一种改性果胶乳液在作为结肠靶向传输功能载体中的应用

1.本发明涉及一种改性果胶乳液在作为结肠靶向传输功能载体中的应用，属于功能载体应用技术领域。

背景技术：

2.果胶是广泛存在于陆生植物细胞壁中的杂多糖，也是人类饮食中的主要膳食纤维，具有高安全性和潜在益生元活性。一般来说，天然果胶的常见分子量为200～800kda，果胶的结构由三个主要的区域组成：一个称为同型半乳糖醛酸的线性区域(hg区)和两个称为鼠李糖半乳糖醛酸i和ii的分支区域(rg-i区，rg-ii区)。果胶的线性区域由α-1,4-连接的d-半乳糖醛酸(gala)残基组成，可以在c-6上甲基酯化和/或在o-2和o-3上乙酰化。甲酯化的比例称为酯化度，且当酯化度》50％时，该果胶被称为高甲氧基果胶或高甲酯化果胶。
[0003]“结肠靶向”是指在到达消化道下部之前，尽量减少封装化合物在胃和小肠中的降解和吸收，从而提高对结肠区域的局部输送效率。结肠靶向递送体系的目标物质通常是在结肠部位发挥健康作用的活性物质(如益生菌、多酚类化合物等)或针对结肠疾病的药物。
[0004]
经过化学修饰或与其他聚合物结合的多糖(如果胶、瓜尔胶、壳聚糖、葡聚糖等)能在上消化道保持完整而在远端肠道易被酶降解，因此成为了结肠靶向物质的优良载体。一些研究表明，基于果胶的载体可使封装化合物在胃中不释放，而在肠道中开始释放，即单独的果胶可以构建延迟释放的制剂，但不足以实现有效的结肠靶向作用。
[0005]
天然果胶是一种强亲水性物质，不足以作为稳定水包油乳液的良好乳化剂。为了递送具有生理活性的非极性化合物进入胃肠道，人们开发了多种蛋白质-果胶复合物作为递送载体。然而，这类复杂的生物大分子对消化酶敏感，在胃液中蛋白质会被胃蛋白酶水解，导致包埋物质的提前释放，递送效果不能达到预期。

技术实现要素：

[0006]
针对现有技术存在的不足与缺陷，本发明通过对果胶分子中的游离羧基(-cooh)进行甲酯化修饰，有效改善果胶的疏水性和表面活性，得到的超高甲酯化的果胶(uhmp)，该果胶能够单一化的与植物油结合形成具有良好乳化性能的乳液。该乳液不含蛋白质，对胃蛋白酶不敏感，可以在胃中稳定，并进入小肠以及结肠，在作为具有结肠靶向传输功能载体时具有很好的稳定性和较低的体外消化脂肪分解率，能够广泛用于食品、医药等行业，拓展果胶的固有应用范围。
[0007]
本发明的目的是提供一种改性果胶乳液在作为结肠靶向传输功能载体中的应用，所述应用中改性果胶乳液为甲酯化柑橘果胶uhmp乳液。
[0008]
在一种实施方式中，所述改性果胶乳液为水包油型乳液，平均粒径为300～800nm。
[0009]
在一种实施方式中，所述甲酯化柑橘果胶uhmp乳液中甲酯化柑橘果胶uhmp的酯化度大于90％；优选为92％。
[0010]
在一种实施方式中，所述甲酯化柑橘果胶uhmp乳液是由甲酯化的柑橘果胶uhmp溶液与植物油经混合，剪切、均质而成。
[0011]
在一种实施方式中，所述甲酯化的柑橘果胶uhmp溶液的质量浓度为1～5％，优选为3％。
[0012]
在一种实施方式中，所述甲酯化的柑橘果胶uhmp溶液与植物油的质量比为9～19:1，优选为19:1。
[0013]
在一种实施方式中，所述剪切是在高速剪切机中进行，转速为10000～15000rpm，时间3～5min。
[0014]
在一种实施方式中，所述均质是指使用高压均质机在150～200bar压力下分散4～5次。
[0015]
在一种实施方式中，所述植物油包括大豆油、玉米油、葵花籽油中的一种或多种。
[0016]
在一种实施方式中，所述甲酯化的柑橘果胶uhmp溶液的制备包括如下步骤：
[0017]
(1)将普通柑橘果胶(cp)分散在甲醇中，加入浓盐酸使体系中h
+
浓度最终达到0.1mol/l，然后在60℃下保持搅拌12h，之后抽滤回收，即得甲酯化的柑橘uhmp果胶固体粉末；
[0018]
(2)将步骤(1)制备的甲酯化的柑橘果胶uhmp固体粉末溶解在在蒸馏水中，制得高甲酯化果胶溶液。
[0019]
在一种实施方式中，步骤(1)所述普通柑橘果胶与甲醇的质量体积比为1:50，g/ml。
[0020]
在一种实施方式中，步骤(2)所述溶解的温度为20℃～30℃。
[0021]
在一种实施方式中，所述结肠靶向功能载体用于负载预防结肠癌药物、益生元、益生菌、虾青素中的任一种。
[0022]
本发明的另一目的是提供一种改善乳液在胃液中稳定性的方法，所述方法包括采用改性果胶乳液作用于胃液；所述改性果胶乳液为甲酯化柑橘果胶uhmp乳液。
[0023]
在一种实施方式中，所述改性果胶乳液为水包油型乳液，平均粒径为300～800nm。
[0024]
在一种实施方式中，所述甲酯化柑橘果胶uhmp乳液中甲酯化柑橘果胶uhmp的酯化度大于90％；优选为92％。
[0025]
在一种实施方式中，所述甲酯化柑橘果胶uhmp乳液是由甲酯化的柑橘果胶uhmp溶液与植物油经混合，剪切、均质而成。
[0026]
在一种实施方式中，所述甲酯化的柑橘果胶uhmp溶液的质量浓度为1～5％，优选为3％。
[0027]
在一种实施方式中，所述甲酯化的柑橘果胶uhmp溶液与植物油的质量比为9～19:1，优选为19:1。
[0028]
在一种实施方式中，所述剪切是在高速剪切机中进行，转速为10000～15000rpm，时间3～5min。
[0029]
在一种实施方式中，所述均质是指使用高压均质机在150～200bar压力下分散4～5次。
[0030]
在一种实施方式中，所述植物油包括大豆油、玉米油、葵花籽油中的一种或多种。
[0031]
在一种实施方式中，所述甲酯化的柑橘果胶uhmp溶液的制备包括如下步骤：
[0032]
(1)将普通柑橘果胶(cp)分散在甲醇中，加入浓盐酸使体系中h
+
浓度最终达到0.1mol/l，然后在60℃下保持搅拌12h，之后抽滤回收，即得甲酯化的柑橘uhmp果胶固体粉末；
[0033]
(2)将步骤(1)制备的甲酯化的柑橘果胶uhmp固体粉末溶解在在蒸馏水中，制得高甲酯化果胶溶液。
[0034]
在一种实施方式中，步骤(1)所述普通柑橘果胶与甲醇的质量体积比为1:50，g/ml。
[0035]
在一种实施方式中，步骤(2)所述溶解的温度为20℃～30℃。
附图说明
[0036]
图1为本发明实施例2和对比例1、对比例2中经消化后得到的乳液激光共聚焦显微镜图；
[0037]
图2为本发明实施例2和对比例1、对比例2中体外模拟小肠消化过程中的游离脂肪酸释放率。
具体实施方式
[0038]
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，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0039]
实施例1
[0040]
一种柑橘果胶uhmp乳液的制备，具体包括如下步骤：
[0041]
(1)将16g普通柑橘果胶(cp)固体分散在800ml甲醇中，固液比为1:50，加入6.8ml的浓盐酸(使体系中h
+
浓度最终达到0.1mol/l)，然后在60℃下保持搅拌12h，之后抽滤回收，得到酯化度为92％的柑橘果胶uhmp固体粉末；
[0042]
(2)将步骤(1)制备的甲酯化的柑橘果胶uhmp粉末加入蒸馏水中，在30℃条件下，于磁力搅拌器上搅拌至充分溶解，制备一系列质量浓度的果胶溶液，分别为1％，2％，3％，4％，5％的果胶溶液；
[0043]
(3)将步骤(2)制备的一系列质量浓度的甲酯化的柑橘果胶uhmp溶液与大豆油按照质量比为19:1进行混合，然后将混合溶液在高速剪切机10000rpm进行剪切处理，时间为3min，得到粗乳液；再使用高压均质机在150bar的压力下进一步将粗乳液分散4～5次，以最终获得均匀的甲酯化的柑橘果胶uhmp乳液。
[0044]
实施例2
[0045]
甲酯化的柑橘果胶uhmp乳液的体外模拟消化
[0046]
将实施例1中制备的甲酯化的柑橘果胶uhmp乳液进行体外消化，以模拟乳液在胃肠道内的消化稳定性。
[0047]
模拟胃消化液(sgf)是将3.2g胃蛋白酶和2g nacl溶解于1l去离子水中，用盐酸调节溶液ph值到2；
[0048]
模拟肠消化液(sif)由小肠电解质溶液、胰酶溶液和胆汁提取物溶液以1:1:2的体积比例混合而成，用naoh调节溶液的ph值到7；小肠电解质溶液是将5.4g nacl、0.65g kcl和0.33g cacl2溶解于1l去离子水中，胰酶溶液是将7g胰酶溶解于100ml去离子水中，胆汁
提取物溶液是将4g胆汁提取物溶解于100ml去离子水中。
[0049]
分别取实施例1中制备的一系列质量浓度的甲酯化的柑橘果胶uhmp溶液制备而成的甲酯化的柑橘果胶uhmp乳液10ml，置于100ml酶反应器中，而后加入10ml模拟胃消化液，调节ph值为2，在37℃条件下以200rpm搅拌1h；随后加入20ml模拟肠消化液，调节ph值为7，在37℃条件下以200rpm搅拌2h。
[0050]
结果测定，如附图2所示，1％甲酯化的柑橘果胶uhmp乳液的体外消化脂肪分解率为12.79％，2％甲酯化的柑橘果胶uhmp乳液的体外消化脂肪分解率为10.59％，3％甲酯化的柑橘果胶uhmp乳液的体外消化脂肪分解率仅为7.51％，4％甲酯化的柑橘果胶uhmp乳液乳液的体外消化脂肪分解率为12.53％，5％甲酯化的柑橘果胶uhmp乳液的体外消化脂肪分解率为11.41％；
[0051]
经消化后得到的乳液激光共聚焦显微镜图，如附图1所示。三种浓度(1％、2％和3％)甲酯化的柑橘果胶uhmp乳液在sgf中消化1h后乳液液滴并没有破裂，因为柑橘分子高度甲酯化，乳液液滴在含有强电解质(h
+
)的sgf中通过疏水相互作用发生絮集，即甲酯化的柑橘果胶uhmp乳液在sgf中是稳定的。然而，乳液在sif的中性环境中快速分散开来，并在胰酶的水解作用下破乳和释放油相。3％甲酯化的柑橘果胶uhmp乳液的油滴破裂和聚集现象明显少于1％和2％浓度，因为更高浓度的果胶分子在油水界面形成更厚的界面层，在胃肠道消化过程中稳定乳液，使其有可能到达大肠。乳液液滴粒径变化见表1。
[0052]
表1不同浓度甲酯化的柑橘果胶uhmp乳液在体外消化中的液滴粒径变化
[0053][0054]
对比例1
[0055]
一种cp果胶乳液的制备，具体包括如下步骤：
[0056]
(1)将cp果胶固体加入蒸馏水中，在30℃条件下，于磁力搅拌器上搅拌至充分溶解，制备一系列质量浓度的果胶溶液，分别为1％，2％，3％的cp果胶溶液；
[0057]
(2)将步骤(1)制备的一系列质量浓度的cp果胶溶液与大豆油按照质量比为19:1进行混合，然后将混合溶液在高速剪切机以10000rpm进行剪切处理，时间为3min，得到粗乳液；再使用高压均质机在150bar的压力下进一步将粗乳液分散4～5次，以最终获得均匀的cp果胶乳液。
[0058]
cp果胶乳液的体外模拟消化
[0059]
将上述制备的cp果胶乳液进行体外消化，以模拟乳液在胃肠道内的消化稳定性；消化条件与实施例2相同。
[0060]
结果测定，如附图2所示，1％cp果胶乳液的体外消化脂肪分解率为18.25％，2％cp果胶乳液的体外消化脂肪分解率为15.55％，3％cp果胶乳液的体外消化脂肪分解率为15.49％；
[0061]
经消化后得到的乳液激光共聚焦显微镜图，如附图1所示。由于cp果胶自身为大分子物质，其水溶液的高粘度是稳定乳液的主要机制，cp果胶乳液在sgf中并没有发生柑橘uhmp果胶乳液的絮集现象。而在sif中作用2h后，cp果胶乳液粒径同样显著增加，但由于乳液的高浓度，其粒径仍比柑橘uhmp果胶乳液液滴小。柑橘uhmp果胶乳液的粘度显著小于相同浓度的cp果胶乳液，消化中脂肪分解率约为相同浓度的cp果胶乳液的50-60％。乳液液滴粒径变化见表2。
[0062]
表2不同浓度cp果胶乳液在体外消化中的液滴粒径变化
[0063][0064]
对比例2
[0065]
一种向日葵uhmp乳液的制备，具体包括如下步骤：
[0066]
(1)将16g普通向日葵果胶固体分散在800ml甲醇中，固液比为1:50，加入6.8ml的浓盐酸(使体系中h
+
浓度最终达到0.1mol/l)，然后在60℃下保持搅拌16h，之后抽滤回收，得到酯化度为90％的向日葵果胶uhmp固体粉末；
[0067]
(2)将步骤(1)制备的甲酯化的向日葵果胶uhmp粉末加入蒸馏水中，在30℃条件下，于磁力搅拌器上搅拌至充分溶解，制备一系列质量浓度的果胶溶液，分别为1％，2％，3％的甲酯化的向日葵果胶uhmp溶液；
[0068]
(3)将步骤(2)制备的甲酯化的向日葵果胶uhmp溶液与大豆油按照质量比为19:1进行混合，然后将混合溶液在高速剪切机10000rpm，高速剪切3min，得到粗乳液；再使用高压均质机在150bar的压力下进一步将粗乳液分散4～5次，以最终获得均匀乳液。
[0069]
甲酯化的向日葵果胶uhmp乳液的体外模拟消化
[0070]
将上述制备的甲酯化的向日葵果胶uhmp乳液进行体外消化，以模拟乳液在胃肠道内的消化稳定性；消化条件与实施例2相同。
[0071]
结果测定，如附图2所示，1％甲酯化的向日葵果胶uhmp乳液的体外消化脂肪分解率为16.13％，2％甲酯化的向日葵果胶uhmp乳液的体外消化脂肪分解率为11.03％，3％甲
酯化的向日葵果胶uhmp乳液的体外消化脂肪分解率为10.56％；
[0072]
经消化后得到的乳液激光共聚焦显微镜图，如附图1所示。在相同浓度(1％，2％和3％)下，与甲酯化的柑橘果胶uhmp乳液相比，甲酯化的向日葵果胶uhmp乳液液滴粒径更大且不够均一。甲酯化的向日葵果胶uhmp乳液在模拟胃肠道消化中的变化与甲酯化的柑橘uhmp乳液类似，即在sgf中乳液液滴因疏水作用发生絮集但没有破裂。而在sif中作用2h后，甲酯化的向日葵果胶uhmp乳液被胰酶水解破乳和释放油相，游离油被逐渐水解而减少。乳液液滴粒径变化见表3。
[0073]
表3不同浓度甲酯化向日葵果胶uhmp乳液在体外消化中的液滴粒径变化
[0074][0075][0076]
由表1、表2和表3可知，本发明所制得的甲酯化的柑橘果胶uhmp乳液分散均匀性好，乳液液滴粒径小，在体外模拟胃肠道消化中能够抵抗消化酶，在不同ph环境里仍能表现出良好的稳定性，因此，其运载的脂溶性物质可有效地被递送至结肠。同时，uhmp果胶乳液的粘度显著小于相同浓度的cp果胶乳液，消化中脂肪分解率约为相同浓度的cp果胶乳液的50-60％。另外，甲酯化的柑橘果胶uhmp乳液在模拟胃肠道消化中的表现优于甲酯化的向日葵果胶uhmp乳液。
[0077]
对比例3
[0078]
将16g普通柑橘果胶(cp)固体分散在800ml乙醇中，固液比为1:50，加入6.8ml的浓盐酸(使体系中h
+
浓度最终达到0.1mol/l)，然后在60℃下保持搅拌12h，之后抽滤回收，得到酯化度约为70％的果胶固体粉末；搅拌24h后，得到酯化度最高约为75％的果胶固体粉末。
[0079]
将16g向日葵果胶固体分散在800ml乙醇中，固液比为1:50，加入6.8ml的浓盐酸(使体系中h
+
浓度最终达到0.1mol/l)，然后在60℃下保持搅拌24h，之后抽滤回收，得到酯化度最高约为60％的果胶固体粉末；
[0080]
一方面，因为乙醇中的乙基较大，从而在果胶酯化反应接枝的过程中产生的空间位阻较大，不能达到理想的高度乙酯化效果，无法作为良好的乳化剂；另一方面，果胶是一类聚半乳糖醛酸多糖，其半乳糖醛酸残基往往被一些基团(甲氧基、酰胺基等)酯化，若用乙醇酯化果胶，最终形成的乙酯化产物不符合果胶的国家标准gb25533-2010和通用定义，不能作为食品添加剂。因此，用乙醇及其他醇对果胶进行酯化不符合实际生产和应用。
[0081]
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

技术特征：

1.一种改性果胶乳液在作为结肠靶向传输功能载体中的应用，其特征在于，所述应用中改性果胶乳液为甲酯化柑橘果胶uhmp乳液。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述甲酯化柑橘果胶uhmp乳液为水包油型乳液，平均粒径为300～800nm。3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述甲酯化柑橘果胶uhmp乳液是由甲酯化柑橘果胶uhmp溶液与植物油经混合，剪切、均质而成。4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述甲酯化柑橘果胶uhmp溶液的质量浓度为1～5％。5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述甲酯化柑橘果胶uhmp溶液的质量浓度为3％。6.根据权利要求3～5任一项所述的应用，其特征在于，所述甲酯化柑橘果胶uhmp溶液中甲酯化柑橘果胶uhmp的酯化度大于90％。7.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述植物油包括大豆油、玉米油、葵花籽油中的一种或多种。8.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述甲酯化柑橘果胶uhmp溶液与植物油的质量比为9～19:1。9.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述甲酯化柑橘果胶uhmp溶液的制备包括如下步骤：(1)将普通柑橘果胶分散在甲醇中，加入浓盐酸使体系中h
+
浓度最终达到0.1mol/l，然后在60℃下保持搅拌12h，之后抽滤回收，即得甲酯化柑橘果胶uhmp固体粉末；(2)将步骤(1)制备的甲酯化柑橘果胶uhmp固体粉末溶解在蒸馏水中，制得高甲酯化果胶溶液。10.一种改善乳液在胃液中稳定性的方法，其特征在于，所述方法包括采用改性果胶乳液作用于胃液；所述改性果胶乳液为甲酯化柑橘果胶uhmp乳液。

技术总结

本发明公开了一种改性果胶乳液在作为结肠靶向传输功能载体中的应用，属于功能载体应用技术领域。本发明的改性果胶乳液在作为结肠靶向传输功能载体中的应用，该改性果胶乳液为甲酯化柑橘果胶UHMP乳液，该改性乳液不含蛋白质，对胃蛋白酶不敏感，可以在胃中稳定，并顺利进入小肠以及结肠，在胃及小肠模拟液中，具有很好的稳定性和较低的体外消化脂肪分解率，能够将功能物质靶向性的运输到结肠部位；在食品、医药等行业具有广泛的应用，拓展了果胶的固有应用范围。固有应用范围。固有应用范围。