廖振宇,汪曉冬,高亦軍
(天津市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測技術(shù)研究院,天津300384)
大蒜(Allium sativum L)為百合科蔥屬植物的鱗莖,營養(yǎng)豐富,是日常生活中常用的香辛蔬菜和調(diào)味佳品,而且具有很強(qiáng)的防病治病保健功能,歷來被視為藥食兼用佳品[1]。近年來,國內(nèi)外許多研究人員從大蒜中提取出多糖成分,并逐步發(fā)現(xiàn)大蒜多糖具有抗菌消炎、抗血凝、降血脂和防止動(dòng)脈粥樣硬化的功效,同時(shí)還有抗尿糖、保護(hù)肝功能、抗腫瘤和預(yù)防衰老等作用[2-4]。然而,大蒜多糖不能被小腸黏膜細(xì)胞吸收進(jìn)入血液,而且在體內(nèi)易被酸、堿或酶破壞,導(dǎo)致大蒜多糖生物活性失活,在體內(nèi)不能起到預(yù)期的治療效果,因此,有必要采取措施改善其在人體內(nèi)的療效[5]。
脂質(zhì)體(1iposome)最早是1965年由Bangham等作為生物膜的模型提出的[6]。脂質(zhì)體技術(shù)首先應(yīng)用在藥物載體領(lǐng)域。近年來,脂質(zhì)體在食品工業(yè)中顯示出較為廣闊的應(yīng)用空間,可用于生產(chǎn)微膠囊化的酶制劑、保護(hù)維生素在加工過程的損失、用于香精香料的包裹等[7-9]。同時(shí),采用聚乙二醇(PEG)及其脂質(zhì)衍生物修飾脂質(zhì)體的研究受到廣泛關(guān)注,并取得很大進(jìn)展。由于經(jīng)PEG修飾后的脂質(zhì)體表面親水性增加,降低了其與吞噬細(xì)胞的親和性,因而能逃避網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的識(shí)別而減少其對(duì)脂質(zhì)體的捕獲,延長體內(nèi)循環(huán)時(shí)間[10]。因此,為提高大蒜多糖的生物利用率,穩(wěn)定性和療效,將其制備成長循環(huán)納米脂質(zhì)體材料。本實(shí)驗(yàn)以PEG2000作為修飾脂質(zhì)體膜材,采用薄膜分散法制備大蒜多糖長循環(huán)脂質(zhì)體,并對(duì)其在體外穩(wěn)定性進(jìn)行了初步研究。
大蒜多糖:天津科技大學(xué)食品安全實(shí)驗(yàn)室饋贈(zèng);卵磷脂(大豆):上海伯奧生物科技有限公司;膽固醇、Triton X-100:天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所;聚乙二醇(MW:2000):天津市天正化學(xué)試劑廠;標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液(質(zhì)量濃度為100.0 μg/mL)和蒽酮(質(zhì)量濃度為2 mg/mL):均為天津市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測技術(shù)研究院食品檢驗(yàn)室自配得到。
旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀:上海亞榮生化儀器廠;BI-90Plus激光粒度儀/Zeta電位儀:美國布魯克-海文公司;JEOL-100CXII型透射電子顯微鏡:日本電子光學(xué)公司;UV-9100型紫外可見光分光光度計(jì):北京瑞利分析儀器廠;萬分之一天平BS110:北京賽多利天平有限公司;PHB-4型pH計(jì):上海精密科學(xué)儀器有限公司。
1.3.1 大蒜多糖脂質(zhì)體溶液制備
采用薄膜分散法[11]制備大蒜多糖脂質(zhì)體的過程如下:精確稱取適量大豆卵磷脂和膽固醇(質(zhì)量比例為2∶1),加入到50 mL茄形瓶中,溶于一定量的乙醚中,然后在35℃下于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上以50 r/min的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行旋蒸,同時(shí)向旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中通入適當(dāng)流速的氮?dú)饬骷右员Wo(hù)。當(dāng)茄形瓶中形成一層透明均勻的脂質(zhì)膜后,繼續(xù)旋蒸30 min,之后將茄形瓶取下,向茄形瓶中加入含PEG2000和大蒜多糖的磷酸鹽緩沖溶液(pH=7.2)適量,將脂質(zhì)膜水化,然后用超聲波清洗器以60 W的功率進(jìn)行超聲分散,直至形成半透明乳液,通過內(nèi)徑0.8 μm微孔濾膜后,即得大蒜多糖脂質(zhì)體。
1.3.2 大蒜多糖脂質(zhì)體形態(tài)學(xué)觀察
將上述脂質(zhì)體混懸液用透射電子顯微鏡進(jìn)行觀察,透射電子顯微鏡采用磷鎢酸負(fù)染法進(jìn)行,用微量取樣器將大蒜多糖脂質(zhì)體溶液滴加到銅網(wǎng)上,靜置過夜后透射電鏡下觀察其微觀形貌。
1.3.3 粒徑和粒度分布研究
取上述脂質(zhì)體混懸液樣品適當(dāng)稀釋進(jìn)行超聲分散,然后將液體樣品加入專用的測試皿中,用BI-90Plus激光粒度儀/Zeta電位儀測試分析樣品的粒徑。
1.3.4 大蒜多糖含量分析
采用蒽酮-硫酸法測定大蒜多糖含量,原理為多糖在濃硫酸的作用下可脫水生成糖醛衍生物,后者再與蒽酮作用形成藍(lán)色化合物,與同法處理的標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液比色定量。具體如下:分別吸取標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液 0.10、0.20、0.40、0.60、0.80、1.0 mL,置于具塞比色管中,用蒸餾水稀釋至1.0 mL,搖勻。然后分別加入蒽酮試劑4.0 mL,迅速浸于冰水浴中冷卻,各管加完后一起浸于沸水浴中,管口加蓋,以防蒸發(fā)。自水浴沸騰起計(jì)時(shí),準(zhǔn)確煮沸10 min,取出,用冰浴冷卻至室溫,于波長620 nm測吸光度,以1.0 mL水按同樣操作作為空白,以葡萄糖濃度C為橫坐標(biāo),吸光度值A(chǔ)為縱坐標(biāo),制得葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線。
樣品液的制備:分別配成濃度為10 mg/mL的大蒜多糖。
測定:吸取1 mL已稀釋的大蒜多糖于試管中,加入4.0 mL蒽酮試劑,平行3份;空白管以等量蒸餾水替代大蒜多糖。以下操作同標(biāo)準(zhǔn)曲線制作。根據(jù)平均值在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出葡萄糖的含量(μg),由此可得到多糖的含量。
1.3.5 脂質(zhì)體包封率的測定方法
取10 mL大蒜多糖脂質(zhì)體在 7000 r/min離心20 min,把上層清液去掉,用磷酸鹽緩沖液定容至10 mL,再以 7000 r/min離心20 min,去掉上層清液,加Triton X- 1005%乙醇溶液2 mL破乳,用上述方法測定脂質(zhì)體內(nèi)包裹大蒜多糖的含量。
脂質(zhì)體包封率計(jì)算公式為:
1.3.6 大蒜多糖脂質(zhì)體穩(wěn)定性初步研究
觀察大蒜多糖脂質(zhì)體混懸液在不同溫度、不同儲(chǔ)存時(shí)間等條件下對(duì)其泄漏率和粒度的影響。
在透射電鏡下觀察,大蒜多糖長循環(huán)脂質(zhì)體分布均勻、顆粒間彼此分散較好、獨(dú)立、連續(xù)呈圓形或橢圓形微球體(見圖1)。
大蒜多糖脂質(zhì)體的平均粒徑為115.4 nm,粒徑分布見圖2。
脂質(zhì)體的粒徑較小,多分散指數(shù)為0.308,說明其分布均勻。
本實(shí)驗(yàn)采用蒽酮-硫酸法測定大蒜多糖含量,見圖3。
圖2 大蒜多糖脂質(zhì)體粒徑分布圖Fig.2 Particle size distribution of garlic polysaccharide liposomes
圖3 葡萄糖的標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.3 Standard curve of glucose
葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線顯示,以吸收度A620對(duì)葡萄糖濃度作回歸曲線得:Y=0.037x+0. 0039,r=0. 9991,表明葡萄糖在2 μg/mL~20 μg/mL的濃度范圍之間與吸光度呈良好的線性關(guān)系。
本實(shí)驗(yàn)用Triton X- 1005%乙醇溶液破壞脂質(zhì)體雙層膜,測定長循環(huán)脂質(zhì)體中被包封的大蒜多糖含量,計(jì)算脂質(zhì)體的包封率。通過計(jì)算分析,大蒜多糖長循環(huán)脂質(zhì)體的平均包封率為71.94%,普通脂質(zhì)體的包封率為59.23%,說明經(jīng)PEG包覆的脂質(zhì)體的包封率明顯高于無PEG修飾的普通大蒜多糖脂質(zhì)體,這可能由于PEG具有一定的柔性,可交錯(cuò)重疊覆蓋在脂質(zhì)體的表面,形成致密的構(gòu)像云,從而起到穩(wěn)定脂質(zhì)體的作用。
大蒜多糖長循環(huán)脂質(zhì)體的穩(wěn)定性考察指標(biāo)有很多,本文選擇外觀、粒徑、泄漏率指標(biāo)來考察其穩(wěn)定性,基本上能反映脂質(zhì)體的穩(wěn)定性變化結(jié)果見圖4、圖5。
圖4 保存時(shí)間和溫度對(duì)大蒜多糖長循環(huán)脂質(zhì)體泄漏率的影響Fig.4 Effects of storage time and temperature on the leakage rate of liposomes
圖5 保存時(shí)間和溫度對(duì)大蒜多糖長循環(huán)脂質(zhì)體粒徑的影響Fig.5 Effects of storage time and temperature on the particle size distribution of liposomes
由圖4可知,脂質(zhì)體的泄漏率隨保存時(shí)間的延長逐漸增大;隨著溫度的升高,泄漏率都隨之增加。從圖5可知,脂質(zhì)體的粒徑隨保存時(shí)間的延長逐漸增大;隨著溫度的升高,粒徑也隨之增加,但泄漏率和粒徑在調(diào)查的時(shí)間和溫度范圍內(nèi)沒有大幅度增加,均在可接受的合理范圍內(nèi),說明大蒜多糖長循環(huán)脂質(zhì)體具有較好的穩(wěn)定性。
國內(nèi)外有不少有關(guān)大蒜多糖的提取純化工藝和生物活性等方面的研究報(bào)道。但很少有報(bào)道將大蒜多糖制備成脂質(zhì)體以改善其生物利用率和療效。常用制備脂質(zhì)體的方法有逆相蒸發(fā)法、超聲波分散法、冷凍干燥法、薄膜分散法、膜擠壓法、注入法等。本實(shí)驗(yàn)選擇薄膜分散法制備脂質(zhì)體,是基于該方法操作簡單、條件溫和、適合于生物大分子脂質(zhì)體的制備。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)經(jīng)聚乙二醇(PEG)修飾的長循環(huán)脂質(zhì)體形態(tài)圓整、分散均勻,平均粒徑為115.4 nm,對(duì)大蒜多糖的包封率為71.94%,明顯高于普通脂質(zhì)體的包封率,說明PEG包覆脂質(zhì)體有利于提高包封率,更好地控制藥物釋放和靶向性,延長在體內(nèi)循環(huán)時(shí)間。本實(shí)驗(yàn)制備的納米脂質(zhì)體在設(shè)計(jì)的保存時(shí)間和溫度范圍下具有較好的穩(wěn)定性,對(duì)脂質(zhì)體的滲漏率和粒徑變化的影響均在可接受的范圍內(nèi)。
[1] 李朝陽,劉魁,韓忠宵,等.大蒜多糖的酶法提取及其抗氧化性研究[J].食品科學(xué),2008,29(1):117-120
[2] 楊靜,王洋,孔祥智,等.辛烯基琥珀酸大蒜多糖酯的制備[J].食品研究與開發(fā),2008,29(6):184-189
[3] 劉燕瓊,黃雪松.大蒜多糖的粘度性質(zhì)[J].食品研究與開發(fā),2007,28(12):14-16
[4] 黃雪松.大蒜多糖的提取分離與分析[J].食品科學(xué),2005,26(9):48-51
[5] 陳能煜,伍睿,陳麗,等.大蒜研究進(jìn)展[J].天然產(chǎn)物研究與開發(fā),2000,12(2):67-74
[6] 張靈芝.脂質(zhì)體制備及其在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用[M].北京:北京醫(yī)科大學(xué),中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué)聯(lián)合出版社,1998:57-58
[7] Makoto T,Shuntoku U,Kensaku T,et al.Evaluation of an Oral Carrier System in Rats:Bioavailability and Antioxidant Properties of Liposome-Encapsulated Curcumin[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2009,57(19):9141-9146
[8] Patrícia da S M,Daniel J D,Adriano B.Food applications of liposome-encapsulated antimicrobial peptides[J].Trends in Food Science&Technology,2010,21(6):284-292
[9] Paul de V,Marijke M F,Milica S,et al.Encapsulation for preservation of functionality and targeted delivery of bioactive food components[J].International Dairy Journal,2010,20(4):292-302
[10]Seiichiro M,Kazunori I,Masawo K,et al.Application of polyethyleneglycol(PEG)-modified liposomes for oral vaccine:effect of lipid dose on systemic and mucosal immunity[J].Journal of controlled release,2003,89(2):189-197
[11]Rezler E M,Khan D R,Lauer-Fields J,et al.Targeted Drug Delivery Utilizing Protein-Like Molecular Architecture[J].Journal of the American Chemical Society,2007,129(16):4961-4972