O/W型中链脂肪酸微乳的制备

摘要

一种以中链脂肪酸(MCFA)为原料，采用自乳化法(HLB值法)制备水包油(O/W)型中链脂肪酸微乳的方法，属生物医学领域。本发明所述的自乳化法(HLB值法)制备O/W型中链脂肪酸(MCFA)微乳，它包括以下内容：滴定方法的选择；最适HLB值(亲水亲油平衡值)和最佳表面活性剂的选择；最佳Km值(表面活性剂/助表面活性剂)的确定；最佳助表面活性剂的选择；配方产品的特性分析(类别鉴定、理化性质的测定、稳定性分析)；根据获得的最佳表面活性剂、最佳助表面活性剂和最佳HLB值滴定制备O/W型中链脂肪酸(MCFA)微乳。

说明书

技术领域

本发明涉及一种O/W型中链脂肪酸微乳的制备方法，属生物医药领域。

背景技术

从营养生理学观点看，中链脂肪酸(MCFA)是指碳元素为8的辛酸和碳元素为10的癸酸。MCFA具有许多独特的生理功能，与在淋巴系统中吸收的长链脂肪酸相比，MCFA具有吸收快、无积蓄、几乎全部作为能量来消耗等特点，它表现在以下方面：(1)MCFA有较大的水溶性，不需要肉毒碱作为运载，直接透过线粒体的双层膜而进入线粒体内，氧化迅速完全，产生过多的乙酰辅酶A(CoA)可进入三羧酸循环，不易在肝组织和脂肪组织中蓄积，可作为危症病人的能量来源；(2)MCFA可节省蛋白，在大鼠试验中具有保持肌肉而不增加脂肪组织的作用，这正是运动员以及减肥者所想要的结果；(3)在鸡饲料中添加一定比例的MCFA可提高鸡的采食量、提高产蛋率，增加蛋重，特别是在肉鸡饲料中效果更理想，不影响增重，又能抑制体脂肪的形成，改善肉质，且可有效抑制原虫引起的疾病；(4)MCFA作为快速补充能量的物质被直接利用，对初生弱仔猪的成活率可提高10％以上，日增重可提高3％以上，降低吸收差的病畜的死亡率和提高增重有重要作用。

微乳是一种透明或半透明状、低粘度、热力学稳定且各向同性的油、水混合体系，由表面活性剂(用量较多)和助表面活性剂共同起稳定作用。其粒径大小一般在10-100nm之间，可分为水包油型(O/W)、油包水型(W/O)和双连续相型。微乳口服后经淋巴管吸收，克服了首过效应及大分子通过胃肠道上皮细胞膜的障碍，可作为性能优良的新型营养物质或药物的载体，提高生物利用度，应用前景广阔。制得的O/W型MCFA微乳，既能高效发挥MCFA的各种功能，又能够添加水难溶性药物或营养因子到体系中，以提高它们的溶解性，从而进一步拓展了其运用领域。

发明内容

本发明的目的是提供一种稳定安全、能快速补充能量的O/W型中链脂肪酸(MCFA)微乳的制备方法。

本发明所述的O/W型MCFA微乳含有四种成分：中链脂肪酸、表面活性剂、助表面活性剂和蒸馏水。其中中链脂肪酸主要由辛酸和癸酸组成，比例为3:2，杂质含量少于1％；乳化油相MCFA的表面活性剂的亲水亲油平衡值(HLB值)范围在14-7之间；表面活性剂选择吐温-80(HLB 15)、吐温-20(HLB 16.7)、司盘-80(HLB 4.3)、OP-10(HLB 13.9)、单硬酯酸甘油酯(HLB 3.8)；助表面活性剂选择无水乙醇、乙二醇、异丙醇、丙三醇、正丁醇、异戊醇。

本发明所述的自乳化法(HLB值法)制备O/W型中链脂肪酸(MCFA)微乳，它包括以下内容：滴定方法的选择；最适HLB值和最佳表面活性剂的选择；最佳Km值(表面活性剂/助表面活性剂)的确定；最佳助表面活性剂的选择；配方产品的特性分析(类别鉴定、理化性质的测定、稳定性分析)；根据获得的最佳表面活性剂、最佳助表面活性剂和最佳HLB值滴定制备O/W型中链脂肪酸(MCFA)微乳。

1、滴定方法的选择

用吐温-80作表面活性剂、异丙醇作助表面活性剂，固定MCFA、吐温-80、异丙醇、蒸馏水的质量比为1:8:4:10，将上述四组份分别互相滴定摇匀，判断终点是从澄清到混浊：

(1)用MCFA和蒸馏水的混合物滴定吐温-80的混合物；

(2)用异丙醇和蒸馏水的混合物滴定MCFA和吐温-80的混合物；

(3)用MCFA和蒸馏水的混合物滴定吐温-80和异丙醇的混合物；

(4)用MCFA和吐温-80的混合物滴定异丙醇和蒸馏水的混合物；

(5)用蒸馏水滴定MCFA、吐温-80和异丙醇的混合物。

结果是：方法(5)用蒸馏水滴定MCFA、吐温-80和异丙醇三组分的混合物，滴定终点明显，反应速度快且流动性好，不需要加热或水浴，产生的气泡较少又容易消失。

2、最适HLB值和最佳表面活性剂的选择

将吐温-80、吐温-20与司盘-80进行复配得到不同HLB值的混合表面活性剂，复配后的HLB值按下式计算：HLB＝HLB_A*A％+HLB_B*B％。分别取MCFA、不同HLB值的混合表面活性剂或单一表面活性剂、异丙醇各0.50g、4.00g、2.00g，用蒸馏水滴定至终点，比较乳化效率，乳化效率＝(MCFA+蒸馏水)/(MCFA+蒸馏水+表面活性剂+助表面活性剂)。用OP-10做表面活性剂，未滴定前混合物已呈混浊态，用蒸馏水滴定，没有终点；单甘酯溶解性不好，水浴中70℃才能溶解，乳化效率较低，制得的微乳放置一定时间，溶液变成胶凝状。

结果如图2所示：MCFA的最适HLB值为15，最佳表面活性剂为单独使用吐温-80。

3、最佳Km值(表面活性剂/助表面活性剂)的确定

分别取Km值为1:1，2:1，3:1，4:1，固定表面活性剂吐温-80、异丙醇和MCFA三组分的总量为5g，取(最佳表面活性剂+异丙醇)/MCFA的质量比值分别为9:1，8:2，7:3，6:4，5:5，4:6，3:7，2:8，1:9。用蒸馏水滴定三组分的混合物至终点，得到不同的用水量，比较绘制的伪三元相图中形成微乳面积的大小(如图3所示)和实验过程中的现象。

结果是：Km为2:1时在形成微乳过程流动性较好，消泡更快，确定为最佳值。

4、最佳助表面活性剂的选择

选择无水乙醇、乙二醇、异丙醇、丙三醇、正丁醇、异戊醇等作为助表面活性剂，用与前面确定最佳Km值的同样方法，滴定得到的用水量，比较伪三元相图形成微乳面积的大小(如图4所示)和实验过程中的现象。

结果是：异戊醇形成微乳面积大，滴定终点明显，成本低，确定为最佳助表面活性剂。

5、对配方微乳产品进行特性分析

(1)类别鉴定

鉴定微乳样品是否属O/W、W/O或其它类别。

(2)理化性质的测定

对微乳样品的表面张力、粘度、电导率、粒径、Zeta电位等进行测定。

(3)配方产品稳定性分析

①对配方的微乳进行离心处理，目测配方微乳有无分层现象，并在380nm波长下测量微乳样品在离心前后的吸光度。

②放置处理，在常温下放置90天，各微乳样品是否分层；在4℃放置40小时，检测配方微乳的外观特征、粒径和zeta电位。

根据稳定性分析，确定稳定性较好的微乳配方。

6、根据上述选择和稳定性分析，以获得的最佳表面活性剂、最佳助表面活性剂和最佳HLB值滴定制备O/W型中链脂肪酸(MCFA)微乳。

本发明方法制备的O/W型MCFA微乳粒径小，流动性好，易于快速吸收；本发明制备工艺科学合理，操作简易，成本低廉，具有较强的工业实施性；本发明所制得的产品可作为药物和营养因子的载体、人与动物的快速能量补充等领域。

附图说明

附图1为自乳化法制备O/W中链脂肪酸微乳参数选择方框示意图。

附图2为乳化效率与HLB值的关系曲线。

附图3为不同值Km(1.1、2.1、3.1、4.1)时的伪三元(MCFA、表面活性剂+助表面活性剂、蒸馏水)相图。

附图4为不同助表面活性剂(无水乙醇、乙二醇、异戊醇、正丁醇)的伪三元相图。

具体实施方式

原料中链脂肪酸：美国进口，主要含有辛酸和癸酸，其比例为3:2，辛酸和癸酸总含量在99％以上。

具体实施例：

固定表面活性剂吐温-80、助表面活性剂异戊醇和MCFA三组分的总量为5g，在最佳Km值为2:1条件下，精密称取(吐温-80+异戊醇)/MCFA的质量比分别为9:1，8:2，7:3，6:4，5:5，4:6的样品混合物于六个锥形瓶中，边摇匀边用蒸馏水滴定至快要到终点，制得六种配方的澄清、透明、均一的微乳样品。

对六种配方产品进行特性分析：

1、类型鉴别

取相同体积的水溶性亚甲基蓝和油溶性苏丹红染色液，同时滴入六种配方的微乳中观察扩散速度，结果都是亚甲基蓝扩散快，说明六种配方的微乳样品都是O/W型。

2、理化性质的评价

对六种配方微乳的理化性质进行检测，包括对微乳表面张力、粘度、电导率、粒径、Zeta电位等的测定。测量仪器采用表面张力分析仪(SEO DST60A)测定表面张力(mN/cm)，流变仪DV-IIIULTRA(Brookfield公司)测定粘度(cP)，多功能PH/电导率/离子综合测定仪(Mettler Toledo公司)测定电导率(μs/cm)，NICOMP 380/ZLS激光纳米粒度分析仪(美国PSS公司)测定粒径(nm)/zeta电位(mv)，检测得各种性质指标如表1所示。

表1 六种配方微乳的理化性质

 

配方9:18:27:36:45:54:6表面张力(mN/cm) 23.132524.399925.509126.214426.714226.9683粘度/cP41.9340.0669.8872.6765.2232.61电导率  (μs/cm)116.988.931.17.711.870.08粒径(nm)24.316.957.116.917.367.8Zeta(mv)-0.150.061.10-2.17-7.140.28

3、初步稳定性分析

(1)离心处理

在室温下，用1×10⁵r/pm转速的离心机对六种配方的微乳进行离心处理，离心处理时间为20min，离心处理显示，六种配方微乳均无分层现象；在380nm波长下测量微乳样品在离心前后的吸光度，六种配方微乳离心前后的吸光度的变化见表2。

表2 六种配方微乳离心前后的吸光度的变化

 

样品比例9:18:27:36:45:54:6I0.23180.30390.32230.32100.28660.3079II0.23790.30890.33360.32120.29150.2851II/I1.02631.01651.03511.00061.01710.9259

注：I—离心前吸光度；II—离心后吸光度；II/I—离心后吸光度/离心前吸光度。

(2)放置处理

在常温下放置90天，各微乳样品均不分层；在4℃放置40小时，六种配方微乳的外观特征、粒径和zeta电位如表3。

表3 冷藏后六种配方微乳的外观、粒径/zeta电位

 

样品比例9:18:27:36:45:54:6粒径17.461.233.935.720.463.4Zeta电位-3.90-0.04-12.7810.75-25.82-18.42外观混浊分层分层分层不分层分层

通过微乳的类型、理化性质、初步稳定性等考察，(吐温-80+异戊醇)/MCFA的比值为5:5的微乳粒径小，zeta电位绝对值高，离心和放置处理前后性质变化小，因此为最佳配方。