阿魏酸、根皮素及Trolox复方微乳制备及性质

阿魏酸、根皮素及Trolox复方微乳制备及性质
孙玥;余燕影;曹树稳
【摘要】通过绘制拟三元相图优化吐温80/乙醇/丁酸乙酯/水微乳液体系的配方,
用于制备阿魏酸、根皮素及Trolox 3种复方抗氧化剂微乳液.考察了体系的温度、盐度和酸度对微乳的影响,研究了微乳对复方抗氧化剂的稳定性、增溶性及体外释
药等性质.结果表明:随着温度升高和pH值降低体系微乳区稍有减小,盐度对微乳区基本无影响;该微乳对3种复方抗氧化剂有增溶、保护作用.该研究为复方微乳应用于食品、医药、化妆品等体系提供理论依据.
【期刊名称】《南昌大学学报（理科版）》
【年(卷),期】2013(037)005
【总页数】6页(P474-479)
【关键词】复方微乳;拟三元相图;性质
【作者】孙玥;余燕影;曹树稳
【作者单位】南昌大学食品科学与技术国家重点实验室,江西南昌 330047,江西南
昌 330031;南昌大学化学系,江西南昌 330031;南昌大学食品科学与技术国家重点
实验室,江西南昌 330047,江西南昌 330031;南昌大学化学系,江西南昌 330031【正文语种】中文
【中图分类】TS202.3
抗氧化剂是一类能与活性氧反应，阻止氧化反应进行的一类物质，广泛应用于食品、
医药、卫生及化妆品等领域。

随着人们生活水平和健康意识的不断提高，天然抗氧化剂越来越受到人们的亲睐。

研究表明，多种抗氧化功效因子联合使用可最大化提高天然抗氧化剂的抗氧化能力、降低其使用成本，其效果往往要大于使用同剂量的单一抗氧化功效因子的效果[1]。

课题组前期研究发现阿魏酸、Trolox(水溶性维生素E)和根皮素3种天然抗氧化剂联合使用具有协同作用，且配方中3种组分比为1:1:1时协同作用最大[2]。

但是，复合配方中研究的3种成分的水溶性差异性及组分储存稳定性等因素均会影响其复合效果，使其往往不能达到最佳协同抗氧化效果。

微乳液(micro-emulsion)是由表面活性剂、助表面活性剂、油与水等组分在适当
比例下形成的无色、透明(或半透明)、低粘度的热力学体系，具有透明的外观、低粘度、较高的溶解度以及自发形成等物理化学特性[3]。

王晓文等[4]研究了番茄红
素微乳液的制备及其贮存过程的稳定性；颜秀花等[5]报导通过制备β-胡萝卜素水包油(O/W)型微乳液，克服了β-胡萝卜素易被氧化及不溶于水等不足，提高其在
食品中的应用。

目前，微乳液在食品工业中的应用主要集中在除浊、防霉剂增效、食品添加剂和营养素增溶、增稳等方面[6]。

本研究采用O/W 型微乳液来包封阿
魏酸、Trolox和根皮素复合配方，拟通过微乳液的增溶性和稳定性，提高复方抗
氧化体系的稳定性和抗氧化效力，为其广泛应用奠定基础。

1 实验部分
1.1 材料及仪器
正丁酸乙酯(Ethyl butyrate，EBR，密度0.874～0.880g·mL-1)、无水乙醇(密度0.789～0.791g·mL-1)、Tween 80(国药集团化学试剂有限公司)；阿魏酸(简写FER，98%)和根皮素(简写PHL，98%)购于陕西华泰精细化工；水溶性维生素
E(简写TRO，Sigma公司)，其他所用试剂均分析纯，实验用水为超纯水；渗析袋(截流相对分子质量14000，半周长27mm)，上海华美生物有限公司。

UV-2450紫外可见分光光度计(日本岛津)；PHS-3C酸度计(上海精益)；LC-2000
高效液相色谱仪(日立)；DZF-150数显小型恒温真空干燥箱(郑州长城科工贸有限公司)；AS3120超声清洗器(天津奥特赛恩思仪器有限公司)。

1.2 实验方法
1.2.1 配方的选择复合配方中阿魏酸具有较好的水溶性，而根皮素和水溶性VE脂溶性强，水溶性差，因此本试验选择O/W 型微乳体系，以Tween 80为表面活性剂，乙醇为助表面活性剂，分别考察乙酸乙酯、丁酸乙酯、辛酸乙酯以及油酸乙酯为有机溶剂，绘制微乳体系的拟三元相图，并研究温度、pH对相图的影响。

乳化方法采用自然乳化分散法，把所需O/W的乳化剂加到油中，制成溶液，使用时把溶液直接投入一定比例的水中，稍加搅拌形成O/W乳状液[7]。

1.2.2 微乳类型鉴别微乳类型鉴别采用以下3种方法进行:(1)一束光通过微乳观察是否会产生“丁达尔现象”；(2)离心法测定，采用3000r·min-1离心10min观察是否出现离心后分层现象；(3)染色法[5]，根据红色的油溶性染料苏丹Ⅲ和蓝色的水溶性染料亚甲基兰在纳米乳中的扩散快慢进行判定。

1.2.3 复方微乳的制备将复方溶于合适的有机溶剂，再添加表面活性剂和助表面活性剂，然后缓慢滴加超纯水。

1.2.4 溶解性测定采用HPLC法绘制标准曲线，通过测定其饱和溶液中组分含量来测定其溶解性。

1.2.5 稳定性研究采用HPLC法考察复方微乳放置的稳定性。

1.2.6 体外释药性利用渗析袋模拟体外释放，选择合适的接受液，考察微乳液体系的体外释放效果，采用HPLC法计算体外累积释药度[8]。

2 结果与讨论
2.1 微乳配方选择及优化
2.1.1 微乳组成选择综合考虑3种抗氧化剂组分在油相中的溶解度及微乳区域大小及成本，本实验油相选择丁酸乙酯。

亲水-亲脂平衡值对微乳配方的设计十分重要
[9]，通常对O/W型微乳其HLB值应在8～18，故本实验选择价廉、无毒、HLB
值较大的Tween80(HLB值＝15)作为表面活性剂，乙醇作为助表面活性剂。

2.1.2 微乳配方优化
2.1.2.1 Tween80与乙醇组成比
分别取乙醇(co-s):Tween80(co)为2:1，1:1，1:2，在25±3℃下用滴定法绘制三
元相图。

三元相图的绘制:固定混合表面活性剂与油相(EBR)组成比为10:1，8:2，7:3，6:4，5:5，4:6，3:7，2:8，1:10与水混合，至溶液由清变浊或由油浊变清，记录变化点，结果见图1所示，图中M表示微乳区(以下均同)。

采用Image-pro plus软件计
算各区域面积，微乳区越大表明该微乳液越稳定。

结果见表1所示。

如图1和表1所示3个相图的微乳区面积属Km＝1:1时略大些，故本实验选择Km＝1:1的配方，即乙醇(co-s):Tween80(co)为1:1。

图1 丁酸乙酯-Tween80-乙醇-水ME体系拟三元相图
表1 微乳配方优化配方微乳区面积/%Km 1:21:12:1 co-s:co 46.847.143.1 O:A 91.279.373.9
2.1.2.2 油与乙醇复配制得的微乳液相图
在本实验中，以丁酸乙酯(O)与助表面活性剂乙醇(A)以1:1，1:2，2:1作为混合油相，以Tween80(S)作为表面活性剂在(25±3)℃下用滴定法绘制相图，结果如图2所示。

同样采用Image-pro plus软件计算各区域面积，结果见表1所示。

由图2和表1所示，丁酸乙酯(O):乙醇(A)为1:2复配时微乳区面积最大，因此本
实验选择Km＝1:2的配方。

图2 丁酸乙酯-乙醇-Tween80-水ME体系拟三元相图
2.1.3 空白微乳的制备根据上述情况，一般表面活性剂占20%～30%，油相越多，包封率越高，然而少量的油相可以提高微乳的稀释度[10]。

实验制备四批微乳，Tween80:乙醇:丁酸乙酯为1:1:1(批号117401)，2:2:1(批号117402)，1:2:1(批号117403)，1:2:2(批号117404)。

采用转相乳化法，其成乳的先后过程为增溶、液晶形成、凝胶状初乳形成以及最终形成微乳。

在反应器中定量加入乙醇为5mL，
再加入Tween-80，磁力搅拌混合均匀，在不断搅拌下加入油相丁酸乙酯，缓慢滴加水成O/W体系，超声处理2min，形成澄清透明的微乳。

2.2 酸性、温度和盐度对微乳区域的影响
分别绘制pH为1.0，4.0和7.0的三元相图和温度为25℃，35℃，55℃时的三元相图。

如图3所示，随着酸度增大微乳区域有略微减小的趋势，但影响不大；而该体系
随温度的升高微乳区域减小较明显，因此使用储存温度不宜太高。

此外，因为Tween80是非离子表面活性剂所以盐浓度对微乳区域没有多大影响。

2.3 抗氧化剂复方微乳的制备
将3种抗氧化剂单体按1:1:1混合均匀加入到丁酸乙酯溶剂中溶解，分别按制备空白微乳的4个比例加入到混合表面活性剂中，缓慢滴加水13 mL。

制备好的微乳
成单一、均匀、透明的液体，如图4所示。

图3 酸性(左)、温度(右)对微乳区域的影响
图4 复方微乳样品
实验发现批号117401微乳有较大的稀释性，而批号117403和批号117404微
乳稀释度小，本实验取2:2:1微乳配方。

2.4 微乳类型鉴别
一束光通过制备微乳产生了“丁达尔现象”见图5，说明形成了微乳体系；离心法
测定采用3000r·min-1离心10min后没有出现离心后分层现象；通过染色法鉴定纳米乳类型，结果显示30min后亚甲基蓝扩散的更快，见图6。

说明此微乳为
O/W体系。

2.5 HPLC分析
色谱条件色谱柱:Symmetry C18柱(200mm×4.6mm，5μm)(Waters公司)，流动相:乙腈(A)-0.1%乙酸(B)(50:50)；流速:0.8mL·min-1；柱温:30℃；检测波长:290nm；进样量20μL。

图5 蓝光现象
图6 30min后扩散情况
以无水乙醇为溶剂，配制复合配方溶液(物质量浓度0.1～1μmol·L-1)，用高效液相色谱制备标准曲线。

以积分面积(A)对物质量浓度进行线性回归得回归方程，阿魏酸酸的保留时间为4.1min，回归方程为Y＝216.687＋11809.865 X；根皮素的保留时间为5.6min，Y＝620.818＋19945.94 X；Trolox的保留时间为7.4min，Y＝17.871＋2298.155 X。

图7 阿魏酸、根皮素及水溶性VE高效液相色谱图
2.6 溶解度的测定
取300μmol的复合配方置于10mL玻璃药瓶中，分别加入空白微乳溶液、丁酸乙酯和水各1mL，在25℃于震荡器上连续振荡12h(超声)，达饱和状态。

震荡完毕后将其于3000r·min-1离心10min取上清液，用0.45μm微孔滤膜过滤，过滤后得澄清液。

取3种试样的澄清液，HPLC测定3种成分的含量，由回归方程求得各组分浓度并计算其溶解度。

结果表明，在水中的溶解度分别为阿魏酸0.527，根皮素0.00828，Trolox 0.00103mg·mL-1；在丁酸乙酯中的溶解度分别为阿魏酸13.67，根皮素15.42，T rolox 23.40mg·mL-1；在微乳中的溶解度阿魏酸19.4，根皮素27.5，Trolox 25.1 mg·mL-1。

说明微乳对复方具有增溶作用。

图8 溶解度柱形图
2.7 稳定性研究
2.7.1 日内稳定性将微乳分别放置0、2、4、6、8、16、24h，观察其外观、澄清度。

结果表明，外观一直保持澄清透明的状态，未见分层、絮凝和破乳现象，发现颜色有点加深。

2.7.2 留样观察将微乳置于小试管内，密封管口。

室温下(20±3℃)静置7d，每天观察其外观、澄清度并检测含量。

见表2。

将样品保留6个月，发现外观仍保持澄清、透明状态。

表2 7d内微乳液形状及载药稳定性Time/dconcentration(umol/mL)现象121.7321.7421.71 FER PHL TRO浅淡黄色透明221.7121.6821.66 浅淡黄色透明321.6921.6821.68 浅淡黄色透明421.6721.6721.64 浅淡黄色透明
521.7221.6321.66 淡黄色透明621.6721.6721.58 淡黄色透明
721.6421.6421.55淡黄色透明
2.8 体外释药性
分别以50%乙醇和微乳为溶剂配制抗氧化剂复方溶液，取2种溶液5mL于渗析袋中，将渗析袋置于含有430mL 50%醇-水溶液的两个三角瓶中，在室温下磁力搅拌。

于不同时间从三角瓶中取5 mL渗析液，并用相同体积的50%醇-水补足。

HPLC法测定渗析液中药品浓度。

通过下式计算释放率，结果见表3。

式中:Fi%:第i次累积释放百分率；Ci:第i次取样时释放介质中组分的含量
(μmol·mL-1)；V:释放介质体积(mL)；S:取样体积(mL)；G:总量(μmol)。

表3 批号117402复方微乳不同时间段各组分累积释放度/n＝3时间/h 阿魏酸(i%±s) 根皮素(i%±s) Trolox(i%±s)0.511.39±1.033.23±1.066.36±0.781
14.75±0.985.14±0.0410.09±0.972 19.54±1.106.18±0.1311.71±1.064
25.06±0.887.87±0.9716.12±1.026 33.47±1.058.26±0.6718.89±0.798
39.83±1.0812.00±0.0823.41±0.661047.76±0.6615.53±0.7828.41±1.031254. 71±1.2720.19±1.8734.04±1.891456.82±1.4522.13±2.6236.09±0.192472.69±0.5536.19±1.7462.52±2.63
表4 各时间段累积释药数学方程Trolox零级模型 Fi(t)＝0.027t＋0.154；R2＝0.946释放方程阿魏酸根皮素＝0.994一级模型ln(F∞-Fi(t))＝-0.051t-0.111；R2＝0.993 Fi(t)＝0.013t＋0.023 R2＝0.985 Fi(t)＝0.022t＋0.061 R2 L n(F∞-
Fi(t))＝-0.017t-0.012 R2＝0.978 Ln(F∞-Fi(t))＝-0.036t-0.017 R2＝0.922 Ritger-Pappas模型＝0.960 Higuchi模型Fi(t)＝0.153t1/2–0.01717 R2＝0.988 Fi(t)＝0.073t1/2-0.051 R2＝0.901 Fi(t)＝0.121t1/2-0.063 R2＝0.959 Weibull 模型lnF(t)＝0.497ln(t)-1.924 R2＝0.985 lnF(t)＝0.579ln(t)-3.151 R2＝0.924 lnF(t)＝0.539ln(t)-2.452 R2 ln｛-ln[1-F(t)]｝＝0.618ln(t)-1.867 R2＝0.969 ln ｛-ln[1-F(t)]｝＝0.619ln(t)-3.140 R2＝0.913 ln｛-ln[1-F(t)]｝＝0.619ln(t)-2.429 R2＝0.932
分别采用零级模型、一级模型、Higuchi模型、Ritger-Pappas模型、Weibull模型对复方微乳各时间点累积释药率进行数学处理，求回归方程，结果见表4。

从拟合曲线R2值大小可以看出，复方微乳凝胶体外释药规律阿魏酸以一级模型拟合较好，根皮素和Trolox以零级模型拟合较好。

从累计释放率可见释放程度为阿魏酸＞Trolox＞根皮素，这可能与物质在接受液中的溶解度以及在微乳中核内和核外增溶的机理不同所引起的。

3 结论
该微乳有较大可稀释性，对温度和盐度及pH值有较大的耐性；稳定性实验表明，此微乳稳定性好，适合长期放置。

因此该微乳体系是上述3种抗氧化剂复方应用的优良载体之一，可广泛地应用于食品、医药及化妆品等领域。

参考文献:
[1]LIU R H.Health Benefits of Fruit and Vegetables Are From Additive and Synergistic Combinations of Phytochemicals[J].American Journal of Clinical Nutrition，2003，78Suppl3:517S-520S.
[2]孙玥，余燕影，曹树稳.阿魏酸、根皮素和水溶性VE的抗氧化协同效应及其配
方优化[J].食品科学，2012，33(3):33-38.
[3]崔正刚，殷福珊.微乳化技术及应用[M].北京:中国轻工业出版社，1999.
[4]王晓文，张华伟，闫圣坤，等.番茄红素在微乳液制备和贮藏过程中构型转化及
稳定性研究[J]，食品与生物技术学报，2013，32(1):22-29.
[5]颜秀花，王正武，王建磊，俞惠新.β-胡萝卜素微乳液的制备及其稳定性研究[J].化学通报，2007(1):67-72.
[6]黄芬，唐年初，郭贯新，赵晨伟，微乳化技术及其在食品工业中的应用[J].粮油加工，2009，5:113-116.
[7]徐燕莉.表面活性剂的功能[M].北京:化学工业出版社，2000，3:120.
[8]管咏梅，赵益，陈丽华等.雷公藤微乳凝胶释药性能研究[J].中国实验方剂学志，2010，16(17):1-3.
[9]YAGHMUR A，ASERIN A，GARTI N.Colloids and Surfaces
A:Physicochemical and Engineering Aspects[J]，2002，20:971-981.
[10]刘根新，张继瑜，吴培星，等.O/W 型药用微乳的制备及评价[J].中国农业科学，2009，42(9):3328-3333.。