柴银颗粒挥发油胶体磨包合工艺的优化

高艳红， 孙孝华， 武光云， 沈庆国， 关永霞*， 张贵民

(1.鲁南制药集团股份有限公司，中药制药共性技术国家重点实验室，山东 临沂 276006；2.鲁南厚普制药有限公司，山东 临沂 276006)

柴银颗粒是由山东鲁南制药集团股份有限公司生产的中药复方制剂，来源于古方柴葛解肌汤和银翘散，由柴胡、金银花、黄芩等11味中药组成，具有清热解毒，止咳、利咽等功效，主治上呼吸道感染外感风热证，对治疗风热感冒引起的发热、咽喉肿痛、鼻塞等疗效确切[1-3]。方中柴胡、连翘、荆芥、薄荷等多味药材含有挥发油，具有发汗解热、抗炎、抗病毒多种药理作用[3-4]，但有些气味浓烈，若在制剂过程中直接加入不仅异味较大，而且易吸附于包装袋上，难以保障挥发油在成品中的均一性。研究表明，挥发油经环糊精包合后能提高其稳定性，掩盖不良气味，降低刺激性，同时还可实现液体药物粉末化，更加便于制剂，从而大大拓宽其应用范围[5-7]。

目前，常用的挥发油包合方法有饱和水溶液法、研磨法、超声法等[8-9]，目前采用饱和水溶液包合法生产柴银颗粒，但其操作繁琐，生产周期长，不利于产业化。胶体磨研磨法具有包合温度低、挥发油利用率高、包合时间短、可连续化生产、适合工业化等特点[10]，故本实验采用该方法包合柴银颗粒挥发油，采用Box-Behnken响应面法优化该工艺，以期为该制剂大规模开发提供数据支撑。

1 材料

GC-2030型高效气相色谱仪(日本岛津公司)；MS1003TS/02型电子天平[梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司]。β-环糊精(孟州市华兴生物化工有限责任公司)；薄荷脑(批号110728-201707，中国食品药品检定研究院)。甲醇、乙腈为色谱纯(美国天地有限公司)；其余试剂均为分析纯。

2 方法与结果

2.1 挥发油提取 按照柴银颗粒制法，按处方比例称取柴胡、连翘、荆芥、薄荷等含油药材饮片，投入多功能提取罐中，加入适量水，采用水蒸气蒸馏法提取，收集挥发油，置于冷库中贮存备用。

2.2 空白回收率测定 按2020年版《中国药典》四部通则“2204挥发油测定法”[11]测定空白回收率，平行3次，公式为空白回收率=(挥发油收集量/挥发油投入量)×100%，测得其数值为93.75%。

2.3 评价指标确定 挥发油包合一般以包封率为指标，但在实际生产过程中包合物得率更直观，也易于测定，故以包封率(Y1)、包合物得率(Y2)的综合评分(Y)为评价指标，通过SPSS 22.0软件中的熵值法进行计算，设定两者权重系数分别为78.94%、21.06%，计算公式为包封率=[包合物中挥发油量/(投油量×挥发油空白回收率)]×100%、包合物收率=[包合物质量/(β-环糊精加入量+挥发油加入量)]×100%、综合评分=(包封率×78.94%+包合物得率×21.06%)×100。

2.4 单因素试验

2.4.1 挥发油与β-环糊精比例 固定β-环糊精与水比例为1∶3，包合时间为25 min，挥发油与β-环糊精比例为1∶4、1∶6、1∶8、1∶10、1∶12，结果见图1。由此可知，随着两者比例增加，综合评分先升高，在1∶10时达到最大值，之后略有降低，故选择1∶8～1∶12进行后续实验。

图1 挥发油与β-环糊精比例对综合评分的影响Fig.1 Effect of volatile oil-(β-cyclodextrin) ratio on comprehensive score

2.4.2 β-环糊精与水比例 固定挥发油与β-环糊精比例为1∶10，包合时间为25 min，β-环糊精与水比例为1∶1、1∶2、1∶4、1∶5、1∶6，结果见图2。由此可知，随着用水量增加，综合评分先迅速升高，在两者比例为1∶3时达到最大值，之后明显降低，故选择1∶2～1∶4进行后续实验。

图2 β-环糊精与水比例对综合评分的影响Fig.2 Effect of (β-cyclodextrin)-water ratio on comprehensive score

2.4.3 包合时间 固定挥发油与β-环糊精比例为1∶10，β-环糊精与水比例为1∶3，包合时间为10、15、20、25、30 min，结果见图3。由此可知，随着包合时间延长，综合评分先迅速升高，在25 min时达到最大值，在30 min后略有降低并趋于稳定，故选择20～30 min进行后续实验。

图3 包合时间对综合评分的影响Fig.3 Effect of inclusion time on comprehensive score

2.5 Box-Behnken响应面法 以挥发油与β-环糊精比例(A)、β-环糊精与水比例(B)、包合时间(C)为影响因素，综合评分(Y)为评价指标，Box-Behnken响应面法优化包合工艺，结果见表1，方差分析见表2。由此可知，模型P<0.01，达到极显著水平；失拟项P>0.01，无显著影响。

再对表1数据进行拟合，得方程为Y=86.78+2.73A+2.52B+2.26C-3.23AB-0.48AC-0.71BC-10.82A2-9.71B2-6.65C2，R2=0.951 6>0.9，表明模型拟合度较好；A、A2、B2、C2达到极显著水平(P<0.01)，B、C、AB达到显著水平(P<0.05)，响应面分析见图4。

表1 试验设计与结果

表2 方差分析

注：左图为三维曲面图，右图为等高线图。图4 各因素响应面图Fig.4 Response surface plots for various factors

2.6 验证试验 通过Design-Expert v10.0.7软件，得最优工艺为挥发油与β-环糊精比例1∶10.29，β-环糊精与水比例1∶3.10，包合时间25.95 min，综合评分为86.16分，为了方便车间生产实际操作，将其修正为挥发油与β-环糊精比例1∶10，β-环糊精与水比例1∶3，包合时间26 min。在上述优化工艺下进行3批验证试验，测得平均包封率为84.03%，包合物得率为90.67%，综合评分为85.43分，RSD为1.14%，与预测值86.16分接近，表明该工艺具有良好的重复性和稳定性。

2.7 包合效果评价 包合物用3倍量石油醚洗涤3次，晾干，精密称取适量至量瓶中，加适量无水乙醇，超声处理30 min脱包，定容至刻度，过滤，取续滤液进样测定，再以乙醇溶解未包合挥发油为对照，结果见图5。由此可知，包合前后图谱高度相似，即各成分基本无变化，表明包合效果良好。

注：A为挥发油，B为包合物。图5 各样品HPGC色谱图Fig.5 HPGC chromatograms of various samples

3 讨论

柴银颗粒临床上主要用于治疗风热感冒[12]，含有柴胡、连翘、荆芥、薄荷等解表类中药，功效发汗解表、宣散风热。由于挥发油挥发性较强，在制备或放置过程中其含量容易降低甚至消失，导致影响产品质量，故采用环糊精包合技术进行包合，可形成“分子胶囊”，避免它直接与外界环境接触，从而提高了稳定性[13-14]。

在柴银颗粒生产过程中，采用饱和水溶液法包合挥发油，但由于其用量较大，缓慢滴加所需时间较长，并且需要全程保温，能耗较大，而胶体磨包合具有时间短、包合效果好、操作简便等优点[15-16]。高效气相色谱(HPGC)法能直观反映包合前后挥发油变化情况，但不能对该成分包合效果进行评价；包封率、包合物得率为衡量包合效果的主要指标，能更真实准确地反映其包合情况。因此，本实验以包封率、包合物得率为评价指标，采用Box-Behnken响应面法优化柴银颗粒挥发油胶体磨包合工艺，再通过HPGC法进行验证，发现所得最优工艺稳定可行，包合物包合效果理想，挥发油成分被很好地保留下来，可为后续相关制剂开发及临床疗效研究奠定基础。