新疆圆柏实挥发油的β-环糊精包合工艺研究
　　摘要: 目的筛选新疆圆柏实挥发油的最佳提取工艺和最佳包合工艺.方法采用水蒸气蒸馏法提取新疆圆柏实中的挥发油,对挥发油进行了饱和水溶液β-环糊精( β-CD) 包合,通过正交试验探讨了提取和包合的最佳工艺.结果提取的最佳工艺为浸泡时间6 h; 料液比1 ∶ 12; 提取时间5 h,此条件下挥发油的提取率为1. 07%; 包合的最佳工艺为β-CD 与挥发油的比为8 ∶ 1; 包合时间为1. 5 h,包合温度为60 ℃,此条件下β-CD 包合物的综合评分为83. 6.结论此包合工艺提高了圆柏实挥发油的利用率.
　　关键词: 圆柏; 挥发油; β-环糊精; 包合工艺
　　圆柏又称桧柏,圆柏属,常绿乔木,中性树种,极耐寒、耐干旱,主要种植地为新疆、陕西、青海、甘肃等省[1-2].其味微辛辣而稍苦,气辛香.果实、枝及叶均可入药,具有镇静安神、健胃宽肠、活血止痛、散瘀消肿及止出血等功效[3-4].
　　挥发油也称精油,多具有祛痰、平喘、健胃、祛风、解热、抗菌消炎、镇痛等多种功效[3],除了药用价值外,挥发油在食品[5]和工业[6]中都有应用,但是挥发油在常温下易挥发,长期储存有效成分会挥发,本实验采用饱和水溶液法制备了圆柏实挥发油的β-环糊精包合物,降低了圆柏实挥发油在制剂过程中的流失,从而为其进一步制剂开发奠定基础.
　　1 材料、试剂及仪器
　　圆柏果实购于新疆维吾尔医院,经新疆大学生命科学院努贝尔教授鉴定为新疆和田产,用蒸馏水洗干净,置于干燥阴凉处自然阴干,粉碎至粉末,过40 目筛,保存备用.
　　β-环糊精; 无水乙醇; 甲苯; 乙酸乙酯; 去离子水.
　　挥发油提取器; 78-1 磁力加热搅拌机; ZF-Z 型三用紫外仪.
　　2 方法与结果
　　2. 1 挥发油的提取
　　2. 1. 1 提取方法用水蒸气蒸馏法提取圆柏实中的挥发油,以浸泡时间、料液比、提取时间作为考察因素,以圆柏实挥发油出油量与加入的样品量的比( 提取率) 为指标,进行L9( 34 ) 正交试验设计,试验设计见表1.
　　2. 1. 2 挥发油的提取结果通过正交试验结果分析可知,各因素圆柏实挥发油提取率的影响顺序依次为: C > B > A,其中提取时间对提取率的影响最大,浸泡时间影响最小,由直观分析和方差分析的结果可知提取的最佳工艺为: 料液比为1 ∶ 12,浸泡时间6 h,提取时间为7 h,在实验过程中发现,提取5 h 和7 h 挥发油的提取率基本不变,鉴此选择最佳提取时间为5 h,此条件下圆柏实挥发油的提取率为1. 02%.结果见表2 和表3.
　　由表3 可知,提取时间对圆柏实挥发油的提取率有显著影响,料液比和浸泡时间没有显著影响.
　　2. 1. 3 最佳提取条件的验证按确定的最佳实验条件( 即料液比为1 ∶ 12,浸泡时间6 h,提取时间为5 h) ,进行3次平行试验,得平均提取率为1. 07%,RSD 为2. 57%,结果比正交试验的最高值高,说明此设计可行.
　　2. 2 挥发油包合物的制备
　　2. 2. 1 饱和水溶液法制备挥发油的β-CD 包合物[7-8] 称取β-CD 适量,加80 mL 蒸馏水,制成β-CD 饱和水溶液.将提取的挥发油与无水乙醇按1 ∶ 3 配成溶剂,取此溶剂1mL 缓慢滴入到β-CD 饱和溶液中,恒温搅拌适当的时间.
　　冷藏过夜,取出后过滤,滤饼用80% 乙醇洗涤至无油渍.
　　将包合物干燥,即得圆柏实挥发油的β-CD 包合物,称定质量,计算包合物的收率.
　　包合物收得率( %) = 包合物的实际质量/ ( β-CD 投入量+ 圆柏实挥发油投入量) × 100%2. 2. 2 挥发油包合率的测定按《中国药典》2005 年版一部附录挥发油测定法( 附录XD) [9] 法进行.将圆柏实挥发油包合物置圆底烧瓶中,加蒸馏水回流,至油量不再增加时停止加热,记录出油量,折算成包合物中实际含油量,计算挥发油包合率和包合物含油率.
　　包合率( %) = ( 包合物中挥发油量/挥发油加入量) ×100%.
　　表3 方差分析方差来源偏差平方和自由度F 临界值显著性料液比0. 003 2 0. 025 F0. 25( 2. 2) = 3浸泡时间0. 012 2 0. 1 F0. 1( 2. 2) = 9 提取时间0. 9 2 15 F * 0. 05( 2. 2) = 19误差0. 03 2 0. 5 F0. 01( 2. 2) = 992. 3 挥发油的包合2. 3. 1 正交试验设计通过查看相关文献[10-11],选择对挥发油的β-CD 包合影响较大的3 个因素即: β-CD 与挥发油的配比、饱和时间、饱和温度进行L9( 34 ) 正交试验,因素水平见表4.
　　2. 3. 2 评价指标[11-12] 挥发油包合率与包合物得率越高,说明包合效果越好,实验采用2 个指标包合物得率和挥发油包合率进行评价,两个评价在生产中都比较重要,故运用综合评分法将2 个指标都转换成它们的隶属值,用隶属值来表示每个实验的分数.计算公式如下:
　　综合评分= 50 × 包合收得率+ 50 × 包合率2. 3. 3 挥发油的包合实验结果按表正交试验的设计安排实验,并进行测定,其结果见表5,方差分析见表6.由直观分析可知,影响挥发油包合因素大小依次为A > B > C; 方差分析表明: A 和B 因素对挥发油的包合有显著性影响.分析结果得最佳工艺条件为A2 B2 C3,即β-CD ∶ 油配比为8 ∶ 1,包合时间为1. 5 h,包合温度为60 ℃.在最佳包合工艺条件下进行3 次平行验证试验,得综合评分为83. 6.
　　综合评分方差分析结果显示,β-CD 与挥发油的比和包合时间对挥发油的包合有显著影响,而包合温度无显著影响.
　　2. 3. 4 验证实验对优选出的最佳工艺A2B2C3( 即β-CD:
　　油配比为8 ∶ 1,包合时间为1. 5 h,包合温度为60 ℃) 做验证实验,结果包合率为81. 7%,收得率为85. 5%.与正交试验得出的结果一致,因此最佳包合工艺可行.
　　2. 3. 5 包合物前后成分的确证根据参考文献[13-14],采用薄层色谱法确证β-CD 包合物的形成.取适当β-CD包合物,按《中国药典》挥发油测定法提取挥发油,再分别取未包合的挥发油、β-CD 与挥发油的混合物及包合后的挥发油,均用三氯甲烷定容至1. 5 mL.分别吸取上述3 种溶液,点于相同的两个硅胶薄层板上,以甲苯-乙酸乙酯( 18 ∶ 1) 为展开剂,饱和5 min 后,上行展开,取出,吹去甲苯,置紫外光灯( 256 nm) 检视.包合前后的挥发油在相同的位置显示相同的荧光斑点,其色泽,大小一致,表明包合前后挥发油的成分基本没变,包合过程中圆柏实挥发油成分未受影响.3 结论3. 1 通过正交试验对圆柏实挥发油的提取进行了优化,得到提取的最佳条件为: 料液比为1 ∶ 12,浸泡时间为6 h,提取时间为5 h,此条件下圆柏实挥发油的提取率为1. 07%.3. 2 实验对圆柏实挥发油进行了β-环糊精包合,通过正交试验优选了包合的最佳工艺,即β-CD: 油配比为8 ∶ 1,包合时间为1. 5 h,包合温度为60 ℃,此条件下包合的综合评分为83. 6.薄层色谱鉴定包合前后挥发油的成分基本不变.
　　挥发油常温易挥发,稳定性差,而且不溶于水,在生产和储存过程中极易造成挥发油的损失,使挥发油的有效成分降低.近年来,β-环糊精包合技术在药学中的应用日益广泛,特别是在中药制剂的开发和研究中技术越来越成熟.将挥发油进行β-环糊精包合,不仅增加了药物的稳定性,而且提高了药物的生物利用度,掩盖了不良气味等,解决了挥发油在生产和储存中的损失.本实验采用β-环糊精对圆柏实挥发油进行包合后,将其由液态变成粉末,降低了圆柏实挥发油的挥发性,便于圆柏实挥发油的储存.