姜黄素磷脂干粉工艺及其生物利用度研究

　　摘要：目的：利用不同糊精改善姜黄素磷脂复合物的黏稠性，提高其稳定性、水溶出度、姜黄素生物利用度，拟定干粉的简单工艺，为保健食品等功能食品下游产品开发提供支持。方法：通过干粉制备的单因素实验、响应面方法及其和复合物的水溶出度、生物利用度考察，筛选糊精拟定工艺。

　　结果：工艺简单合理可行，制备复合液后控制喷雾液中总含固量20%，抗性糊精添加量是复合物的2倍，进风温度160℃，进料速度8L/h。与复合物相比，复合物干粉的水溶性高6倍以上，峰值时间下峰浓度提高了近10倍，血药浓度时间曲线面积提高了6.7倍。结论：本研究工艺还能直接应用于各种特殊食品，例如保健食品产业中，具有广泛实用性、可操作性和可行性，产业效益-成本比高。有吸附包裹等功能的辅料，如可溶性膳食纤维抗性糊精与磷脂协同提高脂溶性大及生物利用度低的物质，例如姜黄素的稳定性、水溶性及生物利用度，为其下游功能性产品的安全多元化开发提供基础。

　　关键词：姜黄素;磷脂;抗性糊精;协同提高;生物利用度;响应面法

　　姜黄素着色力强是世界销量最大的七大天然食用色素之一，是世界卫生组织和多国公认的天然食品添加剂。姜黄素分子中含有多个酚羟基、羰基等活性基团，具抗肿瘤及逆转肿瘤细胞的多耐药性[1]、抗炎和抗氧化及清除自由基、预防动脉粥样硬化[2]、增强免疫力[3]、抗炎症引起的骨关节炎[4]、抗癌症[5]、抗类风湿性关节炎[6]、抗溃疡性肠炎[7]等作用。但其脂溶性大导致生物利用度低，限制了它在保健、医药上的应用。

　　国内外研究发现姜黄素与磷脂、胡椒碱[8]、表面活性剂[9]等复合，均能改善姜黄素的吸收利用度，扩大其配伍范围。也能与Omega3搭配协同发挥治疗作用[10]，及成为其他脂溶性成分增溶的载体[11]。磷脂是细胞膜组成的必需物，与各种主流药物合用不发生相互作用[8]，与姜黄素形成的复合物，成为目前主流研究对象。

　　针对此复合物黏稠、色泽易变稳定性差缺点，有把磷脂复合物制备成固体分散体或自微乳[12]、胶束[13]等剂型，但工艺复杂。为此，笔者拟通过简单工艺，考察添加糊精制备姜黄素磷脂复合物干粉，改善此复合物的性状，进一步协同提高姜黄素的稳定性、水溶性，为其用于保健食品等功能性下游产品多元化开发提供支持。本工艺还能直接应用于各种特殊食品，例如保健食品产业中，具有广泛实用性、可操作性和可行性，产业效益-成本比高。笔者至今暂没发现相关研究。

　　1物料与方法

　　1.1物料

　　脂溶性姜黄素(姜黄素≥90%陕西嘉禾，食用级);磷脂(九三集团，食用级);抗性糊精(上海统园，食用级);β环糊精(郑州裕和，食用级);麦芽糊精(孟州金玉米，食用级);95%乙醇(成都科隆，食用级);提取罐(0.5m3常州机械厂);浓缩器(WZⅡ500常熟设备厂);喷雾干燥机(GLZ50无锡设备厂)。

　　1.2工艺与考察方法

　　1.2.1姜黄素磷脂复合物的工艺把磷脂

　　1.2kg置提取罐里，向其加入95%乙醇18.0L提取6h，过滤，得到磷脂乙醇提取液，提取率8%。把磷脂乙醇提取液置提取罐里，加入姜黄素3.5kg、95%乙醇700.0L，复合，得到姜黄素磷脂复合液。对其进行浓缩、喷雾，得到姜黄素磷脂复合物。复合物得率=姜黄素磷脂复合物重量/(姜黄素重量3.5kg+磷脂乙醇提取物重量1.2kg×8%)×100%

　　1.2.2单因素实验

　　1.2.2.1糊精品种的筛选

　　按1.2.1法制备姜黄素磷脂复合浓缩液，向其各加入糊精7.2kg，混合均匀搅拌进入喷雾干燥机中，得到糊精复合物干粉。干粉得率=糊精复合物干粉重量/(姜黄素重量+磷脂乙醇提取物重量+糊精重量)×100%

　　1.2.2.2喷雾液中总含固量的筛选按1.2.2.1法制备含抗性糊精的喷雾液喷雾。其中总含固量各为10%、15%、20%、25%、30%。

　　1.2.2.3抗性糊精添加量的筛选按1.2.2.2法制备喷雾液总含固量20%/份喷雾。抗性糊精：复合物各为0.5∶1、1∶1、2∶1、3∶1、4∶1。

　　1.2.2.4进风温度对复合物干粉结合率的影响按1.2.2.3法制备含抗性糊精7.2kg喷雾液喷雾。进风温度120℃、140℃、160℃、180℃、200℃。

　　1.2.2.5进料速度对复合物干粉结合率的影响按1.2.2.4法制备喷雾液喷雾。以4、6、8、10、12L/h速度进料。

　　1.2.3优化实验据

　　1.2.2结果选适宜的因素和水平，按BoxBehnken实验设计中心组实验，以姜黄素磷脂复合物干粉结合率为响应值(R1)，考察喷雾液中总含固量(A)、抗性糊精添加量(B)、进风温度(C)、进料速度(D)四个因素对响应值的影响，优化喷雾干燥工艺。采用Design-Expert8.0.6软件对数据作多元非线性回归分析，并应用ModelGraph程序对显著因素作交互作用响应面图及等高线图。每样品平行处理3次取平均值。

　　1.2.4溶出度考察按《中国药典》2015年四部0931第三法。姜黄素无水乙醇液、水溶液各为外标组、对照组;复合物为试验组1;抗性糊精复合物干粉为试验组2。通过外标组的浓度和吸光度，及对照组、试验组1、2的吸光度，计算对照组、试验组1、2的浓度和溶解度。

　　1.2.5大鼠生物利用度考察按参考文献[14]的血样采集、对照品溶液制备、血浆样品处理、色谱条件测定方法进行生物利用度考察。姜黄素为对照样品，抗性糊精复合物干粉为试验样品。按姜黄素浓度340mg/kg/d[15]折算取样量。

　　2结果与分析

　　2.1姜黄素磷脂复合物及其糊精品种筛选的复合

　　物干粉工艺结果姜黄素磷脂中的双键没得到充分保护易被氧化，复合物稳定性差;其黏性致喷雾损失大。糊精混悬在喷雾液中不同程度覆盖复合物保护其双键，改善其稳定性及成型性。β环糊精没吸附力与复合物混合不均匀。麦芽糊精没吸附力且成膜性较差[17]，没能很好地包裹复合物。抗性糊精的持水力[16]增加喷雾液黏度[18]，吸附与复合物充分结合。选用抗性糊精做单因素实验、响应面法实验。

　　2.2喷雾液中总含固量的筛选

　　当喷雾液中总含固量10%时，雾化速度快，雾化液滴小，几乎不粘壁;当其提高至15%～20%时，开始有些粘壁;当其提高至25%～30%时，雾化速度较慢，雾化液滴比较大，粘壁较之前的严重。因抗性糊精在喷雾液中呈细粉混悬，其吸附作用对复合液有增稠作用[16]，形成细致的包覆膜与复合物充分结合成干粉。若过高增加其在喷雾液中的量，协调复合物增加喷雾液黏度，雾化效果差干粉成型性低。

　　2.3抗性糊精添加量的筛选当抗性糊精：复合物0.5～1∶1时，磷脂半固体性质没被克服，磷脂分子间较易聚集，喷雾粘壁损失多，复合物干粉成型性及流动性差。当抗性糊精：复合物2～4∶1时，磷脂半固体性质被克服，喷雾粘壁损失少，复合物干粉成型性及流动性好。

　　2.4进风温度对复合物干粉结合率的影响进风温度低，不利于复合物干粉快速成型，结合率低;若过高，水分散失速度过快，影响品质。

　　2.5进料速度对复合物干粉结合率的影响进料速度慢，复合物干粉过度蒸发造成损失严重;若过快，复合物干粉中水分蒸发时间不足，较高水分影响其品质。

　　2.6优化工艺的确定

　　回归方程(剔除不显著项AC、BC、CD)：R1=95.23600-1.01833A+3.61667B+2.06667C+4.56500D-2.56000AB+1.07750AD+4.44000BD6.12175A2-2.32925B2+0.89825C2-7.71175D2模型p<0.0001回归效应极显著;R2、R2Adj反映与实际拟合性良好，可用于预测R1;变异系数C.V.=2.38%，可信度与精密度高;精密度=15.476模型精密度良好、合理。

　　3讨论

　　综上，添加抗性糊精制备姜黄素磷脂复合物干粉的工艺简单可行，能直接应用于各种特殊食品，例如保健食品产业中，具有广泛实用性、可操作性和可行性，产业效益-成本比高，符合保健食品等功能食品下游产品开发要求。改善了此复合物的性状，进一步协同提高了姜黄素的稳定性、水溶性和生物利用度，改善它在肠段的吸收状况，有利于姜黄素下游功能性产品多元化开发。姜黄素含双键对光热等敏感，与磷脂配伍提高它在动物体内抗氧化性[22]。

　　抗性糊精是普通食品的低分子水溶性膳食纤维，具有易溶解性、低黏度、酸稳定性、压热稳定性、冷冻解冻稳定性、低褐变性、储存稳定性[23]、吸附[16]、抗氧化[24]等特性。抗性糊精与姜黄素磷脂配伍，充分保护了它们原有特性及抗氧化性。故抗性糊精与磷脂配伍协同提高了姜黄素的稳定性、水溶性和生物利用度，改善了它在肠段吸收状况。

　　探讨进一步优化姜黄素工艺，及研究此复合物干粉质量方法。由此推测，添加有吸附包裹等功能的辅料，如可溶性膳食纤维抗性糊精制备复合物干粉，工艺简单可行，改善复合物性状，进一步地协同提高脂溶性大导致生物利用度低的物质例如姜黄素的稳定性、水溶性及生物利用度，便于它们下游功能性产品的高安全性及多元化开发。

　　参考文献：

　　[1]蒋烈浩，殷珂欣，葛明华.姜黄素抗肿瘤作用及相关机制的研究进展[J].江苏医药，2018，44(7)：830-834.

　　[2]袁静静，王贺，司春婴，等.姜黄素抗动脉粥样硬化作用研究进展[J].光明中医，2018，33(12)：1829-1830.

　　[3]魏庆钢，宋福永，张天亮.姜黄素提取物毒性及免疫调节作用研究[D].济南市：山东大学，2017.

　　[4]王健，王祥，马捷，等.姜黄素对白细胞介素1β诱导兔骨关节炎标志物的作用[J].中华关节外科杂志(电子版)，2016，10(3)：312-318.

　　[5]McCubrey，J.A.，Lertpiriyapong，K.，Steelman，L.S.，etal.RegulationofGSK-3activitybycurcumin，berberineandresveratrol：Potentialeffectsonmultiplediseases[J].AdvancesinBiologicalRegulation，2017(65)：77-88.

　　[6]徐子涵，商玮，赵凌杰，等.姜黄素对类风湿关节炎患者破骨细胞生成数量和活性的影响[J].安徽医药，2016，20(11)：2153-2156.

　　医药方向论文投稿期刊：《安徽医药》(月刊)创刊于1997年，是安徽省食品药品监督管理局主管、安徽省药学会主办的国内外公开发行的医药学类学术期刊。