【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物医药，具体涉及一种富含半乳糖的新型改性果胶多糖及其水凝胶的制备和应用。
技术介绍
1、果胶是一种广泛分布于植物细胞壁的酸性杂多糖，主要包括高聚半乳糖醛酸(hg)、ⅰ型鼠李糖半乳糖醛酸(rgⅰ)、ⅱ型鼠李糖半乳糖醛酸(rgⅱ)。其中hg占据果胶多糖的65％左右，为主链结构。它是由α-1，4糖苷键连接的半乳糖醛酸残基(gala)组成，且hg的o-2、o-3位会发生乙酰化，c-6位会发生甲酯化。根据酯化的程度，将果胶分为高酯果胶(hm)与低酯果胶(lm)。
2、果胶的酯化度不仅影响其胶凝能力，也影响凝胶性能。高酯果胶形成凝胶通常需要添加高浓度蔗糖(>65％)且ph<3.5。其原理主要是通过氢键以及甲酯基团之间的疏水相互作用来形成和稳定凝胶。低酯果胶可以在较宽的ph范围内(3<ph<5)形成凝胶，其原理主要是通过二价阳离子和电离羧基之间的静电相互作用形成蛋壳结构来形成和稳定凝胶。但依然需要少量蔗糖作为形成凝胶的吸水剂，否则凝胶不够坚固。
3、果胶的胶凝特性与其在食品及医药行业广泛的应用密切相关。在食品行业中，果胶可用作胶凝剂、增稠剂和稳定剂。尤其是低酯果胶凝胶的低糖特性使其在低热量食品行业越来越受欢迎，比如用作脂肪替代品、3d打印食品油墨等。在医药保健领域，果胶良好的胶凝特性、生物相容性、无毒性使其也具有应用前景。果胶可以以水凝胶、脂质体、乳液以及微胶囊的形式封装一些对肠道易感、容易失活的生物活性物质，起到保护、缓释和靶标释放作用。lee t等人发现了一种可以包封槲皮素并
4、但由于一些客观因素的限制，果胶在应用中仍存在一些待解决问题。首先，果胶分子量大、水溶性差导致其生物利用度不高；其次，低酯和高酯果胶形成均需要添加糖，无法满足一些糖尿病患者、肥胖患者等群体的需求；再者，在药物递送中果胶存在快速水化、肿胀等问题，导致无法有效控制药物释放。基于此，许多研究通过取代、降解等方法改变果胶结构，进而改变果胶的理化和生物学性质，使其产生一些新的功能特性。对果胶改性的研究主要集中在hg区域o-6位上，比如将羧酸部位甲酯化制备超高甲氧基果胶或者甲酯化羧酸部位去甲基化制备低甲氧基果胶。hua xiao等人通过在无水甲醇中60℃酯化反应12h制备了超高甲氧基果胶，改性后果胶增加了疏水基团，具有更好的溶解度(>5％)和更高的界面活性，但提高的是其乳化能力而非胶凝特性。kastner h等人使用酸法和酶法对高甲氧基柑橘果胶脱甲氧基化，极大影响其胶凝性。改性后果胶由糖-酸凝胶变为钙离子主导的凝胶，但仍然需要添加少量糖增加凝胶强度。另外也可对果胶hg区的o-2、o-3位进行乙酰化改性。如，甜菜果胶具有较高的乙酰化结构，乙酰基的空间效应在一定程度上会阻止钙离子接近相邻的两个羧基。因此，乙酰化会改善果胶稳定性和乳化性，但同时也降低了其凝胶性。caojing等人也通过物理化学联合降解法得到低分子量果胶，虽然改善了生物可及性，但获得的低分子量果胶无胶凝性。
5、综上所述，现有的改性果胶形成凝胶仍需添加糖、果胶高分子量高溶解度与良好的胶凝性不可兼得等问题仍然存在，因此基于改善果胶胶凝性的改性方法仍需要探索。
技术实现思路
1、为此，本专利技术提供一种富含半乳糖的新型改性果胶多糖及其水凝胶的制备和应用，以解决上述存在的问题。
2、本专利技术利用还原剂还原果胶半乳糖醛酸残基，制备了不同还原度样品，并进一步探究还原度与凝胶特性的关系及其胶凝机制。最后，基于其胶凝性质，开发出可以包埋姜黄素等药物并靶向释放的水凝珠，为后续开发应用奠定基础。
3、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
4、根据本专利技术第一方面提供的一种富含半乳糖的新型改性果胶多糖，所述果胶多糖中半乳糖残基的含量范围是14-85％，半乳糖醛酸残基含量范围是70-5％；所述果胶多糖的分子量大于500kda。
5、本专利技术的果胶多糖中，半乳糖残基的含量范围是14-85％，半乳糖醛酸残基含量范围是70-5％，本专利技术实施例中r-5、r-30、r-55、r-95中半乳糖残基是逐渐递增的；而半乳糖醛酸残基是逐渐递减的。也就是说半乳糖残基的含量与半乳糖醛酸残基含量是呈现负相关。
6、进一步的，所述果胶多糖是利用不同浓度的还原剂还原果胶半乳糖醛酸残基，制备得到不同还原度改性果多糖胶。作为示例，所述还原剂优选硼氢化钠。
7、进一步的，所述改性果胶多糖的制备方法包括先将果胶进行水合，接着加入硼氢化钠，搅拌后静置，调ph至弱酸性，最后用乙醇醇沉，沉淀物冷冻干燥得改性果胶多糖样品。
8、进一步的，所述加入硼氢化钠的条件为低温加入。
9、进一步的，所述静置条件为低温静置。
10、根据本专利技术第二方面提供的利用如上所述的改性果胶多糖制备的水凝胶，所述水凝胶是不需要添加蔗糖的钙离子敏感型冷凝胶体；ph值对凝胶温度影响较大，其中，在ph为2-8的情况下，水凝胶在20-50℃均可成胶。
11、进一步的，所述水凝胶包括先将改性果胶溶解后不添加蔗糖调整ph值，加热搅拌加入含钙溶液，搅拌均匀后取出，静置即得水凝胶。
12、进一步的，所述加热搅拌的温度为40℃-100℃。
13、根据本专利技术第三方面提供的由上所述的改性果胶多糖制备的水凝胶在包埋药物递送系统中的应用。
14、根据本专利技术第四方面提供的一种水凝胶包埋药物递送系统，所述药物递送系统是ph依赖型系统。
15、进一步的，所述系统的制备方法包括向上述的改性果胶多糖中加入包埋药物，先搅拌后超声，得到改性果胶-药物溶液；再将改性果胶-药物溶液注入含钙水溶液；最后得到水凝胶包埋药物的体外递送系统。
16、进一步的，所述含钙水溶液为含钙水溶液或含钙水溶液与壳聚糖的混合液。
17、进一步的，所述系统的制备方法还包括加入含钙水溶液之前先加入壳聚糖搅拌并超声。
18、本专利技术具有如下优点：
19、本专利技术通过控制硼氢化钠添加量制备得到不同还原度样品，并进一步探究还原度与凝胶特性的关系及其胶凝机制。本专利技术的反应条件温和，几乎无β消除副反应，且还原后果胶黏度显著下降，水溶性增加。
20、本专利技术还原后的果胶既是一种钙离子敏感果胶，也是一种ph敏感果胶，且其胶凝不需要添加蔗糖。果胶还原度越高，所需的钙离子浓度越低。r-30与r-55在ph2、ph8条件下可以胶凝且r-55的凝胶强度均大于r-30。r-95在ph2、ph4条件下均可胶凝。此外，在低ph值下(≤2)部分还原后的果胶也可仅在酸诱导作用下成胶。
21、本专利技术还原后的果胶还是一种冷凝胶体。还原本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种富含半乳糖的新型改性果胶多糖，其特征在于，所述果胶多糖中半乳糖残基的含量范围是14-85％，半乳糖醛酸含量范围是70-5％；所述果胶多糖的分子量大于500kDa。
2.根据权利要求1所述的一种富含半乳糖的新型改性果胶多糖，其特征在于，是利用还原剂还原果胶半乳糖醛酸残基，制备得到的不同还原度改性果胶多糖。
3.根据权利要求2所述的一种富含半乳糖的新型改性果胶多糖，其特征在于，所述改性果胶多糖的制备方法包括先将果胶进行水合，加入还原剂搅拌后静置，再继续调pH至弱酸性，最后用乙醇醇沉，沉淀物冷冻干燥得改性果胶多糖样品。
4.利用权利要求1所述的改性果胶多糖制备的水凝胶，其特征在于，所述水凝胶是不需要添加蔗糖的钙离子敏感型冷凝胶体；pH值对凝胶温度影响较大，其中，在pH为2-8的情况下，水凝胶在20-50℃均可成胶。
5.根据权利要求4所述的水凝胶，其特征在于，所述水凝胶包括将改性果胶溶解后不添加蔗糖调整pH值，加热搅拌加入含钙溶液，搅拌均匀后取出，静置即得水凝胶。
6.由权利要求1所述的改性果胶多糖制备的水凝胶在包埋药
7.一种水凝胶包埋药物递送系统，其特征在于，所述药物递送系统是pH依赖型系统。
...【技术特征摘要】
1.一种富含半乳糖的新型改性果胶多糖，其特征在于，所述果胶多糖中半乳糖残基的含量范围是14-85％，半乳糖醛酸含量范围是70-5％；所述果胶多糖的分子量大于500kda。
2.根据权利要求1所述的一种富含半乳糖的新型改性果胶多糖，其特征在于，是利用还原剂还原果胶半乳糖醛酸残基，制备得到的不同还原度改性果胶多糖。
3.根据权利要求2所述的一种富含半乳糖的新型改性果胶多糖，其特征在于，所述改性果胶多糖的制备方法包括先将果胶进行水合，加入还原剂搅拌后静置，再继续调ph至弱酸性，最后用乙醇醇沉，沉淀物冷冻干燥得改性果胶多糖样品。
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。