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利用LUM穩(wěn)定性分析儀對(duì)高、低分子量殼聚糖包覆姜黃素脂質(zhì)體的穩(wěn)定性評(píng)估
從營(yíng)養(yǎng)和安全的角度來(lái)看,,脂質(zhì)體具有巨大的營(yíng)養(yǎng)載體潛力,。盡管脂質(zhì)體具有生物相容性、生物降解性,、無(wú)毒性和非免疫原性等優(yōu)點(diǎn),,但其較差的理化穩(wěn)定性嚴(yán)重限制了其在食品工業(yè)和制藥領(lǐng)域的應(yīng)用。穩(wěn)定性差的原因:1,、磷脂對(duì)酯基水解和不飽和?;溠趸鸬牧字瘜W(xué)降解的高度敏感性,這有助于脂質(zhì)體膜的結(jié)構(gòu)破壞,;2,、囊泡融合導(dǎo)致囊泡變大和沉淀,,由于脂質(zhì)降解和/或溫度波動(dòng),疏水性生物活性化合物與脂質(zhì)雙層可能發(fā)生相分離,,這也會(huì)導(dǎo)致嵌入的生物活性化合物泄漏,;3、由于脂質(zhì)降解和/或溫度波動(dòng),,疏水性生物活性化合物與脂質(zhì)雙層可能發(fā)生相分離,,這也會(huì)導(dǎo)致嵌入的生物活性化合物泄漏。因此,,如何降低脂質(zhì)體對(duì)環(huán)境的敏感性并實(shí)現(xiàn)脂質(zhì)體的有效利用仍然值得關(guān)注,。
與修改脂質(zhì)體膜組成的繁瑣方案相比,在脂質(zhì)體表面進(jìn)行涂層被認(rèn)為是有效提高其穩(wěn)定性經(jīng)濟(jì)且有效的方法,。在眾多涂層材料中,,殼聚糖是形成保護(hù)性聚電解質(zhì)層的zui/佳選擇,因?yàn)槠湔姾扇菀着c帶負(fù)電荷的脂質(zhì)體表面相互作用,。
選取低(LCS),、高(HCS)分子量殼聚糖以三種梯度濃度(L:低;M:中等,;H:高)包衣的脂質(zhì)體(Cur-LP)進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)估,。
1. 材料和方法
1.1脂質(zhì)體的制備
采用薄膜水合法結(jié)合高壓均質(zhì)法制備Cur-LP,減小了囊泡尺寸,,提高了脂質(zhì)體的均一性。
通過(guò)蠕動(dòng)泵將制備的Cur-LP分散液滴加到低分子量殼聚糖(LCS)和高分子量殼聚糖(HCS)溶液中,,體積比為3:5,,磁力攪拌60分鐘。滴速為2.5 mL/min,?;诿糠N殼聚糖的預(yù)設(shè)梯度濃度(分別為1、2.5和5mg/mL),,在與Cur-LP分散液混合后,,殼聚糖的最終濃度被稀釋至0.625、1.563和3.125mg/mL,。這三種濃度被稱為低(L),、中(M)和高(H)濃度的殼聚糖。因此,,LCS-L(-M,,-H)和HCS-L(-M,-H)定義了由低(中,、高)濃度的低分子量和高分子量殼聚糖包覆的Cur-LP,。將樣品儲(chǔ)存在4°C冰箱中用于進(jìn)一步分析,。
1.2 物理穩(wěn)定性分析
使用 LUMiSizer®進(jìn)行測(cè)試,轉(zhuǎn)速:2000 rpm,、測(cè)試譜線數(shù)量:360,,時(shí)間間隔:10 s、溫度:25 ℃,。以不穩(wěn)定性指數(shù)隨時(shí)間變化曲線以表示樣品在測(cè)試過(guò)程中的失穩(wěn)狀態(tài),,不穩(wěn)定性指數(shù)越高代表體系越不穩(wěn)定,反之乳狀液穩(wěn)定,。
2. 結(jié)果與分析
圖1 根據(jù)LUMiSizer測(cè)量結(jié)果,,在25℃下,添加殼聚糖涂層和不添加殼聚糖涂層的Cur-LP的透光率圖譜(A1-A7)和不穩(wěn)定性指數(shù)曲線(B)
使用LUMiSizer進(jìn)行了囊泡的離心穩(wěn)定性試驗(yàn)(圖1),。如圖1所示,,LUMiSizer透光率曲線的顏色從紅色逐漸變?yōu)榫G色,代表掃描時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化,。樣品界面處(110mm附近)透光率隨測(cè)試的進(jìn)行逐漸升高,,這表明囊泡不斷向樣品管底部遷移。Cur-LP樣品整體透光率增加,,表明囊泡在離心作用下快速向樣品管底部遷移,,形成沉淀。相反,,在有殼聚糖包被的Cur-LP樣品透光率變化明顯降低,。樣品管上部和下部之間不同的透光率變化表明囊泡遷移減緩。無(wú)論是LCS還是HCS,,當(dāng)殼聚糖濃度增加時(shí),,這一現(xiàn)象更為顯著。換言之,,殼聚糖涂層和增加濃度都有效地改善了Cur-LP的物理穩(wěn)定性,。Tan還發(fā)現(xiàn),在有殼聚糖涂層的情況下,,使用相同的檢測(cè)方法,,負(fù)載有類胡蘿卜素的脂質(zhì)體穩(wěn)定性有所提高。為了量化穩(wěn)定性差異,,確定了不穩(wěn)定性指數(shù)曲線(圖1B),。當(dāng)殼聚糖濃度較低時(shí),LCS-L囊泡的穩(wěn)定性HCS-L,。正如較小的曲線斜率所示,,較小尺寸的囊泡比較大的囊泡移動(dòng)得慢。當(dāng)殼聚糖濃度增加到中等水平時(shí),,相似的斜率表明LCS-M和HCS-M脂質(zhì)體之間的離心穩(wěn)定性相似,。這主要?dú)w因于高分子量的殼聚糖制備的脂質(zhì)體囊泡之間排斥阻力更強(qiáng),,粘度更高。作為一種兩親性聚電解質(zhì),,殼聚糖同時(shí)具有靜電和粘滯穩(wěn)定機(jī)制,,在離心作用下減緩了囊泡的移動(dòng)。此外,,殼聚糖的粘度隨著其濃度和分子量的增加而增加,,所以HCS-H沉淀速度最慢??紤]到HCS涂層的Cur-LP具有相對(duì)較大的囊泡尺寸,,我們得出結(jié)論,具有殼聚糖涂層的脂質(zhì)體的囊泡大小和物理穩(wěn)定性之間存在明顯的聯(lián)系,。增加殼聚糖的分子量和濃度可以協(xié)同穩(wěn)定姜黃素脂質(zhì)體,。離心穩(wěn)定性結(jié)果與儲(chǔ)存穩(wěn)定性分析的囊泡大小變化結(jié)果一致。
3. 結(jié)論
增加殼聚糖的分子量和濃度可以有效提高Cur-LP的穩(wěn)定性,,其中HCS-H涂層表現(xiàn)出最佳的性能,。殼聚糖涂層在體外穩(wěn)定性方面也表現(xiàn)出積極作用,有望用于制造具有更長(zhǎng)保質(zhì)期的脂質(zhì)體食品,,并顯著提高生物活性化合物的生物利用度,,如姜黃素的情況所示。
在較高濃度下,,高分子量殼聚糖的應(yīng)用,,是一種很有前景的提高Cur-LP體外穩(wěn)定性和緩釋的包覆材料。
LUMiSizer分散體系分析儀,,應(yīng)用STEP技術(shù),,對(duì)配方穩(wěn)定性分析提供了快捷有效的工具。不僅可以同時(shí)檢測(cè)12個(gè)樣品,,而且多波長(zhǎng)(近紅外865nm、藍(lán)光410nm)覆蓋多品類樣品的測(cè)試,,為用戶可提供更多更深入的分析信息,,極大提高了工作效率。