CC BY
7
УДК 544.77
Нгуен Х.Т., Мурашова Н.М.
МИКРОЭМУЛЬСИИ ЛЕЦИТИНА С МАСЛОМ ГАКА И МАСЛОМ КУРКУМЫ Нгуен Хю Тунг - аспирант 2-го года обучения кафедры Наноматериалов и нанотехнологии; ng.huutung27@gmail.com.
Мурашова Наталья Михайловна, доктор химических наук, доцент кафедры Наноматериалов и нанотехнологии;
ФГБОУ ВО «Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева», Россия, Москва, 125047, Миусская площадь, дом 9.
В работе описано образование микроэмульсий лецитина, содержащих в качестве соПАВ олеиновую кислоту, и в качестве масляной фазы смесь вазелинового масла, масла гака и эфирного масла куркумы. В микроэмульсию, содержащую 34 мас. % масла гака и 20 мас. % лецитина можно ввести не менее 7 мас.% воды; для микроэмульсий с 10 мас.% лецитина - не менее 4,5 мас.%. Максимальное содержание воды наблюдается при мольном соотношении [олеиновая кислота]:[лецитин], равном 0,4. Гидродинамический диаметр капель полученных микроэмульсий составлял величины от 5 до 17 нм, с ростом содержания воды наблюдалось линейное увеличение гидродинамического диаметра. Ключевые слова: микроэмульсии, лецитин, масло гака, наноматериалы для медицины.
MICROEMULSIONS OF LECITHIN WITH GAC OIL AND TURMERIC OIL
Nguyen H.T., Murashova N.M.
Mendeleev University of Chemical Technology, Moscow, Russian Federation
The paper describes the formation of lecithin microemulsions containing oleic acid as a cosurfactant and a mixture of vaseline oil, gac oil and turmeric essential oil as an oil phase. In a microemulsion containing 34 wt. % gaс oil and 20 wt. % lecithin, you can enter at least 7 wt.% water; for microemulsions with 10 wt.% lecithin - not less than 4.5 wt.%. The maximum water content is observed at a molar ratio of [oleic acid]:[lecithin] equal to 0.4. The hydrodynamic diameter of the droplets of the obtained microemulsions ranged from 5 to 17 nm; with an increase in the water content, a linear increase in the hydrodynamic diameter was observed. Key words: microemulsions, lecithin, gac oil, nanomaterials for medicine
на основе лецитина необходимо подобрать
Введение
Микроэмульсии термодинамически дисперсии масла и
представляют собой
стабильные изотропные воды, содержащие капли нанометрового размера, стабилизированные поверхностно-активным веществом. В качестве преимущества микроэмульсий как средства адресной доставки выделяют возможность включения (солюбилизации) широкого спектра биологически активных веществ с различными физико-химическими свойствами. Микроэмульсии имеют значительно больший внутренний объем капель по сравнению с мицеллярными системами, что обеспечивает большую солюбилизационную емкость таких систем.
Лецитин представляет собой фосфолипид, являющийся природным поверхностно-активным веществом. Преимуществами лецитина являются нетоксичность, биосовместимость, возможность введения его в носитель в высоких концентрациях. Самоорганизующиеся наноструктуры на основе лецитина, такие как микроэмульсии и жидкие кристаллы, предлагаются в качестве перспективных носителей для трансдермальной доставки биологически активных веществ [1].
В системах лецитин - масло - вода, т.е. в отсутствие второго, специально подобранного ПАВ (со-ПАВ), микроэмульсии лецитина не образуются. Поэтому для разработки микроэмульсионных систем
нетоксичное и биосовместимое со-ПАВ. Олеиновая кислота или фосфолипиды, содержащиеся в виде примесей в коммерческих образцах лецитина, могут выступать в качестве со-ПАВ, способствующих образованию микроэмульсии лецитина [2].
Перспективными системами трансдермальной доставки лекарственных средств являются наноструктурированные среды на основе лецитина, содержащие биосовместимые компоненты, такие как обратные микроэмульсии в системе лецитин -олеиновая кислота - вазелиновое масло - масло авокадо - эфирное масло чайного дерева - вода. Такие микроэмульсии характеризуются низкими скоростями выделения водорастворимых веществ. Это позволяет разрабатывать на их основе препараты пролонгированного действия, характеризующиеся медленным высвобождением активных веществ с постоянной скоростью [1].
Ранее в работе [3] авторы исследовали возможность использования эфирного масла куркумы в микроэмульсиях лецитина. Свойства полученной микроэмульсия были сравнимы со свойствами разработанной ранее микроэмульсии, содержащей эфирное масло чайного дерева. Авторы продолжают изучение использования других растительных масел из тропиков, в частности из Вьетнама, при разработке лецитиновых микроэмульсий. В этом исследовании были
представлены результаты использования масла гака в качестве альтернативы маслу авокадо.
Гак (Momordica cochinchinensis Spreng, момордика кохинхинская) - это фруктовое растение, принадлежит к семейству Curcurbitaceae, первоначально обнаруженному во Вьетнаме. Плоды гака (рис. 1) считаются полезными для здоровья и традиционно используются в качестве источника пищи и для народной медицины в Юго-Восточной Азии. Функциональные компоненты в составе гака, такие как каротиноиды, а-токоферол, омега-3 жирные кислоты, соединения полифенолов и флавоноиды, способствуют улучшению здоровья человека. Плоды гака обладают широким спектром биологических функций, включая антиоксидантные, противораковые, противовоспалительные,
противомикробные, иммуномодулирующие свойства и другие действия. Плоды гака могут быть использованы в фармацевтической, косметической и пищевой промышленности. Они применяются для производства порошка гака и масла гака, которые используются в качестве пищевых добавок, натуральных красителей и в медицинских целях. Нанесение масла гака на раны, кожные инфекции и ожоги стимулирует рост новой кожи и заживление ран. Коммерческие продукты из гака, доступные потребителям по всему миру, в основном поставляются из Вьетнама и Китая [4].
Рис.1 Плоды гака
Экспериментальная часть
В работе была изучена возможность получения обратной микроэмульсии на основе лецитина, содержащей в составе органической фазы масло гака. Масло гака - это прозрачная жидкость красного цвета со сладким запахом и жирным вкусом. В работе было использовано масло гака производителя HA NOI NATURAL ESSENTIAL OIL, JSC, Вьетнам.
На рис. 2 показано влияние масла гака и, для сравнения, масла авокадо (содержание их в микроэмульсиях одинаковое) на
солюбилизационную емкость по воде микроэмульсий в системе лецитин - олеиновая кислота - вазелиновое масло - жирное масло - масло куркумы - вода при 10% и 20% лецитина. При обоих концентрациях лецитина микроэмульсия масла гака имеет более высокую солюбилизационную емкость по воде, чем микроэмульсия с маслом авокадо.
В целом, в микроэмульсию лецитина, содержащую масло гака, можно ввести не менее 7 % воды (с 20 % лецитина) и не менее 4,5 % воды (с 10 % лецитина), максимальное содержание воды наблюдается при мольном соотношении [олеиновая кислота]:[лецитин], равном 0,4.
[олеиновая к 11 с лотя/лец ит н н ]
iqiüliH + млело J ака □ Ю^лсттш - масло I яка
'20%леци1ш1 + наело авокаци Л ЮНлодтш + масло ввсиоцо
>20%лецвган + масло Гака —В— ЮОДлацпннв + пасло Гака
к20% лецитин i масло авокадо А ] 0% лешими i масло авокадо
Рис.2 Солюбилизационная емкость микроэмульсий в системе: 20% (маркер со сплошной
заливкой) или 10% (маркер без заливки) лецитин -олейновая кислота - вазелиновое масло - масло гака (квадратный маркер) или масло авокадо (треугольный маркер) - масло куркумы -
Чтобы доказать, что предложенная система является термодинамически стабильной
микроэмульсией, был определен гидродинамический диаметр капель образца после его нагревания до 60 °С и охлаждения до 25 °С и после замораживания и оттаивания (табл. 1). Гидродинамический диаметр капель МЭ определяли методом динамического светорассеяния с помощью прибора Zetasizer Nano ZS (Malvern, Великобритания). В таблице 1
представлены значения гидродинамического диаметра капель микроэмульсии, содержащей следующие компоненты (мас.%): лецитин - 19,5; олеиновая кислота - 4,4; вазелиновое масло и масло гака (1:1) - 69,2; масло куркумы - 4,4; вода - 2,4%.
Таблица 1. Влияние температуры на гидродинамический диаметр капель МЭ.
Температура, °С 25 60 После нагревания до 60°С и охлаждения После замораживания и оттаивания
d капель, нм 6,4±0,9 5.4±0,6 6,7±0,9 6,2±0,8
Результаты показали, что гидродинамический диаметр капель МЭ практически не изменился, примерно 6 нм. После нагревания до 60 °С и охлаждения до 25 °С размер капель менялся незначительно: от 6 до примерно 5 нм. После замораживания при -20 °С и последующего оттаивания структура микроэмульсии
восстанавливалась, размер капель практически не менялся. В то время как микроэмульсии аналогичного состава с маслом авокадо имеют гидродинамический диаметр примерно 20 нм [2]. Влияние температуры на размер капель практически не заметно. Этот гидродинамический диаметр капель МЭ также пропорционален мольному соотношению воды и лецитина (рис. 3). Было предложено эмпирическое уравнение, описывающее зависимость
гидродинамического диаметра параметра W: d = 0,9-W+3,1.
капель
(d)
от
Рис.3 Зависимость диаметра капель микроэмульсия от мольного отношения воды и лецитина (Ц) при мольном соотношении [олеиновая кислота]:[лецитин], равном 0,6.
Вязкость МЭ соевого масла и эфирного масла куркумы с 20% лецитином при 25°С и 37°С составляет 0,06 и 0,04 Па^с соответственно. Вязкость незначительно снижается при возрастании скорости сдвига от 1 до 100 1/с. Эта вязкость близка к вязкости вазелинового масла (0,04 при 37°) и значительно ниже, чем вязкость МЭ соевого масла, с тем же соотношением компонентов, которое
составляет 0,11 и 0,07 при температурах 25° и 37° соответственно [5].
Заключение
Установлено, что для получения обратной микроэмульсии в системе лецитин - олеиновая кислота - вазелиновое масло - масло гака - эфирное масло куркумы - вода с размером капель от 5 до 17 нм, можно использовать масло из тропического растения гака (момордики кохинхинской). Микроэмульсия, содержащая биосовместимые компоненты, такие как лецитин и олеиновая кислота, а также биологически активные вещества из масла гака и эфирного масла куркумы, может применяться в медицине для разработки препаратов с противовоспалительным и антиоксидантным действием.
Список литературы
1. Мурашова Н. М., Трофимова Е. С., Костюченко М. Ю., Мезина Е. Д., Юртов Е. В. Микроэмульсии и лиотропные кристаллы лецитина как системы для трансдермальной доставки лекарственных веществ // Российские нанотехнологии. Т. 14, 2019, № 1-2, с. 69-75.
2. Murashova N.M., Prokopova L.A., Trofimova E.S., Yurtov E.V. Effects of oleic acid and phospholipids on the formation of lecithin organogel and microemulsion // Journal of Surfactants and Detergents. 2018. V.21. № 5. P.635-645.
3. Нгуен Х.Т., Мурашова Н.М. Микроэмульсии лецитина с маслом куркумы // Успехи в химии и химической технологии. Т. XXXV. 2021. № 9, с. 4446.
4. Thi Van Thanh Do, Liuping Fana, Wildan Suhartinia, Mogos Girmatsionb. Gac (Momordica cochinchinensis Spreng) fruit: A functional food and medicinal resource // Journal of Functional Foods, V.62, November 2019, 103512.
5. Нгуен Х. Т., Мурашова Н. М. Микроэмульсии лецитина со соевым маслом и эфирным маслом куркумы // Химия и химическая технология в XXI веке: материалы XXIII Международной научно -практической конференции студентов и молодых ученых имени выдающихся химиков Л.П. Кулёва и Н.М. Кижнера, Томск. Томский политехнический университет. 2022. Т.2. с. 433-434
