高水溶性叶黄素固体分散体的制备

发布时间：2020-08-21 18:34

【摘要】：叶黄素是一种广泛存在于自然界中的天然色素,具有抗氧化、抗癌、预防心血管疾病、防治视网膜病变、保护心血管、抗动脉粥样硬化等功效。然而,叶黄素自身的特殊化学结构使得其溶解度低,稳定性差,在光照、酸性条件下易分解,从而限制了其在食品领域内的应用。本文采用固体分散技术将叶黄素制备成固体分散体,可显著提高叶黄素的水溶性,稳定性和生物利用度。具体研究内容和结果如下:(1)采用聚乙二醇2000(PEG2000)、聚乙二醇4000(PEG4000)、聚乙二醇6000(PEG6000)、泊洛沙姆188(P188)、泊洛沙姆407(P407)、α-环糊精(α-CD)、β-环糊精(β-CD)、γ-环糊精(γ-CD)、羟丙基β-环糊精(HP-β-CD)、聚乙烯吡咯烷酮K_(30)(PVPK_(30))等水溶性载体制备叶黄素固体分散体。以溶出度和溶解度为考察指标,筛选最优制备方法和单一载体。结果表明:以聚乙烯吡咯烷酮K_(30)(PVPK_(30))为水溶性载体,采用溶剂法制备的叶黄素固体分散体有最佳的溶出效果。单因素实验和正交实验确定最佳工艺条件为:药载比1:25(w/w),制备温度60℃,乙醇用量30 mL,溶出转速为75r/min。在此条件下制备的叶黄素-PVPK_(30)固体分散体,60 min累计溶出度为84.26%,溶解度为90.23μg/mL对叶黄素-PVPK_(30)固体分散体进行傅里叶红外光谱(FTIR)、差示扫描量热法(DSC)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)表征。结果表明,叶黄素与PVPK_(30)形成的固体分散体中,叶黄素以无定形态形式存在,叶黄素与载体发生了相互作用,并推测有氢键的形成。对叶黄素-PVPK_(30)固体分散体的稳定性进行考察,结果表明在高温(60℃)放置10天后,溶出度仍保持在79.54±0.28%;高湿(75%RH)放置10天后,溶出度保持在76.46±0.43%;强光(4500±500 LX)放置10天后,溶出度保持在66.26±0.62%,稳定性提高显著。将叶黄素-PVPK_(30)固体分散体与国内外的叶黄素产品溶解性能进行对比,结果表明,自制的叶黄素-PVPK_(30)固体分散体有显著的增溶效果。(2)在单一载体制备固体分散体的基础上,选用PVPK_(30)、PEG6000、P188、P407、聚乙烯己内酰胺-聚醋酸乙烯酯-聚乙二醇接枝共聚物(Soluplus)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、维生素E-聚乙二醇-琥珀酸酯(TPGS)进行载体的联合制备多元固体分散体,联合载体间比例为1:1,叶黄素与联合载体的比例为1:25。以溶出度和溶解度为考察指标,结果表明PEG6000、P188、TPGS制备的多元固体分散体有较好的溶出效果。通过Design-Expert8.0优化设计PEG6000、P188、TPGS间的最佳比例,确定最佳配比PEG6000:P188:TPGS=44.461:33.101:22.258。在该比例下采用熔融法制备固体分散体,30min累计溶出度达到85.59%,溶解度达到106.80μg/mL,较叶黄素都有较大的提升。对叶黄素多元固体分散体进行FTIR、SEM、XRD表征,结果显示叶黄素以无定形态或是低温共融物存在于固体分散体中。对叶黄素多元固体分散体进行稳定性考察,在高温(60℃)放置10天后,溶出度仍保持72.68±0.56%;高湿(75%RH)放置10天后,溶出度保持70.21±0.46%;强光(4500±500 LX)放置10天后,溶出度保持56.25±0.58%,稳定性显著提高。将最优的叶黄素多元固体分散体与国内外的叶黄素产品溶解性能进行对比,结果表明,自制的叶黄素多元固体分散体有显著的增溶效果。(3)考察叶黄素固体分散体在大鼠体内的生物利用情况,采用药代学分析软件对数据进行分析,计算动物药代学参数。实验结果显示,叶黄素、叶黄素-PVPK_(30)固体分散体、叶黄素多元固体分散体的达峰浓度(C_(max))为1.840μg/mL、1.148μg/mL、1.044μg/mL,达峰时间(T_(max))为2 h、6 h、6 h,清除半衰期(t_(1/2))为4.254 h、15.220 h、16.250 h,药时曲线下面积为(AUC)8.856μg?h/mL、17.208μg?h/mL、15.603μg?h/mL。以叶黄素为参比制剂,叶黄素-PVPK_(30)固体分散体和叶黄素多元固体分散体的相对生物利用度分别为194.31%、176.19%,叶黄素的生物利用度提高显著。从药时曲线可以分析得,制备的固体分散体在肠部全部释放,并且在体内有较好的缓释效果。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R283.6;TQ464
【图文】：

分子结构图,叶黄素,分子结构,万寿菊

图 1-1 叶黄素分子结构Fig. 1-1 The molecular structure of lutein.1.3 叶黄素的生理功能.1.3.1 抗氧化活性叶黄素是一种天然抗氧化剂，可以淬灭单线态氧，防止脂类物质被单线态氧攻击，少脂质过氧化物（LOP）的产生[10]。叶黄素发挥抗氧化功效的途径是共轭烯烃失去一电子，形成阳离子自由基，通过还原作用，清除氧自由基，抑制 ROS 活性，有效阻止OS 对正常细胞的破坏[11]。因此叶黄素可充当一种自由基捕捉剂，有效抵御自由基在人造成的损伤，延缓器官衰老[10]。Bhattacharyya 等[12]对万寿菊橙，万寿菊黄和万寿菊红三种万寿菊花中叶黄素的体外抗氧化活性进行了研究，研究发现，叶黄素有较好的羟、DPPH 和 ABTS 自由基清除活性，通过抑制 Fe2+和 H2O2水平，降低 ROS 对肝细胞

形貌,叶黄素,固体分散体,扫描电子显微镜

第三章叶黄素-PVPK30固体分散体的制备工艺研究描电镜结果 3-15 可知，叶黄素的的形貌图为不规则的块状和片状晶体，PVPK30为，表面光滑，叶黄素和 PVPK30的物理混合物表现为叶黄素的颗粒晶体 PVPK30的球表面或凹陷处。而在固体分散体中，PVPK30的球状和叶黄出现，呈现出不规则的块状。固体分散体中叶黄素的特殊晶体形状消失产生，推断出叶黄素以新的形式分散在载体中。

等高线图,溶出度,等高线图,效应

9 40.00 40.00 20.00 80.45 89.92 65.96 73.0310 55.00 20.00 25.00 85.55 88.73 87.31 30.3011 50.00 20.00 30.00 89.89 90.02 87.26 65.3212 40.00 30.00 30.00 97.72 100.60 80.93 65.8513 40.00 40.00 20.00 81.46 82.46 66.92 75.0314 40.00 30.00 30.00 96.80 97.20 79.93 64.8215 45.00 25.00 30.00 62.81 88.26 89.76 70.0516 43.75 28.75 27.50 76.03 79.34 89.76 102.504.4.3 绘制效应面图应用 Design Expert 8.0 设计软件分别绘制 10min 累计溶出度、30min 累计溶出度、载药量、溶解度 4 个响应值的三维立体图，并拟二维等高线图，具体分析如下：

【参考文献】