小豆蔻挥发油研磨法包合工艺研究

常占瑛，刘桂花，李亚昙，高晓黎*

(1.新疆医科大学药学院，乌鲁木齐　830011；2.新疆药物研究所，乌鲁木齐　830004；3.新疆医科大学第二附属医院药剂科，乌鲁木齐　830054)



小豆蔻挥发油研磨法包合工艺研究

常占瑛1，刘桂花2，李亚昙3，高晓黎1*

(1.新疆医科大学药学院，乌鲁木齐830011；2.新疆药物研究所，乌鲁木齐830004；3.新疆医科大学第二附属医院药剂科，乌鲁木齐830054)

摘要：目的优选小豆蔻挥发油的研磨法包合工艺。方法以包合物收得率及挥发油包合率为指标，采用L9(34)正交实验设计优选挥发油包合工艺。结果优选包合工艺条件为：β-CD-挥发油质量体积比为10︰1；β-CD-水的质量体积比为1︰15制备包合10 min。结论验证实验表明，优选出的工艺简单、合理可行。

关键词：小豆蔻；挥发油；研磨法；正交实验

维吾尔药材小豆蔻是姜科植物小豆蔻ElettariacardamomumWhite et Maton的干燥成熟果实；在夏、秋季采收，晾干；具有止血止呕、爽口悦志和健胃助食的功效；主要用于治疗食少嗳气、腹痛胃胀、腹泻反胃、呕恶口臭、偏头痛和口舌生疮[1]。小豆蔻含挥发油约为3%～8%，文献报道其成分有α-松油醇、松油醇-4、桉油精、乙酸松油酯等[2]，文献报道及药理研究表明，小豆蔻具有平喘、杀菌、利胆等作用[3]。而对于小豆蔻挥发油的研究尚未见报道。本文采用β-CD对小豆蔻挥发油进行包合实验[4]，增加挥发油的稳定性，使其液体药物成为固体，便于生产，从而提高小豆蔻的生物利用度，为小豆蔻的进一步研究提供科学依据。

1仪器与试药

1.1仪器BS110S型电子天平(北京赛多利斯天平有限公司)；JML-100型胶体磨(温州市七星乳品设备厂)；挥发油提取器(蜀牛玻璃仪器有限公司)；KDM型调温电热套(山东甄城华鲁电热仪器有限公司)；ZDF-6090型真空干燥箱、HWS-24型电热恒温水浴锅(上海一恒科技有限公司)。

1.2试药新疆麦迪森药业有限公司提供药材小豆蔻，批号20130708，经药学院生药教研室帕丽达教授鉴定为小豆蔻；无水乙醇(天津市富宇精细化工有限公司，批号20130802)；β-环糊精(上海山浦化工有限公司，批号20130521)。

2方法与结果

2.1小豆蔻挥发油提取称取一定量的小豆蔻饮片， 置于圆底烧瓶中，加入10倍量水，搅匀，连接挥发油提取器[5]，沸腾时开始计时，提取6 h，停止加热，1 h后收集挥发油，备用。

2.2挥发油密度测定实验按照相对密度测定法(附录ⅦA)，取洁净、干燥并精密称定质量的比重瓶，装满挥发油，20 ℃精密称定质量，计算挥发油的密度。结果显示，小豆蔻挥发油的相对密度为0.952 4±0.008 3 g·mL-1，RSD为0.87%。

2.3配制体积分数为50%的小豆蔻挥发油-乙醇液精密吸取小豆蔻挥发油25～50 mL，置于量瓶中，用无水乙醇定容至刻度，摇匀，即得体积分数为50%的小豆蔻挥发油-乙醇液，备用。

2.4正交实验

2.4.1实验指标以挥发油包合率、包合物收得率为指标，进行工艺考察。

2.4.2挥发油空白回收率测定烧瓶中加入200 mL蒸馏水，精密吸取1 mL挥发油，置于烧瓶中，接好挥发油提取器，按照2010年版《中国药典》附录ⅩD挥发油测定法，提取挥发油，至油量不再增加时停止加热，放置1 h后读取挥发油量，按照下式计算，结果空白回收率为98%，RSD为1.55%。

2.4.3研磨法制备包合物称取一定质量的β-CD放入乳钵中，加入一定量的蒸馏水，搅拌，使之混和均匀，加入体积分数为50%的小豆蔻挥发油-乙醇液，搅匀，倒入胶体磨中，润洗乳钵，再倒入胶体磨，固定磨间距，按照表1中条件进行研磨，停止后将得到的溶液放入容器中，置于-4 ℃冰箱中过夜。抽滤，将滤饼放入40 ℃真空中干燥5 h，得包合物粉末，计算包合物收得率和挥发油包合率[6]。

2.4.4正交实验设计根据文献及预实验结果，选定β-CD与挥发油量的比例、加水量及研磨时间为影响因素，采用L9(34)正交实验设计优选制备工艺。因素水平见表1，实验方案及结果见表2～4。

表1正交实验因素与水平

Tab.1 Factors and levels of orthogonal experiments

水平因素A,β-CD与挥发油量比例/g·mL-1B,β-CD与加水量比例/g·mL-1C,包合时间/min15︰11∶505210∶11∶1010315∶11∶1515

表2L9(34)正交实验结果

Tab.2 Results of L9(34) experiments

(n=27)

表3以收率为指标的方差分析结果

Tab.3 Results of variance analysis of the rate of production

变异来源SS(离差平方和)V(自由度)MS(方差)FPA1148.702.00574.3561.48<0.01B105.352.0052.675.64<0.05C33.702.0016.851.80>0.05D18.682.009.34总变异1306.448.00

注：F0.05(2,20)=3.49，F0.01(2,20)=5.85。

表4以包合率为指标的方差分析结果

Tab.4 Results of variance analysis of the envelopment rate

变异来源SS(离差平方和)V(自由度)MS(方差)FPA899.312.00449.6511.59<0.01B173.302.0086.652.23>0.05C325.702.00162.854.20<0.05D77.602.0038.80总变异1475.908.00

注：F0.05(2，20)=3.49，F0.01(2，20)=5.85。

通过直观分析可以看出，以包合物收率为指标进行综合分析时，对包合工艺影响程度大小顺序为A>B>C，优选工艺条件为A2B3C2。其中因素A(β-CD与挥发油量比例)、B(β-CD与加水量比例)对包合工艺具有显著影响，结合方差分析结果以及生产实际，确定优选包合工艺为A2B3C1。以挥发油包合率为指标进行综合分析时，对包合工艺的影响程度大小顺序为A>C>B，优选工艺条件为A2B3C2。因素A(β-CD与挥发油量比例)、C(包合时间)对包合工艺具有显著影响，结合方差分析结果以及生产实际，确定优选工艺为A2B1C2。综合收率和包合率的统计结果，确定优选工艺为A2B3C2，即β-CD与挥发油量比例为10︰1投料，β-CD与加水量比例为1︰15，制备包合10 min，进行验证实验，结果3次实验的收率分别为84.15%，85.33%和83.45%，平均收率为84.31%；包合率分别为90.23%，90.68%和91.05%，平均包合率为90.65%。

验证实验结果表明，挥发油包合物收率平均值为84.31%，挥发油包合率平均值为90.65%，表明通过正交实验优选的包合工艺条件稳定、合理、可行。

2.5包合物的验证薄层层析法：精密吸取体积分数为50%的挥发油-乙醇液1.0 mL，置于50 mL量瓶中，用石油醚定容至刻度，摇匀，精密吸取1.0 mL，置于50 mL量瓶中，石油醚定容至刻度，摇匀，制成浓度为0.2 μL·mL-1的样品1；精密吸取体积分数为50%的挥发油-乙醇液1.0 mL与β-CD 3.000 6 g，置于50 mL量瓶中，用石油醚定容至刻度，摇匀；精密吸取1.0 mL，置于50 mL量瓶中，用石油醚定容至刻度，摇匀，制成浓度为0.2 μL·mL-1的样品2；精密称取包合物0.530 8 g，置于50 mL量瓶中，用石油醚定容至刻度，摇匀，精密吸取1.0 mL，置于50 mL量瓶中，用石油醚定容至刻度，摇匀，制成0.2 μL·mL-1的样品3。吸取上述样品溶液各0.5 μL，依次点于硅胶G薄层板上，采用苯︰乙酸乙酯=19︰1，展开，晾干，喷体积分数为2%的香草醛硫酸溶液，热风吹至斑点显色清晰[7]。由实验结果可以看出，物理混合物中挥发油与原混合油的相应位置上显相同颜色的斑点，而包合物样品则无该颜色斑点。

2.6包合物稳定性实验将挥发油用β-CD进行包合，对包合产物进行稳定性研究[8]，比较不同的影响因素对包合物及混合物(挥发油与β-CD按比例混匀)中挥发油含量的影响，了解温度、湿度和光线对包合物稳定性的影响[8-9]，为后期的制剂生产提供实验依据。

2.6.1强光照射实验精密称取一定量的混合物和挥发油包合物各3份，置于称量瓶中，在照度为4 500±500 lx的条件下放置10 d，分别在第0，5和10天时取样，测定挥发油含量，并计算挥发油的相对质量分数，结果包合物中挥发油的相对质量分数分别是100%，93.7%和88.6%；混合物中挥发油的相对质量分数分别是100%，70.9%和42.7%。由此可见，包合物和混合物相比具有较好的光稳定性，在强光照射下不易分解。

2.6.2高温实验精密称取一定量的混合物和挥发油包合物各9份，置于称量瓶中，每组3份，将样品放入40，60和80 ℃恒温真空干燥箱中，放置10 d，分别在第0，5和10天时取样，测定挥发油含量，结果见表5。由表5可知，包合物比混合物的热稳定性好。

表5高温实验结果

Tab.5 The results of high temperature experiment

种类温度/℃挥发油相对质量分数/%第0天第5天第10天包合物4010092.180.66010085.669.58010075.855.4混合物4010050.91.8601005.208010000

2.6.3高湿实验精密称取一定量的混合物和挥发油包合物各6份，置于称量瓶中，每组3份，置于25 ℃的密封器皿中，相对湿度分别为75%和92.5%，放置10 d，分别在第0，5和10天时取样，测定挥发油含量，结果见表6。由表6可知，挥发油包合物较物理混合物的湿稳定性更高。

表6高湿实验

Tab.6 The results of high humidity experiment

种类湿度/%挥发油相对质量分数/%第0天第5天第10天包合物75.010098.296.492.510097.194.5混合物75.010078.856.892.510075.653.2

3小结

本文通过研磨法对小豆蔻挥发油包合工艺进行研究，为以后维药小豆蔻的研究奠定一定的基础。本实验采用研磨法对小豆蔻挥发油进行包合，与饱和水溶液法相比更省时[10]，更能满足工业化生产，可以较大程度地提高工作效率。但相应的对胶体磨要求较高，影响操作的因素较多，为了提高重复性，在实验操作中需要严格操作，固定胶体磨的磨间距为0.45 μm，采用正交实验优选小豆蔻挥发油的包合工艺。

通过正交实验对维药小豆蔻挥发油进行包合，β-CD与挥发油比例为(10 g︰1 mL)，β-CD与加水量比例为1︰

15，包合10 min，小豆蔻挥发油包合率及挥发油包合物收得率均较理想，表明该优选工艺稳定、合理、可行。

薄层层析结果说明，挥发油经过包合后，可以大幅度提高其稳定性，减少挥发油的损失，提高挥发油的利用率。

包合物稳定性实验结果表明，挥发油经包合后，稳定性高于混合物，也使得液体药物固体化，大大提高了挥发油的稳定性。

参考文献：

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[7]常占瑛，刘桂花，高晓黎，等.正交实验优选小豆蔻挥发油的提取及β-环糊精包合工艺[J].中国药房，2014，25(7):630-632.

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Study on grinding inclusion procedure of volatile oil of cardamum

CHANG Zhanying1，LIU Guihua2，LI Yatan3，GAO Xiaoli1*

(1. College of Pharmacy, Xinjiang Medical University，Urumqi 830011，China；2.Xinjiang Institute of Meteria Medica，Urumqi 830004，China；3.Department of Pharmacy，the Second Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University，Urumqi 830054，China)

Abstract:ObjectiveTo optimize the conditions of grinding inclusion complex of cardamom volatile oil. MethodsThe envelopment rate and the production rate were selected as index. L9(34) orthogonal design was adopted to optimize the conditions of inclusion technique. ResultsThe optimized inclusion conditions were as follows: the proportion of β-cyclodextrin and volatile oil was 10︰1，the quality of the water volume ratio was 1︰15，and the inclusion time was 10 min. ConclusionVerification results show that the optimized process is simple，reasonable and practical.

Key words:cardamum；volatile oil；grinding method；orthogonal experiment

(收稿日期：2015-06-23)

中图分类号：R944

文献标志码：A

文章编号：1004-2407(2016)03-0294-04

doi:10.3969/j.issn.1004-2407.2016.03.022

*通信作者：高晓黎，女，教授

作者简介：常占瑛，男，实验师

基金项目：新疆医科大学2013年科研创新基金项目(编号：XJC201305)