復凝聚法制備滁菊揮發油微囊的工藝研究

王盈盈，時維靜，孫 潔，李 響，劉 峰，王 茜

(安徽科技學院 食品藥品學院，安徽 鳳陽 233100）

菊花是多年生菊科草本植物菊花Chrysanthemum morifolium Ramat的干燥頭狀花序，滁菊花是四大皖藥之一[1]。菊花具有疏風、清熱、明目、解毒之功效，主要治療頭痛、眩暈、目赤、心胸煩熱、疔瘡、腫毒等癥[2]?，F代藥理研究表明，菊花具有治療冠心病、降低血壓、預防高血脂、抗菌、抗病毒、抗炎、抗衰老等多種藥理活性，揮發油是其主要活性成分之一[3]。

微囊是利用天然的或合成的高分子材料，將難溶的固體或液體藥物進行微囊化而成的微小囊狀物，由囊芯和囊材組成。微囊能夠增加藥物的穩定性，提高藥物生物利用度，掩蓋不良氣味，緩控釋藥物等優點[4]。將菊花揮發油制備成微囊，不但可以改善其不便貯存和運輸的缺點，還可以防止其氧化和揮發，提高菊花揮發油的穩定性和可用性[5]，改變菊花的傳統用法。本文探討以阿拉伯膠和明膠為復合囊材，采用復合凝聚法制備菊花揮發油微囊，并探討制備過程中的主要影響因素，確定最佳工藝參數，為菊花揮發油在醫藥中的應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 藥材與試劑 菊花樣品購自安徽省滁州市滁菊研究所，經食品藥品學院時維靜教授鑒定為正品滁菊花 D.morifolium(Rama.t)Tzve.cv.“Chuju”。阿拉伯膠(上海山浦化工有限公司);明膠(上海新華化學試劑有限公司);正己烷、甲醛、乙酸、氫氧化鈉、石油醚(30－60℃)等均為分析純。

1.1.2 儀器 LINOMAT5半自動點樣儀(瑞士CAMAG公司);TCLVISALIZER薄層色譜成像文件系統(瑞士CAMAG公司);揮發油提取器、索式提取器(天長市千秋玻璃儀器廠);B104顯微鏡(重慶奧特光學儀器有限公司)帶物鏡、目鏡測微尺;78－2磁力攪拌器(江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司);PHS－3E酸度計(上海精科雷磁有限公司);DW－2型調溫電熱套(通州市張芝山鎮決心化工);JFSD－100粉碎機(上海嘉定糧油有限公司);CP225D準微量天平(北京賽多利斯儀器系統有限公司)等。

1.2 方法

1.2.1 揮發油的制備 取一定粉碎度的菊花，置索式提取器中，加一定量的石油醚，脫脂至無色，保留石油醚層，再將石油醚揮干，所得揮干物置燒瓶中，參照2010版《中國藥典》一部附錄ⅩD[6]，加入10倍量的蒸餾水，振搖混合后，連接回流冷凝管與揮發油收集器，自冷凝管上端加水使充滿揮發油收集器的刻度部分，并溢流入燒瓶時為止，然后加熱至沸騰，調溫并保持微沸一定時間，停止加熱，放置一段時間后開啟收集器下端活塞將水緩緩放出，收集揮發油。用無水硫酸鈉脫水得到淡黃色揮發油，備用。

1.2.2 微囊的制備 取一定量菊花揮發油與一定量阿拉伯膠溶液置研缽中，急速朝同一方向研磨5min，得乳劑，于顯微鏡下觀察到有乳滴形成并分布均勻時，傾入250mL燒杯中，置于50℃恒溫水浴中，在攪拌下緩慢加入明膠溶液，邊加邊攪拌，然后滴加5%醋酸溶液適量調節pH值，攪拌10min后，用顯微鏡觀察，當乳劑外有圓形膜層時，加入預熱至30℃左右的蒸餾水120mL稀釋，繼續攪拌，當溫度降至30℃以下時，移至冰水浴中繼續攪拌。再從水浴上取出裝有微囊混懸液的燒杯，用冰水浴急速冷卻攪拌至10℃以下。加一定量的37%甲醛溶液，然后用電磁攪拌器攪拌15min，以20%氫氧化鈉溶液適量調pH至8～9，繼續攪拌冷卻1h(10℃以下)，靜置至微囊沉降完全，用顯微鏡觀察所形成微囊的形態，抽濾，用蒸餾水洗至無甲醛氣味，調pH中性，抽干，即得濕囊，將濕囊于50℃以下干燥得干囊。

1.2.3 單因素考察試驗 根據預試驗結果和查閱大量的參考文獻，選取阿拉伯膠與明膠的復合膠與揮發油的比例、成囊溫度、固化劑的用量，攪拌速度，干燥溫度，以及pH值6個因素進行單因素試驗。

1.2.4 正交試驗設計 根據正交設計的原理和使用原則，以及單因素的試驗結果，選擇影響較大的4個因素L9(34)安排正交試驗，列出試驗方案(表1)，按上述制備方法制備微囊，確定滁菊揮發油的最佳的工藝參數。

表1 正交L9(34)因素水平表Table 1 Factors and levels of L9(34)orthogonal test

1.2.5 微囊中所含揮發油的提取 取上述制備好的微囊，置揮發油提取器中，參照《中國藥典》一部附錄XD，按“1.2.1”項方法，收集揮發油。

1.2.6 評價指標 主要從形態、粒徑、包封率、載藥量幾個方面評價。在形態、粒徑、載藥量符合要求的情況下，主要檢測包封率。各項檢查方法與評價如下:

形態:采用光學顯微鏡觀察微囊的外觀形態，其中，以外觀形態圓形，表面光滑者為佳。

粒徑:量取粒徑范圍，做好記錄。計算平均粒徑，以粒徑分布均勻，平均粒徑小者為佳。

包封率:指微囊中實際所含的菊花揮發油量占所投入的揮發油量的百分比。包封率越高，說明藥物的包封程度越好。

包封率=(微囊中實際所含的菊花揮發油量/所投入的揮發油總量)×100%

載藥量:指微囊中所含的揮發油量占微囊總重量的百分比。

載藥量=(微囊中實際所含的菊花揮發油量/微囊的總重量)×100%

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

按照“1.2.2”方法制備微囊，“1.2.3”項下的試驗內容，進行單因素試驗，得出如下結論:

2.1.1 囊心囊材比例對微囊形成的影響 試驗表明:以阿拉伯膠、明膠為復合囊材與滁菊揮發油囊心的比例對于最后的微囊形成有著十分重要的影響。當囊心的量高于囊材時，包封效果不好，包封率低;當囊心的量低于囊材時，容易形成空囊。如表2所示，當復合膠與揮發油的比例為1∶1時，所形成的微囊包封率較高，空囊所占的比例也較少。

表2 囊心囊材比例對微囊形成的影響Table 2 Effect of capsule core capsule material ratio on microcapsules formation

2.1.2 溫度對微囊形成的影響 不同囊材的性質對溫度要求不同，試驗表明阿拉伯膠與明膠復合囊材，當溫度低于30℃時，所形成的微囊易發生黏連;當溫度高于60℃時，所形成的微囊粒徑較小;囊心揮發油在溫度高時易揮發，使得囊心的量減少，包封率降低，50℃左右包封率最高。見表3。

表3 溫度對微囊的影響Table 3 Effect of temperature on microcapsule

2.1.3 pH值對微囊形成的影響 從表4可以看出，pH值在4.0時包封率最高。因pH值主要影響明膠所帶的電荷，當pH在4.0～4.5之間時，可保證明膠帶正電，pH過高，則不能發生凝聚，沒有沉淀析出，即微囊不能形成;pH過低，則形成的微囊易黏連成片，均不符合要求。

表4 pH對微囊的影響Table 4 Effect of pH of microcapsule

2.1.4 固化劑的量對微囊形成的影響影響 顯微鏡觀察，固化劑在1.5mL/g時微囊不發生黏連，大小均勻，清晰可見(見表5)。本試驗所用的固化劑是甲醛，在試驗中主要是起交聯的作用，當甲醛用量過少時，所得微囊的由于交聯不足，會出現部分粘連的情況;當甲醛用量較多時，微囊黏連嚴重，無法看清形狀。

表5 固化劑量對微囊的影響Table 5 Effect of curing dose of microcapsule

2.1.5 攪拌速度對微囊形成的影響 攪拌速度對微囊的影響主要是通過機械力的作用使微囊發生收縮來實現的，試驗表明在其他條件都相同時，攪拌速度太慢時，容易發生黏連，攪拌速度過快時，則會產生氣泡。本試驗將攪拌速度控制在這兩種極端的范圍之內，結果證明，在一定的范圍內，攪拌速度對微囊的形成影響不是很大。

2.1.6 干燥溫度對微囊形成的影響 通過反復試驗表明，采用恒溫水浴50℃可防止揮發油的揮發，邊攪拌邊烘干，防止連結成片。此法50℃干燥對微囊的形成影響不大。

2.2 正交試驗結果

根據單因素試驗結果，選取囊材囊心比例 2∶1，1∶1，1∶2;溫度 45℃，50℃，55℃;pH 值 3.5，4.0，4.5，固化劑用量1.0mL，1.5mL，2.0mL，4因素進行正交試驗，以包封率為評價指標，試驗結果如下表所示。

表6 正交試驗結果表Table 6 Results of orthogonal test table

表7 方差分析表Table 7 The variance analysis

從上表可以看出影響滁菊揮發油包封率的各因素依次為:膠油比例＞溫度＞pH＞固化劑量。效應曲線顯示，最好成囊條件為:膠油比例為1∶1，溫度為55℃，pH值為4.0，固化劑量為1.5mL/g。

2.3 最佳制備工藝驗證

由正交試驗結果可以得出，最佳制備工藝為:復合膠與揮發油的比例為1∶1，溫度為55℃，pH為4.0，固化劑量為1.5mL。按照這個工藝條件，制備滁菊揮發油微囊，所得微囊形態完整，平均粒徑為96μm，包封率為50.0%，載藥量為12.5%，表明制備滁菊揮發油微囊時，采用上述優化條件所制得的產品包封率高，工藝穩定。

2.3.1 形態分布情況 取一定量的微囊試液，均勻涂于載玻片上，在光學顯微鏡下觀察微囊的外觀形態，可見微囊呈現圓形，外表光滑，有一層薄膜包裹在外層，如圖1所示。

2.3.2 粒徑分布情況 使用帶有物鏡測微尺和目鏡測微尺的顯微鏡，選取500個微囊，記錄分布粒徑情況，計算算術平均值。結果如下表所示，可見微囊的粒徑主要分布在8～120μm之間，符合藥典規定，且分布均勻。

表8 微囊的粒徑分布表Table 8 The microcapsule particle size distribution table

2.3.3 薄層鑒別 取揮發油作為對照物與自微囊中提取出的揮發油樣品供試液，點于同一薄層板上，以展開劑(苯∶乙酸乙酯=9.6∶0.4)展開，噴灑5%的濃鹽酸香草醛溶液，顯色，在相同的位置出現相同的斑點，如圖2所示。

3 討論

微囊系利用天然的或合成的高分子材料將固體或液體藥物包裹而成的直徑1～500μm的微小膠囊，具有增加藥物的穩定性，避免首過效應，延緩釋放，減少毒副作用、改變藥物及物材的性狀、掩蓋不良異味與刺激性等特點而被廣泛應用于醫藥行業[7]。近年來國外對該技術的研究應用較多，出現了脫乙酰殼多糖和乳劑相分離法、水中分散體與水中成囊法、加入親水材料，促進藥物釋放等新的材料和制備工藝[8]。國內對微囊的研究也很多，從相關論文可以看出，有利用各種中藥中的有效成分制備微囊的，如:白芷香豆素[9]、丹參酮[10]、黃芩苷等，利用揮發油制備微囊的也比較常見，如:阿魏揮發油[11]、地椒揮發油、丁香油等，但將滁菊揮發油制備微囊還未見有相關報導。

本試驗采用復凝聚法制備滁菊揮發油微囊，復凝聚法是利用兩種帶有相反電荷的囊材，在適宜的條件下，由于靜電力的作用，相互交聯，從溶液中沉淀出來，形成微囊[12]，本文以等量等濃度的阿拉伯膠和明膠為復合囊材，滁菊揮發油為囊心，制備微囊。膠油比例、成囊溫度、pH值、固化劑的用量，都會對最終產品的形成產生比較大的影響。通過本項試驗探索出了制備滁菊揮發油微囊的最佳制備工藝，應用復凝聚法制備滁菊揮發油微囊，簡單易行，可以改變滁菊的傳統用藥途徑，提高制劑穩定性，為菊花的推廣使用提供一定的依據。

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[6]國家藥典委員會.中華人民共和國藥典(一部)[S].北京:中國醫藥科技出版社，2010，附錄63.

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