【摘要】：乳液在諸多領(lǐng)域有著重要應(yīng)用,新型乳化劑及其功能體系的開發(fā)是膠體領(lǐng)域的研究熱點之一。人們出于對自身健康以及環(huán)境問題的考慮,使得純天然乳化劑的研發(fā)越來越受關(guān)注。殼聚糖作為一種典型的天然多糖,具有優(yōu)良的理化性質(zhì)和生物活性,同時來源豐富,制備工藝成熟。然而殼聚糖的高度親水性使其表面活性差,乳化性能不足,因此,提升殼聚糖乳化性對拓展其在實際中的應(yīng)用具有重要意義。如何提升殼聚糖的乳化性是一項具有挑戰(zhàn)性的工作。已報道研究表明,通過分子修飾,可以改變殼聚糖的理化特性,但需要一定反應(yīng)條件,且提取分離過程繁瑣�；谌橐壕哂杏退畠上嗟奶攸c,通過油相中醛組分與水相中的殼聚糖發(fā)生席夫堿作用,在乳化同時,將低表面活性殼聚糖分子快速錨定于界面,構(gòu)筑黏彈性界面膜用以穩(wěn)定乳液。席夫堿反應(yīng)是美拉德反應(yīng)的第一步,常用于食品加工中,具有條件溫和、可控等特性。論文首先研究肉桂醛與殼聚糖之間的界面鍵合作用對殼聚糖乳液特性的影響,而后研究醛組分及殼聚糖的結(jié)構(gòu)和分子參數(shù)對乳液特性的影響,最后基于席夫堿的結(jié)構(gòu)可控性和pH響應(yīng)性,以姜黃素為疏水功能組分代表,研究所得殼聚糖乳液對姜黃素的胃部遞送性能的影響。本文主要研究結(jié)果如下:1.構(gòu)建了新型的肉桂醛界面鍵合殼聚糖乳液,并對其形成、穩(wěn)定機(jī)制進(jìn)行了探究。使用低濃度的殼聚糖(0.05 wt%-0.3 wt%)和少量的肉桂醛(0.05 wt%-0.5wt%)可以穩(wěn)定5 wt%的油相,所得乳液平均尺寸約600 nm,粒徑分布均一(單峰),穩(wěn)定性好。殼聚糖良好的油滴包覆效果和較高的ζ電位是乳液穩(wěn)定的重要因素,乳液在不同pH下的穩(wěn)定性差異來源于席夫堿的pH響應(yīng)性。紅外光譜證實殼聚糖與肉桂醛發(fā)生界面鍵合形成亞胺鍵,反應(yīng)程度可由肉桂醛含量等調(diào)整。界面鍵合反應(yīng)顯著改善了殼聚糖的表面活性,油水界面張力大幅度快速降低至約11 mN/m(純殼聚糖約27 mN/m),分子界面吸附速率顯著提升3倍以上,并在油水界面形成類固態(tài)的界面膜,殼聚糖的成膜時間和界面性質(zhì)受肉桂醛濃度、水相pH調(diào)控。同時新型殼聚糖乳液的粒徑和穩(wěn)定性可以通過殼聚糖濃度、肉桂醛含量、水相pH和均質(zhì)條件(壓力、次數(shù))調(diào)節(jié)。2.基于席夫堿結(jié)構(gòu)和活性的可控性,探究了殼聚糖與天然醛分子參數(shù)對乳液性質(zhì)的影響與機(jī)制。分別考察了不同分子量殼聚糖(5 K-1000 KDa)和醛結(jié)構(gòu)(肉桂醛CA、檸檬醛CT、香茅醛CN和香草醛VL)對乳液性質(zhì)及其界面行為的影響,結(jié)果表明較高分子量殼聚糖對乳液性質(zhì)無明顯改變,低分子量水溶性殼聚糖乳化效果和乳液穩(wěn)定性稍差,這可能來源于分子鏈長、黏度差異等因素。四種疏水性天然醛/殼聚糖乳液具有肉桂醛/殼聚糖乳液的共性。不同殼聚糖分子量和醛結(jié)構(gòu)乳液的穩(wěn)定機(jī)制相同,殼聚糖通過界面原位結(jié)合天然醛顯著降低界面張力,提升殼聚糖吸附速率,并形成類固態(tài)的界面膜,達(dá)到形成和穩(wěn)定乳液的目的。四種天然醛乳液的性質(zhì)和pH敏感性存在差異,pH穩(wěn)定性:CA-EmCT-EmCN-EmVL-Em。結(jié)合紅外光譜、分子結(jié)構(gòu)和醛的理化性質(zhì),表明四種席夫堿產(chǎn)物共軛效應(yīng)強(qiáng)弱的關(guān)系為CA/CS席夫堿VL/CS席夫堿CT/CS席夫堿CN/CS席夫堿,天然醛疏水性關(guān)系為CNCTCAVL。對席夫堿反應(yīng)進(jìn)程及其產(chǎn)物酸水解穩(wěn)定性進(jìn)行了測試,結(jié)果表明其與乳液的性質(zhì)和pH敏感性存在關(guān)聯(lián)。醛類化合物的親疏水性及其席夫堿結(jié)構(gòu)的共軛效應(yīng)通過影響反應(yīng)速率常數(shù)、反應(yīng)度、產(chǎn)物穩(wěn)定性來調(diào)控乳液的性質(zhì)(粒徑及其分布、殼聚糖界面行為以及pH穩(wěn)定性)。其中親疏水性起主導(dǎo)作用,在相對疏水的前提下,共軛效應(yīng)越強(qiáng)乳液粒徑越小、越穩(wěn)定,酸性pH環(huán)境下穩(wěn)定性越強(qiáng)。因此可以通過醛結(jié)構(gòu)合理選擇和設(shè)計,得到所期望的殼聚糖乳液。3.以典型疏水性營養(yǎng)素姜黃素為模型藥物,構(gòu)建負(fù)載疏水性藥物的天然醛/殼聚糖乳液胃部釋藥體系。首先考察疏水性物質(zhì)的加入對乳液體系的影響以及包封效果,結(jié)果表明,包載前后乳液性質(zhì)無明顯變化,微觀結(jié)構(gòu)顯示,姜黃素均勻分散于乳滴內(nèi),包封率大于70%,乳液體系能顯著提升姜黃素的熱穩(wěn)定性和抗紫外光能力(約2.5倍)。重點研究了載藥乳液在模擬胃液中的釋放行為,四種天然醛乳液分別具有顯著突釋、突釋和緩釋的釋藥特性。通過簡單共混兩種醛類,可以綜合平衡兩者性質(zhì),經(jīng)合理調(diào)控能得到性質(zhì)梯度變化的殼聚糖乳液,但對藥物的釋放行為調(diào)節(jié)存在一定缺陷,需進(jìn)一步優(yōu)化體系。
【圖文】：

2.2 實驗方法2.2.1 乳液制備準(zhǔn)確稱取1 g的殼聚糖粉末，溶于100 mL1 w/v %醋酸水溶液，室溫下攪拌過夜，溶液經(jīng)離心去除雜質(zhì)和氣泡得到母液。母液用蒸餾水稀釋至不同濃度，并用氫氧化鈉或鹽酸調(diào)節(jié)至相應(yīng) pH，作為水相。如圖 2-1 所示，采用兩步法制備乳液，首先稱取 5 g 油相（MCT+CA）和 95 g 水相共混，經(jīng)高速剪切機(jī)，轉(zhuǎn)速 10000 rpm，剪切 3min，得到粗乳液，再經(jīng)高壓微射流，9000 psi 壓力下循環(huán) 5 次得到最終的乳液，整個過程使用冰浴避免產(chǎn)生高溫。95 g0.1 w/v %殼聚糖溶液為水相，混合油相包含4.875 gMCT 和 0.125 gCA，對照組乳液使用 5 gMCT 作為油相，制備完成的乳液調(diào)至 pH 4.0 儲存?zhèn)溆茫魺o特殊說明，殼聚糖乳液均采用上述參數(shù)制備。

)殼聚糖乳液及對照在不同儲存 pH 和時間的外觀；(b)經(jīng)尼羅紅染色殼聚糖乳在不同儲存 pH 和時間的外觀。a)Appearance of the chitosan-stabilized emulsions in the absence and present pHs and storage time; (b)Appearance of the chitosan-stabilized emulsions nile red in the absence and presence of CAat different pHs and storage time存在，說明它不是乳析層，并且其形成速率快于乳析層。乳液中肪，無界面層包裹或界面層薄弱，極易聚結(jié)成大的油滴，快速上浮油層。同時，乳液的油相含量僅 5 wt%，相比之下估計浮油層低濃度純殼聚糖的乳化性能欠佳。綜上所述，殼聚糖乳液中添加 緩乳析速率，，還能大大提升殼聚糖的乳化和穩(wěn)定能力。徑粒徑是乳液的重要性質(zhì)之一，也是檢測評估其穩(wěn)定性的有效方法乳液及對照在不同儲存 pH 和時間的粒徑，可以發(fā)現(xiàn)，未添加 CA
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TS201.2

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2 何華玲;于志財;;甲殼素和殼聚糖的應(yīng)用進(jìn)展與存在問題[J];河北紡織;2008年04期

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本文編號：2683327