复凝聚法制备滁菊挥发油微囊的工艺研究

王盈盈，时维静，孙 洁，李 响，刘 峰，王 茜

(安徽科技学院 食品药品学院，安徽 凤阳 233100）

菊花是多年生菊科草本植物菊花Chrysanthemum morifolium Ramat的干燥头状花序，滁菊花是四大皖药之一[1]。菊花具有疏风、清热、明目、解毒之功效，主要治疗头痛、眩晕、目赤、心胸烦热、疔疮、肿毒等症[2]。现代药理研究表明，菊花具有治疗冠心病、降低血压、预防高血脂、抗菌、抗病毒、抗炎、抗衰老等多种药理活性，挥发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，将难溶的固体或液体药物进行微囊化而成的微小囊状物，由囊芯和囊材组成。微囊能够增加药物的稳定性，提高药物生物利用度，掩盖不良气味，缓控释药物等优点[4]。将菊花挥发油制备成微囊，不但可以改善其不便贮存和运输的缺点，还可以防止其氧化和挥发，提高菊花挥发油的稳定性和可用性[5]，改变菊花的传统用法。本文探讨以阿拉伯胶和明胶为复合囊材，采用复合凝聚法制备菊花挥发油微囊，并探讨制备过程中的主要影响因素，确定最佳工艺参数，为菊花挥发油在医药中的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 药材与试剂 菊花样品购自安徽省滁州市滁菊研究所，经食品药品学院时维静教授鉴定为正品滁菊花 D.morifolium(Rama.t)Tzve.cv.“Chuju”。阿拉伯胶(上海山浦化工有限公司);明胶(上海新华化学试剂有限公司);正己烷、甲醛、乙酸、氢氧化钠、石油醚(30－60℃)等均为分析纯。

1.1.2 仪器 LINOMAT5半自动点样仪(瑞士CAMAG公司);TCLVISALIZER薄层色谱成像文件系统(瑞士CAMAG公司);挥发油提取器、索式提取器(天长市千秋玻璃仪器厂);B104显微镜(重庆奥特光学仪器有限公司)带物镜、目镜测微尺;78－2磁力搅拌器(江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司);PHS－3E酸度计(上海精科雷磁有限公司);DW－2型调温电热套(通州市张芝山镇决心化工);JFSD－100粉碎机(上海嘉定粮油有限公司);CP225D准微量天平(北京赛多利斯仪器系统有限公司)等。

1.2 方法

1.2.1 挥发油的制备 取一定粉碎度的菊花，置索式提取器中，加一定量的石油醚，脱脂至无色，保留石油醚层，再将石油醚挥干，所得挥干物置烧瓶中，参照2010版《中国药典》一部附录ⅩD[6]，加入10倍量的蒸馏水，振摇混合后，连接回流冷凝管与挥发油收集器，自冷凝管上端加水使充满挥发油收集器的刻度部分，并溢流入烧瓶时为止，然后加热至沸腾，调温并保持微沸一定时间，停止加热，放置一段时间后开启收集器下端活塞将水缓缓放出，收集挥发油。用无水硫酸钠脱水得到淡黄色挥发油，备用。

1.2.2 微囊的制备 取一定量菊花挥发油与一定量阿拉伯胶溶液置研钵中，急速朝同一方向研磨5min，得乳剂，于显微镜下观察到有乳滴形成并分布均匀时，倾入250mL烧杯中，置于50℃恒温水浴中，在搅拌下缓慢加入明胶溶液，边加边搅拌，然后滴加5%醋酸溶液适量调节pH值，搅拌10min后，用显微镜观察，当乳剂外有圆形膜层时，加入预热至30℃左右的蒸馏水120mL稀释，继续搅拌，当温度降至30℃以下时，移至冰水浴中继续搅拌。再从水浴上取出装有微囊混悬液的烧杯，用冰水浴急速冷却搅拌至10℃以下。加一定量的37%甲醛溶液，然后用电磁搅拌器搅拌15min，以20%氢氧化钠溶液适量调pH至8～9，继续搅拌冷却1h(10℃以下)，静置至微囊沉降完全，用显微镜观察所形成微囊的形态，抽滤，用蒸馏水洗至无甲醛气味，调pH中性，抽干，即得湿囊，将湿囊于50℃以下干燥得干囊。

1.2.3 单因素考察试验 根据预试验结果和查阅大量的参考文献，选取阿拉伯胶与明胶的复合胶与挥发油的比例、成囊温度、固化剂的用量，搅拌速度，干燥温度，以及pH值6个因素进行单因素试验。

1.2.4 正交试验设计 根据正交设计的原理和使用原则，以及单因素的试验结果，选择影响较大的4个因素L9(34)安排正交试验，列出试验方案(表1)，按上述制备方法制备微囊，确定滁菊挥发油的最佳的工艺参数。

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

1.2.5 微囊中所含挥发油的提取 取上述制备好的微囊，置挥发油提取器中，参照《中国药典》一部附录XD，按“1.2.1”项方法，收集挥发油。

1.2.6 评价指标 主要从形态、粒径、包封率、载药量几个方面评价。在形态、粒径、载药量符合要求的情况下，主要检测包封率。各项检查方法与评价如下:

形态:采用光学显微镜观察微囊的外观形态，其中，以外观形态圆形，表面光滑者为佳。

粒径:量取粒径范围，做好记录。计算平均粒径，以粒径分布均匀，平均粒径小者为佳。

包封率:指微囊中实际所含的菊花挥发油量占所投入的挥发油量的百分比。包封率越高，说明药物的包封程度越好。

包封率=(微囊中实际所含的菊花挥发油量/所投入的挥发油总量)×100%

载药量:指微囊中所含的挥发油量占微囊总重量的百分比。

载药量=(微囊中实际所含的菊花挥发油量/微囊的总重量)×100%

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

按照“1.2.2”方法制备微囊，“1.2.3”项下的试验内容，进行单因素试验，得出如下结论:

2.1.1 囊心囊材比例对微囊形成的影响 试验表明:以阿拉伯胶、明胶为复合囊材与滁菊挥发油囊心的比例对于最后的微囊形成有着十分重要的影响。当囊心的量高于囊材时，包封效果不好，包封率低;当囊心的量低于囊材时，容易形成空囊。如表2所示，当复合胶与挥发油的比例为1∶1时，所形成的微囊包封率较高，空囊所占的比例也较少。

表2 囊心囊材比例对微囊形成的影响Table 2 Effect of capsule core capsule material ratio on microcapsules formation

2.1.2 温度对微囊形成的影响 不同囊材的性质对温度要求不同，试验表明阿拉伯胶与明胶复合囊材，当温度低于30℃时，所形成的微囊易发生黏连;当温度高于60℃时，所形成的微囊粒径较小;囊心挥发油在温度高时易挥发，使得囊心的量减少，包封率降低，50℃左右包封率最高。见表3。

表3 温度对微囊的影响Table 3 Effect of temperature on microcapsule

2.1.3 pH值对微囊形成的影响 从表4可以看出，pH值在4.0时包封率最高。因pH值主要影响明胶所带的电荷，当pH在4.0～4.5之间时，可保证明胶带正电，pH过高，则不能发生凝聚，没有沉淀析出，即微囊不能形成;pH过低，则形成的微囊易黏连成片，均不符合要求。

表4 pH对微囊的影响Table 4 Effect of pH of microcapsule

2.1.4 固化剂的量对微囊形成的影响影响 显微镜观察，固化剂在1.5mL/g时微囊不发生黏连，大小均匀，清晰可见(见表5)。本试验所用的固化剂是甲醛，在试验中主要是起交联的作用，当甲醛用量过少时，所得微囊的由于交联不足，会出现部分粘连的情况;当甲醛用量较多时，微囊黏连严重，无法看清形状。

表5 固化剂量对微囊的影响Table 5 Effect of curing dose of microcapsule

2.1.5 搅拌速度对微囊形成的影响 搅拌速度对微囊的影响主要是通过机械力的作用使微囊发生收缩来实现的，试验表明在其他条件都相同时，搅拌速度太慢时，容易发生黏连，搅拌速度过快时，则会产生气泡。本试验将搅拌速度控制在这两种极端的范围之内，结果证明，在一定的范围内，搅拌速度对微囊的形成影响不是很大。

2.1.6 干燥温度对微囊形成的影响 通过反复试验表明，采用恒温水浴50℃可防止挥发油的挥发，边搅拌边烘干，防止连结成片。此法50℃干燥对微囊的形成影响不大。

2.2 正交试验结果

根据单因素试验结果，选取囊材囊心比例 2∶1，1∶1，1∶2;温度 45℃，50℃，55℃;pH 值 3.5，4.0，4.5，固化剂用量1.0mL，1.5mL，2.0mL，4因素进行正交试验，以包封率为评价指标，试验结果如下表所示。

表6 正交试验结果表Table 6 Results of orthogonal test table

表7 方差分析表Table 7 The variance analysis

从上表可以看出影响滁菊挥发油包封率的各因素依次为:胶油比例＞温度＞pH＞固化剂量。效应曲线显示，最好成囊条件为:胶油比例为1∶1，温度为55℃，pH值为4.0，固化剂量为1.5mL/g。

2.3 最佳制备工艺验证

由正交试验结果可以得出，最佳制备工艺为:复合胶与挥发油的比例为1∶1，温度为55℃，pH为4.0，固化剂量为1.5mL。按照这个工艺条件，制备滁菊挥发油微囊，所得微囊形态完整，平均粒径为96μm，包封率为50.0%，载药量为12.5%，表明制备滁菊挥发油微囊时，采用上述优化条件所制得的产品包封率高，工艺稳定。

2.3.1 形态分布情况 取一定量的微囊试液，均匀涂于载玻片上，在光学显微镜下观察微囊的外观形态，可见微囊呈现圆形，外表光滑，有一层薄膜包裹在外层，如图1所示。

2.3.2 粒径分布情况 使用带有物镜测微尺和目镜测微尺的显微镜，选取500个微囊，记录分布粒径情况，计算算术平均值。结果如下表所示，可见微囊的粒径主要分布在8～120μm之间，符合药典规定，且分布均匀。

表8 微囊的粒径分布表Table 8 The microcapsule particle size distribution table

2.3.3 薄层鉴别 取挥发油作为对照物与自微囊中提取出的挥发油样品供试液，点于同一薄层板上，以展开剂(苯∶乙酸乙酯=9.6∶0.4)展开，喷洒5%的浓盐酸香草醛溶液，显色，在相同的位置出现相同的斑点，如图2所示。

3 讨论

微囊系利用天然的或合成的高分子材料将固体或液体药物包裹而成的直径1～500μm的微小胶囊，具有增加药物的稳定性，避免首过效应，延缓释放，减少毒副作用、改变药物及物材的性状、掩盖不良异味与刺激性等特点而被广泛应用于医药行业[7]。近年来国外对该技术的研究应用较多，出现了脱乙酰壳多糖和乳剂相分离法、水中分散体与水中成囊法、加入亲水材料，促进药物释放等新的材料和制备工艺[8]。国内对微囊的研究也很多，从相关论文可以看出，有利用各种中药中的有效成分制备微囊的，如:白芷香豆素[9]、丹参酮[10]、黄芩苷等，利用挥发油制备微囊的也比较常见，如:阿魏挥发油[11]、地椒挥发油、丁香油等，但将滁菊挥发油制备微囊还未见有相关报导。

本试验采用复凝聚法制备滁菊挥发油微囊，复凝聚法是利用两种带有相反电荷的囊材，在适宜的条件下，由于静电力的作用，相互交联，从溶液中沉淀出来，形成微囊[12]，本文以等量等浓度的阿拉伯胶和明胶为复合囊材，滁菊挥发油为囊心，制备微囊。胶油比例、成囊温度、pH值、固化剂的用量，都会对最终产品的形成产生比较大的影响。通过本项试验探索出了制备滁菊挥发油微囊的最佳制备工艺，应用复凝聚法制备滁菊挥发油微囊，简单易行，可以改变滁菊的传统用药途径，提高制剂稳定性，为菊花的推广使用提供一定的依据。

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[6]国家药典委员会.中华人民共和国药典(一部)[S].北京:中国医药科技出版社，2010，附录63.

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