CN102423297A - 一种自微乳液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种自微乳液及其制备方法，涉及一种微乳。提供一种具有广泛的地域应用性和运输稳定性的宽温度范围高载油量透明的自微乳液及其制备方法。自微乳液由油相、油相乳化剂、主体乳化剂、助乳化剂、水相介质和功能性添加剂组成；按质量份数，各原料为油相10～40、油相乳化剂0～5、主体乳化剂20～40、助乳化剂20～50、水相介质5～15、功能性添加剂0～2，主体乳化剂20～40。将油溶性产品投至搅拌设备中，加入载油及油相乳化剂，混合加热至溶解，在备用。将主乳化剂、助乳化剂、水相介质和功能性物质加入到另一搅拌设备中，搅拌混合并加热至溶解，备用；将溶解后的水相加入到油相容器中，搅拌至乳液透明，冷却至常温，得产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种微乳，尤其是涉及一种具有较宽温度保存应用范围的高载油量透明自微乳体系及其制备方法。
背景技术
微乳(microemulsion)概念最早由Hoar～H Schulman于1943年首次提出，是由水相、油相、表面活性剂和助表面活性剂按适当比例自发形成的一种透明或半透明的、低黏度、各向同性且热力学稳定的溶液体系。随着纳米技术的迅猛发展，促进了微乳剂方面新技术与新剂型的发展，进一步丰富了乳剂的品种。
纳米乳(nanoemulsion)是粒径为10～100nm的乳滴分散在另一种液体中形成的胶体分散系统，其乳滴多为球形，大小比较均匀，透明或半透明，经热压灭菌或离心也不能使之分层，通常属热力学稳定系统。纳米乳只要各组分比例适当，可自发形成，且油水相的加入顺序对其性质无影响，微乳这些特有的性质与其胶体化学结构紧密相关，决定了它是一种热力学稳定的“临界”系统。
亚微乳(submicroemulsion)粒径在100～1000nm之间，外观不透明，呈浑浊或乳状，稳定性也不如纳米乳，虽可热压灭菌，但灭菌时间太长或重复灭菌，也会分层，属于热力学不稳定系统。纳米乳和亚微乳曾总称为微乳(microemulsion)。
微乳液的制备可以通过两种技术方式产生：(1)基于相图的自发乳化过程，即通过精确混合各组分一步完成；(2)基于外界供能的制备方法，为减小表面活性剂用量增大而产生的毒性，并获得理想粒径的微乳，使用相应的设备(如高压均质机等)进行乳化。
近年来对微乳化技术的研究，主要集中在以下几个方面：1.对微乳液配方的探索，尤其是对其中表面活性剂和助表面活性剂的研究，得到性能更为优异绿色的活性剂产品；2.利用乳化设备制备表面活性剂含量低的微乳液；3.利用微乳化技术制备微小乳状液；4.微乳化技术适用范围的拓展，例如利用微乳化技术将固态油性物质和聚合物分散成微乳液或者微小乳状液。
现今微乳液的应用主要集中在医药方面的应用、在化妆品中对油性营养物质增溶的应用、在洗涤剂中的应用、在厨房清洗剂中的应用以及在食品中应用。
当前在众多与微乳相关的专利文献中，大部分只专属于一种特定的油溶品，在载油量各有不同的范围，并且一些微乳液产品的制备方式复杂，需通过一定的机械手段才能获得，例如中国专利CN101259101，针对DHA/ARA产品制备的微乳液，同时还要通过高压均质才能获得，制备方式复杂，且最终乳液油滴大小在微米级。而在关于维生素微乳制备中，如中国专利200410006272.9也是通过高压均质机将维生素乳化，增加了能耗，提高了成本。中国专利200910018210.2在制备维生素自微乳中使用了大量的乳化剂和助乳化剂，最终的乳液对于易结晶析出的维生素A载量不超过25万IU/g，说明此配方对于这种易结晶的油溶性产品的载量有限，同时专利中对透明度和使用的最高温度语焉不详。中国专利200710304523.5公开的关于辅酶Q10纳米微胶囊乳液也采用的是高压均质的方式，并且对于最终产品的温度稳定范围没有明确的说明。而在关于辅酶Q10自乳化组合物的中国专利20091009001.9中，对于乳剂的外观及稳定的温度范围也没有具体的提及。
以上所提及的问题是由于制备微乳液的过程中，依靠体系中各成分的匹配比例，但会受油相、温度、PH值和表面活性剂等因素的影响。同时由于微乳液本身所具有的相转变区域，因此有着特定温度稳定范围，当温度超过一定的区域，会出现一系列的相分离状态。而基于外界供能的制备方法，其稳定性上又存在一定的缺陷。对于一些固体结晶性活性产品(例如维生素A，和辅酶Co10等)，高的添加量给乳液带来压力，在低温下易造成产品的结晶析出，从而产生乳液的破坏。这些问题或多或少出现在现有的一些专利中。
发明内容
本发明的目的在于针对现有的自微乳液技术存在的缺陷，提供一种具有广泛的地域应用性和运输稳定性的宽温度范围高载油量透明的自微乳液及其制备方法。
所述自微乳液由油相、油相乳化剂、主体乳化剂、助乳化剂、水相介质和功能性添加剂组成；按质量份数，各原料为油相10～40、油相乳化剂0～5、主体乳化剂20～40、助乳化剂20～50、水相介质5～15、功能性添加剂0～2，主体乳化剂20～40。
所述油相由油溶性产品和载油构成；所述油溶性产品可选自不饱和脂肪酸酯、辅酶Q10、维生素A、维生素D、维生素E等中的至少一种；所述不饱和脂肪酸酯可选自DHA、ARA等中的一种；所述载油可选自动物油、植物油、矿物油、精油、中链甘油酸酯、合成油酸乙酯、油酸丁酯等中的至少一种。
所述油相乳化剂可选自司盘类、单甘脂类、卵磷脂等乳化剂中的至少一种。
所述主体乳化剂由非离子型乳化剂和离子型乳化剂组成，按质量份数，非离子型乳化剂∶离子型乳化剂为(5～20)∶1；所述非离子乳化剂可选自聚氧乙烯化的天然氢化植物油、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯(吐温)、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、蔗糖酯等中的至少一种；所述离子乳化剂可选自硬脂酸盐、硬脂酰乳酸盐、棕榈酸盐、谷氨酸盐等中的至少一种。
所述助乳化剂可选自甘油、丙二醇、乙二醇、乙醇等短链醇类中的至少一种。
所述水相介质可为去离子水等。
所述功能性添加剂可选自水溶性多糖类物质，所述多糖类物质可选自甘露醇、普鲁兰多糖、异麦芽酮糖、山梨醇等中的至少一种。
所述自微乳液的制备方法包括以下步骤：
1)制备油相：将油溶性产品投至搅拌设备中，加入载油及油相乳化剂，混合加热至溶解，在备用。
2)制备水相：将主乳化剂、助乳化剂、水相介质和功能性物质加入到另一搅拌设备中，搅拌混合并加热至溶解，备用；
3)将溶解后的水相加入到油相容器中，搅拌至乳液透明，冷却至常温，获得最终产品。
在步骤1)中，所述搅拌设备可采用磁力搅拌器或机械搅拌釜等。
在步骤2)中，所述搅拌设备可采用磁力搅拌器或机械搅拌釜等。
在步骤3)中，所述搅拌的温度可为60～65℃，所述搅拌至乳液透明后最好继续保温搅拌0.5h。
本发明的最终目的是提供一种透明自微乳的制备方法，使其能广泛地应用于具有特定目的的油溶性产品，仅通过简单的搅拌就可以获得最终产品，制备方式简单有效，小试实验重现率高，易于实现工业化生产，经济环保。
本发明对于油溶品的适用性较好，可通用于各种不同的产品，且能提供较宽范围的载油量，可以制备目标活性含量很高的产品。
本发明拓宽了微乳剂的透明均一稳定的温度范围，提高了其的使用性能。由微乳配方的问题，其稳定的微乳区域较小，受环境温度的影响较大，一旦外界温度变化，可能造成乳液的相分离，从而使产品的应用性降低。由于离子型表面活性剂有着优异宽温区的稳定性，通过合理的选择离子和非离子表面活性剂进行复配作为乳化剂可以配制对宽温区稳定的微乳液。而本发明通过复配两种主乳化剂，通过离子型和非离子乳化剂各自的特性，达到拓宽微乳的稳定温度的范围的目的，提高产品的应用性。
本发明采用高载油量的自微乳制备方式，在制备目标活性含量很高的产品的同时，为减少一些固体结晶活性产品高的添加量造成产品的结晶析出，通过添加一些功能性物质从而减少结晶析出的可能性，提高乳液的稳定性。
本发明具有以下有益效果：首先本发明适用于多种油溶性产品，制备方法简单有效，正如以下具体实例所述，因此有着较为广泛的应用范围；同时高载油量可以制备活性含量高的产品，并且此种产品长期均一稳定；再次所制备自微乳体系提供一种具有较宽的应用保存温度范围，使所得产品具有广泛的地域应用性和运输稳定性。最后该透明自微乳体系可以在水性介质中充分自乳化形成透明的纳米乳液，更加方便其添加应用。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步补充，但不以任何方式限制本发明。其中所述的方式，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可以从商业途径获得。
实施例1
DHA自微乳液的制备
通过使用如下质量份数组成，按照下列操作制备DHA自微乳液：将DHA油加入到植物油中，再加入油相乳化剂，抽空补氮三次后加热搅拌均匀；然后加入定量的助乳化剂甘油，再将主乳化剂十聚甘油单油酸酯和硬脂酰乳酸钠加入。将功能性物质普鲁兰多糖溶解于定量纯水中，最后加入到混合体系。加热60～65℃搅拌直至最终整个体系均一透明，在保温10～30min，降至室温后即得到最终产品。
DHA油：10～30；
葵花籽油(植物油)：5～20；
司盘80：1～5；
十聚甘油单油酸酯酯：15～25；
硬脂酰乳酸钠：1～5；
甘油：15～25；
水：8～15；
普鲁兰多糖：0～2。
最终所得产品为淡黄色透明均一的乳液，其中DHA油相载量高达30％，具有高的载油量。通过国标GB/T 5009.168-2003方法测定含量，可以制备的DHA含量在3％～15％之间的微乳制剂。乳液稳定性良好，通过在-10～60℃的范围内能稳定的保存。取本产品约1g加入到100ml去离子水中，稍震荡，得到带微蓝光的透明水乳液，由此看出本产品水溶性良好。
实施例2
ARA自微乳液的制备
通过与实施例1中所述相同的操作制备ARA透明自微乳液，但应用下列质量份数的自微乳体系组分。
ARA油：5～15；
葵花籽油(植物油)：5～20；
单油酸甘油酯：1～5；
十聚甘油单油酸酯酯：15～25；
谷氨酸钠：1～5；
甘油：20～30；
水：8～15；
葡聚糖：0～2。
最终所得产品为淡黄色透明均一的乳液，其中ARA油相载量高达15％，具有高的载油量。通过国标GB/T 26401-2011方法测定含量，可以制备的ARA含量在3％～15％之间的微乳制剂。乳液稳定性良好，在-10～60℃的范围内能稳定的保存。取本产品约1g加入到100ml去离子水中，稍震荡，得到带微蓝光的透明水乳液，由此看出本产品水溶性良好。
实施例3
辅酶Q10自微乳液的制备
通过使用如下质量份数组分，按照下列操作制备辅酶Q10自微乳液：将辅酶Q10到辛癸酸甘油酯中，再加入油相乳化剂司盘60，避光抽空补氮三次后加热搅拌直至固体物料完全溶解；然后加入定量的助乳化剂甘油，再将主乳化剂吐温60和硬脂酸钠加入。将功能性物质甘露醇溶解于定量纯水中，最后加入到混合体系。避光隔氧加热65℃左右搅拌直至最终整个体系均一透明，在保温10～30min，降温后即得到最终产品。
辅酶Q10：5～20；
辛癸酸甘油酯：5～20；
司盘60：1～5；
吐温60：15～25；
硬脂酸钠：1～5；
甘油：20～30；
水：8～15；
山梨醇：1～2；
最终所得产品为淡黄色至橙红色透明均一的乳液，辅酶Q10载量高达20％，具有高的载油量。通过国标GB/T 22252-2008方法测定含量，可以制备的ARA含量在5％～20％之间的微乳制剂。乳液稳定性良好，在-10～60℃的范围内能稳定的保存。取本产品约1g加入到100ml去离子水中，稍震荡，得到带微蓝光的透明水乳液，由此看出本产品水溶性良好。
实施例4
维生素A自微乳液的制备
通过与实施例3中所述相同的操作制备维生素A透明自微乳液，但应用下列质量份数的自微乳体系的组分。通过该体系可以制备高单位的稳定维生素A自微乳液。
维生素A结晶：5～19；
油酸乙酯：5～15；
司盘80：1～5；
吐温80：15～25；
硬脂酸钾：1～5；
丙二醇：20～30；
水：8～15；
甘露醇：1～2；
最终所得产品为淡黄色至金黄色透明均一的乳液，维生素A结晶载量高达19％，具有很高的含量。通过2010版中国药典二部附录VII J方法测定含量，可以制备的维生素A含量在10～50万IU/G区间的微乳制剂。乳液稳定性良好，在-10～60℃的范围内能稳定的保存。取本产品约1g加入到100ml去离子水中，稍震荡，得到带微蓝光的透明水乳液，由此看出本产品水溶性良好。
实施例5
维生素D3/E自微乳液的制备
通过与实施例3中所述相同的操作制备维生素D3/E透明自微乳液，但应用下列质量份数的自微乳体系组分。
维生素D3/E油：10～25；
植物油：5～15；
司盘20：1～5；
吐温20：15～20；
蔗糖酯：1～2；
硬脂酸钾：1～5；
甘油：20～30；
水：8～15；
甘露醇：1～2。
最终所得产品为淡黄色至金黄色透明均一的乳液，维生素D3经2010版中国药典附录VII K方法测定单位在10～50万IU/G或更高，维生素E经国标GB/T5009.82-2003方法测定含量在5％～20％之间。乳液稳定性良好，在-10～60℃的范围内能稳定的保存。取本产品约1g加入到100ml去离子水中，稍震荡，得到带微蓝光的透明水乳液，由此看出本产品水溶性良好。
实施例6乳液体系的稳定性实验
对实施例1～5制备的微乳体系进行热稳定性的实验，观察微乳体系在不同的温度下是否出现相分离，浑浊及结晶析出现象。将制备的微乳制剂相应的储存在-10℃，室温和45℃和60℃的恒温箱中，对样品进行长期视觉检查确定乳液体系的稳定性。结果如表1所示。
表1.自微乳液体系稳定性实验数据
通过上表的乳液稳定性的实验结果，表明本发明所得的微乳体系状态在较宽的温度范围下能保持稳定，乳液体系透明度保持良好，无分相及结晶沉淀现象出现。
Claims (10)
1.一种自微乳液，其特征在于由油相、油相乳化剂、主体乳化剂、助乳化剂、水相介质和功能性添加剂组成；按质量份数，各原料为油相10～40、油相乳化剂0～5、主体乳化剂20～40、助乳化剂20～50、水相介质5～15、功能性添加剂0～2，主体乳化剂20～40。
2.如权利要求1所述的一种自微乳液，其特征在于所述油相由油溶性产品和载油构成；所述油溶性产品选自不饱和脂肪酸酯、辅酶Q10、维生素A、维生素D、维生素E中的至少一种；所述载油选自动物油、植物油、矿物油、精油、中链甘油酸酯、合成油酸乙酯、油酸丁酯中的至少一种。
3.如权利要求2所述的一种自微乳液，其特征在于所述不饱和脂肪酸酯选自DHA、ARA中的一种。
4.如权利要求1所述的一种自微乳液，其特征在于所述油相乳化剂选自司盘类、单甘脂类、卵磷脂乳化剂中的至少一种。
5.如权利要求1所述的一种自微乳液，其特征在于所述主体乳化剂由非离子型乳化剂和离子型乳化剂组成，按质量份数，非离子型乳化剂∶离子型乳化剂为5～20∶1。
6.如权利要求5所述的一种自微乳液，其特征在于所述非离子乳化剂选自聚氧乙烯化的天然氢化植物油、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、蔗糖酯中的至少一种；所述离子乳化剂选自硬脂酸盐、硬脂酰乳酸盐、棕榈酸盐、谷氨酸盐中的至少一种。
7.如权利要求1所述的一种自微乳液，其特征在于所述助乳化剂选自甘油、丙二醇、乙二醇、乙醇中的至少一种；所述水相介质可为去离子水。
8.如权利要求1所述的一种自微乳液，其特征在于所述功能性添加剂选自水溶性多糖类物质，所述多糖类物质选自甘露醇、普鲁兰多糖、异麦芽酮糖、山梨醇中的至少一种。
9.如权利要求1所述的一种自微乳液的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1)制备油相：将油溶性产品投至搅拌设备中，加入载油及油相乳化剂，混合加热至溶解，在备用。
2)制备水相：将主乳化剂、助乳化剂、水相介质和功能性物质加入到另一搅拌设备中，搅拌混合并加热至溶解，备用；
3)将溶解后的水相加入到油相容器中，搅拌至乳液透明，冷却至常温，获得最终产品。
10.如权利要求9所述的一种自微乳液的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所述搅拌设备采用磁力搅拌器或机械搅拌釜；在步骤2)中，所述搅拌设备可采用磁力搅拌器或机械搅拌釜；在步骤3)中，所述搅拌的温度可为60～65℃，所述搅拌至乳液透明后最好继续保温搅拌0.5h。
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