肉桂油乳剂的处方研究

熊倩，刘黎瑶,,通信作者，王庆奎，刘林，刘玥

肉桂油乳剂的处方研究

熊倩a，刘黎瑶a,b,通信作者，王庆奎b，刘林a，刘玥a

（天津农学院a. 基础科学学院，b. 天津市水产生态及养殖重点实验室，天津 300392）

肉桂油是从中草药肉桂或桂枝中分离得到的挥发油成分，由于水溶性差、易挥发等问题限制了其在水溶液环境中的应用。因此本研究将肉桂油制备成乳剂，以提高其稳定性与水中分散性。首先，将离心稳定性作为评价指标，通过单因素筛选，确定了乳剂处方中肉桂油、乳化剂以及稳定剂用量的适宜范围。继而以离心乳层保留率作为评价指标，通过正交设计，确定了肉桂油乳剂的最优处方，其中肉桂油、乳化剂Tween-80以及稳定剂黄原胶的质量比例分别为10%、2.0%、1.5%。优选处方下肉桂油乳剂分散均一，稳定性良好，为中药新剂型的研究奠定了基础。

肉桂油；单因素筛选；正交设计；乳剂；处方筛选

肉桂油是存在于中药肉桂或者桂枝树皮中的挥发油物质，可经水蒸气蒸馏等方式提取得到[1]。肉桂油中含有肉桂醛等单体活性成分，具有显著的消化系统保护作用和抑菌、降血糖及抗肿瘤等药理作用[2-3]。肉桂油为黄色透明油状液体，在水中的分散性极差，极易被氧化导致其中的活性成分失活，在实际应用中受到了极大的限制[4-6]。

随着中药新剂型的发展，极大改善了传统中药剂型单一、使用不便的情况，乳剂就是其中具有代表性的类型。乳剂是两种不相混溶的液体在表面活性剂的作用下，经超声、均质、高速剪切等方法形成的多分散体系。水包油（O/W）型乳剂具有增加油溶性药物分散性和稳定性的优势。目前尚未见肉桂油乳剂的相关制剂学研究。为增加肉桂油在水中的分散性和稳定性，本研究以离心稳定性和离心乳层保留率为评价指标，通过单因素筛选和正交设计，考察油相、乳化剂以及稳定剂的用量（以下如无特指，均为质量分数）对于肉桂油乳剂成型性的影响，并最终确定肉桂油乳剂的最优工艺处方，为肉桂油的进一步广泛应用奠定物质基础。

1 仪器与试剂

1.1 仪器

电子天平（Sartorius，BSA 223S）；高速离心机（长沙湘仪仪器有限公司，L550）；紫外-可见分光光度计（北京普析通用仪器有限公司）；高速剪切机（德国IKA超高速高剪切乳化分散机，T18）；恒温水浴锅等。

1.2 试药

肉桂油（吉安海瑞天然植物有限公司，肉桂醛含量＞85%）；肉桂醛标准品（中国药品生物制品检定院，HPLC≥99%）；Tween-80（天津市风船化学试剂有限公司，分析纯）；黄原胶（梅花生物科技集团股份有限公司，MHF-80Y，食品级）；无水乙醇（天津市风船化学试剂有限公司，分析纯）；其他试剂均为分析纯。

2 试验方法

2.1 肉桂油乳剂的制备方法

取处方量的肉桂油，向其中加入处方量乳化剂Tween-80，密封震荡使其分散均匀，作为油相待用。另取处方量的黄原胶，向其中加入处方量体积的蒸馏水，超声使其分散均匀，作为水相待用。在高速剪切分散条件下（5 000 r/min），将油相逐滴加至水相中，并继续保持搅拌高速剪切分散（2 000 r/min）15 min，即得肉桂油乳剂[7]。

同法制备不含肉桂油的空白样品，作为空白对照品。

2.2 肉桂油中肉桂醛含量的测定[8-9]

2.2.1 肉桂醛标准品的全波长扫描

称取肉桂醛标准品5 mg，加入无水乙醇溶解并稀释至适宜质量浓度之后，通过紫外-可见分光光度计测定200～900 nm波长区域内的吸收情况，并记录扫描图谱。根据全波长扫描结果，确定测定肉桂醛含量的最适波长。

同法测定空白对照品的全波长扫描图，确定其全波长扫描结果。

2.2.2 肉桂醛标准曲线绘制

称取肉桂醛标准品50 mg置于容量瓶中，加入无水乙醇溶解并定容至50 mL，配制质量浓度为1 000 μg/mL的储备液。精密移取适量储备液并用无水乙醇稀释定容，依次得到0、200、400、600、800、1 000 μg/mL梯度质量浓度的溶液。通过紫外分光光度法，测定该系列标准溶液在最大吸收波长下的吸光度，以质量浓度为横坐标、吸光度为纵坐标，绘制标准曲线并拟合线性回归方程。

2.2.3 精密度测定

取2.2.1中低、中、高质量浓度的标准溶液连续进样5次，测定其在最大吸收波长下的吸光度并计算相对标准偏差（）。

2.2.4 肉桂油乳剂中肉桂醛含量的测定

称取适量肉桂油乳剂，高速离心（10 000 r/min）10 min之后，准确移取1 mL油层至10 mL容量瓶中，加入无水乙醇溶解并定容，经微孔滤膜过滤后，测定续滤液在最大吸收波长下的吸光度，使用标准曲线回归方程，计算其中肉桂醛的含量。

2.3 肉桂油乳剂的处方研究

2.3.1 单因素影响试验

2.3.1.1 肉桂油用量范围筛选

在乳化剂Tween-80和稳定剂黄原胶用量均为1.0%的前提下，设定肉桂油的加入量为10%、20%、40%、60%、80%，以离心稳定性（5 000 r/min×10 min）为筛选指标，对肉桂油的用量范围进行筛选。

2.3.1.2 乳化剂用量范围筛选

在肉桂油用量为20%和黄原胶用量为1.0%的前提下，设定乳化剂Tween-80的加入量为0.1%、0.5%、1.0%、2.0%、3.0%，以离心稳定性（5 000 r/min×10 min）作为筛选指标，对Tween-80的用量范围进行筛选。

2.3.1.3 稳定剂用量范围筛选

在肉桂油用量为20%、Tween-80用量为1.0%的前提下，设定稳定剂黄原胶加入量为0.1%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%，以离心稳定性（5 000 r/min×10 min）为筛选指标，对黄原胶的用量范围进行筛选。

2.3.2 正交设计试验

根据单因素影响试验的结果，以离心乳层保留率（4 000 r/min×15 min）为筛选指标，通过三因素三水平（L9，34）正交设计，对肉桂油（A）、Tween-80（B）以及黄原胶（C）的加入量进行筛选。正交设计因素水平表如表1所示。

表1 正交设计因素水平表 %

离心乳层保留率的计算如公式（1）所示[10-11]。

离心乳层保留率（%）＝（总体积－油层体积）/总体积×100 （1）

2.4 稳定性考察

在优选处方下，制备3批肉桂油乳剂，分别对外观均一度、离心稳定性、肉桂醛含量进行测定和评价。并于4 ℃条件下密封放置0、1、2、3个月，定期取样进行外观观察，并测定肉桂醛含量以及离心分层情况，以评价其放置稳定性。

3 结果与分析

3.1 肉桂油中肉桂醛含量的测定方法

3.1.1 全波长扫描

按照既定方法，测定肉桂醛标准溶液以及空白样品溶液在200～900 nm波长区域内的吸收情况，全波长扫描图谱如图1。根据全波长扫描图，确定了测定肉桂醛含量的最适波长为290 nm，在该吸收波长下，制备乳剂所需的其他辅料均无吸收，不干扰代表性成分肉桂醛的含量测定。

3.1.2 标准曲线绘制

按照既定试验方法，配制了肉桂醛系列溶液，依紫外分光光度法测定其在290 nm处的吸光度。以吸光度（纵坐标，）对质量浓度（μg/mL，横坐标，）进行线性回归，回归方程为＝0.000 8＋0.006 2（＝0.999 5）。结果表明，在290 nm检测波长下，肉桂醛标准品溶液在0～1 000 μg/mL质量浓度范围内线性关系良好（图2）。

3.1.3 精密度测定

对低、中、高质量浓度的肉桂醛标准品溶液进行精密度测定，结果如表2所示。表2表明，各质量浓度溶液重复测定5次的值均小于2%，说明该测定方法的精密度良好。

表2 精密度测定结果

3.1.4 肉桂油中肉桂醛含量的测定

依既定方法对肉桂油中肉桂醛含量进行测定，结果显示肉桂醛含量为0.86 g/g，与标示量（＞85%）相符。

3.2 肉桂油乳剂的处方筛选

3.2.1 单因素影响试验

按既定方法对乳剂处方中肉桂油、乳化剂Tween-80以及稳定剂黄原胶用量进行了单因素影响试验，结果如表3所示。结果表明，当肉桂油、Tween-80以及黄原胶用量范围分别为10%～40%、1.0%～3.0%、1.0%～2.0%时，肉桂油乳剂能够成型并稳定性良好。

表3 单因素影响试验筛选表 %

续表

注：表中“＋”表示以5 000 r/min的转速离心10 min之后样品未发生分层；“－”表示以5 000 r/min的转速离心10 min之后样品发生分层

3.2.2 正交设计

通过三因素三水平（L9，34）正交设计，以离心乳层保留率作为评价指标，对肉桂油、乳化剂Tween-80以及稳定剂黄原胶用量进行正交筛选，得出了制备肉桂油乳剂的最佳处方，结果如表4所示。

表4 正交设计评价结果

通过正交设计的极差分析，得出肉桂油乳剂的最优处方为：肉桂油、乳化剂Tween-80和稳定剂黄原胶的用量分别为10%、2.0%和1.5%。

3.3 放置稳定性的初步评价

按照最优处方制备了3批肉桂油乳剂，评价其放置稳定性。结果表明，优选处方下，在制备的3批肉桂油乳剂中，主要活性成分肉桂醛的含量为8.6%左右，外观分散均匀，离心稳定性良好，于5 000 r/min的条件下离心10 min后未见油水分离现象。在4 ℃条件下放置3个月以内，肉桂醛的含量、分散性及离心稳定性均未发生显著变化。见表5。

表5 肉桂油乳剂的放置稳定性评价（4 ℃）

4 讨论

4.1 乳剂类型的选择

乳剂是两种不相混溶的液体组分（油相与水相）在乳化剂的作用下形成的分散体系，根据分散系统中乳滴的内相和外相组成，可以分为水包油型乳剂和油包水型乳剂[12]。本研究希望通过乳滴的包合能力，提高肉桂油在水中的分散性和稳定性，因此选择了水包油型（O/W）乳剂作为目标递送载体。在本研究所构建的乳剂体系中，肉桂油被包裹在乳滴内相，能够隔绝外界环境，在极大程度上保持了活性成分——肉桂醛的稳定性。同时，外水相保证了乳剂在水中良好的分散性，并且能够被水稀释，增加了肉桂油的应用范围。

4.2 加入稳定剂的原因

在肉桂油乳剂处方研究过程中，初期筛选乳化剂时并未考虑额外加入稳定剂，但在实际操作中发现，若只加入乳化剂，所制备的乳剂容易发生油水分离现象，查阅文献[13]后认为是由于乳剂黏度低所导致。因此，本研究中加入黄原胶作为稳定剂以增加外水相黏度，进而增加乳剂的离心稳 定性。

[1] 刘彤，付彬. 肉桂油五种提取工艺的比较研究[J]. 天津药学，2018，30（1）：28-30.

[2] 吴修富. 肉桂提取物的主要化学成分及药理活性研究进展[J]. 中国药房，2015，26（24）：3454-3456.

[3] 曾琼瑶，张文静，张昱，等. 肉桂油活性成分（E）-肉桂醛对结肠癌细胞增殖与凋亡的影响[J]. 中国临床药理学与治疗学，2019，24（9）：997-1001.

[4] 宋洪涛，郭涛，颜秀涛，等. 肉桂油β-环糊精包合物的制备工艺研究[J]. 中草药，2000，31（11）：818-820.

[5] SIMIONATO I，DOMINGUES F C，NERÍN C，et al. Encapsulation of cinnamon oil in cyclodextrin nanosponges and their potential use for antimicrobial food packaging[J]. Food and Chemical Toxicology，2019，132：110647.

[6] WU D H，LU J，ZHONG S B，et al. Effect of chitosan coatings on physical stability，antifungal and mycotoxin inhibitory activities of lecithin stabilized cinnamon oil-in- water emulsions[J]. LWT，2019，106：98-104.

[7] 陈坤，祁金玉，刘黎瑶，等. 苦杏仁提取物乳剂的处方研究[J]. 天津农学院学报，2018，25（4）：58-62.

[8] 曾惠芳，黄耀海，李湘力，等. 百草油中薄荷脑、肉桂醛、丁香酚的含量测定[J]. 中成药，2007，29（4）：558-560.

[9] 姚杭村，崔飞鹤，王娟. 超声波法辅助提取肉桂醛的工艺研究[J]. 食品研究与开发，2018，335（10）：64-69.

[10] 陈新梅. W/O/W型人参总皂苷复乳的制备与表征[J]. 中国实验方剂学杂志，2014，20（3）：32-35.

[11] 周森，何志勇，曾茂茂，等. 可溶性大豆多糖对于配制型酸性乳饮料稳定效应影响因素研究[J]. 食品科技，2019，44（7）：308-313.

[12] YAN C，MC CLEMENTS D J，ZOU L，et al. A stable high internal phase emulsion fabricated with OSA-modified starch：an improvement in β-carotene stability and bioaccessibility[J]. Food and Function，2019，10：5446-5460.

[13] 谢安琪，邓苏梦，左白露，等. 面筋蛋白粒子-黄原胶Pickering乳液的制备及其表征[J]. 食品科学，2019，40（16）：38-44.

Emulsion formulation optimization ofoil

Xiong Qiana, Liu Liyaoa,b,Corresponding Author, Wang Qingkuib, Liu Lina, Liu Yuea

（Tianjin Agricultural University, a. College of Basic Science, b. Tianjin Key Lab of Aquatic Ecology and Aquaculture, Tianjin 300392, China）

oil is a kind of volatile oil component separated from cinnamon or cassia twigs. Its application in solution environment is limited by its poor water solubility and volatility. Thus,oil is prepared into emulsion in this study to improve its stability and water dispersivity. Firstly, centrifugal stability is taken as the evaluation index, and the suitable range of oil phase proportion, emulsifier and stabilizer dosage in emulsion prescription is determined through single factor screening. Then, the optimum formulation ofoil emulsion is determined by orthogonal design with the retention rate of centrifugal emulsion as the evaluation index. In the optimal formulation, the mass ratio ofoil, emulsifier Tween-80 and stabilizer xanthan gum is 10%, 2.0% and 1.5%, respectively. Under the optimal formulation,oil emulsion could be prepared with favorable stability and homogeneity. This study provides the basis for further application ofoil emulsion.

oil; single factor screening; orthogonal design; emulsion; formulation screening

P641.131；S152.72

A

1008-5394（2021）01-0040-05

10.19640/j.cnki.jtau.2021.01.008

2020-03-16

大学生创新创业训练计划项目（201810061237）；天津市教委科研计划项目（2017KJ181）；天津市水产产业技术体系创新团队项目（ITTFRS2017004）；国家自然科学基金面上项目（31170442）

熊倩（1996—），女，本科在读，主要从事药物制剂方面的研究。E-mail：1103190627 @qq.com。

刘黎瑶（1988—），女，讲师，博士，主要从事药物制剂方面的研究。E-mail：llymeilin@163.com。

责任编辑：宗淑萍