艾叶油微胶囊的制备工艺研究

林芳花，林桂青，徐建国，邱远金

(1. 惠州学院 生命科学学院，广东 惠州516007；2. 新疆维吾尔自治区中药民族药研究所，新疆 乌鲁木齐830002)

艾叶油微胶囊的制备工艺研究

林芳花1，2，林桂青1，徐建国2，邱远金2

(1. 惠州学院 生命科学学院，广东 惠州516007；2. 新疆维吾尔自治区中药民族药研究所，新疆 乌鲁木齐830002)

目的：研究艾叶油微胶囊的制备工艺。方法：采用复凝聚法制备艾叶油微胶囊，研究乳化时间、乳化转速、凝聚温度、凝聚转速等因素对艾叶油微胶囊成型性的影响，确定最佳制备工艺；采用热重法评价艾叶油微胶囊的缓释性和稳定性。 结果：艾叶油微胶囊制备工艺为乳化时间20 min、乳化转速1 500 r·min-1、凝聚温度45 ℃、凝聚转速300 r·min-1，按此工艺制备得到的艾叶油微胶囊大小均匀、形状规则、不粘连。结论：采用复凝聚法制备艾叶油微胶囊，工艺稳定、产品成型性好，具有良好的缓释性和稳定性。

艾叶油；微胶囊；复凝聚法

艾叶油是菊科植物艾草(ArtemisiaargyiLevl.et Vant.)提取得到的挥发油，香气浓郁，主要含有桉油素、侧柏酮、龙脑等化学成分，具有抗菌、平喘、祛痰、利胆、止血等作用[1]。针对艾叶油气味大、使用、储存不方便、运输困难等缺点，结合微胶囊具有低毒、缓释、掩盖不良气味等优点，本实验拟以艾叶油为心材，阿拉伯胶、明胶为囊材，采用复凝聚法研究艾叶油微胶囊的制备方法，为艾叶油产品开发提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验材料

艾叶油，2016年1月购于江西吉安红苹果天然香料油有限公司，室温，密封保存。

1.1.1 药品

阿拉伯胶、明胶等均为生化试剂，冰醋酸、戊二醛、氢氧化钠等均为分析纯试剂。

1.1.2 仪器设备

DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器(巩义市予华仪器有限责任公司)；B203LED生物显微镜(重庆奥特光学仪器有限公司)；DHG-9023电热鼓风干燥箱(中仪国科科技有限公司)。

1.2 方法

技术路线：

1.2.1 艾叶油微胶囊的制备工艺

[2，3]方法并进行改进，分别称取一定量的阿拉伯胶和明胶，加适量水，置于磁力搅拌器中加热搅拌使溶解，加艾叶油，加热搅拌，滴加10%冰醋酸溶液调pH至4.0，加热搅拌，置冰水浴中降温至5～10 ℃，滴加1 mL 25%戊二醛溶液，搅拌，得到悬浮液，用10% 氢氧化钠溶液调节pH至9.0，搅拌，静置，抽滤，洗涤，干燥，即得微胶囊。

通过单因素实验分别研究乳化时间、乳化温度、乳化转速、凝聚时间、凝聚温度和凝聚转速6个因素对艾叶油微胶囊成型性的影响，选取4个影响较大的因素，进行正交试验，优选艾叶油微胶囊的制备条件，成型性主要考察微胶囊的形状、大小、数量、是否粘连等。

1.2.2 缓释性研究

称取等量艾叶油微胶囊和艾叶油，置100 ℃干燥箱内，每隔1 h 测定二者的质量，按公式(1)计算艾叶油挥发率。

(1)

式中：V为样品的挥发率(%)；m0为样品的初始质量(g)；m1为样品的剩余质量(g)。

1.2.3 稳定性研究

称取等量艾叶油微胶囊和艾叶油置于干燥箱内，从室温开始定时升高温度，每隔一定温度测定二者的质量，按公式(1)计算艾叶油挥发率。

1.2.4 数据处理方法

结果以均数±标准差表示，用SPSS19.0统计软件进行数据处理与分析。

2 结果与分析

2.1 单因素实验

(1)乳化时间。在10 ～30min范围内，乳化时间越长，微胶囊数量就越多，粒径越小，形状越圆。

(2)乳化温度。在30～50 ℃范围内，乳化温度越高，乳化效果越好。温度低于40 ℃艾叶油乳化不完全，而温度达到45 ℃以上，艾叶油乳化完全并均匀分散到微胶囊中。

(3)乳化转速。在500～2 500r·min-1范围内，转速越大，微胶囊的粒径越小，形状越圆，1 500～2 000r·min-1得到的微胶囊粒径小且均匀、圆整。

(4)凝聚时间。适当延长凝聚时间有利于微胶囊的成型，而凝聚时间过长又会引起微胶囊粘连，在25～30min时微胶囊数量多，粒径小，分布均匀，粘连较少。

(5)凝聚温度。随着凝聚温度升高，微胶囊粒径减小，形状变圆，粘连减少，在45～50℃范围内，微胶囊分布均匀，形状较圆，无粘连。

(6)凝聚转速。转速低微胶囊容易粘连，凝聚转速越高，微胶囊成型越好，转速达到400r·min-1时，粘连少，分布均匀。

2.2 正交试验

根据单因素的实验结果，不考虑各个因素之间的交互作用，选取A乳化时间(15、20、25min)，B乳化转速(1 000、1 500、2 000r·min-1)，C凝聚温度(35、40、45 ℃)，D凝聚转速(300、350、400r·min-1)进行正交试验，以粒径为10～20μm微胶囊的百分数为指标，筛选艾叶油微胶囊成型的工艺。

直观分析表明，四个因素影响顺序为：B>C>A>D，即乳化转速>凝聚温度>乳化时间>凝聚转速。方差分析结果表明A、C和D对微胶囊粒径的影响具有显著性( p<0.05)，而B对微胶囊粒径的影响无显著性(p>0.05)。从节约能源、工艺成本、原料价格、制备效果等方面综合考虑，艾叶油微胶囊的最佳制备条件为：A2B2C3D1，即乳化时间为20min，乳化转速为1 500r·min-1，凝聚温度为45 ℃，凝聚转速为300r·min-1，结果见表1、表2、图1～5。

表1 正交试验结果直观分析表

表2 正交试验方差分析表

2.3 缓释性及稳定性研究

2.3.1 缓释性研究

100 ℃恒温加热1、2、3、4、5 h，艾叶油的挥发率分别为微胶囊的挥发率的5.23倍、5.08倍、4.95倍、4.9倍，表明艾叶油高温条件下释放速度快速，而微胶囊化可以降低艾叶油挥发率，释放速度缓慢，结果见图6。

图6 微胶囊和艾叶油的缓释性比较

2.3.2 稳定性研究

分别将艾叶油和微胶囊于25～205 ℃范围程序升温加热，在25、55、105、155、205 ℃测得艾叶油挥发率分别为微胶囊挥发率的0倍、3.07倍、3.37倍、4.30倍、11.45倍，结果表明，从室温至155 ℃之前两者均挥发缓慢，而温度达到155 ℃艾叶油迅速挥发，而微胶囊中的艾叶油挥发率变化不大，结果见图7。

图7 微胶囊和艾叶油的稳定性比较

3 讨论与结论

按文献[2]方法，戊二醛与明胶等量即5.28 mL，所得微胶囊形状不规则、不饱满。戊二醛中的醛基与明胶中的氨基发生氨醛缩合反应，生成复杂的物质，对微胶囊起固化交联的作用，戊二醛的用量影响微胶囊的成型。因此，参考文献[3]方法调整戊二醛用量为1 mL，所得微胶囊形状规则、大小均匀、艾叶油与囊壁之间没有缝隙。

本文仅对乳化过程和凝聚过程两个关键技术的

主要影响因素进行考察，其它因素包括阿拉伯胶与明胶的比例、凝聚pH、固化剂用量、固化温度等均对微胶囊的制备有影响，李芳等[2]认为阿拉伯胶与明胶的比例在1∶1～2时效果最好，微胶囊产率和包埋率都较高；王辉等[3]认为固化剂的用量为10 mL·L-1时效果最好；李瑾等[4]认为凝聚pH应控制在3.99～4.19，pH过低或过高都不利于微胶囊的成型；谢艳丽等[5]认为10℃的固化效果较好。

本文以阿拉伯胶和明胶为壁材，采用复凝聚法制备艾叶油微胶囊，优选乳化和凝聚工艺条件，结果为乳化时间20 min，乳化转速1 500 r·min-1，凝聚温度45 ℃，凝聚转速300 r·min-1，此工艺条件下所得粒径为10～20 μm的微胶囊占总数的76.53%，微胶囊大小均匀、形态规则、不粘连，具有良好的缓释性和稳定性。以微胶囊粒径为选优指标，方法简单，结果直观可靠，采用热重法评价微胶囊的缓释性和稳定性，方法简单可行，微胶囊与艾叶油的挥发率分别随时间和温度的变化规律，与相关报道相符[8-9]。

参考文献：

[1] 国家药典委员会．中华人民共和国药典[M]．北京：中国医药科技出版社，2015:89．

[2] 李芳，王全杰，肖振峰．艾蒿油微胶囊的制备及其在聚氨酯中的抗菌性研究[J]．中国皮革，2012(1)：25-29,32．

[3] 王辉．艾草精油微胶囊的制备及对棉织物的抗菌整理[D]．武汉：武汉纺织大学，2013．

[4] 李瑾，郑明学，钱锐，等．影响复凝聚法制备明胶缓释微囊的因素探讨[J]．中国畜牧兽医，2009(6)：207-209．

[5] 谢艳丽，蒋敏，陈鸿雁．复凝聚法制备明胶/阿拉伯胶含油微胶囊工艺过程的研究[J]．化学世界，2010(1)：33-37．

[6] 申莉莉．百里香微胶囊制备及抑菌效果和机理研究[D]．武汉：华中农业大学，2015．

[7] 盖旭，李荣，姜子涛．明胶-阿拉伯胶复凝聚法制备芥末油微胶囊[J]．中国调味品，2013(9)：48-51．

[8] 谭生龙，贾静霞，王辉强，等．皮革用艾蒿油微胶囊整理剂的制备[J]．皮革与化工，2012(6)：11-12，35．

[9] 高龙，王全杰，马丽娜，等．艾蒿精油微胶囊的制备[C]∥中国皮革协会皮革化工专业委员会,中国化工学会精细化工专业委员会．2010年全国皮革化学品会议论文集, 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

广东省中医药管理局科研项目(20171271)。

林芳花(1971—)，女，博士，副教授，主要从事岭南生物资源活性成分研究与开发。E-mail：lin73@sina.com

TQ654+.2

A

1006-9690(2017)04-0020-04