海藻酸钠一壳聚糖一金银花提取物微胶囊的制备及性能研究yd19207

彭勇刚1，周永生1，纪俊玲1，徐瑞鹏2，施建平3 1．常州大学石油化工学院，江苏常州213164；2．凯盛家纺股份有限公司，江苏海门226100；3．苏州大学纺织与服装工程学院，江苏苏州215021

收稿日期：2014-10-16

基金项目：海门市工业科技项目

作者简介：彭勇刚(1979-)，男，湖北天门人，研究方向：天然高聚物的综合利用

原载：印染助剂2015/12；15-18

【摘要】采用一步法制备系列海藻酸钠-壳聚糖-金银花提取物微胶囊，以微胶囊外观、包封率以及机械强度为考核指标，考察了制备工艺对微胶囊性能的影响．结果显示，制备海藻酸钠-壳聚糖-金银花提取物微胶囊的最佳工艺为：海藻酸钠质量分数2.0％，氯化钙质量分数3.0％，壳聚糖质量分数为1.5％，所得微胶囊各项性能最优．

【关键词】微胶囊；海藻酸钠；壳聚糖；氯化钙；金银花提取物；制备；性能

【中图分类号】TQ610．4 文献标识码：A 文章编号：1004-0439(2015)12-0015-04

金银花又名忍冬，为忍冬科多年生半常绿缠绕木质藤本植物，名贵药材之一，属于中医临床最常用的药材．绿原酸是金银花的主要活性成分，具有抗菌、抗病毒、消除自由基、抗脂质过氧化、保肝利胆等生物学活性[1]．由于绿原酸分子骨架中具有酯基和多元酚

结构，在一定条件下会发生酯基水解和多元酚氧化[2]，从而导致稳定性下降．绿原酸化学结构式如下：

微胶囊技术是将固、液、气态物质(芯材)包埋到微小、半透性或封闭的胶囊内成为一种固体微粒产品的技术[3]．可提高芯材的稳定性，控制释放速度，在中药领域有着广泛的用途。

壳聚糖和海藻酸钠均为无毒、生物相容性好、生物可降解的天然高分子材料．壳聚糖是一种阳离子聚电解质，其分子链上有大量的伯胺基；海藻酸钠是一种阴离子聚电解质，其分子链上有大量的羧基．可通过正负电荷吸引，形成聚电解质膜[4]．反应式如下：

本文以壳聚糖、海藻酸钠为壁材，金银花提取物为芯材，采用界面聚合法制备海藻酸钠-壳聚糖-金银花提取物微胶囊，考察了海藻酸钠质量分数、壳聚糖质量分数、氯化钙质量分数等对微胶囊性能的影响。

1 试验

1．1 药品

壳聚糖(脱乙酰度87％，工业品)，醋酸、海藻酸钠、氯化钙(均为化学纯)，金银花提取物(工业级，江苏绿茵生物科技有限公司，绿原酸质量分数为6％)．

1．2 仪器

XPS-2C生物显微镜f上海精密仪器仪表有限公司)，电动搅拌器(上海申生科技有限公司)．

1．3 微胶囊的制备

取适量壳聚糖溶解在50 mL质量分数为1.0％的醋酸溶液中，然后加入适量CaC12，搅拌溶解，得到壳聚糖氯化钙混合溶液；配制一定质量浓度的海藻酸钠溶液，并将金银花提取物以一定比例溶于其中．取4 mL金银花的海藻酸钠溶液，用带8号针头的5 mL注射器缓慢滴加至壳聚糖氯化钙溶液中，边滴加边搅拌，滴加结束后，继续搅拌0．5 h，过滤、洗涤，收集微球，40℃真空干燥．

1．4 测试

1．4．1 外观形态

将微胶囊均匀地分布在表面皿上，在生物显微镜下观察．

1．4．2 包封率

配制一定质量浓度的金银花溶液，采用紫外可见分光光度计进行全波段扫描，确定其最大吸收波长．

配制质量浓度为0．5 g／L的金银花溶液，分别移取0．5、1．0、1．5、2．0、2．5、3．0 mL到100 mL容量瓶中，去离子水定容己制质量浓度为0．025、0．050、0．075、0．100、

0．125、0．150 g／L的溶液，测定吸光度，绘制标准曲线。

微胶囊制备结束后，过滤，微胶囊用蒸馏水反复洗涤5次，收集滤液，定容到250 mL容量瓶中，用分光光度计测量吸光度，计算滤液中金银花的质量，按下式计算包封率：

包封率=	金银花初始质量-滤液中金银花质量	╳％
	金银花初始质量

1．4．3 机械强度[5]

采用按压法，以微胶囊所能承受的最大压力来表征机械强度．随机取微胶囊放在电子天平托盘上，用砝码按压，微胶囊破裂或严重形变时承受的压力即为微胶囊的机械强度，每批取15个微胶囊测定，取平均值。

2 结果与讨论

2．1 海藻酸钠质量分数对微胶囊性能的影响

在壳聚糖质量分数为1．0％，氯化钙质量分数为1．0％，芯材与壁材质量比为1：1，溶液pH为5．0，海藻酸钠质量分数分别为0．5％、1．0％、2．0％、2．5％的条件下，

制备微胶囊，并对微胶囊的性能进行研究。

2．1．1 成型效果及机械强度

从表1可以看出，微胶囊的成型效果随着海藻酸钠质量分数的提高而逐渐提高．这是因为当海藻酸钠质量分数过低时，壳聚糖海藻酸钠聚电解质膜过薄，微胶囊无法成型；随着海藻酸钠质量分数的升高，壳聚糖与海藻酸钠形成的微胶囊壁材逐渐变厚，微胶囊成型效果渐渐变好．当海藻酸钠质量分数为2．0％时，形成的微胶囊颗粒均匀，成型效果好；而超过2．0％后，溶液粘度增大，挤出困难，微胶囊成型效果变差。

由表1还可看出，当海藻酸钠质量分数过低时，微胶囊无法成型，导致机械强度无法测出．随着海藻酸钠质量分数的增加，壳聚糖与海藻酸钠形成的微胶囊外壳越来越紧密，机械强度逐渐增强．

表1 海藻酸钠质量分数对微胶囊成型效果及机械强度的影响

2．1．2 包封率

从图1可知，随着海藻酸钠质量分数的增加，微胶囊包封率逐渐增加，当海藻酸钠质量分数超过2．O％后，微胶囊包封率反而下降．这是因为当海藻酸钠质量分数过低时，壳聚糖海藻酸钠聚电解质膜过薄，形成的微胶囊机械强度低，不能有效地包埋芯材，使得包封率较低；但海藻酸钠质量分数过高时，溶液粘度大，较难挤出，且挤出后易变形成椭圆形，包封效果也不好．因此，海藻酸钠质量分数为2．0％时比较合适。

图1 海藻酸钠质量分数对微胶囊包封率的影响

2．2 氯化钙质量分数对微胶囊性能的影响

壳聚糖分子链上含有大量的伯胺基，海藻酸钠分子链上含有大量的羧基，两者接触时，通过正负电荷吸引形成聚电解质膜；同时，Ca2+可与海藻酸钠形成海藻酸钙凝胶，在微胶囊表面形成一层致密的保护膜，增加微胶囊的强度[6]，因此，氯化钙质量分数对微胶囊的性能有较大影响．

在海藻酸钠质量分数为2．0％，壁材与芯材质量比为1：1，壳聚糖质量分数为1．0％，溶液pH为5．0，氯化钙质量分数为1．O％、2．0％、3．0％、4．0％的条件下，制备

微胶囊，并对微胶囊的性能进行研究。

2．2．1 成型效果及机械强度

从表2可看出，随着氯化钙质量分数增加，微胶囊产品成型效果逐渐提高，但氯化钙质量分数过高时，所得到的微胶囊产品粒径增大、囊壁变厚．氯化钙的质量分数选择2．0％ 3．0％。

从表2还可看出，随着氯化钙质量分数的增加，微胶囊机械强度逐渐增大．原因是Ca2+可与海藻酸钠分子链上的羧基结合，形成海藻酸钙凝胶．随着氯化钙质量分数的增加，微胶囊的囊壁逐渐增厚，机械强度随之增加。

表2 氯化钙质量分数对微胶囊成型效果及机械强度的影响

2．2．2 包封率

由图2可见，氯化钙质量分数对微胶囊包封率的影响较小，当氯化钙质量分数为1．0％～4．0％时，微胶囊包封率略有增大，从85．0％增加至87．2％．原因是随着氯化钙质量分数的增大，囊壁变厚，芯材渗出较少，包封率略微提高。

图2 氯化钙质量分数对微胶囊包封率的影响

2．3 壳聚糖质量分数对微胶囊性能的影响

在海藻酸钠质量分数为2．0％，氯化钙质量分数为3．0％，壁材与芯材质量比为1：1,pH为5．0，采用不同质量分数的壳聚糖制备一系列微胶囊，对其性能进行研究。

2．3．1 成型效果及机械强度

从表3可以看出，微胶囊的成型效果随着壳聚糖质量分数的提高而逐渐提高，当壳聚糖质量分数较低时，微胶囊无法成型；但壳聚糖质量分数过高，溶液粘度过大，反而使微胶囊的成型效果变差。

由表3还可知，随着壳聚糖质量分数的增大，微胶囊机械强度逐渐增大．这是由于壳聚糖质量分数增大，微胶囊壁变厚，其机械强度相应增大．当壳聚糖质量分数超过1．5％后，微胶囊的机械强度增大幅度变小。

表3 壳聚糖质量分数对微胶囊成型效果及机械强度的影响

2.3．2 包封率

从图3可以看出，微胶囊包封率随着壳聚糖质量分数的增大而增大，但当壳聚糖质量分数超过1．5％时，包封率反而有所下降．原因是壳聚糖在微胶囊表面与海藻酸钠复合形成聚电解质半透膜，限制了芯材从微胶囊内部向溶液中扩散，提高了芯材的包封率；但壳聚糖质量分数过高，会使壳聚糖溶液粘度增大，使得微胶囊的成型效果变差，最终导致包封率降低，适宜的壳聚糖质量分数为1．5％。

图3 壳聚糖质量分数对微胶囊包封率的影响

3 结论

采用一步法制备海藻酸钠-壳聚糖-金银花提取物微胶囊，确定了微胶囊制备的最佳丁艺条件：海藻酸钠质量分数为2．0％，氯化钙质量分数为3．0％，壳聚糖质量分数为1．5％，所得微胶囊外形圆整，大小均匀，机械强度好．

参考文献：

[1] 周洪荣．芦荟和金银花抗菌成分提取及其对棉织物的整理[D]．苏州：苏州大学硕士论文，2008：11-12．

[2] 林丽洋，贺英菊，陈艳，等．绿原酸一β-环糊精包合物的制备及验证[J]天津药学，2006，18(5)：25-27．

[3]孟祥，李保国，齐正，等．微胶囊技术在中药现代化中的应用[J]食品科学，2006(9)：4-7．

[4] 寿旭锋，范春雷．壳聚糖／海藻酸钠微囊在中药提取物缓释制剂中的应用[J]．现代生物医学进展，2008，8(5)：955-957．

[5] 李朝霞，朱建良制备海藻酸钠一壳聚糖生物微胶囊的技术研究[J]．盐城工学院学报：自然科学版，2005，18(2)：58-62．