基于功能性油脂的川陈皮素纳米乳液的制备方法

文档序号:665462 发布日期:2021-04-30 浏览:19次 >En<

阅读说明:本技术 基于功能性油脂的川陈皮素纳米乳液的制备方法 (Preparation method of nobiletin nano emulsion based on functional grease ) 是由 宋明月 陈亦璐 冯炜婷 曹庸 肖杰 曹文静 杨焯仁 于 2020-12-25 设计创作,主要内容包括:本发明提供基于功能性油脂的川陈皮素纳米乳液的制备方法,涉及技术领域。该基于功能性油脂的川陈皮素纳米乳液的制备方法,包括以下具体原料:紫苏籽油、火麻仁油、山茶油、川陈皮素以及乳化剂;所述川陈皮素纳米乳液的配方按以下具体比例配比:紫苏籽油25g、火麻仁油25g、山茶油25g、川陈皮素50mg以及乳化剂若干,川陈皮素纳米乳液的制备方法包括以下具体步骤:S1.油相制备:室温下将50mg川陈皮素加入到25g的紫苏籽油中,然后进行超声加工。通过使用紫苏籽油、火麻仁油、山茶油包埋川陈皮素,并构建纳米乳液转运系统,可有效提高川陈皮素的生物可及性,不仅在一定程度上提高装载物的吸收利用,增强其人体内生物学功能,同时也丰富了保健食品的形式。(The invention provides a preparation method of nobiletin nano-emulsion based on functional grease, and relates to the technical field. The preparation method of the nobiletin nano emulsion based on the functional grease comprises the following specific raw materials: perilla seed oil, hemp seed oil, camellia oil, nobiletin and an emulsifier; the formula of the nobiletin nano emulsion is prepared from the following components in proportion: 25g of perilla seed oil, 25g of hemp seed oil, 25g of camellia oil, 50mg of nobiletin and a plurality of emulsifiers, wherein the preparation method of the nobiletin nano emulsion comprises the following specific steps: s1, oil phase preparation: 50mg of nobiletin was added to 25g of perilla seed oil at room temperature, followed by ultrasonic processing. By embedding the nobiletin with the perilla seed oil, the hemp seed oil and the camellia oil and constructing a nano emulsion transfer system, the biological accessibility of the nobiletin can be effectively improved, the absorption and utilization of loaded substances are improved to a certain extent, the biological function in a human body is enhanced, and the forms of health-care food are enriched.)

基于功能性油脂的川陈皮素纳米乳液的制备方法

技术领域

本发明涉及功能性油脂制备技术领域,具体为基于功能性油脂的川陈皮素纳米乳液的制备方法。

背景技术

川陈皮素在柑橘类果皮中含量丰富且具有多种有益健康的生物学活性,例如调节代谢紊乱、抗炎、抗癌等广泛的生物活性,但因其熔点高(大于150℃)、疏水性高、水溶性差(小于100μg/mL),导致生物可及性低,人体难以对川陈皮素进行有效吸收和利用,很大程度上限制了其生物活性的发挥和产业化应用,而利用纳米乳液将脂溶性营养素如β-胡萝卜素、番茄红素、维生素D3等进行包埋,可有效提高其生物可及性。

功能性油脂是一类对人体有特殊生理作用的油脂,其主要活性成分包括多不饱和脂肪酸、磷脂、脂溶性维生素等其他脂溶性成分,近年来,由于生活水平的提高,人们对营养健康愈发重视,因此,以功能性油脂作为载体的饮料、乳液等复合型食品和保健品有着广阔的发展空间,选用功能性油脂制成纳米乳液,不仅可在一定程度上提高装载物的吸收利用,增强其体内生物学功能,还能丰富保健食品的形式,为此,我们研发出了新的基于功能性油脂的川陈皮素纳米乳液的制备方法。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足,本发明提供了基于功能性油脂的川陈皮素纳米乳液的制备方法,解决了在人体中川陈皮素生物可及性低和功能性油脂吸收利用率低的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:基于功能性油脂的川陈皮素纳米乳液,包括以下具体原料:紫苏籽油、火麻仁油、山茶油、川陈皮素以及乳化剂。

优选的,所述川陈皮素纳米乳液的配方按以下具体比例配比:紫苏籽油25g、火麻仁油25g、山茶油25g、川陈皮素50mg以及乳化剂若干。

基于功能性油脂的川陈皮素纳米乳液的制备方法,包括以下具体步骤:

S1.油相制备:室温下将50mg川陈皮素加入到25g的紫苏籽油中,然后进行超声加工,待川陈皮素完全溶解后即可制得乳液油相;

S2.分别称取为2g、4g、6g、8g、10g的乳化剂和相应质量的超纯水于烧杯中,使水相总质量为75g;

S3.将S2中配置的水相加热搅拌至乳化剂完全溶解,即可制得乳液水相;

S4.将S1和S3中制得的乳液油相和乳液水相进行混合,先以10000r/min高速均质10min,再以100Mpa高压均质7次即可得到川陈皮素纳米乳液;

S5.按S1-S4的步骤,分别以火麻仁油25g、山茶油25g为原料,用同样的方法制得其余两种不同功能性油脂的川陈皮素纳米乳液。

优选的,所述S1中川陈皮素的纯度为95%。

优选的,所述S1油相制备中超声加工时间为2-3h。

优选的,所述S2中的乳化剂为吐温80。

优选的,所述S2中乳化剂和超纯水需按固定比例进行配置。

优选的,所述S3中水相加热搅拌温度为50-60℃。

(三)有益效果

本发明提供了基于功能性油脂的川陈皮素纳米乳液的制备方法。具备以下有益效果:

1、该基于功能性油脂的川陈皮素纳米乳液的制备方法,通过选用功能性油脂制成纳米乳液,不仅在一定程度上提高装载物的吸收利用,增强其人体内生物学功能,同时也丰富了保健食品的形式。

2、该基于功能性油脂的川陈皮素纳米乳液的制备方法,通过使用紫苏籽油、火麻仁油、山茶油包埋川陈皮素,并构建纳米乳液转运系统,可有效提高川陈皮素的生物可及性,值得大力推广。

附图说明

图1为本发明不同乳化剂比例对乳液平均粒径的影响的结构示意图;

图2为本发明紫苏籽油纳米乳液消化过程的粒径分布变化示意图;

图3为本发明火麻仁油纳米乳液消化过程的粒径分布变化示意图;

图4为本发明山茶油纳米乳液消化过程的粒径分布变化示意图;

图5为本发明三种纳米乳液消化过程的微观结构变化示意图;

图6为本发明三种纳米乳液消化过程的电位变化示意图;

图7为本发明三种纳米乳液小肠消化过程的脂肪酸释放率示意图;

图8为本发明三种纳米乳液的生物可及性示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

实施例:

如图1所示,本发明实施例提供基于功能性油脂的川陈皮素纳米乳液,包括以下具体原料:紫苏籽油、火麻仁油、山茶油、川陈皮素以及乳化剂。

川陈皮素纳米乳液的配方按以下具体比例配比:紫苏籽油25g、火麻仁油25g、山茶油25g、川陈皮素50mg以及乳化剂若干。

基于功能性油脂的川陈皮素纳米乳液的制备方法,包括以下具体步骤:

S1.油相制备:室温下将50mg川陈皮素加入到25g的紫苏籽油中,然后进行超声加工,待川陈皮素完全溶解后即可制得乳液油相;

S2.分别称取为2g、4g、6g、8g、10g的乳化剂和相应质量的超纯水于烧杯中,使水相总质量为75g;

S3.将S2中配置的水相加热搅拌至乳化剂完全溶解,即可制得乳液水相;

S4.将S1和S3中制得的乳液油相和乳液水相进行混合,先以10000r/min高速均质10min,再以100Mpa高压均质7次即可得到川陈皮素纳米乳液;

S5.按S1-S4的步骤,分别以火麻仁油25g、山茶油25g为原料,用同样的方法制得其余两种不同功能性油脂的川陈皮素纳米乳液。

S1中川陈皮素的纯度为95%。

S1油相制备中超声加工时间为2-3h。

S2中的乳化剂为吐温80,如图1所示,乳化剂质量分数从2%增加到10%时,乳液的颗粒直径呈现下降趋势,当乳化剂的质量分数为4%时,三种乳液的颗粒直径均小于200nm,符合纳米乳液粒径要求(直径小于200nm),且乳化剂用量较小,因此本实验选取的乳化剂质量分数为4%,制备得到的三种基于功能性油脂的川陈皮素纳米乳液外观均呈乳白色流体,质地均一、细腻,无特殊气味。

S2中乳化剂和超纯水需按固定比例进行配置。

S3中水相加热搅拌温度为50-60℃。

实施例二:

如图2-8所示,本实施例在基于实施例一的基础上:利用制备好的川陈皮素纳米乳液进行体外消化模拟,其具体流程及结果如下:

阶段一:口腔阶段

取4mL乳液加超纯水至20mL,并加入20mL人工唾液,搅拌,调节pH至6.8,在37℃条件下100rev/min震荡10min。

阶段二:胃阶段

取上一步所得的口腔消化液20mL,并加入20mL人工胃液,调节pH至2.5,在37℃条件下100rev/min震荡2h。

阶段三:小肠阶段

分别将187.5mg胆盐加入到3.5mL PBS中,60mg脂肪酶加入到2.5mL PBS中,搅拌制备成悬浊液备用。取30mL上述胃消化液,加入1.5mL小肠液和胆盐,调节pH至7。在37℃的条件下,向消化液中加入脂肪酶,并逐滴加入0.2mol/L NaOH维持pH为7,滴定过程持续2h,记录下NaOH溶液的体积。

阶段四:脂肪酸释放率测定

在模拟小肠消化的过程中,脂肪在脂肪酶的作用下,释放游离脂肪酸,使体系的pH不断下降。使用NaOH对游离脂肪酸进行中和,通过NaOH的消耗体积即可计算出游离脂肪酸的释放率,计算公示如下:

式中:CNaOH为用于中和游离脂肪酸的NaOH浓度(mol/L);VNaOH为用于中和游离脂肪酸的NaOH所用体积(L);M为油脂的平均分子质量(g/mol);m为油脂的质量(g)。

阶段五:生物可及性测定

生物可及性是指胶束中所含川陈皮素与原有纳米乳液中所含的川陈皮素的比值。胶束由游离脂肪酸、甘油一酯和胆盐、磷脂组成,可溶解脂溶性营养素。生物可及性的计算公式如下:

式中:C胶束中川陈皮素为胶束中川陈皮素的浓度(mol/L);C纳米乳液中川陈皮素为原有纳米乳液中川陈皮素的浓度(mol/L)。

取1mL所得小肠消化液于离心管中,37℃、14000r/min离心30min。离心后的中层清液为胶束层。取200μL胶束,加入2倍体积的乙酸乙酯,漩涡震荡30s,以37℃、1170g离心6min。共萃取两次,合并两次清液。45℃蒸干乙酸乙酯后,加入200μL50%甲醇溶解。待测液过膜,加入到内插管中,使用高效液相仪进行测量。

阶段六:粒径分布变化测量

利用激光粒度分布仪分别测定原液和消化过程中所得的口腔、胃、小肠消化液的粒径分布。口腔、小肠消化液使用PBS做分散介质,胃消化液使用酸化水做分散介质。

阶段七:电位变化测量

利用纳米粒度及Zeta电位分析仪测定原液、胶束及口腔、胃、小肠消化液的平均粒径和电位。原液用一级水稀释400倍,口腔、小肠消化液及胶束用PBS(pH7)稀释400倍,胃消化液用酸化水(pH2.5)稀释400倍,再取适量稀释待测液至样品池中进行测定。

阶段八:微观结构观察

利用激光共聚焦显微镜观察原液、口腔、胃、小肠消化液的微观结构。观察前,分别向200μL原始纳米乳液和消化过程中的口腔、胃、小肠消化液加入10μL尼罗红溶液进行染色,采用63倍的滴油物镜进行观察。所有图像均用仪器软件程序拍摄和处理。

阶段九:数据处理

每组实验重复三次,各指标重复测定三次,实验结果以平均值±标准偏差表示。使用SPSS Statistics 24进行数据分析,用OriginPro 9.1软件作图。

由图2-4所示三种乳液的原液、口腔消化阶段以及胃消化阶段的粒径分布较一致,但是在口腔和胃阶段,乳液出现轻微聚集。在小肠阶段,由于胆盐和胰脂肪酶的加入,纳米乳液中的油脂被消化,从而导致乳液结构均被破坏,出现大规模聚集。小肠粒径分布均呈现双峰态或多峰态,这可能是由于体系中存在不同类型的颗粒物质,如不溶性钙盐、蛋白质等。三种乳液均在粒径为0.1-1μm和10-100μm范围内,均出现明显的峰,表明乳液发生聚集,形成了粒径较大的颗粒。其中在0.1-1μm范围内,相对密度从高到低为紫苏籽油>火麻仁油>山茶油,而在10-100μm范围内,相对密度从高到低为山茶油>火麻仁油>紫苏籽油。三种乳液在小肠阶段的粒径分布的差异,可能是由于乳液的破坏程度存在差别。

由图5所示,在口腔和胃阶段,三种乳液的液滴都出现轻微聚集,这与粒径分布的结果一致。在小肠阶段可以看到,山茶油的油滴粒径最小、轻微聚集,紫苏籽油的油滴粒径最大、大规模聚集,火麻仁油的油滴大小和聚集程度处于两者之间。

粒径分布和微观结构图中的结果均表明,三种纳米乳液的消化过程基本一致。但在小肠阶段,三种乳液的油滴粒径大小存在明显差异,最大为紫苏籽油,其次为火麻仁油,最小为火麻仁油,三种纳米乳液的油滴大小和聚集情况的差异,可能是由于三种油的消化程度存在差别。

由图6所示,三种乳液在消化的过程中,电位绝对值均呈现先下降后上升的趋势。这是由于乳液进入口腔消化阶段,由于离子环境的改变从而引发了静电屏蔽效应,导致电位绝对值下降。在胃阶段,电位绝对值出现大幅度的下降,这是可能有以下原因:模拟胃液的pH值低、粒子浓度高;乳液表面的阴离子被胃液中的阳离子中和。在小肠阶段,由于胆盐的加入和油脂分解产生的游离脂肪酸,使电位绝对值上升。这三种乳液中,基于山茶油制备的乳液电位绝对值最高,其次为火麻仁油,紫苏籽油的电位绝对值最小。由于电位绝对值越小,液滴越容易趋向于聚集。因此,这部分结果有助于解释图4中小肠消化阶段所观察到的实验现象,即电位绝对值最小的紫苏籽油纳米乳液经消化后的液滴最大,而电位绝对值最大的山茶油纳米乳液经消化后的液滴则最小

由图7所示,三种油脂在小肠阶段的消化速率均呈现先快后慢的趋势。消化的前10分钟阶段,紫苏籽油和火麻仁油的消化速率无明显差异,山茶油的消化速率最快。脂肪酸释放率越高,脂肪的消化程度越大。因此在消化程度方面,最大的是山茶油(93.7±1.4%),其次为火麻仁油(83.0±1.8%),最小为紫苏籽油(76.4±0.9%),这与粒径分布、微观结构图的结果相一致。

在小肠消化阶段,由于山茶油中的液滴尺寸最小、比表面积最大,增大了液滴与脂肪酶之间的接触面积和反应机会,从而可能使山茶油的消化速率最快。而由于多不饱和脂肪酸存在空间位阻效应,因此相较于富含多不饱和脂肪酸的紫苏籽油和火麻仁油,富含单不饱和脂肪酸的山茶油有更高的消化程度

三种纳米乳液的川陈皮素生物可及性如图8所示,图中的不同字母代表生物可及性存在显著性差异(P<0.05)。

空白组的川陈皮素生物可及性仅为0.3±0.1%。而基于三种功能性油脂构建的纳米乳液,均显著地提高了川陈皮素的生无可及性。其中,紫苏籽油纳米乳液为48.0±1.5%,火麻仁油纳米乳液为46.0±1.0%,山茶油纳米乳液66.4±2.9%。该结果表明,三种纳米乳液在经过消化过程后,川陈皮素有效溶解在胶束中,使川陈皮素的生物可及性有显著的提高。

其中,山茶油纳米乳液提升川陈皮素生物可及性的效果显著地优于紫苏籽油纳米乳液和火麻仁油纳米乳液,这可能是因为山茶油富含单不饱和脂肪酸,在消化过程中的空间位阻效应较小,消化程度更大,形成了更多的胶束来容纳川陈皮素,从而提升了其生无可及性。而对于同样是富含多不饱和脂肪酸的紫苏籽油和火麻仁油,虽然火麻仁油的消化程度高于紫苏籽油,但紫苏籽油纳米乳液的川陈皮素生物可及性更高,这可能是因为紫苏籽油胶束和火麻仁油胶束对川陈皮素的溶解能力存在差异。

综上可得,本发明通过使用紫苏籽油、火麻仁油、山茶油包埋川陈皮素,并构建纳米乳液转运系统,可有效提高川陈皮素的生物可及性。其中,山茶油纳米乳液比紫苏籽油、火麻仁油更有效地提高川陈皮素的生物可及性,这是由于山茶油的消化程度更大,形成更多可容纳川陈皮素的胶束。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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