一种溶解度提高的维生素D3及其制备方法

本发明涉及食品领域，具体涉及一种溶解度提高的维生素d3及其制备方法。

背景技术：

1、维生素d3，又称胆钙化醇、烟碱酸胺，是一种脂溶性维生素。它是维生素d家族中最主要的一种形式，主要作用为：①促进小肠对钙和磷的吸收，主要是刺激小肠粘膜微绒毛表面对钙的主动转运。一般认为，1, 2, 5-(oh)2-d3和肠上皮细胞胞液的受体蛋白结合，然后此复合物与细胞核相互作用、引起信息转录，在细胞中形成一种“钙转运蛋白”。此转运蛋白作用在微绒毛表面，促进钙的吸收。此外，维生素d3可刺激微绒毛表面产生一种钙结合蛋白质，肠上皮细胞ca2+的吸收速率与钙结合蛋白的数目成正比。除此之外，1, 2, 5-(oh)2-d3也促进小肠对磷的吸收。②1, 2, 5-(oh)2-d3在肾可促进肾小管对磷和钙的重吸收。研究表明，鸡和大鼠的肾都证明有对维生素d敏感的钙结合蛋白质。③1, 2, 5-(oh)2-d3对骨钙动用和骨盐沉积都有重要作用。它可以使已形成的骨脱钙，这一作用在生理情况下需有甲状旁腺激素的存在。由于核糖核酸合成抑制剂，放线菌素d，可完全消除维生素d的动员骨钙的作用，所以可以认为，维生素d的作用需要通过转录，生成某些动员钙的蛋白质。维生素d3的来源主要有两种途径，分别是通过饮食摄入和人体自身合成。纯饮食摄入中的维生素d3含量往往是无法满足人体所需的。人体自身合成的途径需要通过阳光照射，将人体皮肤内含有一种胆固醇变为维生素d3。研究表明，如果每天能充分接受阳光直射皮肤4-6小时及以上，自身合成的维生素d3就基本能满足人体所需。但是由于空气的污染、各地天气变化、现代工作环境与生活习惯等问题的出现，各国人群接受日照的时间都在减少。在全世界范围内，维生素d3均呈现出广泛缺乏的现象。因此，人类迫切需要额外进行维生素d3的补充。

2、目前，维生素d3现已广泛应用于美国、中国等许多国家的食品补充剂中，且有多个临床试验显示其安全可靠。参考我国2023版《中国居民膳食营养素参考摄入量》，其中认为每天10 µg-15 µg补充剂量可以满足我国居民一天所需，上限为每天50 µg。而对于维生素d3缺乏人群，中国营养学会，中华医学会骨质疏松和骨矿盐疾病分会建议初始补充剂量为每天25 µg-50 µg。

3、由于维生素d3来源上的限制，为满足人体需求，往往需要通过额外的药品或保健品进行补充。但受限于维生素d3脂溶性的性质，它的生物利用度较低。针对此问题，目前研究中对于维生素d3溶解度改善的常用技术包括纳米结构体系、包埋法、微胶囊法等。但这些制备方法比较复杂，使用配体主要为大分子物质和表面活性剂，维生素d3加载率低，且大多数不能运用在食品领域中。例如已有研究food hydrocolloids(2023)制备的以酪蛋白酸钠为外壳的维生素d3负载纳米结构脂质载体需要多种脂质相与表面活性剂进行熔化、乳化、超声、固化等工艺，得到维生素d3纳米结构脂质载体。纳米结构技术虽然制备过程简单，但是目前使用的存在大分子物质与表面活性剂，且所涉及配体均为脂溶性物质，未提及其水溶解度的提升效果。或如food chemistry(2023)制备的维生素d3/β-环糊精的明胶包埋体需要进行溶解、混合、搅拌、离心、冻干、涂层等工艺，得到最终的维生素d3包埋体。包埋技术的工艺相对复杂，需要先将混合体制备出来后再进行涂层处理。此外，现有研究并未采用适合维生素d3的多种食品级辅料配体筛选观察增溶效果的方法，也并未涉及维生素d3和l-精氨酸对维生素d3的增溶效果的对比。

技术实现思路

1、为解决上述的维生素d3溶解度提升并应用于食品或保健品的制备，本申请提供如下技术方案：

2、本发明的第一个方面是提供一种溶解度提高的无定形维生素d3，其特征在于，该组合物是由维生素d3和配体经过旋蒸得到，所述的配体为以下的其中一种：维生素b3、柠檬酸、甲硫氨酸、l-精氨酸、苯丙氨酸。

3、在一个具体的实施方式中，其特征在于，其中维生素d3与配体的摩尔比为1:1-1:4。

4、在另外一个具体的实施方式中，其特征在于，其中维生素d3与配体的摩尔比为1:2。

5、在另外一个具体的实施方式中，其特征在于，所述的配体为l-精氨酸。

6、本发明的第二个方面是提供本发明第一个方面所述无定形维生素d3的制备方法，其包含如下步骤：

7、1）制备维生素d3在无水乙醇中的溶液，制备配体在水中的溶液，将两者得到的溶液混合，在20~30℃的温度中搅拌得到澄清溶液；

8、2）对步骤1）获得的澄清溶液进行干燥；

9、3）55~65℃旋蒸后至瓶身出现白色计时15 s取出，后进行65~75℃烘箱干燥15~20min。

10、本发明第三个方面是提供l-精氨酸在维生素d3的增溶中的应用；其特征在于，将l-精氨酸溶解于水中，将维生素d3溶解于无水乙醇中，将维生素d3与l-精氨酸按照摩尔比为1:2的比例混合后进行干燥。

11、在一个具体的实施方式中，其特征在于，所述的干燥为：55~65℃旋蒸后至瓶身出现白色计时15 s取出，后进行65~75℃烘箱干燥15~20 min。

12、本发明第四个方面是提供第一方面以及第二方面所述的无定形维生素d3组合物，第三方面所述应用在制备食品或保健品中的应用。

13、本发明的有益效果是：

14、1）通过与不同的配体按照不同的摩尔比以及旋蒸后，测得对于维生素d3的溶解度改善情况，得知当与l-精氨酸按照1:2的摩尔比制备时，维生素d3的溶解度显著提升；

15、2）通过xrd以及体外释放实验显示，本发明的方法获得组合物中维生素d3是无定形状态，释放率达到了35%，且证实了两者间存在分子间作用力。

技术特征：

1.一种溶解度提高的无定形维生素d3，其特征在于，所述的维生素d3的共无定形组合是由维生素d3和配体经过旋蒸得到，所述的配体为以下的其中一种：维生素b3、柠檬酸、甲硫氨酸、l-精氨酸、苯丙氨酸。

2.根据权利要求1所述的无定形维生素d3，其特征在于，其中维生素d3与配体的摩尔比为1:1-1:4。

3.根据权利要求2所述的无定形维生素d3，其特征在于，其中维生素d3与配体的摩尔比为1:2。

4.根据权利要求1-3任一项所述的无定形维生素d3，其特征在于，所述的配体为l-精氨酸。

5.权利要求1-4任一项所述无定形维生素d3的制备方法，其包含如下步骤：

6.根据权利要求5所述的方法制备获得的维生素d3-l-精氨酸旋蒸粉末，其特征在于，粉末中的维生素d3均呈现无定形态。

7.l-精氨酸在维生素d3的增溶中的应用，其特征在于，将l-精氨酸溶解于水中，将维生素d3溶解于无水乙醇中，将维生素d3与l-精氨酸按照摩尔比为1:2的比例混合后进行干燥。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，在所述的干燥为：55~65℃旋蒸后至瓶身出现白色后，计时15 s取出，后在65~75℃烘箱中干燥15~20 min。

9.根据权利要求1-4所述的维生素d3共无定形组合物或权利要求6所述的维生素d3-l-精氨酸旋蒸粉末或权利要求7或8所述应用在制备食品或保健品中的应用。

技术总结本发明提供了一种水溶解度提高的维生素D<subgt;3</subgt;及其制备方法；该技术方案以维生素D<subgt;3</subgt;作为主体，食品级成分作为配体，通过旋蒸法进行配体、比例的筛选，最后得到含量较高、储存长期稳定维生素D<subgt;3</subgt;的共无定形组合；本发明可有效提高维生素D<subgt;3</subgt;的溶解度和释放度，工艺简单安全，且长期储存稳定，可用于食品或保健品体系中。技术研发人员：张昊,赵晓烁,曹艺洋,伍秋徉受保护的技术使用者：中国农业大学技术研发日：技术公布日：2024/5/8