用于包封化合物的納米顆粒及其制備和應用制造技術

本發明專利技術涉及用于包封化合物的納米顆粒，及其制備和應用，該納米顆粒包括酪蛋白基質，堿性氨基酸以及選自二價金屬、三價金屬及其組合的金屬。所述納米顆粒可以包封水溶性或者脂溶性的生物活性化合物。本發明專利技術可以應用于食物、制藥和化妝品領域以及納米技術領域。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】用于包封化合物的納米顆粒及其制備和應用
本專利技術涉及食物、制藥和化妝品領域以及納米
，并且包括使用酪蛋白作為涂層劑來包封生物活性化合物。技術背景食品工業需要技術上的不斷進步從而滿足新的消費者需求。納米技術存在使食品工業徹底地變革巨大的潛力，因為這一技術能夠包封生物活性化合物[BAC]，例如香料、維生素、礦物質、精油、抗氧化劑、益生菌等等，從而具有眾多優勢，舉例來說，能夠延長制品的保存期限；能夠降低BAC的用量；能夠控制其釋放；能夠提高其生物利用度；能夠掩蓋不需要的味道，等等。當設計適用于包封BAC的載體時，正確地選擇用作涂層劑或者基質的材料是非常重要的；為此，除其他因素外，必須要考慮到劑型、毒性、將要引入制劑的產品（食物、化妝品、藥物，等等）等。在食品納米
中，不推薦使用合成的聚合物，因為它們可能存在毒性問題。天然的聚合物不具有這些缺點；然而，它們的使用必然使得顆粒的制造方法更復雜；此外，在大多數情況中，難以控制獲得的粒度（在許多情況中大于100μm），因此消費者可能會注意到這些納米顆粒，并且其可能會改變目標食品的感官特性。傳統上，在這些材料中，蛋白質被用作BAC涂層劑。使用酪蛋白作為載體包封疏水性的BAC在食品中的應用，已有所描述（CA2649788和EP2011472）。葉酸（蝶酸單麩胺酸或者維生素B9），包括在葉酸組中的B族水溶性維生素，對于重要的生化過程、例如DNA合成是十分重要的。缺乏葉酸與巨成紅細胞性貧血、阿爾茨海默氏病、唐氏綜合征、內分泌失調、某種類型的癌癥（結腸癌、宮頸癌、白血病、胰腺癌）、在胎兒發育過程中的神經管缺陷、在懷孕過程中的并發癥以及男性不育癥相關。然而，葉酸并不能通過有機體來合成；因而其必須通過不同的補充劑或者飲食來供給。盡管葉酸天然存在于食物中（例如水果和蔬菜），但是其主要是以聚麩胺酸鹽的形式，它們的生物利用度并不完全，典型地為50%或更低。因此，攝取添加有葉酸的食物可以形成一種補充性的選擇，從而增加在那些葉酸的攝入低于推薦量的情況中所述維生素的攝入。然而，除了其它的因素外，因為基體效應，添加至食物中的葉酸的生物利用度并不完全（葉酸可能與食物組分相連接，由此阻止其吸收），或者存在于食物中的任意組分降低其生物利用度。此外，當葉酸沒有在腸內溶解時，其也不能被很好地吸收。通過膠囊、片劑等的方式施用含有葉酸的補充劑或者強化劑具有如下的缺點，當其由于胃酸而在胃中降解時，葉酸會發生沉淀，轉化為其較難溶解的形式，由此僅部分所供給的葉酸能夠到達腸。此外，含有葉酸鹽或者葉酸的食物的強化是復雜的過程，因為除其他因素外，葉酸鹽和它們的衍生物以及葉酸對于溫度、光和pH值變化是十分敏感的；因此它們的穩定性受到食物加工條件的影響，并且消費者可利用的維生素的生物活性量可能會極大地降低。由此，當利用所述維生素強化食物時，就需要考慮這些方面，因為最大的損失可能會發生在食物的存儲和制備過程中。已經有文獻描述了如何令食物富含葉酸，主要是在乳制品和谷類制品中。富含葉酸或葉酸鹽的膳食補充劑（EP2002839）或者食物，例如做香腸用的肉（ES2302571），乳制品（EP1941804），幼（嬰）兒食品（US4753926），或者甚至是雞肉、豬肉或牛肉罐頭食品（RU2223672和RU2213493）也已有所描述。然而，在所描述的情況中，均沒有考慮維生素與食物基質的可能的相互作用以及其生物利用度。現有技術還公開了一種用于獲得藻酸鹽和果膠微膠囊的方法，該微膠囊含有葉酸從而避免葉酸被保護其免導致其降解的環境因素（例如胃部環境）的損害，實現葉酸其在腸內的釋放。然而，所獲得的微膠囊太大，其影響了目標食物的感官特性。現有技術中還設計了一種用于將葉酸包封在乳酸-羥基乙酸共聚物（PLGA）納米微球中并實現其持續地釋放的方法；盡管結果是積極的，但是該設計在食物中的應用受到聚合物使用的損害，因為其在醫學和藥學領域是禁止使用的。因此，有必要開發BAC包封系統，優選水溶性的，更優選酸性的水溶性BAC，例如葉酸，其全部地或者部分地克服了上述缺陷。
技術實現思路
當前，意外地發現利用酪蛋白形成并且進一步包括堿性氨基酸（例如精氨酸或賴氨酸）和適用于食物的金屬（例如鈣）的納米顆粒，形成生物活性化合物（BAC）的一種新的包封和穩定系統，該生物活性化合物可以是水溶性和脂溶性的，優選為水溶性的，更優選為酸性的水溶性BAC，其可以應用在食物、化妝品和藥物中。由此，一方面，本專利技術涉及納米顆粒，其包括酪蛋白基質，堿性氨基酸和選自二價金屬、三價金屬及其組合的食品級的金屬。所述納米顆粒可被用為工藝添加劑；它們進一步具有包封BAC、優選水溶性BAC、更優選酸性的水溶性BAC的能力，例如B族維生素或者C族維生素，例如葉酸、泛酸和抗壞血酸，或其它的親水性化合物，盡管它們還可以包封脂溶性BAC。所述納米顆粒是穩定的并且能夠保護BAC免于在產品加工（例如食物、藥物或者化妝品）和存儲過程中被外部因素降解，例如光、pH值變化、氧化等等，并且此外，當它們應用于食物中時，它們保護BAC免受胃部酸性環境的影響，防止其沿著胃道釋放，從而避免BAC沉淀，并且由此避免生物利用度降低。此外，據發現所述納米顆粒能夠溶解在（模擬的）腸部介質中，促進BAC在腸內的完全釋放，令其正確地吸收，并且進一步避免了任何類型的毒性問題。有利地，所述納米顆粒在引入的食物中是惰性的，因此避免了BAC與基質的不同組分之間的反應，并避免降低其生物利用度。另外，本專利技術提供的該納米顆粒的幾個最重要的特征之一在于使用酪蛋白作為用于保護BAC免受環境條件和胃部條件損害、促進其在腸部內釋放并由此改善其生物利用度的天然載體，因為酪蛋白本身已經被證明具有營養特性，從而使得其補充了BAC自身的有益效果。另一方面，本專利技術涉及一種制造所述納米顆粒的方法。所述方法是簡單的并且能夠工業化大規模應用。有利地，所述方法不包括沒有被批準為食品添加劑的合成或者反應性聚合物，最小化包含的表面活性劑或者乳化劑，并且該方法允許獲得具有可控的粒度的納米級的納米顆粒。在一種特定的實施方式中，所述方法進一步包括干燥包含所述納米顆粒的懸浮液從而獲得粉末形式的制劑，隨著時間的流逝維持BAC的穩定；特別地，這種類型的粉末制劑適用于在固體食物中使用。有利地，所述干燥處理在納米顆粒保護劑的存在下執行。由此獲得的包含BAC的納米顆粒可以容易地懸浮在水介質中，保護BAC免于在溶液中降解。獲得的最終制品是穩定的并且在整個長期的存儲過程中保護BAC，并且其還可以應用于不同類型的食物，無論是液體食物（例如飲料等）還是固體食物。另一方面，本專利技術涉及一種包括所述納米顆粒的組合物在食物、藥物或者化妝品中的應用。實際上，所述納米顆粒可以被結合在乳劑、凝膠和水凝膠中，從而獲得適用于這一領域的穩定的化妝品制劑。所述納米顆粒還可以利用適用于通過局部途徑施用所述納米顆粒的賦形劑進行配制。另一方面，本專利技術涉及一種食品，包括由本專利技術提供的基于酪蛋白納米顆粒的所述組合物。在一種特定的實施方式中，所述食品為液體、半固體或者固體的形式。附圖說明圖1示出了描述本專利技術方法的一種特定的實施方式的示意圖，其用于獲得包含葉酸的酪蛋白納米顆粒。圖2示出了空的酪蛋白納米顆粒的透射電子顯微鏡本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.02.26 ES P2010302861.一種納米顆粒，包括酪蛋白基質，堿性氨基酸和選自二價金屬、三價金屬及其組合的金屬，其特征在于，堿性氨基酸位于納米顆粒的內部或外部，并附著至納米顆粒的表面，所述納米顆粒還包含水溶性生物活性化合物。2.根據權利要求1所述的納米顆粒，其中所述堿性氨基酸選自由精氨酸、賴氨酸、組氨酸及其混合物組成的組中。3.根據權利要求1所述的納米顆粒，其中所述二價金屬選自由鈣、鎂、鋅、二價鐵及其組合組成的組中。4.根據權利要求3所述的納米顆粒，其中所述二價金屬是鈣。5.根據權利要求2所述的納米顆粒，其中所述二價金屬選自由鈣、鎂、鋅、二價鐵及其組合組成的組中。6.根據權利要求5所述的納米顆粒，其中所述二價金屬是鈣。7.根據權利要求1所述的納米顆粒，其中所述水溶性生物活性化合物選自由如下組成的組中：a）B族維生素或者C族維生素；b）根據a）的維生素衍生物；c）選自透明質酸、硫酸軟骨素和硫辛酸的化合物；d）任意的前述化合物a）到c）的鹽或酯；及e）其組合。8.根據權利要求1所述的納米顆粒，其中所述水溶性生物活性化合物選自由葉酸、4-氨基苯甲酸、泛酸、單磷酸硫胺素磷酸、焦磷酸硫胺素、三磷酸硫胺素、抗壞血酸、蝶酰多聚谷氨酸、亞葉酸、煙酸、透明質酸、硫辛酸、p-香豆酸、咖啡酸、其藥學上或者化妝品可接受的或者食品級的衍生物、酯或鹽，及其混合物組成的組中。9.一種制造納米顆粒的方法，所述納米顆粒包括酪蛋白基質，堿性氨基酸、水溶性生物活性化合物和選自二價金屬、三價金屬及其組合的金屬，所述方法包括：a）制備包含酪蛋白原料和堿性氨基酸的水溶液；和b）將選自二價金屬、三價金屬及其組合的金屬的水溶液加入至步驟a）的溶液中。10.一種制造納米顆粒的方法，所述納米顆粒包括酪蛋白基質，堿性氨基酸，水溶性生物活性化合物，選自二價金屬、三價金屬及其組合的金屬和生物活性化合物，所述方法包括：a）混合（i）含有酪蛋白原料和第一堿性氨基酸的水溶液和（ii）含有生物活性化合物的溶液；和b）在步驟a）獲得的混合物中加入選自二價金屬、三價金屬及其組合的金屬的水溶液。11.根據權利要求9或10所述的方法，其中所述酪蛋白原料包括酪蛋白酸鈉。12.根據權利要求9或10所述的方法，其中所述堿性氨基酸選自由精氨酸、賴氨酸、組氨酸及其組合組成的組中。13.根據權利要求9或10所述的方法，其中所述金屬為二價金屬，其選自由鈣、鎂、鋅、二價鐵及其組合組成的組中。14.根據權利要求13所述的方法，其中所述金屬為鈣。15.根據權利要求9或10所述的方法，其中所述選自二價金屬、三價金屬及其組合的金屬的水溶液為鈣鹽的水溶液，該鈣鹽選自由氯化鈣、乙酸鈣、葡萄糖酸鈣、乳酸鈣、山梨酸鈣、抗壞血酸鈣、檸檬酸鈣、丙酸鈣、硫酸鈣及其混合物組成的組中。16.根據權利要求9或10所述的方法，其中所述水溶性生物活性化合物選自由如下構成的組：a）B族維生素或者C族維生素；b）根據a）的維生素衍生物；c）選自透明質酸、硫酸軟骨素和硫辛酸的化合物；d）任意的前述化合物a）到c）的鹽或酯；及e）其組合。17.根據權利要求16所述的方法，其中所述水溶性生物...

【專利技術屬性】
技術研發人員：邁特·阿古羅斯巴佐，艾琳·埃斯帕扎卡塔蘭，卡洛琳娜·岡薩雷斯費雷羅，卡洛斯哈維爾·岡薩雷斯納瓦羅，胡安曼努埃爾·伊拉切加雷塔，安娜·羅莫瓦爾德，
申請(專利權)人：納瓦拉大學，國家食品安全與技術中心埃布羅實驗室，
類型：
國別省市：