分子结构参数和浓度对脂质体的表观状态、粒径分布、包埋效果及释放性的影响，实现高离子强度下稳定型脂质体的制备。在酸性条件下利用CMCNa分子链上有效电荷来抵抗正电荷的增加，分子间排斥力减弱，分子链易于卷曲；CMCNa参与维持体系的成盐平衡状态，使之保持稳定。CMCNa的耐酸耐盐性取决于化学结构参数，如相对分子质量、取代度(DS)等，同时也与浓度、pH、离子强度等密切相关。

本发明的目的是提供一种提高脂质体高离子强度下稳定性的方法，采用乙醇注入法，制备过程的水化体系中加入羧甲基纤维素钠(CMCNa)，改善高离子强度水化体系脂质体的稳定性，突破该脂质体的高离子强度环境应用限制。

本发明的方法，是以香料为芯材，载体、辅以羧甲基纤维素钠为脂质体壁材，采用乙醇注入法制得脂质体产品；所述羧甲基纤维素钠溶解在高离子强度水化体系中。

所述方法包括以下步骤：

(1)将载体、香料，溶解于乙醇中；

(2)一定量羧甲基纤维素钠溶解于高离子强度水溶液中，搅拌得到高离子强度水化体系；

(3)将步骤(1)得到的溶液快速注射到步骤(2)的水化体系中，搅拌水化；

(4)除去无水乙醇，得到高离子强度水化体系稳定型脂质体。

在一种实施方式中，所述香料与水化体系的比例为1:30～1:50(m/v，g/mL)。

在一种实施方式中，所述香料为食用或烟用香料。

在一种实施方式中，所述香料为肉桂醛、香叶油、薄荷油等。

在一种实施方式中，所述载体浓度为3％～8％(w/v)，所述香料含量为载体重量的2％～20％(w/w)，所述羧甲基纤维素钠溶解于高离子强度水溶液中后的浓度为0.2％～1％(w/v)。

在一种实施方式中，所述载体浓度为4％～5％(w/v)。

在一种实施方式中，所述香料含量为载体重量的7％～13％(w/w)。

在一种实施方式中，所述羧甲基纤维素钠溶解于高离子强度水溶液中后的浓度为0.8％～1％(w/v)。

在一种实施方式中，所述的载体为卵磷脂、表面活性剂。

在一种实施方式中，所述卵磷脂可以是蛋黄卵磷脂或者大豆卵磷脂。

在一种实施方式中，所述表面活性剂可以是司班、吐温、磷脂、胆固醇等，比如吐温80。

在一种实施方式中，所述卵磷脂与表面活性剂的质量比为1:0.5～1:1。

在一种实施方式中，所述卵磷脂与吐温80的质量比为1:0.73。

在一种实施方式中，所述羧甲基纤维素钠的取代度为0.85～0.95。

在一种实施方式中，所述羧甲基纤维素钠的取代度为0.89(CMCNa-I)、0.90(CMCNa-П)、0.94(CMCNa-Ш)。

在一种实施方式中，高离子强度水溶液的离子强度为0.5mol/L以上(即阳离子浓度在0.5mol/L以上)。

在一种实施方式中，高离子强度水溶液是柠檬酸钾/钠水溶液、柠檬酸钾溶液、柠檬酸钠溶液或者氯化钠溶液。

在一种实施方式中，高离子强度水溶液配制比例为柠檬酸钾:柠檬酸钠:水＝(10～20):1:(100～150)(w/w/v)。

在一种实施方式中，高离子强度水溶液配制比例为柠檬酸钾:柠檬酸钠:水＝16:1:128(w/w/v)，离子强度为0.66mol/L。

在一种实施方式中，所述的蛋黄卵磷脂、吐温、肉桂醛的质量比为1:0.73:0.173。

在一种实施方式中，所述步骤(1)的乙醇为无水乙醇。

在一种实施方式中，所述步骤(3)的水化温度为35～45℃，水化时间为6～15min。

在一种实施方式中，所述步骤(3)的水化温度为40℃，水化时间为10min。

在一种实施方式中，所述步骤(4)的除去乙醇是采用旋转蒸发的方式。

在一种实施方式中，乙醇采用真空旋转蒸发仪除去，温度为40℃。

在以上技术方案中，所述高离子强度水化体系脂质体，是指以高离子强度的水溶液代替传统的脂质体水化体系所制得的脂质体。

本发明的优点和效果：

1、本发明对脂质体水化体系进行了创新性设计，以应用环境的高离子强度体系为水化体系，取代传统脂质体制备的水化体系，这样可以保证应用环境体系的一致性；

2、针对肉桂醛脂质体颗粒聚集现象严重的问题引入了羧甲基纤维素钠成分，利用羧甲基纤维素钠来改善脂质体的失稳现象。

3、羧甲基纤维素钠本身是食品加工中常用的增稠剂以及卷烟纸制造过程中所添加的一种施胶剂，对应用环境不会产生影响。

本发明创造性地将应用环境中的高离子强度水溶液作为脂质体制备的水化介质，解决脂质体应用环境的限制。同时，引入羧甲基纤维素钠，解决高离子强度水化体系脂质体颗粒聚集现象的问题，改善其稳定性，更好地应用在食品及卷烟中。除此之外，该方法制备的脂质体也可以应用于其他极端环境的体系中，有利于脂质体应用体系的扩展。

附图说明

图1为实施例3采用添加不同浓度的羧甲基纤维素钠制备的脂质体；其中a:0(w/v)；b:0.2％(w/v)；c:0.5％(w/v)；d:0.8％(w/v)；e:1％(w/v)；

图2为实施例4采用不同取代度的羧甲基纤维素钠制备的脂质体；其中A:未添加CMC；B:CMCNa-П；C:CMCNa-I；D:CMCNa-Ш；

具体实施方式

取代度(DS)：指分子中每个葡萄糖苷单元上的羟基(-OH)通过醚键被羧甲基钠(-CH₂COONa)代替的平均数目。

平均粒径的测定：采用多角度粒度与高灵敏度Zeta电位分析仪测定样品的平均粒径，将稀释10倍样品装入塑料比色皿测定平均粒径，测定温度为25℃，重复3次。

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1

准确称取蛋黄卵磷脂1g、吐温800.73g，肉桂醛载量分别为2％(34.6mg)、10％(0.173g)、20％(0.346g)，溶于5mL无水乙醇，搅拌至溶，将其快速注入搅拌状态下的40mL高离子强度水化体系(柠檬酸钾:柠檬酸钠:水＝16:1:128，w/w/v)，搅拌水化10min，旋转蒸发除去乙醇(40℃)，冷却，得到高离子强度水化体系脂质体，置于冰箱冷藏保存。脂质体样品处在极不稳定状态，颗粒聚集现象迅速且严重。芯材载量2％的脂质体包封率为64％，芯材载量10％的脂质体包封率为48％，芯材载量20％的脂质体包封率为33％。

实施例2

准确称取羧甲基纤维素钠(CMCNa-П)0.32g，搅拌溶于高离子强度水化体系(柠檬酸钾:柠檬酸钠:水＝16:1:128，w/w/v)。准确称取蛋黄卵磷脂1g、吐温800.73g，肉桂醛0.173g，溶于5mL无水乙醇，搅拌至溶，将其快速注入搅拌状态下的40mL高离子强度水化体系，搅拌水化10min，旋转蒸发除去乙醇(40℃)，冷却，得到高离子强度水化体系脂质体，置于冰箱冷藏保存。脂质体样品聚集现象大大改善，在4℃冰箱冷藏条件下，放置15天仍未见明显分层聚集现象。脂质体产品平均粒径为1431nm，采用超声处理之后，颗粒平均粒径达278nm。样品用柠檬酸钾/钠混合液(柠檬酸钾:柠檬酸钠:水＝16:1:128，w/w/v)稀释10倍，放在45℃水浴中搅拌加热，6h后脂质体样品的保留率在85％以上。

实施例3

分别准确称取羧甲基纤维素钠(CMCNa-П)0.08g、0.2g、0.32g、0.4g，搅拌溶于水化体系(柠檬酸钾:柠檬酸钠:水＝16:1:128，w/w/v)。准确称取蛋黄卵磷脂1g、吐温800.73g，肉桂醛0.173g，溶于5mL无水乙醇，搅拌至溶，将其快速注入搅拌状态下的40mL高离子强度水化体系，搅拌水化10min，旋转蒸发除去乙醇(40℃)，冷却，得到聚集现象改善效果不同的高离子强度水化体系脂质体。CMCNa-П添加量为0.08g和0.2g所制备的脂质体颗粒聚集现象未有很明显的改善，添加量为0.32g和0.4g所制备的脂质体颗粒无明显聚集现象，在4℃冰箱冷藏条件下，放置15天仍未见明显分层聚集现象。

实施例4

分别准确称取取代度为0.89、0.90、0.94的羧甲基纤维素钠CMCNa-I、CMCNa-П、CMCNa-Ш0.08g，搅拌溶于水化体系(柠檬酸钾:柠檬酸钠:水＝16:1:128，w/w/v)。准确称取蛋黄卵磷脂1g、吐温800.73g，肉桂醛0.173g，溶于5mL无水乙醇，搅拌至溶，将其快速注入搅拌状态下的40mL高离子强度水化体系，搅拌水化10min，旋转蒸发除去乙醇(40℃)，冷却，得到聚集现象改善效果不同的高离子强度水化体系脂质体，添加CMCNa-Ш所制备的脂质体颗粒聚集现象与未添加的相比无明显改善效果，添加CMCNa-I、CMCNa-П所制备的脂质体颗粒无明显聚集现象。将CMCNa-I、所制备的脂质体样品用柠檬酸钾/钠混合液(柠檬酸钾:柠檬酸钠:水＝16:1:128，w/w/v)稀释10倍，放在45℃水浴中搅拌加热，6h后脂质体样品的保留率在78％以上。

实施例5

称取羧甲基纤维素钠(CMCNa-П)，搅拌溶于离子强度为0.66mol/L的柠檬酸钾/钠溶液，得到高离子强度水化体系。准确称取大豆卵磷脂、司班，香叶油，溶于5mL无水乙醇，搅拌至溶，将其快速注入搅拌状态下的40mL高离子强度水化体系。其中，所述羧甲基纤维素钠溶解于柠檬酸钾/钠水溶液中后的浓度为0.8％(w/v)，大豆卵磷脂与司班的质量比为1:0.5且大豆卵磷脂和司班总浓度为3％(w/v)，香叶油含量为大豆卵磷脂和司班总重量的7％(w/w)。

35℃搅拌水化15min，旋转蒸发除去乙醇(40℃)，冷却，得到高离子强度水化体系脂质体，置于冰箱冷藏保存。脂质体样品聚集现象大大改善，在4℃冰箱冷藏条件下，放置15天仍未见明显分层聚集现象。脂质体产品平均粒径为1234nm。所制备的脂质体样品用柠檬酸钾/钠混合液(柠檬酸钾:柠檬酸钠:水＝16:1:128，w/w/v)稀释10倍，放在45℃水浴中搅拌加热，6h后脂质体样品的保留率在75％。

实施例6

称取羧甲基纤维素钠(CMCNa-П)，搅拌溶于离子强度为0.55mol/L的柠檬酸钾溶液，得到高离子强度水化体系。准确称取大豆卵磷脂、司班，香叶油，溶于5mL无水乙醇，搅拌至溶，将其快速注入搅拌状态下的40mL高离子强度水化体系。其中，所述羧甲基纤维素钠溶解于柠檬酸钾/钠水溶液中后的浓度为1％(w/v)，大豆卵磷脂与司班的质量比为1:1且大豆卵磷脂和司班总浓度为8％(w/v)，香叶油含量为大豆卵磷脂和司班总重量的13％(w/w)。

45℃搅拌水化6min，旋转蒸发除去乙醇(40℃)，冷却，得到高离子强度水化体系脂质体，置于冰箱冷藏保存。脂质体样品聚集现象大大改善，在4℃冰箱冷藏条件下，放置15天仍未见明显分层聚集现象。脂质体产品平均粒径为1212nm。所制备的脂质体样品用柠檬酸钾/钠混合液(柠檬酸钾:柠檬酸钠:水＝16:1:128，w/w/v)稀释10倍，放在45℃水浴中搅拌加热，6h后脂质体样品的保留率在74％。

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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的范围之内。