全 文 ：食品与药品 Food and Drug 2011年第 13卷第07期 249
β-环糊精包合罗勒挥发油的工艺研究
徐瑞超，董自亮，舒 杨
（成都中医药大学药学院，四川 成都 611137）
摘 要：目的 筛选β-环糊精（β-CD）包合罗勒挥发油的最佳工艺。方法 采用响应面分析试验，以挥发油包合率、包合物
产率为主要筛选指标，选出制备罗勒油-β-CD包合物的最佳包合条件；采用显微镜法、薄层色谱法和紫外分光光度法验证
了包合物的形成。结果 最佳包合工艺为罗勒油-β-CD为1︰8.5（w/w），包合时间72 min，包合温度41.0 ℃。结论 采用响
应面法优化得出的包合工艺合理，包合率高。
关键词：罗勒；挥发油：包合；响应面分析法
中图分类号：R972 文献标识码：A 文章编号：1672-979X（2011）07-0249-05
收稿日期：2011-03-07
作者简介：徐瑞超（1987-），女，云南昆明人，硕士研究生，研究方向为中药品种、质量与资源开发研究
Study on β-Cyclodextrin Inclusion Technique for Volatile Oils in Ocimum basilicum
XU Rui-chao, DONG Zi-liang, SHU Yang
(School of Pharmacy, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, Chengdu 611137, China)
Abstract: Objective To screen the β-cyclodextrin（β-CD）inclusion technique for volatile oils in Ocimum basilicum.
Methods With the inclusion rate of volatile oils and the yield of inclusion complex as the main screening indexes, the
optimal inclusion conditions were defined by the response surface analysis. The formation of inclusion complex was
verified by microscopy, TLC and UV. Results The optimal inclusion technique was as follows: the ratio of volatile oils
to β-cyclodextrin of 1︰8.5（w/w）, stirring for 72 min at 41.0 ℃. Conclusion The inclusion technique optimized by
the response surface analysis can be reasonable with high inclusion rate.
Key Words: Ocimum basilicum; volatile oil; inclusion; response surface analysis
罗勒(Ocimum basilicum L.)为唇形科罗勒属植
物，又名九层塔、甜罗勒，主要分布于东半球热带地
区，我国西南多个省区均有分布[1]，主要成分为挥发
油类，临床用于治疗心虚、房颤、动脉硬化、高血
压、高血脂、头痛、咳嗽、腹泻等[2]。因其特有的活
性物质及营养成分，成为一种备受世界关注的多用途
植物，在营养保健、工业用油、香料工业、食品防
腐、调味剂等方面都有较高的开发价值。
罗勒挥发油类成分性质不稳定，很容易变质失
效，给其固体制剂的制备带来诸多不便。将罗勒挥发
油与β-CD制备成包合物，可防止挥发油挥散，增加
其稳定性及水溶性，使之粉末化而改变其物理性状，
便于制备固体制剂。
1 仪器与试药
HJ-3型磁力恒温搅拌器（金坛华城开元）；
TG328B分析天平（上海志荣）。
罗勒（购自成都荷花池中药材市场，经鉴定为唇
形科罗勒属植物）；β-环糊精（β-CD，成都科龙化
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250 食品与药品 Food and Drug 2011年第 13卷第07期
工），其他试剂为分析纯。
2 方法与结果
2.1 罗勒挥发油的提取
取适量罗勒药材粉碎成适中细粉，加蒸馏水10倍
量，连接挥发油测定装置，加热回流至油量不再增加
时停止加热，放置1 h，收集挥发油，用无水Na2SO4
脱水干燥，备用。
2.2 包合物的制备
采用饱和溶液法。取β-CD 5.0 g，加12倍蒸馏
水，沸水浴加热使之完全溶解，制成饱和溶液。降至
规定温度，于磁力加热搅拌器上恒温搅拌。缓缓加入
罗勒挥发油1.0 g（用乙醇1 mL溶解），搅拌一定时间
后，置冰箱冷藏过夜，抽滤；包合物用少量石油醚洗
涤，室温干燥，即得白色粉末状罗勒油-β-CD包合物。
2.3 包合物中挥发油含量的测定
将制得的包合物置入500 mL烧瓶，加入蒸馏水
300 mL，按《中国药典》2010年版挥发油测定法[3]提
取罗勒油，至油量不再增加时停止加热，放置1 h，
收集挥发油，用无水Na2SO4脱水干燥，称重。
同时测定挥发油空白回收率。取罗勒挥发油1.0 g，
置入500 mL烧瓶，加入蒸馏水300 mL，收集挥发
油，计算空白回收率为90.2 %。
挥发油空白回收率（%）=
收集挥发油量（g）
加入挥发油量（g）
×100 %
罗勒油包合率（%）=
包合物产率（％）=
包合物实际含油量（g）
挥发油投入量（g）
包合物重（g）
（β-CD+油）重（g）
×100 %
×100 %
在测定挥发油含量及空白回收率的基础上，计算
包合物中实际含油量，进一步可计算出包合率，公式
如下：
2.4 包合物工艺条件的考察
2.4.1 筛选指标 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，作为工艺主要筛选指标
权重系数为0.6，包合物产率在生产中也有一定的影
响，权重系数为0.4。
综合评分S=（罗勒油包合率）×0.6+（包合物产
率）×0.4
2.4.2 试验设计 基于前期单因素预试验的基础，采用
响应面方法（RSM）中的Box-Behnken设计，研究和
探索影响罗勒油包合的关键因素，以获得包合最佳工
艺条件参数。
由预试验结果可知，影响罗勒油包合的关键因素
为挥发油与β-CD的比例、包合时间、包合温度。因
此本研究以挥发油与β-CD的比例、包合时间、包合
温度3个因素为自变量，每个因素取3个水平，以-1、
0、+1编码，以综合评分S为响应值，进行试验设
计。见表1。
表2 Box-Behnken试验设计与结果
表1 Box-Behnken设计因素与水平
因 素
水 平
-1 0 +1
（X1）β-CD︰挥发油/g:g 4 8 12
（X2）包合时间/min 50 70 90
（X3）包合温度/℃ 20 40 60
2.4.3 结果分析与工艺优化 对挥发油与β-CD的比例
（X1）、包合时间（X2）、包合温度（X3）3个因素
与综合评分S进行三因素三水平的响应面分析试验，
结果见表2。
试验号 X1 X2 X3 挥发油包合率/% 包合物产率/％ S
1 -1 -1 0 76.32 82.15 78.65
2 1 -1 0 89.24 84.32 87.27
3 -1 1 0 89.91 83.31 87.27
4 1 1 0 86.78 87.56 87.09
5 -1 0 -1 83.42 80.47 82.24
6 1 0 -1 87.55 85.05 86.55
7 -1 0 1 85.47 82.77 84.39
8 1 0 1 85.03 87.93 86.19
9 0 -1 -1 85.19 73.34 80.45
10 0 1 -1 82.64 93.29 86.90
11 0 -1 1 80.61 80.21 80.45
12 0 1 1 92.37 85.02 89.43
13 0 0 0 93.96 95.99 94.77
14 0 0 0 94.30 97.40 95.54
15 0 0 0 94.32 93.75 94.09
根据表2的试验数据，利用SAS 8.0 统计软件对响
应值与各因素进行回归拟合，试验的各因素方差分析
结果见表3，响应面分析结果见图1~3。
采用SAS 8 .0 统计软件对响应值与各因素进
行拟合，得回归方程：S =94.8+2.983 75X1+1.278
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表3 回归分析结果
图1 综合指标（Y）对包合时间（X2）与油与β-CD与
油配比（X1）的响应面和等高线图 图3 综合指标（Y）对包合温度（X3）与包合时间
（X2）的响应面和等高线图
图2 综合指标（Y）对包合温度（X3）与β-CD与油配
比（X1）的响应面和等高线图
方差来源 自由度 平方和 均方 F值 P（Pr > F） 显著性
X1 1 71.222 11 71.222 11 24.920 31 0.004 133 **
X2 1 13.081 61 13.081 61 4.577 199 0.085 378
X3 1 9.331 2 9.331 2 3.264 946 0.130 59
X1*X1 1 97.264 82 97.264 82 34.032 54 0.002 093 **
X1*X2 1 19.36 19.36 6.773 98 0.048 093 **
X1*X3 1 1.600 225 1.600 225 0.559 912 0.487 977
X2*X2 1 78.044 33 78.044 33 27.307 37 0.003 394 **
X2*X3 1 1.575 025 1.575 025 0.551 094 0.491 251
X3*X3 1 106.078 5 106.078 5 37.116 41 0.001 724 **
Model 9 360.284 7 40.031 63 14.006 89 0.004 808 **
误差 5 14.289 98 2.857 995
总和 14 374.574 6 　 　 　
75X2+1.08X3－5.132 5X12－2.2X1X2+ 0.632 5X1X3－
4.597 5X2
2－ 0.627 5X2X3 － 5.36X3
2。复相关系数
r=0.961 9，F=14.006 89，P=0.004 808＜0.01，拟合度
较高，表明该方程有较大的可信度。
由表3的分析结果可见，整体模型的P＜0.01，表
明该二次方程模型极显著。β-CD与油配比（X1）影
响极显著，包合温度（X3）与包合时间（X2）影响不
显著。在选取3个因素水平范围内，按照对结果的影
响排序：β-CD与油配比（X1）＞包合时间（X2）＞
包合温度（X3）。
由图1~3可见，包合综合指标随着自变量的变化
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（增大），均呈现增大的趋势，但是随着自变量继续
增大，指标开始减小。模型预测刻画器（见图4）反
映的自变量与响应值的关系更为明显。
对回归方程取一阶偏导数等于零，得到关于
X1、X2、X3的方程组，解得X1=0.103，X2=0.111，
X3=0.057。换算得β-CD与油配比为8.412、包合时间
为72.22 min，包合温度为41.14℃，考虑到实际操作
的可行性，将该工艺条件修正为：β-CD与油配比为
8.5，包合时间为72 min，包合温度为41.0℃。
为检验结果的可靠性，采用修正条件进行提取实
验，结果得出罗勒油的实际包合指标为95.26，与理
论预测值基本一致（偏差为2.67 %），说明该方程与
实际情况拟合很好，充分验证了所建模型的正确性。
因此，利用响应面分析法得到的罗勒油包合工艺参数
真实可靠，具有实用价值。
2.5 罗勒油-β-CD包合物的验证
包合物形成与否可采用多种方法验证，有显微镜
法、相溶解度法、薄层色谱法、热分析法、X射线衍
射法、紫外可见分光光度法等[4]。本实验采用简便有
效的显微镜法、薄层色谱法和紫外可见分光光度法验证。
2.5.1 显微镜法 面礼取罗勒油-β-CD包合物、罗勒
油-β-CD混合物与按制备方法制备的不加任何药物的
空白包合物少许，用石油醚装片置光学显微镜下观
察。结果见图5。由图5可见，空白包合物为不规则的
半透明板状结晶，含油的包合物为不规则的粉末状或
内含黑色物质的不透明块状物，挥发油-β-CD混合物
为团状物质表面含油渍。说明罗勒油已进入β-CD空
腔，罗勒油与β-CD确已形成包合物。
2.5.2 薄层色谱法 将罗勒油石油醚溶液、回收包合物
的挥发油、包合物的石油醚溶液及空白包合物各吸取
10 μL，分别点于同一硅胶G薄层板上，以正己烷-醋
酸乙酯（9∶1）为展开剂展开，喷5%香草醛浓硫酸
溶液，105 ℃烘至斑点显色清晰。结果见图6，包合
物中罗勒挥发油与纯罗勒挥发油一致，成分未见变
化。罗勒油-β-CD包合物展开后，没有展开斑点，表
明罗勒油确已与β-CD形成包合物，而非混合物。
2.5.3 紫外可见分光光度法 取罗勒挥发油的石油醚溶
液、罗勒油-β-CD包合物提取后样品的石油醚溶液、
罗勒包合物的无水乙醇末次洗脱液挥发干后的石油醚
溶液、空白包合物β-CD的石油醚溶液分别进行紫外
扫描检测，扫描范围200~600 nm。结果见图7，1、2
号样品溶液有紫外吸收，4号无相应吸收，说明包合
物形成；3号吸收图谱有较弱的吸收，说明包合物经
洗涤已基本洗去残存β-CD表面的挥发油，表明罗勒
油已与β-CD形成包合物。
图5 空白包合物β-CD、挥发油β-CD包合物和挥发油
β-CD混合物显微成像图
空白包合物β-CD
挥发油β-CD包合物
挥发油β-CD混合物
图4 Box-Behnken试验设计模型预测刻画器
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（1.罗勒油石油醚溶液、2.回收包合物的挥发油、3.包合物
的石油醚溶液、4.空白包合物）
图6 罗勒油包合薄层图
波长/nm
1，2，3，4同图6
图7 供试液紫外扫描图
3 讨论
3.1 本实验采用饱和水溶液法进行包合，操作简单，
对设备要求不高，便于工业化生产。在目前的新药研
制中，β-CD包合是保存挥发性成分较为有效和实用的
方法，采用β-CD包合技术，能减少油的逸散，挥发油
粉末化，并增加溶解度，便于制成各种剂型。
3.2 本试验采用Box-Behnken设计，将效应面优化方
法应用于罗勒挥发油包合工艺优化，研究表明，该设
计方法在挥发油包合工艺优化中得到较好的应用，结
果可行，包合率高。
3.3 验证形成的罗勒油-β-CD包合物，采用显微镜观
察、薄层色谱鉴别及紫外可见分光光度法等简便有效
的分析方法，结果表明确已形成包合物，效果较佳。
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