林芳花，林桂青，徐建國，邱遠(yuǎn)金

(1. 惠州學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，廣東 惠州516007；2. 新疆維吾爾自治區(qū)中藥民族藥研究所，新疆 烏魯木齊830002)

艾葉油微膠囊的制備工藝研究

林芳花1，2，林桂青1，徐建國2，邱遠(yuǎn)金2

(1. 惠州學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，廣東 惠州516007；2. 新疆維吾爾自治區(qū)中藥民族藥研究所，新疆 烏魯木齊830002)

目的：研究艾葉油微膠囊的制備工藝。方法：采用復(fù)凝聚法制備艾葉油微膠囊，研究乳化時間、乳化轉(zhuǎn)速、凝聚溫度、凝聚轉(zhuǎn)速等因素對艾葉油微膠囊成型性的影響，確定最佳制備工藝；采用熱重法評價艾葉油微膠囊的緩釋性和穩(wěn)定性。 結(jié)果：艾葉油微膠囊制備工藝為乳化時間20 min、乳化轉(zhuǎn)速1 500 r·min-1、凝聚溫度45 ℃、凝聚轉(zhuǎn)速300 r·min-1，按此工藝制備得到的艾葉油微膠囊大小均勻、形狀規(guī)則、不粘連。結(jié)論：采用復(fù)凝聚法制備艾葉油微膠囊，工藝穩(wěn)定、產(chǎn)品成型性好，具有良好的緩釋性和穩(wěn)定性。

艾葉油；微膠囊；復(fù)凝聚法

艾葉油是菊科植物艾草(ArtemisiaargyiLevl.et Vant.)提取得到的揮發(fā)油，香氣濃郁，主要含有桉油素、側(cè)柏酮、龍腦等化學(xué)成分，具有抗菌、平喘、祛痰、利膽、止血等作用[1]。針對艾葉油氣味大、使用、儲存不方便、運(yùn)輸困難等缺點(diǎn)，結(jié)合微膠囊具有低毒、緩釋、掩蓋不良?xì)馕兜葍?yōu)點(diǎn)，本實驗擬以艾葉油為心材，阿拉伯膠、明膠為囊材，采用復(fù)凝聚法研究艾葉油微膠囊的制備方法，為艾葉油產(chǎn)品開發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

艾葉油，2016年1月購于江西吉安紅蘋果天然香料油有限公司，室溫，密封保存。

1.1.1 藥品

阿拉伯膠、明膠等均為生化試劑，冰醋酸、戊二醛、氫氧化鈉等均為分析純試劑。

1.1.2 儀器設(shè)備

DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器(鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司)；B203LED生物顯微鏡(重慶奧特光學(xué)儀器有限公司)；DHG-9023電熱鼓風(fēng)干燥箱(中儀國科科技有限公司)。

1.2 方法

技術(shù)路線：

1.2.1 艾葉油微膠囊的制備工藝

[2，3]方法并進(jìn)行改進(jìn)，分別稱取一定量的阿拉伯膠和明膠，加適量水，置于磁力攪拌器中加熱攪拌使溶解，加艾葉油，加熱攪拌，滴加10%冰醋酸溶液調(diào)pH至4.0，加熱攪拌，置冰水浴中降溫至5～10 ℃，滴加1 mL 25%戊二醛溶液，攪拌，得到懸浮液，用10% 氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至9.0，攪拌，靜置，抽濾，洗滌，干燥，即得微膠囊。

通過單因素實驗分別研究乳化時間、乳化溫度、乳化轉(zhuǎn)速、凝聚時間、凝聚溫度和凝聚轉(zhuǎn)速6個因素對艾葉油微膠囊成型性的影響，選取4個影響較大的因素，進(jìn)行正交試驗，優(yōu)選艾葉油微膠囊的制備條件，成型性主要考察微膠囊的形狀、大小、數(shù)量、是否粘連等。

1.2.2 緩釋性研究

稱取等量艾葉油微膠囊和艾葉油，置100 ℃干燥箱內(nèi)，每隔1 h 測定二者的質(zhì)量，按公式(1)計算艾葉油揮發(fā)率。

(1)

式中：V為樣品的揮發(fā)率(%)；m0為樣品的初始質(zhì)量(g)；m1為樣品的剩余質(zhì)量(g)。

1.2.3 穩(wěn)定性研究

稱取等量艾葉油微膠囊和艾葉油置于干燥箱內(nèi)，從室溫開始定時升高溫度，每隔一定溫度測定二者的質(zhì)量，按公式(1)計算艾葉油揮發(fā)率。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理方法

結(jié)果以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，用SPSS19.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實驗

(1)乳化時間。在10 ～30min范圍內(nèi)，乳化時間越長，微膠囊數(shù)量就越多，粒徑越小，形狀越圓。

(2)乳化溫度。在30～50 ℃范圍內(nèi)，乳化溫度越高，乳化效果越好。溫度低于40 ℃艾葉油乳化不完全，而溫度達(dá)到45 ℃以上，艾葉油乳化完全并均勻分散到微膠囊中。

(3)乳化轉(zhuǎn)速。在500～2 500r·min-1范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)速越大，微膠囊的粒徑越小，形狀越圓，1 500～2 000r·min-1得到的微膠囊粒徑小且均勻、圓整。

(4)凝聚時間。適當(dāng)延長凝聚時間有利于微膠囊的成型，而凝聚時間過長又會引起微膠囊粘連，在25～30min時微膠囊數(shù)量多，粒徑小，分布均勻，粘連較少。

(5)凝聚溫度。隨著凝聚溫度升高，微膠囊粒徑減小，形狀變圓，粘連減少，在45～50℃范圍內(nèi)，微膠囊分布均勻，形狀較圓，無粘連。

(6)凝聚轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速低微膠囊容易粘連，凝聚轉(zhuǎn)速越高，微膠囊成型越好，轉(zhuǎn)速達(dá)到400r·min-1時，粘連少，分布均勻。

2.2 正交試驗

根據(jù)單因素的實驗結(jié)果，不考慮各個因素之間的交互作用，選取A乳化時間(15、20、25min)，B乳化轉(zhuǎn)速(1 000、1 500、2 000r·min-1)，C凝聚溫度(35、40、45 ℃)，D凝聚轉(zhuǎn)速(300、350、400r·min-1)進(jìn)行正交試驗，以粒徑為10～20μm微膠囊的百分?jǐn)?shù)為指標(biāo)，篩選艾葉油微膠囊成型的工藝。

直觀分析表明，四個因素影響順序為：B>C>A>D，即乳化轉(zhuǎn)速>凝聚溫度>乳化時間>凝聚轉(zhuǎn)速。方差分析結(jié)果表明A、C和D對微膠囊粒徑的影響具有顯著性( p<0.05)，而B對微膠囊粒徑的影響無顯著性(p>0.05)。從節(jié)約能源、工藝成本、原料價格、制備效果等方面綜合考慮，艾葉油微膠囊的最佳制備條件為：A2B2C3D1，即乳化時間為20min，乳化轉(zhuǎn)速為1 500r·min-1，凝聚溫度為45 ℃，凝聚轉(zhuǎn)速為300r·min-1，結(jié)果見表1、表2、圖1～5。

表1 正交試驗結(jié)果直觀分析表

表2 正交試驗方差分析表

2.3 緩釋性及穩(wěn)定性研究

2.3.1 緩釋性研究

100 ℃恒溫加熱1、2、3、4、5 h，艾葉油的揮發(fā)率分別為微膠囊的揮發(fā)率的5.23倍、5.08倍、4.95倍、4.9倍，表明艾葉油高溫條件下釋放速度快速，而微膠囊化可以降低艾葉油揮發(fā)率，釋放速度緩慢，結(jié)果見圖6。

圖6 微膠囊和艾葉油的緩釋性比較

2.3.2 穩(wěn)定性研究

分別將艾葉油和微膠囊于25～205 ℃范圍程序升溫加熱，在25、55、105、155、205 ℃測得艾葉油揮發(fā)率分別為微膠囊揮發(fā)率的0倍、3.07倍、3.37倍、4.30倍、11.45倍，結(jié)果表明，從室溫至155 ℃之前兩者均揮發(fā)緩慢，而溫度達(dá)到155 ℃艾葉油迅速揮發(fā)，而微膠囊中的艾葉油揮發(fā)率變化不大，結(jié)果見圖7。

圖7 微膠囊和艾葉油的穩(wěn)定性比較

3 討論與結(jié)論

按文獻(xiàn)[2]方法，戊二醛與明膠等量即5.28 mL，所得微膠囊形狀不規(guī)則、不飽滿。戊二醛中的醛基與明膠中的氨基發(fā)生氨醛縮合反應(yīng)，生成復(fù)雜的物質(zhì)，對微膠囊起固化交聯(lián)的作用，戊二醛的用量影響微膠囊的成型。因此，參考文獻(xiàn)[3]方法調(diào)整戊二醛用量為1 mL，所得微膠囊形狀規(guī)則、大小均勻、艾葉油與囊壁之間沒有縫隙。

本文僅對乳化過程和凝聚過程兩個關(guān)鍵技術(shù)的

主要影響因素進(jìn)行考察，其它因素包括阿拉伯膠與明膠的比例、凝聚pH、固化劑用量、固化溫度等均對微膠囊的制備有影響，李芳等[2]認(rèn)為阿拉伯膠與明膠的比例在1∶1～2時效果最好，微膠囊產(chǎn)率和包埋率都較高；王輝等[3]認(rèn)為固化劑的用量為10 mL·L-1時效果最好；李瑾等[4]認(rèn)為凝聚pH應(yīng)控制在3.99～4.19，pH過低或過高都不利于微膠囊的成型；謝艷麗等[5]認(rèn)為10℃的固化效果較好。

本文以阿拉伯膠和明膠為壁材，采用復(fù)凝聚法制備艾葉油微膠囊，優(yōu)選乳化和凝聚工藝條件，結(jié)果為乳化時間20 min，乳化轉(zhuǎn)速1 500 r·min-1，凝聚溫度45 ℃，凝聚轉(zhuǎn)速300 r·min-1，此工藝條件下所得粒徑為10～20 μm的微膠囊占總數(shù)的76.53%，微膠囊大小均勻、形態(tài)規(guī)則、不粘連，具有良好的緩釋性和穩(wěn)定性。以微膠囊粒徑為選優(yōu)指標(biāo)，方法簡單，結(jié)果直觀可靠，采用熱重法評價微膠囊的緩釋性和穩(wěn)定性，方法簡單可行，微膠囊與艾葉油的揮發(fā)率分別隨時間和溫度的變化規(guī)律，與相關(guān)報道相符[8-9]。

參考文獻(xiàn)：

[1] 國家藥典委員會．中華人民共和國藥典[M]．北京：中國醫(yī)藥科技出版社，2015:89．

[2] 李芳，王全杰，肖振峰．艾蒿油微膠囊的制備及其在聚氨酯中的抗菌性研究[J]．中國皮革，2012(1)：25-29,32．

[3] 王輝．艾草精油微膠囊的制備及對棉織物的抗菌整理[D]．武漢：武漢紡織大學(xué)，2013．

[4] 李瑾，鄭明學(xué)，錢銳，等．影響復(fù)凝聚法制備明膠緩釋微囊的因素探討[J]．中國畜牧獸醫(yī)，2009(6)：207-209．

[5] 謝艷麗，蔣敏，陳鴻雁．復(fù)凝聚法制備明膠/阿拉伯膠含油微膠囊工藝過程的研究[J]．化學(xué)世界，2010(1)：33-37．

[6] 申莉莉．百里香微膠囊制備及抑菌效果和機(jī)理研究[D]．武漢：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2015．

[7] 蓋旭，李榮，姜子濤．明膠-阿拉伯膠復(fù)凝聚法制備芥末油微膠囊[J]．中國調(diào)味品，2013(9)：48-51．

[8] 譚生龍，賈靜霞，王輝強(qiáng)，等．皮革用艾蒿油微膠囊整理劑的制備[J]．皮革與化工，2012(6)：11-12，35．

[9] 高龍，王全杰，馬麗娜，等．艾蒿精油微膠囊的制備[C]∥中國皮革協(xié)會皮革化工專業(yè)委員會,中國化工學(xué)會精細(xì)化工專業(yè)委員會．2010年全國皮革化學(xué)品會議論文集, 2010：4．

Study on Preparation Technology of Folium Artemisiaeargyi Oil Microcapsule

Lin Fanghua1,2, Lin Guiqing1, Xu Jianguo2, Qiu Yuanjin2

(1.College of Life Science, Huizhou University, Huizhou 516007, China;2.The Xinjiang Uygur Autonomous Region Institute of Traditional Chinese Medicine,Urumchi 830002, China)

Objective: To study on preparation technology of Folium Artemisiae argyi oil microcapsules. Methods: Using complex coacervation to prepare Folium Artemisiae argyi oil microcapsules. The effects of emulsification time, emulsification speed, condensation temperature and condensation speed on the formation of the microcapsules were studied to detemine the best preparation process. The microcapsules of dilution and stability were evaluated by thermogravimetry. Results: The microcapsules preparation process was as follows: the emulsifying time 20 min, emulsificatiing speed 1 500 r·min-1, condensation temperature 45 ℃,condensation speed 300 r·min-1. Under the above conditions, the microcapsules had uniform size, regular shape and no adhesion. Conclusion: Preparation of Folium Artemisiae argyi oil microcapsules by complex coacervation has stable process, good formability, stability and slow release.

Folium Artemisiae argyi oil; microcapsule;complex coacervation

10.3969/j.issn.1006-9690.2017.04.005

2016-03-18

廣東省中醫(yī)藥管理局科研項目(20171271)。

林芳花(1971—)，女，博士，副教授，主要從事嶺南生物資源活性成分研究與開發(fā)。E-mail：lin73@sina.com

TQ654+.2

A

1006-9690(2017)04-0020-04