海藻酸鈉薰衣草精油微膠囊的制備及其性能

郭文娟

（云南醫藥健康職業學院藥學院，云南昆明 650106）

通過對不同濃度條件的Span85、海藻酸鈉濃度、CaCl2濃度以及去穩定劑狀態、固化時間等因素對薰衣草微膠囊制備效果的影響進行分析，優化薰衣草精油微膠囊制備條件，為提高薰衣草精油穩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），無水乙醇（天津永晟精細化工有限公司），海藻酸鈉（天津市福晨化學試劑廠），無水氯化鈣（粒），Span85，吐溫20（天津市盛奧化學試劑有限公司）。實驗用水均為去離子水。

1.2 儀器

所需儀器如表1所示。

表1 儀器型號

1.3 溶液配制

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

（2）CaCl2溶液配制：分別稱取CaCl2·2H2O 20g、30g、40g，置入到準備好的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，然后繼續高速攪拌2min，即得到油包水型乳液。

1.4.2 穩定性

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

1.4.3 液滴粒徑

電子顯微鏡下觀察乳化劑粒徑。觀察時先吸取適量乳化劑滴在載玻片上，再對乳液液滴的形態進行觀察，并計算出乳液粒徑，計算時取三個區域檢測結果的平均值。

1.4.4 導電性

在（25±2）℃下，對每份制備好的樣本檢測三次，檢測采用電導儀測定，導電性取三次平均值。

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進行薰衣草精油微膠囊的制備，該設備原理為：液體在流出噴嘴時，經振動裝置將其震蕩成為大小相等的小液滴，振動的頻率取決于液滴的數量，而通過調節噴頭的尺寸可以控制液滴的大小。工作時在注射器內加入薰衣草精油，在壓力瓶內加入海藻酸鈉溶液，燒杯內加入去穩定劑。工作時通過調整進樣的速度、振動頻率和攪拌速度，確保噴嘴噴出的液滴為單液滴。將制備好的微膠囊進行過濾水洗后，低溫烘干。

1.5.2 去穩定劑選擇

根據設計，分別在微膠囊制備過程中加入不同的去穩定劑，其中空白組不加入去穩定劑，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。通過對膜厚度和Ca2+的釋放情況進行測定來選擇最適宜的去穩定劑。

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，其他參數不變，按照1.5.1步驟制備微膠囊。

1.5.5 指標測定

1.5.5 .1 膜厚度

膜厚度測定采用光學顯微鏡，觀察制備好的微膠囊結構形態，并對膜厚度進行測定。每次測定時抽取同批樣本的100個微膠囊進行測定，結果取平均值。

1.5.5 .2 Ca2+釋放量

Ca2+釋放量測定在顯微圖像下，選取不同粒徑的微膠囊，根據相關文獻中報道的技術，評估去穩定劑對微膠囊膜厚度的影響情況，再計算Ca2+由微乳中釋放的含量[3]。

1.5.5 .3 微膠囊形態

將微膠囊超聲分散后，在電子顯微鏡下觀察其分布狀態、外形特征，并對其粒徑進行測定，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，常溫攪拌6h后再離心（6000r/min）15min，抽取5μL上清液，對其載藥量、包封率以及粒徑和膜厚度等指標水平進行檢測。

2 結果及討論

2.1 W/O乳化劑標準

在加入不同濃度的Span 85后，對乳液表征進行分析，結果可見，加入不同濃度的Span 85后，準備所得乳液均沒有導電性，由此可見，液滴處于薰衣草精油油脂包裹狀態，形成W/O型乳化劑。乳化劑含量過高時，液滴粒徑發生變性，這時乳液的穩定性更好（見表2）。影響乳液穩定性的因素可能與Span 85的濃度有關，當濃度過低時，制得的微粒結構會出現部分橢圓形的情況，這與Span含量不足會導致形成的雙電層較薄有關。這樣的微粒容易發生破裂，出現油殼內Ca2+滲出的情況，影響了形態。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 去穩定劑對膜厚度和Ca2+釋放的影響

與空白組相比，使用乙醇作為去穩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，差異有統計學意義，見表3。也就是說，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，由于海藻酸鈉的濃度不足，與Ca2+結合的–COOH量明顯下降，導致制備出的微膠囊球的粒徑相差較大，且形態也不圓整。當海藻酸鈉的濃度為1%時，隨著與Ca2+結合的–COOH量增加，成球效果提高，制備出的微膠囊形態較為圓實，粒徑較為均勻。但是當濃度超過1.5%時，球形圓整性又明顯下降，粒徑范圍變寬。因此通過分析，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合的鈣離子數量有關。而當CaCl2濃度超過60g/L時，微膠囊形態較為緊實，內部空間明顯變小，會對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

經過優化后，最終確定設計方案為：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。研究對加入不同去穩定劑后的微膠囊性能表征進行分析，結果見表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環境均可對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 結論

采用海藻酸鈉作為壁材，設計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定性較好，有利于長期貯存和延遲香味保持。