一种液体水溶姜黄素及其制备方法以及应用与流程

1.本发明属于食品技术领域，具体涉及一种液体水溶姜黄素及其制备方法以及应用。


背景技术：

2.姜黄素是以姜科的多年生草本植物姜黄(curcuma longa l.)的干燥根茎为原料，经提取、精制、结晶、干燥所得的一种天然多酚类物质，主要成份为姜黄素、单脱甲氧基姜黄素、双脱甲氧基姜黄素。姜黄素具有良好的着色能力，作为调味品的原料之一，在中国及南亚、东南亚区域食用历史悠久。姜黄素易溶于乙醇、冰醇酸、丙二醇，基本不溶于水，具有良好的耐热性，但是对光照敏感，光照环境中易降解而褪色，对ph值敏感，在酸性环境中易结晶沉淀，因此很大程度上限制了姜黄素的应用效果和应用范围。
3.另外，姜黄作为一种中药原料，还具有良好的健康功效，现代医学研究证实，姜黄素具有良好的抗炎、抗氧化、清除自由基、肿瘤抑制、心血管保护等多方面的药理作用，对多种炎症、病变等具备良好的预防和治疗效果。但是，在实际应用中由于姜黄素水溶性差，机体无法很好的吸收，导致其良好的生理功效不能够得到有效的发挥。因此如何改善姜黄素在水中的溶解度，增强机理的吸收，已成为众多科技工作者的研究课题。
4.通过专利检索发现，如何提高姜黄素的溶解性，制备不同要求的姜黄素制剂方法已经得到广泛的研究。例如，cn 104922105a等一种姜黄制剂的制备方法，采用吐温、聚甘油酯等合成乳化剂进行乳化姜黄素的方法。cn109846865a、等一种姜黄素制剂及其制备方法，采用正己烷、乙醇、乙酸乙酯溶剂溶解姜黄素、磷脂、或环状糊精等，在制备过程中存在因为大量有机溶剂的使用而存在较高的安全风险，且后续产品中会有较多的溶剂残留，无法确保姜黄制剂的品质安全和应用完全性。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种液体水溶姜黄素及其制备方法以及应用，本发明提供的制备方法不用合成乳化剂，制剂化过程中不使用溶剂，得到的姜黄素水溶性优良，耐光性能大幅度提升，耐酸性沉淀性能也有显著改善。
6.本发明提供了一种液体水溶姜黄素的制备方法，包括以下步骤：
7.a)将姜黄素、vc和抗坏血酸棕榈酸酯溶解于乙醇溶液中，经过减压蒸发乙醇、真空干燥后，得到姜黄素
‑
vc
‑
抗坏血酸棕榈酸酯共晶体；
8.b)将所述姜黄素
‑
vc
‑
抗坏血酸棕榈酸酯共晶体与添加有乳化助剂的水溶性胶体溶液经真空高速乳化后，依次经过二级湿法研磨、超高压均质和电位调整，得到液体水溶姜黄素。
9.优选的，所述姜黄素、vc和抗坏血酸棕榈酸酯的质量比为100：(0.001～30)：(0.001～30)。
10.优选的，步骤a)中，所述溶解的温度为0～60℃；
11.所述真空干燥的压力为
‑
0.05mpa～
‑
1.0mpa，温度为25℃～100℃。
12.优选的，所述添加有乳化助剂的水溶性胶体溶液中，所述乳化助剂选自乳糖醇液、甘油、丙二醇、赤藓糖醇液、麦芽糖醇液、山梨糖醇液中的一种或多种组合；
13.所述水溶性胶体为辛烯基琥珀酸淀粉钠、阿拉伯胶、达瓦树胶、黄原胶、普鲁兰多糖、麦芽糊精、微晶纤维素、α
‑
环状糊精、β
‑
环状糊精、γ
‑
环状糊精中的一种或多种组合；
14.所述水溶性胶体溶液中，所述乳化助剂的浓度为1wt％～90wt％；所述水溶性胶体的浓度为1wt％～50wt％。
15.优选的，所述二级湿法研磨包括一级研磨和二级研磨，所述一级研磨用氧化锆珠直径为：0.6mm～0.8mm，研磨转速为500rpm～3500rpm，研磨时间1～10小时；所述二级研磨用氧化锆珠直径为：0.2mm～0.3mm，研磨转速为500rpm～3500rpm，研磨时间1～10小时。
16.优选的，所述超高压均质所用压力为90mpa～200mpa，优选为110mpa～170mpa。
17.优选的，所述电位调整的zeta电位调整剂为六偏磷酸钠、多聚磷酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠中的一种或多种，胶体乳液电位调整为
‑
10mv～
‑
60mv，其中优选
‑
30mv～
‑
50mv。
18.优选的，所述液体水溶姜黄素中所述姜黄素
‑
vc
‑
抗坏血酸棕榈酸酯共晶体的质量百分比0.01wt％～70wt％
19.本发明还提供了一种上述制备方法制备得到的液体水溶姜黄素。
20.本发明还提供了一种上述制备方法制备得到的液体水溶姜黄素在食品中的应用。
21.与现有技术相比，本发明提供了一种液体水溶姜黄素的制备方法，包括以下步骤：a)将姜黄素、vc和抗坏血酸棕榈酸酯溶解于乙醇溶液中，经过减压蒸发乙醇、真空干燥后，得到姜黄素
‑
vc
‑
抗坏血酸棕榈酸酯共晶体；b)将所述姜黄素
‑
vc
‑
抗坏血酸棕榈酸酯共晶体与添加有乳化助剂的水溶性胶体溶液经真空高速乳化后，依次经过二级湿法研磨、超高压均质和电位调整，得到液体水溶姜黄素。本发明提供了一种不用合成乳化剂、制剂化过程中不使用溶剂的姜黄素制剂制备方法，得到了一种水溶性优良的液体姜黄素制剂。通过破坏性试验测试，本发明的姜黄素制剂耐光照性能大幅提升，耐酸性沉淀性能也显著改善。本发明的所采用的原料均为食品用原辅料，制剂化过程中不使用溶剂，产品安全性更高，本发明所得的姜黄素制剂产品水溶性优良，乳液品质稳定，耐光照性能大幅提升，耐酸性沉淀性能显著改善。
附图说明
22.图1为本发明实施例1制备的水溶姜黄素的溶解效果照片；
23.图2为对比例1的姜黄素原料在水中分散的溶解效果照片。
具体实施方式
24.本发明提供了一种液体水溶姜黄素的制备方法，包括以下步骤：
25.a)将姜黄素、vc和抗坏血酸棕榈酸酯溶解于乙醇中，经过减压蒸发乙醇、真空干燥后，得到姜黄素
‑
vc
‑
抗坏血酸棕榈酸酯共晶体；
26.b)将所述姜黄素
‑
vc
‑
抗坏血酸棕榈酸酯共晶体与添加有乳化助剂的水溶性胶体溶液经真空高速乳化后，依次经过二级湿法研磨、超高压均质和电位调整，得到液体水溶姜黄素。
27.本发明首先制备姜黄素
‑
vc
‑
抗坏血酸棕榈酸酯共晶体，具体的，将姜黄素、vc和抗坏血酸棕榈酸酯溶解于乙醇溶液中，得到混合溶液。其中，所述姜黄素、vc和抗坏血酸棕榈酸酯的质量比为100：(0.001～30)：(0.001～30)，优选为100：(0.001～5)：(0.001～5)。所述乙醇溶液选自体积浓度(v/v)为70％～99％，优选为90％～95％的乙醇水溶液。所述溶解的温度为0～60℃，优选25℃～40℃。
28.然后，将所述混合溶液进行减压蒸发乙醇和真空干燥，得到姜黄素
‑
vc
‑
抗坏血酸棕榈酸酯共晶体。其中，所述真空干燥的压力为
‑
0.05mpa～
‑
1.0mpa，优选
‑
0.075mpa～
‑
0.095mpa，温度为25℃～100℃，优选55℃～85℃。
29.接着，将所述姜黄素
‑
vc
‑
抗坏血酸棕榈酸酯共晶体与添加有乳化助剂的水溶性胶体溶液真空高速乳化。
30.其中，所述添加有乳化助剂的水溶性胶体溶液按照如下方法进行制备：
31.用去离子水溶解水溶性胶体和助乳化剂，得到添加有乳化助剂的水溶性胶体溶液。
32.所述乳化助剂选自乳糖醇液、甘油、丙二醇、赤藓糖醇液、麦芽糖醇液、山梨糖醇液中的一种或多种组合；
33.所述水溶性胶体为辛烯基琥珀酸淀粉钠、阿拉伯胶、达瓦树胶、黄原胶、普鲁兰多糖、麦芽糊精、微晶纤维素、α
‑
环状糊精、β
‑
环状糊精、γ
‑
环状糊精中的一种或多种组合；
34.所述水溶性胶体溶液中，所述乳化助剂的浓度为1wt％～90wt％，优选为5wt％～80wt％，进一步优选为10wt％～70wt％，更优选为20wt％～60wt％；所述水溶性胶体的浓度为1wt％～50wt％，优选为5wt％～40wt％，进一步优选为10wt％～30wt％。
35.将所述姜黄素
‑
vc
‑
抗坏血酸棕榈酸酯共晶体与添加有乳化助剂的水溶性胶体溶液真空高速乳化，其中，所述真空高速乳化的真空度≤
‑
0.05mpa，真空高速乳化后，得到的乳液质地均匀，流动性良好。
36.然后，将得到的乳液依次经过二级湿法研磨、超高压均质和电位调整，得到液体水溶姜黄素。
37.其中，所述二级湿法研磨包括一级研磨和二级研磨，所述一级研磨用氧化锆珠直径为：0.6mm～0.8mm，研磨转速为500rpm～3500rpm，优选为1000～3000rpm，进一步优选为1500～2500rpm，研磨时间1～10小时，优选为3～8h；所述二级研磨用氧化锆珠直径为：0.2mm～0.3mm，研磨转速为500rpm～3500rpm，优选为1000～3000rpm，进一步优选为1500～2500rpm，研磨时间1～10小时，优选为3～8h。
38.所述超高压均质所用压力为90mpa～200mpa，优选为110mpa～170mpa。
39.所述电位调整的zeta电位调整剂为六偏磷酸钠、多聚磷酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠中的一种或多种，胶体乳液电位调整为
‑
10mv～
‑
60mv，其中优选
‑
30mv～
‑
50mv。
40.所述液体水溶姜黄素中所述姜黄素
‑
vc
‑
抗坏血酸棕榈酸酯共晶体的质量百分比0～70wt％，优选为5％～40％。
41.本发明还提供了一种上述制备方法制备得到的液体水溶姜黄素。
42.本发明还提供了一种上述制备方法制备得到的液体水溶姜黄素在食品中的应用。所述食品优选为含有液体水溶姜黄素的饮料。
43.本发明具有如下有益效果：
44.1、本发明得到一种品质均一、乳液状态稳定的液体姜黄素制剂，产品水溶性优良，耐光照性能、耐酸性沉淀性能显著提升，更有利于产品推广应用；
45.2、本发明首先将vc、抗坏血酸棕榈酸酯与姜黄素形成共晶体，能够有效保护姜黄素，降低姜黄素的氧化降解，同时姜黄素
‑
vc
‑
抗坏血酸棕榈酸酯共晶体能够促进姜黄素与胶体、助乳化剂更好的结合，提高姜黄素的水溶性；
46.3、本发明采用了一种不用合成乳化剂、制剂过程中无溶剂的姜黄制剂制备方法，所得产品不存在品质安全性和应用完全性的问题，且制备过程更加安全，有利于产品的工业化生产放大；
47.4、本发明采用了真空乳化技术、二级湿法研磨、超高压均质技术的有效组合，能够显著的降低姜黄素的粒径，提高姜黄素的水溶性。
48.为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的液体水溶姜黄素及其制备方法进行说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
49.实施例1
50.称取93％含量的姜黄素120g，在搅拌条件下溶于1200g的95％乙醇中，缓慢加入1.2g的vc和1.2g的抗坏血酸棕榈酸酯，过程中缓慢加热料液温度至35℃～40℃，缓慢搅拌至完全溶解。加热料液温度至65℃～75℃，在
‑
0.08mpa的真空度环境下蒸发乙醇，得到一深黄色粘稠物。将该粘稠物转移至真空干燥箱中，在
‑
0.09mpa、75℃～80℃的环境下干燥15小时后，检测溶剂残留≤50ppm，得到vc
‑
抗坏血酸棕榈酸酯
‑
姜黄素共晶体。
51.称取110g阿拉伯胶、10gα
‑
环状糊精、200g甘油，溶于216g的去离子水中，配置成璧材浓度60wt％的水溶性胶体溶液a。称取65.5g的vc
‑
抗坏血酸棕榈酸酯
‑
姜黄素共晶体，加入到水溶性胶体溶液a中，保持物料在35℃～40℃、乳化罐真空度为
‑
0.085mpa的条件下乳化60分钟，至姜黄素分散均匀，流动性良好为止，得到姜黄素乳液b。
52.将姜黄素乳液b投入到湿法研磨设备中，进行一级研磨，研磨介质为0.6mm～0.8mm的氧化锆珠，在1300rpm转速下研磨4小时，至粒径d90≤1.0um，然后进行二级研磨，研磨介质为0.2mm～0.3mm的氧化锆珠，在1000rpm转速下研磨4小时，至粒径d90≤0.3um，得到姜黄素乳液c。在130mpa压力下将姜黄乳液c进行一次超高压均质，得到均匀稳定的姜黄素乳液d。用去离子水配置5％的六偏磷酸钠溶液，调整姜黄素乳液d的zeta电位至
‑
38mv，得到液体水溶姜黄素制剂。
53.经检测，姜黄素制剂水溶性优良，姜黄素含量为10.2％，d90粒径为278nm。
54.参见图1，图1为本发明实施例1制备的水溶姜黄素的溶解效果照片。
55.实施例2
56.称取93％含量的姜黄素150g，在搅拌条件下溶于1700g的95％乙醇中，缓慢加入1.8g的vc和2.0g的抗坏血酸棕榈酸酯，过程中缓慢加热料液温度至35℃～40℃，缓慢搅拌至完全溶解。加热料液温度至65℃～75℃，在
‑
0.08mpa的真空度环境下蒸发乙醇，得到一深黄色粘稠物。将该粘稠物转移至真空干燥箱中，在
‑
0.09mpa、75℃～80℃的环境下干燥13小时后，检测溶剂残留≤50ppm，得到vc
‑
抗坏血酸棕榈酸酯
‑
姜黄素共晶体。
57.称取80g辛烯基琥珀酸淀粉钠、10g达瓦树胶，50g山梨糖醇也、200g甘油，溶于286g的去离子水中，配置成璧材浓度54wt％的水溶性胶体溶液a。称取37g的vc
‑
抗坏血酸棕榈酸酯
‑
姜黄素共晶体，加入到水溶性胶体溶液a中，保持物料在35℃～40℃、乳化罐真空度为
‑
0.085mpa的条件下乳化45分钟，至姜黄素分散均匀，流动性良好为止，得到姜黄素乳液b。
58.将姜黄素乳液b投入到湿法研磨设备中，进行一级研磨，研磨介质为0.6mm～0.8mm的氧化锆珠，在1200rpm转速下研磨5小时，至粒径d90≤1.0um，然后进行二级研磨，研磨介质为0.2mm～0.3mm的氧化锆珠，在1100rpm转速下研磨2.5小时，至粒径d90≤0.3um，得到姜黄素乳液c。在140mpa压力下将姜黄乳液c进行一次超高压均质，得到均匀稳定的姜黄素乳液d。用去离子水配置5％的六偏磷酸钠溶液，调整姜黄素乳液d的zeta电位至
‑
38mv，得到液体水溶姜黄素制剂。
59.经检测，姜黄素制剂水溶性优良，姜黄素含量为5.4％，d90粒径为262nm。
60.对比例1
61.姜黄素原料
62.将姜黄素原料在水中进行分散，结果见图2，图2为对比例1的姜黄素在水中分散的溶解效果照片。由图2可知，姜黄素在水中不溶。
63.对比例2
64.按照实施例1的工艺方案，直接用93％的姜黄为原料，进行制备试验，过程及结果如下：
65.称取110g阿拉伯胶、10gα
‑
环状糊精、200g甘油，溶于216g的去离子水中，配置成璧材浓度60wt％的水溶性胶体溶液a。称取64.2g的93％姜黄素，加入到水溶性胶体溶液a中，保持物料在35℃～40℃、乳化罐真空度为
‑
0.085mpa的条件下乳化60分钟，至姜黄素分散均匀，流动性良好为止，得到姜黄素乳液b。
66.将姜黄素乳液b投入到湿法研磨设备中，进行一级研磨，研磨介质为0.6mm～0.8mm的氧化镐珠，在1300r.pm转速下研磨4小时，至粒径d90≤1.0um，然后进行二级研磨，研磨介质为0.2mm～0.3mm的氧化镐珠，在1000r.pm转速下研磨4小时，至粒径d90≤0.3um，得到姜黄素乳液c。在130mpa压力下将姜黄乳液c进行一次超高压均质，得到均匀稳定的姜黄素乳液d。用去离子水配置5％的六偏磷酸钠溶液，调整姜黄素乳液d的zeta电位至
‑
38mv，得到液体水溶姜黄素制剂。
67.经检测，姜黄素制剂水溶性优良，姜黄素含量为8.27％，d90粒径为582nm。
68.对比例3
69.按照实施例1的工艺方案，姜黄素乳液d不进行zeta电位调整，进行制备试验，过程及结果如下：
70.称取93％含量的姜黄素120g，在搅拌条件下溶于1200g的95％乙醇中，缓慢加入1.2g的vc和1.2g的抗坏血栓棕榈酸酯，过程中缓慢加热料液温度至35℃～40℃，缓慢搅拌至完全溶解。加热料液温度至65℃～75℃，在
‑
0.08mpa的真空度环境下蒸发乙醇，得到一深黄色粘稠物。将该粘稠物转移至真空干燥箱中，在
‑
0.09mpa、75℃～80℃的环境下干燥15小时后，检测溶剂残留≤50ppm，得到vc
‑
抗坏血栓棕榈酸酯
‑
姜黄素共晶体。
71.称取110g阿拉伯胶、10gα
‑
环状糊精、200g甘油，溶于216g的去离子水中，配置成璧材浓度60wt％的水溶性胶体溶液a。称取65.5g的vc
‑
抗坏血栓棕榈酸酯
‑
姜黄素共晶体，加入到水溶性胶体溶液a中，保持物料在35℃～40℃、乳化罐真空度为
‑
0.085mpa的条件下乳化60分钟，至姜黄素分散均匀，流动性良好为止，得到姜黄素乳液b。
72.将姜黄素乳液b投入到湿法研磨设备中，进行一级研磨，研磨介质为0.6mm～0.8mm
的氧化镐珠，在1300r.pm转速下研磨4小时，至粒径d90≤1.0um，然后进行二级研磨，研磨介质为0.2mm～0.3mm的氧化镐珠，在1000r.pm转速下研磨4小时，至粒径d90≤0.3um，得到姜黄素乳液c。在130mpa压力下将姜黄乳液c进行一次超高压均质，得到均匀稳定的姜黄素乳液d即液体水溶姜黄素制剂。
73.经检测，姜黄素制剂水溶性优良，姜黄素含量为10.2％，d90粒径为312nm，将该试样30℃环境中放置7天后，该姜黄素制剂有分层迹象，检测上下部位姜黄含量、粒径等，结果见表1：
74.表1
[0075] 姜黄素含量/wt％d90/nm上部9.98％282下部10.67％386
[0076]
实施例3
[0077]
1、破坏性试验测试
[0078]
光照稳定性测试，用ph值为4.0～4.5的去离子水分别配置“实施例1的液体水溶姜黄制剂”100ppm的溶液、实施例2的液体水溶姜黄制剂”200ppm的溶液，分装于300ml的pet瓶子中，放置于环境模拟箱中(37℃、21000lux光照度、75％湿度)，光照7天，每间隔24小时测试溶液吸光度值，计算吸光度值的变化率，结果如下：
[0079]
表2实施例1的测试结果
[0080][0081][0082]
表3实施例2的测试结果
[0083][0084]
对比例2的光稳定性测试7天后姜黄素损失率48.78％。
[0085]
2、耐酸性测试
[0086]
用ph值为3.2～3.5的去离子水配置2000ppm的液体水溶姜黄素制剂，分装于300ml的pet瓶子中，室内常温、散光放置，每间隔48小时观察pet瓶子底部的沉淀情况，结果如下：
[0087]
表4实施例和对比例的测试结果
[0088]
沉淀情况初始2天后4天后6天后8天后10天后15天后实施例1无无无无 实施例2无无无无 对比例2
[0089]
注：“ ”表示沉淀物量的情况，“ ”越多沉淀物量越大。
[0090]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。