提高谷维素溶解度的方法

２０１７年第３０卷第１期　粮食与油脂　２３　提高谷维素溶解度的方法　李则灵。唐万佩。覃小丽　（西南大学食品科学学院，　重庆４００７１５）　摘要：重点综述了提高谷维素溶解度的措施，总结和展望了目前谷维素研究中的重要问题。　关键词：谷维素；溶解度；纳米颗粒；脂质体；微囊　

Ｍｅｔｈｏｄｓ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｏｒｙｚａｎｏｌ　ＬＩ　Ｚｅ－ｌｉｎｇ，ＴＡＮＧ　Ｗａｎ－ｐｅｉ，ＱＩＮ　Ｘｉａｏ－ｌｉ　（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｆｏｏｄ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　４００７１５，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｏｒｙｚａｎｏｌ　ｗｅｒｅ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｔｈｅ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ａｎｄ　ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　ｉｓｓｕｅｓ　ｗｅｒｅ　ａｌｓｏ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｏｒｙｚａｎｏｌ；ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ；ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ；ｌｉｐｏｓｏｍｅ；ｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ　中图分类号：ＴＳ２０１．２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００８—９５７８（２０１７）０１—００２３—０４　

谷维素又称米糠素，是米糠、米糠油、大米胚芽的　重要营养活性因子，是一类主要存在于米糠中的阿魏　酸与植物甾醇的结合脂。因其具有降血脂、降血糖、抗　脂质过氧化、抗炎、预防心血管疾病等作用，近年来受　到广泛关注…。谷维素是天然物质，安全性很高。已　有研究表明，对小鼠、大鼠进行谷维素的亚急性、慢性　等毒理试验，其经口ＬＤｓｏ值均大于２５　ｇ／ｋｇ，且试验过　程中无任何异常现象，对其进行抗原性、变异原性试　验也显示无异常　。据统计显示，我国是世界稻米生　产大国，２０１５年稻谷年产量达２０　８２４．５万ｔ，米糠年产　量达１　４００万ｔ。因此，我国用于提取谷维素的原料来　源极其丰富，谷维素在我国具有广阔的发展前景。但　是，由于谷维素自身存在溶解度低、吸收效果差等缺　点，从而导致的生物利用度低的问题限制了其在化妆　品、食品和药品等领域的推广使用。因此，提高谷维素　的水溶性、吸收率，进而改善其生物利用度，增加经济　效益，已成为相关产品在应用方面急需解决的问题。　目前，国内外对谷维素的提取纯化方法、安全性、　生理生物特性和药理性能等方面已进行了大量的探　索与研究。然而，在谷维素增溶措施方面的研究却相　对较少，关于这方面研究进展的综述尚未见报道。因　此，本文主要对近几年报道的提高谷维素溶解度的方　法进行整理归纳，希望为我国关于这些方法的后续研　究提供一些帮助。　１谷维素的理化特性及生理功能　谷维素是一种天然混合物，属于米糠油的副产　物，在米糠油中含量为１．１％～２．６％，由甾醇类的阿魏　酸酯和环木菠萝醇类为主体的阿魏酸酯所组成　，　其结构如图１所示。其中，环木菠萝烯醇阿魏酸酯所　占比例为２５％￣３０％，２，４一亚甲基环木菠萝醇阿魏酸　酯所占比例为３５％￣４０％　］。谷维素呈白色至淡黄　色，通常以结晶粉末形式存放，无臭无味，若长期放置　则会部分氧化产生特殊香味。谷维素的平均碘价低于　１００　ｇＩ２／１００　ｇ，具有光、热不稳定性的特点。其不溶于　水，微溶于碱性溶液，部分溶于冰醋酸，加热可溶于各　种油脂　。　（Ａ）阿魏酸和甾醇基团　阿魏酸部分　甾醇部分　（Ｃ）２　ＣＨ　ＨＯ　（Ｄ）　一谷甾醇阿魏酸酯　ＣＨｚＯ　ＨＯ　图１谷维素的结构　跨　谷维素具有抗炎效果，其作用机制在于作为主体　的阿魏酸及其酯类衍生物能够明显抑制某些炎症因　子表达，进而抑制炎症、增强机体免疫功能”　。医学　研究显示，谷维素可以通过促进丘脑下部去甲肾上腺　素的释放、抑制酪氨酸羟化酶的活性，来增加丘脑下　

收稿Ｅｌ期：２０１６—０７—０６　基金项目：中央高校基本科研业务费专项（ＸＤＪＫ２０１４Ｂ０１９）；重庆市基础科学与前沿技术研究专项（ｃｓｔｃ２０１　５ｊｃｙｊＡ８ｏ０１３）；　西南大学本科生科技创新基金项目（２０１５１７０２００３）　作者简介：李则灵，男，在读本科，研完方向为食品科学与工程专业。　

Ｃ　２４　粮食与油脂　２０１７年第３０卷第１期　部多巴胺含量，同时影响垂体激素的合成并调节其释　放量，最终达到调节神经分泌、帮助维持机体稳定的　效果　。谷维素还可以通过增加胆汁及粪便中胆固　醇的排泄量，降低体内血脂　。而谷维素的抗氧化能　力主要与阿魏酸基团有关，谷维素中含量最高的组分　２，４一亚甲基环木菠萝醇阿魏酸酯具有最强的抗氧化　能力　刚。另外，谷维素在降血糖、预防动脉粥样硬化　方面也有显著效果…　ｚ一。　２提高谷维素溶解度的方法　２．１直接法　自谷维素片剂问世以来，其中的谷维素就一直存　在含量少和不利于人体吸收的问题。研究者们开展　了关于如何提高谷维素的溶解度来解决这些问题的研　究，其中，最简便的方法是利用谷维素的脂溶性，将谷　维素直接溶解于油脂中，而不加入药用辅料（水、低级　醇等）制得富含谷维素的油性液体组合物以提高谷维　素的溶解度，进而提高谷维素的负载量和吸收效率。　许志文“　以精炼植物油为油性基质溶解谷维素制备　了谷维素油性注射液，每毫升注射液中含２０　ｍｇ谷维　素。该注射液可以使谷维素通过肌肉注射直接进入人　体血液，从而解决经口服片剂后谷维素在肠胃中吸收　率低的问题，注射液临床上的疗效显著高于谷维素片　剂组。然而，使用植物油作为溶剂的弊端很明显。一　方面，注射液在放置过程中存在易产生沉淀、不稳定等　质量问题；另一方面，在进行肌肉注射时病人有较强　的痛苦感，同时容易导致肌肉结块。因此寻找一种合　适的脂质来替换精炼植物油成为亟待解决的问题。有　研究报道，采用油酸乙酯作为溶剂可以有效地解决谷　维素注射液的理化性质不稳定性问题，但其临床上的　缺点依旧存在“训。张铂钧等“　以饱和脂肪酸甘油三　酯为溶剂，得到了可供口服或注射使用的谷维素油性　液体组合物，进一步解决了上述研究存在的肌肉注射　的实际应用问题，提升了该种组合物的应用价值。　２．２谷维素纳米颗粒的制备　纳米颗粒是一种纳米共聚物胶体，由活性物质　与载体材料通过静电作用力、氢键等分子间作用力形　成，其粒子粒径主要分布在１～１　０００　ｎｌＴｌ之间“　。纳　米颗粒可以提高谷维素的溶解度和稳定性，进而改善　谷维素的生物利用度。纳米颗粒根据载体的不同可　分为不可降解型和生物可降解型Ⅲ　。不可降解的纳　米颗粒因为较差的生物亲和性和具有生物毒性，较少　应用于食品、药品等行业中；而以食品级低毒高聚物　和天然高分子材料作为载体的生物可降解型纳米颗　粒在全世界有广泛研究。研究表明，相比于乳液模板　法和纳米沉淀法，乳化溶剂蒸发法更加适合于制备谷　维素纳米颗粒¨　。该法制备的谷维素纳米颗粒不仅　平均粒径和直径分布更小，而且使用的溶剂相对来说　生物毒性更低、用量更少。Ｇｈａｄｅｒｉ等　引通过乳化溶　剂蒸发法制备了以乙基纤维素为载体的谷维素纳米　颗粒，并考察了载体与谷维素比值对纳米颗粒各项理　化性质的影响。结果表明，在相同表面活性剂浓度下　提高乙基纤维素与谷维素的比值会使谷维素的包封　率提高而负载量减少，但不会影响颗粒的大小和稳定　性。该方法解决了谷维素水溶性差的问题，为谷维素　强化液体饮料提供了可行性依据。　固体脂质纳米颗粒是一种生物可降解纳米颗　粒，主要由蜡、甘油三酯、磷脂等固体脂质基质制备　而成，具有良好的生理相容性、双亲性等特点，在药　品、化妆品、食品行业的大规模生产中具有较大潜　力。Ｒｕｋｔａｎｏｎｃｈａｉ等　研究显示，固体脂质纳米颗　粒的粒径可以通过改变鲸蜡与谷维素的比例来进行　调节，当鲸蜡在颗粒中比例≥８．５％时，颗粒粒径较小　（６９０　ｎｍ）；此外，该颗粒结晶度与鲸蜡在脂质基质中　的比例呈正相关性，即颗粒的结晶度随着鲸蜡含量的　减少而减小。而纳米颗粒的结晶度对谷维素纳米颗粒　的物理性质将产生重要的影响。除了载体与芯材的比　例之外，其他众多因素也会影响固体脂质纳米颗粒的　理化性质。Ｒｕｋｔａｎｏｎｃｈａｉ等眨叫研究了不同载体（固体　脂质）对所制得的颗粒性质的影响，结果显示，除颗粒　粒径和Ｚｅｔａ电位外，固体脂质纳米颗粒的其他理化性　质（重结晶指数、谷维素包封率、细胞毒性、谷维素抗　氧化活性）的变化与载体的类型密切相关。例如，鲸　蜡的结构更加稳定，因此用鲸蜡制备的固体脂质纳米　颗粒的重结晶指数明显高于其他组；而以混合甘油酯　为载体的固体脂质纳米颗粒谷维素包封率最低，原因　是混合甘油酯包含多种酯类和脂肪酸，形成完整结晶　的能力差；以短链三酸甘油酯为脂质载体的固体脂质　纳米颗粒具有最好的缓释效果，与谷维素在固体基质　中扩散速度有关。最新研究指出，谷维素固体脂质纳　米颗粒的物理化学性质与表面活性剂中亲水基团的　带电性有关　”。该研究显示，阳离子与非离子以及阴、　阳离子与非离子的混合表面活性剂组合使颗粒不仅　有很好的物理稳定性，而且具有较低的细胞毒性。这　主要由于｝昆合表面活性剂中离子表面活性剂电荷的　静电排斥力、非离子表面活性剂结构的立体阻碍和阴　阳离子表面活性剂间阴阳离子对的作用加强了谷维　素的聚合。尽管从目前的研究来看谷维素固体脂质　纳米颗粒具有上述众多优点，但其在贮藏过程中易形　成凝胶、谷维素包埋率低、易泄露等问题仍未得到很　好的解决，因此固体脂质纳米颗粒在这些方面仍有待　加强　。　。　纳米结构脂质载体是第二代固体脂质纳米颗粒，　可以较好地解决谷维素固体脂质纳米颗粒的上述问　题。纳米结构脂质载体中不仅含有固体脂质，还含有　液体脂质，这些液体脂质使晶格含有更多的不完整结　晶，因此谷维素的负载率、包埋率更高，理化稳定性　和控释作用的改善效果更好。Ｃｈｕｓｕｔ等　以液体　脂质（冷压榨米糠油）和固体脂质（硬脂酸甘油酯和　ＰＥＧ－１００硬脂酸盐）为载体制备了谷维素纳米颗粒，　结果表明，该纳米粒子载体可以有效地包埋谷维素　（包埋率接近１００％）。此外，该研究显示，在减少颗粒　粒径和提高颗粒的稳定性方面，三种非离子表面活性　剂（ＰＥＧ一１００硬脂酸盐、吐温８０和Ｔｅｇ￣Ｃａｒｅ　４５０）的　混合比其中两种非离子表面活性剂的混合效果更好。　但表面活性剂总的用量（７５　ｇ／Ｌ）远远大于谷维素的　用量（２　ｇ／Ｌ），因此该研究制备的谷维素结构纳米脂质　载体的生物毒性值得考虑。　２．３谷维素脂质体的制备　脂质体是一种直径在０．５～１０　ｍ之间的胶体颗　粒，主要由磷脂分子构成，与细胞膜有很强的亲和性，