NEJONOGENINIŲ PAVIRŠINIO AKTYVUMO MEDŽIAGŲ ĮTAKA EMULSIJOS (A/V) STABILUMUI

(1)

LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETAS

MEDICINOS AKADEMIJA

FARMACIJOS FAKULTETAS

VAISTŲ TECHNOLOGIJOS IR SOCIALINĖS FARMACIJOS KATEDRA

AISTĖ KAPOČIŪTĖ

NEJONOGENINI

Ų PAVIRŠINIO AKTYVUMO MEDŽIAGŲ ĮTAKA

EMULSIJOS (A/V) STABILUMUI

Magistro baigiamasis darbas

Darbo vadovė: Dr. prof. Jurga Bernatonienė

(2)

LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETAS

MEDICINOS AKADEMIJA

FARMACIJOS FAKULTETAS

VAISTŲ TECHNOLOGIJOS IR SOCIALINĖS FARMACIJOS KATEDRA

TVIRTINU:

Farmacijos fakulteto dekanas Vitalis Briedis

NEJONOGENINI

Ų PAVIRŠINIO AKTYVUMO MEDŽIAGŲ ĮTAKA

EMULSIJOS (A/V) STABILUMUI

Magistro baigiamasis darbas

Darbo vadovė

Dr., prof. Jurga Bernatonienė

Recenzentas Darbą atliko Magistrantė Aistė Kapočiūtė

(3)

TURINYS

SANTRUMPOS ... 7

1. ĮVADAS ... 8

1.1 Darbo aktualumas ... 8

1.2 Darbo tikslas ir uždaviniai ... 8

2. LITERATŪROS APŽVALGA ... 9

2.1 Paviršinio aktyvumo medžiagos ... 9

2.2 Nejonogeninių paviršinio aktyvumo medžiagų cheminė struktūra ir nomenklatūra ... 10

2.3 Fiziko – cheminės savybės ... 11

2.4 Veikimo mechanizmas ... 12

2.5 Privalumai ... 12

2.6 Veiksniai, įtakojantys emulsijų stabilumą ... 12

2.7 Panaudojimas ... 13 2.8 Toksiškumas ir ekologija ... 14 2.9 Laikymas ... 14 3. TYRIMŲ METODOLOGIJA ... 15 3.1 Tyrimo objektai ... 15 3.2 Tyrimo metodai ... 15

3.2.1 Tiriamųjų pavyzdžių pH reikšmės nustatymas ... 15

3.2.2 Emulsijų gamyba ... 15

3.2.3 Viskozimetrinis metodas ... 16

3.2.4 Mikroskopinis emulsijos tyrimas ... 16

3.2.5 Diferencinis centrifugavimas ... 16

3.2.6 Šaldymo – šildymo ciklas ... 17

3.2.7 Statistinė analizė ... 17

4. REZULTATAI IR JŲ APTARIMAS ... 18

4.1 Nejonogeninių PAM įtaka emulsijų pH reikšmei ... 18

4.1.1 Emulsijų, pagamintų su polioksietilen(20) sorbitano monolauratu, pH reikšmės nustatymas ... 18

4.1.2 Emulsijų, pagamintų su sorbitano monopalmitatu, pH reikšmės nustatymas ... 19

4.1.3 Emulsijų, pagamintų su polioksietilen(20) sorbitano tristearatu, pH reikšmės nustatymas 20 4.1.4 Emulsijų, pagamintų su sorbitano trioleatu, pH reikšmės nustatymas ... 20

(4)

4.2 Nejonogeninių PAM įtaka emulsijų klampai ... 22

4.2.1 Polioksietilen(20) sorbitano monolaurato įtaka emulsijos klampai ... 22

4.2.2 Sorbitano monopalmitato įtaka emulsijos klampai ... 23

4.2.3 Polioksiotilen(20) sorbitano tristearato įtaka emulsijos klampai ... 24

4.2.4 Sorbitano trioleato įtaka emulsijos klampai ... 24

4.3 Nejonogeninių PAM įtaka emulsinių lašelių dydžiui ... 25

4.3.1 Polioksietilen(20) sorbitano monolaurato įtaka emulsinių lašelių dydžiui ... 25

4.3.2 Sorbitano monopalmitato įtaka emulsinių lašelių dydžiui ... 27

4.3.3 Polioksietilen(20) sorbitano tristearato įtaka emulsinių lašelių dydžiui ... 28

4.3.4 Sorbitano trioleato įtaka emulsinių lašelių dydžiui ... 30

4.4 Emulsijų stabilumo tyrimas diferencinio centrifugavimo metodu ... 31

4.5 Emulsijų stabilumo tyrimas taikant šaldymo – šildymo ciklą ... 34

4.6 Laikymo sąlygų įtaka emulsinių lašelių dydžiui ... 37

4.6.1 Nejonogeninių PAM įtaka emulsinių lašelių dydžiui šaldytuvo temperatūros aplinkoje 37 4.6.2 Nejonogeninių PAM įtaka emulsinių lašelių dydžiui kambario temperatūroje ... 41

4.6.3 Pagreitinto sendinimo testas ... 44

5. IŠVADOS ... 49

(5)

SANTRAUKA

A. Kapočiūtės magistro baigiamasis darbas/ mokslinė vadovė dr. prof. Jurga Bernatonienė; Lietuvos sveikatos mokslų universiteto, Farmacijos fakulteto, Vaistų technologijos ir socialinės farmacijos katedra – Kaunas.

Šio darbo tikslas - ištirti polioksietilen(20) sorbitano monolaurato, sorbitano monopalmitato,

polioksietilen(20) sorbitano tristearato ir sorbitano trioleato įtaką alkilakrilato krospolimero tiesioginės (a/v) emulsijos stabilumui.

Tyrimo objektai - emulsija, pagaminta naudojant 0,6% koncentracijos alkilakrilato krospolimerą;

nejonogeninės paviršinio aktyvumo medžiagos: polioksietilen(20) sorbitano monolauratas (Tween 20), sorbitano monopalmitatas (Span 40), polioksietile(20) tristearatas (Tween 65) ir sorbitano trioleatas (Span 85).

Tyrimo uždaviniai: išanalizuoti literatūros duomenis apie nejonogenines paviršinio aktyvumo

medžiagas ir jų įtaką alkilakrilato krospolimero emulsinėms savybėms; ištirti paviršinio aktyvumo medžiagų: polioksietilen(20) sorbitano monolaurato, sorbitano monopalmitato, polioksietilen(20) sorbitano tristearato ir sorbitano trioleato įtaką emulsinių lašelių dydžiui ir klampai; įvertinti paviršinio aktyvumo medžiagų įtaką emulsijos fiziniam stabilumui taikant diferencinio centrifugavimo testą ir šaldymo - šildymo ciklą; įvertinti laikymo sąlygų įtaką emulsinių lašelių dydžiui ir stabilumui.

Literatūros analizė parodė, kad net maža alkilkrospolimero koncentracija (0,2-0,8%) pasižymi geromis emulsinėmis savybėmis ją derinant su nejonogeninėmis PAM. Rasta duomenų apie šio polimero sąveiką su polioksietilen(20) sorbitano trioleatu (Tween 85), tačiau šiame darbe tyrinėjami objektai iki šiol nebuvo tyrinėti, todėl yra aktualu ištirti nejonogeninių PAM įtaką emulsijos su alkilakrilato krospolimeru stabilumui. Gauti rezultatai parodė, kad tirtos nejonogeninės PAM įtakoja emulsijų klampą ir emulsinių lašelių dydį. Klampos mažėjimo tvarka nejonogeninės PAM išsidėstė taip: 1) polioksietilen(20) sorbitano monolauratas (8,99±0,53 Pa.s), 2) polioksietilen(20) sorbitano tristearatas (7, 51±0,42 Pa.s), 3) sorbitano trioleatas (6,39±0,39 Pa.s), 4) sorbitano monopalmitatas (1,90±0,29 Pa.s). Mažiausias emulsinių lašelių dydis buvo pastebėtas naudojant 0,4% koncentracijos polioksietilen(20) sorbitano monolauratą (4,34±0,34 µm) ir sorbitano monopalmitatą (5,13±0,29 µm), 0,3% koncentracijos - sorbitano trioleatą (4,43±0,41 µm) ir 0,2% koncentracijos – polioksietilen(20) sorbitano tristearatą (5,26±0,26 µm). Tai rodo, kad stabili emulsinė sistema bus gauta padidėjus emulsijos klampai ir sumažėjus emulsinių lašelių dydžiui, būtent naudojant alkilakrilato krospolimero ir 0,4% koncentracijos polioksietilen(20) sorbitano monolaurato derinį. Diferencinio centrifugavimo tyrimo rezultatai parodė, kad emulsijos, pagamintos su nejonogeninėmis PAM išlieka stabilios: nestebimas vandeninės fazės išsiskyrimas, kvapo, spalvos pokytis. Taikant šaldymo – šildymo ciklo tyrimą, stebimas emulsijų išsisluoksniavimas, kas rodo, kad emulsijos nėra atsparios stresinėms aplinkos sąlygoms. Į tai būtina atsižvelgti žiemos metu transportuojant preparatus, kurių sudėty yra alkilakrilato krospolimero bei tirtų nejonogeninių paviršinio aktyvumo medžiagų. Nustatyta, kad emulsijos pagamintos su tiriamosiomis nejonogeninėmis PAM išliko stabilios 1 mėnesio laikotarpyje laikant jas 2-8oC, 21oC ir 30oC temperatūrose. Stebėjimo metu emulsinių lašelių dydžio pokyčių nebuvo nustatyta.

(6)

SUMMARY

Thesis goal - to explore impact of polyethylene glycol sorbitan monolaurate, sorbitan

monopalmitate, polyethylene sorbitan tristearate and sorbitan trioleate to stability of direct (oil/water) emulsion of alkyl acrylate crosspolymer.

Thesis object – emulsion, made with 0,6% concentration of Alkyl Crosspolymer; non-ionogenic

surfactants: polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, polyoxyethylene (20) sorbitan tristearate, sorbitan trioleate.

Thesis objectives – To analyse sources of literary about the effects of non-iogenic surfactants on

the stability of emulsion with alkyl acrylate crosspolymer; influence of non-ionogenic surfactants to size of emulsion droplets and viscosity; influence of non-ionogenic surfactants to physical stability of emulsion during centrifugation test and heating-cooling cycle; influence of conditional atmosphere to size of emulsion droplets and stability.

The analysis of literary sources revealed that even a small concentration of Alkyl Crosspolymer (0.2–0.8%) has good emulsion properties, when combined with non-ionogenic surfactants. Data on the interaction of this polymer with polyoxyethylene (20) sorbitan trioleate (Tween 85) has been found; however, objects studied in this thesis have not been explored before, thus it is relevant to analyze the effects of non-iogenic surfactants on the stability of emulsion with alkyl acrylate crosspolymer. The obtained results showed that the analyzed non-ionogenic surfactants influence viscosity of emulsions and size of emulsion droplets. In a descending order of viscosity, non-ionogenic surfactants were distributed as follows: 1) polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate (8.99±0.53 Pa.s), 2) polyoxyethylene (20) sorbitan tristearate (7.51±0.42 Pa.s), 3) sorbitan trioleate (6.39±0.39 Pa.s), 4) sorbitan monopalmitate (1.90±0.29 Pa.s). The smallest emulsion droplet size was observed at concentrations of 0.4% of polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate (4.34±0.34 µm) and sorbitan monopalmitate (5.13±0.29 µm), 0.3% of sorbitan trioleate (4.43±0.41 µm) and 0.2% of polyoxyethylene (20) sorbitan tristearate (5.26±0.26 µm). This suggests that a stable emulsion system can be obtained with an increased emulsion viscosity and reduced emulsion droplet size, namely by using a combination of alkyl acrylate crosspolymer and 0.4% concentration of polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate. The results of differential centrifugation analysis showed that emulsions made with non-ionogenic surfactants remain stable: the aqueous phase separation and/or changes of odor and color are not observed. Freeze-thaw cycle analysis revealed emulsion stratification, indicating that emulsions are not resistant to stressful environmental conditions. This must be taken into account, when transporting products containing alkyl acrylate crosspolymer and the analyzed ionogenic surfactants in winter. It was found that emulsions made with the analyzed non-ionogenic surfactants remained stable over a period of 1 month, when stored at temperatures of 2–8°C, 21°C and 30°C. During the observation period, no changes of emulsion droplet size were observed.

(7)

SANTRUMPOS

% procentai

a/v aliejus vandenyje

pH vandenilio jonų (H+) koncentracijos tirpale matas

PAM paviršinio aktyvumo medžiagos

pav. paveikslas

min. minutės

HLB hidrofilinis – lipofilinis balansas

ml mililitrai

aps/min apsisukimų skaičius per minutę

µm Tween 20 Span 40 Tween 65 Span 85 Span 60 Tween 40 g/mol g/ml IUPAC mikrometras

polioksietilen(20) sorbitano monolauratas sorbitano monopalmitatas

polioksietilen(20) sorbitano tristearatas sorbitano trioleatas

sorbitano monostearatas

polioksietilen(20) sorbitano monopalmitatas gramai molyje

gramai mililitre

(8)

1. ĮVADAS

1.1 Darbo aktualumas

Stabilumas – vienas iš pagrindinių emulsijos kokybės rodiklių. Kokybiškas produktas visuomet yra patrauklesnis vartotojui, todėl išlieka aktualu užtikrinti emulsijų stabilumą derinant emulsiklius tarpusavyje. Literatūroje rasta duomenų, jog emulsiklis alkilakrilato krospolimeras ir nejonogeninės paviršinio aktyvumo medžiagos, kurios taip pat yra naudojamos kaip emulskliai, dera tarpusavyje. Tačiau duomenų apie emulsijų stabilumą, laikymo sąlygų įtaką bei šių emulsiklių naudojimo kartu galimybes neteko aptikti. Todėl išlieka ypač aktualu ištirti nejonogeninių paviršinio aktyvumo medžiagų įtaką alkilakrilato krospolimero emulsijos stabilumui.

1.2 Darbo tikslas ir uždaviniai

Darbo tikslas

Ištirti polioksietilen(20) sorbitano monolaurato, sorbitano monopalmitato, polioksietilen(20) sorbitano tristearato ir sorbitano trioleato įtaką alkilakrilato krospolimero tiesioginės (a/v) emulsijos stabilumui.

Darbo uždaviniai

1. Išanalizuoti literatūros duomenis apie nejonogenines paviršinio aktyvumo medžiagas ir jų įtaką alkilakrilato krospolimero emulsinėms savybėms.

2. Ištirti paviršinio aktyvumo medžiagų: polioksietilen(20) sorbitano monolaurato, sorbitano monopalmitato, polioksietilen(20) sorbitano tristearato ir sorbitano trioleato įtaką emulsinių lašelių dydžiui ir klampai.

3. Įvertinti nejonogeninių paviršinio aktyvumo medžiagų įtaką emulsijos fiziniam

stabilumui taikant centrifugavimo testą ir šaldymo - šildymo ciklą.

(9)

2. LITERAT

ŪROS APŽVALGA

2.1 Paviršinio aktyvumo medžiagos

Tai medžiagos, kurios stabilizuoja dispersines sistemas: emulsijas, suspensijas didindamos jų patvarumą ir mažindamos paviršiaus įtempimą fazių susilietimo vietose. Pagal gebėjimą jonizuotis polinėje terpėje paviršinio aktyvumo medžiagos skirstomos į jonogenines ir nejonogenines. Atsižvelgiant į gebėjimą disocijuoti vandeniniuose tirpaluose, skirstomos į anijonines, katijonines ir amfolitines. Kai PAM patenka į emulsiją, hidrofilinės grupės sąveikauja su vandens molekulėmis ir suformuoja miceles t.y. elektriškai neutralias koloidinio tirpalo daleles. PAM, kurios be hidrofilinės dalies turi ir hidrofobinę dalį, gali suformuoti miceles. Tokiomis savybemis pasižymi nejonogeninės PAM. [3, 4] Siekiant susipažinti su emulsinio stabilizavimo mechanizmais, buvo atliktas tyrimas, kuriuo tikslas ištirti galimas sąveikas tarp polimerinių emulsiklių ir nejonogeninių PAM. Tyrimai parodė, kad didinant nejonogeninės PAM konecntraciją didėja dispersinės sistemos klampa bei stabilumas. Taigi tolimesni tyrimai, norint sužinoti nejonogeninių paviršinio aktyvumo medžiagų įtaką alkilakrilato krospolimero emulsinėms savybėms a/v dispersinėje sistemoje, yra tikslingi. [28]

Renkantis nejonogeninę paviršinio aktyvumo medžiagą, svarbus yra hidrofilinis-lipofilinis balansas (HLB), nes šių medžiagų savybės labai priklauso nuo molekulės hidrofilinės ir lipofilinės dalių santykio. [2] Siekinat didesnio stabilumo (a/v) tipo emulsijose, pagamintose su alkilakrilato krospolimeru, gamintojai rekomenduoja naudoti mažus nejonogeninių PAM kiekius (0,1%-0,4%), kurių HLB 8-12 arba 8-18. [3, 24] Tačiau atsiradus prieštaravimams yra tikslinga atlikti bandymus ir su kitokias HLB reikšmes turinčiomis medžiagomis. Nejonogeninių paviršinio aktyvumo medžiagų HLB reikšmės nurodytos 1 lentelėje. Medžiagos, kurių HLB reikšmė mažesnė už 9 yra lipofilinės (tirpios riebaluose), o kurių HLB reikšmė didesnė už 11 – hidrofilinės (tirpios vandenyje). Esančios tarp 9-11 nejonogeninės PAM yra tarpinės ir pasižymi tiek hidrofilinėmis, tiek lipofilinėmis savybėmis. [21] Taip pat nejonogeninės PAM pasižymi stipriomis emulsuojančiomis savybėmis, jos yra mažai jautrios temperatūros, pH bei terpės pokyčiams. [4, 24]

1 lentelė. Nejonogeninių paviršinio aktyvumo medžiagų HLB reikšmės [13]

Nejonogeninė paviršinio aktyvumo medžiaga HLB reikšmė

Polioksietilen(20) sorbitano monolauratas (Tween 20) 16,7

Sorbitano monopalmitatas (Span 40) 6,7

Polioksietilen(20) sorbitano tristearatas (Tween 65) 10.5

(10)

2.2 Nejonogeninių paviršinio aktyvumo medžiagų cheminė struktūra ir

nomenklatūra

Literatūroje rasta duomenų, kurie teigia, kad nejonogeninių PAM ir emulsiklio alkilakrilato krospolimero panaudijimo kartu galimybes lemia cheminė molekulės struktūra, todėl aktualu yra panagrinėti tiriamų nejonogeninių PAM struktūrą plačiau. [7]

Polioksietilen(20) sorbitano monolauratas – nejonogeninė paviršinio aktyvumo medžiaga, kurios struktūros pagrindą sudaro sorbitanas. (1pav.) Tai mišinys susidedantis iš riebiųjų rugščių (daugiausiai iš laurininės rūgšties) ir sorbitano bei jo anhidridų esterių. Anhidridai yra etoksilinti beveik dvidešimties etilo oksidų. [10] Polioksietilen(20) sorbitano monolaurato molekulinė formulė C58H114O26 ir molekulinė masė yra 1227,54 g/cm3. [26] Pagal IUPAC nomenklatūrą ši nejonogeninė PAM yra vadinama 2-[2-[3,4-bis(2-hidroksietoksi)oksolan-2-yl]-2-(2-hidroksietoksi)etoksi]etil dodekanoatu. _{Tačiau yra žinoma ir kitais pavadinimais: tween 20, polioksietilenmonolauratas,}

polisorbatas 20, monododekanoatas ir dažniausiai naudojamas polioksietilen(20) sorbitano monolauratas. [22]

1 pav. Polioksietilen(20) sorbitano monolaurato struktūrinė formulė. [8]

Sorbitano monopalmitatas – nejonogeninė paviršinio aktyvumo medžiaga, kurios struktūros pagrindą sudaro sorbitanas. (2pav.) Tai mišinys susidedantis iš riebiųjų rugščių (daugiausiai iš palmitino rūgšties) ir sorbitano bei jo anhidridų esterių. Anhidridai yra etoksilinti beveik dvidešimties etilo oksidų. [10] Sorbitano monopalmitato molekulinė formulė C22H43O6 ir molekulinė masė yra 402,57 g/cm3. Šios nejonogeninės PAM žinomiausi sinonimai yra: span 40, polisorbatas 40, polioksietilensorbitanmonopalmitatas, sobitano monoheksadekanoatas ir daugelis kitų. [9]

(11)

2 pav. Sorbitano monopalmitato struktūrinė formulė. [14]

Polioksietilen(20) sorbitano tristearatas - nejonogeninė paviršinio aktyvumo medžiaga, kurios struktūros pagrindą sudaro sorbitanas. (3pav.) Tai mišinys susidedantis iš riebiųjų rugščių (daugiausiai iš stearino rūgšties) ir sorbitano bei jo anhidridų esterių. Anhidridai yra etoksilinti beveik dvidešimties etilo oksidų. Polioksietilen(20) sorbitano tristearato molekulinė formulė yra C100H194O28. Sinonimai: tween 65, polisorbatas 65, polioksietilensorbitantristearatas ir kiti. [16]

3 pav. Polioksietilen(20) sorbitano tristearato struktūrinė formulė. [16]

Sorbitano trioleatas - nejonogeninė paviršinio aktyvumo medžiaga, kurios struktūros pagrindą sudaro sorbitanas. (4pav.) Tai mišinys susidedantis iš riebiųjų rugščių (daugiausiai iš oleino rūgšties) ir sorbitano bei jo anhidridų esterių. Anhidridai yra etoksilinti beveik dvidešimties etilo oksidų. Sorbitano trioleato molekulinė formulė C60H108O8 ir molekulinė masė yra 957,49 g/cm3. [15] Sinonimai: span 85, polisorbatas 85, Arlacel 85 ir kiti.

4 pav. Sorbitano trioleato struktūrinė formulė. [15]

2.3 Fiziko – cheminės savybės

Nejonogeninės PAM dažniausiai yra bespalvės medžiagos. Tačiau pasitaiko ir išimčių: polioksietilen(20) sorbitano monolauratas yra gintaro spalvos aliejingas, klampus skystis, tirpus vandenyje, sorbitano monopalmitatas – gelsvai rusvas vaškas, netirpus vandenyje, polioksietilen(20) sorbitano tristearatas – šviesaus gintaro spalvos skystis, tirpus vandenyje, sorbitano trioleatas – gelsvos spalvos, vaško konsistencijos kietas kūnas, netirpus vandenyje. Vyraujantis bendras dėsnis produktams, kurių molekulinė masė maža - skysti, o didesnės molekulinės masės – pastos ar vaškų konsistencijos. Nejonogeninės PAM mažai judrios kietame vandenyje. Jų vandeniniai tirpalai putoja

(12)

mažai. Šių PAM tirpumą vandenyje sąlygoja vandeniliniai ryšiai, susidarantys hidratuojant deguonies atomą turinčias grupes. Hidratacijos laipsnis mažėja didinant temperatūrą, o kartu mažėja ir PAM tirpumas. Savybės labai priklauso nuo jų molekulinės masės bei nuo hodrofilinės ir hidrofobinės dalių santykio. Taip pat nuo molekulės grandinės ilgio ir šakotumo, nes linijinės ir trumpesnes grandines turinčios molekulės pasižymi stipresne kohezija ir asocijuojasi mažesnės koncentracijos tirpaluose. O paviršinio aktyvumo medžiagos, kurių molekulių grandinės šakotos ir hidrofobinės, labiau sumažina paviršinį aktyvumą, nes kohezija yra silpna. [2]

2.4 Veikimo mechanizmas

Nejonogeninės paviršinio aktyvumo medžiagos turi savybę keisto paviršiaus aktyvumą. Jos veikia, mažindamos paviršiaus įtempimą. Tradicinės nejonogeninės PAM a/v emulsijas stabilizuoja sudarydamos skystą kristalinį sluoksnį aliejinės ir vandeninės fazių susidūrimo vietoje. Todėl aliejinės fazės ir paviršinio aktyvumo medžiagų HLB reikšmės turi būti kruopščiai suderintos tam, kad būtų užtikrintas emulsijos stabilumas. Taip pat svarbu, kad nejonogeninės PAM geba suformuoti miceles, taip sumažindamos sistemos laisvąją energiją, ko pasekoje įtakojama emulsijos klampa bei stabilumas. [30, 5]

2.5 Privalumai

Nejonogeninės paviršinio aktyvumo medžiagos pasižymi geru tirpumu jau emulsuotoje fazėje, todėl pateisinamas derinys su nejonogeninėmis PAM bei alkilakrilato krospolimeru. Taip pat literatūroje buvo rasta duomenų, kad šio polimero vienas iš privalumų yra puiki sąveika su nojonogeninėmis PAM. Atlikti tyrmai parodė, kad polimeriniai emulsikliai naudojami kartu su nejonoegninėmis PAM reikšmingai padidina emulsinių sistemų stabilumą, taip prailgindami produkto naudojimo, vartojimo laiką. [3, 24, 30, 6, 29] Nejonogeninės PAM taip pat puikiai dera su kito tipo paviršinio aktyvumo medžiagomis. [5]

2.6 Veiksniai, įtakojantys emulsijų stabilumą

Vienas iš veiksnių lemiančių emulsijų stabilumą yra emulsinių lašelių dydis. Kuo mažesni lašeliai, tuo stabilesnė emulsija. Siekiant sumažinti emulsinių lašelių dydį yra naudojamas polimerinio emulsiklio ir nejonogeninių PAM derinys. Šis derinys padeda užtikrinti efektyvesnį emulsijos

(13)

stabilumą. Tačiau svarbu išsiaiškinti, koks kiekis nejonogeninės PAM yra optimaliausias. Lašelių dydis ir pasiskirstymas emulsijoje yra labai svarbus rodiklis, apsprendžiantis emulsinių farmacinių preparatų kokybę. [3, 4, 1, 27]

Kitas svarbus veiksnys, lemiantis emulsijos stabilumą yra klampa. Kuo klampa didesnė, tuo emulsija yra stabilesnė. Polimerinio emulsiklio alkilakrilato krospolimero naudojimas kartu su nejonogeninėmis PAM labai padidina emulsijos klampą. Tačiau šios medžiagos ir jų kiekiai turi būti kruopščiai suderinti, nes kitaip klampa gali imti mažėti. [3, 11]

Emulsijos, pagamintos su nejonogeninėmis PAM, nėra jautrios elektrolitų poveikiui. Tačiau reikėtų prisiminti, kad emulsijos pagamintos su alkilakrilato krospolimeru yra jautrios elektrolitų poveikiui. Tad nejonoegninių PAM įvedimas į emulsiją sumažina jautrumą elektrolitų poveikiui. [3]

Dar vienas veiksnys, įtakojantis emulsjos stabilumą – temperatūros pokytis. Esant žemai temperatūrai, bet aukštesnei nei užšalimo temperatūra, padidėja emulsijos klampa ir sumažinama kinetinė energija. Padidėja emulsijos stabilumas, tačiau temperatūros režimu pasikliauti nepatartina, nes sunku kontroliuoti jau pagaminto produkto, patekusio pas klientą, temperatūrą. [4]

pH reikšmė taip pat atlieka svarbų vaidmenį apsprendžiant emulsijos kokybės ir stabilumo klausimus. Odos pagrindinės funkcijos yra apsauginė, termoreguliacinė ir jutiminė. Natūralią sveikos odos apsauginę sistemą sudaro riebalinės ir prakaito sekrecinės liaukos, odos drėkinamieji veiksniai ir taip pat amino bei pieno rūgštys, kurių sudarytas sluoksnis padengia odos paviršių, sudarydamas pH reikšmę 5,5±0,5. Jeigu dominuoja rūgštys, oda yra sausa, jeigu dominuoja bazės, oda bus riebesnė. Taigi, pH vertė yra svarbus veiksnys odos priežiūros priemonių gamyboje. Šių priemonių uždavinys yra atstatyti natūralią odos rūgščių ir šarmų pusiausvyrą, tad ir emulsinių produktų pH vertė turėtų būti artima odos pH vertei. [1]

2.7 Panaudojimas

Paviršinio aktyvumo medžiagos turi daug praktinių pritaikymo sričių. Šios medžiagos naudojamos tiek naudingųjų iškasenų bei naftos perdirbimo procese, tiek maisto produktų gamybos procese bei apsaugant pasėlius. [21] Nejonogeninės PAM įeina į kosmetikos, antiseptikų, šampūnų, įvairių valiklių, kremų, losjonų sudėtį. Yra naudojamos kaip emulsikliai, stabilizatoriai, tirpikliai. [5] Taip pat nejonogeninės PAM gali būti panaudotos vaisto stabilumui pagerinti. Atlikti tyrimai parodė, kad su Span 60 pagalba suformuotos niosomos prailgino vaisto stabilumą maždaug 90 dienų. [18]

Paviršinio aktyvumo medžiagos gali būti naudojamos tekstilės ir odos pramonėje, dažų ir lako pramonėje. [25]

(14)

2.8 Toksiškumas ir ekologija

Paviršinio aktyvumo medžiagos yra plačiai naudojamos, todėl yra pakankamai saugios. Jų toksiškumas labai priklauso nuo struktūros. Hidrofobinės alkilo grupės ilgėjimas paprastai padidina toksiškumą, o etileno oksidų skaičiaus padidėjimas sumažina toksiškumą. Nejonogeninės paviršinio aktyvumo medžiagos nesukelia sveikatos problemų dėl to, kad produkuose yra naudojamos mažais kiekiais. Jų nėra aptikta žmogaus audiniuose ar šlapime ir taip pat jos nėra įrašytos į toksinių medžiagų sąrašą. [21, 23]

Pramonėje likusios atliekos ar kitaip patekusios į vandens telkilius šios medžiagos kenkia vandens organizmams. Aerobinėje aplinkoje PAM biologinis skilimas vyksta greičiau, nei anaerobinėje aplinkoje. Taip pat yra nustatyta tarša gruntiniam vandeniui bei dirvožemiui. [21]

Lyginant nejonogenines, anijonines ir katijonines PAM tarpusavyje, mažiausiu toksiškumu organizmui pasižymi nejonogeninės PAM. Tačiau retais atvejais kai kuriems organizmams gali pasireikšti alergija. [31, 5]

2.9 Laikymas

Polioksietilen(20) sorbitano monolauratą, sorbitano monopalmitatą, polioksietile(20) tristearatą ir sorbitano trioleatą rekomenduojama laikyti gamintojo pakuotėje. Kai nejonogeninės PAM nenaudojamos, visada laikomos vėsioje, gerai vėdinamoje, apsaugotoje nuo drėgmės ir tiesioginių saulės spindulių vietoje. Toli nuo maisto produktų, gėrimų ar kitų medžiagų su kuriomis galima sąveika. [20, 19]

(15)

3. TYRIM

Ų METODOLOGIJA

3.1 Tyrimo objektai

1. Emulsija, pagaminta naudojant 0,6% koncentracijos alkilakrilato krospolimerą. 2. Nejonogeninės paviršinio aktyvumo medžiagos:

- polioksieliten(20) sorbitano monolauratas (Tween 20), - sorbitano monopalmitatas (Span 40),

- polioksieliten(20) sorbitano tristearatas (Tween 65), - sorbitano trioleatas (Span 85).

3.2 Tyrimo metodai

3.2.1 Tiriamųjų pavyzdžių pH reikšmės nustatymas

Matuojant emulsijos pH reikšmę, pirmiausiai pasigaminamos kiekvienos tiriamosios emulsijos mėginio 5% vandeninės ištraukos. pH reikšmė nustatoma naudojant pH – metrą HD 2105.1 (Italija). Į tiriamąjį mėginį įkišamas elektrodas ir prietaiso ekrane parodoma pH reikšmė. Po kiekvieno mėginio matavimo pH – metras nuplaunamas etanoliu ir vandeniu. Tiriamųjų mėginių pH reikšmė įvertinama atlikus mažiausiai tris matavimus.

3.2.2 Emulsijų gamyba

Emulsijos buvo gaminamos remiantis K. Pakalniškytės magistro baigiamojo darbo „Faktorių, įtakojančių tiesioginio tipo emulsijos su poliakrilo rūgšties polimero pemulen TR–1 stabilumą, tyrimas“ metodika. Emulsijos gaminamos masės metodu. Vandens kiekis, reikalingas emulsijos gamybai, skiriamas į dvi dalis: 70% - vandeninės polimerinės alkilakrilato krospolimero dispersijos gamybai, 30% - vandeninės suspensijos Ultrez 21 gamybai. Į indą įpilamas reikiamas vandens kiekis, o ant jo paviršiaus plonu sluoksniu užbarstomas reikiamas kiekis alkilakrilato krospolimero ir paliekama išbrinkti 24 valandoms. Buvo gaminama 0,6% polimerinio emulsiklio koncentracijos vandeninė dispersija. Ant likusio vandens kiekio paviršiaus užbarstomas polimeras Ultrez 21 ir palaukiama keletą minučių, kol jis išbrinks. Buvo imama 0,3% Ultrez 21 nuo bendros emulsijos masės. Jis reikalingas stabilizuojant emulsiją. Į indą su išbrinkusiu Ultrez 21 supilama vandeninė alkilakrilato krospolimero dispersija, taip pat 20% nuo bendros emulsijos masės vazelino aliejaus.

(16)

Neutralizatoriumi pasirinktas 10% trietanolamino tirpalas. Jo dedama 0,6% nuo bendros emulsijos masės. Buvo gaminama keletas emulsijų grupių, su skirtingomis nejonogeninėmis paviršinio aktyvumo medžiagomis. Pasirinktos 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4% polioksietilen(20) sorbitano monolaurato, sorbitano monopalmitato, polioksietilen(20) sorbitano tristearato ir sorbitano trioleato koncentracijos. Taip pat buvo paruoštas kontrolinis emulsijos mėginys, kuris gaminamas nenaudojant paviršinio aktyvumo medžiagų. Emulsijos pagamintos naudojant prietaisą Unguator 2100 (Vokietija).

3.2.3 Viskozimetrinis metodas

Vienodas 100ml tiriamųjų bandinių kiekis buvo patalpintas į 4cm skersmens ir 9cm aukščio laboratorinius indus. Bandinių klampa buvo matuojama rotaciniu viskozimetru Selekta P (Abrera, Spain) esant 100 (aps/min) spindulio greičiui. Emulsijos klampos matavimui buvo pasirinktas spindulys R7. Kiekvieno bandinio klampa matuota 10 sekundžių.

3.2.4 Mikroskopinis emulsijos tyrimas

Emulsinių lašelių dydis buvo matuojamas optiniu (Lambda, Ltd.) mikroskopu, naudojant kompiuterinę programą (LECO Corp., Michigan, USA). Preparatas paruošiamas užtepant ant objektinio stiklelio labai ploną emulsijos sluoksnį ir gerai prispaudžiant dengiamuoju stikleliu. Preparatai paruošiami iš anksčiau pasigamintų emulsijų. Preparatai stebimi praeinančioje šviesoje, apžiūrint ir matuojant padidinus 400 kartų. Optinis mikroskopas per kamerą sujungtas su kompiuteriu. Emulsinių lašelių dydis matuojamas kompiuterio ekrane. Išmatuojama kiekvieno preparato 500 emulsinių dalelių. Kaskart pažymimas toks pat pasirinktas plotas ir matuojamas dalelių skersmuo, kuris matomas pagalbinėje lentelėje. Suskaičiuojamas išmatuotų dalelių skersmens vidurkis. Mikroskopinio stebėjimo metu daromos preparatų nuotraukos.

3.2.5 Diferencinis centrifugavimas

Į penkis 2 ml tūrio mėgintuvėlius įdedamas vienodas tiriamųjų emulsijų kiekis. Kiekvienos emulsijos tiriama po tris mėginius. Centrifuguojama (High speed centrifuge type 310) 3000 apsisukimų per minutę greičiu 5 min. Pirmiausia sistemos stabilumas vertinamas pagal vandeninės ir aliejinės fazių atsiskyrimą. Paskui mėginių stabilumas buvo skaičiuojamas remiantis formule Nr.1:

(17)

C = a/m * 100 (formulė Nr.1)

C – stabilumas (%)

a – vandeninės fazės kiekis (g) m – paimto tirti mėginio masė (g)

3.2.6 Šaldymo – šildymo ciklas

Į penkis 2 ml tūrio mėgintuvėlius įdedamas vienodas tiriamųjų emulsijų kiekis. Kiekvienos emulsijos tiriama po tris mėginius. Mėginiai parą patalpinami į šaldiklį (-18oC). Po to parą laikomi kambario temperatūroje. Sistemos stabilumas vertinamas pagal vandeninės ir aliejinės fazių atsiskyrimą. Ciklas kartojamas, kol pasireiškia mėginių nestabilumas. Stabilumas skaičiuojamas remiantis formule Nr.1.

3.2.7 Statistinė analizė

Tyrimų metu gauti duomenys apdoroti naudojant Microsoft® Office Excel 2010 programą. Duomenys statistiškai palyginti dispersine analize (ANOVA) taikant Tukey daugialypio palyginimo metodą, naudojant GraphPad Prism 5.02 (GraphPad Software Inc., La Jolla, CA, JAV) programą. Vidurkiai pateikti su vidutinėmis kvadratinėmis paklaidomis, skirtumai tarp vidurkių patikimi, jei p <0,05.

(18)

4. REZULTATAI IR J

Ų APTARIMAS

4.1 Nejonogeninių PAM įtaka emulsijų pH reikšmei

Tyrimo metu buvo matuojama emulsijų, pagamintų naudojant skirtingas PAM ir jų kiekius, taip pat kontrolinio mėginio (pagaminto nenaudojant PAM) pH reikšmė. Buvo tiriama nejonogeninių PAM (polioksietilen(20) sorbitano monolaurato, sorbitano monopalmitato, polioksietilen(20) sorbitano tristearato, sorbitano trioleato) ir jų kiekio įtaka emulsijos pH reikšmei. Tikėtasi, jog emulsijų pH reikšmė daug nenutols nuo kontrolinio mėginio silpnai rūgštinės pH reikšmės (pH=5,24±035), nes šioje terpėje alkilakrilato krospolimeras veikia optimaliausiai.

4.1.1 Emulsijų, pagamintų su polioksietilen(20) sorbitano monolauratu, pH

reikšmės nustatymas

Buvo atliktas skirtingų koncentracijų (0,1-0,4%) emulsijų , pagamintų su polioksietilen(20) sorbitano monolauratu, taip pat kontrolinio mėginio (emulsija pagaminta be PAM), pH nustatymas. Gauti rezultatai pateikti 5 paveiksle.

5 pav. Polioksietilen(20) sorbitano monolaurato koncentracijos įtaka emulsijos pH reikšmei. n=3 Kontrolė – emulsija, pagaminta nenaudojant PAM.

Iš grafiko matyti, kad pH reikšmei būdinga tiesioginė priklausomybė nuo polioksietilen(20) sorbitano monolaurato koncentracijos. Didėjant polioksietilen(20) sorbitano monolaurato koncentracijai pH reikšmė atitinkamai mažėja. Padidėjus šios nejonogeninės paviršinio aktyvumo medžiagos koncentracijai nuo 0,1% iki 0,4%, pH reikšmė sumažėjo 4,83% (p>0,05). Lyginant su

0 1 2 3 4 5 6 Kontrolė 0,1 0,2 0,3 0,4 pH r eik šm ė Tween 20 koncentracija (%)

(19)

kontroliniu mėginiu pH reikšmė taip pat sumažėjo. Labiausiai pastebimas skirtumas yra naudojant 0,4% koncentracijos nejonogeninę PAM – 20,99% (p>0,05), toliau stebimas skirtumas mažesnis. Naudojant 0,1% koncentracijos polioksietilen(20) sorbitano monolauratą skirtumas nuo kontrolinio mėginio buvo 16,98% (p>0,05).

4.1.2 Emulsijų, pagamintų su sorbitano monopalmitatu, pH reikšmės nustatymas

Buvo atliktas skirtingų koncentracijų (0,1-0,4%) emulsijų, pagamintų su sorbitano monopalmitatu, taip pat kontrolinio mėginio (emulsija pagaminta be PAM), pH nustatymas. Gauti rezultatai pateikti 6 paveiksle.

6 pav. Sorbitano monopalmitato koncentracijos įtaka emulsijos pH reikšmei. n=3 Kontrolė – emulsija, pagaminta nenaudojant PAM.

Iš grafiko matyti, kad kintant sorbitano monopalmitato koncentracijai, pH reikšmė pakinta nežymiai. Didėjant sorbitano monolaurato koncentracijai, didėja ir pH reikšmė. Padidėjus šios nejonogeninės paviršinio aktyvumo medžiagos koncentracijai nuo 0,1% iki 0,4%, pH reikšmė padidėjo 2,81% (p>0,05). Lyginant su kontroliniu mėginiu pH reikšmė sumažėjo. Labiausiai pastebimas sumažėjimas yra naudojant 0,1% koncentracijos sorbitano monopalmitatą – 20,8% (p>0,05), toliau rezultatai kinta nežymiai ir su 0,4% koncentracija siekia 18,51% (p>0,05) sumažėjimą lyginant su kontroliniu mėginiu. 0 1 2 3 4 5 6 Kontrolė 0,1 0,2 0,3 0,4 pH r eik šm ė Span 40 koncentracija (%)

(20)

4.1.3 Emulsijų, pagamintų su polioksietilen(20) sorbitano tristearatu, pH reikšmės

nustatymas

Buvo atliktas skirtingų koncentracijų (0,1-0,4%) emulsijų, pagamintų su polioksietilen(20) sorbitano tristearatu, taip pat kontrolinio mėginio (emulsija pagaminta be PAM), pH nustatymas. Gauti rezultatai pateikti 7 paveiksle.

7 pav. Polioksietilen(20) sorbitano tristearato koncentracijos įtaka emulsijos pH reikšmei. n=3 Kontrolė – emulsija, pagaminta nenaudojant PAM.

Iš grafiko matyti, kad pH reikšmei būdinga tiesioginė priklausomybė nuo polioksietilen(20) sorbitano tristearato koncentracijos. Didėjant šios nejonogeninės PAM koncentracijai pH reikšmė atitinkamai mažėja. Padidėjus šios nejonogeninės paviršinio aktyvumo medžiagos koncentracijai nuo 0,1% iki 0,4%, pH reikšmė sumažėjo 5,71% (p>0,05). Lyginant su kontroliniu mėginiu pH reikšmė taip pat mažėja. Labiausiai pastebimas sumažėjimas yra naudojant 0,4% koncentracijos polioksietilen(20) sorbitano tristearatą – 14,89% (p>0,05), kiti rezultatai skiriasi nežymiai. Mažiausias skirtumas lyginant su kontrole, gautas naudojant 0,1% koncentracijos nejonogeninę PAM – 9,73% (p>0,05).

4.1.4 Emulsijų, pagamintų su sorbitano trioleatu, pH reikšmės nustatymas

Buvo atliktas skirtingų koncentracijų (0,1-0,4%) emulsijų, pagamintų su sorbitano trioleatu, taip pat kontrolinio mėginio (emulsija pagaminta be PAM), pH nustatymas. Gauti rezultatai pateikti 8 paveiksle. 0 1 2 3 4 5 6 Kontrolė 0,1 0,2 0,3 0,4 pH r eik šm ė Tween 65 koncentracija (%)

(21)

8 pav. Sorbitano trioleato koncentracijos įtaka emulsijos pH reikšmei. n=3 Kontrolė – emulsija, pagaminta nenaudojant PAM.

Iš grafiko matyti, kad kintant sorbitano trioleato koncentracijai, pH reikšmė pakinta labai nežymiai. Didėjant sorbitano trioleato koncentracijai, didėja ir pH reikšmė. Padidėjus šios nejonogeninės PAM koncentracijai nuo 0,1% iki 0,4%, pH reikšmė padidėjo 4,1% (p>0,05). Lyginant su kontroliniu mėginiu pH reikšmė sumažėjo. Labiausiai pastebimas sumažėjimas yra naudojant 0,1% koncentracijos sorbitano trioleatą – 19,65% (p>0,05), kiti rezultatai skiriasi nežymiai. Mažiausias skirtumas lyginant su kontrole, gautas naudojant 0,4% koncentracijos nejonogeninę PAM – 16,22% (p>0,05).

Apibendrinant rezultatus galima teigti, kad nejonogeninės PAM turi įtakos emulsijos pH reikšmei. Tyrimo metu buvo tikėtasi, kad emulsijų pH reikšmė daug nenutols nuo kontrolinio mėginio silpnai rūgštinės pH reikšmės (pH=5,24±0,35), nes šioje terpėje alkilakrilato krospolimeras yra veiksmingiausias. Gauti duomenys parodė, kad visų tirtų emulsijų pH reikšmė sumažėjo, tačiau nevienodai. Mažiausiai įtakos turėjo polioksietilen(20) sorbitano tristearatas, kurio 0,1% koncentracijos emulsijos pH reikšmė nuo kontrolinės (pagamintos be nejonogeninės PAM) skyrėsi 9,73% (p>0,05). Likusios šios nejonogeninės PAM koncentracijos (0,2%-0,4%) taip pat turėjo mažiausiai įtakos pH reikšmei lyginant visas tirtas nejonogenines PAM tarpusavyje. Antroje vietoje pagal pH reikšmės sumažėjimą buvo 0,4% koncentracijos sorbitano trioleatas, kurio pH reikšmės smažėjimas siekė 16,22% (p>0,05). Trečioje vietoje buvo 0,1% polioksietilen(20) sorbitano monolauratas, jo sumažėjimas - 16,98% (p>0,05). Didžiausias skirtumas buvo pastebimas su sorbitano monopalmitatu, kalbant apie visų koncentracijų (0,1%-0,4%) emulsijas pagamintas su šia medžiaga. Taigi apžvelgus gautus rezultatus galima teigti, kad labiausiai deranti nejonogeninė PAM su alkilakrilato krospolimeru yra polioksietilen(20) sorbitano tristearatas, nes ši medžiaga mažiausiai

0 1 2 3 4 5 6 Kontrolė 0,1 0,2 0,3 0,4 pH r eik šm ė Span 85 koncentracija (%)

(22)

įtakoja emulsijos terpės pH reikšmę. Tačiau literatūroje rastame tyrime, kurio metu buvo tirta Tween 40 įtaka pH reikšmei, gauti rezultatai parodė, kad dispersinės sistemos pH reikšmė padidėjo. [17]

4.2 Nejonogeninių PAM įtaka emulsijų klampai

Tyrimo metu buvo matuojama emulsijų, pagamintų naudojant skirtingas PAM ir jų koncentracijas, taip pat kontrolinio mėginio (pagaminto nenaudojant PAM) klampa. Buvo tiriama nejonogeninių PAM (polioksietilen(20) sorbitano monolaurato, sorbitano monopalmitato, polioksietilen(20) sorbitano tristearato, sorbitano trioleato) ir jų koncentracijos (0,1%-0,4%) įtaka emulsijos klampai. Pasirinktas klampos matavimo greitis buvo 100 (aps/min.). Tikėtasi, kad nejonogeninės PAM padidins emulsijų klampą, taip padidindamos emulsijos stabilumą.

4.2.1 Polioksietilen(20) sorbitano monolaurato įtaka emulsijos klampai

9 pav. Polioksietilen(20) sorbitano monolaurato įtaka emulsijos klampai. n=3 Kontrolė – emulsija pagaminta nenaudojant nejonogeninės PAM.

Iš grafiko matyti, kad polioksietilen(20) sorbitano monolauratas turi įtakos emulsijos klampai. Didėjant nejonogeninės PAM polioksietilen(20) sorbitano monolaurato koncentracijai emulsijose nuo 0,1% iki 0,4%, emulsijų klampa taip pat didėja (9 pav.). Tačiau didėjimas netolygus. Esant 0,3% nejonogeninės PAM koncentracijai, klampa yra nežymiai mažesnė (7,10±0,53 Pa.s) lyginant su 0,2%

*

_*

*

0 2 4 6 8 10 12 Kontrolė 0,1 0,2 0,3 0,4 K la m p a ( P a .s) Tween 20 koncentracija (%)

(23)

koncentracijos mėginiu (7,63±0,53 Pa.s). Klampa yra didžiausia esant 0,4% polioksietilen(20) sorbitano monolaurato koncentracijai (8,99±0,53 Pa.s), šios medžiagos klampos padidėjimas siekia 122,52% (p<0,05 vs kontrolė).

4.2.2 Sorbitano monopalmitato įtaka emulsijos klampai

10 pav. Sorbitano monopalmitato įtaka emulsijos klampai. n=3 Kontrolė – emulsija pagaminta nenaudojant nejonogeninės PAM.

Gauti rezultatai parodė, kad sorbitano monopalmitatas turi įtakos emulsijų klampai. Lyginant su kontroliniu mėginiu, emulsijų klampa sumažėjo, tačiau didėjant nejonogeninės PAM sorbitano monopalmitato koncentracijai nuo 0,1% iki 0,4%, klampa nežymiai didėja (10 pav.). Didėjimas netolygus. Esant 0,3% sorbitano monopalmitato koncentracijai, klampa yra mažesnė (1,76±0,29 Pa.s) lyginant su 0,2% koncentracijos mėginiu (1,83±0,29 Pa.s). Didžiausia klampa užfiksuota, esant 0,4% sorbitano monopalmitato koncentracijai (1,90±0,29 Pa.s), tačiau ji yra 52,97% mažėsnė už kontrolinio mėginio klampą (4,04±0,29 )(p<0,05 vs kontrolė). Klampos sumažėjimą galbūt galėjo lemti maža sorbitano monopalmitato HLB=6,7 reikšmė, nes ši nejonogeninė paviršinio aktyvumo medžiaga pasižymi lipofilinėmis savybėmis. Alkilakrilato krospolimeras pasižymi priešingomis hidrofilinėmis savybėmis, todėl tai galėjo lemti klampos sumažėjimą.

*

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 Kontrolė 0,1 0,2 0,3 0,4 K la m p a ( P a .s ) Span 40 koncentracija (%)

(24)

4.2.3 Polioksiotilen(20) sorbitano tristearato įtaka emulsijos klampai

11 pav. Polioksietilen(20) sorbitano tristearato įtaka emulsijos klamapi. n=3 Kontrolė – emulsija pagaminta nenaudojant nejonogeninės PAM.

Iš grafiko matyti, kad polioksietilen(20) sorbitano tristearatas turi įtakos emulsijų klampai. Lyginant su kontroliniu mėginiu, emulsijų klampa yra didesnė. Didėjant polioksietilen(20) sorbitano tristearato koncentracijai nuo 0,1% iki 0,4%, emulsijų klampa tolygiai didėja (11 pav.). Didžiausia klampa nustatyta esant 0,4% polioksietilen(20) sorbitano tristearato koncentracijai (7, 51±0,31 Pa.s) ir ji yra 85,89% (p<0,05 vs kontrolė) didesnė už kontrolinį mėginį.

4.2.4 Sorbitano trioleato įtaka emulsijos klampai

*

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Kontrolė 0,1 0,2 0,3 0,4 K la m p a ( P a .s )) Tween 65 koncentracija (%)

*

0 1 2 3 4 5 6 7 8 Kontrolė 0,1 0,2 0,3 0,4 K la m p a ( P a .s ) Span 85 koncentracija (%)

(25)

12 pav. Sorbitano trioleato įtaka emulsijos klampai. n=3

Kontrolė – emulsija pagaminta nenaudojant nejonogeninės PAM.

Grafike pateikti duomenys rodo, kad sorbitano trioleatas turi įtakos emulsijų klampai. Lyginant su kontroliniu mėginiu, emulsijų klampa padidėjo. Didėjant nejonogeninės PAM sorbitano trioleato koncentracijai nuo 0,1% iki 0,4%, emulsijų klampa taip pat tolygiai didėja (12 pav.). Didžiausia klampa nustatyta esant 0,4% sorbitano trioleato koncentracijai (6,39±0,42 Pa.s) ir ji yra 58,17% (p<0,05 vs kontrolė) didesnė už kontrolinio mėginio klampą.

Apibendrinant gautus rezultatus galima teigti, kad nejonogeninių paviršinio aktyvumo medžiagų koncentracijos įtaka emulsijos klampai yra skirtinga. Didžiausia klampa pasiekta naudojant 0,4% koncentracijos polioksietilen(20) sorbitano monolauratą (8,99±0,53 Pa.s), mažiausia – 0,1% koncentracijos sorbitano monopalmitatą (1,53±0,29 Pa.s). Tyrimo metu buvo laukta didesnės, nei kontrolinio mėginio, pagaminto be nejonogeninės PAM (4,04±0,29 Pa.s), klampos. Visos naudotos nejonogeninės PAM buvo didesnės klampos, nei kontrolinis mėginys, išskyrus sorbitano monopalmitatą, kurio klampa buvo ženkliai mažesnė. Taigi pagal eiliškumą klampos mažėjimo tvarka nejonogenines PAM galima išdėstyti taip: 1) polioksietilen(20) sorbitano monolauratas, 2) polioksietilen(20) sorbitano tristearatas, 3) sorbitano trioleatas, 4) sorbitano monopalmitatas. Visais atvejais klampa buvo didžiausia naudojant 0,4% koncentracijos nejonogenines PAM, mažiausia – 0,1% koncentracijos nejonogenines PAM.

4.3 Nejonogeninių PAM įtaka emulsinių lašelių dydžiui

Buvo atliktas mikroskopinis emulsijos tyrimas, siekiant įvertinti nejonogeninių PAM (poliokietilen(20) sorbitano monolaurato, sorbitano monopalmitato, poliokietilen(20) sorbitano tristearato, sorbitano trioleato) bei jų koncentracijos įtaką dispersinės fazės lašelių dydžiui ir pasiskirstymui dispersinėje terpėje. Tyrimas atliktas su šviežiomis emulsijomis, jų pagaminimo dieną.

(26)

13 pav. Polioksietilen(20) sorbitano monolaurato įtaka emulsijų mikroskopiniam vaizdui. Naudotas 400 kartų objektyvo didinimas. A – emulsija, pagaminta nenaudojant PAM (kontrolinis mėginys), B – emulsija, pagaminta naudojant 0,1% PAM, C – emulsija, pagaminta naudojant 0,2% PAM, D – emulsija, pagaminta naudojant 0,3% PAM, E – emulsija, pagaminta naudojant 0,4% PAM.

Buvo tirtos emulsijos, pagamintos naudojant 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4% polioksietilen(20) sorbitano monolaurato koncentracijas, (kontrolinis mėginys – emulsija, pagaminta nenaudojant PAM). Atlikus šį tyrimą galima spręsti ar tyrimui naudota nejonogeninė PAM gali sumažinti emulsinių lašelių dydį ir padidinti emulsijos stabilumą. Pagamintų emulsijų, kurių sudėtyje yra skirtingos PAM koncentracijos, mikroskopiniai vaizdai, vertinant plika akimi, skiriasi aliejaus fazės lašelių dydžiu. Dalelių dydis buvo matuojamas optiniu (Lambda, Ltd.) mikroskopu, naudojant kompiuterinę programą (LECO Corp., Michigan, USA). Gauti rezultatai nurodyti 13 ir 14 paveiksluose.

14 pav. Emulsinių lašelių dydžio priklausomybė nuo polioksietilen(20) sorbitano monolaurato koncentracijos.

Kontrolė – emulsija, pagaminta nenaudojant PAM.

*

_*

0 1 2 3 4 5 6 7 8 Kontrolė 0,1 0,2 0,3 0,4 E m uls inių la šelių dy dis (µ m ) Tween 20 koncentracija (%)

(27)

Remiantis gautais rezultatais galima teigti, kad emulsijos stabilumas padidėjo. Lyginant su kontroliniu mėginiu emulsinių lašelių dydis sumažėjo naudojant visas nejonogeninės PAM koncentracijas. Didinant nejonogeninės PAM koncentraciją atitinkamai mažėja emulsinių lašelių dydis. Didžiausias sumažėjimas 36,83% (p<0,05 vs kontrolė) stebimas naudojant 0,4% polioksietilen(20) sorbitano monolaurato koncentraciją (4,34±0,68 µm).

4.3.2 Sorbitano monopalmitato įtaka emulsinių lašelių dydžiui

15 pav. Sorbitano monopalmitato įtaka emulsijų mikroskopiniam vaizdui. Naudotas 400 kartų objektyvo didinimas . A – emulsija, pagaminta nenaudojant PAM (kontrolinis mėginys), B – emulsija, pagaminta naudojant 0,1% PAM, C – emulsija, pagaminta naudojant 0,2% PAM, D – emulsija, pagaminta naudojant 0,3% PAM, E – emulsija, pagaminta naudojant 0,4% PAM.

Tiriamos emulsijos buvo pagamintos naudojant 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4% sorbitano monopalmitato koncentracijas, (kontrolinis mėginys – emulsija, pagaminta nenaudojant PAM). Atlikus šį tyrimą galima spręsti ar tyrimui naudota nejonogeninė PAM gali sumažinti emulsinių lašelių dydį ir padidinti emulsijos stabilumą. Pagamintų emulsijų, kurių sudėtyje yra skirtingos nejonogeninės PAM koncentracijos, mikroskopiniai vaizdai, vertinant plika akimi, skiriasi aliejaus fazės lašelių dydžiu. Dalelių dydis matuojamas optiniu (Lambda, Ltd.) mikroskopu, naudojant kompiuterinę programą (LECO Corp., Michigan, USA). Gauti rezultatai nurodyti 15 ir 16 paveiksluose.

(28)

16 pav. Emulsinių lašelių dydžio priklausomybė nuo sorbitano monopalmitato koncentracijos. Kontrolė – emulsija, pagaminta nenaudojant PAM.

Vadovaujantis atlikto tyrimo duomenimis buvo pastebėta, kad sobitano monopalmitatas turi įtakos emulsijos stabilumui. Emulsnių lašelių dydžio sumažėjimas pasireiškė su visomis pasirinktomis sorbitano monolaurato koncentracijomis, tačiau tarpusavyje skyrėsi nežymiai. Lyginant su kontroliniu mėginiu didžiausias emulsnių lašelių dydio sumažėjimas 25,33% (p<0,05 vs kontrolė) stebimas naudojant 0,4% koncentracijos nejonogeninės PAM (5,13±0,29). Taigi sorbitano monopalmitatas didina emulsijos stabilumą.

4.3.3 Polioksietilen(20) sorbitano tristearato įtaka emulsinių lašelių dydžiui

17 pav. Polioksietilen(20) sorbitano tristearato įtaka emulsijų mikroskopiniam vaizdui. Naudotas 400 kartų objektyvo didinimas. A – emulsija, pagaminta nenaudojant PAM (kontrolinis mėginys), B – emulsija, pagaminta naudojant 0,1% PAM, C – emulsija, pagaminta naudojant 0,2% PAM, D – emulsija, pagaminta naudojant 0,3% PAM, E – emulsija, pagaminta naudojant 0,4% PAM.

*

0 1 2 3 4 5 6 7 8 Kontrolė 0,1 0,2 0,3 0,4 E m uls inių la šelių dy dis ( µ m ) Span 40 koncentracija (%)

(29)

Tiriamos emulsijos buvo pagamintos naudojant 0,1%, 0,2 sorbitano tristearato koncentracijas, (kontrolinis mė

Atlikus šį tyrimą galima spręsti ar tyrimui naudota nejonogeninė ų ų

dydį ir padidinti emulsijos stabilumą ų ų ų ė

koncentracijos, mikroskopiniai vaizdai, vertinant plika akimi, skiriasi aliejaus fazė ų Dalelių dydis matuojamas optiniu

(LECO Corp., Michigan, USA).

18 pav. Emulsinių lašelių dydžio prik koncentracijos.

Kontrolė – emulsija, pagaminta nenaudojant PAM. Remiantis atlikto tyrimo duomenimis p

turi įtakos emulsinių lašelių dydžiui, o tuo pač ų ų

sumažėjimas buvo stebėtas su visomis (0,1% mėginiu, sumažėjimas buvo než

mėginio naudojant 0,2% koncentraciją ė

0 1 2 3 4 5 6 7 8 Kontrolė E m uls inių la šelių dy dis ( µ m )

Tiriamos emulsijos buvo pagamintos naudojant 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4% polioksietilen(20) ntracijas, (kontrolinis mėginys – emulsija, pagaminta nenaudojant PAM).

į ą ęsti ar tyrimui naudota nejonogeninė PAM gali sumažinti emulsinių ų

į ir padidinti emulsijos stabilumą. Pagamintų emulsijų, kurių sudė

koncentracijos, mikroskopiniai vaizdai, vertinant plika akimi, skiriasi aliejaus fazė ų

ų dydis matuojamas optiniu (Lambda, Ltd.) mikroskopu, naudojant kompiuterinę ą

(LECO Corp., Michigan, USA). Gauti rezultatai nurodyti 17 ir 18 paveiksluose

ų lašelių dydžio priklausomybė nuo polioksietilen( emulsija, pagaminta nenaudojant PAM.

Remiantis atlikto tyrimo duomenimis paaiškėjo, kad polioksietilen

į ų ų dydžiui, o tuo pačiu ir emulsijos stabilumui. Emulsinių ų

ė ėtas su visomis (0,1%-0,4%) koncentracijomis, tač

ė ėjimas buvo nežymus. Labiausiai emulsinių lašelių dydis skyrė

ėginio naudojant 0,2% koncentraciją, sumažėjimas siekė 23,43% (p<0,05

*

0,1 0,2 0,3

Tween 65 koncentracija (%)

%, 0,3%, 0,4% polioksietilen(20) emulsija, pagaminta nenaudojant PAM).

į ą ę ė PAM gali sumažinti emulsinių lašelių

į ą ų ų ų sudėtyje yra skirtingos PAM

koncentracijos, mikroskopiniai vaizdai, vertinant plika akimi, skiriasi aliejaus fazės lašelių dydžiu. (Lambda, Ltd.) mikroskopu, naudojant kompiuterinę programą

paveiksluose.

ė nuo polioksietilen(20) sorbitano tristearato

ėjo, kad polioksietilen(20) sorbitano tristearatas

į ų ų čiu ir emulsijos stabilumui. Emulsinių lašelių dydžio

0,4%) koncentracijomis, tačiau lyginant su kontroliniu

ų ų dydis skyrėsi nuo kontrolinio

ė 23,43% (p<0,05 vs kontrolė).

*

(30)

4.3.4 Sorbitano trioleato įtaka emulsinių lašelių dydžiui

19 pav. Sorbitano trioleato įtaka emulsijų mikroskopiniam vaizdui. Naudotas 400 kartų objektyvo didinimas. A – emulsija, pagaminta nenaudojant PAM (kontrolinis mėginys), B – emulsija, pagaminta naudojant 0,1% PAM, C – emulsija, pagaminta naudojant 0,2% PAM, D – emulsija, pagaminta naudojant 0,3% PAM, E – emulsija, pagaminta naudojant 0,4% PAM.

Tiriamos emulsijos buvo pagamintos naudojant 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4% sorbitano trioleato koncentracijas, (kontrolinis mėginys – emulsija, pagaminta nenaudojant PAM). Atlikus šį tyrimą galima spręsti ar tyrimui naudota nejonogeninė PAM gali sumažinti emulsinių lašelių dydį ir padidinti emulsijos stabilumą. Pagamintų emulsijų, kurių sudėtyje yra skirtingos nejonogeninės PAM koncentracijos, mikroskopiniai vaizdai, vertinant plika akimi, skiriasi aliejaus fazės lašelių dydžiu. Dalelių dydis matuojamas optiniu (Lambda, Ltd.) mikroskopu, naudojant kompiuterinę programą (LECO Corp., Michigan, USA). Gauti rezultatai nurodyti 19 ir 20 paveiksluose.

20 pav. Emulsinių lašelių dydžio priklausomybė nuo sorbitano trioleato koncentracijos. Kontrolė – emulsija, pagaminta nenaudojant PAM.

*

_*

*

0 1 2 3 4 5 6 7 8 Kontrolė 0,1 0,2 0,3 0,4 E m uls inių la šelių dy dis ( μ m ) Span 85 koncentracija (%)

(31)

Vadovaujantis atlikto tyrimo duomenimis buvo pastebėta, kad sorbitano trioleatas turi įtakos emulsijų stabilumui. Naudojant visas minėtas koncentracijas, emulsinių lašelių dydis sumažėjo. Tarpusavyje lyginant koncentracijas, emulsinių lašelių dydis skyrėsi nežymiai, tačiau lyginant su kontroliniu mėginiu, labiausiai skyrėsi 0,3% koncentracijos mėginys. Emulsinių lašelių dydis šiame meginyje sumažėjo 40,61% (p<0,05 vs kontrolė), taigi galima teigti, kad ši nejonogeninė PAM didina emulsijos stabilumą.

Apibendrinant galima teigti, kad visos naudotos nejonogeninės PAM bei jų koncentracijos mažina emulsinių lašelių dydį bei didina emulsijos stabilumą. Lyginant šias medžiagas tarpusavyje, buvo pastebėta, kad didžiausią įtaką emulsinių lašelių dydžiui turi sorbitano trioleatas (Span85), o mažiausią – polioksietilen(20) sorbitano tristearatas (Tween 65). Nuo sorbitano trioleato (Span 85) labai nedaug skyrėsi polietilenglikolio sorbitano monolauratas (Tween 20), o sorbitano monopalmitatas (Span 40) lieka trečioje vietoje. Lyginant nejonogeninių PAM koncentracijas, mažiausios emulsinės dalelės buvo pastebėtos naudojant 0,4% koncentracijos polioksietilen(20) sorbitano monolauratą (4,34±0,34 µm) ir sorbitano monopalmitatą (5,13±0,29 µm), 0,3% koncentracijos - sorbitano trioleatą (4,43±0,41 µm) ir 0,2% koncentracijos – polioksietilen(20) sorbitano tristearatą (5,26±0,26 µm). Emulsinių lašelių dydžio reikšmingas sumažėjimas buvo pastebėtas tiriant mėginius su visomis pasirinktomis nejonogeninėmis PAM. Tai galėjo įtakoti mineralinio vazelino aliejaus pasirinkimas gaminant emulsiją, nes atlikti tyrimai parodė, kad emulsinių lašelių dydis naudojant mineralinius aliejus gaunamas mažesnis, nei naudojant alyvuogių aliejų. [12] Taip pat emusinių lašelių dydžio reikšmingas sumažėjimas rodo, kad alkilakrilato krospolimero ir nejonogeninių PAM naudojimas kartu įtakoja emulsijų stabilumo padidėjimą.

4.4 Emulsijų stabilumo tyrimas diferencinio centrifugavimo metodu

Tyrimo metu vizualiai buvo vertinamas kiekvienos emulsijos fazių atsiskyrimas. Naudotos skirtingos nejonogeninės PAM (polioksietilen(20) sorbitano monolauratas, sorbitano monopalmitatas, polioksietilen(20) sorbitano tristearatas, sorbitano trioleatas) ir jų koncentracijos (0,1%-0,4%). Gauti rezultatai nurodyti 2-5 lentelėse.

(32)

2 lentelė. Centrifugavimo įtaka emlsijų, pagamintų su polioksietilen(20) sorbitano monolauratu, stabilumui. n=3

PAM koncentracija emulsijoje (%)

Išsiskyrusios vandeninės fazės kiekis (%)

0,1 8,56±0,21

0,2 5,12±0,11

0,3 +

0,4 +

+ žymimi mėginiai, kuriuose fazių atsiskyrimas nepasireiškė.

Diferencinio entrifugavimo metodu tiriant emulsijas su poliosietilen(20) sorbitano monolauratu buvo nustatyta, kad stabiliausios emulsijos gautos naudojant 0,3% ir 0,4% koncentracijas nejonogeninės PAM, nes tyrimo metu vandeninė fazė neatsiskyrė. Tiriant 0,1% ir 0,2% koncentracijų emulsijas, vandeninės fazės išsiskyrė atitinkamai 8,56±0,21% ir 5,12±0,11%. Pasireiškė emulsijų nestabilumas. Taigi remiantis šiais ir kitais tyrimų rezultatais, matyti, kad emulsijų stabilumas su 0,3% ir 0,4% koncentracijos nejonogenine PAM yra teisingas, nes tiriant klampą bei emulsinių lašelių dydžio priklausomybę nuo koncentracijos stabilios išlieka tos pačios koncentracijos emulsijos.

3 lentelė. Centrifugavimo įtaka emulsijų, pagamintų su sorbitano monopalmitatu, stabilumui. n=3 PAM koncentracija

emulsijoje (%)

0,1 +

0,2 +

0,3 +

0,4 +

Diferencinio centrifugavimo metodu tiriant emulsijas su sorbitano monopalmitatu buvo nustatyta, kad emulsijos gautos stabilios naudojant visas (0,1%-0,4%) tirtas koncentracijas. Nestabilumo atvejų nepasireiškė. Tačiau ši nejonogeninė medžiaga nepatvirtino emulsijos stabilimo taikant viskozimetrinį metodą. Klampa su visomis tirtomis koncentracijomis gauta mažesnė už kontrolinį mėginį (pagamintą be nejonogeninės PAM).

(33)

4 lentelė. Centrifugavimo įtaka emlsijų, pagamintų su polioksietilen(20) sorbitano tristearatu, stabilumui. n=3

PAM koncentracija emulsijoje (%)

0,1 2,86±0,34

0,2 +

0,3 +

0,4 +

Diferencinio centrifugavimo metodu tiriant emulsijas su polioksietilen(20) sorbitano tristearatu buvo nustatyta, kad nestabilumas pasireiškė naudojant 0,1% koncentracijos nejonogeninę PAM, išsiskyrė 2,86±0,34% vandeninės fazės. Likusių koncentracijų emulsijos buvo stabilios, nes fazių atsiskyrimas nepasireiškė. Klampos rezultatai taip pat patvirtina emulsijų, pagamintų su nejonogenine PAM, stabilumą. Emulsinių lašelių dydis buvo sumažintas, o tai apibūdina emulsijos stabilumo padidėjimą.

5 lentelė. Centrifugavimo įtaka emlsijų, pagamintų su sorbitano trioleatu, stabilumui. n=3 PAM koncentracija

emulsijoje (%)

0,1 +

0,2 +

0,3 +

0,4 +

Diferencinio centrifugavimo metodu tiriant emulsijas su sorbitano trioleatu buvo nustatyta, kad emulsijos gautos stabilios naudojant visas (0,1%-0,4%) tirtas koncentracijas. Nestabilumo atvejų nepasireiškė. Klampos ir emulsinių lašelių dydžio rezultatai patvirtina gautus duomenis. pH reikšmė taip pat daug nesiskyrė nuo kontrolinio mėginio reikšmės.

Apibendrinant galima teigti, kad emulsijų stabilumo tyrimas taikant diferencinio centrifugavimo metodą gana tiksliai apibūdino emulsijų fizinį stabilumą, nes dauguma rezultatų sutapo su viskozimetrinio ir mikroskopinio emulsinių dalelių dydžio matavimo rezultatais. Stabilios emulsijos gautos su visomis gamintomis koncentracijomis (0,1%-0,4%) naudojant sorbitano monopalmitatą ir sorbitano trioleatą. Fazių atsiskyrimas pasireiškė gaminant 0,1% ir 0,2% koncentracijos

(34)

polioksietilen(20) sorbitano monopalmitato emulsijas. Išsiskyrusios vandeninės fazės kiekis buvo mažesnis naudojant didesnę 0,2% koncentraciją, o tai rodo, kad emulsijos stabilumas didėja tiesiogiai, didinant koncentraciją. Taip pat nestabilumas pasireiškė gaminant 0,1% koncentracijos polioksietilen(20) sorbitano tristearato emulsiją. Likusios emulsijos, gamintos su šiomis nejonogeninėmis PAM buvo stabilios.

4.5 Emulsijų stabilumo tyrimas taikant šaldymo – šildymo ciklą

Tyrimo metu buvo vertinamas emulsijų, pagamintų su skirtingomis nejonogeninėmis PAM (polioksietilen(20) sorbitano monolauratu, sorbitano monopalmitatu, polioksietilen(20) sorbitano tristearatu, sorbitano trioleatu), bei jų koncentracijomis, fazių atsiskyrimas taikant šaldymo – šildymo ciklą. Šis tyrimas buvo atliekamas norint išsiaiškinti nejonogeninių PAM atsparumą stresinėms aplinkoms sąlygoms. Gauti rezultatai pateikti 6-9 lentelėse.

6 lentelė. Šaldymo – šildymo ciklo įtaka emulsijų, pagamintų su polioksietilen(20) sorbitano monolauratu, stabilumui. n=3

PAM koncentracija (%)

Šaldymo - šildymo ciklo numeris

1 2 3 4 5

0,1 19,2±0,6 # # # #

0,2 16,8±0,8 # # # #

0,3 + 16,2±0,3 # # #

0,4 + + + + 10,1±0,8

# bandymas nebetęsiamas, pasireiškus fazių atsiskyrimui. + žymimi mėginiai, kuriuose fazių atsiskyrimas nepasireiškė.

Pagal 6 lentelėje pateiktus duomenis matyti, kad didžiausias nestabilumas būdingas emulsijai, kurios polioksietilen(20) sorbitano monolaurato koncentracija 0,1%. Jos nestabilumas pasireiškė po 1 šaldymo ciklo ir išsiskyrusios vandeninės fazės kiekis buvo 19,2±0,6%. Emulsijos, kurios nejonogeninės PAM koncentracija 0,2%, nestabilumas pasireiškė taip pat po 1 šaldymo ciklo ir išsiskyrusios vandeninės fazės kiekis buvo 16,8±0,8%. Po 2 šaldymo ciklų nestabilumas pasireiškė emulsijai su 0,3% nejonogeninės PAM. Stabiliausia pasirodė emulsija su didžiausia 0,4% koncentracijos PAM. Jos nestabilumas pasireiškė po 5 šaldymo ciklų su mažiausiu 10,1±0,8% išsiskyrusios vaneninės fazės kiekiu. Pastebėta, kad didėjant polioksietilen(20) sorbitano monolaurato koncentracijai, mažėja išsiskiriančios vandeninės fazės kiekis, kas rodo didesnį emulsijos stabilumą.

(35)

7 lentelė. Šaldymo – šildymo ciklo įtaka emulsijų, pagamintų su sorbitano monopalmitatu, stabilumui. n=3

Šaldymo - šildymo ciklo numeris

1 2 3

0,1 9,4±0,5 # #

0,2 10,4±0,7 # #

0,3 + 7,6±0,5 #

0,4 + + 7,2±0,3

Pagal 7 lentelėje pateiktus duomenis matyti, kad didžiausiu nestabilumu pasižymi emulsija, kurios sorbitano monopalmitato koncentracija 0,2%. Jos nestabilumas pasireiškė po 1 šaldymo ciklo ir išsiskyrė daugiausiai 10,4±0,7% vandeninės fazės. Labai nedaug rezultatai skyrėsi ir emulsijos, kurios sorbitano monopalmitato koncentracija 0,1%. Jos nestabilumas pastebėtas taip pat po 1 šaldymo ciklo, vandeninės fazės išsiskyrė 9,4±0,5%. Po 2 šaldymo ciklų nestbilumas pasireiškė emulsijai, kurios nejonogeninės PAM koncentracija 0,3% ir vandeninės fazės išsiskyrė 7,6±0,5%. Panašus kiekis 7,2±0,3% vandeninės fazės išsikyrė emulsijoje, kurios nejonogeninės PAM koncentracija 0,4%, tačiau šios emulsijos nestabilumas pasireiškė po 3 šaldymo ciklų. Pastebėta, kad didesniu stabilumu pasižymi tos emulsijos, kuriose yra didesnis (0,3% ir 0,4%) sorbitano monopalmitato kiekis.

8 lentelė. Šaldymo – šildymo ciklo įtaka emulsijų, pagamintų su polioksietilen(20) sorbitano tristearatu, stabilumui. n=3

Šaldymo - šildymo ciklo numeris 1 2 Išsiskyrusios vandeninės fazės kiekis (%) 0,1 7,2±0,6 # 0,2 + 5,5±0,7 0,3 6,5±0,3 # 0,4 10,0±0,5 #

(36)

Pagal 8 lentelėje pateiktus duomenis matyti, kad iš tirtų mėginių, didžiausias nestabilumas būdingas emulsijai, kurios polioksietilen(20) sorbitano tristaerato koncentracija 0,4%. Jos nestabilumas pasireiškė po 1 šaldymo ciklo ir išsiskyrusios vandeninės fazės kiekis buvo 10,0±0,5%. Taip pat po 1 šaldymo ciklo nestabilumas pasireiškė ir emulsijoms, kurių nejonogeninės PAM koncentracijos 0,1% ir 0,3%, jų išsiskyrusios vandeninės fazės kiekis atitinkamai buvo 7,2±0,6% ir 6,5±0,3%. Mažiausiu nestabilumu pasižymėjo emulsija, kurios nejonogeninės PAM koncentracija 0,2%. Jos nestabilumas pasireiškė po 2 šaldymo ciklų ir išsiskyrė mažiausias 5,5±0,7% vandeninės fazės kiekis.

9 lentelė. Šaldymo – šildymo ciklo įtaka emulsijų, pagamintų su sorbitano trioleatu, stabilumui. n=3

Šaldymo - šildymo ciklo numeris 1 2 Išsiskyrusios vandeninės fazės kiekis (%) 0,1 7,4±0,7 # 0,2 5,5±0,4 # 0,3 + 9,8±0,6 0,4 8,3±0,7 #

Pagal 9 lentelėje pateiktus duomenis matyti, kad didiausiu nestabilumu pasižymi emulsija, kurios sorbitano trioleato koncentracija 0,4%. Jos nestabilumas pasireiškė po 1 šaldymo ciklo ir vandeninės fazės kiekis siekė 8,3±0,7%. Taip pat po 1 šaldymo ciklo nestabilumas pasireiškė emulsijoms su 0,1% ir 0,2% koncentracijos nejonogenine PAM. Jų išsiskyrusios vandeninės fazės kiekiai buvo atitinkamai 7,4±0,7% ir 5,5±0,4%. Mažiausiu nestabilumu pasižymėjo emulsija, kurios sorbitano trioleato koncentracija 0,3%. Šios emulsijos nestabilumas pasireiškė po 2 šaldymo ciklų ir vandeninės fazės kiekis buvo 9,8±0,6%.

Apibendrinant gautus rezultatus, pastebėta, kad didžiausiu stabilumu pasižymi emulsijos pagamintos su polioksietilen(20) sorbitano monolauratu, toliau seka sorbitano monopalmitatas ir sorbitano trioleatas. Nestabiliausios emulsijos, remiantis šaldymo – šildymo ciklo tyrimu, pagamintos su polioksietilen(20) sorbitano tristearatu. Rezultatai apibendrinti remiantis šaldymo-šildymo ciklų skaičiumi ir išsiskyrusios vandeninės fazės kiekiu. Kuo daugiau šių ciklų neišsiskiria vandeninės fazės

(37)

kiekis ir kuo šis kiekis yra mažesnis, tuo stabilesnė yra emulsija. Taigi lyginant visas keturias nejonogenines PAM tarpusavyje, galima teigti, kad didžiausiu fiziniu stabilumu pasižymi 0,4% koncentracijos polioksietilen(20) sorbitano monolaurato emulsija, nes jos nestabilumas pasireiškė po 5 šaldymo – šildymo ciklų. Tačiau nestabilumas gautas su visomis tirtomis emulsijomis, tai rodo, kad emulsijos yra neatsparios stresinėms aplinkos sąlygoms ir minusinėje temperatūroje laikomos negali būti.

4.6 Laikymo sąlygų įtaka emulsinių lašelių dydžiui

Emulsijos stabilumas priklauso nuo emulsinių lašelių dydžio, kuris gali kisti esant skirtingoms laikymo sąlygoms. Tyrimo metu emulsijos buvo laikomos 2-80C, 250C, 300C temperatūrose. Siekiant įvertinti emulsijų stabilumą emulsinių lašelių dydis buvo matuojamas pagaminimo dieną, po 7 parų, po 14 parų ir po 28 parų. Lašelių dydis buvo matuojamas optiniu (Lambda, Ltd.) mikroskopu, naudojant kompiuterinę programą (LECO Corp., Michigan, USA). Gauti rezultatai pateikti 21- 38 paveiksluose.

4.6.1 Nejonogeninių PAM įtaka emulsinių lašelių dydžiui šaldytuvo temperatūros

aplinkoje

21, 23, 25 paveiksluose matomas emulsijų laikytų 2-80C temperatūroje, mikroskopinio vaizdo kitimas 28 parų laikotarpiu. Buvo tirtos 0,1%-0,4% koncentracijų polioksietilen(20) sorbitano monolaurato, sorbitano monopalmitato, polioksietilen(20) sorbitano tristearato ir sorbitano trioleato emulsijos. Emulsijų, laikytų 28 paras 2-80C temperatūroje, mikroskopinio vaizdo dinamika leidžia plika akimi geriau įvertinti emulsinių lašelių pasiskirstymą ir palyginti tiriamas emulsijas tarpusavyje. Duomenys apie emulsinių lašelių dydžio kitimą gauti naudojant 400 kartų padidinimą pateikiami 21-26 paveiksluose.