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利用LUMiSizer评估高压均质对脂质体囊泡稳定性的影响

发表时间:2022-12-08      点击次数:260

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脂质体同时具有包埋脂溶性和水溶性活性物质的能力,极大提高了活性物质的传递效率,其在食品工业领域中的研究受到越来越多的关注。由于磷脂易发生不可逆的氧化降解和脂质体囊泡聚集沉降等现象,容易导致被包埋活性物质的渗漏,极大限制了脂质体在食品工业中的应用。

目前已有研究利用果胶、蛋白质、壳聚糖及其衍生物等食品生物大分子物质对脂质体膜表面进行修饰,从而提高其理化稳定性。但新壳层材料的引入提高了食品脂质体的生产成本,使得制备工艺也更加复杂,规模化的工业生产容易因设备的限制导致产品质量不理想。同时考虑到膳食胆固醇长期过量摄入对人体的影响,如何控制脂质体中胆固醇的用量,以期得到稳定性良好且胆固醇相对含量偏低的脂质体是本研究的主要目的。高压均质法作为乳剂传递体系常用的破碎乳化制备方法,对提高乳剂的物理稳定性有重要作用,目前已在工业化生产中大规模应用;因此在工业化生产中利用高压均质法制备食品脂质体具备实际应用的可能。

本实验采用传统薄膜水化法辅助高压均质制备脂质体,考察均质压力、均质次数和胆固醇含量对脂质体囊泡物理稳定性的影响。

1. 材料和方法

1.1 高压均质法制备脂质体

采用薄膜水化结合高压均质法制备脂质体。准确称取1g大豆卵磷脂和适量的胆固醇,用25 mL的三/氯/甲/烷将其溶解,40 ℃条件下利用真空旋转蒸发仪减压蒸发除去三/氯/甲/烷,待有机相在圆底烧瓶底部形成薄膜后加入100 mL PBS(0.05 mol/L、pH 7.0),利用超声水浴将磷脂膜洗脱,制成粗脂质体混悬液。利用高速剪切仪将粗脂质体混悬液高速剪切分散1 min(10 000 r/min),最后经由高压均质机分别在20~80 MPa条件下循环均质1~6 次得到脂质体制剂。

1.2 SLN物理稳定性分析

使用 LUMiSizer®进行测试,转速:4000 rpm、测试时长:2h,时间间隔:20 s、温度:25 ℃。以不稳定性指数随时间变化曲线以表示样品在测试过程中的失稳状态,不稳定性指数越高代表体系越不稳定,反之乳状液稳定。

2. 结果与分析

2.1 均质压力对脂质体稳定性的影响

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     图1 不同均质压力制备的脂质体透光率图谱(A)及不稳定性指数随时间的变化曲线(B)


从图1A透光率图谱中可以看出,20 MPa和30 MPa处理后的脂质体经2 h测试后,样品整体的透光率均有所增大,且不稳定系数随时间的延长而显著增大,说明脂质体的物理稳定性相对较差。其中30 MPa处理样品离心前后的透光率变化最大,与其粒径和PDI增大的结果一致,脂质体因更容易发生聚集沉淀而导致物理稳定性降低。均质压力高于40 MPa时,脂质体样品在测试过程中的透光率几乎无明显变化,且不稳定系数的变化幅度也降低,说明脂质体粒径的降低对样品物理稳定性的提高有促进作用。结合粒径和PDI的数据,发现脂质体整体粒径与样品物理稳定性有直接关系,降低脂质体的粒径可提高其在室温条件下的贮藏稳定性。

2.2 均质次数对脂质体稳定性的影响

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图2 不同均质次数制备的脂质体透光率图谱(A)及不稳定性指数随时间的变化曲线(B)

由图2可知,在考察不同均质次数处理后脂质体的物理稳定性时发现,无高压均质处理的脂质体,其物理稳定性极差。经过高压均质处理后,脂质体的物理稳定性显著提高。但在50 MPa均质压力下,经不同均质次数形成的脂质体样品的透光率无显著变化,说明提高均质次数对脂质体的物理稳定性无显著影响。综合不同均质压力的实验结果,当高压均质形成脂质体的粒径低于150 nm时,脂质体样品在测试过程中的物理稳定性无明显差异。


2.3 m(大豆卵磷脂):m(胆固醇)对脂质体稳定性的影响

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图3 不同大豆卵磷脂于胆固醇质量比制备的脂质体透光率图谱(A)

及不稳定性指数随时间的变化曲线(B)


由图3可知,m(大豆卵磷脂)∶m(胆固醇)=2∶1脂质体的物理稳定性最差,说明过多胆固醇的载入不利于高压均质后脂质体物理稳定性的提高,而适量胆固醇的载入对其物理稳定性无显著影响。从不稳定系数曲线的局部放大图中可以发现,当m(大豆卵磷脂)∶m(胆固醇)从10∶1降低至3∶1时,曲线变化的斜率逐渐降低,说明适当提高磷脂膜中胆固醇的相对含量对高压均质脂质体物理稳定性的提高有促进作用。

3. 结论

(1)增加均质压力和均质次数可显著提高脂质体囊泡的物理稳定性,但均质压力和均质次数分别高于50 MPa和3 次后,脂质体囊泡物理稳定性的提高效果不再显著。

(2)m(大豆卵磷脂)∶m(胆固醇)=3∶1对未来利用高压均质法制备包埋有活性物质的脂质体在提高样品稳定性上有一定的参考价值。

(3)LUMiSizer分散体系分析仪,应用STEP技术,对配方稳定性分析提供了快捷有效的工具。不仅可以同时检测12个样品,而且多波长(近红外865nm、蓝光410nm)覆盖多品类样品的测试,为用户可提供更多更深入的分析信息,极大提高了工作效率。


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