海藻酸鈉薰衣草精油微膠囊的制備及其性能

郭文娟

（云南醫(yī)藥健康職業(yè)學(xué)院藥學(xué)院，云南昆明 650106）

通過(guò)對(duì)不同濃度條件的Span85、海藻酸鈉濃度、CaCl2濃度以及去穩(wěn)定劑狀態(tài)、固化時(shí)間等因素對(duì)薰衣草微膠囊制備效果的影響進(jìn)行分析，優(yōu)化薰衣草精油微膠囊制備條件，為提高薰衣草精油穩(wěn)定性可控制精油釋放速度提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

薰衣草精油（伊犁天藥生物科技有限公司），無(wú)水乙醇（天津永晟精細(xì)化工有限公司），海藻酸鈉（天津市福晨化學(xué)試劑廠），無(wú)水氯化鈣（粒），Span85，吐溫20（天津市盛奧化學(xué)試劑有限公司）。實(shí)驗(yàn)用水均為去離子水。

1.2 儀器

所需儀器如表1所示。

表1 儀器型號(hào)

1.3 溶液配制

（1）海藻酸鈉溶液配制：精準(zhǔn)稱取海藻酸鈉10g放入到加有1L去離子水的燒杯內(nèi)，使用攪拌儀低速（500r/min）攪拌6h，然后置入到4℃冰箱內(nèi)冷藏24h備用。

（2）CaCl2溶液配制：分別稱取CaCl2·2H2O 20g、30g、40g，置入到準(zhǔn)備好的500mL去離子水中溶解備用。

（3）破囊液配制：取適量的NaHCO3置入超純水溶解，再加入檸檬酸，充分溶解制備成濃度分別為0.2mol/L和0.06mol/L的NaHCO3和檸檬酸三鈉溶液，并將溶液的pH調(diào)整至8.0。

1.4 乳化劑制備和表征

1.4.1 乳液制備

取10mL的薰衣草精油，再加入0.001g和0.01g、0.1g的Span85，高速攪拌（13 500r/min）約1min ，再加入濃度為60g/L的CaCl2溶液3mL，然后繼續(xù)高速攪拌2min，即得到油包水型乳液。

1.4.2 穩(wěn)定性

在（25±2）℃環(huán)境下，將制備好的乳液置入到100mL試管內(nèi)，常溫觀察乳液油相從水相中分離出1mL所需要的時(shí)間。

1.4.3 液滴粒徑

電子顯微鏡下觀察乳化劑粒徑。觀察時(shí)先吸取適量乳化劑滴在載玻片上，再對(duì)乳液液滴的形態(tài)進(jìn)行觀察，并計(jì)算出乳液粒徑，計(jì)算時(shí)取三個(gè)區(qū)域檢測(cè)結(jié)果的平均值。

1.4.4 導(dǎo)電性

在（25±2）℃下，對(duì)每份制備好的樣本檢測(cè)三次，檢測(cè)采用電導(dǎo)儀測(cè)定，導(dǎo)電性取三次平均值。

1.5 微膠囊制備及影響因素研究

1.5.1 微膠囊制備

本次研究采用微膠囊制粒機(jī)進(jìn)行薰衣草精油微膠囊的制備，該設(shè)備原理為：液體在流出噴嘴時(shí)，經(jīng)振動(dòng)裝置將其震蕩成為大小相等的小液滴，振動(dòng)的頻率取決于液滴的數(shù)量，而通過(guò)調(diào)節(jié)噴頭的尺寸可以控制液滴的大小。工作時(shí)在注射器內(nèi)加入薰衣草精油，在壓力瓶?jī)?nèi)加入海藻酸鈉溶液，燒杯內(nèi)加入去穩(wěn)定劑。工作時(shí)通過(guò)調(diào)整進(jìn)樣的速度、振動(dòng)頻率和攪拌速度，確保噴嘴噴出的液滴為單液滴。將制備好的微膠囊進(jìn)行過(guò)濾水洗后，低溫烘干。

1.5.2 去穩(wěn)定劑選擇

根據(jù)設(shè)計(jì)，分別在微膠囊制備過(guò)程中加入不同的去穩(wěn)定劑，其中空白組不加入去穩(wěn)定劑，乙醇組加入10%的乙醇溶液20mL；吐溫20組加入濃度為1%的吐溫20 2mL；乙醇+吐溫20組，先加入1%的吐溫20 2mL后，再加入10%的乙醇溶液20mL。通過(guò)對(duì)膜厚度和Ca2+的釋放情況進(jìn)行測(cè)定來(lái)選擇最適宜的去穩(wěn)定劑。

1.5.3 海藻酸鈉濃度的影響

分別加入濃度為0.5%、1%、1.5%的海藻酸鈉，其他參數(shù)不變，按照1.5.1步驟制備微膠囊。

1.5.4 CaCl2溶液濃度的影響

分別加入濃度為40g/L、60g/L、80g/L的CaCl2溶液，其他參數(shù)不變，按照1.5.1步驟制備微膠囊。

1.5.5 指標(biāo)測(cè)定

1.5.5 .1 膜厚度

膜厚度測(cè)定采用光學(xué)顯微鏡，觀察制備好的微膠囊結(jié)構(gòu)形態(tài)，并對(duì)膜厚度進(jìn)行測(cè)定。每次測(cè)定時(shí)抽取同批樣本的100個(gè)微膠囊進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果取平均值。

1.5.5 .2 Ca2+釋放量

Ca2+釋放量測(cè)定在顯微圖像下，選取不同粒徑的微膠囊，根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)中報(bào)道的技術(shù)，評(píng)估去穩(wěn)定劑對(duì)微膠囊膜厚度的影響情況，再計(jì)算Ca2+由微乳中釋放的含量[3]。

1.5.5 .3 微膠囊形態(tài)

將微膠囊超聲分散后，在電子顯微鏡下觀察其分布狀態(tài)、外形特征，并對(duì)其粒徑進(jìn)行測(cè)定，觀察微膠囊的圓整度和黏連程度。

1.6 微膠囊性能表征

將干燥好的微膠囊稱取0.5g，分布置入到5mL甲醇以及20mL破囊液中，常溫?cái)嚢?h后再離心（6000r/min）15min，抽取5μL上清液，對(duì)其載藥量、包封率以及粒徑和膜厚度等指標(biāo)水平進(jìn)行檢測(cè)。

2 結(jié)果及討論

2.1 W/O乳化劑標(biāo)準(zhǔn)

在加入不同濃度的Span 85后，對(duì)乳液表征進(jìn)行分析，結(jié)果可見，加入不同濃度的Span 85后，準(zhǔn)備所得乳液均沒(méi)有導(dǎo)電性，由此可見，液滴處于薰衣草精油油脂包裹狀態(tài)，形成W/O型乳化劑。乳化劑含量過(guò)高時(shí)，液滴粒徑發(fā)生變性，這時(shí)乳液的穩(wěn)定性更好（見表2）。影響乳液穩(wěn)定性的因素可能與Span 85的濃度有關(guān)，當(dāng)濃度過(guò)低時(shí)，制得的微粒結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)部分橢圓形的情況，這與Span含量不足會(huì)導(dǎo)致形成的雙電層較薄有關(guān)。這樣的微粒容易發(fā)生破裂，出現(xiàn)油殼內(nèi)Ca2+滲出的情況，影響了形態(tài)。故而本次研究采用濃度為0.1%的 Span 85制備微膠囊。

表2 不同濃度Span 85 乳化劑表征

2.2 去穩(wěn)定劑對(duì)膜厚度和Ca2+釋放的影響

與空白組相比，使用乙醇作為去穩(wěn)定劑組的膜厚度增加幅度最低，乳化劑中的Ca2+釋放率增加最少，而采用吐溫20+乙醇組的膜厚度增加最多，Ca2+釋放率最大，p＜0.05，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，見表3。也就是說(shuō)，鈣離子的釋放率越高，微膠囊的膜越厚，故而研究最早確定采用乙醇+吐溫20作為去穩(wěn)定劑。

表3 不同膜厚度與Ca2+釋放的影響

2.3 微膠囊成囊參數(shù)確定

2.3.1 海藻酸鈉濃度的影響效果

海藻酸鈉濃度為0.5時(shí)，由于海藻酸鈉的濃度不足，與Ca2+結(jié)合的–COOH量明顯下降，導(dǎo)致制備出的微膠囊球的粒徑相差較大，且形態(tài)也不圓整。當(dāng)海藻酸鈉的濃度為1%時(shí)，隨著與Ca2+結(jié)合的–COOH量增加，成球效果提高，制備出的微膠囊形態(tài)較為圓實(shí)，粒徑較為均勻。但是當(dāng)濃度超過(guò)1.5%時(shí)，球形圓整性又明顯下降，粒徑范圍變寬。因此通過(guò)分析，微膠囊制備所用的海藻酸鈉濃度為1%。

2.3.2 CaCl2濃度的影響效果

隨著CaCl2濃度的提高，微膠囊的成球效果隨之改善。這主要是由于微膠囊膜完整狀況與能夠與海藻酸鈉中羧基結(jié)合的鈣離子數(shù)量有關(guān)。而當(dāng)CaCl2濃度超過(guò)60g/L時(shí)，微膠囊形態(tài)較為緊實(shí)，內(nèi)部空間明顯變小，會(huì)對(duì)精油的包封造成不良影響。綜合分析確定采用60g/L的CaCl2適宜。

2.4 微膠囊性能表征

經(jīng)過(guò)優(yōu)化后，最終確定設(shè)計(jì)方案為：乳化劑濃度為0.1%，CaCl2濃度為60g/L，海藻酸鈉的濃度為1%，制備薰衣草精油微膠囊。研究對(duì)加入不同去穩(wěn)定劑后的微膠囊性能表征進(jìn)行分析，結(jié)果見表4。

表4 薰衣草微膠囊性能表征

2.5 體外釋放

研究可以看出，不同的膜厚度、不同pH環(huán)境均可對(duì)薰衣草精油的體外釋放情況造成影響，見表5。

表5 薰衣草精油微膠囊體外釋放情況分析 （%）

3 結(jié)論

采用海藻酸鈉作為壁材，設(shè)計(jì)最終薰衣草精油微膠囊制備工藝為乳化劑濃度為0.1%，CaCl2濃度為60g/L，海藻酸鈉的濃度為1%，該工藝制備出的薰衣草精油穩(wěn)定性較好，有利于長(zhǎng)期貯存和延遲香味保持。