白蔹挥发油包合工艺研究

王海燕，梁利香，李　娟，陈　琼*

(信阳农林学院 生物与制药工程学院，河南 信阳 464000)



白蔹挥发油包合工艺研究

王海燕，梁利香，李娟，陈琼*

(信阳农林学院 生物与制药工程学院，河南 信阳 464000)

摘要：目的：探索用β-CD对白蔹挥发油进行包合的超声法最佳工艺。方法：以包合物收率、挥发油利用率和包合物含油率的综合作用为指标，采用正交试验设计对超声包合工艺中的挥发油和β-CD的比例、超声温度和超声时间进行考察。结果：确定了最佳包合工艺条件为：挥发油与β-CD比为1:7(ml:g)，在60℃下超声40min。优选工艺的包合物收率为72.13%，油利用率为53.26%，含油率为7.58%。结论：超声法制备白蔹挥发油β-CD包合物的工艺简单可行。

关键词：白蔹挥发油；β-CD；超声法；正交试验设计

白蔹为葡萄科蛇属植物白蔹Radix Ampelopsis的干燥块根，具有清热解毒、消痈散结、敛疮生肌之功效[1]。高欢[2]等对白蔹挥发油中化学成分进行分析，最终分离鉴定出14种化学成分，占挥发油总量的99.997%，其中芳姜黄酮含量为21.465%，为白蔹挥发油的主要成分之一，芳姜黄酮属于萜烯类化合物，具有抗菌、抗氧化、抗蛇毒等多种生物活性。挥发油沸点低、易挥散、气味特异，在光、氧的作用下易氧化变质，使药效降低，甚至产生毒副作用。而β-环糊精(β-CD)具有独特的分子结构，药物经β-CD包合后，除保留原有化学性之外，还可促进药物稳定化，增加生物利用度，减少副作用和刺激性，并可使液体药物粉末化，掩盖不良气味，便于入药等[3]。因此，制备挥发油的β-CD包合物已成为解决中药挥发油稳定性的主要方法。本实验以β-CD为主体，白蔹挥发油为客体，通过超声技术对包合工艺进行了考察。

1材料、试剂和仪器

1.1材料与试剂

白蔹药材购自信阳市药材站，经信阳农林学院周巍教授鉴定为白蔹Radix Ampelopsis的干燥块根；硅胶G(青岛海洋化工厂)；β-CD(国药集团化学试剂有限公司)；无水Na2SO4，无水乙醇，石油醚(60～90℃)，乙酸乙酯均为分析纯。

1.2仪器

SCQ-8201E 超声清洗仪(上海声彦超声波仪器设备有限公司)；TU-1810紫外-可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)；梅特勒AB135-S电子分析天平(上海树信仪器仪表有限公司)；挥发油提取器(上海玻璃仪器厂)。

2方法与结果

2.1白蔹挥发油的提取

按《中国药典》(2010年版)挥发油测定法(甲法)操作。称取白蔹药材适量，粉碎，加水浸泡过夜，连接挥发油提取器，提取至油量不再增加时收集挥发油，无水Na2SO4干燥，备用。

2.2超声法制备白蔹挥发油β-CD包合物

取白蔹挥发油，用5倍量无水乙醇稀释，慢慢滴入β-CD饱和水溶液，边加边摇动，然后在一定温度下超声一定时间，置冰箱冷藏24h，抽滤，滤饼用少量无水乙醇淋洗，50℃减压干燥4h，即得粉末状包合物。

2.3包合工艺考察指标的测定

精密称取干燥包合物1g，置装有沸石的圆底烧瓶中，加蒸馏水200ml，连接挥发油测定器，沸腾1～2h，至油量不再增加时停止加热。放置1h后，至油清亮或亮黄色时读数，测得挥发油量，按下式计算。挥发油利用率为衡量包合效果的主要指标；包合物收率在实际生产中具有重要意义；而包合物含油率是控制制剂质量的关键因素；故以综合评分作为最佳工艺考察的评价指标。

包合物收率(%)=包合物质量(g)/(β-CD+投油量)(g)×100%

包合物含油率(%)=包合物中含油量(g)/包合物质量(g)×100%

挥发油利用率(%)=包合物实际含油量(ml)/(投油量(ml)×空白回收率(100%))×100%

空白回收率(%)=回收挥发油量(ml)/投油量(ml)×100%

空白回收率测定：取挥发油1.0ml，置圆底烧瓶中，加蒸馏水300ml，加热，保持微沸，至油量不再增加时停止加热，放置1h，至油清亮或亮黄色时读数。三次平行实验的读数分别为：0.96ml、0.98ml、0.95ml,计算得空白回收率为96%(n=3)。

2.4包合工艺的正交试验设计

参考文献[4-6]和单因素考察的基础上选择挥发油和β-CD的比例(A)、超声温度(B)和超声时间(C)为考察因素，按L93正交表进行试验。因素水平表见表1、正交试验设计安排及结果见表2、方差分析见表3。

表1　正交试验因素-水平表

表2　正交设计试验结果

注：综合分=(X/Xmax)×40%+(Y/Ymax)×30%+(Z/Zmax)×30%X:包合物收率Y：挥发油利用率Z：包合物含油率

表3　方差分析表

F0.05(2，4)=6.94F0.01(2，4)=18.00

由表2、表3结果分析可知，白蔹挥发油包合工艺中各因素影响的主次顺序为：A>C>B，即挥发油与β-CD的比例为主要影响因素且具显著性，超声温度影响最小。确定的最佳包合工艺为A3B2C2，即挥发油与β-CD比为1:7(ml:g)，在60℃下超声40min。

2.5验证试验

在最佳包合工艺条件下，即取白蔹挥发油，用5倍量无水乙醇稀释，慢慢滴入β-CD饱和水溶液，挥发油与β-CD比为1:7(ml:g)，边加边摇动，然后在60℃下超声40min，置冰箱冷藏24h，抽滤，滤饼用少量无水乙醇淋洗，50℃减压干燥4h，即得粉末状包合物。按2.3项下方法分别测定包合物收率、挥发油利用率和包合物含油率，结果见表4。

表4　验证实验结果

由表4知，在最佳包合工艺条件下制得的白蔹挥发油包合物，包合物平均收率75.96%(n=3),RSD=0.11%；挥发油平均利用率50.89%(n=3),RSD=0.16%；包合物平均含油率9.64%(n=3),RSD=1.02%。证明此工艺有效可行。

2.6包合物的验证

2.6.1薄层色谱鉴别将0.8g挥发油β-CD包合物制备成饱和水溶液，用10ml乙酸乙酯萃取，乙酸乙酯萃取液作为样品a；取0.1ml挥发油溶于10ml乙酸乙酯中，作为样品b；取β-CD 0.7g，加入挥发油0.1ml制成混合物，加乙酸乙酯10ml，振摇后静置1h，离心，取上清液，作为样品c；取0.8g β-CD制成的饱和水溶液，用10ml乙酸乙酯萃取，乙酸乙酯萃取液作为样品d；分别吸取上述4种溶液5μl，点于同一硅胶G薄层板上，以石油醚(60～90℃)-乙酸乙酯(9:1)[7]展开，1%浓硫酸香草醛显色。在样品b、c的色谱中，显相同颜色的斑点，在样品a、d的色谱中未出现相应的斑点,结果见图1。表明白蔹挥发油包合物已经形成。

2.6.2紫外扫描法鉴别精密吸取挥发油100μl，用乙酸乙酯溶解并定容至10ml，作为样品a；取上述β-CD包合物样品饱和水溶液，用乙酸乙酯萃取，有机相定容于10ml量瓶中，作为样品c；精密称取约0.8g的β-CD和挥发油的混合物，用乙酸乙酯淋洗过滤定容至10ml量瓶中，作为样品d。将各样品进行紫外扫描，以波长为横轴(200～400nm),吸光度(0～0.8)为纵轴。结果见图2，挥发油的紫外吸收峰在包合物图中已消失，说明包合后挥发油已进入β-CD分子内部，形成包合物而非混合物。

3讨论

中药挥发油作为重要的生物资源之一，在医药、保健品、美容等方面的应用和开发越来越广泛，但挥发油在光、氧的作用下易氧化变质，使药效降低，甚至产生毒副作用。采用药物制剂新技术，提高中药挥发油制品的科技水平，是目前发展中药挥发油产品的一项重要工作。药物新技术β-CD在中药挥发油制剂中的应用，增强了药物的稳定性，提高了药物的生物利用度和疗效，具有广阔的应用前景[8]。报道的制备挥发油β-CD包合物的方法有饱和水溶液法、研磨法、超声法、冷冻干燥法、喷雾干燥法、液-液包封法和气-液包封法等。本实验结合实验室情况和工艺的工业生产可行性，采用超声法制备白蔹挥发油的β-CD包合物，制备的包合物其收率和油利用率均较高，且操作简便。至于超声法与其它包合方法的对比，还将进行进一步的深入研究。

包合物的定性验证方法有：显微镜成像法、薄层层析法、紫外、红外扫描法、差示扫描量热法和X-射线衍射法等。本实验采用适用性强的薄层层析法和紫外扫描法。

制备挥发油的β-CD包合物是解决挥发油稳定性问题的主要措施之一，白蔹挥发油经包合后的化学成分及药理作用是否发生变化，本课题组将进一步研究。

[1]国家药典委员会. 中华人民共和国药典[M].(一部)北京:中国医药科技出版社，2010.

[2]高欢，王文娜，孙琦，等.白蔹挥发油化学成分分析[J].特产研究，2014(1)：52-54.

[3]刘斌，冯青然，张保献.环糊精及其分子包合技术在中药研究中的应用[J].中国实验方剂学杂志，2001，7(5)：60-62.

[4]李茜，赵生俊，蒋宇宁，等.降香挥发油包合工艺研究[J].新疆医科大学学报，2010,33(7)：793-796.

[5]黄敏，黄艳仙，蒋达洪，等.β-环糊精超声包合广藿香挥发油的工艺研究[J].安徽大学学报(自然科学版)，2010，34(4)：86-90.

[6]李元波，候世详.当归挥发油的包合工艺[J].中国中药杂志，2007，32(11)：1100-1103.

[7]杨文娟，李静，杜鹃，等.辛夷挥发油的包合工艺研究[J].陕西科技大学学报，2008，26(4)：82-84.

[8]叶卯祥，严雪黎.β环糊精包合技术在中药挥发油制剂中的应用研究[J].医学综述，2010，16(24)：3793-3795.

(编辑：严佩峰)

Study on the Technological Process of Clathration for Radix Ampelopsis Volatile Oil

WANG Hai-yan, LIANG Li-xiang, LI Juan, CHEN Qiong*

(College of Biological and Pharmaceutical Engineering , Xinyang College of Agriculture and Forestry, Xinyang 464000,China)

Abstract：Objective: To explore the optimal clathration process of ultrasonic wave with β-cyclodextrin for Radix Ampelopsis volatile oil. Methods: The products of the oil, the oil-bearing rate and utilization oil were used as comprehensive evaluation indicators to select the technological process by orthogonal design ,taking the ratio of the oil to β-cyclodextrin, ultrasonic temperature and time. Results: The optimal technological process of clathration was as follows: the ratio of the oil to β-cyclodextrin was 1:7, ultrasonic temperature was 60℃ and ultrasonic time was 40 minutes. In this conditions, the products of the oil was 72.13%, utilization oil was 53.26%, and the oil-bearing rate was 7.58%. Conclusion: The clathration process of ultrasonic wave with β-cyclodextrin for Radix Ampelopsis volatile oil was simple and feasible.

Keywords：Radix Ampelopsis volatile oil; β-cyclodextrin; ultrasonic wave; orthogonal design

中图分类号：R931.71

文献标识码：A

文章编号：2095-8978(2016)01-0103-04

*通讯作者：陈琼( 1966—) ，女，河南信阳人，教授，主要研究方向为中药制药新技术.

作者简介：王海燕( 1982—) ，女，山西忻州人，讲师，主要研究方向为中药制剂新技术与新剂型.

收稿日期：2015-11-08