五倍子單寧脂質(zhì)體的制備及質(zhì)量評價

吳曉霞,李建科

(陜西師范大學食品工程與營養(yǎng)科學學院,陜西西安 710062)

五倍子單寧脂質(zhì)體的制備及質(zhì)量評價

吳曉霞,李建科*

(陜西師范大學食品工程與營養(yǎng)科學學院,陜西西安 710062)

以超聲波輔助溶劑提取法提取五倍子單寧,逆相蒸發(fā)法制備五倍子單寧脂質(zhì)體,研究制備脂質(zhì)體最佳工藝,并對在優(yōu)化條件下制備的脂質(zhì)體進行理化性質(zhì)評價。結果表明優(yōu)化條件為:卵磷脂與膽固醇的質(zhì)量比(SPC/CH)為2∶1、有機相與水相體積比(O/A)為6∶1、緩沖液pH6.5。在此條件下質(zhì)量濃度為1mg/mL的五倍子單寧溶液制備的五倍子單寧脂質(zhì)體包封率為72.26%。結構描述:有效粒徑為(79.39±11.62)nm,Zeta電位為-44.7mV,穩(wěn)定性:4℃條件下儲存穩(wěn)定性良好。逆相蒸發(fā)法制備脂質(zhì)體工藝簡單可行,包封率高,粒度均勻,穩(wěn)定性好,可用于五倍子單寧脂質(zhì)體的制備。

五倍子單寧,脂質(zhì)體,逆相蒸發(fā)法,質(zhì)量評價

五倍子(GallaChinensis),又稱文蛤、百蟲倉、木附子,是由五倍子蚜蟲寄生在漆樹科植物鹽膚木、青麩楊或紅麩楊葉上形成的蟲癭[1],又稱棓子。在我國,主產(chǎn)區(qū)集中在貴州、四川、湖北、湖南、陜西、云南等六省,這些省份的五倍子產(chǎn)量約占全國總產(chǎn)量的90 %以上[2]。五倍子單寧是五倍子的主要功能成分和含量最多的成分,五倍子單寧含量可達70%以上[3]。按照單寧的化學結構特征,單寧可分為如下:可水解單寧,縮合單寧和復合單寧[4],實驗所用單寧為水解單寧,是由沒食子酸、雙倍酸與葡萄糖結合以甙或酯的形式形成的復雜混合物[5]。五倍子單寧不僅具有抗突變、抗腫瘤、抗菌、抗病毒、抗氧化等作用,還具有不同程度的抗過敏、降血脂、降血糖、抗炎、抗血栓、調(diào)節(jié)免疫等多種生物活性[3]。

脂質(zhì)體是磷脂分散在水中自然形成多層囊泡,每層均為雙分子層,囊泡中央和各層之間被水相隔開[6]。脂質(zhì)體是由磷脂為膜材料及附加劑組成[7]。脂質(zhì)體具有類似細胞膜的結構,內(nèi)部含著一定體積的水溶液。脂質(zhì)體的制備方法有很多種,主要有薄膜法、逆相蒸發(fā)法、注入法、凍融法、服乳法、pH梯度法和冷凍干燥法等[8]。逆相蒸發(fā)法適合包裹水溶性藥物、大分子生物活性物質(zhì)如各種抗生素、胰島素、免疫球蛋白、堿性磷脂酶和核酸等。

用脂質(zhì)體包裹藥物可使藥物選擇性地分布于人體內(nèi)某些組織和器官,避免藥物氧化、降解和破壞,可增加藥物通過細胞膜的能力,起到增強療效的作用[9]。目前,關于多酚類物質(zhì)制備脂質(zhì)體的研究有石榴皮多酚脂質(zhì)體[10]、茶多酚脂質(zhì)體[10]等的研究,但沒有關于五倍子單寧脂質(zhì)體的研究,而五倍子在臨床上有很重要的功效。因此,對五倍子單寧脂質(zhì)體的研究具有重要的現(xiàn)實意義。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

五倍子單寧純化物 實驗室制備;五倍子單寧標品、大豆卵磷脂(SPC,soybean phospholipids)、膽固醇(CH,cholesterol) 西安市晶博生物技術有限公司;氯仿及其余試劑 為國產(chǎn)分析純。

光學顯微鏡、紫外可見分光光度計(TU-1 810) 北京普析通用儀器有限責任公司;超高速低溫離心機(3k30) 美國Sigma公司;精密微量移液器(100～1000μL) 德國Eppendorf;旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(RE-52AA) 上海亞榮生化儀器廠;激光粒度和Zeta電位儀(NANO-ZS) 英國Malvern公司;精密pH計(PHS-3C):上海精密科學儀器有限公司;漩渦混合器(XW-80A) 海門市其林貝爾儀器有限責任公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 五倍子單寧的提取及純化 為陜西師范大學食品工程與營養(yǎng)科學學院營養(yǎng)與衛(wèi)生實驗室制備[11-12]。

1.2.2 五倍子單寧脂質(zhì)體的制備 參考文獻[13-15]。

1.2.2.1 五倍子單寧磷酸鹽緩沖溶液的配制 稱取100mg的五倍子單寧純化物,用pH6.5磷酸緩沖液定容至100mL的棕色容量瓶中,即得質(zhì)量濃度為1mg/mL的五倍子單寧磷酸鹽緩沖溶液[10]。

1.2.2.2 五倍子單寧脂質(zhì)體的制備工藝 采用逆相蒸發(fā)法制備五倍子單寧脂質(zhì)體,研究在大豆卵磷脂和膽固醇的質(zhì)量比為1∶1、2∶1、3∶1、4∶1、5∶1;有機相和水相的體積比1∶1、2∶1、3∶1、4∶1、5∶1;磷酸鹽緩沖液的pH4.5、5.5、6.5、7.5、8.5時,以五倍子單寧脂質(zhì)體的包封率為考察指標確定最佳制備工藝。

1.2.3 五倍子單寧脂質(zhì)體包封率測定方法

1.2.3.1 標準曲線的建立 精密配制濃度分別為0、10、20、30、40、50μg/mL系列五倍子單寧溶液;以雙蒸水為空白對照,在最佳波長處用紫外可見分光光度計測定吸光度值。以五倍子單寧濃度為橫坐標,吸光度A值為縱坐標,繪制標準曲線,并進行回歸分析。

1.2.3.2 五倍子單寧脂質(zhì)體包封率的測定方法 參考文獻[16-17]，采用高速冷凍離心法測定包封率:取五倍子單寧脂質(zhì)體及空白脂質(zhì)體溶液各3mL于離心管中,分別加入乙酸乙酯3mL破乳,旋渦3min;于15000r/min轉(zhuǎn)速、4℃溫度條件下離心30min,取上清液1mL至25mL的容量瓶中,加入蒸餾水定容;空白脂質(zhì)體作為對照,在最佳波長下測定吸光度;代入回歸方程,得到總量Ct。

取五倍子單寧脂質(zhì)體及空白脂質(zhì)體溶液各3mL于離心管中,直接在15000r/min轉(zhuǎn)速、4℃溫度條件下離心30min,取上清液1mL至25mL的容量瓶中,空白脂質(zhì)體作為對照,在最佳波長下測定吸光度。代入回歸方程,得到未被包入即游離的脂質(zhì)體量Cf。

得到總量和游離脂質(zhì)體量,包封率便可求出:

1.2.4 脂質(zhì)體的質(zhì)量評價 鑒于脂質(zhì)體在各個領域的應用原理,一般采用3個參數(shù)來評價脂質(zhì)體的性質(zhì):脂質(zhì)體的大小、包封率和脂質(zhì)體的穩(wěn)定性[6]。

脂質(zhì)體的大小:采用掃描電鏡、激光散射法或激光掃描法測定。

包封率(%)=(脂質(zhì)體中包封的藥物/脂質(zhì)體中藥物總量)×100。

脂質(zhì)體穩(wěn)定性:也是衡量脂質(zhì)體特性的主要指標之一。它反映了脂質(zhì)體溶液包封率隨時間變化的情況。主要用滲漏率表示,滲漏率(%)=(放置前介質(zhì)中藥物量-放置后介質(zhì)中的藥量)/制劑中藥量×100。

1.2.4.1 五倍子單寧脂質(zhì)體外觀檢驗 光學顯微鏡下觀察:將五倍子單寧脂質(zhì)體溶液稀釋100倍后,滴1滴于載玻片上,在光學顯微鏡下觀察脂質(zhì)體外觀形態(tài)并拍照記錄。

1.2.4.2 五倍子單寧脂質(zhì)體粒度測定及Zeta電位測定 將五倍子單寧脂質(zhì)體用雙蒸水稀釋100倍,再用水系0.45μm濾膜過濾,用激光粒度和Zeta電位儀測定脂質(zhì)體的粒徑大小、粒徑分布及電勢大小。

1.2.4.3 五倍子單寧穩(wěn)定性研究 脂質(zhì)體屬于膠體分散體系,是熱力學不穩(wěn)定體系。它在存放過程中會發(fā)生物理、化學、生物等方面的變化,從而影響其穩(wěn)定性能。本實驗在 4℃與常溫條件下分別將五倍子單寧脂質(zhì)體放置0、10、20、30、40、50和60d,按1.2.2.3方法測定包封率(Y)的變化。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理 采用DPS3.01數(shù)據(jù)處理軟件處理數(shù)據(jù)。

2 結果與分析

2.1 五倍子單寧脂質(zhì)體包封率測定

2.1.1 五倍子單寧溶液及空白脂質(zhì)體波長掃描 對空白脂質(zhì)體和五倍子單寧溶液分別在190～600nm處進行全波長掃描。波長掃描結果如圖所示:

圖1 空白脂質(zhì)體波長掃描結果Fig.1 Scanning spectra of blank liposome

圖2 五倍子單寧溶液波長掃描結果Fig.2 Scanning spectra of gallnut tannins

由圖1、圖2可知,空白脂質(zhì)體在194nm左右有吸收峰,而五倍子單寧有兩個大的吸收峰,分別是213nm和276nm?？紤]到空白脂質(zhì)體在213nm處也有較大吸收值,而在276nm處基本無吸收值,因此選擇276nm為測量五倍子單寧含量的最佳波長。

2.1.2 五倍子單寧溶液標準曲線的建立 五倍子單寧溶液標準曲線如圖3所示,以五倍子單寧溶液的質(zhì)量濃度C(μg/mL)為橫坐標,吸光度值A為縱坐標,得到線性回歸方程為y=0.0291x-0.001,相關系數(shù)R2=0.9993,五倍子單寧溶液質(zhì)量濃度在0～50μg/mL范圍內(nèi)與吸光值有良好的線性關系。

圖3 五倍子單寧標準曲線Fig.3 Standard curve of gallnut tannins

2.2 五倍子單寧脂質(zhì)體制備的單因素實驗結果

2.2.1 大豆卵磷脂和膽固醇的質(zhì)量比對五倍子單寧脂質(zhì)體包封率的影響 有機相和水相的體積比5∶1、磷酸鹽緩沖液的pH6.5,考察大豆卵磷脂和膽固醇的不同質(zhì)量比對五倍子單寧脂質(zhì)體包封率的影響情況。

圖4 大豆卵磷脂與膽固醇的質(zhì)量比 對脂質(zhì)體包封率的影響Fig.4 Effect of the ratio of soybean phospholipids to choleste on encapsulation

由圖4可見,大豆卵磷脂和膽固醇的質(zhì)量比對包封率有顯著的影響。隨著卵磷脂比例的增大,包封率也隨著增大,這是因為作為類脂膜重要組成部分的膽固醇,它具有調(diào)節(jié)膜流動性和穩(wěn)定磷脂雙分子層的作用,當比例過大時,包封率也隨之降低,這是因為組成脂質(zhì)體的膽固醇量太少,膜難以形成且不牢固。所以,在大豆卵磷脂和膽固醇的質(zhì)量比為2∶1時,它們之間有良好的協(xié)同作用,包封率達到最大68.94%。

2.2.2 有機相和水相的體積比對五倍子單寧脂質(zhì)體包封率的影響 磷酸鹽緩沖液的pH6.5和大豆卵磷脂與膽固醇的質(zhì)量比2∶1,考察有機相/水相不同體積比對五倍子單寧脂質(zhì)體包封率的影響情況。

圖5 有機相/水相的體積比對脂質(zhì)體包封率的影響Fig.5 Effect of the ratio of oil phase to aqueous phase on encapsulation

由圖5可見,五倍子單寧脂質(zhì)體的包封率隨著有機相/水相的體積比增加,包封率呈現(xiàn)增加的趨勢。當有機相/水相的體積比值增加到6∶1時,包封率達到最大72.26%。

2.2.3 磷酸緩沖液pH對五倍子單寧脂質(zhì)體包封率的影響 大豆卵磷脂與膽固醇的質(zhì)量比2∶1與有機相/水相的體積比6∶1,考察不同pH條件下對五倍子單寧脂質(zhì)體包封率的影響情況。

圖6 磷酸鹽緩沖液的pH對脂質(zhì)體包封率的影響Fig.6 Effect of the pH of phosphate buffer solution on encapsulation

由圖6可見,五倍子單寧脂質(zhì)體的包封率隨著磷酸鹽緩沖液pH的增加而增加,當pH增加到6.5時,達到最大,之后隨著磷酸鹽緩沖液pH的增加包封率反而變小。因此,本實驗中磷酸鹽緩沖液最佳的pH為6.5。

制備五倍子單寧脂質(zhì)體的最佳條件為:大豆卵磷脂與膽固醇的質(zhì)量比為2∶1,有機相/水相的體積為6∶1,磷酸鹽緩沖液的pH為6.5。在此條件下制備的五倍子單寧脂質(zhì)體的包封率達72.26%。

2.3 五倍子單寧脂質(zhì)體質(zhì)量評價

肉眼觀察下五倍子單寧純化物呈淡黃色粉狀,五倍子單寧磷酸鹽緩沖液為淡黃色,脂質(zhì)體溶液為乳白色乳濁液。

2.3.1 五倍子單寧脂質(zhì)體的顯微形態(tài)結構 圖7為五倍子單寧脂質(zhì)體的光學顯微鏡照片。從圖7中可知,脂質(zhì)體呈橢球形和圓球狀,分布均勻。

圖7 光學顯微鏡下五倍子單寧脂質(zhì)體圖片(×40)Fig.7 Optical microscope picture of gallnut tannins liposome(×40)

2.3.2 五倍子單寧脂質(zhì)體粒度測定及Zeta電位測定 五倍子單寧脂質(zhì)體經(jīng)激光粒度和Zeta電位儀測定后,粒徑大小、分布及電荷性質(zhì)分別見圖8和圖9。

圖8 五倍子單寧脂質(zhì)體粒徑分布Fig.8 Particle size distribution of gallnut tannins liposome

圖9 五倍子單寧脂質(zhì)體Zeta 電位Fig.9 Zeta potential of gallnut tannins liposome

由圖8可知,五倍子單寧脂質(zhì)體的粒徑呈正態(tài)分布,有效粒徑為(79.39±11.62)nm,分散系數(shù)(Pdi)為0.407,說明粒徑分布較均勻。

由圖9可知,五倍子單寧脂質(zhì)體電位為-44.7mv,此電位處于-30～-50mv范圍內(nèi),說明該脂質(zhì)體表面帶負電荷,且體系比較穩(wěn)定。

2.3.3 五倍子單寧脂質(zhì)體穩(wěn)定性 以時間為橫坐標,包封率為縱坐標,繪圖得五倍子單寧脂質(zhì)體穩(wěn)定性隨時間的變化結果(圖10)。

圖10 五倍子單寧脂質(zhì)體穩(wěn)定性曲線Fig.10 Leakage rate curve of gallnut tannins and its liposome

由圖10可知,五倍子單寧脂質(zhì)體在4 ℃條件下儲存穩(wěn)定性良好,前20d包封率基本沒有變化,也就是說,脂質(zhì)體中的五倍子單寧在儲存的過程中基本沒有滲漏,隨著時間的延長,包封率呈緩慢下降趨勢,60d之內(nèi),包封率共下降20.05%,而外觀上脂質(zhì)體溶液也基本無絮凝和沉淀現(xiàn)象。但在常溫下放置的脂質(zhì)體包封率逐漸下降,并出現(xiàn)了不同程度的絮凝和沉淀,而且略有發(fā)霉現(xiàn)象,60d后被包裹的五倍子單寧已基本完全滲漏,因此五倍子單寧脂質(zhì)體宜在4℃條件下儲存。

3 結論

逆相蒸發(fā)法制備五倍子單寧脂質(zhì)體簡單可行,最佳工藝配方為:SPC/CH為2∶1,O/A值為6∶1,緩沖液pH為6.5。在此條件下質(zhì)量濃度為1mg/mL的五倍子單寧溶液制備的五倍子單寧脂質(zhì)體包封率為72.26%。

肉眼觀察下五倍子單寧呈淡黃色粉狀;五倍子單寧磷酸鹽緩沖液為淡黃色;脂質(zhì)體溶液呈乳白色。從五倍子單寧脂質(zhì)體的光學顯微電鏡可知,脂質(zhì)體呈橢球形和圓球狀,分布均勻。五倍子單寧脂質(zhì)體的粒徑呈正態(tài)分布,有效粒徑為(79.39±11.62)nm,分散系數(shù)(Pdi)為0.407,粒徑分布較均勻。五倍子單寧脂質(zhì)體電位為-44.7mv,表面帶負電荷,體系比較穩(wěn)定。五倍子單寧脂質(zhì)體適宜的保存溫度為4℃。

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Preparation of gallnut tannins liposome and its quality evaluation

WU Xiao-xia,LI Jian-ke*

(College of Food Engineering and Nutritional Science,Shaanxi Normal University,Xi’an 710062,China)

Ultrasonic solvent extraction was used to eatarct the tannins in gallnut,and reverse-phase evaluation was used to prepare liposomes of gallnut tannins.The best technology was obtained and its physical and chemical properties were evaluated. The results showed that when the SPC/CH was 2∶1,the O/A was 6∶1,and the pH was 6.5,the entrapment efficiency of liposomes prepared by gallnut tannins was 72.26%,the effective diameter was(79.39±11.62)nm and the zeta potential was-44.7 mV,the favorable storage temperature was 4℃. Preparation process of liposome using reverse-phase evaporation was simple and feasible,high encapsulation efficiency,particle size uniformity,stability and can be used for preparation of gallnut tannins liposome.

gallnut tannins;liposomes;reverse-phase evaporation;quality evaluation

2014-03-21

吳曉霞(1982-)，女，在讀博士，實驗師，研究方向：食品營養(yǎng)與安全。

*通訊作者:李建科(1960-)，男，博士，教授，研究方向：食品安全與天然產(chǎn)物分離鑒定。

國家自然科學基金(31301598)；陜西省自然科學基金(2012JQ3014)；陜西師范大學中央高?；究蒲许椖?GK 201304007)。

TS201.1

A

1002-0306(2015)03-0074-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.03.006