自乳化叶黄素制剂的制备和性质研究

周 迪，周玉春，许新德，郗锋剑

(浙江医药股份有限公司新昌制药厂，浙江新昌312500)

自乳化叶黄素制剂的制备和性质研究

周 迪，周玉春，许新德，郗锋剑

(浙江医药股份有限公司新昌制药厂，浙江新昌312500)

研究以叶黄素为原料，通过单因素实验，分析油溶介质、溶解温度、溶解时间对自乳化叶黄素产品的影响，确定油溶介质和最佳的工艺条件。从产品质量和稳定性入手，通过正交实验对非离子型表面活性剂和助表面活性剂进行筛选，确定透明自乳化叶黄素制剂配方:叶黄素:6%、紫苏油:10%、dl－a生育酚:1.5%、吐温－80:6%、蔗糖酯S－15: 2%、司盘－40:1.5%、松香甘油酯:3%、甘油:70%，并对其性质进行研究。

叶黄素，类胡萝卜素，自乳化

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

叶黄素晶体 浙江医药股份有限公司新昌制药厂;抗氧化剂dl－a生育酚 浙江医药股份有限公司新昌制药厂;溶解介质 紫苏油、大豆油、玉米油、中链脂肪酸甘油酯;乳化剂 吐温－80、司盘－40、蔗糖脂肪酸酯S－15、松香甘油酯;助表面活性剂 甘油。

UV－2450UV－visible spectrophotometer紫外可见分析仪 日本岛津;Agilent 1100高效液相色谱仪 美国安捷伦;nanomeawurer zs纳米粒径测定仪 Malvern Instruments Ltd。

1.2 实验方法

1.2.1 实验条件

1.2.1.1 UV法含量的测定(紫外分光光度仪)［6］试样的溶出:精密称取自乳化叶黄素制剂 100mg (0.0001g)至100mL容量瓶中，加入5mL纯化水，在60℃水温下超声溶解5min，冷却后，用无水乙醇定容至刻度，摇匀，过滤。

供试液的稀释:取1mL上述过滤液至25mL容量瓶中，用无水乙醇稀释定容。

测定:用10mm比色杯，以无水乙醇作为空白，测定供试液在445nm处的吸光度。

结果计算:X=Amax×2500/(2550×W)

式中:Amax－自乳化叶黄素制剂在445nm处的吸光度;2500－稀释倍数;2550－叶黄素在无水乙醇中的吸收系数;W－自乳化叶黄素制剂重量，g。

1.2.1.2 顺反式体比例的测定(高效液相色谱仪)色谱条件:色谱柱 CHIRALPAK AD－H手性柱(4.6mm×250mm，5μm);柱温35℃;流动相:正己烷∶异丙醇(85∶15，v∶v);流速:1.5mL/min;进样量: 20μL;检测波长:453nm。

1.2.1.3 叶黄素的溶解方法(瞬时高温溶解) 在蠕动泵的作用下将油相混合液输送至盘管，调节频率使其在一定的时间通过盘管并升温至一定的温度，使叶黄素溶解在混合液中。

1.2.1.4 正交实验

表1 四因素三水平正交实验设计(%)Table 1 Four factors and three levels orthogonal experiments(%)

1.2.1.5 感官指标的评价 产品感官指标包括外观、溶于水粒径、水溶液和高糖高酸体系稳定性(1%柠檬酸，24%蔗糖)等，采用综合指标100分制评分［7］。

1.3 工艺流程

混合搅拌→预热升温→瞬时高温溶解→冷却→成品

1.4 操作要点

1.4.1 混合搅拌 按实验配方将称量好的活性成分(叶黄素)、油、抗氧化剂、非离子型表面活性剂和助表面活性剂混合搅拌分散均匀。

1.4.2 预热升温 将上述混悬液保温在80～90℃搅拌15min左右，使其进一步分散溶解确保后述的瞬时升温溶解效果。

1.4.3 瞬时高温溶解 在蠕动泵的作用下将混合液输送至盘管，调节频率使其在15～25s通过盘管并升温至120～140℃，使叶黄素溶解在混合液中。

1.4.4 水浴冷却 将上步自乳化叶黄素制剂接入至旋转蒸发仪烧瓶中，转动，水浴冷却至室温。

2 结果与讨论

2.1 叶黄素溶解工艺条件的研究

2.1.1 溶解介质的选择 研究6g叶黄素晶体分别在140℃下，保温5min溶解所需要的溶解介质数量。实验结果如表2所示。

表2 各种介质溶解叶黄素晶体情况Table 2 Dissolved lutein crystals of various media

由表2可知，植物油中紫苏油对叶黄素溶解性最好，其次是中链脂肪酸甘油酯，因此紫苏油为叶黄素晶体最佳溶解油，内容物数少，自乳化体系更加稳定。

2.1.2 油溶法温度的确定 研究6g叶黄素晶体分别在100、120、140、160℃温度下溶解5min所需紫苏油的数量，以及油基质总量在制得的6%自乳化叶黄素制剂所占的比率及其产生的影响。实验结果如表3。

表3 溶解6g叶黄素晶体在不同温度下所需油量及在制剂中所产生的影响Table 3 Value of oil required in the preparation of dissolving 6g lutein crystals at different temperatures and its effects

由表3可知，高温对叶黄素异构影响很大，反式体比例减少，产品的生物利用度降低。因此作为保健功能应用的自乳化叶黄素产品不宜过高温度［8］。

2.1.3 油相溶解时间的确定 实验进一步研究6g叶黄素晶体在10g紫苏油中140℃保温溶解时间对叶黄素溶解及反顺异构的影响。实验结果见表4。

表4 油溶法溶解时间对β－胡萝卜素的影响Table 4 The effect of dissolution time on β－carotene by oil－soluble method

从表4可知:高温条件下，溶解时间对叶黄素影响较大，可通过缩短溶解时间上解决叶黄素的异构问题。因此最佳溶解时间为15～25s，对叶黄素异构影响较少，同时具有较好的可操作性。

综合前面的实验结果，最终确定微囊化叶黄素工艺条件为:溶解温度:120～140℃，溶解时间: 15～25s，植物油:紫苏油，叶黄素∶紫苏油:6∶10。

2.2 自乳化叶黄素制剂配方的确定［9-11］

按上述确定的最佳工艺条件:溶解温度:120～140℃，溶解时间:15～25s，植物油:紫苏油，叶黄素∶紫苏油:6∶10，进行正交实验确定6%自乳化叶黄素制剂配方。由于产品配方中八个因素中已有三个因素为定量:叶黄素为6%，紫苏油已确定最佳用量为10%及抗氧化剂dl－a生育酚一般为1.5%。而甘油是由其它四因素制约变化，因此只对其它变量根据配方作L9(34)正交实验，结果见表5。

表5 四因素三水平正交实验结果Table 5 Results of four－factor and three－level orthogonal experiments

从表5可知:各因素对产质量及稳定性的影响大小排列为A＞C＞B＞D，并从平均值上得出最佳配方为A3B2C2D2。

按上述的最佳配方A3B2C2D2进行一组实验，综合指标得分为95.6，综合实验所知6%自乳化叶黄素制剂最佳配方为:叶黄素:6%、紫苏油:10%、dl－a生育酚:1.5%、吐温－80:6%、蔗糖酯S－15:2%、司盘－40:1.5%、松香甘油酯:3%、甘油:70%。

2.3 自乳化叶黄素制剂应用评价

按上述6%自乳化叶黄素制剂叶黄素确定的最佳工艺条件:溶解温度为:120～140℃、溶解时间为: 15～25s和最佳配方:叶黄素:6%、紫苏油:10%、dl－a生育酚:1.5%、吐温－80:6%、蔗糖酯S－15:2%、司盘－40:1.5%、松香甘油酯:3%、甘油:70%制备成6%自乳化叶黄素制剂，并进行性质研究。

2.3.1 高效液相分析6%自乳化叶黄素制剂异构结果见图1。

图1 6%自乳化叶黄素制剂高效液色谱图Fig.1 High－performance liquid chromatogram of 6%self－emulsifying lutein

由图1可知:自乳化叶黄素制剂全反式体含量高，受制备工艺过程影响少，异构化程度少，因而确保了叶黄素的生物活性。

2.3.2 对6%自乳化叶黄素制剂粒径检测 取200g自乳化叶黄素制剂溶于200g水中温和搅拌溶解充分，取一部分溶液用Malvern纳米粒径测定仪检测，结果见图2;另一部分溶液通过高压均质机(一级压力:8～10MPa，二级压力:15～20MPa)均质两次，最后纳米粒径测定仪检测，结果见图3。

图2 均质前自乳化叶黄素制剂水溶液粒径Fig.2 Particle size of self－emulsifying lutein solution before homogenizing

图3 均质后自乳化叶黄素制剂水溶液粒径Fig.3 Particle size of self－emulsifying lutein solution after homogenizing

由图2和图3粒径分布表明，乳液粒径在600nm以下，而活性成分粒径越小，在溶液中更不易聚集而产生上浮和下沉，因此应用有较好的稳定性和吸收利用度［12－14］，同时可通过均质压力控制得到不同粒径范围的溶液，粒径越小溶液浊度越小，因此应用时可通过均质压力调节满足不同浊度产品的应用。

2.3.3 光稳定性 6%自乳化叶黄素制剂配制水溶液(叶黄素3.0mg/L、pH 3.8)，90℃，15min加热后保存在透明与褐色容器中光照下进行稳定性实验，定期用UV检测含量，结果见图4。

图4 光照稳定性曲线Fig.4 The curve of light stability

由图4可知，叶黄素制剂产品在透明容器中含量损失显著，对光不稳定，因此6%自乳化叶黄素制剂产品尽量避光保存和使用。

2.3.4 高糖高酸水溶液体系稳定性 称取1.0g自乳化叶黄素制剂、白砂糖90g、一水柠檬酸4.5g、蒸馏水100g，加热溶解，再加蒸馏水定容至1000mL，即为1000倍稀释液。经4000r/min、30min离心后，观察并将其样品装入饮料瓶中，在室温下横放静置，观察溶液表面有无浮油，底部有无沉淀。结果见表6。

表6 高糖高酸体系稳定性结果Table 6 Stability of the high－sugar high acid system

由表6可知，产品在机械离心力作用下，无浮油、沉淀，并在空白饮料中静置观察36d(饮料厂家观察时间为72h)，无挂壁、沉淀产生，因此产品有较佳的应用稳定性。

3 结论

6%自乳化叶黄素制剂的最佳工艺条件为:溶解温度:120～140℃、溶解时间为:15～25s，最佳配方为:叶黄素:6%、紫苏油:10%、dl－a生育酚:1.5%、吐温－80:6%、蔗糖酯S－15:2%、司盘－40:1.5%、松香甘油酯:3%、甘油:70%。

6%自乳化叶黄素制剂外观新颖、透明诱人，溶于水后粒径在600nm以下，生物利用度高［12－14］，水溶液通过均质可达到75～600nm不同浊度的溶液，它能广泛应用于透明或不同浊度要求的饮料、果冻等食品中。

［1］惠伯棣，刘沐霖，庞克诺，等.食品中类胡萝卜素几何异构体组成的C30－HPLC检测［J］.中国食品添加剂，2007(2): 201－210.

［2］Dagnelie G，Zorge IS，McDonald TM.Lutein improves visual function in some patients with retinal degeneration:a pilot study via the internet［J］.Optometry，2000，71:147－164.

［3］尤新.叶黄素及其护眼功能［J］.中国食品添加剂，2003 (5):1－3.

［4］沈熊.自乳化和自微乳化释药系统［J］.复旦学报:医学版，2003(2):180－183.

［5］刘华，李三鸣，袁悦，等.酮洛芬自乳化制剂处方及化学稳定性研究［J］.沈阳药科大学学报，2005(1):5－8.

［6］王琦，许洪高，高彦祥.叶黄素分析方法研究进展［J］.中国食品添加剂，2007(6):100－105.

［7］吴伟，阙俐.油－吐温－醇－水体系伪三元相图在自微乳化制剂研究中的应用［J］.中国医药工业杂志，2005(6): 345－348.

［8］谢晓菲，李海波.关于叶黄素的异构化反应的研究［J］.科学时代，2009(1):122－123.

［9］俞致健，斯坦利W胡思，劳伦L克劳福德，等.自乳化组合物及其应用以及制备方法:中国，1791383［P］.2006－06－21.

［10］蔡勤，梁隆，侯世祥，等.川芎油自微乳化释药系统处方研究［J］.四川大学学报:医学版，2008(2):312－314.

［11］甘勇，韩建生，杨凌风，等.倍他米松β－11物的自乳化组合物及其制备方法和应用:中国，1965808［P］.2007－05－23.

［12］Constantinides PP，Tustian A，Dean R，et al.Tocol emulsion for drug solubilization and parenteral delivery［J］.Adv Drug Deliv Rev，2004，56:1243.

［13］江波，印春华.提高难溶性药物口服生物利用度的方法［J］.中国医药工业杂志，2002(7):358－362.

［14］杨文平，高峰，施传信等.类胡萝卜素吸收研究进展［J］.家畜生态学报，2007(6):104－107.

Preparation of self－emulsifying lutein formulations and study on its properties

ZHOU Di，ZHOU Yu－chun，XU Xin－de，XI Feng－jian
(Xinchang Pharmaceutical Factory，Zhejiang Medicine Co.，Ltd.，Xinchang 312500，China)

The study was done on lutein，the effect of dissolving agent，temperature and time on self－emulsifying lutein was analyzed by single factor experiment，and dissolving agent and optimum process condition was determined.The formulation of transparent self－emulsifying lutein with lutein:6%，perilla oil:10%，dl－a tocopherol: 1.5%，tween－80:6%，sucrose ester S－15:2%，span－40:1.5%，rosin:3%，glycerol:70%was determined by screening a wide range of non－ionic surfactants and co－surfactants with the orthogonal experiments in terms of product quality and stability，and physicochemical properties of the product were also analyzed.

lutein;carotenoids;self－emulsifying

TS202.3

A

1002－0306(2012)10－0317－04

叶黄素是一种含氧类胡萝卜素，其习惯命名为叶黄素或叶黄质，系统命名为3，3’－二羟基－β，α－胡萝卜素，分子式为C40H56O2，相对分子量为568.88，含多个共轭双键结构。由于烯键的存在，在理论上容易异构［1］。叶黄素为橙黄色粉末，不溶于水，溶于丙酮、己烷和三氯甲烷等有机溶剂。叶黄素可预防老年性眼球视网膜黄斑退化引起的视力下降与失明［2－3］，并且具有抵御游离基对人体细胞与器官的损伤，防止机体衰老引发的心血管硬化、冠心病和肿瘤疾病的功能，因此除应用于饮料行业外，叶黄素还是一种极具诱惑力的食品营养保健剂。但叶黄素熔点高，性质不稳定，体内代谢迅速，生物利用度低，体内难以达到有效浓度，并且其晶体自身着色能力弱。这些严重制约其开发成有效的食品着色、营养保健剂。如何改善叶黄素各方面的缺点，制备生物利用度高、用药量低的叶黄素制剂已经成为近年来食品、药学工作者亟待解决的课题。本文进行了自乳化叶黄素的研究，将叶黄素、油相、非离子型表面活性剂和助表面活性剂制备成热力学稳定的均一、透明液体剂型［4］。它在水中温和搅拌的情况下，能够形成粒径小于600nm乳粒，即为口服微乳［5］。制成的软胶囊，外观新颖、诱人，对消费者很有吸引力，改善水不溶性叶黄素的口服吸收，提高生物利用度，克服了传统叶黄素油悬液或油与叶黄素微胶囊粉混悬液软胶囊生物利用度低、外观差的缺陷。叶黄素作为色素溶于水中，通过均质压力控制浊度大小可广泛应用于不同饮料、果冻等普通食品中，从而避免了开发众多不同浊度、不同含量的乳液剂型产品。由于叶黄素乳液(O/W)含水，水分活度高，具有保质期短和不能应用于软胶囊制剂的缺陷。

2011－08－26

周迪(1978－)，学士，工程师，主要从事维生素及类胡萝卜等系列微胶囊制品的开发。