一种叶黄素酯纳米微粒及其制备方法
技术领域
本发明属于药品、保健品领域，具体涉及一种叶黄素酯纳米微粒及其制备方法。
背景技术
天然叶黄素酯是一种重要的类胡萝卜素脂肪酸酯，主要的构型为全反式，具有C＝C长链的发色集团，表现出艳丽的金黄。两侧没有活泼的羟基，因此也就决定叶黄素酯是一种十分稳定的食品着色剂。对光、热和空气非常稳定，可广泛使用于食品、饮料、化妆品等应用领域，具有广阔的应用前景。同时，它经过乳化以后，可以制成水溶性着色剂。天然叶黄素酯将替代化学合成的食用级着色剂，提高人们的健康水平。
至今为止，已有不少数量的关于叶黄素酯的研究在科学刊物上发表，包括许多针对人类的临床试验。一系列研究表明，摄人叶黄素酯后，血液中叶黄素的水平升高，证实了叶黄素酯在体内可容易地转化为游离的叶黄素。进一步的实验研究了增补叶黄素酯对增加视网膜黄斑色素密度的效果。这些研究发现，摄人叶黄素酯后，黄斑色素密度有显著的提高。在健康人群和初期AMD患者中都出现了这一现象。这说明，病变的黄斑也可从叶黄素酯中获得稳定的叶黄素，甚至已经确诊为AMD的病人也能从叶黄素酯的增补剂中受益。AMD患者可从叶黄素增补剂获益的事实是通过叶黄素抗氧剂增补试验证实的。这是一个为期12个月，以安慰剂为对照的干预实验，实验对象为老年AMD男性患者，实验以叶黄素或叶黄素酯与抗氧化剂混合对实验对象增补。实验结果发现，受试对象的黄斑色素密度提高了50％，并且眼睛功能也得到了相当的改善。
叶黄素的一个重要的生物学功能就是保护视网膜，防止与紫外线波长接近的蓝光的损伤。全球发现的老年性黄斑变性(Age一related%20Macular%20Degenera-tion,AMD)是65岁以上人群的主要致盲眼病。最新的研究发现，在动物的整体水平上，向体内补充叶黄素可以促进抗原刺激的淋巴细胞增殖反应，并可影响细胞表面分子的功能性表达。叶黄素对细胞免疫的调节作用主要表现在与细胞凋亡和基因调节的关系上。
而现有的对叶黄素酯的应用较少，叶黄素酯本身难于乳化，用于制成的微胶囊，颗粒等也由于含有多种化学成分，导致稳定性差，且容易对人体造成刺激作用，且由于叶黄素酯不易获得，使得其成品成本极高。
基于此，中国专利申请CN108578370A公开了一种叶黄素/叶黄素酯微粒及其制备方法，该微粒是通过将含有叶黄素和/或叶黄素酯、壁材以及助乳化剂的原料混合物在低温条件下制备成粒径不超过1微米的纳米乳液，再喷涂至蔗糖-淀粉颗粒上所得，具有极其优异的保存稳定性，但是，这种微粒添加了多种化学成分，使得其对人体产生较大的刺激作用。
综上可知，现有技术中普遍存在对人体刺激作用大，成本高，稳定性不高等缺点。
发明内容
本申请的目的是针对现有技术中普遍存在的缺点，提供一种叶黄素酯纳米微粒及其制备方法。本发明提供的叶黄素酯纳米微粒，具有制备过程简单，成本低，稳定性强，对人体刺激作用小的优点。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种叶黄素酯纳米微粒，包括如下组分及其重量百分数：叶黄素酯晶体10～15％，槐豆胶0.5～1％，抗氧化剂0.3～0.5％，改性壁材3～5％，蓖麻油0.3～0.5％，乳化剂0.2～0.5％，填充剂77.5～85.7％。
优选地，所叶黄素酯纳米微粒，由如下组分及其重量百分数组成：叶黄素酯晶体13％，槐豆胶0.7％，抗氧化剂0.4％，改性壁材4％，蓖麻油0.4％，乳化剂0.3％，填充剂81.2％。
优选地，所述抗氧化剂由天然维生素E及脑磷脂按质量比5～8：1～3组成；所述改性壁材由改性壳聚糖及改性淀粉按质量比4～6：9～13组成。
优选地，所述抗氧化剂由天然维生素E及脑磷脂按质量比7：2组成；所述改性壁材由改性壳聚糖及改性淀粉按质量比5：11组成。
优选地，所述乳化剂由卵磷脂、蜂蜡及羊毛醇按质量比11～15：3～5：7～10组成；所述填充剂由β-环糊精及低聚异麦芽糖按质量比5～8：1～3组成。
优选地，所述乳化剂由卵磷脂、蜂蜡及羊毛醇按质量比13：4：9组成；所述填充剂由β-环糊精及低聚异麦芽糖按质量比7：2组成。
本发明还提供了所述叶黄素酯纳米微粒的制备方法，包括如下步骤：
S1、将叶黄素酯，槐豆胶，改性壁材混合加入水中，升温至60～70℃，混合搅拌均匀，得混合物I；
S2、向步骤S1所得混合物I中加入抗氧化剂及填充剂，进一步升温至90～95℃，混合搅拌均匀，得混合物II；
S3、降温至35～45℃，向步骤S2所得混合物II中加入蓖麻油及乳化剂，于1000～2000rpm的转速下乳化1～2h，至溶液颗粒达到纳米级，然后真空干燥，即得。
优选地，步骤S1中所述混合搅拌条件为500～800rpm的转速下搅拌40～50min。
优选地，步骤S2中所述的混合搅拌条件为400～600rpm的转速下搅拌25～35min。
优选地，步骤S3中所述真空干燥的具体操作为：将溶液颗粒达到纳米级的溶液置于真空干燥箱中处理20～30min，将水分蒸发掉，只留下溶质颗粒。
叶黄素酯是一种重要的类胡萝卜素脂肪酸酯，为深红棕色细小颗粒，经人体吸收后，分解为游离态叶黄素，通过捕获自由基、防止或降低氧化和自由基对视网膜带来的伤害而行使保护功能，可以有效降低AMD的发生率。
本发明中，改性壁材由改性淀粉及改性壳聚糖按一定比例混合组成，改性淀粉是利用戊二醛处理，将淀粉破碎成纳米级别，改性壳聚糖是利用生物素sulfo-NHS-biotin进行改性的，将这两种物质按一定比例混合，有助于降低纳米微粒对人体的刺激作用，还可以在一定程度上提高叶黄素酯的乳化功能。而且，本申请中的抗氧化剂及乳化剂均由多种物质按一定比例混合制成，可以显著提高叶黄素酯纳米微粒的抗氧化效果及乳化性能。
另外，本发明意外的发现，将叶黄素酯与槐豆胶，蓖麻油混合使用，还起到了一定的助消化功能，提高了人体对纳米微粒的消化吸收功能，本发明辅以一定比例的物质组成的填充剂，与叶黄素酯协同作用，提高了纳米微粒的稳定性。
与现有技术相比，本发明提供的叶黄素酯纳米微粒具有如下优点：
(1)本发明提供的叶黄素酯纳米微粒，添加的改性壁材可以降低纳米微粒对人体造成的刺激作用，在一定程度上提高了叶黄素酯的乳化功能；
(2)本发明提供的叶黄素酯纳米微粒，将叶黄素酯与槐豆胶，蓖麻油混合使用，还起到了一定的助消化功能，提高了人体对纳米微粒的消化吸收功能，同时加入了一定比例组成的填充剂，提高了纳米微粒的稳定性；
(3)本发明提供的叶黄素酯纳米微粒，制备过程简单，成本低，对人产生的副作用小。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解释，但是应当注意的是，以下实施例仅用以解释本发明，而不能用来限制本发明，所有与本发明相同或相近的技术方案均在本发明的保护范围之内。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料为市售商品。
其中，本发明所用试剂均为常用试剂，均可在常规试剂生产销售公司购买。实施例1一种改性淀粉的制备方法
将淀粉搅拌分散在水中，配制成质量分数为8％的溶液，将温度升至90℃，于150rpm的条件下搅拌45min，至溶液转为透明，然后加入淀粉质量2％的戊二醛(40％的水溶液)，继续搅拌1h，得到呈半透明状态的淀粉糊状溶液，显微镜观察原淀粉颗粒破碎，即得纳米淀粉。
实施例2一种改性壳聚糖的制备方法
取浓度为0.3％的壳聚糖溶液10mL，调节pH值至6.5，将sulfo-NHS-biotin12mg溶于2mL的去离子水中，边搅拌边滴加至壳聚糖溶液中，转速为100rpm，滴加完毕后，继续搅拌24h，用分子截止量为8000的透析袋进行50次透析，除去残留的小分子化合物，即得。
实施例3一种叶黄素酯纳米微粒
所述叶黄素酯纳米微粒，由如下组分及其重量百分数组成：叶黄素酯晶体10％，槐豆胶0.5％，抗氧化剂0.3％，改性壁材3％，蓖麻油0.3％，乳化剂0.2％，填充剂85.7％；所述抗氧化剂由天然维生素E及脑磷脂按质量比5：1组成；所述改性壁材由改性壳聚糖及改性淀粉按质量比4：9组成；所述乳化剂由卵磷脂、蜂蜡及羊毛醇按质量比11：3：7组成；所述填充剂由β-环糊精及低聚异麦芽糖按质量比5：1组成。
所述叶黄素酯纳米微粒的制备方法为：
S1、将叶黄素酯，槐豆胶，改性壁材混合加入水中，升温至60℃，于500rpm的转速下混合搅拌40min，直至混合均匀，得混合物I；
S2、向步骤S1所得混合物I中加入抗氧化剂及填充剂，进一步升温至90℃，于400rpm的条件下混合搅拌25min，直至混合均匀，得混合物II；
S3、降温至35℃，向步骤S2所得混合物II中加入蓖麻油及乳化剂，于1000rpm的转速下乳化1h，至溶液颗粒达到纳米级，然后置于真空干燥箱中处理20min，将水分蒸发掉，只留下溶质颗粒，即得。
实施例4一种叶黄素酯纳米微粒
所述叶黄素酯纳米微粒，由如下组分及其重量百分数组成：叶黄素酯晶体15％，槐豆胶1％，抗氧化剂0.5％，改性壁材5％，蓖麻油0.5％，乳化剂0.5％，填充剂77.5％；所述抗氧化剂由天然维生素E及脑磷脂按质量比8：3组成；所述改性壁材由改性壳聚糖及改性淀粉按质量比6：13组成；所述乳化剂由卵磷脂、蜂蜡及羊毛醇按质量比15：5：10组成；所述填充剂由β-环糊精及低聚异麦芽糖按质量比8：3组成。
所述叶黄素酯纳米微粒的制备方法为：
S1、将叶黄素酯，槐豆胶，改性壁材混合加入水中，升温至70℃，于800rpm的转速下混合搅拌50min，直至混合均匀，得混合物I；
S2、向步骤S1所得混合物I中加入抗氧化剂及填充剂，进一步升温至95℃，于600rpm的条件下混合搅拌35min，直至混合均匀，得混合物II；
S3、降温至45℃，向步骤S2所得混合物II中加入蓖麻油及乳化剂，于2000rpm的转速下乳化2h，至溶液颗粒达到纳米级，然后置于真空干燥箱中处理30min，将水分蒸发掉，只留下溶质颗粒，即得。
实施例5一种叶黄素酯纳米微粒
所述叶黄素酯纳米微粒，由如下组分及其重量百分数组成：叶黄素酯晶体13％，槐豆胶0.7％，抗氧化剂0.4％，改性壁材4％，蓖麻油0.4％，乳化剂0.3％，填充剂81.2％；所述抗氧化剂由天然维生素E及脑磷脂按质量比7：2组成；所述改性壁材由改性壳聚糖及改性淀粉按质量比5：11组成；所述乳化剂由卵磷脂、蜂蜡及羊毛醇按质量比13：4：9组成；所述填充剂由β-环糊精及低聚异麦芽糖按质量比7：2组成。
所述叶黄素酯纳米微粒的制备方法为：
S1、将叶黄素酯，槐豆胶，改性壁材混合加入水中，升温至65℃，于700rpm的转速下混合搅拌45min，直至混合均匀，得混合物I；
S2、向步骤S1所得混合物I中加入抗氧化剂及填充剂，进一步升温至92℃，于500rpm的条件下混合搅拌30min，直至混合均匀，得混合物II；
S3、降温至40℃，向步骤S2所得混合物II中加入蓖麻油及乳化剂，于1500rpm的转速下乳化1.5h，至溶液颗粒达到纳米级，然后置于真空干燥箱中处理25min，将水分蒸发掉，只留下溶质颗粒，即得。
对比例1一种叶黄素酯纳米微粒
所述叶黄素酯纳米微粒，由如下组分及其重量百分数组成：叶黄素酯晶体13％，抗氧化剂0.4％，改性壁材4％，蓖麻油0.4％，乳化剂0.3％，填充剂81.9％；所述抗氧化剂由天然维生素E及脑磷脂按质量比7：2组成；所述改性壁材由改性壳聚糖及改性淀粉按质量比5：11组成；所述乳化剂由卵磷脂、蜂蜡及羊毛醇按质量比13：4：9组成；所述填充剂由β-环糊精及低聚异麦芽糖按质量比7：2组成。
所述叶黄素酯纳米微粒的制备方法与实施例3类似；
与实施例3的区别在于，对比例1中不包含槐豆胶。
对比例2一种叶黄素酯纳米微粒
所述叶黄素酯纳米微粒，由如下组分及其重量百分数组成：叶黄素酯晶体13％，槐豆胶0.7％，抗氧化剂0.4％，改性壁材4％，乳化剂0.3％，填充剂81.6％；所述抗氧化剂由天然维生素E及脑磷脂按质量比7：2组成；所述改性壁材由改性壳聚糖及改性淀粉按质量比5：11组成；所述乳化剂由卵磷脂、蜂蜡及羊毛醇按质量比13：4：9组成；所述填充剂由β-环糊精及低聚异麦芽糖按质量比7：2组成。
所述叶黄素酯纳米微粒的制备方法与实施例3类似；
与实施例3的区别在于，对比例2中不包含蓖麻油。
对比例3一种叶黄素酯纳米微粒
所述叶黄素酯纳米微粒，由如下组分及其重量百分数组成：叶黄素酯晶体13％，槐豆胶0.7％，抗氧化剂0.4％，改性壁材4％，蓖麻油0.4％，乳化剂0.3％，填充剂81.2％；所述抗氧化剂由天然维生素E及脑磷脂按质量比1：1组成；所述改性壁材由改性壳聚糖及改性淀粉按质量比5：11组成；所述乳化剂由卵磷脂、蜂蜡及羊毛醇按质量比13：4：9组成；所述填充剂由β-环糊精及低聚异麦芽糖按质量比7：2组成。
所述叶黄素酯纳米微粒的制备方法与实施例3类似；
与实施例3的区别在于，对比例3中的抗氧化剂由天然维生素E及脑磷脂按质量比1：1组成。
对比例4一种叶黄素酯纳米微粒
所述叶黄素酯纳米微粒，由如下组分及其重量百分数组成：叶黄素酯晶体13％，槐豆胶0.7％，抗氧化剂0.4％，改性壁材4％，蓖麻油0.4％，乳化剂0.3％，填充剂81.2％；所述抗氧化剂由天然维生素E及脑磷脂按质量比7：2组成；所述改性壁材由改性壳聚糖及改性淀粉按质量比1：1组成；所述乳化剂由卵磷脂、蜂蜡及羊毛醇按质量比13：4：9组成；所述填充剂由β-环糊精及低聚异麦芽糖按质量比7：2组成。
所述叶黄素酯纳米微粒的制备方法与实施例3类似；
与实施例3的区别在于，对比例4中的改性壁材由改性壳聚糖及改性淀粉按质量比1：1组成。
对比例5一种叶黄素酯纳米微粒
所述叶黄素酯纳米微粒，由如下组分及其重量百分数组成：叶黄素酯晶体13％，槐豆胶0.7％，抗氧化剂0.4％，改性壁材4％，蓖麻油0.4％，乳化剂0.3％，填充剂81.2％；所述抗氧化剂由天然维生素E及脑磷脂按质量比7：2组成；所述改性壁材由改性壳聚糖及改性淀粉按质量比5：11组成；所述乳化剂由卵磷脂、蜂蜡及羊毛醇按质量比1：1：1组成；所述填充剂由β-环糊精及低聚异麦芽糖按质量比7：2组成。
所述叶黄素酯纳米微粒的制备方法与实施例3类似；
与实施例3的区别在于，对比例5中的乳化剂由卵磷脂、蜂蜡及羊毛醇按质量比1：1：1组成。
对比例6一种叶黄素酯纳米微粒
所述叶黄素酯纳米微粒，由如下组分及其重量百分数组成：叶黄素酯晶体13％，槐豆胶0.7％，抗氧化剂0.4％，改性壁材4％，蓖麻油0.4％，乳化剂0.3％，填充剂81.2％；所述抗氧化剂由天然维生素E及脑磷脂按质量比7：2组成；所述改性壁材由改性壳聚糖及改性淀粉按质量比5：11组成；所述乳化剂由卵磷脂、蜂蜡及羊毛醇按质量比13：4：9组成；所述填充剂由β-环糊精及低聚异麦芽糖按质量比1：1组成。
所述叶黄素酯纳米微粒的制备方法与实施例3类似；
与实施例3的区别在于，对比例6中的填充剂由β-环糊精及低聚异麦芽糖按质量比1：1组成。
试验例1稳定性试验
1.试验样品：实施例3-5及对比例1-6制得的叶黄素酯纳米微粒。
2.试验方法：
2.1光照影响因素试验：取上述样品各10g，分成10份，置于4000LX灯箱中，分别于0点，6点，12点，24点，3天，5天，10天取样测定吸光度值，计算保存率，取10个样品的平均值作为最终的保存率。
2.2高温影响因素试验：取上述样品各10g，分成10份，置于70℃恒温培养箱中，分别于0点，6点，12点，24点，3天，5天，10天取样测定吸光度值，计算保存率，取10个样品的平均值作为最终的保存率。
保存率＝(测定吸光度/初始吸光度)×100％
3.试验结果：光照影响因素试验结果见表1，高温影响因素试验结果见表2。
表1光照对叶黄素酯纳米微粒稳定性的影响
表2高温对叶黄素酯纳米微粒稳定性的影响
由表1，表2可知，本申请实施例3-5制得的叶黄素酯纳米微粒在高温，强光照射下均具有极高的稳定性，尤其是实施例5制得的叶黄素酯纳米微粒高温或强光照射后，保存率仍然可以达到76％以上，稳定性很好，故实施例5为本发明的最佳实施例。而对比例1-6制得的叶黄素酯纳米微粒，由于去掉了某些组分或改变了乳化剂、填充剂等的比例，使得稳定性显著降低，尤其是对比例5，由于破坏了填充剂及叶黄素酯的协同增效作用，导致10天后，稳定性降低至40％以下。
试验例2消化吸收功能测试
1.试验样品：实施例3-5及对比例1-2制得的叶黄素酯纳米微粒
2.试验对象：取平均体重为20±0.5g的昆明小鼠50只(雄性)，随机分成5组，每组10只。要求：受试小鼠无明显身体缺陷。
3.试验方法：将5组小鼠分别饲喂实施例3-5，对比例1-2制备的叶黄素酯纳米微粒，适应一周后，禁食48小时，期间自由饮水。随后定量灌入纳米微粒0.3g，此后在时间点2h时，分别屠宰每组中的10只，迅速剖开腹腔，取出胃，置于冰盒中保存。
用生理盐水冲洗消化道，收集胃液于生理盐水中，通过双相滴定法对样品中叶黄素酯纳米微粒含量进行测定，得到的叶黄素酯纳米微粒含量比上灌胃乳液的总含量为消化率，计算公式如下：
消化率＝(样品中总微粒含量-胃液中剩余含量)/样品中总微粒含量×100％
4.试验结果：具体试验结果见表3。
表3不同试验样品消化率比较
由表3可知，本发明实施例3-5制得的叶黄素酯纳米微粒极易被消化吸收，尤其是实施例5中，消化率高达98.4％，故实施例5为本发明的最佳实施例，而对比例1-2中，由于去掉了某种组分，破坏了各物质之间的协同总有，导致消化吸收能力大大降低。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明做了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
