全 文 ： 工艺与制备
正交法优化维药唇香草挥发油
β -环糊精包合工艺研究
新疆医科大学中医学院(乌鲁木齐 830054) 田树革 周晓英＊ 孙 芸 崔凤静 郭玉东
摘 要:目的:优化唇香草中挥发油的 β-环糊精包合工艺。方法:采用正交实验对 β-环糊精包合的主要工艺参数进行筛
选 ,以包合物的包合率及收得率为指标 , 选定最佳工艺 ,并采用薄层色谱法和紫外分光光度法对包合物进行物相鉴别。结
果:唇香草中挥发油的 β-环糊精包合工艺的最佳工艺为:采用机械搅伴法 , 挥发油与 β-环糊精投料比为 1:8 , 加水量为 10
倍 ,包和温度 50℃,搅拌时间 1.5h。结论:此工艺可提高制剂稳定性 ,方法简便易行 ,能适用于大生产。
关键词:唇香草;挥发油;β-环糊精;包合工艺
中图分类号:R291.5 文献标识码:B 文章编号:1006-6810(2008)04-0059-03
唇香草为唇形科植物唇香草(Ziziphora clinopodioides
Lam.)的全草 ,维吾尔名为苏则 , 又称山薄荷或小叶薄荷。
本品为多年生半灌木状草本 ,喜生于低山坡草地及干旱坡
地上 ,分布于新疆 、俄罗斯 , 蒙古亦有分布。性味辛凉 、微
苦 ,具有强心利湿 、理气化痰 、消炎散结的功效 , 用于治疗心
脏病 、气短多汗 、水肿 、咳嗽 、气管炎 、肺脓肿等疾患〔1 , 2〕。为
了使唇香草挥发油固体化 ,降低挥发性 , 增加稳定性 , 便于
制成多种剂型 ,提高疗效 , 本实验采用 β-环糊精对挥发油
进行包合 ,通过正交实验法对其关键工艺参数进行考察和
优化 ,确定最佳包合工艺。
1 仪器与试药
HJ-3 恒温磁力搅伴器(江苏金坛医疗仪器厂);Spec-
trumlab 54 分光光度计(上海棱光技术有限公司);硅胶 G 板
(青岛海洋化工厂分厂 , 规格:100×200mm);高效 G 板(安
徽霍山硅源材料厂 ,规格 10×5);β-环糊精(北京奥博星生
物技术责任有限公司 , 批号:20030818);KQ-400D 型数控
超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司);全自动显微镜
(麦克奥迪实业集团有限公司 , 型号:Motic BA600Mot-7.
5)。其他试剂均为分析纯。
唇香草为 2006 年 6 月采于新疆乌鲁木齐市南山 , 经新
疆医科大学中医学院李永和主任药师鉴定为 Ziziphora cli-
nopodioides Lam。
2 方法与结果
2.1 挥发油的提取:取干燥唇香草全草适量 , 粉碎成粗粉 ,
加8 倍量的蒸馏水浸泡一定时间后 , 置挥发油提取器中 , 提
取挥发油。提取液冷却后用无水硫酸钠脱水 ,滤过 , 转移至
具塞试管中 ,密闭保存 , 备用。其挥发油色淡黄 ,味香怡人 ,
提取率为 1.2%。
2.2 包合物的制备工艺实验
＊新疆医科大学药学院(乌鲁木齐 830054)
2.2.1 最大吸收波长的确定:分别对唇香草挥发油 、挥发
油和 β-环糊精混合物 、β -环糊精的无水乙醇溶液在 200
～ 600nm进行全波长扫描。在 253nm 处唇香草挥发油有最
大吸收 ,β -环糊精及溶剂均无吸收。故确定此波长为检测
波长。
2.2.2 标准曲线的制备:精密量取唇香草挥发油 1ml , 用无
水乙醇定容至 50ml , 再用无水乙醇稀释成浓度分别为 0.
005、0.006、0.007、0.008 、0.009、0.010μl ml的溶液 ,在 253nm
波长处测定吸光度(Abs)。以浓度(C)为横坐标 , 以吸光度
(Abs)为纵坐标 ,绘制标准曲线 ,回归方程为 Y=62.676X+
0.0055109 ,相关系数 r=0.9994。
2.2.3 包合物的制备:按处方比例称取 β -环糊精(经
60℃干燥 2h)适量 ,加入相应倍量蒸馏水 , 在电动搅拌器上
加热溶解 ,缓慢加入挥发油 1ml , 搅拌一定时间后 , 静置冷
藏 ,滤过 ,沉淀物先后用蒸馏水及石油醚洗涤 , 放置冰箱冷
藏 24h ,干燥 , 即得。
2.2.4 包合物中挥发油的含量测定〔3〕:精密称取包合物样
品约 0.05g , 用无水乙醇定容至 100ml ,超声 30min ,吸取上清
液 1ml , 用无水乙醇定容至 10ml , 在 253nm 的波长处测定吸
光度 ,利用回归方程计算样品溶液的浓度 ,求出包合物中的
含油量 ,以下式计算包合物包合率及收得率。
包合物包合率=包合物中实际含油量(ml)投油量(ml) ×100%
包合物收得率= 包合物的重量(g)β-环糊精投入量(g)+挥发油投料量(g)×100%
2.3 包合物工艺条件的考察:目前挥发油的 β -环糊精包
合方法有搅拌法 、超声法 、研磨法等方法〔4〕。从生产条件出
发 ,重点考察搅拌法的工艺参数条件〔5〕。
2.3.1 因素水平的选择:根据文献〔6〕及初步筛选的结果 ,β
-环糊精与挥发油配比 、包合温度 、包合时间对包合物包合
率有较大的影响。因此选择上述三项为考察因素 ,各取三
个水平 ,因素水平安排见表 1。
592008年 4 月第 4期 中国民族医药杂志
DOI :10.16041/j.cnki.cn15-1175.2008.04.042
表 1 因素水平
水平 A油:β -环糊精ml:g
B
包合温度℃
C
搅拌 h
1 1:6 50 1
2 1:8 40 1.5
3 1:10 30 2
2.3.2 工艺筛选指标的确定:包合率是衡量包合效果的重
要指标。包合率越高 ,包合效果越好 , 因而作为包合工艺筛
选的主要指标 ,权重系数定为 0.7 , 收得率在大生产中也很
有意义 ,在 β-环糊精和挥发油投入量一定的情况下 , 收得
率越高 , 包合效果越好 ,故收得率作为次要筛选指标 , 权重
系数定位 0.3 , 将包合率和收得率的综合评分作为工艺筛
选的指标。公式为:综合评分=挥发油包合率×0.7+包合
物收得率×0.3。
2.3.3 正交实验及结果:根据表 1 , 选择 L9(34)正交设计 ,
按上述方法安排实验 , 并进行测定 , 其结果见表 2 , 方差分
析见表3。由此可得 ,影响挥发油包合因素大小依次为 A>
C>B ,最佳工艺条件为A2B1C2 , 即 β -环糊精:油配比为 8:
1 ,恒温 50℃,搅拌 1.5h。
表 2 正交实验结果
实验号
因 素
A B C D
综合
评分
收得率
(%)
包合率
(%)
1 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 0.7458 0.7710 0.7350
2 1.0000 2.0000 2.0000 2.0000 0.8262 0.8640 0.8100
3 1.0000 3.0000 3.0000 3.0000 0.8085 0.8610 0.7860
4 2.0000 1.0000 2.0000 3.0000 0.9325 0.9360 0.9310
5 2.0000 2.0000 3.0000 1.0000 0.9062 0.9300 0.8960
6 2.0000 3.0000 1.0000 2.0000 0.8539 0.8840 0.8410
7 3.0000 1.0000 3.0000 2.0000 0.8834 0.8680 0.8900
8 3.0000 2.0000 1.0000 3.0000 0.8140 0.8350 0.8050
9 3.0000 3.0000 2.0000 1.0000 0.8424 0.8410 0.8430
K1 2.3805 2.5617 2.4137 2.4944
K2 2.6926 2.5464 2.6011 2.5635
K3 2.5398 2.5048 2.5981 2.5550
R 0.3121 0.0569 0.1874 0.0691
表 3 方差分析结果
方差来源 离差平方和 自由度 方差 F 值 P
A 0.01623675 2.0000 0.00811837 28.0899 <0.05
B 0.00057803 2.0000 0.00028901 1.0000 >0.05
C 0.00768124 2.0000 0.00384062 13.2887 >0.05
误差 0.00094660 2.0000 0.00047330 1.6376
＊P<0.05 , F0.05(2 ,2)=19
2.4 包合物包合效果考察:β-环糊精包合物的鉴定方法
有显微镜和电镜扫描法 、相溶解法 、薄层鉴别法 、紫外分光
光度法 、热分析法 、X射线衍射法等方法〔7〕。本实验采用薄
层鉴别法和紫外分光光度法证明包合物确已形成。
2.4.1 显微镜成像方法〔8〕:取包合工艺制备的 β-环糊精
原料(不含挥发油)及 β-环糊精挥发油包合物少许 , 分别
用缓冲丙三醇(pH7.4)稀释 , 伊红 Y显色 , 在 200 倍显微镜
视野下观察并成像 , 见图 1、图 2 ,结果空白包合物为规则板
状结晶 ,挥发油包合物为规则粉末状。
2.4.2 薄层鉴别方法:分别取 β-环糊精包合物 1g , 加乙
醇和石油醚各 5ml搅拌 , 浸泡 1h 后过滤 , 滤液备用。 以石
油醚-乙酸乙酯(85:15)为展开剂 ,在高效 G 板上展开 , 显
色剂为 1%香草醛-浓硫酸试液 , 105℃加热显色。见图 3。
结果 β-环糊精包合物与挥发油在相同位置出现斑点 , 说
明包合物中挥发油成分与挥发油成分相同。以石油醚为溶
剂的挥发油 β-环糊精包合物展开后 , 在相同位置处没有
斑点 ,表明挥发油已与 β-环糊精形成包合物。
图 3 薄层色谱
60 中国民族医药杂志 2008 年 4月第 4 期
2.4.3 紫外分光光度法〔9〕:将挥发油 、挥发油和 β-环糊精
混合物 、β-环糊精 、挥发油 β -环糊精包合物的石油醚溶
液做紫外扫描 , 扫描范围为 200 ～ 400nm。见图 4。结果表
明 ,唇香草挥发油已与 β-环糊精形成包合物。
图 4 紫外扫描光谱
1.β -环糊精 2.挥发油的包合物 3.挥发油
4.挥发油和 β -环糊精混合物
3 讨 论
3.1 正交实验中我们采用综合评分方法来考察各个指标
的影响 ,由实验结果表明包合温度和搅拌时间主要影响包
合物的收得率 ,而 β-环糊精主要影响油的包合率。 3 个指
标对实验影响不同 ,因此分别赋予不同的权重〔10〕 。
3.2 最佳包合温度定为 50℃,可能是因为此温度下 β -环
糊精溶解度高于室温 ,与挥发油接触机会多 , 同时又可避免
高温长时间搅拌引起的损失。β -环糊精包合挥发油时 , 忌
在降温过程中 , 振荡或搅拌 , 以免环糊精从溶液中析出结
晶 ,影响挥发油的包合。 故应在降温过程中 , 让其自然冷
却。并且滴加挥发油时 ,应边振摇边缓慢滴加 ,使其包合均
匀。
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2007年 9 月 3 日收稿
Study on Inclusion Compound Preparation for
Volatile Oil in Ziziphora clinopodioides Lam
with β -cyclodextrin By Orthogonal Design
Tian Shu-ge1 Zhou Xiao-ying2 Sun Yun1 Cui Feng-jing1 Guo Yu-dong1
1.Chinese Traditional Medicine ,School of Xinjiang MedicaL University ,830054 ,China
2.College of Pharmacy ,Xinjiang Medical University ,830054 ,China
Abstract:Objective:To optimize the including preparation for Volatile Oil in Ziziphora clinopodioides Lam with β -
cyclodextrin.Methods:Indexes including the ratio of obtained inclusion compound were used to evaluate the technolo-
giesby orthogonal design.Object and phrase identification have been done with TLC and UV spectrophotometry.Re-
sults:The optimized experimental conditions were A2B1C2 ,which were with proportion of 1:8 , temperature at 50℃ and
1.5 hours for including.Conclusion:The including technology is simple , reliable and efficient to improve the stability
of volatiLe ,which fits the factory production.
Key words:Ziziphora clinopodioides;Volatile , oil;β-cyclodextrin;Including preparation
612008年 4 月第 4期 中国民族医药杂志