薰衣草精油微膠囊化研究

李 揚(yáng)

(陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 咸陽(yáng) 712000)

薰衣草精油微膠囊化研究

李 揚(yáng)

(陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 咸陽(yáng) 712000)

利用薰衣草精油的鎮(zhèn)靜、驅(qū)蚊等作用，將其制成微膠囊可用于紡織品的功能性后整理。研究了以薰衣草精油為芯材，β-環(huán)糊精為壁材,采用飽和水溶液的方法制備薰衣草精油微膠囊的工藝。結(jié)果表明其最優(yōu)工藝條件為：β-環(huán)糊精與薰衣草精油的質(zhì)量比8∶1，包合溫度45 ℃，包合時(shí)間1.5h，此時(shí)包合物收率為68.49%。

薰衣草精油；微膠囊制備；最優(yōu)工藝條件

薰衣草是珍貴的中藥材和食品香料，可利濕、健胃、清腦，用于治療風(fēng)寒感冒等疾病。研究表明，薰衣草精油具有抗驚厥、鎮(zhèn)靜、抗脂質(zhì)過氧化和利膽的作用，以及還具有抗胃腸氣脹、抗急性腹痛的特性，對(duì)蚊蟲也有很好的驅(qū)殺效果[1-5]，可用于紡織品功能性后整理。

1 薰衣草精油微膠囊的制備

采用微膠囊技術(shù)減少薰衣草精油的揮發(fā)性，延長(zhǎng)留香時(shí)間，使薰衣草精油的特性能夠持久發(fā)揮。本文以新疆伊梨薰衣草精油為芯材，β-環(huán)糊精為壁材，采用飽和水溶液法進(jìn)行薰衣草精油微膠囊的制備，探討不同工藝條件對(duì)包合效果的影響，優(yōu)化設(shè)計(jì)包合溫度、包合時(shí)間等影響因素，選擇出最優(yōu)的制備工藝。

1.1 材料和儀器

1.1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)材料見表1。

表1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備見表2。

1.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.2.1 工藝流程

飽和水溶液法制備工藝路線：精確稱取所需的β-環(huán)糊精→加一定量蒸餾水使其飽和→加熱溶解(溫度不超過70 ℃)→冷卻至指定溫度→加入薰衣草精油(緩慢滴入)→恒溫?cái)嚢枰欢〞r(shí)間后冷藏過夜→過濾分離→干燥(60 ℃，12h)→得到干包合物[6]。

表2 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備

1.2.2 制備方案設(shè)計(jì)

薰衣草精油微膠囊的制備主要針對(duì)β-環(huán)糊精與薰衣草精油的質(zhì)量比、包合時(shí)間和包合溫度3個(gè)工藝條件進(jìn)行設(shè)計(jì)。

(1)β-環(huán)糊精與薰衣草精油的質(zhì)量比

在包合時(shí)間為1.5h，包合溫度為45 ℃的條件下，β-環(huán)糊精與薰衣草精油的設(shè)計(jì)比例見表3。

表3 β-環(huán)糊精與薰衣草精油的設(shè)計(jì)比例

(2)包合時(shí)間

在β-環(huán)糊精與薰衣草精油的質(zhì)量比為6∶1，包合溫度為45 ℃的條件下，包合時(shí)間的設(shè)計(jì)值見表4。

(3)包合溫度

在β-環(huán)糊精與薰衣草精油的比例為6∶1，包合時(shí)間為1.5h的條件下，包合溫度的設(shè)計(jì)值見表5。

1.2.3 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

由單因素實(shí)驗(yàn)確定了薰衣草精油微膠囊制備的因素和水平，為了確定β-環(huán)糊精包合薰衣草精油的最佳工藝條件，以β-環(huán)糊精與薰衣草精油的質(zhì)量比、包合時(shí)間和包合溫度為考察因素，以薰衣草精油包合物產(chǎn)率為考察指標(biāo)，選用L9(33)，設(shè)計(jì)三因素三水平9個(gè)實(shí)驗(yàn)，因素水平表見表6。

表4 包合時(shí)間的設(shè)計(jì)值

表5 包合溫度的設(shè)計(jì)值

表6 L9(33)正交試驗(yàn)因素水平表

1.2.4 薰衣草精油微膠囊的收率計(jì)算

薰衣草精油微膠囊(薰衣草精油β-環(huán)糊精包合物)的收率計(jì)算公式為：

(1)

式中，m1為包合物質(zhì)量(g)；m2為β-環(huán)糊精質(zhì)量(g)；m3為衣薰衣草精油質(zhì)量(g)。

2 結(jié)果和分析

2.1 不同工藝條件下薰衣草精油微膠囊的收率

2.1.1β-環(huán)糊精與薰衣草精油的質(zhì)量比對(duì)包合物收率的影響

在包合溫度為45 ℃，包合時(shí)間為1.5h時(shí)，β-環(huán)糊精與薰衣草精油的質(zhì)量比不同時(shí)，薰衣草包合物的收率見表7。

在包合溫度和包合時(shí)間一定的條件下，β-環(huán)糊精與薰衣草精油的比例不同，制備的包合物收率也不相同。由表7可知，包合物收率隨著β-環(huán)糊精與薰衣草精油比例的增加而呈上升趨勢(shì)，當(dāng)β-環(huán)糊精與薰衣草精油(g∶g)的比例為8∶1時(shí)，包合物的收率達(dá)到最高。若二者的比例過小，薰衣草精油不能被充分包合，當(dāng)比例達(dá)到10∶1時(shí)，相較8∶1的包合率沒有明顯變化，說明β-環(huán)糊精與薰衣草精油比例在8∶1時(shí)已達(dá)到最大包合率，若再增加β-環(huán)糊精則不能充分發(fā)揮β-環(huán)糊精的包合作用。因此，考慮經(jīng)濟(jì)因素，選擇β-環(huán)糊精與薰衣草精油(g∶g)的比例為8∶1作為最佳配比。

表7 β-環(huán)糊精與薰衣草精油比例對(duì)包合物收率的影響

2.1.2 包合時(shí)間對(duì)包合物收率的影響

在包合溫度為45 ℃，β-環(huán)糊精與薰衣草精油質(zhì)量比(g∶g)為6∶1，包合時(shí)間不同時(shí)，薰衣草包合物的收率見表8。

表8 包合時(shí)間對(duì)包合物收率的影響

包合時(shí)間是影響包合物收率的一個(gè)重要因素。包合時(shí)間過短，β-環(huán)糊精與薰衣草精油接觸不完全，包合不徹底，包合效果比較差；包合時(shí)間過長(zhǎng)，精油損失增加，且包合成本變大，如表8所示，在包合溫度和β-環(huán)糊精與薰衣草精油的比例一定的條件下，隨包合時(shí)間的增加，包合物收率逐漸增加，當(dāng)包合時(shí)間為1.5h時(shí)，包合物收率最大，再延長(zhǎng)包合時(shí)間，包合物收率呈下降的趨勢(shì)，因此最佳包合時(shí)間為1.5h。

2.1.3 包合溫度對(duì)包合物收率的影響

在包合時(shí)間為1.5h，β-環(huán)糊精與薰衣草精油質(zhì)量比(g∶g)為6∶1，包合溫度不同時(shí)，薰衣草包合物的收率見表9。

表9 包合溫度對(duì)包合物收率的影響

由于精油的揮發(fā)性較大，且其中的熱敏性物質(zhì)在高溫下易發(fā)生分解，因此，選擇合適的溫度對(duì)包合效果有很大的影響。由表9可以看出，隨著包合溫度的增加，包合物收率不斷提高，當(dāng)包合溫度達(dá)到45 ℃時(shí)包合物收率達(dá)到最大，當(dāng)溫度繼續(xù)上升，包合物收率呈下降趨勢(shì)，因此最佳包合溫度為45 ℃。

2.2 薰衣草精油微膠囊制備最佳工藝條件

表10 L9(33)正交試驗(yàn)結(jié)果

由表10可以看出，極差R(A)>R(C)>R(B)，由此可知β-環(huán)糊精與薰衣草精油的質(zhì)量比是影響包合物收率的主要因素，其次是包合溫度，最后是包合時(shí)間。薰衣草微膠囊包合物收率比較好的一組工藝條件為A3B2C2，即β-環(huán)糊精與薰衣草精油的質(zhì)量比例為8∶1，包合溫度為45 ℃，包合時(shí)間為1.5h，此時(shí)包合物收率為68.49%。

3 結(jié)語(yǔ)

在正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，探討薰衣草精油微膠囊的制備的影響因素。研究精油與環(huán)糊精的質(zhì)量比、包合時(shí)間、包合溫度這3個(gè)工藝條件對(duì)包合效果的影響，得到最優(yōu)工藝條件：β-環(huán)糊精與薰衣草精油的質(zhì)量比為8∶1，包合溫度為45 ℃，包合時(shí)間為1.5h，在此工藝條件下包合物收率為68.49%。

[1] 龐建光,張明霞,韓俊杰.植物精油的研究及應(yīng)用[J].邯鄲農(nóng)業(yè)高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào),2003,20(1):26-29.

[2] 郝 紅,梁國(guó)正.微膠囊技術(shù)及其應(yīng)用[J].現(xiàn)代化工,2002,22(3): 60-63.

[3] 劉永霞,于才淵.微膠囊技術(shù)的應(yīng)用及其發(fā)展[J].中國(guó)粉體技術(shù),2003,9(3):36-40.

[4] 蘇峻峰,任 麗,王立新.微膠囊技術(shù)及其最新研究進(jìn)展[J].材料導(dǎo)報(bào),2003,17(9):141-144.

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[6] 李宜平,曹延梅,王關(guān)亮.藿香揮發(fā)油β-環(huán)糊精包合物制備工藝研究[J].長(zhǎng)春中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2003,19(3): 84-85.

Research on Microcapsules of the Lavender Essential Oil

LI Yang

(Shaanxi Polytechnic Institute,Xianyang 712000,China)

Taking use of the sedative and mosquito repelling effects of lavender essential oil, lavender essential oil microcapsules were prepared and it could be applied to functional finishing of textiles.The methods of saturated aqueous solution were adopted on the preparation of lavender essential oil microcapsules with lavender essential oil as core material and β-cyclodextrin as wall material. The optimal process conditions were the mass ratio of β-cyclodextrin and lavender essential oil of 8∶1, inclusion temperature 45 ℃ and inclusion time 1.5 h, the yield of the inclusion copmound was 68.49%.

lavender essential oil；microcapsule preparation；optimal process conditions

2017-03-08；

2017-03-13

陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院院級(jí)科研課題“薰衣草精油微膠囊的制備及在驅(qū)蚊防蟲功能性紡織品上的應(yīng)用”(ZK15-07)

李 揚(yáng)(1984-)，女，講師，碩士研究生，主要研究方向?yàn)楣δ苄约徔椘泛笳?，E-mail：254842202@qq.com。

TQ

A

1673-0356(2017)03-0015-03