玉米黄色素微胶囊化及防治白内障功能的研究

1、DOC格式论文，方便您的复制修改删减玉米黄色素微胶囊化及防治白内障功能的研究(作者：单位：邮编：)【摘要】目的通过对玉米黄色素进行微胶囊化，并观察玉米黄色素对大鼠白内障的防治作用。方法对玉米蛋白粉超临界提取的黄色素进行微胶囊化，并采用玉米黄色素微胶囊化粉末进行大鼠 白内障防治作用的研究。结果 玉米黄色素微胶囊化结果表明，最佳 微胶囊化条件为壁材比例为 1 ：1、固形物含量为20%、芯壁比为1 : 10，粉末的包埋率达 88.6%。大鼠白内障的防治实验结果表明，玉 米黄色素微胶囊粉末能有效地延缓受试大鼠白内障进展，降低眼晶体混浊度。生化指标也显示，玉米黄色素微胶囊粉末各组与模型组相比， 眼晶状体

2、超氧化物歧化酶(SOD)活力显著升高了 40.55%50.02%， 丙二醛(MDA)含量显著降低了 31.84%38.89%。结论 玉米黄色素 具有保护晶体抗氧化防御体系的功能，能延缓和控制白内障的形成， 对早期白内障有一定的防治作用。【关键词】 玉米黄色素；微胶囊化;稳定性；白内障；SOD;MDA玉米黄色素为油状物，在10 C以上时为血红色油状液体，10 C以下为黄色半凝固油状物，不易于运输与加工，同时外界环境条件的变化 对玉米黄色素都有不同程度的破坏，因此玉米黄色素的应用受到一定 限制。而微胶囊化技术则是解决这一问题的有效方法， 可以最大限度 地保存囊芯物质的活性，减少外界不良因素的影响，

3、是一项发展迅速 的高新技术1，2。白内障是老年人主要的致盲原因，目前尚无防 治白内障的有效药物。玉米黄色素是植物中广泛存在的一类天然色 素，天然叶黄素是具有预防和延缓老年性黄斑退化引起的视力衰退与 白内障，是目前国际上功能性食品成分研究中的一个热点35。本实验采用玉米蛋白粉超临界法提取玉米黄色素并将其微胶囊化，研究玉米黄色素微胶囊化对早期白内障的防治效果， 为玉米黄色素在防 治白内障的药物或保健食品的应用提供理论依据。1材料与方法1.1试验试剂与原料 叶黄素标样：北京慧德易科技有限责任公 司；由环糊精：陕西礼泉化工有限实业公司；辛烯基琥珀酸淀粉酯钠： 黑龙江昊天玉米开发有限公司；玉米黄色素样品

4、：自制；D半乳糖，AR， 用蒸馏水配成50%的溶液，高压灭菌后供腹腔注射；超氧化物歧化酶 (SOD)试剂盒：南京建成生物工程研究所；丙二醛(MDA)试剂盒：南 京建成生物工程研究所；考马斯亮蓝试剂盒：南京建成生物工程研究 所;美多丽扩瞳滴眼剂：日本参天制药株式会社；无水乙醇：沈阳市华 东试剂厂。基础饲料：哈尔滨汉方鼠类养殖中心提供的大鼠日常摄食 的饲料。其主要营养成分如下：水分10%，粗蛋白20%，粗脂肪5%， 粗纤维11%，灰分7%，1.2% 的Ca以及0.8%的P;目标饲料A、A 、B、B :采用CO2超临界萃取技术提取的玉米黄色素（其中叶黄素的 含量为48.28%）直接与基础饲料按照人体

5、每天叶黄素的摄入量2.4 30 mg为标准计算（人体平均体重60 kg，试验大鼠平均体重200 g , 且按照每只大鼠每天摄食20g饲料计算），配制成目标饲料A和B, 再将玉米黄色素经微胶囊化（微胶囊成品的包埋率为 88.63%）处理后 同样按照上述标准与基础饲料配制成目标饲料A和3 ，其中A为含有高剂量未经微胶囊化的玉米黄色素的目标饲料，玉米黄色素的含量为0.2 mg/20 g;A 为含有高剂量玉米黄色素微胶囊的目标饲料，玉米 黄色素微胶囊含量为10.50 mg/20 g，B为含有高剂量未经微胶囊化 的玉米黄色素的目标饲料，玉米黄色素的含量为0.02 mg/20 g;B 为含有低剂量玉米黄色

6、素微胶囊的目标饲料，玉米黄色素微胶囊含量为2.55 mg/20 g;目标饲料C:将广州中一药业有限公司生产的障眼明片 研磨后与基础饲料按1.65 ： 000比例配制成目标饲料 C。1.2实验仪器 电子天平：沈阳龙腾电子有限公司；JHG型试验 均质机：上海张堰轻工机械四分厂制造，上海高创电液公司研制；722 型可见分光光度计：上海精密仪器科技有限公司；TD5A台式离心机：长沙英泰仪器有限公司；超声波处理机：济宁金百特电子有限公司；喷 雾干燥器Buchi Mini spray Dryer B ”91 :瑞士 Buchi公司;旋转蒸发 器 Buchi Heating Bath Bath B _490

7、 :瑞士 Buchi 公司;PH_酸度计：梅 特勒托利多仪器（上海）有限公司；恒温水浴锅：苏州威尔实验用品有 限公司;852数显恒温磁力搅拌器：江苏省金坛市荣华仪器制造有限 公司。裂隙灯显微镜：北京北方科仪。1.3试验动物SPF级Wistar大鼠56只，雌雄各半，30日龄， 体重165235 g，外观健康，分笼喂养，自由摄食摄水。实验室条 件为动物饲养室温度20 C2C，相对湿度45% 10%，通风良好。1.4实验方法1.4.1玉米黄色素的检测 玉米黄色素属于类胡萝卜素，以叶黄 素作为标准，采用分光光度法测定。利用高效液相色谱法6测得叶黄素在玉米黄色素中的含量为 48.28%，通过计算得出玉米

8、黄色素 含量。玉米黄色素含量（）二叶黄素含量（）/48.28%。1.4.2微胶囊产品中黄色素含量的测定准确称取2.5 g样品于50 ml小烧杯中，加入25 ml无水乙醇，用超声波仪器破坏微胶囊壁 材，使芯材全部溶于溶剂中，3 500 r/min离心10 min取上清液，用 无水乙醇定容至25 ml容量瓶中，在448 nm处测定其吸光值，计算 黄色素含量。1.4.3微胶囊表面黄色素含量的测定 准确称取1 g的样品与试 管中，加入无水乙醇，剧烈震荡 1 min静止30 min后，3 500 r/min 离心10 min取上清液，用无水乙醇定容至 10 ml在448 nm处测定 其吸光值，计算微胶囊

9、表面黄色素的含量。1.4.4大鼠白内障的诱发和防治实验 将56只大鼠随机分成7 组：对照组：不注射半乳糖，喂食动物基础饲料。模型组： 50% 半乳糖腹腔注射，剂量为10 g/kg，每日一次连续15 d，另在饮水中 加入5%半乳糖7, 8，连续7 d，诱发大鼠白内障，喂食基础饲料。障眼明片组：诱发白内障同模型组，实验第8天开始用目标饲料C喂食动物，每日一次，连续 30 d。玉米黄色素高剂量组：玉米黄 色素含量为0.2 mg/20 g，诱发白内障同模型组，饲喂大鼠目标饲料 A，每日一次，实验第8天开始给料，连续30 d。玉米黄色素微胶 囊高剂量组：玉米黄色素微胶囊含量为 10.50 mg/20 g

10、，诱发白内障 同模型组，饲喂大鼠目标饲料 A ，每日一次，实验第8天开始给料， 连续30 d。玉米黄色素低剂量组：玉米黄色素微胶囊含量为0.02mg/20 g，诱发白内障同模型组，饲喂大鼠目标饲料B，每日一次，实验第8天开始给料，连续30 d。玉米黄色素微胶囊低剂量组： 玉米黄色素微胶囊含量为2.55 mg/20 g，诱发白内障同模型组，饲喂 大鼠目标饲料B，每日一次，实验第8天开始给料，连续30 d。145晶体检查 分别于给药第5，10，20，30天，用美多丽 扩瞳滴眼剂散瞳后，在裂隙灯显微镜下检查大鼠晶体混浊度并记录， 并按照晶状体混浊度分期标准将晶状体混浊度分期9。146大鼠晶体匀浆SO

11、D和MDA含量的测定于实 验30 d分别取各组大鼠晶体匀浆 4C离心10 min(3 000 r/min)后， 取出上清液测定SOD和MDA水平，测定采用南京建成生物工程研 究所生产的试剂盒进行。1.5统计分析 所得数据均为16次重复的平均值，用SAIS分 析软件进行数据分析比较各组与各水平之间的差异显著性。2结果2.1玉米黄色素微胶囊化单因素实验2.1.1壁材的选择微胶囊化的壁材特性是影响微胶囊特性的至关重要因素，因此，选择适宜的壁材十分重要。用于喷雾干燥制备 微胶囊的壁材应具有高度的水溶性， 乳化后具有较低黏度，通过查阅 资料可知，壁材的种类已有很多了，比如阿拉伯胶，明胶，辛烯基琥 珀酸淀

12、粉酯钠等，且都有很好的包埋效果，但是阿拉伯胶和明胶的价 格较昂贵，而变性淀粉应用到壁材中时，不但有很好的包埋效果，而 且价格低廉，容易制得，可根据不同的要求制备不同指标的变性淀粉 产品，辛烯基琥珀酸淀粉酯钠和环糊精都具有很好的成膜性能，黏度也较适宜，因此本实验选择辛烯基琥珀酸淀粉酯钠和环糊精作为壁 材，找出较好的工艺配方。2.1.2壁材比例对包埋率的影响 辛烯基琥珀酸淀粉酯钠有优 异的成膜性质，还具有乳化的作用，无需额外添加乳化剂，黏度较低， 可提高溶液的固形物含量；环糊精分子呈空穴的环形圆筒结构，圆筒 外有多羟基组成，具有亲水性，空穴的内壁呈疏水性，因此具有分子 包埋的特性。所以采用将两种壁

13、材按一定比例配合使用的方法。由试验可知壁材比例的不同对微胶囊包埋率产生影响，这可能是因为辛烯基琥珀酸淀粉酯钠和环糊精协同作用，促进包埋作用。实验结果表明， 辛烯基琥珀酸淀粉酯钠与环糊精比为 0.4 11.2 1时包埋效果比较 好。2.1.3料液固形物含量对包埋率的影响 从试验获知，料液固形 物含量从15%增到20%时，包埋率也逐渐增加。当料液固形物含量 大于20%时，包埋率开始下降。这是因为当料液固形物含量大于 20% 时，物料黏度增加，使得雾化效果变差，造成产品粒径增加，粒形变差，粉末密度降低，包埋率下降。2.1.4芯材与壁材的比例对包埋率的影响随着壁材比例的增加，包埋率也逐步增大。这是可能

14、是因为，壁材比例越大，形成微胶 囊的壁就越厚，囊壁的牢固性就增加，包埋率就增高。但由于实验采 用的壁材黏度较大，壁材比例太大，不利于形成雾状喷雾。同时玉米 黄色素是易氧化、热敏性物质，综合考虑，芯材与壁材的比例控制在 1 ：2以下。2.2玉米黄色素微胶囊优化正交实验以玉米黄色素的包埋率为指标，采用正交表L9(34)进行正交实验。结果表明，在试验的水平 范围内，三个因素对包埋率影响的重要性依次为壁材比例料液固形物 含量芯材与壁材的比例，其最佳组合为料液固形物含量20%、壁材比例1 1和芯壁比1 10。2.3玉米黄色素对 Wistar大鼠半乳糖白内障的防治作用 对照 组中所有正常大鼠的晶体都是清亮

15、透明的，模型组第10天已经全部发生早期白内障，随时间的延长，白内障迅速发展到H期和皿期，第 30天已经有13只眼睛出现皿期，占总数的81.25%。玉米黄色速微 胶囊高剂量组第10天时，仍然有6只眼睛是清亮透明的晶体，随着 时间的延长，其白内障的发展不如模型组快，直到第30天时，还有11只眼睛是小于I期的白内障，只有5只眼睛是H期的白内障，占总 数的31.25%;玉米黄色素微胶囊低剂量组第10天时，有5只眼睛是 清亮透明的晶体，随着时间的延长，其白内障的发展也不如模型组快， 到第30天时，还有9只眼睛是小于I期的白内障，只有7只眼睛是H期的白内障，占总数的43.75%。由以上观察结果表明，玉米黄

16、色素 微胶囊组大鼠白内障的发展速度比模型组明显要慢。障眼明组在第 10天时，有5只眼睛是清亮透明的，4只是小于I期的白内障;第30 天时，还有10只是小于I期的白内障，只有6只是H期白内障，占总 数的37.5%，与模型组相比，障眼明组白内障发展慢些，与玉米黄色 素微胶囊高剂量组相比，障眼明组白内障发展明显快些，但与玉米黄 色素微胶囊低剂量组白内障发展速度相当。 与未经微胶囊化的玉米黄 色素各组相比，微胶囊化玉米黄色素各组白内障发展相对慢些，表明给予受试大鼠玉米黄色素后，玉米黄色素微胶囊组与模型组相比，晶 状体混浊度明显减轻，说明玉米黄色素对白内障有防治作用， 且微胶 囊化能够提高玉米黄色素的稳

17、定性。2.4半乳糖性白内障各实验组眼晶体生化指标测定结果见表1。玉米黄色素微胶囊各组与模型组相比，眼晶状体SOD活力显著升高了 40.55% 50.02%，MDA 含量显著降低了 31.84% 38.89%， 均有显著性差异(P0.05, P0.01)，说明喂食目标饲料后大鼠眼晶体细 胞膜稳定性及抗脂质过氧化能力逐渐恢复，游离氨基酸含量相应提 高。从表中数据还可看出，玉米黄色素微胶囊前各组与玉米黄色素微 胶囊后各组相比，眼晶体SOD活力有所升高，MDA含量则有所降低， 说明微胶囊化可以提高玉米黄色素的稳定性。表1玉米黄色素对半乳糖性白内障眼晶体SOD活力和MDA含量的影响与模型组比较：1)P0

18、.05;2)与对照组比较：2)P0.013讨论本文选择了辛烯基琥珀酸淀粉酯钠和环糊精为主要的复合壁材，用超临界萃取法提取出来的玉米黄色素为芯材，以玉米黄色素微胶囊的包埋率为指标，考察了影响微胶囊效率的各种因素，通过正交实验研究，优化了影响微胶囊化玉米黄色素的料液固形物含量、芯壁比、壁材比例等参数组合。综合玉米黄色素各组大鼠眼晶体混浊度降 低，且晶体SOD活力显著升高，而MDA含量显著降低，提示玉米 黄色素具有防治半乳糖性白内障的作用，从文中数据还可看出玉米黄 色素经微胶囊化后，其稳定性有所提高，且玉米黄色素的这种防治半 乳糖性白内障的作用有可能是通过提高晶体抗氧化能力，降低脂质过氧化物实现的。【参考文献】1吕欣，毛忠贵玉米黄色素研究进展J.粮食与油脂，2003;4(7):43 5.2武伟，谭龙飞，杨连生.微胶囊控制释放作用及其在食 品中的应用J粮食与油脂，2000;7 : 58.3朱海霞，郑建仙.叶黄素(Lutein)的结构、分布、物化性 质及生理功能J中国食品添加剂，2005;5:47 55.4 Krinsky Nl.Possible biologic mechanisms for a pro