文摘

喷雾干燥净化类黄酮提取的最佳条件r . tomentosa浆果研究了响应面方法。麦芽糊精的微型胶囊的优化条件是阿拉伯树胶比1:1.3,总固体含量27.4%,单硬脂酸甘油酯含量0.25%,和核心涂层材料比3:7,导致EE 91.75%。准备在优化条件下,类黄酮提取微胶囊(《)不规则球形颗粒水分含量较低(3.27%),高溶度(92.35%),和高体积密度(0.346克/厘米³)。《DPPH自由基清除活性没有降低喷雾干燥后(),高于柠檬酸和芦丁浓度。此外,《有效地推迟10天存储期间新鲜猪油的氧化与维生素C相比,nonencapsulated类黄酮提取芦丁。因此,《在优化生产条件可以作为粉末成分具有抗氧化能力。

1。介绍

Rhodomyrtus tomentosa(Ait)。Hassk。(r . tomentosa),也称为玫瑰桃金娘,是家里的桃金娘科的常绿灌木,主要生长在东南亚国家,尤其是中国南方,日本和泰国(1]。的可食用的浆果r . tomentosa暗紫色,钟形,历来都被用作民间医药治疗腹泻,痢疾,和创伤性出血2]。我们之前的研究报告的总类黄酮含量r . tomentosa浆果和确定六类黄酮(dihydromyricetin,杨梅酮、槲皮素、山柰酚、槲皮素7,4′二糖苷,和牡荆素)UPLC-MS /女士(3]。此外,抗氧化能力在体外和在活的有机体内被证实。然而,类黄酮敏感的环境因素如光,热,pH值,O₂和低水溶性的4]。口服后,类黄酮进行激烈的酸性胃环境中降解,导致减少他们的健康和治疗的好处5]。因此,提高稳定性和黄酮类化合物的溶解度会极大地增强他们潜在的应用程序。

微型胶囊是一个技术,围绕敏感材料在防护涂层材料以防止这些成分不良反应,易挥发损失,或营养恶化6]。喷雾干燥是最普遍的微型胶囊技术由于其高设备的可用性和低运营成本7]。涂层材料的选择在喷雾干燥微型胶囊严重影响生产的每个阶段(乳化前干燥和保留生物活性和挥发性化合物在干燥)和产品稳定性(8]。阿拉伯树胶的优良的乳化性能和麦芽糊精低粘度和良好的溶解度通常用于喷雾干燥微型胶囊的过程(9,10]。不同比率的麦芽糊精阿拉伯树胶和不同葡萄糖当量已经广泛用于封装各种化合物如不饱和脂肪酸、精油、植物提取物、和水果和蔬菜汁(11- - - - - -15]。单硬脂酸甘油酯是一个最重要的乳化剂提供界面相互作用从而提高乳化(16]。

因此,为了维护稳定和黄酮类化合物的生物活性r . tomentosa浆果、微型胶囊的最佳条件和类黄酮的抗氧化能力微胶囊生产的最佳条件进行了研究。这项研究是第一个成功的发展r . tomentosa浆果类黄酮提取微胶囊。

2。材料和方法

2.1。材料和试剂

r . tomentosa浆果是购买从广州医药市场(广州,广东省,中国)。芦丁是购买从国家控制药品和生物制品研究所(中国,北京)。AB-8化工厂的大孔树脂被南开大学(天津)。2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH)从西格玛化工有限公司购买(圣路易斯,密苏里州,美国)。麦芽糊精(医学博士,5 - 10)从ω购买生物技术有限公司(上海,中国)。所有其他化学物质用于分析试剂级的分析,获得了从广州化学试剂公司(广州,广东省,中国)。

2.2。类黄酮提取物的制备(铁)

脱水水果粉(40目),与95%乙醇回流提取4小时两次(70°C)。合并后的提取是蒸发真空下干燥附近50°C。提取再溶解在水和石油醚提取2次,然后水溶性分数被AB-8纯化大孔树脂筛选了40%的乙醇。收集到的解决方案集中和干粉末格式。然后获得了纯铁储存在5°C为进一步使用。

2.3。类黄酮提取微胶囊(《)准备

乳液的解决方案是根据设计条件准备Box-Behnken设计和响应面法(RSM)(表1和2)。阿拉伯胶和麦芽糊精以前溶解在蒸馏水(50 - 60°C)分别为1小时5分钟然后混合在一起。GSM和FE(从2.2)然后慢慢添加到涂料解决方案不断搅拌。乳化溶液进一步为5分钟均质40 MPa GYB60-6S高压均质器(上海东华高压均质器工厂,中国),其次是喂养成一个小型喷雾干燥器sy - 6000 (Shiyuan生物。有限公司、上海、中国)与0.7毫米直径的喷嘴。根据初步研究,入口温度设定在°C和出口温度°C。压缩空气的压力喷流的是4.0 MPa和摄食率为30%。最终产品《被保存在自封袋都存储在一个干燥容器在5°C的分析。

2.4。分析微胶囊的总类黄酮含量()

修改后的纳米₂过程(没有₃)₃氢氧化钠比色法(22)是用来确定。100毫克的《在1毫升50%乙醇水溶液分散,随后混合使用超声发生器(kdb kq - 200、捧、中国)15分钟(23]。混合物过滤是0.45μ米微孔过滤器进行分析。芦丁(0-50毫克/毫升)被用来作为一个标准。被表示为毫克每克芦丁等价物的微胶囊重量。

2.5。分析表面总类黄酮含量()和封装效率

来确定,100毫克的《分散1毫升乙醇和甲醇的混合(1:1,v / v)涡流在室温下1分钟,其次是过滤(23]。的测量中描述的相同的方法吗部分。

封装效率(EE)计算从以下方程: 在哪里在《黄酮类化合物的总量,是黄酮类化合物的数量在《的表面。

2.6。实验设计

响应面法(RSM)是用来调查独立参数的影响包括MD GA比率,(MD:遗传算法,),总固体含量(),GSM内容(),核心涂层比(核心:涂料,在微型胶囊的过程。Box-Behnken设计(bdd)有四个变量和三个层次组成的实验运行的主要由29 RSM V8.0.6使用软件的设计专家。独立参数的范围和水平的基础上,初步提出了实验表1。实验分包含中心24因子分和5分(表2)。

实验值拟合二阶模型下二次多项式方程的形式(24] 在哪里反应(EE, %)。,,,是拦截的常系数,线性,二次,分别和交互方面。和是独立参数。

2.7。《物理化学和形态分析

2.7.1。水分含量

2 g的样本在烤箱干(SFG-02B、黄石、中国)105°C,直至恒重,水分含量是在减肥方面计算。

2.7.2。溶解度

2 g的样本添加到50毫升蒸馏水和混合搅拌在100毫升玻璃烧杯用电磁搅拌器(C-MAG可以,IKA,德国)在1000 rpm 20分钟(25]。那么解决方案在3000转离心10分钟。残干在60°C和体重。溶解度是衡量重量的减少。

2.7.3。体积密度

的体积重样本确定使用量筒,和体积密度系数计算的重量和体积26]。

第2.7.4。扫描电子显微镜

扫描电子显微镜(SEM)分析之前,《被放在一个存根使用双面胶带,然后涂上了黄金。分析使用扫描电子显微镜是由飞利浦XL-30整体(荷兰)的低真空操作在10 kV。显微图在1600 x 3200 x,分别。

2.8。在体外抗氧化活性的《

2.8.1发布。DPPH自由基清除实验

2.0毫升的样品在不同浓度(50%的乙醇水溶液溶解)和2.0毫升的200μM DPPH的解决方案。混合物在室温下保持30分钟后测量其吸光度在517纳米27]。方程(3)显示了自由基清除活性(RSA)公式: 在哪里是纯DPPH的吸光度和的吸光度DPPH的各种提取。

2.8.2。抑制脂质过氧化作用

脂质peroxidant值(观点)测量根据Milovanovic et al。28]。样本混合新鲜猪油。脂质体系彻底均质(70±0.5°C) 30分钟和存储65±0.5°C水浴搅拌每24小时。观点是决定使用Na₂年代₂O₃滴定法: 在哪里Na的体积吗₂年代₂O₃,是Na的常态₂年代₂O₃,样品的重量。没有抗氧化剂被用作控制新鲜猪油。

2.9。统计分析

所有分析都是一式三份。结果用平均数±标准差表示。统计分析的数据进行单向方差分析(方差分析)或学生的以及(SPSS 16.0)。显著差异()之间的手段测定使用图基的多个范围测试。

3所示。结果与讨论

3.1。优化微型胶囊

3.1.1。响应面设计(RSM)模型

如表所示1MD: GA (w / w),固体含量(SC, %), GMS内容(%),和核心:涂料(w / w)进行调查的范围1:1.5 - -1.5:1 (w / w), 20 - 30%, -0.4% - 0.2,和1:9 - 3:分别为7。响应值(EE, %)范围从92%到86(表2),这是与其他文献报道使用阿拉伯树胶或/和麦芽糊精(表5)。

回归拟合后,二次方程表达情感表达之间的关系()和影响因素建模如下:

在表3,结果表明,回归模型可以预测EE测量值的97.43% (,)。adeq精度为21.046(高于4)表明,模型与一个适当的噪声比这个实验设计可以应用。,,EE(有明显影响),,,,,,是非常重要的(),因此其他形式的变量的影响是可以忽略的。基于回归系数和价值,MD: GA ()和核心:涂料()是最关键的因素,收益率高情感表达,其次是总固体含量()和GSM内容()。此外,和都是非常重要的第一级()和二级(),表明小MD的变化:GA和/或核心:涂层可以显著影响情感表达。不利,总固体含量()和GMS内容(在第一级)影响EE更重要(为和为)。低的价值()(表3)表示的互动效应和(图1 (c))。在任何给定的值的总固体(20 - 30%)或GMS内容(0.2 - -0.4%),减少MD: EE的GA导致增加(数据1(一),1 (b),1 (c))最高的EE MD: GA 1: 1.3 (w / w)。

总的来说,医学博士的条件:GA 1: 1.3 (w / w),固体含量为27.4%,GMS内容为0.25%,和核心:涂料在3:7导致EE的最大值(91.75%)。

3.1.2。麦芽糊精阿拉伯胶比(MD: GA)

在这项研究中,MD: GA microencapsulate识别是关键因素r . tomentosa类黄酮提取()优化比率在1:1.3 (w / w)。Cilek et al。29日MD GA比率从10)描述:0到3:2增加了微型胶囊效率的酚类化合物酸樱桃果渣后冷冻干燥过程。同样,Idham et al。19MD)也使用3:2:遗传算法比microencapsulate纯化花青素芙蓉导致最优效率为99.87%,高anthocyanin-rich保留稳定微胶囊。然而,先前的研究还表明,GA的高浓度乳液降低封装效率的解决方案。比达尔et al。30.]描述的减少封装的马奎叶提取物有超过15%的阿拉伯树胶乳剂(油水基地)由于溶解度越小的植物提取物高粘度的涂料解决方案。此外,Tonon et al。21还报告说,6%的GA和6%的MD (20 DE)展示了类似microencapsulating巴西莓浆效率(表5),这可能是由于这一事实果胶和其他巴西莓果肉的多糖也作为涂层材料。

3.1.3。核心涂层比(核心:涂层)

与MD: GA比率,增加核心:涂层增加了EE(数字1 (c),1 (e),1 (f))在实验范围内(1:9 - 3:7),一个有争议的结果证明报道Cilek et al。29日)显示,更好的封装效率得到当核心:涂料是1:20,而不是1:10。在当前的研究中,纯化黄酮类化合物提取杨梅酮(C组成₁₅H₁₀O₈)、槲皮素(C₂₇H_30.O₁₇),dihydromyricetin (C₁₅H₁₂O₈)、山柰酚(C₁₅H₁₀O₆7)、槲皮素、4′二糖苷(C₂₇H_30.O₁₇)和牡荆素(C₂₁H_20.O₁₀)根据我们之前的研究3]。大量的羟基的黄酮类化合物可以迅速形成氢键时提出解决方案导致的形成nonstarch polysaccharide-flavonoid复杂通过氢键(31日]。所有nonstarch多糖,阿拉伯胶主要用于形成flavonoids-polysaccharide复杂的葡萄酒产业由于其高比例的阴离子部分由glucuronic阿拉伯半乳聚糖(31日]。站在阳光下,阿拉伯胶可以积极联系r . tomentosa类黄酮提取的时候接触的水乳剂和能够保留在喷雾干燥过程中黄酮类化合物提取。在这项研究中使用的麦芽糊精5 - 10葡萄糖当量,显示更好的保留风味和多酚及更高的收益率,在高浓度粘度很低(32,33]。因此,高度活跃的互动r . tomentosa类黄酮提取和涂层解决方案特别是阿拉伯树胶和麦芽糊精的功能(5 - 10 DE)导致上级microencapsulating涂层性能的解决方案,这或许可以解释,越高的核心:涂层比这一研究获得的收益率就越好。

3.1.4。固体含量

固体含量的影响证明了弱的影响在所有变量在最后封装效率在这个研究()(表3)。27.4%的固体含量乳液是产量最大的封装效率最佳的固体含量,同意发表的结果由罗伯特·et al。17)的20.1%和24.2%的麦芽糊精了石榴汁的最佳封装(15.97°白利)和石榴提取物(13.80°白利)。在这项研究中,固体含量高于27.4%生成微胶囊封装类黄酮提取较低可能是由于减少载体溶解导致减少封装提取(34]。

3.1.5。单硬脂酸甘油酯(GMS)

GMS是一种疏水表面活性剂和泡沫稳定剂添加到芒果果肉(15公斤/ 1000公斤芒果固体)和可食用膜配方(0.6%)在干燥过程(35,36]。适当比例的GMS增加之间的交互类黄酮提取和涂层解决方案以及溶解度和最终微胶囊的可分散性。然而,由于疏水和泡沫诱导GMS的性质,更高浓度的GMS的涂料解决方案可能会减少类黄酮提取和涂层材料之间的氢键从而暴露更多noncapsulated类黄酮提取最后粉表面显示的较低的封装效率与GMS比例高于0.25%。

3.2。《物理化学和形态属性

3.2.1之上。类黄酮提取微胶囊的物理化学性质(《)

如表所示4,《由优化条件的颜色是奶白色的。体积密度为0.35克/厘米³与先前的研究报告的体积密度使用麦芽糊精和/或阿拉伯胶涂层材料和喷雾干燥过程15,20.)(表5)。含水量是3.27%范围内的粉末原料用于食品工业(3 - 4%)37]。同意与彭日成的研究等。38)、高固体含量(27.4%),喂养方案导致了最后的《低含水率。《的高溶解度(92.35%)是由亲水涂层材料的性质,主要是阿拉伯树胶和麦芽糊精,《表面亲水性基团的接触后喷雾干燥(7]。在这项研究中,《拥有高溶解度和体积密度相对较高的理想粉食品应用。

3.2.2。《的形态特性

图2介绍了《的扫描电子显微照片。大部分微胶囊被观察到的不规则球形多孔表面和削弱。影响表面的形成是由于粒子的收缩引起的高温喷雾干燥过程中(39]。《是类似于其他微胶囊的形态通过喷雾干燥生产使用阿拉伯树胶和麦芽糊精作为涂层材料(18,29日]。不规则的球体粒子扫描电镜下观察,反映在《的溶解度高,体积密度好。

3.3。在体外抗氧化活性和脂质抑制《

3.3.1。DPPH自由基清除能力(DPPH-RSA)

微型胶囊和喷雾干燥后,抗氧化剂在《保留95%。如图3(一个),《DPPH-RSA增加黄酮浓度的增加,和清除活动达到一个最大值(70.96%)在20μ克/毫升。的^•DPPH-RSA《也比其他的抗氧化剂包括芦丁、nonencapsulated类黄酮提取(FE),柠檬酸、维生素C (V_C)在同一浓度的20倍μ克/毫升(图3 (b))。RSA的《接近菲(73.27%),高于芦丁(35.15%)和柠檬酸(12.21%),和弱于V_C(87.08%)。结果表明,微型胶囊的过程和高温喷雾干燥后,《证明类似DPPH-RSA铁。与抗氧化活性的降低在黑色胡萝卜花青素微胶囊(12),这个过程对菲的DPPH-RSA施加影响不大r . tomentosa这可能是解释为更好的热稳定性比花青素类黄酮。

3.3.2。抑制脂质过氧化的能力

《以猪油过氧化的抑制能力调查,与其他抗氧化剂相比(图4)。如控制(图所示4),在高温下感应,猪油的脂质过氧化作用是生成的,随着时间的推移和观点的价值增加。添加抗氧化剂弱智脂质过氧化,从而减慢的POV值的增量。显著增加了《防止脂质氧化10天后孵化()。最初,《下治疗的POV值高于其他浓度相同的情况下,抗氧化剂。然而,六天后,低的POV值在《测试。在0.1%的水平,V_C其次是《证明最高的抑制能力。与铁相比,《涂料有助于防止氧化环境因素所导致的类黄酮(即。,temperature, pH, and light) and slowly release lipid antioxidants to the system so that FEMs surpassed FE in inhibiting peroxidation. The slow release of antioxidant activities could associate with the high stability and long half-life time of bioactive compounds after being coated by gum Arabic or/and maltodextrin [18,19,21)(表5)。

4所示。结论

在这项研究中,类黄酮的微型胶囊条件的浆果r . tomentosa进行了优化。麦芽糊精阿拉伯胶比、固体含量、单硬脂酸甘油酯、涂层比和核心,麦芽糊精阿拉伯胶比和核心涂层比被确定为两个关键因素和交互()。91.75%的封装效率最优条件下,《都具有良好的抗氧化活动粉品质的容重、含水率和溶解度。本研究成功地丰富类黄酮微胶囊的生产完成r . tomentosa喷雾干燥浆果的板凳上规模。然而,未来的研究需要调查期间《存储的稳定性和不同的食品应用和也在活的有机体内生物活性。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

承认

作者表达他们的感谢金融支持农业项目的中国广东省(2006 b20401017)。