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一种负载虾青素的壳聚糖-纤维素复合纳米颗粒溶胶及其制备方法

申请号 CN202311672417.8 申请日 2023-12-07 公开(公告)号 CN117694531A 公开(公告)日 2024-03-15
申请人 浙江大学宁波“五位一体”校区教育发展中心; 发明人 蔡路昀; 栾倩; 干淼钰; 徐冉; 田方;
摘要 本 发明 公开了一种负载虾青素的壳聚糖‑ 纤维 素复合纳米颗粒溶胶的制备方法,包括如下步骤:1)将虾青素丙 酮 溶液滴加到 纤维素 纳米纤维 溶液中,搅拌反应0.5~2h,然后再加入 水 溶性壳聚糖溶液,搅拌反应0.5~2h,得到壳聚糖‑虾青素‑纤维素溶液;2)将步骤1)所得壳聚糖‑虾青素‑纤维素溶液通过旋转 蒸发 除去丙酮,在4‑25℃条件下离心除去不溶物,取上层澄清液体,即得负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶。本发明所述负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶具有颗粒粒径小、ζ电位高的特点,赋予虾青素较高的环境 稳定性 ;且,呈透亮的橘红色,提高虾青素的 水溶性 ,表现出良好的虾青素肠道递送能 力 。
权利要求

1.一种负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)将虾青素丙溶液滴加到纤维素纳米纤维溶液中,搅拌反应0.5~2h,然后再加入溶性壳聚糖溶液,搅拌反应0.5~2h,得到壳聚糖‑虾青素‑纤维素溶液;其中,纤维素纳米纤维是表面富含羧基的纤维素纳米纤维,表面羧基含量为0.5~1.8mmol/g;
2)将步骤1)所得壳聚糖‑虾青素‑纤维素溶液通过旋转蒸发除去丙酮,在4~25℃条件下离心除去不溶物,取上层澄清液体,即得负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶。
2.根据权利要求1所述的一种负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶的制备方法,其特征在于,步骤1)中的水溶性壳聚糖是通过HCl处理壳聚糖制备得到的壳聚糖盐酸盐,脱乙酰基度为70~90%,粘度为10~100mPa·s,10g/L溶液pH为2~6。
3.根据权利要求1所述的一种负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶的制备方法,其特征在于,步骤1)中纤维素纳米纤维溶液和水溶性壳聚糖溶液的体积比为1:(0~
9),且水溶性壳聚糖溶液的体积不为0;虾青素丙酮溶液的添加量为纤维素纳米纤维溶液和水溶性壳聚糖溶液总体积的5~50%;其中,所述纤维素纳米纤维溶液的浓度为0.1~1mg/mL,以水为溶剂;所述水溶性壳聚糖溶液的浓度为0.01~0.1mg/mL,以水为溶剂;所述虾青素丙酮溶液的浓度为0.01~0.5mg/mL,以丙酮为溶剂。
4.根据权利要求1所述的一种负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶的制备方法,其特征在于,步骤1)中的纤维素纳米纤维使用前需要进行超声预处理,在功率300~
1200W超声5~30min。
5.根据权利要求1所述的一种负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶的制备方法,其特征在于,步骤1)中搅拌的转速为400~1500rpm,反应的温度为0~25℃;步骤2)中旋转蒸发的条件为:30~50℃旋转蒸发5~30min,转速为80~200rpm,离心的条件为:6000~12000rpm离心5~30min;步骤1)和步骤2)均在避光条件下进行。
6.权利要求1~5中任意一项方法制备的负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶。
7.根据权利要求6所述的负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶,其特征在于,溶胶的ζ电位为‑40~‑55mV;负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒的平均粒径为
50~200nm,虾青素负载量为2.5~7.5%,对虾青素的包埋率为85%以上。

说明书全文

一种负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶及其制

备方法

技术领域

[0001] 本发明具有涉及一种负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶及其制备方法。

背景技术

[0002] 虾青素(3,3’‑二羟基‑4,4’‑二基‑β,β’‑胡萝卜素)是一种脂溶性酮式类胡萝卜素,具有11个共轭双键和极性/非极性结构,其特殊结构使得虾青素能够清除细胞膜内外的自由基,赋予了虾青素抗化和抗炎等一系列生物活性,可用于氧化应激相关疾病预防治疗,是一种有前景的合成抗氧化剂替代品。但是,较差的溶性和稳定性导致了虾青素较低的生物利用度,这限制了其在功能性食品和医药行业的应用。目前,已构建了乳液、脂质体、固体脂质纳米颗粒、纳米结构脂质载体、聚合物纳米颗粒、凝胶等多种微/纳米载体用于虾青素的保护和递送。
[0003] 在各种递送系统中,复合凝聚物具有加工条件简单温和、理化稳定性高、包埋率高和可以控制生物活性物质释放的优点。相反,乳液、脂质体、固体脂质纳米颗粒、纳米结构脂质载体等脂基载体需要大量表面活性剂和复杂的制备过程来实现预期效果,会大大增强胃肠道刺激和毒性。复合凝聚主要通过溶液中带相反电荷聚电解质之间的静电相互作用驱动,通常使用蛋白质和阴离子多糖制备负载食品成分的复合凝聚物。因此,含有大量反应性官能团的多糖基复合凝聚物在生物材料领域引发了关注。
[0004] 纤维素和甲壳素是自然界中含量第一和第二的多糖,通过化学修饰可以增强或丰富其性能。羧甲基纤维素、羟丙基纤维素等不同纤维素衍生物已被广泛用于递送系统的制备,但是这些衍生物的水溶性和物理降解性限制了虾青素的胃肠道递送。来源于甲壳素N‑脱乙酰基反应的壳聚糖是一种天然的聚阳离子电解质,其在中性和性环境中稳定,但在酸性条件下对虾青素的保护能不足。此外,由于壳聚糖难溶于水,需要在乙酸等酸性溶剂中溶解,会导致酸敏感的虾青素降解。

发明内容

[0005] 本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶,具有粒径小、水溶性高、pH响应性能的特点,赋予虾青素较高的环境稳定性,表现出良好的虾青素肠道递送能力。
[0006] 本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为:
[0007] 一种负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶的制备方法,包括如下步骤:
[0008] 1)将虾青素丙酮溶液滴加到纤维素纳米纤维溶液中,搅拌反应0.5~2h,然后再加入水溶性壳聚糖溶液,搅拌反应0.5~2h,得到壳聚糖‑虾青素‑纤维素溶液;
[0009] 2)将步骤1)所得壳聚糖‑虾青素‑纤维素溶液通过旋转蒸发除去丙酮,在4~25℃条件下离心除去不溶物,取上层澄清液体,即得负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶。
[0010] 按上述方案,步骤1)中的纤维素纳米纤维是表面富含羧基的纤维素纳米纤维,表面羧基含量为0.5~1.8mmol/g,是纤维素通过TEMPO(2,2,6,6‑四甲基哌啶‑氮‑氧化物)媒介氧化体系制备得到,使用前需要先进行超声预处理。其中,超声预处理的条件为:300~1200W超声5~30min。
[0011] 按上述方案,步骤1)中的水溶性壳聚糖是通过HCl处理壳聚糖制备得到的壳聚糖盐酸盐,脱乙酰基度为70~90%,粘度(10g/L溶液,20℃)为10~100mPa·s,pH(10g/L溶液)为2~6。
[0012] 按上述方案,步骤1)中纤维素纳米纤维溶液和水溶性壳聚糖溶液的体积比为1:(0~9),且水溶性壳聚糖溶液的体积不为0;虾青素丙酮溶液的添加量为纤维素纳米纤维溶液和水溶性壳聚糖溶液总体积的5~50%。其中,所述纤维素纳米纤维溶液由纤维素纳米纤维溶解在水中所得,纤维素纳米纤维含量为0.1~1mg/mL,置于0~25℃贮藏;所述水溶性壳聚糖溶液由水溶性壳聚糖溶解于水中所得,水溶性壳聚糖含量为0.01~0.1mg/mL,置于0~25℃贮藏;所述虾青素丙酮溶液由虾青素溶解在丙酮中所得,虾青素的含量为0.01~0.5mg/mL,置于‑20~5℃贮藏。
[0013] 按上述方案,步骤1)中搅拌的转速为400~1500rpm,反应的温度为0~25℃。
[0014] 按上述方案,步骤2)中旋转蒸发的条件为:30~50℃旋转蒸发5~30min,转速为80~200rpm;离心的条件为:6000~12000rpm离心5~30min。
[0015] 按上述方案,步骤1)和步骤2)中,所有反应均在避光条件下进行。
[0016] 上述方法制备的负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶,其中,复合纳米颗粒的平均粒径为50~200nm,ζ电位为‑40~‑55mV,壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒中虾青素负载量为2.5~7.5%,对虾青素的包埋率达到85%以上。
[0017] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:
[0018] (1)本发明所述负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶具有颗粒粒径小、ζ电位高的特点,赋予虾青素较高的环境稳定性;且呈透亮的橘红色,提高虾青素的水溶性,表现出良好的虾青素肠道递送能力。
[0019] (2)本发明选用TEMPO媒介氧化体系改性制备得到的纤维素纳米纤维和HCl改性制备得到的水溶性壳聚糖为原料,其中纤维素纳米纤维具有良好的水分散性和天然纤维素的抗消化性,能够建立具有pH响应特性的物理屏障,壳聚糖的水溶性能够避免使用酸性溶剂导致的虾青素降解。
[0020] (3)通过复合凝聚技术与虾青素共混制备负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶,相比于直接与纤维素或壳聚糖共混,纤维素纳米纤维和水溶性壳聚糖之间的复合凝聚可以在较宽pH范围内保持虾青素的稳定性,通过调节纤维素纳米纤维溶液和水溶性壳聚糖溶液的含量和比例,可以控制聚电解质间的相互作用类型和结合程度,从而调控复合纳米颗粒的粒径、pH响应性能以及在水中的溶解性和稳定性。
[0021] (4)本发明所述纤维素纳米颗粒为虾青素稳态化加工和递送提供了新的解决方案,且属环境友好材料,制备过程环保无污染,工艺简单、制备条件温和,所用原料来源广泛,价格低廉,可生物降解,无毒无污染,且具有良好的生物相容性附图说明
[0022] 图1为实施例1所得负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶的宏观形貌图和透射电镜图;
[0023] 图2为实施例1所得负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶和对比例2所得游离虾青素溶液暴露于紫外光照下的虾青素保留率;
[0024] 图3中,(a)代表实施例1所得负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶和对比例2所得游离虾青素溶液在不同温度下的虾青素保留率,(b)代表实施例1所得负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶在不同温度下的粒径和电位;
[0025] 图4中,(a),(b)分别代表实施例1所得负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶和对比例2所得游离虾青素溶液在不同pH下的宏观图和虾青素保留率,(c)代表实施例1所得负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶在不同pH下的粒径和电位;
[0026] 图5中,(a)代表实施例1所得负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶和对比例2所得游离虾青素溶液在不同NaCl浓度下的虾青素保留率,(b)代表实施例1所得负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶在不同NaCl浓度下的粒径和电位;
[0027] 图6为实施例1所得负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶和对比例2所得游离虾青素溶液在不同贮藏时间的虾青素保留率;
[0028] 图7中,(a),(b),(c)分别代表实施例1所得负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶在胃肠道模拟消化过程中的虾青素释放率、粒径和电位。

具体实施方式

[0029] 为了更好地理解本发明,下面结合实施例进一步阐明本发明的内容,但本发明不仅仅局限于下面的实施例。
[0030] 下述实施例中,纤维素纳米纤维由桉木纤维素经TEMPO媒介氧化体系制备而成,纤维素纳米纤维表面羧基含量为1.60±0.02mmol/g,使用前需要先进行超声预处理。其中,超声预处理的条件为:900W超声20min。
[0031] 下述实施例中,所述纤维素纳米纤维溶液由纤维素纳米纤维溶解在水中所得,纤维素纳米纤维的浓度为0.1~1mg/mL,置于0~25℃贮藏;所述水溶性壳聚糖溶液由水溶性壳聚糖溶解于水中所得,水溶性壳聚糖的浓度为0.01~0.1mg/mL,置于0~25℃贮藏;所述虾青素丙酮溶液由虾青素溶解在丙酮中所得,虾青素的浓度为0.01~0.5mg/mL,置于‑20~5℃贮藏。
[0032] 实施例1
[0033] 一种负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶的制备方法,具体步骤如下:
[0034] 1)在20℃条件下,将2mL浓度0.1mg/mL的虾青素丙酮溶液滴加到10mL浓度0.3mg/mL的纤维素纳米纤维溶液中,在转速800rpm的条件下避光搅拌反应0.5h,然后再加入10mL浓度0.04mg/mL的水溶性壳聚糖溶液,在转速800rpm的条件下避光搅拌反应0.5h,得到壳聚糖‑虾青素‑纤维素溶液;
[0035] 2)在37℃条件下,使用转速120rpm避光旋转蒸发步骤1)所得壳聚糖‑虾青素‑纤维素溶液15min以除去丙酮,在4℃条件下,10000rpm离心15min以除去不溶物,取上层澄清液体,即得负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶。
[0036] 实施例2
[0037] 一种负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶的制备方法,具体步骤如下:
[0038] 1)在20℃条件下,将2mL浓度0.1mg/mL的虾青素丙酮溶液滴加到10mL浓度0.2mg/mL的纤维素纳米纤维溶液中,在转速800rpm的条件下避光搅拌反应0.5h,然后再加入10mL浓度0.05mg/mL的水溶性壳聚糖溶液,在转速800rpm的条件下避光搅拌反应0.5h,得到壳聚糖‑虾青素‑纤维素溶液;
[0039] 2)在37℃条件下,使用转速120rpm避光旋转蒸发步骤1)所得壳聚糖‑虾青素‑纤维素溶液15min以除去丙酮,在4℃条件下,10000rpm离心15min以除去不溶物,取上层澄清液体,即得负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶。
[0040] 实施例3
[0041] 一种负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶的制备方法,具体步骤如下:
[0042] 1)在20℃条件下,将2mL浓度0.1mg/mL的虾青素丙酮溶液滴加到10mL浓度0.3mg/mL的纤维素纳米纤维溶液中,在转速800rpm的条件下避光搅拌反应0.5h,然后再加入10mL浓度0.05mg/mL的水溶性壳聚糖溶液,在转速800rpm的条件下避光搅拌反应0.5h,得到壳聚糖‑虾青素‑纤维素溶液;
[0043] 2)在37℃条件下,使用转速120rpm避光旋转蒸发步骤1)所得壳聚糖‑虾青素‑纤维素溶液15min以除去丙酮,在4℃条件下,10000rpm离心15min以除去不溶物,取上层澄清液体,即得负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶。
[0044] 实施例4
[0045] 一种负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶的制备方法,具体步骤如下:
[0046] 1)在20℃条件下,将2mL浓度0.1mg/mL的虾青素丙酮溶液滴加到10mL浓度0.4mg/mL的纤维素纳米纤维溶液中,在转速800rpm的条件下避光搅拌反应0.5h,然后再加入10mL浓度0.05mg/mL的水溶性壳聚糖溶液,在转速800rpm的条件下避光搅拌反应0.5h,得到壳聚糖‑虾青素‑纤维素溶液;
[0047] 2)在37℃条件下,使用转速120rpm避光旋转蒸发步骤1)所得壳聚糖‑虾青素‑纤维素溶液15min以除去丙酮,在4℃条件下,10000rpm离心15min以除去不溶物,取上层澄清液体,即得负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶。
[0048] 实施例5
[0049] 一种负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶的制备方法,具体步骤如下:
[0050] 1)在20℃条件下,将2mL浓度0.1mg/mL的虾青素丙酮溶液滴加到10mL浓度0.5mg/mL的纤维素纳米纤维溶液中,在转速800rpm的条件下避光搅拌反应0.5h,然后再加入10mL浓度0.05mg/mL的水溶性壳聚糖溶液,在转速800rpm的条件下避光搅拌反应0.5h,得到壳聚糖‑虾青素‑纤维素溶液;
[0051] 2)在37℃条件下,使用转速120rpm避光旋转蒸发步骤1)所得壳聚糖‑虾青素‑纤维素溶液15min以除去丙酮,在4℃条件下,10000rpm离心15min以除去不溶物,取上层澄清液体,即得负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶。
[0052] 实施例6
[0053] 一种负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶的制备方法,具体步骤如下:
[0054] 1)在20℃条件下,将2mL浓度0.1mg/mL的虾青素丙酮溶液滴加到10mL浓度0.6mg/mL的纤维素纳米纤维溶液中,在转速800rpm的条件下避光搅拌反应0.5h,然后再加入10mL浓度0.05mg/mL的水溶性壳聚糖溶液,在转速800rpm的条件下避光搅拌反应0.5h,得到壳聚糖‑虾青素‑纤维素溶液;
[0055] 2)在37℃条件下,使用转速120rpm避光旋转蒸发步骤1)所得壳聚糖‑虾青素‑纤维素溶液15min以除去丙酮,在4℃条件下,10000rpm离心15min以除去不溶物,取上层澄清液体,即得负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶。
[0056] 对比例1
[0057] 与实施例4的区别在于,水溶性壳聚糖溶液浓度不同,具体步骤如下:
[0058] 1)在20℃条件下,将2mL浓度0.1mg/mL的虾青素丙酮溶液滴加到10mL浓度0.4mg/mL的纤维素纳米纤维溶液中,在转速800rpm的条件下避光搅拌反应0.5h,然后再加入10mL浓度0.25mg/mL的水溶性壳聚糖溶液,在转速800rpm的条件下避光搅拌反应0.5h,得到壳聚糖‑虾青素‑纤维素溶液;
[0059] 2)在37℃条件下,使用转速120rpm避光旋转蒸发步骤1)所得壳聚糖‑虾青素‑纤维素溶液15min以除去丙酮,在4℃条件下,10000rpm离心15min以除去不溶物,取上层澄清液体,即得负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶。
[0060] 对比例2
[0061] 与实施例1~6的区别在于,未使用壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒作为虾青素的负载载体,具体步骤如下:
[0062] 在20℃条件下,称取1mg虾青素,加入10mL DMSO,避光振荡10min充分溶解,取5mL虾青素DMSO溶液,加入45mL去离子水,避光振荡1min充分混合,即得对比例2的游离虾青素溶液。
[0063] 性能测试
[0064] 1、纳米颗粒的粒径、电位、包埋率和载药量(载药量即虾青素负载量)测试[0065] 实施例1~6和对比例1制备的负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶用去离子水稀释至一定浓度后,使用尔文纳米粒度电位仪测定其粒径和电位。结果如表1所示。
[0066] 实施例1~6和对比例1制备的负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶通过以下方式计算虾青素的包封率:取1mL负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶,加入5mL提取液(二氯甲烷与甲醇体积比为2:1),充分振荡5min,7000rpm离心5min,测定下层二氯甲烷溶液在478nm波长下的吸光强度,根据虾青素标准曲线计算样品中虾青素的浓度,进而按照如下公式计算包埋率EE及负载量LC。结果如表1所示。
[0067] EE(%)=m2/m1×100
[0068] LC(%)=m2/m0×100
[0069] 式中:m0为负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶总质量(mg,以干重计);m1为虾青素添加量(mg,以干重计);m2为负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶内虾青素含量(mg,以干重计)。
[0070] 表1
[0071]
[0072]
[0073] 从表1结果可以看出,本发明实施例制备的负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶中纳米颗粒的平均粒径在55~100nm范围左右,粒径较小,ζ电位绝对值显著高于30mV,表明负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶状态稳定,其中复合纳米颗粒对虾青素的包埋率均在80%以上,具有较高的包埋率和负载量。实施例1和对比例1相比可知,通过调节水溶性壳聚糖的浓度,可以控制负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶的ζ电位,从而改变复合纳米颗粒的粒径和pH响应性能。而对比例1中,水溶性壳聚糖浓度较高,纳米颗粒ζ电位由负值升高至30.82mV,在中性环境中发生絮凝。
[0074] 如图1所示,纯虾青素在水中无法溶解,实施例1所得负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶呈透亮的橘红色,其微观结构近似球形,表明水溶性壳聚糖与纤维素纳米纤维的复合赋予了虾青素良好的水溶性。而且,经测试,该负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶具有丁达尔效应。
[0075] 2、环境稳定性测试
[0076] 紫外光照稳定性:将2mL虾青素浓度为10μg/mL的实施例1所得负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶和2mL虾青素浓度为10μg/mL的对比例2所得游离虾青素溶液分别加入24孔板中,暴露于紫外光照中150min,在特定时间取样测定虾青素的保留率。
[0077] 温度稳定性:将2.5mL虾青素浓度为10μg/mL的实施例1所得负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶和2.5mL虾青素浓度为10μg/mL的对比例2所得游离虾青素溶液分别加入5mL避光离心管中,在4、20、40、60、80℃水浴1h,然后立即浴,测定样品的粒径、ζ电位、虾青素保留率。
[0078] pH稳定性:将3mL虾青素浓度为10μg/mL的实施例1所得负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶和3mL虾青素浓度为10μg/mL的对比例2所得游离虾青素溶液分别加入5mL样品瓶中,用浓度为1mol/L的HCl或浓度为1mol/L的NaOH调节溶液pH至2、3、4、5、6、7、8、
9,4℃过夜贮藏后,测定样品的粒径、ζ电位、虾青素保留率。
[0079] 离子强度稳定性:将2.5mL虾青素浓度为10μg/mL的实施例1所得负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶和2.5mL虾青素浓度为10μg/mL的对比例2所得游离虾青素溶液分别与2.5mL NaCl溶液混合均匀,获得含NaCl浓度为0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5mol/L的分散液,4℃过夜贮藏后,测定样品的粒径、ζ电位、虾青素保留率。
[0080] 贮藏稳定性:将虾青素浓度为10μg/mL的实施例1所得负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶和虾青素浓度为10μg/mL的对比例2所得游离虾青素溶液分别在4℃避光保存0、1、3、5、7、14、28d,测定样品的粒径、ζ电位、虾青素保留率。
[0081] 如图2所示,经150min紫外光照处理后,实施例1所得负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶中虾青素的保留率高达88.04%,而对比例2所得游离虾青素溶液中虾青素的保留率仅为3.47%,说明壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶能够保护虾青素不被紫外光照降解。
[0082] 如图3所示,与对比例2所得游离虾青素溶液相比,实施例1所得负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶在80℃高温下粒径和电位分别稳定在65.62nm和‑46.53mV,对虾青素的保留率高达93.74%,而对比例2所得游离虾青素溶液中虾青素的保留率仅为79.48%。
[0083] 如图4所示,实施例1所得负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶在pH为2~9的环境中都具有较高稳定性(虾青素保留率>98.24%),当pH低于3时发生聚集,从而保护虾青素不被酸性溶液降解,而对比例2所得游离虾青素溶液中虾青素的保留率在pH为2的环境中仅为39.58%。
[0084] 如图5所示,实施例1所得负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶在高离子强度环境中对虾青素仍有较高保留率(虾青素保留率>93.61%),倾向通过逐渐聚集来保护虾青素免受降解;而对比例2所得游离虾青素溶液中虾青素明显团聚且大量降解,虾青素保留率仅为78.82%。
[0085] 如图6所示,实施例1所得负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶能够稳定贮藏28天以上,证实了壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶对虾青素具有良好的保护能力,显著提高了虾青素在紫外光照、高温、酸性、碱性和高离子强度环境中的稳定性,延长了虾青素的贮藏期。
[0086] 3、胃肠道模拟消化测试
[0087] 将35mL虾青素浓度为10μg/mL的实施例1所得负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶在37℃下预热15min,并与相同体积的模拟胃液混合,在100rpm、37℃下振荡2h。将pH调节至7.4终止胃液消化,加入与食糜相同体积的预热模拟肠液,在100rpm、37℃下振荡4h。在特定时间取样,10000rpm离心10min后取上清液,与5mL提取液(二氯甲烷与甲醇体积比为2:1)混合以提取释放的虾青素,测定虾青素的释放率。
[0088] 如图7所示,实施例1所得负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶在模拟胃液条件下ζ电位升高,发生明显絮凝,从而保护虾青素不被释放和降解;在模拟肠液条件下,实施例1所得负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶中的复合纳米颗粒快速溶解并释放虾青素,进一步证实了负载虾青素的壳聚糖‑纤维素复合纳米颗粒溶胶具有pH响应特性,可有效保护虾青素到达肠道并释放。
[0089] 以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干改进和变换,这些都属于本发明的保护范围。
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