一種低溫熔融擠出製備水溶性葉黃素的方法與產品與流程
2023-12-05 20:50:36 2
本發明屬於高分子包合增溶技術領域，具體涉及一種低溫熔融擠出製備水溶性葉黃素的方法與產品。
背景技術：
葉黃素是一種含氧類胡蘿蔔素，廣泛存在於蔬菜、花卉、水果與某些藻類生物中。因為葉黃素能大量吸收近於紫外光的藍光，因此可過濾損害光感受器和視網膜色素上皮的藍光，及時補充葉黃素可以防治老年黃斑變性病(amd)引起的視力下降與失明。另外葉黃素還具有抗氧化、抗癌、抗誘變、延緩動脈硬化等生理功能，是一種天然營養健康的功能性色素。美國食品藥品管理局早在1995年就已批准葉將黃素作為食品補充劑。然而葉黃素屬脂溶性色素，只溶於有機溶劑，不溶於水，並含多個共軛雙鍵，具有高度不飽和性，對光和氧十分敏感，易氧化降解，這些特點限制了它在食品和藥品領域的應用。
固體分散技術：固體分散體是一種新型製劑技術，可利用製備製劑將難溶性藥物高度分散在固體載體中，通過改變難溶性藥物的分子形態來變更藥物的分散狀態和程度，可以使難溶性藥物在水中的溶解度得到很大的提高。
熔融擠出法是一種新型的製備固體分散體的方法。該技術將藥物、增塑劑和聚合物及其它輔料在熔融狀態下混合，以一定的壓力、速度和形狀擠出形成產品。該技術能將結晶態藥物在加熱熔融後以無定形或分子態分散在載體材料中，最終提高難溶性藥物的水溶解度、溶出速率以及口服生物利用度。這一技術是一種經濟、環保、快速的連續生產方式。一般情況下，在擠出機中熔融擠出緩釋顆粒的大小與所用聚合物材料有關，溫度一般都要高於140℃。但是對那些經不起高溫的活性物質就要求降低擠出溫度，以避免它們在高溫下發生變異，使活性發生變化。使用低溫熔融擠出是解決熱敏感活性物質固體分散體生產的一個途徑，低溫熔融擠出能夠在100℃以下完成熔融擠出生產任務，適合用於葉黃素等光、熱敏感類活性物質的固體分散體的製備。
技術實現要素：
本發明的目的針對葉黃素在水中溶出速率慢，吸收效果差，生物利用度低的問題，提供一種低溫熔融擠出製備水溶性葉黃素的方法與產品，增加難溶性藥物的溶解度和溶出速率，從而提高葉黃素的生物利用度。
為實現上述目的，本發明採取了已下技術方案。
一種低溫熔融擠出製備水溶性葉黃素的方法，包括以下步驟：
a、將葉黃素3～8重量份、水溶性聚合物90～95重量份、增塑劑0.1～3重量份、抗氧化劑0.1-2重量份混合，得混合物；
b、將混合物加入熱熔擠出機中擠出，將條狀擠出物於室溫冷卻，得水溶性葉黃素。
優選的，所述葉黃素為5～7重量份，最優選的葉黃素為6重量份。
優選的，所述水溶性聚合物為91～94重量份，進一步優選為水溶性聚合物為92重量份。
優選的，所述的增塑劑為1重量份。
優選的，所述的抗氧化劑為1重量份。
優選的，所述葉黃素為含量大於80wt％的葉黃素或葉黃素晶體。
優選的，所述水溶性聚合物選自聚乙二醇2000-10000的所有型號中的任意一種或多種的混合物。
優選的，所述聚乙二醇為聚乙二醇2000、聚乙二醇4000、聚乙二醇6000、聚乙二醇8000、聚乙二醇10000。
優選的，所述增塑劑為1,3-丙二醇、丙三醇、甘露糖醇、麥芽糖醇和山梨糖醇中的一種或多種的混合物。
優選的，所述抗氧化劑為生育酚、抗壞血酸、茶多酚和特丁基對苯二酚中的一種或多種的混合物。
優選的，所述擠出的溫度為60～90℃。
優選的，所述擠出的扭矩2～10cm。
優選的，所述擠出的轉速10～60r/min。
優選的，所述擠出的時間為2～10min。
優選的，所述擠出溫度控制為70～80℃，進一步優選為75℃。
優選的，所述擠出轉速設為30～40r/min，，進一步優選為35r/min。
優選的，所述擠出扭矩為4～8cm，進一步優選為6cm。
優選的，所述擠出時間為3～9min，進一步優選為6min。
由以上所述的方法製得的一種低溫熔融擠出製備水溶性葉黃素。
與現有技術相比，本發明的有益效果在於：
本發明使用低溫熔融擠出製備水溶性葉黃素，能夠保障活物質不被高溫氧化，達到較高的葉黃素回收率，同時能增加葉黃素的水溶性，進而提高葉黃素的生物利用度，達到長期應用的效果。該包合物可進一步用於製備葉黃素的水溶性製劑和長期緩釋製劑，在食品和藥品領域的應用前景好。
附圖說明
圖1為水溶性葉黃素的溶出曲線圖。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例對本發明進行詳細地說明。
以下的「份」均為質量份，每份代表10g。
實施例1
稱取葉黃素3份，水溶性聚合物92份(46份聚乙二醇2000、46份聚乙二醇10000)，增塑劑3份(1份1,3-丙二醇、1份甘露糖醇、1份麥芽糖醇)，抗氧化劑2份(1份生育酚、1份特丁基對苯二酚)，研磨均勻，從加料器加至熱熔擠出機中，擠出溫度為60℃，扭矩為2cm，轉速設定為10r/min，擠出時間為10min，然後將條狀擠出物於室溫冷卻，研磨粉碎過80目篩，即得水溶性葉黃素。
實施例2
稱取葉黃素8份，水溶性聚合物90份(60份聚乙二醇4000、20份聚乙二醇6000、10份聚乙二醇8000)，增塑劑1份(1份山梨糖醇)，抗氧化劑1份(1份抗壞血酸)，研磨均勻，從加料器加至熱熔擠出機中，擠出溫度為90℃，扭矩為10cm，轉速設定為60r/min，擠出時間為2min，然後將條狀擠出物於室溫冷卻，研磨粉碎過80目篩，即得水溶性葉黃素。
實施例3
稱取葉黃素5份，水溶性聚合物93份(13份聚乙二醇2000、20份聚乙二醇4000、20份聚乙二醇6000、20份聚乙二醇8000、20份聚乙二醇10000)，增塑劑2份(1份丙三醇、1份甘露糖醇)，抗氧化劑0.1份(0.1份特丁基對苯二酚)，研磨均勻，從加料器加至熱熔擠出機中，擠出溫度為70℃，扭矩為5cm，轉速設定為30r/min，擠出時間為6min，然後將條狀擠出物於室溫冷卻，即得水溶性葉黃素。
實施例4
稱取葉黃素6份，水溶性聚合物94份(14份聚乙二醇2000、30份聚乙二醇4000、30份聚乙二醇6000、20份聚乙二醇8000)，增塑劑0.1份(0.1份山梨糖醇)，抗氧化劑2份(1份抗壞血酸、1份茶多酚)，研磨均勻，從加料器加至熱熔擠出機中，擠出溫度為80℃，扭矩為6cm，轉速設定為40r/min，擠出時間為4min，然後將條狀擠出物於室溫冷卻，即得水溶性葉黃素。
實施例5
稱取葉黃素5份，水溶性聚合物92份(12份聚乙二醇2000、40份聚乙二醇4000、40份聚乙二醇6000)，增塑劑2份(1份1,3-丙二醇，1份甘露糖醇)，抗氧化劑1份(1份生育酚、1份茶多酚)，研磨均勻，從加料器加至熱熔擠出機中，擠出溫度為75℃，扭矩為6cm，轉速設定為40r/min，擠出時間為7min，然後將條狀擠出物於室溫冷卻，即得水溶性葉黃素。
實施例6
稱取葉黃素8份，水溶性聚合物90份(30份聚乙二醇2000、30份聚乙二醇4000、30份聚乙二醇6000)，增塑劑1份(1份甘露糖醇)，抗氧化劑1份(1份特丁基對苯二酚)，研磨均勻，從加料器加至熱熔擠出機中，擠出溫度為75℃，扭矩為6cm，轉速設定為40r/min，擠出時間為5min，然後將條狀擠出物於室溫冷卻，即得水溶性葉黃素。
實施例7
稱取葉黃素6份，水溶性聚合物92份(46份聚乙二醇4000、46份聚乙二醇6000)，增塑劑1份(1份甘露糖醇)，抗氧化劑1份(1份茶多酚)，研磨均勻，從加料器加至熱熔擠出機中，擠出溫度為75℃，扭矩為6cm，轉速設定為35r/min，擠出時間為6min，然後將條狀擠出物於室溫冷卻，即得水溶性葉黃素。
實施例8
稱取葉黃素8份，水溶性聚合物90份(90份聚乙二醇6000)，增塑劑1份(1份甘露糖醇)，抗氧化劑1份(1份茶多酚)，研磨均勻，從加料器加至熱熔擠出機中，擠出溫度為80℃，扭矩為6cm，轉速設定為35r/min，擠出時間為6min，然後將條狀擠出物於室溫冷卻，即得水溶性葉黃素。
實施例9
稱取葉黃素6份，水溶性聚合物90份(90份聚乙二醇4000)，增塑劑2份(2份甘露糖醇)，抗氧化劑1份(1份茶多酚)，研磨均勻，從加料器加至熱熔擠出機中，擠出溫度為70℃，扭矩為5cm，轉速設定為45r/min，擠出時間為5min，然後將條狀擠出物於室溫冷卻，即得水溶性葉黃素。
水溶性葉黃素溶解度測定：
採用溶質質量法測定其溶解度。加入100ml經煮沸後冷卻到室溫的蒸餾水於250ml燒杯中,分別取各實施例製得的20g的水溶性葉黃素加入到燒杯中，25℃±2℃水浴不斷攪拌。多餘粉末較長時間(30min)不再溶解，則得到水溶性葉黃素的飽和溶液。過濾後加熱蒸發、稱量，得到其中溶質質量，計算溶質中葉黃素的含量與溶解度，表1為水溶性葉黃素在水中的溶解度。
表1
由表1可得，水溶性葉黃素為易溶，並將葉黃素由不溶提高至溶解。
溶出度試驗：
取實施例9製得的水溶性葉黃素100g,平均分成兩份。一份w1用1000ml人工胃液完全溶解，放於37℃±0.5℃水浴中靜置30min,取樣，濾過，用紫外分光光度計於448nm處測定其吸光度e值。另一份w2用37℃±0.5℃的人工胃液1000ml加攪拌槳溶解，每隔5分鐘取樣，測其吸光度ei，計算其百分溶出量。結果見表2、圖1，表2為水溶性葉黃素中葉黃素的溶出度測定數據及計算結果(e＝0.7600)，圖1為水溶性葉黃素中葉黃素的溶出度與時間的對應曲線圖。
表2
百分溶出量＝w1×ei/w2×e
以上所述的僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本領域的技術人員來說，在不脫離本發明整體構思前提下，還可以作出若干改變和改進，這些也應該視為本發明的保護範圍。