壳聚糖纳米颗粒和微胶囊封装从巴拉圭茶中提取的天然抗氧化物.docx

壳聚糖纳米颗粒和微胶囊封装从巴拉圭茶中提取的天然抗氧化物摘要：由于壳聚糖的粘液粘聚性、无毒、生物相容和生物可降解的特性，用其包裹活性成分的应用在最近几年获得成功。用高分子基质包裹活性成分的好处在于保护其不受周围介质或加工条件的影响并能控制其释放速度。本次试验中壳聚糖纳米颗粒和微胶囊用来包裹巴拉圭茶。纳米颗粒由壳聚糖盐酸盐和磷酸钠的离子凝胶制备。活性成分被加到磷酸钠溶液中，混合液再被逐滴的加入到壳聚糖盐酸盐溶液中并摇晃。微胶囊采用喷雾干燥的方法制备。在这种情况下，抗氧化剂被加入到壳聚糖溶液中，然后进行喷雾干燥。分析了影响活性成分包裹系统的稳定性和释放性能的因素。这种方法获得的产品能控制天然抗氧化物的释放，因此，这种包裹方法在营养品和化妆品的生产中是一种很有前景的技术。关键词：壳聚糖；抗氧化物；微胶囊；纳米颗粒；控制释放1、前言：壳聚糖是一种由甲壳素脱乙酰作用而得到的高聚物，一种自然形成的，丰富的可用的多糖。壳聚糖因为其具有生物相容性、低毒性、生物可降解性而在活性成分包裹领域受到很大关注。用高分子基质包裹活性成分的好处在于保护其不受周围介质或加工条件的影响并能控制其释放速度。酚类化合物表现出很强的抗氧化活性。抗氧化物的包含在食品加工、营养品或化妆品制造中的研究越来越广泛。巴拉圭茶是一种在南美不同国家都食用的传统茶饮料，并被当做茶的替代品传播到了其他国家。从巴拉圭茶中有高含量的咖啡酰衍生物和其他酚类物质。巴拉圭茶的一些药理学性质例如护肝、利尿、降胆固醇、抗风湿、抗血栓、抗炎、减肥、抗衰老等都与其高含量氛有关。与壳聚糖结合的结果是，一种天然高聚物和另一组分，例如抗氧化剂，是形成一种新的兼有2种组分的性能并能增加抗氧化剂稳定性和控制其释放的新系统。Kosaraju, Dath,和 Lawrence用壳聚糖微胶囊包裹橄榄页中提取的抗氧化物，Deladino, Anbinder,Navarro, 和 Martino用冻干的藻酸钙颗粒和离间壳聚糖钙颗粒提取物包裹巴拉圭茶。据我们所知，现在还没有关于用壳聚糖微胶囊和纳米颗粒和三聚磷酸钠（TPP）胶连巴拉圭茶的酚类粒提取物的研究。这项研究的目的是获得壳聚糖盐酸盐纳米颗粒和微胶囊，用来包裹从巴拉圭茶中提取的用于化妆品生产的抗氧化物。纳米颗粒由离子凝胶制备，微胶囊由喷雾干燥制备，在形态学上进行表征，电动电势和体外释放。试验也测试了包裹的抗氧化剂的性能。2、材料和方法：2.1、材料：壳聚糖盐酸盐（HCS）从Novamatrix获得（挪威）。脱乙酰作用的程度为90%，分子量为200kDa（千道尔顿）。所有其它试剂均为商用试剂并没有做任何改变。2.2、微胶囊和纳米颗粒的制备：壳聚糖微胶囊由喷雾干燥制得：M1，0.5%（w/v）HCS溶液和0.1%（w/v）TPP；M2，1%（w/v）HCS溶液和0.2%（w/v）TPP。活性组分（30%，w/w）加入到TPP溶液中。没有包裹壳聚糖和TPP的巴拉圭茶提取物（ILE）微胶囊同样由喷雾干燥制备。三聚磷酸钠离子凝胶和壳聚糖盐酸盐用来制备壳聚糖纳米颗粒，制备方法同Fernndez-Urrusuna, Calvo, Vila-Jato, and Alonso等人相同。试验使用了2种不同浓度的HCS和TPP，获得2种纳米颗粒：NP1，0.15%（w/v）HCS和 0.084%（w/v）TPP；NP2，0.3%（w/v）HCS和0.168（w/v）TPP。活性成分（10%，w/w）混合到TPP溶液中，在不断搅拌中纳米颗粒形成并把活性成分包裹进去。2.3、形态学：纳米颗粒和微胶囊的形状和表面由扫描电子显微镜（SEM）观察。样品的检测用扫描电镜(JEOL JSM-6400, JEOL, Tokyo, Japan)。2.4、电动电势：电动电势的测量值由微观电泳法测得，使用Malvern Zetasizer Nanoseries Nano ZS。2.5、总酚含量和抗氧化活性的测量：总酚含量由分光光度法测定，在750nm用FolinCiocalteu试剂和没食子酸做标准。抗氧化活性由在595nm，用水溶性VE做标准物条件下测定Fe3+还原/抗氧化能力来测量。在2个方法中都采用了一个GBC 紫外/可见光920分光光度计（GBC Scientic Equipment PTY LTD, Melbourne,Victoria, Australia）。2.6、多酚混合物的稳定性和包裹率：被包裹在微胶囊中的多酚通过将30mg微胶囊溶解在20mL去离子水中，采用FolinCiocalteu法测定。这步是在获得微胶囊3个月后进行的，目的是评估被包裹的多酚的稳定性随时间的变化。2.7、体外多酚物质的释放：150mg微胶囊，装入纤维素透析袋内，悬浮在不同pH值（6.5和5.7）的缓冲溶液中。透析袋放置在装有100mL释放介质，37，100rpm的玻璃杯中。纳米颗粒悬浮液被分装在1mL的离心管中，在15000rpm下离心30min，重新悬浮到pH值6.5或5.7的缓冲液中，在37，100rpm下培养。多酚的释放通过FolinCiocalteu方法测定。全部试验都重复进行一次。3、结果和讨论：3.1、形态学：图1显示了巴拉圭茶提取物微胶囊和装满巴拉圭茶提取物的HCS微胶囊与TPP胶连物的形态学。所有制备的微胶囊都呈球形。尺寸小于5m。微球表面上的缺口是由溶剂的迅速蒸发造成的。含有高浓度壳聚糖和TPP的微胶囊具有相似的形态学。其他的学者也报道过在喷雾干燥制备的微胶囊表面有褶皱和缺口。纳米颗粒的尺寸（流体力学半径）分布在图2中给出。3.2、电动电势：微胶囊的电动电势在表1中给出。微胶囊和纳米颗粒的电动电势都是正的，这表明了壳聚糖表面上存在氨基。纳米颗粒的电动电势高于微胶囊。这些分配系统有吸附潜能和吸收增强性能。3.3、多酚混合物的稳定性和包裹率：通过测量获得的壳聚糖盐酸盐微胶囊中总酚的含量，来确定包裹率。此外，这也是在3个月后进行计算的，用来研究被包裹的多酚的稳定性随时间的变化。对于M1和M2，包裹率接近100%。3个月后，M1和M2的多酚含量分别为87%和88%。因此，壳聚糖微胶囊能随着时间的流逝而保持多酚的稳定性，对于多酚类化合物是一个很好的包裹材料。Kosaraju 等人也观察到了通过喷雾干燥包裹的橄榄叶提取物中的多酚类物质没有失活。3.4、释放研究：虽然皮肤的pH值为5.5，但化妆品的pH值范围在5.5-7。巴拉圭茶提取物的微胶囊和M1、M2微胶囊的释放研究被分成2组，分别在5.7和6.5的pH值条件下进行。在pH值为5.7和6.5条件下的释放曲线分别在图3A和B中显示。在这2种情况下，巴拉圭茶提取物微胶囊在4小时后就能释放90%的酚类化合物，而对于M1和M2释放要慢，在相同时间内pH值为5.7的释放了60%，pH值为6.5的释放了40-45%。在pH值为5.7的条件下有较高的释放率，是因为壳聚糖盐酸盐在该pH值下的溶解性。Deladino 等人制备的用于包裹巴拉圭茶的壳聚糖藻酸盐念珠。他们的研究显示，没有壳聚糖的念珠在3.5小时后释放大约50%的多酚，有壳聚糖的念珠释放大约35%，释放率明显小于本研究。在每个缓冲池中使用装载有巴拉圭茶提取物的纳米颗粒进行了药物释放研究。在每个pH值下，15min后纳米颗粒释放了100%的巴拉圭茶提取物中的多酚。Kim等人提出，壳聚糖纳米颗粒能保持它们的特性并赋予了其宝贵的性能，作为保护和润肤乳，用于化妆品中活性成分的包裹。因此，纳米颗粒是一种很适合的抗氧化剂包裹和保护材料，但是为了获得能控制巴拉圭茶提取物活性成分释放的纳米颗粒还要做进一步的研究。3.5、抗氧化活性：在不同时间间隔测量巴拉圭茶提取物微胶囊，M1和M2在2种pH值（5.7和6.5）条件下的释放试验中的抗氧化活性。在图4A和B中能观察到，对于微胶囊，介质中的Fe3+还原/抗氧化能力增加方式与酚类释放相同。通过这些结果能推