用4种不同包埋材料制备维生素A微胶囊制剂稳定性研究

张 炳，李建东，石立芳，王 耀，丁锡明*

（浙江新和成股份有限公司，浙江 新昌 312532）

维生素A，又称视黄醇或抗干眼病因子，是一个具有脂环结构的不饱和一元醇。生理功能上，维生素A可促进人眼内感光色素的合成，具有防治夜盲症和视力减退的功能，可治疗多种眼科疾病[1]。自然界中，维生素A有维生素A1和维生素A2两种结构（见图1），其中，维生素A1多存在于哺乳动物和咸水鱼的肝脏中，分子式为C20H30O，化学名称为3, 7-二甲基-9-（2, 6, 6-三甲基-1-环己烯基）-2,4, 6, 8-壬四烯-1-醇，相对分子质量286，熔点62～64 ℃；维生素A2多存在于淡水鱼的肝脏中，分子式为C20H28O，化学名称为3, 7-二甲基-9-（2, 6,6-三甲基-1, 3-环己二烯基）-2, 4, 6, 8-壬四烯-1-醇，相对分子质量284，熔点17～19 ℃。

图1 维生素A1和A2的结构

由图1可见，维生素A1含5个不饱和双键，维生素A2含6个不饱和双键，故维生素A的化学性质是很不稳定的，敞口放置时遇到空气中的氧气易氧化变质。生产实践中，为了提高维生素A的化学稳定性，延长保存时间，通常选用合适的高分子包埋材料如阿拉伯胶、明胶、β-环糊精、卡拉胶、变性淀粉等，经乳化液包埋和流化床喷雾造粒，将维生素A加工成微胶囊制剂后再在食品药品中添加应用。本实验选用了阿拉伯胶、明胶、变性淀粉和β-环糊精4种不同的高分子材料作为包埋剂，先将维生素A加工成乳液，然后经流化床喷雾造粒工艺制备成微胶囊颗粒制剂，再经8周40 ℃加速稳定性试验，比较用这4种不同包埋材料制备成的维生素A微胶囊制剂的稳定性。由于维生素A2的生物活性较低，所以通常所说的维生素A是指维生素A1，本研究也采用维生素A1进行研究。

1 仪器与材料

1.1 仪器

烧杯，玻璃棒，电子称，DGG-9240B恒温水浴锅（上海科升）；JRJ300-SH乳化剪切机（上海标本模型厂）；Brook field DV-Ⅱ+pro黏度测试仪（美国Brookfield）；喷雾造粒塔（苏州锦翔压力容器制造公司）；流化干燥床（苏州锦翔压力容器制造公司）；恒温恒湿培养箱（上海科辰）；高效液相色谱仪（安捷伦）。

1.2 材料

维生素A醋酸酯结晶（浙江新和成公司）；大豆油（中粮北海粮油）；阿拉伯胶（上海耐今实业）；明胶（河南兴源化工）；β-环糊精（济南东轩生物）；变性淀粉（浙江新和成）；麦芽糊精（山东西王糖业公司）；二丁基羟基甲苯（南京迈达）；白砂糖（南宁糖业公司）；黄原胶（淄博中轩）；纯化水（实验室自制）；小麦淀粉（南通宏润粉业公司）；二氧化硅（天津龙华诚信粉体公司）。

2 方法

2.1 维生素A微胶囊乳液的制备[2]

2.1.1 维生素A乳液配方 维生素A醋酸酯结晶40 g（280万单位/g）、大豆油50 g、二丁基羟基甲苯18 g、高分子包埋剂（阿拉伯胶、明胶、β-环糊精、变性淀粉任选1种）160 g、黄原胶10 g（根据乳液稳定性适当加减）、白砂糖35 g、纯化水700 g（根据黏度大小适当增减）。

2.1.2 水相制备 称取水溶性材料──高分子包埋剂、黄原胶、白砂糖和纯化水于烧杯中，置水浴锅，加热至80 ℃，开启搅拌器搅拌，搅拌时间30 min，使包埋剂糊化。水相制备完成后，降温至60～65 ℃。

2.1.3 油相制备 称取油溶性材料──维生素A醋酸酯结晶和二丁基羟基甲苯，置60～65 ℃水浴锅内溶解60 min，使油相溶解完全。

2.1.4 乳化剪切 将盛有水相的烧杯放置于60 ℃恒温水浴锅内，烧杯内放入乳化剪切头，剪切速度调至5000 r/min，然后将油相慢慢滴加到水相中，持续滴加时间控制在10～15 min之间。滴加完毕，剪切速度上调至7000 r/min，高速剪切15 min后，制成维生素A微胶囊乳液。

2.2 维生素A微胶囊流化床造粒工艺[3-4]

2.2.1 包裹材料制备 将小麦淀粉和二氧化硅按照质量比700:1混合均匀，要求流动性好，淀粉在加料斗中借助机械震动能顺利进入喷雾塔，如流动性不符合要求，需适当增减二氧化硅，提高淀粉的滑动性。制备50 kg备用。

2.2.2 开启造粒设备 打开引风机，加入小麦淀粉，使小麦淀粉在喷雾造粒塔内高速旋转，充满整个造粒塔空间。

2.2.3 乳液喷雾造粒 将维生素A乳液通过喷雾头喷雾，雾化成细小的液滴，在塔内与小麦淀粉结合，变成湿颗粒落至流化床上。

2.2.4 流化床干燥 喷雾结束后，维生素A乳滴被小麦淀粉包裹，转变为湿颗粒落至流化床上。流化床加热至60 ℃，维生素A微胶囊湿颗粒在热空气的吹动下被干燥，干燥时间持续1 h。

2.3 维生素A微胶囊含量检测[5]

2.3.1 色谱条件 色谱柱kromasil（250 mm×4.6 mm，5 µm），流动相 100%甲醇，流速1.0 ml/min，进样量20 µl，检测波长326 nm。

2.3.2 对照品溶液制备 称取维生素A对照品0.8 g，置入100 ml量瓶，加5 ml无水乙醇，常温超声溶解5 min，加入50 ml蒸馏水，再用异丙醇定容，摇匀，得对照品储备液。吸取上述储备液1 ml，置入100 ml量瓶，用异丙醇稀释至刻度，摇匀，得对照品溶液。

2.3.3 样品溶液制备 称取维生素A微胶囊样品1 g，置入250 ml量瓶，加10 ml无水乙醇，再加100 ml蒸馏水，然后将量瓶置于60 ℃热水浴中超声处理30 min，冷却至室温，用异丙醇稀释至刻度，充分摇匀，过滤。

2.3.4 维生素A含量测定 按2.3.1项方法进样检测。样品中维生素A含量=（样品峰面积×对照品溶液质量×C×250）/（对照品溶液峰面积×样品质量×10 000），其中C为维生素A对照品溶液含量288万IU/g。

3 结果

3.1 用4种包埋材料制备的维生素A乳液放置稳定性实验[6]

根据2.1 项维生素A微胶囊乳液配方及制备方法，以阿拉伯胶、明胶、β-环糊精、变性淀粉4种不同高分子材料为包埋剂，制备4批维生素A乳液，取200 g，置入250 ml烧杯，25±2 ℃放置14 d，每2 d观察1次，主要观察烧杯内维生素A微胶囊乳液表观稳定性。实验数据见表1。

表1 维生素A乳液常温放置稳定性试验结果

由表1可见，用明胶为包埋材料制备的维生素A乳液最稳定，常温放置稳定性试验中，14 d内没有出现分层现象，保持了均一稳定；其次是用阿拉伯胶为包埋材料制备的维生素A乳液，该乳液在前8天内保持了均一稳定，而在第10天出现了分层现象，有水相析出；用β-环糊精和变性淀粉做包埋材料制备的维生素A乳液不稳定，常温放置实验中，分别在第4天和第6天出现了分层现象。

为了提高用阿拉伯胶、β-环糊精和变性淀粉做包埋材料制备的维生素A乳液的稳定性，将配方中的黄原胶用量分别提高到12，16，14 g，而用明胶做包埋材料制备的维生素A乳液，则将黄胶用量减少至7 g，重新制备维生素A乳液进行常温放置稳定性实验。因为黄原胶也是高分子材料，在水中以溶胀成网状结构，提高乳液的稳定性。配方改进后的实验数据见表2。

表2 维生素A乳液（改进后）常温放置稳定性试验

由表2可见，增加黄原胶在乳液中的用量后，乳液的常温放置稳定性均有不同程度的提高。其中，以阿拉伯胶和明胶为包埋材料制备的乳液，常温放置14 d内均稳定；以β-环糊精为包埋材料制备的维生素A乳液，常温放置稳定性由原来的4 d提高到了10 d；用变性淀粉做包埋材料制备的维生素A乳液，常温放置稳定性由原来的6 d提高到了12 d。

3.2 用4种包埋材料制备的维生素A乳液黏度稳定性实验[7]

维生素A微胶囊乳液在进行流化床喷雾造粒时，需要有一定的黏度，黏度太大或黏度太小均不适合喷雾造粒。乳液黏度太大时，会堵塞喷头，喷雾造粒无法进行；黏度太小时，喷雾头喷出的乳液小液滴很难包裹住塔内的淀粉，进而很难生成微胶囊湿颗粒。根据生产实践经验，维生素A乳液的黏度为1200～1500 cp时，最适合维生素A乳液流化床喷雾造粒。按2.1项维生素A微胶囊乳液配方及制备方法制备维生素A微胶囊乳液，配方中黄原胶用量进行了改进，具体实验配方数据如见表3。

表3 改变黄原胶添加量后维生素A乳液配方

对上述用阿拉伯胶、明胶、β-环糊精和变性淀粉4种不同的包埋材料制备的维生素A乳液进行黏度测试，并记录不同温度对应下的黏度，结果表4。

表4 用4种包埋材料制备维生素A乳液黏度测试数据

由表4可见，以阿拉伯胶和明胶为包埋材料制备维生素A微胶囊乳液（乳液1，2），黏度偏高；以β-环糊精和变性淀粉为包埋材料制备维生素A微胶囊乳液（乳液3，4），黏度则偏低。根据生产实践经验，维生素A乳液黏度为1200～1500 cp时，最适合流化床喷雾造粒，故对配方中纯化水添加量进行了调整，以改变维生素A乳液黏度。用阿拉伯胶制备乳液时，加水量为780 g，用明胶制备乳液时，加水量为730 g，用β-环糊精制备乳液时，加水量减少至650 g，用变性淀粉制备乳液时，加用水量减少至620 g。重新测试上述4组乳液黏度，结果见表5。

表5 改变加水量后4种不同包埋材料制备的维生素A乳液黏度数据

由表5可见，改变加水量后用4种不同包埋材料制备的维生素A乳液黏度趋于平稳，尤其是在60±5 ℃温度区间，乳液的黏度落在了乳液最佳喷雾造粒的黏度区间，即1200～1500 cp，有利于喷雾造粒的进行。

3.3 用4种不同包埋材料制备的维生素A微胶囊制剂加速稳定实验[8-9]

根据以上实验结果，对维生素A微胶囊乳液配方进行了调整，见表6。

表6 改进后维生素A微胶囊乳液配方

根据表6维生素A微胶囊乳液配方，用阿拉伯胶、明胶、β-环糊精和变性淀粉4种不同高分子材料做包埋剂，通过流化床喷雾造粒制备4批维生素A微胶囊制剂，铝箔袋分别包装封样，每批样品包装10包，每包25 g，进行40 ℃加速稳定性实验，每2周取样分析1次，检测样品中维生素A含量，连续检测8周，比较用不同包埋剂制备的维生素A微胶囊稳定性差异，结果见表7。

表7 4种不同包埋剂制备的维生素A微胶囊制剂稳定性实验数据

由表7数据可见，用阿拉伯胶、明胶、β-环糊精和变性淀粉4种不同高分子材料做包埋剂制备的维生素A微胶囊制剂在40 ℃加速稳定性实验过程中，有效成分维生素A含量均有不同程度下降。其中，以明胶为包埋材料制备的维生素A微胶囊制剂稳定性最好，第8周含量下降了18.76%；其次分别是以变性淀粉和阿拉伯胶为包埋剂制备的维生素A微胶囊制剂，第8周含量分别下降了24.90%和28.44%；40 ℃加速稳定性最差的是以β-环糊精为包埋材料制备的维生素A微胶囊制剂，第8周含量下降了34.13%。

4 讨论

4.1 由乳液常温放置稳定性实验结果可见，用明胶制备的维生素A微胶囊乳液稳定性最好，其次是用阿拉伯胶制备的乳液，而用β-环糊精和变性淀粉制备的乳液稳定性较差。

4.2 增加或减少黄原胶在乳液中的用量可改变乳液常温放置稳定性。实验中增加黄原胶的用量，提高了用β-环糊精和变性淀粉制备的维生素A微胶囊乳液的稳定性。

4.3 适合流化床喷雾造粒的乳液黏度为1200～1500 cp，黏度过高过低都不利于喷雾造粒。实验通过增加和减少纯化水用量来调整不同包埋材料制备的维生素A乳液黏度，使乳液利于喷雾造粒。

4.4 由加速实验结果可见，以明胶为包埋材料制备的维生素A微胶囊制剂稳定性最好，其次是用变性淀粉和阿拉伯胶制备的维生素A微胶囊制剂，而稳定性最差的是用 精为包埋材料制备的维生素A微胶囊制剂。