亚油酸抗性淀粉酯的合成、特性表征及其在药物靶向释放中的应用

发布时间：2020-04-29 14:09

【摘要】：脂肪酸淀粉酯是一类新型的改性淀粉,它的合成在医药工业中具有广阔的开发前景。本研究以抗性淀粉(RS3)和亚油酸为原料,在氩气保护的无溶剂体系中通过Novozym 435脂肪酶催化,合成了具有不同取代度(DS)的亚油酸RS3酯,并在单因素的基础上采用响应面法进一步优化合成条件。研究了不同反应条件对DS的影响,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(~1H NMR)对不同DS酯化淀粉的结构特性进行了表征,并对其理化性质进行了测定。以制备的最高DS酯化淀粉为药物载体材料,在模拟体外释放试验中研究了其释药性能和释药机理,并分析了酯化淀粉对乳杆菌的益生元作用,研究结果如下:1.在单因素基础上,利用响应面法优化了合成亚油酸RS3酯的反应条件,最佳合成条件为:在反应体系中通入氩气条件下,预处理抗性淀粉RS3/亚油酸质量比为1:7,脂肪酶剂量4%(基于抗性淀粉干重计),反应时间24.5 h,反应温度65℃,DS值为0.04。2.通过对不同DS亚油酸RS3酯理化性质的研究发现,酯化后的淀粉随着DS增加,溶解度、透明度和凝沉性逐渐降低,膨润度逐渐升高。FTIR显示酯化淀粉1720 cm~(-1)附近处出现新的羰基特征峰,表明RS3被成功酯化,~1H NMR进一步分析确定,酯化淀粉中成功引入了长碳链亚油酸基团。SEM照片显示RS3的形态结构被酯化反应破坏,XRD图谱表明RS3的结晶度降低。3.以玉米淀粉、RS3、DS 0.04亚油酸RS3酯分别作为5-氟尿嘧啶(5-FU)药物缓释片剂的载体材料,测定它们在模拟人工胃液(SGF)、人工小肠液(SIF)、人工结肠液(SCF)中的释药性能和释药机理。结果表明,以酯化淀粉为载体的释药率低于以玉米淀粉和RS3为载体的释药率。因此,酯化淀粉具有良好的缓释性。释放机理表明,5-FU亚油酸RS3酯缓释片在三种介质中释药曲线均符合Higuchi释药模型,5-FU亚油酸RS3酯缓释片的药物释放机制为药物扩散和溶蚀协同作用。4.5-FU亚油酸RS3酯缓释包衣片可以靶向运输到结肠并实现持续释放的功能。释药曲线符合Higuchi释药模型,药物释放机制是溶蚀释放。5.通过体外微生物培养试验,研究了RS3和亚油酸RS3酯对肠道微生物乳杆菌的促生长作用、并分析了代谢产物(短链脂肪酸)。结果表明:RS3和亚油酸RS3酯能促进肠道乳杆菌的生长,并能够被肠道菌利用,产生有利于人体的短链脂肪酸(乙酸)。
【图文】：

图 3-1 不同反应条件对酯化反应结果（DS）的影响（A：抗性淀粉/亚油酸底物比 B：脂肪酶剂量 C：反应时间 D：反应温度）Fig.3-1 Effects of different reaction conditions on esterification reaction results (DS) (A: resistant starch /linoleic acid substrate ratio B: lipase dosage C: reaction time D: reaction temperature)注：不同小写字母表示不同条件之间在 0.05 水平存在差异显著。反应加入的脂肪酶剂量为 6%、反应温度 70℃、反应时间 12 h 固定不变，抗性淀粉：亚油酸（m/m）质量比分别为 1:5、1:6、1:7、1:8、1:9 时，亚油酸 RS3 酯的 DS 先升高后下降，在质量比为 1:7 时达到最高值 0.0297（图 3-1A）。本实验所采用的无溶剂体系，反应中亚油酸既是溶剂又是羰基的供体，所以随着抗性淀粉/亚油酸体系中，亚油酸占比越大，羰基的含量越多、反应体系的粘度越低，，有利于酯化反应的发生[73]。然而，过高的亚油酸含量也会降低淀粉与脂肪酶活性中心之间接触的机会，这不利于反应。因此后续试验都选择底物比为 1:7。抗性淀粉：亚油酸（m/m）质量比 1:7、反应温度 70℃、反应时间 12 h 这些反应变

图 3-2 抗性淀粉/亚油酸摩尔比和脂肪酶剂量相互作用对亚油酸抗性淀粉酯合成的影响Fig3-2 The effect of resistant starch/linoleic acidmolar ratio and enzyme amount and theirmutual interaction on resistant starchlinoleate synthesis图 3-3 抗性淀粉/亚油酸摩尔比和反应时间相互作用对亚油酸抗性淀粉酯合成的影响Fig3-3 The effect of resistant starch/linoleic acidmolar ratio and reaction time and theirmutual interaction on resistant starchlinoleate synthesis
【学位授予单位】：甘肃农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS236.9

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本文编号：2644660