定位输送鱼油/营养物质到胃和肠的毫米级静电喷雾胶囊研究

来源 :上海海洋大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:laogong90
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鱼油含有丰富的omega-3不饱和脂肪酸,具有调节血脂保心护脑、清理血栓调节血压、预防动脉硬化、补脑健脑提高记忆力、缓解眼疲劳保护视力、增强免疫力等功效,是人类所需的重要的营养物质[1]。然而,其不仅具有鱼腥味,不溶于水[2],还由于双键的化学稳定性低和许多其他高活性营养物质一样,对光、热、氧等不稳定,不便于储存运输,很大程度上限制了在食品和医药行业的广泛应用。因此,研究其储存方法对更好的利用鱼油/营养物质是十分必要的。胶囊化是储存高活性物质或含有高活性成分的物质最常用的方法,在医药行业,胶囊很多时候被用来定位输送药物到人体某些部位,如果能定位输送鱼油/营养物质到人体所需的胃和肠,无疑将在食品领域得到更广泛的应用。传统的厘米大小的胶囊存在难以吞咽的问题,而微/纳米大小的胶囊又存在对鱼油/营养物质的承载能力有限以及稳定性不够的问题,因此,制备出毫米大小的胶囊在解决这些问题方面具有很大的潜力。静电喷雾是一种高效便捷、成本低产率高的制备胶囊的技术。本课题以鱼油和亲脂性营养物质β-胡萝卜素为研究对象,运用静电喷雾技术制备毫米大小的核壳结构软胶囊,并对其稳定性及定位释放进行了相关研究,具体开展了以下工作:(1)利用自行设计的静电喷雾装置,以海藻酸钠为外壳、鱼油为内芯制备核壳结构毫米大小的软胶囊,粒径在0.42--1.85mm,内径在0.36--1.75mm。为了制备出粒径均一,核壳分明,外壳厚度相对均匀的软胶囊,设计了单因素实验。通过改变溶液浓度及静电喷雾条件制备软胶囊,并用数码相机、光学显微镜、荧光显微镜和扫描电镜等对其形貌表征及粒径测量来进行分析探讨,确定了制备软胶囊的最优条件:海藻酸钠浓度2%、静电喷雾装置内温度控制在15-25℃、湿度控制在35-50%之间、5m L注射器、23#/17#配套同轴针、同轴针头至接收液的距离d为9cm、同轴针头左右移动速度为100 mm/min、接收棒的转速r为100-120 rpm、控制器减比设定为27、S截面为113.00 mm2、静电喷雾装置高压电源电压为20 k V、泵1(芯层)的进料速率为10μL/min、泵2(壳层)的进料速率为40μL/min、接收液为Ca Cl2溶液(Ca2+=25m M/L)。(2)鱼油软胶囊制备参数优化后,为探索软胶囊的稳定性和在胃肠中的消化行为潜力,分别将软胶囊置于接收液、模拟胃液(10m L Na H2PO4,磷酸调节p H 2.0)和模拟小肠液(8.4 m L Na2HPO4,1.6 m LNa H2PO4,Na OH溶液和磷酸调节p H 7.5)中,并于不同温度下避光存放不同时间,观察软胶囊的变化,发现鱼油软胶囊在Ca Cl2溶液中储存有利于保持其稳定性;负载β-胡萝卜素的鱼油软胶囊在模拟胃液中比较稳定,不易被破坏;而在模拟小肠液中易溶胀,可通过外源机械力破碎释放,或者随着时间增长自行破碎释放;负载β-胡萝卜素的鱼油软胶囊先浸泡于模拟胃液,再转移到模拟小肠液20分钟后,软胶囊会自动破碎释放,不需要任何体外机械力破坏。说明以鱼油和亲脂性的营养物质为芯层,海藻酸钠溶液为壳层,利用自行设计的电喷雾装置制备的核壳结构毫米大小的软胶囊具有定位释放鱼油和亲脂性的营养物质到肠的潜力。(3)为了验证软胶囊在体内的消化释放潜力,更进一步的做了动物试验。选用健康的新西兰大白兔,构建兔子空腹和饱腹模型,并通过对兔子解剖和血样分析来判断软胶囊在胃部和肠部的消化吸收状况。兔子解剖结果表明,当直接将软胶囊给空腹兔子服下时,软胶囊在肠道中溶胀,进而通过肠道蠕动(图4-4)破碎并释放所负载的营养物质,即达到小肠定位释放的效果;如果先将软胶囊提前浸泡在碱性饮料中30分钟以上,然后将软胶囊和碱性饮料一同给饱腹兔子服下,此时已在碱性饮料中溶胀的软胶囊可通过胃蠕动破碎并释放,即可达到胃定位的效果。兔子血样的测定结果显示,胃定位和肠定位的实际生物利用度分别高达96.73%和91.31%。因此软胶囊可以作为特定的容器将鱼油和亲脂性的营养物质输送到小肠,并使其具有良好的生物利用度。综上所述,利用自行设计的静电喷雾装置,以海藻酸钠为外壳、鱼油和亲脂性营养物质为内芯制备核壳结构毫米大小的软胶囊,既克服了传统的厘米大小的软胶囊存在难以吞咽的问题,又解决了微/纳米大小的软胶囊对鱼油/营养物质的承载能力有限以及稳定性不够的问题。这种毫米大小的软胶囊可作为特定的容器,将鱼油和亲脂营养素输送到胃和肠道,并使其在体内具有良好的生物利用度(>90%)。整个制备方法简单,不涉及复杂的聚合物改性和配方,使制备的软胶囊在食品和医药行业具有广阔的应用前景。
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