白蘞揮發(fā)油包合工藝研究

王海燕，梁利香，李　娟，陳　瓊*

(信陽農(nóng)林學院 生物與制藥工程學院，河南 信陽 464000)

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白蘞揮發(fā)油包合工藝研究

王海燕，梁利香，李娟，陳瓊*

(信陽農(nóng)林學院 生物與制藥工程學院，河南 信陽 464000)

摘要：目的：探索用β-CD對白蘞揮發(fā)油進行包合的超聲法最佳工藝。方法：以包合物收率、揮發(fā)油利用率和包合物含油率的綜合作用為指標，采用正交試驗設計對超聲包合工藝中的揮發(fā)油和β-CD的比例、超聲溫度和超聲時間進行考察。結(jié)果：確定了最佳包合工藝條件為：揮發(fā)油與β-CD比為1:7(ml:g)，在60℃下超聲40min。優(yōu)選工藝的包合物收率為72.13%，油利用率為53.26%，含油率為7.58%。結(jié)論：超聲法制備白蘞揮發(fā)油β-CD包合物的工藝簡單可行。

關鍵詞：白蘞揮發(fā)油；β-CD；超聲法；正交試驗設計

白蘞為葡萄科蛇屬植物白蘞Radix Ampelopsis的干燥塊根，具有清熱解毒、消癰散結(jié)、斂瘡生肌之功效[1]。高歡[2]等對白蘞揮發(fā)油中化學成分進行分析，最終分離鑒定出14種化學成分，占揮發(fā)油總量的99.997%，其中芳姜黃酮含量為21.465%，為白蘞揮發(fā)油的主要成分之一，芳姜黃酮屬于萜烯類化合物，具有抗菌、抗氧化、抗蛇毒等多種生物活性。揮發(fā)油沸點低、易揮散、氣味特異，在光、氧的作用下易氧化變質(zhì)，使藥效降低，甚至產(chǎn)生毒副作用。而β-環(huán)糊精(β-CD)具有獨特的分子結(jié)構(gòu)，藥物經(jīng)β-CD包合后，除保留原有化學性之外，還可促進藥物穩(wěn)定化，增加生物利用度，減少副作用和刺激性，并可使液體藥物粉末化，掩蓋不良氣味，便于入藥等[3]。因此，制備揮發(fā)油的β-CD包合物已成為解決中藥揮發(fā)油穩(wěn)定性的主要方法。本實驗以β-CD為主體，白蘞揮發(fā)油為客體，通過超聲技術對包合工藝進行了考察。

1材料、試劑和儀器

1.1材料與試劑

白蘞藥材購自信陽市藥材站，經(jīng)信陽農(nóng)林學院周巍教授鑒定為白蘞Radix Ampelopsis的干燥塊根；硅膠G(青島海洋化工廠)；β-CD(國藥集團化學試劑有限公司)；無水Na2SO4，無水乙醇，石油醚(60～90℃)，乙酸乙酯均為分析純。

1.2儀器

SCQ-8201E 超聲清洗儀(上海聲彥超聲波儀器設備有限公司)；TU-1810紫外-可見分光光度計(北京普析通用儀器有限責任公司)；梅特勒AB135-S電子分析天平(上海樹信儀器儀表有限公司)；揮發(fā)油提取器(上海玻璃儀器廠)。

2方法與結(jié)果

2.1白蘞揮發(fā)油的提取

按《中國藥典》(2010年版)揮發(fā)油測定法(甲法)操作。稱取白蘞藥材適量，粉碎，加水浸泡過夜，連接揮發(fā)油提取器，提取至油量不再增加時收集揮發(fā)油，無水Na2SO4干燥，備用。

2.2超聲法制備白蘞揮發(fā)油β-CD包合物

取白蘞揮發(fā)油，用5倍量無水乙醇稀釋，慢慢滴入β-CD飽和水溶液，邊加邊搖動，然后在一定溫度下超聲一定時間，置冰箱冷藏24h，抽濾，濾餅用少量無水乙醇淋洗，50℃減壓干燥4h，即得粉末狀包合物。

2.3包合工藝考察指標的測定

精密稱取干燥包合物1g，置裝有沸石的圓底燒瓶中，加蒸餾水200ml，連接揮發(fā)油測定器，沸騰1～2h，至油量不再增加時停止加熱。放置1h后，至油清亮或亮黃色時讀數(shù)，測得揮發(fā)油量，按下式計算。揮發(fā)油利用率為衡量包合效果的主要指標；包合物收率在實際生產(chǎn)中具有重要意義；而包合物含油率是控制制劑質(zhì)量的關鍵因素；故以綜合評分作為最佳工藝考察的評價指標。

包合物收率(%)=包合物質(zhì)量(g)/(β-CD+投油量)(g)×100%

包合物含油率(%)=包合物中含油量(g)/包合物質(zhì)量(g)×100%

揮發(fā)油利用率(%)=包合物實際含油量(ml)/(投油量(ml)×空白回收率(100%))×100%

空白回收率(%)=回收揮發(fā)油量(ml)/投油量(ml)×100%

空白回收率測定：取揮發(fā)油1.0ml，置圓底燒瓶中，加蒸餾水300ml，加熱，保持微沸，至油量不再增加時停止加熱，放置1h，至油清亮或亮黃色時讀數(shù)。三次平行實驗的讀數(shù)分別為：0.96ml、0.98ml、0.95ml,計算得空白回收率為96%(n=3)。

2.4包合工藝的正交試驗設計

參考文獻[4-6]和單因素考察的基礎上選擇揮發(fā)油和β-CD的比例(A)、超聲溫度(B)和超聲時間(C)為考察因素，按L93正交表進行試驗。因素水平表見表1、正交試驗設計安排及結(jié)果見表2、方差分析見表3。

表1　正交試驗因素-水平表

表2　正交設計試驗結(jié)果

注：綜合分=(X/Xmax)×40%+(Y/Ymax)×30%+(Z/Zmax)×30%X:包合物收率Y：揮發(fā)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結(jié)果分析可知，白蘞揮發(fā)油包合工藝中各因素影響的主次順序為：A>C>B，即揮發(fā)油與β-CD的比例為主要影響因素且具顯著性，超聲溫度影響最小。確定的最佳包合工藝為A3B2C2，即揮發(fā)油與β-CD比為1:7(ml:g)，在60℃下超聲40min。

2.5驗證試驗

在最佳包合工藝條件下，即取白蘞揮發(fā)油，用5倍量無水乙醇稀釋，慢慢滴入β-CD飽和水溶液，揮發(fā)油與β-CD比為1:7(ml:g)，邊加邊搖動，然后在60℃下超聲40min，置冰箱冷藏24h，抽濾，濾餅用少量無水乙醇淋洗，50℃減壓干燥4h，即得粉末狀包合物。按2.3項下方法分別測定包合物收率、揮發(fā)油利用率和包合物含油率，結(jié)果見表4。

表4　驗證實驗結(jié)果

由表4知，在最佳包合工藝條件下制得的白蘞揮發(fā)油包合物，包合物平均收率75.96%(n=3),RSD=0.11%；揮發(fā)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%。證明此工藝有效可行。

2.6包合物的驗證

2.6.1薄層色譜鑒別將0.8g揮發(fā)油β-CD包合物制備成飽和水溶液，用10ml乙酸乙酯萃取，乙酸乙酯萃取液作為樣品a；取0.1ml揮發(fā)油溶于10ml乙酸乙酯中，作為樣品b；取β-CD 0.7g，加入揮發(fā)油0.1ml制成混合物，加乙酸乙酯10ml，振搖后靜置1h，離心，取上清液，作為樣品c；取0.8g β-CD制成的飽和水溶液，用10ml乙酸乙酯萃取，乙酸乙酯萃取液作為樣品d；分別吸取上述4種溶液5μl，點于同一硅膠G薄層板上，以石油醚(60～90℃)-乙酸乙酯(9:1)[7]展開，1%濃硫酸香草醛顯色。在樣品b、c的色譜中，顯相同顏色的斑點，在樣品a、d的色譜中未出現(xiàn)相應的斑點,結(jié)果見圖1。表明白蘞揮發(fā)油包合物已經(jīng)形成。

2.6.2紫外掃描法鑒別精密吸取揮發(fā)油100μl，用乙酸乙酯溶解并定容至10ml，作為樣品a；取上述β-CD包合物樣品飽和水溶液，用乙酸乙酯萃取，有機相定容于10ml量瓶中，作為樣品c；精密稱取約0.8g的β-CD和揮發(fā)油的混合物，用乙酸乙酯淋洗過濾定容至10ml量瓶中，作為樣品d。將各樣品進行紫外掃描，以波長為橫軸(200～400nm),吸光度(0～0.8)為縱軸。結(jié)果見圖2，揮發(fā)油的紫外吸收峰在包合物圖中已消失，說明包合后揮發(fā)油已進入β-CD分子內(nèi)部，形成包合物而非混合物。

3討論

中藥揮發(fā)油作為重要的生物資源之一，在醫(yī)藥、保健品、美容等方面的應用和開發(fā)越來越廣泛，但揮發(fā)油在光、氧的作用下易氧化變質(zhì)，使藥效降低，甚至產(chǎn)生毒副作用。采用藥物制劑新技術，提高中藥揮發(fā)油制品的科技水平，是目前發(fā)展中藥揮發(fā)油產(chǎn)品的一項重要工作。藥物新技術β-CD在中藥揮發(fā)油制劑中的應用，增強了藥物的穩(wěn)定性，提高了藥物的生物利用度和療效，具有廣闊的應用前景[8]。報道的制備揮發(fā)油β-CD包合物的方法有飽和水溶液法、研磨法、超聲法、冷凍干燥法、噴霧干燥法、液-液包封法和氣-液包封法等。本實驗結(jié)合實驗室情況和工藝的工業(yè)生產(chǎn)可行性，采用超聲法制備白蘞揮發(fā)油的β-CD包合物，制備的包合物其收率和油利用率均較高，且操作簡便。至于超聲法與其它包合方法的對比，還將進行進一步的深入研究。

包合物的定性驗證方法有：顯微鏡成像法、薄層層析法、紫外、紅外掃描法、差示掃描量熱法和X-射線衍射法等。本實驗采用適用性強的薄層層析法和紫外掃描法。

制備揮發(fā)油的β-CD包合物是解決揮發(fā)油穩(wěn)定性問題的主要措施之一，白蘞揮發(fā)油經(jīng)包合后的化學成分及藥理作用是否發(fā)生變化，本課題組將進一步研究。

[1]國家藥典委員會. 中華人民共和國藥典[M].(一部)北京:中國醫(yī)藥科技出版社，2010.

[2]高歡，王文娜，孫琦，等.白蘞揮發(fā)油化學成分分析[J].特產(chǎn)研究，2014(1)：52-54.

[3]劉斌，馮青然，張保獻.環(huán)糊精及其分子包合技術在中藥研究中的應用[J].中國實驗方劑學雜志，2001，7(5)：60-62.

[4]李茜，趙生俊，蔣宇寧，等.降香揮發(fā)油包合工藝研究[J].新疆醫(yī)科大學學報，2010,33(7)：793-796.

[5]黃敏，黃艷仙，蔣達洪，等.β-環(huán)糊精超聲包合廣藿香揮發(fā)油的工藝研究[J].安徽大學學報(自然科學版)，2010，34(4)：86-90.

[6]李元波，候世詳.當歸揮發(fā)油的包合工藝[J].中國中藥雜志，2007，32(11)：1100-1103.

[7]楊文娟，李靜，杜鵑，等.辛夷揮發(fā)油的包合工藝研究[J].陜西科技大學學報，2008，26(4)：82-84.

[8]葉卯祥，嚴雪黎.β環(huán)糊精包合技術在中藥揮發(fā)油制劑中的應用研究[J].醫(yī)學綜述，2010，16(24)：3793-3795.

(編輯：嚴佩峰)

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

中圖分類號：R931.71

文獻標識碼：A

文章編號：2095-8978(2016)01-0103-04

*通訊作者：陳瓊( 1966—) ，女，河南信陽人，教授，主要研究方向為中藥制藥新技術.

作者簡介：王海燕( 1982—) ，女，山西忻州人，講師，主要研究方向為中藥制劑新技術與新劑型.

收稿日期：2015-11-08