一种谷胱甘肽纳米缓释胶囊的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种谷胱甘肽纳米缓释胶囊的制备方法。采用生物酶法制备纳米淀粉颗粒，制备的纳米淀粉产率高，成本低，方法更加安全环保，用其作为谷胱甘肽的包埋材料，制备谷胱甘肽纳米缓释胶囊。测定纳米缓释胶囊的粒径大小、包埋率、吸热特性、结晶度以及消化性等特性，发现纳米淀粉包埋谷胱甘肽之后在胃内的消化率低，主要在肠道内释药。
【专利说明】一种谷胱甘肽纳米缓释胶囊的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及基因工程和食品医药领域，具体地说是一种谷胱甘肽纳米缓释胶囊的 制备方法。
【背景技术】
[0002] 谷胱甘肽是一种由半胱氨酸、谷氨酸及甘氨酸组成的三肽。半胱氨酸上的巯基为 其活性基团，由于容易与某些药物、毒素等结合，因此具有一定解除毒素的作用。谷胱甘肽 有广谱解毒的能力，不仅可用于药物，更可作为功能性食品的基料，在延缓衰老、提高免疫 力、抗肿瘤等方面取得了长足的进展。但由于还原型的谷胱甘肽极易被氧化，导致活性降 低，保健功能下降。
[0003] 谷胱甘肽在人体的生化防御体系中处于举足轻重的地位，具有多方面的生理功 能。它的主要生理作用是能够除掉人体内的自由基，并防止许多蛋白质和酶等分子中的巯 基被氧化，因此是人体内一种重要的抗氧化剂。GSH的结构中含有一个易被氧化脱氢的活泼 巯基，这一特异性结构使其成为体内主要的自由基消除剂。谷胱甘肽不仅在消除人体自由 基的方面发挥着重要作用，还能够提高人体免疫力。张书芳等人研究表明谷胱甘肽在老人 迟缓化的细胞上所发挥维护健康和抗衰老的功效比在年轻人细胞上大。谷胱甘肽还具有保 护血红蛋白的功能，使血红蛋白不被氧化从而使它持续正常发挥运输氧的能力。因为红细 胞中部分血红蛋白在氧气等氧化剂的作用下，其中二价铁易氧化为三价铁，使血红蛋白转 变为高铁血红蛋白，从而失去了带氧能力。还原型谷胱甘肽既能够将高铁血红蛋白还原为 血红蛋白，也能直接与过氧化氢等氧化剂结合，产生水和氧化型谷胱甘肽。由于要使得红细 胞膜上蛋白质的巯基处于还原态，防止溶血因此人体红细胞中谷胱甘肽的含量很多。
[0004] 谷胱甘肽能够保护酶分子中-SH基，有利于酶活性的发挥，并且能恢复已经被破 坏的酶分子中-SH基的活性功能，使酶重新恢复活性。谷胱甘肽还能保护肝脏防止被乙醇 侵害产生脂肪肝。谷胱甘肽防止由放射线、放射性药物所引起的白细胞减少等病症。谷胱 甘肽能与进入人体的有毒化合物、重金属离子或致癌物质等相结合，并促进其代谢，起到中 和解毒作用。
[0005] 谷胱甘肽的应用
[0006] 1.谷胱甘肽在药物方面的应用
[0007] 人工研制出的谷胱甘肽药物，已广泛应用于临床，除利用其巯基以螯合重金属、氟 化物、芥子气等毒素中毒外，还用来治疗或辅助治疗肝炎、溶血性疾病以及角膜炎、白内障 和视网膜疾病等。近年来，西方科学家，尤其是日本学者发现谷胱甘肽对抑制艾滋病毒也有 一定的效果。
[0008] 最新研究还表明，GSH能够纠正乙酰胆碱、胆碱酯酶的不平衡，起到抗过敏作用，还 可改善皮肤抗氧化能力并使皮肤产生光泽具有美容效果，另外，GSH在治疗眼角膜病及改善 性功能方面也起到了很好的效果。
[0009] 2谷胱甘肽在食品方面的应用
[0010] ⑴添加到婴幼儿食品和酸奶中，作用相当于维生素 C，起到稳定剂的作用。
[0011] (2)放入鱼糕中，可防止色泽加深。
[0012] (3)添加到肉制品和干酪等食品中，起到强化风味的效果。
[0013] 纳米淀粉
[0014] 近年来，由于高分子材料的纳米载药体系受到越来越多的关注，尤其是天然多糖 类的纳米载体。纳米淀粉的制备主要有：物理法、化学法及反向微乳液法等方法，通过载体 包埋或键合药物可以防止体内的酶分解药物，控制药物定点释放，增加药物在体内的循环 时间，提高药物疗效。而且淀粉是一类重要的具有生物可降解性、可再生、良好生物相容性 的天然多糖类高分子材料，来源丰富，价格低廉，作为载体材料在药物控制释放领域已经得 到部分应用。
[0015] 淀粉属于高分子物质，当其尺寸减小到纳米量级后，特性发生了很大的改变，主要 体现在表面效应和体积效应两方面。这两种效应使得纳米淀粉颗粒表面积激增，官能团密 度和选择型吸附能力变大，达到吸附平衡的时间缩短，胶体稳定性提高，这些特性为其在生 物学领域中的应用创造了有利条件。
[0016] 1纳米淀粉载药性能
[0017] 纳米淀粉粒径达到纳米量级后，表面积和表面能剧增，吸附能力和吸附速度大大 提高，促使淀粉颗粒的载药量提高，缩短了吸附平衡的时间。
[0018] 2纳米淀粉药物释放性能
[0019] 药物从纳米淀粉颗粒中释放出来经历两个过程：一是：吸附在淀粉微球表面的药 物快速释放。二是与基质相结合的药物释放并持续一段时间，有利于药物的吸收。
[0020] 3纳米淀粉稳定性能
[0021] 纳米淀粉微粒在常温条件下，外观、分散性、形态无明显变化。所以纳米淀粉的稳 定性能好。
[0022] 纳米淀粉在医学方面的应用
[0023] 目前纳米淀粉微球子生物医药领域应用途主要有以下几方面：（1)免疫分析：免 疫分析现已作为一种常规分析方法，对蛋白质、抗原、细胞定量分析有巨大的作用。淀粉分 子有很多羟基，具有强亲水性，并且对非特异性蛋白吸附量很少，因此可以被广泛地作为新 型标记物载体来使用。（2)药物控释体系：纳米淀粉在药物控释体系方面也发挥着重要的 作用。某些药物只有在特定部位才能发挥其药效，但容易被消化液中的各种酶分解，导致口 服药的药效并不理想，故用纳米淀粉微球作药物载体，可避免药物受酶作用，控制药物的释 放速度。
[0024] 纳米淀粉有3种不同的载药方式：（1)将干燥的"空白"淀粉放入药液中溶胀。这 种方式操作简单，能够大量载药并对大多数药物适宜，但药物与微球结合差，随着血液流动 药物释放快，释放能量弱。（2)制备时以水溶性药物与淀粉共同构成水相，经乳化聚合球后， 药物直接被包在球内。主要对酶、蛋白质大分子药物应用此法。但小分子的包埋效果不如 大分子，渗漏较快，载药率低。（3)偶联、通过某些桥联化合物将微球与药物连接起来，通过 化学方法将药物分子连接到微球上，对小分子药物有较好的效果。但其对药物分子结构有 要求，且载药率低，药物与载体之间的偶联与去偶联并总是可逆的，这些因素都限制了其的 进一步应用。目前我国对淀粉纳米颗粒载药的研究主要以吸附法和包埋法为主。
[0025] 对于疑难病的诊断和治疗：由于纳米淀粉微球比红血球（直径6-9um)小得多，可 以在血液中自由移动，因此可进入到人体的各个部位，检测病变和进行治疗。
[0026] 生物物质的吸附分离：纳米淀粉颗粒粒径很小，具有巨大的表面积，使纳米粒子具 有较高的胶体稳定性和较好的吸附性能，能较快地达到吸附分离。将纳米淀粉压成薄片制 成过滤器，在医药工业中可用于血清的消毒。
[0027] 谷胱甘肽的应用前景非常广阔，然而谷胱甘肽被摄入体内进入胃肠消化时，可能 会因为胃内的酸度高以及各种酶的作用而发生降解甚至会失活，使其生物利用度降低。因 而需要制备一种谷胱甘肽纳米缓释胶囊，降低谷胱甘肽在胃内的消化率。
【发明内容】
[0028] 本发明目的在于提供一种胃内的消化率低，在肠道内释药谷胱甘肽纳米缓释胶囊 的制备方法及其应用。
[0029] -种谷胱甘肽纳米缓释胶囊的制备方法，采用生物酶法制备纳米淀粉颗粒，并且 用其作为谷胱甘肽的包埋材料制备谷胱甘肽纳米缓释胶囊，其制备步骤为：
[0030] (1)蜡质玉米淀粉短直链糊液的制备
[0031] 称取7. Ig磷酸氢二钠溶于250ml水中，称取4. 803g柠檬酸溶于250ml水中，二者 混合，调节pH至4. 6 ;称取10-20g脱脂的蜡质玉米淀粉溶于IOOml配置好的缓冲溶液，搅 拌均匀，沸水浴处理40min，使其充分糊化；糊化后的糊液冷却至58°C，加入普鲁兰酶，加酶 量约为20-40aspu/g干淀粉，其中aspu是活力单位，脱支处理4-6h，离心2min，去除部分未 脱支完全的淀粉链沉淀，得到上清液；灭酶处理15min，再次粗离心2min，将变性的酶去除。
[0032] (2)谷胱甘肽纳米缓释胶囊的制备
[0033] 将步骤（1)中灭酶粗离心处理后的蜡质玉米淀粉短直链糊液冷却至50°C，备用； 称取l_4g谷胱甘肽溶于2ml水中，加入冷却的短直链淀粉糊液中搅拌均匀，静置冷却至室 温，放置于2-25°C的冰箱中，重结晶8-24小时，形成淀粉纳米颗粒；用蒸馏水水洗3-4次， 去除缓冲液；将水洗后的溶液放置于大烧杯中，备用于包埋率的测定；将水洗完的淀粉纳 米颗粒放置于_70°C的冰箱中冻结，进行真空冷冻干燥，得到谷胱甘肽纳米缓释胶囊。
[0034] 本发明的包埋谷胱甘肽的錯质玉米纳米淀粉颗粒其粒径基本分布在230_540nm 之间，在300nm左右分布最多。
[0035] 本发明的步骤（1)中优选15g脱脂的蜡质玉米淀粉溶于IOOml配置好的缓冲溶 液。
[0036] 本发明步骤（2)中优选谷胱甘肽加入量是2g。
[0037] 本发明步骤（2)中的重结晶温度优选4°C，时间8-10小时。
[0038] 本发明步骤（1)中加入普鲁兰酶，加酶量为30aspu/g干淀粉
[0039] 本发明具有如下优点：
[0040] 采用生物酶法制备纳米淀粉颗粒，制备纳米淀粉的产率高，成本低，方法更加安全 环保。并且用其作为谷胱甘肽的包埋材料，测定其包埋之后粒径大小、包埋率]、吸热特性、 结晶度以及消化性的特性，结果表明纳米淀粉包埋谷胱甘肽之后在胃内的消化率低，在肠 道内释药。
【专利附图】
【附图说明】
[0041] 图1谷胱甘肽纳米缓释胶囊研制的试验流程图
[0042] 图2普通蜡质玉米纳米淀粉（a)与包埋谷胱甘肽的蜡质玉米纳米淀粉（b)的粒径
[0043] 图3普通錯质玉米纳米淀粉颗粒（a)和包埋谷胱甘肽的錯质玉米纳米淀粉颗粒 (b)光学显微镜下观察结果
[0044] 图4普通錯质玉米纳米淀粉颗粒（a)和包埋谷胱甘肽的錯质玉米纳米淀粉颗粒 (b)透射电镜观察结果
[0045] 图roSC图，（a)普通錯质玉米纳米淀粉；(b)普通錯质玉米纳米淀粉rescan ; (c) 包埋谷胱甘肽的錯质玉米纳米淀粉；（d)包埋谷胱甘肽的錯质玉米纳米淀粉rescan
[0046] 图6纳米淀粉X衍射图，其中SNP :錯质玉米淀粉纳米颗粒；SNP+GSH :包埋谷胱甘 肽的淀粉纳米颗粒
[0047] 图7谷胱甘肽标样测定的标准曲线
[0048] 图8蜡质玉米纳米淀粉包埋谷胱甘肽的消化曲线
【具体实施方式】
[0049] 下面结合实施例进一步描述本发明，但并不限制本发明的保护范围。
[0050] 1.试验材料与试剂
[0051]
【权利要求】
1. 一种谷胱甘肽纳米缓释胶囊的制备方法，采用生物酶法制备纳米淀粉颗粒，并且用 其作为谷胱甘肽的包埋材料制备谷胱甘肽纳米缓释胶囊，其制备步骤为： (1) 蜡质玉米淀粉短直链糊液的制备 称取7. lg磷酸氢二钠溶于250ml水中，称取4. 803g柠檬酸溶于250ml水中，二者混 合，调节pH至4. 6 ;称取10-20g脱脂的蜡质玉米淀粉溶于100ml配置好的缓冲溶液，搅拌 均匀，沸水浴处理40min，使其充分糊化；糊化后的糊液冷却至58°C，加入普鲁兰酶，加酶量 为20-40aspu/g干淀粉，脱支处理4-6h，离心2min，去除部分未脱支完全的淀粉链沉淀，得 到上清液；灭酶处理15min，再次粗离心2min，将变性的酶去除； (2) 谷胱甘肽纳米缓释胶囊的制备 将步骤（1)中灭酶粗离心处理后的蜡质玉米淀粉短直链糊液冷却至50°C，备用；称取 l-4g谷胱甘肽溶于2ml水中，加入到冷却的短直链淀粉糊液中搅拌均匀，静置冷却至室温， 放置于2-25°C的冰箱中，重结晶8-24小时，形成淀粉纳米颗粒；用蒸馏水水洗3-4次，去除 缓冲液；将水洗后的溶液放置于大烧杯中，备用于包埋率的测定；将水洗完的淀粉纳米颗 粒放置于_70°C的冰箱中冻结，进行真空冷冻干燥，得到谷胱甘肽纳米缓释胶囊。
2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的包埋谷胱甘肽的蜡质玉米纳米 淀粉颗粒其粒径基本分布在230-540nm之间。
3. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤（1)中将15g脱脂的蜡质玉米淀 粉溶于100ml配置好的缓冲溶液。
4. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤（2)中谷胱甘肽加入量是2g。
5. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤（2)中的重结晶温度为4°C，时间 8-10小时。
6. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤（1)中加入普鲁兰酶，加酶量为 30aspu/g干淀粉。
【文档编号】A61K9/52GK104338112SQ201410478098
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年9月15日 优先权日:2014年9月15日
【发明者】孙庆杰, 熊柳, 姬娜, 刘成珍, 姜岁岁 申请人:青岛农业大学