锐孔法制备壳聚糖-姜黄素微囊

第39卷第2期 唐山师范学院学报 2017年3月 Vol.39 No.2 Journal of Tangshan Normal University Mar. 2017────────── 收稿日期：2017-01-03作者简介：刘欣（1972-），女，河北唐山人，硕士，教授，研究方向为分析化学。

-15-化学与化工锐孔法制备壳聚糖-姜黄素微囊刘 欣，郎凯凯，仇 娟，贺慧慧，马 周（唐山师范学院 化学系，河北 唐山 063000）摘 要：用锐孔法以壳聚糖为囊材制备了姜黄素微囊。

采用单因素变量法探讨了壳聚糖浓度、NaOH 浓度、姜黄素浓度、转速、温度、针头孔径、下滴高度等因素对微囊包封率的影响。

通过正交试验确定了最佳制备工艺条件为壳聚糖质量分数为6.0%、氢氧化钠浓度4.0 mol·L -1、姜黄素质量分数为2.0%、针头孔径0.6 mm 、下滴高度10 cm 、温度20 ℃、转速450 r·min -1。

制得的微囊为橙红色球状颗粒，大小均匀，包封率为60%，载药量达到0.75%。

姜黄素微囊化后稳定性明显增强。

关键词：壳聚糖；姜黄素；微囊；锐孔法 中图分类号：R944.5文献标识码：A文章编号：1009-9115(2017)02-0015-05DOI ：10.3969/j.issn.1009-9115.2017.02.005Preparation of Curcumin Micro-Capsules with Chitosan as EncapsulatingMaterial by Piercing MethodLIU Xin, LANG Kai-kai, QIU Juan, HE Hui-hui, MA Zhou(Department of Chemistry, Tangshan Normal University, Tangshan 063000, China)Abstract: Curcumin microcapsules were prepared with chitosan as encapsulating material by piercing method. The impact of the concentration of chitosan, the concentration of sodium hydroxide, the concentration of curcumin, stirring speed, curing temperature, needle aperture, drop height on the encapsulation efficiency were studied by the single factor experiment. The optimum conditions were determined by orthogonal experiment and the results showed that the concentration of chitosan was 6.0%, the concentration of sodium hydroxide was 4.0 mol·L -1, the concentration of curcumin was 2.0%, the stirring speed was 450 r·min -1, the curing temperature was 20 ℃, the needle size was 0.6 mm and the drop height was 10 cm. The microcapsules were orange-red spherical particles and uniform in size. The embedding rate was 60%, the drug-polymer interactions of 0.75%. The stability of curcumin was obviously enhanced after microencapsulation.Key Words: chitosan; curcumin; micro-capsules; piercing method1 引言微胶囊技术是一种用成膜材料把固体或液体材料包覆形成微小粒子的技术[1,2]，微胶囊的制备方法通常分为物理法、物理化学法、化学法等三大类[3]。

微胶囊技术可以保护材料敏感成分、增强稳定性、控制芯材释放、降低或掩盖不良味道、降低挥发性，在食品、医药、纺织、涂料、农业、化妆品工业等方面有广泛的应用[4,5]。

姜黄素是从姜黄中提取的一种植物多酚，橙黄色结晶粉末，味稍苦，对还原剂的稳定性较强，着色性强，一经着色后就不易退色，但对光、热、铁离子敏感，耐光性、耐热性、耐铁离子性较差。

近年的研究还揭示出姜黄素具有一定的药理作用，如抗炎、抗氧化、清除氧自由基、抗人类免疫缺陷病毒、保护肝脏和肾脏、抗纤维化以及防癌抗癌等作用。

由于姜黄素水溶性差，不易吸收，生物利用度低，在空气中氧及光的作用下逐渐分解。

如何获得性质稳定的姜黄素是姜黄素利用工作的重要内容。

第39卷第2期 唐山师范学院学报 2017年3月-16-微囊技术可以对姜黄素进行包埋，使其封闭在囊内不与外界接触，从而提高其在环境中的稳定性[6,7]。

本文采用锐孔法[8-10]以天然阳离子生物聚合物壳聚糖[11-13]为壁材制备了姜黄素微囊，结合正交试验[14,15]确定了制备微囊的最佳工艺条件。

2 实验部分2.1 仪器与试剂 2.1.1 主要仪器722s 可见分光光度计（上海精密科学仪器有限公司）；85-2A 恒温磁力搅拌器（常州澳华仪器有限公司）；KQ-400KED 高功率数控超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）；AR1140电子分析天平（上海精密科学仪器有限公司）；电子天平（上海精密科学仪器有限公司）；DRZ-4电阻炉温度控制器（天津中正科教仪器厂）；20目、30目和45目的标准筛（浙江上虞市五四建材仪器厂）；无菌注射器（郑州康佳医疗器械有限公司）。

2.1.2 主要试剂壳聚糖（DAC>90%，济南海得贝海洋生物工程有限公司）；姜黄素（DAC>95%，南京景竹生物科技有限公司）；氢氧化钠（AP ，天津市永大化学试剂有限公司）；乙酸（AP ，天津市永大化学试剂有限公司）。

2.2 实验方法 2.2.1 微囊的制备用冰乙酸溶解一定量的姜黄素，与壳聚糖水溶液混合，超声匀质。

用注射器吸取一定量的混合溶液，以确定的滴加速度注入到已知浓度的氢氧化钠溶液中，从而形成微囊。

以包封率为首要参考指标评价微囊的质量，并结合微囊的形态来确定锐孔法制备壳聚糖-姜黄素微囊的最佳工艺参数。

2.2.2 姜黄素含量的测定 姜黄素溶液标准曲线的绘制：准确称取0.268 6 g 姜黄素，加入醋酸溶解后全部转移至50 mL 容量瓶中，定容摇匀，制得姜黄素的标准溶液。

取5个50 mL 容量瓶，用吸量管分别加入5.00 mL 、6.50 mL 、8.00 mL 、9.50 mL 、11.00 mL 标准姜黄素溶液，用1:1的醋酸和去离子水定容、在430 nm [16]处测定各溶液的吸光度A 。

制作姜黄素溶液的工作曲线。

微囊中姜黄素含量的测定：将制得的微囊用一定量的去离子水洗涤表面残存的氢氧化钠后，置于研钵中充分研磨，用去离子水多次洗涤、过滤，将滤液完全转移至100 mL 的容量瓶中，用醋酸定容。

准确量取25.00 mL 的滤液于50 mL 的容量瓶中，用1:1的醋酸和去离子水定容，在430 nm 处测吸光度A ，根据标准曲线得到姜黄素的含量。

2.2.3 姜黄素微囊包封率的测定 包封率的计算公式 ω(%)=ω1/ω2 × 100%式中：ω1-微囊中姜黄素的质量（克），ω2-投加料中的姜黄素的质量（克）。

2.2.4 微囊粒径分布的测定将制备的微囊真空干燥后通过40目、60目、80目的标准筛，称量各个标准筛上残留微囊的质量计算粒径分布。

以百分数表示粒径分布X (%)=X 1/X 2×100%式中：X 1-某一粒径范围的姜黄素微囊的总质量（克），X 2-姜黄素微囊的总质量（克）。

2.2.5 微囊药物含量的测定 微囊载药量计算公式为 m (%)=m 1/m 2 × 100%式中：m 1-微囊中姜黄素的质量（克），m 2 -所称微囊样品的质量（克）。

3 结果与讨论 3.1 姜黄素标准曲线按照实验方法2.2.2绘制姜黄素标准曲线，如图1所示。

a b s o r b a n c e Concentration of curcumin/10-6g mL-1图1 姜黄素溶液的标准曲线拟合的工作曲线方程为A =0.128 3 C +0.002 3，R =0.999 8。

其中，A 为溶液的吸光度，C 为溶液的浓度，单位为10-6 g ·mL -1。

3.2 浓度对锐孔法制备微囊的影响 3.2.1 壳聚糖浓度的影响将1.00 mL 1.0%的姜黄素溶液和4.00 mL 5.0%的壳聚糖溶液混合，搅拌后超声匀质5 mins ，用注射器准确吸取1.00 mL 混合溶液。

将盛有20 mL 浓度为1.5 mol ·L -1的NaOH 溶液的烧杯置于恒温磁力搅拌器上，控制搅拌速度450 r·min -1、温度20 ℃。

在距离NaOH 溶液液面上方10.0 cm 处，用针头孔刘 欣，等：锐孔法制备壳聚糖-姜黄素微囊-17-径为0.90 mm 的注射器造粒，形成姜黄素微囊。

依次改变壳聚糖溶液的浓度按同样的方式造粒，结果见图2。

E m b e d d i n g r a t e /%Concentration of chitosan /%图2 壳聚糖浓度对包封率的影响由图2可见，壳聚糖浓度为5.0%时包封率最大。

3.2.2 NaOH 溶液浓度的影响固定壳聚糖浓度5.0%，改变NaOH 溶液浓度，按上述方法制备姜黄素微囊，结果见图3。

Concentration of NaOH/mol L-1图3 NaOH 浓度对包封率影响NaOH 溶液浓度对微囊包封率影响很大，这主要是因为姜黄素在中性、酸性时呈黄色，在碱性时呈红褐色，影响吸光度的测定。

根据图3，确定最佳NaOH 溶液浓度为3.5 mol·L -1。

3.2.3 姜黄素浓度的影响固定壳聚糖浓度 5.0%、NaOH 溶液浓度 3.5mol·L -1，改变姜黄素浓度制备微囊，结果见图4。

姜黄素的浓度对包封率影响不是很大，根据图4，确定最佳姜黄素浓度为2.0%。