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胡萝卜素是一类天然色素,主要存在于水果和蔬菜中,其结构中含有40个碳及多个共轭双键。其中β-胡萝卜素对人体十分有益,但是,β-胡萝卜素的性质较为特殊,它不溶于水,在油中也是微溶的且由于其结构中的多个双键使其稳定性差,生物利用度很低,大大限制了其在食品领域的应用,因此寻找增加其溶解性和稳定性的包载材料非常重要。为了改善β-胡萝卜素在实际应用中载药量低,稳定性及生物利用度差等缺陷,本研究中采用新型纳米材料介孔纳米材料MCM-41(Mobil Company of Matter)作为药物载体对β-胡萝卜素进行组装。选择介孔纳米材料MCM-41作为载体来组装β-胡萝卜素,主要是因为MCM-41具有较高的比表面积、较大的孔容、孔道结构高度有序、介孔孔径易于可调节、表面易修饰、低毒性、生物相容性较好等优势,具备作为药物载体的基本条件。同时,由于介孔纳米材料MCM-41具有择形选择性,所以本研究采用1,3,5-三甲基苯(1,3,5-TMB)作为扩孔改性剂,对介孔纳米材料MCM-41的孔径进行调变,并采用透射电子显微镜、傅里叶红外光谱、元素分析、氮气吸附-解吸附等手段对介孔纳米材料MCM-41及β-胡萝卜素/MCM-41载药体系进行了表征。载药试验中,本研究考察了浸渍溶剂的类型、浸渍溶剂的比例、载药时间、β-胡萝卜素与MCM-41的投药比、扩孔剂的含量对β-胡萝卜素载药量的影响。结果表明:本实验中所合成的介孔纳米材料MCM-41具有良好的球形度,规则的孔径结构;合成的MCM-41具有良好的球形度,规则的孔径结构;扩孔改性后的MCM-41作为药物载体组装β-胡萝卜素时具有较短的载药时间(20 h),载药量较高(70.92%),并且β-胡萝卜素在载药体系中的稳定性也得到一定程度的提高。本文利用响应曲面法,选取三水平三因素的Box-Behnken实验设计(BBD)对β-胡萝卜素/MCM-41载药体系的处方工艺进行优化,主要考虑的影响因素有载药时间(A),扩孔剂含量(B),β-胡萝卜素/MCM-41投药比(C),以MCM-41对β-胡萝卜素的载药量及保留率作为评价因素,建立相应的数学模型,优化处方。结果表明,最优的处方工艺是载药时间为20 h,扩孔剂含量为0.75 mL,β-胡萝卜素/MCM-41投药比为2.5。在此条件下,β-胡萝卜素的载药量可达理论预测值的96.6%,保留率可达理论预测值的93.6%。说明将Box-Behnken实验设计法用于MCM-41包载β-胡萝卜素处方的优化筛选是可行的,且得到的实验观察值与数学模型的预测值相符合。