用于包封化合物的纳米颗粒及其制备和应用制造技术

本发明专利技术涉及用于包封化合物的纳米颗粒，及其制备和应用，该纳米颗粒包括酪蛋白基质，碱性氨基酸以及选自二价金属、三价金属及其组合的金属。所述纳米颗粒可以包封水溶性或者脂溶性的生物活性化合物。本发明专利技术可以应用于食物、制药和化妆品领域以及纳米技术领域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于包封化合物的纳米颗粒及其制备和应用
本专利技术涉及食物、制药和化妆品领域以及纳米
，并且包括使用酪蛋白作为涂层剂来包封生物活性化合物。技术背景食品工业需要技术上的不断进步从而满足新的消费者需求。纳米技术存在使食品工业彻底地变革巨大的潜力，因为这一技术能够包封生物活性化合物[BAC]，例如香料、维生素、矿物质、精油、抗氧化剂、益生菌等等，从而具有众多优势，举例来说，能够延长制品的保存期限；能够降低BAC的用量；能够控制其释放；能够提高其生物利用度；能够掩盖不需要的味道，等等。当设计适用于包封BAC的载体时，正确地选择用作涂层剂或者基质的材料是非常重要的；为此，除其他因素外，必须要考虑到剂型、毒性、将要引入制剂的产品（食物、化妆品、药物，等等）等。在食品纳米
中，不推荐使用合成的聚合物，因为它们可能存在毒性问题。天然的聚合物不具有这些缺点；然而，它们的使用必然使得颗粒的制造方法更复杂；此外，在大多数情况中，难以控制获得的粒度（在许多情况中大于100μm），因此消费者可能会注意到这些纳米颗粒，并且其可能会改变目标食品的感官特性。传统上，在这些材料中，蛋白质被用作BAC涂层剂。使用酪蛋白作为载体包封疏水性的BAC在食品中的应用，已有所描述（CA2649788和EP2011472）。叶酸（蝶酸单麸胺酸或者维生素B9），包括在叶酸组中的B族水溶性维生素，对于重要的生化过程、例如DNA合成是十分重要的。缺乏叶酸与巨成红细胞性贫血、阿尔茨海默氏病、唐氏综合征、内分泌失调、某种类型的癌症（结肠癌、宫颈癌、白血病、胰腺癌）、在胎儿发育过程中的神经管缺陷、在怀孕过程中的并发症以及男性不育症相关。然而，叶酸并不能通过有机体来合成；因而其必须通过不同的补充剂或者饮食来供给。尽管叶酸天然存在于食物中（例如水果和蔬菜），但是其主要是以聚麸胺酸盐的形式，它们的生物利用度并不完全，典型地为50%或更低。因此，摄取添加有叶酸的食物可以形成一种补充性的选择，从而增加在那些叶酸的摄入低于推荐量的情况中所述维生素的摄入。然而，除了其它的因素外，因为基体效应，添加至食物中的叶酸的生物利用度并不完全（叶酸可能与食物组分相连接，由此阻止其吸收），或者存在于食物中的任意组分降低其生物利用度。此外，当叶酸没有在肠内溶解时，其也不能被很好地吸收。通过胶囊、片剂等的方式施用含有叶酸的补充剂或者强化剂具有如下的缺点，当其由于胃酸而在胃中降解时，叶酸会发生沉淀，转化为其较难溶解的形式，由此仅部分所供给的叶酸能够到达肠。此外，含有叶酸盐或者叶酸的食物的强化是复杂的过程，因为除其他因素外，叶酸盐和它们的衍生物以及叶酸对于温度、光和pH值变化是十分敏感的；因此它们的稳定性受到食物加工条件的影响，并且消费者可利用的维生素的生物活性量可能会极大地降低。由此，当利用所述维生素强化食物时，就需要考虑这些方面，因为最大的损失可能会发生在食物的存储和制备过程中。已经有文献描述了如何令食物富含叶酸，主要是在乳制品和谷类制品中。富含叶酸或叶酸盐的膳食补充剂（EP2002839）或者食物，例如做香肠用的肉（ES2302571），乳制品（EP1941804），幼（婴）儿食品（US4753926），或者甚至是鸡肉、猪肉或牛肉罐头食品（RU2223672和RU2213493）也已有所描述。然而，在所描述的情况中，均没有考虑维生素与食物基质的可能的相互作用以及其生物利用度。现有技术还公开了一种用于获得藻酸盐和果胶微胶囊的方法，该微胶囊含有叶酸从而避免叶酸被保护其免导致其降解的环境因素（例如胃部环境）的损害，实现叶酸其在肠内的释放。然而，所获得的微胶囊太大，其影响了目标食物的感官特性。现有技术中还设计了一种用于将叶酸包封在乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）纳米微球中并实现其持续地释放的方法；尽管结果是积极的，但是该设计在食物中的应用受到聚合物使用的损害，因为其在医学和药学领域是禁止使用的。因此，有必要开发BAC包封系统，优选水溶性的，更优选酸性的水溶性BAC，例如叶酸，其全部地或者部分地克服了上述缺陷。
技术实现思路
当前，意外地发现利用酪蛋白形成并且进一步包括碱性氨基酸（例如精氨酸或赖氨酸）和适用于食物的金属（例如钙）的纳米颗粒，形成生物活性化合物（BAC）的一种新的包封和稳定系统，该生物活性化合物可以是水溶性和脂溶性的，优选为水溶性的，更优选为酸性的水溶性BAC，其可以应用在食物、化妆品和药物中。由此，一方面，本专利技术涉及纳米颗粒，其包括酪蛋白基质，碱性氨基酸和选自二价金属、三价金属及其组合的食品级的金属。所述纳米颗粒可被用为工艺添加剂；它们进一步具有包封BAC、优选水溶性BAC、更优选酸性的水溶性BAC的能力，例如B族维生素或者C族维生素，例如叶酸、泛酸和抗坏血酸，或其它的亲水性化合物，尽管它们还可以包封脂溶性BAC。所述纳米颗粒是稳定的并且能够保护BAC免于在产品加工（例如食物、药物或者化妆品）和存储过程中被外部因素降解，例如光、pH值变化、氧化等等，并且此外，当它们应用于食物中时，它们保护BAC免受胃部酸性环境的影响，防止其沿着胃道释放，从而避免BAC沉淀，并且由此避免生物利用度降低。此外，据发现所述纳米颗粒能够溶解在（模拟的）肠部介质中，促进BAC在肠内的完全释放，令其正确地吸收，并且进一步避免了任何类型的毒性问题。有利地，所述纳米颗粒在引入的食物中是惰性的，因此避免了BAC与基质的不同组分之间的反应，并避免降低其生物利用度。另外，本专利技术提供的该纳米颗粒的几个最重要的特征之一在于使用酪蛋白作为用于保护BAC免受环境条件和胃部条件损害、促进其在肠部内释放并由此改善其生物利用度的天然载体，因为酪蛋白本身已经被证明具有营养特性，从而使得其补充了BAC自身的有益效果。另一方面，本专利技术涉及一种制造所述纳米颗粒的方法。所述方法是简单的并且能够工业化大规模应用。有利地，所述方法不包括没有被批准为食品添加剂的合成或者反应性聚合物，最小化包含的表面活性剂或者乳化剂，并且该方法允许获得具有可控的粒度的纳米级的纳米颗粒。在一种特定的实施方式中，所述方法进一步包括干燥包含所述纳米颗粒的悬浮液从而获得粉末形式的制剂，随着时间的流逝维持BAC的稳定；特别地，这种类型的粉末制剂适用于在固体食物中使用。有利地，所述干燥处理在纳米颗粒保护剂的存在下执行。由此获得的包含BAC的纳米颗粒可以容易地悬浮在水介质中，保护BAC免于在溶液中降解。获得的最终制品是稳定的并且在整个长期的存储过程中保护BAC，并且其还可以应用于不同类型的食物，无论是液体食物（例如饮料等）还是固体食物。另一方面，本专利技术涉及一种包括所述纳米颗粒的组合物在食物、药物或者化妆品中的应用。实际上，所述纳米颗粒可以被结合在乳剂、凝胶和水凝胶中，从而获得适用于这一领域的稳定的化妆品制剂。所述纳米颗粒还可以利用适用于通过局部途径施用所述纳米颗粒的赋形剂进行配制。另一方面，本专利技术涉及一种食品，包括由本专利技术提供的基于酪蛋白纳米颗粒的所述组合物。在一种特定的实施方式中，所述食品为液体、半固体或者固体的形式。附图说明图1示出了描述本专利技术方法的一种特定的实施方式的示意图，其用于获得包含叶酸的酪蛋白纳米颗粒。图2示出了空的酪蛋白纳米颗粒的透射电子显微镜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.02.26 ES P2010302861.一种纳米颗粒，包括酪蛋白基质，碱性氨基酸和选自二价金属、三价金属及其组合的金属，其特征在于，碱性氨基酸位于纳米颗粒的内部或外部，并附着至纳米颗粒的表面，所述纳米颗粒还包含水溶性生物活性化合物。2.根据权利要求1所述的纳米颗粒，其中所述碱性氨基酸选自由精氨酸、赖氨酸、组氨酸及其混合物组成的组中。3.根据权利要求1所述的纳米颗粒，其中所述二价金属选自由钙、镁、锌、二价铁及其组合组成的组中。4.根据权利要求3所述的纳米颗粒，其中所述二价金属是钙。5.根据权利要求2所述的纳米颗粒，其中所述二价金属选自由钙、镁、锌、二价铁及其组合组成的组中。6.根据权利要求5所述的纳米颗粒，其中所述二价金属是钙。7.根据权利要求1所述的纳米颗粒，其中所述水溶性生物活性化合物选自由如下组成的组中：a）B族维生素或者C族维生素；b）根据a）的维生素衍生物；c）选自透明质酸、硫酸软骨素和硫辛酸的化合物；d）任意的前述化合物a）到c）的盐或酯；及e）其组合。8.根据权利要求1所述的纳米颗粒，其中所述水溶性生物活性化合物选自由叶酸、4-氨基苯甲酸、泛酸、单磷酸硫胺素磷酸、焦磷酸硫胺素、三磷酸硫胺素、抗坏血酸、蝶酰多聚谷氨酸、亚叶酸、烟酸、透明质酸、硫辛酸、p-香豆酸、咖啡酸、其药学上或者化妆品可接受的或者食品级的衍生物、酯或盐，及其混合物组成的组中。9.一种制造纳米颗粒的方法，所述纳米颗粒包括酪蛋白基质，碱性氨基酸、水溶性生物活性化合物和选自二价金属、三价金属及其组合的金属，所述方法包括：a）制备包含酪蛋白原料和碱性氨基酸的水溶液；和b）将选自二价金属、三价金属及其组合的金属的水溶液加入至步骤a）的溶液中。10.一种制造纳米颗粒的方法，所述纳米颗粒包括酪蛋白基质，碱性氨基酸，水溶性生物活性化合物，选自二价金属、三价金属及其组合的金属和生物活性化合物，所述方法包括：a）混合（i）含有酪蛋白原料和第一碱性氨基酸的水溶液和（ii）含有生物活性化合物的溶液；和b）在步骤a）获得的混合物中加入选自二价金属、三价金属及其组合的金属的水溶液。11.根据权利要求9或10所述的方法，其中所述酪蛋白原料包括酪蛋白酸钠。12.根据权利要求9或10所述的方法，其中所述碱性氨基酸选自由精氨酸、赖氨酸、组氨酸及其组合组成的组中。13.根据权利要求9或10所述的方法，其中所述金属为二价金属，其选自由钙、镁、锌、二价铁及其组合组成的组中。14.根据权利要求13所述的方法，其中所述金属为钙。15.根据权利要求9或10所述的方法，其中所述选自二价金属、三价金属及其组合的金属的水溶液为钙盐的水溶液，该钙盐选自由氯化钙、乙酸钙、葡萄糖酸钙、乳酸钙、山梨酸钙、抗坏血酸钙、柠檬酸钙、丙酸钙、硫酸钙及其混合物组成的组中。16.根据权利要求9或10所述的方法，其中所述水溶性生物活性化合物选自由如下构成的组：a）B族维生素或者C族维生素；b）根据a）的维生素衍生物；c）选自透明质酸、硫酸软骨素和硫辛酸的化合物；d）任意的前述化合物a）到c）的盐或酯；及e）其组合。17.根据权利要求16所述的方法，其中所述水溶性生物...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈特·阿古罗斯巴佐，艾琳·埃斯帕扎卡塔兰，卡洛琳娜·冈萨雷斯费雷罗，卡洛斯哈维尔·冈萨雷斯纳瓦罗，胡安曼努埃尔·伊拉切加雷塔，安娜·罗莫瓦尔德，
申请(专利权)人：纳瓦拉大学，国家食品安全与技术中心埃布罗实验室，
类型：
国别省市：