[发明专利]用于益生菌负载和肠道递送的再生纤维素微球及其制备方法

说明书

本发明公开了一种再生纤维素微球，是由纤维素和纳米纤维素共混经溶解及再生制备得到的多孔微球，平均孔径为1～3μm，其中纤维素和纳米纤维素的质量比为1：(0～9)，且纳米纤维素不为0。本发明所得的再生纤维素微球具有良好的孔径结构和pH响应性能，具有平均孔径为1～3μm，能实现益生菌的有效负载及肠道递送，对益生菌的有效负载量可达到2.68×10⁸cfu/mL，有效递送量达到2.5×10⁷cfu/mL，表现出良好的益生菌负载及肠道递送能力。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具有涉及用于负载、递送益生菌的再生纤维素微球及其制备方法。

背景技术

益生菌是一类通过改善寄主肠道微生态平衡而有益于寄主的一类微生物，具有调节肠道菌群结构、促进肠道中有益菌的繁殖、提高机体免疫力、调节胆固醇水平、抑制肿瘤生长等功效。然而，益生菌最大的缺点是活菌期时间短，从加工、贮藏、运输，再经口服从消化道到达肠道期间，因外界条件的影响，达到肠道的活菌数大大减少，因此，使用微胶囊技术将足够量的活菌递送到肠道成为研究热点。目前常见的益生菌包埋材料有海藻酸钠、淀粉和蛋白质等，但这几种壁材在益生菌包埋上都有各自的不足之处，如海藻酸钠致密性低，蛋白质易变性、稳定性差等，为此，新型益生菌递送材料的发掘受到广泛关注。

纤维素是地球上最丰富的多糖，因具有生物相容性和可生物降解性而广泛应用于许多领域。许多纤维素衍生物如羟丙基纤维素和羧甲基纤维素已被广泛用作益生菌包埋材料，但是这些衍生物是水溶性的，可物理降解，因此在益生菌的递送过程中不能实现益生菌的有效保护。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种再生纤维素微球，具有良好的孔径结构、pH响应和益生菌负载及肠道递送等性能。

本方案为解决上述所提出的问题所采用的技术方案为：

再生纤维素微球，它是由纤维素和纳米纤维素共混经溶解及再生制备得到的多孔微球，平均孔径为1～3μm，其中纤维素和纳米纤维素的质量比为1：(0～9)，且纳米纤维素不为0。

按上述方案，所述纤维素的粘均分子量为3万～37万道尔顿。

按上述方案，纳米纤维素是纤维素通过TEMPO(2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物)媒介氧化体系制备得到表面富含羧基的纳米纤维素，表面羧基含量为0.1～1.6mmol/g。

按上述方案，再生制备过程在盐酸溶液中进行，整个再生制备过程体系pH不超过5。

本发明同时提供一种上述再生纤维素微球的制备方法，主要步骤如下：

1)按纤维素和纳米纤维素制备成共混溶液；

2)将步骤1)所得纤维素和纳米纤维素共混溶液滴加到盐酸溶液中进行再生，得到再生纤维素微球粗产品；

3)将步骤2)所得再生纤维素微球粗产品浸泡于水中，除去残留的盐酸，得到再生纤维素微球。

按上述方案，步骤1)中，所述纤维素和纳米纤维素的质量比为1：(0～9)，且纳米纤维素不为0。

按上述方案，步骤1)中，共混溶液中纤维素和纳米纤维素的总浓度为2％～6％。

按上述方案，步骤1)中，共混溶液为纤维素和纳米纤维素混合溶解在尿素和碱的水溶液。其中，纤维素和纳米纤维素的总量的质量百分含量为1～5wt.％，尿素的质量百分含量为2～30wt.％，碱的质量百分含量为6～10wt.％。碱优选碱金属的氢氧化物等。进一步地，碱优选氢氧化钠，共混溶液中尿素和氢氧化钠的质量百分含量分别为4～30wt.％、7～9wt.％；或者，碱优选氢氧化锂，共混溶液中尿素和氢氧化锂的质量百分含量分别为2～20wt.％、6～10wt.％。